СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ С РЕЛЬЕФНЫМ ИЗОБРАЖЕНИЕМ НА ПОВЕРХНОСТИ Российский патент 1998 года по МПК B44C1/24 C08L27/06 

Изобретение относится к изготовлению изделий с рельефным изображением различных рисунков на поверхности, преимущественно на тканевой основе, и может быть использовано для производства художественных аппликаций, нашивок, накладок, шевронов и т.п. изделий, в том числе и многоцветных.

Известен способ нанесения на плоские текстильные изделия рельефных рисунков неравномерной глубины [1].

Известный способ заключается в применении вспененных паст и печатающего устройства. На трафарет рисунка с выемками различной глубины наносят пасту, которую переносят на изделие вдавливанием при помощи эластичного пресса. Затем изделие с рисунком подвергают термообработке.

Недостатком данного способа является длительность процесса образования рельефа и низкое качество изображения, которое заключается в появлении пятен одного цвета на другом, нечеткости границ рисунка, а также в смещении цветов.

Известен способ получения изделий с рельефной поверхностью, включающий термообработку под прессом изделия и полимерного материала [2]. Причем между тканью и слоем вспененного материала укладывают термопластичную пленку. После размыкания формы поры вспененного материала восстанавливают свои размеры.

Известный способ позволяет фиксировать полимерную композицию на ткани, однако он не обеспечивает получение качественных, сложных, многоцветных рисунков на поверхности изделия.

Известен способ изготовления эластичных изделий с декоративным рисунком на поверхности, принятый за прототип [3]. Известный способ заключается в последовательном нанесении на какую-либо основу или подложку, в том числе и из текстильного материала, посредством различных модельных форм с рисунками слоев термопластичной пасты на основе поливинилхлорида. При этом излишки каждого слоя пасты убирают с поверхности формы скребком или подобным приспособлением, а после окончания формирования рисунка полученное изделие подвергают термообработке в инфракрасном нагревательном приборе или печи. Для получения цветных или многоцветных рисунков перед термообработкой слои пасты покрывают шерстяными или хлопчатобумажными очесами необходимого цвета.

Недостаток известного способа заключается в том, что для получения многоцветного рисунка на поверхности изделия требуется несколько модельных форм с элементами рисунка, а также необходимость покрытия каждого слоя пасты цветными очесами, что делает известный способ длительным и трудоемким. Кроме того, известным способом сложно получить рельефное изображение высокого качества.

Известен также способ формирования изделий с декоративной поверхностью, включающий термопрессовку послойносложенных ткани, терпопластичного материала и полимерного материала, по которому рисунок на матрице заполняют пастой следующего состава, мас.ч.: дибутилфталат 25-29, глицерин 13-15, белила титановые 2,5-3,5, поливинилхлоридная смола - остальное до 100 мас.ч., матрицу нагревают до застывания пасты, на матрицу последовательно накладывают ткань, полиэтиленовую пленку, ткань, тонкий войлок и проводят термопрессовку наложенных слоев в течение 20-40 с. Кроме того, для получения многоцветных рисунков перед приготовлением пасты белила титановые подкрашивают цветной краской на масляной основе и заполняют каждую часть рисунка матрицы пастой нужного цвета [4].

Однако известный способ обладает рядом существенных недостатков, ограничивающих его использование. В частности, большое количество глицерина в составе пасты отрицательно сказывается на качестве изображения, так как в процессе эксплуатации изделия глицерин активно поглощает влагу из атмосферы, что приводит к разрыхлению пасты и механическому разрушению изображения; использование в качестве наполнителя белил титановых, содержащих в своем составе растворители и другие добавки, не обеспечивает достаточной "укрывистости", особенно при получении мелких изображений на тканевых основах, и приводит к искажению цветов паст при изготовлении многоцветных изображений, так как растворители обладают способностью растворять различные пигменты, используемые для подкрашивания паст, а наличие в белилах титановых и масляных красках сикатива приводит к нежелательному загустеванию пасты, что затрудняет ее применение, особенно в теплое время года. Малое время прессования, указанное в прототипе, не обеспечивает достаточной адгезии пасты к ткани или другой основе изделия, кроме того, паста, формирующая рисунок на изделии, получится рыхлой и клейкой, так как химические процессы, происходящие в процессе прессования, пройдут неполностью.

Задача изобретения - получение высококачественных изображений на изделиях за счет исключения недостатков прототипа, в особенности при получении многоцветных изображений на тканевых основах.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе получения рельефного изображения на изделии, по которому изображение на матрице заполняют пастой на основе поливинилхлорида, содержащей дибутилфталат, глицерин и наполнитель, производят подсушивание пасты, накладывают на матрицу основу изделия и производят термообработку под давлением, согласно изобретению изображение на матрице заполняют пастой с диоксидом титана в качестве наполнителя при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: дибутилфталат 25-35; глицерин 3-12; диоксид титана 3,5-12; поливинилхлорид - остальное до 100 мас. ч. , подсушивание пасты производят при 50-140^oС в течение 0,6-5 мин, а термообработку ведут при температуре 140-200^oС и давлении 1,4-10 кГс/см² в течение 1-12 мин. Кроме того, для получения многоцветных изображений в пасту добавляют краситель на основе сухого пигмента.

Способ осуществляется следующим образом. На металлической матрице выполняют выемки различной глубины, которые образуют требуемое изображение. Затем на полученный трафарет наносят полимерный материал в виде пасты на основе поливинилхлорида следующего состава, мас.ч.: дибутилфталат 25-35; глицерин 3-12; диоксид титана 3,5-12; поливинилхлорид - остальное до 100 мас.ч.

Заполненную пастой матрицу подсушивают при 50-140^oС в течение 0,6-5 мин. Затем на матрицу рабочей стороной укладывают основу изделия, например ткань, накрывают слоем теплоизоляции и подвергают термообработке под давлением 1,4-10 кГс/см² при 140-200^oС в течение 1,0-12 мин. Перенос пасты на материал и образование изображения происходит в результате термопрессования. Применение пасты на основе поливинилхлорида в совокупности с указанными режимами способствует качественному формованию, затвердеванию и прочному сцеплению с материалом.

Температура термообработки и время выдержки определены экспериментально, а их выбор объясняется тем, что при при температуре ниже 140^oС получается некачественное изображение, при температуре выше 200^oС паста горит, при времени выдержки менее 1,0 мин паста не успевает затвердеть, выдержку свыше 12 мин давать нецелесообразно, так как снижается производительность труда и увеличивается расход энергии, что делает способ изготовления нерентабельным.

Проведенные исследования по определению времени термопрессования ткани в зависимости от единичного объема наносимой пасты показали, что время прессования ткани является функцией объема, то есть в общем виде эта зависимость имеет вид

или
Δτ = 0,53•ΔV
где Δτ - изменение времени прессования в единицу времени, мин;
ΔV - изменение единичного объема наносимой пасты, см³.

В то же время прессование является функцией температуры для единичного объема наносимой пасты
τ = f•(T)
или для единичного объема наносимой пасты 0,1 см³ и менее зависимость имеет вид
Δτ = -0,4ΔT
где Δτ - изменение времени прессования в единицу времени, мин;
ΔT - изменение температуры прессования, К.

В случае, когда единичный объем наносимой пасты больше 0,1 см³, зависимость времени прессования от температуры носит более сложный характер.

Усилие термопрессования может меняться в относительно широких пределах (от 1,4 до 10 кГс/см²), что обеспечивает достаточную степень приклейки (адгезии) пасты к ткани и высокое качество нашивки.

Для получения многоцветного рельефного изображения вначале на матрицу наносят пасту преобладающего цвета в изображении, излишки пасты убирают, а матрицу с пастой подсушивают при температуре 50-140^oС в течение 0,6-5 мин, затем убирают подсушенную пасту с соответствующих углублений матрицы, куда наносят пасту следующего цвета, опять подсушивают ее. Эти операции повторяют многократно, до тех пор, пока будет получено цветное изображение, которое необходимо воспроизвести на материале. Таким образом, применение пасты на основе поливинилхлорида и выбор режимов термопрессования обеспечивает получение качественного и стойкого рельефного изображения. Совмещение операций прессования и термообработки позволяет увеличить производительность труда при сохранении высокого качества получаемого изображения.

Пример 1. Для получения рельефного изображения, например аппликации с изображением гриба мухомора, брали матрицу с предварительно нанесенным на нее изображением рисунка мухомора.

Углубления матрицы представляли собой негатив наносимого изображения и соответствовали требуемому количеству пасты, необходимой для получения изображения. На матрицу посредством приспособления наносили пасту, содержащую, мас.ч.: дибутилфталат 25; глицерин 3; диоксид титана 3,5; красящий пигмент в соответствии с требуемым цветом, поливинилхлорид - остальное до 100.

Вначале наносили пасту преобладающего цвета, в данном примере красную. Излишки пасты снимали, матрицу подсушивали в печи при температуре 50^oС. В углублениях матрицы, соответствующих белому цвету, удаляли подсушенную красную пасту и в эти углубления наносили пасту следующего цвета, в примере - белого. Излишки убирали приспособлением и опять подсушивали. После этого загрязненные места очищали растворителем. Затем ткань изделия рабочей стороной накладывали на матрицу с заполненным пастой рисунком, укрывали слоем теплоизоляции, зажимали в термопрессе и подвергали термопрессованию при 140-165^oС. Полученное изображение мухомора не требовало дальнейшей обработки и было высокого качества.

Пример 2. Для изготовления того же изделия, что и в примере 1, применяли пасту следующего состава, мас. ч.: дибутилфталат 30; глицерин 10; диоксид титана 5; красящий пигмент - в соответствии с требуемым цветом, поливинилхлорид - остальное до 100.

Процесс заполнения матрицы пастой и порядок операций идентичен примеру 1.

Термопрессование в данном случае проводили при 165-180^oС. Полученное изображение было высокого качества и не требовало дальнейшей обработки.

Пример 3. Для изготовления того же изделия, что и в примере 1, использовали пасту, содержащую, мас.ч.: дибутилфталат 35; глицерин 12; диоксид титана 12; красящий пигмент - в соответствии с требуемым цветом, поливинилхлорид - остальное до 100. При этом температура термопрессования составляла 180-200^oС. Полученное изображение было высокого качества и не требовало дальнейшей обработки.

Предлагаемый способ позволяет получить качественные многоцветные рельефные изображения при хорошей стойкости к воздействию моющих и чистящих средств.

Образец аппликации был подвергнут пятикратной обработке в среде перхлорэтилена (по режиму ткани верха), стирке в стиральной машине и растворе синтетического моющего средства при 60^oС. Изменений внешнего вида аппликации по результатам испытаний не наблюдалось (см.таблицу).

Реализация данного способа в условиях серийного производства не требует специального сложного оборудования.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент ГДР N 275283, кл. D 06 C 23/00.

2. Заявка Японии N 3-161313А, кл. В 29 С 43/18.

3. Патент США N 2502926, кл. 18-61, 1950.

4. Заявка BY N 596, кл. В 44 С 1/24, 1995 - прототип.

Способ получения рельефного изображения на изделии, по которому изображение на матрице заполняют пастой на основе поливинилхлорида, содержащей дибутилфталат, глицерин и наполнитель, в качестве последнего используют диоксид титана для получения высококачественных изображений на изделиях. 1 з. п.ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения рельефного изображения на изделия, по которому изображение на матрице заполняют пастой на основе поливинилхлорида, содержащий дибутилфталат, глицерин и наполнитель, производят подсушивание пасты, накладывают на матрицу основу изделия и производят термообработку под давлением, отличающийся тем, что изображение на матрице заполняют пастой с диоксидом титана в качестве наполнителя при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Дибутилфталат - 25 - 35
Глицерин - 3 - 12
Диоксид титана - 3,5 - 12
Поливинилхлорид - Остальное до 100 мас.ч.

подсушивание пасты производят при 50 - 140^oС в течение 0,6 - 5 мин, а термообработку ведут при температуре 140 - 200^oС и давлении 1,4 - 10 кГс/см² в течение 1 - 12 мин.