СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕЛЬЕФНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ИЗДЕЛИИ Российский патент 2001 года по МПК B44C1/24 

Изобретение касается изготовления с рельефным изображением рисунка на поверхности из материалов разнообразной структуры (натуральные и синтетические ткани, кожа, замша, полимерная пленка) и может быть использовано для производства декоративно-отделочных элементов, накладок, шевронов, петлиц, погонов и т.п. изделий, в том числе многоцветных, эластичных и жестких.

Изобретение может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности обувной, кoжгалантерейной, текстильной и т.д.

Известны способы получения одноцветного изображения на основе пластифицированного поливинилхлорида (Николаев А.Ф. Технология пластических масс. - Л. : Химия. 1977, с.69-90) [1]. Известные способы имеют ограниченное применение из-за термообработки изделия при температуре не ниже 145^oC и сложности оборудования.

Известен способ получения рельефного изображения на изделии по патенту РБ N 1899 от 27.10.1993 [2], включающий нанесение на подложку с натуральной основой посредством матрицы с рисунком пасты на основе поливинилхлорида с последующим одновременным прессованием и термообработкой в течение 40-120 с при 161-180^oC.

Известный способ предназначен для получения многоцветных изображений только на изделиях натуральной ткани, для которых требуется термопрессованние при температуре 161-180^oC.

Однако большинство современных тканей и красителей не выдерживает таких высоких температур даже кратковременно. Это обуславливает низкое качество сложных многоцветных рисунков на поверхности изделия, которое заключается в подгорании ткани (засаленности), потере яркости цвета, рыхлости рисунка, ухудшении противоизносных свойств.

Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления изделий с рельефным изображением на поверхности по патенту РФ N 2109641 [3], по которому изображение на матрице заполняют пастой на основе поливинилхлорида, содержащей дибутилфталат, глицерин, диоксид титана, производят подсушивание пасты при 50-140^oC в течение 0,6-5 мин и производят термообработку при температуре 140-200^oC и давлении 1,4-10 кГс/см в течение 1-12 мин при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:
Дибутилфталат - 25-35
Глицерин - 3-12
Диоксид титана - 3,5-12
Поливинилхлорид - Остальное до 100 вес. ч.

По сравнению с аналогом [2] в известном способе-прототипе [3] термопрессование можно осуществлять при более низких температурах и тем самым улучшить качество рельефного изображения. Однако известный способ обладает рядом существенных недостатков.

Например, известный способ не может быть использован для изготовления изделий из кожи, замши, полимерной пленки, синтетических тканей, так как при использовании пасты, указанной в формуле изобретения, даже при термообработке в течение 1 мин и температуре 140^oC происходит подплавление синтетической основы. Упрощенный состав пасты не позволяет получить изделия с качественным рельефным изображением на различных современных основах, чувствительных к температурному воздействию, а также ограничивает их использование в сложных условиях эксплуатации, с большими перепадами температур, влажности, агрессивности среды и т.п. Это объясняется тем, что в составе пасты содержится небольшое количество (25-35 вес.ч.) дибутилфталата, используемого в основном в качестве мягчителя, что не позволяет получить достаточно пластифицированный поливинилхлорид, способный придать рельефному изображению гибкость, снизить его хрупкость при больших перепадах температур, влажности, уберечь изображение от растрескивания и расслаивания при использовании в агрессивных средах.

Кроме того, содержание в составе пасты глицерина до 12 вес.ч. приводит к ее неоднородности, увеличению вязкости и способствует уменьшению эластичности рельефного изображения.

Задачей, решаемой изобретением, является создание способа получения рельефного изображения на изделии из натуральной и синтетической ткани, в том числе на замше, коже, полимерной пленке, который обеспечивает высокую укрывистость, адгезию, устойчивость к механическому воздействию и к агрессивным средам, а также изготовление многоцветных рельефных изображений, эластичных и жестких, в зависимости от требований эксплуатации.

Необходимость решения указанной задачи возникла в связи с обращением ряда предприятий РБ, использующих отделочные элементы, шевроны, погоны и т. п. в своем производстве. Это, в частности, обувная фирма "Марко", Витебская обувная фабрика "Красный Октябрь", Управление белорусской железной дороги и др.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения рельефного изображения на изделии путем нанесения на изделие посредством матрицы полимерной композиции на основе поливинилхлорида, содержащей пластификатор-растворитель, глицерин и диоксид титана, подсушивания полимерной композиции, прессования с нагревом, согласно изобретению полимерная композиция содержит в качестве пластификатора-растворителя сложный эфир двухосновной кислоты, выбранный, по меньшей мере, один из группы, включающей диоктилфталат, дибутилфталат, дибутилсебацинат, трикрезилфосфат и дополнительно - алюмосиликат, слюдумусковит, модифицирующую добавку из ряда поликонденсационных смол: алкидных, мочевино- и меламиноформальдегидных или эмалей на их основе, катализатор из группы неорганических или органических кислот при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Поливинилхлорид - 100
Пластификатор-растворитель, выбранный, по меньшей мере, один из группы, включающей диоктилфталат, дибутилфталат, дибутилсебацинат, трикрезилфосфат - 50-55
Глицерин - 3-5
Диоксид титана - 6-9
Алюмосиликат - 3-4
Слюда-мусковит - 1-1,5
Модифицирующая добавка из ряда поликонденсационных смол: алкидных, мочевино- и меламиноформальдегидных или эмалей на их основе - 5-7
Катализатор из группы неорганических или органических кислот - 0,5-1,0
причем компоненты полимерной композиции предварительно подвергают термостатированию, а прессование производят при давлении 2000-2800 кг/м² и температуре 80-135^oC в течение 1,5-8 мин.

Кроме того, для получения многоцветных рельефных изображений в полимерную композицию добавляют красители. Кроме того, для обеспечения жесткости рельефного изображения в полимерную композицию добавляют стабилизатор из группы карбонатов и/или фосфатов.

Располагая заданной основой, изделия, аналитически определена необходимость введения в состав полимерной композиции алюмосиликата, слюды-мусковит, которые способствуют хорошей укрывистости и адгезии, одновременно придавая рельефному изображению высокую белизну и эффект переливающейся краски.

Модифицирующая добавка из ряда поликонденсационных смол в количестве, не превышающем 5-7 вес.ч., повышает адгезию к изделию.

Катализатор из группы неорганических или органических кислот снижает температуру и ускоряет процесс получения рельефного изображения.

Кроме того, использование в составе полимерной композиции в качестве пластификатора-растворителя сложного эфира двухосновной кислоты, выбранного, по меньшей мере, как один из группы, включающей диоктилфталат, дибутилфталат, дибутилсебацинат, трикрезилфосфат, обеспечило необходимую степень пластификации полимерной композиции, которая придает изделию гибкость, снижает хрупкость и увеличивает его срок службы в сложных условиях эксплуатации.

Из физико-химических свойств компонентов полимерной композиции следует, что все ее компоненты не только совместимы, но и действуют как синергисты, усиливая друг друга в направлении решения поставленной задачи.

Указанные отличия позволяют получить на разнообразных современных основах рельефное изображение с высокими противоизносными свойствами, позволяющими использовать их в сложных условиях эксплуатации.

Для подтверждения возможности осуществления изобретения были подготовлены составы полимерной композиции (см. табл. 1). Компоненты полимерной композиции предварительно подвергают термостатированию для улучшения качества поверхности рельефного изображения. Процесс термостатирования производят при температуре 70-80^oC в течение 1-2 ч.

Время термостатирования устанавливают в зависимости от влажности компонентов.

На металлическую матрицу наносят негатив требуемого рельефного изображения и заполняют его подготовленной полимерной композицией, после чего матрицу подсушивают при температуре 80^oC в течение 1 мин. Излишки композиции убирают, матрицу охлаждают и промывают, затем на поверхность матрицы накладывают основу изделия, например, полимерную пленку, кожу, замшу, синтетические ткани или натуральные, накрывают уплотняющей тканью и производят прессование с нагревом при температуре 80-135^oC в течение 1,5-8 мин под давлением 2000-2800 кг/м². Указанные операции и режимы способа обеспечивают получение рельефного изображения на изделиях с разнообразной основой, чувствительной к температуре, с качественной укрывистостью, адгезией и хорошими декоративными свойствами.

После прессования с матрицы удаляют уплотняющую ткань, матрицу охлаждают и снимают основу изделия с требуемым рельефным изображением.

Экспериментально было установлено оптимальное сочетание состава полимерной композиции и режимов осуществления способа для получения качественного рельефного изображения на изделиях с синтетической и натуральной основой, не деформируя ее структуры. Прессование при температуре ниже 80^oC не обеспечивает качественного изображения вследствие неполного процесса полимеризации, а выше 135^oC может деформировать структуру основы изделия. Время прессования менее 1,5 мин снижает адгезию к изделию, а свыше 8 мин способствует разрушению основы изделия.

Давление прессования в пределах 2000-2800 кг/м² выбрано оптимальным для сохранения рельефа изображения на известных современных тканях.

Для получения многоцветного рельефного изображения в полимерную композицию добавляют красители, совместимые с поливинилхлоридом и пластификатором-растворителем. Например, для получения рельефного изображения на отделочном элементе для обуви добавляют черный и бежевый красители в соответствии с требуемой глубиной цвета. Вначале на матрицу наносят композицию преобладающего черного цвета в изображении, подсушивают, излишки убирают. Затем наносят композицию бежевого цвета, опять подсушивают и излишки убирают. Матрицу промывают, накладывают основу и уплотняющую ткань, производят прессование с нагревом при 80-135^oC и давлении 2000-2800 кг/м² в течение 1,5-8 мин, после чего с матрицы удаляют уплотняющую ткань, матрицу охлаждают и снимают основу изделия с полученным многоцветным рельефным изображением.

Полученные многоцветные рельефные изображения на изделиях подвергались многократной обработке в стиральной машине в растворе синтетического моющего средства при температуре 60^oC, химической чистке органическими растворителями, трению, а также испытывали на устойчивость к резким колебаниям температур, длительному воздействию света, воды, пота. Результаты испытаний на устойчивость рельефного многоцветного изображения приведены в табл. 2.

Для обеспечения жесткости рельефного изображения добавляют стабилизатор из группы карбонатов и/или фосфатов, например, карбонат натрия и/или фосфат натрия.

Были изготовлены шевроны, петлицы, погоны. Количество добавляемого карбоната натрия и/или фосфата натрия зависит от необходимой степени жесткости изделия. Например, для изготовления петлиц добавляют 2 мас. ч. карбоната натрия или 2 мас. ч. фосфата натрия. Такой же эффект в части жесткости получают при совместном добавлении 1 мас. ч. карбоната натрия и 1 мас. ч. фосфата натрия.

Полученное рельефное изображение было высокого качества в части жесткости, адгезии и прочности (устойчивости) в сложных условиях эксплуатации. Образец петлицы подвергают двукратному сложению и сухому трению при нагрузке 0,82 кг/см² в течение 15 мин. Деформации и отслаивания пленки не произошло.

Реализация заявленного способа получения рельефного изображения не требует специального оборудования.

Источники информации
1. Николаев А.Ф. Технология пластических масс. - Л.: Химия, 1977.

2. Патент РБ N 1899 МПК⁶ D 06 C 23/00; B 41 T 19/00; B 29 C 43/20.

3. Патент РФ N 2109641 МПК⁶ B 44 C 1/24; C 08 L 27/06 (прототип).

Способ получения рельефного изображения на изделии для повышения качества заключается в том, полимерная композиция содержит в качестве пластификатора-растворителя сложный эфир двухосновных кислот, выбранный, по меньшей мере, один из группы, включающей диоктилфталат, дибутилфталат, дибутилсебацинат, трикрезилфосфат. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ получения рельефного изображения на изделии путем нанесения на изделие посредством матрицы полимерной композиции на основе поливинилхдорида, содержащей пластификатор-растворитель, глицерин и диоксид титана, подсушивания полимерной композиции, прессования с нагревом, отличающийся тем, что полимерная композиция содержит в качестве пластификатора-растворителя сложный эфир двухосновных кислот, выбранный, по меньшей мере, один из группы, включающей диоктилфталат, дибутилфталат, дибутилсебацинат, трикрезилфосфат, и дополнительно - алюмосиликат, слюду-мусковит, модифицирующую добавку из ряда поликонденсационных смол: алкидных, мочевино- и меламиноформальдегидных или эмалей на их основе и катализатор из группы неорганических или органических кислот при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Поливинилхлорид - 100
Пластификатор-растворитель, выбранный, по меньшей мере, один из группы, включающей диоктилфталат, дибутилфталат, дибутилсебацинат, тpикpeзилфосфат - 50 - 55
Глицерин - 3 - 5
Диоксид титана - 6 - 9
Алюмосиликат - 3 - 4
Слюда-мусковит - 1 - 1,5
Модифицирующая добавка из ряда поликонденсационных смол: алкидных, мочевино- и меламиноформальдегидных или эмалей на их основе - 5 - 7
Катализатор из группы неорганических или органических кислот - 0,5 - 1,0
причем компоненты полимерной композиции предварительно подвергают термостатированию, а прессование производят при давлении 2000 - 2800 кг/м² и температуре 80 - 135^oС в течение 1,5 - 8 мин. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в полимерную композицию добавляют красители. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в полимерную композицию добавляют стабилизатор из группы карбонатов и/или фосфатов.