МНОГОСЛОЙНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2001 года по МПК D06N3/04 

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к производству многослойных материалов технического назначения, предназначенных, например, для переплетов книжной продукции, тетрадей, альбомов и т.п.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является искусственная кожа, изготовленная при нанесении на нетканую основу ПВХ композиции, включающей ПВХ дисперсию полимера, пластификаторы, загустители, наполнители, вспенивающие вещества, стабилизаторы и пигменты, патент GB 1113272 А, кл. D 06 N 3/04, опубл. 08.05.1968г.

Известное техническое решение не обеспечивает высокую светостойкость полимерного покрытия материала, при этом наблюдается
- ухудшение четкости рисунка тиснения полимерной пленки при эксплуатации материала, ведущей к снижению его товарного вида;
- прилипание переплетных крышек, изготовленных из данного многослойного материала, при отделке полиграфическими фольгами и печатными красками к деталям отделочных тиснильных прессов и печатных машин, что приводит к вынужденным остановам оборудования и образованию брака продукции;
- слипание переплетенных книжных блоков, изготовленных с применением данного материала, в процессе обжима, штабелирования и прессования, проявляющееся по поверхности материала обложек крышек, что приводит к необходимости "разбивать" слипшиеся книги и вследствие этого нарушается пленка поверхности материала с образованием крупных дефектов, ухудшающих товарный вид книг.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение качества многослойного материала за счет повышения его светостойкости, улучшения качества тиснения пленочного покрытия материала - четкости рисунка и повышение технологичности процесса изготовления книжной продукции из данного материала за счет устранения прилипания переплетных крышек при отделке на тиснильных прессах и слипания книг при укладке их в кипы.

Поставленная цель достигается тем, что многослойный материал включает бумажную основу и полимерное покрытие, по меньшей мере один слой, состоящее из композиции следующего состава, мас.ч.:
Поливинилхлорид - 100
Смесь пластификаторов - 35-45
Смесь наполнителей - 22-28
стабилизаторы:
Стеарат кальция - 1,9-2,2
Комплексный барий-кадмиевый - 2,8-3,2
Пигмент - 1,9-2,4
- за счет блокирования (капсулирования) частиц поливинилхлорида снижается аутогезия основного полимера пленочного покрытия материала, вследствие чего предотвращается слипание переплетных крышек, изготовленных из этого материала, создается оптимальное скольжение книг;
- полимерная композиция представляет собой высокодиспергированную смесь различных по морфологии, природе и гранулометрическому составу наполнителей в среде пластифицированной поливинилхлоридной матрицы, при этом обеспечивается оптимальная упаковка частиц минеральных и органических наполнителей, что приводит к улучшению характеристик покрытия материала: полностью устраняется липкость и повышается светостойкость;
- выбранные сочетания пластификаторов и наполнителей при заявленных соотношениях придают поверхности пленки материала высокие органолептические свойства, оригинальный внешний вид, а также теплую и сухую ощупь.

Кроме того, следует отметить, что использование в предлагаемом техническом решении смеси пластификаторов, содержащей ди-(2-этилгексил)-фталат и пластифицирующую добавку ПЛ-102 в заявленном диапазоне соотношений, в полимерной композиции, наносимой на бумажную основу, при соблюдении всех заявленных существенных признаков приводит к достижению неожиданного эффекта, а именно:
- при затирании сыпучих ингредиентов в смеси пластификаторов наблюдается быстрая гомогенизация образующейся пасты и стабильная ее текучесть, при этом пластифицирующая добавка ПЛ-102 обеспечивает создание буферной системы пластификации, с одной стороны, для поливинилхлоридной матрицы, а с другой - для смеси наполнителей, в которой порошковая целлюлоза, благодаря особенности морфологии частиц: пористости, рыхлости, анизометрии, способствует высокой интеграции порций ингредиентов в массе полимерной композиции.

Нарушение состава и соотношений компонентов в многослойном материале приводит к нарушению его структуры и, как следствие, к потере физико-механических свойств материала и возможности дальнейшего применения его по назначению.

В предложенном техническом решении использовали следующие компоненты:
Поливинилхлорид, смола суспензионная марки С 70-58 ГОСТ 14332-78 Ди-(2-этилгексил)-фталат ГОСТ 8728-88
Пластифицирующая добавка ПЛ-102 - смесь на основе продуктов олигомеризации диоксановых спиртов в смеси с хлорпарафином ТУ 6-00-002100-51-043-99
Наполнители:
1. Мел природный обогащенный ГОСТ 12085-88 или мел химически осажденный ГОСТ 8253-79
2. Порошковая целлюлоза ТУ 84-402-42-89
Стабилизаторы:
Комплексный барий-кадмиевый ТУ 6-09-17-319-96
2. Стеарат кальция ТУ 6-14-722-76 Пигменты:
1. Зеленый фталоцианиновый ТУ 6-14-408-76
2. Голубой фталоцианиновый ГОСТ 6220-76
3. Красный железоокисный марок К и KM ТУ 6-10-602-77
4. Оксид цинка ГОСТ 202-84
5. Диоксид титана ГОСТ 9808-84
6. Глубокий черный ТУ 6-14-374-76
Бумага-основа ТУ ОП 13-00279163-037-97
В предложенном техническом решении материалы испытывались по следующим показателям:
1. Липкость определялась по ГОСТ 9236-74.

Для определения показателя липкости от каждого куска, отобранного для испытания, отрезают по два образца размером 100 x 30 мм. Образцы складывают лицевой стороной друг к другу и закладывают между стеклами, имеющими одинаковый размер с образцами. На верхнее стекло ставят груз массой 5 кг на 10 мин. После снятия груза образцы должны свободно отставать друг от друга.

2. Светостойкость по ГОСТ 9780-78
3. Слипание по ГОСТ 10719-75
4. Четкость рисунка тиснения - визуально при увеличении x3.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

Для получения многослойного материала готовят полимерную композицию следующего состава, мас.ч.:
ПВХ-смола - 100
Смесь пластификаторов - 35
Смесь наполнителей - 22
стабилизаторы:
Стеарат кальция - 1,9
Комплексный барий-кадмиевый - 2,8
Пигмент - 1,9
при этом смесь пластификаторов содержит ди-(2-этилгексил)-фталат и пластифицирующую добавку ПЛ-102 в соотношении 5 : 1, а смесь наполнителей включает мел и порошковую целлюлозу в соотношении 15 : 1, при соотношении слоев основы и покрытия по массе соответственно 1 : 1,8.

Мел, порошковую целлюлозу и стабилизаторы подают в горячую камеру двухстадийного смесителя в виде пасты в смеси пластификаторов, туда же подают смолу. Перемешивают в течение 10-15 мин при 80-85^oC. После холодной камеры двухстадийного смесителя смесь подают в интенсивный смеситель, куда добавляют пигмент. Готовую композицию подают на вальцы, имеющие температуру 160-165^oC. Далее на каландре получают пленочное покрытие, которое наносится на бумажную основу. Свойства материала представлены в таблице.

Примеры 2-3.

То же, что в примере 1, свойства материала представлены при среднем и максимальном значениях заявленного состава, при среднем значении указанных соотношений смести пластификаторов, смеси наполнителей и слоев материала.

Примеры 4-5.

То же, что в примере 1. Свойства материала представлены при выходе за минимальные и максимальные значения заявленного композиционного состава, при этом смесь пластификаторов содержит ди-(2-этилгексил)-фталат и пластифицирующую добавку ПЛ-102 в соотношении 5 : 1, а смесь наполнителей включает мел и порошковую целлюлозу в соотношении 15 : 1, при соотношении слоев основы и покрытия 1 : 1,8.

Примеры 6-8.

То же, что в примере 1. Свойства материала представлены в таблице, при этом смесь пластификаторов содержит ди-(2-этилгексил)-фталат и пластифицирующую добавку ПЛ-102 в соотношении 4 : 1, а смесь наполнителей включает мел и порошковую целлюлозу в соотношении 15 : 1, при соотношении слоев основы и покрытия по массе 1 : 1,8, при минимальном, среднем и максимальном значениях заявленного состава композиции.

Примеры 9-10.

То же, что в примере 1. Свойства материала представлены в таблице, при этом смесь пластификаторов содержит ди-(2-этилгексил)-фталат и пластифицирующую добавку ПЛ-102 в соотношении 4 : 1, а смесь наполнителей включает мел и порошковую целлюлозу в соотношении 15 : 1, при соотношении слоев основы и покрытия по массе 1 : 1,8, при выходе заявленного состава композиции за минимальное и максимальное значения.

Примеры 11-13.

То же, что в примере 1. Свойства материала представлены в таблице, при этом смесь пластификаторов содержит ди-(2-этилгексил)-фталат и пластифицирующую добавку ПЛ-102 в соотношении 6 : 1, а смесь наполнителей включает мел и порошковую целлюлозу в соотношении 15 : 1, при соотношении слоев основы и покрытия по массе 1 : 1,8, при минимальном, среднем и максимальном значениях заявленного состава композиции.

Примеры 14-15.

То же, что в примере 1. Свойства материала представлены в таблице, при этом смесь пластификаторов содержит ди-(2-этилгексил)-фталат и пластифицирующую добавку ПЛ-102 в соотношении 6 : 1, а смесь наполнителей включает мел и порошковую целлюлозу в соотношении 15 : 1, при соотношении слоев основы и покрытия по массе 1 : 1,8, при выходе заявленного состава композиции за минимальное и максимальное значения.

Примеры 16-18.

То же, что в примере 1. Свойства материала представлены в таблице, при этом смесь пластификаторов содержит ди-(2-этилгексил)-фталат и пластифицирующую добавку ПЛ-102 в соотношении 5 : 1, а смесь наполнителей включает мел и порошковую целлюлозу в соотношении 9 : 1, при соотношении слоев основы и покрытия по массе 1: 1,8, при минимальном, среднем и максимальном значениях заявленного состава композиции.

Примеры 19-20.

То же, что в примере 1. Свойства материала представлены в таблице, при этом смесь пластификаторов содержит ди-(2-этилгексил)-фталат и пластифицирующую добавку ПЛ-102 в соотношении 5 : 1, а смесь наполнителей включает мел и порошковую целлюлозу в соотношении 9 : 1, при соотношении слоев основы и покрытия 1 : 1,8, при выходе заявленного состава композиции за минимальное и максимальное значения.

Примеры 21-23.

То же, что в примере 1. Свойства материала представлены в таблице, при этом смесь пластификаторов содержит ди-(2-этилгексил)-фталат и пластифицирующую добавку ПЛ-102 в соотношении 5 : 1, а смесь наполнителей включает мел и порошковую целлюлозу в соотношении 19 : 1, при соотношении слоев основы и покрытия 1 : 1,8, при минимальном, среднем и максимальном значениях заявленного состава композиции.

Примеры 24-25.

То же, что в примере 1. Свойства материала представлены в таблице, при этом смесь пластификаторов содержит ди-(2-этилгексил)-фталат и пластифицирующую добавку ПЛ-102 в соотношении 5 : 1, а смесь наполнителей включает мел и порошковую целлюлозу в соотношении 19 : 1, при соотношении слоев основы и покрытия 1 : 1,8, при выходе заявленного состава композиции за минимальное и максимальное значения.

Примеры 26-27 (контрольные).

То же, что в примере 22. Свойства материала представлены в таблице, при этом смесь пластификаторов содержит ди-(2- этилгексил)-фталат и пластифицирующую добавку ПЛ-102 в соотношении 5 : 1, а смесь наполнителей мел и порошковая целлюлоза взяты в первом случае в соотношении 8 : 1, а во втором - 20 : 1, при среднем значении заявленного состава композиции и соотношения слоев.

Примеры 28-29 (контрольные).

То же, что в примере 22. Свойства материала представлены в таблице, при этом смесь пластификаторов ди-(2-этилгексил)-фталат и пластифицирующую добавку ПЛ-102 взяты, в первом случае, в соотношении 3 : 1, а в другом -7 : 1, а смесь наполнителей мел и порошковая целлюлоза взяты в соотношении 15 : 1, при среднем значении заявленного состава композиции и соотношения слоев.

Примеры 30-31 (контрольные).

То же, что в примере 22. Свойства материала представлены в таблице, соотношение слоев материала по массе: основы и покрытия в первом случае 1 : 1,3, а во втором -1 : 2,1, при среднем значении состава композиции, соотношения смесей пластификаторов и наполнителей, при этом в первом случае наблюдается плохая укрывистость основы, а во втором материал получается грубым и жестким.

Примеры 32-34.

То же, что в примере 1. Свойства материала представлены при минимальных, средних и максимальных значениях всех заявленных признаков.

С увеличением числа слоев полимерного покрытия свойства многослойного материала не изменяются.

При выходе за минимальные и максимальные значения всех заявленных признаков материал не получается.

Из данных, представленных в таблице, видно, что заявленная совокупность существенных признаков позволяет создать материал с высокими физико-механическими свойствами, при этом липкость устраняется полностью, слипание по сравнению с прототипом понижается на 40%, светостойкость повышается на 25%, четкость рисунка тиснения стабильная, что в конечном итоге позволяет создать новый ассортимент многослойных материалов, например, для переплетов книжной продукции.

Нарушение состава и соотношений компонентов в многослойном материале приводит к нарушению его структуры и, как следствие, к потере физико-механических свойств материала и возможности дальнейшего применения его по назначению.

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к производству многослойных материалов технического назначения. Технической задачей изобретения является улучшение качества многослойного материала за счет повышения его светостойкости, улучшения качества тиснения пленочного покрытия материала - четкости рисунка и повышение технологичности процесса изготовления книжной продукции из данного материала за счет устранения прилипания переплетных крышек при отделке на тиснильных прессах и слипания книг при укладке их в кипы. Поставленная задача достигается тем, что многослойный материал включает бумажную основу и полимерное покрытие, имеющее по меньшей мере один слой и состоящее из композиции следующего состава, мас.ч: поливинилхлорид 100, смесь пластификаторов 35-45, смесь наполнителей 22-28, стабилизаторы: стеарат кальция 1,9-2,2, комплексный барий-кадмиевый 2,8-3,2, пигмент 1,9-2,4, при этом смесь пластификаторов содержит ди-(2-этилгексил)-фталат и пластифицирующую добавку ПЛ-102 в соотношении 4-6:1, а смесь наполнителей включает мел и порошковую целлюлозу в соотношении 9-19:1 при соотношении слоев основы и покрытия по массе соответственно 1:1,4-2,0. 1 табл.

Многослойный материал, включающий бумажную основу и полимерное покрытие, имеющее по меньшей мере один слой и состоящее из композиции следующего состава, маc.ч:
Поливинилхлорид - 100
Смесь пластификаторов - 35-45
Смесь наполнителей - 22-28
cтабилизаторы:
Стеарат кальция - 1,9-2,2
Комплексный барий-кадмиевый - 2,8-3,2
Пигменты - 1,9-2,4
при этом смесь пластификаторов содержит ди-(2-этилгексил)-фталат и пластифицирующую добавку ПЛ-102 - смесь на основе продуктов олигомеризации диоксановых спиртов в смеси с хлорпарафином в соотношении 4-6:1, а смесь наполнителей включает мел и порошковую целлюлозу в соотношении 9-19:1 при соотношении слоев основы и покрытия по массе соответственно 1:1,4-2,0.