МАТЕРИАЛ С ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫМ ПОКРЫТИЕМ Российский патент 2002 года по МПК A62B17/00 

Предлагаемое изобретение относится к технологии создания люминесцентного покрытия на термостойком материале, используемом, в частности, для изготовления накладок в виде полос для боевой одежды пожарного [1].

Известно люминесцентное керамическое покрытие, нанесенное тонким слоем (до 50 мк) на поверхность подложки. Материал покрытия содержит органическую смолу и фосфорный наполнитель. После нанесения на подложку производят нагрев материала до температуры, необходимой для формирования люминесцентного покрытия [2].

Известен тканый материал с покрытием неорганическим светосоставом на основе клея БФ-6, исходными материалами для которого являются люминофоры ФК-1,..., ФК-9, клей БФ-6 и этиловый спирт [3].

Известен тканый материал с покрытием неорганическим светосоставом на основе прозрачных лаков, исходными материалами для которого являются люминофоры ФК-1,..., ФК-9, лаки ацетил-целлюлозные, нитролаки, а также лаки, обладающие прозрачностью как в видимой части, так и в возбуждающей свечение ультрафиолетовой части спектра [4].

Известные покрытия горючи и не могут быть использованы для нанесения на огнестойкую ткань, применяемую для изготовления накладок в виде полос для боевой одежды пожарного.

Известен наиболее близкий к заявляемому техническому решению, выбранный в качестве ближайшего аналога материал с люминесцентным покрытием, для получения которого люминесцентное покрытие, содержащее неорганический люминофор, выбранный из группы ФК-1,..., ФК-9, и каучуковое соединение в виде резинового клея, в качестве связующего, нанесено на сторону тканевой надложки [5].

Недостатками известного материала с люминесцентным покрытием являются:
- отсутствие тепло- и огнестойкости;
- недостаточная длительность послесвечения - 0,5-1,0 ч и интенсивность его;
- медленное отверждение покрытия - 6-8 ч;
- низкие эксплуатационные качества, что наглядно проявляется в достаточно быстром разрушении люминесцентного покрытия при воздействии на одежду пожарного в процессе эксплуатации знакопеременных нагрузок и истирания - 200000 циклов, 250 г/кВт-ч;
- тонкий одноразовый слой покрытия приводит к снижению его качества.

Технической задачей изобретения является создание нового материала с люминесцентным покрытием, обладающего высокими тепло- и огнестойкостью, большой длительностью послесвечения и интенсивностью его, высокими эксплуатационными качествами, высоким качеством нанесенного покрытия.

Поставленная задача решается тем, что в материале с люминесцентным покрытием, содержащем неорганический люминофор и каучуковое соединение в качестве связующего, оно нанесено на одну сторону тканевой подложки и согласно изобретению в качестве подложки применена огнестойкая ткань, а люминесцентное покрытие выполнено в два слоя, каждый из которых состоит из смеси двух люминофоров ФВ-540-1 и ФB-530D [6] и связующего синтетического каучукового термостойкого низкомолекулярного соединения СКТН [7], в которой на 100 вес. ч. СКТН взято 15-30 вес.ч. люминофора ФВ-540 и 15-30 вес.ч. люминофора ФВ-530D, а для отверждения смеси применен отвердитель К-10С [8] типа метилтриацетоксила в количестве 3,5-5,0 вес.ч. на 100 вес.ч. смеси, причем наружный слой люминесцентного покрытия имеет толщину, меньшую толщины внутреннего слоя, а между подложкой и люминесцентным покрытием расположен слой, нанесенный непосредственно на подложку и включающий каучуковое соединение СКТН, в качестве наполнителя которого использована двуокись титана в количестве 2-4 вес. ч. на 100 вес.ч. СКТН с образованием полимерной смеси, для отверждения которой применен отвердитель К-10С типа метилтриацетоксил в количестве 3,5-5,0 вес.ч на 100 вес.ч. полимерной смеси, причем на другую сторону тканевой подложки нанесен слой каучукового соединения СКТН, для отверждения которого применен отвердитель К-10С в количестве 3,5-5,0 вес.ч. на 100 вес. ч. СКТН.

При таком составе материала с люминесцентным покрытием применение в качестве подложки огнестойкой ткани, а также негорючих каучукового соединения СКТН и отвердителя К-10С в слоях покрытия придает тепло- и огнестойкость материалу с покрытием.

Применение в качестве люминесцентного двухслойного люминофорного покрытия, каждый слой которого включает смесь двух неорганических люминофоров ФВ-540-1 и ФВ-530D, при совместном свечении которых второй люминофор, у которого длительность послесвечения значительно большая, чем у первого, увеличивает длительность послесвечения первого люминофора, повышая длительность свечения люминесцентного покрытия материала и увеличивая интенсивность его за счет присутствия в покрытии двуокиси титана.

Присутствие в каждом слое покрытия отвердителя К-10С повышает скорость отверждения покрытия материала.

Наличие каучукового соединения в слоях люминесцентного покрытия, а также слой покрытия СКТН на обратной стороне материала повышают эксплуатационные качества материала с люминесцентным покрытием, повышая его изгибостойкость и износостойкость.

Выполнение люминесцентного покрытия материала в два слоя, при толщине наружного слоя меньшей, чем толщина внутреннего слоя, повышает качество нанесенного покрытия.

Нижеприведенные примеры иллюстрируют вышеприведенные преимущества заявляемого изобретения.

Пример 1.

а) В мешалку, содержащую 100 кг синтетического низкомолекулярного кремнийсодержащего жидкого каучука СКТН, постепенно добавляют 2 кг двуокиси титана Ti0₂ и мешают в течение 1 ч.

Отбирают 6 кг смеси в емкость 10 л и к ней добавляют 0,21 кг отвердителя К-10С. После тщательного перемешивания смеси с отвердителем в течение 2-3 мин получают состав с жизнеспособностью 1 ч для нанесения в виде первого слоя на подложку.

б) В мешалку загружают 100 кг жидкого каучукового соединения СКТН и сразу же добавляют 15 кг люминофора ФВ-540-1 и 15 кг люминофора ФB-530D и мешают в течение 1 ч.

Отбирают 6 кг смеси в емкость 10 л и к ней добавляют 0,21 кг отвердителя К-10С. После тщательного перемешивания смеси с отвердителем в течение 2-3 мин получают состав с жизнеспособностью 1 ч для нанесения в виде двух слоев на первый слой, причем толщина наружного слоя меньше толщины внутреннего слоя.

в) Отбирают 6 кг жидкого каучукового соединения СКТН в емкость 10 л и к нему добавляют 0,21 кг отвердителя К-10С. После тщательного перемешивания соединения СКТН с отвердителем в течение 2-3 мин получают состав с жизнеспособностью 1 ч для нанесения слоя на обратную сторону подложки.

После нанесения каждого из слоев покрытия на тканую подложку ее сушат в течение 1 мин в камере при температуре 160-180^oС.

Пример 2.

а) В мешалку, содержащую 100 кг синтетического низкомолекулярного кремнийсодержащего жидкого каучука СКТН, постепенно добавляют 3 кг двуокиси титана Тi0₂ и мешают в течение 1 ч.

Отбирают 6 кг смеси в емкость 10 л и к ней добавляют 0,4 кг отвердителя К-10С. После тщательного перемешивания смеси с отвердителем в течение 2-3 мин получают состав с жизнеспособностью 1 ч для нанесения в виде первого слоя на подложку.

б) В мешалку загружают 100 кг жидкого каучукового соединения СКТН и сразу же добавляют 22,5 кг люминофора ФВ-540-1 и 22,5 кг люминофора ФВ-530П и мешают в течение 1 ч.

Отбирают 6 кг смеси в емкость 10 л и к ней добавляют отвердитель К-10С в количестве 0,4 кг. После тщательного перемешивания смеси с отвердителем в течение 2-3 мин получают состав с жизнеспособностью 1 ч для нанесения в виде двух слоев на первый слой, причем толщина наружного слоя меньше толщины внутреннего слоя.

в) Отбирают 6 кг жидкого каучукового соединения СКТН в емкость 10 л и к нему добавляют 0,4 кг отвердителя К-10С. После тщательного перемешивания соединения СКТН с отвердителем в течение 2-3 мин получают состав с жизнеспособностью 1 ч для нанесения слоя на обратную сторону подложки.

После нанесения каждого из слоев покрытия на тканую подложку ее сушат в течение 1 мин в камере при температуре 160-180^oС.

Пример 3.

а) В мешалку, содержащую 100 кг синтетического низкомолекулярного кремнийсодержащего жидкого каучука СКТН, постепенно добавляют 4 кг двуокиси титана ТiO₂ и мешают в течение 1 ч.

Отбирают 6 кг смеси в емкость 10 л и к ней добавляют 0,6 кг отвердителя К-10С. После тщательного перемешивания смеси с отвердителем в течение 2-3 мин получают состав с жизнеспособностью 1 ч для нанесения в виде первого слоя на подложку.

б) В мешалку загружают 100 кг жидкого каучукового соединения СКТН и сразу же добавляют 30 кг люминофора ФВ-540-1 и 30 кг люминофора ФB-530D и мешают в течение 1 ч.

Отбирают 6 кг смеси в емкость 10 л и к ней добавляют отвердитель К-1ОС в количестве 0,6 кг. После тщательного перемешивания смеси в течение 2-3 мин получают состав с жизнеспособностью 1 ч для нанесения в виде двух слоев на первый слой, причем толщина наружного слоя меньше толщины внутреннего слоя.

в) Отбирают 6 кг жидкого каучукового соединения СКТН в емкость 10 л и к нему добавляют 0,6 кг отвердителя К-10С. После тщательного перемешивания соединения СКТН с отвердителем в течение 2-3 мин получают состав с жизнеспособностью 1 ч для нанесения слоя на обратную сторону подложки.

После нанесения каждого из слоев покрытия на тканую подложку ее сушат в течение 1 мин в камере при температуре (160-180^o)С.

При такой технологии нанесения слоев покрытия на тканую основу улучшаются, помимо прочих, следующие свойства многослойного материала с люминесцентным покрытием, имеющие определенные численные показатели (см. таблицу).

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у заявляемого материала по сравнению с наиболее близким аналогом, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна".

Наличие отличительных признаков дает возможность получить положительный эффект, выражающийся в создании нового материала с люминесцентным покрытием, обладающего высокими тепло- и огнестойкостью, большой длительностью послесвечения и интенсивностью его, высокими эксплуатационными качествами, высоким качеством нанесенного покрытия.

Поскольку при исследовании объекта изобретения по патентной и научно-технической литературе не выявлено решений, содержащих признаки заявляемого изобретения, отличные от прототипа, следует сделать вывод, что заявляемое изобретение соответствует критерию "существенные отличия".

Использование заявляемого изобретения в технологии создания люминесцентного покрытия на термостойком материале обеспечивает изобретению соответствие критерию "промышленная применимость".

Источники информации
1. Норма противопожарной безопасности HПБ-157-99. Боевая одежда пожарного. Общие технические требования. Методы испытаний. Главное Управление Государственной противопожарной службы МВД России, М., 1999 г., с. 7, п. 24.

2. Патент США 56355249, кл B 05 D 3/02, опубл. 03.06,97.

3. Люминесцентные материалы для театральной живописи и сценических эффектов. Каталог-справочник. "Гипротеатр", М., 1985 г., с. 9.

4. Люминесцентные материалы для театральной живописи и сценических эффектов. Каталог-справочник. "Гипротеатр", М., 1985 г., с. 10.

5. Люминесцентные материалы для театральной живописи и сценических эффектов. Каталог-справочник. "Гипротеатр", М., 1985 г., с. 9 (прототип).

6. ТУ 6-09-31-30-28-90.

7. ГОСТ 13835-73. Каучук синтетический, термостойкий низкомолекулярный СКТН. Технические условия. Госстандарт. Москва.

8. ТУ 6-02-874-79. Отвердитель К-10С.

Материал с ломинесцентным покрытием для повышения эксплуатационных характеристик содержит в качестве подложки огнестойкую ткань, а люминесцентное покрытие выполнено в два слоя, каждый их которых состоит из смеси двух люминофоров и связующего - синтетического каучукового термостойкого низкомолекулярного соединения СКТН. 1 табл.

Материал с люминесцентным покрытием, для получения которого люминесцентное покрытие, содержащее неорганический люминофор и каучуковое соединение в качестве связующего, нанесено на одну сторону тканевой подложки, отличающийся тем, что в качестве подложки применена огнестойкая ткань, а люминесцентное покрытие выполнено в два слоя, каждый из которых состоит из смеси двух люминофоров ФВ-540-1 и ФВ-530D и связующего - синтетического каучукового термостойкого низкомолекулярного соединения СКТН, в которой на 100 вес. ч. СКТН взято 15-30 вес. ч. люминофора ФВ-540-1 и 15-30 вес. ч. люминофора ФВ-530D, а для отверждения смеси применен отвердитель К-10С типа метилтриацетоксила в количестве 3,5-5,0 вес. ч. на 100 вес. ч. смеси, причем наружный слой люминесцентного покрытия имеет толщину меньшую толщины внутреннего слоя, а между подложкой и люминесцентным покрытием расположен слой, нанесенный непосредственно на подложку и включающий каучуковое соединение СКТН, в качестве наполнителя которого использована двуокись титана в количестве 2-4 вес. ч. на 100 вес. ч. СКТН с образованием полимерной смеси, для отверждения которой применен отвердитель К-10С типа метилтриацетоксил в количестве 3,5-5,0 вес. ч. на 100 вес. ч. полимерной смеси, причем на другую сторону тканевой подложки нанесен слой каучукового соединения СКТН, для отверждения которого применен отвердитель К-10С в количестве 3,5-5,0 вес. ч. на 100 вес. ч СКТН.