СОСТАВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОЛИГРАФИЧЕСКОЙ ПЕЧАТИ И ЖИВОПИСИ Российский патент 2003 года по МПК B44D7/00 C09D123/22 

Изобретение относится к полиграфической промышленности и к живописи, а именно к защитному покрытию от осыпания и размазывания изображения, выполненного различными красителями на различных подложках.

Известны составы (композиции), включающие органические растворители: уайт-спирит, бутиловый и этиловый спирты, бензин, толуол, ксилол, бензол, дибутилфталат, хлопковое и льняное масло, олифа натуральная и др. Химреактивы: оксид кремния (IV), гидроксид кальция, а также аэросил, диатомит, канифоль, воск, церезин, этилцеллюлозу, различные красители, лаки и др. (1-5).

Однако все они имеют общий недостаток - многокомпонентность, а это в свою очередь приводит к сложности приготовления растворов, дороговизне, токсичности и многие пленкообразующие вещества в таком наборе химреактивов при высыхании теряют эластичность, что крайне нежелательно для тонких и гибких подложек. Кроме того, эти защитные покрытия имеют слабую адгезию к подложкам из-за взаимодействия клеевых способностей составов только с поверхностью подложек, а не на уровне молекулярных и структурных соединений.

Известно, что молекулярные и структурные соединения гораздо выше поверхностных. Кроме того, водные и спиртовые растворы при нанесении их на изображения просто размазывают их (тушь, гуашь).

Наиболее близким по составу к заявляемому техническому решению является "Состав для защиты печати и живописи", содержащий смесь по крайней мере двух высших алифатических спиртов, имеющих от 14 до 55 углеродных атомов и до трех гидроксильных групп в молекуле (6).

Однако данный состав не обеспечивает надежной защиты полиграфической печати, в том числе на виниловых подложках, а также художественных рисунков, выполненных различными красящими веществами.

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение надежной защиты полиграфической печати, в том числе на виниловых подложках, а также художественных рисунков, выполненных различными красящими веществами, от гуаши до масляных красок, на различных подложках.

Поставленная задача реализуется тем, что предлагаемый состав для защиты печатной продукции и живописи, содержащий смесь защитных агентов, в качестве смеси защитных агентов он содержит полиизобутилен "П-118" с молекулярной массой 100000-134000, циклогексанон и бензин "Нефрас II" при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиизобутилен "П-118" с молекулярной массой 100000-134000 - 2,5-5,0
Циклогексанон - 5-35
Бензин "Нефрас-II" - Остальное
Сопоставительный анализ с прототипом (6) позволяет сделать вывод, что заявляемый защитный состав отличается от прототипа как введением нового компонента (циклогексанона), так и весовым соотношением полиизобутилена.

Бензин "Нефрас II" (БР-2) - экстракционный прямой перегонки нефти почти не содержит ароматических соединений, токсичных присадок, что делает его применение относительно безвредным.

Циклогексанон (пимелиновый кетон) С₆Н₁₀О - органический растворитель, ПДК - 10 мг/м³, t_кип 155,5^oС.

Полиизобутилен - это карбоцепной полимер, описываемый общей формулой с молекулярной массой 100-134 тыс., т.е. марки "П-118".

В основном, такие полиизобутилены и с мол. массой более 134 тыс. применяются для изготовления антикоррозийных гидроизоляционных покрытий, злектроизоляций, герметиков (5).

В данном случае полиизобутилен "П-118" хорошо растворяется в бензине "Нефрас-II" и дает совершенно прозрачный раствор, который обладает хорошей текучестью и главное высокой проникаемостью как в структуры подложек, так и структуры красителей и тонеров при печати на лазерных принтерах.

Одним из достоинств защитного покрытия является то, что полиизобутилен благодаря своей текучести легко проникает в межмолекулярную структуру красителей, набухшую (полурастворенную) поверхность ПВХ, трещины и свободные промежутки между неспекшимися частичками (кристаллами) тонера, а также в межволоконную структуру бумажных подложек.

Полиизобутилен с такой мол. массой не обладает клеящими свойствами (липкостью) в привычном нашем понимании, он прочно сшивает (связывает) молекулы, пачки молекул красителей и ПВХ, кристаллы, волокна подложек и при высыхании остается прозрачным и эластичным, не позволяя растрескиваться и осыпаться красителям. Кроме того, при высыхании он образует гидрофобную пленку от нескольких микрон до 0,1 мм.

В свою очередь молекулы бензина, связанные молекулами (пачками молекул) полиизобутилена, теряют способность растворять красители: гуашь, акварельные, масляные и офсетные краски, тушь, пасты и чернила плоттеров, поэтому при нанесении раствора (кистью, валиком или тампоном) на изображения, печать и рисунки не размазываются.

В данном составе циклогексанон не растворяет полиизобутилен и красители и остается свободным растворителем. Оставаясь свободным растворителем, он способствует кратковременному набуханию поверхности и тем самым позволяет молекулам (пачкам молекул) полиизбутилена внедриться в структуру ПВХ, сшиваться с их молекулами (пачками) и тем самым прочно связывает красители и тонер с подложкой ПВХ.

При нанесении защитного состава на бумажную подложку циклогексанон играет роль замедлителя высыхания, т.е. увеличения времени высыхания, чтобы дать возможность молекулам (пачкам молекул) полиизобутилена внедриться в структуры подложек и красителей как можно глубже.

Другим, не менее важным достоинством предлагаемого защитного слоя является то, что после нанесения его на бумажные подложки (полиграфической продукции или живописи), они (подложки) не деформируются и не коробятся при высыхании защитного слоя. Кроме того, на высохший защитный слой можно вновь наносить изображения (красители, производить печать) и вновь защищать этим же раствором. Высохший материал (после покрытия) можно опускать в воду. Печать и рисунки (защищенные изображения) не размазываются, не дают разводов, и бумага не коробится. Даже рисунок, выполненный гуашью, не смывается и не осыпается.

Нужно иметь ввиду, что тонкую бумагу (75-110 г/м²) перед опусканием в воду желательно покрыть (защитить) и обратную сторону, иначе намокнув, бумага, не выдержав собственной тяжести, порвется, то же может случиться и с чертежной бумагой при очень сильном раскисании.

Таким образом, внедренный полиизобутилен в структуру подложек и красителей становится неотъемлемой и неотделимой частью поверхности.

Полиизобутилен в данном конкретном составе открывает новые, ранее не известные (не используемые) свойства, а именно, не обладая клеящей способностью (липкостью), сшивать молекулы (пачки молекул) различных красителей с различными их свойствами с подложками в единое целое, не теряя при этом прозрачности, эластичности и гибкости, придавая подложкам с изображениями свойство гидрофобности Растворы готовят следующим образом:
Пример 1
Виниловые подложки "ORACAL", "RAFLATAC" фирмы "OCFOL" Образец 2 и 3 - полиэтилентерефталатная основа (калька лавсановая), при этом образец 2 - издательский оригинал, вычерчен тушью и оформлен образцом 1; образец 3 - офсетная печать.

Полиизобутилен "П-118" - 2,5-3,0
Циклогексанон - 20-35
Бензин "Нефрас-II" - Остальное
Полиизобутилен растворяют в 2/3 частях бензина, 1/3 бензина смешивается с циклогексаноном и вливают в растворенный полиизобутилен при перемешивании.

Полученный раствор совершенно прозрачен и обладает всеми вышеперечисленными свойствами.

При увеличении содержания полиизобутилена защитный слой будет деформировать (скручивать) виниловую подложку после ее отделения от основы. При уменьшении его содержания будут частично осыпаться буквы.

При увеличении содержания циклогексанона виниловая подложка будет сильно растворяться и текст будет неровным (деформированным), при меньшем содержании будет слабое сшивание полиизобутилена с ПВХ.

Образец 1, печать выполнена на обычном лазерном принтере, прочно удерживается на поверхности ПВХ. Подрезать надпись (слово), отделить от подложки и перенести на оформляемый материал, слегка прижать - если подпись необходимо сдвинуть, то нужно оторвать и переместить в нужное место и прижать. Перемещать можно несколько раз, но нужно помнить, что с каждым перемещением не засыхающего клея (на обратной стороне) остается все меньше.

Пример 2
Бумага картографическая - 80-100 г/м²
Полиизобутилен "П-118" - 4,0-5,0
Циклогексанон - 5-15
Бензин "Нефрас-II" - Остальное
Приготовление, как и в примере 1. Поскольку картографическая бумага гигроскопична, содержание циклогексанона сведено к минимуму, а содержание полиизобутилена к максимуму.

Пример 3.

Чертежная бумага.

Полиизобутелен "П-118" - 3,0-4,0
Циклогексанон - 15-20
Бензин "Нефрас" - Остальное
Поскольку чертежная бумага более плотная, чем картографическая, то содержание циклогексанона увеличено для увеличения времени высыхания, чтобы дать возможность растворенному полиизобутилену внедриться в структуру красителей и подложку как можно глубже.

Данное техническое решение позволяет защитить полиграфическую печать, выполненную офсетными красками на бумажных подложках и полиэтилентерефталатных пленках (калька лавсановая), а также защищает художественные рисунки, выполненные различными средствами (красящими веществами): от гуаши до масляных красок на различных подложках. Кроме того, позволяет защищать печать на виниловых пленках с применением обычных лазерных и струйных принтеров и плоттеров (печать на виниловых пленках выполняется только на специальных принтерах).

Потребитель может выбирать толщину защитного слоя самостоятельно, добавляя в раствор бензин или покрывая изображение несколько раз. Защитный слой может составлять от нескольких микрон до 0,1 мм. Более толстого защитного слоя делать не рекомендуется.

До печати на ПВХ пленках (типа ORACAL) с использованием лазерных принтеров, поверхность пленки необходимо обработать (обезжирить) специальным раствором, иначе печать будет не одинаковой плотности и буквы будут "рваными".

Предлагаемое техническое решение апробировано в предприятии "Сибземкадастрсъемка" (ВИСХАГИ) и показало, что более качественной защиты полиграфической продукции никогда ранее не использовалось.

Широкомасштабных исследований не проводилось из-за отсутствия необходимости.

Стоимость химреактивов на 20 марта 2002 года составляет:
Полиизобутилен "П-118" - 65 руб/кг
Циклогексанон - 150 руб/кг
Бензин "Нефрас-II" - 9 руб/кг
Расход защитного состава составляет:
На пленках - 50-70 мл/м²
На бумажных подложках - 70-100 мл/м²
Предложенное техническое решение по защите полиграфической продукции (топокарт и планов местности) можно сравнить с ламинированием поверхности (горячей преприсовкой) виниловыми пленками, но это довольно дорогая технология и такая продукция становится неконкурентной из-за дороговизны.

Источники информации
1. А.С. 802908, кл. G 09 D 175/06.

2. А.С. 1636254, кл. В 44 D 7/00.

3. Патент США 4699807.

4. А.С. 2016030, С 09 D 101/18, 175/04, 161/24, 5/6.

5. Большой энциклопедический словарь - "Химия", Научное издательство (Большая российская энциклопедия). - М., 1998 г., с.460.

6. Патент GB 665553 А, 1952 г. (прототип).

Изобретение относится к полиграфической промышленности и к живописи, а именно к защитному покрытию от осыпания и размазывания изображения, выполненного различными красителями на различных подложках. Описывается состав для защиты полиграфической печати и живописи, содержащий смесь защитных агентов: 2,5-5,0 мас.% полиизобутилена "П-118" с молекулярной массой 100000-134000, 5-35 мас.% циклогексанона и остальное до 100 мас.% бензина "Нефрас-II". Преложенный состав способствует образованию прозрачного и эластичного защитного слоя на печатной продукции или живописи, предотвращающего растворение и растрескивание красителя и краски, а также деформацию подложки.

Состав для защиты полиграфической печати и живописи, содержащий смесь защитных агентов, отличающийся тем, что в качестве смеси защитных агентов он содержит полиизобутилен "П-118" с молекулярной массой 100000-134000, циклогексанон и бензин "Нефрас-II" при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Полиизобутилен "П-118" с молекулярной массой 100000-134000 - 2,5-5,0
Циклогексанон - 5-35
Бензин "Нефрас- II" - Остальное