Способ крашения полиметилметакрилата Советский патент 1982 года по МПК D06P1/92 D06P5/20 

(54) СПОСОБ КРАШЕНИЯ ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТА

Изобретение относится к технологии крашения высокомолекулярных сО единений, в частности к способу крашения полиметилметакрилата с применением, физических методов обработки окрашенного изделия.

Известен способ крашения полимерного материала, в частности полиэфирного волокна, обработкой его раствором красителя с последующей фиксацией. Фиксацию красителя ведут электронным излучением при избыточном давлении 20-25 .

Недостатком известного способа является низкая степень фиксации красителя и невозможность его использования в крашении полимерных пластин, в частности полиметилметакрилата, вследствие разрушения поверхности полимера в результате радиационной де-. струкции.

Известен также способ крашения полимера на основе целлюлозы обработкой его раствором красителя с добав- ками загустителя, мономера и инициатора полимеризации с последующей фиксацией красителя излучением с длиной волны 0,3-33 см и мощностью 43 Вт. Отверждение ведут, облучая полимер

12 раз по 90 мин в кислой среде при .рН 4;оС2.

Недостатком этого известного способа является низкая равномерность фиксированной окраски, сложность процесса в технологическом плане, вызванная наличием мономера, а также длительность процесса.

Наиболее близким техническим ре10шением к изобретению является способ крашения полиметилметакрилата обработкой его поверхности раствором органического красителя в ацетоне с последующей фиксацией с использовани5 ем термообработки при 190 С в течение 20 мин и дальнейшей сушкой. Получают равномерную, устойчивую к внешним воздействиям окраску 3.;

Недостатком данного способа явля20ется низкая производительность процесса крашения и высокая его длительность, обусловленные -необходимостью предварительной обработки полимера поверхностно-активными веществами, и

25 малоэффективностью фиксации красителя. .

Цель изобретения - интенсификация процесса крашения.

Указанная цель достигается тем,

30 что согласно способу крашения полиметилметакрилата обработкой его поверхности раствором органического красителя в ацетоне с последующей фиксацией и сушкой, фиксацию красит ля ведут лазерным излучением с длиной волны 10,6 мкм и с плотностью мощности о,2510 Вт/м в течение 15-25 с. После покрытия поверхности полим ра раствором красителя при воздейст .бии на нее лазерным инфракрасным из лучением происходит квазистационарный нагрев этой поверхности и одновременное высыхание растворителя-. В результате такого нагрева поверхнос ный слой полимера приобретает свойст ва текучестк, за счет чего молекулы красителя способны диффундировать внутрь этого слоя, фиксируясь в нем Фиксация молекул красителей возможна на разной глубине в зависимости от времени и режима обработки поверхнос ти полимера лазерным излучением. Пример 1. Пластину из поли метилметакрилата размером 50 к 30 х X 3 мм размещают на горизонтальном столике и покрывают раствором красителя эозина в ацетоне, концентрация 10. Для фиксации ;красителя в поли мере используют излучение лазера ЛГ-43 с длиной волны 10,6 мкм. Инфра красное излучение лазера рассеивают на полимерный образец сферическим зеркалом с радиусом кривизны 42 мм. При этом плотность мощности излучени на поверхности образца составляет 0,25-10 Вт/м. Обработку полиметилметакрилата с нанесением на его поверхность .эозином проводят 15 с, в результате чего оптическая плотность фиксированного в полимере эозина сос тавляет 0,3±0,03 единиц оптической плотности. Глубина проникновения красителя в поверхностньгй слой полиметилметакридата, измеренная на поперечном срезе, составляет 0,06 мм. Фиксированный таким образом красител механически не стирается и химически растворителями, не .смывается. Поверхность образца остается блестящей, не разрушенной. пример 2. Пластину из полиметилметакрилата размером 50 х 30 х X 3 мм размещают на горизонтальном столике и покрывают ацетоновьам раствором эозина концентрации 10 М. Пос ле обработки поверхности пластины излучением лазера ЛГ-43, рассеянным ;на образец сферическим зеркалом с ра диусом кривизны 42 мм при плотности МОЩНОСТИ 0,25-10 Вт/м в течение 20 с, оптическая плотность фиксированного эозина, в полимере срставляет 0,3.10,03 единиц оптической плотности, а глубина проникновения в поверхностный слой,- 0,15 мм. Фиксированный эозин механически не стирается и химически растворителями не смывается. Поверхность образца остается блестящей, не разрушенной. Пример 3. Пластину из полиметилметакрилата размером 50 х 30 х к 3 мм размещают на горизонтальном столике и покрывают ацетоновым раствором эозина концентрации . После обработки этой пластины с нанесенньом на ее поверхность красителем Излучением лазера ЛГ-43, рассеянного на образец зеркалом с радиусом кривизны 42 мм при плотности мощности 0,25-10 течение 25 с, оптическая плотность красителя в полимере составляет 0,8±0,03 единиц оптической плотности. Глубина проникновения красителя в поверхностный слой, образца,, измеренная на поперечном срезе, 0,32 мм. Фиксированный таким способом краситель механически не стирается, химически растворителями не смывается. Поверхность образца остается блестящей, не разрушенной. При обработке лазерным излучением поверхности полиметилметакрилата с нанесенным на нее красителем в данном энергетическом режиме в течение вре мени, меньшем, чем 15 с, краситель в поверхностном слое полимера не фиксируется. При обработке в течение : времени, большем, чем 25 с, изделие из полиметилметакрилата теряет свои начальные форму и блеск из-за его коробления и разрушения полимерной структуры. Указанные временный и энергетический режимы фиксации красителя в .полймётилметакрилате являются оптимальными. ., С помощью предлагаемого способа возможна фиксация красителя в полиметилметакрилате в 60 раз быстрее, чем в способе-прототипе. Способ позволяет также локально фиксировать краситель в поверхностном объеме .полимерных изделий путем диафрагмирования лазерно1 о луча, что делает .его сколь угодно узким. Это дает возможность нанесения на поверхность полимера, покрытой раствором красителя, рисунков, узоров, надписей, так кик краситель фиксируют только в областях поверхности, куда попадает лазерное инфракрасное излучение, остальной краситель с необработанной лазером поверхности смывают растворителем или удаляют механическим стиранием или стряхиванием. Большим преимуществом предлагаемого способа, перед известными способами окраски полимерных изделий является возможность фиксац1.и красителя путем нагрева поверхности полимера на расстоянии через среду или перегородки, пропускающие инфракрасное излучение с длиной волны 10,6 мкм (например, воздух, ряд твердых, жидких и газообразных веществ, а также вакуум).

59585526

Формула изобретенияИсточники информации,

Способ крашения полиметилметакри-принятые во внимание при экспертизе лата обработкой его поверхности раствором органического красителя в аце- -Патент США 4060382,

тоне с последующей фиксацией исушкой, О Рб Р 5/20, опублик. 1977. о т л и ч а-ю щ.и и с я тем, что,, 3 Патент ФРГ 2264707 с целью интенсификации процесса кра- о 06 Р 5/20 опублик 1977

шения, фиксацию красителя ведут ла-- « :), опуелик. а.у//.

эерным излучением с длиной волны3. Авторское свидетельство СССР

10,6 мкм и с плотностью мощности№ 406988, кл. D 06 Р 3/02, 1974

0,2510 Вт/м в течение 15-г25 с .(прототип).