состав для регистрирующих приборов

Формула изобретения

1. Состав для регистрирующих приборов, включающий красящее вещество, антифриз, акрилатное связующее и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит стабилизатор и алифатический спирт, причем в качестве антифриза состав содержит смесь карбамида, 1,2-пропиленгликоля и глицерина при их весовом соотношении 1,8:2,0:2,5 соответственно, в качестве красящего вещества он содержит водные суспензии пигментов или растворы красителей, в качестве стабилизатора он содержит оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена или их карбоксиметилаты, в качестве алифатического спирта он содержит бутиндиол или тетраэтиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Красящее вещество - 0,3-3,0

Антифриз - 40,0-56,0

Акрилатное связующее - 0,3-3,5

Стабилизатор - 0,5-2,0

Алифатический спирт - 0,05-0,5

Вода - Остальное

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве акрилатного связующего он содержит сополимеры метакрилата, бутилакрилата, метакриловой кислоты или сополимеры на основе аллилметакрилата, этилакрилата, метилметакрилата.

3. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве бутиндиола он содержит 2-бутин-1,4-диол.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к составам для заполнения пишущих узлов измерительной регистрирующей техники, позволяющей фиксировать ход контролируемых процессов, и может быть использовано в сейсмологии, медицинской диагностике и других областях техники для регистрации рабочих и аварийных режимов.

Известен состав для графических работ (А.с. СССР 1823477, С 09 D 11/16, 1990), содержащий в мас. %: пигмент - 10,0, латекс на основе бутадиенстирольного сополимера - 8,1; диспергатор НФ - 0,8; алкилтриметиламмонийхлорид - 0,01; глицерин - 1,0; мочевина - 3,8; аммиак (25%-ный раствор) - 0,2; вода - остальное.

Этот состав создает на диаграммной бумаге четкое изображение, но быстро высыхает в регистрирующем узле приборов. Кроме того, этот состав замерзает при температуре ниже -10^oС.

Известен состав для графических работ (патент РФ 2037506, С 09 D 11/16, 1995), предназначенный для работы на бумаге, содержащий, мас.%: технический углерод (24,4% водная паста) - 20,5; акрилатное связующее - 2,0; смесь глицерина с мочевиной при массовом соотношении 2:1-0,8; препарат АФ9-10 - 0,025; полигексаметиленгуанидингидрохлорид - 0,06, вода - остальное. Этот состав беспрепятственно стекает с капилляров приборов, но формирует изображение только черного цвета и замерзает при -15^oС.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату являются чернила для регистрирующих приборов (по А. с. СССР 817040, С 09 D 11/16, 1981), включающие, мас.%: в качестве антифриза - смесь этиленгликоля - 44,41, карбамида - 5,55 и полиоксипропиленгликолевый эфир бутилового спирта - 0,044; краситель кислотный - 1,5; полиметакрилат натрия - 2,0; вода - остальное.

Известный состав является морозостойким до -35^oС, но формирует изображение только 4 цветов - красного, красно-фиолетового, черного и зеленого. Кроме того, он непригоден для работы в микропроцессорной технике, вытеснившей механические блоки и узлы приборов, из-за низкой скорости формирования изображения и высыхания в паузах между печатью.

Изобретение решает задачу сокращения продолжительности формирования непрерывного изображения на диаграммной бумаге в интервале температур от +35 до -35^oС, расширения цветовой гаммы состава и обеспечения бесперебойного поступления состава к бумажному носителю информации, в том числе после перерыва в работе.

Для этого состав для регистрирующих приборов, включающий красящее вещество, антифриз и воду, дополнительно содержит акрилатное связущее, стабилизатор и алифатический спирт, а в качестве антифриза - смесь карбамида, 1,2-пропиленгликоля и глицерина при их весовом соотношении 1,8:2,0:2,5 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Красящее вещество - 0,3-3,0

Антифриз - 40,0-56,0

Акрилатное связующее - 0,3-3,5

Стабилизатор - 0,5-2,0

Алифатический спирт - 0,05-0,5

Вода - Остальное

В качестве красящего вещества состав содержит водные суспензии пигментов или растворы красителей. В качестве акрилатного связующего состав содержит сополимеры метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты в массовом соотношении 62: 35:3 соответственно или другие акрилатные связующие, например, на основе аллилметакрилата, этилакрилата, метилметакрилата. В качестве стабилизатора состав содержит оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена или их карбоксиметилаты. В качестве алифатического спирта состав содержит бутиндиол или тетраэтиленгликоль.

Предлагаемый состав получают следующим образом. В емкость, снабженную мешалкой, загружают последовательно воду, водный раствор красителя или водную суспензию пигмента, акрилатное связующее, антифриз, стабилизатор, алифатический спирт и ведут перемешивание (n=400 об/мин) в течение 3 часов. Затем состав фильтруют и расфасовывают по флаконам.

Следует отметить, что используемые пигменты в виде 5-10%-ных водных суспензий имеют размер нерастворимых в воде частиц 1,0-1,5 мкм, РН 8-9, содержание механических примесей не более 0,2%; устойчивость к воде и свету - 5-6 баллов. Водные суспензии пигментов выпускаются следующих цветов: красный, синий, черный, зеленый, коричневый, желтый. Все они пригодны для использования в предлагаемой композиции при условии соответствия указанным выше характеристикам.

В качестве пигмента красного цвета в состав композиции входит азопигмент алый; в качестве пигмента желтого цвета в состав композиции входит азопигмент желтый (ганза).

Для получения композиции синего цвета в состав входит голубой фталоцианиновый пигмент, а зеленого - зеленый фталоцианиновый пигмент. Зеленый фталоцианиновый пигмент в отличие от голубого содержит в молекуле 15 атомов хлора, замещающих атомы водорода на наружных гранях кристаллов, что придает поверхности некоторую гидрофильность.

В качестве пигмента черного цвета в композицию входит суспензия технического углерода, а в композицию коричневого цвета входит водная суспензия пигмента коричневого азопигмента.

При этом в качестве красящих веществ, входящих в состав композиции, могут быть использованы красители кислотные и прямые в виде 5-10% водных растворов.

В качестве антифриза состав содержит смесь карбамида [(NH₂)₂CO], 1,2-пропиленгликоля [С₃Н₆(ОН)₂] и глицерина [С₃Н₅(ОН)₃] при их весовом соотношении 1,8:2,0:2,5 соответственно. Это соотношение позволяет обеспечить бесперебойную работу регистрирующего прибора в температурном интервале от +35 до -35^oС. Кроме того, антифриз предотвращает высыхание состава на выходе прибора.

В качестве акрилатного связующего используют сополимеры метилакрилата, бутилакрилата, метакриловой кислоты в массовом соотношении 62:35:3 соответственно. Могут быть использованы и другие акрилатные связующие, например, на основе аллилметакрилата, этилакрилата, метилметакрилата.

Все акрилаты достаточно устойчивы к световому старению. Для повышения морозостойкости акрилатного связующего добавляют аммиачную воду. Массовая доля сухого вещества, % - 53; поверхностное натяжение, мН/м - 50; РН - 8,0; вязкость, с - 25.

В качестве стабилизатора используют такие ПАВ, как АФ9-10, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена следующей формулы: RС₆Н₄O(С₂Н₄O)_nН,

где R - разветвленный алкильный радикал (изононил),

n - количество молей окиси этилена, приходящееся на 1 моль алкилфенола, или синтерол АФМ-6, представляющий собой карбоксиметилат оксиэтилированного изононилфенола на основе тримеров пропилена, общей формулы: RО(С₂Н₄O)_nCOONa,

где R - изононилфенол;

n - число молей оксида этилена.

При использовании указанных неионогенных ПАВ в качестве стабилизатора обеспечивается стабильность состава на всем протяжении работы прибора за счет энергетических и структурных превращений воды, обусловленных гидратацией полярных групп.

В качестве алифатического спирта состав содержит бутиндиол, например, 2-бутин-1,4-диол общей формулы (HOCH₂-CC-CH₂OH) с температурой кипения 238^oС. Бутиндиол препятствует засыханию состава в приборе, обеспечивает эластичность изображения, бесперебойное поступление состава к бумажному носителю, в том числе после перерыва в работе.

Примеры композиций заявленного состава представлены в таблице 1, а их свойства приведены в таблице 2. Как следует из таблицы 2, с помощью заявленного состава для регистрирующих приборов можно быстро формировать изображение и при температуре +35^oС, и при температуре -35^oС; он легко поступает к бумажной основе, в том числе после перерыва в работе (1 ч, 24 ч, 72 ч), с первого касания диаграммной бумаги образует четкие непрерывные линии, которые являются светостойкими (после 24-часового облучения люминесцентной лампой ЛБ-20 (ГОСТ 6825-90) не изменяют цвет при сравнении с линиями, не подвергавшимися облучению). Кроме того, эти составы обладают высокой разрешающей способностью, позволяют создавать рисунки с шириной линии 0,2-0,3 мм (примеры 2-11). Составы по примерам 2-11 превосходят известный по скорости формирования изображения и при температуре +35, и при -35^oС, тогда как применение известного состава нецелесообразно из-за плохого стекания на высоких скоростях. Кроме того, в отличие от известного, они, благодаря высокой скорости поступления к бумажному носителю, формируют контрастные изображения после перерыва в работе, формируют непрерывные линии длиной в 10 раз больше, чем в примере 1, обладают светостойкостью, в то время как известный состав теряет интенсивность изображения при облучении ("бледнеет") по сравнению с линиями, выполненными до облучения; разрешающая способность у известного состава ниже, чем по примерам 2-11, почти в два раза.

Составы, содержащие компоненты с запредельными значениями (примеры 12-17) по сравнению с предлагаемыми (2-11), уступают последним по ряду показателей. Так, увеличение содержания красящего вещества (пример 12) и уменьшение его содержания (пример 13) приводит к ухудшению показателей продолжительности формирования изображения при температуре +35 и -35^oС и разрешающей способности. Кроме того, пример (13) имеет недостаточную светостойкость.

При уменьшении количества связующего в композиции (пример 14) увеличивается время формирования изображения при температуре +35 и -35^oС, создание непрерывного изображения уступает примерам 2-11, ухудшается разрешающая способность. При увеличении связующего (пример 15) после перерыва в работе прибора 24 ч, 72 ч состав не сразу поступает к бумажному носителю, а только после нескольких включений и выключений прибора. При уменьшении содержания в композиции алифатического спирта (пример 16) ухудшается формирование изображения и его качество после перерыва работы прибора, непрерывные линии возможно провести до 2500 м, а потом получаются прерывистые линии.

При увеличении содержания алифатического спирта (пример 17) из-за слишком облегченного стекания состава ухудшается разрешающая способность и, как следствие, увеличивается ширина линий.

Таким образом, состав, изготовленный в соответствии с изобретением, благодаря установленному выбору и сочетанию входящих в его композицию ингредиентов решает задачу быстрого формирования непрерывного изображения на диаграммной бумаге в температурном интервале от +35 до -35^oС и обеспечения бесперебойного поступления состава к бумажному носителю информации, в том числе после перерыва в работе. Кроме того, по сравнению с известными состав позволяет расширить цветовую гамму расходных материалов для современных многоканальных регистрирующих приборов.

Предлагаемый состав пригоден для использования как в отечественных приборах быстрого действия, так и в зарубежных, в частности, фирмы "Юма" (Германия). Благодаря вышесказанному использование предлагаемого состава является экономически выгодным и технически целесообразным.