состав для маркировки волокнистых материалов

Формула изобретения

1. Состав для маркировки волокнистых материалов, включающий пигмент, связующее и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит глицерин и алифатический спирт, причем в качестве алифатического спирта он содержит изопропиловый или этиловый спирт, а в качестве связующего - бинарное связующее в виде смеси бутадиенстирольного латекса, модифицированного резорцинформальдегидным олигомером, и акриловой дисперсии в весовом соотношении 3:1 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пигмент 0,5-3,5

Глицерин 1,0-2,5

Бинарное связующее 10,5-18,0

Алифатический спирт 0,5-1,0

Вода Остальное

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве пигмента он содержит водную суспензию технического углерода.

3. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве пигмента он содержит водные суспензии азо- или фталоцианиновых пигментов.

4. Состав по п.1, отличающийся тем, что бинарное связующее включает бутадиенстирольный латекс с содержанием бутадиена 35 мас.%, модифицированного резорцинформальдегидным олигомером, при их массовом соотношении 100:3 соответственно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству составов, которые могут быть использованы в качестве штемпельной краски для маркировки текстильных материалов, древесно-стружечных, древесно-волокнистых плит, картона и пр.

Известен маркировочный состав для нанесения меток на текстильные изделия (авт. свидетельство СССР №1557151, C 09 D 11/10, D 06 P 3/00, 1990 г.), содержащий следующие компоненты, г/л: алюминиевая пудра 40, сополимер тетрафторэтилена с винилиденфторидом 50, ацетон - остальное до 1 л.

Этот состав быстро закрепляется на ткани, но метки неоднородны по цветовой насыщенности, т.к. алюминиевая пудра при высыхании частично осыпается. Кроме того, достаточно осложнены гигиенические условия производства этого состава.

Известна краска для клеймения волокнистых материалов по патенту РФ №2045557, C 09 D 11/20, 1995 г., включающая, мас.%: краситель прямой чисто-голубой 0,6, клей мездровый в качестве связующего 3,0, смачиватель НБ 0,4, каолин 8,0, вода - остальное. Известный состав имеет достаточную цветовую насыщенность и адгезию к волокнистым материалам, но не выдерживает многократной тепловой обработки, например, растворами стиральных порошков. После такой обработки метки тускнеют, а потом исчезают.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по достигаемому результату является состав по авторскому свидетельству СССР №654660, C 09 D 11/10, С 09 В 67/00, 1979 г., содержащий, вес.%: фталоцианиновый пигмент 0,9 (красящее вещество), дивинилстирольный латекс 92 (связующее), сульфированное касторовое масло 0,9, полиметилсилоксан 0,1, гексаметафосфат натрия 0,1, вода - остальное. Этот состав обеспечивает нормальные гигиенические условия труда при его изготовлении и использовании, но не выдерживает многократной тепловой обработки стиральными порошками, после которой метки бледнеют и исчезают с материала. Кроме того, этот состав предназначен для маркировки только льняных и хлопчатобумажных изделий и плохо сцепляется с поверхностью других, более жестких волокнистых материалов.

Изобретение решает задачу расширения области применения маркировочного состава за счет увеличения адгезии, сохранения цветовой насыщенности маркировочного состава при многократной тепловой обработке волокнистых материалов современными моющими средствами.

Для этого состав для маркировки волокнистых материалов, включающий пигмент, связующее и воду, дополнительно содержит глицерин и алифатический спирт, причем в качестве алифатического спирта он содержит изопропиловый или этиловый спирт, а в качество связующего - бинарное связующее в виде смеси бутадиенстирольного латекса, модифицированного резорцинформальдегидным олигомером, и акриловой дисперсии в весовом соотношении 3:1 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пигмент 0,5-3,5

Глицерин 1,0-2,5

Бинарное связующее 10,5-18,0

Алифатический спирт 0,5-1,0

Вода Остальное

В качестве пигмента в составе композиции может быть использована водная суспензия технического углерода, азо- или фталоцианиновых пигментов.

Технический углерод можно по химическому строению рассматривать как полициклические ароматические углеводороды. На поверхности частиц технического углерода находятся остатки неразложившегося сырья в виде высших полициклических углеводородов, а также минеральные вещества, состоящие из солей щелочных и щелочно-земельных металлов. Кислород на поверхности частиц технического углерода находится в виде карбоксильных, лактоновых, фенольных и других групп. Наличие кислородосодержащих функциональных групп обеспечивает повышенную адсорбцию связующего, способного вступать в химическое взаимодействие с пигментом, что оказывает положительное влияние на прочность формируемого покрытия.

В качестве красящего вещества в состав для маркировки волокнистых материалов красного цвета входит азопигмент алый (ОСТ6-14-40-82), имеющий плотность 1550 кг/м³, удельную поверхность 13 м²/г, укрывистость 18 м²/г, светостойкость 3 балла.

В качестве красящего вещества в состав для маркировки волокнистых материалов синего цвета входит голубой фталоцианиновый пигмент, имеющий структурную формулу С₃₂H₂₂N₈Cu.

В качестве красящего вещества в состав для маркировки зеленого цвета входит зеленый фталоцианиновый пигмент. В отличие от голубого он содержит в молекуле 15 атомов хлора, замещающих атомы водорода на наружных гранях кристаллов, что придает поверхности некоторую гидрофильность. 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. Используемые красящие вещества, в отличие от прямых кислотных красителей, обладают более высокой свето- и водостойкостью и прочно удерживаются на различных субстратах.

В качестве бинарного связующего состав содержит смесь бутадиенстирольного латекса с содержанием бутадиена, например, 35 мас.% и мол. м. 200000, модифицированного резорцинформальдегидным олигомером мол. м. 250 (например, изготовляемый по ТУ 38.403468-83), при массовом соотношении 100:3 соответственно, и акриловой дисперсии, например, "латедакс" (ТУ 2241-004-10341438-95) или "Примал АС-265", в весовом соотношении 3:1 соответственно. Использование такого бинарного связующего в составе для маркировки волокнистых материалов обеспечивает устойчивость изображения при многократных тепловых обработках моющими средствами, благодаря прочному адгезионному закреплению на подложке. Кроме того, используемое связующее позволяет формировать однородное изображение с четким контуром, сохраняющимся при внешних воздействиях. Модифицированный резорцинформальдегидным олигомером бутадиенстирольный латекс имеет следующие характеристики: массовая доля сухого вещества 42%, поверхностное натяжение 47,0 мН/м, рН 10,2, массовая доля остаточного стирола 0,2%, вязкость 13,0 с. Следует отметить, что, благодаря сорбции молекул олигомера, образуется как бы дополнительная оболочка, препятствующая агломерации частиц латекса при механических воздействиях.

Акриловые дисперсии, используемые в изобретении, имеют следующие характеристики: содержание твердых веществ 49,5%, рН 8,9, вязкость 20 с, минимальная температура образования пленки - 16С. Акриловые дисперсии придают оттиску устойчивость к истиранию, сокращают продолжительность закрепления на материале. Бинарная смесь латексов в указанном соотношении позволяет достигнуть высокой прочности, эластичности, стойкости к физико-механическим воздействиям, уменьшить время высыхания совокупного изображения на волокнистом материале.

Введенный в состав по изобретению глицерин С₃Н₅(ОН)₃ способствует снижению жесткости сформированного изображения, снижает внутренние напряжения в покрытии, усиливает его эластичность.

В качестве алифатического спирта могут быть использованы, например, этиловый или изопропиловый спирт. В составе по изобретению, в частности, использован изопропиловый спирт, обеспечивающий смачивание подложки и сокращение продолжительности высыхания на волокнистом материале.

Состав получают следующим образом. В емкость, снабженную мешалкой, загружают последовательно воду, глицерин, бинарное связующее, алифатический спирт, красящее вещество и ведут перемешивание (n = 400 об/мин) в течение 4-х ч. Затем состав фильтруют и расфасовывают.

Примеры композиций заявленного состава представлены в табл.1, а их свойства - в табл.2. Анализ этих данных показывает, что заявляемые составы (пример 1-7) в отличие от известных универсальнее, т.к. они пригодны для маркировки не только тканей, но и картона, и древесно-стружечных плит. Кроме того, заявляемые составы (примеры 1-7) по показателям адгезии после обработки при температуре 80С в течение 3-х ч растворами стиральных порошков, например, "Лотос" и "Ариэль", дают лучшие результаты, чем известный состав, который частично отслаивался от ткани после обработки, например, порошком "Лотос" и удалялся, например, после обработки порошком "Ариэль". Заявляемый состав быстрее фиксируется на ткани, внешне не отличается до и после тепловой обработки, изображение не теряет эластичности при физико-механических и химических воздействиях.

При сравнении заявляемого состава (примеры 1-7) с контрольными (примеры 8-11) видно, что при уменьшении или увеличении содержания компонентов за установленные пределы показатели ухудшаются. Избыток красящего вещества (пример 8) ухудшает стойкость к тепловой обработке моющими средствами, т.к. частично пигмент переходит в раствор, а его недостаток (пример 9) приводит к потере цветовой насыщенности оттиска после обработки растворами порошков, особенно таким, как "Ариэль". Уменьшение в составе для маркировки волокнистых материалов связующего (пример 10) приводит к снижению показателей эластичности и адгезии после обработки, указанной в табл.2. При этом увеличивается продолжительность закрепления состава как на тканях, так и на картоне и древесно-стружечных плитах. Избыток связующего (пример 11) приводит к неэкономичному его расходу и ухудшению внешнего вида оттиска. Таким образом, только заявленное соотношение компонентов, входящих в состав для маркировки волокнистых материалов, оптимально соответствует высоким показателям адгезии и обеспечивает стабильную цветовую насыщенность оттисков до и после обработки моющими средствами.

Заявленный состав пригоден для нанесения изображения на ткани, что нашло широкое применение для маркировки постельного белья в больницах, санаториях, воинских частях, железнодорожных депо и т.д., при этом отмечается увеличение срока службы тканей, так как используемые известные составы после 2-3-х стирок приводят к появлению дырок в том месте, где был нанесен оттиск. Заявляемая композиция может быть также использована для нанесения оттисков на картон, древесно-волокнистые и древесно-стружечные плиты, что находит применение при изготовлении мебели.

Таким образом, предлагаемый состав для маркировки позволяет расширить область его применения. Кроме того, при его изготовлении улучшаются гигиенические условия труда, так как не используются высокотоксичные вещества.