способ получения рельефного изображения на изделии

Формула изобретения

1. Способ получения рельефного изображения на изделии, включающий приготовление полимерной композиции на основе поливинилхлорида, содержащей глицерин, диоксид титана, красители и дополнительные компоненты, смешение компонентов до получения однородной пасты, заполнение пастой рельефного изображения на матрице, наложение на матрицу основы изделия, нагрев, термостатирование, прессование, подсушивание и охлаждение изделия, отличающийся тем, что в полимерную композицию вводят следующие компоненты в указанном ниже соотношении, мас.ч.:

Диоксид титана	3-7
Глицерин	2-4
Аэросил	2-5
Цеолит	1-5
2-этилгексилэпокситаллат	7-15
Диоктилфенилфосфат	7-15
Диоктилсебацинат	10-20
Диоктиладипинат	10-20
Красители	До получения нужного цвета
Поливинилхлорид	Остальное до 100 мас.ч.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что прессование производят при давлении Р=0,3-5,0 кгс/см² и температуре t _пресс.=90-140°С в течение времени Т=2-5 мин.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что подсушивание осуществляют при температуре t_{подсуш.}=75-110°С в течение 1-2 мин.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение осуществляют до температуры t_охл.<70°С.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на рабочую поверхность матрицы наносят слой силикона толщиной =10-50 мкм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к изготовлению изделий с рельефным изображением различных рисунков на поверхности, преимущественно на тканевой основе, и может быть использовано для производства художественных аппликаций, нашивок, накладок, шевронов, эмблем и т.п.

Известен способ изготовления изделий с рельефным рисунком [1], заключающийся в получении на матрице изображения посредством образования выемок различной глубины, нанесении полимерной пасты на основе поливинилхлорида, образовании по размеру матрицы подложки из ткани и ее последующем термопрессовании для получения заготовки изделия, причем после нанесения полимерной пасты ее излишки удаляют и осуществляют подсушивание матрицы с оставшейся пастой при температуре 80-120°С в течение 1 мин, перед термопрессованием на подложке послойно размещают дублерин и войлочную прокладку для образования теплоизоляции, причем термопрессование проводят в течение 2-3 мин под давлением 1,4-10 кгс/см² и температуре 150-155°С, а температуру матрицы доводят до 50°С для осуществления переноса пасты на материал подложки, при этом после получения заготовки все ее срезы обметывают, припуски швов на обработку верхнего и нижнего краев подгибают на 0,7-08 см в сторону изнанки и заутюживают, по верхнему и нижнему краям прокладывают отделочную строчку на расстоянии 0,5 см от края, затем осуществляют складывание под необходимый размер обратной стороной, стачивают швом шириной 0,9-1,0 см и разглаживают, а концы стачивающих строчек закрепляют обратной строчкой длиной 1,0 см, при этом нанесение полимерной пасты на основе поливинилхлорида для получения многоцветного изображения осуществляют поочередно, начиная с пасты преобладающего цвета, в процессе поочередного нанесения осуществляют подсушивание пасты и удаление ее в местах матрицы, подлежащих заполнению пастой другого цвета. В качестве пасты используют пасту следующего состава, вес.ч.: дибутилфталат 25-35; глицерин 3-12; диоксид титана 3,5-12; поливинилхлорид - остальное.

Известен также способ получения рельефного изображения на изделии [2], по которому изображение на матрице заполняют пастой на основе поливинилхлорида, содержащий дибутилфталат, глицерин и наполнитель, производят подсушивание пасты, накладывают на матрицу основу изделия и производят термообработку под давлением, при этом изображение на матрице заполняют пастой с диосидом титана при следующем соотношении компонентов, мас.ч: дибутилфталат 25-35, глицерин 3-12, диоксид титана 3,5-12, поливинилхлорид - остальное до 100 мас.ч, подсушивание пасты производят при 50-140°С в течение 0,6-5 мин, термообработку ведут при температуре 140-200°С и давлении 1,4-10 кгс/см² в течение 1-12 мин, причем в пасту добавляют краситель на основе сухого пигмента.

Наиболее близким к предлагаемому способу является известный способ получения рельефного изображения на изделии [3] путем нанесения на изделие посредством матрицы полимерной композиции на основе поливинилхлорида, содержащей пластификатор-растворитель, глицерин и диоксид титана, подсушивания полимерной композиции, прессования с нагревом, причем полимерная композиция содержит в качестве пластификатора-растворителя сложный эфир двухосновных кислот, выбранный, по меньшей мере, один из группы, включающей диоктилфталат, дибутилфталат, дибутилсебацинат, трикрезилфосфат, и дополнительно - алюмосиликат, слюду - мусковит, модифицирующую добавку из ряда поликонденсационных смол: алкидных, мочевино- и меламиноформальдегидных или эмалей на их основе и катализатор из группы неорганических или органических кислот при следующем соотношении компонентов, мас.ч: поливинилхлорид 100; пластификатор-растворитель, выбранный, по меньшей мере, один из группы, включающей диоктилфталат, дибутилфталат, дибутилсебацинат, трикрезилфосфат 50-55; глицерин 3-5; диоксид титана 6-9; алюмосиликат 3-4; слюда - мусковит 1-1,5; модифицирующая добавка из ряда поликонденсационных смол: алкидных, мочевино- и меламиноформальдегидных или эмалей на их основе 5-7; катализатор из группы неорганических или органических кислот 0,5-1,0.

При этом компоненты полимерной композиции предварительно подвергают термостатированию, а прессование производят при давлении 2000-2800 кг/м² и температуре 80-135°С в течение 1,5-8 мин, а в полимерную композицию добавляют красители и стабилизатор из группы карбонатов и/или фосфатов.

Недостатками известных способов [1], [2] и [3] являются высокий процент брака при изготовлении изделий с рельефным рисунком, а также низкие антистатические свойства и низкая устойчивость к воздействию внешних факторов (к колебаниям температуры и высокой влажности), что сокращает срок службы таких изделий.

Технический результат, заключающийся в устранении отмеченных недостатков прототипа и состоящий в снижении процента брака, повышении стабильности результатов технологического процесса и увеличении срока службы изделий, достигается в предлагаемом способе получения рельефного изображения на изделии, включающем приготовление полимерной композиции на основе поливинилхлорида, содержащей глицерин, диоксид титана, красители и дополнительные компоненты, смешение компонентов до получения однородной пасты, заполнение пастой негативного рельефного изображения на матрице, наложение на матрицу основы изделия, нагрев, термостатирование, прессование, подсушивание и охлаждение изделия, тем, что в полимерную композицию вводят следующие компоненты в указанном ниже соотношении, мас.ч.:

диоксид титана	3-7
глицерин	2-4
аэросил	2-5
цеолит	1-5
2-этилгексилэпокситаллат	7-15
диоктилфенилфосфат	7-15
диоктилсебацинат	10-20
диоктиладипинат	10-20
красители	- до получения нужного цвета
поливинилхлорид	- остальное

Технический результат достигается также тем, что прессование производят при давлении Р=1,5-10,0 кгс/см² и температуре t_пресс=120-140°С в течение времени Т=2-3 мин, подсушивание осуществляют при температуре t_подсуш=90-100°С в течение 1-2 мин, охлаждение осуществляют до температуры t _охл<70°C и тем, что на рабочую поверхность матрицы наносят слой силикона толщиной =10-50 мкм.

На фиг.1 и 2 приведены конкретные виды изделий с многоцветным рельефным изображением, полученным по предлагаемому способу.

Способ осуществляется следующим образом.

На матрице, изготовленной из металла, изготавливается мультиплицированный (размноженный) негативный рельефный рисунок, соответствующий требуемому изображению. При этом рабочую поверхность матрицы наносят слой силикона толщиной =10-50 мкм, предназначенный для облегчения съема изделия на заключительном этапе.

Полимерную пасту для получения многоцветного рельефного изображения наносят поэтапно, начиная с пасты преобладающего в изображении цвета, при этом осуществляют подсушивание пасты и удаление ее с тех участков матрицы, на которые на следующем этапе наносится паста другого дополняющего цвета, подсушивание, нанесение пасты со следующим дополнительным цветом и т.д. до полного исчерпания всех цветов многоцветного рельефного изображения.

При изготовлении пасты используют композицию, состоящую из указанных выше компонентов в заданном диапазоне значений мас.ч., при этом в композиции отдельные ингредиенты могут иметь минимальное значение мас.ч., а другие - промежуточное или максимальное из диапазона значений. Задание одновременно для всех ингредиентов максимального значения мас.ч не предполагается. Различные комбинации значений выбираются опытным путем, исходя из заданных требований к изделию.

Компоненты пасты тщательно перемешивают до получения однородной массы.

Подсушивание после нанесения пасты на матрицу осуществляют при температуре t_подсуш=75-110°С в течение 1-2 мин.

После нанесения на матрицу всех цветовых слоев на нее укладывают основу, например, ткань (полушерстяная, синтетическая или другие материалы, обладающие высокой адгезионной способностью и высокой стойкостью к температуре, влажности и другим внешним воздействиям).

Затем осуществляют прессование под давлением Р=0,3-5,0 кгс/см² и при температуре t_пресс=90-140°С в течение времени Т=2-5 мин.

После этого осуществляют охлаждение матрицы с изделием до температуры t_охл=60-70°С и снимают изделие.

Съем изделия с матрицы облегчается за счет того, что на поверхность рельефного негативного изображения матрицы был нанесен слой силикона толщиной =10-50 мкм.

Используемая в предлагаемом способе композиция с указанным содержанием ее частей обладает сбалансированными свойствами компонентов, взаимно и целенаправленно дополняющих друг друга.

Так, например, уменьшение содержания глицерина до 2-х - 4-х мас.ч. по отношению к прототипу, паста которого содержит до 12-ти мас.ч. этого компонента, позволяет уменьшить вязкость массы, что благоприятно влияет на достижение ее однородности и эластичности готового изделия.

Композиция ингредиентов, используемая в способе и определенная опытным путем, обладает повышенными адгезионными свойствами по сравнению с прототипом, что позволяет обеспечить повышенную связь с основой изделия и повысить его прочность и износостойкость.

В композиции используется высокодисперсный аморфный аэросил с большой поверхностью (175-380 м² /г).

Введение мелкодисперсных наполнителей - аэросила (SiO ₂) и цеолита (М_2/n·Al₂O ₃·SiO₂·уН₂O, где М - щелочной металл) в указанных соотношениях повышает однородность пасты.

2-этилгексилэпокситаллат, диоктилфенилфосфат, иоктилсебацинат и диоктиладипинат придают пасте необходимые свойства, выполняют роль растворителя, модификатора и стабилизатора свойств.

Введение 2-этилгексилэпокситаллата повышает термо- и светостойкость изделий.

Модифицирующая добавка - диоктилфенилфосфат является антистатиком и антипереном, повышающим огнестойкость изделий.

Введение диоктилсебацината и диоктиладипинат в указанном соотношении позволяет дополнительно снизить вязкость композиции, что создает условия для лучшего перемешивания многокомпонентной композиции, а в результате чего уменьшается процент брака при изготовлении изделий.

Используемые в предлагаемом способе компоненты, отличные от прототипа, обладают хорошей совместимостью с основным компонентом - поливинилхлоридом, что позволяет достичь преимуществ перед известными способами получения рельефных изображений.

Пример 1.

Для получения четырехцветного цветного рельефного изображения (фиг.1) на изделии (трехцветный Российский флаг - белая, синяя и красная полосы, надписи и внешний обрамляющий контур - желтого цвета изготавливалась металлическая матрица с соответствующим негативным рельефным изображением и покрытием рабочей поверхности слоем силикона толщиной =10-50 мкм.

Приготавливалась полимерная композиция четырех цветов на основе поливинилхлорида, содержащая следующие компоненты в указанном ниже соотношении, мас.ч.: диоксид титана 3; глицерин 2; аэросил 2; цеолит 2; 2-этилгексилэпокситаллат 7; диоктилфенилфосфат 8; диоктилсебацинат 10; диоктиладипинат 10; красители - до получения нужного цвета; поливинилхлорид - остальное до 100 мас.ч.

Паста наносилась в несколько этапов, после каждого этапа производилась сушка при температуре t_подсуш=80°C в течение 1,5 мин.

В конце каждой операции сушки с матрицы удалялись излишки пасты для нанесения пасты очередного цвета.

Затем проводилось наложение основы изделия на матрицу, прессование с помощью термопресса при давлении Р=1,5 кгс/см² и температуре t=120°C в течение 3,5 мин. После этого производилось охлаждение до температуры t_охл=45°С, съем изделий с матрицы и их обрезка по контуру.

Пример 2.

Для получения изделия с рельефным трехцветным (белый, красный, желтый) изображением (фиг.2) использовалась паста со следующим составом ингредиентов, мас.ч.: диоксид титана 6; глицерин 3; аэросил 4; цеолит 2; 2-этилгексилэпокситаллат 10; диоктилфенилфосфат 12; диоктилсебацинат 11; диоктиладипинат 20; красители - до получения нужного цвета; поливинилхлорид - остальное до 100 мас.ч.

Сушка проводилась при температуре t_подсуш=110°С в течение 2-х мин.

Прессование проводилось при давлении Р=5,0 кгс/см² и температуре t_пресс=135°С в течение 4,5 мин. После этого производилось охлаждение до температуры t_охл=50°С и последующие аналогичные операции (съем и обрезка изделий).

Массовое производство изделий по предлагаемому способу осуществляется полуавтоматизированным способом на специальном оборудовании, позволяющем обеспечивать необходимые технологические требования.

Изделия, изготовленные по предлагаемому способу, используются в качестве нашивок, эмблем, знаков различия в армии, МВД и других органах.

Источники информации

1. Патент РФ №2130835, М.кл. В 44 С 1/24, опублик. 1999.

2. Патент РФ №2109641, М.кл. В 44 С 1/24, опублик. 1998.

3. Патент РФ №2167067, М.кл. В 44 С 1/24, опублик. 2001.