Способ крашения полиметилметакрилата

 

.ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()9585Ы

Союз Советских

Социалистических

Республик

//Г =-. с °

Ф (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 050181 (21) 3254672/23-05 (51) M. Кп. с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Государственный комитет

СССЯ но делам изобретений и открытий

0 06 Р 5/20

Опубликовано 15.0982. Ьюллетень ¹ 34 (53) УДК 677. 846..847(088.8) Дата опубликования описания 150982

И.Ф.Алимов, A.С,Прищепов, P.Ã.Æáàíêîâ, В. и Г.А.Потанейко

Ордена Трудового Красного Знамени институ (72) Авторы изобретения

КулЫов

l" физики (71) Заявитель

AH Белорусской ССР (54) СПОСОБ КРАШЕНИЯ ПОЛИИЕТИЛИЕТАКРИЛАТА

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

Известен способ крашеиия полимерного материала, в частности полиэфирного волокна, обработкой его раствором красителя с последующей фиксацией. Фиксацию красителя ведут электронным излучением при избыточном давлении 20-25 г/см (1).

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- 25 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 раэ по 90 мин в кислой среде при рН=4,0 (2).

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

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ крашения полиметилметакрилата обработкой его поверхности раствором органического красителя в ацетоне с последующей фиксацией с использованио ем термообработки при 190 С в течение

20 мин и дальнейшей сушкой. Получают равномерную, устойчивую к внешним воздействиям окраску (3).

Недостатком данного способа является низкая производительность процесса крашения и высокая его длительность, обусловленные .необходимостью предварительной обработки полимера поверхностно-активными веществами, и малоэффективностью фиксации красителя., Цель изобретения — интенсификация процесса крашения.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу крашения поли958552

65 метилметакрилата обработкой его поверхностн раствором органического красителя в ацетоне с последующей фиксацией и сушкой, фиксацию красите ля ведут, лазерным излучением с длиной волны 10,6 мкм и с плотностью мощности 0,25 10 Вт/м в течение

15-25 с.

После покрытия поверхности полимера раствором красителя при воздейст.вии на нее лазерным инфракрасным из- 10 лучением происходит кваэистационарнйй нагрев этой поверхности и одновременное высыхание растворителя; В результате такого нагрева поверхностный слой полимера приобретает свойст- 5 ва текучести, 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 поверхности полимера лазерным излучением.

Пример 1. Пластину из полиметилметакрилата размером 50 х 30 х х 3 мм размещают на горизонтальном столике и покрывают раствором красителя эозина в ацетоне, концентрация

10 М. Для фиксации красителя в полимере используют излучение лазера

ЛГ-43 с длиной волны 10,6 мкм. Инфракрасное излучение лазера рассеивают 30 на полимерный образец сферическим зеркалом с радиусом кривизны 42 мм.

При этом плотность мощности излучения на поверхности образца составляет

0,25 -10 Вт/м . Обработку полиметил- 35 метакрилата с нанесением на его поверхность,эозином проводят 15 с, в результате чего оптическая плотность фиксированного в йолимере эозина составляет 0,3 0,03 единиц оптической 40 плотности. Глубина проникновения красителя в поверхностный слой полиметилметакрилата, измеренная.на поперечном срезе, составляет 0,06 мм.

Фиксированный таким образом краситель45 механически не стирается и химически растворителями. не,смывается. Поверхность образца остается блестящей, не разрушенной. п р и м е р 2. Пластину из полиметилметакрилата размером 50 х 30 х х 3 мм размещают на горизонтальном столике и покрывают ацетоновым раствором эозина концентрации 10" И. После обработки поверхности пластины излучением лазера ЛГ-43, рассеянным

:на образец сферическим зеркалом с ра диусом кривизны 42 мм при плотности мощности 0,25 10 BT/ì - в течение

20 с оптическая плотность фиксированного эозина в полимере состав

I ля- 60 ет 0,3+0,03 единиц оптической плотности, а глубина проникновения в поверхност ностный 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 х 3 мм размещают на горизонтальном столике и покрывают ацетоновым раствором эозина концентрации 10 М.

После обработки этой пластины с нанесенным на ее поверхность красителем излучением лазера ЛГ-43, рассеянного на образец зеркалом с радиусом кривизны 42 мм при плотности мощности

0,25" 10 Вт/м в 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 времени, меньшем, чем 15 с, краситель в поверхностном слое полимера не фик- . сируется, При обработке в течение .: времени, большем, чем 25 с, иэделие из полиметилметакрилата тернет свои начальные форму и блеск из-за его коробления и разрушения полимерной структуры. Указанные временный.и энергетический режимы фиксации красителя в полйметилметакрилате являются оптимальными.

С помощью предлагаемого способа возможна фиксация красителя в пслиметилметакрилате в 60 раз быстрее, чем в способе-прототипе. Способ позволяет также локально фиксировать краситель в поверхностном объеме .полимерных изделий путем диафрагмирования лазерного луча, что делает его сколь угодно узким. Это дает возможность нанесения на поверхность полимера, покрытой раствором красителя, рисунков, узоров, надписей, так как 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 спосо бами окраски полимерных иэделий является возможность фиксации красителя путем нагрева поверхности полимера на расстоянии через среду или перегородки, пропускающие инфракрасное излучение с длиной волны 10,6 мкм (например, воздух, ряд твердых, жид« ких и газообразных веществ, а также

Вакуум).

958552

Составитель A.Ìîëèí

Редактор M.Kåëåìåø Техред;А.Ач

Корректор О Билак

Заказ 6993/39 Тираж 476 Подписное

ВНИИПИ Государственного:комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная, 4

Формула изобретения

Способ крашения полнметилметакрилата обработкой его поверхности раствором органического красителя в ацетоне с последующей фиксацией и сушкой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,, с целью интенсификации процесса крашения, фиксацию красителя ведут ла-: зерным излучением с длиной волны

10,6 мкм и с плотностью мощности

0,25 10 Вт/м в течение 15-.25 с .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 4060382, кл. D 06 P 5/20, опублик. 1977.

2. Патент ФРГ Р 2264707, кл. 0 06 Р 5/20, опублик. 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

9 406988, кл. 0 06 Р 3/02, 1974 (прототип).