SU422131A3 - Переводной маркировочный состав - Google Patents

Description

1

Изобретение касаетс  стойких к смазыванию маркировочных материалов.

Известны маркировочные материалы, состо щие из св зующего, пигмента, воска, растворител  и прочих добавок.

Поверхности изделий, материалов и т. п. часто помечаютс  маркировочным составом, который переноситс  на них с листа или ленты путем прикладывани  усили , например, с помощью клавиши пищущей машинки. Перенесенные знаки должны быть стойкими к смазыванию , особенно дл  считывани  электрическими , магнитными или оптическими машинами , не допускающими смазывани , не заметного дл  человеческого глаза.

Предложен маркировочный состав, включающий обычный полимерный св зующий реагент и обнаруживаемый электрическим, магнитным или оптическим путем материал на листе или ленте, с которых он может быть перенесен на принимаемую знаки поверхность. Дл  повышени  их стойкости к смазыванию состав включает термопластичный аминотриазинсульфонамидальдегидный сополимер.

Могут быть применены различно пигментированные маркировочные составы. Предпочтительными цветами  вл ютс  зеленый и черный дл  обеспечени  двоичного кода, который может быть считан чувствительным элементом машин дл  обработки данных. Это чувствительный элемент может быть помещен в зонд, конец которого перемещаетс  поверх цветных знаков дл  последовательного считывани  различных длин световых волн, отражаемых этими знаками.

Предпочтительным вариантом предлагаемого состава представл етс  гибкий лист или лента с обнаруживаемым маркировочным составом на одной из их поверхностей, переносимый путем надавливани  на принимающие знаки поверхности. В этом случае переводимый маркировочный состав включает полимер или сополимер этилена или пропилена; термопластичный конденсационный сополимер

циклического аминотриазина, имеющий, по меньшей мере, две аминогруппы; ароматический моносульфонамид, имеющий два реагирующих атома водорода в сульфонамидной группе и имеющий атомы серы, пр мо св занный с ароматическим кольцом; формальдегид или параформальдегид и материал, обнаруживаемый электрическим, магнитным или оптическим путем. Предпочтительные полимерные св зующие

материалы, которые  вл ютс  полимерами или сополимерами этилена и пропилена (в последующем будут называтьс  «олефиновыми полимерами или сополимерами) хорощо известны и включают гомополимеры этилена и

пропилена и сополимеры этилена с такими магериалами , как сложные виниловые эфиры, содержащие от 4 до 6 атомов углерода, алкидалкилаты и метакрилаты, алкильна  грунна которых содержит от 1 до 4 атомов углерода и акриловую и метакриловую кислоту. Молекул рный вес полимеров и сополимеров обычно составл ет 1500-12000, причем предпочтительным  вл етс  диадазон 2000-8000, и сополимеры предпочтительно содержат 65- 96 вес. % этилена. Могут быть также применеиы сополимеры этилена с пропиленом. Как и в ранее известных маркировочных составах дл  улучшени  свойств состава может быть включен воск, хот  это не имеет существенного значени , когда примен етс  олефиновый полимер или сополимер, которые уже обладают необходимыми свойствами. Предположительными носками  вл ютс  имеющие т. кип. 150-220°F (65,56-104,44°С), и включающие натуральные животные и растительные носки, например карнаубский, синтетические носки, например гидрогенизированные или хлорированные натуральные, микрокристаллические , морифициронаниые микрокристаллические , амидные, буроугольный и парафвноные . Термопластичный конденсационный сополимер аминотриазина, атсоматического моносульфонамида и альдегида в последующем дл  кратности будет называтьс  «триазиновым сополимером . Аминотриазин, сульфонамид и альдегид конденсируютс  вместе, образу  триазиновый сополимер, но одно или оба реагирующих веществ могут быть среагированы с альдегидом по-отдельности, образу  промежуточный продукт конденсации, которые затем соконденсируютс  с другими мигродиентами дл  получени  заданного сополимера. Маркировочный материал обычно содержит 15-70, предпочтительно 50-56% вес. триазинового сополимера. Содержание других материалов обычно составл ет, вес. %: 3-40, предпочтительно 15-25, полимерного св зующего вещества (олефинового полимера или сополимера ), 3-40, предпочтительно 15-25 (еели он вводитс ), воска и 1-45, предпочтительно 2-20, материала, обнаруживаемого электрическим, магнитным или оптическим путем . Все весовые пропорции даны от общего веса маркировочного состава. Сульфонамиды, пригодные дл  получени  триазиноного сополимера, включают, например , орто- и паратолуолсульфоиамиды, бензолсульфонамиды и их алкильные производные , причем все из них имеют два реагирующих амидных водорода. Аминотриазиновые соединени , пригодные дл  применени  при получении триазинового сополимера, включают те, которые имеют следующую структурную формулу; н., N N где R может представл ть, например, водород, аминогруппу, алкильную группу, имеющую до 8 атомов углерода, арильную группу, арилалкильную группу или iMOHo- или диалкилминогруппу , имеющую до 8 атомов углерода в каждой алкильной группе. Предпочительным соединением  вл етс  меламин, где R - аминогруппа , но выбор заменител  R не  вл етс  сложным при условии, если он не оказывает существенного вли ни  на реакцию конденсации . Триазиновый сополимер может быть модифицирован при помощи алкинолов, например этанола или бутанола, аналогичным способом, известным в св зи с производством мочевино и меламинформальдегидных смол и не требует описани  в данном случае. В таких случа х обычно необходим избыточный альдегид дл  обеспечени  конденсации метилоламинотриазина (полученного путем этой модификации) с сульфонамидальдегидным продуктом. Триазиновый сополимер должен быть термопластичным и полностью конденсироватьс . Следовательно, дл  получени  полностью конденсированного сополимера примен ют достаточное количество альдегида, а относительное количество аминотриазина и сульфонамида должны быть такими, чтобы получить готовый Триазиновый сополимер, который  вл етс  термопластичным, но имеет не слишком низкую точку плавлени . В общем, увеличение количества аминотриазина будет приводить к повышению точки плавлени  конечного продукта , а превышение аминотриазина будет приводить к образованию термореактивного сополимера. Избыток сульфонамида, с другой стороны, будет снижать точку плавлени  и повышать термопластичность и способность конечного продукта к растворению в растворител х . Когда примен емый аминотриазин имеет две пергвичные аминопруппы и не модифицирован алканолом, то предпочтительно примен ть мол рное отношение аминотриазина к сульфонамиду 1 : 3, лучше 1 : 5, если немодифицированный амидотриазин имеет три первичные аминогруппы. В результате немодифициронанный Триазиновый сополимер содержит 3-5 моль сульфонамидальдегидного продукта реакции на 1 моль аминотриазинальдегидного продукта реакции в зависимости от числа первичных аминогрупп в аминотриазине, хот  можно примен ть и 2-6 моль. Когда используют меламин без алканольной модификации, то более 20 вес. % меламинальдегидного продукта в конечном триазиноном сополимере обычно приводит к образованию термореактивного сополимера. Алканольна  модификаци  или применение различных меламиновых производных, например метилол или алкилметилолмеламинов , позвол ет иметь пропорции триазинальдегидного продукта в диапазоне 25-35 вес. % от триазиноного сополимера. Общий характер сополимера предусматривает включение пигментов. Например, он может быть сильно окрашен, и даже будучи термопластичным , может быть тонко измельчен при температурах ниже 100°С. Большинство термопластичных смол либо разм гчаютс  при температурах измельчени , либо скатываютс  в шарики или агломерируютс  также при температурах ниже точки разм гчени , по всей веро тности вследствие холодной текучести под давлением измельчени  элемента. Термопластичный триазиновый сополимер хрупок и ломок ниже его точки разм гчени  и не т гуч, как большинство термореактивных смол. Он не раствор етс  во многих обычных растворител х и, следовательно, может взвешиватьс  в таких растворител х без коалесценции или агломерации. Дл  получени  сополимера предпочтительно примен ют формальдегид или .параформальдегид.

Переводной маркировочный состав может содержать небольшие количества некоторых добавок, например силоксанового каучука, способствуюш.его отделению маркировочного состава от листа или ленты. Поверхность маркировочного состава может быть покрыта определенными материалами дл  достижени  необходимого эффекта. Например, иногда такое восковое покрытие будет способствовать адгезии маркировочного состава к принимаюшей знаки поверхности.

Носитель, на котором удерживаетс  переводимый маркировочный материал, может представл ть собой тонкий лист или ленту какоголибо подход щего материала. Предпочтительным носителем  вл етс  пленка полиэтилентерефталата . Однако могут быть прилтенены и другие основы. Например, приемлемыми материалами могут быть целлюлозные материалы , найлон, хлористоводородный каучук, полиэтилен , полипропилен и т. п. Носитель должен быть ограниченным по толщине с тем, чтобы иметь оптимальную четкость кра  на принимающем знаки материале. Этот носитель должен обладать также однородной прочностью на разрыв и другими физическими свойствами дл  обеспечени  равномерной передачи маркировочного состава на приемную среду. Перед нанесением маркировочного состава на носитель последний может подвергатьс  обычным физическим и химическим обработкам .

Переводимый маркировочный состав может быть нанесен на носитель дл  обеспечени  переводимой среды следующим образом.

Олефиновый полимер и воск нагревают вместе с органическим растворителем до температуры около точки плавлени  воска, например 150-220С, предпочтительно 170- 200°С, при одновременном перемешивании до тех пор, пока не будет достигнута однородна  консистенци  смеси. Смесь затем может быть добавлена в другой органический растворитель и охлаждена до комнатной температуры при высоком срезном перемешивании до достижени  однородной консистенции смеси. В другом случае олеФиновый полимер п воск могут быть нагреты до более высокой температуры , после чего в них добавл ют растворитель . Затем в смесь можно добавл ть аминотриазинсульфонамидальдегидный сополимер п oбнapyживae iый материал при посто нном помешивании до достижени  однородной консистенции . Обычно примен ют от 500 до 100ч., предпочтительно 300-500 ч., органического растворител  на 100 ч. олефинового полимера, воска, триазинового сополимера и обнаруживаемого материала. Величина соотношени  растворител  с компонентами обычно не представл ет существенного значени .

Предпочтительно, чтобы триазиновый сополимер был нерастворимым или в лучшем

случае только частично растворимым в летучем органическом растворителе, так что он может быть диспергирован в виде мелких частиц в растворенном покровном материале. Растворенный покровный материал затем перемалывают до однородности, лучше до тех пор, пока размер триазинового сополимера не уменьшитс  приблизительно до 3 мкм. Обнаруживаемый материал вводить в покровный состав отдельно или перемешивать,

диспергировать или раствор ть в аминотриазинсульфонамидальдегидном сополимере, добавл емом в покровный материал. Обнаруживаемый материал можно также добавл ть в аминотриазинсульфонамидальдегидный сополимер во врем  или после его производства.

В некоторых случа х нагрев может быть

даже исключен и компоненты могут быть

просто перемешаны вместе дл  получени 

сольвентированного покровного материала.

Покровное вещество нанос т на носитель с помощью валика или какого-либо другого подход щего приспособлени , органический растворитель испар етс  при окружающей температуре или небольшом нагреве, при котором получаетс  переводимый маркировочный материал, осажденный на носителе. Органические растворители дл  покровного материала включают такие ароматические и алифатические углеводородные растворители, как

лшнеральные спирты, нафта, ксилол, толуол и их смеси. К другим подход п1им органическим растворител м относитс  изопропиловый спирт, изобутиловый спирт, 3-гептанол, изоамилацетат , этиланилкетон, диизобутилкетон.

четыреххлористый углерод, сероуг,перод и их смеси. Олефиновый полимер и воск должны быть растворимыми или. по меньшей мере, частично растворимыми в летучем органическом растворителе.

Изготовление переводимого маркировочного материала может варьироватьс  в соответствии с технологией нанесени  покрытий на полотне. Термопластичный ампнотриазисульфонамидальдегпдный сополимер получают следующим образом.

350 вес. ч. огеси орто- т плратолуолсуль (Ьонамндформальдегпдиы.х плав т при 60-70°С и затем нагревают до 25°С. При

этой температуре добавл ют 78,4 вес. ч. немпдифицированной меламинформальдегидной смолы стадии В, раствор ют в ней и продолжают нагрев. Реакционна  смесь становитс  светлей при температуре - 150°С, нагрев продолжают до 170°С и выдерживают эту температуру в течение мин. При охлаждении совместно конденсированна  смола начинает отвердевать при температуре 115°С. Полностью конденсированный сополимер представл ет собой бесцветную смолу, котора  при температуре 100°С и ниже.становитс  хрупкой и легко измельчаетс  в микрораспылителе или мокрой шаровой мельнице в мелкий порошок с частицами размером 4 мкм. Полностью конденсированный сополимер имеет точку разм гчени  приблизительно 115°С.

Пример 1. Зелена  и черна  ленты дл  печатани  изготовлены с применением сольвептироваиных покровных составов, описанный ниже.

Сольвентированные покровные составы, вес. ч.

Зеленый Черный

Сополимер этилена и винилацетата 77

Модифицированный микрокри- 66

сталлическнй воск

Меламинсульфона.чинформальдегидный сополимер, содержащий флюоресцентный синий краситель и фталоцианиновый синий виражЦ13

Меламинсзльфона.мидформальдегидный сополимер, содержащий флюоресцентный зеленый краситель и фталоцианиновый зеленый вираж 8-

Monostral зеленый В фталоциани- 1-

новый полихлоромедный

Черна  магнитна  окись железа -7

Толуол6767

Этот материал имеет минимальный коэффициент  ркости 55%, минимальную чистоту 65% и преобладающую длину волны 540- 547  м.

Каждый из сольвентированных покровных составов однородной консистенции получен нагреванием сополимера этилена и винилацетата , т.годифицированного микрокристаллического воска и приблизительно одной половины толуола в сосуде Эрленмейера на 500 мл при посто нном помешивании до 180 (82,22°С). Нагревают на обычной гор чей плите, затем сосуд снимают с плиты и быстро охлаждают до комнатной температуры введением состава в остальную часть толуола и охлал дени  его в вод ной ванне. Состав затем подвергают сильному перемешиванию среза при одновременном охлаждении, благодар  чему образовывалс  состав с однородной консистенцией. Затем в этот состав без посто нного помешивани  добавл ют меламинсульфонамидформальдегидный сополимер и обнаруживаемый материал, в результате получают покровный материал с однородной консистенцией. Затем его перемалывают с помощью шаров в 150-мл контеШаере из нержавеющей стали, содержащей 4( лгл шарикоч диаметроА 1/8 дюйма из

нержавеющей стали до тех пор, пока размер частиц меламинсульфонамидформальдегпдного сополимера не становитс  пор дка 3 мкм. Перемалывают на встр хивателе дл  красок. Каждый сольвентировапиый покровный состав затем нанос т на полиэтилентерефталетную пленку толщиной 0,35 мм с применением проволочного стержн  дл  обеспечени  покрыти  18 мг сольвентированного состава. Толуол

испар ют при комнатной температуре, благодар  чему на пленке остаетс  высушенный переводной маркировочный состав толщиной 0,3-0,4 мм. Покрытую таки.м образом цленку разрезают на печатные (копировальные) ленты .

Зелено-черные печатные ленты помещают в печатающий аппарат дл   рлыков и этикеток. Этот аппарат отпечатывает последовательно зеленые и черные знаки на белых бумажных  рлыках. Отпечатанные знаки содержат двоичные единицы закодированной информации; считываютс  оптической системой обнаружени , в которой спектральные характеристики зеленых и черных отпечатанных знаков

и белых промежутков па бумажном  рлыке между цветными знаками служат дл  приведени  в действие чувствительного элемента. Последний приводитс  в действие благодар  пропусканию конца оптического зонда поверх

отпечатанных знаков. Следовательно, отпечатанные знаки должны иметь четкие кра  и обладать высоким сопротивлением к царапанию и смазыванию дл  того, чтобы закодированна  информаци , содержаща с  в знаках,

могла правильно считыватьс .

Зеленые и черные знаки, отпечатанные н   рлыках, испытаны на сопротивление царапанию и смазыванию с помощью лабораторной установки Гарднера. Конец стандартного зонда дл  кодированной системы цветных знаков, примен емого в оптической системе, проводилс  перпендикул рно в контакте с отпечатанными знаками дес ть раз под нагрузкой 590 г. Отпечатанные знаки показали при визуальном

осмотре отличную стойкость к царапанию и смазыванию. Конец оптического зонда затем был использован дл  считывани  отпечатанных знаков и отмечено лищь незначительное снижение считываемости закодированной информации оптической системой обнаружени .

В этом примере отпечатанные черные знаки

имели диффузионные отражени  менее 15%

света в диапазоне длин волн 600-1200 нм, а

зеленые знаки-диффузионное отражение менее 15% света в диапазоне длин волн 600- 750 нм, 50% света в диапазоне длин волн - 820-870 нм и более 80% света в диапазоне длин волн 900-1200 нм. Белый бумажный  рлык имел диффузионное отражение в диацазоне длин волн 600-1200 нм более 80% света.

Пример 2. Зеленые и черные печатные ленты изготовлены, как и в примере 1. с применением сольвентированных покровных составов , списанных ниже, вес. ч.: Зеленый Черн Гомополимер этилена77 Модифицированный микрокристал- 66 лический воск Меламинсульфонамидформальдегидный сополимер, содержащий флуоресцентный синий краситель и фталоцианиновый синий виражЦ13 Мел аминсульфонамидфор.м альдегидный сополимер, содержащий флюоресцентный зеленый краситель и фталоцианиновый зеленый вираж 1- Monostral зеленый В полихлоромедный фталоцианиновый вираж Черна  магнитна  окись железа -7 Толуол6767 Пример 3. Зеленые и черные печатн ленты изготовлены, как и в примере 1, с пр менением сольвентированных покровных ставов, описанных ниже, вес. ч.: Зеленый Черн Сополимер этилена и акриловой44 Гомополимер этилена22 Модифицированный микрокри-44 сталлический воск Парафиновый воск33 Меламинсульфо амидформальдегидный сополимер, содержащий флюоресцентный зеленый краситель и фталоцианиновый зеленый вираж8- Monostrel зеленый В полихлормедныи фталоцианиновый вираж11 Черна  магнитна  окись железа -7 Толуол6767 Пример 4. Зеленые и черные переводн печатные ленты изготовлены, как в примере с применением сольвентированных покровн составов, описанных в примере 1, за исклю нием того, что сополимер этилена и винила тата заменен таким же количеством сопол мера этилена и винилацетата. Этот сополим содержит 3-5 вес. % винилацетата и им молекул рный вес пор дка 2000. Пример 5. Зеленые и черные печатн ленты изготовлены, как и в примере 1, с п менением сольвентированных покровных ставов, описанных ниже, вес. ч.: Зеленый Черн Сополимер этилена и винилацетата Сополимер этилена и акриловой кислоты Модифицированный микрокристаллический воск Парафиновый воск Меламинсульфонамидформальдегидный сополимер, содержащий флюоресцентный синий вираж 11,0 19, Меламинсульфонамидформальдегидный сополимер, содержащий флюоресцентный зе.ченый краситель и Фталоциа(ТИКОВЫЙ вираж 8,0 - Monostra зеленый В полихлормелный фталоцианиновый вираж 1,0 - Печна  сажа Сополимер содерл :ит 10 вес. % винилацетата и имеет молекул рный вес пор дка 3000. Сажа имеет индекс черноты 253 и средний диаметр частиц 10 мк. Зеленые и черные отпечатки лент примеров 2-5 испытаны на качество и сопротивление царапанию и смазыванию, как в примере 1. Отпечатанные знаки обладают отличным сопротивлением царапанию и смазыванию при визуальном осмотре и оптическом сканировании . П р и м ер 6. Черна  печатна  лента была изготовлена, как в примере 1, с применением сольвентированнокравного состава, описанного , вес. ч.: Сополимер этилена и винилацетата 7,0 Модифицированный воск6,0 Меламинсульфонамидформальдегидный сополимер, содержащий флюоресцентный синий краситель и фталоцианиновый синий вираж19,25 Сажа075 Толуол67,0 Черна  печатна  лента испытана с зеленой печатной лентой, изготовленной в примере 1, на качество отпечатка и сопротивление царапанию и смазыванию, как в примере 1. Печатные знаки обладают отличным сопротивлением царапанию и смазыванию при визуальном осмотре и оптическом сканировании. Пример 7. Красна  печатна  лента изготовлена . как и в примере 1, с применением сольвентированного покровного состава, приведенного ниже, вес. ч.: Сополимер этилена и винилацетата 7,0 Модифицированный микрокристаллический воск6,0 Меламинсульфонамидформальдегидный сополимер, содержащий флюоресцентный красный краситель 14,25 Вартлитолевый красный краситель 0,75 Толуол 72,0 Этот материал имеет минимальный коэффициент  ркости 35%, минимальную чистоту 77% и преобладающую длину волны 620-627 им. Красна  печатна  лента пспытана с черной печатной лентой из прилтера 1 на качество отпечатка и сопротивление царапанию и смазыванию , как и в примере 1. В этом примере оптическа  система обнаружени  запрограммирована на считывание информации, закодированной красными, черными и белыми знаками. Отпечатанные знаки обладают отличным сопротивлением царапанию и смазыванию при визуальном обследовании и оптическом сканировании . Пример 8. Зелена  и черна  печатные ленты изготовлены, как и в примере 1. с применением сольвентированных покровных составов , описанных в примере 2, за исклгочением того, что вместо модифицированного микрокристаллического воска опробованы другие носки. Парафиновый, карнаубский, буроугольный и амидные воски - все опробованы в количестве 6 вес. ч., т. е., что и в случае модифицированного микрокристаллического воска . Сольвентированный покровный состав несколько отличаетс  в случае микрокристаллического воска. В случае микрокристаллического воска.зеленый и черный сольвентированные покровные материалы содержат соответственно следующее, вес. ч.; Сополимер этилена и винилаце-4,24,2 Микрокристаллический воск3,63,6 Меламинсульфонамидформальдегидный сополимер10,87,8 Зеленый вираж1,2О Окись железаО4,2 Толуол80,180,1 Опробованы следующие воски: парафиновый , карнаубский, буроугольный, амидный, микрокристаллический. Зелена  и черна  печатные ленты испытаны на качество и стойкость отпечатка и царапанию и смазыванию по методике примера 1. Отпечатанные знаки обладают отличным сопротивлением царапанию и смазыванию при визуальном обследовании и оптическом сканировании . Предмет изобретени  Переводной маркировочный состав, содержащий полимеры а-олефинов или сополимеры а-олефинов с другими винильными соединени ми , краситель и (или) электропроводный наполнитель и растворитель, отличающийс   тем, что, с целью повыщени  устойчивости против загр знени , в состав введен термопластичный аминотриазинсульфонамидальдегидный сополимер, при следующем соотношении компонентов, вес. ч.: Полимер а-олефина или сополимер а-олефина с другими винильными соединени ми3 40 Аминотриазинсульфонамидальдегидный сополимер 15-70 Краситель и (или) электропроводный наполнитель I-45 Растворитель 100-500 ч. на 100 ч. твердых компонентов