СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦВЕТНОГО ДЕКОРАТИВНОГО ПОКРЫТИЯ НА ТЕХНИЧЕСКОЙ ТКАНИ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ В УСЛОВИЯХ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА
METHOD OF OBTAINING COLOURED DECORATIVE COATING ON TECHNICAL FABRIC FOR EXPLOITATION UNDER OUTER SPACE CONDITIONS

Изобретение относится к области материаловедения, а именно к получению цветных декоративных покрытий на технических тканях с помощью кремнийорганических эмалей, и может быть использовано для получения изображения надписей и рисунков, эксплуатируемых в условиях космического пространства.
Кремнийорганические (полиорганосилоксановые) покрытия характеризуются длительной термостойкостью при температурах от 200 до 700°C, обладают радиационной стойкостью, имеют высокую светостойкость - не подвержены мелению и сохраняют свой цвет при длительной эксплуатации в различных климатических районах (В.А.Молотова «Промышленное применение кремнийорганических лакокрасочных покрытий». Химия, 1978 г., стр.10).
Кремнийорганические (полиорганосилоксановые) полимеры применяются для получения терморегулирующих покрытий, работающих в условиях космического пространства (эмали КО-859 серебристая ГОСТ 22564-77, КО-818 черная ТУ 6-10-959-75, КО-5191А белая ТУ 1-595-9511-97 - по ОСТ 92-9080-90). Недостатком используемых эмалей является их монохроматическая гамма цветов, кроме того, по нормативной документации данные эмали наносятся на металлические и неметаллические твердые подложки.
7
Известен способ нанесения полимерного покрытия на основе силоксановой или фторкаучуковой композиции на тканевую основу из арамидных или минеральных волокон (патент RU 2198743, 20.02.2003, МПК: B05D 1/38, B05D 1/40, B05D 3/00, B32B 25/04), состоящий в нанесении композиции на тканевую основу в виде ленты, движущейся поступательно с помощью приводного шкива, распределения композиции по ленте с помощью вертикального скребкового ножа, подачи ленты с распределенной по ней композицией в сушильную камеру, композицию наносят в два слоя, второй слой на первый наносят с помощью второго поворотного вертикального скребкового ножа, а после нанесения второго слоя ленту сушат во второй камере с температурой, как и в первой камере, 130-200°C, обрабатывая ленту с композицией перед сушильными камерами снизу паром с температурой 100-120°C.
Недостатком этого способа является то, что он не может обеспечить нанесение заданного изображения на тканевую основу (возможность нанесения только однородной полимерной композиции).
6
Известен способ нанесения изображения водорастворимым красителем (патент №2068225, 20.10.1996, МПК: B05D 1/32), включающий резервирование мест сохранения цвета поверхности носителя изображения, например белого, нанесение трафаретного материала, нанесение красителя, удаление трафаретного материала, нанесение красителя на зарезервированные места, места резервирования цвета поверхности носителя изображения и элементы изображения формируют инструментом с помощью жидкого трафаретного материала с величиной поверхностной адгезии к материалу носителя изображения и слою водорастворимого красителя меньшей, чем силы межмолекулярного сцепления самого трафаретного материала, и последовательно удаляют скатыванием трафаретный материал по мере продвижения изображения от дальнего плана к ближнему.
Недостатком данного способа является невозможность получения качественных изображений на стеклоткани из-за плохой смачиваемости последней водными растворами и нестойкость водорастворимых красителей к воздействию факторов космического пространства.
6
Известен способ получения декоративного покрытия (патент RU 2090270, 20.09.1997, МПК: B05D 1/38, B05D 5/06) путем последовательного нанесения на обрабатываемую поверхность слоев прозрачных лакокрасочных материалов, содержащих прозрачное пленкообразующее и добавки красящих пигментов различной цветовой гаммы, сушки и отверждения пленкообразующего после нанесения каждого слоя лакокрасочного материала. Набрызгиванием наносят не менее 5 слоев лакокрасочных материалов, для всех слоев используют лакокрасочные материалы одинакового состава независимо от материала обрабатываемой поверхности, но с добавками пигментов различного цвета в каждом слое, имитирующих природный камень, причем нанесение слоев, сушку и отверждение пленкообразующего проводят при комнатной температуре.
Недостатком данного изобретения является то, что предложенный способ не обеспечивает получение заданного изображения на обрабатываемой поверхности.
Известен способ получения многослойного рельефного многокрасочного изображения (патент RU 2327577, 27.06.2008, МПК: B44C 3/02 (2006.01), B41M 1/14(2006.01). Способ состоит в многократном наложении на ориентированную в плоскости подложку трафарета в одном и том же месте и нанесении на трафарет печатного материала с образованием на подложке многослойного изображения с промежуточной сушкой слоев между их наложением, с отделкой верхнего слоя изображения материалом на алкидной основе. В качестве трафарета используют копию изображения с компьютера, полученную со струйного цветного принтера высокого разрешения. В качестве подложки используют ткань, предварительно загрунтованную с двух сторон грунтом на основе водоэмульсионного акрилового лака с наполнителем, высушенную при комнатной температуре. В качестве печатного материала используют наносимые поочередно, не менее двух раз, грунт на основе водоэмульсионного акрилового лака с наполнителем и печатный материал струйного цветного принтера.
Недостатком данного изобретения является невозможность использования данного способа из-за нестойкости предложенных материалов в условиях воздействия факторов космического пространства.
Задачей предлагаемого изобретения является получение цветного (отличного от ахроматического) декоративного покрытия, обладающего стойкостью к воздействию факторов космического пространства (ультрафиолетовое излучение, радиационное воздействие, воздействие атомарного кислорода, перепады температур от минус 150 до плюс 150°C) и позволяющее получить четкое изображение (без расплывчатых контуров) по заданному образцу на технической ткани (кремнеземной, аримидной, стеклоткани и пр.), пригодной для эксплуатации в условиях космического пространства.
Техническим результатом изобретения является:
- получение цветного (отличного от ахроматического) декоративного покрытия на технической ткани;
- получение четкого контура изображений по заданному образцу;
- стойкость к воздействию факторов космического пространства в процессе эксплуатации объекта при условии перепада температур от минус 150 до плюс 150°C.
Указанный технический результат достигается тем, что способ получения цветного декоративного покрытия на технической ткани для эксплуатации в условиях космического пространства состоит в том, что производят закрепление технической ткани на твердой поверхности, наносят фоновый слой лакокрасочного материала на техническую ткань, на поверхности которого располагают трафарет, последовательно наносят со сменой трафаретов слои лакокрасочного материала различных цветов, сушку и отверждение лакокрасочного материала после нанесения каждого цвета проводят при комнатной температуре, в качестве лакокрасочного материала используют кремнийорганические термостойкие эмали, а перед нанесением слоев лакокрасочного материала на техническую ткань, закрепленную на твердой поверхности, наносят односторонний фоновый слой кремнийорганической эмали толщиной 30-50 мкм с помощью пневматического краскораспылителя с давлением в магистрали подачи воздуха 2,0-2,2 атм, который сушат при комнатной температуре в течение не менее двух часов, последующие части покрытия других цветов наносят с помощью аэрографа с давлением в магистрали подачи воздуха 0,9-1,1 атм, которые сушат при комнатной температуре в течение не менее двух часов, а после нанесения последнего цвета покрытия производят окончательную сушку полученного покрытия при температуре 120-150°C в течение не менее двух часов, при этом трафарет выполнен из материала стойкого к кратковременному воздействию органических растворителей, который закрепляют поверх фонового слоя с помощью липкого слоя и удаляют после нанесения очередного цвета покрытия.
Сущность изобретения поясняется таблицей, в которой указаны последовательность нанесения лакокрасочных слоев, необходимые режимы их сушки и другие параметры для получения декоративного покрытия.
Сущность изобретения заключается в следующем.
На одну из сторон технической ткани (например, стеклоткань марки ТСОН-200ТО ТУ 5952-009-40076438-98), закрепленной на твердой поверхности, наносят фоновый слой кремнийорганической эмали (например, марки КО-811К ГОСТ 23122-78) толщиной 30-50 мкм с помощью пневматического краскораспылителя типа КРП-11 в один слой в два прохода «сухой струей» с давлением в магистрали подачи воздуха 2-2,2 атм. Эмаль сушат при комнатной температуре в течение не менее 2 часов. Трафарет, изготовленный из материала, стойкого к кратковременному воздействию органических растворителей, (например, на бумажной основе или на основе поливинилхлорида (ПВХ)), с помощью нанесенного на него слоя липкости закрепляют поверх фонового слоя. Трафарет удаляют после нанесения эмали каждого цвета. Каждый последующий слой покрытия другого цвета наносят кремнийорганическими эмалями марки КО-811К ГОСТ 23122-78 или КО-811 KM ТУ 2312-042-00206919-2002 соответствующих цветов с помощью аэрографа с давлением в магистрали подачи воздуха 0,9-1,1 атм. Каждый слой сушат при комнатной температуре в течение не менее двух часов. Операцию наложения трафаретов на техническую ткань и нанесения цветных слоев эмалей повторяют для требуемого количества цветов в соответствии с заданными рисунками или надписями. После нанесения последнего цвета покрытия и его сушки при комнатной температуре в течение двух часов производят окончательную сушку полученного покрытия (изображения) при температуре 120-150°C в течение не менее двух часов.
Покрытие обладает стойкостью к воздействию факторов космического пространства в процессе эксплуатации объекта при перепаде температур от минус 150 до плюс 150°C, что обуславливается природой выбранных материалов: как лакокрасочного для нанесения изображения, так и материала подложки. Стойкость покрытия к воздействию факторов космического пространства подтверждена натурными испытаниями в составе съемных кассет на наружной поверхности Международной Космической станции (МКС).
Пример. Получение трехцветного покрытия (изображения). В качестве технической ткани используют стеклоткань «бязевого» переплетения, толщиной нити 0,3-0,4 мм, малодеформируемая при работе, термообработанная (типа ТСОН-200ТО ТУ 5952-009-40076438-98).
На одну из сторон стеклоткани марки ТСОН-200ТО ТУ 5952-009-40076438-98, закрепленной на твердой поверхности, пневматическим краскораспылителем КРП-11 в два прохода «сухой струей» с давлением в магистрали подачи воздуха 2 атм наносят один фоновый слой эмали марки КО-811КМ ТУ 2312-042-00206919-2002 белого цвета рабочей вязкости 12-14 с по вискозиметру В3-246 с диаметром сопла 4,0 мм. До рабочей вязкости эмаль разбавляют растворителем марки Р-5А ГОСТ 7827-74. Фоновый слой эмали сушат при комнатной температуре в течение двух-трех часов. Толщина полученного фонового слоя, измеренная на металлическом образце-свидетеле толщиномером марки QNIX 7500 (Германия) для лакокрасочных покрытий, составляет 30-50 мкм. Затем поверх фонового слоя закрепляют трафарет, изготовленный из материала с липким слоем, который удаляют после нанесения очередного цвета покрытия. Последующие слои покрытия наносят эмалями марки КО-811КМ ТУ 2312-042-00206919-2002 синего цвета и КО-811КМ ТУ 2312-042-00206919-2002 красного цвета с рабочей вязкостью 12-14 с по В3-246 (диаметр сопла 4,0 мм) с помощью аэрографа WALCOM марки EGO Hvlp при давлении в магистрали подачи воздуха 1 атм. До рабочей вязкости эмали разбавляют растворителем Р-5А ГОСТ 7827-74. Каждый нанесенный таким образом слой сушат при комнатной температуре в течение 2 часов. После выдержки последнего (красного цвета) слоя при комнатной температуре (25±10)°C в течение 2 часов производят окончательную сушку полученного трехцветного покрытия (изображения) при температуре 120-150°C в течение двух часов в термошкафу Binder FED 115 (Германия), (см. таблицу).
Операция
Условная вязкость эмали по ВЗ-246, с
Давление воздуха, атм
Режим сушки
Температура, °C
Время, ч
Нанесение фонового слоя
12-14
2±0,2
18-35
2-3
Нанесение последующих слоев эмали
12-14
1±0,1
18-35
2-2,5
Последний цвет (слой)эмали
12-14
1±0,1
18-35
2-24
затем
120-150
2-2,5