СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОЧНО ОКРАШЕННОГО ИЗДЕЛИЯ С СИЛИКОНОВОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ И ОКРАШЕННОЕ ИЗДЕЛИЕ, ПОЛУЧЕННОЕ ЭТИМ СПОСОБОМ
METHOD OF PRODUCING STRONG COLOURED ARTICLE WITH SILICONE SURFACE AND COLOURED ARTICLE OBTAINED USING SAID METHOD

Изобретение относится к способу получения прочно окрашенного изделия с силиконовой поверхностью.
Кроме того, изобретение относится к изделию с силиконовой поверхностью, прочно окрашенному красящими пигментами.
Известно, что изделия с силиконовой поверхностью, в частности, изделия, полностью состоящие из силикона, плохо поддаются окрашиванию, так как силикон имеет особенность не впитывать на поверхности посторонние вещества. Из-за слабого сцепления с силиконовой поверхностью возможные красочные покрытия силиконовой поверхности являются непрочными, если их подвергнуть механической нагрузке.
Проблема с окрашиванием возникает, в частности, для так называемых косметических облицовок протезов, которые должны как можно точнее имитировать структуру и цвет кожи, а в известных случаях также ногтей на пальцах рук или ног. Имитация структуры кожи предполагает наличие мельчайших складок и структур в силиконовой поверхности, которые не должны перекрываться нанесенным слоем краски.
Известно о предварительной обработке силиконовой поверхности, например, путем плазменной обработки, обработки коронным разрядом, фторированием или нанесением грунтовочного слоя. В таком случае красочный слой следует наносить чрезвычайно тонким, так как в противном случае он будет перекрывать поверхностную структуру силиконовой поверхности, полученную с большим трудом и иногда искусно оформленную. Однако такой красочный слой недостаточно стоек к нагрузкам.
Поэтому, как известно, такое силиконовое изделие, как например, силиконовые перчатки для имитации естественной поверхности кисти, получают из прозрачного как стекло силикона и после соответствующей предварительной обработки окрашивают на внутренней стороне перчатки. Для этого перчатку выворачивают наизнанку, чтобы ее внутренняя сторона находилась снаружи, и ее можно было окрасить. После окрашивания окрашенную наружную сторону снова выворачивают внутрь, так что окрашивание теперь находится внутри и защищено от внешней нагрузки прозрачным силиконовым слоем. Этот способ является очень трудоемким и не допускает коррекции оттенка, исправления искаженных цветов из-за неудачной покраски и т.д. Кроме того, невозможно дополнительно нанести красочный слой на сшитый (вулканизированный) силикон, так как для этого нужно снова проводить предварительную обработку силиконовой поверхности.
Поэтому в основе изобретения стоит задача сделать возможным окрашивание изделия с силиконовой поверхностью, которое сохраняется в течение длительного времени и легко наносится.
Для решения этой задачи изобретение предлагает способ указанного во введении типа, отличающийся следующими технологическими стадиями:
a) смешение красящих веществ с еще способным к сшивке силиконом с образованием смеси для нанесения покрытия,
b) набухание силиконовой поверхности растворителем,
c) нанесение смеси для нанесения покрытия на силиконовую поверхность,
d) осуществление сшивки проникшего в силиконовую поверхность силикона из смеси для нанесения покрытия.
При необходимости перед осуществлением сшивки можно провести стадию сушки.
Способ согласно изобретению основан на том, что силиконовая поверхность будет набухать растворителем, и в результате красящие вещества со способным к сшиванию силиконом из смеси для нанесения покрытия будут проникать в силиконовую поверхность. При последующих сушке и сшивке набухание поверхности исчезает, так что теперь красящие вещества оказываются закрепленными в тонком слое силиконовой поверхности, а именно заделанными в частицы силикона, образованные в результате сшивки силикона, присутствовавшего в смеси для нанесения покрытия. Изначально нанесенный способный к сшивке силикон прочно связывается с набухшей силиконовой поверхностью, так что красящие вещества не могут больше вымываться или стираться с поверхности. Таким образом, согласно изобретению силиконовый материал наносят на набухшую силиконовую поверхность в реакционно-способном состоянии, чтобы в результате реакции (сшивки) силикона образовался жестко закрепленный красочный слой.
В результате достигается долговечное и износостойкое окрашивание силиконовой поверхности. Совершенно очевидно, что структурирование поверхности благодаря способу по изобретению сохраняется, если смесь для нанесения покрытия наносят и сшивают таким образом, чтобы она проникала в набухшую силиконовую поверхность и совсем не образовывала покрывающий поверхность связный слой или образовывала лишь очень тонкий слой такого типа.
Приводящий к закреплению красящих веществ в силиконовой поверхности, способный к сшиванию силикон в смеси для нанесения покрытия может быть тем же силиконом, из которого состоит сшитая силиконовая поверхность. Однако это не обязательно. Требуется только выбирать такой тип силикона, который совместим с силиконовой поверхностью, то есть вступающий в прочное соединение со сшитой силиконовой поверхностью в процессе собственной сшивки. Это почти всегда имеет место для разных типов силикона. Совместимые друг с другом типы силикона специалисту известны.
Предпочтительно, чтобы растворитель, служащий для набухания силиконовой поверхности, использовался также как компонент смеси для нанесения покрытия. При этом можно, чтобы растворитель для набухания силиконовой поверхности наносился на поверхность только как компонент смеси для нанесения покрытия, чтобы вышеназванные технологические стадии b) и c) осуществлялись одновременно, вследствие чего растворитель попадает на силиконовую поверхность только при нанесении смеси для нанесения покрытия. Таким образом, нанесение смеси производится без активирующей предварительной обработки силиконовой поверхности. Эту поверхность обычно перед осуществлением способа по изобретению только очищают и удаляют жиры, масла и другие мешающие компоненты. Дополнительной предварительной обработки не требуется.
Сшивка силикона в смеси для нанесения покрытия осуществляется после нанесения смеси и при необходимости после стадии сушки при повышенной температуре, то есть предпочтительно в печи.
Смесь для нанесения покрытия можно наносить любым способом нанесения покрытия. В частности, для косметических покрытий, таких как силиконовые перчатки или косметические покрытия отделов стопы, годятся, в частности, окрашивание или напыление на силиконовую поверхность смеси для нанесения покрытия.
Красящие вещества или красящие средства могут быть нерастворимыми или растворимыми веществами, то есть (нерастворимыми) красящими пигментами или (растворимыми) красителями. Использующиеся красящие средства могут быть неорганическими или органическими.
Цветовое восприятие окрашивания зависит, с одной стороны, от применяющегося красящего средства, а с другой стороны также от количества красящего средства в поверхностной области, то есть от толщины красящего слоя. Если этот слой из-за истирания становится тоньше, может измениться интенсивность его окраски, то есть он бледнеет из-за истирания. В одном усовершенствовании настоящего изобретения этому препятствуют тем, что после нанесения слоя реакционно-способной силиконовой краски образующуюся поверхность в набухшем состоянии снова снабжают реакционноспособным силиконовым слоем, который теперь является прозрачным, в частности, прозрачным и бесцветным. Благодаря реакционному нанесению прозрачного слоя силикона образуется защита окрашивания, которая, независимо от ее толщины, не ухудшает окрашивание благодаря прозрачности. Поэтому если прозрачный слой при использовании несколько сотрется, это приведет к уменьшению его толщины, но из-за этого не возникнет никакого видимого эффекта на цветовое восприятие, вызванное окрашиванием.
Нанесение прозрачного защитного силиконового слоя проводят с таким же этапами, что и нанесение силиконового красочного слоя для получения окрашивания. Для прочного закрепления защитного силиконового слоя поверхность, образованную в результате нанесения силиконового красочного слоя, подвергают набуханию растворителем, и силикон защитного силиконового слоя наносят в еще способном к сшиванию состоянии. Таким образом, защитный силиконовый слой образуется также в результате сшивки силикона in-situ. Как и для нанесения силиконового красочного слоя, можно сначала нанести растворитель на поверхность или можно нанести растворитель в одностадийном способе вместе с соответствующей реакционноспособной смесью для нанесения покрытия.
Кроме того, указанная выше задача решена посредством изделия с силиконовой поверхностью, прочно окрашенного красящими пигментами, у которого красящие пигменты проникают в набухшую силиконовую поверхность на небольшую глубину, по порядку величины до 1 мкм, и в результате сшивки силикона образуют жестко закрепленный красочный слой. При этом силиконовая поверхность предпочтительно не содержит покрывающего ее связного слоя.
Прочно окрашенное изделие может состоять из любого материала и иметь силиконовую поверхность. Однако предпочтительно, чтобы изделие полностью состояло из силикона, как это может быть, например, в случае предпочтительного изделия в форме косметической облицовки протеза. Однако утверждение, что изделие полностью состоит из силикона, не исключает, что изделие на стороне, противоположной силиконовой поверхности, дополнительно содержит функциональное покрытие, например, покрытие, повышающее способность к скольжению, которое может состоять из текстиля или подходящего полимерного слоя, например, из парилена (поли-пара-ксилилен).
Как уже пояснялось ранее, окрашенное изделие может содержать выше окрашивания покрывной слой из силикона, в частности, прозрачный, который действует как защитный слой для окрашивания. Кроме того, допустимо, чтобы прозрачный защитный слой был образован из других материалов, которые могут прочно связываться с окрашенным силиконом. Этот вариант осуществления можно реализовать, например, с прозрачным слоем из парилена, который можно нанести на силиконовую поверхность способом химического осаждения из паровой фазы (CVD, Chemical Vapor Deposition).
Окрашивание силиконовой поверхности согласно изобретению достигается также при полностью сшитом силиконе, даже в случае силиконов, которые хранились в течение года или дольше, и даже без предварительной активирующей обработки, такой как нанесение грунтовочного слоя, плазменная обработка, коронный разряд, фторирование и т.д. Следует лишь тщательно очистить уже использовавшийся силикон от возможных загрязнений, после чего он годится для окрашивания способом по изобретению.
Пример 1. Силиконовые перчатки (наружная/внутренняя поверхность ладони)
Силиконовые перчатки очищали изопропанолом 634A58 от приставших вследствие электростатического заряда частиц пыли или ворсинок. Для этого использовали чистую безворсовую салфетку или ткань. Предусматривалась сушка в течение 10 мин при комнатной температуре, так как из-за понижения температуры при испарении изопропанола на поверхности могла конденсироваться вода из влаги воздуха, которую также необходимо было снова испарить.
Использовали следующие материалы:
Твердый материал
силикон
LSR 3003-50
100,00%
Растворитель
силиконовая жидкость
Q7-9180
+278,08%
Краска
силиконовая краскабелаятемно-синяятемно-краснаякрасная
эластосилRAL 9010RAL 5010RAL3000RAL3020
+2,27%+3,63%+6,09%+0,69%
Примечание: содержание растворителя и краски рассчитаны в процентах в пересчете на твердые вещества.
С силиконовой краской эластосил получают белую, темно-синюю, темно-красную и красную смесь для нанесения покрытия, используя при этом силиконовую жидкость в качестве растворителя.
Материал, используемый для силиконовых перчаток, называется здесь твердым силиконом.
Из приготовленной и хранящейся в холодильнике краски отбирают около 5 мл и наносят на невпитывающую основу (стеклянная или керамическая пластина). К этому добавляют около 7 мл чистого растворителя (силиконовая жидкость). Синтетическую кисточку смачивают этим же растворителем, затем небольшое количество подготовленной красящей смеси берут кисточкой с пластины и при необходимости разбавляют дополнительным растворителем, чтобы изменить интенсивность цвета и повысить продолжительность сушки. Кроме того, в результате этого достигается, как и хотелось, нерезкая граница окрашивания.
Желаемую матовость покрытия можно изменять, промокая его мелкопористой губкой или подобным на стадии сушки, когда силиконовая краска больше не течет, но еще не затвердела.
Пример 2. Окраска ногтей
Силиконовые перчатки очищали от приставших вследствие электростатического заряда частиц пыли или ворсинок хладоочистителем 634A5 (смесь алифатических углеводородов, фракция 185°C). Для этого использовали чистую безворсовую салфетку или ткань. После сушки в течение 5 мин можно было наносить смесь для нанесения покрытия. Использовали следующие материалы:
Твердый материал
силикон
LSR 3003-50
100,00%
Растворитель
хладоочиститель
+278,08%
Краска
силиконовая краскабелаячернаятемно-синяяжелтаяжелтаятемно-красная
ЭластосилRAL 9010RAL 9011RAL 5010RAL 1016RAL 1021RAL 3000
+34,67%+0,79%+1,76%+5,29%+1,26%+0,20%
Примечание: содержание растворителя и краски рассчитаны в процентах в пересчете на твердые вещества.
Из приготовленной и хранящейся в холодильнике красящей композиции отбирают около 2 мл и наносят на невпитывающую основу (стеклянная или керамическая пластина). Силиконовая краска эластосил (Wacker Chemie, Мюнхен) представляет собой пигментный состав на основе силикона.
Затем небольшое количество подготовленной красящей композиции берут с пластины синтетической шрифтовой кисточкой размером 5/0 и напрямую наносят на силикон в области ногтей.
Для раскрашивания ногтевого ложа и кончика ногтя необходим кроющий мазок с четкой границей краски. Этого можно достичь, если согласно рецептуре имеется высокая доля пигмента и низкая доля растворителя. Таким образом, требуется скорректировать рецептуру через тип используемого растворителя таким образом, чтобы состав испарялся медленно, чтобы оставалось достаточно времени для разравнивания. Этого удается достичь и с быстро испаряющейся системой, используя более высокое содержание растворителя, однако из-за высокого содержания растворителя не удалось достичь интенсивности окрашивания.
Пример 3. Метод напыления
Силиконовые перчатки очищали от приставших вследствие электростатического заряда частиц пыли или ворсинок силиконовой жидкостью 634A81. Для этого использовали чистую безворсовую салфетку или ткань. После сушки в течение 10 мин (как в примере 1) смесь для нанесения покрытия можно было распылять. Для этого области ногтей покрывали лаком для ногтей или подобным, чтобы предотвратить напыление краски. Использовали следующие материалы:
Твердый материал
силикон
LSR 3003-50
100,00%
Растворитель
силиконовая жидкость
Q7-9180
+600,00%
Краска
силиконовая краскажелтаятемно-краснаячерная
эластосилRAL 1021RAL 3000RAL 9011
+10,00%+5,83%+12,71%
Матирующее средство
кремниевая кислота
Acematt 3300
+1,89%
*Производитель: Evonik Industries AG, Essen
Примечание: содержание растворителя, краски и матирующего средства рассчитано в процентах в пересчете на твердые вещества.
Красящую смесь вводят в пульверизатор или краскопульт и при давлении два бара распыляют в несколько проходов на силиконовую поверхность. Затем защитный лак в области ногтей удаляют с помощью жидкости для снятия лака и затем осуществляют окрашивание в области ногтей в соответствии с примером 2.
После окрашивания или напыления изделие можно подвергнуть сушке течение 10-30 мин при комнатной температуре, а затем вулканизации/сшивке в печи при 120°C в течение четырех часов или при 150°C в течение двух часов. Это относится ко всем примерам 1-3.