СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАМЕННОГО ПАННО Российский патент 2000 года по МПК B44C5/04 

Изобретение относится к декоративному искусству, а именно к изготовлению каменных панно и различных изделий из природного камня.

Изобретение может быть использовано для изготовления декоративных элементов интерьеров, а также для внутренней и наружной отделки зданий и сооружений.

Известен способ изготовления каменных панно, включающий закрепление на поверхности подложки из поделочного природного камня посредством клеющего вещества различных видов измельченных до разных фракций природных камней /см. описание изобретения к патенту РФ N 2019425, М. Кл. 6: B 44 C 5/04, опубл. 15.09.93 г. "Декоративный элемент"/.

Известный способ предусматривает закрепление на поверхности подложки измельченных до разных фракций порошкообразных частиц из драгоценных, полудрагоценных, искусственных камней и стекла, позволяющее повысить качество изображения за счет подчеркивания рельефного рисунка.

Недостатком способа является невозможность получения яркого рисунка и дополнительных цветовых оттенков и глубоких теней. Это объясняется тем, что наличие на подложке полос, ненужных узоров и цветовых пятен влияет на яркость изображения сюжета. Кроме того, недостатком известного способа является отсутствие системности нанесения измельченных до разных фракций природных камней на подложку, что усложняет процесс получения объемно-рельефного изображения и делает невозможным получение эффекта кажущейся удаленности элементов дальнего плана изображения.

Известен способ изготовления декоративного украшения из природного камня, включающий закрепление на подложке для получения изображения размельченных и отсортированных на различные фракции гранул природных камней /см. акц. заявку Японии N 58-9000, МКИ: B 44 D 2/00, опубл. 18.02.83 г., в бюллетене "Изобретения в СССР и за рубежом", N 11, вып. 40, 1983 г., стр. 10. "Способ изготовления декоративного украшения"/.

Известный способ включает также формирование оттенков узора на поверхности подложки гранулами камня различных размеров.

Недостатком способа является отсутствие системности в закреплении отсортированных на фракции гранул камней и, как следствие, отсутствие яркости и глубокой объемности изображения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является выбранный в качестве прототипа способ изготовления каменных панно, включающий шлифовку поверхности подложки из поделочного камня и закрепление на ней для получения изображения размельченных на различные фракции природных камней /см. описание к патенту РФ N 2077991, М. Кл. 4: B 44 C 5/04, опубл. 27.04.97 г. "Способ изготовления каменного панно"/.

Для получения зеркального блеска на поверхности подложки и рамки их промывают 0,1 - 0,4% раствором соляной кислоты, затем производят последовательно сухую и мокрую шлифовку и полировку, также сухую и мокрую. Кроме того, перед закреплением на поверхности подложки размельченных на фракции камней определяют участки поверхности с интересными и выразительными рисунками, оставляя их открытыми, как части сюжета. Для повышения выразительности рисунка производят гравировку этих участков по контуру изображения в виде углублений, которые заполняют пигментной краской из смеси жидкого стекла и пылевых фракций природных камней. В качестве клеящего вещества используют жидкое стекло.

Недостатком способа является несистемность в закреплении на подложке измельченных до разных фракций природных камней, что приводит к отсутствию глубокой объемности изображения в целом. Картина на панно воспринимается как плоский рисунок, так как несмотря на наличие отдельных рельефных участков, отсутствует многоплановость изображения. Это объясняется тем, что рельефность отдельных фрагментов достигается гравировкой контура изображения и последующим закрашиванием углублений, а именно линейной, а не объемной обработкой поверхности подложки. Отсутствие объема в восприятии изображения снижает зрительное впечатление от картины, а следовательно, художественные и эстетические свойства панно.

Другим недостатком является неоднородность цветораспределения по поверхности подложки, а также недостаточная яркость изображения. Эти недостатки вызваны наличием на поверхности ненужных полос, цветовых пятен, узоров, не предусмотренных сюжетом. Подобные поверхностные цветовые пятна и узоры изменяют цвет изображения панно, снижают его яркость.

Технической и художественной задачей предлагаемого способа изготовления каменного панно является увеличение объемности изображения, яркости и однородности оттенков в контролируемом цветодиапазоне, а также прочности изображения.

Технический и художественный результат достигается тем, что в предлагаемом способе изготовления каменного панно, включающем шлифовку поверхности подложки из природного камня и закрепление на ней для получения изображения природных камней различных фракций, согласно изобретению, предварительно наносят на всю отшлифованную до шероховатости 0,05 - 0,06 мм поверхность подложки гранулы пылевой фракции 0,01 - 0,04 мм, смешанные с клеем ПВА в качестве грунтовки, изображение панно составляют системным закреплением на поверхности огрунтованной подложки отсортированных по фракциям гранул, формируя объемно-рельефную картину с различной глубиной зрительного восприятия частей плана изображения, для этого гранулы двух фракций 0,01 - 0,04 мм и 0,1 - 0,3 мм закрепляют на частях панно, изображающих дальний план, гранулы фракции 0,1 - 0,3 мм закрепляют на частях панно, изображающих фон, гранулы фракции 0,5 - 1,5 мм, 2,0 - 3,5 мм и 4,0 - 6,5 мм закрепляют на частях панно, изображающих последовательно средний, передний и ближний план соответственно, причем поверхности гранул двух последних фракций предварительно галтуют до полупрозрачности краев, а поверхность подложки с закрепленными на ней камнями покрывают клеем ПВА.

Шлифование поверхности подложки до шероховатости 0,05 - 0,06 мм повышает сцепление грунтовки с основной подложки, что улучшает прочность и качество изображения панно.

Показатели шероховатости поверхности подложки выбраны исходя из свойств прочности и яркости изображения, которые ей придает грунтовка, состоящая из пылевой фракции, смешанной с клеем ПВА.

Как показали лабораторные испытания наибольшая прочность изображения панно была достигнута с параметрами шероховатости подложки, равными 0,05 мм.

Уменьшение шероховатости до 0,04 мм нецелесообразно из-за снижения прочности сцепления поверхности подложки и грунтовки, содержащей гранулы пылевой фракции 0,01-0,04 мм и клей ПВА.

Увеличение параметров до 0,068 - 0,07 мм приводит к снижению яркости изображения и влияет на художественные и эстетические свойства каменного панно.

Нанесение грунтовки, содержащей гранулы пылевой фракции 0,01-0,04 мм, краситель и клей ПВА на предварительно отшлифованную поверхность подложки позволяет добиться прочности, яркости и объемности изображения, обеспечить однородность цветовых сочетаний и появления дополнительных цветовых оттенков и теней на подложке.

Кроме того, нанесение грунтовки способствует выравниванию цвета на тех местах подложки, где имеются полосы, узоры и пятна, не предусмотренные сюжетом и искажающие составляемое из камней изображение.

Формирование объемно-рельефной картины с различной глубиной зрительного восприятия каждой из частей плана изображения достигается за счет системного расположения размельченных до разных фракций и отсортированных по размерам гранул природных полудрагоценных или драгоценных камней.

Гранулы с размерами 0,01 - 0,04 мм представляют собой пылевидную фракцию, являющуюся как основой для составления грунтовки, так и используемую для изображения деталей основной части дальнего плана панно.

Минимальный размер гранул фракции N 1, равный 0,01 мм, выбран из условий наибольшей прочности сцепления грунтовки с подложкой, так как данные размеры соответствуют наиболее плотной упаковке гранул в углублениях 0,05-0,06 мм шлифованной подложки. Кроме того, минимальный размер гранул фракции N 1 выбран из условия образования наиболее удаленной части дальнего плана панно.

Уменьшение минимального размера гранул до 0,005 мм не целесообразно из-за усложнения технологии дробления природных камней.

Максимальный размер гранул фракции N 1, равный 0,04 мм, выбран, исходя из условия, обеспечивающего усиление глубины зрительного восприятия границы перехода от начала к концу дальнего плана панно.

Увеличение максимального размера гранул фракции N 1 до 0,05 мм нецелесообразно из-за условия снижения рельефности границы перехода от начала к концу дальнего плана панно.

Гранулы с размерами 0,1 - 0,3 мм представляют собой фракцию N 2, служащую для изображения границы перехода от дальнего плана к среднему плану, а также для образования фона панно.

Минимальный размер гранул фракции N 2, равный 0,1 мм, выбран из условия усиления рельефности и объемности изображения отдельных граничных участков на переходе от дальнего к среднему плану панно.

Уменьшение минимального размера гранул фракции N 2 до 0,05 мм нецелесообразно из-за снижения глубины зрительного восприятия граничных участков на переходе от дальнего к среднему плану панно.

Максимальный размер гранул фракции N 2, равный 0,3 мм, выбран из условия усиления рельефности фона панно. Увеличение максимального размера гранул фракции N 2 до 0,39 мм снизит рельефность фона панно.

Гранулы с размерами 0,5 - 1,5 мм, 2,0 - 3,5 мм и 4,0 - 6,5 мм представляют собой фракции N 3, N 4, N 5 соответственно и служат для последовательного изображения среднего, переднего и ближнего плана панно.

Выбор минимального размера гранул фракции N 3 равным 0,5 мм определен необходимостью образования глубины зрительного восприятия деталей среднего плана панно, а также усиления рельефности и объемности деталей среднего плана в сравнении с деталями фона.

Выбор максимального размера гранул фракции N 3 равным 1,5 мм связан с необходимостью увеличения рельефности и объемности деталей среднего плана в сравнении с рельефностью и объемностью деталей переднего плана панно.

Выбор минимального размера гранул фракции N 4 равным 2,0 мм позволяет зрительно выделить детали переднего плана в сравнении с деталями среднего плана.

Выбор максимального размера гранул фракции N 4 равным 3,5 мм обеспечивает большую рельефность, объемность и яркость деталей переднего плана в сравнении с деталями ближнего плана. Выбор минимального размера гранул фракции N 5 равным 4,0 мм связан с изменением глубины зрительного восприятия деталей ближнего плана в сравнении с глубиной зрительного восприятия изображения деталей переднего плана панно.

Выбор максимального размера гранул фракции N 5 равным 6,5 мм связан с выполнением глубокой объемности и рельефности деталей ближнего плана на панно больших размеров, а также с получением ярких оттенков, позволяющих добиться исключительной яркости и красочности изображения панно в целом.

Предлагаемый способ изготовления каменного панно позволяет добиться наибольшей рельефности, объемности изображения и создать для наблюдателя эффект "кажущейся" удаленности деталей любого сюжета.

Предварительная галтовка гранул размельченных камней до фракций N 4 и N 5 позволяет усилить общую рельефность, объемность и красочность изображения всего сюжета в целом за счет усиления свойств отражения и преломления световых лучей полупрозрачными краями и отполированной поверхностью галтованных гранул камней.

Благодаря галтовке гранулы камней фракций N 4 и N 5 приобретают качества ювелирных изделий, своеобразной оправой которым становится художественная картина каменного панно.

Благодаря преломлению лучей света сквозь полупрозрачные края гранул фракций N4 и N 5 и отражения световых лучей от более яркой по сравнению с самими гранулами поверхности грунтовки создается эффект глубины зрительного восприятия, отличной от глубины восприятия дальнего, среднего и переднего плана изображения панно.

Нанесение на поверхность подложки с закрепленными на ней камнями клея ПВА обеспечивает усиление яркости картины. Слой клея ПВА при высыхании на поверхности подложки приобретает прозрачность и усиливает яркость камней.

Определение места закрепления гранул природных камней на подложке зависит от нужного плана изображения предмета. Благодаря системности в определении размеров гранул камней и их места расположения на поверхности подложки формирование изображения предметов ведется значительно быстрее при одновременной глубине, объемности и рельефности. Так, например, многоплановость изображения на панно осуществляется не только для всей картины в целом, но и частей каждого предмета картины в отдельности. Например, ствол дерева выполняют передним планом гранулами камней фракции N 2, крупные ветки, ягоды, сережки выполняют средним и передним планами гранулами камней фракций N 3, 4, мелкие ветки выполняют дальним планом гранулами камней фракции N 1, небо и облака выполняют фоном гранулами камней фракций N 1, 2.

Помимо природных камней могут быть использованы также искусственные камни указанных фракций.

Многоплановость формирования изображения на панно была опробирована на экспериментальном участке фабрики ювелирных изделий в г. Куса Челябинской области и результаты лабораторных испытаний изделий, изготовленных в качестве эксперимента, отражены в таблице.

Заявляемый способ изготовления каменного панно обладает новизной и изобретательским уровнем, так как при проведении поиска по источникам патентной и научно-технической документации заявителем не выявлены известные технические решения, в которых бы предварительно наносили на всю отшлифованную до шероховатости 0,05 - 0,06 мм поверхность подложки гранулы пылевой фракции 0,01 - 0,04 мм, смешанные с клеем ПВА в качестве грунтовки, изображение панно составляли системным закреплением на поверхности огрунтованной подложки отсортированных по фракциям гранул, формируя объемно-рельефную картину с различной глубиной зрительного восприятия частей плана изображения, для этого гранулы двух фракций 0,01 - 0,04 мм и 0,1 - 0,3 мм закрепляли бы на частях панно, изображающих дальний план, гранулы фракции 0,1 - 0,3 мм закрепляли на частях панно, изображающих фон, гранулы фракции 0,5 - 1,5 мм, 2,0 - 3,5 мм и 4,0 - 6,5 мм закрепляли на частях панно, изображающих последовательно средний, передний и ближний план соответственно, причем поверхности гранул двух последних фракций предварительно галтовали до полупрозрачности краев, а поверхность подложки с закрепленными на ней камнями покрывали клеем ПВА.

Заявляемый способ применим в технике создания украшений для интерьера внутренних помещений, для украшения офисов, квартир, в изготовлении сувениров. Способ может быть многократно воспроизведен, следовательно, он соответствует критерию "промышленная применимость".

Поскольку заявляемый способ позволяет увеличить объемность изображения, яркость и однородность оттенков в контролируемом цветодиапазоне, а также - прочность изображения, следовательно, он соответствует критерию "положительный эффект".

Способ поясняется следующими схемами.

На фиг. 1 показана схема, поясняющая распределение гранул камней фракции N 1 грунтовки в углублениях отшлифованной поверхности подложки.

На фиг. 2 показана схема, поясняющая распределение гранул камней на полированной поверхности подложки по способу, изложенному в прототипе.

На фиг. 3 схематически изображена поверхность гранул камней фракций N 4, 5 после их галтовки.

На фиг. 4 показана схема, поясняющая образование дополнительных оттенков и эффекта меняющейся глубины зрительного восприятия на панно по предлагаемому способу.

На фиг. 5 показана схема, поясняющая образование объемности изображения по способу, изложенному в прототипе.

На фиг. 6 показана поверхность подложки с закрепленными на ней камнями, покрытые клеем ПВА.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Предварительно шлифуют подложку из природного камня до шероховатости 0,05 - 0,06 мм. Дробят природный камень и сортируют его гранулы по крупности на фракции N 1, 2, 3, 4, 5 с размерами гранул 0,01 - 0,04, 0,1 - 0,3 мм, 0,5 - 1,5 мм, 2,0 - 3,5 мм, 4,0 - 6,5 мм соответственно.

Грунтовка, содержащая гранулы природных камней фракции N 1, смешанные с клеем ПВА в соотношении 1:1, является одновременно природным пигментом, цвет которого выбирают исходя из цветового сочетания предметов картины на панно. Отсортированные по размерам гранулы соответствующих камней распределяют на поверхности подложки, закрепляя их в соответствии с планом предмета картины, при этом детали дальнего плана, например небо, горы, лес, формируют гранулами фракции N 1, выделяя наиболее удаленные части предметов закреплением гранул этой фракции с минимальными размерами. Части панно, на которых должны быть изображены подвижные детали, например течение воды, блеск реки, или мелкие части объемного предмета, например ветки дерева, формируют закреплением гранул этой фракции с размерами максимальными. Последовательно формируют каждую из частей предметов картины гранулами N 2, 3, 4, 5.

Гранулы фракций N 4, 5 перед закреплением их на поверхности подложки предварительно галтуют в галтовочном барабане в течение 8-20 часов с добавлением абразивных добавок. В результате галтовки гранулы фракции N 4, 5 приобретают полировку по всей поверхности и полупрозрачность по краям.

После формирования изображения при помощи камней на панно его поверхность покрывают слоем клея ПВА.

Пример конкретного осуществления предлагаемого способа. Предварительно шлифовали подложку из малахита до шероховатости 0,05 мм.

На фиг. 1 изображена шлифованная поверхность 1 подложки 2, на которую нанесен слой грунтовки, полученный смешиванием гранул 3 малахита фракции N 1 с клеем ПВА в соотношении 1:1. Слой грунтовки 0,55 мм представляет собой плотную упаковку гранул 3 в поверхностных углублениях 0,05 - 0,06 мм подложки 2. Анализ изделия, полученного по способу, выбранному в качестве прототипа, показал, что прочность формируемого на полированной поверхности подложки изображения из камней /см. фиг. 2/ значительно уступает прочности изображения на панно, изготовленном по предлагаемому способу.

Это объясняется тем, что слой гранул 3 природных камней, произвольно расположенных на полированной поверхности подложки, не образует плотной упаковки.

На следующем этапе осуществления предлагаемого способа производили дробление природных камней и сортировку полученных гранул на фракции соответствующих камней:
0,015 - 0,39 мм /фракция N 1/;
0,18 - 0,30 мм /фракция N 2/;
0,51 - 1,48 мм /фракция N 3/;
2,31 - 3,49 мм /фракция N 4/;
4,12 - 6,43 мм /фракция N 5/.

Рисунок на подложке формировали, начиная с гранул 3 камней фракции N 1, последовательно переходя к гранулам камней фракций N 2, 3, 4, 5. Обращали внимание на удаленность, которую должен иметь изображаемый предмет или его часть на рисунке. Более отдаленные предметы, например вершины гор, наносили гранулами с размерами 0,015 - 0,018 мм фракции N 1, а более крупные предметы, например течение реки, наносили гранулами с размерами 0,021 - 0,035 мм фракции N 1. Границы перехода от дальнего плана к среднему, например окончания гор, наносили гранулами с размерами 0,18 - 0,20 мм фракции N 2. Фон и предметы фона, например озерную речную гладь, наносили гранулами с размерами 0,28 - 0,30 мм фракции N 2. Предметы среднего плана, например листья на воде, наносили гранулами с размерами 0,55 - 1,11 мм фракции N 3. Наиболее близко расположенные по сюжету картины предметы переднего плана, например большие ветви елей, крупные гроздья рябины, наносили гранулами с размерами 2,35 - 3,0 мм фракции N 4. Предметы ближнего плана, например нижнюю часть ствола ели, траву на берегу реки, наносили гранулами с размерами 4,32 - 5,11 мм фракции N 5.

Гранулы 3 фракций N 4, 5 предварительно галтовали до полупрозрачности их краев /см. фиг. 3/ и полировки всей поверхности. Гранулы 3 природных камней после галтовки проявляли свойства помимо отражения световых лучей поверхностью полупрозрачных краев 4 и на глубине, также свойства преломления на поверхность более яркой грунтовки. Благодаря отражению преломленных сквозь полупрозрачные края гранул 3 световых лучей от поверхности грунтовки появился эффект "меняющейся" глубины зрительного восприятия предметов, составленных из природных камней по предлагаемой технологии. На следующем этапе осуществления предлагаемого способа поверхность каменного панно 5 покрывали одним слоем 5 клея ПВА /см. фиг. 6/.

Предлагаемый способ изготовления каменного панно обеспечивает по сравнению с прототипом:
- увеличение объемности, рельефности изображения, яркости и однородности цветораспределения, глубины оттенков в контролируемом цветодиапазоне;
- повышение прочности, долговечности каменного изображения;
- получение дополнительных оттенков и теней;
- выравнивание цвета на подложке;
- формирование картины с меняющейся глубиной зрительного восприятия каждой из частей плана изображения;
- появление эффекта "кажущейся" удаленности частей предмета изображения на рисунке;
- упрощение ухода за панно;
- упрощение и ускорение формирования изображения из камней на панно;
- многоплановость изображения на панно не только крупных предметов, но и их частей и деталей.

Способ изготовления каменного панно для повышения качества заключается в том, что предварительно наносят на всю отшлифованную до шероховатости 0,05 - 0,06 мм поверхность подложки гранулы пылевой фракции 0,01 - 0,04 мм, смешанные с клеем ПВА в качестве грунтовки, изображение панно составляют системным закреплением на поверхности огрунтованной подложки отсортированных по фракциям гранул. 1 табл., 6 ил.

Способ изготовления каменного панно, включающий шлифовку поверхности подложки из природного камня и закрепление на ней для получения объемного изображения гранул природных камней различных фракций, отличающийся тем, что предварительно наносят на всю отшлифованную до шероховатости 0,05 - 0,06 мм поверхность подложки гранулы пылевой фракции размерами 0,01 - 0,04 мм, смешанные с клеем ПВА в качестве грунтовки, изображение панно составляют системным закреплением на поверхности огрунтованной подложки отсортированных по фракциям гранул, формируя объемно-рельефную картину с различной глубиной зрительного восприятия частей плана изображения, для этого гранулы двух фракций 0,01 - 0,04 мм и 0,1 - 0,3 мм закрепляют на частях панно, изображающих дальний план, гранулы фракции 0,1 - 0,3 мм закрепляют на частях панно, изображающих фон, гранулы фракции 0,5 - 1,5 мм, 2,0 - 3,5 мм и 4,0 - 6,5 мм закрепляют на частях панно, изображающих последовательно средний, передний и ближний планы соответственно, причем поверхности гранул двух последних фракций предварительно галтуют до полупрозрачности краев, а поверхность подложки с закрепленными на ней камнями покрывают клеем ПВА.