МНОГОСЛОЙНЫЙ МАТЕРИАЛ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2004 года по МПК B32B15/04 B32B7/12 C23C28/00 

Изобретение относится к фольговым декоративным материалам, таким как сусальное золото, поталь, серебро, применяемым для кровли крестов и куполов церквей, отделки наружного и внутреннего интерьеров зданий, мебели.

Известна фольга (толщина 0,2-0,4 мкм) золотая (сусальное золото), фольга серебряная, фольга из сплава меди (поталь) (см. кн. Одноралов Н.В. "Декоративная отделка скульптуры и художественных изделий из металла" М.: Изобразительное искусство, 1989 г.). Применяют фольгу с использованием масляного лака "мордан", который не может быть предварительно нанесен на фольгу в связи с ее мягкостью, легкостью и подверженностью повреждению. При работе на открытом воздухе фольга может улететь при порыве ветра, к тому же ее сложно резать, поэтому лаком покрывают изделия, а не пленку, и выдерживают до получения достаточной липкости несколько часов, повышая тем самым трудоемкость. После 12 часов лак высыхает полностью, теряя клеящие свойства, поэтому смазывание клеем приходиться повторять. К тому же лак "мордан" недостаточно надежен.

Известен многослойный рулонный материал на основе меди и ее сплавов с покрытием золотом и его сплавами (заявка на изобретение РФ №2002107053/20(007493) от 21.03.2002 г., МКИ 7 G 21 F 1/12).

Известен многослойный рулонный материал на основе алюминия с покрытием золотом и его сплавами (патент РФ №2149101, МКИ 7 G 21 F 1/12).

Он является по своей технической сущности наиболее близким материалом и выбран в качестве прототипа. На нем изначально имеется слой клея в виде липкого материала, для которого при работе и хранении для сохранности его свойств обязательно применение предохранительного слоя из бумаги или других пленочных материалов, снимаемых перед работой. Вследствие отсутствия тонких фольг из алюминия материал имеет повышенную жесткость, не позволяющую применять его для тонких работ, к тому же коррозионно-активен из-за значительной разности потенциалов (около 3 В).

Известный материал вследствие отсутствия тонких фольг из меди имеет повышенную жесткость, не позволяющую применять его для тонких работ, и имеет недостаточную прочность приклеивания из-за жесткости.

Задачей изобретения является создание многослойного материала в виде тонкой фольги (от 0,1 мкм), обладающего высокими декоративными и эксплуатационными свойствами и удобного в применении, причем из различных металлов, сплавов и соединений с кислородом, азотом, серой, фосфором, бором и кремнием.

Решение поставленной задачи в первом варианте исполнения достигается тем, что многослойный материал содержит предохранительный, липкий и декоративный металлический слои. Многослойный материал выполнен в виде фольги, предохранительный слой выполнен в виде пленки из синтетических полимеров, липкий слой выполнен в виде слоя термоплавкого клея с температурой плавления выше 30°С или слоя клея, полученного смачиванием с растворителем или отвердителем, или слоя клея на основе сополимера бутилакрилата, декоративный слой выполнен из меди, серебра, золота, цинка, кадмия, алюминия, индия, олова, свинца, сурьмы, висмута, хрома, молибдена, вольфрама, железа, кобальта, никеля, родия, иридия, палладия, платины или их сплавов, причем состав металлов или их сплавов содержит бор, фосфор, серу, азот, кислород в виде соединений.

Термоплавкий слой клея выполнен на основе полиамида, или полимида, или полиуретана, или полиолефина, или сополимера этилвинилацетата, или пластилина, или металлических сплавов.

Слой клея, подготавливаемого к работе смачиванием растворителем или отвердителем, выполнен на основе синтетических полимеров, полимеров животного и растительного происхождения.

Решение поставленной задачи во втором варианте исполнения достигается тем, что многослойный материал выполнен в виде фольги и содержит по меньшей мере один упрочняющий металлический слой, расположенный между липким и декоративным слоем и выполненный из нитрида титана или из никеля, железа, кобальта титана, серебра, меди, золота, хрома, молибдена, вольфрама, магния, индия или их сплавов, при этом предохранительный слой выполнен в виде пленки из синтетических полимеров, липкий слой выполнен в виде слоя термоплавкого клея с температурой плавления выше 30°С или слоя клея, полученного смачиванием с растворителем или отвердителем, или слоя клея на основе сополимера бутилакрилата, декоративный слой выполнен из нитрида титана или оксида хрома или из меди, серебра, золота, цинка, кадмия, алюминия, индия, олова, свинца, сурьмы, висмута, хрома, молибдена, вольфрама, железа, кобальта, никеля, родия, иридия, палладия, платины или их сплавов, причем состав металлов или их сплавов содержит бор, фосфор, серу, азот, кислород в виде соединений.

Слой термоплавкого клея выполнен на основе полиамида, или полиуретана, или полиолефина, или сополимера этилвинилацетата, или пластилина, или металлических сплавов.

Слой клея, подготавливаемый к работе смешиванием с растворителем или отвердителем, выполнен на основе синтетических полимеров, полимеров животного и растительного происхождения.

Решение поставленной задачи в третьем варианте исполнения достигается тем, что многослойный материал содержит предохранительный, липкий и декоративный металлический слои. Металлический материал выполнен в виде фольги и содержит адгезионный слой, расположенный на липком слое и выполненный на основе фосфатов меди или цинка, и/или хроматов серебра или сурьмы, и/или оксида никеля и/или оксалатов железа или никеля, по меньшей мере один упрочняющий металлический слой, расположенный на адгезионном слое и выполненный из нитрида титана или из никеля, железа, кобальта титана, серебра, меди, золота, хрома, молибдена, вольфрама, магния, индия или их сплавов, причем состав металлов или их сплавов содержит бор, фосфор, серу, азот, кислород, кремний в виде соединений, прозрачный защитный слой, расположенный на декоративном слое и выполненный из оксида кремния, и/или алюминия, и/или титана, и/или циркония, и/или нитрида алюминия, и/или алмазоподобной пленки, при этом предохранительный слой выполнен в виде пленки из синтетических полимеров, липкий слой выполнен в виде слоя термоплавкого клея с температурой плавления выше 30°С, или слоя клея, подготавливаемого к работе смачиванием с растворителем или отвердителем, или слоя клея на основе сополимера бутилакрилата, декоративный слой выполнен из меди, серебра, золота, цинка, кадмия, алюминия, индия, олова, свинца, сурьмы, висмута, хрома, молибдена, вольфрама, железа, кобальта, никеля, родия, иридия, палладия, платины или их сплавов, причем состав металлов или их сплавов содержит бор, фосфор, серу, азот, кислород в виде соединений.

Слой термоплавкого клея выполнен на основе полиамида, или полиуретана, или полиолефина, или сополимера этилвинилацетата, или пластилина, или металлических сплавов.

Слой клея, подготавливаемый к работе смешиванием с растворителем или отвердителем, выполнен на основе синтетических полимеров, полимеров животного и растительного происхождения.

Примеры получения многослойного материала (см. таблицу).

Получение фольги на основе сплавов золота, меди, серебра, хрома производится гальваническим, или химическим, или вакуумным методом нанесения на поверхность металла, имеющего прочный слой оксида (титан, нержавеющая сталь) или диэлектрика, имеющих гладкую гидрофобную поверхность (фторопласт), от которых фольга отделяется.

Пример 1. Из электролита, содержащего 10 г/л дицианаурета калия 80 г/л лимонной кислоты, осаждают при плотности тока 0,7 А/дм² в течение 1 минуты золотое покрытие на пластину из нержавеющей стали, затем образец промывают в воде, сушат и на горячую поверхность наносят полиамидную пленку, затем остужают и отделяют многослойный материал.

Прозрачный слой наносится напылением в вакууме либо до получения фольги, либо после.

Пример 2. На фторопластовую подложку в вакууме распыляют магнетронным способом оксид циркония, затем сплав медь-цинк, затем на покрытие наносят кистью фосфотирующий раствор КФ-1 на 10 мин, промывают, сушат и расплавляют сополимер этилвинилацетата. После остывания многослойный материал отделяют от фторопласта.

Упрочняющий слой производится гальваническим, или химическим, или вакуумным методом нанесения на поверхность фольги на основе золота, меди, серебра, хрома.

Слой клея наносится на поверхность полученной фольги методом распыления клея или намазывания кистью, ракилем, наплавкой термоплавкового клея на горячую фольгу.

Нанесение предохранительного слоя производится накладыванием на слой клея и прикатыванием валиком.

Фольга на основе золота имеет толщину, как правило, от 0,1 до 0,5 мкм и для повышения износостойкости мягкого чистого золота применяют сплав золота с другими металлами - медью, никелем, кобальтом и другими металлами (твердость возрастает в 2-3 раза). Кроме того, легирующие металлы изменяют цвет золота: медь, кобальт придают красноватый оттенок, серебро, никель, кадмий, свинец, хром, палладий, платина - от бледновато-желтого до желто-зеленоватого.

Для предохранения золотой, латунной, серебряной фольги от износа применяют прозрачные твердые покрытия оксидами металлов или нитридом алюминия. Кроме того, прозрачные твердые покрытия предохраняют поверхность от окисления.

Упрочняющий слой металлов, нанесенный толщиной примерно от 1 до 3 мкм, незначительно увеличивает жесткость, но позволяет легче работать с фольгой.

Применение слоя клея на фольге упрощает процесс наклеивания.

Предохранительный слой способствует сохранению качества липкого слоя, препятствуя высыханию и загрязнению, и перед применением снимается.

В качестве растворителей для клеев, подготавливаемых к приклеиванию смачиванием, применяют различные растворители: циклогексан, тетрагидрофуран, диметилформальдегид, бензин, скипидар, уайт-спирит, вода, этиловый спирт и др.

Включение твердых частиц оксида кремния, алюминия и других металлов в покрытие (пример 8) улучшает адгезию с клеем.

Применение композиционных покрытий с включенными в состав мелкодисперсными твердыми частицами повышает прочность склеивания. Эти частицы соосаждаются из растворов совместно с покрытием металлов.

При нанесении покрытий золотом, никелем, медью, кобальтом и другими химическими способами за счет восстановителей боргидридов, гипофосфата натрия в состав осадка включаются в виде соединений бор до 11% и фосфор до 10%, увеличивая твердость слоя в несколько раз.

Мелкодисперсные частицы (алмазы, корунд, оксид кремния и другие соединения) в слое золота повышают его износостойкость.

Сера включается в состав блестящих покрытий при нанесении из электролитов, содержащих блескообразующие серосодержащие добавки. Может также включаться соединения с металлами при обработке в сульфидных растворах.

Кислород и кремний входят в состав мелкодисперсных включений (частиц, вводимых - в растворы оксид кремния, нитрид титана и другие).

Азот входит в состав соединения с титаном, цирконием в виде нитридов.

Многослойный материал может быть использован не только как декоративный, но и как электропроводник из разных металлов, сплавов, оксидов, нитридов, а также в качестве полупроводников, таких как сульфиды, антимониды, арсениды и др.

Таким образом, использование тех или иных покрытий и материалов позволяет получить многослойный фольговый материал с различными свойствами и назначением.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое изобретение позволяет использовать множество слоев различного назначения не только на рулонных материалах и пластинах, но и получать фольговый материал, значительно уменьшающий расход дорогостоящих элементов, снижающих вес используемого материала, что очень важно для покрытий, например, куполов с сохранением таких свойств, как прочность, коррозионно-стойкость, влагостойкость.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения “новизна”.

Сравнение заявляемого решения с другими решениями в данной и смежных областях техники показывает, что добавляемые химические вещества и их соединения сами по себе широко известны. Однако их применение в заявляемом изобретении приводит к появлению новых свойств, расширяя спектр решаемых задач. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию “изобретательский уровень”.

Изобретение относится к фольговым декоративным материалам на основе золота, серебра, меди и их сплавов, применяемых для кровли куполов церквей, крестов, отделки наружного и внутреннего интерьеров зданий. Предложен многослойный материал, содержащий предохранительный, липкий и декоративный металлический слои. Данный многослойный материал по первому варианту выполнен в виде фольги, его предохранительный слой выполнен в виде пленки из синтетических полимеров, липкий слой – в виде слоя термоплавкого клея с температурой плавления выше 30°С или слоя клея, полученного смачиванием с растворителем или отвердителем, или слоя клея на основе сополимера бутилакрилата, декоративный слой выполнен из меди, серебра, золота, цинка, кадмия, алюминия, индия, олова, свинца, сурьмы, висмута, хрома, молибдена, вольфрама, железа, кобальта, никеля, родия, иридия, палладия, платины или их сплавов, при этом состав металлов или их сплавов содержит бор, фосфор, серу, азот, кислород в виде соединений. Многослойный материал по второму варианту также выполнен в виде фольги и дополнительно к вышеперечисленным слоям содержит, по меньшей мере, один упрочняющий слой, расположенный между декоративным и липким слоями. Упрочняющий слой выполнен из нитрида титана или из никеля, железа, кобальта, титана, серебра, меди, золота, хрома, молибдена, вольфрама, магния, индия или их сплавов, при этом состав металлов и их сплавов содержит бор, фосфор, серу, азот, кислород, кремний в виде соединений или включений мелкодисперсных частиц. Многослойный материал по третьему варианту выполнен в виде фольги и содержит адгезионный слой, содержащий прозрачный защитный слой, расположенный на липком слое и выполненный на основе фосфатов меди или цинка, и/или хроматов серебра или сурьмы, и/или оксида никеля, и/или оксалатов железа или никеля, по меньшей мере, один упрочняющий металлический слой, расположенный на адгезионном слое, прозрачный защитный слой, расположенный на декоративном слое и выполненный из оксида кремния и/или алюминия, и/или титана, и/или циркония, и/или нитрида алюминия, и/или алмазоподобной пленки, при этом предохранительный слой выполнен в виде пленки из синтетических полимеров. Техническим результатом изобретения является создание многослойного фольгового декоративного материала, удобного в работе и обладающего высокими декоративными характеристиками, а также обладающего достаточной прочностью, коррозионной стойкостью и влагостойкостью. 3 н. и 3 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Многослойный материал, содержащий предохранительный, липкий и декоративный металлический слои, отличающийся тем, что он выполнен в виде фольги, предохранительный слой выполнен в виде пленки из синтетических полимеров, липкий слой выполнен в виде слоя термоплавкого клея с температурой плавления выше 30°С, или слоя клея, полученного смачиванием с растворителем или отвердителем, или слоя клея на основе сополимера бутилакрилата, декоративный слой выполнен из меди, серебра, золота, цинка, кадмия, алюминия, индия, олова, свинца, сурьмы, висмута, хрома, молибдена, вольфрама, железа, кобальта, никеля, родия, иридия, палладия, платины или их сплавов, причем состав металлов или их сплавов содержит бор, фосфор, серу, азот, кислород в виде соединений.2. Многослойный материал по п.1, отличающийся тем, что слой клея, полученный смачиванием с растворителем или отвердителем, выполнен на основе синтетических полимеров, полимеров животного и растительного происхождения.3. Многослойный материал, содержащий предохранительный, липкий и декоративный металлический слои, отличающийся тем, что он выполнен в виде фольги и содержит по меньшей мере один упрочняющий металлический слой, расположенный между липким и декоративным слоями и выполненный из нитрида титана, или из никеля, железа, кобальта, титана, серебра, меди, золота, хрома, молибдена, вольфрама, магния, индия, или их сплавов, при этом предохранительный слой выполнен в виде пленки из синтетических полимеров, липкий слой выполнен в виде слоя термоплавкого клея с температурой плавления выше 30°С, или слоя клея, полученного смачиванием с растворителем или отвердителем, или слоя клея на основе сополимера бутилакрилата, декоративный слой выполнен из нитрида титана или оксида хрома, или из меди, серебра, золота, цинка, кадмия, алюминия, индия, олова, свинца, сурьмы, висмута, хрома, молибдена, вольфрама, железа, кобальта, никеля, родия, иридия, палладия, платины, или их сплавов, причем состав металлов или их сплавов содержит бор, фосфор, серу, азот, кислород в виде соединений.4. Многослойный материал по п.3, отличающийся тем, что слой клея, полученный смачиванием с растворителем или отвердителем, выполнен на основе синтетических полимеров, полимеров животного и растительного происхождения.5. Многослойный материал, содержащий предохранительный, липкий и декоративный металлический слои, отличающийся тем, что он выполнен в виде фольги и содержит адгезионный слой, расположенный на липком слое и выполненный на основе фосфатов меди или цинка, и/или хроматов серебра или сурьмы, и/или оксида никеля, и/или оксалатов железа или никеля, по меньшей мере один упрочняющий металлический слой, расположенный на адгезионном слое и выполненный из нитрида титана, или из никеля, железа, кобальта, титана, серебра, меди, золота, хрома, молибдена, вольфрама, магния, индия, или их сплавов, причем состав металлов или их сплавов содержит бор, фосфор, серу, азот, кислород, кремний в виде соединений, прозрачный защитный слой, расположенный на декоративном слое и выполненный из оксида кремния, и/или алюминия, и/или титана, и/или циркония, и/или нитрида алюминия, и/или алмазоподобной пленки, при этом предохранительный слой выполнен в виде пленки из синтетических полимеров, липкий слой выполнен в виде слоя термоплавкого клея с температурой плавления выше 30°С, или слоя клея, подготавливаемого к работе смачиванием с растворителем или отвердителем, или слоя клея на основе сополимера бутилакрилата, декоративный слой выполнен из меди, серебра, золота, цинка, кадмия, алюминия, индия, олова, свинца, сурьмы, висмута, хрома, молибдена, вольфрама, железа, кобальта, никеля, родия, иридия, палладия, платины или их сплавов, причем состав металлов или их сплавов содержит бор, фосфор, серу, азот, кислород в виде соединений.6. Многослойный материал по п.5, отличающийся тем, что слой клея, полученный смачиванием с растворителем или отвердителем, выполнен на основе синтетических полимеров, полимеров животного и растительного происхождения.