СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЪЕМНО-РЕЛЬЕФНОГО ДЕКОРАТИВНОГО ПОКРЫТИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2004 года по МПК B44C5/00 B44C3/00 

Область техники

Изобретение относится к области нанесения покрытий порошкообразными термоотверждаемыми красками и может быть использовано в различных областях техники для получения металлополимерных покрытий (MПП) с выпуклым объемно-рельефным декоративным рисунком на изделиях из металлических или диэлектрических материалов, например керамики, стекла, фарфора, пластмассы, гипса, цемента и т.д.

Предшествующий уровень техники

Известен способ получения декоративного стекла, заключающийся в формировании клеевого рисунка через трафарет с последующим нанесением легкоплавких стеклянных шариков и обжигом изделий с ними до температуры плавления шариков (JP, заявка 58-79847, кл. С 03 С 27/06, 1983).

Недостатком известного способа является невозможность использования данного метода нанесения покрытия на металлические изделия и получение объемного рисунка. Кроме того, необходимо сложное и громоздкое оборудование.

Известна установка для получения покрытий в вакууме, содержащая источник металлической плазмы, вакуумную камеру, систему вакуумной откачки, систему управления, механизм крепления и перемещения деталей и систему подачи реактивного газа (Барвинок В.А. Управление напряженным состоянием и свойства плазменных покрытий. М.: Машиностроение, 1990, с.39).

Недостатком известного способа является сложность оборудования, высокие энергетические затраты, невозможность получения равномерного покрытия с высокой адгезией (т.к. нет предварительной обработки поверхности изделия перед нанесением покрытия) на больших партиях изделий и получение объемного рисунка.

Известны способ и устройство для получения декоративного покрытия на материале, обеспечивающее получение полимерной пленки, выполненной из светопропускающего материала с рельефной лицевой поверхностью в виде параллельных регулярно расположенных выпуклых линз цилиндрической формы с радиусом, составляющим около половины толщины полимерной пленки, и тыльной диффузно-рассеивающей свет поверхностью, при этом на тыльную поверхность полимерной пленки нанесено отражающее покрытие (патент ЕПВ №0068608, B 44 F 1/04, В 44 С 1/44, 1987).

Недостатком известного технического решения является невозможность получения объемного многоуровневого изображения, сложность и высокая стоимость оборудования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату являются способ и устройство для нанесения порошкообразного покрытия на поверхность изделия с получением рисунка, содержащее средство для удержания изделий, выполненное с возможностью перемещения (например, вращения), приспособление для подачи порошкообразной краски, например безвоздушной полиэфирной смолы, в виде нескольких конусообразных емкостей, где нанесение порошкообразной краски на изделие производят с получением рисунка. Возможно получение многоцветного рисунка за счет различных компонентов краски и поочередного их нанесения на изделие (патент GB №1456019, B 05 D 1/00, 1976).

Недостатком известного способа и устройства является невозможность получения объемного выпуклого рисунка, низкая производительность процесса из-за многократной обработки изделия для получения различных рисунков, высокая трудоемкость процесса настройки элементов устройства для ориентированного размещения и перенастройки подачи порошкообразной краски через трафарет на изделия.

Сущность изобретения

Поставлена задача: разработать способ получения объемно-рельефного декоративного покрытия путем формирования на поверхности изделия слоя порошкообразной краски в виде выпуклого рельефного изображения (рисунка) и устройство для его реализации, обладающее высокой технологичностью, простотой исполнения, эстетической привлекательностью декоративно-художественного объемного изображения, обеспечивающее возможность его использования для различных материалов, например изделий из металлических и диэлектрических материалов, и не требующих сложного дорогостоящего оборудования.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения объемно-рельефного декоративного покрытия, включающем нанесение порошкообразной краски на обрабатываемую поверхность и термообработку, обрабатываемую поверхность предварительно нагревают, затем формируют декоративный слой в виде объемно-рельефного изображения и подвергают изделие дополнительной термообработке до завершения полимеризации.

Формирование декоративного слоя в виде объемного рельефного изображения на обрабатываемой поверхности изделия осуществляют путем рассеивания порошкообразной краски, например через трафарет.

Формирование декоративного слоя в виде объемного рельефного изображения на обрабатываемой поверхности осуществляют путем размещения на ней, по крайней мере, одного предмета различной конфигурации с последующим нанесением слоя порошкообразной краски.

Высоту декоративного слоя объемно-рельефного изображения формируют из условия высоты наращиваемого рисунка.

Высоту декоративного слоя объемно-рельефного изображения формируют до 5 мм или ≥5 мм.

Обрабатываемую поверхность изделия предварительно нагревают до температуры, обеспечивающей прилипание порошкообразной краски к обрабатываемой поверхности, например до 200°С.

Изделие с декоративным слоем объемно-рельефного изображения дополнительно термообрабатывают путем нагрева его до температуры, обеспечивающей его полную полимеризацию, например до 200°С.

Нанесение порошкообразной краски на изделие осуществляют на расстоянии от обрабатываемой поверхности, выбранном из условия формирования высоты наращиваемого рисунка.

Изделие с декоративным слоем объемно-рельефного изображения дополнительно термообрабатывают до полного спекания декоративного слоя объемно-рельефного покрытия с изделием.

Нанесение порошкообразной краски для формирования объемно-рельефного изображения осуществляют с использованием, например сита или вибросита.

В качестве декоративного покрытия используют одну или смесь нескольких порошкообразных красок, например разного состава и/или цвета.

Также поставленная задача решается тем, что устройство для получения объемно-рельефного декоративного покрытия, содержащее средство подачи порошкообразной краски на изделие, средство нагрева и средство удержания и перемещения изделия выполнено в виде основания с укрепленными на нем упорными нижними планками с подпружиненными поджимными планками и верхними прижимными планками, имеющими возможность регулируемого перемещения, средство удержания и перемещения изделия выполнено в виде направляющих, размещенных на основании, а между верхними прижимными планками и подпружиненными поджимными планками расположено средство формирования объемно-рельефного декоративного изображения.

Средство формирования объемно-рельефного декоративного изображения размещено над изделием с образованием зазора, необходимого для формирования высоты наращиваемого рисунка и имеет возможность регулируемого перемещения, например посредством шпилек и компенсационных пружин.

Средство формирования объемно-рельефного декоративного изображения выполнено, например в виде трафарета.

Направляющие выполнены с возможностью регулирования расстояния между ними.

Направляющие выполнены, например в виде салазок.

Средство подачи порошкообразной краски выполнено, например в виде сита или вибросита.

Средство нагрева выполнено, например в виде печи.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает ориентированное и равномерное распределение порошкообразной краски на поверхности изделия при формировании объемно-рельефного декоративного покрытия с заданной высотой и высокого качества.

Данный способ получения декоративного покрытия и устройство для его реализации позволяют получить объемно-рельефное покрытие на изделиях из металлических и диэлектрических материалов высокого качества за счет размещения средства формирования объемного слоя покрытия, например трафарета, не на поверхности изделия (как обычно принято в практике нанесения краски через трафарет с получением плоского рисунка), а на минимальном расстоянии от него (декоративного слоя) с учетом высоты наращиваемого покрытия, а также за счет крепления трафарета на подпружиненных планках.

Преимущество данного способа и устройства также заключается в том, что покрытие наносят без предварительного заряжения статическим зарядом наносимых частиц порошкообразной краски, т.е. позволяет получить покрытие по простейшей технологии, не требующей сложного оборудования и с минимальными затратами, практически в домашних условиях.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - общий вид устройства, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1; на фиг.3 - сечение А-А фиг.1 в изометрии с отдельными элементами.

Устройство для получения объемно-рельефного декоративного покрытия содержит основание 1, укрепленные на нем нижние упорные планки 2 с подпружиненными поджимными планками 3 и верхними прижимными планками 4, выполненными с возможностью регулируемого перемещения, средство подачи порошкообразной краски, например в виде сита или вибросита (не показано), средство удержания и перемещения изделия в виде направляющих 5 (например, салазок), размещенных на основании 1 с возможностью регулирования расстояния (ширины) между ними. Между поджимными планками 3 и верхними прижимными планками 4 расположено средство формирования объемно-рельефного покрытия, выполненное в виде трафарета 6. Средство нагрева выполнено в виде печи (не показано). Возможность перемещения трафарета поджимными планками 3 и прижимными планками 4 осуществляется посредством шпилек 7 и компенсационных пружин 8 с обеспечением регулируемого заданного уровня размещения трафарета 6 над изделием, необходимого для формирования высоты наращиваемого объемно-рельефного декоративного слоя из порошкообразной краски без касания трафаретом наружной поверхности декоративного слоя. При рассеивании порошкообразной краски используют сито или вибросито (не показано), т.к. на сито могут накладывать вибрацию любым известным способом, в том числе, и руками.

Упорные планки 2 выполнены с выемками-углублениями для утопления пружин и поджимных планок 3. Упорная нижняя планка 2 и верхняя прижимная планка 4 выполнены из дерева, поджимная планка 3 - из пластического материала. На шпильки 7 диаметром 6 мм навинчены регулировочные стальные гайки 9 (барашки) с шайбами 10. На верхней части шпильки 7 выполнена метрическая резьба М6, а на нижней части - резьба под дерево. Изделие 11 размещено на направляющих 5 (салазках) с возможностью фиксации и перемещения на них.

Пример

Для реализации предложенного способа были опробованы порошковые краски DELTA фирмы “EWALD DORKEN AG” - термоотверждаемая порошковая краска на основе эпоксидных модифицированных полиэфирных смол или высококачественных полиэфирных смол с добавлением отвердителей, ускорителей реакции и других компонентов.

Указанные порошковые краски обладают хорошими защитными свойствами, а также химической устойчивостью и могут быть использованы как для декоративной отделки, так и для защиты от коррозии.

Для получения объемно-рельефного декоративного покрытия берут, например чистую керамическую плитку, помещают ее в разогретую до 200°С печь, выдерживают не менее 2 минут, извлекают прогретую плитку из печи и в горячем состоянии помещают ее на направляющие салазки и перемещают ее под средство формирования декоративного изображения - трафарет. Трафарет размещают над плиткой с зазором, обусловленным высотой необходимого для формирования наращиваемого объемно-рельефного декоративного слоя и минимального зазора между ним (слоем) и трафаретом, за счет чего обеспечивается качество контура рисунка. При этом перемещение и фиксацию трафарета осуществляют с помощью верхних прижимных планок, шпилек и подпружиненных поджимных планок из мягкого материала. Пружины поджимных планок позволяют компенсировать расстояние между трафаретом и окрашиваемым изделием, благодаря чему повышается точность нанесения рисунка и качество контура рисунка.

Если высота декоративного слоя составляет, например, 5 мм, то трафарет не касается поверхности наносимого слоя порошкообразной краски. Порошкообразную краску для формирования объемно-рельефного изображения на плитку рассеивают с использованием сита или вибросита через трафарет. Сито может быть выполнено, например, капроновой сеткой плотностью 40 DEN.

После формирования декоративного слоя на плитке через трафарет ее осторожно выдвигают по направляющим салазок из-под трафарета и помещают в печь при t=200°С, выдерживают ее в печи в течение не менее 3 минут до полной полимеризации порошкообразной краски, затем из печи и охлаждают при комнатной температуре.

Формирование объемно-рельефного изображения можно осуществить на изделиях, уже имеющих какое-либо покрытие, как дополнительное объемно-рельефное декоративное покрытие. Кроме того, в качестве объемно-рельефного покрытия может быть использован любой предмет, например морские камушки, ракушки или предметы в виде морских звезд и т.д., которые размещают на поверхности предварительно нагретой плитки в виде рисунка, а затем наносят слой порошкообразной краски заданной высоты (по предложенной технологии) и термообрабатывают в печи при 200°С в течение не менее 2 минут до получения покрытия с объемно-рельефным рисунком.

Таким образом, предложенный способ получения объемно-рельефного декоративного покрытия и устройство для его реализации являются промышленно осуществимыми, обладают высокой технологичностью и позволяют получить высококачественное эстетическое декоративное покрытие простыми методами без громоздкого и дорогостоящего оборудования, обладают новизной и изобретательским уровнем по сравнению с ближайшими аналогами, т.е. отвечают всем условиям патентоспособности.

Способ получения объемно-рельефного декоративного покрытия и устройство для его реализации для повышения качества покрытия заключается в том, что обрабатываемую поверхность предварительно нагревают, затем на ней формируют декоративный слой в виде объемно-рельефного изображения и подвергают изделие дополнительной термообработке до завершения полимеризации. 2 с. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ получения объемно-рельефного декоративного покрытия, включающий нанесение порошкообразной краски на обрабатываемую поверхность и термообработку, отличающийся тем, что обрабатываемую поверхность предварительно нагревают, затем на ней формируют декоративный слой в виде объемно-рельефного изображения и подвергают изделие дополнительной термообработке до завершения полимеризации.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формирование декоративного слоя в виде объемно-рельефного изображения осуществляют путем рассеивания порошкообразной краски, например, через трафарет.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что формирование декоративного слоя в виде объемно-рельефного изображения осуществляют путем размещения на предварительно нагретой обрабатываемой поверхности изделия, по крайней мере, одного предмета различной конфигурации с последующим нанесением слоя порошкообразной краски.4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что высоту декоративного слоя объемно-рельефного изображения формируют из условия высоты наращиваемого рисунка.5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что высоту декоративного слоя объемно-рельефного изображения формируют, по крайней мере, до 5 мм.6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что высоту декоративного слоя объемно-рельефного изображения формируют, по крайней мере, ≥5 мм.7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что обрабатываемую поверхность изделия предварительно нагревают до температуры, обеспечивающей прилипание порошкообразной краски к ней, например, до 200°С.8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что изделие с объемно-рельефным декоративным слоем дополнительно термообрабатывают до температуры, обеспечивающей его полную полимеризацию, например, до 200°С.9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что дополнительную термообработку изделия проводят до полного спекания объемно-рельефного декоративного покрытия с изделием.10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что в качестве декоративного покрытия используют одну или смесь нескольких порошкообразных красок, например, разного цвета и/или состава.11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что нанесение порошкообразной краски для формирования декоративного слоя в виде объемно-рельефного изображения осуществляют рассеиванием с использованием, например, сита или вибросита.12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что нанесение порошкообразной краски на изделие осуществляют на расстоянии от обрабатываемой поверхности, выбираемой из условия формирования заданной высоты наращиваемого рисунка.13. Устройство для получения объемно-рельефного декоративного покрытия на изделии, содержащее средство подачи порошкообразной краски, средство удержания и перемещения изделия и средство нагрева, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде основания с укрепленными на нем упорными нижними планками с подпружиненными поджимными планками и верхними прижимными планками, имеющими возможность регулируемого перемещения, средство удержания и перемещения изделия выполнено в виде направляющих, размещенных на основании, а между верхними прижимными планками и подпружиненными поджимными планками расположено средство формирования объемно-рельефного декоративного изображения.14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что средство формирования объемно-рельефного изображения размещено над изделием с образованием зазора, необходимого для формирования заданной высоты наращиваемого рисунка и имеет возможность регулируемого перемещения по высоте, например, посредством шпилек и компенсационных пружин.15. Устройство по любому из пп.13 и 14, отличающееся тем, что средство формирования объемно-рельефного изображения выполнено, например, в виде трафарета.16. Устройство по любому из пп.13-15, отличающееся тем, что направляющие выполнены с возможностью регулирования расстояния между ними.17. Устройство по любому из пп.13-16, отличающееся тем, что направляющие выполнены, например, в виде салазок.18. Устройство по любому из пп.13-17, отличающееся тем, что средство подачи порошкообразной краски выполнено с использованием, например, сита или вибросита.19. Устройство по любому из пп.13-18, отличающееся тем, что средство нагрева выполнено, например, в виде печи.