Электропроводящая композиция для нанесения токопроводящих линий для использования в детских играх Российский патент 2020 года по МПК C09D5/24 

Изобретение относится к изготовлению электропроводящих лакокрасочных материалов на основе безвредных в применении нетоксичных компонентов. Техническое решение может быть востребовано в различных областях детского творчества, как художественного, так и технического, например, для выполнения токопроводящих линий на открытках с элементами подсвечивания или для обеспечения питания электронных элементов в детских играх типа "моделист-конструктор".

Известна паста токопроводящая для контактных с телом человека электродов медицинского оборудования, которая содержит в определенных пропорциях, следующие вещества: глицерин медицинский, воду дистиллированную, спирт этиловый ректификат, аэросил, и, в качестве токопроводящего вещества - хлористый аммоний. [1]. Данный аналог не содержит токсичных веществ, поэтому может рассматриваться как композиция допустимая к применению в процессе детского творчества. Однако данная паста имеет ионный тип проводимости и, необходимо связанную с этим обстоятельством, невысыхающую пастообразную консистенцию. Такая невысыхающая паста, даже при введении в ее состав безвредного красящего пигмента, в большинстве случаев, не может быть использована в качестве краски для выполнения надписей и рисунков в силу своей липкости, непрочности и недолговечности.

Известна электропроводящая краска на основе полимерного пленкообразующего связующего, в состав которой входит растворитель полимерного связующего и мелкодисперсный электропроводящий наполнитель в виде смеси серебра и графита [2]. Пленка, выполненная краской данного состава, после ее высыхания обладает сравнительно высоким удельным объемным сопротивлением порядка 10³-10⁶ Ом × см и это является очевидным недостатком данного аналога, в том случае, если краску применять для выполнения токопроводящих не резистивных дорожек в детских играх-"конструкторах" и в других развивающих художественных или технических поделках. Основным же недостатком является присутствие в составе этой краски летучего органического растворителя, который является токсичным веществом, поэтому более или менее длительный тактильный и респираторный контакт с ним ребенка совершенно не допустим.

Известна электропроводящая композиция, которая содержит 20-70 массовых частей угольного порошка и 30-80 массовых частей эпоксидного связующего, включая в это количество отвердитель [3]. Этот аналог имеет значительно меньшее удельное объемное сопротивление и гораздо лучшую стабильность, по сравнению с предыдущим аналогом, однако степень его токсичности, обусловленная наличием эпоксидного связующего, также не позволяет применять его в детском творчестве.

В открытых источниках рекламного характера доступна обширная информация об электропроводящих быстросохнущих красках и компаундах, имеющих сходные физико-механические свойства и области применения. Эти продукты применяются для того чтобы подвести напряжение в нужное место без использования обычных проводов или же для устранения дефектов на дорожках печатных плат. С помощью таких композиций представляется вполне возможным нарисовать линии - проводники на разнообразных материалах, включая бумагу, дерево, ткань или пластик, на что указывается в прилагаемых к продуктам инструкциях. Информацию о составе такого продукта производитель не указывает ни в инструкции, ни на упаковке, но при этом непременно указывает следующее: "Внимание! Остерегайтесь попадания краски на кожу и слизистые оболочки. При попадании на кожу смойте краску большим количеством воды. При попадании в глаза немедленно промойте глаза большим количеством воды в течении 15 минут и обратитесь к врачу". Это означает, что такие композиции достаточно токсичны и их применение в процессе детского творчества совершенно недопустимо. В качестве иллюстрирующего примера таких продуктов можно назвать электропроводящие краски и компаунды с торговыми названиями "Bare Conductive", "Контактол", "Элеконт" и целый ряд других композиций, в т.ч. китайского производства.

За ближайший аналог - прототип заявляемой композиции принимается техническое решение по патенту [4]. В этом техническом решении связующим является двухкомпонентная смесь эпоксититанкремнийорганической смолы с тетрабуток-сититанатом, а в качестве электропроводящего наполнителя используется тонкодисперсный порошок серебра в количестве 70%-80% от массы композиции. Недостатком прототипа, в контексте решаемой заявленным изобретением задачи, является токсичность связующего вещества и относительно высокая стоимость наполнителя.

Основной задачей патентуемого технического решения является внедрение в практику прикладного детского творчества новых устройств и сопутствующих им расходных материалов, изготовленных на базе современных разработок в области электротехники и бытовой химии. Возможность использования заявленного технического решения в других областях прикладной деятельности также является вполне очевидной.

При решении указанной задачи заявлен и достигается технический результат, который заключается в расширении арсенала специальных изобразительных средств, применяемых, в том числе в прикладном детском творчестве, которые, при этом, соответствовали бы санитарным нормам при их применении в том числе и в детском творчестве, например, в детских электрифицированных конструкторах [5]. Заявленный технический результат достигается тем, что патентуемая электропроводящая композиция содержит, в качестве связующего вещества, акриловую художественную краску и содержит электропроводящий наполнитель, в качестве которого использован тонкодисперсный посеребренный порошок электротехнической меди в количестве от 30 до 90 процентов от общей массы композиции.

В заявленном техническом решении в качестве связующего вещества использованы готовые к применению акриловые художественные краски, которые содержат в своем составе водную эмульсию акрилового полимера, нетоксичные красящие пигменты и стабилизирующие вещества. Это могут быть, например, акриловые краски торговой марки «ROYAL TALENS ART CREATION», хорошо известные в среде художников или акриловые краски для детского творчества торговой марки «WizzArt» или акриловые краски других марок.

Изобретение является промышленно применимым, поскольку все без исключения составляющие компоненты и технологическое оборудование для изготовления электропроводящей композиции для детского творчества имеются на рынке товаров и технологий.

Список использованных источников

1. Заявка RU 22006118834/15, кл. МПК А61Д 27/00, 2007.

2. Заявка FR 2662703, кл. МПК C09D 5/24, 1992.

3. Заявка JP 61-276868, кл. МПК C09D 5/24, 1986.

4. Патент RU №2246519 МПК C09J 9/00, 2000.

5. Патент на полезную модель RU 188594 (опубл. 17.04 2019 г.).

Изобретение относится к изготовлению электропроводящих лакокрасочных материалов на основе безвредных в применении нетоксичных компонентов и может быть востребовано в различных областях детского творчества как художественного, так и технического, например для выполнения токопроводящих линий на открытках. Электропроводящая композиция для детского творчества содержит в качестве связующего вещества акриловую художественную краску и в качестве наполнителя - тонкодисперсный посеребренный порошок электротехнической меди в количестве от 30 до 90 процентов от общей массы композиции. Изобретение позволяет расширить арсенал специальных изобразительных средств, применяемых в прикладном детском творчестве.

Электропроводящая композиция для детского творчества, содержащая в качестве связующего вещества акриловую художественную краску и содержащая в качестве наполнителя тонкодисперсный посеребренный порошок электротехнической меди в количестве от 30 до 90 процентов от общей массы композиции.