Декоративное изделие Российский патент 2023 года по МПК C04B26/16 B32B5/30 E01C13/04 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для производства изделий объемной формы, изготовляемых, например, в матрице – форме. Относится к детскому игровому оборудованию, малым архитектурным формам, насыщению и декоративному оформлению детских игровых и (или) спортивных площадок, парков, скверов, мест активного, общественного отдыха, игровых зон, дошкольных учреждений, школ и связанным с ним процессам проектирования, строительства, монтажа, эксплуатации, используемых для декоративного оформления различных ландшафтов или интерьеров. В частности, для использования на территориях предназначенной для игры детей, занятия спортом (вкл. экстремальные виды спорта), для использования при планировке и преобразовании рельефа детских и спортивных площадок, для создания тематических детских площадок с элементами геопластики.

Изобретение может быть разной формы и цветовой палитры (согласно каталогу RAL K7). Может быть изготовлено в виде геометруческих фигур, животных, героев мультфильмов, игровых персонажей и т.д.

Изобретение является травмобезопасным и амортизирующим с обеспечением необходимого уровня демпфирования удара.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является, принятое за прототип, декоративное изделие, сформированное из по меньшей мере двух соединенных между собой элементов заготовки, выполненных из по меньшей мере одного слоя первого материала, причем изделие сформировано также из по меньшей мере одного слоя второго материала, расположенного на одном из крайних слоев первого материала, слоя клея, расположенного на крайнем слое второго материала, и внешнего слоя, выполненного из искусственного газона и расположенного на слое клея, отличающееся тем, что в качестве первого материала использован многокомпонентный вспенивающийся полимер, а в качестве второго материала использован многокомпонентный полимерный материал (патент на изобретение RU 2730684 С1, опубликовано 25.08.2020 г.).

Недостатками ближайшего аналога является разрушение заготовки при нагрузках и эксплуатации, отсутствие травмобезопасности, амортизации с обеспечением необходимого уровня демпфирования удара.

Проблема, решаемая заявленным изобретением, заключается в создании надежного травмобезопасного изделия, обладающего высокими амортизационными свойствами.

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в повышении надёжности, травмобезопасности изделия, а также в повышении его амортизационных свойств с одновременным улучшением экологической ситуации, за счет утилизации отходов многотоннажных производств из термопластов -этиленвинилацетатов (ЭВА) и изношенных шин и резинотехнических изделий (РТИ).

Заявленный технический результат достигается за счет того, что декоративное изделие сформировано из заготовки, выполненной из по меньшей мере одного слоя первого материала, причем изделие сформировано также из по меньшей мере одного слоя второго материала, расположенного над слоем первого материала, в качестве которого использована смесь гранулированного этиленвинилацетата (ЭВА) в количестве 42-62 мас. % с размером фракций от 1 до 100 мм и полиуретанового клея в количестве 38-58 мас. % или смесь полиуретанового клея в количестве 15-22 мас. % и резиновых гранул в количестве 78 - 85 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм, а в качестве второго материала использован полиуретановый клей в количестве 12-17 мас. % в смеси с гранулированными этилен-пропиленовыми каучуками (ЭПДМ) в количестве 83 - 88 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм или с вулканизированными термоэластопластами (ТПВ) в количестве 83 - 88 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм или с термопластичным вулканизированным каучуком в количестве 83 - 88 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм.

При этом согласно изобретению, толщина слоя второго материала составляет от 5 до 30 мм.

Согласно изобретению, в качестве основы полиуретанового клея используется преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) и/или преполимер алифатического изоцианата.

Согласно изобретению, резиновые гранулы получены путем переработки изношенных шин и резинотехнических изделий (РТИ).

Согласно изобретению, слои первого и второго материалов связаны между собой с помощью грунтовки.

Согласно изобретению, в качестве грунтовки используют преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) или смесь полиуретанового связующего на основе преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) в количестве 50-80 мас. % с растворителем в количестве 20-50 мас. %.

Согласно изобретению, в качестве растворителя применен скипидар или уайт-спирит или сольвент или бензин.

Согласно изобретению, смесь второго материала содержит красящие пигменты.

Изобретение поясняется чертежами.

На Фиг. 1 представлен фрагмент изображеня слоев декоративного изделия, где:

1 – слой первого материала,

2 - слой второго материала.

Декоративное изделие сформировано из заготовки, выполненной из по меньшей мере одного слоя первого материала 1, причем изделие сформировано также из по меньшей мере одного слоя второго материала 2, расположенного над слоем первого материала 1.

В качестве первого материала 1 использована смесь гранулированного этиленвинилацетата (ЭВА) в количестве 42-62 мас. % с размером фракций от 1 до 100 мм и полиуретанового клея в количестве 38-58 мас. % или смесь полиуретанового клея в количестве 15-22 мас. % и резиновых гранул в количестве 78 - 85 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм.

Количество полиуретанового клея - 38-58 мас. % обеспечивает равномерное покрытие гранул ЭВА в количестве 42-62 мас. % с размером фракций от 1 до 100 мм для связывающего действия. Затвердевшее связующее вещество создает плотную монолитную массу без недостатка или избытка полиуретанового связующего и обеспечивает равномерное распределение по поверхности гранул для их склеивания друг с другом.

При содержании полиуретанового клея ниже 38 мас. % гранулы ЭВА в массе не имеют требуемого количества связующего для обеспечения связей гранул. Затвердевшая масса может разрушаться (крошиться) не обеспечивая плотность и надежность.

При содержании полиуретанового клея больше 58 мас. % появляется избыток полиуретанового связующего, который может не равномерно распределяться по массе. Избыток полиуретанового связующего приводит к образованиям локальных участков с ярковыраженной отвердевшей структурой. Возможно появление шишек и вздутия в массе. Наличие чрезмерного связующего в массе приводит к отсутствию травмобезопасных и амортизирующих характеристик.

Количество гранул ЭВА - 42-62 мас. % обеспечивает плотное соприкосновение к друг другу гранями создавая монолитную массу.

При показателях количества резиновых гранул ЭВА выше 62 мас. % приведет к тому, что затвердевшая масса может разрушаться (крошиться), не обеспечивая надёжность и достаточную амортизацию.

При показателях количества гранул ЭВА ниже 42 мас. % появляется избыток требуемого полиуретанового связующего который может не равномерно распределяться по массе. Избыток полиуретанового связующего приводит к образованиям локальных участков с ярковыраженной отвердевшей структурой. Возможно появление шишек и вздутия в массе. Наличие чрезмерного связующего в массе приводит к отсутствию травмобезопасных и амортизирующих характеристик.

Для обеспечения максимальных демпфирующих свойств и амортизации фракционный состав гранул ЭВА от (1 до 100 мм) может иметь широкий диапазон.

На основании проведенных испытаний заявленного декоративного изделия, было выявлено, что при размере фракций гранул ЭВА меньше 1 мм декоративное изделие будет проявлять недостаточные демпфирующие и амортизирующие свойства.

А при размере фракций гранул ЭВА больше 100 мм декоративное изделие, также будет проявлять недостаточные демпфирующие и амортизирующие свойства, в связи с недостаточной плотностью слоя первого материала 1.

В альтернативном варианте, количество полиуретанового клея - 15-22% мас. % обеспечивает равномерное покрытие резиновых гранул в количестве 78-85 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм для связывающего действия. Затвердевшее связующее вещество создает плотную монолитную массу без недостатка или избытка полиуретанового связующего и обеспечивает равномерное распределение по поверхности гранул для их склеивания друг с другом.

При содержании полиуретанового клея ниже 15 мас. % гранулы в массе не имеют требуемого количества связующего для обеспечения связей гранул. Затвердевшая масса может разрушаться (крошиться) не обеспечивая плотность и надежность.

При содержании полиуретанового клея выше 22 мас. % появляется избыток полиуретанового связующего, который может не равномерно распределяться по массе. Избыток полиуретанового связующего приводит к образованиям локальных участков с ярковыраженной отвердевшей структурой. Возможно появление шишек и вздутия в массе. Наличие чрезмерного связующего в массе приводит к отсутствию травмобезопасных и амортизирующих характеристик.

Количество резиновых гранул - 78-85 мас. % обеспечивает плотное соприкосновение к друг другу гранями создавая монолитную массу.

При показателях количества резиновых гранул выше 85 мас. % приведет к тому, что затвердевшая масса может разрушаться (крошиться), не обеспечивая надёжность и достаточную амортизацию.

При показателях количества резиновых гранул ниже 78 мас. % появляется избыток требуемого полиуретанового связующего, который может не равномерно распределяться по массе. Избыток полиуретанового связующего приводит к образованиям локальных участков с ярковыраженной отвердевшей структурой. Возможно появление шишек и вздутия в массе. Наличие чрезмерного связующего в массе приводит к отсутствию травмобезопасных и амортизирующих характеристик.

Для обеспечения максимальных демпфирующий свойств и амортизации фракционный состав резиновых гранул выбран от 1 до 5 мм.

На основании проведенных испытаний заявленного декоративного изделия, было выявлено, что при размере фракций резиновых гранул меньше 1 мм декоративное изделие будет проявлять недостаточные демпфирующие и амортизирующие свойства.

А при размере фракций резиновых гранул больше 5 мм декоративное изделие, также будет проявлять недостаточные демпфирующие и амортизирующие свойства, в связи с недостаточной плотностью слоя первого материала 1.

В качестве второго материала 2 использован полиуретановый клей в количестве 12-17 мас. % в смеси с гранулированными этилен-пропиленовыми каучуками (ЭПДМ) в количестве 83 - 88 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм или с вулканизированными термоэластопластами (ТПВ) в количестве 83 - 88 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм или с термопластичным вулканизированным каучуком в количестве 83 - 88 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм.

Количество полиуретанового клея - 12-17% мас. % обеспечивает равномерное покрытие гранул ЭПДМ в количестве 83 - 88 мас. % с размером фракций от 1 мм до 5 или гранул ТПВ в количестве 83 - 88 мас. % с размером фракций от 1 мм до 5 или термопластичного вулканизированного каучука в количестве 83 - 88 мас. % с размером фракций от 1 мм до 5 для связывающего действия. Затвердевшее связующее вещество создает плотную монолитную массу без недостатка или избытка полиуретанового связующего и обеспечивает равномерное распределение по поверхности гранул для их склеивания друг с другом.

При содержании полиуретанового клея ниже 12 мас. % указанные гранулы в массе не имеют требуемого количества связующего для обеспечения связей гранул. Затвердевшая масса может разрушаться (крошиться) не обеспечивая плотность и надежность.

При содержании полиуретанового клея выше 17 мас. % появляется избыток полиуретанового связующего, который может не равномерно распределяться по массе. Избыток полиуретанового связующего приводит к образованиям локальных участков с ярковыраженной отвердевшей структурой. Возможно появление шишек и вздутия в массе. Наличие чрезмерного связующего в массе приводит к отсутствию травмобезопасных и амортизирующих характеристик.

Количество резиновых гранул – 83 - 88 мас. % обеспечивает плотное соприкосновение к друг другу гранями создавая монолитную массу.

При показателях количества указанных гранул выше 88 мас. % приведет к тому, что затвердевшая масса может разрушаться (крошиться), не обеспечивая надёжность и достаточную амортизацию.

При показателях количества указанных гранул ниже 83 мас. % появляется избыток требуемого полиуретанового связующего, который может не равномерно распределяться по массе. Избыток полиуретанового связующего приводит к образованиям локальных участков с ярковыраженной отвердевшей структурой. Возможно появление шишек и вздутия в массе. Наличие чрезмерного связующего в массе приводит к отсутствию травмобезопасных и амортизирующих характеристик.

Для обеспечения максимальных демпфирующий свойств и амортизации, фракционный состав указанных гранул выбран от (1 до 5 мм).

На основании проведенных испытаний заявленного декоративного изделия было выявлено, что при размере фракций указанных гранул меньше 1 мм, слой второго материала 2 и все декоративное изделие будет проявлять недостаточные демпфирующие и амортизирующие свойства, а также будет хуже изготавливаться и эксплуатироваться.

А при размере фракций указанных гранул больше 5 мм, слой второго материала 2 и все декоративное изделие, также будет проявлять недостаточные демпфирующие и амортизирующие свойства, в связи с недостаточной плотностью слоя второго материала 2, а также будет хуже изготавливаться и эксплуатироваться.

Толщина слоя второго материала 2 от 5 мм до 30 мм подбирается на основании требования травмобезопасности (ударопоглощения) при проектировании декоративного изделия.

Слой второго материала 2 выполняет амортизирующую функцию и является так же декоративным с травмобезопасными и износостойкими характеристиками.

Между слоями первого и второго материалов используется грунтовка (Праймер). В качестве основы грунтовки используют - преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) или смесь полиуретанового связующего на основе преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) в количестве 50-80 мас. % с растворителем в количестве 20-50 мас. %.

В качестве растворителя применен скипидар или уайт-спирит или сольвент или бензин.

Грунтовка (Праймер) обеспечивает склеивание слоев первого и второго материалов между собой и образуют единое монолитное декоративное изделие.

Гранулированный этиленвинилацетат (обозначение EVA или ЭВА) может использоваться от производителя ООО «РАББЕР ДАСТ ПРОДАКШН», полученный из сырья подлежащего утилизации или аналоги. Материал ЭВА отличается высоким уровнем экологической безопасности.

Резиновые гранулы, полученные путем переработки изношенных шин и РТИ в резиновую в крошку (фракционные гранулы) могут использоваться от производителей - ООО «РАББЕР ДАСТ ПРОДАКШН», ООО «Гамбит», ООО «Орис Пром», ООО «Дмитровский завод РТИ или аналоги.

В качестве гранулированных этилен-пропиленовых каучуков (обозначение EPDM или ЭПДМ) могут использоваться ЭПДМ от производителей - ООО «Гранулос», ООО «ЕПДМ.РУ или аналоги.

В качестве гранулированных вулканизированных термоэластопластов (TPV или ТПВ) или термопластичных вулканизированных каучуков могут использоваться от производителей - ООО «Гранулос», «Rosehill» или аналоги.

В качестве пигментов – производитель SHANGHAI YIPIN PIGMENTS CO. или аналоги.

В качестве полиуретанового клея (связующего вещества на основе преполимер дифенилметандиизоцианата) может быть использован, например - ПОЛИПЛАСТ 1004, производитель АО «Хантсман НМГ»; ГАМБИТ-М, производитель ООО «Гамбит»; WANNATE 6112, производитель «Yantai Wanhua Polyurethanes Co.»; VORAMER MR 1045, 1177, производитель «DOW»; Клей ИЗОЛАН-77, производитель ООО «ДАУ Изолан» или аналоги.

В качестве полиуретанового клея (связующего вещества основа - преполимер алифатического изоцианата) может быть использован, например, - ПОЛИПЛАСТ 101, производитель АО «Хантсман НМГ или аналоги.

Грунтовка (Праймер) используется, например, - Универсальная грунтовка «Праймер Гамбит», производитель ООО «Гамбит», Праймер 1101 производитель АО «Хантсман НМГ».

Согласно изобретению, получение декоративного изделия осуществляют следующим образом.

Подбирают форма-комплект (матрица) индивидуального изготовления в виде и форме получаемого декоративного изделия, изготовленный из формовочного, двухкомпонентного силикона (Super mold, марка 10,20,30,40 или аналог) повторяющего будущую форму декоративного изделия. Форма-комплект является многоразовым с ресурсом до 150 изделий.

Для производства слоя первого материала 1 декоративного изделия, гранулированный ЭВА или резиновые гранулы, полученные путем переработки изношенных шин, необходимого фракционного состава и полиуретановый клей на основе преполимера дифенилметандиизоцианата (МДИ) смешивают в миксере (бочковой миксер, для смешивания гранулированных материалов или аналог) до однородной массы. Полученная смесь выкладывается в форму-комплект. Массу выравнивают и уплотняют ручным способом при помощи полиуретановых, терок, кельм, гладилок и выдерживают до полного отвердевания.

Для производства декоративного слоя - слоя второго материала 2 декоративного изделия, гранулированные ЭПДМ необходимого фракционного состава и полиуретановый клей (связующее) на основе преполимера дифенилметандиизоцианата (МДИ) смешивают в миксере (бочковой миксер, для смешивания гранулированных материалов или аналог) до однородной массы. Полученная смесь выкладывается на отформованный слой первого материала 1, обработанный (покрытый) грунтовкой (Праймер). Массу выравнивают и уплотняют ручным способом при помощи полиуретановых валиков, терок, кельм, гладилок до требуемой толщины и выдерживают до полного отвердевания.

В другом варианте для производства декоративного слоя - слоя второго материала 2 декоративного изделия, гранулированные вулканизированные ТПВ или термопластичный вулканизированный каучук и полиуретановый клей (связующее) на основе преполимер алифатического изоцианата смешивают в миксере (бочковой миксер, для смешивания гранулированных материалов или аналог) до однородной массы. Полученная смесь выкладывается на отформованный слой первого материала 1, обработанный (покрытый) грунтовкой (Праймер). Массу выравнивают и уплотняют ручным способом при помощи полиуретановых валиков, терок, кельм, гладилок до требуемой толщины и выдерживают до полного отвердевания.

В другом варианте для производства декоративного слоя - слоя второго материала 2 декоративного изделия, резиновые гранулы, полученные путем переработки изношенных шин и РТИ в резиновую в крошку (фракционные гранулы) требуемого фракционного состава и полиуретановый клей (связующее) на основе преполимера дифенилметандиизоцианата (МДИ), а также сухие или жидкие пигменты смешивают в миксере (бочковой миксер, для смешивания гранулированных материалов или аналог) до однородной массы. Полученная смесь выкладывается на отформованный слой первого материала 1, обработанный (покрытый) грунтовкой (Праймер). Массу выравнивают и уплотняют ручным способом при помощи полиуретановых валиков, терок, кельм, гладилок до требуемой толщины и выдерживают до полного отвердевания.

Следующий пример приведен для того, чтобы предоставить специалистам в данной области техники полное раскрытие изобретения и предназначен только для примера, а не для ограничения изобретения.

Пример.

Декоративное изделие, сформированное из заготовки, выполненной из слоя первого материала 1, и слоя второго материала 2, расположенного над слоем первого материала 1, в котором слой первого материала 1 представляет собой смесь полиуретанового клея в количестве 45% и гранулированного этиленвинилацетата (ЭВА) в количестве 55 мас. % с размером фракций от 1 мм до 100 мм, или представляет собой смесь полиуретанового клея в количестве 20 мас. % и резиновых гранул в количестве 80 мас. % с размером фракций от 1 мм до 5 мм, слоя второго материала 2 представляет собой полиуретановый клей в количестве 15 мас. % в смеси с гранулированными этилен-пропиленовыми каучуками (ЭПДМ) в количестве 85 мас. % с размером фракций от 1 мм до 5 или с вулканизированными термоэластопласты (ТПВ) в количестве 85 мас. % с размером фракций от 1 мм до 5 или с термопластичным вулканизированным каучуком в количестве 85 мас. % с размером фракций от 1 мм до 5 или представляет собой полиуретановый клей в количестве 20 мас. % в смеси с резиновыми гранулами в количестве 75 мас. % с размером фракций от 1 мм до 5 мм и красящими пигментами в количестве 5 мас. %, при этом указанные слои первого и второго материалов связаны между собой с образованием единого монолитного декоративного изделия. Указанные слои связаны между собой с помощью грунтовки, в качестве грунтовки используют преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) или смесь полиуретанового связующего на основе преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) в количестве 80 мас. % с растворителем в количестве 20 мас. %. В качестве растворителя применен скипидар или уайт-спирит или сольвент или бензин.

Были проведены испытания образцов заявленного декоративного изделия, в результате которых был отмечен неожиданный синергетический эффект, обусловленный определенным расположением слов относительно друг друга в совокупности с заявляемыми диапазонами соотношений компонентов, а также диапазонами размеров выбранных фракций, что привело к повышению надёжности, травмобезопасности декоративного изделия, а также повышению его амортизационных свойств.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для производства изделий объемной формы, изготовляемых, например, в матрице – форме. Технический результат заключается в повышении надёжности, травмобезопасности изделия, в повышении его амортизационных свойств с одновременным улучшением экологической ситуации. Декоративное изделие сформировано из заготовки, выполненной из по меньшей мере одного слоя первого материала, причем изделие сформировано также из по меньшей мере одного слоя второго материала, расположенного над слоем первого материала, в качестве которого использована смесь гранулированного этиленвинилацетата – ЭВА в количестве 42-62 мас. % с размером фракций от 1 до 100 мм и полиуретанового клея в количестве 38-58 мас. % или смесь полиуретанового клея в количестве 15-22 мас. % и резиновых гранул в количестве 78-85 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм, а в качестве второго материала использован полиуретановый клей в количестве 12-17 мас. % в смеси с гранулированными этиленпропиленовыми каучуками – ЭПДМ в количестве 83-88 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм или с вулканизированными термоэластопластами – ТПВ в количестве 83-88 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм или с термопластичным вулканизированным каучуком в количестве 83-88 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Декоративное изделие, сформированное из заготовки, выполненной из одного слоя первого материала, причем изделие сформировано также из слоя второго материала, расположенного над слоем первого материала, отличающееся тем, что в качестве первого материала использована смесь гранулированного этиленвинилацетата (ЭВА) в количестве 42-62 мас. % с размером фракций от 1 до 100 мм и полиуретанового клея в количестве 38-58 мас. % или смесь полиуретанового клея в количестве 15-22 мас. % и резиновых гранул в количестве 78-85 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм, а в качестве второго материала использован полиуретановый клей в количестве 12-17 мас. % в смеси с гранулированными этиленпропиленовыми каучуками (ЭПДМ) в количестве 83-88 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм или с вулканизированными термоэластопластами (ТПВ) в количестве 83-88 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм или с термопластичным вулканизированным каучуком в количестве 83-88 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм, при этом слои первого и второго материалов связаны между собой с помощью грунтовки.

2. Декоративное изделие по п. 1, отличающееся тем, что толщина слоя второго материала составляет от 5 до 30 мм.

3. Декоративное изделие по п. 1, отличающееся тем, что в качестве основы полиуретанового клея используется преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) и/или преполимер алифатического изоцианата.

4. Декоративное изделие по п. 1, отличающееся тем, что резиновые гранулы получены путем переработки изношенных шин и резинотехнических изделий (РТИ).

5. Декоративное изделие по п. 1, отличающееся тем, что в качестве грунтовки используют преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) или смесь полиуретанового связующего на основе преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) в количестве 50-80 мас. % с растворителем в количестве 20-50 мас. %.

6. Декоративное изделие по п. 5, отличающееся тем, что в качестве растворителя применен скипидар, или уайт-спирит, или сольвент, или бензин.

7. Декоративное изделие по п. 1, отличающееся тем, что смесь второго материала содержит красящие пигменты.