Способ изготовления декоративного изделия Российский патент 2023 года по МПК B44D5/00 

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу изготовления изделий объемной формы, изготовляемых, например, в матрице - форме. Относится к получению таким способом декоративных изделий, относящихся 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.

Способ включает изготовление изделий разной формы и цветовой палитры (согласно каталогу RAL K7), в частности, в виде геометруческих фигур, животных, героев мультфильмов, игровых персонажей и т.д.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является, принятый за прототип, способ изготовления декоративного изделия, заключающийся в изготовлении по меньшей мере двух элементов заготовки из по меньшей мере одного слоя первого материала, нанесенного внутрь матрицы, извлечении из матрицы элементов заготовки, их соединении, покрытии по меньшей мере одним слоем второго материала, слоем клея и слоем искусственного газона, отличающийся тем, что в качестве материала первого слоя используют двухкомпонентный пенополиуретан, а в качестве материала второго слоя используют полимочевину (патент на изобретение RU 2730684 С1, опубликовано 25.08.2020 г.).

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

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

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в повышении надежности, травмобезопасности получаемого заявленным способом декоративного 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), используемых при изготовлении.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что способ изготовления декоративного изделия заключается в изготовлении по меньшей мере одного слоя первого материала, который выкладывается во внутрь формы-комплекта, извлечении из формы-комплекта заготовки и покрытии по меньшей мере одним слоем второго материала, при этом для приготовления слоя первого материала перемешивают гранулированный этиленвинилацетат (ЭВА) в количестве 42-62 мас. % с размером фракций от 1 до 100 мм и полиуретановый клей в количестве 38-58 мас. % или перемешивают полиуретановый клей в количестве 15-22 мас. % и резиновые гранулы в количестве 78 - 85 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм, а для приготовления слоя второго материала перемешивают полиуретановый клей в количестве 12-17 мас. % и гранулированные этилен-пропиленовые каучуки (ЭПДМ) в количестве 83 - 88 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм или вулканизированные термоэластопласты (ТПВ) в количестве 83 - 88 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм или термопластичные вулканизированные каучуки в количестве 83 - 88 мас. % с размером фракций от 1 до 5 мм.

При этом согласно изобретению, слой второго материала выкладывают толщиной от 5 до 30 мм.

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

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

Согласно изобретению, слои первого и второго материалов связывают 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 применяют скипидар или уайт-спирит или сольвент или бензин.

Согласно изобретению, в смесь второго материала добавляют красящие пигменты.

Изобретение поясняется чертежами.

На Фиг. 1 представлен фрагмент получаемого заявленным способом декоративного изделия, где:

1 - слой первого материала,

2 - слой второго материала.

Способ изготовления декоративного изделия, заключается в изготовлении 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.

Для приготовления первого материала 1 смешивают в миксере (бочковой миксер, для смешивания гранулированных материалов или аналог) до однородной массы, гранулированный этиленвинилацетат (ЭВА) в количестве 42-62 мас. % с размером фракций от 1 до 100 мм и полиуретановый клей в количестве 38-58 мас. % или полиуретановый клей в количестве 15-22 мас. % и резиновые гранулы 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 надежность 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 декоративного изделия, изготовленного заявленным способом, 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, изготовленное заявленным способом, 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 надежность 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, изготовленного заявленным способом, 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, изготовленное заявленным способом, также будет проявлять недостаточные демпфирующие и амортизирующие свойства, в связи с недостаточной плотностью слоя первого материала 1.

Для приготовления второго материала 2 смешивают в миксере (бочковой миксер, для смешивания гранулированных материалов или аналог) до однородной массы, полиуретановый клей в количестве 12-17 мас. % 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 надежность 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, изготовленного заявленным способом, было выявлено, что при размере фракций указанных гранул меньше 1 мм, слой второго материала 2 и все декоративное изделие, изготовленное заявленным способом, 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, изготовленное заявленным способом, 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 подбирают на основании требования травмобезопасности (ударопоглощения) при проектировании декоративного изделия, изготовленного заявленным способом.

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

Между слоями первого и второго материалов используют грунтовку (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 применяют 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, получают 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, способ изготовления 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.

Способ изготовления декоративного изделия, включающий формированное заготовки, выполненной из слоя первого материала 1, и формирование слоя второго материала 2, расположенного над слоем первого материала 1, в котором для получения слоя первого материала 1 смешивают полиуретановый клей в количестве 45% и гранулированный этиленвинилацетат (ЭВА) в количестве 55 мас. % с размером фракций от 1 мм до 100 мм, или полиуретановый клей в количестве 20 мас. % и резиновые гранулы в количестве 80 мас. % с размером фракций от 1 мм до 5 мм, для получения слоя второго материала 2 перемешивают полиуретановый клей в количестве 15 мас. % 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 смешивают полиуретановый клей в количестве 20 мас. % 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 связывают между собой с образованием единого монолитного декоративного изделия. Указанные слои связывают 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 применяют скипидар или уайт-спирит или сольвент или бензин.

Были проведены испытания образцов заявленного декоративного изделия, изготовленного заявленным способом, 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 надежности, травмобезопасности декоративного изделия, изготовленного заявленным способом, а также повышению его амортизационных свойств.

Изобретение относится к способу изготовления декоративных изделий объемной формы при планировке и преобразовании рельефа для создания тематических площадок с элементами геопластики и характеризуется тем, что состоит из двух слоев материала, которые выкладывают поочередно во внутрь формы-комплекта, выравнивают, уплотняют и выдерживают до полного отвердевания, при этом между указанными слоями материалов перед формированием второго слоя материала, для возможности образования единого монолитного декоративного изделия наносят грунтовку, причем для приготовления слоя первого материала перемешивают гранулированный этиленвинилацетат и полиуретановый клей или перемешивают полиуретановый клей и резиновые гранулы, а для приготовления слоя второго материала перемешивают полиуретановый клей и гранулированные этиленпропиленовые каучуки или вулканизированные термоэластопласты или термопластичные вулканизированные каучуки, что повышает амортизационные свойства декоративных изделий. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ изготовления декоративного изделия, характеризующийся тем, что состоит из слоя первого материала, который выкладывают во внутрь формы-комплекта, выравнивают, уплотняют и выдерживают до полного отвердевания, затем выкладывают второй слой материала, выравнивают, уплотняют и выдерживают до полного отвердевания, при этом указанные слои первого и второго материалов связывают между собой грунтовкой, которую наносят на сформированный слой первого материала перед формированием второго слоя материала, для возможности образования единого монолитного декоративного изделия, которое извлекают из формы-комплекта, причем для приготовления слоя первого материала перемешивают гранулированный этиленвинилацетат (ЭВА) в количестве 42-62 масс. % с размером фракций от 1 до 100 мм и полиуретановый клей в количестве 38-58 масс. % или перемешивают полиуретановый клей в количестве 15-22 масс. % и резиновые гранулы в количестве 78 – 85 масс. % с размером фракций от 1 до 5 мм, а для приготовления слоя второго материала перемешивают полиуретановый клей в количестве 12-17 масс. % и гранулированные этиленпропиленовые каучуки (ЭПДМ) в количестве 83 - 88 масс. % с размером фракций от 1 до 5 мм или вулканизированные термоэластопласты (ТПВ) в количестве 83 - 88 масс. % с размером фракций от 1 до 5 мм или термопластичные вулканизированные каучуки в количестве 83 – 88 масс. % с размером фракций от 1 до 5 мм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что слой второго материала выкладывают толщиной от 5 до 30 мм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве основы полиуретанового клея используют преполимер дифенилметандиизоцианата (МДИ) и/или преполимер алифатического изоцианата.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что резиновые гранулы получают путем переработки изношенных шин и резинотехнических изделий (РТИ).

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

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в качестве растворителя применяют скипидар или уайт-спирит, или сольвент, или бензин.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в смесь второго материала добавляют красящие пигменты.