ОБЛИЦОВОЧНАЯ ПАНЕЛЬ

Техническое решение относится к области строительных материалов и может быть использовано для облицовки фасадов зданий и сооружений, отделки интерьеров жилых и служебных помещений, оконных и дверных проемов, помещений, в частности, купе и кабин транспортных средств, а также мебели и бытовой техники.
Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент №66383) облицовочную панель, содержащую основание, в состав которого входит слой, выполненный из металлического материала, и декоративный элемент, выполненный в виде углублений со стороны наружной поверхности основания. В частности, основание указанной облицовочной панели содержит один слой, выполненный из нержавеющей стали, а декоративные элементы выполнены в виде углублений со стороны его лицевой поверхности. Углубления заполнены краской соответствующего цвета. Такая облицовочная панель обладает высокой коррозионной стойкостью, а своеобразный металлический блеск и контрастирующий с ним цвет краски в углублениях, создают неповторимый дизайн изделия.
Недостаток описанной конструкции состоит в ее высокой стоимости.
Техническая задача, решаемая посредством разработанной конструкции, состоит в разработке облицовочной панели новой конструкции.
Технический результат, получаемый при реализации разработанной конструкции панели, состоит в уменьшении ее себестоимости при одновременном сохранении высокой коррозионной стойкости и декоративных характеристик.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать облицовочную панель, содержащую основание, в состав которого входит слой из металлического материала, и декоративный элемент, выполненный в виде углублений со стороны наружной плоскости основания, причем основание содержит, по меньшей мере, два слоя -наружный и внутренний, которые жестко соединены между собой, при этом, предпочтительно, отношение значений термических коэффициентов линейного расширения материалов слоев составляет К=0,3-2,6. При использовании разработанной конструкции облицовочной панели для работы в жестких климатических условиях желательно, чтобы толщина наружного слоя основания составляла 0,02-5 мм (чего) от толщины внутреннего слоя, а толщина предлагаемой облицовочной панели не превышает толщины традиционной облицовочной панели и составляет 0,2-10,0 мм.
Согласно одному из возможных вариантов реализации разработанного технического решения один из слоев основания изготовлен из нержавеющей стали, а второй - из углеродистой стали. Согласно другому возможному варианту реализации - один из слоев основания изготовлен из сплава на основе алюминия, а второй - из углеродистой стали. Указанные варианты не исчерпывают возможности реализации разработанного технического решения.
В основу предлагаемой полезной модели поставлена задача создания такой облицовочной панели, которая была бы дешевле цельнометаллической облицовочной панели из нержавеющей стали и в то же время сохраняла бы высокую коррозионную стойкость и имела бы своеобразный неповторимый дизайн, присущий металлу. Предпочтительно, чтобы наружный слой основания был изготовлен из коррозионно-стойкого материала, предназначенного для сохранения высокой стойкости облицовочной панели к действию климатических факторов, а второй - внутренний слой - изготовлен из материала, создающего требуемую жесткость конструкции в целом. Одним из возможных вариантов решения поставленной задачи могла бы быть облицовочную панель из “черной” стали с коррозионно-стойким покрытием, но, поскольку толщина таких покрытий составляет единицы микрон, даже неглубокая царапина при монтаже или при эксплуатации такой облицовочной панели приведет к существенному уменьшению ресурса и к потере ее декоративных качеств. Можно также изготовить и двухслойную панель, наружный слой которой был бы коррозионно-стойким, а внутренний - несущим. Однако, например, в условиях работы облицовочной панели на наружной поверхности стены здания монолитность такой конструкции не является длительной. Как показали эксперименты, доминирующим фактором, влияющим на прочность двухслойной облицовочной панели является разница в значениях термических коэффициентов линейного расширения материалов слоев.
Как указано ранее, поставленная задача решена в предлагаемой конструкции облицовочной панели, которая, как и известная облицовочная панель, содержит основание, включающее слой из металлического материала, и декоративный элемент, выполненный в виде углублений со стороны наружной плоскости основания, а, согласно предложению, основание содержит, по меньшей мере два слоя - наружный и внутренний, которые жестко соединены между собой, отношение значений термических коэффициентов линейного расширения материалов слоев К составляет К=0,3-2,6. Причем, чем ближе значение К к единице, тем прочнее иная облицовочная панель.
При этом наружный слой основания изготовлен из коррозионно-стойкого материала, предназначенного для сохранения высокой стойкости облицовочной панели к действию климатических факторов, а второй -внутренний слой - изготовлен из материала, создающего требуемую жесткость конструкции в целом.
Предлагаемая конструкция сохраняет свою работоспособность в течение заданого ресурса в качестве облицовочной панели фасада здания в средней полосе России, если толщина наружного слоя составляет 0,02-0,5 от толщины внутреннего слоя, а толщина предлагаемой облицовочной панели не превышает толщины традиционной облицовочной панели и составляет 0,2-10,0 мм.
Автором проведена серия испытаний на воздействие климатических факторов на прочность двухслойных образцов из металлических материалов.
4
Как показали эксперименты, среди климатических факторов, влияющих на прочность двухслойной облицовочной панели, таких, как влажность, влияние агрессивных сред, температура, доминирующим климатическим фактором оказались колебания температуры. Колебания температуры из-за разницы в значениях термических коэффициентов линейного расширения материалов слоев приводили к короблению двухслойной панели и затем к ее разрушению. Экспериментально установлено оптимальное соотношение значений термических коэффициентов линейного расширения материалов слоев облицовочной панели, которые позволили сохранить ее прочность под действием климатических факторов. Методика исследований на воздействие климатических факторов была основана на рекомендациях, приведенных в книге: Испытательная техника. Справочник в двух книгах. Книга 1. Под. ред. В.В.Клюева. - М.: Машиностроение, - 1982. - С.461-523. Исследования проводили в герметичной камере, наполненной газо-воздушной средой, концентрация компонентов которой соответствовала предельно допустимым нормам загазованности помещений промышленных предприятий при изменении температуры испытаний от -50 до +50°С в течение 10 часовых циклов. При этом один из слоев двухслойных образцов для испытаний изготавливали из аустенитной нержавеющей стали марок:
301, 302, 303, 304, 316, 321, 347,
08 (кп, пс), 08Ю  (ГОСТ 14918);
DX51D, DX52D, DX53D, DX54D, DX56D (EN 10142:2000);
S220GD, S250GD, S280GD (EN 10147:1995);
CS, FS, DDS, EDSS, SS230, SS255, SS275 (ASTM А654-99) легированную титаном (IF-сталь) для сверхглубокой вытяжки
(006IF) (ТУ 14-101-497) 006IF- (ТУ 14-101-508);
Cт1пc, Ст2пс, Ст3пс, 08пс (ГОСТ 14918-80);
CS Type A (ASTM А653/А653М-97);
CS Туре В (ASTM А653/А653М-97);
FS Type A (ASTM А653/А653М-97);
FS Туре В (ASTM А653/А653М-97);
SS Grd 33 (230) (ASTM А653/А653М-97);
SS Grd 37 (255) (ASTM A653/A653M-97);
SS Grd 40 (275) (ASTM A653/A653M-97);
SS Grd 50 (340) (ASTM A653/A653M-97);
FeP02 G DIN EN 10142+A1-91(95);
FeP03 G DIN EN 10142+A1-91(95);
Z35 BS 2989-82.
Второй слой образца изготавливали из оцинкованного листа, углеродистой стали, в том числе отожженной, закаленной, нержавеющей ферритной стали серий 200 и 400.
Первый слой имел толщину 0,05 мм, а второй 0,4 мм. Первый слой предназначался для его использования в качестве наружного слоя облицовочной панели.
В результате было найдено оптимальное отношение значений термических коэффициентов линейного расширения материалов слоев К. Оно составило К=0,3-2,6. При значениях К, которые выходили за названный диапазон, были отмечены случаи или фрагментарного разделения слоев образцов, или полного разделения образца на слои, или ощутимого коробления образца.
Облицовочную панель изготавливали по следующей технологии. Предварительно пакет в виде двух лент, одна из которых была основой, а вторая - плакирующим слоем, из заранее определенных металлических материалов подвергали холодной прокатке и получали биметаллическую ленту. В процессе прокатки ленты деформировали с суммарной степенью деформации, равной 3,5-5,0. Одновременно с прокаткой на наружный слой ленты наносили рельеф в виде графического рисунка. Причем температуру подката на выходе из очага деформации выдерживали в диапазоне +165-265°С. В качестве смазки при плакировании использовали смесь минерального масла (20…32%) и керосина (остальное) при определенной вязкости и кислотном числе. Подкат охлаждали до температуры ниже +60°С, после чего осуществляли холодную прокатку и рекристаллизационный отжиг при температуре 650-700°С с последующим охлаждением в печи до температуры ниже +140°С. Таким образом, получали биметаллическую ленту заданной толщины. Рельеф в наружном слое полученной биметаллической ленты заполняли краской, выдерживали время на спокойном воздухе до отверждения краски и разрезали биметаллическую ленту на облицовочные панели заданных размеров. Облицовочные панели использовали для облицовки фасадов зданий и сооружений, отделки интерьеров жилых и служебных помещений, оконных и дверных проемов, помещений, в частности, купе и кабин транспортных средств, а также мебели и бытовой техники.
Предлагаемая облицовочная панель может быть использована следующим образом.
После размещения облицовочной панели, например, на фасаде здания она подвергалась воздействию различных климатических факторов, однако, благодаря изготовлению основания в виде двух жестко соединеных между слоев - наружного и внутреннего и соблюдения отношения значений термических коэффициентов линейного расширения материалов слоев К в пределах от 0,3 мм до 2,6 мм конструкция не расслаивалась и не подвергалась короблению. За счет использования в качестве основания двух материалов, себестоимость такой облицовочной панели оказалась существенно ниже стоимости однослойной панели из нержавеющей стали такой же толщины.
При использовании двух слоев основания - наружного и внутреннего, которые жестко соединены между собой, при отношение значений термических коэффициентов линейного расширения материалов слоев менее 0,3, как установлено экспериментально, не достигается указанный технический результат - уменьшение себестоимости панели при одновременном сохранении высокой коррозионной стойкости и декоративных характеристик - из-за низкой коррозионной стойкости готового изделия.
При использовании двух слоев основания - наружного и внутреннего, которые жестко соединены между собой, при отношение значений термических коэффициентов линейного расширения материалов слоев свыше 2,6, как установлено экспериментально, не достигается указанный технический результат - уменьшение себестоимости панели при одновременном сохранении высокой коррозионной стойкости и декоративных характеристик - из-за низкой коррозионной стойкости готового изделия.
При использовании двух слоев основания - наружного и внутреннего, которые жестко соединены между собой, при отношение значений термических коэффициентов линейного расширения материалов слоев в диапазоне 0,3÷2,6, как установлено экспериментально, и достигается указанный технический результат - уменьшение себестоимости панели при одновременном сохранении высокой коррозионной стойкости и декоративных характеристик - из-за низкой коррозионной стойкости готового изделия.
Использование облицовочной панели разработанной конструкции позволяет уменьшить ее себестоимость при одновременном сохранении высокой коррозионной стойкости и декоративных характеристик.