ОБЛИЦОВОЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Область техники
Полезная модель относится к строительным материалам, в частности к декоративным материалам, используемым для наружной и внутренней отделки - стен, потолка, пола, крыш, фасадов зданий и других поверхностей.
Уровень техники
Известно устройство - является облицовочный элемент (патент РФ №93427, дата приоритета 08.02.2010, дата публикации 27.04.2010). Облицовочный элемент содержит основу с первой поверхностью и второй поверхностью, слой металла и слой порошковой краски. Первая поверхность и вторая поверхность расположены с противоположных сторон основы. Слой металла образован путем бомбардирования основы частицами расплавленного металла, полученными в процессе плавления частиц металла в электрической дуге, и их переноса с большой скоростью в продуктах сгорания пропано-воздушной смеси. Слой порошковой краски нанесен в электростатическом поле, с дальнейшим оплавлением. Слой металла расположен на второй поверхности, а слой порошковой краски расположен на слое металла.
Недостатком известного технического решения является малый срок службы, связанный с воздействием на материал основы факторов окружающей среды, например влаги, способствующей разрушению материала основы.
Наиболее близким техническим решением (прототип) облицовочный элемент (патент РФ №110114, дата приоритета 15.08.2011, дата публикации 10.11.2011). Облицовочный элемент содержит основу с первой поверхностью и второй поверхностью, слой металла и слой порошковой краски. Первая поверхность и вторая поверхность расположены с противоположных сторон основы. Слой металла образован путем плавления первичного металла и последующего бомбардирования основы частицами расплавленного первичного металла в газовой струе. Слой порошковой краски нанесен в электростатическом поле с дальнейшим оплавлением или с применением трибостатического метода нанесения с дальнейшим оплавлением. При этом указанный слой металла расположен на второй поверхности. Указанный слой порошковой краски расположен на указанном слое металла. Слой металла образован путем плавления первичного металла в виде проволочных электродов при инициации между ними электрической дуги и последующего бомбардирования основы частицами расплавленного металла в газовой струе воздуха.
Недостатком прототипа является малый срок службы, связанный с воздействием на материал основы факторов окружающей среды, например влаги, способствующей разрушению материала основы.
Целью предлагаемой полезной модели является увеличение срока службы устройства.
Поставленная цель достигается за счет того, что в облицовочном элементе, содержащем основу с первой поверхностью, второй поверхностью и боковыми поверхностями, причем первая поверхность и вторая поверхность расположены с противоположных сторон основы, слой металла, образованный путем плавления первичного металла и последующего бомбардирования основы частицами расплавленного первичного металла в газовой струе, первый слой порошковой краски, нанесенный электростатическим способом, с дальнейшим оплавлением, путем эмиссии частиц порошковой краски источником краски, подключенным к одному полюсу источника постоянного напряжения, и их переноса на основу, слой металла которой подключен к другому полюсу источника постоянного напряжения, при этом указанный слой металла, расположен на второй поверхности, а указанный слой порошковой краски расположен на указанном слое металла, введены второй слой порошковой краски, нанесенный одновременно с первым слоем порошковой краски электростатическим способом от указанного источника краски с дальнейшим оплавлением, и третий слой порошковой краски, нанесенный одновременно с первым слоем порошковой краски электростатическим способом от указанного источника краски с дальнейшим оплавлением, при этом указанный второй слой порошковой краски расположен на первой поверхности основы, а указанный третий слой порошковой краски расположен на боковых поверхностях основы.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображена основа, с нанесенным на нее слоем металла, первым слоем порошковой краски, вторым слоем порошковой краски и третьим слоем порошковой краски.
Раскрытие полезной модели
На чертеже обозначены: основа 1, слой металла, образованный путем плавления первичного металла и последующего бомбардирования основы частицами расплавленного первичного металла в газовой струе, (далее именуемый слоем металла) 2, первый слой порошковой краски, нанесенный электростатическим способом с дальнейшим оплавлением, (далее именуемый первым слоем порошковой краски) 3, вторая поверхность 4, первая поверхность 5, второй слой порошковой краски, нанесенный совместно с первым слоем порошковой краски электростатическим способом с дальнейшим оплавлением, (далее именуемый второй слой порошковой краски) 6, боковая поверхность 7, третий слой порошковой краски, нанесенный совместно с первым слоем порошковой краски электростатическим способом с дальнейшим оплавлением, (далее именуемый третий слой порошковой краски) 8.
Основным элементом устройства является основа 1, слой металла 2, первый слой порошковой краски 3, второй слой порошковой краски 6 и третий слой порошковой краски 8.
Основа 1 представляет собой плоский элемент, имеющий первую поверхность 5, вторую поверхность 4 и боковые поверхности 7. Первая поверхность 5 и вторая поверхность 4 расположены противоположно друг другу. Первая поверхность 5 и вторая поверхность 4 имеют большую площадь, чем другие поверхности основы 1. Боковые поверхности 7 основы 1 расположены по периметру первой поверхности 5 и второй поверхности 4 и расположены между их соответствующими краями. Основа 1 может быть выполнена любой формы, например квадратной, овальной, круглой, в частном случае основа 1 выполнена в виде прямоугольной плитки. В случае выполнения основы 1 в виде прямоугольной плитки боковых поверхностей 7 выполнено четыре. Основа 1 может быть выполнена из любого твердого диэлектрического материала, т.е. материала, не проводящего или плохо проводящего электрический ток, (Яндекс словари. Словарь по естественным наукам. Глоссарий.ру. Диэлектрик. [Электронный ресурс]. URL: http://slovari.yandex.ru/dict/gl_natural/article/2573/257_3070.HTM?text=%D0%B4%D0%B8%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D0%BA%D0%B8&stpar3=1.8 (дата обращения 07.03.2012)). Основа 1 может быть выполнена, например, из фиброцемента, асбоцемента, МДФ, ДСП, гипса, керамики, стекла, дерева, и других материалов.
Слой металла 2 расположен на второй поверхности основы 1. Слой металла 2 образован путем плавления первичного металла и последующего бомбардирования основы частицами расплавленного первичного металла в газовой струе. Первоначально плавление материала - металла происходит в электрической дуге.
В одном частном случае бомбардирование второй поверхности 4 расплавленными в электрической дуге частицами металла осуществлено путем разгона частиц расплавленного металла до скорости более 350 м/с газовым потоком горячих продуктов сгорания горючей смеси. При этом перенос частиц металла осуществляется в продуктах сгорания пропано-воздушной смеси или метано-воздушной смеси, окруженных потоком сжатого воздуха. При этом в качестве первичного металла использованы частицы метала, а в качестве газовой струи использованы продукты сгорания пропано-воздушной смеси или метано-воздушной смеси, окруженных потоком сжатого воздуха.
В другом частном случае плавлению подвергаются проволочные электроды, между которыми инициируют электрическую дугу. Образование слоя металла 2 происходит в результате бомбардирования второй поверхности 4 основы 1, т.е. переноса расплавленного металла струей воздуха со скоростью, обеспечивающей сцепление частиц переносимого металла со второй поверхностью 4 основы 1. При этом в качестве первичного металла использованы проволочные электроды, а в качестве газовой струи использована струя воздуха.
Первый слой порошковой краски 3 нанесен на слой металла 2. Первый слой порошковой краски 3 нанесен электростатическим способом в электростатическом поле с дальнейшим оплавлением. Первый слой порошковой краски 3 нанесен на слой металла 2 в электростатическом поле, при этом частицы порошковой краски получают заряд от внешнего источника электроэнергии, например, коронирующего электрода. Для формирования равномерного первого слоя порошковой краски 3, нанесенного на слой металла 2, первый слой порошковой краски 3 оплавляют.
Второй слой порошковой краски 6 расположен на первой поверхности 5 основы 1. Второй слой порошковой краски 6 нанесен совместно с первым слоем порошковой краски 3 в электростатическом поле с дальнейшим оплавлением. При этом частицы порошковой краски, формирующие второй слой порошковой краски 6, получают заряд от того же внешнего источника электроэнергии, что и частицы порошковой краски, формирующие первый слой порошковой краски 3 одновременно с этими частицами, а также с частицами порошковой краски, формирующими третий слой порошковой краски 8.
Третий слой порошковой краски 8 расположен на боковых поверхностях 7 основы 1. Третий слой порошковой краски 8 нанесен совместно с первым слоем порошковой краски 3 в электростатическом поле с дальнейшим оплавлением. При этом частицы порошковой краски, формирующие третий слой порошковой краски 8, получают заряд от того же внешнего источника электроэнергии, что и частицы порошковой краски, формирующие первый слой порошковой краски 3, одновременно с этими частицами, а также с частицами порошковой краски, формирующими второй слой порошковой краски 6.
В частном случае на первый слой порошковой краски 3 и/или второй слой порошковой краски 6 и/или третий слой порошковой краски 8 может быть нанесен слой красящего вещества.
Слой красящего вещества представляет собой слой, полученный путем переноса красящего вещества с вспомогательного слоя на слой порошковой краски под действием высоких температур с обеспечением взаимной диффузии красящего вещества и порошковой краски с последующим удалением вспомогательного слоя. Слой красящего вещества расположен на первом слое порошковой краски 3 и/или втором слое порошковой краски 6 и/или третьем слое порошковой краски 8 или по крайней мере на части одного из указанных слоев. Слой красящего вещества частично или полностью расположен в структуре порошковой краски первого слоя порошковой краски 3 и/или второго слоя порошковой краски 6 и/или третьего слоя порошковой краски 8, за счет взаимной диффузии красящего вещества и порошковой краски, из которых выполнены указанные слои. Перенос слоя красящего вещества с вспомогательного слоя на слой порошковой краски выполнен под действием высоких температур, т.е. вследствие нагрева указанных слоев совместно (в сборе) с обеспечением взаимной диффузии слоя красящего вещества в соответствующий слой порошковой краски.
Слой металла 2, первый слой порошковой краски 3, второй слой порошковой краски 6 и третий слой порошковой краски 8 на чертеже изображены условно. Толщина слоя металла 2 и толщина первого слоя порошковой краски 3 второго слоя порошковой краски 6 и третьего слоя порошковой краски 8 существенно меньше толщины основы 1.
Осуществление полезной модели
Полезная модель реализуется следующим образом.
Основу 1 изготавливают, например путем вырезания, формовки и другими возможными способами. Вторую поверхность 4 основы 1 располагают напротив устройства для нанесения металла. Для покрытия основы 1 слоем металла 2 используют высокоскоростное газотермическое устройство напыления покрытий. Принцип нанесения слоя металла 2 основан на том, что первичный металл в виде частиц металла или проволочных электродов расплавляют в электрической дуге, и бомбардируют основу частицами расплавленного первичного металла в газовой струе, например в струе продуктов сгорания пропано-воздушной смеси или в струе продуктов сгорания метано-воздушной смеси, окруженных потоком сжатого воздуха или в струе воздуха. Частицы металла взаимодействуют со второй поверхностью 4, проникая во все поры второй поверхности 4, тем самым увеличивая прочность сцепления частиц металла со второй поверхностью 4.
На слой металла 2 наносят первый слой порошковой краски 3. На первую поверхность 5 основы 1 наносят второй слой порошковой краски 6. На боковые поверхности 7 основы наносят третий слой порошковой краски 8.
Первый слой порошковой краски 3, второй слой порошковой краски 6 и третий слой порошковой краски 8 наносят в электростатическом поле. Для нанесения первого слоя порошковой краски 3, второго слоя порошковой краски 6 и третьего слоя порошковой краски 8 в электростатическом поле пользователь подключает к слою металла 2, нанесенному на основу 1, заземляющее устройство. Поверхность слоя металла 2, нанесенного на вторую поверхность 4 основы 1, располагают напротив устройства для нанесения порошковой краски. Порошковую краску наносят в электростатическом поле. Наносят краску с помощью электростатического распылителя. Электрическое поле высокого напряжения (60-140 кВ) создается между заземленным слоем металла 2, нанесенным на основу 1, и распыляющим устройством, которое является одновременно и коронирующим электродом с высоким отрицательным потенциалом. Частицы порошковой краски подаются в распыляющее устройство и распыляются там под действием энергии сжатого воздуха, центробежных сил или высокого давления. Частицы порошковой краски, проходя через распылитель, получают отрицательный электрический заряд от внешнего источника, например от коронирующего электрода. Распыленные заряженные частицы перемещаются в направлении силовых линий электрического поля от электростатического распылителя к основе с нанесенным на нее слоем металла 2. Под воздействием электростатических сил частицы порошковой краски притягиваются к поверхности слоя металла 2 и равномерными слоями располагаются на ней.
При этом экспериментально установлено что частицы порошковой краски притягиваются также к первой поверхности 5 основы 1 и к боковым поверхностям 7 основы 1, т.е. покрывают основу 1 с нанесенным на нее слоем металла 2 со всех сторон.
После нанесения первого слоя порошковой краски 3, второго слоя порошковой краски 6 и третьего слоя порошковой краски 8 основу 1 с нанесенным на нее слоем металла 2 и первым слоем порошковой краски 3, вторым слоем порошковой краски 6 и третьим слоем порошковой краски 8 отключают от заземляющего устройства.
Первый слой порошковой краски 3, второй слой порошковой краски 6 и третий слой порошковой краски 8 нанесенные в электростатическом поле подвергают оплавлению. Для этого помещают основу 1 с нанесенным на нее слоем металла 2 и первым слоем порошковой краски 3, вторым слоем порошковой краски 6 и третьим слоем порошковой краски 8 в специальные технологические печи или нагревают направленным горячим потоком. Температурный режим выбирается в зависимости от вида краски от 140°С до 250°С. В результате нагревания частицы краски оплавляются (Металлургический словарь. Оплавление. [Электронные ресурсы]. URL: http://www.markmet.ru/slovar/oplavlenie (дата обращения 07.03.2012)) и более плотно соединяются со слоем металла 1, первой поверхностью 5 и боковыми поверхностями 7. При этом слой металла 2, выполненный из металла с температурой плавления больше 250°С, например железо, остается в твердом состоянии, а слой металла 2, выполненный из металла с температурой плавления меньше 250°С, например олово, переходит в жидкое состояние, но при охлаждении снова затвердевает. Однако процесс сцепление слоя порошковой краски 3 со слоем металла 2, например, за счет адгезии, происходит одинаково хорошо как с металлами в жидком состоянии, так и с металлами в твердом состоянии. Далее основу 1 с нанесенным на нее слоем металла 2, первым слоем порошковой краски 3, вторым слоем порошковой краски 6 и третьим слоем порошковой краски 8 охлаждают, и первый слой порошковой краски 3, второй слой порошковой краски 6 и третий слой порошковой краски 8 приобретают необходимые защитные и декоративные свойства.
При необходимости на первый слой порошковой краски 3 и/или на второй слой порошковой краски 6 и/или на третий слой порошковой краски 8 наносят слой красящего вещества.
Слой красящего вещества наносят на вспомогательный слой или на его отдельные части, например в виде какого-либо изобразительного образа. Перенос слоя красящего вещества на соответствующий слой порошковой краски со вспомогательного слоя производят под действием высоких температур. Для этого вспомогательный слой со слоем красящего вещества располагают на слое порошковой краски поверхностью покрытой слоем красящего вещества к соответствующему слою порошковой краски. Плотное соприкосновение вспомогательного слоя и нанесенного на нее слоя красящего вещества с соответствующим слоем порошковой краски может быть обеспечено различными способами, например при помощи пониженного давления. В частном случае элементы располагают в вакуумной термокамере. Плотное соприкосновение обеспечивается вакуумом, с помощью которого удаляется воздух между вспомогательным слоем со слоем красящего вещества и поверхностью соответствующего слоя порошковой краски, противоположной его соединению со слоем металла 2 или с основой 1. Устройство поступает в термокамеру, где под воздействием высоких температур происходит процесс переноса. При этом в процессе нагрева устройства в сборе происходит взаимная диффузия красящего вещества и порошковой краски, из которых выполнены слой красящего вещества и соответствующий слой порошковой краски. Глубокое проникновение (диффузия) слоя красящего вещества в соответствующий слой порошковой краски обеспечивает устойчивость полученного изображения к механическим воздействиям и моющим составам. Фактура изображения (слой красящего вещества) «впаивается» в полимерное покрытие (слой порошковой краски) на всю его толщину и таким образом не стирается в процессе эксплуатации изделия.
При этом экспериментально установлено, что второй слой порошковой краски 6 и третий слой порошковой краски 8 обладают высокой адгезией к материалу основы с нанесенным на нее слоем металла 2. Заявитель предполагает, что данная особенность связана с особенностями электростатического поля, в котором происходит нанесение первого слоя порошковой краски 3, второго слоя порошковой краски 6 и третьего слоя порошковой краски 8.
Таким образом, выполнение облицовочного элемента в виде основы 1 с нанесенным на нее слоем металла, первым слоем порошковой краски, вторым слоем порошковой краски и третьим слоем порошковой краски обеспечивает увеличение срока службы устройства, за счет нанесения на первую поверхность основы второго слоя порошковой краски и нанесения на боковые поверхности основы третьего слоя порошковой краски.