ДЕКОРАТИВНЫЕ МНОГОСЛОЙНЫЕ ОБЛИЦОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ВНЕДРЕННЫЕ ПРОВОДЯЩИЕ МАТЕРИАЛЫ, ИЗГОТОВЛЕННЫЕ ИЗ НИХ ТВЕРДЫЕ ПОВЕРХНОСТИ, СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАКИХ ОБЛИЦОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
DECORATIVE MULTILAYER FACING MATERIALS CONTAINING EMBEDDED CONDUCTIVE MATERIALS, SOLID SURFACES MADE THEREFROM, METHODS FOR MAKING SUCH FACING MATERIALS AND USE THEREOF

Перекрестная ссылка на родственные заявки
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет в отношении предварительной патентной заявки США № 62/062615, поданной 10 октября 2014 г.
Уровень техники изобретения
[0002] Декоративные многослойные материалы использовались в качестве облицовочных материалов в течение многих лет как в промышленных, так и в бытовых приложениях, где являются предпочтительными привлекательный внешний вид в сочетании с желательными функциональными свойствами (такими как превосходная устойчивость к износу, нагреванию и загрязнению, пригодность для очистки и стоимость). Типичные приложения исторически включают мебель, кухонные рабочие поверхности, столешницы, прилавки, столешницы в ванных, витрины, стенные панели, офисные перегородки и т.п.
[0003] В течение нескольких последних лет в обществе наблюдается распространение портативных перезаряжаемых электронных устройств в рабочей и домашней среде. Мобильные электронные устройства, такие как сотовые телефоны, портативные компьютеры, планшеты и подобные устройства, становятся обычными дома и на работе. В качестве источников электропитания таких портативных устройств, как правило, используются перезаряжаемые аккумуляторы, которые обеспечивают мобильность. В жилых и рабочих помещениях, в которых присутствует множество людей, суммарное число перезаряжаемых устройств часто превосходит число людей. Как правило, каждое работающее от аккумулятора устройство должно иметь свое собственное зарядное приспособление и источник электропитания, который обычно представляет собой электрическую розетку переменного тока. Нежелательное последствие распространения электронных устройств представляет собой распространение преобразователей электропитания, источников электропитания, штепселей и кабелей, которые загромождают рабочую и домашнюю среду. Кроме того, практическое применение специфичных для устройств зарядных приспособлений неизбежно приводит к ситуации неправильно расположенных или забытых зарядных приспособлений.
[0004] Были разработаны подходы, в которых используется воздушная или беспроводная передача энергии между передатчиком и приемником, присоединенным к заряжаемому электронному устройству. Такие подходы делятся, как правило, на две категории. Подходы одной категории основаны применении излучения плоских волн (также называемого термином «излучение в дальней области») между передающей антенной и приемной антенной на заряжаемом устройстве. Основу других подходов к беспроводной передаче энергии представляет собой индуктивная связь между передающей антенной, внедренной, например, в «зарядный коврик» или портативную поверхность, и приемной антенной (и выпрямительной схемой), внедренной в заряжаемое приемное электронное устройство. Разнообразные мобильные телефоны продаются с такой возможностью беспроводного приема энергии. Хотя данный подход может иметь способность одновременной зарядки множества устройств, находящихся на одной площадке, эта площадка, такая как зарядный столик или коврик, который сам присоединяется посредством штепселя к стенной электрической розетке переменного тока, как правило, имеет небольшие размеры и требует, чтобы пользователь точно помещал устройства в определенной области.
[0005] Таким образом, было бы желательным получение облицовочного материала, который является широким, функциональным и способным служить в качестве платформы для обеспечения беспроводной передачи энергии посредством индуктивной связи многочисленным устройствам.
Сущность изобретения
[0006] Настоящее изобретение предлагает, в общем, декоративные многослойные облицовочные материалы, имеющие электрические функции. Более конкретно, настоящее изобретение предлагает декоративные многослойные облицовочные материалы, предпочтительно многослойные материал, изготовленные при повышенном давлении, которые содержат внедренные проводящие дорожки и необязательные дополнительные контурные компоненты, а также способы получения таких материалов, твердые поверхности, покрытые такими материалами, и способы беспроводной передачи энергии от таких материалов к устройству, выполненному с возможностью приема беспроводной передачи энергии. Таким образом, согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, могут быть предложены декоративные долговечные функциональные облицовочные материалы, способные обеспечивать одновременную беспроводную передачу энергии многочисленным устройствам. В соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения, облицовочные материалы могут использоваться для изготовления целых рабочих поверхностей, столов, рабочих столов и других обычных предметов мебели, которые находятся в жилых и производственных помещениях, и которые выполнены с возможностью беспроводной передачи энергии перезаряжаемым устройствам, выполненных с возможностью приема беспроводной передачи энергии посредством соединения, которое может представлять собой индуктивное и/или резонансное соединение.
[0007] Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, предложен декоративный многослойный облицовочный материал, включающий: первый пропитанный смолой бумажный слой и второй пропитанный смолой бумажный слой, и первый проводящий материал, имеющий первую клемму и вторую клемму и способный проводить электрический ток от первой клеммы до второй клеммы; где первый проводящий материал располагается на первой поверхности первого пропитанного смолой бумажного слоя; где первый пропитанный смолой бумажный слой и второй пропитанный смолой бумажный слой располагаются в состоянии укладки друг на друга и уплотняются таким образом, что первый проводящий материал инкапсулируется между первым пропитанным смолой бумажным слоем и вторым пропитанным смолой бумажным слоем; и где по меньшей мере один слой из первого пропитанного смолой бумажного слоя, второго пропитанного смолой бумажного слоя или необязательного дополнительного пропитанного смолой бумажного слоя представляет собой декоративный слой. Согласно любому из разнообразных вариантов осуществления настоящего изобретения, смола может представлять собой термоотверждающуюся смолу, таким образом, что бумажные слои в уложенном друг на друга состоянии могут уплотняться и нагреваться для отверждения термоотверждающейся смолы. При упоминании в настоящем документе термин «отвержденный» может означать отверждение термоотверждающейся смолы в смысле ее необратимого затвердевания, или сшивание других полимеров посредством отдельного сшивающего вещества или под действием энергии в разнообразных формах, или любое средство фиксации смолы в ее уплотненной форме таким образом, что проводящие материалы инкапсулируются и остаются в таком состоянии в пределах обычного рабочего температурного интервала для поверхностного применения.
[0008] Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, предложен способ включающий: (a) получение по меньшей мере двух листов из пропитанной смолой бумаги; (b) помещение рисунчатого проводящего материала на поверхность одного из указанных по меньшей мере двух листов из пропитанной смолой бумаги; и (c) совместное уплотнение указанных по меньшей мере двух листов из пропитанной смолой бумаги под действием нагревания и давления в прилегающем состоянии в котором проводящий материал располагается между указанными по меньшей мере двумя листами из пропитанной смолой бумаги.
[0009] Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, предложен способ беспроводной передачи энергии, причем данный способ включает: (i) получение декоративного многослойного облицовочного материала согласно варианту осуществления настоящего изобретения; (ii) направление электрического тока в первый проводящий материал таким образом, что электромагнитное поле производится в области, расположенной выше и прилегающей к верхней поверхности облицовочного материала; и (iii) помещение устройства, выполненного с возможностью приема беспроводной передачи энергии, вблизи верхней поверхности и в пределах электромагнитного поля.
[0010] Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, предложена твердая поверхность, включающая декоративный многослойный облицовочный материал согласно варианту осуществления настоящего изобретения, расположенный на несущей подложке, такой как, например, древесноволокнистая плита.
[0011] Согласно разнообразным предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, декоративный многослойный облицовочный материал представляет собой многослойный материал, изготовленный при повышенном давлении.
[0012] Другие аспекты, отличительные признаки и преимущества становятся очевидными из следующего описания, включая подробное описание, предпочтительные варианты осуществления, а также прилагаемой формулы изобретения.
Краткое описание нескольких изображений на чертежах
[0013] Приведенное выше краткое описание, а также следующее подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, становятся более понятными при их чтении в сочетании с прилагаемыми чертежами. Для целей иллюстрации настоящего изобретения на чертежах представлены варианты осуществления, которые в настоящее время являются предпочтительными. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается точными представленными конфигурациями и техническими средствами.
[0014] На чертежах:
[0015] фиг.1a представляет перспективное изображение многослойного облицовочного материала в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0016] фиг.1b представляет изображение проведенного вдоль линии A'-A' поперечного сечения материала в соответствии с вариантом осуществления, представленным на фиг.1a;
[0017] фиг.2a-2b представляют изображения поперечных сечений многослойного облицовочного материала в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения до и после уплотнения;
[0018] фиг.3a-3c представляют изображения поперечных сечений пропитанного смолой бумажного слоя многослойного облицовочный материал в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0019] фиг.4 представляет изображение поперечного сечения многослойного облицовочного материала в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и
[0020] фиг.5a-5b представляют изображения поперечных сечений многослойного облицовочного материала в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения до и после уплотнения.
Подробное описание изобретения
[0021] При упоминании в настоящем документе формы единственного числа, которым предшествуют неопределенные и определенные артикли, являются синонимичными и используются взаимозаменяемым образом с терминами «один или несколько» и «по меньшей мере один», другие условия четко не определяются языком и/или контекстом. Соответственно, например, выражение «бумажный слой» или «слой бумаги» в настоящем описании или в прилагаемой формуле изобретения может означать единственный бумажный слой или более чем один бумажный слой. Кроме того, все численные значения, если четко не определены другие условия, следует понимать, как модифицированные словом «приблизительно».
[0022] Для простоты и ясности иллюстрации элементы на чертежах не должны обязательно соответствовать действительному масштабу, и одинаковые условные номера на различных чертежах обозначают одинаковые элементы. Для ясности чертежей слои и проводящие материалы могут быть представлены как имеющие, как правило, прямолинейные края и точные значения углов. Однако специалисты в данной области техники понимают, что края не должны обязательно быть прямолинейными, и углы не должны обязательно иметь точные значения.
[0023] Определенная терминология используется в следующем описании исключительно в целях удобства, но не в ограничительном смысле. Слова «правый», «левый», «нижний» и «верхний» означают направления, которые упоминаются в ссылках на чертежи. Слова «внутрь» и «наружу» означают, соответственно, направления к геометрическому центру и от геометрического центра описанного предмета и его обозначенных частей. Терминология включает слова, которые определенно упоминаются выше, а также соответствующие производные и слова, имеющие аналогичный смысл. Кроме того, порядковые числительные, которые используются в настоящем документе и в прилагаемой формуле изобретения, такие как «первый», «второй», «третий» и т.д. представлены исключительно для цели различия отдельных многочисленных аналогичных элементов (например, первый пропитанный смолой бумажный слой и второй пропитанный смолой бумажный слой) и не определяют какие-либо конкретные последовательности или пространственные ограничения, если другие условия не требуются в соответствии с контекстом.
[0024] Разнообразные варианты осуществления настоящего изобретения предлагают декоративные многослойные облицовочные материалы, а также такие материалы, расположенные на нижележащей подложке. Дополнительные разнообразные варианты осуществления настоящего изобретения предлагают способы изготовления таких облицовочных материалов, а другие разнообразные варианты осуществления предлагают способы, включающие использование таких облицовочных материалов для беспроводной передачи энергии. При упоминании в настоящем документе термин «многослойный» означает наличие двух или более (т.е. по меньшей мере двух) слоев. При упоминании в настоящем документе термин «декоративный» означает любую эстетическую характеристику и включает, но не ограничивается этим, цвет, конструкцию, текстуру, обозначение и признак, которые могут присутствовать в любой части или частях материала или на всей поверхности материала. При упоминании в настоящем документе термин «облицовочный материал» означает применение разнообразных вариантов осуществления настоящего изобретения в качестве верхней или наружной поверхности, например, рабочей поверхности или столешницы, которая может включать декоративный многослойный облицовочный материал в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, расположенный на опоре или подложке, такой как, например, восстановленные деревянные панели, пенополимерные панели, армированные стекловолокном пластмассы (FRP), твердый облицовочный материал или композиционный материал, содержащий полимер и мрамор.
2
2
[0025] Разнообразные варианты осуществления настоящего изобретения предлагают декоративные многослойные облицовочные материалы, причем данные облицовочные материалы включают два или более пропитанных смолой бумажных слоев, которые предпочтительно ламинированы друг с другом. Согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, облицовочные материалы включают первый пропитанный смолой бумажный слой и второй пропитанный смолой бумажный слой, между которыми располагается проводящий материал. Подходящая бумага, которая может использоваться в пропитанной смолой бумажных слоях в соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения, таких как первый пропитанный смолой бумажный слой и второй пропитанный смолой бумажный слой, включает, но не ограничивается этим, бумаги на основе целлюлозного волокна, синтетического тканого или нетканого волокна, и/или микроволокна и/или нановолокна, смесей целлюлозного и/или синтетического волокна, и/или бумаги на основе минерального волокна, и/или бумаги на основе стеклянного волокна, покрытые или непокрытые, предварительно пропитанные или предварительно непропитанные, которые могут обычно использоваться для получения декоративных многослойных материалов. Согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, бумага, подходящая для использования в пропитанных смолой бумажных слоях имеет по меньшей мере одно и, предпочтительно, все из следующий свойств: минимальная прочность во влажном состоянии в машинном направлении, составляющая 1400 сН/30 мин при испытании способом в соответствии с международным стандартом DIN ISO 3781, интервал абсорбционной способности (высоты капиллярного подъема) по Клемму (Klemm) в машинном направление, составляющий от 30 до 90 мм/10 мин при испытании способом в соответствии с международным стандартом DIN ISO 8787, причем предпочтительная абсорбционная способность составляет 45 мм/10 мин, зольность, составляющая от 0 до 50% в зависимости от специфической природы используемой бумаги при испытании способом в соответствии с международным стандартом DIN ISO 2144, поверхностная плотность в интервале от 10 до 100 г/м при влагосодержании в интервале от 2 до 8% при испытании способом в соответствии с международным стандартом DIN ISO 536, причем предпочтительная поверхностная плотность составляет 27 г/м, значение pH (горячего экстракта), составляющее от 4 до 9 при испытании способом в соответствии с международным стандартом DIN ISO 6588. Согласно разнообразным предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, бумага, подходящая для использования в пропитанных смолой бумажных слоях, включает бумагу из 100% целлюлозы, свойства которой удовлетворяет всем вышеупомянутым параметрам.
[0026] Бумажные слои, подходящие для использования согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, пропитываются смолой. Согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, смолы, подходящие для использования, включают термоотверждающиеся смолы. Конкретные подходящие смолы для использования согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения могут различаться в зависимости от того, что пропитанный смолой бумажный слой представляет собой наружный защитный слой или сердцевинный слой. Наружные защитные слои подробно обсуждаются ниже в настоящем документе. Как правило, пропитанные смолой бумажные слои, которые представляют собой сердцевинные слои, такие как первый пропитанный смолой бумажный слой и второй пропитанный смолой бумажный слой, согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, пропитываются любой подходящей термоотверждающейся смолой, включая, но не ограничиваясь этим, сложные полиэфиры, полиуретаны, фенольные полимеры, фенолформальдегиды, карбамидоформальдегиды, меламины, диаллилфталаты, эпоксиды, полиимиды, цианаты и полицианураты или сополимеры, терполимеры или их сочетания. Согласно разнообразным предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, пропитанные смолой бумажные слои, которые представляют собой сердцевинные слои, такие как первый пропитанный смолой бумажный слой и второй пропитанный смолой бумажный слой, пропитываются фенольной и/или эпоксидной смолой. Согласно разнообразным предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, пропитанные смолой бумажные слои, которые представляют собой сердцевинные слои, такие как первый пропитанный смолой бумажный слой и второй пропитанный смолой бумажный слой, пропитываются фенольной смолой, такой как, например, фенолформальдегидная смола.
[0027] Бумажные слои, подходящие для использования согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, пропитываются смолой, как обсуждается выше. Пропитывание смолой бумажных слоев, используемых в соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения, может производиться любым подходящим способом, достаточным для нанесения регулируемого количества смолы на бумагу, включая, но не ограничиваясь этим, трафаретную печать, ротационную трафаретную печать, погружение и отжим, погружение и снятие скребком, нанесение покрытия реверсивным валиком, стержень Мейера (Meyer), покрытие поливом, щелевое нанесение и глубокая печать с помощью цилиндра. Процентная доля нанесенной смолы, измеряемая в пересчете на высушенную в печи массу, составляет приблизительно от 5 до 75%, причем предпочтительный интервал процентной доли нанесенной смолы составляет приблизительно от 25 до 55%.
[0028] Предпочтительный способ пропитывания бумажного слоя в соответствии с разнообразными вариантами осуществления представляет собой многостадийная трафаретная печать, где на каждой стадии трафаретной печать покрываются и пропитываются определенные секции поверхности бумаги согласно рисунку шаблона, который предварительно встраивается на каждую стадию трафаретной печати.
[0029] Поскольку смолы, используемые на стадии пропитывания, как правило, представляют собой водные растворы или растворы на основе других растворителей, процесс декоративного ламинирования обычно включает стадию высушивания бумаги для уменьшения содержания растворителя в бумаге. Согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, остаточное содержание растворителя составляет от 5 до 15%, причем его типичный уровень составляет 7,5%.
[0030] Разнообразные варианты осуществления настоящего изобретения включают один или несколько проводящих материалов (например, первый проводящий материал, второй проводящий материал, третий проводящий материал и т.д.), расположенные на одной или нескольких поверхностях одного или нескольких пропитанных смолой бумажных слоев, или, другими словами, расположенные между двумя соседними пропитанными смолой бумажными слоями. Проводящие материалы, подходящие для использования в соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения, включают любой материал, который может быть нанесен на пропитанную смолой бумагу, и который является электропроводящим. Подходящие проводящие материалы включают металлы, сплавы и проводящие краски. Металлизация может осуществляться посредством осаждения следов металла на подходящую подложку и переноса на бумажный слой в соответствии с известными технологиями переноса. Предпочтительно проводящие материалы для использования согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения имеют низкое сопротивление и легко осаждаются, образуя рисунок, который сохраняет свою геометрическую целостность в процессе ламинирования в условиях нагревания и давления. Согласно разнообразным предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, проводящие материалы включает проводящую краску. Проводящие краски, подходящие для использования согласно разнообразным предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, представляют собой композиции, которые включают металл, проводящий углерод или другие проводящие материалы, такие как полимеры, в несущей среде, которая может включать другие полимеры, растворители и добавки, и которые могут быть нанесены посредством разнообразных известных технологий, таких как краскоструйная печать, трафаретная печать, флексографическая или глубокая печать, экструзионная печать и трехмерная печать. Проводящие краски поставляются на продажу из ряда источников и могут быть изготовлены с использованием ряда известных способов. Особенно предпочтительные проводящие краски, подходящие для использования согласно разнообразным предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, включают частицы серебра и/или проводящего углерода.
[0031] Проводящие материалы, расположенные на поверхности слоя согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, содержат по меньшей мере первую клемму и вторую клемму. Проводящие материалы предпочтительно располагаются, образуя рисунок на поверхности слоя согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения. Подходящие рисунки для использования в соответствии с разнообразными предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения, предусматривают по меньшей мере одну клемму, которая находится на или вблизи периферии слоя, на котором она располагается, и, согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, включающим множество проводящих материалов, расположенных на множестве поверхностей, клемма занимает внутреннее положение на поверхности, причем данная клемма может находиться в проводящем соединении с занимающей внутреннее положение клеммой другого проводящего материала, расположенного на поверхности другого слоя. Рисунки, подходящие для использования в соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения, включают, но не ограничиваются этим, непрерывные извилистые линии; спирали; спирали с прямолинейными сегментами; пилообразные волны и их сочетания. Предпочтительно проводящие материалы согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения располагаются, образуя рисунки, в которых предусмотрена максимальная линейная протяженность проводящего материала на поверхности, и в то же время сохраняется непроводящий промежуток между прилегающими частями проводящих дорожек. Таким образом, например, согласно определенным предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, проводящий материал располагается на прямоугольной поверхности в соответствующей прямоугольной спирали с прямолинейными сегментами, начинаясь у первой клеммы расположенной у наружного края (т. е. периферии) поверхности и продолжаясь в форме прямоугольной спирали с прямолинейными сегментами по направлению к центральному положению прямоугольной поверхности к второй клемме. Площадь поперечного сечения любой линейной части проводящего материала имеет большое значение в таких обстоятельствах, где электрическое сопротивление должно быть сведено до минимума, поскольку полное электрическое сопротивление любого проводящей дорожки представляет собой произведение удельного сопротивления на квадрат (по отношению к площади поперечного сечения) и длины данной дорожки. Другими словами, как понимают специалисты в данной области техники, повышение полного сопротивления дорожки приводит к повышенному резистивному нагреванию для одинаковой силы электрического тока. Соответственно, оказывается предпочтительным, чтобы в конструкции контура согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения было оптимизировано соотношение между вертикальной толщиной дорожки, площадью поперечного сечения и шагом (т. е. расстоянием между двумя прилегающими линейными частями проводящего материала на поверхности), которое должно регулироваться таким образом, чтобы принимать минимальное возможное значение, при одновременном обеспечении того, чтобы две прилегающие линейные части не соприкасались. Кроме того, важно отметить, что давление, используемое на стадии уплотнения согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, уменьшает вертикальную толщину проводящей дорожки. Общее воздействие на полное электрическое сопротивление может изменяться, поскольку уплотнение может увеличивать удельное сопротивление проводящей краски посредством уменьшения площади поперечного сечения, и при этом также увеличивается проводящий контакт между проводящими частицами в составе материалов дорожки, и, таким образом уменьшается сопротивление. Таким образом, на полное сопротивление воздействуют разнообразные факторы. Предпочтительно все такие факторы учитываются в попытках уменьшения полного сопротивления и, таким образом, выделения тепла.
[0032] Многослойные облицовочные материалы в соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения могут включать один или несколько проводящих выступов, которые обеспечивают электрическое соединение между клеммой из проводящего материала и внешней поверхностью облицовочного материала. Согласно разнообразным вариантам осуществления, в которых облицовочный материал включает многочисленные проводящие материалы, соединенные последовательно, как описывается в настоящем документе, облицовочный материал может включать проводящий выступ, обеспечивающий последовательное электрическое соединение между первой клеммой из первого проводящего материала и внешней поверхностью облицовочного материала, и второй проводящий выступ, обеспечивающий последовательное электрическое соединение между второй клеммой из последнего проводящего материала и внешней поверхностью облицовочного материала. Согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, облицовочный материал может дополнительно включать компонент или компоненты, присоединенные к концам проводящий выступ на внешней поверхности облицовочного материала, причем данные один или несколько компонентов выполнены с возможностью приема напряжения переменного тока или пульсирующего постоянного тока, поступающего из внешнего источника, таким образом, что один или несколько проводящих материалов обеспечиваются током. Такие компоненты могут включать, но не ограничиваются этим, разнообразные гнездовые соединения для штепселей переменного и постоянного тока, а также клеммовые коробки или аналогичные приспособления для жесткой разводки входов переменного или постоянного тока. Проводящие выступы, подходящие для использования согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, могут быть изготовлены из любого проводящего материала и включают, но не ограничиваются этим, металлические язычки, винты, зубцы, цилиндрические гнезда и т.д.
[0033] Рассмотрим фиг.1a, представляющий декоративный многослойный облицовочный материал 1 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Первый пропитанный смолой бумажный слой 10 имеет первый проводящий материал 50, расположенный на его первой поверхности в форме прямоугольной спирали с прямолинейными сегментами. Первый проводящий материал 50 имеет первую клемму 51, расположенную вблизи периферии облицовочного материала 1, и вторую клемму 52, занимающую центральное положение на поверхности. Второй пропитанный смолой бумажный слой 20 и первый пропитанный смолой бумажный слой 10 располагаются в уложенном друг на друга состоянии, таким образом, что их обращенные друг к другу поверхности встречаются на границе раздела 30. Проводящий выступ 61, имеющий форму металлического винта, занимает центральное положение и обеспечивает точку электрического соединения между второй клеммой 52 и внешней поверхностью материала 1. Проводящие выступы, такие как проводящий выступ 61 в форме металлического винта или в иной форме, могут быть скрыты на любой глубине ниже внешней поверхности, при том условии, что сохраняется проводящее соединение с клеммой из проводящего материала. Проводящий выступ 62, имеющий форму металлического язычка, располагается вдоль периферии и обеспечивает точку электрического соединения между первой клеммой 51 и внешней поверхностью материала 1.
[0034] Рассмотрим фиг.1b, представляющую изображение поперечного сечения декоративного многослойного облицовочного материала 1 вдоль линии A'-A' на фиг.1a. Первый проводящий материал 50, имеющий форму прямоугольной спирали с прямолинейными сегментами, располагается на поверхности первого пропитанного смолой бумажного слоя 10. Второй пропитанный смолой бумажный слой 20 и первый пропитанный смолой слой 10 располагаются в уложенном друг на друга, уплотненном и отвержденном состоянии, таким образом, что первый проводящий материал 50 инкапсулируется между пропитанными смолой слоями 10, 20 на их границе раздела 30. Проводящие выступы 61, 62 обеспечивают точки электрического контакта для направления тока в первый проводящий материал 50.
[0035] Согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, могут присутствовать дополнительные слои из пропитанной смолой бумаги и дополнительные проводящие материалы, предпочтительно рисунчатые. Например, согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, в дополнение к первому проводящему материалу, расположенному между первым и вторым пропитанными смолой слоями, второй проводящий материал может быть расположен на второй поверхности первого пропитанного смолой бумажного слоя, и третий пропитанный смолой бумажный слой может затем быть расположен в уложенном друг на друга состоянии с первым бумажным слоем, таким образом, что второй проводящий материал инкапсулируется между первым и третьим бумажными слоями. Второй и любые дополнительные проводящие материалы могут также быть рисунчатыми, имея предпочтительно такой же рисунок, как первый проводящий материал, и может также присутствовать проводящий выступ в проводящем соединении с какой-либо или обеими из первой клеммы и/или второй клеммы второго и каждого из любых дополнительных проводящих материалов. Кроме того, согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, первый и второй проводящие материалы могут находиться в проводящем соединении через промежуточный бумажный слой. Кроме того, согласно разнообразным вариантам осуществления, предусматривающим дополнительные бумажные слои и дополнительные проводящие материалы, последующие проводящие материалы могут находиться в проводящем соединении через промежуточный бумажный слой с проводящим материалом на одной или обеих сторонах. Проводящее соединение двух проводящих материалов через промежуточный бумажный слой может осуществляться посредством любого обеспечения электрического соединения, и оно может предпочтительно осуществляться посредством изготовления отверстия в промежуточном бумажном слое, в котором отверстие располагается таким образом, что проводящие материалы на противоположных сторонах бумажного слоя образуют физическое и электрическое соединение, когда слои совместно уплотняются, или соединение может обеспечиваться посредством трафаретной технологии и насыщения краской, как описывается в настоящем документе. Отверстия могут быть изготовлены надлежащим образом посредством использования механического пробойника, который физически удаляет секцию бумаги.
[0036] Рассмотрим фиг.2a, представляющую изображение поперечного сечения облицовочного материала 201 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Первый проводящий материал 250 образует рисунок на первом пропитанном смолой бумажном слое 210. Второй пропитанный смолой бумажный слой 220 и первый пропитанный смолой бумажный слой 210 располагаются в уложенном друг на друга состоянии. Второй пропитанный смолой бумажный слой 220 имеет отверстие 270, расположенное в совмещении с частью первого проводящего материала 250. Третий пропитанный смолой слой 240 располагается в уложенном друг на друга состоянии с первым и вторым пропитанными смолой бумажными слоями 210, 220. Второй проводящий материал 251 образует рисунок, соответствующий рисунку первого проводящего материала 250, между вторым и третьим пропитанными смолой слоями, таким образом, что часть второго проводящего материала 251 совмещается с отверстием 270. Рассмотрим фиг.2b, где после уплотнения облицовочного материала 201 первый и второй проводящие материалы образуют физическое и электрическое соединение 280 через отверстие. Первый и второй проводящие материалы 250, 251 остаются электрически разделенными 290 во всех других точках, где отсутствует отверстие.
[0037] Согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, проводящее соединение между проводящими материалами на противоположных сторонах бумажного слоя может быть обеспечено посредством наложения трафарета (например, блокирующего рисунка) в том месте на бумаге, где проводящее соединение должно быть расположено на обеих сторонах бумажного слоя, перед пропитыванием смолой. Трафарет предотвращает пропитывание бумаги смолой на месте расположения трафарета. После пропитывания смолой трафарет удаляется, и после нанесения проводящей краски или другого проводящего материала, способного пронизывать бумажный слой, таким образом, обеспечивается проводящее соединение через бумажный слой. Согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, проводящее соединение между проводящими материалами на противоположных сторонах бумажного слоя может быть обеспечено посредством процесса многостадийной трафаретной печати, где определенная область, предназначенная для электрического соединения через бумагу (380, 316, 580, 581) запечатывается проводящей краской путем последовательных нанесений в вертикальном совмещении на противоположные стороны бумаги таким образом, что проводящая краска пронизывает всю толщину, создавая электропроводящий путь. Трафарет или блокирующий рисунок может быть предварительно встроен в экран с использованием обычных фотолитографических методов, известных специалистам в области техники производства трафаретной печати.
[0038] Рассмотрим фиг.3a-3b, представляющие изображение поперечного сечения изготовления проводящего соединения через бумажный слой в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Рассмотрим фиг.3a, где присутствует бумажный слой 310, и трафарет 315 находится на обеих сторонах бумажного слоя 310 в месте расположения желательного проводящего соединения. Рассмотрим фиг.3b, где бумажный слой 310 затем пропитывается смолой. Часть 316 бумажного слоя, которая защищена трафаретом 315, не пропитывается смолой. Рассмотрим фиг.3c, где после удаления трафарета проводящие материалы 350, 351, содержащие проводящую краску, наносятся на противоположные стороны бумажного слоя согласно рисунку, из которого часть покрывает часть 316, не пропитанную смолой, таким образом, что проводящая краска насыщает бумагу, образуя проводящее соединение 380 между первым проводящим материалом 350 и вторым проводящим материалом 351.
[0039] Рассмотрим фиг.4, представляющую изображение поперечного сечения облицовочного материала 401 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, в котором первый пропитанный смолой бумажный слой 410 (такой как слой, представленный на фиг.3c), содержащий первый проводящий материал 451, и второй проводящий материал 452, находящиеся в проводящем соединении посредством насыщенной проводящей краской части 480 первого пропитанного смолой бумажного слоя 410, располагается в уложенном друг на друга состоянии между вторым пропитанным смолой бумажным слоем 420 и третьим пропитанным смолой бумажным слоем 440.
[0040] Рассмотрим фиг.5a и 5b, представляющие изображение поперечного сечения облицовочного материала 401 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, в котором сочетаются проводящие соединения проводящих материалов посредством трафаретной техники, как описывается в настоящем документе, и посредством отверстия. Как представлено на фиг.5a, первый пропитанный смолой бумажный слой 510 (такой как слой, представленный на фиг.3c), содержащий первый проводящий материал 551 и второй проводящий материал 552, находящиеся в проводящем соединении посредством насыщенной проводящей краской части 580 первого пропитанного смолой бумажного слоя 510, располагается в уложенном друг на друга состоянии со вторым пропитанным смолой бумажным слоем 511, содержащим третий проводящий материал 553 и второй проводящий материал 554, находящиеся в проводящем соединении посредством насыщенной проводящей краской части 581 второго пропитанного смолой бумажного слоя 511, причем третий пропитанный смолой бумажный слой 520 представляет собой промежуточный между первым и вторым пропитанными смолой бумажными слоями 510, 511. Третий пропитанный смолой бумажный слой 520 может иметь отверстие 570, расположенное для совмещения с частями второго и третьего проводящих материалов 552, 553. Четвертый пропитанный смолой бумажный слой 540 и пятый пропитанный смолой бумажный слой 541 располагаются в уложенном друг на друга состоянии, прилегая к первому и четвертому проводящим материалам 551, 554, соответственно. Рассмотрим фиг.5b, где уложенные друг на друга слои, представленные на фиг.5a, уплотняются, предпочтительно под действием нагревания и давления, как показано на чертеже большими фигурными стрелками, таким образом, что второй проводящий материал 52 и третий проводящий материал 553 образуют физическое электрическое соединение 582 в месте расположения отверстия 570.
[0041] В соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения, декоративные многослойные облицовочные материалы включают по меньшей мере два пропитанных смолой бумажных слоя с проводящим материалом, расположенным между наружными слоями, где по меньшей мере один слой представляет собой декоративный слой, как описывается ниже в настоящем документе. Разнообразные варианты осуществления настоящего изобретения включают по меньшей мере один проводящий материал, предпочтительно от 2 до 20 проводящих материалов, предпочтительнее от 6 до 14 проводящих материалов, и, согласно разнообразным предпочтительным вариантам осуществления, могут присутствовать 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 или 14 проводящих материалов.
[0042] Согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, предусматривающих более чем один проводящий материал, два или более проводящих материалов или все проводящие материалы могут находиться в последовательном проводящем соединении, и один вариант осуществления может предусматривать проводящее соединение, изготовленное многочисленными способами, включающими, например, промежуточный слой с отверстием и/или слои, имеющие насыщенные проводящей краской части, которые соединяют проводящие материалы на противоположных поверхностях бумажного слоя.
[0043] Декоративные многослойные облицовочные материалы в соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения может дополнительно включать один или несколько упрочняющих слоев. Упрочняющие слои, которые могут присутствовать согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, включают мягкий магнитный материал, диспергированный в смоле, которая предпочтительно представляет собой термоотверждающуюся смолу. Разнообразные термоотверждающиеся смолы, подходящие для использования в пропитывании бумажных слоев, используемых согласно настоящему изобретению, могут надлежащим образом использоваться для диспергирования мягкого магнитного материала и образования упрочняющего слоя. Согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, упрочняющий слой может быть расположен между проводящим материалом и прилегающим пропитанным смолой бумажным слоем. В качестве дополнения или в качестве альтернативы, упрочняющий слой может быть внедрен в качестве разделительного слоя между двумя проводящими материалами. Соответственно, например, согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, пропитанный смолой бумажный слой, содержащий проводящий материал, расположенный на его поверхности, может быть расположен в уложенном друг на друга состоянии с еще одним, вторым пропитанным смолой бумажным слоем, содержащим второй проводящий материал, расположенный на его поверхности, которая обращена к первому проводящему материалу, где упрочняющий слой представляет собой промежуточный слой между первым и вторым проводящими материалами. Кроме того, согласно таким вариантам осуществления, упрочняющий слой может содержать отверстие, которое обеспечивает проводящее соединение между первым и вторым проводящими материалами. Согласно разнообразным предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, декоративный многослойный облицовочный материал может включать множество пропитанных смолой бумажных слоев, изготовленных, как представлено на фиг.3a-3c, в уложенном друг на друга состоянии, причем упрочняющий слой представляет собой промежуточный слой между прилегающими проводящими материалами, например, где какой-либо или оба из второго пропитанного смолой бумажного слоя 420 и третьего пропитанного смолой бумажный слоя 440, представленных на фиг.4, заменяются или дополняются упрочняющим слоем. Согласно таким предпочтительным вариантам осуществления, упрочняющие слои могут дополнительно включать отверстия, чтобы обеспечивались проводящие соединения между прилегающими проводящими материалами. Разнообразные варианты осуществления настоящего изобретения могут дополнительно включать сочетания проводящих соединений и упрочняющих слоев, которыми заменяются или дополняются пропитанные смолой бумажные слои. Например, разнообразные варианты осуществления настоящего изобретения включают многослойные облицовочные материалы, как проиллюстрировано на фиг.5a-5b, где один или несколько из второго, третьего и/или четвертого пропитанных смолой бумажных слоев 520, 540, 541 заменяет или дополняет упрочняющий слой. Согласно определенным особенно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, от трех до шести пропитанных смолой бумажных слоев, изготовленных, как представлено на фиг.3a-3c, присутствуют в уложенном друг на друга состоянии, где упрочняющий слой представляет собой промежуточный слой между каждой парой прилегающих проводящих материалов, и в каждом упрочняющем слое присутствует отверстие, таким образом, что от 6 до 12 проводящих материалов находятся в последовательном проводящем соединении.
a
(1-a)
2
4
a
(1-a)
2
4
[0044] Упрочняющие слои, подходящие для использования в соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения, включают мягкий магнитный материал, диспергированный в смоле. Мягкие магнитные материалы, подходящие для использования, включают мягкие ферриты, но не ограничиваются этим. Ферриты представляют собой керамические соединения переходных металлов с кислородом, которые являются ферримагнитными, но непроводящими. Подходящие мягкие ферриты включают ферриты, содержащие соединения никеля, цинка и/или марганца. Подходящие мягкие магнитные материалы, включающие мягкие ферриты, имеют низкую коэрцитивную силу, и это означает, что намагниченность материала может легко принимать обратное направление без рассеяния больного количества энергии (потери на гистерезис), в то время как высокое удельное сопротивление материала предотвращает вихревые токи, представляющие собой еще один источник энергетических потерь. Предпочтительные мягкие ферриты включают феррит марганца и цинка (MnZn, имеющий формулу MnZnFeO) и феррит никеля и цинка (NiZn, имеющий формулу NiZnFeO).
[0045] Упрочняющие слои в соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения, которые описываются в настоящем документе, могут быть получены любым подходящим способом нанесения, включая покрытие, распыление, применение валика и т.д.
[0046] Многослойные облицовочные материалы в соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения включают по меньшей мере один декоративный слой. Указанный по меньшей мере один декоративный слой может представлять собой первый пропитанный смолой бумажный слой, второй пропитанный смолой слой, любой другой пропитанный смолой слой, описанный в настоящем документе, или дополнительный слой, обеспечивающий привлекательный внешний вид. Декоративные слои обеспечивают привлекательный внешний вид и известны в разнообразных декоративных облицовочных материалах, которые имеются в продаже. Декоративные слои могут включать пропитанный смолой бумажный слой, причем данный бумажный слой дополнительно включает рисунок, цвет, текстуру, внедренные предметы или другие признаки, которые видны снаружи многослойного облицовочного материала. Декоративные слои могут также включать полимерные слои или другие материалы, которые включают рисунок или цвет или другие эстетические признаки. Согласно разнообразным предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, многослойный облицовочный материал включает декоративный слой, выбранный из группы, которую составляют цветная бумага, рисунчатая бумага и их сочетания. Предпочтительно декоративный слой располагается вблизи внешней поверхности многослойного облицовочного материала, чтобы максимально увеличивался визуальный эффект эстетических признаков.
[0047] Декоративные многослойные облицовочные материалы в соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения могут дополнительно включать защитный наружный слой. Защитные наружные слои оказываются предпочтительными в тех случаях, где для облицовочного материала является необходимым или желательным наличие долговечности и/или сопротивления по отношению к повреждениям, которые могут быть вызваны, например, царапанием. Может использоваться любой наружный защитный слой, известный для использования в декоративных облицовочных материалах, таких как многослойные материалы согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения. Согласно разнообразным предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения, наружный защитный слой включает термоотверждающуюся меламиновую смолу, но может присутствовать также отвержденнный ультрафиолетовым излучением или электронным пучком материал из семейства акрилатов (например, эпоксиакрилат, уретан, меламинакрилат). Дополнительная защита может быть обеспечена посредством введения в смолу абразивного вещества (например, оксида алюминия), имеющего содержание от 0,5 до 5% и размер частиц от 1 мкм до 100 мкм.
[0048] Декоративные многослойные облицовочные материалы в соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения могут дополнительно включать контурные компоненты, внедренные в объем материала и находящиеся в проводящем соединении с одним или несколькими расположенными в нем проводящими материалами. В качестве примеров, разнообразные резисторы, индукторы, конденсаторы, диоды, компоненты высшего порядка и их сочетания могут быть нанесены на поверхность пропитанного смолой бумажного слоя в контуре, созданном одним или несколькими проводящими материалами. Соответственно, разнообразные варианты осуществления настоящего изобретения могут предусматривать функциональные контуры, которые могут регулировать один или несколько электронных элементов, внедренных в облицовочные материалы или присоединенные к ним, включая, например, светоизлучающие диоды, электролюминесцентные материалы или переключатели и т.д.
[0049] Разнообразные варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают твердые поверхности, которые включает облицовочный материал в соответствии с любым из вышеупомянутых вариантов осуществления, расположенный на нижележащей подложке. Нижележащие подложки, подходящие для использования, включают, но не ограничиваются этим, фанеру, древесноволокнистую плиту и т.п. Облицовочный материал в соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения может прикрепляться к нижележащей подложке с помощью любого подходящего связующего вещества, такого как столярный или эпоксидный клей. Твердые поверхности в соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения могут иметь размеры и формы для использования в разнообразных строительных и мебельных приложениях, включая, например, столешницы, рабочие поверхности, рабочие столы, перегородки и т.д.
[0050] Согласно разнообразным вариантам осуществления настоящего изобретения, твердая поверхность может дополнительно включать один или несколько компонентов, которые присоединяются к проводящему материалу, внедренному в облицовочный материал, предпочтительно посредством одного или нескольких проводящих выступов, причем один или несколько из этих компонентов выполнены с возможностью приема входящего напряжения переменного тока от внешнего источника таким образом, что один или несколько проводящих материалов получают ток, как описано выше. Согласно разнообразным предпочтительным вариантам осуществления, один или несколько компонентов располагаются в пределах нижележащей подложки таким образом, что они не выступают из подложки, т.е. таким образом, что все поверхности являются выровненными.
[0051] Разнообразные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к способам изготовления облицовочных материалов и к твердым поверхностям, в соответствии с описанными выше вариантами осуществления. Способы изготовления облицовочных материалов в соответствии с разнообразными вариантами осуществления настоящего изобретения включают получение двух или более пропитанных смолой бумажных слоев, помещение по меньшей мере одного проводящего материала между бумажными слоями и уплотнение слоев под действием нагревания и давления. Сочетание слоев, помещенных в уложенном друг на друга состоянии для уплотнения под действием нагревания и давления, может производиться в соответствии с любым из вышеупомянутых вариантов осуществления, причем проводящие соединения между множеством проводящих материалов производятся любым из способов, которые описаны выше в настоящем документе.
[0052] Согласно разнообразным предпочтительным вариантам осуществления способов изготовление облицовочных материалов в соответствии с настоящим изобретением, используется процесс ламинирования при высоком давлении. В соответствии с такими разнообразными предпочтительными вариантами осуществления, множество слоев согласно любому из описанных выше вариантов осуществления помещают в уложенном друг на друга состоянии между двумя прижимными плитами. Плиты затем прижимаются, создавая определенное давление, составляющее по меньшей мере 1000 фунтов на квадратный дюйм (6,9 МПа). Температура может затем повышаться до ≤140°C. Плиты затем выдерживают при повышенном давлении и температуре в течение периода времени, подходящего для отверждения смолы. Температуру затем снижают до ≤ 40°C, сохраняя при этом повышенную температуру. После достижения температуры, составляющей не более чем 40°C, давление на плиты затем снижают до нулевого манометрического давления.
[0053] Хотя важно заботиться об обеспечении того, чтобы уложенные друг на друга слои были выровнены в тех местах, где должно быть обеспечено проводящее соединение между прилегающими проводящими материалами через отверстие в промежуточном слое, в остальных отношениях слои не обязательно должны находиться в состоянии идеального выравнивания одного края к другому, поскольку после прессования может быть осуществлена обрезка для придания формы конечному облицовочному материалу.
[0054] Другие разнообразные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к способам беспроводной передачи энергии с использованием облицовочных материалов в соответствии с каким-либо из других вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе. Способы беспроводной передачи энергии в соответствии с настоящим изобретением включают получение декоративного многослойного облицовочного материала или твердой поверхности в соответствии с каким-либо из описанных выше вариантов осуществления, направление электрического тока в проводящий материал, внедренный в объем облицовочного материала, таким образом, что электромагнитное поле производится в области, прилегающей к верхней (т.е. наружной) поверхности облицовочного материала, и помещение устройства, выполненного с возможностью приема беспроводной передачи энергии, вблизи верхней поверхности облицовочного материала и в пределах электромагнитного поля. Устройства, выполненные с возможностью приема такой передачи энергии, включают любое портативное электронное устройство, снабженное внутренним индуктором, подходящим для магнитно-резонансной индуктивной связи. Такие устройства являются известными и имеются в продаже.
[0055] Специалисты в данной области техники понимают, что могут быть произведены изменения вариантов осуществления, которые описаны выше, без отклонения от общей идеи настоящего изобретения. Таким образом, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается конкретными описанными вариантами осуществления, но предназначается для распространения на модификации в пределах идеи и объема настоящего изобретения, которое определяется в прилагаемой формуле изобретения.