Способ изготовления художественно-декоративных изделий из древесины (варианты)

 

Изобретение относится к декоративно-художественной отделке изделий из древесины и может быть использовано в сфере народных художественных промыслов. Способ изготовления художественно-декоративных изделий из древесины включает многократное грунтование поверхности изделия составом при следующем соотношении ингредиентов, мас. ч. : дибутилфталат или дибутилсебацинат - 0,002-0,015, 50%-ная водная поливинилацетатная дисперсия - 0,04-0,1; крахмал - 0,1-0,18; вода - до рабочей вязкости или дибутилфталат, или дибутилсебацинат - 0,002-0,015; 50%-ная водная поливинилацетатная дисперсия - 0,04-0,1; олифа или масло льняное - 0,006-0,012; поверхностно-активное вещество - 0,0008-0,0012; уайт-спирит - 0,009-0,016, вода - до рабочей вязкости, затем шлифование, окрашивание, художественную роспись, лакирование с добавлением в пенафталевый лак сиккатива на основе карбоксилатов металлов. Получают прочное покрытие поверхности изделия из древесины без ее трещинообразования, набухания после последующего покрытия красителями и лаком с приданием блеска и сохранения качественной живописи, обладающего высоким декоративным эффектом, высокой адгезией к гладкой поверхности. 2 c. и 12 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к декоративно-художественной отделке изделий преимущественно из древесины и может быть использовано в сфере народных художественных промыслов и художественной промышленности, изготовляющих художественные изделия, имеющих на поверхностях декор (письмо, роспись, живопись, орнамент).

Известно изобретение "Декоративно-защитное покрытие" [1], применяемое для отделки изделий, в том числе из древесины, включающее в качестве основы кремнийорганический полиметилсилазановый лак, а в качестве пигментной части красители оранжевого 2 "ж", желтого "з" и ацетонорастворимого желтого "з" в виде насыщенного спиртового раствора. Сушку изделия проводят при комнатной температуре (Т) в течение t=2 ч. Основным недостатком этого состава является значительная его стоимость. Предложенная технология относится к "холодной росписи".

Известно техническое решение "Состав для грунтования древесины" [2], относящееся к составам для грунтования изделий из древесины перед лакированием их в электростатическом поле. К недостаткам следует отнести использование мочевиноформальдегидной смолы и сложность предложенной технологии грунтования поверхности изделий.

Известен "Способ декоративной модификации поверхности изделия" [3], включающий подготовку поверхности, нанесение на нее многослойного лакового покрытия и отвердителя; декоративно-художественную роспись наносят масляными красками с многослойным лаковым покрытием. В качестве лака используют мочевинные (карбамидные) лаки, включающие карбамидо-формальдегидные смолы. Санитарно-гигиеническая характеристика синтетических смол включает в себя показатели, отражающее содержание токсичных веществ (в данном случае формальдегид в свободном состоянии). Смолы практически за все время срока использования изделия выделяют формальдегид.

Известен "Способ изготовления художественных изделий из древесины с хохломской росписью" [4], заключающийся в том, что подготовку поверхностей изделий выполняют с использованием таких технологических операций, как грунтование, шпатлевание, олифление, лужение. Декоративно-художественную роспись на луженную поверхность контура рисунка и закрашивания красками выполняют после имитации золочения, соответствующей технологическим операциям по нанесению многослойного лакового покрытия и сушки изделия при Т=100-120^oC. Упомянутая технология относится к "горячей росписи".

Техническое решение "Способ художественно-декоративной модификации поверхностей изделий с имитацией золочения" [5] заключается в том, что лак подкрашивают 5-7% спиртовым раствором органического оранжевого или последнего и желтого красителями для повышения качества изделий многоразовой сушкой при Т=100 -120^oC. Упомянутая технология относится к "горячей росписи".

Патент " Способ изготовления художественных изделий из древесины" [6], как наиболее близкий к заявляемому способу изготовления художественно-декоративных изделий из древесины, выбран в качестве прототипа. На грунтованную поверхность изделия запатентованным составом накладывают художественную роспись ("холодную") водными растворами органических красителей, гуашью. .. и лакируют алкидным пентафталевым лаком ПФ-283 по ГОСТ 5470 - 75.

Грунтовочный состав известного технического решения [6] содержит компоненты в мас.ч.: рецептура (п) Дибутилфталат или дибутилсебацинат - 0,008 - 0,01 50%-ная водная поливинилацетатная дисперсия - 0,11 -0,12 Крахмал - 0,1 -0,15 Вода - 1,29 - 1,31 Регламентированный жесткий диапазон воды (разница 0,02 мас.ч.) в запатентованном составе крайне затрудняет точную выборку из заданного соотношения, не учитывает температурный перепад воды, резко влияющий на вязкость грунтовки, что отрицательно влияет на формируемую грунтовочную поверхность изделия. При использовании данного водоразбавляемого состава велика вероятность появления трещин на поверхности готовой продукции.

К недостатку указанного способа относится также использование заводского (готового к употреблению) лака ПФ - 283 с сиккативом НФ - 1 (ГОСТ 5470 - 75), содержащим свинец, вредный для здоровья и тем самым не отвечающий санитарно-гигиеническим нормам.

Технический результат - получение прочного покрытия поверхности изделия из древесины без ее трещинообразования, набухания после последующего покрытия красителями и лаком с приданием блеска и сохранением качественной живописи, обладающего высоким декоративным эффектом (яркость и насыщенность цветового оттенка), высокой адгезией к гладкой поверхности, влагостойкостью лакокрасочного покрытия в условиях быта, с большим сроком использования без снижения художественной ценности изделия, включая резкое снижение токсичности в лаковом покрытии.

Существует прямая корреляционная связь между совокупностью признаков, перечисленных в формуле изобретения, и вышеизложенным техническим результатом.

Это достигается тем, что в способе изготовления художественно-декоративных изделий из древесины, заключающемся в подготовке изделий путем многократного грунтования поверхности изделия, шлифования, окрашивания, художественной росписи, лакирования с добавлением в пенафталевый лак сиккатива, межоперационной сушки, согласно изобретению грунтование поверхности изделий из древесины производят составом путем количественного изменения (по первому варианту - рецептура "а") при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.: Дибутилфталат или дибутилсебацинат - 0,002 - 0,015 50%-ная водная поливинилацетатная дисперсия - 0,04 - 0,1 Крахмал - 0,1 -0,18
Вода - до рабочей вязкости,
при этом в качестве сиккатива предложены сиккативы цинковые в количестве 0,02 - 0,1 мас.ч. от веса лака; кобальтовые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака; марганцевые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака; кальциевые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака; кобальтo-циркониевые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака; смесь кобальтовых, марганцевых, кальциевых, циркониевых в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака.

Технический результат по второму варианту (рецептура - "б") достигается тем, что в способе изготовления художественно-декоративных изделий из древесины, заключающемся в подготовке изделий путем многократного грунтования поверхности изделия, шлифования, окрашивания, художественной росписи, лакирования с добавлением в пенафталевый лак сиккатива, межоперационной сушки, согласно изобретению грунтование поверхности изделий из древесины производят составом путем количественного изменения при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Дибутилфталат или дибутилсебацинат - 0,002 - 0,015
50%-ная водная поливинилацетатная дисперсия - 0,04 - 0,1
Олифа или масло льняное - 0,006 - 0,012
Поверхностно-активное вещество - 0,0008 - 0,0012
Уайт-спирит - 0,009 - 0,016
Вода - до рабочей вязкости,
при этом в качестве сиккатива предложены сиккативы цинковые в количестве 0,02 - 0,1 мас.ч. от веса лака; кобальтовые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака; марганцевые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака; кальциевые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака; кобальто-циркониевые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака; смесь кобальтовых, марганцевых, кальциевых, циркониевых в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака.

Рекомендованные сиккативы на основе карбоксилатов металлов обеспечивают лучший цвет, меньший запах и значительно большую эффективность.

Эффект предложенных сиккативов на основе карбоксилатов металлов (металлических сиккативов) в использовании в пенталефталевом лаке:
цинковые задерживают поверхностное высыхание, но ускоряют объемное высыхание, позволяя таким образом отвердевать пленке по всей ее толщине, предотвращают образование морщин на ее поверхности; их использование приводит к большой твердости конечной пленки;
кобальтовые обеспечивают однородное, эффективное высыхание лака с поверхности, оставляя текучим подпленочный слой, что может иногда привести к сморщиванию толстых пленок (поэтому самостоятельно его применяют редко); сводят к минимуму изменение цветности в красках; поскольку они обладают высокой активностью, их следует добавлять как можно ближе к началу использования лака;
марганцевые ускоряют высыхание с поверхности и в объеме; введение их даже с незначительным отклонением от оптимального количества заметно уменьшает скорость высыхания;
кальциевые эффективно заменяют свинец там, где следует избегать токсичности свинца, например покрытия для игрушек, матрешек, детской мебели и санитарные покрытия; при грунтовании с пигментами, поглощающими сиккативы, кальций минимизирует потери за счет того, что в большей степени поглощается он сам;
кобальто-циркониевые с лучшей стороны заменяют свинцовые сиккативы; удовлетворяют требованиям токсичности; обеспечивают объемное и поверхностное отвердение лаковой пленки.

Сиккативы способствуют получению прозрачных покрытий и увеличению блеска покрытия. Сиккативы должны обеспечивать быстрое его высыхание, прочность, хорошую укрывистость, отсутствие набухания, длительную адгезию к периферийной древесине и покровным лакам и краскам, покрытие должно соответствовать санитарно-гигиеническим материалам, входящим в перечень, разрешенных к использованию в пищевой промышленности и в декоративном оформлении жилых и общественных помещений.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) признакам заявленного обозначения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа.

Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения для достижения технического результата.

Операционный перечень заявляемого способа и сопоставительная оценка параметров приведены в табл.1.

Способ изготовления художественно-декоративных изделий может быть реализован на изделиях различных геометрических форм (например, матрешки) при выполнении в основном из древесины (липа, осина, береза и т. д)
Пример изготовления штофа - футляра (одноместная разъемная матрешка для винно-водочной бутылки). Полуфабрикат, изготовленный из древесины (липа, осина, береза и т.д.) согласно техническим требованиям, протирают тампоном и шпатлюют (местное и сплошное). Основные технологические операции приведены в табл. 1.

В табл. 2 приведены примеры выполнения операции грунтовки составом с различным содержанием ингредиентов известным составом (п. 6), а также сравнительная оценка их свойств.

При увеличении содержания ПАВ в водной дисперсии плохо пристает краска, а при уменьшении его растрескивается слой грунта после лакирования.

Использование воды при разведении состава грунта более низкой температуры (по 1 варианту) сказывается на вязкость грунтовки.

В табл. 3 приведены примеры выполнения операции лакирования заявляемым составом с различным содержанием ингредиентов (примеры 1-3) с контрольным и известным составом (соответственно примеры 4-6), а также оценка их свойств.

При увеличении содержания ПАВ в водной дисперсии плохо пристает краска, а при уменьшении его растрескивается слой грунта после лакирования.

Использование воды при разведении состава грунта более низкой температуры (по 1 варианту) сказывается на вязкость грунтовки.

Предложенные составы, как следует из анализа табл. 3, удовлетворяют как технологическим требованиям качества покрытия, а именно нормальная поверхность изделия, с блеском (без образования пустот, раковин, растекания, отсутствие трещинообразования) и т.п., а также санитарно-техническим нормам по токсичности используемых ингредиентов художественно-декоративных товаров. При грунтовании изделий повышается чистота подготовки поверхности изделия перед лакированием, увеличивается толщина грунтовочного слоя, что снижает расход лаковых материалов.

В результате использования заявленного технического решения можно достигнуть расширения ассортимента декоративно-художественной продукции и улучшения санитарно-гигиенических требований за счет незначительного изменения известной технологии по выпуску художественно- декоративных изделий из древесины.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа следующей совокупности условий:
- средство и технология, воплощающие заявленный способ при его осуществлении, предназначены для изготовления товаров народного потребления, преимущественно художественно-декорированных изделий с "холодной росписью" из древесины (например, матрешек);
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- заявленное техническое решение раскрыто в материалах заявки с полнотой, достаточной для его осуществления, и обеспечивает изготовление изделий из древесины утилитарно- декоративного назначения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Источники информации
1. Авторское св-во N 420645, кл. С 09 D 5/28.

2. Авторское св-во N 505669, кл. С 09 D 5/12.

3. Авторское св-во N 2015032, кл. В 44 С 1/00.

4. Авторское св-во N 1831446, кл. В 44 D 5/00.

5. Авторское св-во N 2111866. кл. В 44 С 1/00.

6. Патент РФ 2049101, кл. С 09 D 5/28, В 44 D 5/00.

7. Лакокрасочные материалы и покрытия. Теория и практика. Перевод с английского. С.- П.,1991, 540 с.

8. Лакокрасочные покрытия. Технология и оборудование: Справочник. А.М. Елисоветский и др. М., Химия,1987.

Формула изобретения

1. Способ изготовления художественно-декоративных изделий из древесины путем многократного грунтования поверхности изделия, шлифования, окрашивания, художественной росписи, лакирования с добавлением в пенафталевый лак сиккатива, межоперационной сушки, отличающийся тем, что грунтование производят составом при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Дибутилфталат или дибутилсебацинат - 0,002 - 0,015
50%-ная водная поливинилацетатная дисперсия - 0,04 - 0,1
Крахмал - 0,1 - 0,18
Вода - До рабочей вязкости
при этом сиккатив на основе карбоксилатов металлов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сиккативов используют цинковые в количестве 0,02 - 0,1 мас.ч. от веса лака.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сиккативов используют кобальтовые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сиккативов используют марганцевые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сиккативов используют кальциевые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сиккативов используют кобальто-циркониевые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сиккативов используют смесь кобальтовых, марганцевых, кальциевых, циркониевых в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака.

8. Способ изготовления художественно-декоративных изделий из древесины путем многократного грунтования поверхности изделия, шлифования, окрашивания, художественной росписи, лакирования с добавлением в пентафталевый лак сиккатива, межоперационной сушки, отличающийся тем, что грунтование производят составом при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:
Дибутилфталат или дибутилсебацинат - 0,002 - 0,015
50%-ная водная поливинилацетатная дисперсия - 0,04 - 0,1
Олифа или масло льняное - 0,006 - 0,012
Поверхностно-активное вещество - 0,0008 - 0,0012
Уайт-спирит - 0,009 - 0,016
Вода - До рабочей вязкости
при этом сиккатив на основе карбоксилатов металлов.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве сиккативов используют цинковые в количестве 0,02 - 0,1 мас.ч. от веса лака.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве сиккативов используют кобальтовые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака.

11. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве сиккативов используют марганцевые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака.

12. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве сиккативов используют кальциевые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака.

13. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве сиккативов используют кобальто-циркониевые в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака.

14. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве сиккативов используют смесь кобальтовых, марганцевых, кальциевых, циркониевых в количестве 0,005 - 0,04 мас.ч. от веса лака.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4