Способ обработки волосяного покрова меха

Изобретение относится к способам обработки волосяного покрова меха и может быть использовано для повышения эксплуатационных свойств меховых полуфабрикатов и изделий. Способ включает ионное воздействие на мишень и напыление частиц материала мишени на волосяной покров меха. Ионное воздействие на мишень осуществляют регулируемым сфокусированным ионным пучком. Причем мишень устанавливают под углом 40-80° к регулируемому сфокусированному ионному пучку. Регулируемый сфокусированный ионный пучок создают источником ионов. В качестве источника ионов используют холловский ускоритель с замкнутым дрейфом электронов. Технический результат - расширение возможностей управления течением рабочего процесса нанесения покрытия, получение большего разнообразия цветов и оттенков на меховых изделиях. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к легкой промышленности и может использоваться, в частности, в меховой подотрасли для придания новых свойств меховым полуфабрикатам и изделиям из них.

Известны различные способы отделки меховых полуфабрикатов для получения новых цветов и оттенков с целью разнообразия выпускаемого ассортимента продукции.

К этим способам относятся различные типы окрашивания, проводимые в газообразной или жидкой среде.

Существуют способы, когда обработка волокнистых материалов проводится в вакуумной камере с помощью воздействия на образцы низкотемпературной плазмой, получаемой в результате применения электронного или лазерного пучка, либо тлеющего разряда.

Известен метод обработки мехового полуфабриката с использованием низкотемпературной плазмы высокочастотного разряда в аргоновой атмосфере с целью повышения прочности конечного продукта (патент RU №2278165 от 20.06.2006).

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ отделки волокнистого материала - волосяного покрова меха - путем воздействия на него частиц металла, получаемых в вакуумной камере при давлении 10-6-10-1 мм рт.ст. из металлической мишени при воздействии на нее ионов, получаемых из плазмы, образованной за счет электронного или лазерного пучка, либо тлеющего разряда в среде рабочего газа (заявка на изобретение RU №92014388).

Недостатком данного способа, который выбран в качестве прототипа, является использование для распыления металла по сути вторичных и, вероятно, низкоэнергетичных ионов (все перечисленные в заявке источники не являются непосредственно источниками направленного потока ионов), что не дает возможности в широких пределах регулировать параметры ионного потока для качественного влияния на рабочий процесс. Кроме того, в этом способе поток ионов не сфокусирован, поэтому углы между мишенью и направлением вылета выбиваемых из нее атомов металла находятся в широком диапазоне, тем самым существенно снижая эффективность процесса отделки меха. В связи с низкой эффективностью способа становится крайне дорогим его использование для напыления на мех драгоценных металлов и металлов с низким коэффициентом распыления.

Техническим результатом предлагаемого способа является значительное расширение возможностей управления течением рабочего процесса нанесения покрытия, в том числе его ускорения, получение большего разнообразия цветов и оттенков на волосяном покрове меха, расширение списка материалов для напыления, а также снижение расхода напыляемого материала, что особенно важно при использовании мишени из дорогостоящего материала.

Данный результат достигается путем напыления на волосяной покров меха частиц материала мишени, получаемых при воздействии на нее регулируемым сфокусированным ионным пучком, и установки мишени под углом 40-80° к ионному пучку. Атомы, выбиваемые из материала мишени, имеют достаточно высокие энергии для прочного внедрения в обрабатываемый материал. Конкретное значение угла, являющееся оптимальным, подбирают в процессе предварительных испытаний. Расположение мишени к регулируемому сфокусированному ионному пучку под углом 40-80° обеспечивает наиболее интенсивный выход (вылет) атомов материала мишени при ионной бомбардировке, а также снижает угловой разброс направления вылета атомов, что приводит к наилучшему нанесению покрытия на материал.

Регулируемый сфокусированный ионный пучок с энергией ионов более 10 эВ может быть создан непосредственно источником ионов, обладающим широкими возможностями регулирования (сорт ионов, энергия ионов, плотность тока и полный ток ионного пучка, интегральная площадь воздействия пучка на мишень и т.д.).

В качестве источника ионов может быть использован холловский ускоритель с замкнутым дрейфом электронов.

На чертеже показана схема реализации способа.

В вакуумной камере (1), в которой обеспечивается рабочее давление не выше 10-5-10-4 мм рт.ст., размещают источник ионов (2), распыляемую мишень (3), установленную относительно регулируемого сфокусированного ионного пучка под углом α, равным 40-80° и выбираемым в зависимости от материала мишени, типа источника ионов и др. технологических параметров, и обрабатываемые материалы (4). Для повышения производительности и равномерности нанесения покрытия изделия из обрабатываемого материала могут быть закреплены на ленте транспортера (5) или на статичной подставке при обработке небольшого изделия (подставка на чертеже не показана). Источник ионов (2) (холловский ускоритель с замкнутым дрейфом электронов или любой другой источник ионного пучка) запитывается согласно стандартной схеме, включающей в себя систему подачи рабочего тела (6) и систему электропитания и управления (7).

Реализация способа осуществляется следующим образом. Источник ионов приводится в действие, в результате чего поверхность мишени начинает бомбардироваться направленным регулируемым сфокусированным пучком ионов, площадь поперечного сечения которого при попадании на мишень не превышает ее размер. При оптимальном угле падения ионов α основное количество атомов мишени вылетает в небольшом диапазоне углов по отношению к поверхности мишени (от β1 до β2). При этом расстояние от поверхности обрабатываемого материала до мишени и площадь обрабатываемой поверхности подбирается так, чтобы наиболее эффективно использовать материал мишени, распыляемый регулируемым сфокусированным ионным пучком. Атомы, вылетающие из материала мишени, достигают поверхности обрабатываемого материала и за счет достаточно высокой энергии надежно внедряются в него. Обработка материала производится в течение времени (до нескольких десятков минут), необходимого для получения желаемого эффекта: от легкого изменения цвета до максимально насыщенного. Кроме того, имеется возможность получать цветовые эффекты, зависящие от угла зрения, на обработанную поверхность.

В качестве практического применения способа были произведены исследования на различных видах меха и с различными материалами мишеней (Cu, Au, Ag, Mo, Nb, Ti, SiO2 и др.), а затем и обработка промышленной партии меха. Меховой основой служили норка, черная каракульча и клям (шкурки внутриутробной овцы).

Регулируемый сфокусированный ионный пучок создавался холловским ускорителем с замкнутым дрейфом электронов, работающим на ксеноне с мощностью разряда 200-250 Вт. Энергия ионов составляла примерно 250 эВ, ток разряда - 0,75 А. Расход ксенона составлял около 0,9 мг/с. Угол падения на мишень с учетом расходимости ионного потока составлял 40-80°.

Расположение мишени по отношению к ионному потоку под углом 40-80° обеспечивает максимально полезное использование ионов, генерируемых источником, и наиболее эффективное использование дорогостоящего распыляемого материала.

При углах падения α<40° (скользящее падение) происходит интенсивное отражение ионов. При этом ионы уносят значительную долю энергии, что приводит к резкому снижению эффективности распыления. При угле более 80° часть распыляемого материала попадает на источник ионов, тем самым снижая эффективность использования распыляемого материала и работоспособность источника ионов и его ресурс. Кроме того, снижается интенсивность процесса напыления за счет необходимости увеличения расстояния от мишени до обрабатываемой поверхности.

Изменяя расстояние от источника ионов до распыляемой мишени и от нее до обрабатываемой поверхности, можно обрабатывать образцы необходимых размеров. Скорость обработки образца можно сохранить, если пропорционально увеличить поток ионов и площадь распыляемой мишени.

В результате необходимый цвет для всех видов исследуемого меха был достигнут примерно за 40 минут работы при площади обработки поверхности меха за один запуск двигателя около 0,5 м2 и удельном расходе материала мишени примерно 0,3 мг/см2. Таким образом, на одну шубу было использовано около 8 г напыляемого материала при работе холловского ускорителя около 4 часов.

1. Способ обработки волосяного покрова меха, включающий ионное воздействие на мишень и напыление частиц материала мишени на волосяной покров меха, отличающийся тем, что ионное воздействие на мишень осуществляют регулируемым сфокусированным ионным пучком, а мишень устанавливают под углом 40-80° к регулируемому сфокусированному ионному пучку.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что регулируемый сфокусированный ионный пучок создают источником ионов.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве источника ионов используют холловский ускоритель с замкнутым дрейфом электронов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для нанесения многослойных оптических покрытий и может быть использовано при изготовлении лазерной техники при создании просветляющих и отражающих покрытий на торцевых поверхностях полупроводниковых лазеров.

Изобретение относится к вакуумной металлургии и его можно использовать при нанесении покрытий на изделия со сложным профилем. .

Изобретение относится к способу изготовления пористых газопоглотительных устройств с пониженной потерей частиц и к устройствам, изготавливаемым этим способом. .

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано для выравнивания поверхности оксидных материалов. .

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано для выравнивания поверхности оксидных материалов. .

Изобретение относится к электротермии, в частности к устройствам для нанесения вакуумных ионно-плазменных покрытий. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологии изготовления контактов вакуумной дугогасительной камеры. .

Изобретение относится к устройствам электронно-ионной технологии, в частности к газоразрядным устройствам для ионной очистки и травления материалов, и может найти применение при изготовлении элементной базы микроэлектроники из многокомпонентных материалов.

Изобретение относится к нанесению однослойных и многослойных покрытий различного функционального значения на детали большого диапазона размеров. .
Изобретение относится к получению ионных пучков и может быть использовано в ускорительной технике, масс-спектрометрии и т.п. .

Изобретение относится к области нанесения покрытий в вакууме электронно-лучевым способом, конкретно к контролю толщины и скорости нанесения покрытий при проведении технологического процесса. Способ включает нагрев испаряемого материала электронным пучком и измерение толщины наносимого покрытия, при этом на анод подают напряжение, создающее между электродами напряжение, соответствующее потенциалу ионизации пара испаряемого материала, формируют стабильный разряд в парах испаряемого материала и поддерживают постоянной величину тока разряда путем корректировки тока электронного пучка при выбранном значении напряжения, а измерение толщины покрытия осуществляют с помощью интегратора тока разряда, сигнал от которого подают на привод заслонки для прекращения процесса напыления по достижении заданной толщины покрытия. Технический результат изобретения - непрерывный контроль толщины и скорости нанесения покрытий непосредственно в ходе проведения технологического процесса без замены элементов измерительного устройства от процесса к процессу, возможность получения наперед заданной толщины покрытия. 1 пр., 7 ил.

Изобретение относится к технологии нанесения наноструктурных покрытий и может быть использовано в наноэлектронике и наноэлектромеханике. Покрытие получают из композита металл-керамика состава (Co86Nb12Ta2)x(SiOn)100-x. Осуществляют осаждение композита ионно-лучевым распылением с обеспечением образования гранул металлической фазы со средним диаметром 2-4 нм, изолированных сплошной керамической фазой. Концентрацию металлической фазы при распылении выбирают в пределах 20 - 40 ат.%. Получаемые покрытия обладают высокой твердостью и характеризуются высокой стабильностью параметров. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к наноэлектронике и наноэлектромеханике и может быть использовано в различных областях современной наноиндустрии, микроэлектронике, альтернативной энергетике и т.д. Наноструктурное покрытие выполнено из нанокомпозиционного металл-керамического материала состава (CO86Nb12Ta2)x(SiOn)100-x, полученного на ситалловой подложке ионно-лучевым распылением и имеющего структуру, состоящую из гранул металлической фазы со средним диаметром 2-4 нм, изолированных сплошной керамической фазой, при этом концентрация металлической фазы составляет 20-40 ат.%. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к наноэлектронике и наноэлектромеханике и может быть использовано в различных областях современной наноиндустрии, микроэлектронике, альтернативной энергетике и т.д. Износостойкое наноструктурное покрытие выполнено из нанокомпозиционного металл-керамического материала, полученного на ситалловой подложке ионно-лучевым распылением, и имеет структуру, состоящую из гранул металлической фазы со средним диаметром 2-4 нм, изолированных металлической фазой, при этом концентрация металлической фазы составляет 30-56 ат.%. Техническим результатом изобретения является создание наноструктурного металл-керамического покрытия, обладающего высокой износостойкостью и стабильностью параметров. 1 пр., 1 ил.

Изобретение относится к способу получения покрытий карбина и может быть использовано для создания новых композиционных биосовместимых покрытий, требующих химической инертности, высокой твердости, низкого трения и высокой теплопроводности. Процесс ведут в две стадии: на первой стадии распылением графита ионным пучком килоэлектронвольтных энергий в вакууме осаждают микронных толщин углеродное покрытие. На второй стадии осуществляют термодинамический нагрев покрытия в вакууме ускоренным пучком электронов секундной длительности, обеспечивая твердофазные превращения графита в карбин. Процесс прямого твердотельного фазового превращения графита в карбин, обеспечивающий высокую вероятность образования карбина, ведут при температуре 1500-1600 К в течение 1-2 с. Технический результат - повышение эффективности процесса благодаря оптимизации технологических параметров достижения устойчивого твердофазного превращения графита в карбин интенсивным электронным пучком, задающим высокое содержание углеродных фаз с sp валентной гибритизацией электронов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к технологии нанесения ионно-плазменных покрытий, в частности к способу получения демпфирующего покрытия на поверхности металлического изделия, и может быть использовано для обработки поверхности металлических изделий из титанового сплава, таких как лопатки компрессора газотурбинных двигателей и установок. Техническим результатом изобретения является повышение демпфирующей способности металлического изделия из титанового сплава при сохранении его теплостойкости. Осуществляют предварительную подготовку поверхности изделия. Размещают изделие и токопроводящий материал из сплава на основе алюминия или никеля, дополнительно легированного редкоземельным металлом, в зоне обработки, создают вакуум, подают отрицательный потенциал на изделие и отдельно на токопроводящий материал. Возбуждают на токопроводящем материале вакуумную дугу. Осуществляют бомбардировку, очистку и нагрев поверхности изделия ионами токопроводящего материала. Проводят накопление и диффузию ионов токопроводящего материала на поверхности изделия при температуре указанной поверхности ниже температуры разупрочнения материала изделия с образованием покрытия при отрицательном потенциале на изделии 1-50 В и при периодической бомбардировке поверхности изделия ионами инертного газа с энергией 20-40 кэВ. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к устройствам для нанесения покрытий на изделия и может быть использовано для вакуумно-плазменной обработки изделий, в том числе оснастки, инструмента и деталей в машиностроении, деревообработке, теплоэнергетике, приборостроении и других областях. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет создания условий для нанесения многокомпонентных (однофазных или многофазных) и/или многослойных покрытий, а также переходных слоев на обрабатываемые изделия. Камера источника ионов устройства сформирована двумя коаксиальными цилиндрами, ограниченными с одной стороны кольцевым участком стенки вакуумной камеры, а с другой стороны - прикрепленной через изоляторы к коаксиальным цилиндрам кольцевой пластиной, выполняющей роль анода источника ионов и имеющей по меньшей мере одно кольцевое щелевое отверстие, соосное с цилиндрическими стенками камеры источника ионов. Мишень расположена вне камеры источника ионов и закреплена параллельно аноду соосно с кольцевым отверстием. Держатель обрабатываемого изделия имеет цилиндрическую форму и установлен внутри меньшего из цилиндров камеры источника ионов вдоль оси источника ионов. На торце держателя обрабатываемых изделий закреплен узел фиксации обрабатываемых изделий, расположенный на уровне анода и параллельно ему. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу ионно-плазменного напыления покрытий на изделия в вакууме и устройству для его осуществления и может найти применение в металлургии, плазмохимии и машиностроительной промышленности. Изделия размещают внутри плазменного устройства, содержащего мишень из распыляемого материала. Осуществляют наложение сконфигурированного электрического и магнитного полей в условиях тлеющего плазменного разряда, сжатие плазменного потока и его локальную фокусировку в центре вершины мишени с образованием на ее поверхности локального плазменного пятна в пределах 1 мм2. Устройство включает размещаемую внутри вакуумной камеры и заполняемую в процессе работы плазмообразующим газом плазменную ячейку. Ячейка образована между двумя параллельно расположенными пластинами и содержит расположенные соосно катод, мишень из распыляемого материала, анод и фокусирующие электроды. Катод выполнен в виде стержневого держателя мишени. Напыляемые изделия закреплены в одном из фокусирующих электродов. Катод с мишенью установлен внутри полого цилиндрического магнита, имеющего осевую намагниченность. В результате получают покрытия высокого качества при снижении потребляемой мощности устройства. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам обработки волосяного покрова меха и может быть использовано для повышения эксплуатационных свойств меховых полуфабрикатов и изделий

Наверх