способ нанесения рисунка на окрашенную поверхность металлических изделий и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ нанесения рисунка на поверхность металлического изделия, включающий термический перевод изображения на поверхность металлического изделия путем его нагрева и контакта со вспомогательным носителем, на который нанесен рисунок, отличающийся тем, что контакт со вспомогательным носителем осуществляют путем создания избыточного давления в полости камеры, ограниченной с одной стороны слоем мягкого термостойкого материала, с обеспечением прижима этого слоя к поверхности изделия с наложенным на нее вспомогательным носителем.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют металлическое изделие, окрашенное путем полимеризации порошковой краски.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного носителя используют пленки из синтетического материала.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что внутри камеры создают давление величиной до 1 атм, а нагрев осуществляют до температуры около 200°С.

5. Устройство для нанесения рисунка на поверхность металлического изделия, содержащее полую нагревательную камеру, средство для создания контакта вспомогательного носителя с поверхностью изделия, а также средство для нагрева, отличающееся тем, что нагревательная камера выполнена в виде кожуха, средство для создания контакта вспомогательного носителя с обрабатываемой поверхностью включает слой мягкого термостойкого материала, который закреплен по краю кожуха и ограничивает его полость, и средство создания избыточного давления в полости нагревательной камеры, при этом средство для нагрева выполнено в виде термоэлектрических нагревателей, размещенных в полости кожуха и отделенных от слоя мягкого термостойкого материала медным листом.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что слой мягкого термостойкого материала выполнен из термостойкой резины.

7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что кожух выполнен металлическим и имеет форму полуцилиндра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу и устройству для обработки поверхности металлического изделия за счет термического перевода рисунка, отпечатанного на вспомогательном носителе с помощью обычных способов печати и с использованием сублимируемых органических красителей, на родственное красителю покрытие металлической поверхности.

Способ печати с помощью термического перевода находит применение при декорировании синтетического текстиля, синтетических материалов и обработанных родственным для красителя образом твердых подложек из керамики, древесины, стекла и металла. При этом подлежащий переносу рисунок сначала отпечатывают с помощью традиционного способа многокрасочной печати с применением сублимируемых органических красителей на вспомогательном носителе. Вспомогательный носитель накладывают его напечатанной стороной на родственную красителю поверхность соответственно обработанной подложки, и возникшее таким образом временное соединение нагревают до температуры приблизительно от 190 до 230°С.

Тепловая энергия выполняет две функции: во-первых, она переводит молекулы красителя в текучее состояние, во-вторых, за счет термической активизации покрытия подложки обеспечивается возможность диффузии молекул красителя в покрытие подложки.

Для перевода рисунка при предварительно нагретом покрытии подложки требуется, как известно, от 1 до 300 с, при этом продолжительность определяется, прежде всего, температурой и видом красителей. Тесный контакт между вспомогательным носителем и покрытием подложки обеспечивает диффузионный перенос переводного рисунка.

Известен способ получения декоративного покрытия путем последовательного нанесения на обрабатываемую поверхность слоев прозрачных лакокрасочных материалов, содержащих прозрачное пленкообразующее и добавки красящих пигментов, раскрытый в патенте RU 2090270 С1, 20.09.1997 [1]. При осуществлении способа после нанесения каждого слоя производят сушку и отверждение пленкообразующего. С помощью комбинации пигментов в различных слоях можно получить декоративный рисунок, имитирующий, например, природный камень.

Наиболее близким предлагаемому способу техническим решением можно считать способ обработки поверхности металлического изделия, раскрытый в RU 2041830 С1, 20.08.1995 [2], согласно которому на предварительно окрашенную поверхность металлического изделия переводят термическим путем изображение, отпечатанное на вспомогательном носителе, например в виде пленки из синтетического материала, с использованием сублимируемых органических красителей, при этом носитель прижимают и выдерживают.

Известны устройства для декорирования окрашенной поверхности металлических изделий. Известные устройства отличаются друг от друга средствами передачи энергии на металлическое изделие (нагрев в печи с помощью горячего воздуха, индукционный нагрев), а также средствами для создания контакта вспомогательного носителя с обрабатываемой поверхностью. Контакт может быть осуществлен за счет механических средств, создания вакуума и т.п.

Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства можно считать устройство для обработки поверхности металлического изделия, раскрытое в [2], содержащее приспособление для нанесения термопереводом вспомогательного носителя на предварительно окрашенную поверхность металлического изделия, средство для создания контакта вспомогательного носителя, например в виде пленки из синтетического материала, с обрабатываемой поверхностью, а также средство для нагрева.

Недостатками известного из [2] способа и устройства являются нестабильное качество нанесения рисунка, обусловленное невозможностью гарантирования плотного прилегания вспомогательного носителя к обрабатываемой поверхности.

Задача изобретения заключается в повышении качества наносимого рисунка за счет исключении образования пузырей и обеспечения равномерного прилегания пленки.

Технический результат, обеспечиваемый данным изобретением, достигается за счет того, что в способе нанесения рисунка на поверхность металлического изделия, включающем наложение на поверхность изделия вспомогательного носителя, на который нанесен рисунок, и термический перевод рисунка на предварительно окрашенную поверхность металлического изделия путем его нагрева и контакта со вспомогательным носителем, контакт со вспомогательным носителем осуществляют путем создания избыточного давления в полости камеры, ограниченной с одной стороны слоем мягкого термостойкого материала, которую размещают над обрабатываемым изделием с возможностью прижима указанного слоя к обрабатываемой поверхности. При этом может быть использован вспомогательный носитель в виде пленки из синтетического материала, давление внутри камеры предпочтительно создавать величиной до 1 атм, а нагрев осуществлять до температуры около 200°С.

Предпочтительно использовать металлическое изделие, предварительно окрашенное путем нанесения на его поверхность порошковой краски и ее полимеризации.

Для решения упомянутой технической задачи разработано устройство для обработки поверхности металлического изделия, включающее полую нагревательную камеру, средство для создания контакта вспомогательного носителя с обрабатываемой поверхностью, а также средство для нагрева, при этом нагревательная камера выполнена в виде кожуха, средство для создания контакта вспомогательного носителя с обрабатываемой поверхностью включает слой мягкого термостойкого материала, который закреплен по краю кожуха и ограничивает его полость, и средство создания избыточного давления в полости нагревательной камеры, при этом средство для нагрева выполнено в виде установленных в полости кожуха термоэлектрических нагревателей, отделенных от слоя термостойкого мягкого материала медным листом. Указанный слой может быть выполнен из термостойкой резины. Кожух может иметь форму полуцилиндра и выполнен из металла.

На чертеже приведена схема выполнения предлагаемого устройства, поясняющая процесс осуществления заявленного способа.

Обработку поверхности металлического изделия производят следующим образом. Металлическое изделие подвергают предварительной обработке путем очистки от грязи и масел в специальной ванне, фосфатируют поверхность изделия. В камере порошковой окраски на подготовленную поверхность изделия наносят слой порошковой краски электростатическим методом. В зависимости от наносимого впоследствии декоративного рисунка цвет краски подбирается экспериментальным путем. Окрашенные изделия помещают в печь для полимеризации, после прохождения которой порошковая краска превращается в твердую полимерную пленку, прочно соединенную с поверхностью металла.

Затем осуществляют нанесение декоративного рисунка на окрашенную поверхность, позволяющего получить фактуру дерева, гранита или мрамора. Для этого металлическое изделие 1 размещают на столе 2, поверхность изделия накрывают тонкой термостойкой пленкой (не показана) с рисунком, изображающим, например, фактуру дерева, гранита, мрамора и т.п. Сверху на подготовленное изделие устанавливают нагревательную камеру 3, металлический кожух 4 которой имеет вид полуцилиндра (полубочки) радиусом около 1 м. Полость кожуха 4 ограничена (т.е. “срезанная” часть полубочки закрыта) термостойким слоем 5 в виде мягкой термостойкой резины. Внутри кожуха 4 установлены термоэлектрические нагреватели 6 (ТЭНы), обеспечивающие нагрев воздуха внутри объема камеры до температуры 200°С. ТЭНы отделены от термостойкого слоя 5 медным листом 7, обеспечивающим при нагреве равномерное температурное поле на поверхности термостойкой резины.

При осуществления способа внутри кожуха 4 с помощью насоса (на чертеже не показан) нагнетают избыточное давление, которое доводят до 1 атм, обеспечивающее плотное прижатие пленки с рисунком к поверхности изделия 1, осуществляемое за счет ее контакта со слоем 5 мягкой термостойкой резины. В процессе термоперевода молекулы красителя, расположенные на вспомогательном носителе из пленки синтетического материала, диффундируют в родственный красителю слой порошковой краски на поверхности изделия 1. Происходит диффузионный переход рисунка с пленки внутрь слоя порошковой краски на глубину 4×10^-5 м.

В процессе проведения испытаний не было обнаружено неравномерного окрашивания изделий, на поверхность которых наносили рисунки, в том числе и полноцветные.