способ изготовления художественных изделий из древесины с хохломским орнаментом

Формула изобретения

Способ изготовления художественных изделий из древесины с хохломским орнаментом, включающий технологические операции: формообразование изделия заданной конфигурации, обработку поверхности изделия, подготовку защитно-декоративного покрытия изделия для орнаментации художественными красками, последующее выполнение многоэтапной художественной орнаментации на защитно-декоративном покрытии, межоперационную сушку и выдержку, лакировку изделия после орнаментации, отличающийся тем, что защитно-декоративное покрытие формируют нанесением электропроводящего состава на изделие и нанесением на электропроводящий состав одноцветной или многоцветной порошковой краски с дальнейшей ее полимеризацией методом электростатического напыления при температуре 100-200°С в течение 3-30 мин, сушкой орнаментированной поверхности художественными красками при температуре 80-120°С в течение 0,5-2,5 ч, лакировкой полимерной бесцветной краской при температуре 100-180°С в течение 3-25 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к изготовлению художественных изделий из древесины с хохломской росписью (орнамент, декор, живопись, письмо) и может быть использовано в сфере народных художественных промыслов и художественной промышленности, производящих декоративно-художественные изделия.

Технологический процесс производства декоративно-художественных изделий из древесины с хохломским орнаментом подробно описан, в частности, в альбоме Емельяновой Т.И. Золотая хохлома. Декоративная роспись по дереву. М.: Интербук, 2001, 168 с. Известны различные технические решения декорирования художественных изделий из древесины, например, по патентам РФ № 2111866 (В44С 1/00, 1990) «Способ художественно-декоративной модификации поверхностей изделий с имитацией золочения»; № 2156783 (С09D 5/28, 1998) «Способ изготовления художественно-декоративных изделий из древесины(варианты)».

Способ изготовления художественных изделий из древесины с хохломской росписью (Патент РФ № 1831446, В44D 5/00, 1993), соответствующий по совокупности признаков наиболее близко заявляемому техническому решению, включает технологические операции: формообразование и сушку изделия при комнатной температуре, очистку от пыли и других загрязнений, грунтовку (смесью грунта ГФ-021 или ПФ-020), сушку изделия в электропечи при температуре Т=100-120°С в течение (t _суш) 1,5-2 ч, выдержку грунтованного изделия после сушки при Т=18-25°С, t_выд=1,5-2 ч, местное и сплошное шпатлевание со смесью ПФ-002, ГФ-021 в уайт-спирите или скипидаре; сушку изделия при Т=100-120°С, t_суш=2-2 ч с выдержкой при Т=18-25°С, t_выд=1-1,5 ч; шлифование изделия; покрытие поверхностей изделия олифельной смесью (основы олифы натуральной: льняное или конопляное масло с сиккативами смешивается с 3-4% сурика свинцового и уваривается до приобретения золотисто-коричневого оттенка); нанесение олифельного покрытия на поверхности изделия выполняют многократно (обычно трехкратное) и после каждого покрытия выдерживают при Т=18-25°С, t_выд=2-2,5 ч; лужение посредством втирания в поверхность изделия алюминиевой пудры до получения зеркального (серебристого) фона поверхностей (далее рисунок наносится силуэтом поверх серебряной поверхности, которым покрыто изделие и которое после нанесения лака и сушки становится золотистым); художественную роспись (орнаментация) на защитно-декоративной поверхности изделия (смесь черной и красной красок, олифы и сурика свинцового); сушку изделия при Т=100-120°С, t_суш =2,5-3 ч; технологическую выдержку; многократное лакирование; сушку после лакового покрытия при Т=100-120°С, t_суш =2-2,5 ч; выдержку после сушки при Т=18-25°С, t_выд =6-8 ч. В производстве изделия используются разные типы лакокрасочных материалов. Операцию «сушки» в зависимости от размера изделия производят в течение 3 недель. Полный технологический цикл изготовления хохломских изделий из древесины по классическому способу (прототип) составляет в пределах 50 суток и требует значительного количества расходных материалов и трудозатрат.

Хохломские изделия - токарно-художественные, ковши, корпуса часов, наборы, тарелки-панно, матрешки, игрушки - малогабаритные, размеры их колеблются в широком диапазоне; толщина стенок переменного сечения, плотность древесины этих изделий почти однородная. Размеры стула и стульев стандартные. В технологическом цикле влажность хохломских изделий незначительно колеблется и не превышает 2-3%.

В предложенном техническом решении необходимое требование к изделиям из древесины - поверхностная или объемная электрическая проводимость, влажность должна не превышать 2-3%. Сухая древесина характеризуется очень малой электропроводностью. При наличии в древесине связанной воды ее сопротивление резко уменьшается. При увлажнении древесины от абсолютно сухого состояния до предела клеточного насыщения электропроводность древесины увеличивается во много раз. При дальнейшем увеличении влажности электропроводность повышается лишь незначительно.

Формирование защитно-декоративного пленочного покрытия из порошковой краски на металлических или неметаллических изделиях обеспечивают их свойства (прежде всего электропроводность, плотность).

В предлагаемом изобретении для производства хохломских изделий методом электростатического напыления полимерной краской для увеличения электрической проводимости изделия из древесины рекомендовано использовать (электропроводящий состав): обработку древесины антисептиками-растворами ПАВ, например препаратом «Электро» (обладает высокой смачиваемостью и сцеплением с поверхностью древесины; при распылении образует на поверхности древесины тонкий слой) или электропроводящей грунтовкой (жидким лаком), или нанесение красок на предварительно нагретую поверхность изделия до 80-120°С. Для этих целей так же могут быть применены порошковые краски УФ-отверждения, нагрев до их температуры плавления при 100-120°С в течение нескольких минут, а затем отверждают под воздействием УФ-излучения. Отверждение красок можно осуществить под воздействием ИК-излучения (инфракрасного), которое является достаточно высокоэффективным. Значительная часть ИК-лучей поглощается зоной древесины глубиной до 3-4 мм; повышается качество пропитки лакокрасочных покрытий.

Целесообразность перехода на изготовление хохломских изделий из древесины на порошковую технологию окрашивания по сравнению с традиционными лакокрасочными жидкими материалами состоит в следующем: возможность получения защитно-декоративного покрытия изделия, обладающего высокими физико-механическими свойствами при наличии широкой цветовой гаммы различных цветов, структуры и блеска красок. Международная система RAL включает 195 цветов порошковых красок, в том числе декоративное окрашивание (имитацией золотистого цвета), и около 100 красок со специальными эффектами. Концерн «TEKNOS» (Финляндия) представляет также цветовые гаммы красок не только по каталогу RAL, но и по NCS, Monicolor и другим. «TEKNOS» производит более 100000 покрытий «INFRALIT» с различными цветовыми эффектами, он разработал уникальную систему смещения порошковых красок «POWDERMIX». Порошковые краски «INFRALIT» обладают высокой укрывистостью покрытий защитно-декоративного слоя изделия. Текстура и декоративные свойства защитно-декоративного покрытия хохломского изделия также зависят от типа порошковой краски. Более разнообразная гамма цветов может быть достигнута различными специальными эффектами.

Предложенный способ технологии производства хохломских изделий исключает трудоемкие операции: значительно облегчает формирование защитно-декоративного покрытия, определяющего качество орнамента и долговечность использования изделия. Однократное порошковое напыление обеспечивает защитно-декоративное покрытие требуемой толщины и высокого качества. Важно отметить также то, что порошковая краска сразу готова к применению, технология обладает экологической чистотой, т.к. отсутствуют растворители и другие летучие компоненты в составе красок. В основе порошкового окрашивания лежит нанесение на изделие красящего полимерного порошка с последующим оплавлением его и полимеризацией в камере при определенной температуре.

Сравнительное сопоставление предложенного технического решения в производстве хохломских изделий из древесины и прототипа приведено в табл.

Технический результат изобретения - усовершенствование технологического процесса производства хохломских изделий с целью уменьшения трудозатрат на их выпуске, улучшение декоративного эффекта хохломской живописи (яркость и насыщенность цветового эффекта) и лакокрасочного покрытия в условиях эксплуатации, с длительным сроком использования без снижения художественной ценности изделия и сокращение полного технологического цикла производства изделий не менее чем в 2,5 раза по сравнению с прототипом.

Поставленная техническая задача достигается тем, что защитно-декоративное покрытие формируют нанесением электропроводящего состава на изделие и нанесением на электропроводящий состав одноцветной или многоцветной порошковой краски с дальнейшей ее полимеризацией методом электростатического напыления при температуре 100-200°С в течение 3-30 мин, сушкой орнаментированной поверхности художественными красками при температуре 80-120°С в течение 0,5-2,5 ч, бесцветной лакировкой полимерной краской при температуре 100-180°С в течение 3-25 мин.

Художественные изделия из древесины с хохломским орнаментом производят следующим образом: формируют изделие с заданными размерами (точением древесины и иными способами - изделия имеют разнообразную конфигурацию - плоскостную и объемную); устраняют различные поверхностные наружные дефекты поверхности изделия; после тщательно проведенной очистки поверхности изделия пропитывают олифой стандартной по упрощенной технологии по сравнению с прототипом, заделывают при наличии микротрещин; сушат при комнатной температуре; формируют защитно-декоративное покрытие наружной поверхности изделия из древесины нанесением электропроводящего состава (в этом случае влажность древесины должна быть минимальная - не более 2-3%), например электропроводящей стандартной грунтовкой (жидким лаком) или антисептиками-растворами ПАВ. Затем сушат при комнатной температуре и выдерживают. Порошковое нанесение на изделия краски выполняют в камере с помощью электростатического напыления по известной технологии - производят нанесение слоя порошковой одноцветной или многоцветной краски на поверхности вертикально подвешенных или горизонтально ориентированных или иным способом закрепленных изделий в стандартной камере. В камере их нагревают до температуры 100-200°С в течение 3-30 мин. В результате воздействия температуры происходит оплавление и полимеризация частиц краски на внутренней и наружной поверхностях изделия с образованием прочной пленки и требуемой толщины, заданного цвета, например с имитацией золочения (степень блеска защитно-декоративного покрытия не должна превышать 83-87%), а затем (после выдержки - остывания изделия) по позолоченной наружной защитно-декоративной его поверхности орнаментируют художественными красками необходимой росписи (кудрина, травка, фон). Затем изделие сушат при Т=80-120°С в течение 0,5-2,5 ч и подвергают однократной бесцветной порошковой лакировке в камере при Т=100-180°С в течение 3-25 мин (степень блеска должна быть не менее 90%). Орнаментацию изделия выполняют известным составом художественной краски, в том числе длительное время используемой рецептурой краски по патентам № 1831446, 2140362, 2201874.

В зависимости от конструкции камеры напыления и полимеризации заранее изготовляют приспособление для подвески (укладки) в камере изделий (отдельно для каждого изделия или группы), например в виде захвата или скобы, в консольной части которой по горизонтали жестко монтируют неподвижную часть, напротив подвижная часть (крепление резьбовое или иным способом); за периферию каждое изделия жестко закрепляют перед рабочим циклом. При этом необходимо учесть, чтобы контактная площадь с изделием подвижной и неподвижной частей приспособления должна быть наименьшая. При разработке конструкции приспособления для подвески учитывают форму и назначения изделия.

В результате реализации изобретения повышается качество наносимого на поверхность изделия защитно-декоративного покрытия с улучшением их укрывистости, адгезионной прочности, при этом в целом улучшается эксплуатационная надежность изделия с полученным художественным орнаментом по отношению к внешним факторам среды (влажность, коррозия, обработка изделий моющими средствами и т.д.).

Заявленный способ может быть осуществлен с помощью серийного оборудования с использованием промышленно освоенных отечественных и зарубежных полимерных красок в условиях массового производства хохломских изделий и иных художественно-декоративных изделий из металла. В последнем случае трудозатраты на производство хохломских изделий из металла значительно сокращаются.

Таким образом, изготовление изделий из древесины по предложенному способу имеет наилучшие показатели по трудозатратам и эксплуатационной надежности по сравнению с прототипом и свидетельствует об эффективности предлагаемых операций, режимности их осуществления при производстве изделий с художественной росписью хохломских изделиях из древесины.

Срок изготовления хохломского изделия по сравнению с прототипом сокращается не менее чем в 2,5 раза.

Приведенный анализ научно-технической информации показал, что заявленный способ по совокупности признаков, относящихся к технологическим операциям его осуществления, использующих для этих целей порошковое напыление изделия, существенно отличается от известного уровня, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критериям изобретения - новизна, изобретательский уровень, промышленная применимость, что и подтверждается выше приведенным описанием.

Источники информации

1. Энциклопедия полимеров. Т.3. Под ред. Кабанова В.А. М.: «Сов энциклопедия». 1977.

2. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества. 2-е изд. Л.: «Химия». 1981. 304 с.

3. Справочник по пластическим массам. Под ред. Гарбара М.И. и др. «Химия». М.: 1969. 520 с.

4. Боровиков A.M., Уголев Б.Н. Справочник по древесине. М.: Лесн. пром-сть, 1989. 296 с.

Таблица
Сравнительная (пооперационная) оценка предложенного технического решения с прототипом
№	Патент № 1831446 (прототип)	Заявленное техническое решение
1	Формирование изделия	Формирование изделия
2	Подготовка защитно-декоративного покрытия (ЗДП) изделия: сушка при Т=18-25°С; очистка от пыли и загрязнений; грунтовка, сушка изделия при Т=100-120°С, tсуш=1/5-2 ч, выдержка грунтовованного изделия после сушки при Т=18-25°С, tвыд=1,5-2 ч; шпатлевание; сушка изделия при Т=100-120°С, tсуш=2-2, ч с выдержкой при Т=18-25°С, t выд=1-1,5 ч; шлифование; многократное нанесение олифельного покрытия (смеси) на поверхности изделия, выдержка после каждого покрытия при Т=18-25°С, tвыд=2-2,5 ч.	Подготовка ЗДП изделия: сушка при Т=18-25°С; обработка поверхности изделия (очистка от пыли и загрязнений, шпатлевание, олифление); нанесение электропроводящего состава на изделие, сушка; выдержка; нанесение на электропроводящий состав одноцветной или многоцветной порошковой краски и полимеризация при 100-200°С в течение 3-30 мин.
3	Лужение втиранием в поверхность изделия алюминиевой пудры до зеркального (серебристого) фона поверхностей
4	Многоэтапная орнаментация изделия художественными красками; выдержка при Т=18-25°С, tвыд=10-12 ч; сушка в электропечи Т=100-120°С, tвыд=2,5-3 ч; выдержка при Т=18-25°С, tвыд =1,5-2 ч; многократная лакировка бесцветным лаком - после каждого слоя лака изделие сушат в электропечи при Т=100-120°С, t суш=2-2,5 ч.	Многоэтапная орнаментация изделия художественными красками; выдержка при Т=18-25°С, tвыд до 12 ч; сушка Т=80-120°С, tвыд=0,5 - 2,5 ч; выдержка при Т=18-25°С, t выд до 2 ч; однократное покрытие поверхностей бесцветной (прозрачной) полимерной краской при 100-180°С в течение 3-25 мин, сушка при Т=80-120°С и tсуш=0,5-2,5 ч.
5	Полный технологический цикл подготовки изделия - 50 суток	Полный технологический цикл подготовки изделия - не более 20 суток