изделие культурно-бытового назначения

Формула изобретения

Изделие культурно-бытового назначения из металла, выполненное с защитно-декоративным металлическим покрытием из металла подгруппы титана, отличающееся тем, что покрытие имеет толщину 1 300 мкм и нанесенную поверх него цветообразующую оксидную пленку.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к культурно-бытовой сфере, в частности к столовым принадлежностям, а именно к ложкам, вилкам, ножам, кофейникам, чайникам, коньячным наборам, рюмкам и другим, к часовым устройствам, а именно, к корпусам часов и браслетам к ним, а также к предметам украшения, предназначенным для ношения на различных частях тела, например, броши, медали, браслеты, серьги, кольца, цепочки, монеты и другие.

Человечество с давних времен использует изделия культурно-бытового в своей жизни, например, для приема пищи, украшения стола и тела человека.

Для обеспечения нормального функционирования и высоких потребительских свойств к материалу изделий культурно-бытового назначения предъявляют следующие требования:

отсутствие взаимодействия при его контакте с пищевыми продуктами, средами и тканями человеческого организма,

высокая коррозионная стойкость в моющих и дезинфицирующих растворах, достаточно высокая механическая прочность,

высокие эстетические свойства.

Известны изделия культурно-бытового назначения, например, столовые принадлежности из пищевого алюминия, которые отличаются отсутствием взаимодействия при контакте с пищевыми продуктами и средами, сравнительно невысокой стоимостью.

Однако, недостатками данных изделий культурно-бытового назначения являются: низкие эстетические свойства, появление налетов и изменение цвета поверхности после обработки в дезинфицирующих растворах, недостаточная механическая прочность.

Известны изделия культурно-бытового назначения, например, столовые принадлежности, часы и браслеты к ним, а также украшения из нержавеющей стали, которые обладают высокой механической прочностью, отсутствием взаимодействия при их контакте с пищевыми продуктами, средами, тканями человеческого организма, высокой коррозионной стоимостью в моющих и дезинфицирующих растворах.

Однако, недостатком данных изделий культурно-бытового назначения являются недостаточно высокие эстетические свойства без специальной обработки и сравнительно высокая стоимость.

Известны изделия культурно-бытового назначения из пластмассы с нанесенным слоем металлического покрытия, которые отличаются сравнительно невысокой стоимостью и высокой коррозионной стойкостью.

Недостатками данных изделий являются их низкая прочность и недолговечность нанесенного покрытия.

Известны изделия культурно-бытового назначения из благородных металлов: золота, серебра, платины, которые отличаются высокими эстетическими свойствами, высокой совместимостью с тканями человеческого организма, пищевыми продуктами и средами, высокой коррозионной стойкостью достаточно высокой прочностью.

Недостатком данных изделий является их высокая стоимость. Известны изделия культурно-бытового назначения из циркония, например, столовые принадлежности (1), корпус часов и браслет к нему (2), украшения (3), которые по эстетическим свойствам, по совместимости с тканями человеческого организма, пищевыми продуктами и средами, по прочности, по коррозионной стойкости не уступают изделиям из благородных металлов при более низкой стоимости.

Однако, и цирконий имеет высокую цену.

Наиболее близким техническим решением, выбранным авторами за прототип, являются известные изделия культурно-бытового назначения из металла, например, мельхиора с нанесением слоем металлического покрытия, например, серебра.

Данные изделия не уступают по высоким эстетическим свойствам, по отсутствию взаимодействия при контакте с пищевыми продуктами, средами и тканями человеческого организма, по высокой коррозионной стойкости в моющих и дезинфицирующих растворах, по механической прочности изделиям, выполненным полностью из серебра при сравнительно более низкой стоимости.

Однако, и такие изделия сравнительно дороги, что вызвано использованием серебра, а сами покрытия отличаются низкой стойкостью к износу и недостаточно высокой коррозионной стойкостью в отдельных пищевых средах, например, в винной кислоте.

Предлагаемое техническое решение направлено на повышение стойкости изделий к износу и повышение коррозионной стойкости при сохранении высоких эстетических свойств.

Указанная задача решается следующим образом, в отличие от известных изделий культурно-бытового назначения из металла с нанесенным на него защитно-декоративным металлическим покрытием, в заявляемом техническом решении в качестве покрытия использован металл подгруппы титана толщиной 1-300 мкм с нанесенной поверх него цветообразующей оксидной пленкой.

Сравнительный анализ предлагаемого решения с прототипом показывает, что заявляемое изделие культурно-бытового назначения отличается от известных тем, что в качестве покрытия использован металл подгруппы титана толщиной 1-300 мкм с нанесенной поверх него цветообразующей оксидной пленкой. Таким образом, предлагаемое изделие культурно-бытового назначения, по результатам анализа уровня техники, является неизвестным и соответствует критерию патентоспособности "новизна".

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническим решениями в данной области техники показало, что известны столовые принадлежности (ложки) с покрытием из соединения циркония с азотом (нитритом циркония). Однако, данное покрытие отличается пониженными возможностями в эстетическом плане (одна цветовая гамма золотистого цвета).

Известны столовые принадлежности, украшения, часы с браслетом из монолитного циркония и его сплавов со слоем оксидной пленки на нем.

Однако, покрытия, состоящие из слоя металла подгруппы титана с нанесенным поверх него цветообразующей оксидной пленки на изделиях культурно-бытового назначения из черных и цветных металлов неизвестны.

Сочетание известных и неизвестных существенных признаков в заявляемом техническом решении позволяет повысить стойкость изделий культурно-бытового назначения к износу и в агрессивной среде при обеспечении высоких эстетических свойств.

Предлагаемое техническое решение явным образом не следует из уровня техники, и таким образом, соответствует критерию патентоспособности изобретения "изобретательский уровень".

Выполнение изделия культурно-бытового назначения из металла с нанесенным на него защитно-декоративным покрытием из металла подгруппы титана 1-300 мкм с нанесенной поверх него цветообразующей оксидной пленкой позволяет значительно повысить стойкость изделия к износу и коррозионную стойкость при обеспечении высоких эстетических свойств за счет сочетания уникальных свойств данного комбинированного покрытия, при этом возможно получение на поверхности изделия высокохудожественных рисунков любой цветовой гаммы (однотонной или разнотонной).

Для экспериментальной проверки предлагаемого технического решения была проведена следующая работа, изготавливали стандартные образцы для проведения испытаний на износ и коррозионную стойкость.

По прототипу образцы изготавливали из мельхиора с покрытием из серебра. По предлагаемому техническому решению образцы изготавливали из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, на которую наносили покрытие из циркония, титана, гафния. Покрытие наносили в вакууме методом ВЧ-магнетронного напыления на установке "Модуль-НД". Толщина слоя металлического покрытия составляла: 0,5:1:150:300: 350 мкм. После этого на металлическое покрытие наносили слой оксидной пленки разных цветов методом анодного оксидирования.

Цвет изделия определяет толщина оксидного покрытия. По каждому варианту изготавливали по 6 образцов, испытания образцов на износ покрытия проводили по стандартной методике путем вращения в абразивной суспензии со скоростью 5,83 м/с.

Коррозионные испытания образцов проводили по стандартной методике в 50% винной кислоте при температуре 100^oC. Результаты исследований представлены в таблице.

Анализ результатов, приведенных в таблице, показывает, что предлагаемое решение отличается от прототипа более высокими износостойкостью и коррозионной стойкостью при обеспечении высоких эстетических свойств.

Оптимальная толщина слоя металлического покрытия составляет 1-300 мкм (опыты 3-5, 7-10).

Уменьшение толщины слоя металлического покрытия менее 1 мкм (опыт N 2) приводит к резкому снижению качества покрытия и ухудшения эстетических свойств.

Увеличение толщины слоя металлического покрытия более 300 мкм (опыт 6) приводит к значительному снижению производительности и удорожанию изделия без существенного улучшения эстетических, износостойких и коррозионных свойств.

По заявляемому техническому решению изготовлены опытные изделия аналогичные изделиям типа "стопка экстра" по черт. N Г-5000-4011, "часы-браслет") по черт. N Г-4500-4001.01, "Серьга" по черт. N Г-4300-4002 из нержавеющей стали 12Х18Н10Т с нанесением металлического покрытия из циркония и слоем оксидной пленки разных цветов на нем с положительным результатом. Цвет получали следующий: от темно-синего до светло-голубого, от светло-желтого до красно-желтого, от розового до фиолетового, от темно-зеленого до желто-зеленого, розовый разной интенсивности, сиреневый с разными оттенками.

Источники информации

1. Черт. N Г-5000-4011 "Стопка экстра" МГП "Гиацинт" ПО ЧМЗ, 1991 г.

2. Черт. N Г-4500-4001.01 "Часы-браслет" МГП "Гиацинт" ПО ЧМЗ, 1991 г.

3. Черт. N Г-4300-4002 "Серьга" МГП "Гиацинт" ПО ЧМЗ 1991 г.

4. Патент Франции N 2425210, кл. A 44 C 27/00, 1980.