Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЯНТАРЯ

Изобретение относится к способам обработки янтарного сырья, преимущественно мелких фракций, и получению крупноформатных янтарных изделий и заготовок.

Известен способ обработки янтаря (авт. свид. СССР №1283106, публикация 1987 г.), включающий термообработку янтаря в инертной среде азота при температуре 150-170°C при одновременном продольном прессовании с усилием от 7 до 15 кг в течение 10-20 мин с последующим охлаждением с сохранением усилия продольного прессования.

Недостатком известного способа является анизотропия полученного янтаря, обусловленная характером распределения давлений при продольном прессовании загруженного сырья, а также разрушение структуры янтаря (термическая деструкция), и низкая степень очистки янтаря от растворенных в нем продуктов термической деструкции, выделяющихся в процессе его нагрева после достижения температуры в рабочем пространстве 130°C.

Известен способ обработки янтаря (авт. свид. СССР №1039726, публикация 1983 г.), включающий загрузку его в рабочую камеру пресс-формы, ее герметизацию, нагрев янтаря в среде азота при 130-170°C и давлении 15-20·10⁵ Па с выдержкой 6-12 часов с последующим охлаждением.

Недостатком известного способа является возможное разрушение структуры янтаря (термическая деструкция), а также низкая степень очистки янтаря от растворенных в нем продуктов термической деструкции, выделяющихся в процессе его нагрева после достижения температуры в рабочем пространстве 130°C, а также воздуха, находящегося в объеме загруженной массы янтаря.

Известен способ изготовления крупноформатных изделий из мелкой фракции природного янтаря (патент РФ №2191704, публикация 2002 г.), предусматривающий предварительный отбор кусочков янтаря с крупностью фракции ~10 мм, загрузку сырья в подогретые пресс-формы, нагрев его в пресс-формах без доступа воздуха до температуры не более 140°C и прессование при давлении не более 100 атм с последующим охлаждением в естественных условиях.

Недостатком известного способа является необходимость строгого отбора янтарного сырья по цвету, форме и размерам, а также возможное разрушение структуры янтаря в процессе обработки при температуре более 130°C.

Известен способ обработки янтаря (патент РФ №2173258, публикация 1983 г.), включающий загрузку янтарного сырья в рабочую камеру, ее герметизацию, нагревание сырья до температуры приобретения им пластических свойств не ниже 130°C, выдержку и охлаждение. При этом после герметизации загруженной камеры осуществляют всестороннее сжатие сырья, фильтрацию и удаление продуктов термической деструкции янтаря. Сжатие, фильтрацию и удаление осуществляют путем вакуумирования рабочей камеры на протяжении всего технологического цикла изготовления изделий.

Известен способ обработки янтаря (патент РФ №2200093, публикация 2003 г.), включающий загрузку янтарного сырья в рабочую камеру пресс-формы, ее герметизацию, нагрев сырья до температуры не ниже 130°C в условиях его всестороннего сжатия и выдержку при этой температуре. При этом герметизацию рабочей камеры осуществляют с использованием эластичной оболочки и проводят вакуумирование рабочей камеры с уплотнением сырья посредством воздействия эластичной оболочкой, а после вакуумирования производят дополнительное уплотнение янтарного сырья прессованием за счет воздействия на эластичную оболочку с внешней стороны пресс-формы сжатым газом, при этом в процессе вакуумирования осуществляют удаление из янтаря и рабочей камеры пресс-формы продуктов термической деструкции янтаря, их фильтрацию и охлаждение полученного изделия вместе с рабочей камерой.

Недостатком указанных способов является то, что в процессе обработки янтаря происходит разрушение его структуры (термическая деструкция).

Известен способ изготовления декоративных изделий из природного янтаря, включающий загрузку исходного сырья в матрицу герметичной пресс-формы, прессование нагретого исходного сырья в вакуумированной пресс-форме, фиксацию объема формообразующей полости матрицы с одновременным сбрасыванием давления и прекращением вакуумирования и последующее охлаждение пресс-формы (патент РФ №2240925, публикация 2004 г.).

Недостатком данного способа является то, что в процессе обработки янтаря происходит разрушение его структуры. Известный способ не позволяет получать прочные и качественные изделия из янтаря.

Целью настоящего изобретения является получение крупноформатных (массой до 10 кг) монолитных янтарных изделий или заготовок из янтаря, преимущественно мелких фракций, сохраняющих физические, химические, эстетические и целебные свойства натурального монолитного янтаря, не подвергнутого термической деструкции, а также повышение коэффициента использования янтаря без применения каких-либо синтетических или натуральных примесей, утилизация отходов промышленного производства янтаря и использование дешевого янтарного сырья.

В качестве сырья используется природный янтарь различных размеров и форм, предварительно очищенный от окисной пленки и корочки.

Предложенный способ обеспечивает получение крупноформатных янтарных изделий или заготовок с повышенной плотностью, диэлектрической проницаемостью и светопрозрачностью янтаря, т.к. под действием давления жидкости загруженное в эластичную оболочку янтарное сырье подвергается всестороннему сжатию и уплотнению, что обеспечивает в условиях отсутствия воздуха изотропность свойств получаемых изделий по всему их объему, исключает появление внутренних пузырьков и микротрещин внутри готовых изделий.

Сущность предложенного технического решения заключается в следующем.

В процессе прессования янтаря янтарное сырье загружают в эластичную оболочку, выполненную из водонепроницаемого материала, которую герметизируют и помещают в гидробарическую камеру, после чего гидробарическую камеру заполняют жидкостью и воздействуют на эластичную оболочку с размещенным в ней янтарным сырьем.

Воздействие осуществляют посредством всестороннего гидростатического сжатия при высоком давлении жидкости, при этом в течение всего периода времени воздействия на эластичную оболочку с размещенным в ней янтарным сырьем температуру внутри гидробарической камеры поддерживают не выше 120°C.

Всестороннее воздействие на эластичную оболочку осуществляют давлением в диапазоне 300-2000 атм.

Всестороннее воздействие гидростатическим давлением на эластичную оболочку осуществляют в течение времени от 1 до 11 часов.

Эластичную оболочку герметизируют путем полного покрытия ее поверхности силиконом.

Процесс обработки янтаря осуществляют следующим образом.

Предварительно очищенное янтарное сырье загружают в эластичную оболочку, выполненную из водонепроницаемого материала, например из резины. Затем указанную оболочку герметизируют, например, путем полного покрытия ее поверхности слоем силикона и помещают в гидробарическую камеру, при этом гидробарическая камера может быть предварительно нагрета до рабочего диапазона температур. После этого гидробарическую камеру заполняют жидкостью, например водой, закрывают, подают рабочее давление и воздействуют на эластичную оболочку с размещенным в ней янтарным сырьем.

Воздействие осуществляют посредством гидростатического сжатия при высоком давлении жидкости в диапазоне 300-2000 атм в течение времени от 1 до 11 часов. При этом в течение всего периода времени воздействия на эластичную оболочку с размещенным в ней янтарным сырьем температуру внутри гидробарической камеры поддерживают в заданном рабочем диапазоне от 70°C до 120°C.

Нагрев гидробарической камеры и поддержание заданной рабочей температуры внутри нее осуществляют с помощью электронагревателей, а для точной выдержки рабочей температуры применяют термопару.

По истечении заданного периода времени давление с гидробарической камеры снимают и охлаждают камеру до температуры окружающей среды. При этом для ускорения процесса охлаждения может применяться дополнительное воздушное или водяное охлаждение. Однако охлаждение не должно быть слишком интенсивным, т.к. это может привести к хрупкости готового изделия.

После охлаждения камеру открывают и извлекают из нее эластичную оболочку с готовым изделием. После этого оболочку разрезают и извлекают готовое изделие.

Применение предлагаемого способа обработки янтаря позволяет получать качественные крупноформатные изделия или заготовки из янтаря с сохраненной структурой, а следовательно, с неизмененными физическими, химическими, целебными и эстетическими свойствами натурального монолитного природного янтаря, не подвергнутого термической деструкции.

Предложенный способ позволяет повысить коэффициент использования янтаря без применения каких-либо синтетических или натуральных примесей, утилизировать отходы промышленного производства янтаря и использовать дешевое янтарное сырье.