Способ изготовления греющей сетки и станок для его осуществления Российский патент 2021 года по МПК H05B3/36 

Изобретение относится к способам производства резистивных нагревательных устройств, а именно гибких электронагревательных сеток, которые могут быть использованы, в частности, для систем теплого пола, антиобледенения в городской среде (края кровли, пандусы, ступеньки, пороги и т.д.), локального нагрева технологического оборудования в различных сферах производства, обогрева строительных конструкций, материалов, емкостей, трубопроводов, а также для создания комфортного теплового режима в жилых, хозяйственных и административных помещениях путем нагрева поверхностей. При использовании заявляемого способа изготовления сетка одновременно получает усиленные механические свойства и повышает свою надежность при использовании в качестве строительного элемента.

Из уровня техники известен способ производства греющей сетки и станок для его реализации по патентному документу KR 20060003931 A (опубл. 12.01.2006) с замачиванием и вертикальной сушкой. Общими с заявленным способом этапами являются: разматывают сетку основы из стекловолокна с бабины, наносят материал на основе полиуретана, сушат, наматывают в рулон. Общими с заявленным устройством признаками являются: размотчик, сушильная камера, намотчик. Недостатками указанного способа и устройства является использование замачивания и вертикальной сушки. При замачивании и последующей вертикальной сушки невозможно обеспечит равномерность наносимого слоя по одной стороне сетки, т.к. за счет гравитации материал стекает вниз. Из-за двухстороннего нанесения наносимый материал расходуется в объеме больше необходимого.

Из уровня техники известен способ производства греющей сетки и станок для его реализации по патентному документу JPS 63202877 (опубл. 22.08.2008) с подачей материала потоком или экструзией и последующим прокалыванием закрытых ячеек. Общими с заявленным способом этапами являются: разматывают сетку основы из стекловолокна с бабины, наносят материал на горизонтально расположенную основу, сушат, наматывают в рулон. Общими с заявленным устройством признаками являются: размотчик, намотчик, установленные с обеспечением горизонтального нанесения материала. Недостатками указанного способа и устройства является использование нанесения материала потоком или экструзией, при которых используются вязкие материалы и подается объем, полностью заполняющий ячейки. Это приводит к необходимости последующего прокалывания ячеек, потерям материал при отекании материала под экструдер и при прокалывании.

Техническим результатом заявляемых способа изготовления греющей сетки и устройства для его осуществления является одновременное обеспечение простоты и скорости изготовления, низкого расхода материала при изготовлении, высокой надежности нагревательных свойств прибора и повышение несущих свойств для использования в качестве строительного элемента за счет использования слоев на основе полиуретана, полимочевины и бутилкаучука, обладающих самоскреплением (высокими взаимными адгезионными свойствами), надежное закрепляющих электропроводящий слой и функционально дополняющие друг друга без снижения функциональных свойств соседних слоев.

Указанный технический результат достигается заявленным способом изготовления греющей сетки, при котором

- разматывают сетку основы из стекловолокна с бабины;

- наносят по всей площади сетки при помощи горизонтальной распылительной установки односторонний укрепляющий слой на водной основе, содержащий не менее 30% полиуретана, а также минеральные добавки, обеспечивающие коркообразование, осуществляют газовую сушку потоком снизу, намотку в рулон;

- наносят на сетку при помощи горизонтальной распылительной установки односторонний электропроводящий слой на основе полиуретановой водной дисперсии, содержащей нанографит, осуществляют газовую сушку потоком снизу;

- осуществляют накатку сетчатого электрода с клеевым слоем на края сетки, а также двухстороннюю накатку на сетчатый электрод бутиловых лент;

- наносят по всей площади сетки при помощи горизонтальной распылительной установки односторонний электроизоляционный слой на водной основе с содержанием полиуретана не менее 30% и антитрекинговыми добавками, осуществляют газовую сушку потоком снизу;

- при этом для нанесения односторонних слоев используют горизонтальную распылительную установку, которая включает камеру с автоматической распылительной головкой, закрепленной на линейном приводе над местом прохода сетки;

- собирают распыляемый материал, незакрепившийся на сетке, под сеткой в ванну-бункер, расположенную под зоной распыления, оснащенную скребком и увлажнителем, из которой материал подается в бак подачи на распыление;

- наносят по всей площади сетки при помощи распылительной установки двухсторонний защитный слой на основе полимочевинной композиции.

В способе полимочевинная композиция двухстороннего защитного слой на основе полимочевинной композиции может включать полиолы и изоцианаты, а также добавки в виде антипиренов и гидрофобизаторов.

Указанный технический результат достигается при изготовлении греющей сетки станка, включающего установленные на единой раме:

- размотчик с возможностью установки бабины;

- распылительную установку;

- горизонтальную газовую сушильную камеру с подачей потока снизу и перемещением рулонного материала;

- намотчик с возможностью установки бабины; при этом распылительная установка включает:

- камеру с автоматической распылительной головкой, закрепленную на линейном приводе над местом прохода сетки;

- емкость для материала;

- ванну-бункер, расположенную под зоной распыления,

ванна-бункер соединена с емкостью для материала при помощи трубки для рециркуляции, емкость с материалом соединена с распылительной головкой гибким шлангом.

Станок может быть использован для одностороннего нанесения материалов при изготовлении сетки.

В станке емкость для материала может быть оборудована вискозиметром для непрерывного контроля вязкости лакокрасочного материала, нагнетателем, фильтром.

В станке ванна-бункер может быть оснащена скребком и увлажнителем.

Станок может включать установленный после горизонтальной газовой сушильной камеры или перед распылительной установкой узел наклейки и изоляции электродов, что позволит выполнять на нем и этап установки электродов, их изоляции.

Вышеуказанные признаки устройства и способа могут быть скомбинированы в соответствующих устройствах и способах.

Использование односторонних слоев и нанесения методом горизонтального распыления с обеспечением сбора остаточного материала в ванну бункер существенно уменьшает расход материала, при этом обеспечивается достаточная надежность.

Укрепляющий слой, электропроводящий слой, электроизолирующий слой выполнены из материалов, которые можно наносить разбрызгиванием и с содержанием не менее 30% полиуретана, что обеспечивает их максимальную адгезию между собой и с другими слоями. Использование меньшего содержания полиуретана не обеспечивает достаточную адгезию и формирование из слоев единой структуры.

Бутилкаучук, использованный в бутиловых лентах, а также полимочевина, являющая основой для защитного слоя, являются однородным полиуретану материалами и обладают высокими адгезионными свойствами по отношению к нему.

Таким образом, каждый использованный слой с одной стороны вносит свой собственный функциональный вклад, а с другой - формирует единую структуру, обладающую суммой указанных свойств с повышением надежности нагревательных свойств и прочности сетчатого нагревательного прибора для использования в качестве строительного элемента.

Укрепляющий слой обеспечивает усиление электроизоляции с тыльной стороны проводящего слоя, а также за счет коркообразования укрепляет механические свойства основы - сетки из стекловолокна. При этом он имеет высокую адгезию со стекловолокном и следующим - электропроводным слоем.

Электропроводящий слой обеспечивает возможность нагрева сетки и обладает высокой адгезии с соседними слоями - укрепляющим и электроизоляционным слоем, а в месте установки ленточных электродов - с бутилкаучуком.

Ленточные сетчатые электроды или электроды с токопроводящим адгезивным слоем, установленные вдоль кромки сетки, обеспечивает подачу напряжения на электропроводный слой. Сетчатая форма дополнительная обеспечивает возможность проникновения через его ячейки бутилкаучука и усиление адгезии двух бутилкаучуковых лент. Либо используется электрод с адгезивным слоем или слоями, также обеспечивающими надежное скрепление слоев.

Электроизоляционный слой обладает антитрекинговыми свойствами и высокой адгезией с соседними ему слоями - бутилкуачуковой лентой и защитным слоем с использованием полимочевины.

Защитный слой дополнительно повышает механические свойства сетчатого нагревательного прибора.

Простота и скорость изготовления достигается тем, что все выбранные слои наносятся путем рызбрызгивания (распыления).

Изобретение поясняется следующими фигурами.

Фиг. 1 - общий вид станка для использования в способе.

Станок для использования при изготовлении греющей сетки, включает установленные на единой раме:

- размотчик 1 с возможностью установки бабины;

- распылительную установку 2;

- горизонтальную газовую сушильную камеру 3 с подачей потока снизу и перемещением рулонного материала;

- намотчик 4 с возможностью установки бабины; при этом распылительная установка 2 включает:

- камеру с автоматической распылительной головкой, закрепленную на линейном приводе над местом прохода сетки;

- емкость для материала, оборудованную вискозиметром для непрерывного контроля вязкости лакокрасочного материала, нагнетателем, фильтром;

- ванну-бункер 5, расположенную под зоной распыления, оснащенную скребком и увлажнителем,

ванна-бункер 5 соединена с емкостью для материала при помощи трубки для рециркуляции, емкость с материалом соединена с распылительной головкой гибким шлангом.

Станок включает узел 6 наклейки и изоляции электродов.

На рисунке дополнительно показаны: натяжитель 7, привод 8.

Полиуретановая водная дисперсия, служащая основой для электропроводного слоя, может изготавливаться следующим образом. В полиуретановую смолу вводится растворитель - вода. Затем вводится частицы нанографита, а после этого тиксотропные добавки.

Изготовление сетчатого нагревательного прибора может осуществляться путем разматывания сетки основы из стекловолокна с бабины, установленной на размотчике 1, нанесением на нее разбрызгиванием (распылением) из распылительной установки 2 соответствующего одностороннего слоя, сушки в горизонтальной газовой сушильной камере 3, сматыванием и переносом бабины на следующий участок, где аналогичным образом наносится следующий слой. Натяжитель 7 позволяет избежать провисания, привод 8 обеспечивает движение сетки.

На соответствующей стадии перед подачей сетки с бабины под струю или после обработки осуществляется закрепление сетчатого проводника при помощи узла 6 наклейки и изоляции электродов, его защита бутилкаучуковыми лентами, закрепление внешних электродов или контактов, предназначенных для подачи питания на готовый прибор.

При этом избыточный материал, пролетевший сквозь сетку, оказывается в ванне-бункере 5, где увлажняется и подается в емкость с исходным материалом для вторичного использования при распылении.

Таким образом, обеспечивается равномерное нанесение материала с обеспечением снижение его расхода за счет использования метода распыления и рециркуляции.

На последнем этапе осуществляется нанесение двухстороннего защитного слоя и резка сетки на фрагменты.

Для эксплуатации может использоваться фрагмент сетки. На контакты прибора подается напряжение бытовой сети 220 В, которое приводит к нагреву электропроводного слоя. Фрагменты сетки могут соединяться между собой последовательно или параллельно.

Нагревательный прибор может использоваться в качестве строительного элемента, например для теплых полов, нанесения покрытий на стены. Его ячеистая структура позволит пропускать через себя строительные растворы и выполнять все функции, для которых в строительстве используется сетка из стекловолокна. При этом сетка будет иметь повышенные механические свойства за счет самоскрепившихся дополнительных слоев и одновременно будет надежно выполнять функцию нагревательного прибора.

Способ изготовления греющей сетки и устройство для его осуществления, при котором разматывают сетку основы из стекловолокна с бабины, наносят по всей площади сетки при помощи горизонтальной распылительной установки односторонний укрепляющий слой на водной основе, наносят на сетку при помощи горизонтальной распылительной установки односторонний электропроводящий слой на основе полиуретановой водной дисперсии, осуществляют накатку сетчатого электрода с клеевым слоем на края сетки, а также двухстороннюю накатку на сетчатый электрод бутиловых лент, наносят по всей площади сетки при помощи горизонтальной распылительной установки односторонний электроизоляционный слой на водной основе, собирают распыляемый материал, незакрепившийся на сетке, под сеткой в ванну-бункер, наносят по всей площади сетки при помощи распылительной установки двухсторонний защитный слой на основе полимочевинной композиции. Изобретение обеспечивает простоту и скорость изготовления, низкий расход материала, высокую надежность нагревательных свойств и повышение несущих свойств греющей сетки. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ изготовления греющей сетки, при котором

- разматывают сетку основы из стекловолокна с бабины;

- наносят по всей площади сетки при помощи горизонтальной распылительной установки односторонний укрепляющий слой на водной основе, содержащий не менее 30% полиуретана, а также минеральные добавки, обеспечивающие коркообразование, осуществляют газовую сушку потоком снизу, намотку в рулон;

- наносят на сетку при помощи горизонтальной распылительной установки односторонний электропроводящий слой на основе полиуретановой водной дисперсии, содержащей нанографит, осуществляют газовую сушку потоком снизу;

- осуществляют накатку сетчатого электрода с клеевым слоем на края сетки, а также двухстороннюю накатку на сетчатый электрод бутиловых лент;

- наносят по всей площади сетки при помощи горизонтальной распылительной установки односторонний электроизоляционный слой на водной основе с содержанием полиуретана не менее 30% и антитрекинговыми добавками, осуществляют газовую сушку потоком снизу;

- при этом для нанесения односторонних слоев используют горизонтальную распылительную установку, которая включает камеру с автоматической распылительной головкой, закрепленной на линейном приводе над местом прохода сетки;

- собирают распыляемый материал, незакрепившийся на сетке, под сеткой в ванну-бункер, расположенную под зоной распыления, оснащенную скребком и увлажнителем, из которой материал подается в бак подачи на распыление;

- наносят по всей площади сетки при помощи распылительной установки двухсторонний защитный слой на основе полимочевинной композиции.

2. Способ изготовления греющей сетки по п. 1, в котором полимочевинная композиция двухстороннего защитного слоя на основе полимочевинной композиции включает полиолы и изоцианаты, а также добавки в виде антипиренов и гидрофобизаторов.

3. Станок для использования при изготовлении греющей сетки, включающий установленные на единой раме:

- размотчик с возможностью установки бабины;

- распылительную установку;

- горизонтальную газовую сушильную камеру с подачей потока снизу и перемещением рулонного материала;

- намотчик с возможностью установки бабины; при этом распылительная установка включает:

- камеру с автоматической распылительной головкой, закрепленную на линейном приводе над местом прохода сетки;

- емкость для материала;

- ванну-бункер, расположенную под зоной распыления,

ванна-бункер соединена с емкостью для материала при помощи трубки для рециркуляции, емкость с материалом соединена с распылительной головкой гибким шлангом.

4. Станок для использования при изготовлении греющей сетки по п. 3, в котором емкость для материала оборудована вискозиметром для непрерывного контроля вязкости лакокрасочного материала, нагнетателем, фильтром;

5. Станок для использования при изготовлении греющей сетки по п. 3, в котором ванна-бункер оснащена скребком и увлажнителем.

6. Станок для использования при производстве греющей сетки по любому из пп. 3-5, включающий установленный после горизонтальной газовой сушильной камеры или перед распылительной установкой узел наклейки и изоляции электродов.