Термоиндикаторный материал Советский патент 1983 года по МПК D21H5/00 D21H1/40 

СЛ

tc Изобретение относится к производству бумажных материалов, предназначенных для индикации порога температуры поверхностей различного оборудования. Бумажные термоиндикаторные материалы применяют при работе в условиях, затрудняющих или исключающих использование стационарной измерительной, аппаратуры. Известен термоиндикаторный матери ал, состояи4ий из двух слоев прозрачной полимерной пленки, между которыми поме1чен набор термоиндикаторных бумаг В виде секторов равной площади образуюо1их круг. Дополнительно берет ся полимерная пленка с липким слоем, в центре вырезается-отверстие в. виде круга диаметром несколько меньшим, чем диаметр круга набора термоиндика торных секторов, и накладывается лип ким слоем на прозрачную полимерную пленку с набором термоиндикаторных бумаг. Готовый термоиндикаторный материал прикрепляется липким слоем к изучаемому объекту 1 }. Однако такой материал обладает низкой технологичностью из-за невозможности автоматизации процесса его сборки, большим градиентом изменения температуры между измеряемой rtoeepxностью и термоиндикаторным материалом что имеет особое значение при быстрых пиковыхподъемах температуры, а также из-за наличия микропрослоек воздушной среды между элементами конструкции этого многослойного материала. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному Э()фекту является термо индикаторный материал, состоящий из бумажной подложки и нанесенного на нее термочувствительного покрытия, вы полненного в виде полос, каждая из ко торых соответствует заданной температуре индикации. В этом материале полосы расположены по длине бумажной подложки ряд за рядом, при этом кажда полоса, соответствующая заданной темпеоатуре индикации, является продолже нием предыдущей . Указанный материал непригоден для одновременной индикации температур на минимально возможной площади изучаемой поверхности. Для одновременной индикации интервала температур требуется еще набор термочувствительных бумаг на различные температуры, их скрепление и наклеивание на изучаемый объект. Вэтом случае возникает необходимость многог слойной конструкции термоиндикаторного материала, что не обеспечивает высокой точности индикации, усложняет технологию его изготовления и эксплуатации о Целью изобретения является повышение точности индикации при одновременном улучшении технологичности материала.. Поставленная цель достигается тем, что в термоиндикаторном материале, состоящем из бумажной подложки и несенного на нее термочувствительного покрытия, выполненного в виде полос, каждая из которых соответствует заданной температуре индикации, полосы расположены по ширине подложки, при этом ширина полос составляет О,5-5«О мм и расстояние ме}чду ними 0,5-5.0 мм. Термойндикаторный материал дополнительно содержит нанесенный на термочувствительное покрытие защитный прозрачнь1й полимерный слой и адгезионный слой,нанесенный на обратную сторону подложки. Адгезионный слой для удобства в использовании защищен антиадгезионной бумагой, которая отделяется в процессе эксплуатации материала. Точность индикации температуры изучаемой поверхности с помощью предлагаемого термоиндикаторного МЭтериала обусловлена тем, что термоиндикаторное покрытие выполнено в виде параллельных полос, расположенных по ширине материала с минимально возможным расстоянием между полосами и минимальной шириной самих полос, для снятия максимальной информации с минимальной изучаемой поверхности. Расположение термоиндикаторных полос по ширине подложки обеспечивает возможность их одновременного нанесения на подложку. Улучшение технологичности пред- . лагаемого термоиндикаторного материала достигается одновременным нанесением на подложку TepMOHHAHKatopHyx покры-гий в.виде полос, что исключает МНОГОСЛОЙНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ. Наличие адгезионного и прозоамнрго полимерного защитного покрытия также способствует уДучшению технологичности и повышению точности индикации в псюцессе эксплуатации предлагаемого .термоиндикаторного материала.. Сочетание указанных слоев с используемым защитным полимерным слоем позволяет уменьнжть наличие микропрослоек воздуха между элементами конструкции материала и тем самым повысить точность термоиндикации. , Достижение эффекта повышения точности и улучшения технологичности ма терисцпа возможно лишь при указанных значениях ширины полос и расстояния между ними, составляюи(их 0, При ширине полос и расстоянии между ними менее 0,5 мм не достигается эффекта визуального наблюдения самих полос, а при ширине полос и расстоянии между ними, превышающими 5 мм, резко увеличивается площадь термоиндикаторного материала, что ведет к значительному уменьшению точности индикации температуры. Термоиндикаторный материал может содержать в качестве бумажной подлож ки графитизированную бумагу черного 1|вета или другие виды темных термостойких бумаг. В качестве термочувствительного покрытия могут быть использованы из вестные термочувствительные композиции, состоящие из термочувствитель ного вещества, связующего, пигмента и растворителя в определенных соотноиюниях. Тожчина термочувствительного по.Крытия мк. в качестве адгезионного пеэкрытия термоиндикаторный материал может содержать любые термостойкие липкие клеи, например акриловые или силиконовые« Масса адгезионного покрытия 20-60 г/м, В качестве антиадгезионной бумаги могут быть использованы бумаги с покрытием силиконовыми антиадгезионными композициями 41 В качестве защитного прозрачного полимерного слоя могут быть использованы акриловый, фторопластовый или другие аналогичные лаки, проявляющие высокую стойкость к воздействию масел, органических растворителей., воды и к механическим воздейств1иям. Пр и м е р 1. На одну сторону графятизированной бумажной подложки массой 80 г/м на.носят адгезионный слой акрилового клея с постоянной липкое- тью массой 30 г/м. по сухому веществу и дублируют силиконизированной антиадгезионной бумагой. На полученный ламинат со стороны лицевой поверхности противоположной липкому слою бумаги-основы наносят термочувствительное покрытие толсциной 10-20 мк в виде параллельно расположенных полос шириной 0,5 мм и расстоянием между ними 0,5 мм (10 полос) в порядке возрастания критических температур индикации, например . В качестве термочувствительных ело- ев наносят составы, приведенные в табл. 1. . Таблица 1

Фенйловый эфир сте- 50 ариновой кислоты

Гадолиний ундекановокислый

Зтиленгликоль-диетеарат

Кадмий ундекановый кислый

Свинец лауриновомиристиновокислый

Этиловый

Фенолформальдегидспиртная смола с поливинилбутиралем

То же

То же, II «

и

II .

- - и - и ..

Кадмий маргариново-. кислый

Медь пальмитиновокислая

Цинк лауриновокислый

д.-Ар.абиноза,Д(-)маннит, дульцит в соотношении 1:1,

Литий-кадмий стеарйново кислый На термочувствительное покрытие по , лученного материала наносят слой защитного акрилового лака. Перед использованием термриндикаторного материала с липкого слоя сни мают защитную антиадгезионную бумагу и прижимают его к поверхности объекта температуру которого измеряют. При этом термоиндикатор плотно без воздушных прослоек приклеивается к поверхности измеряемого объекта. Параллельно изготавливают бумажный термочувствительный материал согласно прототипу. Для этого изготавливают 10 образцов термочувствительной бумаги путем нанесения на бумагу-основу массой 80 г/м различных термочувствительных покрытий сплошным ,слоем толщиной 15 мк, каждое из которых предназначено для индикации одной критической температуры в интервале . Далее от каждого полученного образца отрезают полоску шириной 0,5 мм и все 10 полос наклеивают параллельно на лист бумаги на расстояНИИ 0,5 мм друг от друга и покрывают слоем заи1итного акрилового лака. Полу ченный термоиндикаторный материал при

Родамин с

1( - ) манс окисью железа

Продолжение т.абл. 1

- и

- II То же

н II и

II

Аурамин

- и

II

Ультрамарин

II То же

ЭтилЬвый спирт клеивают к изучаемому объекту клеем. В зависимости от температуры поверхности изучаГёмого объекта происходит обесцвечивание тех термоиндикаторных полос, температура которых ниже или равна температуре поверхности изучаемого объекта. Время, затрачиваемое на изготовление термоиндикаторного материала, отделение от него антиадгезионной бумаги и приклеивание термоиндикаторного материала к поверхности изучаемого объекта, согласно изобретению и прототипу, представлено в табл. 2. П р и .м е р 2. Аналогично примеру 1 изготавливают термоиндикаторный материал при ширине термоиндикатирующих полос 1,5 мм и расстояний между ними 2 мм в порядке возрастания кри тических температур индикации, наприг мер 60-150 0. В качестве термочувствительных слоев используют составы, что и в примере 1. В качестве термочувствительной композиции на температуру индикации 150°С используется композиция, состав которой приведен в табл. 2, Т а б л и ц а 2

Полученный термоиндикэторный материал аналогичным о6ра; ом приклеивают к изучаемой поверхности. Аналогич,но прототипу, описанному в примере 1, изготавливают термоиндикаторный мате- $ риал для интервала температур индикации 60-150 С. При этом ширина термоиндикатируюи их полос составляет 1 ,5мм и расстояние между ними 2 мм.

Время, затрачиваемое на изготовле to ние термоиндикаторного материала, отделение от него антиадгезионной бумаги и прикрепление термоиндикаторного ,материала к поверхности изучаемого обКадмий марганцевокислый

Медь пальмитиновокислая

Медь стеариновокислаяПолучаемый термоиндикаторный материал аналогичным образом приклеивают к изучаемой поверхности. Аналогично прототипу, описанному в примере 1 : изготавливают термоиндикаторный мате,ри-ал для интервала температур индикации 100-11 0. При этом ширина термоиндикатирующих полрс составляет 5 мм и расстояние между ними 5 мм. Время, 3atpa4MBaeMoe на изготовление термоиндикаторного материала, отделение от .него антиадгезионной бумаги и приклеивание термоиндикаторного материала к поверхности изучаемого объекта, согласно изббретению и прототипу, представлено в табл. k. i / Т а б л и ц а Ц

объекта, согласно изобретению и прототипу, представлено в табл. 3.

Пример 3. Аналогично примеру изготавливают термоиндикаторный материал при ширине термоиндикатирующих полос 5 мм и расстоянии между ними 5 мм в порядке возрастания критических температур перехода, например 100-11« с. На термоиндикаторный материал наносят 3 полосы.В качестве термочувствительной композиций в интервале lOO-lfi C используются композиции, представленные в табл. 3.

Т а б л и ц а 3

Фенолформальде- Этиловый спирт гидная смола с поливинилбутиралем

То же

То же

1

II Из приведенных табл. k данных следует, что при использовании бумажного термоиндикаторного материала, полученного по изобретению, необходимо затратить время на его изготовление, отделение антиадгезионной бумаги и приклеивание термоиндикаторного материала к поверхности изучаемого объекта в 50 раз меньше, чем для изготовления и приклеивания бумажного термоиндикаторного материала, полученного по прототипу. Пример t. Аналогично примеру 1 по изобретению и прототипу изготавливают три образца термоиндикаторного материала на температуры и UO°C. На изучаемый объект наклеивают образец бумажного термоиндикаторного материала, полученного по изобретению с температурами индикации б5 С и одновременно к изучаемой поверхности укрепляют термопару с точностью индикации t 1 €. Температуру изучаемого, объекта постепенно поднимают до момента обесцвечивания теомомувствител 9ТОТТ752

ного покоытия и 8 тот же момент снимают показания темпеоатуоы с теомо паоы. Замео повторяют 3 раза как для

образцов по изобретению так и по прототипу. Аналогично испытывают образ1 ы бумажного термоиндикаторного ма- ала по изобретению по- прототм1у и по териала, изготовленного согласно изоб- термопаре представлены в табл. 5.

. и Из табл. 5 следует у что точность

индикации бумажного термоиндикаторного материала значительно выше, чем у материала по прототипу.

Наряду с повышением точности инди- кации температур предлагаемыйматериретению и прототипу с температурами 82 и .

i Сравнительные результаты испытаний точности индикации температур ,, S бумажного термоиндикаторного иатерм ;

Таблица S

ал является более технологичным, так как его конструктивная простота не требует набора полос из отдельных термоиндикаторных бумаг с покрытиями на различные температуры и приклеивания их на подложку, а также удобство в эксплуатации.