Способ изготовления греющей сетки и станок для его осуществления
METHOD FOR MANUFACTURING THE HEATING GRID AND MACHINE FOR ITS IMPLEMENTATION

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.