Термоиндикаторный материал
Иллюстрации
Реферат
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfFHA (21) 3218754/29-12 (22) 30.12.80 (46) 15.04.83. Бюл. и 14
1.(72) В.А. Волков, Г.Ф. О!иранков, Н.А. Огурцова, В.И. Пономарев, В.А. Андреев, H.Í. Хлестова, С.ФЛЧа-. кай, А.С. Любский и Е.Н. Павлова (53) 676.489(088.8) (56) 1. Патент Великобритании
N 1101200; кл. (1 О, опублик.?968.
2. Авторское свидетельство СССР
И 455182, кл. 0 21 Н 1/40 (прототип). (54)(57) 1. ТЕРИОИНДИКАТОРНЫЙ МАТЕРИАЛ, состоящий из бумажной подложки и нанесенного на нее термочувствитель ного покрытия, выполненного в виде
„„SU„„,1011752 уд) 0 21 Н 5/00; 0 21 Н 1/40 полос, каждая иэ которых соответствч" ет заданной температуое индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности индикации при одновременном улучшении технологичности мате)знала, полосы расположе ны по ширине подложки, при этом шири на полос составляет 0,5-5,0 мм и рас стояние между ними 0,5-5,0 мм.
2. Термоиндикаторный материал по и. 1,.отличающийся тем, что он дополнительно содержит нанесенный на термочувствительное покрытие защитный прозрачный полимерный .слой и адгезионный слой, нанесенный на обратную сторону подложки. г 0117Р
Изобретение .относится к производству бумажных материалов, предназначенных для индикации порога темпера- туры поверхностей различного оборудования.
Бумажные термоиндикаторные материалы применяют при работе в условиях, затрудняющих или исключающих использование стационарной измерительной. аппаратуры.
Известен термоиндикаторный матери. ал, состоящий из двух слоев прозрачной поЛимерной пленки, между которыми помещен набор термоиндикаторных умаг B виде секторов равнои площади ° образующих круг. Дополнительно берется полимерная пленка с липким слоем, в центре вырезается-отверстие в виде круга диаметром несколько меньшим, чем диаметр круга набора термоиндика- 2О торных секторов, и накладывается липким слоем на прозрачную полимерную пленку с набором термоиндикатосных 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 30 температуры между измеряемой гЬверхностью и термоиндикаторным материалом, что имеет особое значение при быстрых пиковых подъемах температуры, а также, из-за наличия микропраслоек воздушной среды между элементами конструкции этого многослойного материала.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эФФекту является термо-4О индикаторный материал, состоящий из бумажной подложки и нанесенного на нее термочувствительного покрытия, выполненного в виде полос, каждая из которых соответствует заданной темпера,45 туре индикации, В этом материале по- лосы расположены по длине бумажной подложки ряд за рядом, при этом каждая, полоса, соответствуюцая заданной темпеоатуре индикации, является продолже; нием предыдущей (2).
Указанный материал непригоден для одновременной индикации температур на минимально возможной площади изу. чаемой поверхности.
55:
Для одновременной индикации интервала температур требуется еще набор термочувствительных бумаг на различные температуры, их скрепление и наклеивание на изучаемый объект. . В этом .случае возникает. необходимость много-. слойной конструкции термоиндикаторного материала, что не обеспечивает высокой точности индикации, усложняет технологию его изготовления и эксплу" атации.
Целью изобретения является повышение точности индикации при одновременном улучшении технологичности материала.
Поставленная цель достигается тем, что в термоиндикаторном материале, состоящем из бумажной подложки и на- " несенного на нее термочувствительного . покрытия, выполненного в виде полос, каждая из которых соответствует заданной темпера-.уре индикации, полосы расположены по ширине подложки, при этом ширина полос составляет 0,5-5,0 мм и расстояние между ними 0,5-5,0 мм.
Термоиндикаторный материал дополнительно содержит нанесенный на термочувствительное покрытие защитный прозрачный полимерный слой и адгезионный слой, нанесенный на обратную сторону подложки.
Адгезионный слой для удобства в использовании защищен антиадгезион" ной бумагой, которая отделяется в процессе эксплуатации материала.
Точность индикации температуры изучаемой поверхности с помснцью предлагаемого термоиндикаторного ма" териала 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 ин" формации с минимальной площади изучаемой поверхности. Расположение термоиндикаторных полос по ширине подложки обеспечивает воэможность их одновременного нанесения на подложку.
Улучшение технологичности: предлагаемого термоиндикаторного матерйа" ла достигается одновременным нанесе" нием на подложку термоиндикаторных покрытий в,виде полос, что исключает многослойность конструкции.
Наличие адгезионного и прозрачного полимерного защитного покрытия также способствует улучшению технологичности и повышению точности индикации в процессе эксплуатации предлагаемого термоиндикаторного материала.
Иалахитовый зеленый .
Иетиленовый голубой
То же, То же
Окись железа
Иалахитовый зеленый
Кадмий ундекановый кислый
Фуксин
Свинец лауриновомиристиновокислый
3 - 10
Сочетание укаэанных слоев с используемым защитным полимерным слоем позволяет уменьшить наличие микропрослоек воздуха между элементами конструкции материала и тем самым повысить точность термоиндикации, Достижение эффекта повышения точ ности и улучшения технологичности материала возможно лишь при указанных значениях ширины полос и расстояния между ниии, составляющих 0 15-5,0 мм.
При ширине полос и расстоянии между ними менее 0,5 мм не достигается эф" фекта визуального наблюдения самих полос, а при ширине полос и расстоянии между ниии, превышающими 5 мм, резко увеличивается площадь термоиндикаторного материала, что ведет к значительному уменьшению точности индикации температуры.
Термоиндикаторный материал может . содержать в качестве бумажной подложки графитиэированную бумагу черного цвета или другие виды темных термостойких бумаг.
В качестве термочувствительного покрытия могут быть использованы известные термочувствительные композиции, состоящие из термочувствительного вещества, связующего, пигмента и растворителя в определенных соотношениях.
Толщина термочувствительного по,крытия 5-25 мк.
Фениловый эфир сте- 50 ариновой кислоты
Гадолиний ундеканово- 60 кислый
Этиленгликоль-дисте- 70 врат
11752 ф
В качестве адгезионного покрытия термоиндикаторный материал может содержать любые термостойкие липкие клеи, например акриловые или силиконовые. Иасса адгезионного покрытия 20-60 г/и,.
В качестве антиадгезионной бумаги могут быть использованы бумаги с покрытием силиконовыми антиадгези р онными композициямиг
В качестве защитного прозрачного полимерного слоя могут быть исполь" зованы акриловый, фторопластовый или другие аналогичные лаки, проявляющие высокую стойкость к воздействию масел, органических растворителей, воды и к механическим воздействиям.
Пр и м е р 1. На одну сторону графятизированной бумажной подложки массой 80 г/м наносят адгезионный слой .. акрилового клея с постоянной липкостью массой 30 г/м по сухому веществу и дублируют силиконизированной ,антиадгезионной бумагой. На получен2$ алый ламинат со стороны лицевой поверх" ности противоположной липкому слою бумаги-основы наносят термочувствительг ное покрытие толщиной 10-20 мк в виде . параллельно расположенных полос шириной О,tl мм и расстоянием между ниии
0,$ мм (10 полос) в порядке возрастания критических температур индикации, например 50-110 С.
В качестве термочувствительных сло ев наносят составы, приведенные в
3s табл. 1.
Таблица 1
Фенолформальдегид- Этиловый ная смола с поли- спирт винилбутиралем
1011752 Продолжение табл. 1
2
Кадмий маргариновокислый
100
То же
Медь пальмитиновокислая
110
Цинк лауриновокислый
120
Аурамин
Ультрамарин
130
Литий-кадмий стеариново кислый
140 То же
На термочувствительное. покрытие по ., лученного материала наносят слой защитного акрилового лака.
Перед использованием термоиндика- 24 торного материала с лйпкого слоя снимают 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 иэ которых предназначено для индикации одной критической температуры в интервале
50- 140 С. Далее от каждого полученноо го образца отрезают полоску шириной
0,5 мм и все 10 полос наклеивают параллельно на лист бумаги на расстоя- 4> нии 0,5 мм друг от друга и покрывают слоем защитного акрилового лака. Полученный термоиндикаторный материал приЪ
Пигмент Связующее
Растворитель
Термочувствительное вещество
Дульцит, Д (— маннит 1:1
Родамин с с окисью железа
0L-Apабиноза,Д(-)маннит, дульцит в соотношении 1:1,5:1,5
I клеивают к изучаемому объекту клеем.
В зависимости от температуры поверх- ности изучаемого объекта происходит обесцвечивание тех термоиндйкатор" ных полос, температура которых ниже или равна температуре поверхности изучаемого объекта.
Время, затрачиваемое на изготовление термоиндикаторного материала, отделение от него антиадгезионной бумаги и приклеивание термоин@икаторного матерйала к поверхности изучаемого объекта, согласно изобретению и прототипу, представлено в табл. 2.
Пример . 2. Аналогично приме" ру 1 изготавливают термоиндикаторный материал при ширине термоиндикатирующих полос 1,5 мм и расстояний между ними 2 мм в порядке возрастания критических температур индикации, напри мер 60 -150 С.
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.
Таблица 2
Фенолформаль- ЭтилЬвый спирт дегидная смола с поливинилбутиралем
Таблица 3
Температура Связующее плавления, ес
Термочувствительное вецество
Рбстворитель
Кадмий марганцевокислый
100..l 06То же
То же
Иедь пальмитиновокислая
114
Медь стеариновокислая
Примеры
Время, мин
t Г
По .изобре-чтению
По прототипу
105 105 49,2
7 10117
Полученный термоиндикаторный материал аналогичным обра ом приклеивают к изучаемой поверхности. Аналогично прототипу описанному в примере 1, изготавливает термоиндикаторный мате- % риал для интервала температур индиКации 60-150 С. При этом ширина термоиндикатирующих полос .составляет 1,5 им и расстояние между . ними 2 мм.
Время, затрачиваемое на изготовле 1Ф ние термоиндикаторного материала, отделение от него антиадгезионной бумаги и прикрепление термоиндикаторного ,материала к поверхности изучаемого обПолучаемый термоиндикаторный материал аналогичным образом приклеивают з к изучаемой поверхности. Аналогично прототипу, опясанному в примере 1, изготавливают термоиндикаторный мате,риал для интервала температур индинации 100-114©Ñ. При этом ширина тер- в моиндикатирующих полрс составляет
5 мм и расстояние между ними 5 мм.
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. 4, Таблица 4
52 . 8 объекта, согласно изобретению и прототипу, представлено в табл. 3..
Пример 3. Аналогично примеру 1 изготавливают термоиндикаторный материал при ширине термоиндикатирующих полос 5 мм и расстоянии между ними 5 мм в порядке возрастания критических температур перехода, например .
100-114 С. На термоиндикаторный материал наносят 3 половы..
В качестве термочувствительной композиции в интервале 100-114 С используются композиции, представленные в табл. 3.
Фенолформальде- Этиловый спирт гидная смола с поливинилбутиралем
Из приведенных табл. 4 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 изучае-. мого объекта в 50 раз меньше, чем для изготовления и приклеивания бумажного термоиндикаторного материала, полученного по прототипу.
Пример 4. Аналогично примеру 1 по изобретению и прототипу изготавливают три образца термоиндикаторного материала на температуры 65,82, 1400@.
Ка изучаемый объект наклеивают образец бумажного термоиндикаторного материала, полученного по изобретению
О с температурами индикации 65 С и од" новременно к изучаемой поверхности укрепляют термопару с точностью индикации % 1 С. Температуру изучаемого объекта постепенно поднимают до момента обесцвечивания теомоччвствител»9, - 1011752 10 ного покрытия и в тот же момент сни- ретению и прототипу с температурами мают показания температуры.с термо» 82 и 140вС. пары. Замер повторяют 3 раза как для Сравнительные результаты испытаобразцов по изобретению так и по ний точности индикации температур,; прототипу. Аналогично испытывают об- 5 бумажного термоиндикаториого матеви-, разцы бумажного термоиндикаторного ма- ала по изобретению по. прототипу и пе териала, изготовленного согласно изоб- термопаре представлены в табл. 5.
Т а б л и ц а юФае4 4»
° 0
Термоиндикаторный материал с температурой ин дикации, 4 C ю»Ф
Температура поверхностй изучаемого объекта, измеренная термопарой для образцов, 4 С по изобретению по прототипу
3 Погрешность 1 2 3 Погрешность, средняя средняя
1 2
68 70 69 +4
85 87 86 +"
82
140
Составитель В. Безбородова
Редактор А. Гулько Техред Т.Иаточка Корректор П. Бокшан
Заказ 2703/35 Тираж 382 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
11 035 Москва Ж-35 Раушская наб. а, 4/5
1 35 ъ йЛ 3» и 3ъ«»Зеюмююааю филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Й
64 66 65 0
80 80 81 -1 7
139 139 139 -1 0
Иэ табл. 5 следует„что точность индикации бумажного термоиндикаторного материала значительно выше, чем у материала по прототипу.
Наряду с повышением точности инди- В кации температур предлагаемый матери1
142 145 144 +3 7
« Ье»в ем« ! 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.