CN205097655U - 一种碳晶复合纸的制备系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳晶复合纸的制备系统，该碳晶复合纸具有从上往下依次叠合的第一基材、碳晶电热纸和第二基材，其包括印刷烘干系统、分切系统和热压复合系统。本实用新型是为新产品碳晶复合纸配套设计的制备系统，经“两次印刷并烘干、热压复合、分切”工序后直接形成具有一定强度和厚度的碳晶复合纸，减少了后续装配边框等复杂的加工工序，因而具有成本低、生产效率高的优点。而且由于碳晶电热纸与上下两侧的第一、二基材均为同一种材料，具有良好的相容性，因此其结构更加可靠。综上所述，通过上述制备系统可实现碳晶复合纸的流水化批量生产，极大提高了生产效率，具有极强的市场竞争力。

Description

一种碳晶复合纸的制备系统

技术领域

本实用新型属于碳晶产品的生产制造领域，尤其涉及一种用于生产以透气性纸张为载体的碳晶复合纸的制备系统。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，城乡居民的居住环境有了极大的改善。传统的以电热丝或电热管为发热部件的供暖设备已经在城乡居民家庭中基本普及，该类发热部件的缺陷是能耗较大，在居住环境这些温升要求不高的场合，电热能量转换的效率不够高，安全性也不好。近年来，以碳晶材料为核心的产品逐渐走进了人们的视野，作为碳晶产品中的核心发热元件，其常见形式有碳素材料电热膜和碳纤维电热纸两种。

然而，就现有的碳素材料电热膜而言，其尚存在以下一些问题：①电热膜的外部保护层是后期通过粘附加工上去的，由于保护层的材料与电热膜材料的不同，容易发生压复不实、错位的情况，导致电流泄露，升高了故障率；②电热膜膜片叠加时会因局部温度过高而出现故障，存在重大的安全隐患；③电热膜上的金属载流条和碳晶发热体交接的部位容易产生电火花；④电能转化率还有待进一步提高。

就现有碳纤维电热纸而言，如中国专利申请号为201310312273.5公开了一种碳纤维复合电热纸及其制备方法，其由下列重量份的原料制成：碳纤维30-40、木浆100-120、乙烯基三乙氧基硅烷3-4、纳米铁粉3-4、聚醋酸乙烯乳液2-3、碳酸钠1-2、海泡石粉3-4、蛭石粉2-3、氯化锌1-2、硼酸1-2、过硫酸钠1-2、菜籽油1-2、花生壳粉1-2、改性云母粉3-4。虽然上述专利与传统的碳纤维复合电热纸相比，通过添加纳米铁粉，增加其导电性与稳定性，改善了现有碳纤维纸普遍存在的电阻不均匀，碳纤维在纸中分散不均匀，导致发热不均匀的问题，但是其研发的焦点在于对纸浆原料进行彻底改良，因而存在制造成本过高、生产效率低等问题。

此外，申请人是一家专门从事装饰纸研发与制造企业，在研发将碳晶发热体引入到装饰纸及装饰板时发现：相对于碳纤维电热纸，碳素材料电热膜以成本低、生产效率高的优点受到广大厂商的青睐，因而当前市场上普遍存在的碳晶发热体大多上就是以膜为载体的碳晶电热膜，但是在将电热膜与装饰纸相结合形成墙板或者地板时研发人员发现，由于电热膜与装饰纸的材质不同，两者在高温下极易发生脱离，不仅影响消费者的正常使用，而且留下很大的安全隐患。申请人在此基础上不断探索，并研制成功了一种以透气性纸张为载体的碳晶复合纸，该碳晶复合纸具有成本低、生产效率高、结构简单且牢固的特点。

那么如何设计一款与上述碳晶复合纸生产相配套的制备系统，已成为摆在本领域技术人员面前需要迫切解决的技术问题。

实用新型内容

为克服上述问题，本实用新型提供了一种碳晶复合纸的制备系统，填补了现有制造设备中缺少相应碳晶复合纸生产装置的空白，具有生产效率高，自动化强的优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碳晶复合纸的制备系统，该碳晶复合纸具有从上往下依次叠合的第一基材、碳晶电热纸和第二基材，上述第一基材、碳晶电热纸和第二基材均由三聚氰胺材料制成。上述制备系统包括印刷烘干系统、分切系统和热压复合系统。

其中，印刷烘干系统用于印制碳晶电热纸，其包括依次相接的第一印刷机、第一烘干机、第二印刷机和第二烘干机。上述第一印刷机用于将碳晶粉料与油墨的混合料印刷在纸张上，制成碳墨发热层。工作时，纸张水平传送至第一印刷机的版辊处，而后垂直向上运动。第一烘干机在纸张的垂直方向上左右布置有两台，优选的，纸张位于两台第一烘干机的中间位置，上述第一烘干机为热风式烘干机，其采用左右对吹的方式将碳墨发热层快速烘干，其热风风向与纸张的运动方向相垂直。当纸张穿过第一烘干机后，经一组转向辊运行至第二印刷机。第二印刷机用于将金属浆液印制在纸张上，制成金属载流条。工作时，纸张在第二印刷机的版辊带动下，将印制有金属浆液的纸张垂直向上提升。第二烘干机与第一烘干机的结构类似，同样在纸张的垂直方向上左右布置有两台，优选的，纸张位于两台第二烘干机的中间位置。上述第二烘干机为热风式烘干机，其采用左右对吹的方式将金属载流条快速烘干，其热风风向与纸张的运动方向相垂直。

分切系统，包括根据预设大小将碳晶电热纸切割以方便热压复合的第一分切机，以及用于将热压复合后的碳晶复合整板切割成碳晶复合纸的第二分切机。所述第一分切机位于第二烘干机与热压复合机之间，第二分切机位于热压复合机的出口端。

热压复合系统，用于将第一基材、碳晶电热纸、第二基材热压复合成碳晶复合整板，其包括热压复合机、分量装置和托盘。其中，分量装置用于按照预设的厚度统计第一基材和第二基材的张数，托盘用于承载第一基材、碳晶电热纸和第二基材，热压复合机用于复合成型。

作为本实用新型的进一步改进，在热压复合系统之前还包括浸胶烘干系统。该浸胶烘干系统包括依次相连的第一浸胶机、第一热风干燥箱、第二浸胶机和第二热风干燥箱。其中，第一浸胶机用于使得胶水充分渗透于纸张令两者充分结合，该第一浸胶机内装有由三聚氰胺胶、固化剂、渗透剂组成的混合溶液。第一热风干燥箱用于将浸胶后的纸张上的水分快速蒸发，以防热压复合后出现起泡的缺陷，该第一热风干燥箱在纸张运动方向上，上下布置有两组，通过热风的上下对吹，初步烘干碳晶电热纸上下两侧的水分。第二浸胶机的结构与第一浸胶机类似，不同的是第二浸胶机内装有由三聚氰胺胶、固化剂、脱模剂组成的混合溶液，其作用在于利于胶水脱模，防止在复合时第一基材、碳晶电热纸、第二基材粘接在钢板上。第二热风干燥箱的结构与第一热风干燥箱类似，其作用是进一步烘干碳晶电热纸上下两侧的水分，其同样在纸张运动方向上上下布置有两组，通过热风的上下对吹去除纸张上的水分。另外，第二热风干燥箱的长度可以设置的比第一热风干燥箱略长一些。

本实用新型中提到的碳晶复合纸为我司独创的全新发热产品，其包括从上往下依次叠合的第一基材、碳晶电热纸和第二基材。上述碳晶电热纸以透气性纸张为载体，在透气性纸张的一侧印制有由碳素晶体材料与油墨混合制成的碳墨发热层，在碳墨发热层上还设置有用于形成电热纸电极的金属载流条。透气性纸张上还设有与碳墨发热层相适配的胶合层。上述第一基材、透气性纸张和第二基材均由同一种材料制成。此外，将胶合层的面积与碳墨发热层的面积设置为相等，经反复试验，该面积比例适合与复合纸的上下基材充分胶合，保证胶合部经过加热后不分离。即使在制备过程中不浸胶而仅仅经热压机复合，也可以保证电热纸与上下基材之间的结合。优选的，胶合层和碳墨发热层呈长条形，并且在透气性纸张上间隔布置有多组。

在第一基材和碳晶电热纸之间设有与所述胶合层相结合的第一胶合部，碳晶电热纸和第二基材之间设有与所述胶合层相结合的第二胶合部。作为本实用新型的进一步改进，第一胶合部和第二胶合部由三聚氰胺胶经热压生成。作为本实用新型的更进一步改进，第一基材和第二基材由一张或若干张三聚氰胺纸通过热压机复合而成。如此设置的目的在于，通过所需复合纸的尺寸选定第一基材和第二基材相应的张数。

进一步的，上述第一基材、透气性纸张和第二基材均由三聚氰胺材料制成，当然其还可以选用其他耐高温型材料，并不受上述具体材料限制。上述金属载流条由铜浆或银浆制得。

由于透气性纸张、第一基材和第二基材均为纸质材料，具有良好的相容性，大大的避免了高温环境下传统电热膜容易与第一基材、第二基材相分离的缺陷。其中，透气性纸张优选为三聚氰胺纸，可进一步提高碳晶电热纸的耐高温性和耐火性能，同时三聚氰胺也是一种良好的粘合剂。通过第一基材、碳晶电热纸、第二基材的热压复合，可一次性形成具有极高强度的碳晶复合纸，而无需后期的装配边框过程，大大节省了作业时间。综上所述，上述碳晶复合纸具有结构简单，抗高温性能良好，反复高温加热不变形，物理性能稳定的特点，并且结构牢固，安全可靠，即使在高温环境下也能保证良好的结合力而不发生脱离，生产效率极高。

上述碳晶复合纸的制备方法，其包括如下步骤：

①调试准备：首先将透气性纸张安装在机架版辊上，接着将碳晶粉料与油墨的混合料、金属浆液分别装设在第一印刷机、第二印刷机的指定墨槽内。其中，第一印刷机用于印刷碳墨发热层，第二印刷机用于印刷金属载流条。两组印刷机的开机速度设置成200m/min，接着将第一烘干机和第二烘干机升温至150～200℃，然后将第一浸胶机、第二浸胶机的开机速度设定为40～50m/min，最后对浸胶环节中干燥箱的温度进行设定，完成调试。

②一次印刷并烘干：通过第一印刷机在透气性纸张上印刷碳墨发热层，接着经第一烘干机对碳墨进行烘干处理，以尽快去除油墨中的水分。优选的，第一烘干机左右布置有两台，印刷完碳墨发热层的透气性纸张位于两台第一烘干机之间，透气性纸张在版辊的牵引下自下而上运动，上述第一烘干机为热风式干燥机，其采用左右对吹的方式，其热风风向与透气性纸张的运动方向相垂直。

③二次印刷并烘干：通过第二印刷机在透气性纸张上印刷金属载流条，接着用第二烘干机烘干金属载流条，同样尽快去除金属载流条上的水分，即得碳晶电热纸。优选的，第二烘干机左右布置有两台，印刷完金属载流条的透气性纸张位于两台第二烘干机之间，透气性纸张在版辊的牵引下自下而上运动，上述第二烘干机为热风式干燥机，其采用左右对吹的方式，其热风风向与透气性纸张的运动方向相垂直，具体的，左侧的第二烘干机向右吹出热风，右侧的第二烘干机向左吹出热风。

④浸胶并烘干：该工序可分四步进行，第一步将步骤③中的碳晶电热纸浸入由三聚氰胺胶、固化剂、渗透剂组成的混合溶液中，使得三聚氰胺胶可在极短时间内充分浸渍在碳晶电热纸中。第二步经热风干燥箱，通过热风的上下对吹，初步烘干碳晶电热纸上下两侧的水分。第三步将烘干后的碳晶电热纸浸入由三聚氰胺胶、固化剂、脱模剂组成的混合溶液中，防止三聚氰胺胶在后续热压复合中粘接在热压机的压板上。第四步经热风干燥箱，通过热风的上下对吹，进一步烘干碳晶电热纸上下两侧的水分。

上述第二步、第四步的热风干燥箱呈上下间隔布置，浸胶后的碳晶电热纸位于中间位置，且在版辊牵引下向前运动，上部的热风干燥箱向下吹出热风，下部的热风干燥箱向上吹出热风，浸胶后的碳晶电热纸在两股热风作用下悬浮在中间位置，具体的，第二步中热风干燥箱设置有三组，第四步中热风干燥箱设置有五组。

⑤一次分切：根据印刷过程中在电热纸边缘留下的套色标记进行精密裁切，可有效防止因裁切不到位而损坏电热纸上的碳路和电路。由于在浸胶过程中，碳晶电热纸难免会存在一定程度的拉伸，因此需要在热压复合前将电热纸进行一次裁切。

⑥热压复合：将预设好的第二基材，分切后的碳晶电热纸，以及第一基材依次叠放在一起，并通过输送带运至热压机的指定位置进行热压复合，热压机的压力要求为1600～2500t，热压温度为100～180℃。

⑦二次分切：将复合成型的碳晶复合纸按照规定的尺寸进行分切。

⑧装配，制得碳晶复合纸。

本实用新型与现有技术相比，其优点在于：

本实用新型是为新产品碳晶复合纸配套设计的制备系统，该制备系统具有生产效率极高的优点。经“两次印刷并烘干、热压复合、分切”工序后直接形成具有一定强度和厚度的碳晶复合纸，减少了后续装配边框等复杂的加工工序，因而具有成本低、生产效率高的优点。而且由于碳晶电热纸与上下两侧的第一、二基材均为同一种材料，具有良好的相容性，因此其结构更加可靠。综上，通过上述制备系统可实现碳晶复合纸的流水化批量生产，极大提高了生产效率，另外值得一提的是，本实用新型的碳晶复合纸较之市面上任意一种碳晶产品，都有显著的成本优势，具有极强的市场竞争力。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

图1为实施例1中制备系统的结构示意图。

图2为实施例2中制备系统的结构示意图。

图3为印刷烘干系统的结构示意图，其中箭头表示热风风向。

图4为浸胶烘干系统的结构示意图，其中箭头表示热风风向。

图5为碳晶复合纸的剖视图。

图6为碳晶电热纸的剖视图。

图7为碳晶电热纸的主视图。

图中，101、第一基材；102、碳晶电热纸；103、第二基材；104、第一胶合部；105、第二胶合部；106、发热复合纸；1、纸张；2、碳墨发热层；3、金属载流条；4、胶合层；5、第一印刷机；6、第一烘干机；7、第二印刷机；8、第二烘干机；9、第一浸胶机；10、第一热风干燥箱；11、第二浸胶机；12、第二热风干燥箱；13、第一分切机；14、第二分切机；15、热压复合机。

具体实施方式

实施例1，

请参阅图5至7，一种碳晶复合纸106包括从上往下依次叠合的第一基材101、碳晶电热纸102和第二基材103。其中，碳晶电热纸102以透气性纸张1为载体，在透气性纸张1的一侧印制有由碳素晶体材料与油墨混合制成的碳墨发热层2，在碳墨发热层2上还设置有用于形成电热纸电极的金属载流条3。透气性纸张1上还设有与碳墨发热层2相适配的胶合层4。在第一基材101和碳晶电热纸102之间设有与所述胶合层相结合的第一胶合部104，碳晶电热纸102和第二基材103之间设有与所述胶合层相结合的第二胶合部105。碳墨发热层2的面积与胶合层4的面积相等。碳墨发热层2和胶合层4均呈长条形，且在透气性纸张1上间隔布置有多组。透气性纸张1由三聚氰胺材料制成，金属载流条3由铜浆或银浆制得。第一基材101和第二基材103均由三聚氰胺材料制成。第一基材101和第二基材103均由一张或若干张三聚氰胺纸通过热压机复合成型。第一胶合部104和第二胶合部105由三聚氰胺胶经热压生成。

请参阅图1、3，一种用于制备上述碳晶复合纸的制备系统，其包括印刷烘干系统、分切系统和热压复合系统。

其中，印刷烘干系统包括依次相接的第一印刷机5、第一烘干机6、第二印刷机7和第二烘干机8。

第一印刷机5用于将碳晶粉料与油墨的混合料印刷在纸张上，制成碳墨发热层。工作时，纸张1水平传送至第一印刷机的版辊处，而后垂直向上运动。

第一烘干机6在纸张的垂直方向上左右布置有两台，纸张1位于两台第一烘干机的中间位置，上述第一烘干机为热风式烘干机，其采用左右对吹的方式将碳墨发热层快速烘干，其热风风向与纸张的运动方向相垂直。当纸张1穿过第一烘干机6后，经一组转向辊运行至第二印刷机7。

第二印刷机7用于将金属浆液印制在纸张上，制成金属载流条。工作时，纸张1在第二印刷机7的版辊带动下，将印制有金属浆液的纸张垂直向上提升。

第二烘干机8在纸张1的垂直方向上左右布置有两台，纸张1位于两台第二烘干机的中间位置。上述第二烘干机8为热风式烘干机，其采用左右对吹的方式将金属载流条快速烘干，其热风风向与纸张的运动方向相垂直。

热压复合系统包括热压复合机15、分量装置和托盘。其中，分量装置用于按照预设的厚度统计第一基材和第二基材的张数，托盘用于承载第一基材、碳晶电热纸和第二基材，热压复合机用于复合成型。

分切系统包括根据预设大小将碳晶电热纸切割以方便热压复合的第一分切机13，以及用于将热压复合后的碳晶复合整板切割成碳晶复合纸的第二分切机14。第一分切机13位于第二烘干机8与热压复合机15之间，第二分切机14位于热压复合机15的出口端。

实施例2，

请参阅图2、4，一种碳晶复合纸的制备系统，其还包括设置在热压复合系统之前的浸胶烘干系统，其余同实施例1相同。

该浸胶烘干系统包括依次相连的第一浸胶机9、第一热风干燥箱10、第二浸胶机11和第二热风干燥箱12。

其中，第一浸胶机9用于使得胶水充分渗透于纸张令两者充分结合，该第一浸胶机9内装有由三聚氰胺胶、固化剂、渗透剂组成的混合溶液。

第一热风干燥箱10用于将浸胶后的纸张上的水分快速蒸发，以防热压复合后出现起泡的缺陷，该第一热风干燥箱10在纸张运动方向上上下布置有两组，通过热风的上下对吹，初步烘干碳晶电热纸102上下两侧的水分。

第二浸胶机11内装有由三聚氰胺胶、固化剂、脱模剂组成的混合溶液，其作用在于利于胶水脱模，防止在复合时第一基材101、碳晶电热纸102、第二基材103粘接在热压复合机的模压钢板上。

第二热风干燥箱12的作用是进一步烘干碳晶电热纸102上下两侧的水分，其同样在纸张运动方向上上下布置有两组，通过热风的上下对吹去除纸张上的水分。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的范围进行限定，故在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，如改变第一印刷机和第二印刷机的印刷顺序等等，均应落入本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种碳晶复合纸的制备系统，该碳晶复合纸具有从上往下依次叠合的第一基材、碳晶电热纸和第二基材，其特征在于：所述制备系统包括印刷烘干系统、分切系统和热压复合系统；

所述印刷烘干系统用于印制碳晶电热纸，其包括依次相接的用于将碳晶粉料与油墨的混合料印刷在纸张上制成碳墨发热层的第一印刷机，用于将碳墨发热层快速烘干的第一烘干机，用于将金属浆液印制在纸张上制成金属载流条的第二印刷机，以及用于将金属载流条快速烘干的第二烘干机；

热压复合系统包括热压复合机、分量装置和托盘；其中，分量装置用于按照预设的厚度统计第一基材和第二基材的张数，托盘用于承载第一基材、碳晶电热纸和第二基材，热压复合机用于将第一基材、碳晶电热纸、第二基材热压复合成碳晶复合整板；

分切系统，包括根据预设大小将碳晶电热纸切割以方便热压复合的第一分切机，以及用于将热压复合后的碳晶复合整板切割成碳晶复合纸的第二分切机；所述第一分切机位于第二烘干机与热压复合机之间，第二分切机位于热压复合机的出口端。

2.如权利要求1所述碳晶复合纸的制备系统，其特征在于：所述纸张经第一印刷机的版辊带动后垂直向上运动，第一烘干机在纸张的运动方向上左右布置有两台，该第一烘干机采用左右对吹的方式将碳墨发热层快速烘干，其热风风向与纸张的运动方向相垂直。

3.如权利要求1所述碳晶复合纸的制备系统，其特征在于：所述纸张经第二印刷机的版辊带动后垂直向上运动，第二烘干机在纸张的运动方向上左右布置有两台，该第二烘干机采用左右对吹的方式将金属载流条快速烘干，其热风风向与纸张的运动方向相垂直。

4.如权利要求1所述碳晶复合纸的制备系统，其特征在于：在热压复合系统之前还包括浸胶烘干系统。

5.如权利要求4所述碳晶复合纸的制备系统，其特征在于：所述浸胶烘干系统包括依次相连的用于使得胶水充分渗透于纸张的第一浸胶机，用于将浸胶后纸张上水分快速蒸发的第一热风干燥箱，用于帮助胶水脱模的第二浸胶机，以及用于进一步烘干碳晶电热纸上下两侧水分的第二热风干燥箱。

6.如权利要求5所述碳晶复合纸的制备系统，其特征在于：所述第一浸胶机内装有由三聚氰胺胶、固化剂、渗透剂组成的混合溶液；第二浸胶机内装有由三聚氰胺胶、固化剂、脱模剂组成的混合溶液。

7.如权利要求5所述碳晶复合纸的制备系统，其特征在于：所述第一热风干燥箱在水平方向上上下布置有两组，通过热风的上下对吹，初步烘干碳晶电热纸上下两侧的水分；第二热风干燥箱在水平方向上上下布置有两组，通过热风的上下对吹，彻底烘干碳晶电热纸上下两侧的水分。