CN101095969A

CN101095969A - 一种红外线产生器

Info

Publication number: CN101095969A
Application number: CNA2006100926087A
Authority: CN
Inventors: 李其然
Original assignee: WS Far IR Medical Technology Co Ltd
Current assignee: WS Far IR Medical Technology Co Ltd
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2008-01-02

Abstract

本发明公开了一种红外线产生器，包含基体、电热体和红外线放射体。电热体位于基体上，通电以产生热。红外线放射体位于电热体上，吸收热以产生红外线。红外线放射体包含红外线涂料。红外线涂料的组成包含石墨及碳黑，石墨及碳黑的比例约为1∶1～2。本发明的红外线产生器仅用石墨及碳黑作红外线涂料，即能达到优异的红外线放射率。

Description

一种红外线产生器

技术领域

本发明涉及一种辐射产生器，尤其涉及一种红外线产生器。

背景技术

红外线是属于电磁波的一种，其波长范围约在0.75～1000微米，可依其波长细分为近红外线、中红外线以及远红外线。近红外线的波长约在0.75～1.5微米，中红外线的波长约在1.5～5.6微米，远红外线的波长约在5.6～1000微米。经科学研究发现红外线具有疗效，特别是波长约6～14微米的远红外线。因为其波长范围可与生物体内的水分子进行共振，所以特别易于被生物体吸收，被认为具有促进生物体生长的功能。因此波长约6～14微米的远红外线又被称为[生育光波](bio-spectrum)。在科学界因而兴起一股研究红外线医疗用途的热潮，各式各样与红外线保健有关的产品应运而生。

医疗用的红外线产生器，是将红外线涂料涂布在能产生高热的电热体上，红外线涂料受热后会产生红外线。通过照射红外线涂料产生的红外线，达到医疗的目的。

现有用来产生红外线的涂料都为复方涂料，由十几种金属氧化物共同混合成的，其中甚至还涉及到一些少见且昂贵的金属氧化物。因此现有的红外线涂料本身的价格昂贵。并且要将十几种物性化性均不同的配方成分均匀混合的制作难度相当高，不仅制作方法复杂，制作成本还相当高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种红外线产生器和其所用的红外线涂料组成。此种红外线产生器所用的红外线涂料具有优异的红外线放射率，特别是远红外线光区。并且，此红外线涂料的配方简单，制造容易，制造成本低廉。除此以外，此红外线涂料的材料成本也相当低廉，仅有现有红外线涂料成本的1/10。

为实现上述目的，本发明提供一种红外线产生器，包含基体、电热体和红外线放射体。电热体位于基体上，通电以产生热。红外线放射体位于电热体上，吸收热以产生红外线。红外线放射体包含红外线涂料。红外线涂料的组成包含石墨及碳黑，石墨及碳黑的比例约为1∶1～2。

而且，根据本发明的上述目的，提出一种红外线涂料的组成。红外线涂料的组成包含石墨及碳黑，石墨及碳黑的比例约为1∶1～2。

由上述可知，本发明的红外线产生器采用具有高红外线放射率的碳作为红外线涂料。在红外线涂料中将碳的两种同素异形体石墨及碳黑以约1∶1～2的比例混合。不仅可以改善石墨导电性高，不易于涂布于电热体的问题，同时也改善了碳黑容易氧化变质的问题。

相较于现有的红外线产生器为了追求高的红外线放射率，使用高达十几种金属氧化物的红外线涂料。本发明的红外线产生器仅用石墨及碳黑作红外线涂料，即能达到优异的红外线放射率。两相比较之下，本发明的红外线涂料不仅能大幅简化制造红外线涂料的过程，还能降低制造所需的成本。此外，本发明的红外线涂料所用的石墨和碳黑成本低廉，取得容易。因此本发明的红外线涂料的材料成本可以大幅降低到现有红外线涂料材料成本的1/10以下。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详细说明如下：

图1为依照本发明较佳实施例的一种红外线产生器的示意图；

图2为本发明较佳实施例的一种红外线产生器的红外线放射光谱。

其中，附图标记：

100：红外线产生器 110：基体

120：电热体 130：红外线放射体

具体实施方式

碳具有高的红外线放射率，碳的多种同素异型体的放射率都高于90％，其中一种同素异型体石墨，在温度20℃时，其红外线放射率甚至高达98％。因此本发明着眼于碳的高红外线放射率，构思如何将碳应用于现今的红外线产生器中。

首先，遇到的第一个瓶颈是石墨的高导电性。虽然石墨的红外线放射率相当高，但是石墨具有的高导电性却不适宜应用于红外线产生器。当石墨涂布于红外线产生器的电热体上时，石墨的高导电性会造成电热体产生漏电的现象。

因此，尝试用碳的另一种同素异形体碳黑作为红外线产生器的红外线涂料。碳黑也具有高的红外线放射率，在温度20℃时，其红外线放射率可达95％。碳黑虽然没有石墨导电性的问题，却相当容易氧化变质。因此碳黑也不适合应用在红外线产生器上。

最后，试图将石墨和碳黑两者相混合。希望通过将碳黑混入石墨中，降低红外线涂料中石墨所占的比例，以降低红外线涂料的导电性。

表一混合不同比例的石墨和碳黑所作的测试结果

样品	石墨(％)	碳黑(％)	电阻减少量(欧姆)	导电性
样品	石墨(％)	碳黑(％)	电阻减少量(欧姆)	导电性	1	100	0	175	导电
2	70	30	40	导电	1	100	0	175	导电
2	70	30	40	导电	3	50	50	0	不导电
4	30	70	0	不导电	3	50	50	0	不导电

表一为混合不同比例的石墨和碳黑所作的测试结果。在测试方法中将石墨和碳黑以不同比例混合后涂布于电热体上，电热体本身的电阻为340欧姆，测试涂布后的电阻减少量。由电阻减少量判断涂料的导电性。

在表一中样品1的测试，当石墨没有混入碳黑时，涂料的导电性相当高。涂料的高导电性使得电热体的电阻大幅下降，通入电热体的电流量因而大幅增加。随着通入电热体的电流量增加，电热体的温度急速上升，最终电热体承受不了高温而破裂。在样品2的测试中，因为在石墨中加入了碳黑，对涂料的导电性起了明显的抑制效应。虽然没有前述电热体的破裂的情形，但在电热体上还是可以观察到一些短路所造成的火花。因此无论是样品1还是样品2的涂料都不适合作电热体的涂料。在样品3和样品4的测试中，随着涂料中碳黑比例的增加，涂料的导电性获得完全的抑制。因此碳黑成功的抑制石墨的导电性。

此外，也发现由于石墨的存在，降低了碳黑的氧化性。综合上述的测试结果，当红外线涂料中石墨和碳黑的比例约为1∶1～2，也就是接近上述样品3和样品4的混合比例时，红外线涂料不仅不导电，且没有氧化变质的疑虑，相当适宜作为电热体的涂料。

图1为依照本发明较佳实施例的一种红外线产生器的示意图。红外线产生器100包含基体110、电热体120和红外线放射体130。电热体120位于基体110上，通电后产生热，以供红外线放射体130产生红外线所需要的能量。红外线放射体130位于电热体120上，吸收电热体120的热产生红外线。红外线放射体130包含红外线涂料。红外线涂料的组成包含石墨及碳黑，其中石墨及碳黑的比例较佳约为1∶1～2。

上述基体110需能耐高热，在高温下也不会轻易变形。基体的材质较佳为刚性或半刚性耐温绝缘材料，例如可为陶瓷、碳化硅、玻璃、云母或耐热塑料。在图1中基体110是以板状作说明，然则基体110并不只限于板状，也可为其它形状，例如管状、球状或其它合适的几何形状。电热体120可以为如图1所示的覆盖于基体110表面的电热膜。在其它的实施例，电热体120也可为类半导体自热材料所作成的装置例如碳化硅电阻。在其它的实施例中，电热体120还可为埋藏式电热丝或电热管。上述的红外线放射体130除了可以用涂布的方式形成于电热体120上，也可以用印刷、喷涂或吸附等其它方式形成于电热体120上。红外线放射体130的红外线涂料中除了石墨及碳黑以外，还会加入粘着剂，以增加红外线涂料对电热体120的附着性。所用的粘着剂可为硅的有机粘着剂或是硅的无机粘着剂。

图2为本发明较佳实施例的一种红外线产生器的红外线放射光谱。此红外线放射光谱是在室温22℃下用红外光谱辐射计(infrared radiometer)量测得到的，测试所用的方法为辐射计法(radiometric method)。从光谱中可发现本发明的红外线产生器在红外线光区具有高的放射率，尤其是在具有医疗效果的远红外线光区段。光谱中显示红外线产生器所发射的波长范围约在2.2～10.2微米，波峰位置约在5.5微米。虽然光谱中量测的波长范围仅到10.2微米，但是实际上本发明的红外线产生器在高于10.2微米的波长范围依然是有放射的。本发明的红外线产生器实际上所放射的波长范围约在3～25微米。

由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明具有下列优点。

(1)本发明的红外线涂料的配方简单，制造容易，并且制造成本低廉。

(2)本发明的红外线涂料具有优异的红外线放射率，特别是远红外线区段的放射率。并且红外线涂料的材料成本低廉，仅有现有红外线涂料成本的1/10。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种红外线产生器，其特征在于，包含：

一基体；

一电热体，位于该基体上，通电以产生热；以及

一红外线放射体，位于该电热体上，吸收该热以产生红外线，该红外线放射体包含一红外线涂料，该红外线涂料的组成包含石墨及碳黑，该石墨及该碳黑的比例约为1∶1～2。

2.根据权利要求1所述红外线产生器，其特征在于，该红外线涂料的组成还包含一粘着剂，将该红外线涂料粘着于该电热体上，该粘着剂为硅的有机粘着剂或硅的无机粘着剂。

3.根据权利要求1所述红外线产生器，其特征在于，该红外线涂料产生的波长约3～25微米。

4.根据权利要求1所述红外线产生器，其特征在于，该基体的材质为刚性或半刚性耐温绝缘材料。

5.根据权利要求1所述红外线产生器，其特征在于，该基体的材质为陶瓷、碳化硅、玻璃、云母或耐热塑料。

6.根据权利要求1所述红外线产生器，其特征在于，该电热体的材质为类半导体自热材料。

7.根据权利要求1所述红外线产生器，其特征在于，该电热体为埋藏式电热丝或电热管。

8.根据权利要求1所述红外线产生器，其特征在于，该红外线放射体以涂刷、印刷、喷涂或吸附的方式形成于电热体上。

9.一种红外线涂料的组成，其特征在于，包含石墨及碳黑，该石墨及该碳黑的比例约为1∶1～2。

10.根据权利要求9所述红外线涂料的组成，其特征在于，还包含一粘着剂，将该红外线涂料粘着于一电热体上，该粘着剂为硅的有机粘着剂或硅的无机粘着剂。