CN102984833A - 柔性远红外发热膜及其制备方法及用其制造的远红外毯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远红外发热膜及其制备方法及应用其制造的远红外毯，涉及发热膜技术领域，包括远红外发热层，所述远红外发热层的两侧均植入有电极，所述电极的延伸方向与所述远红外发热层的延伸方向一致，所述远红外发热层的正反两表面上均附着有柔性绝缘层，两层所述的柔性绝缘层的外侧均附着有金属屏蔽层；所述远红外发热层由导电油墨和远红外发射剂混合而成，所述导电油墨=3～5重量份，所述远红外发射剂=1～3重量份。本发明解决了现有技术中远红外发热设备硬度高，发射的远红外线不稳定，安全性能差等技术问题。本发明柔性远红外发热膜及用其制造的远红外毯具有柔性好，发射的远红外线波长稳定，使用安全性能高等优点。

Description

柔性远红外发热膜及其制备方法及用其制造的远红外毯

技术领域

本发明涉及电热膜技术领域，特别涉及一种柔性远红外发热膜及其制备方法及用其制造的远红外毯。

背景技术

电热膜供暖是世界上新兴的供暖方式之一，它是一种以电能为源，通过红外辐射进行传热的新型供暖方式。因其具有耐高压、耐潮湿、承受温度范围广、高韧度和低收缩率等优良性能，进而得到了越来越广泛的应用。目前，现有技术中的远红外发热膜及用其制造的供暖设备因材料和工艺的限制均存在以下不足：一、电热转换率低，电能得不到充分的利用，浪费能源；二、远红外射线发射不稳定，不能将远红外射线的波长稳定在对人体健康最有益的波段，起不到保健作用；三、硬度过高，难以进行折叠，使得存储和运输的难度大；四、不能进行随意剪裁，尺寸固定，应用范围小；五、易发生电流泄漏，易产生静电和火花，安全性能低。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种柔性远红外发热膜，此柔性远红外发热膜热转换效率高，安全性能好，并有很好的柔性和耐拉性，便于折叠。

作为一个总的发明构思，本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种柔性远红外发热膜的制备方法。

作为一个总的发明构思，本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种远红外毯，此远红外毯发热稳定，安全性高。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种柔性远红外发热膜，柔性远红外发热膜，包括远红外发热层，所述远红外发热层的两侧均植入有电极，所述电极的延伸方向与所述远红外发热层的延伸方向一致，所述远红外发热层的正反两表面上均附着有柔性绝缘层，两层所述的柔性绝缘层的外侧均附着有金属屏蔽层；所述远红外发热层由导电油墨和远红外发射剂经混合、涂覆和辊压定型而成，所述导电油墨=3～5重量份，所述远红外发射剂=1～3重量份。

作为一种改进，所述电极的材质为碳素纤维。

作为进一步的改进，所述柔性绝缘层与所述金属屏蔽层之间涂有热熔胶薄膜，所述柔性绝缘层和金属屏蔽层通过所述热熔胶薄膜粘合为一体。

作为进一步的改进，所述热熔胶薄膜的厚度为0.1mm～0.15mm。

作为进一步的改进，所述柔性绝缘层为柔性塑料薄膜层。

作为进一步的改进，所述金属屏蔽层为铝箔。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：一种柔性远红外发热膜的制备方法，包括以下步骤：

1）、将3～5重量份的导电油墨与1～3重量份远红外发射剂混合成液态混合物；

2）、提供与辊压机的宽度相适配的柔性绝缘层；

3）、在所述步骤2）提供的所述柔性绝缘层的正表面的两侧各放置一条电极，将所述步骤1）制得的所述液态混合物均匀的涂覆到所述柔性绝缘层放置有所述电极的表面上，然后在所述液态混合物的上面再铺上一层柔性绝缘层形成保护；

4）、用辊压机将所述步骤3）制得的产物辊压定型；

5）、在所述步骤4）制得的产物的正反两面各涂一层热熔胶薄膜，然后在两层所述的热熔胶薄膜上各粘附一层金属屏蔽层，即制得所述柔性远红外发热膜。

作为一种改进，所述步骤4）中辊压机的压辊温度为110℃～150℃。

为解决上述第三个技术问题，本发明的技术方案是：一种远红外毯，包括所述柔性远红外发热膜，所述柔性远红外发热膜的正反两表面均设有阻燃纤维层，所述柔性远红外发热膜与所述阻燃纤维层之间安装有若干温度传感器；所述远红外毯还包括电气控制装置。

作为一种改进，所述电气控制装置包括电源转换电路、漏电保护电路、温度控制电路和电路老化检测电路。

本发明的有益效果在于：本发明所述的柔性远红外发热膜包括远红外发热层，远红外发热层的两侧均植入有电极，远红外发热层的正反两表面上均附着有柔性绝缘层，两层柔性绝缘层的外侧均附着有金属屏蔽层；远红外发热层由导电油墨和远红外发射剂混合而成，导电油墨=3～5重量份，远红外发射剂=1～3重量份。由于远红外发热层由导电油墨和远红外发射剂混合而成，且导电油墨和远红外发射剂按照3～5比1～3的重量份比混合，从而提高了远红外发射材料的电热转换率，提高了电能的利用率，节约能源，同时还使得柔性远红外发热膜发射的红外线稳定，使得发射的红外线波长保持在4～1 6um之间，这个波段的远红外线是生物生存必不可少的物质，对人体的健康最具保健作用；由于远红外发热层的正反两表面上均附着有柔性绝缘层作为保护层，提高了产品的柔性和耐拉性，便于折叠存储和运输；由于柔性绝缘层的外侧附着有金属屏蔽层，金属屏蔽层可以防止柔性远红外发热膜工作时电流的泄漏，同时金属屏蔽层还可以杜绝静电和火花的产生，提高了产品的安全性能。

由于电极的材质为碳素纤维，碳素纤维具有耐高温、耐摩擦、耐腐蚀、比重小、强度大等特点，采用碳素纤维作为电极可以提高柔性远红外发热膜的工作稳定性和可靠性，且使得柔性远红外发热膜具有较轻的重量；同时可以使得柔性远红外发热膜纵向随意剪切，部分受损也不会影响整体功能。

本发明所述的远红外毯，包括所述柔性远红外发热膜，柔性远红外发热膜的正反两表面均设有阻燃纤维层，柔性远红外发热膜与阻燃纤维层之间安装有若干温度传感器；远红外地毯还包括电气控制装置。由于柔性远红外发热膜的正反两表面均设有阻燃纤维层，提高了远红外毯的安全性能；由于设有温度传感器和电气控制装置，电气控制装置根据温度传感器的信号可对远红外毯的温度进行调节，防止远红外毯因温度过高而发生事故，提高了远红外毯发射温度的稳定，提高了人们的舒适感，且安全性高。

综上所述，本发明柔性远红外发热膜及其制备方法及用其制造的远红外毯解决了现有技术中远红外发热产品硬度高，发射的远红外线不稳定，安全性能差等技术问题。本发明柔性远红外发热膜及用其制造的远红外毯具有柔性好，发射的远红外线波长稳定，使用安全性能高等优点。

附图说明

图1是本发明柔性远红外发热膜的立体结构示意图；

图2是本发明柔性远红外发热膜的剖面结构示意图；

图3是本发明远红外毯的剖面结构示意图；

图4是本发明远红外毯的电气控制装置的结构框图；

图5是本发明远红外毯的控制电路的结构框图；

图中：11、远红外发热层，12、柔性绝缘层，13、金属屏蔽层，14、电极，15、热熔胶薄膜，31、柔性远红外发热膜，32、阻燃纤维层，33、温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。

实施例一：

如图1和图2共同所示，一种柔性远红外发热膜，包括远红外发热层11，远红外发热层11的两侧均植入有电极14，电极14的延伸方向与远红外发热层11的延伸方向一致，远红外发热层11的正反两表面上均附着有柔性绝缘层12，两层柔性绝缘层12的外侧均附着有金属屏蔽层13；远红外发热层11由导电油墨和远红外发射剂混合而成，远红外发射剂为碳晶，其中导电油墨=3重量份，远红外发射剂=1重量份。由于远红外发热层11由导电油墨和远红外发射剂混合而成，且导电油墨和远红外发射剂按照3：1的重量份比混合，从而提高了远红外发射材料的电热转换率，提高了电能的利用率，节约能源，同时还使得柔性远红外发热膜发射的红外线稳定，使得发射的红外线波长保持在4～16um之间，这个波段的远红外线是生物生存必不可少的物质，对人体的健康最具保健作用；由于远红外发热层11的正反两表面上均附着有柔性绝缘层12作为保护层，提高了产品的柔性和耐拉性，便于折叠存储和运输；由于柔性绝缘层12的外侧附着有金属屏蔽层13，金属屏蔽层13可以防止柔性远红外发热膜工作时电流的泄漏，同时金属屏蔽层13还可以杜绝静电和火花的产生，提高了产品的安全性能。

电极14可以采用金属纤维，但是碳素纤维与金属纤维相比具有耐高温、耐摩擦、耐腐蚀、比重小、强度大等特点，采用碳素纤维作为电极可以提高柔性远红外发热膜的工作稳定性和可靠性，且使得柔性远红外发热膜具有较轻的重量；同时可以使得柔性远红外发热膜纵向随意剪切，部分受损也不会影响整体功能。故本实施例优选碳素纤维作为电极14。

柔性绝缘层12与金属屏蔽层13之间涂有热熔胶薄膜15，柔性绝缘层12和金属屏蔽层13通过热熔胶薄膜15粘合为一体。热熔胶薄膜15的厚度为0.1mm～0.15mm。

柔性绝缘层12为柔性塑料薄膜层，可以采用POF（热缩塑料）、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料）、PP（聚丙烯）和PET（聚对笨二甲酸乙二酯）。PET俗称聚酯，因其塑料分子结构高度对称，具有一定的结晶取向能力，故而具有较高的成膜性，另外PET塑料具有优良的耐磨耗摩擦性和尺寸稳定性及电绝缘性。故本实施例优选PET薄膜做为柔性绝缘层12。

金属屏蔽层13可采用铝箔、不锈钢箔片或银箔等金属箔片，因为铝箔具有重量轻，价格底等优点，故本实施例优选铝箔做为金属屏蔽层13。

上述柔性远红外发热膜的制备方法，包括以下步骤：

1）、将导电油墨与远红外发射剂按照3：1重量份的比例混合，搅拌为液态混合物备用；

2）、按照辊压机生产的宽度选用宽度适配的PET薄膜做为柔性绝缘层12；

3）、在柔性绝缘层12正表面的两侧各放置一条电极14，将导电油墨与远红外发射剂混合制得的液态混合物均匀的倒入柔性绝缘层12放置有电极14的表面上，然后在液态混合物的上面再铺上另一层柔性绝缘层12形成保护；

4）、调整辊压机的沉降量及辊轴速度，并将辊压机的温度调到110℃～130℃，然后缓慢的辊压步骤3）制得的产物，压制定型；

5）、在步骤4）制得的产物的正反两面均涂一层0.1mm～0.15mm厚的热熔胶薄膜15，然后在两层热熔胶薄膜15上各粘附一层铝箔作为金属屏蔽层13，用以起到导热和安全保护作用，即制得了柔性远红外发热膜。

如图3、图4和图5共同所示，一种由上述远红外发热膜制得的远红外毯，包括柔性远红外发热膜31，柔性远红外发热膜31的正反两表面均设有阻燃纤维层32，柔性远红外发热膜31与阻燃纤维层32之间安装有若干个温度传感器33用以检测柔性远红外发热膜31的温度；温度传感器33采用NTC型热敏电阻，温度传感器33将采样的温度信号传输给电气控制装置中的控制电路，通过CPU芯片的运算来实现远红外毯的温度控制。由于柔性远红外发热膜31的正反两表面均设有阻燃纤维层32，提高了远红外毯的安全性能；由于设有温度传感器33和电气控制装置，电气控制装置根据温度传感器33的信号可对远红外毯的温度进行调节，防止远红外毯因温度过高而发了事故，提高了远红外毯发射温度的稳定，提高了人们的舒适感，且安全性高。

电气控制装置包括电源转换电路、漏电保护电路和控制电路。

电源转换电路可将220V的市电转换成控制电路需要的12V和5V直流电源。

漏电保护电路通过检测互感线圈的电流，并将此互感线圈的电流信号传输给控制电路，由CPU芯片进行运算并在发生漏电和短路等情况时控制漏电保护电路中的双刀双掷继电器动作，将电源切断，起到安全保护作用。

控制电路包括与CPU芯片连接的温度控制电路、参数设定电路、显示电路和电路老化检测电路。CPU芯片采用单片机实现。

温度控制电路连接温度传感器33，通过温度传感器采样远红外毯的温度，并将采样到的温度处理后传给CPU芯片，CPU芯片通过与设定温度进行比较，当采样到的温度低于设定温度时，CPU芯片控制远红外毯继续工作；当采样到的温度超过了设定温度时，CPU芯片控制温度控制电路中的可控硅动作，切断电源，起到过温保护作用，同时也使得远红外毯的温度恒定，使人体感到舒适，且可节约电能。

参数设定电路设有电源键、温度键和定时键，通过这三个按键可以对远红外地毯的工作状态进行控制。

显示电路，显示电路采用三位数码管实现，可显示温度和时间，对温度的显示可精确到小数点后一位。

电路老化检测电路通过对电路运行情况的实时检测，能够及时发现电路的老化情况，并报警，对远红外毯的安全运行提供了可靠的保障。

上述电路结构并不是本发明的发明要点，且本领域技术人员通过现有技术即可实现，故在此不再详述。

本实施例中提到的远红外发热膜31正反两侧的阻燃纤维层32，优选方式为远红外发热膜31正表面侧的阻燃纤维层由柔性阻燃纤维制得，远红外发热膜31反表面侧的阻燃纤维层由硬质阻燃纤维制得。

实施例二：

如图1和图2共同所示，一种柔性远红外发热膜，其结构与实施例一基本相同，不同之处在于：远红外发热层11由导电油墨和远红外发射剂混合而成，远红外发射剂为碳晶，其中导电油墨=4重量份，远红外发射剂=2重量份。

上述柔性远红外发热膜的制备方法，其步骤与实施例一基本相同，不同之处在于：步骤1）中的导电油墨与远红外发射剂按照4：2重量份的比例混合，搅拌为液态混合物备用。

如图3、图4和图5共同所示，一种由上述远红外发热膜制得的远红外地毯，其结构与实施例一基本相同，不同之处在于：用于制得远红外毯的远红外发热膜31是采用4重量份的导电油墨与2重量分的远红外发射剂混合制得。

实施例三：

如图1和图2共同所示，一种柔性远红外发热膜，其结构与实施例一基本相同，不同之处在于：远红外发热层11由导电油墨和远红外发射剂混合而成，远红外发射剂为碳晶，其中导电油墨=5重量份，远红外发射剂=3重量份。

上述柔性远红外发热膜的制备方法，其步骤与实施例一基本相同，不同之处在于：步骤1）中的导电油墨与远红外发射剂按照5：3重量份的比例混合，搅拌为液态混合物备用。

如图3、图4和图5共同所示，一种由上述远红外发热膜制得的远红外毯，其结构与实施例一基本相同，不同之处在于：用于制得远红外毯的远红外发热膜31是采用5重量份的导电油墨与3重量分的远红外发射剂混合制得。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.柔性远红外发热膜，包括远红外发热层，所述远红外发热层的两侧均植入有电极，所述电极的延伸方向与所述远红外发热层的延伸方向一致，其特征在于：所述远红外发热层的正反两表面上均附着有柔性绝缘层，两层所述的柔性绝缘层的外侧均附着有金属屏蔽层；所述远红外发热层由导电油墨和远红外发射剂经混合、涂覆和辊压定型而成，所述导电油墨=3～5重量份，所述远红外发射剂=1～3重量份。

2.根据权利要求1所述的柔性远红外发热膜，其特征在于：所述电极的材质为碳素纤维。

3.根据权利要求1或2所述的柔性远红外发热膜，其特征在于：所述柔性绝缘层与所述金属屏蔽层之间涂有热熔胶薄膜，所述柔性绝缘层和金属屏蔽层通过所述热熔胶薄膜粘合为一体。

4.根据权利要求3所述的柔性远红外发热膜，其特征在于：所述热熔胶薄膜的厚度为0.1mm～0.15mm。

5.根据权利要求4所述的柔性远红外发热膜，其特征在于：所述柔性绝缘层为柔性塑料薄膜层。

6.根据权利要求4所述的柔性远红外发热膜，其特征在于：所述金属屏蔽层为铝箔。

7.柔性远红外发热膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）、将3～5重量份的导电油墨与1～3重量份远红外发射剂混合成液态混合物；

2）、提供与辊压机的宽度相适配的柔性绝缘层；

3）、在所述步骤2）提供的所述柔性绝缘层的正表面的两侧各放置一条电极，将所述步骤1）制得的所述液态混合物均匀的涂覆到所述柔性绝缘层放置有所述电极的表面上，然后在所述液态混合物的上面再铺上一层柔性绝缘层形成保护；

4）、用辊压机将所述步骤3）制得的产物辊压定型；

5）、在所述步骤4）制得的产物的正反两面各涂一层热熔胶薄膜，然后在两层所述的热熔胶薄膜上各粘附一层金属屏蔽层，即制得所述柔性远红外发热膜。

8.根据权利要求7所述的柔性远红外发热膜的制备方法，其特征在于：所述步骤4）中辊压机的压辊温度为110℃～150℃。

9.应用权利要求1所述的柔性远红外发热膜制造的远红外毯，其特征在于：包括所述柔性远红外发热膜，所述柔性远红外发热膜的正反两表面均设有阻燃纤维层，所述柔性远红外发热膜与所述阻燃纤维层之间安装有若干温度传感器；所述远红外毯还包括电气控制装置。

10.根据权利要求9所述的远红外毯，其特征在于：所述电气控制装置包括电源转换电路、漏电保护电路、温度控制电路和电路老化检测电路。

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