CN104602372A - 一种低温辐射电热膜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低温辐射电热膜，具有多层的薄膜状结构，两侧最外层为绝缘薄膜，中间一层发热层，所述发热层为并联的导电碳浆油墨条组成，在所述上层绝缘薄膜与所述发热层之间设置有导电油墨电极条，与外部电源连接。本发明所述的导电碳浆油墨设计成一种特殊的蜂窝状结构，其特点为粘合点设计为六边形，粘合点图形的外接圆直径D尺寸在5-20mm间，B与C尺寸的比值在1.6-2.4之间。这样的设计可以保证油墨各处电流密度基本相同，发热功率和表面温度也更为一致，同时避免出现大面积粘合点，进一步提高电热膜表面温度的一致性，有利于延长电热膜的使用寿命和提高人体的舒适度。

Description

一种低温辐射电热膜

技术领域

本发明涉及一种低温辐射电热膜。

背景技术

低温辐射电热膜供暖是一种新型的供暖方式，它是通过电热膜使电能转化为热能，具有节能、经济等特点，现已经得到人们的认可和广泛应用。专利CN1255037A公开了一种低温辐射电热膜，包括绝缘部分、电热层、载流条，所述电热层的结构由并联的导电条组成。

低温辐射电热膜有以下特点：1)低温辐射电热膜供暖改变了以往传统的以燃煤为能源的热水取暖方式，为北方地区冬季采暖提供了一种更节能、更环保的供暖选择；2)减少散热器占地面积，增大使用空间；3)用户根据自身需要可随时调整各居室的温度及采暖时间，优化了资源配置；4)在施工过程中，避免了采暖管道的穿墙打洞，减小了对建筑结构的损害，缩短了施工周期。

一般低温辐射电热膜为提高绝缘薄膜防护层之间的粘结强度，会在电热层中留有粘合点，粘合点的设计通常为条形、六边形、四边形或圆形等结构。当粘合点被设计为条形时(如图1(1)所示)，导电条也被分割为条形，此时整条粘合点均不发热，导致导电条温度分布不够均匀，而且导电条局部被破坏，整条导电条也不再发热，导致电热膜失效。

还有一种目前常用的设计方式，如图1(2)所示，其特点是B、C、E尺寸基本相等，六边形没有一边与导电银浆电极垂直，这样的设计同样也会造成油墨层发热不均匀的缺陷。

因此可见，粘合点的形状设计成为低温辐射电热膜导热效果的重要因素。

发明内容

本发明为解决现有技术中的上述问题提出的。

本发明提供了一种表面温度更为均匀的低温辐射电热膜。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种低温辐射电热膜，具有多层的薄膜状结构，两侧最外层为绝缘薄膜，中间一层发热层，所述发热层为并联的导电碳浆油墨条组成，在所述上层绝缘薄膜与所述发热层之间设置有导电油墨电极条，与外部电源连接。

优选地，所述导电碳浆油墨条两端分别连接在所述导电油墨电极条上。

优选地，所述单个导电碳浆油墨层内部由蜂窝状六边形骨架粘合点支撑，导电碳浆油墨填充在该骨架粘合点内。

优选地，所述六边形的外接圆直径D为5-20mm。

优选地，所述六边形与其相邻的六边形的距离B和C的比值为1.6-2.4。

优选地，所述六边形的至少一条边与所述导电银浆油墨条的长边垂直。

优选地，所述上层绝缘薄膜与所述导电油墨电极条之间还设置有导电金属条。

优选地，所述导电金属条选自铜条、镀镍铜条、镀银铜条等。

优选地，所述两层绝缘薄膜之间用热熔胶粘合在一起。

优选地，所述绝缘薄膜的材质选自聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、环氧树脂中的任意一种。

在印刷油墨前，所述绝缘薄膜预先经过电晕处理、等离子处理或化学处理，以提高所述绝缘薄膜的表面张力或改变表面化学活性，以提高油墨的附着力。

如上所述方案，在所述上层绝缘薄膜与所述发热层之间贴有导电油墨电极条，该导电油墨是通过孔板印刷或凹版印刷的方式印刷在绝缘薄膜的内表面上，这种导电油墨通常可以是导电银浆、导电铜浆、导电银包铜浆、导电陶瓷油墨等导电能力较强的油墨。在印刷导电油墨电极条后，通常会经过烘道进行干燥或固化。对于热塑性油墨来说，经过烘道加热烘干挥发性溶剂使油墨较好的附着在绝缘薄膜上；对于热固性油墨来说，经过烘道加热在烘干挥发性溶剂的同时使树脂固化，赋予油墨附着力和机械强度。

在所述导电油墨电极的油墨固化后，在同一面印刷电阻率较大的导电碳浆油墨，导电碳浆油墨在通电时发热使电热膜具有加热功能。导电碳浆油墨的印刷方法通常为孔板印刷或凹版印刷，印刷后同样需要烘干或加热固化过程，原理与导电油墨电极类似。烘烤的温度和时间根据油墨的特点决定。

在导电碳浆油墨固化后，通常会压合预涂膜。预涂膜的基材通常为一层绝缘薄膜层，该预涂膜通常为聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、环氧树脂等具有一定耐热等级和机械强度的聚合物薄膜上预涂一层热熔胶。热熔胶的主体树脂可以为乙烯和醋酸乙烯共聚物、乙烯和丙烯酸共聚物、乙烯和丙烯酸共聚物、聚氨酯弹性体、聚酯、聚酰胺、聚烯烃热塑弹性体共聚物等热熔胶。热压温度通常为高于热熔胶熔点的10-50℃，压合时间为1-10s，具体参数应根据热熔胶的类别进行调整。

在压合热熔胶时，可在导电油墨电极处加入导电金属条，以增加电热膜电极的导电能力。电金属条通常为铜条、镀镍铜条、镀银铜条等。

完成上述工序后，低温辐射电热膜形成。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明所述的导电碳浆油墨设计成一种特殊的蜂窝状结构，其特点为粘合点设计为六边形，粘合点图形的外接圆直径D尺寸在5-20mm间，B与C尺寸的比值在1.6-2.4之间。这样的设计可以保证油墨各处电流密度基本相同，发热功率和表面温度也更为一致，同时避免出现大面积粘合点，进一步提高电热膜表面温度的一致性，有利于延长电热膜的使用寿命和提高人体的舒适度。

附图说明

图1(1)为现有技术中导电碳浆油墨粘合点的一种设计图；

图1(2)为现有技术中导电碳浆油墨粘合点的另一种设计图；

图2为本发明低温辐射电热膜的结构示意图；

图3为本发明导电碳浆油墨条粘合点的设计图；

图4为本发明实施例和对比例1、对比例2的粘合点的设计图；

图5为实施例中涂覆过程示意图；

图中，1-绝缘薄膜，2-导电碳浆油墨条，3-导电油墨电极条，4-导电金属条。

具体实施方式

本发明提供了一种表面温度更为均匀的低温辐射电热膜。

下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

本发明提供了一种如图2所示的低温辐射电热膜，其具有多层的薄膜状结构，两侧最外层为绝缘薄膜，中间一层发热层，所述发热层为并联的导电碳浆油墨条组成，在所述上层绝缘薄膜与所述发热层之间设置有导电油墨电极条，与外部电源连接。

所述导电碳浆油墨条两端分别连接在所述导电油墨电极条上。

所述上层绝缘薄膜与所述导电油墨电极条之间还设置有导电金属条。

所述导电金属条优选自铜条、镀镍铜条、镀银铜条等。

所述两层绝缘薄膜之间用热熔胶粘合在一起。

所述绝缘薄膜的材质优选自聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、环氧树脂中的任意一种。

所述单个导电碳浆油墨层内部由如图3所示的蜂窝状六边形骨架粘合点支撑，导电碳浆油墨填充在该骨架粘合点内。所述六边形的外接圆直径D为5-20mm，所述六边形与其相邻的六边形的距离B和C的比值为1.6-2.4，所述六边形的至少一条边与所述导电油墨电极条的长边垂直。

在一个具体实施例中，导电碳浆油墨的图形如图4所示，粘合点设计为六边形，六边形的外接圆直径D尺寸为10mm，B尺寸为8mm，C和E尺寸为4mm，B尺寸与C和E尺寸的比值为2.0，且六边形应至少有一边与导电油墨电极垂直。

其它对比例电热膜整体结构与本实施例类似，仅导电碳浆油墨的图形不同。

对比例1的图形设计尺寸如下：

D＝10mm，B＝C＝E＝6mm，且六边形没有一边与导电油墨电极条垂直；

对比例2的图形设计尺寸如下：

粘合点及导电碳浆油墨为条形，B＝D＝12mm，C＝8mm。

低温辐射电热膜的制作工艺如下：

采用厚度0.18mm、宽度为500mm的PET薄膜，对PET薄膜进行表面电晕处理，使PET薄膜表面张力达到48达因以上。

采用半自动丝网印刷机印刷银浆电极，选用300目不锈钢丝网，导电银浆油墨采用Loctite ECI1001E&C，其具有较低的电阻，10微米厚度的方阻为35毫欧每平方米。印刷后进入烘道烘烤，具体烘烤条件为120℃，30min。

在印有导电银浆电极的表面继续采用半自动丝网印刷机印刷导电碳浆油墨，本实施例和对比例采用的碳浆油墨是Dupont 7082和Dupont 7102比例为1:3的混合油墨，其方阻为2.6千欧每平方米。采用250目不锈钢丝网印刷如图4所示的实施例、对比例1和对比例2的粘合点图形图案。印刷后进入烘道烘烤，具体烘烤条件为125℃，15min。

印刷完导电碳浆油墨在油墨表面贴附预涂EVA热熔胶的PET薄膜。涂覆过程示意图如图5所示，其中①为120微米厚度的PET膜，②为预涂在PET薄膜上的EVA热熔胶，EVA胶膜厚度为50微米，③为印刷有油墨的PET薄膜(油墨面朝上)，④为压力和温度可以调整的胶辊，⑤为固定胶辊。其中④、⑤胶辊温度为130℃，胶辊线速度为1.0m/min。

通过上述工艺，得到本实施例、对比例1和对比例2低温辐射电热膜产品。

上述电热膜在通以220v工频电压后，发热功率密度均为200w/m²。

对实施例和对比例1、对比例2进行温度一致性测量，具体测量位置如图5所示。

测量方法为把热电偶探头用耐热胶带粘贴于测温点上，长时间通电，待温度稳定后测量不同时间各点的温度。测量时间点分别为通电后10min、60min和480min。测试数据如表1所示。

表1 温度测试数据(单位：℃)

F点没有导电碳浆油墨，因此在电热膜通电时不发热，其热量通过四周导电碳浆油墨传递过来，因此温度比较低。实施例中由于F点四周均有导电碳浆油墨，因此也能够达到比较高的温度。对比例2中，F点两侧有导电碳浆油墨把热量传递过来，而上下没有热量来源，因此F点温度最低，而G和H点温度偏高。对比例1中，由于粘合点图形设计不合理，H点电流密度明显大于G点的电流密度，因此H点温度过高，而G点温度很低，这将导致H点油墨老化较快，降低电热膜的使用寿命。从实际测试数据来看，本发明的实施例的低温辐射电热膜各点温度的一致性明显提高，有利于延长电热膜的使用寿命和提高人体的舒适度。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种低温辐射电热膜，其特征在于，具有多层的薄膜状结构，两侧最外层为绝缘薄膜，中间一层发热层，所述发热层为并联的导电碳浆油墨条组成，在所述上层绝缘薄膜与所述发热层之间设置有导电油墨电极条，与外部电源连接。

2.根据权利要求1所述的电热膜，其特征在于，所述导电碳浆油墨条两端分别连接在所述导电油墨电极条上。

3.根据权利要求2所述的电热膜，其特征在于，所述单个导电碳浆油墨层内部由蜂窝状六边形骨架粘合点支撑，导电碳浆油墨填充在该骨架粘合点内。

4.根据权利要求3所述的电热膜，其特征在于，所述六边形的外接圆直径D为5-20mm。

5.根据权利要求3所述的电热膜，其特征在于，所述六边形与其相邻的六边形的距离B和C的比值为1.6-2.4。

6.根据权利要求3所述的电热膜，其特征在于，所述六边形的至少一条边与所述导电银浆油墨条的长边垂直。

7.根据权利要求1所述的电热膜，其特征在于，所述上层绝缘薄膜与所述导电油墨电极条之间还设置有导电金属条。

8.根据权利要求1所述的电热膜，其特征在于，所述两层绝缘薄膜之间用热熔胶粘合在一起。

9.根据权利要求1所述的电热膜，其特征在于，所述绝缘薄膜的材质选自聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、环氧树脂中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的电热膜，其特征在于，所述绝缘薄膜预先经过电晕处理、等离子处理或化学处理，以提高所述绝缘薄膜的表面张力或改变表面化学活性，以提高油墨的附着力。