CN105933999A - 一种硅胶红外发热板 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医疗用品领域，尤其涉及一种硅胶红外发热板；包括将电能转化为内能的发热层；与所述发热层相连并将发热层的内能转化为红外射线向外发散的红外层；与所述发热层相连并将外部电能导入所述发热层的引出体；所述红外层为内部包裹远红外陶瓷粉末的高分子聚合物；本方案提供的硅胶红外发热板创造性的将远红外陶瓷粉末参杂进入柔性高分子中，突破了远红外陶瓷粉末只能通过喷涂固定在发热片上的限制，极大的增加了发热片含有的远红外陶瓷粉末的量。
Description
技术领域
本发明属于医疗用品领域，尤其涉及一种硅胶红外发热板。
背景技术
远红外发热装置是医疗领域，尤其是中医常用的医疗器械，其在理疗领域更是非常重要。
红外发热板主要通过在装置中加入稀土粉末使得在热能刺激下产生大量红外线。
目前大多数的硅胶红外发热板主要通过两种工艺来实现。第一种为通过发热管发热，然后在发热管外部盖上陶瓷板，在陶瓷板之外再喷涂红外稀土粉末。例如专利申请号CN200920220241.1，专利名称为《一种可产生远红外线及负离子加热装置的发热丝》的发明专利提供了一种结构简单、使用方便、可产生远红外线及负离子加热装置的发热丝，发热丝表面涂有桥接层，在桥接层表面均匀涂敷一层纳米陶瓷涂层，所述的纳米陶瓷涂层为稀土族耐热材料。
第二种为不锈钢厚膜发热板，然后将稀土粉末直接喷涂在不锈钢厚膜上。例如专利申请号 CN200420033981.1，专利名称为《一种治疗仪用半导瓷厚膜远红外动态发热治疗头》的发明专利涉及一种治疗仪用半导瓷厚膜远红外动态发热治疗头，包括有发热体和表面设置的元素板。发热体由陶瓷基座和半导瓷厚膜远红外发热元件构成，半导瓷厚膜远红外发热元件固定在陶瓷基座上，半导瓷厚膜远红外发热元件是以氧化铝陶瓷为基体，其表面涂覆有一层含有稀土元素的发热膜，半导瓷厚膜远红外发热元件通过电极引出导线。陶瓷基座底部固定有风机，风向正对半导瓷厚膜远红外发热元件。
然而，现有的技术都采用喷涂工艺将稀土元素喷在面板上，这种工艺下稀土粉的厚度约为0.5mm，若稀土粉厚度增加则容易在加热过程中使稀土层脱落。这使得红外波的发射量受到限制，发热量较少。此外，使用这两种工艺获得的发热板表面温度工作时相对较高（第一种工艺大于250摄氏度，第二种工艺大于300摄氏度），这作为与人体直接相接触的医疗器械来说存在安全隐患。
为此，需要开发一种新型的发热片，其内部含有较多的稀土元素，能够发射出足够量的红外射线。同时，发热部分温度较低，增加使用安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅胶红外发热板，旨在解决现有红外发热片红外发射量不足的问题。
本发明是这样实现的，一种硅胶红外发热板，包括将电能转化为内能的发热层；与所述发热层相连并将发热层的内能转化为红外射线向外发散的红外层；与所述发热层相连并将外部电能导入发热层的引出体；所述红外层为内部包裹远红外陶瓷粉末的高分子聚合物。因为红外层采用了高分子聚合物内部融合远红外陶瓷粉末的方法，使得含有的远红外陶瓷粉末的厚度不再被喷涂工艺或远红外陶瓷层厚度所限制，可以根据需要任意定制红外层厚度和加入的陶瓷粉末数量。大大的增加了可选择性。
本发明的进一步技术方案是：还包括与所述发热层相连并隔绝所述发热层的内能和电能的绝缘层。为了保护用户的使用安全增加了绝缘层。
本发明的进一步技术方案是：所述红外层为内部包裹远红外陶瓷粉末的橡胶。橡胶（Rubber）是一种具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度（T g）低，分子量往往很大，大于几十万。
本发明的进一步技术方案是：所述红外层为内部包裹远红外陶瓷粉末的硅橡胶。硅橡胶比普通橡胶具有好得多的耐热性，可在150℃下几乎永远使用而无性能变化；可在200℃下连续使用10000小时；在350℃下亦可使用一段时间。在硅胶进行压注固定前先将一定量的远红外线陶瓷粉掺杂在硅胶中，并充分糅合使远红外线陶瓷粉均匀分布于硅胶中。
本发明的进一步技术方案是：所述发热层为金属片层结构。
本发明的进一步技术方案是：所述金属片层结构上设有孔洞，所述红外层贯穿所述孔洞与所述发热层固定相连。扁平化的电热合金薄片上打孔，一方面是为了得到产品需要的阻值，一方面是为了增大面积减小单位面积的发热量，由于硅胶的长时间使用需要满足温度低于250℃，因此减小单位面积发热量可以控制发热片的温度在220℃以下，保证发热板的使用寿命。含有远红外线陶瓷粉末的硅胶可以渗透过绝缘层和发热层上的孔洞，从而将二者渗透固定住，在使用时可以避免因为发热而使硅胶和绝缘层脱离，很好的起到了固定的作用。
本发明的进一步技术方案是：所述孔洞数量与所述发热层总功率成反比。扁平化电热合金薄片上的孔的个数是由计算后的薄片的阻值决定的。首先要确定所需的发热片的功率，然后由功率确定出发热片的阻值，再由阻值来计算出发热片上需要打的孔的个数。具体来说：首先确定需要的电热合金丝的材料，确定电阻率ρ；然后根据发热板需要的功率计算出所需要的发热丝的电阻R；再根据发热面积计算出发热丝的长度L以及确定出发热丝的厚度h；接着计算出电热合金丝每米的电阻值：A=R/L；最后计算所需要的电热合金丝的宽度为：。
本发明的进一步技术方案是：所述发热层材料为镍铬合金。铬合金具有高强度和抗腐蚀性。
本发明的进一步技术方案是：所述绝缘层为片层结构，所述绝缘层完全覆盖所述发热层。
本发明的进一步技术方案是：所述绝缘层的材料为云母。云母可以在800℃下长时间工作，保证了发热板的正常使用，同时对电热合金发热片起到绝缘保护的效果，确保使用的安全性。
本发明的有益效果是：本方案提供的硅胶红外发热板创造性的将远红外陶瓷粉末参杂进入柔性高分子中，突破了远红外陶瓷粉末只能通过喷涂固定在发热片上的限制，极大的增加了发热片含有的远红外陶瓷粉末的量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的硅胶红外发热板的正面示意图。
图2是本发明实施例提供的硅胶红外发热板的侧面示意图。
图3是本发明实施例提供的硅胶红外发热板的背面示意图。
图4是图2中A部分的局部放大图。
图5是图3中B部分的局部放大图。
图6是本发明实施例提供的硅胶红外发热板发热层的示意图。
附图标记：1-红外层；2-发热层；21-孔洞；3-绝缘层；4-引出体。
具体实施方式
具体实施例1如图1-6所示。图1-3分别从正面、侧面和背面示出了本发明提供的硅胶红外发热板。如图，一种硅胶红外发热板，包括将电能转化为内能的发热层2；与所述发热层2相连并将发热层2的内能转化为红外射线向外发散的红外层1；与所述发热层2相连并将外部电能导入发热层的引出体4；还包括与所述发热层2相连并隔绝所述发热层2的内能和电能的绝缘层3。为了保护用户的使用安全增加了绝缘层3。所述红外层1为内部包裹远红外陶瓷粉末的高分子聚合物。因为红外层1采用了高分子聚合物内部融合远红外陶瓷粉末的方法，使得含有的远红外陶瓷粉末的厚度不再被喷涂工艺或远红外陶瓷层厚度所限制，可以根据需要任意定制红外层厚度和加入的陶瓷粉末数量。大大的增加了可选择性。
所述绝缘层3为片层结构，所述绝缘层3完全覆盖所述发热层1。所述绝缘层3的材料为云母。云母可以在800℃下长时间工作，保证了发热板的正常使用，同时对电热合金发热片起到绝缘保护的效果，确保使用的安全性。
图4是图2中A部分的局部放大图。从中可以看出所述硅胶红外发热板的层级结构，最外侧是红外层1，最内侧是绝缘层3，红外层1和绝缘层3夹箍着发热层2.
所述红外层1为内部包裹红外陶瓷粉末的橡胶或是硅橡胶。橡胶（Rubber）是一种具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度（T g）低，分子量往往很大，大于几十万。硅橡胶比普通橡胶具有好得多的耐热性，可在150℃下几乎永远使用而无性能变化；可在200℃下连续使用10000小时；在350℃下亦可使用一段时间。在硅胶进行压注固定前先将一定量的远红外线陶瓷粉掺杂在硅胶中，并充分糅合使远红外线陶瓷粉均匀分布于硅胶中。
所述发热层为金属片层结构。所述金属片层结构上设有孔洞21，所述红外层1贯穿所述孔洞21与所述发热层固定相连。扁平化的电热合金薄片上打孔，一方面是为了得到产品需要的阻值，一方面是为了增大面积减小单位面积的发热量，由于硅胶的长时间使用需要满足温度低于250℃，因此减小单位面积发热量可以控制发热片的温度在220℃以下，保证发热板的使用寿命。含有远红外线陶瓷粉末的硅胶可以渗透过绝缘板和发热片上的孔洞21，从而将二者渗透固定住，在使用时可以避免因为发热而使硅胶和绝缘层3脱离，很好的起到了固定的作用。
图6是本发明实施例提供的硅胶红外发热板发热层的示意图。所述孔洞数量与所述发热层总功率成反比。扁平化电热合金薄片上的孔的个数是由计算后的薄片的阻值决定的。首先要确定所需的发热片的功率，然后由功率确定出发热片的阻值，再由阻值来计算出发热片上需要打的孔的个数。具体来说：首先确定需要的电热合金丝的材料，确定电阻率ρ；然后根据发热板需要的功率计算出所需要的发热丝的电阻R；再根据发热面积计算出发热丝的长度L以及确定出发热丝的厚度h；接着计算出电热合金丝每米的电阻值：A=R/L；最后计算所需要的电热合金丝的宽度为：。
所述发热层材料为镍铬合金。铬合金具有高强度和抗腐蚀性。
以下为本方案提供的硅胶红外发热板与现有技术的发热片在不同电压情况下的效果对比，测量温度的位置距离发热片表面12 cm。
由上表测试结果可以看出，在36V电压下加热到36℃时，本方案提供的硅胶红外发热板所需要的平均时间为7s，现有方案提供的红外发热片所需要的平均时间为14.6s；在40V加热到41℃时，本方案提供的硅胶红外发热板所需要的平均时间为16.7s，现有方案提供的红外发热片所需要的平均时间为24.7s；在45V加热到51℃时，本方案提供的硅胶红外发热板所需要的平均时间为38s，现有方案提供的红外发热片所需要的平均时间为67s。
因此可以看出，在相同电压功率下加热到相同温度本方案提供的硅胶红外发热板所需要的时间比现有方案提供的红外发热片所需要的时间少。由此可以说明本方案提供的硅胶红外发热板的发热速度比现有方案提供的红外发热片的发热速度快。由于红外波可以使物体发热，所以加热速度快可以侧面反映出本方案提供的硅胶红外发热板的红外波发射量较多。
在功率相同情况下，测试了距离本方案提供的硅胶红外发热板和现有的发热板表面12㎝处的温度，通过比较两种发热板温度上升速度的快慢来近似比较两者红外波发射量的大小。
因为红外波辐射可以使物体温度升高，所以根据所测的升温速度的快慢可以近似反映出红外波发射量的多少。由上表可以很明显的看出，本方案提供的硅胶红外发热板的平均升温速度约是现有的发热板的三倍。因此也从侧面说明了本方案提供的硅胶红外发热板的红外波发射量相比现有产品有了一定的增加。
本方案提供的硅胶红外发热板创造性的将远红外陶瓷粉末参杂进入柔性高分子中，突破了远红外陶瓷粉末只能通过喷涂固定在发热片上的限制，极大的增加了发热片含有的远红外陶瓷粉末的量；同时，本方案提供的硅胶红外发热板发热温度低，增加了使用的安全性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种硅胶红外发热板，其特征在于：包括将电能转化为内能的发热层；与所述发热层相连并将发热层的内能转化为红外射线向外发散的红外层；与所述发热层相连并将外部电能导入所述发热层的引出体；所述红外层为内部包裹远红外陶瓷粉末的高分子聚合物。
2.根据权利要求1所述的硅胶红外发热板，其特征在于：还包括与所述发热层相连并隔绝所述发热层的内能和电能的绝缘层。
3.根据权利要求1或2所述的硅胶红外发热板，其特征在于：所述红外层为内部包裹远红外陶瓷粉末的橡胶。
4.根据权利要求3所述的硅胶红外发热板，其特征在于：所述红外层为内部包裹远红外陶瓷粉末的硅橡胶。
5.根据权利要求3所述的硅胶红外发热板，其特征在于：所述发热层为金属片层结构。
6.根据权利要求5所述的硅胶红外发热板，其特征在于：所述金属片层结构上设有孔洞，所述红外层贯穿所述孔洞与所述发热层固定相连。
7.根据权利要求6所述的硅胶红外发热板，其特征在于：所述孔洞数量与所述发热层总功率成反比。
8.根据权利要求5-7中任一所述的硅胶红外发热板，其特征在于：所述发热层材料为镍铬合金。
9.根据权利要求1所述的硅胶红外发热板，其特征在于：所述绝缘层为片层结构，所述绝缘层完全覆盖所述发热层。
10.根据权利要求9所述的硅胶红外发热板，其特征在于：所述绝缘层的材料为云母。
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