CN105960034A - 一种安全健康的发热膜的制造方法和应用 - Google Patents

一种安全健康的发热膜的制造方法和应用 Download PDF

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    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
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Abstract

本发明公开了一种安全健康的发热膜的制造方法和应用，首先石墨纸卷材和单面有胶的PET膜通过滚轴覆膜机进行复合，使脆弱的石墨纸在复合后变得不易断裂；把复合好的石墨纸膜通过刻字机，雕刻机或者滚切机等切割成发热回路单元，去掉切割出的废料；把切割好的发热回路单元的两端分别粘合带有良好导电胶的铜箔材料，形成发热回路的两个电极接口；把粘合好的发热回路单元由滚轴覆膜机进行双面覆合保护膜，其中保护膜可以是带有胶的PET膜，也可以是粘合棉布类材料；把发热单元的两个铜箔电极借口暴露出，接入电源即可发热；发热膜具有安全的低电压接入发热，发热均匀，表面温度不会过高，感应舒适，发热材料不怕水，不易燃，导热性能好，损耗低的特点。

Description

一种安全健康的发热膜的制造方法和应用
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种安全健康的发热膜的制造方法和应用。
背景技术
现在生活和生产中需要用到发热的情况非常多，能够依靠电能进行发热尤其重要和方便。现有的可以依靠电能进行发热的材料主要有电阻丝、碳纤维、碳晶材料等，都能够起到发热的效果。但是，在用于人体或者其他生物体可以接触的发热体的时候，现有材料普遍采用的是220V的电压供电，具有一定的触电危险性。此外，用于人体接触的电褥子，发热地毯，发热护肩等发热体时，上述材料由电能转化而来的热量不均匀，从而带来了人体的不舒适感。
在专利CN201510937464.X中说明了碳纤维用于发热器的情况，但是采用的家庭220V电压供电。这种发热材料从安全的角度考虑，无法使用于人体接触物体内以及人体穿戴设备里。另外，碳纤维发热的另一个缺点是无法做到散热均匀，碳纤维表面温度很高，散热不够迅速，并且物体表面温度不够均匀，反映到人体的感应就是舒适度不够。
电阻丝，碳纤维，碳晶等多种发热材料无法做到安全健康舒适的发热要求的原因是，这些材料额电阻较大，无法使用低电压供电，否则发热功率不够；材料的本身特性决定了热量转化率低，发热不均匀，舒适度不够等体征。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种安全健康舒适的可以把电能高效转化为热量的发热材料，把这种发热材料通过一定的生产工艺制作成可使用的发热膜实体并进行广泛应用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种安全健康的发热膜的制造方法和应用，包括如下步骤：
(1)石墨纸卷材和单面有胶的PET膜通过滚轴覆膜机进行复合，使脆弱的石墨纸在复合后变得不易断裂；
(2)把复合好的石墨纸膜通过刻字机，雕刻机或者滚切机等切割成发热回路单元，去掉切割出的废料；
(3)把切割好的发热回路单元的两端分别粘合带有良好导电胶的铜箔材料，形成发热回路的两个电极接口；
(4)把粘合好的发热回路单元由滚轴覆膜机进行双面覆合保护膜，其中保护膜可以是带有胶的PET膜，也可以是粘合棉布类材料；
(5)把发热单元的两个铜箔电极借口暴露出，接入电源即可发热。
根据上述方案，所述发热膜采用的石墨纸的厚度为0.1mm或0.05mm。
根据上述方案，所述发热膜总厚度小于1cm。
根据上述方案，所述发热膜采用的是膨胀石墨粉制作而成的石墨纸材料作为发热基体。
根据上述方案，所述发热膜采用石墨纸复合PET膜作为基膜，根据所需发热功率、接入电压和对应发热单元面积计算出相应的电阻值，根据石墨纸的电阻，画出发热回路单元的版式，从而把石墨纸基膜切割为对应的发热回路单元。
根据上述方案，所述发热膜采用一面带有导电胶的铜箔作为电源接入电极。
根据上述方案，发热膜的双面保护膜为带有胶的PET膜或带有胶的棉布类材料。
根据上述方案，所述发热膜适应36V以下的对人体安全的任意电压接入，为交流电也或直流电。
本发明的有益效果：
本发明中的发热膜具有安全的低电压接入发热，发热均匀，表面温度不会过高，人体感应舒适，发热材料不怕水，不易燃，导热性能好，能量损耗低的特点。
附图说明
图1为本发明石墨纸与PET膜进行复合的过程示意图；
图2为本发明发热单元的结构示意图；
图3为发热回路复合上下两层保护膜的过程示意图。
图1中，1为PET膜卷材，2为滚筒卷轴，3为滚筒卷轴，4为石墨纸卷材，5、6为压合滚筒，7为石墨纸复合膜，8为滚筒卷轴；
图2中，1为发热回路，2为石墨纸和PET膜复合膜，3、4为铜箔电极，5为去废部分；
图3中，1为上层保护膜卷材，2为滚筒卷轴，3为滚筒卷轴，4为切割好的发热膜回路卷材，5为滚筒卷轴，6为下层保护膜卷材，7为复合保护层后的发热回路卷材，8为滚筒卷轴，9、10为压合滚筒。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实附图及施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种安全健康的发热膜的制造方法和应用，包括如下步骤：
(1)石墨纸卷材和单面有胶的PET膜通过滚轴覆膜机进行复合，使脆弱的石墨纸在复合后变得不易断裂；
(2)把复合好的石墨纸膜通过刻字机，雕刻机或者滚切机等切割成发热回路单元，去掉切割出的废料；
(3)把切割好的发热回路单元的两端分别粘合带有良好导电胶的铜箔材料，形成发热回路的两个电极接口；
(4)把粘合好的发热回路单元由滚轴覆膜机进行双面覆合保护膜，其中保护膜可以是带有胶的PET膜，也可以是粘合棉布类材料；
(5)把发热单元的两个铜箔电极借口暴露出，接入电源即可发热。
上述发热膜采用的石墨纸的厚度为0.1mm或0.05mm均可；上述石墨纸的发热回路切割过程可以采用多种不同的加工方式，都可以制作成所需的回路单元形状；上述发热膜所采用的铜箔具有良好的导电性能，电阻小， 对整体的模块电阻影响小；上述发热膜的电阻小，可以根据具体的回路形式改变电阻，因此可以接入36V以下的对人体安全的低电压，并且可以灵活的改变发热功率；上述发热膜的热转化率高，可以迅速的把电能转化为热能并且能量损失极小，还具有发热均匀，发热温度一般不会过高等特性，从而极大的提高了人体的舒适性；上述发热膜具有轻便，超薄的特性，总厚度小于1cm，柔韧性好，可弯曲。
发热膜采用的是膨胀石墨粉制作而成的石墨纸材料作为发热基体；
此发热膜采用石墨纸复合PET膜作为基膜，根据所需发热功率、接入电压和对应发热单元面积计算出相应的电阻值，根据石墨纸的电阻，画出发热回路单元的版式，从而把石墨纸基膜切割为对应的发热回路单元；
此发热膜采用一面带有导电胶的铜箔作为电源接入电极；
此发热膜的双面保护膜为带有胶的PET膜或带有胶的棉布类材料；
此发热膜可以适应36V以下的对人体安全的任意电压接入，可以是交流电也可以是直流电。
图1中，1为单面有胶的PET膜，4为石墨纸，通过滚筒覆膜机把两种膜复合成一张膜，通过5、6的压合使两种膜平整的复合并压实，之后通过后面的滚轴8把复合好的膜收卷。其中石墨纸为膨胀石墨粉制成，厚度分为0.5mm，0.1mm，幅宽一般为80cm；PET膜要求韧性好，超薄，单面有胶，粘合性好。
把上述复合好的石墨纸和PET复合膜按照图2的样式进行切割，保留图2中1表示的部分，去掉5表示的部分，然后在图2中3和4表示的部分粘贴铜箔。把每个发热回路单元都进行去废和粘贴铜箔后卷成滚筒。其中，每个发热单元的首尾是相连的，有利于重新卷成滚筒。发热单元的规格和回路样式可以根据具体使用场景和供电电压以及所需功率进行调整，图2给出的是一种样式示意图，不代表本专利的发热膜只可以是这一种规格。
把上述的发热回路卷材根据图3的示范进行双面保护层的复合。图3中的1和6为上下保护层的材料，4为发热回路卷材，通过滚筒覆膜机把三 层膜复合为一张膜，在9和10的滚筒部分进行压合，使3层膜复合的更平整和贴合，之后通过8的滚轴收卷，形成联系的发热单元。其中，保护层材料可以是PET膜，也可以是无纺布，也可以是其他棉材料，保护层材料为单面有胶，粘合形成一张膜。
把连续的发热膜裁剪成单个的发热单元，并且把每个发热单元的两个铜箔暴露出来，接上线，即可连接电源发热。所连接的电源根据预定的发热单元的电阻选择合适的电源，可以是通过便携式变压器从220V电压转变成的低电压，也可以直接连接小型移动电源供电。
基于上述，本发明的优点在于，本发明中的发热膜具有安全的低电压接入发热，发热均匀，表面温度不会过高，人体感应舒适，发热材料不怕水，不易燃，导热性能好，能量损耗低的特点。
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 (8)

1.一种安全健康的发热膜的制造方法和应用，其特征在于，包括如下步骤：
(1)石墨纸卷材和单面有胶的PET膜通过滚轴覆膜机进行复合，使脆弱的石墨纸在复合后变得不易断裂；
(2)把复合好的石墨纸膜通过刻字机，雕刻机或者滚切机等切割成发热回路单元，去掉切割出的废料；
(3)把切割好的发热回路单元的两端分别粘合带有良好导电胶的铜箔材料，形成发热回路的两个电极接口；
(4)把粘合好的发热回路单元由滚轴覆膜机进行双面覆合保护膜，其中保护膜可以是带有胶的PET膜，也可以是粘合棉布类材料；
(5)把发热单元的两个铜箔电极借口暴露出，接入电源即可发热。
2.根据权利要求1所述的一种安全健康的发热膜的制造方法和应用，其特征在于，所述发热膜采用的石墨纸的厚度为0.1mm或0.05mm。
3.根据权利要求1所述的一种安全健康的发热膜的制备工艺，其特征在于，所述发热膜总厚度小于1cm。
4.根据权利要求1所述的一种安全健康的发热膜的制造方法和应用，其特征在于，所述发热膜采用的是膨胀石墨粉制作而成的石墨纸材料作为发热基体。
5.根据权利要求1所述的一种安全健康的发热膜的制造方法和应用，其特征在于，所述发热膜采用石墨纸复合PET膜作为基膜，根据所需发热功率、接入电压和对应发热单元面积计算出相应的电阻值，根据石墨纸的电阻，画出发热回路单元的版式，从而把石墨纸基膜切割为对应的发热回路单元。
6.根据权利要求1所述的一种安全健康的发热膜的制造方法和应用，其特征在于，所述发热膜采用一面带有导电胶的铜箔作为电源接入电极。
7.根据权利要求1所述的一种安全健康的发热膜的制造方法和应用，其特征在于，发热膜的双面保护膜为带有胶的PET膜或带有胶的棉布类材料。
8.根据权利要求1所述的一种安全健康的发热膜的制造方法和应用，其特征在于，所述发热膜适应36V以下的对人体安全的任意电压接入，为交流电也或直流电。
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