CN106793201A - 一种柔性发热厚膜元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种柔性发热厚膜元件,柔性发热厚膜元件包括四层结构，其中第一层为基层软性基质，第二层为硬性载体，第三层为涂覆于硬性载体上的厚膜涂层，第四层为顶层软性基质；所述四层的厚度比为基层软性基质：硬性载体：厚膜涂层：顶层软性基质＝70‑200：3‑10：1：3‑70；所述厚膜涂层的厚度为10‑50μm；所述柔性发热厚膜元件的总厚度为1‑3.5mm。本发明采用基层软性基质和硬性载体相结合的特点，在本发明弯曲强度的选取范围内既能保证厚膜在载体上涂覆后的黏着力使其发热稳定，又能使整个元件呈现柔软性，应用在衣服或者其他产品上柔软效果好。
Description
技术领域
本发明属于厚膜发热领域，具体涉及一种柔性发热厚膜元件。
背景技术
厚膜发热元件是指在基体上，将发热材料制成厚膜，进行通电发热的发热元件。目前技术对于厚膜浆料的研究较多，但对于提供发热效果好且柔软性更佳的柔性发热元件的研究很少。
CN101193750B公开了一种薄膜层压的聚酰亚胺膜和柔性印刷电路板，具体公开了以300℃热处理后的卷曲度不大于10％的聚酰亚胺膜作为基底膜，并在基底膜上通过干法电镀方法形成薄膜层，用湿法电镀方法在金属薄膜层上形成金属厚膜层，所述薄膜层可以为金属薄膜层，也可以为非金属薄膜层，非金属层是表现出相对介电常数不小于5的性质的高介电层，非金属层也可以是透明导电层。该技术虽然公开了在聚酰亚胺膜电镀一层厚膜，但是在聚酰亚胺膜与厚膜之间还隔有一层薄膜层，用于柔性印刷电路板中对于柔性的要求尚可，但是用于柔性要求更高的衣服中效果欠佳，且由于薄膜层的存在，该元件的发热效果欠佳。
CN104757723A公开了一种基于柔性厚膜发热体的发热布料，包括布料层以及至少一层柔性基材层；在所述柔性基材层上印刷烧结有加热厚膜电路，该加热厚膜电路以回折或平铺方式在柔性基材层上布置，加热厚膜电路连接有可外接电源的接点；所述柔性基材层通过一粘接层与布料层粘接，所述加热厚膜电路位于所述柔性基材层与布料层之间；所述柔性基材为厚度在0.001—1mm范围内的聚脂、聚酰亚胺或聚醚亚胺其中一种或几种制成的材料；所述粘接层为厚度在0.01mm-0.5mm范围内的热压粘接材料；在所述加热厚膜电路的轨迹周围布置有PTC效应的厚膜温控电路，该厚膜温控电路与温控装置连接，所述温控装置通过检查厚膜温控线路的电阻值变化，控制对加热厚膜电路的功率输出。该技术公开了聚酰亚胺膜作为柔性基材层，并在柔性基材层上涂覆厚膜涂层，并将柔性基材层通过粘结层于布料层粘结，该技术虽然通过较柔软的布料来使后膜元件达到柔性和软性要求，但是该厚膜发热体应用到其他产品上并不适宜，且柔性厚膜发热体于布料的粘结不牢，长期使用易脱落，由于隔了一层布料，厚膜发热体的发热效果欠佳。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种柔性发热厚膜元件,柔性发热厚膜元件包括四层结构，其中第一层为基层软性基质，第二层为硬性载体，第三层为涂覆于硬性载体上的厚膜涂层，第四层为顶层软性基质；所述四层的厚度比为基层软性基质：硬性载体：厚膜涂层：顶层软性基质＝70-200：3-10：1：3-70；所述厚膜涂层的厚度为10～50μm；所述柔性发热厚膜元件的总厚度为1～3.5mm。
本发明所述厚膜的概念主要是相对薄膜而言的，厚膜是指在载体上用印刷烧结技术所形成的厚度为几微米到数十微米的膜层，制造这种膜层的材料，称为厚膜材料，做成的涂层称为厚膜涂层。厚膜发热体具有功率密度大、加热速度快、工作温度高、升温速度快、机械强度高、体积小，安装方便、加热温度场均匀、寿命长、节能环保、安全等众多优点。
优选的，所述基层软性基质、硬性载体和厚膜涂层的硬度关系为：H(基层软性基质)：H(硬性载体)：H(厚膜涂层)＝1:50-100:100-500；
所述基层软性基质、硬性载体和厚膜涂层的弯曲强度关系为：σf(基层软性基质)：σf(硬性载体)：σf(厚膜涂层)＝20-100:1:2-10。
优选的，所述硬性载体热压粘结在基层软性基质上；所述厚膜涂层通过印刷或者烧结粘结在硬性载体上，厚膜涂层以曲折迂回方式排布在硬性载体上；所述顶层热压粘结形成第四层。
优选的，所述第一层基层软性基质均匀分布有2～10个定位柱，所述第二层硬性载体上设有与第一层基层软性基质上的定位柱相匹配的冲孔。
优选的，所述第一层基层软性基质均匀分布有4个定位柱。
优选的，所述基层和顶层软性基质为硅胶。
优选的，所述柔性发热厚膜元件的制备方法为：先用熟硅胶制备第一层基层软性基质；然后将涂覆有厚膜涂层的硬性载体通过定位柱与第一层基层软性基质固定；再在第四层加入生硅胶，然后通过加热使生硅胶熟化，熟化后的第四层熟硅胶与第一层熟硅胶定位柱紧密粘结。
优选的，所述硬性载体的材料为聚酰亚胺。
本发明还提供一种柔性发热厚膜元件的制备方法，具体方法为：先用熟硅胶制备第一层基层软性基质；事先将厚膜涂层通过印刷或者烧结粘结在硬性载体上，厚膜涂层以曲折迂回方式排布在硬性载体上，然后将涂覆有厚膜涂层的硬性载体通过定位柱与第一层基层软性基质通过热压粘结固定；再在第四层加入生硅胶，然后通过加热使生硅胶熟化，熟化后的第四层熟硅胶与第一层熟硅胶定位柱紧密粘结。
本发明的有益效果：
1)本发明的柔性发热厚膜元件每层厚度的设置使整个元件产品柔软轻巧，应用在衣服上不仅发热均匀，供暖效率高，而且不影响衣服的穿着舒适感；
2)本发明采用软性基质和硬性载体相结合的特点，在本发明弯曲强度的选取范围内既能保证厚膜在载体上涂覆后的黏着力使其发热稳定，又能使整个元件呈现柔软性，应用在衣服或者其他产品上柔软效果好；
3)本发明柔性发热厚膜元件在柔性基质上设置多个定位柱，并与硬性载体的冲孔相匹配，这种设置使该元件的制备过程中柔性基质于硬性载体贴合的更好，制备过程中更稳定，不易错位；
4)本发明的第四层将生硅胶在制备过程熟化，可以使第四层与第一层的定位柱紧密粘结，使厚膜元件粘结的更稳定，延长厚膜元件的使用寿命；
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：
一种柔性发热厚膜元件,柔性发热厚膜元件包括四层结构，其中第一层为基层软性基质，第二层为硬性载体，第三层为涂覆于硬性载体上的厚膜涂层，第四层为顶层软性基质；所述基层软性基质为硅胶,所述硬性载体的材料为聚酰亚胺；先用熟硅胶制备第一层基层软性基质；然后将事先制备好的涂覆有厚膜涂层的硬性载体通过冲孔与分布在第一层基层软性基质四角的4个定位柱与第一层基层软性基质固定；再在第四层加入生硅胶，然后通过加热到200℃使生硅胶熟化，熟化后的第四层熟硅胶与第一层熟硅胶定位柱紧密粘结。所述厚膜涂层通过印刷或者烧结粘结在硬性载体上，厚膜涂层以曲折迂回方式排布在硬性载体上，所述厚膜涂层为氧化钯。
上述柔性发热厚膜元件的厚度为2.5mmm，所述基层的厚度为2mm,顶层软性基质的厚度为0.5mm，所述厚膜涂层的厚度为20μm。
所述基层软性基质、硬性载体和厚膜涂层的硬度关系为：H(基层软性基质)：H(硬性载体)：H(厚膜涂层)＝1:80:300。
基层软性基质、硬性载体和厚膜涂层的弯曲强度关系为：σf(基层软性基质)：σf(硬性载体)：σf(厚膜涂层)＝50:1:5。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种柔性发热厚膜元件,其特征在于，柔性发热厚膜元件包括四层结构，其中第一层为基层软性基质，第二层为硬性载体，第三层为涂覆于硬性载体上的厚膜涂层，第四层为顶层软性基质；所述四层的厚度比为基层软性基质：硬性载体：厚膜涂层：顶层软性基质＝70-200：3-10：1：3-70；所述厚膜涂层的厚度为10～50μm；所述柔性发热厚膜元件的总厚度为1～3.5mm。
2.根据权利要求1所述的柔性发热厚膜元件,其特征在于，所述基层软性基质、硬性载体和厚膜涂层的硬度关系为：H(基层软性基质)：H(硬性载体)：H(厚膜涂层)＝1:50-100:100-500；
所述基层软性基质、硬性载体和厚膜涂层的弯曲强度关系为：σf(基层软性基质)：σf(硬性载体)：σf(厚膜涂层)＝20-100:1:2-10。
3.根据权利要求1所述的柔性发热厚膜元件,其特征在于，所述硬性载体热压粘结在基层软性基质上；所述厚膜涂层通过印刷或者烧结粘结在硬性载体上，厚膜涂层以曲折迂回方式排布在硬性载体上；所述顶层热压粘结形成第四层。
4.根据权利要求3所述的柔性发热厚膜元件,其特征在于，所述第一层基层软性基质均匀分布有2～10个定位柱，所述第二层硬性载体上设有与第一层基层软性基质上的定位柱相匹配的冲孔。
5.根据权利要求4所述的柔性发热厚膜元件,其特征在于，所述第一层基层软性基质均匀分布有4个定位柱。
6.根据权利要求4或5所述的柔性发热厚膜元件,其特征在于，所述基层和顶层软性基质为硅胶。
7.根据权利要求6所述的柔性发热厚膜元件,其特征在于，所述柔性发热厚膜元件的制备方法为：先用熟硅胶制备第一层基层软性基质；然后将涂覆有厚膜涂层的硬性载体通过定位柱与第一层基层软性基质固定；再在第四层加入生硅胶，然后通过加热使生硅胶熟化，熟化后的第四层熟硅胶与第一层熟硅胶定位柱紧密粘结。
8.根据权利要求1-7任一项所述的柔性发热厚膜元件,其特征在于，所述硬性载体的材料为聚酰亚胺。
9.一种柔性发热厚膜元件的制备方法，其特征在于，具体方法为：先用熟硅胶制备第一层基层软性基质；事先将厚膜涂层通过印刷或者烧结粘结在硬性载体上，厚膜涂层以曲折迂回方式排布在硬性载体上，然后将涂覆有厚膜涂层的硬性载体通过定位柱与第一层基层软性基质通过热压粘结固定；再在第四层加入生硅胶，然后通过加热使生硅胶熟化，熟化后的第四层熟硅胶与第一层熟硅胶定位柱紧密粘结。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的柔性发热厚膜元件在衣服上的应用。
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