CN107277950A - 一种电发热薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种电发热薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电发热薄膜及其制备方法，所述电发热薄膜的制备方法包括以下步骤：步骤A：根据预定形状，对0.05‑0.15mm的绝缘薄膜进行裁切得到下层绝缘薄膜层；步骤B：根据电发热薄膜的发热区域及发热需求设计串并联电路的线路排布图案，根据所述线路排布图案制作印刷用的菲林和网板；本发明根据印刷电路图案在下层绝缘薄膜层上，用导电银浆和绝缘油墨经过若干次印刷，形成可以满足电发热的导电线路，根据已完成印刷导电线路的薄膜上贴合另一层保护薄膜，并引出外接导电线路形成电发热薄膜。本发明的电发热薄膜在高弹性、抗拉伸、超柔韧的TPU薄膜上印刷导电银浆以及绝缘油墨，通电后无需金属电热丝，就可达到发热功能的电热薄膜，不怕弯折，没有金属线感的凸起感，电加热薄膜的加工工艺简单，不需要复杂的生产设备。

Description

一种电发热薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及电发热技术领域，具体涉及一种电发热薄膜及其制备方法。
背景技术
目前，随着人民生活水平的不断提高，电热产品在日常生活中的使用也越来越普及，比如电热手套、电热鞋垫、电热毯、电热背心等电热产品在冬天已经普遍使用。在制备电热产品的过程中，最常采用的物料是电热丝，在制备的过程中，将电热丝布置在布料或皮革上，形成一定的形状，通上电即可发热。用上述方法制备的发热产品存在着明显的不足和缺陷。例如，电热丝具有一定的直径，往往由于电热丝直径太大，而导致发热膜层的厚度太厚，且触摸上去有一定的凸起感，采用电热丝制备的物品，在使用的过程中，由于电热丝的使用，导致物料的厚度较厚。比如，对一些参与操作的电热物品电热手套，由于手套的厚度太厚，会影响人工在野外作业。对于利用电热丝制备的电热毯，在使用其睡觉时候总觉得有些不平整感觉，严重影响了使用的舒适度。
各种电热物品就是给一定电阻的电器通上电后，使其能产生所需的热量，并需要电器达到相应的安全要求。现有的电热物品由于电热丝具有一定的直径，导致发热膜层无法做的太薄，触摸上去有一定的凸起感，降低产品使用的舒适度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电发热薄膜及其制备方法，用以解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种电发热薄膜的制备方法，所述电发热薄膜的制备方法包括以下步骤：
步骤A：根据预定形状，对0.05-0.15mm的绝缘薄膜进行裁切得到下层绝缘薄膜层；
步骤B：根据所述电发热薄膜的发热区域及发热需求设计串并联电路的线路排布图案，根据所述线路排布图案制作印刷用的菲林和网板；
步骤C：根据所述印刷电路图案，利用所述菲林和网板在所述下层绝缘薄膜层上印刷多个独立的第一导电银浆电路，多个独立的所述第一导电银浆电路一端通过端部导电银浆电路连接形成第一连接端；
步骤D：在多个独立的所述第一导电银浆电路的第一连接端中与第二导电银浆电路的重叠区域印刷第一绝缘油墨层；
步骤E：在多个独立的所述第一导电银浆电路的另一端以及所述第一绝缘油墨层上印刷所述第二导电银浆电路，将多个独立的所述第一导电银浆电路的另一端连接形成第二连接端；
步骤F：在所述第一导电银浆电路和所述第二导电银浆电路上印刷第二绝缘油墨层；
步骤G：在所述第二绝缘油墨层上贴合一层与所述下层绝缘薄膜层大小相同的上层绝缘保护薄膜层形成电发热薄膜，并将所述第一连接端和所述第二连接端与外部电路连接。
所述下层绝缘薄膜和所述上层绝缘薄膜加热预缩。
所述第一导电银浆电路、第二导电银浆电路、所述第一绝缘油墨层和所述第二绝缘油墨层印刷完毕后进行烘烤，烘烤温度小于100℃，烘烤时间为20-40分钟。
所述绝缘薄膜为TPU薄膜或者PET薄膜。
所述印刷采用丝网印刷。
所述第一导电银浆电路的印刷厚度为0.014±0.002mm。
所述第一导电银浆电路和所述第二导电银浆电路的印刷条件为：
丝网用100T的尼龙网纱，网板张力18牛，绝缘油墨印刷厚度为0.010±0.002mm。
本发明还提供一种电发热薄膜，所述电发热薄膜包括下层绝缘薄膜层、第一导电银浆电路、第一绝缘油墨层、第二导电银浆电路、第二绝缘油墨层以及上层绝缘保护薄膜层，其中，所述下层绝缘薄膜层上印刷有多个独立的所述第一导电银浆电路，多个独立的所述第一导电银浆电路一端通过端部导电银浆电路连接形成第一连接端，在多个独立的所述第一导电银浆电路上与所述第二导电银浆电路的相重叠区域印刷第一绝缘油墨层，在多个独立的所述第一导电银浆电路的另一端以及所述第一绝缘油墨层上印刷有所述第二导电银浆电路，形成第二连接端；
所述第一导电银浆电路、所述第二导电银浆电路上印刷有第二绝缘油墨层，所述上层绝缘保护薄膜层覆盖在所述第二绝缘油墨层上。
所述电发热薄膜还包括外接线路，所述外接线路分别与所述第一连接端以及第二连接端连接；
所述第二绝缘油墨层覆盖在除第一连接端和第二连接端的接外线路外的区域。
所述电发热薄膜的厚度小于0.3mm。
本发明电发热薄膜及其制备方法具有如下优点：
本发明的电发热薄膜的导电发热线路通过丝网印刷导电银浆完成，整体组合后的导电发热体厚度可控制在0.3mm以内。电发热薄膜在高弹性、抗拉伸、超柔韧的TPU薄膜上印刷导电银浆以及绝缘油墨，通电后无需金属电热丝，就可达到发热功能的电热薄膜，不怕弯折，没有金属线感的凸起感，电加热薄膜的加工工艺简单，不需要复杂的生产设备。
附图说明
图1为本发明的电发热薄膜的结构示意图。
图2为本发明的多个独立的第一导电银浆电路印刷到下层绝缘薄膜层上的结构示意图。
图3为本发明的印刷有第一导电银浆电路和第一绝缘油墨层的下层绝缘薄膜层的结构示意图。
图4为本发明的印刷有第一导电银浆电路、第一绝缘油墨层和第二导电银浆电路的下层绝缘薄膜层的结构示意图。
图5为本发明的印刷有第一导电银浆电路、第一绝缘油墨层、第二导电银浆电路以及第二绝缘油墨层的下层绝缘薄膜的结构示意图。
图6为本发明的印刷有第一导电银浆电路、第一绝缘油墨层、第二导电银浆电路以及第二绝缘油墨层下层绝缘薄膜的立体图。
图7为本发明的电发热薄膜的制备流程图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1、图6和图7所示，本发明的电发热薄膜的制备方法，该电发热薄膜的制备方法包括以下步骤：
步骤A：根据预定形状，对0.05-0.15mm的绝缘薄膜进行裁切得到下层绝缘薄膜层1，并对下层绝缘薄膜层1加热预缩。
步骤B：根据电热薄膜的发热区域及发热需求设计串并联电路的线路排布图，根据线路排布图案制作印刷用的菲林和网板；
步骤C：根据所述印刷电路图案，利用菲林和网板在下层绝缘薄膜层上印刷导电银浆(如图2所示)，形成多个独立的第一导电银浆电路2，多个独立的第一导电银浆电路一端21通过端部导电银浆电路23连接形成第一连接端26。其中，导电银浆的方阻值小于0.1欧姆/mm2，第一导电银浆电路2的印刷厚度在0.014±0.002mm，印刷完毕后，对第一导电银浆电路进行烘烤，烘烤温度小于100℃，烘烤时间为20-40分钟，并且使其满足一定的柔韧性，可满足普通丝网印刷工艺，使其与下层绝缘薄膜层1的附着性更好。第一导电银浆电路2的印刷条件为：丝网用100T的尼龙网纱(T为网纱的表示单位，即为1cm距离可排丝网线的数量)，网板张力18牛，导电银浆油墨印刷油墨厚度为0.012±0.002mm。绝缘油墨印刷厚度为0.010±0.002mm。其中，导电银浆为深圳宝莱公司提供的PV-AG1002型号油墨，其方阻值小于0.1欧姆/mm2，配比100％，粘度：8000～12000Pa.s。
步骤D：在多个独立的第一导电银浆电路2的第一连接端中与第二导电银浆电路的重叠区域印刷有第一绝缘油墨层25(如图3所示)，绝缘油墨满足普通丝网印刷工艺，印刷第一绝缘油墨层25应该避免出现漏墨现象，印刷完毕后，对第一绝缘油墨层25进行烘烤，烘烤温度小于100℃，烘烤时间为20-40min。
步骤E：在多个独立的第一导电银浆电路2的另一端22以及第一绝缘油墨层25上印刷第二导电银浆电路24(如图4所示)，将第一导电银浆电路2的另一端22连接形成第二连接端27。
步骤F：在第一导电银浆电路2和第二导电银浆电路24上印刷第二绝缘油墨层5(如图5所示)。
步骤G：在第二绝缘油墨层5上贴合一层与下层绝缘薄膜层大小相同的上层绝缘保护薄膜层3形成电发热薄膜，并将第一连接端26和第二连接端27与外接线路4连接。在贴合上层绝缘保护薄膜层3前，需要对上层绝缘保护薄膜层3进行加热预缩。为了进一步的装饰和增加对电发热薄膜的保护，将上层绝缘保护薄膜层3覆盖在第二绝缘油墨层5后，在上层绝缘保护薄膜层3上再贴合一层装饰保护层5。
作为可变换的实施方式，本发明可根据电发热薄膜的线路复杂程度，可进一步地采用导电银浆和绝缘油墨交替印刷的方式来满足线路的排布，其主要是根据电路的宽度、电路的功率以及串并联电路的次数，根据串并联电路的次数，在同一绝缘薄膜上规划电路的宽度、独立的第一导电银浆电路的数量，从而可以依照印刷第一导电银浆电路、第一绝缘油墨层、第二导电银浆电路以及第二绝缘油墨层5的方式，印刷第三导电银浆电路、第三绝缘油墨层、第四导电银浆电路、第四绝缘油墨层、第五导电银浆电路、第五绝缘油墨层、第六导电银浆电路以及第六绝缘油墨层等。在每次印刷导电银浆和绝缘油墨后，都需要对印刷的导电银浆和绝缘进行烘烤，烘烤的温度均小于100℃，烘烤时间在20-40min。由于相同的输出电压，电阻越小，发热性越好，由于导电银浆的电阻率大于金属发热导线，很多情况下单一的串联线路由于电阻过大而无法满足使用要求。因此，为满足电发热薄膜有足够小的电阻，印刷线路经常需要进行并联设计，在下层绝缘薄膜上并联线路之间如果不能绝缘，就会出现短路，因此两层导电银浆电路叠加时，需要在两层导电银浆电路之间印刷绝缘油墨层，从而避免了导电银浆电路之间出现短路情况。通过多次的导电银浆电路和绝缘油墨层的交替印刷，可以完成设计较为复杂的电路，从而使得使电发热薄膜具有更多的应用空间。
较佳的，下层绝缘薄膜层1和上层绝缘保护薄膜层3均为TPU薄膜或者PET薄膜，下层绝缘薄膜层1的厚度在0.05-0.15mm之间，下层绝缘薄膜层1和上层绝缘保护薄膜层均耐高温、抗黄变，较佳的，上层绝缘保护薄膜层的一面有胶粘层，贴合后能抗潮、抗盐雾、耐水，使其贴合拉力大于5kgf/cm2。
本发明还提供一种电发热薄膜，电发热薄膜包括下层绝缘薄膜层1、第一导电银浆电路2、第一绝缘油墨层25、第二导电银浆电路24、第二绝缘油墨层5以及上层绝缘保护薄膜层3，其中，下层绝缘薄膜层1上印刷有多个独立的第一导电银浆电路2，多个独立的第一导电银浆电路2一端21通过端部导电银浆电路23连接形成第一连接端26，在多个独立的第一导电银浆电路上与第二导电银浆电路的相重叠区域印刷第一绝缘油墨层，在多个独立的第一导电银浆电路26的另一端22以及第一绝缘油墨层25上印刷有第二导电银浆电路24，形成第二连接端27；第一导电银浆电路2、第二导电银浆电路24上印刷有第二绝缘油墨层5，上层绝缘保护薄膜层覆3盖在第一绝缘油墨层上。
作为可变换的实施方式，本发明的电发热薄膜，电发热薄膜包括下层绝缘薄膜层、第一导电银浆电路、第一绝缘油墨层、第二导电银浆电路、第二绝缘油墨层、第三导电银浆电路、第三绝缘油墨层、第四导电银浆电路、第四绝缘油墨层以及上层绝缘保护薄膜层，第三导电银浆电路、第三绝缘油墨层、第四导电银浆电路以及第四绝缘油墨层印刷方式同第一导电银浆层、第一绝缘油墨层、第二导电银浆层以及第二绝缘油墨层的印刷方式和线路的布局方式。
其中，电发热薄膜的还包括外接线路4，第一连接端26和第二连接端27与外接线路4连接，从而形成电发热薄膜的发热电路。较佳的，上层绝缘保护薄膜层3和下层绝缘薄膜层1的厚度为0.05-0.15mm，电发热薄膜的总厚度小于0.3mm。
本发明的电发热薄膜的导电发热线路通过丝网印刷导电银浆完成，印刷线路薄膜最薄可用0.1mm的TPU薄膜或者PET薄膜，整体组合后的导电发热体厚度可控制在0.3mm以内。本发明的电发热薄膜的线路排布、线路的电阻值可根据实际需求进行设计，其是通过在高弹性、抗拉伸、超柔韧的TPU薄膜上印刷导电油墨，通电后无需金属电热丝，就可达到发热功能，该电发热薄膜不怕弯折，没有金属线的凸起感。电发热薄膜柔软轻便，对电热物品的制作减少了限止，电发热薄膜的加工工艺简单，不需要复杂的生产设备。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种电发热薄膜的制备方法，其特征在于，所述电发热薄膜的制备方法包括以下步骤：
步骤A：根据预定形状，对0.05-0.15mm的绝缘薄膜进行裁切得到下层绝缘薄膜层；
步骤B：根据所述电发热薄膜的发热区域及发热需求设计串并联电路的线路排布图案，根据所述线路排布图案制作印刷用的菲林和网板；
步骤C：根据所述印刷电路图案，利用所述菲林和网板在所述下层绝缘薄膜层上印刷导电银浆，形成多个独立的第一导电银浆电路，多个独立的所述第一导电银浆电路一端通过端部导电银浆电路连接形成第一连接端；
步骤D：在多个独立的所述第一导电银浆电路的第一连接端中与第二导电银浆电路的重叠区域印刷第一绝缘油墨层；
步骤E：在多个独立的所述第一导电银浆电路的另一端以及所述第一绝缘油墨层上印刷所述第二导电银浆电路，将多个独立的所述第一导电银浆电路的另一端连接形成第二连接端；
步骤F：在所述第一导电银浆电路和所述第二导电银浆电路上印刷第二绝缘油墨层；
步骤G：在所述第二绝缘油墨层上贴合一层与所述下层绝缘薄膜层大小相同的上层绝缘保护薄膜层形成电发热薄膜，并将所述第一连接端和所述第二连接端与外部电路连接。
2.根据权利要求1所述的电发热薄膜的制备方法，其特征在于，
所述下层绝缘薄膜和所述上层绝缘薄膜加热预缩。
3.根据权利要求1所述的电发热薄膜的制备方法，其特征在于，
所述第一导电银浆电路、第二导电银浆电路、所述第一绝缘油墨层和所述第二绝缘油墨层印刷完毕后进行烘烤，烘烤温度小于100℃，烘烤时间为20-40分钟。
4.根据权利要求1所述的电发热薄膜的制备方法，其特征在于，
所述绝缘薄膜为TPU薄膜或者PET薄膜。
5.根据权利要求1所述的电发热薄膜的制备方法，其特征在于，
所述印刷采用丝网印刷。
6.根据权利要求1所述的电发热薄膜的制备方法，其特征在于，
所述第一导电银浆电路的印刷厚度为0.014±0.002mm。
7.根据权利要求1所述的电发热薄膜的制备方法，其特征在于，
所述第一导电银浆电路和所述第二导电银浆电路的印刷条件为：
丝网用100T的尼龙网纱，网板张力18牛，绝缘油墨印刷厚度为0.010±0.002mm。
8.一种电发热薄膜，其特征在于，所述电发热薄膜包括下层绝缘薄膜层、第一导电银浆电路、第一绝缘油墨层、第二导电银浆电路、第二绝缘油墨层以及上层绝缘保护薄膜层，其中，所述下层绝缘薄膜层上印刷有多个独立的所述第一导电银浆电路，多个独立的所述第一导电银浆电路一端通过端部导电银浆电路连接形成第一连接端，在多个独立的所述第一导电银浆电路上与所述第二导电银浆电路的相重叠区域印刷第一绝缘油墨层，在多个独立的所述第一导电银浆电路的另一端以及所述第一绝缘油墨层上印刷有所述第二导电银浆电路，形成第二连接端；
所述第一导电银浆电路、所述第二导电银浆电路上印刷有第二绝缘油墨层，所述上层绝缘保护薄膜层覆盖在所述第二绝缘油墨层上。
9.根据权利要求8所述的电发热薄膜，其特征在于，
所述电发热薄膜还包括外接线路，所述外接线路分别与所述第一连接端以及第二连接端连接；
所述第二绝缘油墨层覆盖在除第一连接端和第二连接端的接外线路外的区域。
10.根据权利要求8所述的电发热薄膜，其特征在于，
所述电发热薄膜的厚度小于0.3mm。
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