CN108495391A - 超薄的聚合物自控温发热布及其制备方法与应用 - Google Patents

超薄的聚合物自控温发热布及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN108495391A
CN108495391A CN201810179852.XA CN201810179852A CN108495391A CN 108495391 A CN108495391 A CN 108495391A CN 201810179852 A CN201810179852 A CN 201810179852A CN 108495391 A CN108495391 A CN 108495391A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heating wire
electrothermal cloth
cloth
cotton
conductive electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810179852.XA
Other languages
English (en)
Inventor
赵乾成
白云龙
黄丹丹
薛荣文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Jian Wu Technology Co Ltd
Original Assignee
Hangzhou Jian Wu Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Jian Wu Technology Co Ltd filed Critical Hangzhou Jian Wu Technology Co Ltd
Priority to CN201810179852.XA priority Critical patent/CN108495391A/zh
Publication of CN108495391A publication Critical patent/CN108495391A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/34—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
    • H05B3/342—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs heaters used in textiles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/46—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyolefins

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及一种超薄的聚合物自控温发热布及其制备方法与应用，发热布是采用发热丝、棉纱线和导电电极线编织而成；其中，发热丝和导电电极线的延伸方向垂直，发热丝和棉纱线的延伸方向垂直。本发明提供的发热布密度很大，纤薄柔软又十分透气，制作成电热毯等产品后的使用体验极佳，躺在床上几乎不会有异物感；发热丝织成布后的排列极为紧密，不会出现发热不均匀的状况；发热丝与导电电极的接触率是碳纤维发热布的百倍以上，无论怎样揉搓都不会出现组织松散而导致部分区域不发热的情况；功率会随着温度上升而下降，可以降低能耗；本发明提供的发热布可应用于制备电热毯、电热垫或热敷产品等，应用广泛。

Description

超薄的聚合物自控温发热布及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及柔性发热材料技术领域，具体涉及一种超薄的聚合物自控温发热布及其制备方法与应用。
背景技术
现有的柔性发热材料主要以碳纤维发热布为主，多数碳纤维产品应用于家居生活用品中，如电热毯、电热垫、热敷理疗产品等。碳纤维发热布是以涤纶丝通过经线和纬线编织构成交织结构体，该交织结构体上下两侧之间增设穿插导电碳纤维发热丝；同时，位于涤纶布左右两侧沿边设有用于连接导电碳纤维发热丝的两个或两个以上的导电铜丝，并在碳纤维发热布的上下两表面分别涂压一层TPU保护膜，由此构成了导电发热的主体。此时向两侧铜丝供电，即在碳纤维丝上形成了一定的电压，而碳纤维丝本身就是一种热转换效率很高的电阻，由此将电能转化成为了热能。现有技术中的碳纤维发热布存在以下几个缺点：(1)碳纤维丝为了实现较大的功率，本身较粗，因此电阻较小，通过的电流较大，日常使用中常出现打火而引起燃烧现象，碳纤维发热布制作的电热毯常出现起火情况，安全隐患极大；(2)碳纤维丝较粗，直径达1mm左右，这就造成了织成的碳纤维发热布较厚，加之在表面涂了TPU保护膜，导致碳纤维发热布又厚又硬，不透气，严重的影响了使用时的舒适度；(3)两条碳纤维丝之间的间距较大，通常达1～5cm，这就造成了使用过程中整个布面的温度不均匀情况，影响了使用体验；(4)碳纤维丝与导电铜丝间的结合常因使用时的揉搓等变得松散，进而出现接触不良，部分碳纤维丝出现了不热而导致功率衰减，产品的实际使用寿命大打折扣，完全不能满足日常家用对产品质量的要求；(5)碳纤维发热布的织造方式较为复杂，纬线由涤纶丝和碳纤维发热丝两种组成，经线由涤纶丝和导电铜丝组成。因此，还需要开发新型的柔性发热材料，以弥补现有的碳纤维发热布存在的不足。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种超薄的聚合物自控温发热布及其制备方法与应用，本发明通过采用发热丝、棉纱线和导电电极线编织得到的发热布，纤薄柔软又十分透气，制作成电热毯等产品后的使用体验极佳，躺在床上几乎不会有异物感；发热丝织成布后的排列极为紧密，不会出现发热不均匀的状况；功率会随着温度上升而下降，可以降低能耗。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
第一方面，本发明提供了一种发热布，发热布是采用发热丝、棉纱线和导电电极线编织而成。
优选地，发热丝和导电电极线的延伸方向垂直，发热丝和棉纱线的延伸方向垂直。
优选地，发热丝的粗度为15～25丝；棉纱线的粗度为15～25丝；发热布的厚度为35～45丝。
优选地，发热丝的原料组分包括聚乙烯高分子材料和导电炭黑材料。需要说明的是，本发明采用的聚乙烯高分子材料是购买自中国石化扬子石油化工有限公司生产的高密度HDPE5000S聚乙烯高分子材料；本发明采用的导电炭黑材料是购买自上海正上科技有限公司生产的N660导电炭黑。
优选地，聚乙烯高分子材料和导电炭黑材料的质量比为(1.0～1.5):1。
优选地，发热丝的制备方法包括步骤：将聚乙烯高分子材料和导电炭黑材料混合，然后进行高温融合，再采用挤塑设备拉成发热丝。优选地，高温融合的温度为150～160℃。
第二方面，本发明还提供了发热布的制备方法，包括步骤：将发热丝作为纬线，将棉纱线和导电电极线作为经线，采用织布机织成发热布；其中，导电电极线位于发热丝的两端。需要说明的是，本发明将发热丝作为纬线，棉棉纱以及一定间隔的导电电极线作为经线(电极线与发热体内发热丝的延伸方向相垂直)，经织布机织成完整的发热布。将导电电极的一条作为正极、另一条作为负极通电，发热丝在一定电压下将电能转化为热能。随着发热丝温度的上升，其内部的分子开始做布朗运动，随着温度的不断上升，分子的间距不断增大，发热丝的电阻值也不断增大，电流不断变小，近乎断电，此时发热丝的温度逐渐下降，分子间距开始逐渐变小，电阻值变小，电流变大，发热丝温度又逐渐开始上升，由此不断往复。
第三方面，本发明还保护发热布在制备电热毯、电热垫或热敷产品中的应用。
本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：
(1)本发明提供使用聚乙烯高分子材料和导电炭黑材料经高温后混合，经由挤塑设备拉成20丝左右粗度(比人体头发略粗)的发热丝，并与相近粗度的棉纱线以及导电电极，纺织成为一种密度很大但极薄的自控温发热布；
(2)本发明采用的发热丝的电阻值很大，相同电压下电流很小，不会出现打火等危险情况，彻底排除了原有的安全隐患；
(3)本发明提供的发热布的布面厚度仅为40丝左右，类似薄的衬衫布料，纤薄柔软又十分透气，制作成电热毯等产品后的使用体验极佳，躺在床上几乎不会有异物感；
(4)本发明的发热丝织成布后的排列极为紧密，近乎0间隙，不会出现发热不均匀的状况；而碳纤维发热丝的间距通常在1～5cm；
(5)本发明采用的发热丝与导电电极的接触率是碳纤维发热布的百倍以上，无论怎样揉搓都不会出现组织松散而导致部分区域不发热的情况；碳纤维发热布的经纬线较粗，编织松散，孔距约1.4mm，本发明提供的发热布布面十分紧密，孔距仅为0.28mm左右；
(6)本发明提供的发热布功率会随着温度上升而下降，类似空调的变频功能，相同情况下能耗更小；本发明的纬线只有一种，即发热丝，不需要使用棉线作为纬线，制备工艺相对更简单；而碳纤维发热布纬线有两种，即碳纤维发热线和涤纶线；
(7)本发明提供的发热布较之碳纤维有更多应用领域，由于材料柔软可以应用到披毯和盖毯等更柔软兼随意变形的产品形态和产品领域。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施例四中制备得到的发热布示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。
如图1所示，本发明提供一种超薄的聚合物自控温发热布，发热布是采用粗度为15～25丝的发热丝、粗度为15～25丝的棉纱线(白纱线)和导电电极线编织而成；发热丝和导电电极线的延伸方向垂直，发热丝和棉纱线的延伸方向垂直；其中，发热丝的制备方法包括步骤：将聚乙烯高分子材料和导电炭黑材料以(1.0～1.5):1的质量比混合，然后在150～160℃高温融合，再采用挤塑设备拉成发热丝。
另外，本发明还提供了上述超薄的聚合物自控温发热布的制备方法，包括如下步骤：将发热丝作为纬线，将棉纱线和导电电极线作为经线，采用织布机织成发热布；其中，导电电极线位于发热丝的两端。
下面结合具体实施例对本发明提供的技术方案作进一步说明。
实施例一
本实施例提供一种超薄的聚合物自控温发热布，发热布是采用粗度为20丝的发热丝、粗度为20丝的棉纱线和导电电极线编织而成；发热丝和导电电极线的延伸方向垂直，发热丝和棉纱线的延伸方向垂直；其中，发热丝的制备方法包括步骤：将聚乙烯高分子材料和导电炭黑材料以1.2：1的质量比混合，然后在155℃高温融合，再采用挤塑设备拉成发热丝。
另外，采用本发明提供的制备方法，制备超薄的聚合物自控温发热布：将发热丝作为纬线，将棉纱线和导电电极线作为经线，采用织布机织成发热布；其中，导电电极线位于发热丝的两端。
实施例二
本实施例提供一种超薄的聚合物自控温发热布，发热布是采用粗度为20丝的发热丝、粗度为20丝的棉纱线和导电电极线编织而成；发热丝和导电电极线的延伸方向垂直，发热丝和棉纱线的延伸方向垂直；其中，发热丝的制备方法包括步骤：将聚乙烯高分子材料和导电炭黑材料以1.0：1的质量比混合，然后在150℃高温融合，再采用挤塑设备拉成发热丝。
另外，采用本发明提供的制备方法，制备超薄的聚合物自控温发热布：将发热丝作为纬线，将棉纱线和导电电极线作为经线，采用织布机织成发热布；其中，导电电极线位于发热丝的两端。
实施例三
本实施例提供一种超薄的聚合物自控温发热布，发热布是采用粗度为20丝的发热丝、粗度为20丝的棉纱线和导电电极线编织而成；发热丝和导电电极线的延伸方向垂直，发热丝和棉纱线的延伸方向垂直；其中，发热丝的制备方法包括步骤：将聚乙烯高分子材料和导电炭黑材料以1.5：1的质量比混合，然后在160℃高温融合，再采用挤塑设备拉成发热丝。
另外，采用本发明提供的制备方法，制备超薄的聚合物自控温发热布：将发热丝作为纬线，将棉纱线和导电电极线作为经线，采用织布机织成发热布；其中，导电电极线位于发热丝的两端。
实施例四
本实施例提供一种可制作成为一张单人电热毯的发热内胆的发热布的制备方法，包括步骤：首先计算功率，毯面功率需要100W，毯面尺寸为1m×2m，计算出发热丝需要10000根，每根/米功率为0.1W。根据功率测算，将聚乙烯高分子材料与导电炭黑材料1.2：1的质量比混合，然后将混合后的原料放入挤塑设备，经155℃高温融合后，拉成粗细为20丝的发热丝；将发热丝作为纬线，将粗细为20丝的棉纱线作为经线，将导电电极在纬线两端作为第二种经线，经织布机织成布，得到超薄的聚合物自控温发热布。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (9)

1.一种发热布，其特征在于：所述发热布是采用发热丝、棉纱线和导电电极线编织而成。
2.根据权利要求1所述的发热布，其特征在于：
所述发热丝和所述导电电极线的延伸方向垂直，所述发热丝和所述棉纱线的延伸方向垂直。
3.根据权利要求1所述的发热布，其特征在于：
所述发热丝的粗度为15～25丝；所述棉纱线的粗度为15～25丝；所述发热布的厚度为35～45丝。
4.根据权利要求1所述的发热布，其特征在于：
所述发热丝的原料组分包括聚乙烯高分子材料和导电炭黑材料。
5.根据权利要求4所述的发热布，其特征在于：
所述聚乙烯高分子材料和所述导电炭黑材料的质量比为(1.0～1.5):1。
6.根据权利要求4所述的发热布，其特征在于：
所述发热丝的制备方法包括步骤：将所述聚乙烯高分子材料和所述导电炭黑材料混合，然后进行高温融合，再采用挤塑设备拉成发热丝。
7.根据权利要求6所述的发热布，其特征在于：
所述高温融合的温度为150～160℃。
8.权利要求1-7所述的发热布的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将所述发热丝作为纬线，将所述棉纱线和导电电极线作为经线，采用织布机织成发热布；其中，所述导电电极线位于所述发热丝的两端。
9.权利要求1-8任一项所述的发热布在制备电热毯、电热垫或热敷产品中的应用。
CN201810179852.XA 2018-03-05 2018-03-05 超薄的聚合物自控温发热布及其制备方法与应用 Pending CN108495391A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810179852.XA CN108495391A (zh) 2018-03-05 2018-03-05 超薄的聚合物自控温发热布及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810179852.XA CN108495391A (zh) 2018-03-05 2018-03-05 超薄的聚合物自控温发热布及其制备方法与应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108495391A true CN108495391A (zh) 2018-09-04

Family

ID=63341327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810179852.XA Pending CN108495391A (zh) 2018-03-05 2018-03-05 超薄的聚合物自控温发热布及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108495391A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109327926A (zh) * 2018-12-12 2019-02-12 沈阳恒宝光热技术有限公司 一种适宜人体的电热毯发热芯
CN109769315A (zh) * 2018-09-11 2019-05-17 天津杰斯曼建筑材料有限公司 一种远红外电热布

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102307403A (zh) * 2011-09-02 2012-01-04 西安盖沃热能科技有限公司 Ptc高分子导电纤维自限温电热膜及其制备方法
CN206542583U (zh) * 2017-02-17 2017-10-03 北京创新爱尚家科技股份有限公司 基于石墨烯纤维碳纤维复合的发热材料

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102307403A (zh) * 2011-09-02 2012-01-04 西安盖沃热能科技有限公司 Ptc高分子导电纤维自限温电热膜及其制备方法
CN206542583U (zh) * 2017-02-17 2017-10-03 北京创新爱尚家科技股份有限公司 基于石墨烯纤维碳纤维复合的发热材料

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109769315A (zh) * 2018-09-11 2019-05-17 天津杰斯曼建筑材料有限公司 一种远红外电热布
CN109327926A (zh) * 2018-12-12 2019-02-12 沈阳恒宝光热技术有限公司 一种适宜人体的电热毯发热芯

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN200953663Y (zh) 纯棉碳纤维电热布
US7173223B2 (en) Flexible electro-heating apparatus and fabrication thereof
KR20140021470A (ko) 도전성 실리콘고무 발열체 및 그 제조방법
CN108495391A (zh) 超薄的聚合物自控温发热布及其制备方法与应用
KR102014837B1 (ko) 유연성 복합 전열망의 제조방법
CN109661049A (zh) 一种有源柔性发热体及其制备方法和应用
KR20070068770A (ko) 면상 발열체용 탄소섬유의 제조법
CN103572453A (zh) 导电硅橡胶发热体及其制造方法
CN104470004A (zh) 一种有源柔性发热体及其制备方法和应用
CN203942658U (zh) 一种纳米银长丝发热布
CN208572468U (zh) 一种双层碳纤维发热布
KR20060111228A (ko) 면사직조발열체
KR20110053863A (ko) 유연성 발열체를 이용한 착용형 발열패드
CN210928007U (zh) 一种无辐射石墨烯电热膜
CN212727450U (zh) 一种电压为5v的石墨烯远红外发热布
CN208369879U (zh) 一种可拆卸组装式石墨烯电热布
KR100750874B1 (ko) 면상발열체 제조방법
CN113215708A (zh) 一种一次成型的远红外养生毯
CN113829690A (zh) 一种发热布及其织造方法
CN208317031U (zh) 一种电加热垫
KR20120065494A (ko) 탄소나노튜브 실을 이용한 직류전원 방식의 발열매트
CN208227357U (zh) 电热布
KR101722351B1 (ko) 원적외선 방사, 방염 및 내열성을 갖는 직류전원용 실구조 발열사 및 이의 제조 방법 그리고 발열패드
KR100847055B1 (ko) 면상 발열 장치 및 그 제조 방법
CN218124950U (zh) 一种限温石墨烯柔性电热膜

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180904

RJ01 Rejection of invention patent application after publication