CN111165070A - 碳材料毛毡发热装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种碳材料毛毡发热装置及其制造方法，尤其涉及一种在一对基材之间插入碳材料毛毡并通过热熔接方式相互粘接的碳材料毛毡发热装置及其制造方法。适用本发明的碳材料毛毡发热装置，其特征在于，包括：第1基材；第2基材；配置在第1基材的上部，以及，碳材料毛毡，插入到第1基材与第2基材之间，在加载电源时放射热量；其中，第1基材以及第2基材是通过热熔接方式相互粘接，从而防止包含于碳材料毛毡中的碳材料粒子流出。

Description

碳材料毛毡发热装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种碳材料毛毡发热装置及其制造方法，尤其涉及一种在一对基材之间插入碳材料毛毡并通过热熔接方式相互粘接的碳材料毛毡发热装置及其制造方法。
背景技术
通常，碳发热装置是指将电弧放电的热量作为热源使用的装置，具体是指通过使碳的两端有电流流过而借助于碳之间的电弧放电以及接触电阻产生高温热量的装置。
其中，碳因为具有在陶瓷中的电导度优秀且能够耐受高温的性质而广泛地作为发热体使用，而利用碳的发热体是通过在对多个碳进行排列之后再使配置在碳两侧的电源线与碳接触连接并借此使得碳发热的方式构成。
尤其是在碳的不同形态中，碳纤维是通过在惰性气体中对有机纤维进行加热以及碳化的方式制成，能够在通电时进行发热，例如，能够通过将包含各种无机矿物质的碳粉末进行浆料化之后涂布到复丝纤维纱中的方式制造，或通过将碳、钨、锰以及不锈钢等在高温熔融状态下进行抽丝的方式制造，或通过将聚丙烯腈纤维进行碳化的方式进行制造。
但是，因为碳纤维的材质特性坚硬且没有可弯曲的性质，因此可能会发生碳纤维本身脱离到外部的现象并因此导致耐久性下降的问题。
如上所述，因为碳纤维坚硬且没有可弯曲的性质，因此难以制作成复合使用目的的形状并因此导致制造成本上升的问题，所以目前急需开发出能够对其进行改善的新技术。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于解决如上所述的现有问题而提供一种在一对基材之间插入碳材料毛毡并通过热熔接方式相互粘接的碳材料毛毡发热装置及其制造方法。
用于解决问题的方案
为了达成如上所述的目的，适用本发明的碳材料毛毡发热装置，其特征在于，包括：第1基材；第2基材；配置在上述第1基材的上部，以及，碳材料毛毡，插入到上述第1基材与上述第2基材之间，在加载电源时放射热量；其中，上述第1基材以及上述第2基材是通过热熔接方式相互粘接，从而防止包含于上述碳材料毛毡中的碳材料粒子流出。
较佳地，本发明的特征在于：上述碳材料毛毡是通过在2000℃以上对碳进行碳化而形成的石墨(Graphite)形态的板。
较佳地，本发明的特征在于：通过在上述第1基材的内侧面以及上述第2基材的内侧面形成由粘接剂构成的粘接层而使得上述第1基材、上述第2基材以及上述碳材料毛毡以热熔接方式相互粘接。
较佳地，本发明的特征在于：通过在上述第1基材以及上述第2基材中的某一个以上的表面粘贴隔热材料而使得在加载电源时所产生的热量向一个方向放射。
较佳地，本发明的特征在于：上述第1基材以及上述第2基材为聚氨酯(PU，Polyurethane)以及热可塑性聚氨酯(TPU，Thermoplastic Polyurethane)中的某一个以上。
此外，为了达成如上所述的目的，适用本发明的碳材料毛毡发热装置的制造方法，其特征在于，包括：配置第1基材并在上述第1基材的上部配置第2基材的步骤；以及，在将碳材料毛毡插入到上述第1基材以及上述第2基材之间之后通过热熔接方式使上述第1基材以及上述第2基材相互粘接，从而防止包含于上述碳材料毛毡中的碳材料粒子流出的步骤。
发明效果
通过如上所述的课题解决手段，适用本发明的碳材料毛毡发热装置及其制造方法，能够通过在一对基材之间插入碳材料毛毡并通过热熔接方式相互粘接而防止包含于碳材料毛毡中的碳材料粒子流出并提供优秀的物性。
附图说明
图1是适用本发明之较佳第1实施例的碳材料毛毡发热装置。
图2是适用本发明之较佳第2实施例的碳材料毛毡发热装置。
图3是以无粘接剂的状态制造的碳材料毛毡发热装置。
图4是适用本发明之较佳实施例的粘贴有隔热材料的碳材料毛毡发热装置。
具体实施方式
接下来，将结合附图对适用本发明的较佳实施例进行详细的说明如下。
图1是适用本发明之较佳第1实施例的碳材料毛毡发热装置。参阅图1，适用本发明的碳材料毛毡发热装置，包括：一对基材100，由第1基材110以及配置在第1基材110的上部的第2基材120构成；以及，碳材料毛毡200，插入到第1基材110与第2基材120之间，在加载电源时放射热量。
尤其是在图1中，当由位于第1基材110下部的下部压板510以及位于第2基材120上部的上部压板520构成的热压板500向碳材料毛毡200的方向施加热以及压力时，在上侧将形成对碳材料毛毡200的上部周围进行围绕的折曲形状的第1凹凸P1，而在下侧将以与第1凹凸P1对应的形状形成对碳材料毛毡200的下部周围进行围绕的折曲形状的第2凹凸P2。
借此，不仅能够以碳材料毛毡200为中心在上下部形成凹凸形状的立体纹路，还能够通过使第1基材110以及第2基材120以热熔接方式相互粘接而防止包含于碳材料毛毡200中的碳材料粒子流出。
图2是适用本发明之较佳第2实施例的碳材料毛毡发热装置。参阅图2，与图1相同，适用本发明的碳材料毛毡发热装置，包括：第1基材110；第2基材120，配置在第1基材110的上部；以及，碳材料毛毡200，插入到第1基材110与第2基材120之间，在加载电源时放射热量。
但是在图2中，与图1不同，当由下部压板510以及上部压板520构成的热压板500以碳材料毛毡200为中心向位于下部的第1基材110以及位于上部的第2基材120施加热以及压力时，仅在碳材料毛毡200的上部形成凹凸形状的第1凹凸P1，从而能够以碳材料毛毡200为中心仅在上部形成立体凹凸纹路。
这能够通过仅在上部压板520的内侧面粘贴软质(soft)的硅板522而在下部压板510的内侧面不粘贴硅板522的状态下以碳材料毛毡200为中心在上下部施加不同的热以及压力的方式实现。
与图1中所示的情况相同，在图2中同样能够通过使第1基材110以及第2基材120以热熔接方式相互粘接而防止包含于碳材料毛毡200中的碳材料粒子流出。
如上所述的如图1以及图2所示的特征，能够通过配置第1基材110并在第1基材110的上部配置第2基材120的第1步骤S1，以及在将碳材料毛毡200插入到第1基材110以及第2基材120之间之后通过热熔接方式使第1基材110以及第2基材120相互粘接，从而防止包含于碳材料毛毡200中的碳材料粒子流出的第2步骤S2实现。
首先，第1步骤S1是配置第1基材110并在第1基材110的上部配置第2基材120的步骤。
即，第1步骤是通过配置第1基材110并在第1基材110的上部以与第1基材110对应的并排方向配置第2基材120而提升加载电源时的碳材料毛毡200的热传导率的准备步骤。
其中，为了能够将供应电源时所产生的热量顺利地传递到碳材料毛毡200中，第1基材110以及第2基材120采用聚氨酯(PU，Polyurethane)以及热可塑性聚氨酯(TPU，Thermoplastic Polyurethane)中的某一个以上为宜。
此时，之所以适用聚氨酯或热可塑性聚氨酯，是因为上述材质在后续的第2步骤中通过向第1基材110、第2基材120以及碳材料毛毡200施加一定的温度以及压力而执行热熔接过程时能够使得第1基材110以及第2基材120稳定地实现相互粘接，而且还能够在供应电源时有效地将热量传递到碳材料毛毡200。
例如，因为热可塑性聚氨酯(TPU，Thermoplastic Polyurethane)具有厚度相对大于聚氨酯(PU，Polyurethane)的性质，因此能够主要适用于要求耐久性的情况，而在其他情况下能够使用聚氨酯(PU，Polyurethane)。
作为参考，参阅图1，在利用由上部压板510以及下部压板520构成的热压板500对第1基材110以及第2基材120的上下部执行热熔接过程之前，第1基材110以及第2基材120是以相互一致的方向配置。
在如上述图1所示的情况下，在后续的第2步骤中执行热熔接过程时，配置在第1基材110下部的下部压板510以及配置在第2基材120上部的上部压板520将向碳材料毛毡200的方向施加热以及压力，从而形成与碳材料毛毡200的形状对应的第1凹凸P1以及第2凹凸P2的立体纹路形状。
图2与图1相同，在利用由上部压板510以及下部压板520构成的热压板500对第1基材110以及第2基材120的上下部执行热熔接过程之前，第1基材110以及第2基材120是以相互一致的方向配置。
但是图2与图1的不同之处在于，在下部压板510以及上部压板520中的某一个的内侧面粘贴软质(soft)的硅板522(在本发明的图2中是在上部压板520的内侧面粘贴硅板522)，但是在下部压板510的内侧面没有粘贴硅板522。
借助于如上所述的粘贴于上部压板520内侧面的软质的硅板522能够更轻易地形成凹凸，因此在后续的第2步骤中执行热熔接过程时，只有在第2基材120中才会沿着以矩形形状构成的多个碳材料毛毡200的上侧面形成第1凹凸P1。
接下来，第2步骤S2是在将碳材料毛毡200插入到第1基材110以及第2基材120之间之后通过热熔接方式使第1基材110以及第2基材120相互粘接，从而防止包含于碳材料毛毡200中的碳材料粒子流出的步骤。
换言之，第2步骤能够起到稳定地维持位于第1基材110与第2基材120之间的碳材料毛毡200的形状并防止其发生脱离，并从源头上防止包含于碳材料毛毡200中的碳材料粒子因为包覆碳材料毛毡200的第1基材110以及第2基材120而向外部流出的现象。借此，第1基材110与第2基材120之间的碳材料毛毡200仅借助于热熔接即可呈现出足够的刚性性质，从而维持一定的厚度并维持其物性。
此外，通过使由第1基材110以及第2基材120包覆碳材料毛毡200的每个碳材料毛毡200以独立的状态构成一个模块，能够使其起到加热器(heater)的作用。
此时，热熔接是指向第1基材110的表面以及第2基材120的表面施加热以及压力的一系列工程，在130～170℃条件下以30～70kg/cm2的压力执行5～20秒为宜。
当温度不足130℃或时间不足5秒或压力不足30㎏/cm2时，无法稳固地对形成于第1基材110内侧面的粘接层300表面以及以与形成于第1基材110内侧面的粘接层300对应的方式形成于第2基材120的内侧面的粘接层300表面进行相互粘接，而且因为相互之间的粘接力不足而造成粘接力下降的问题并进一步导致无法从源头上防止被插入到第1基材110与第2基材120之间的碳材料毛毡200中所包含的碳材料粒子向外部脱离的问题。
与此相反，当在温度超过170℃或时间超过20秒或压力超过70㎏/cm2的条件下执行热熔接时，会因为过高的温度以及过高的压力而造成构成粘接层300的粘接剂流出到第1基材110以及第2基材120的表面的现象，从而因为基材表面粘稠而导致产品性下降的问题，而且还会导致碳材料毛毡200的热传导效率下降的问题。
尤其是，碳材料毛毡200是通过在2000℃以上对碳进行碳化而形成的石墨(Graphite)形态的板为宜。因为石墨除了能够放射出热量之外还能够放射出远红外线，因此在本发明中适用了更有利于人体的石墨。
通过上述说明可以得知，本发明之所以能够防止包含于碳材料毛毡200中的碳材料粒子流出，是因为能够通过形成于第1基材110的内侧面以及第2基材120的内侧面上的粘接层300利用热熔接方式实现相互粘接。
如上所述，因为在第1基材110的内侧面以及第2基材120的内侧面上形成有由粘接剂构成的粘接层300，因此第1基材110、第2基材120以及碳材料毛毡200之间不会形成相互间隔的空间并稳固地相互粘接。(关于此，将在后续的内容中结合图3进行说明。)
尤其是，因为目前的面妆发热体以印刷型进行制造而无法将发热装置制造成立体形态，而本发明能够通过采用将第1基材110、第2基材120以及碳材料毛毡200利用热熔接进行相互粘接的方式而制造成如下所述的多种立体形态，从而满足各种不同使用者的需求。
例如，如图1所示，第2基材120能够沿着以矩形构成的多个碳材料毛毡200的上侧面形成折曲形态的第1凹凸P1，而第1基材110能够沿着碳材料毛毡200的下侧面形成与第1凹凸P1对应的折曲形态的第2凹凸P2。
作为另一实例，如图2所示，第1基材110能够被直接粘接到多个碳材料毛毡200的下侧面，而第2基材120能够沿着碳材料毛毡200的上侧面形成折曲形态的第1凹凸P1，从而形成多种不同的立体形态。
此外，通过在第1基材110的内侧面以及第2基材120的内侧面上形成有由粘接剂构成的粘接层300，能够使第1基材110、第2基材120以及碳材料毛毡200稳固地相互粘接。
其中，作为粘接剂能够使用薄膜形态的乙烯醋酸乙烯酯，但并不限定于上述类型，能够使用可以对由聚氨酯(PU，Polyurethane)以及热可塑性聚氨酯(TPU，ThermoplasticPolyurethane)中的某一个以上的材质构成的第1基材110以及第2基材120进行相互粘接任意材质。
图3是以无粘接剂的状态制造的碳材料毛毡发热装置。参阅图3，与图1以及图2不同，在将碳材料毛毡200’插入到由第1基材110’以及第2基材120’构成的一对基材100’之间之后，以没有在第1基材110’的内侧面以及第2基材120’的内侧面涂布粘接剂的状态进行了热熔接。
当按照如上所述的方式在不使用粘接剂的的情况下对第1基材110’以及第2基材120’进行热熔接时，虽然在第1基材110’以及第2基材120’之间能够实现粘接，但是与碳材料毛毡200’相邻的位置将无法实现相互粘接并形成隆起的空间S，从而导致产品性显著下降的问题。
而且，此时碳材料毛毡200’的热传导效率也会显著下降，因此按照如本发明所述的方式在第1基材110的内侧面以及第2基材120的内侧面形成粘接层300之后再进行热熔接为宜。
图4是适用本发明之较佳实施例的粘贴有隔热材料300的碳材料毛毡发热装置。参阅图4，在第1基材110以及第2基材120中的某一个以上的表面粘贴了隔热材料400(在本发明的图4中是在第1基材110的表面粘贴了隔热材料400)。
如上述图4所示，通过在第1基材110以及第2基材120中的某一个以上的表面粘贴隔热材料400，能够使加载电源时所产生的热量仅向一个方向放射。
即，通过在必要时在第1基材110以及第2基材中的某一个以上的表面粘贴隔热材料，能够将热的传递方向限制在某一个方向。
上述内容只是对本发明的技术思想进行的示例性说明，具有本发明所属技术领域之一般知识的人员能够在不脱离本发明之本质特性的范围内进行各种修改以及变形。
因此，在本发明中所公开的实施例并不是为了对本发明的技术事项进行限定而只是用于进行寿命，本发明之技术思想的范围并不因为如上所述的实施例而受到限定。
本发明的保护范围应通过权利要求书做出解释，且与其同等范围内的所有技术思想均应解释为包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种碳材料毛毡发热装置，其特征在于，包括：
第1基材；
第2基材；配置在上述第1基材的上部，以及，
碳材料毛毡，插入到上述第1基材与上述第2基材之间，在加载电源时放射热量；
其中，上述第1基材以及上述第2基材，
是通过热熔接方式相互粘接，从而防止包含于上述碳材料毛毡中的碳材料粒子流出。
2.根据权利要求1所述的碳材料毛毡发热装置，其特征在于：
上述碳材料毛毡，
是通过在2000℃以上对碳进行碳化而形成的石墨形态的板。
3.根据权利要求1所述的碳材料毛毡发热装置，其特征在于：
通过在上述第1基材的内侧面以及上述第2基材的内侧面形成由粘接剂构成的粘接层而使得上述第1基材、上述第2基材以及上述碳材料毛毡以热熔接方式相互粘接。
4.根据权利要求1所述的碳材料毛毡发热装置，其特征在于：
通过在上述第1基材以及上述第2基材中的某一个以上的表面粘贴隔热材料而使得在加载电源时所产生的热量向一个方向放射。
5.根据权利要求1所述的碳材料毛毡发热装置，其特征在于：
上述第1基材以及上述第2基材，
是聚氨酯以及热可塑性聚氨酯中的某一个以上。
6.一种碳材料毛毡发热装置的制造方法，其特征在于，包括：
配置第1基材并在上述第1基材的上部配置第2基材的步骤；以及，
在将碳材料毛毡插入到上述第1基材以及上述第2基材之间之后通过热熔接方式使上述第1基材以及上述第2基材相互粘接，从而防止包含于上述碳材料毛毡中的碳材料粒子流出的步骤。
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慕成斌: "《通信光纤光缆材料及产业发展》", 30 June 2015, 上海：同济大学出版社 *

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