CN112566291A - 一种柔性发热布 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性发热布,所述柔性发热布由导电纤维、涤纶纤维、铜包纱或铜绞线、碳纤维编织而成;所述柔性发热布的两端编织有导电电极线,所述导电电极线的延伸方向垂直于纬线。本发明的有益效果为:本发明所述柔性发热布采用铜包纱或铜绞线与碳纤维的混合纤维代替金属丝或金属包覆丝作为电极,使用具有导电性能的柔性线铜包纱或铜绞线,与不易发生不可恢复形变的导电类柔性纤维碳纤维并用,当织造完成撤掉经线张力后,具有导电性能的柔性线铜包纱或铜绞线与导电类柔性纤维碳纤维会在增大的间隙中产生填充作用,因其自身具有导电性能,从而降低了导电纤维与铜包纱或铜绞线、碳纤维的接触电阻,所述柔性发热布的发热效果也相应得到提高。

Description

一种柔性发热布
技术领域
本发明涉及柔性发热材料技术领域,具体涉及一种柔性发热布。
背景技术
在寒冷的环境下,由于温度太低人体需要贴身的保暖装置来进行取暖,常见的贴身保暖装置有保暖袋、保暖手套、保暖衣服等,这些贴身保暖装置通过内部安装发热布进行升温加热,发热布内的电阻丝通电后,电阻丝发热从而可使穿戴者感觉体温上升,改善血液循环,穿戴者感觉很舒适,不会出现冻僵现象而深受欢迎。
柔性发热织物在发热布的应用市场中占据很大的比例,柔性发热织物是通过编织的方式,把导电纤维和金属丝或金属包覆丝一起编织织造成发热模块。其中,金属丝或金属包覆丝作为电极使用,导电纤维是作为发热纤维使用,由于金属丝或金属包覆丝本身固有的硬度比较大,在织造完成后撤掉经线张力后,经线方向上的普通纤维和作为电极的金属丝或金属包覆丝会有回弹现象,导致电极部分金属丝或金属包覆丝发生形变,造成金属丝或金属包覆丝与导电纤维之间间隙变大,使得导电纤维与金属丝或金属包覆丝存在较大的接触电阻,导致发热效果和使用稳定性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种可有效降低导电纤维与金属丝或金属包覆丝之间接触电阻的柔性发热布。
一种柔性发热布,所述柔性发热布由导电纤维、涤纶纤维、铜包纱或铜绞线、碳纤维编织而成;
所述柔性发热布的两端编织有导电电极线,所述导电电极线的延伸方向垂直于纬线。所述柔性发热布的两端指沿柔性发热布长度方向上的两端。
进一步地,所述导电纤维作为纬线;所述涤纶纤维作为第一经线,所述铜包纱或铜绞线与碳纤维的混合纤维作为第二经线;纬线、第一经线、第二经线经平织织成所述柔性发热布;第一经线与第二经线交替编织在所述纬线上。
进一步地,所述导电电极线为铜丝线。
进一步地,所述铜丝线规格为850D。
进一步地,所述涤纶纤维为300D涤纶纤维。
进一步地,所述铜包纱、铜绞线规格均为850D或0.08mm*7。
进一步地,所述碳纤维规格为1K。
进一步地,所述导电纤维由原料纤维和染料组合物制成;
所述导电纤维的制备方法为:原料纤维经染料组合物浸泡、浸扎、烘焙定型、卷绕制得;
所述染料组合物由下述原料组成:水性树脂100份、碳纳米管40-60份、石墨烯5-25份、助剂2-30份、有机溶剂1-10份、水100-120份。
所述染料组合物的具体合成方法参考国家专利:CN 110016822 A。
进一步地,所述原料纤维为涤纶纤维;所述原料纤维与所述染料组合物的用量体积比为1:20-40。
进一步地,所述铜包纱或铜绞线与碳纤维的用量比为2:1。
本发明的有益效果为:本发明所述柔性发热布所含铜包纱或铜绞线比较柔软、承载能力强,但是和导电纤维的接触面积、接触压力不可控,而碳纤维具有一定的刚性,与铜包纱或铜绞线混合使用可增大其接触面积、压力,进而降低其接触电阻。
本发明所述柔性发热布采用铜包纱或铜绞线与碳纤维的混合纤维代替金属丝或金属包覆丝作为电极,使用具有导电性能的柔性线铜包纱或铜绞线,与不易发生不可恢复形变的导电类柔性纤维碳纤维并用,当织造完成撤掉经线张力后,具有导电性能的柔性线铜包纱或铜绞线与不易发生不可恢复形变的导电类柔性纤维碳纤维会在增大的间隙中产生填充作用,因其自身具有导电性能,从而降低了导电纤维与铜包纱或铜绞线、碳纤维的接触电阻,所述柔性发热布的发热效果也相应得到提高。
具体实施方式
实施例1
一种柔性发热布,由导电纤维、涤纶纤维、铜包纱、碳纤维编织而成,所述柔性发热布的两端编织有导电电极线,所述导电电极线的延伸方向垂直于纬线;作为一种优选的方案:所述导电电极线为铜丝线,且铜丝线的规格为:850D。
所述导电纤维作为纬线;所述涤纶纤维作为第一经线,将用量比为2:1的铜包纱与碳纤维的混合纤维作为第二经线;纬线、第一经线、第二经线经平织织成所述柔性发热布;第一经线与第二经线交替编织在所述纬线上。
作为一种优选的实施方案,所述涤纶纤维为300D涤纶纤维,且所述铜包纱规格为:850D,所述碳纤维的规格为:1K。
导电纤维由原料纤维和染料组合物制成,即将原料纤维经染料组合物浸泡、浸扎、烘焙定型、卷绕制得;且所述染料组合物由下述原料组成:水性树脂100g、碳纳米管40g、石墨烯5g、助剂2g、有机溶剂1g、水100g。
作为一种优选的实施方案,所述原料纤维为涤纶纤维;所述原料纤维与所述染料组合物的用量体积比为1:20。
实施例2
一种柔性发热布,由导电纤维、涤纶纤维、铜绞线、碳纤维编织而成,所述柔性发热布的两端编织有导电电极线,所述导电电极线的延伸方向垂直于纬线;作为一种优选的方案:所述导电电极线为铜丝线,且铜丝线的规格为:850D。
所述导电纤维作为纬线;所述涤纶纤维作为第一经线,将用量比为2:1的铜绞线与碳纤维的混合纤维作为第二经线;纬线、第一经线、第二经线经平织织成所述柔性发热布;第一经线与第二经线交替编织在所述纬线上。
作为一种优选的实施方案,所述涤纶纤维为300D涤纶纤维,且所述铜绞线规格为:0.08mm*7,所述碳纤维的规格为:1K。
导电纤维由原料纤维和染料组合物制成,即将原料纤维经染料组合物浸泡、浸扎、烘焙定型、卷绕制得;且所述染料组合物由下述原料组成:水性树脂100g、碳纳米管45g、石墨烯10g、助剂5g、有机溶剂3g、水105g。
作为一种优选的实施方案,所述原料纤维为涤纶纤维;所述原料纤维与所述染料组合物的用量体积比为1:25。
实施例3
一种柔性发热布,由导电纤维、涤纶纤维、铜包纱、碳纤维编织而成,所述柔性发热布的两端编织有导电电极线,所述导电电极线的延伸方向垂直于纬线;作为一种优选的方案:所述导电电极线为铜丝线,且铜丝线的规格为:850D。
所述导电纤维作为纬线;所述涤纶纤维作为第一经线,将用量比为2:1的铜包纱与碳纤维的混合纤维作为第二经线;纬线、第一经线、第二经线经平织织成所述柔性发热布;第一经线与第二经线交替编织在所述纬线上。
作为一种优选的实施方案,所述涤纶纤维为300D涤纶纤维,且所述铜包纱、规格为:0.08mm*7,所述碳纤维的规格为:1K。
导电纤维由原料纤维和染料组合物制成,即将原料纤维经染料组合物浸泡、浸扎、烘焙定型、卷绕制得;且所述染料组合物由下述原料组成:水性树脂100g、碳纳米管55g、石墨烯20g、助剂20g、有机溶剂8g、水115g。
作为一种优选的实施方案,所述原料纤维为涤纶纤维;所述原料纤维与所述染料组合物的用量体积比为1:35。
实施例4
一种柔性发热布,由导电纤维、涤纶纤维、铜绞线、碳纤维编织而成,所述柔性发热布的两端编织有导电电极线,所述导电电极线的延伸方向垂直于纬线;作为一种优选的方案:所述导电电极线为铜丝线,且铜丝线的规格为:850D。
所述导电纤维作为纬线;所述涤纶纤维作为第一经线,将用量比为2:1的铜绞线与碳纤维的混合纤维作为第二经线;纬线、第一经线、第二经线经平织织成所述柔性发热布;第一经线与第二经线交替编织在所述纬线上。
作为一种优选的实施方案,所述涤纶纤维为300D涤纶纤维,且所述铜绞线规格为:0.08mm*7,所述碳纤维的规格为:1K。
导电纤维由原料纤维和染料组合物制成,即将原料纤维经染料组合物浸泡、浸扎、烘焙定型、卷绕制得;且所述染料组合物由下述原料组成:水性树脂100g、碳纳米管60g、石墨烯25g、助剂30g、有机溶剂10g、水120g。
作为一种优选的实施方案,所述原料纤维为涤纶纤维;所述原料纤维与所述染料组合物的用量体积比为1:40。
对比例1
对比例1所述柔性发热布:其第二经线采用铜丝,其余原料及制备方法与实施例2所述柔性发热布相同。
对比例2
对比例2所述柔性发热布:其第二经线采用银纤维和铜丝混合线,其余原料及制备方法与实施例2所述柔性发热布相同。
对比例3
对比例3所述柔性发热布:其第二经线采用碳纤维和铜丝混合线,其余原料及制备方法与实施例2所述柔性发热布相同。
对比例4
对比例4所述柔性发热布:所含原料及制备方法与实施例2所述柔性发热布相同,但所述铜包纱或铜绞线与碳纤维的用量比为1:1。
对比例5
对比例5所述柔性发热布:所含原料及制备方法与实施例2所述柔性发热布相同,但所述铜包纱或铜绞线与碳纤维的用量比为3:1。
本发明所述柔性发热布的发热效果研究
分别取长度为20cm的本发明所述柔性发热布(试验组)及对比例1-5所述柔性发热布,位于所选柔性发热布两端导电电极线的距离为4cm,100Ω/cm导电纤维排布约85根,分别测取所选柔性发热布的电阻,结果如表1所示:
表1
试验组 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5
电阻 4.71Ω 13.89Ω 5.8Ω 5.56Ω 6.13Ω 6.38Ω
从表1可以看出:采用铜包纱或铜绞线与碳纤维的混合纤维代替金属丝或金属包覆丝作为电极所织成的柔性发热布其电阻明显低于以铜丝、银纤维和铜丝混合线、碳纤维和铜丝混合线为电极织成的柔性发热布的电阻,即以铜包纱或铜绞线与碳纤维的混合纤维代替金属丝或金属包覆丝作为电极所织成的柔性发热布的发热效果更好,稳定性更强。
且当柔性发热布中铜包纱或铜绞线与碳纤维的用量比为2:1时,铜包纱或铜绞线与碳纤维的协同作用达到最好,此时所得柔性发热布的电阻最小,发热效果最好,而铜包纱或铜绞线与碳纤维的用量比高于或低于这个数值,均不能发挥很好的协同作用,所得柔性发热布的发热效果也随之下降。
本发明不局限于上述最佳实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其细节上作任何变化,凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性发热布,其特征在于,所述柔性发热布由导电纤维、涤纶纤维、铜包纱或铜绞线、碳纤维编织而成;
所述柔性发热布的两端编织有导电电极线,所述导电电极线的延伸方向垂直于纬线。
2.根据权利要求1所述一种柔性发热布,其特征在于,所述导电纤维作为纬线;所述涤纶纤维作为第一经线,所述铜包纱或铜绞线与碳纤维的混合纤维作为第二经线;纬线、第一经线、第二经线经平织织成所述柔性发热布;第一经线与第二经线交替编织在所述纬线上。
3.根据权利要求1所述一种柔性发热布,其特征在于,所述导电电极线为铜丝线。
4.根据权利要求3所述一种柔性发热布,其特征在于,铜丝线规格为850D。
5.根据权利要求1所述一种柔性发热布,其特征在于,所述涤纶纤维为300D涤纶纤维。
6.根据权利要求1所述一种柔性发热布,其特征在于,所述铜包纱、铜绞线规格均为:850D或0.08mm*7。
7.根据权利要求1所述一种柔性发热布,其特征在于,所述碳纤维规格为:1K。
8.根据权利要求1所述一种柔性发热布,其特征在于,所述导电纤维由原料纤维和染料组合物制成;
所述导电纤维的制备方法为:原料纤维经染料组合物浸泡、浸扎、烘焙定型、卷绕制得;
所述染料组合物由下述原料组成:水性树脂100份、碳纳米管40-60份、石墨烯5-25份、助剂2-30份、有机溶剂1-10份、水100-120份。
9.根据权利要求7所述一种柔性发热布,其特征在于,所述原料纤维为涤纶纤维;所述原料纤维与所述染料组合物的用量体积比为1:20-40。
10.根据权利要求1所述一种柔性发热布,其特征在于,所述铜包纱或铜绞线与碳纤维的用量比为2:1。
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