CN209897293U - 一种自动控温的发热片材及保暖服饰 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动控温的发热片材，该发热片材由耐热外层和耐热内层相互连接而成；在耐热外层和耐热内层之间还夹设有若干发热单元，每一发热单元包括相互接触的散热片和PTC发热元件。本实用新型提供一种自动控温的发热片材及保暖服饰。其中，发热片材的结构简单，耐拉扯，具有自动控温的性能。

Description

一种自动控温的发热片材及保暖服饰

技术领域

本实用新型涉及保温服饰的技术领域，具体为一种自动控温的发热片材及保暖服饰。

背景技术

在户外低温环境下，寒冷对作业人员的人身安全构成了严重的威胁，冻伤、严重甚至死亡。而人体主要依靠服装来降低自身的热散失，实现防寒保暖的目的。因此，服装作为人体抵御外界环境的最后一道屏障，其防寒保暖性能的优劣直接影响着人的生理机能、主观感觉以及作业效率。

目前，市面上一些服装产品应用了新型的智能发热材料和技术，如石墨薄膜发热服、碳纤维发热服等。但是，存在较大的问题：

1、损坏率高和不便于洗涤：例如，现有的发热服饰，其在服饰内设置发热丝和相关电路；用户穿着后，较大的肢体动作极易使发热丝、相关电路的连接点断裂，洗涤时同样高概率损坏发热丝。并且部分电发热服饰是不能洗涤的。

2、发热效果不理想：例如，碳纤维发热服中的碳纤维发热体是不能暴露在空气中，暴露在空气中经过长时间使用会使阻值增加，影响发热效率。

3、部分发热服饰的温度控制是采用功率控制的方式，通过改变发热丝或发热体上的电压进行控制，在使用上，调节发热功率是非常不方便的操作。

4、部分发热服饰是采用具有柔性的厚膜作为发热基材，厚膜发热基材是通过在高温胶层上烧结电路浆料，形成加热厚膜电路，或者是粉末印刷的方法。这两种发热服饰，生产工艺复杂，发热性能难以保证一致、制造成本高；而且在使用时，电路容易发生断裂。

实用新型内容

为了克服上述现有的发热服饰，发热元件易损坏、发热效果不理想、以及生产工艺复杂的技术缺陷，本实用新型提供一种自动控温的发热片材及保暖服饰。其中，发热片材的结构简单，耐拉扯，具有自动控温的性能。

为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述一种自动控温的发热片材，该发热片材由耐热外层和耐热内层相互连接而成；

在耐热外层和耐热内层之间还夹设有若干发热单元，每一发热单元包括相互接触的散热片和PTC发热元件。

优选地，所述耐热外层和耐热内层通过热压合工艺连接并固定若干发热单元。

优选地，所述耐热外层和耐热内层的形状和大小可完全包裹若干发热单元。

优选地，所述散热片为柔性散热片。。

优选地，所述耐热外层或耐热内层的内侧面设置有一热反射层。

优选地，所述PTC发热元件夹设在散热片与热反射层之间。

优选地，所述PTC发热元件的工作温度为30℃～50℃。

优选地，所述PTC发热元件的厚度为0.5mm～8mm。

优选地，所述发热片材还设置有与PTC发热元件连接的电源线路。

一种保暖服饰，包括服饰主体和若干的自动控温的发热片材；若干所述发热片材与服饰主体连接。

申请人表示，目前的发热保暖服饰都是贴身穿着的，才能极大的提高保暖效果。为此，发热保暖服饰都对舒适度有高要求。而本领域的技术人员仅采用具有一定柔性的发热元件，例如，碳纤维、银纤维等发热丝、柔性的厚膜发热基材等,才能保证发热保暖服饰的舒适度，。而申请人克服该技术偏见，将具有一定形状和硬度的PTC发热元件应用在发热保暖服饰中。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的发热单元采用PTC发热元件，其具有省电、换热效率高和使用寿命长的优点，更是一种自动控制温度的电加热器。PTC发热元件应用在保暖服饰上更安全、可靠。

2、本实用新型的发热单元通过PTC发热元件与散热片结合。通过散热片将PTC发热元件进行导热，扩散发热面积。可有效减小对PTC发热元件的体积、厚度等要求，使得发热片材薄、发热面积大。

3、本实用新型将发热单元与耐热基层结合制成发热片材。耐热外层和耐热内层避免人体接触PTC发热元件而烫伤等。同时，也对发热单元具有一定的保护作用，发热单元并非直接设置在服饰上，有效减少用户在作业或运动时对发热单元的影响，减小损坏率，使得发热片材耐用。

4、本实用新型的发热片材的结构简单，材料都可以直接购买并投入生产，生产工艺简单、成本低。发热片材可非常方便的与服饰直接连接，如直接将发热片材扣接、粘贴或缝制在服饰内。用户穿着具有本发热片材的保暖服饰，可在各种较恶劣的环境下作业。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型的一种发热片材的结构示意图；

图2是本实用新型的一种发热片材的结构拆分示意图；

图3是本实用新型的一种发热片材的剖面图及其A部局部放大图；

图4是本实用新型的具有织物的发热片材的剖面图及其A部局部放大图；

图5是本实用新型的设置有热发射层的发热片材的剖面图及其B部局部放大图；

图6是本实用新型的另一种发热片材的立体结构示意图；

图7是本实用新型的一种具有多个发热单元的发热片材的立体结构示意图；

图8是本实用新型的另一种具有多个发热单元的发热片材的立体结构示意图；

图中：

1-耐热外层；

2-耐热内层；

3-发热单元、31-PTC发热元件、32-散热片；

4-热反射层；

5-电源线路；

6-织物。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1～图6所示，本实用新型所述的一种自动控温的发热片材，其应用于保暖服饰，以制成能够电发热的保暖服饰。

如图2所示，该发热片材包括耐热外层1和耐热内层2。通过将耐热外层1和耐热内层2相互贴合并粘接为耐热片材，并且，在耐热片材中，即耐热外层1和耐热内层2之间还夹设有若干个固定的发热单元3。

如图2所示，所述发热片材中仅设置有一个发热单元3。其中，耐热外层1和耐热内层2的形状和大小相同，并且可完全包裹发热单元3。

通过此设计，耐热片材对PTC发热元件31具有防水防潮的保护功能。使发热片材具有可反复洗涤的性能。同时，减缓热能的快速扩散。其中，耐热外层1和耐热内层2可以是两块独立的片材；也可以是一块大的片材对折而形成耐热外层1和耐热内层2，本实施例并不限定。发热片材的外轮廓为可为方形、圆形等，本实施例并不限定。

需要说明的是，通过耐热外层和耐热内层夹设发热单元，是避免与人体直接接触而烫伤等，同时也可以作为发热单元与服饰连接的载体，方便将PTC发热元件与服饰连接。而耐热外层和耐热内层也不一定需要全覆盖PTC发热元件，在该技术方案下，发热片材可以与服饰可拆卸连接，洗涤服饰时，将发热片材拆卸，即不会损坏发热单元中的相关电气元件。

在本实施例中，耐热外层1和耐热内层2均为具有柔性的薄膜或厚膜，如PET膜、聚酰亚胺膜等，本实施例并不限定，是本领域的技术人员可选择并实现的。

在本实施例中，耐热外层1和耐热内层2粘接方式诸多；其中，优选地，采用热压合工艺将耐热外层1和耐热内层2连接。热压合工艺能极大的保证耐热外层1和耐热内层2的粘接牢固和密封粘接，避免水渗入造成发热单元3短路等。

如图2所示，所述发热单元3包括相互接触的散热片32和PTC发热元件31。

其中，PTC发热元件31具有热阻系数小、换热效率高的优点。结合散热片32，可快速将热能扩散。本实用新型的发热单元3是一种自动恒温、省电的电加热器，进而实现自动控温，进而可以省去温控开关、温控检测电路的使用。突出特点在于安全性能上，任何应用情况下均不会产生如电热管类加热器的表面“发红”现象，从而引起烫伤，火灾等安全隐患。

如图2所示，PTC发热元件31可为厚度较小的立方体。也可以是短圆柱等等。本实施例并不限定PTC发热元件31的形状，厂商可根据实际需求定制。

在本实施例中，所述PTC发热元件31的工作温度范围在30℃～50℃，例如35℃或40℃。该温度符合人体的需求，具体是本领域的技术人员可根据当地温度情况进行设定的。

优选地，所述PTC发热元件31的厚度为0.5mm～8mm。通过此设计，该厚度下的PTC发热元件31能提供稳定热能，且厚度不大，小型的PTC发热元件31并不影响保暖服饰的舒适度，减小用户穿着的异物感，舒适度与现有的发热保暖服饰差异小。

其中，所述散热片32具有以下两种方案：

①散热片32为刚性散热片32。例如，薄铝片、薄铜片等，刚性散热片32是本领域的技术人员可选择并实施的。而PTC发热元件31可以嵌装在散热片32中，也可以通过散热外层和散热内侧的热压合连接，将PTC发热元件31固定在散热片32的一端面上，实现PTC发热元件31与散热片32接触进行热传递即可。为了保证应用在服饰时的舒适性，该技术方案适合将发热片材制成面积较小的片材，如理疗电极片的大小。

②散热片32为柔性散热片32。例如，合理厚度的铝箔、铜丝网、导热硅胶片、柔性导热石墨贴片等。本实用新型并不限定柔性散热片的具体形式，散热片也可以是一种散热涂层或散热膜等载体，例如，通过导热硅胶涂覆在耐热内层或耐热外层的内侧面上形成一柔性散热膜。也可以是上述散热载体之间的结合，如铜丝网与导热硅胶结合制成散热层。

需要说明的是，本实施例并不限定柔性散热片32的材料、结构和形状，具有导热性能的柔性散热片32均在本实用新型的保护范围。该技术方案的散热片32与耐热片材同样具有柔性，可以制作面积较大的发热片材，且耐折、韧性好，可以直接与衣服缝制等。

本实用新型的发热单元与常规的应用在保暖服饰的发热元件是截然不同的。目前，发热保暖服饰都是贴身穿着的，这才能极大的提高保暖效果。为此，发热保暖服饰都对舒适度有高要求，而本领域的惯用技术手段是采用具有一定柔性的电气元件，例如，碳纤维、银纤维等发热丝、柔性的厚膜发热基材等，才能保证发热保暖服饰的舒适度。而申请人克服该技术偏见，将具有一定厚度、形状和硬度的PTC发热元件，并与散热片结合并应用在发热保暖服饰中。

通过此设计，发热片材压合后，PTC发热元件与散热片相互接触，发热单元的上下端面与耐热片材贴合，PTC发热元件工作时与散热片进行热传递，以将热能在散热片上扩散，进而扩大发热片材的发热面积，而并非局部集中在设置PTC发热元件的部位。与现有技术相比，现有的柔性的厚膜发热基材，是需要在整块基材涂布大面积的加热厚膜电路，才能扩大发热面积的。本发明的结构简单即可达到现有技术的效果，同时工艺和成本更为简单。同时，通过上述原理有效扩大发热面积，使得PTC发热元件可选用体型较小的，节能高效，发热效果好。

如图3所示，为了发热单元3的热能保温，减少热能的向外扩散。在耐热外层1或耐热内层2其中之一的内侧面，设置一热反射层4，热反射层4抵触PCT发热的一侧面。所述热反射层4可以为锡箔纸、热反射涂层或隔热布料等，热反射层4是本领域的技术人员可实施的，在此省略描述。

如图5所示，优选地，所述PTC发热元件31设置在热反射层4与散热片32之间。该设置方式，PTC发热元件31分别与热反射层4与散热片32接触，充分利用PTC发热元件31的热交换面积。

本实施例并不限定上述的实施方式，散热片32亦可设置在PTC发热元件31和热反射层44之间。

在本实施例中，为了方便对发热片材的应用和有益效果进行说明，所述耐热内层2是发热片材与人体直接接触或最为接近的耐热片材。为此，在耐热外层1的内侧面设置热反射层4，当发热片材应用在服饰时，耐热内层2邻近人体,耐热外层1上的热反射层4用于保温。

其中，所述发热片材还设置有与PTC发热元件31连接的电源线路5，该电源线路5用于外接电源。

作为一种实例，如图1所示，电源线路为一组导线、以及接头或接口，电源线路的一端与PTC发热元件连接。电源线路的另一端自发热片材延伸出来，该端可以与多功能接头、多功能接口、USB接头或USB接口连接。在制作发热片材时，同时将PTC发热元件和部分电源线路一同热压合成型，剩余的电源线路自发热片材延伸出，通过接口或接头连接电源或控制电路等。通过此设计，将PTC发热元件和电源线路的连接节点粘合在发热片材中，能极大的减少外部环境对连接节点的影响，避免接线被扯断等，起一定的保护作用，减小发热片材的损坏率。

作为另一种实例，接口或接头同样可以封装在发热片材上，保证接口或接头与耐热片材的密封性，防止水渗入损坏PTC发热元件即可。

作为一种实例，如图6所示，电源线路5包括一组导线和一组金属扣；金属扣分布在发热片材的四周。导线与PTC发热元件一同封装在发热片材内部，该组导线的一端连接PTC发热元件31，该组导线的另一端与其中两个金属扣连接即可，剩余金属扣仅用于连接保暖服饰。其中，金属扣与发热片材可通过密封粘接等方式固定，保证牢固和密封性即可。通过此方式，可以省去发热片材复杂的线路敷设，减小发热片材的损坏率。同时，金属扣用于导通电源，还用于将发热片材固定保暖服饰上，实用简单，更方便发热片材与保暖服饰的拆装、更换等。

优选地，金属扣可以是服饰暗扣、子母扣、铆接钉或者具有磁性的连接扣等。

需要说明的是，采用金属扣的发热片材。保暖服饰需要设置一组相对应的连接扣，其中部分的连接扣用于外接电源，其与的用于固定发热片材。该技术方案是本领域的技术人员可实施并实现的，为此，本实用新型省略说明。作为另一种实例，导线不与金属扣连接。所述电源线路5还包括导线、封装在发热片材上的接口或接头。所述导线分别连接PTC发热元件31和接口或接头，接口或接头用于外界电源。发热片材上的金属扣仅用来快速连接服饰。

优选地，如图4所示，所述发热片材的外表面设置有织物6。为了提高发热片材的触感舒适、穿着舒服，可以在发热片材外覆盖织物6，例如在耐热内层的外表面复合上一层适合直接接触肌肤的布料或织物。复合方式可以为粘接、缝制、热压合等方式，本实用新型并不限定。

本实用新型还提供了一种保暖服饰，包括服饰主体和若干上述的自动控温的发热片材；若干所述发热片材与服饰主体连接。

优选地，发热片材可设置在服饰主体的腰部、背部、腹部或肺部上，以对应人体的主要身体部位；也可以在颈领处及双肩设置。是本领域的技术人员可根据顾客的需求、或者保暖服饰的需要自主选择并实施的。

实施例2

如图7～图8所示，本实施例2公开了另一种优选的发热片材，本实施例2与实施例1的主要不同在于，发热片材内夹设有多个发热单元。

如图7所示，其为一种扁长带状的发热片材。多个发热单元3呈线性的分布，具体地，多个发热单元3按一定间距的依次设置在耐热外层1和耐热内层2之间。并通过电源线路5连接外部的电源。

如图8所示，其为一种大面积的矩形发热片材。多个发热单元3呈一个矩形阵列分布，具体地，多个发热单元3分别在横向和纵向上，按一定间距的依次设置在耐热外层1和耐热内层2之间。并通过电源线路5连接外部的电源。

优选的，电源线路与多个发热单元之间是并联的，多个发热单元之间的线路互不干扰。当一个发热单元的PTC发热元件损坏时，并不影响其他发热单元3的工作。

优选地，为了提高耐热外层和耐热内层之间的紧密接触、增大两者之间的连接气密性。如图6和图7所示，将与多个发热单元3并联的电源线路5，束在一起，形成一电源总线。减少耐热外层和耐热内层之间的间隙。

图中所示的发热片材仅作为一种实例，本实用新型并不限定多个发热单元的布设方式等。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种自动控温的发热片材，其特征在于：

该发热片材由耐热外层和耐热内层相互连接而成；

在耐热外层和耐热内层之间还夹设有若干发热单元，每一发热单元包括相互接触的散热片和PTC发热元件。

2.根据权利要求1所述的自动控温的发热片材，其特征在于：

所述耐热外层和耐热内层通过热压合工艺连接并固定若干发热单元。

3.根据权利要求1所述的自动控温的发热片材，其特征在于：

所述耐热外层和耐热内层的形状和大小可完全包裹若干发热单元。

4.根据权利要求1所述的自动控温的发热片材，其特征在于：

所述散热片可为柔性散热片。

5.根据权利要求1所述的自动控温的发热片材，其特征在于：

所述耐热外层或耐热内层的内侧面设置有一热反射层。

6.根据权利要求5所述的自动控温的发热片材，其特征在于：

所述PTC发热元件夹设在散热片与热反射层之间。

7.根据权利要求1所述的自动控温的发热片材，其特征在于：

所述PTC发热元件的工作温度为30℃～50℃。

8.根据权利要求1所述的自动控温的发热片材，其特征在于：

所述PTC发热元件的厚度为0.5mm～8mm。

9.根据权利要求1所述的自动控温的发热片材，其特征在于：

所述发热片材还设置有与PTC发热元件连接的电源线路。

10.一种保暖服饰，其特征在于，包括服饰主体和若干上述权利要求1至9任意一项所述的自动控温的发热片材；若干所述发热片材与服饰主体连接。

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