TW201542027A - 碳被覆平面加熱器及其之製造方法 - Google Patents
碳被覆平面加熱器及其之製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201542027A TW201542027A TW104110458A TW104110458A TW201542027A TW 201542027 A TW201542027 A TW 201542027A TW 104110458 A TW104110458 A TW 104110458A TW 104110458 A TW104110458 A TW 104110458A TW 201542027 A TW201542027 A TW 201542027A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- carbon
- conductive
- sheet
- resin
- planar heater
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 101
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 89
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 73
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000009422 external insulation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 29
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 8
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims description 6
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000009421 internal insulation Methods 0.000 claims description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 3
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 206010000369 Accident Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002116 nanohorn Substances 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
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
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
-
- 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
Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
本發明係提供一種使用導電性碳素材之碳被覆平面加熱器，其成本低廉並具有安全性及耐久性。
一種碳被覆平面加熱器，其特徵為其係具備導電性片材之碳塗佈紙2A，該導電性片材係於薄片狀纖維構成體之纖維表面上，附著有較該纖維更小徑之導電性碳素材而成，於將碳塗佈紙2A藉通電而發熱之碳被覆平面加熱器1A中，可在其碳塗佈紙2A之表裡兩面上形成非導電性樹脂之樹脂塗佈層3B、3A，該非導電性樹脂滲透至碳塗佈紙2A，於樹脂塗佈層3B、3A所包夾之中間部分的脫氣狀態下，其表裡及中間部分之非導電性樹脂產生硬化，藉此使得具有該碳塗佈紙2A之中間部分以不含空氣的狀態被密封，並具有內外防水性及內外絕緣性者。
Description
本發明係關於一種碳被覆平面加熱器及其之製造方法，尤其係關於一種具有在纖維構成體之纖維表面上附著導電性碳素材所成之導電性片材之表裡，具有樹脂塗佈層之碳被覆平面加熱器及其之製造方法。
近年來，將碳石墨或奈米碳管等細微的導電性碳素材附著在紙或布等之纖維表面，製成導電性片材或平面加熱器之技術正日漸普及。例如，日本專利第4502182號公報揭示了將分散有碳黑或碳石墨之溶液塗佈在纖維布帛上，而製得平面加熱器之技術。在日本專利特開平8-31553號公報中，亦揭示了藉由在紙漿中擴散混入碳短纖維而製作平面加熱器之技術。
如上所述地，只在纖維表面上附著細微的導電性碳素材即可以作成平面加熱器，惟紙雖然成本低，卻有耐水性差，強度低並且容易漏電之困難點，相較之下布帛有較高之強度，惟其容易漏電則為共同之難點。為此，該二者均曾被提出以具有防水性之絕緣片材來被覆在平面發熱器的發熱體表面等之對策。
然而，前述平面加熱器，由於係採取在纖維表面附著之導電
性碳，並藉通電而發熱之方式，因此有溫度過高時纖維燃燒導致火災事故之虞。此外，由於導電性碳接觸空氣易發生氧化，因此即使表面被覆有絕緣片材，在纖維的空隙仍存有空氣並有出入之可能，為此，經年使用所造成的劣化耗損也令人擔憂。
另一方面，天然存在的石墨即使經過壓延，或是有機合成薄膜在無氧環境下經過燒成，亦可得到石墨片材，並可以此作為平面加熱器使用。此石墨片材雖較不易劣化，惟機械上的強性較低，因此如日本特開2006-134672號公報之記載，就將軸組布的補強片材重疊，在其上下以絕緣薄膜重疊，並將其於上下一對之面板狀塊狀物間以樹脂接著．固定，而作成發熱塊。
以此種構成之方式，可以作成兼具機械上強度及耐久性之平面加熱器。然而，雖然石墨片材較無燃燒或劣化之憂慮，但與前述使用纖維構成體者相比，成本卻易提高，與使用紙的情形相比其差異較顯著。此外，又基於提高機械上強度之目的而在面板狀塊狀物等之硬質板上進行夾裝構成，除了成本容易變得更高，其作為平面加熱器的形狀也容易欠缺自由度。
【專利文獻1】特許第4502182號公報
【專利文獻2】特開平8-31553號公報
【專利文獻3】特開2006-134672號公報
本發明為了解決上述之問題，其課題係關於一種使用導電性碳素材之碳被覆平面加熱器，其成本低廉並具有安全性、耐久性優良之特點。
因此，本發明係一種碳被覆平面加熱器，其特徵為其係具備導電性碳片材，該導電性片材係於薄片狀纖維構成體之纖維表面上，附著有較該纖維更小徑之導電性碳素材；且於該導電性片材藉通電而發熱之碳被覆平面加熱器中，該導電性片材之表裡兩面上係形成非導電性樹脂之樹脂塗佈層，且該非導電性樹脂係滲透至前述導電性片材中，於樹脂塗佈層包夾之中間部分的脫氣狀態下，其表裡及中間部分之非導電性樹脂產生硬化，藉此使得具有該導電性片材之中間部分以不含空氣的狀態被密封，並具有內外防水性及內外絕緣性者。
如此地，在布或紙等片狀纖維構成體之纖維表面上，附著導電性碳素材所成之導電性片材的表裡，設置非導電性之樹脂塗佈層，藉此提高機械強度同時並具有防水性及絕緣性；本發明中，係在由纖維構成體所成之導電性片材上，使非導電性樹脂滲透同時脫氣，使內外之樹脂塗佈層包夾之部分成為不含空氣之構成，藉此可隔著纖維構成體的中間之導電性片材而使表裡之樹脂塗佈層一體化，從而使機械的強度更加提高卻不伴
隨產生過高成本，同時具有更優異之防水性及絕緣性，並且，由於中間部分去除空氣成為密封，使得導電性片材不會有燃燒或劣化之憂慮。
此外，在此碳被覆平面加熱器中，如其表裡的樹脂塗佈層至少有一者是纖維強化樹脂所形成，全體並構成一個FRP成形體時，導電性片材之纖維構成體也和FRP之強化纖維一起，與樹脂塗佈層一體化，其機械強度更加優異，更不易發生龜裂或斷裂所導致之防水性降低或絕緣性降低，並且，如將樹脂浸漬於強化纖維得到預浸料並加以使用時，製作流程將變得極為容易。
進一步，上述之碳被覆平面加熱器中，其非導電性樹脂如係熱硬化樹脂時，則除了耐熱性優良之平面加熱器可容易地在短時間內製成外，並能直接地適用於FRP成形體之製造方法及製造設備。
此外，上述碳被覆平面加熱器中，如其導電性碳素材係選自碳黑、碳微細纖維、奈米碳管、碳奈米角所成群中至少一種時，則除了平面加熱器更容易做成薄狀外，也能更容易地實現優異的能源效率和啟動時的快速加熱。
再者，上述碳被覆平面加熱器中，其纖維構造體如係紙時，僅將散佈了導電性碳素材之溶液塗佈其上並乾燥之簡易步驟，即可以低成本製得發熱性平均之優異導電性片材，且除了可容易加工成各種形狀外，只需變更塗佈濃度即可輕易地變更設定溫度。
此外，再者，上述碳被覆平面加熱器中，其如係在該導電性片材之一側，配設有反射遠紅外線之熱反射片材，該熱反射片材相對於該導電性片材係呈平行且電氣不連接之狀態，而朝向未配設前述熱反射片材
之另一側反射遠紅外線時，可使平面加熱器不會過厚，並更能使加熱機能往所期望的方向集中。
進一步言，上述碳被覆平面加熱器中，如其在該導電性片材之所定位置上，如具備所定部分重疊而構成加熱器電路之一部的電極，該電極係由帶狀的導電素材所形成，且僅有加熱器電路之端部側所成部分露出於外部而成為連接端子時，則可使平面加熱器在不減損其薄度之下變得更容易形成加熱器電路。
並且，本發明係一種碳被覆平面加熱器之製造方法，其特徵如為其係在所定形狀的一側之模具的內面或所定平面上，配置預浸料片材，該預浸料片材係在未硬化之熱硬化性樹脂中具有強化纖維，於其上配置導電性片材及電極後，再於導電性片材上重疊其他預浸料片材，且該其他預浸料片材在未硬化之熱硬化性樹脂中具有強化纖維，從其上使另一側之模具的內面或所定的押壓體表面形成密著，並按壓或/及吸引前述中間部分，使熱硬化性樹脂浸漬於導電性片材上，另使兩片預浸料片材所包夾之中間部分在脫氣狀態下，以所定溫度及所定時間加熱而得到所定形狀之FRP成形體者時，就可以低成本製造機械上強度和安全性、耐久性均優異之碳被覆平面加熱器。
根據本發明，使非導電性樹脂滲透於由纖維構成體所成之導電性片材上，同時並在脫氣狀態下，使內外之樹脂塗佈層所包夾之中間部分去除空氣時，就可以低廉的成本讓使用導電性碳素材之碳被覆平面加熱
器成為成本低廉，且安全性和耐久性皆優異者。
1A，1B‧‧‧碳被覆平面加熱器
2A，2C‧‧‧碳塗佈紙
3A，3B，3C‧‧‧樹脂塗佈層
4‧‧‧連接部
5a，5b，5c，5d，5e，5f，
5g，5h，5i‧‧‧電極
7A，7B‧‧‧連接具
8‧‧‧熱反射片材
31，32‧‧‧玻璃纖維
51，52，71‧‧‧連接端子
【圖1】本發明之實施型態的碳被覆平面加熱器製造方法，其步驟之說明圖。
【圖2】依圖1之步驟作成的碳被覆平面加熱器之平面圖。
【圖3】沿圖2之A-A線擴大部分之斷面圖。
【圖4】沿圖2之B-B線擴大部分之斷面圖。
【圖5】纏繞有2片圖2之碳被覆平面加熱器並連接電源線之情形，其一例的示意平面圖。
【圖6】沿著圖5之C-C線擴大部分之縱向斷面圖。
【圖7】將1片圖2之碳被覆平面加熱器連接於電源線之情形，其一例的示意平面圖。
【圖8】用以說明圖7的連接部構造之擴大部分縱向斷面圖。
【圖9】在導電性片材之下方配設熱反射片材的應用例上，其中用以說明碳被覆平面加熱器之構造的擴大部分縱向斷面圖。
【圖10】(A)，(B)，(C)係相對於碳塗佈紙的電極之貼附方式的模式，其示意平面圖。
以下，在參照圖式的情形下，同時說明本發明之實施型態。
又，本發明中，所謂的紙，係指將植物纖維等其他纖維作成膠著，並且為薄層平坦成形者，其只要是纖維直徑在100μm以下之細長纖維，可使用礦物、金屬、來自動物之物質或合成樹脂等，各種原料所作成者均包含在內。
圖1係本發明之實施型態的碳被覆平面加熱器製造流程，其步驟之說明圖。本實施之型態中所說明者，係非導電性的薄片狀纖維構成體，為能恰當地使所被覆之導電性碳素材的化學特質可被發揮起見，使用以木漿作為主原料之一邊為30~40cm左右之紙兩張；而導電性碳素材則為使用奈米碳管時之情形。
首先，將有奈米碳管均勻分散之塗佈液，在紙的單面上以刷毛或印刷均勻地進行塗佈，將其乾燥後作成導電性片材之碳塗佈紙。接著，藉由在此碳塗佈紙的所定位置上，貼上帶狀電極形成加熱器電路後，放置於在未硬化之熱硬化樹脂中具有玻璃纖維之強化纖維所成的之預浸料片材(或者至少係硬化後為非導電性材料)上。
然後，在該碳塗佈紙上重疊與前述同樣之預浸料片材，以所定的加壓手段按壓，或藉由以2片平板包夾之狀態下置入袋中吸引並由上下按壓，使預浸料片材之熱硬化樹脂浸潤至碳塗佈紙中，同時透過排出管等使空氣或碎屑等廢棄物排出，將上下均被預浸料片材包夾之中間部分進行脫氣，並使全體一體化。
最後，以所定溫度及所定時間進行加熱，使熱硬化樹脂硬化，製得由一片硬質板所形成的碳被覆平面加熱器。又，依加熱條件之情形，按壓或是吸引之脫氣步驟，亦有可能是與加熱步驟同時或一部同時進
行者。
圖2係依上述之方法製造的碳被覆平面加熱器1A之平面圖。本實施型態中，係具備碳塗佈紙2A、2A，且該碳塗佈紙係在非導電性之薄片狀纖維構成體的紙之纖維表面上，由較該纖維更小徑之導電性碳素材的奈米碳管塗佈並附著而形成，再藉由透過電極5a、5b、5c通電後發熱，使導電性片材之碳塗佈紙2A，2A之表裡兩面上，形成非導電性樹脂之樹脂塗佈層3A、3B。
並且，此碳被覆平面加熱器1A，其特徵部分係以預浸料片材由來之熱硬化性樹脂在該碳塗佈紙2A，2A上滲透，並在樹脂塗佈層3A、3B所包夾之中間部分的脫氣狀態下，使表裡及中間部分之非導電性樹脂產生硬化，藉此具有碳塗佈紙2A、2B之中間部分即可以不含空氣之狀態被密封。
亦即，即使以機械上強度低且防水性亦弱之木漿紙作為基體之碳塗佈紙2A、2A，其表裡兩面完全覆蓋上非導電性之樹脂塗佈層3A、3B，可藉此發揮優異之防水性及絕緣性。此外，碳塗佈紙2A、2A係藉由不含空氣之狀態使樹脂內部被密封，而使其不易燃燒或氧化，從而成為安全性及耐久性皆優異者。
進一步，在由纖維構成體所形成之碳塗佈紙2A、2B上，浸漬由樹脂塗佈層3A、3B形成之預浸料片材的非導電性樹脂，同時於脫氣狀態下硬化構成，因此此碳塗佈紙2A、2A與FRP之強化纖維同樣地與表裡之非導電性樹脂進行一體化，其結果，整體構成一個FRP成形體，即使輕薄但其機械之強度極其優異。
又，作為構成加熱器電路之通電手段的電極5a、5b、5c，係以導電性金屬作成輕薄帶狀者，如圖所示，其一部分係置於碳塗佈紙2A、2A之所定位置上之狀態，以導電性接著劑等加以黏貼配置，該電路之端部側係單面露出於外部而作為連接端子51、52，此部分構成連接部4。此外，樹脂塗佈層3A、3B在橫向延伸設置之邊緣的四角，係開口為鎖止孔30a、30b、30c、30d。
參照沿著圖2之A-A線的斷面圖擴大之圖3，同時詳細說明本實施之型態。此碳被覆平面加熱器1A，係如上述與作成FRP成形體幾乎相同之步驟所作成，其厚度亦與一般之FRP成形體幾乎相同，雖然在圖中為了便於說明而顯略厚，實際上厚度為1~2mm。
並且，在該碳塗佈紙2A之表裡，係形成樹脂塗佈層3A、3A，且該塗佈層係將玻璃纖維31、32以網目狀配置的預浸料片材形成樹脂塗佈層3A、3A，惟在無碳塗佈紙2A之邊緣，此等於上下成為一體化，此外，即使在具有碳塗佈紙2A之中間部分，除了黏貼了電極5b之部分以外，非導電性樹脂都浸漬至碳塗佈紙2A之纖維間，而與表裡之非導電性樹脂所成之樹脂塗佈層3A、3B形成一體化。
另一方面，圖4係沿著圖2之碳被覆平面加熱器1A中之B-B線的連接部4之斷面圖，但從碳塗佈紙2A之上方被橫向延伸設置之電極5b，係於連接部4露出一側的面，該部分並成為用以連接電源線之連接端子51。又，形成該連接部4之方法，可在重疊第2片之預浸料片材時，僅使在連接部4所欲露出之部分較上側之預浸料片材之凸部縮短，於以重疊狀態露出下側之凸部上方放置紙膠帶，使其加熱、硬化後，剝離
該紙膠帶即可。
於本發明使用之導電性片材，並不限定為在上述實施型態中使用木漿的紙，作為非導電性之纖維構成體片材，只要是具備適當之薄度、耐久性、耐熱性者，各種物質皆可使用。例如，可使用各種纖維素材之布或不織布，此外，以玻璃或礦石等無機素材作為原料之纖維所形成的紙或布亦可使用，此時其耐熱性及防火性均極優異。進一步，於散佈有纖維之液體中，使導電性碳素材平均分散後抄紙，其亦可直接作為良好之導電性片材。
又，本發明所使用之導電性碳素材，其並不限定為上述奈米碳管，包括碳黑、碳微細纖維(短纖維)、碳奈米角之任一種皆可。然而，基於製造時之作業性、導電性、熱傳導性、能源效率等觀點來看，係以較被覆之纖維更為小徑較佳，除此之外，纖維徑至少應小於8μm以下者更佳，尤其以奈米碳管更理想。此外，作為構成樹脂塗佈層3A、3A之非導電性樹脂，其必須具備能對應發熱器之設想溫度的耐熱性，雖然係以能發揮150度以上的耐熱性之酚醛樹脂為理想，惟並非限定僅為此種之熱硬化性樹脂，只要在浸漬於導電性片材時可以未硬化之狀態發揮所定之滲透性者即可，各種樹脂均可使用。
圖5係纏繞有2片本實施形態之碳被覆平面加熱器1A並連接電源線之情形，其一例的示意平面圖。於此例中，將2片碳被覆平面加熱器1A以電氣連接具有兩個連接部之連接具7A，如沿著C-C線擴大之斷面圖的圖6所示，將兩連接部4、4由左右之插入口7a、7b插入，再將彈簧接線端子7c的彈性面各自按壓於連接端子51、52之表
面而與電源線連接。又，雖然圖式省略，但係以具有連接具7A之插入口7a，7b的薄壁部分與連接部4、4之露出部分一起被覆蓋的情形，其可事先將防水膠布複數捲繞而實施防水處理，故基於防止漏電之觀點係較佳者。
圖7係將1片碳被覆平面加熱器1A連接於電源線之情形，其一例的示意圖，其係使用具有一個連接部的連接具7B。此時，如圖8的擴大部分之縱向斷面圖所示，連接具7B之連接部亦與碳被覆平面加熱器1A之連接部4為同樣之構成，如圖所示係將連接端子51、71之輕薄部分重疊整合，同時將防水膠帶等部分捲起而固定之方式。
圖9係上述碳被覆平面加熱器1A之應用例中，碳被覆平面加熱器1B之部分縱向斷面圖之示意圖。此例中，其特徵係在導電性片材之碳塗佈紙2C之下方，隔著樹脂塗佈層3A配置有熱反射片材8，且該熱反射片材8相對於塗佈紙2C係呈平行且電氣不連接之狀態，同時，在其下方亦具有樹脂塗佈層3C。
亦即，碳塗佈紙本身，係在表裡兩面的方向上具有反射幾乎均一量的遠紅外線量之機能，惟在作為平面加熱器使用時，由於大多數之使用情況係只有一側想成為暖氣的案例，因此，為了達到集中遠紅外線之反射於一側的目的，而配置了熱反射片材8。此時，熱反射片材8，較佳係以鋁蒸鍍薄膜或鋁箔等較合適，這是因為其在露出於外部時，會在較短時間內腐蝕而使熱反射能降低，故封入FRP之中以確保其耐久性。
如上所述，在照射遠紅外線時具有方向性之碳被覆平面加熱器1B，除了床暖氣、壁暖氣之外，還適合使用於吊掛在衛浴或廁所，基
於其雖然輕薄但是具有優異強度及防水性之特性，例如可配設在榻榻米中或作為屋頂、道路之溶雪片材而使用，或者亦適合在融雪塊或融雪瓦內作為發熱手段所內裝之用途而使用。此外，由於可與FRP成形體用同樣的方法及步驟而製得，因此在一般的FRP製品上都可直接使其具有發熱器的功能，例如在體育場或公園等屋外之FRP片材之座落面，可直接作為加熱器或是於浴缸之壁面部分以加熱器追加保溫機能等，用途極為多樣。
又，將熱反射片材8直接配置於碳塗佈紙2A之下面時，除了其很容易成為電氣短路的原因外，其還有當碳塗佈紙2A在非導電性樹脂之浸漬及樹脂塗佈層的一體化時，容易受損方面之憂慮，因此，採用將1片預浸料片材隔著裝配於其中的配置。此外，如與熱反射片材8及樹脂塗佈層3A、3B之接著性低，導致各層間的連接力降低、機械強度亦降低之憂慮時，由於在熱反射片材8上有事先形成均一之複數小孔，可提高其連接力。
進一步，圖式上已省略，但前述碳被覆平面加熱器1B之變形例中，係配置了片狀的太陽電池來代替熱反射片材8，因此亦可作為兼具有太陽能面板之平面加熱器。此時，樹脂塗佈層係使用透光性高者，而在碳塗佈紙浸漬樹脂的狀態下，只要使用具有所定之透光性者即可。例如，在車庫之屋頂或溫室的上方部分，如改以面板或片材而構成時，平時可作為太陽能發電之方式使用，而冬季積雪時亦得當作融雪之手段而使用。
又，上述實施型態中，在碳塗佈紙2A上之電極的黏貼，如圖10(A)所示，其係說明在設置一對相對且超過長邊的寬的總長之帶狀電極5d、5e的情形，如圖10(B)所示，僅在方形之碳塗佈紙2
A的對角位置之角落黏貼電極5f、5g，或如圖10(C)所示，在細長之短冊狀碳塗佈紙2D之兩短邊上黏貼小片狀之電極5h、5i，藉此達成電阻值之減少，同時並易於防止電極之劣化。此外，塗佈液不僅可以塗佈在紙之單面側，亦可塗佈在雙面，藉此可得到導電性更為優異之碳塗佈紙。進一步，於圖2、圖5、圖7中，由於樹脂塗佈層3A、3B係幾乎是透明的緣故，因此可以從外部透明地看見內部。
綜上所述，本發明所提供之一種使用導電性碳素材之碳被覆平面加熱器，其成本低廉並能具有優異之安全性及耐久性。
3A，3B‧‧‧樹脂塗佈層
5b‧‧‧電極
2A‧‧‧碳塗佈紙
31，32‧‧‧玻璃纖維
Claims (9)
- 一種碳被覆平面加熱器，其特徵為其係具備導電性片材，該導電性片材係於薄片狀纖維構成體之纖維表面上，附著有較前述纖維更小徑之導電性碳素材；且於該導電性片材藉通電而發熱之碳被覆平面加熱器中，前述導電性片材之表裡兩面上係形成非導電性樹脂之樹脂塗佈層，且前述非導電性樹脂係滲透至前述導電性片材中，於前述樹脂塗佈層所包夾之中間部分的脫氣狀態下，其表裡及中間部分之前述非導電性樹脂產生硬化，藉此使得具有前述導電性片材之中間部分以不含空氣的狀態被密封，並具有內外防水性及內外絕緣性者。
- 如申請專利範圍第1項所記載之碳被覆平面加熱器，其中，前述表裡的樹脂塗佈層至少有一者是由纖維強化樹脂所形成，全體並構成一個FRP成形體。
- 如申請專利範圍第1項所記載之碳被覆平面加熱器，其中，前述非導電性樹脂係熱硬化性樹脂。
- 如申請專利範圍第1項所記載之碳被覆平面加熱器，其中，前述導電性碳素材係選自碳黑、碳微細纖維、奈米碳管、碳奈米角所成群中至少一種。
- 如申請專利範圍第1項所記載之碳被覆平面加熱器，其中，前述薄片狀纖維構成體係紙。
- 如申請專利範圍第1、2、3、4、或5項所記載之碳被覆平面加熱器，其中，在前述導電性片材之一側，係配設有反射遠紅外線之熱反射片材，該熱反射片材相對於前述導電性片材係呈平行且電氣不連接之狀態，而朝向未配設前述熱反射片材之另一側反射遠紅外線。
- 如申請專利範圍第1、2、3、4、或5項所記載之碳被覆平面加熱器，其中，在前述導電性片材之所定位置，係具備所定部分重疊而構成加熱器電路之一部的電極，該電極係由帶狀的導電素材所形成，且僅有前述加熱器電路之端部側所成部分露出於外部而成為連接端子。
- 如申請專利範圍第6項所記載之碳被覆平面加熱器，其中，在前述導電性片材之所定位置，係具備所定部分重疊而構成加熱器電路之一部的電極，該電極係由帶狀的導電素材所形成，且僅有前述加熱器電路之端部側所成部分露出於外部而成為連接端子。
- 一種碳被覆平面加熱器之製造方法，其特徵為其係在所定形狀的一側之模具的內面或所定平面上，配置預浸料片材，該預浸料片材係在未硬化之熱硬化性樹脂中具有強化纖維，於其上配置前述導電性片材及電極後，再於前述導電性片材上重疊其他預浸料片材，且該其他預浸料片材在未硬化之熱硬化性樹脂中具有強化纖維，從其上使另一側之模具的內面或所定的押壓體表面形成密著，並按壓或/及吸引前述中間部分，使前述熱硬化性樹脂浸漬於前述導電性片材上，另使前述兩片預浸料片材所包夾之中間部分在脫氣狀態下，以所定溫度及所定時間加熱而得到所定形狀之FRP成形體者。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014084856 | 2014-04-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201542027A true TW201542027A (zh) | 2015-11-01 |
Family
ID=54323877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW104110458A TW201542027A (zh) | 2014-04-16 | 2015-03-31 | 碳被覆平面加熱器及其之製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2015159665A1 (zh) |
| TW (1) | TW201542027A (zh) |
| WO (1) | WO2015159665A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI633805B (zh) * | 2017-10-26 | 2018-08-21 | 財團法人工業技術研究院 | 加熱片結構 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6045671B1 (ja) * | 2015-09-30 | 2016-12-14 | 林 幸子 | 遠赤外線輻射体及び身体着用具 |
| CN113195216A (zh) * | 2018-12-12 | 2021-07-30 | 纳米复合技术股份有限公司 | 生产复合材料的方法 |
| CN114559640A (zh) * | 2022-02-11 | 2022-05-31 | 厦门瑞尔特卫浴科技股份有限公司 | 一种马桶座圈或马桶盖板及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05251163A (ja) * | 1992-03-06 | 1993-09-28 | Tokai Carbon Co Ltd | 面状発熱体の製造方法 |
| JPH0636862A (ja) * | 1992-07-14 | 1994-02-10 | Kurabe Ind Co Ltd | 加熱装置の製造方法 |
| JP3181506B2 (ja) * | 1996-05-24 | 2001-07-03 | 株式会社ダイリン商事 | 遠赤外線輻射体および遠赤外線輻射方法 |
| JP2002025754A (ja) * | 2000-07-04 | 2002-01-25 | Toto Ltd | 面状ヒータの構造およびその製造方法 |
| JP2005093076A (ja) * | 2003-07-15 | 2005-04-07 | Trinity:Kk | シート状発熱体、その製造方法およびシート状発熱体製造装置 |
| JP5017522B2 (ja) * | 2005-09-13 | 2012-09-05 | 株式会社アイ．エス．テイ | 面状発熱体及びその製造方法 |
| JP5559842B2 (ja) * | 2012-06-18 | 2014-07-23 | 株式会社テムテック研究所 | 集積ガス供給装置用の平面発熱板およびその製造方法 |
-
2015
- 2015-03-25 WO PCT/JP2015/059045 patent/WO2015159665A1/ja active Application Filing
- 2015-03-25 JP JP2016513694A patent/JPWO2015159665A1/ja active Pending
- 2015-03-31 TW TW104110458A patent/TW201542027A/zh unknown
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI633805B (zh) * | 2017-10-26 | 2018-08-21 | 財團法人工業技術研究院 | 加熱片結構 |
| CN109714838A (zh) * | 2017-10-26 | 2019-05-03 | 财团法人工业技术研究院 | 加热片结构 |
| CN109714838B (zh) * | 2017-10-26 | 2021-08-10 | 财团法人工业技术研究院 | 加热片结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015159665A1 (ja) | 2015-10-22 |
| JPWO2015159665A1 (ja) | 2017-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW201542027A (zh) | 碳被覆平面加熱器及其之製造方法 | |
| RU2517178C2 (ru) | Способ производства электропроводящего тепловыделяющего материала, входящего в состав напольных покрытий, и электропроводящий тепловыделяющий материал | |
| CN103202093B (zh) | 面状发热体及其制造方法 | |
| US20200015323A1 (en) | High-Performance Far-Infrared Surface Heating Element of Carbon Composite Material and Application Thereof | |
| CN206310580U (zh) | 高导电超薄二维碳复合材料面发热体及其应用 | |
| CN107613589A (zh) | 一种石墨烯发热膜 | |
| JP2009009835A (ja) | 面状発熱体 | |
| CN104872910B (zh) | 一种拼接式柔性厚膜发热布料 | |
| JP2010021031A (ja) | 面状ヒータ | |
| CN104179311A (zh) | 一种发热取暖墙体 | |
| CN204510664U (zh) | 一种远红外碳热壁纸 | |
| JP2007010304A (ja) | 床暖房装置 | |
| WO2022058886A1 (fr) | Film chauffant autorégulé | |
| CN204238489U (zh) | 一种发热取暖墙体 | |
| JP3222649U (ja) | 炭素被覆面状ヒータ | |
| WO2017097237A1 (zh) | 一种静电吸尘空气净化外置放热元件地暖复合地板 | |
| CN207869428U (zh) | 一种石墨烯发热膜 | |
| KR200444679Y1 (ko) | 접지가 형성된 면상발열체 | |
| JP2002043606A (ja) | 太陽電池一体型屋根材の製造方法 | |
| CN203238881U (zh) | 一种带有碳素晶体发热板的艺术玻璃背景墙 | |
| CN205017607U (zh) | 一种新型碳纸加热膜 | |
| CN105839859A (zh) | 一种一次成型瓦楞弯钩型复合板 | |
| CN205742608U (zh) | 一种节能环保墙体 | |
| CN2922357Y (zh) | 纸质碳纤维/纳米碳粉远红外线面状发热体 | |
| KR20200022306A (ko) | 블록 교체형 한지 면상발열 장판의 제조 방법 및 한지 면상발열 장판 |