用碳纖維做加熱元件的電熱毯的製作方法

2023-06-26 06:29:31

專利名稱：用碳纖維做加熱元件的電熱毯的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電熱毯類電熱用品，如電熱被、墊等。
現有的第一代電熱毯類用品是用金屬線包覆橡塑護套作電熱線，穿織於毯內，被廣泛用於冬季取暖，但是通電後的交變磁場產生的電磁感應對人體生物效應有不利影響。隨著人民生活質量的提高，出現防電磁感應或具遠紅外保健功能的第二代金屬電熱線電熱毯，其主要結構是採用雙金屬護套線，或在電熱線外包覆屏蔽金屬線、消磁盒等結構來消除磁感應強度，產品的加工過程複雜，且安全效果不十分理想。另外一種電熱毯，為增加遠紅外輻射功能，通常在毯面上塗有遠紅外塗層或將遠紅外陶瓷纖維直接織在毯面上。隨著時間的延長，表面的遠紅外粉及纖維易脫落，遠紅外輻射效果不能持久。
近年來用非金屬纖維電熱線加工的電熱毯相繼問世，如碳纖維長絲作電熱線，其本身具有較好的電磁屏蔽作用，但由於碳纖維較脆，易折斷，加工易起毛等缺點，做成電熱線較困難。CN94200439.6專利公開的電熱毯，是由一絕緣布基上直接分布固定有碳纖維電熱線做為電熱芯子，置於毯面層及毯底層之間，電熱線與外接導線接頭處，由導電膠粘接，外圍裹有金屬軟片，金屬軟片與電熱線及外接導線外圍有高溫膠，粘接於接線盒殼體上。該專利採用的電熱線，或是一種碳纖維與棉、麻、毛混紡的電熱線，或是直接用市售聚丙烯腈基碳纖維。前一種混紡線電熱絲雖然其中的棉、毛、麻混紡纖維增加了柔韌性，但因碳纖維的高模量，若不經上膠或其它處理，不能加捻，否則會產生斷絲。且這種混紡電熱絲截面形狀為圓形，有效發熱面積較小，影響用品的加熱速度和熱效率。第二種電熱絲是用碳纖維絲直接分布固定在絕緣布基上，與第一種電熱線同樣存在碳纖維絲裸露與毯面直接接觸的缺點，使碳纖維絲易受到折損，影響用品壽命。且該結構不便固定及大規模工業化生產。此外該專利的電熱絲與外接導線的連接操作不夠方便和牢靠。
本實用新型的目的，是提供一種電熱線發熱面積大，加熱速度快，使用壽命長，與導線連接方便快捷，便於工業化加工生產的，具有防電磁感應及遠紅外輻射雙重功能的電熱毯類用品。
本實用新型採取的主要技術措施在毯面層與毯底層之間間隔盤穿有碳纖維電熱芯線，電熱芯線一端通過接線端子與電源線接頭連接。該電熱芯線截面為扁平橢圓狀，其外層是截面為扁平橢圓狀的橡塑絕緣護套，其中包覆有碳纖維束或碳纖維與遠紅外陶瓷纖維混合的纖維束。接線端子由收縮卡套及帶有橡塑護套的外套管組合而成。穿有電熱芯線接頭的收縮卡套穿入外套管的一端，外套管內另一端穿有電源接線。兩接頭固定在卡緊的外套管內。
上述的電熱芯線可選用市售的1K、3K、6K、12K聚丙烯腈基碳纖維長絲或它們之間相互組合的聚丙烯腈基碳纖維作芯線。
上述的陶瓷纖維選用市售的滌綸遠紅外陶瓷纖維，丙綸陶瓷纖維、聚丙烯、聚酯遠紅外陶瓷纖維等。
碳纖維與遠紅外陶瓷纖維的混合比例視用品的具體要求設定，碳纖維所佔比例至少為50％。
上述的接線端子外層套有熱收縮管，或兩端灌封有絕緣膠，以增強接線端子連接的安全、可靠性。
上述的收縮卡套及帶有橡塑護套的外套管是鋁質或銅質管。
本實用新型的效果由於電熱芯線採用截面扁平的橢圓狀護套包覆纖維束結構，散熱面積大，電熱效率高，加熱速度快，通電即熱且熱慣性小。散熱面積比圓形金屬線增大數十倍，且碳纖維電阻溫度係數小，節能效果明顯，一般為30％—40％。
外套管組合鉗緊式的接線端子及外套熱收縮管密封，使纖維接頭與電源接頭連接方便快捷，可靠。提高加工生產效率。
此外，由於本實用新型採用橡塑絕緣護套包覆碳纖維束及遠紅外陶瓷纖維束結構，不但充分利用碳纖維本身具有的吸收或阻尼電磁波及遠紅外輻射特性，使用品能防電磁感應且具遠紅外保健作用，而且克服了遠紅外纖維的脫落與損耗，使保健效果持久。提高使用壽命。經「電子工業安全與電熱兼容檢測中心」檢測，本實用新型與防電磁感應同軸電熱線的防電磁感應數據比較如下A、相同長度下本扁平碳纖維電熱線10匝B＝30.8mGS防電磁感應同軸電熱線 10匝B＝78.3mGSB、相同功率下本扁平碳纖維電熱線4匝 B＝30.8mGS防電磁感應同軸電熱線 10匝B＝78.3mGS另外在8-15微米範圍內，本實用新型電熱線的遠紅外法向發射率為75％，具有明顯的遠紅外輻射保健效果。
以下結合附圖及實施例對本實用新型詳細公開。


圖1是本實用新型整體結構示意圖。
圖2是本實用新型接線端子結構圖。
圖3是本實用新型電熱線截面放大結構圖。
實施例1如
圖1、圖3所示，在毯面層1與毯底層2之間，間隔盤穿有24米扁平碳纖維電熱芯線3，該電熱芯線由截面為扁平橢圓狀的聚氯乙烯/丁腈護套中4中包覆有12K碳纖維長絲5，電熱芯線接頭接入接線端子6，接線端子由一鋁質收縮卡套7及帶有橡塑護套的鋁質外套管8組合而成，(見圖2)扁平電熱芯線的接頭穿入收縮卡套7中，卡套穿套在外套管一端，外套管另一端穿有電源接線9，卡鉗卡緊外套管8，電熱芯線接頭5與電源線接頭9壓緊固定在外套管內，在接線端子外層套有聚烯烴熱收縮管10，對接線端子整體密封、固定，以增強連接的安全可靠性。本實施例製備成的雙人電熱毯，功率56瓦，毯表面實測溫度45±5℃，具有金屬電熱線電熱毯90-100瓦相同的毯表面溫度。
實施例2基本結構如實施例1，其接線端子外套管兩端灌封有絕緣密封膠，對接線端子整體固定。此外，本實施例選用6K碳纖維長絲和市售丙綸遠紅外陶瓷纖維，包覆聚乙烯，用輻射交聯製成扁平的聚乙烯護套電熱線，單測其遠紅外法向發射率達88.5％，選用17米電阻為1360歐姆的電熱線，製成單人電熱毯，功率35瓦，其表面溫度45±5℃，其絕緣護套的長期耐熱可達120℃以上，可以在電熱毯不展開下通電實驗，提高了安全性。
權利要求1.一種用碳纖維做加熱元件的電熱毯，在其毯面層、毯底層之間間隔盤穿有碳纖維電熱芯線，電熱芯線一端通過接線端子與電源接頭連接，其特徵在於，電熱芯線截面為扁平橢圓狀，其外層為扁平橢圓狀橡塑護套，其中包覆有碳纖維束，或碳纖維與遠紅外陶瓷纖維混合的纖維束，接線端子由收縮卡套及帶有橡塑護套的外套管組合而成，穿有電熱芯線接頭的收縮卡套穿套在外套管一端，外套管另一端穿有電源接線頭，兩線接頭固定在鉗緊的外套管內。
2.根據權利要求1所述的電熱毯，其特徵在於所述的電熱芯線可選用1K、3K、6K、12K聚丙烯腈基碳纖維長絲或它們之間相互組合的聚丙烯腈基碳纖維長絲作芯線。
3.根據權利要求1所述的電熱毯，其特徵在於所述的遠紅外陶瓷纖維選用滌綸遠紅外陶瓷纖維，或丙綸陶瓷纖維，或聚丙烯遠紅外陶瓷纖維，或聚酯遠紅外陶瓷纖維。
4.根據權利要求1所述的電熱毯，其特徵在於碳纖維與遠紅外陶磁纖維的混合纖維束中碳纖維所佔比例至少為50％。
5.根據權利要求1所述的電熱毯，其特徵在於所述的接線端子外層套有熱收縮管，或兩端灌封有絕緣膠。
6.根據權利要求1所述的電熱毯，其特徵在於收縮卡套及帶有橡塑護套的外套管是鋁質或銅質管。
專利摘要本實用新型涉及用碳纖維做加熱元件的電熱毯類用品。在毯面層與毯底層之間間隔穿有碳纖維電熱芯線，該電熱芯線截面為扁平橢圓狀，其外層有橡塑絕緣護套，其中包覆有碳纖維束或碳纖維與遠紅外陶瓷纖維混合的纖維束。電熱芯線接頭與接線端子連接，接線端子由收縮卡套及帶有橡塑護套的外套管組合而成。穿有電熱芯線接頭的收縮卡套穿套在外套管一端，外套管另一端穿有電源接線頭，兩線接頭固定在鉗緊的外套管內。接線端子外套有熱收縮管或兩端灌封有絕緣膠，以使密封固定更安全可靠。
文檔編號A47G9/06GK2355648SQ98248210
公開日1999年12月29日 申請日期1998年11月13日 優先權日1998年11月13日
發明者楊小平, 榮浩鳴, 王培華, 張洋 申請人:北京化工大學