一種即熱式碳纖維布的製作方法

2023-07-05 04:32:51 1

本發明屬於織物材料技術領域，具體涉及一種即熱式碳纖維布。

背景技術：

隨著科學技術的不斷發展，滿足人們不同需要的織物材料層出不窮，以滿足消費者的需求，而碳纖維布就是其中的一種，在人們的日常生活中起著越來越重要的作用。

碳纖維布由於強度高，密度小，厚度薄，基本不增加加固構件自重及截面尺寸，適用面廣，廣泛適用於建築物橋梁隧道等各種結構類型、結構形狀的加固修復和抗震加固及節點的結構加固。施工便捷，無需大型機具設備，沒有溼作業，無需動火，無需現場固定設施，施工佔用場地少，施工工效高。高耐久性，由於不會生鏽，非常適合高酸、鹼、鹽及大氣腐蝕環境中使用。

目前，在寒冷的冬季，人們都需要隨時隨地都有保暖取暖的裝置，而做在貼身衣服或坐墊等地方的發熱體越來越受到歡迎；所有發熱體中，碳纖維發熱材料，釋放的遠紅外線波長為5-20um，與人體自身的發射波長相吻合，易於人體吸收，從而可釋放對人體有益的遠紅外射線，改善血液循環、調節人體經絡、促進血液流通、提高免疫力、健康保健、延年益壽，成為最近越來越受到重視的發熱材料而被廣泛採用。

現在，市場上由碳纖維布製成的材料，如CN201878350 U發明專利都是將碳纖維絲放在兩層織物的夾層中， 通過PVC包裹住碳纖維絲，使用交流電源接通發熱，容易產生安全問題，而且這樣的結構降低了碳纖維遠紅外效果，柔軟度降低，使用舒適性不好。

現有的碳纖維布功能單一，不具備按摩功能，針對一般的按摩裝置，對人體上的穴位不能夠精確的定位，使得作用效果大打折扣，而且使用按摩裝置往往需要花費一筆不小的金額，經濟費用較大；而且碳纖維布是一種單向碳纖維加固產品，通常採用12K碳纖維絲織造，使得碳纖維布經常會有比較難以去除的汙漬，不方便清洗和擦拭。

針對上述技術問題，故需要進行改進。

技術實現要素：

本發明是為了克服上述現有技術中的缺陷，提供一種即熱式碳纖維布，是由多層面料複合而成的，接電簡單安全、保暖舒適，具有全方位微按摩、保健理療的作用，同時，也可以提高碳纖維布的自我清潔能力，能夠去除難以去除的汙漬。

為實現上述目的，本發明所採用的技術方案是：一種即熱式碳纖維布，包括從上至下依次布設的隔熱絕緣層、上碳纖維布層、碳纖維發熱層、下碳纖維布層和外層耐磨層；所述上碳纖維布層和下碳纖維布層分別連接在所述碳纖維發熱層的上下兩面；所述碳纖維發熱層內設有若干根碳纖維發熱線；該碳纖維發熱線沿著碳纖維發熱層的長度方向等距布設，相鄰碳纖維發熱線的端布連接有接觸導電的一排細銅絲；細銅絲的在碳纖維發熱層的兩端形成有電極；所述碳纖維發熱線與上碳纖維布層和下碳纖維布層之間分別設有呈網格狀的上纖維網和下纖維網，所述上碳纖維布層與上纖維網之間以及下碳纖維布層與下纖維網之間均通過膠水粘接。

作為本發明的一種優選方案，所述隔熱絕緣層與上碳纖維布層混紡交織，形成一體，並且在隔熱絕緣層上形成有呈波浪狀體的結構的凸起部，該凸起部沿隔熱絕緣層的長度方向均勻布設，兩個相鄰凸起部的高度相一致。

作為本發明的一種優選方案，所述電極包括正電極片和負電極片，所述正電極片和負電極片之間通過細銅絲連接碳纖維發熱線，且所述正電極片和負電極片之間的縫隙充填有導電膠。

作為本發明的一種優選方案，所述細銅絲由複合電加熱膜構成，該複合電加熱膜採用交流或直流電源供電；所述電加熱膜是PTC電熱膜。

作為本發明的一種優選方案，所述凸起部與碳纖維發熱層之間填充有棉絮纖維織物，該棉絮纖維織物均勻布設於凸起部內；所述凸起部的高度為中隔熱絕緣層與上碳纖維布層高度之和的2倍。

作為本發明的一種優選方案，所述外層耐磨層的外表面黏附有PET聚酯薄膜；外層耐磨層為聚酯纖維和聚醯胺纖維混紡織成。

作為本發明的一種優選方案，所述碳纖維發熱層呈平面型，由多層碳纖維布組成，多層碳纖維布之間混紡交織而成；相鄰兩個碳纖維布之間成15～45度夾角錯開層疊。

作為本發明的一種優選方案，所述多層碳纖維布內布設有碳纖維發熱線呈縱橫交錯排列；且碳纖維布的兩面塗有耐高溫材料或覆有耐高溫膜。

作為本發明的一種優選方案，所述碳纖維發熱線沿碳纖維發熱層的垂直方向均勻設置；碳纖維發熱線呈直線狀或波浪狀。

作為本發明的一種優選方案，所述上碳纖維布層和下碳纖維布層為絕緣層，均為由PET製作而成。

作為本發明的一種優選方案，所述碳纖維布，是由含量為6%-36%、長度為3.0-18mm的碳纖維素與竹槳、木漿、棉漿、麻漿等植物纖維漿或其他化學纖維漿混合，複合生產而成。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1.通過上纖維網和下纖維網將和碳纖維發熱線壓在中間，然後再粘合即可，提高了其生產效率；

2. 碳纖維發熱線呈波浪形的，這樣其產生熱量比較均衡，同時碳纖維發熱線與上纖維網和下纖維網安裝時彎曲都不會影響到其發熱效果；

3.多層碳纖維布通過調整絎縫密度製成，此面料更加有效的提供了保暖性，同時保證了碳纖維布的輕薄和運動靈活性；

4.通過設置波浪形的凸起部，在保暖的同時還能起到保健、按摩作用，且使用壽命長、提高舒適性；

5.充分發揮碳纖維布電暖，在即開即熱、紅外保健、節能環保、寧靜舒適等方面的獨特優勢，一舉攻克原有碳纖維布的諸多缺陷；

6.具有結構合理，強度高，使用安全、壽命長，發熱效果好等優點。

附圖說明

圖1是本發明實施例一結構示意圖；

圖2是本發明實施例一A-A剖視圖；

圖3是本發明實施例二結構示意圖；

圖4是本發明實施例二B-B剖視圖；

圖中附圖標記：上碳纖維布層1，碳纖維發熱層2，碳纖維布2-1，下碳纖維布層3，碳纖維發熱線4, 細銅絲5, 上纖維網6，下纖維網7，外層耐磨層8，隔熱絕緣層9，凸起部10，棉絮纖維織物11，PET聚酯薄膜12，正電極片13，負電極片14。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明實施例作詳細說明。

實施例一：如圖1-2所示，一種即熱式碳纖維布，包括從上至下依次布設的隔熱絕緣層9、上碳纖維布層1、碳纖維發熱層2、下碳纖維布層3和外層耐磨層8；上碳纖維布層1和下碳纖維布層3分別連接在所述碳纖維發熱層2的上下兩面；上碳纖維布層1和下碳纖維布層3為絕緣層，均為由PET製作而成。

碳纖維發熱層2內設有若干根碳纖維發熱線4；該碳纖維發熱線4沿著碳纖維發熱層2的長度方向等距布設，相鄰碳纖維發熱線4的端布連接有接觸導電的一排細銅絲5；細銅絲5的在碳纖維發熱層2的兩端形成有電極；所述碳纖維發熱線4與上碳纖維布層1和下碳纖維布層3之間分別設有呈網格狀的上纖維網6和下纖維網7，所述上碳纖維布層1與上纖維網6之間以及下碳纖維布層3與下纖維網7之間均通過膠水粘接。

相鄰的碳纖維發熱線4之間通過上纖維網6和下纖維網7之間電連通，保證了其發熱效果和使用穩定性，而碳纖維發熱線4沿著碳纖維發熱層2的長度方向等距布設；碳纖維發熱線4沿碳纖維發熱層2的垂直方向均勻設置；碳纖維發熱線4呈直線狀或波浪狀；這樣其產生熱量比較均衡，同時碳纖維發熱線4與上纖維網6和下纖維網7安裝時彎曲都不會影響到其發熱效果，通過上纖維網6和下纖維網7將和碳纖維發熱線4壓在中間，然後再粘合即可，提高了其生產效率。

隔熱絕緣層9與上碳纖維布層1混紡交織，形成一體，並且在隔熱絕緣層9上形成有呈波浪狀體的結構的凸起部10，該凸起部10沿隔熱絕緣層9的長度方向均勻布設，兩個相鄰凸起部10的高度相一致；呈波浪形的凸起部10能給人以理療和按摩的雙重功效，非常實用，方便。

凸起部10與碳纖維發熱層2之間填充有棉絮纖維織物11，該棉絮纖維織物11均勻布設於凸起部10內；採用棉絮纖維織物11；具有良好的保暖性、柔軟性和透氣性；凸起部10的高度為中隔熱絕緣層9與上碳纖維布層1高度之和的2倍；採用上述方案，為了在使用過程中，增加該凸起部10的高度落差，並且從舒適美觀和理療效果的角度考慮，凸起部10的高度為中隔熱絕緣層9與上碳纖維布層1高度之和的2倍為比較合理方案，這樣對於人體脊椎和頸椎有比較好的護理效果。

電極包括正電極片13和負電極片14，所述正電極片13和負電極片14之間通過細銅絲5連接碳纖維發熱線4，且所述正電極片13和負電極片14之間的縫隙充填有導電膠；能夠保證碳纖維發熱線4的使用壽命和該即熱式碳纖維布的使用安全。

細銅絲5由複合電加熱膜構成，該複合電加熱膜採用交流或直流電源供電；所述電加熱膜是PTC電熱膜；電加熱膜是 PTC 電熱膜；該PTC 電熱膜具有正溫度係數電阻，也就是說具有限溫特性，表面最高溫度自動控制在40—48℃之間，具有節約能源，恆溫恆溼的優點。

外層耐磨層8的外表面黏附有PET聚酯薄膜12；使得該即熱式碳纖維布預浸布的表面更平整、更光亮，大大提高了產品的質量和檔次；另外，由於使用了PET聚酯薄膜12，碳纖維布層2中的碳纖維發熱線4即使呈縱橫交錯排列，也不會影響產品的平整度，進一步提高了產品的強度；外層耐磨層8為聚酯纖維和聚醯胺纖維混紡織成；增加了表面耐磨性和內裡的防汙性，清潔方便，耐用性好。

實施例二：

如圖3-4所示，本實施例的碳纖維發熱層2呈平面型，由多層碳纖維布2-1組成，多層碳纖維布2-1之間混紡交織而成；相鄰兩個碳纖維布2-1之間成15～45度夾角錯開層疊；傳統的相鄰碳纖維布2-1疊時並不存在夾角，因為除0度方向以外的其他方向不受力，大大削弱的產品的整體強度，和產品各部位的強度不均勻，影響了產品的承力效果，經研究和實驗得出，相鄰碳纖維布2-1成夾角層疊會增加整體的強度，兩層碳纖維布2-1設置了由多個中空蜂巢格組成的支撐體層，並複合成整體結構，節省了材料的使用，大大減輕了碳纖維布2-1的重量，且其中空結構可有效地分散外力，可達到良好的抗壓和抗衝擊的效果。

多層碳纖維布2-1內布設有碳纖維發熱線4呈縱橫交錯排列；且碳纖維布2-1的兩面塗有耐高溫材料或覆有耐高溫膜。

使得碳纖維發熱線4不容易剝落，加強了材料的整體力學強韌性，大幅度延長了由該種碳纖維發熱線4製成的即熱式碳纖維布的使用壽命。

碳纖維發熱層2，其形態，為碳纖維布2-1，並呈平面型，最均勻地將熱量發生且傳導出去，最大限度地克服以往大多碳纖維電暖，均由電纜或電線形式呈現，以線性發熱、傳熱不均勻的致命缺陷；其核心技術在於，所述碳纖維布2-1，是由含量為6%-36%、長度為3.0-18mm的碳纖維素與竹槳、木漿、棉漿、麻漿等植物纖維漿或其他化學纖維漿混合，複合生產而成；加上正電極片13和負電極片14，外面用上碳纖維布層1和下碳纖維布層3等絕緣材料隔離，由此製成呈面狀的碳纖維電熱層；然後，碳纖維電熱層中的碳分子團，在電場的作用下，產生「布朗運動」，碳分子之間發生劇烈撞擊和摩擦，產生熱能，以超過66%的遠紅外輻射能和超過32%的對流熱能對外傳遞。

其優點在於，一是，電能與熱能的總轉換率可以達到98%以上，並在幾秒鐘內，碳纖維發熱層的溫度，迅速升高，實現即開即熱、節能環保、寧靜舒適、使用方便的技術性能，為製造本技術的即熱式碳纖維布，奠定核心技術基礎，且比現有常規碳纖維布節能30%以上；二是，其遠紅外輻射的微波長為6-15微米，被醫學界稱為「生命之光」，可增強新陳代謝，促進血液循環，提高人體免疫能力；對腰腿疼、肩周炎、關節炎、頸椎病、胃寒、痔瘡等有著明顯的輔助理療作用，保健功能十分顯現。從而，成為名副其實的即熱式碳纖維布。

本實施例的其它內容可參考實施例一。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現；因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。

儘管本文較多地使用了圖中附圖標記：上碳纖維布層1，碳纖維發熱層2，碳纖維布2-1，下碳纖維布層3，碳纖維發熱線4, 細銅絲5, 上纖維網6，下纖維網7，外層耐磨層8，隔熱絕緣層9，凸起部10，棉絮纖維織物11，PET聚酯薄膜12，正電極片13，負電極片14等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。