碳纖維平面發熱體結構的製作方法

2023-07-22 23:48:41 2

專利名稱：碳纖維平面發熱體結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種平面發熱體，尤其涉及一種低熱容量、低熱 損的扁平化高效率平面發熱體。
技術背景平面發熱體的製造，以鎳鉻電熱絲纒繞於纖維基材，經氯乙烯塑 料押出或矽橡膠架橋，絕緣處理而成電熱線，再以一定的設計長度， 以迂迴方式而形成平面狀，以符合大面積的需求。但在押出過程中使生產順利而徧心防止，使電熱線的線徑必需控制在一合理範圍般以2 mm以上為極限，太小容易造成徧心而絕緣強度 不足而有漏電的潛在危機。但也同時使熱效率的發揮受到了抑制，由 電流產生的焦耳熱，需經絕緣厚度的壁障，間接傳導至使用面，且一 部份累積在表皮上，使用時間越長使用面積越大，熱耗損越多，在設 計時必需設計比實際更大的耗電量，所以使熱容量降低，或過程的熱 損失越少，越短的時間達到需求的溫度為高耗能電熱設計的重點，特 別運用於超大面積，如地板加溫，屋頂積雪，畜牧保溫，提升熱效率 為當務之急。目前平面發熱體，以碳系油墨印刷在絕緣基材上，經硬化與上下 絕緣處理，可提供全面性的低溫熱源，但製程上需印刷塗布與硬化處 理製程複雜，適合批次生產，效率低，成本高，難連續性量產。更有以PET薄膜上，先印刷平行電極，再以導電發熱碳膠，二 度印刷形成發熱體，再表面覆以PET薄膜，呈三明治狀，或稱為碳
膜發熱體，其電極以銀膠印刷為主，無法而提高電壓，且發熱部的碳膠，薄膜強度低，使電流密度受到限制，僅局限於DC.36V以下為宜。 發明內容針對現有技術存在的問題，本實用新型所要解決的技術問題是提 供一種低熱容量、低熱損的高效率平面發熱體，其採用扁平化結構， 獲得高絕緣阻抗的平面發熱體。為達上述目的，本實用新型通過下述技術方案予以實現 一種碳纖維平面發熱體結構，包含有碳纖維，碳纖維經整列成平 行，碳纖維上下設有密合的絕緣薄膜層，碳纖維二端設有平行電極。 進一步地，所述碳纖維經整列成定距離平行設置； 上述的碳纖維與絕緣薄膜層之間其中一層內側塗布感壓膠；0 上述的碳纖維由特定距離裁切。本實用新型的碳纖維經整列成平行，定距離，經上下絕緣層密合 處理，其中一層內側塗布感壓膠，特定距離裁切，由二端導入平行電 極，即成碳纖維平面發熱體。碳纖維以單股直徑6~8^1，經集束扁平化，厚度約0.2咖，以不同 K數(每K相當1000)成不同規格量品，有1K、 3K、 6K、 9K、 12K、 24K、 36K,泛用者以12K與24K，因不同廠家生產條件或碳化程度 或製程的差異，即使同一K數，阻抗值畧有不同，以n/M為單位 3K: 136Q、 6K: 68Q、 12K: 34Q、 24K: 17Q，設計時可因需要的表面溫度或集中或分散，或需要局部的差異溫度，可單一 K數或並用二種或二種以上。 整列過程，重點在定位碳纖維間的距離，以提供絕緣薄膜密合前 的準備製程，張力的控制與導輪的細緻表面，防止表面對碳纖維刮傷， 而產生表面起毛狀，影響阻抗的穩定性。絕緣薄膜以機械強度大，絕緣強度高，耐磨性性佳，耐熱老化如聚丙烯，硬性聚氯乙烯，聚脲脂，聚脂等之薄膜，且以PET為宜， 厚度以0.1 0.5mm，其中一絕緣薄膜以預先塗布有感壓性膠，以壓克 力膠為主，厚度至少0.1~0.3咖，使貼合時，是夠的膠厚，吸收碳纖 維的厚度，不致使空氣殘存於其中，影響粘著時的強度。密合處理以雙滾輪，可一邊金屬， 一邊橡膠或上下皆橡膠亦可， 且橡膠硬度至少在75以上，直徑至少在50 ram以上，並以每分鐘0.5~2 米速度確保滾輪二絕緣層與碳纖維的密合。定距離裁切與由二端導入平行電極，其目的在區別不同的設計目 的與表面溫度，其電壓可由3V-240V皆可，越小電壓，面積越小， 表面溫度可由奧姆定律得到。本實用新型所提供質量易控制、生產製程連續化的發熱體，其發 熱體面積大，可撓性強，容易控制表面溫度。

圖1是本實用新型實施例的結構示意圖； 圖2是本實用新型實施例的剖面圖； 圖3是本實用新型實施例的生產流程圖。
具體實施方式
為能進一步了解本實用新型的特徵、技術手段以及所達到的具體
目的、功能，
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳 細描述。本實用新型相關結構主要包括以下零部件(或裝置)絕緣薄膜1、碳纖維2、平行電極3、平行電極3'、電源S、碳纖維巻取輪4、 上絕緣薄膜5、下絕緣薄膜6、離型紙巻取輪7、上密合輪8、下密合 輪9、碳纖維平面發熱體巻取輪10。本實用新型的碳纖維2經整列成平行，定距離，經上下絕緣薄膜 l層密合處理，其中一層內側塗布感壓膠，特定距離裁切，由碳纖維 2二端導入平行電極3、平行電極3'，即成碳纖維平面發熱體。碳纖 維巻曲輪4經上絕緣薄膜5與下絕緣薄膜6，並由離型紙巻取輪7將 離型紙剝離，經上密合輪8與下密合輪9，將碳纖維2與絕緣薄膜1 緊密貼合，經碳纖維平面發熱體巻曲輪10收取完成。 實施例(一)以0.2 mm PET薄膜，寬300咖，以等距離40 mm布置一條12K (34Wm)的碳纖維2，共7條，平行以上下PET薄膜滾壓定型成巻 壓厚度0.6 mm的碳纖維2平面發熱體，裁切1600 cm長度，在兩端處以壓著端子固定，得到兩端各七個接點，將每邊的接點並聯之，則成 左右平行電極3、3'，以三用電錶量得78Q， 155W(通以110V電壓) 15分鐘後量得表面溫度(在線)52°C，線與線中央42t，以木質之 夾板，厚度6咖，底部以6Mi厚的聚脂發泡絕熱IO分鐘後，量在線 溫度42'C線與線中央32。C，經1小時後，依然維持相同的溫度。 實施例(二)O.l咖PET薄膜，寬300咖，每距離35咖布置一條12K的碳纖 維2，做為發熱部，共6條平行狀，上下以PET薄膜滾壓定型成巻狀， 厚度為0.3 nim的碳纖維2平面發熱體，裁切成1430 nim長度，兩端處 以壓著端子固定，得到兩端各六接點，將兩端的接點並聯之，則成左 右平行電極3、 3，，以三用電錶量得8Q，導通以24V電壓，15分鐘 後量得表面溫度(在線)50°C,線與線中央40°C，以木質夾板，厚 度6咖，底部以6 inm的聚脲脂發泡絕熱，1小時後，量得在線溫度32°C ， 線與線中央26"C。上述知，熟於電熱技術者，可簡易改變碳纖維2約K數，距離、 電壓、長度而得到需要的表面溫度，且熱容量小，發熱迅速，製程設 備簡單，無汙染發生，適合於連續式生產，由此知，本實用新型確已 俱備產業上之利用性與進步性，並符合專利要件，爰依法提請專利。 以上所舉實施例僅用來方便舉例說明本實用新型，並非對本實用新型 作任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不 脫離本實用新型所提技術特徵的範圍內，利用本實用新型所揭示技術 內容所作出局部更動或修飾的等效實施例，並且未脫離本實用新型的 技術特徵內容，均仍屬於本實用新型技術特徵的範圍內。
權利要求1、一種碳纖維平面發熱體結構，包含有碳纖維(2)，其特徵在於所述碳纖維(2)經整列成平行，碳纖維(2)上下設有密合的絕緣薄膜(1)層，碳纖維(2)二端設有平行電極(3)、平行電極(3』)。
2、 根據權利要求1所述的碳纖維平面發熱體結構，其特徵在於-所 述碳纖維(2)經整列成定距離平行設置。
3、 根據權利要求1所述的碳纖維平面發熱體結構，其特徵在f:所 述碳纖維(2)與絕緣薄膜(1)層之間其中一層內側塗布感壓膠。
4、 根據權利要求1所述的碳纖維平面發熱體結構，其特徵在丁、所 述碳纖維(2)由特定距離裁切。
專利摘要本實用新型涉及一種碳纖維平面發熱體結構。本實用新型提供一種低熱容量、低熱損的高效率平面發熱體，其採用扁平化結構，獲得高絕緣阻抗的平面發熱體。本實用新型的碳纖維經整列成平行，定距離，經上下絕緣薄膜層密合處理，其中一層內側塗布感壓膠，特定距離裁切，由碳纖維二端導入平行電極，即成碳纖維平面發熱體。本實用新型具有低熱容量，可撓性、薄化，並可連續性，大面積生產，提供穩定、高效率低溫熱源。
文檔編號H05B3/20GK201044514SQ20072005163
公開日2008年4月2日 申請日期2007年5月18日 優先權日2007年5月18日
發明者蕭泉安 申請人:蕭泉安