一種紅外線產生器的製作方法

2023-06-16 22:32:21

專利名稱：：一種紅外線產生器的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種輻射產生器，尤其涉及一種紅外線產生器。
背景技術：
：紅外線是屬於電磁波的一種，其波長範圍約在0.751000微米，可依其波長細分為近紅外線、中紅外線以及遠紅外線。近紅外線的波長約在0.751.5微米，中紅外線的波長約在1.55.6微米，遠紅外線的波長約在5.61000微米。經科學研究發現紅外線具有療效，特別是波長約614微米的遠紅外線。因為其波長範圍可與生物體內的水分子進行共振，所以特別易於被生物體吸收，被認為具有促進生物體生長的功能。因此波長約614微米的遠紅外線又被稱為[生育光波](bio-spectrum)。在科學界因而興起一股研究紅外線醫療用途的熱潮，各式各樣與紅外線保健有關的產品應運而生。醫療用的紅外線產生器，是將紅外線塗料塗布在能產生高熱的電熱體上，紅外線塗料受熱後會產生紅外線。通過照射紅外線塗料產生的紅外線，達到醫療的目的。現有用來產生紅外線的塗料都為複方塗料，由十幾種金屬氧化物共同混合成的，其中甚至還涉及到一些少見且昂貴的金屬氧化物。因此現有的紅外線塗料本身的價格昂貴。並且要將十幾種物性化性均不同的配方成分均勻混合的製作難度相當高，不僅製作方法複雜，製作成本還相當高。
發明內容本發明所要解決的技術問題在於提供一種紅外線產生器和其所用的紅外線塗料組成。此種紅外線產生器所用的紅外線塗料具有優異的紅外線放射率，特別是遠紅外線光區。並且，此紅外線塗料的配方簡單，製造容易，製造成本低廉。除此以外，此紅外線塗料的材料成本也相當低廉，僅有現有紅外線塗料成本的1/10。為實現上述目的，本發明提供一種紅外線產生器，包含基體、電熱體和紅外線放射體。電熱體位於基體上，通電以產生熱。紅外線放射體位於電熱體上，吸收熱以產生紅外線。紅外線放射體包含紅外線塗料。紅外線塗料的組成包含石墨及碳黑，石墨及碳黑的比例約為h12。而且，根據本發明的上述目的，提出一種紅外線塗料的組成。紅外線塗料的組成包含石墨及碳黑，石墨及碳黑的比例約為h12。由上述可知，本發明的紅外線產生器採用具有高紅外線放射率的碳作為紅外線塗料。在紅外線塗料中將碳的兩種同素異形體石墨及碳黑以約1:12的比例混合。不僅可以改善石墨導電性高，不易於塗布於電熱體的問題，同時也改善了碳黑容易氧化變質的問題。相較於現有的紅外線產生器為了追求高的紅外線放射率，使用高達十幾種金屬氧化物的紅外線塗料。本發明的紅外線產生器僅用石墨及碳黑作紅外線塗料，即能達到優異的紅外線放射率。兩相比較之下，本發明的紅外線塗料不僅能大幅簡化製造紅外線塗料的過程，還能降低製造所需的成本。此外，本發明的紅外線塗料所用的石墨和碳黑成本低廉，取得容易。因此本發明的紅外線塗料的材料成本可以大幅降低到現有紅外線塗料材料成本的1/10以下。以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。為讓本發明的上述和其它目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式的詳細說明如下圖1為依照本發明較佳實施例的一種紅外線產生器的示意圖；圖2為本發明較佳實施例的一種紅外線產生器的紅外線放射光譜。其中，附圖標記100:紅外線產生器110:基體120:電熱體130:紅外線放射體具體實施例方式碳具有高的紅外線放射率，碳的多種同素異型體的放射率都高於90%，其中一種同素異型體石墨，在溫度2(TC時，其紅外線放射率甚至高達98%。因此本發明著眼於碳的高紅外線放射率，構思如何將碳應用於現今的紅外線產生器中。首先，遇到的第一個瓶頸是石墨的高導電性。雖然石墨的紅外線放射率相當高，但是石墨具有的高導電性卻不適宜應用於紅外線產生器。當石墨塗布於紅外線產生器的電熱體上時，石墨的高導電性會造成電熱體產生漏電的現象。因此，嘗試用碳的另一種同素異形體碳黑作為紅外線產生器的紅外線塗料。碳黑也具有高的紅外線放射率，在溫度2(TC時，其紅外線放射率可達95%。碳黑雖然沒有石墨導電性的問題，卻相當容易氧化變質。因此碳黑也不適合應用在紅外線產生器上。最後，試圖將石墨和碳黑兩者相混合。希望通過將碳黑混入石墨中，降低紅外線塗料中石墨所佔的比例，以降低紅外線塗料的導電性。表一混合不同比例的石墨和碳黑所作的測試結果tableseeoriginaldocumentpage5表一為混合不同比例的石墨和碳黑所作的測試結果。在測試方法中將石墨和碳黑以不同比例混合後塗布於電熱體上，電熱體本身的電阻為340歐姆，測試塗布後的電阻減少量。由電阻減少量判斷塗料的導電性。在表一中樣品1的測試，當石墨沒有混入碳黑時，塗料的導電性相當高。塗料的高導電性使得電熱體的電阻大幅下降，通入電熱體的電流量因而大幅增加。隨著通入電熱體的電流量增加，電熱體的溫度急速上升，最終電熱體承受不了高溫而破裂。在樣品2的測試中，因為在石墨中加入了碳黑，對塗料的導電性起了明顯的抑制效應。雖然沒有前述電熱體的破裂的情形，但在電熱體上還是可以觀察到一些短路所造成的火花。因此無論是樣品1還是樣品2的塗料都不適合作電熱體的塗料。在樣品3和樣品4的測試中，隨著塗料中碳黑比例的增加，塗料的導電性獲得完全的抑制。因此碳黑成功的抑制石墨的導電性。此外，也發現由於石墨的存在，降低了碳黑的氧化性。綜合上述的測試結果，當紅外線塗料中石墨和碳黑的比例約為1:12，也就是接近上述樣品3和樣品4的混合比例時，紅外線塗料不僅不導電，且沒有氧化變質的疑慮，相當適宜作為電熱體的塗料。圖1為依照本發明較佳實施例的一種紅外線產生器的示意圖。紅外線產生器100包含基體110、電熱體120和紅外線放射體130。電熱體120位於基體110上，通電後產生熱，以供紅外線放射體130產生紅外線所需要的能量。紅外線放射體130位於電熱體120上，吸收電熱體120的熱產生紅外線。紅外線放射體130包含紅外線塗料。紅外線塗料的組成包含石墨及碳黑，其中石墨及碳黑的比例較佳約為l:12。上述基體110需能耐高熱，在高溫下也不會輕易變形。基體的材質較佳為剛性或半剛性耐溫絕緣材料，例如可為陶瓷、碳化矽、玻璃、雲母或耐熱塑料。在圖1中基體110是以板狀作說明，然則基體110並不只限於板狀，也可為其它形狀，例如管狀、球狀或其它合適的幾何形狀。電熱體120可以為如圖1所示的覆蓋於基體110表面的電熱膜。在其它的實施例，電熱體120也可為類半導體自熱材料所作成的裝置例如碳化矽電阻。在其它的實施例中，電熱體120還可為埋藏式電熱絲或電熱管。上述的紅外線放射體130除了可以用塗布的方式形成於電熱體120上，也可以用印刷、噴塗或吸附等其它方式形成於電熱體120上。紅外線放射體130的紅外線塗料中除了石墨及碳黑以外，還會加入粘著劑，以增加紅外線塗料對電熱體120的附著性。所用的粘著劑可為矽的有機粘著劑或是矽的無機粘著劑。圖2為本發明較佳實施例的一種紅外線產生器的紅外線放射光譜。此紅外線放射光譜是在室溫22°C下用紅外光譜輻射計(infraredradiometer)量測得到的，測試所用的方法為輻射計法(radiometricmethod)。從光譜中可發現本發明的紅外線產生器在紅外線光區具有高的放射率，尤其是在具有醫療效果的遠紅外線光區段。光譜中顯示紅外線產生器所發射的波長範圍約在2.210.2微米，波峰位置約在5.5微米。雖然光譜中量測的波長範圍僅到10.2微米，但是實際上本發明的紅外線產生器在高於10.2微米的波長範圍依然是有放射的。本發明的紅外線產生器實際上所放射的波長範圍約在325微米。由上述本發明較佳實施例可知，應用本發明具有下列優點。(1)本發明的紅外線塗料的配方簡單，製造容易，並且製造成本低廉。(2)本發明的紅外線塗料具有優異的紅外線放射率，特別是遠紅外線區段的放射率。並且紅外線塗料的材料成本低廉，僅有現有紅外線塗料成本的1/10。當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。權利要求1.一種紅外線產生器，其特徵在於，包含一基體；一電熱體，位於該基體上，通電以產生熱；以及一紅外線放射體，位於該電熱體上，吸收該熱以產生紅外線，該紅外線放射體包含一紅外線塗料，該紅外線塗料的組成包含石墨及碳黑，該石墨及該碳黑的比例約為1∶1～2。2.根據權利要求1所述紅外線產生器，其特徵在於，該紅外線塗料的組成還包含一粘著劑，將該紅外線塗料粘著於該電熱體上，該粘著劑為矽的有機粘著劑或矽的無機粘著劑。3.根據權利要求1所述紅外線產生器，其特徵在於，該紅外線塗料產生的波長約325微米。4.根據權利要求1所述紅外線產生器，其特徵在於，該基體的材質為剛性或半剛性耐溫絕緣材料。5.根據權利要求1所述紅外線產生器，其特徵在於，該基體的材質為陶瓷、碳化矽、玻璃、雲母或耐熱塑料。6.根據權利要求1所述紅外線產生器，其特徵在於，該電熱體的材質為類半導體自熱材料。7.根據權利要求1所述紅外線產生器，其特徵在於，該電熱體為埋藏式電熱絲或電熱管。8.根據權利要求1所述紅外線產生器，其特徵在於，該紅外線放射體以塗刷、印刷、噴塗或吸附的方式形成於電熱體上。9.一種紅外線塗料的組成，其特徵在於，包含石墨及碳黑，該石墨及該碳黑的比例約為l:12。10.根據權利要求9所述紅外線塗料的組成，其特徵在於，還包含一粘著劑，將該紅外線塗料粘著於一電熱體上，該粘著劑為矽的有機粘著劑或矽的無機粘著劑。全文摘要本發明公開了一種紅外線產生器，包含基體、電熱體和紅外線放射體。電熱體位於基體上，通電以產生熱。紅外線放射體位於電熱體上，吸收熱以產生紅外線。紅外線放射體包含紅外線塗料。紅外線塗料的組成包含石墨及碳黑，石墨及碳黑的比例約為1∶1～2。本發明的紅外線產生器僅用石墨及碳黑作紅外線塗料，即能達到優異的紅外線放射率。文檔編號H05B6/64GK101095969SQ200610092608公開日2008年1月2日申請日期2006年6月26日優先權日2006年6月26日發明者李其然申請人:寬譜醫學科技股份有限公司