專利名稱：碳纖維電熱服裝芯片及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳纖維電熱服裝芯片及其制作方法。
背景技術(shù)：
目前隨著人們在生產(chǎn)生活中的實(shí)際需求，比如寒冷地區(qū)人們的外 出生產(chǎn)作業(yè)，出于防寒保暖的需要往往要穿著厚重的衣服，活動(dòng)不便、 穿著也不舒服，因此，開發(fā)輕薄保暖、乃至取暖的服裝蘊(yùn)含著極大的 市場商機(jī)。目前市場上已出現(xiàn)取暖類型的服裝，其主要是在服裝內(nèi)增 加熱源，即在服裝內(nèi)加裝電熱服裝芯片。現(xiàn)有的電熱服裝芯片主要是 以金屬材料為發(fā)熱體，其存在加熱溫區(qū)差異大、發(fā)熱面積小、法向發(fā) 射率低、熱量自身消耗大、熱能轉(zhuǎn)換率低、遠(yuǎn)紅外輻射率低、壽命短， 與服裝附著差、穿著不舒服等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于針對上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，加熱 溫區(qū)差異小、發(fā)熱面積大、法向發(fā)射率高、熱能轉(zhuǎn)換率高、壽命長、 與服裝附著性好、穿著舒服的碳纖維電熱服裝芯片。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種上述碳纖維電熱服裝芯片的 制作方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種碳纖維電熱服裝芯片，包括發(fā)熱體、電源和連接二者的導(dǎo)線，其中所述發(fā)熱體包括碳纖維層和貼合在碳纖維層兩側(cè)的半固化層，在 所述碳纖維層兩端經(jīng)沉銅形成沉銅電極，所述導(dǎo)線電連接于所述沉銅 電極。
在所述沉銅電極呈帶狀并且其表面固定連接有輔助電極，該輔助 電極為帶狀的銅網(wǎng)或銅箔，所述導(dǎo)線鉚接或焊接在輔助電極上。
所述沉銅電極和輔助電極的寬度為1-100mm，所述銅網(wǎng)或銅箔的 厚度為0. 001-0. 3鵬。
所述半固化層包括由皮革、棉布、絲綢、無紡布或防雨綢制成的 基底層和在基底層上涂布的膠粘劑層。 所述膠粘劑層為聚氨酯類膠層。 在所述導(dǎo)線引出端覆蓋半固化層或者絕緣膠層。 在所述導(dǎo)線上設(shè)有用于連接或分?jǐn)喟l(fā)熱體與電源的卡接式接口。
一種上述碳纖維電熱服裝芯片的制作方法，其按下列步驟制成
1) 制作半固化層取皮革、棉布、絲綢、無紡布或防雨綢，在 其表面涂覆聚氨酯熱熔膠后烘干并裁剪成胚料；
2) 碳纖維層制作取碳纖維片料裁剪后，將其兩端進(jìn)行化學(xué)沉 銅處理形成沉銅電極，并干燥；
3) 鋪配工藝將步驟1)制成的半固化層覆膠面朝內(nèi)鋪設(shè)在步 驟2)制成的碳纖維層兩側(cè)，然后在熱壓機(jī)加壓熱合成發(fā)熱體，熱合 溫度為160-180。C;
4) 引線在位于沉銅電極上面半固化層上挖引線孔，引出導(dǎo)線 電連接于沉銅電極，然后用絕緣層封閉引線孔。在步驟2)還包括制作輔助電極的步驟，即將銅網(wǎng)或銅箔裁成帶 狀，焊接、鉚接或壓接在沉銅電極上，所述導(dǎo)線焊接在所述輔助電極上。
步驟1)中烘干溫度為120-140°C，步驟2)干燥溫度為100-120。C。
本發(fā)明使用的碳纖維包括碳纖維和活性碳纖維，其具體的制作過 程參見專利號CN01118578. 3中國發(fā)明專利。
本發(fā)明的碳纖維電熱芯片是將碳纖維、活性碳纖維、膠粘劑和皮 革、棉布或絲綢等補(bǔ)強(qiáng)材料壓合在一起。在選材方面我們反復(fù)考慮、 研究、比較、試驗(yàn)，選擇了世界公認(rèn)的電熱轉(zhuǎn)換效率最高的活性碳纖 維。并且在高溫、高壓的環(huán)境下壓制而成，產(chǎn)品平整度好，面狀發(fā)熱， 溫度完全均勻，避免了局部蓄能發(fā)熱，損壞電熱產(chǎn)品的可能。由于設(shè) 計(jì)合理，壓制層數(shù)減少，厚度小于2mm，但電氣性能沒有降低。本發(fā) 明的電熱芯片可在通電的瞬間迅速升溫，并很快達(dá)到設(shè)計(jì)溫度。由于 是面狀發(fā)熱，使發(fā)熱均勻度有所提高，大大降低了自身的損耗，提高 了轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)使用的是環(huán)保材料，不會產(chǎn)生有害氣體和有毒物質(zhì)， 而且輻射對人體有益的遠(yuǎn)紅外線，而紅外線被醫(yī)學(xué)界譽(yù)為生命之光， 它能激活人體細(xì)胞，促進(jìn)血液循環(huán)、對風(fēng)濕、關(guān)節(jié)炎、腰酸腿痛等病 均有理療保健作用，同時(shí)遠(yuǎn)紅外線被皮膚吸收后，與皮下組織產(chǎn)生共 振，能殺死皮膚內(nèi)的各種病菌，能除去細(xì)小鈹紋、增強(qiáng)皮膚彈性、增 強(qiáng)人體的抵抗力，有助于身體健康。因此，碳纖維、活性碳纖維電熱 芯片是集發(fā)熱、保溫、理療、保健為一體的面狀電熱產(chǎn)品，它不但能主動(dòng)加熱營造人體溫曖舒適的感覺，而且能釋放適合人體的遠(yuǎn)紅外輻 射波能，所以具有良好的理療保健作用。該碳纖維電熱芯片操作簡單， 只需接通電池電源，就可以正常運(yùn)行了，真正實(shí)現(xiàn)了瞬時(shí)升溫、均勻 發(fā)熱、轉(zhuǎn)化率高、保健理療。
本發(fā)明的碳纖維電熱芯片具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、 采用碳纖維、活性碳纖維作為發(fā)熱材料，碳纖維、活性碳纖 維是世界公認(rèn)的轉(zhuǎn)換效率最高的發(fā)熱材料。
2、 柔軟電極的掛透，采用化學(xué)沉銅方法使銅離子直接附著在碳 纖維、活性碳纖維上，使電極較好的和碳纖維、活性碳纖維結(jié)合在一 起，避免電極脫落和接觸不實(shí)的現(xiàn)象。
3、 碳纖維、活性碳纖維服裝芯片實(shí)現(xiàn)了真正的面狀發(fā)熱； 傳統(tǒng)的發(fā)熱材料以金屬絲線為主，存在加熱溫區(qū)差異大、熱能損
失嚴(yán)重、轉(zhuǎn)化率低(40%-60%)、壽命短(一般在1年到3年之間)的突 出缺陷。
我們的發(fā)熱材料為面狀的碳纖維、活性碳纖維為材料，而碳纖維、 活性碳纖維又是國際公認(rèn)的轉(zhuǎn)換效率極高的熱能轉(zhuǎn)化材料，完全克服 了線狀電熱材料的缺陷。
4、 使加熱溫度進(jìn)一步提高；
同為面狀的電熱器材都采用耐溫較低的材料復(fù)合而成，就其物理
特性不可能在溫度上有所提高， 一般在達(dá)到6(TC以上就會變形。而我 們的產(chǎn)品可達(dá)到10(TC ，還能保持良好的電性能。
5、 電源電壓適用范圍大；電源電壓不僅僅局限于110V、 220V、 380V，擴(kuò)大到3. 7V、 6V、 7. 4V、 12V、 24V、 36V、 110V、 220V、 380V，也可根據(jù)用戶的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 而我們的電熱芯片可使用高容量鋰離子電池，電壓在3. 7-12V，容量 在600-10000mAH。
6、 遠(yuǎn)紅外輻射熱能高；
目前市場上的服裝芯片遠(yuǎn)紅外輻射不超過60%，而且需要遠(yuǎn)紅外 發(fā)射劑來輔助，碳纖維、活性碳纖維面狀電熱服裝芯片的遠(yuǎn)紅外輻射 熱能大于60%，法向發(fā)射率也超過了85%，不需要任何遠(yuǎn)紅外發(fā)射劑， 這在國內(nèi)外都是很高的。
7、 外形尺寸及功率密度可調(diào)節(jié)；
外形尺寸(長X寬X厚)(15-800) X (15-800) X (0.5-2) mm 功率密度0. 001-0. 2W/cm2
8、 加熱范圍廣，可使用在身體的任何部位；
可以單片使用，也可以多片使用，1-IO片應(yīng)用在服裝內(nèi)。包括電 熱護(hù)胸、電熱護(hù)腰、電熱后背、電熱護(hù)肩、電熱護(hù)膝、電熱鞋墊、電 熱手套等。
9、 芯片安裝在服裝上的方式簡單；
(1):服裝做好內(nèi)襯，直接縫紉在內(nèi)襯上并固定好導(dǎo)線； (2):在內(nèi)襯上縫紉兜子，直接安裝在兜內(nèi)。


圖1為本發(fā)明碳纖維電熱芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1A-A剖視圖。圖3為圖l俯視圖。
圖中
l.發(fā)熱體2.電池3.導(dǎo)線4.卡接式接口 IO.碳纖維層 ll.半固化層 12.沉銅電極 13.輔助電極 14.絕緣膠層15.引線孔
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 參見圖1、圖2和圖3，本發(fā)明的碳纖維電熱服裝芯片，包括發(fā) 熱體l、電池2和連接二者的導(dǎo)線3，其中所述發(fā)熱體1包括碳纖維 層10和貼合在碳纖維層10兩側(cè)的半固化層11。所述半固化層包括 由皮革、棉布、絲綢、無紡布或防雨綢制成的基底層和在基底層上涂 布的膠粘劑層如聚氨酯熱熔膠，其通過加熱加壓貼合在碳纖維層兩 側(cè)。在所述碳纖維層10兩端經(jīng)沉銅形成沉銅電極12，所述導(dǎo)線3電 連接于所述沉銅電極12。在所述沉銅電極12呈帶狀并且其表面固定 連接有輔助電極13，該輔助電極13為帶狀的銅網(wǎng)或銅箔，所述導(dǎo)線 3鉚接或焊接在輔助電極上13。所述沉銅電極和輔助電極的寬度可為 1-100mm，所述銅網(wǎng)或銅箔的厚度為0.001-0.3mm。在所述導(dǎo)線3引 出端覆蓋半固化層或者絕緣膠層14。在所述導(dǎo)線3上設(shè)有用于連接 或分?jǐn)喟l(fā)熱體與電池2的卡接式接口 4。
上述碳纖維電熱服裝芯片，其按下列步驟制成 1)制作半固化層ll:取皮革、棉布、絲綢、無紡布或防雨綢， 在其表面涂覆聚氨酯熱熔膠后在120-14(TC溫度下烘干去除其中的水分，并裁剪成一定規(guī)格的胚料；
2) 碳纖維層10制作取碳纖維片料按上述規(guī)格裁剪后，將其兩
端進(jìn)行化學(xué)沉銅處理形成沉銅電極12，然后在100-12(TC溫度下干燥 去除其中殘留溶劑，然后將銅網(wǎng)或銅箔裁成與沉銅電極12相同規(guī)格 的帶狀輔助電極13，輔助電極13采用焊接、鉚接或壓接方式固定在 沉銅電極12上；
3) 將步驟1)制成的半固化層11覆膠面朝內(nèi)鋪設(shè)在步驟2)制 成的碳纖維層10兩側(cè)，然后在熱壓機(jī)中加壓熱合成發(fā)熱體1，熱合 溫度為160-180。C;
4) 引線在位于沉銅電極上面半固化層11上挖引線孔15，導(dǎo)
線3焊接在輔助電極13上并通過輔助電極13與沉銅電極12電連接， 然后用絕緣層14封閉引線孔15。
上述半固化層11也可以縫制在碳纖維層10上。 該碳纖維電熱芯片除了用于服裝、鞋帽等人體防寒、保健用途外， 還可用于其它加熱場合，如石油輸送管道的保溫加熱等等。
上面對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明 的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解 本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依 據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜 上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
10
權(quán)利要求
1. 一種碳纖維電熱服裝芯片，其特征在于包括發(fā)熱體、電源和連接二者的導(dǎo)線，其中所述發(fā)熱體包括碳纖維層和貼合在碳纖維層兩側(cè)的半固化層，在所述碳纖維層兩端經(jīng)沉銅形成沉銅電極，所述導(dǎo)線電連接于所述沉銅電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維電熱服裝芯片，其特征在于 在所述沉銅電極呈帶狀并且其表面固定連接有輔助電極，該輔助電極 為帶狀的銅網(wǎng)或銅箔，所述導(dǎo)線鉚接或焊接在輔助電極上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的碳纖維電熱服裝芯片，其特征在于所述沉銅電極和輔助電極的寬度為1-lOOram，所述銅網(wǎng)或銅箔的厚度 為0. 001-0. 3,。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維電熱服裝芯片，其特征在于所述半固化層包括由皮革、棉布、絲綢、無紡布或防雨綢制成的基底 層和在基底層上涂布的膠粘劑層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳纖維電熱服裝芯片，其特征在于所述膠粘劑層為聚氨酯膠層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維電熱服裝芯片，其特征在于在所述導(dǎo)線弓I出端覆蓋半固化層或者絕緣膠層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維電熱服裝芯片，其特征在于在所述導(dǎo)線上設(shè)有用于連接或分?jǐn)喟l(fā)熱體與電源的卡接式接口。
8. —種上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的碳纖維電熱服裝芯片的制作方法，其特征在于按下列步驟制成1) 制作半固化層取皮革、棉布、絲綢、無紡布或防雨綢，在 其表面涂覆聚氨酯熱熔膠后烘干并裁剪成胚料；2) 碳纖維層制作取碳纖維片料裁剪后，將其兩端進(jìn)行化學(xué)沉 銅處理形成沉銅電極，并干燥；3) 鋪配工藝將步驟1)制成的半固化層覆膠面朝內(nèi)鋪設(shè)在步 驟2)制成的碳纖維層兩側(cè)，然后在熱壓機(jī)加壓熱合成發(fā)熱體，熱合 溫度為160-180°C;4) 引線在位于沉銅電極上面半固化層上挖引線孔，引出導(dǎo)線 電連接于沉銅電極，然后用絕緣層封閉引線孔。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的碳纖維電熱服裝芯片的制作方法，其特征在于在步驟2)還包括制作輔助電極的步驟，即將銅網(wǎng)或銅箔 裁成帶狀，焊接、鉚接或壓接在沉銅電極上，所述導(dǎo)線焊接在所述輔 助電極上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的碳纖維電熱服裝芯片的制作方法，其 特征在于步驟1)中烘干溫度為120-14(TC，步驟2)干燥溫度為 100-120°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳纖維電熱服裝芯片及其制作方法。所述碳纖維電熱服裝芯片，包括發(fā)熱體、電源和連接二者的導(dǎo)線，其中所述發(fā)熱體包括碳纖維層和貼合在碳纖維層兩側(cè)的半固化層，在所述碳纖維層兩端經(jīng)沉銅形成沉銅電極，所述導(dǎo)線電連接于所述沉銅電極。所述碳纖維電熱服裝芯片的制作方法，其包括下列步驟1)制作半固化層；2)碳纖維層制作；3)鋪配制成發(fā)熱體；4)引線。本發(fā)明的碳纖維電熱服裝芯片結(jié)構(gòu)簡單，加熱溫區(qū)差異小、發(fā)熱面積大、法向發(fā)射率高、熱能轉(zhuǎn)換率高、壽命長、與服裝附著性好、穿著舒服。
文檔編號H05B3/34GK101438859SQ200710187330
公開日2009年5月27日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者張汝昆, 朱德明, 李印寶 申請人:朱德明;張汝昆