碳晶電熱紙、采用該電熱紙的復(fù)合紙的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種碳晶電熱紙，其以透氣性紙張為載體，在透氣性紙張的一側(cè)印制有由碳素晶體材料與油墨混合制成的碳墨發(fā)熱層，在碳墨發(fā)熱層上還設(shè)置有用于形成電熱紙電極的金屬載流條；在透氣性紙張上還設(shè)有與碳墨發(fā)熱層面積相適配的膠合層。本實(shí)用新型還公開了一種碳晶復(fù)合紙，包括第一基材、碳晶電熱紙和第二基材，經(jīng)“兩次印刷并烘干、熱壓復(fù)合、分切”工序后直接形成具有一定強(qiáng)度和厚度的碳晶發(fā)熱紙板，該紙板可用于墻暖、地暖等領(lǐng)域上，具有成本低、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，由于碳晶電熱紙與上下兩側(cè)的第一、二基材均為同一種材料，具有良好的相容性，該材料具有良好的抗高溫性能，反復(fù)高溫加熱不變形，因此具有結(jié)構(gòu)牢固，安全可靠的優(yōu)勢。
【專利說明】
碳晶電熱紙、采用該電熱紙的復(fù)合紙
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于電發(fā)熱體設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種以透氣性紙張為載體的碳晶電熱紙，以及采用上述電熱紙的復(fù)合紙。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的地暖、墻暖等供暖設(shè)備慢慢被碳素材料電熱膜和碳纖維電熱紙取代。然而，就現(xiàn)有的碳素材料電熱膜而言，其尚存在以下一些問題:①電熱膜的外部保護(hù)層是后期通過粘附加工上去的，由于保護(hù)層的材料與電熱膜材料的不同，容易發(fā)生壓復(fù)不實(shí)、錯位的情況，導(dǎo)致電流泄露，升高了故障率;②電熱膜膜片疊加時會因局部溫度過高而出現(xiàn)故障，存在重大的安全隱患;③電熱膜上的金屬載流條和碳晶發(fā)熱體交接的部位容易產(chǎn)生電火花;④電能轉(zhuǎn)化率還有待進(jìn)一步提高。
[0003]如中國專利申請?zhí)枮?01310312273.5公開了一種碳纖維復(fù)合電熱紙及其制備方法，其由下列重量份的原料制成:碳纖維30-40、木漿100-120、乙烯基三乙氧基硅烷3-4、納米鐵粉3-4、聚醋酸乙烯乳液2-3、碳酸鈉1-2、海泡石粉3-4、蛭石粉2-3、氯化鋅1-2、硼酸1-
2、過硫酸鈉1-2、菜籽油1-2、花生殼粉1-2、改性云母粉3-4。雖然上述專利與傳統(tǒng)的碳纖維復(fù)合電熱紙相比，通過添加納米鐵粉，增加其導(dǎo)電性與穩(wěn)定性，改善了現(xiàn)有碳纖維紙普遍存在的電阻不均勻，碳纖維在紙中分散不均勻，導(dǎo)致發(fā)熱不均勻的問題，但是其研發(fā)的焦點(diǎn)在于對紙漿原料進(jìn)行徹底改進(jìn)，因而會存在制造成本過高、生產(chǎn)效率低等問題。
[0004]
【申請人】是一家專門從事裝飾紙研發(fā)與制造企業(yè)，在研發(fā)將碳晶發(fā)熱體引入到裝飾紙及裝飾板時發(fā)現(xiàn):相對于碳纖維電熱紙，碳素材料電熱膜以成本低、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)受到廣大廠商的青睞，因而當(dāng)前市場上普遍存在的碳晶發(fā)熱體大多上就是以膜為載體的碳晶電熱膜，但是在將電熱膜與裝飾紙相結(jié)合形成墻板或者地板時研發(fā)人員發(fā)現(xiàn)，由于電熱膜與裝飾紙的材質(zhì)不同，兩者在高溫下極易發(fā)生脫離，不僅影響消費(fèi)者的正常使用，而且留下很大的安全隱患。
[0005]鑒于此，如何設(shè)計一款適用于裝飾紙或裝飾板的碳晶電熱體，以滿足人們對于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全可靠和成本低廉的需求，已成為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員亟待解決的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為克服上述問題，本實(shí)用新型的目的之一是提供一種新型碳晶電熱體，即以紙為載體的碳晶電熱紙，解決現(xiàn)有電熱膜與裝飾紙在高溫下極易分離，影響產(chǎn)品使用壽命的問題，同時降低了生產(chǎn)成本。
[0007]本實(shí)用新型的目的之二是提供一種碳晶復(fù)合紙，解決現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)合不牢固，可靠性不強(qiáng)，存在嚴(yán)重安全隱患的問題。
[0008]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0009]—種碳晶電熱紙，其以透氣性紙張為載體，在透氣性紙張的一側(cè)印制有由碳素晶體材料與油墨混合制成的碳墨發(fā)熱層，在碳墨發(fā)熱層上還設(shè)置有用于形成電熱紙電極的金屬載流條。所述透氣性紙張上還設(shè)有與碳墨發(fā)熱層相適配的膠合層。此外，將膠合層的面積與碳墨發(fā)熱層的面積設(shè)置為相等，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，該面積比例適合與復(fù)合紙的上下基材充分膠合，保證膠合部經(jīng)過加熱后不分離。即使在制備過程中不浸膠而僅僅經(jīng)熱壓機(jī)復(fù)合，也可以保證電熱紙與上下基材之間的結(jié)合。當(dāng)然，設(shè)計時也可依據(jù)膠合力的大小調(diào)節(jié)膠合層的面積，不限于面積相等的情況。
[0010]作為本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，膠合層和碳墨發(fā)熱層呈長條形，并且在透氣性紙張上間隔布置有多組。
[0011]作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，上述透氣性紙張由三聚氰胺材料制成，當(dāng)然其還可以選用其他耐高溫型材料，并不受上述具體材料限制。上述金屬載流條由銅漿或銀漿制得。
[0012]作為碳晶電熱復(fù)合紙這一主題，其包括從上往下依次疊合的第一基材、上述碳晶電熱紙和第二基材。在第一基材和碳晶電熱紙之間設(shè)有第一膠合部，碳晶電熱紙和第二基材之間設(shè)有第二膠合部。優(yōu)選的，第一膠合部和第二膠合部由三聚氰胺膠經(jīng)熱壓生成。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，第一基材和第二基材由一張或若干張三聚氰胺紙通過熱壓機(jī)復(fù)合而成。如此設(shè)置的目的在于，通過所需復(fù)合紙的尺寸選定第一基材和第二基材相應(yīng)的張數(shù)。優(yōu)選的，第一基材、第二基材以及碳晶電熱紙的材料相同。
[0013]作為碳晶電熱復(fù)合紙的制備方法這一主題，其包括如下步驟:
[0014]①首先將透氣性紙張安裝在印刷機(jī)上，接著將碳晶粉料與油墨的混合料、金屬漿液分別裝設(shè)在兩組印刷機(jī)的指定墨槽內(nèi)；然后啟動兩組印刷機(jī)，設(shè)定印刷機(jī)轉(zhuǎn)速、版輥張力及烘干溫度后完成調(diào)試。
[0015]②通過第一組印刷機(jī)在透氣性紙張上印刷碳墨發(fā)熱層，接著經(jīng)第一組干燥機(jī)對碳墨進(jìn)行烘干處理。
[0016]③通過第二組印刷機(jī)在透氣性紙張上印刷金屬載流條，接著用第二組干燥機(jī)烘干金屬載流條，即得前述碳晶電熱紙。
[0017]④將預(yù)設(shè)好的第二基材，碳晶電熱紙，以及第一基材依次疊放在一起，并通過輸送帶運(yùn)至熱壓機(jī)的指定位置進(jìn)行熱壓復(fù)合。
[0018]為了將兩次印刷完成的一大張?zhí)季щ姛峒埌凑疹A(yù)設(shè)大小進(jìn)行裁切，在步驟③之后還包括對碳晶電熱紙進(jìn)行分切步驟。分切時根據(jù)印刷過程中在電熱紙邊緣留下的套色標(biāo)記進(jìn)行精密裁切，可有效防止因裁切不到位而損壞電熱紙上的碳路和電路。
[0019]當(dāng)碳墨發(fā)熱層的面積與膠合層的面積相等時，可無需浸膠工序，而是如上述所說在兩次印刷完成后直接將碳晶電熱紙置于熱壓機(jī)上復(fù)合成型。但是對于預(yù)設(shè)時碳墨發(fā)熱層的面積明顯大于膠合層面積的時候，還需要進(jìn)一步增大第一基材、碳晶電熱紙和第二基材的結(jié)合力，因此在分切步驟之前還包括將上述碳晶電熱紙浸入三聚氰胺膠中，以及干燥處理的步驟。具體操作時按以下工序進(jìn)行:調(diào)試準(zhǔn)備—兩次印刷—浸膠—分切—熱壓復(fù)合。其中，印刷時墨槽中的碳晶粉料與油墨的混合料、金屬漿液皆為常溫狀態(tài)，第一、二組干燥機(jī)為熱風(fēng)干燥機(jī)，印刷機(jī)開機(jī)速度最高可達(dá)200m/min。在浸膠環(huán)節(jié)中版輥張力不宜過大，以防止過度拉伸。
[0020]在熱壓復(fù)合之后還可以根據(jù)預(yù)設(shè)大小在長度方向上進(jìn)一步裁切。
[0021]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0022]本實(shí)用新型中碳晶電熱紙獨(dú)創(chuàng)的以透氣性紙張為載體，在透氣性紙張上先后印刷碳墨發(fā)熱層和金屬載流條，接著在碳墨發(fā)熱層的周圍設(shè)置與碳墨發(fā)熱層面積相當(dāng)?shù)哪z合層，以保證碳晶發(fā)熱紙與第一基材、第二基材之間的結(jié)合力。由于透氣性紙張、第一基材和第二基材均為紙質(zhì)材料，具有良好的相容性，大大的避免了高溫環(huán)境下傳統(tǒng)電熱膜容易與第一基材、第二基材相分離的缺陷。其中，透氣性紙張優(yōu)選為三聚氰胺紙，可進(jìn)一步提高碳晶電熱紙的耐高溫性和耐火性能。優(yōu)選的，采用上述制備工藝，即“調(diào)試準(zhǔn)備、兩次印刷并烘干、浸膠并烘干、熱壓復(fù)合、分切”步驟，即可通過流水線作業(yè)實(shí)現(xiàn)一次性批量生產(chǎn)，極大提高了生產(chǎn)效率。另外值得一提的是，本實(shí)用新型的碳晶電熱復(fù)合紙較之市面上任意一種供暖設(shè)備，都有顯著的成本優(yōu)勢，且生產(chǎn)效率極高。
[0023]本實(shí)用新型提供了一種全新的碳晶電熱復(fù)合紙，其以紙為載體，經(jīng)“兩次印刷并烘干、熱壓復(fù)合、分切”工序后直接形成具有一定強(qiáng)度和厚度的碳晶發(fā)熱紙板，該紙板可用于墻暖、地暖等領(lǐng)域上，減少了后續(xù)裝配等復(fù)雜的加工工序，具有成本低、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)。而且由于中間碳晶電熱紙與上下兩側(cè)的第一、二基材均為同一種材料，具有良好的相容性，而該材料具有良好的抗高溫性能，且反復(fù)高溫加熱不變形，物理性能穩(wěn)定。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)牢固，安全可靠，即使在高溫環(huán)境下也能保證良好的結(jié)合力而不發(fā)生脫離。
[0024]以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行較為詳細(xì)的說明。
【附圖說明】

[0025]圖1為本實(shí)用新型中碳晶電熱紙的剖視圖。
[0026]圖2為本實(shí)用新型中碳晶電熱紙的主視圖。
[0027]圖3為本實(shí)用新型中碳晶電熱復(fù)合紙的剖視圖。
[0028]圖4為實(shí)施例3中碳晶電熱復(fù)合紙的制備方法的流程圖。
[0029]圖5為實(shí)施例4中碳晶電熱復(fù)合紙的制備方法的流程圖。
[0030]圖6為兩次印刷并烘干步驟的裝置示意圖，其中箭頭表示熱風(fēng)風(fēng)向。
[0031]圖7為浸膠并烘干步驟的裝置示意圖，其中箭頭表示熱風(fēng)風(fēng)向。
[0032]圖中，101、第一基材；102、碳晶電熱紙；103、第二基材；104、第一膠合部；105、第二膠合部；1、透氣性紙張;2、碳墨發(fā)熱層;3、金屬載流條;4、膠合層;5、第一組印刷機(jī);6、第一組干燥機(jī);7、第二組印刷機(jī);8、第二組干燥機(jī);9、熱風(fēng)干燥箱;10、第一浸膠池；11、第二浸膠池。
【具體實(shí)施方式】
[0033]實(shí)施例1，
[0034]請參閱圖1至2，一種碳晶電熱紙102，其以透氣性紙張I為載體，在透氣性紙張I的一側(cè)印制有由碳素晶體材料與油墨混合制成的碳墨發(fā)熱層2，在碳墨發(fā)熱層2上還設(shè)置有用于形成電熱紙電極的金屬載流條3，在透氣性紙張上還設(shè)有與碳墨發(fā)熱層2相適配的膠合層4。
[0035]其中，碳墨發(fā)熱層2的面積與膠合層4的面積相等。碳墨發(fā)熱層2和膠合層4均呈長條形，且在透氣性紙張I上間隔布置有多組。透氣性紙張I由三聚氰胺材料制成，金屬載流條3由銅漿或銀漿制得。
[0036]實(shí)施例2，
[0037]請參閱圖3，一種碳晶電熱復(fù)合紙，其包括實(shí)施例1所述的碳晶電熱紙102，設(shè)置在碳晶電熱紙上方的第一基材101，以及設(shè)置在碳晶電熱紙下方的第二基材103。在第一基材101和碳晶電熱紙102之間設(shè)有第一膠合部104，碳晶電熱紙102和第二基材103之間設(shè)有第二膠合部105。
[0038]其中，第一基材101和第二基材103均由一張或若干張三聚氰胺紙通過熱壓機(jī)復(fù)合成型。第一膠合部104和第二膠合部105由三聚氰胺膠經(jīng)熱壓生成。
[0039]實(shí)施例3，
[0040]請參閱圖4，一種碳晶電熱復(fù)合紙的制備方法，其包括調(diào)試準(zhǔn)備、一次印刷并烘干、二次印刷并烘干、熱壓復(fù)合、分切的步驟。具體的，
[0041 ]①調(diào)試準(zhǔn)備:首先將透氣性紙張安裝在印刷機(jī)版輥上，接著將常溫的碳晶粉料與油墨的混合料、金屬漿液分別裝設(shè)在兩組印刷機(jī)的指定墨槽內(nèi)。其中，第一組印刷機(jī)用于印刷碳墨發(fā)熱層，第二組印刷機(jī)用于印刷金屬載流條。兩組印刷機(jī)的開機(jī)速度設(shè)置成200m/min。接著將兩組印刷機(jī)后端的干燥機(jī)升溫至150?200°C，完成調(diào)試。
[0042]②一次印刷并烘干:通過第一組印刷機(jī)在透氣性紙張上印刷碳墨發(fā)熱層，接著經(jīng)第一組干燥機(jī)對碳墨進(jìn)行烘干處理，以盡快去除油墨中的水分。
[0043]③二次印刷并烘干:通過第二組印刷機(jī)在透氣性紙張上印刷金屬載流條，接著用第二組干燥機(jī)烘干金屬載流條，同樣盡快去除金屬載流條上的水分，即得碳晶電熱紙。
[0044]④熱壓復(fù)合:將預(yù)設(shè)好的第二基材，碳晶電熱紙，以及第一基材依次疊放在一起，并通過輸送帶運(yùn)至熱壓機(jī)的指定位置進(jìn)行熱壓復(fù)合，熱壓機(jī)的壓力要求為1600?2000t，熱壓溫度為100?180°C。
[0045]⑤分切:將復(fù)合成型的碳晶復(fù)合紙按照規(guī)定的尺寸進(jìn)行分切。
[0046]實(shí)施例4，
[0047]請參閱圖5，一種碳晶電熱復(fù)合紙的制備方法，其包括調(diào)試準(zhǔn)備、一次印刷并烘干、二次印刷并烘干、浸膠并烘干、一次分切、熱壓復(fù)合、二次分切的步驟。其中，
[0048]①調(diào)試準(zhǔn)備:首先將透氣性紙張安裝在印刷機(jī)版輥上，接著將碳晶粉料與油墨的混合料、金屬漿液分別裝設(shè)在兩組印刷機(jī)的指定墨槽內(nèi)。其中，第一組印刷機(jī)5用于印刷碳墨發(fā)熱層，第二組印刷機(jī)7用于印刷金屬載流條。兩組印刷機(jī)的開機(jī)速度設(shè)置成200m/min，接著將兩組印刷機(jī)后端的干燥機(jī)升溫至150?200°C，然后將浸膠涂布機(jī)的開機(jī)速度設(shè)定為40?50m/min，最后對浸膠環(huán)節(jié)中干燥箱的溫度進(jìn)行設(shè)定，完成調(diào)試。
[0049]②一次印刷并烘干:通過第一組印刷機(jī)5在透氣性紙張上印刷碳墨發(fā)熱層，接著經(jīng)第一組干燥機(jī)對碳墨進(jìn)行烘干處理，以盡快去除油墨中的水分。優(yōu)選的，第一組干燥機(jī)6左右布置有兩臺，印刷完碳墨發(fā)熱層的透氣性紙張I位于兩臺干燥機(jī)之間，透氣性紙張I在版輥的牽引下自下而上運(yùn)動，上述第一組干燥機(jī)6為熱風(fēng)式干燥機(jī)，其采用左右對吹的方式，其熱風(fēng)風(fēng)向與透氣性紙張I的運(yùn)動方向相垂直，請參閱圖6。
[0050]③二次印刷并烘干:通過第二組印刷機(jī)7在透氣性紙張I上印刷金屬載流條，接著用第二組干燥機(jī)8烘干金屬載流條，同樣盡快去除金屬載流條上的水分，即得碳晶電熱紙。優(yōu)選的，第二組干燥機(jī)8左右布置有兩臺，印刷完金屬載流條的透氣性紙張I位于兩臺干燥機(jī)之間，透氣性紙張在版輥的牽引下自下而上運(yùn)動，上述第二組干燥機(jī)8為熱風(fēng)式干燥機(jī)，其采用左右對吹的方式，其熱風(fēng)風(fēng)向與透氣性紙張I的運(yùn)動方向相垂直，具體的，左側(cè)的干燥機(jī)向右吹出熱風(fēng)，右側(cè)的干燥箱向左吹出熱風(fēng)，請參閱圖6。
[0051]④浸膠并烘干:該工序可分四步進(jìn)行，第一步將步驟③中的碳晶電熱紙浸入由三聚氰胺膠、固化劑、滲透劑組成的混合溶液中，使得三聚氰胺膠可在極短時間內(nèi)充分浸漬在碳晶電熱紙中。第二步經(jīng)熱風(fēng)干燥箱，通過熱風(fēng)的上下對吹，初步烘干碳晶電熱紙上下兩側(cè)的水分。第三步將烘干后的碳晶電熱紙浸入由三聚氰胺膠、固化劑、脫模劑組成的混合溶液中，防止三聚氰胺膠在后續(xù)熱壓復(fù)合中粘接在熱壓機(jī)的壓板上。第四步經(jīng)集成熱風(fēng)干燥箱，通過熱風(fēng)的上下對吹，進(jìn)一步烘干碳晶電熱紙上下兩側(cè)的水分。
[0052]請參閱圖7，上述第二步、第四步的熱風(fēng)干燥箱9呈上下間隔布置，浸膠后的碳晶電熱紙102位于中間位置，且在版輥牽引下向前運(yùn)動，上部的熱風(fēng)干燥箱9向下吹出熱風(fēng)，下部的熱風(fēng)干燥箱9向上吹出熱風(fēng)，浸膠后的碳晶電熱紙1 2在兩股熱風(fēng)作用下懸浮在中間位置，具體的，第二步中熱風(fēng)干燥箱設(shè)置有三組，第四步中熱風(fēng)干燥箱設(shè)置有五組。
[0053]⑤一次分切:根據(jù)印刷過程中在電熱紙邊緣留下的套色標(biāo)記進(jìn)行精密裁切，可有效防止因裁切不到位而損壞電熱紙上的碳路和電路。由于在浸膠過程中，碳晶電熱紙難免會存在一定程度的拉伸，因此需要在熱壓復(fù)合前將電熱紙進(jìn)行一次裁切。
[0054]⑥熱壓復(fù)合:將預(yù)設(shè)好的第二基材，分切后的碳晶電熱紙，以及第一基材依次疊放在一起，并通過輸送帶運(yùn)至熱壓機(jī)的指定位置進(jìn)行熱壓復(fù)合，熱壓機(jī)的壓力要求為1600?2500t，熱壓溫度為100?180°C。
[0055]⑦二次分切:將復(fù)合成型的碳晶復(fù)合紙按照規(guī)定的尺寸進(jìn)行分切。
[0056]以上所述僅是對本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，故在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或裝飾，如改變碳墨發(fā)熱層和金屬載流條的印刷順序等等，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳晶電熱紙，其特征在于:所述碳晶電熱紙以透氣性紙張為載體，在透氣性紙張的一側(cè)印制有由碳素晶體材料與油墨混合制成的碳墨發(fā)熱層，在碳墨發(fā)熱層上還設(shè)置有用于形成電熱紙電極的金屬載流條；所述透氣性紙張上還設(shè)有與碳墨發(fā)熱層相適配的膠合層。2.如權(quán)利要求1所述碳晶電熱紙，其特征在于:所述碳墨發(fā)熱層的面積與膠合層的面積相等。3.如權(quán)利要求1所述碳晶電熱紙，其特征在于:所述透氣性紙張由三聚氰胺材料制成；所述金屬載流條由銅漿或銀漿制得。4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述碳晶電熱紙，其特征在于:所述碳墨發(fā)熱層和膠合層均呈長條形，且在透氣性紙張上間隔布置有多組。5.一種碳晶電熱復(fù)合紙，其特征在于:其包括從上往下依次疊合的第一基材，如權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)所述碳晶電熱紙，以及第二基材;在第一基材和碳晶電熱紙之間設(shè)有第一膠合部，碳晶電熱紙和第二基材之間設(shè)有第二膠合部。6.如權(quán)利要求5所述碳晶電熱復(fù)合紙，其特征在于:所述第一基材和第二基材均由一張或若干張三聚氰胺紙通過熱壓機(jī)復(fù)合成型。7.如權(quán)利要求5所述碳晶電熱復(fù)合紙，其特征在于:所述第一膠合部和第二膠合部由三聚氰胺膠紙經(jīng)熱壓生成。
【文檔編號】H05B3/36GK205726475SQ201620668883
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】帥學(xué)克
【申請人】黃山金菱新材料有限公司