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TWI565353B - 可撓性電熱發熱體及其製作方法 - Google Patents

可撓性電熱發熱體及其製作方法 Download PDF

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TWI565353B TW101138689A TW101138689A TWI565353B TW I565353 B TWI565353 B TW I565353B TW 101138689 A TW101138689 A TW 101138689A TW 101138689 A TW101138689 A TW 101138689A TW I565353 B TWI565353 B TW I565353B
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許喬智
王仁宗
陳俊名
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逢甲大學
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Description

可撓性電熱發熱體及其製作方法
本發明係有關於一種電熱發熱材料，尤指一種可撓性電熱發熱體及其製作方法。
習知之電熱產品通常使用電熱片、電熱線或電熱管等硬挺、易損、不夠柔軟之發熱體，此類電熱產品容易發生受限於發熱體之外型而發熱不均勻、不當的捲曲凹折造成發熱體的損害、更可能因此造成電線走火等危險情況，故使用上仍具有諸多不便以及危險性，而另一新興碳纖維發熱體雖然可克服上述之不便，但因其製程繁雜、製程具污染性以及成本較高等因素，相關產品之售價仍居高不下，導致降低消費者購買之意願。
為了改善上述之容易損壞、發熱不均勻、成本較高等缺憾，本發明提出一種可撓性電熱發熱體，其包含：一基材，為一絕緣材料；一發熱金屬鍍膜，沉積於該基材之外層；以及一遠紅外線碳膜，遠紅外線碳膜沉積於該發熱金屬鍍膜之外層；其中，該可撓性電熱發熱體係以一真空鍍膜技術將發熱金屬鍍膜以及該遠紅外線碳膜堆疊沉積於該基材之外層，其絕緣材料可以是高分子纖維布或玻璃纖維布等可撓絕緣材料。
另，本發明提出一種可撓性電熱發熱體之製作方法，其步驟包含：a.清潔一基材；b.沉積一發熱金屬鍍膜於該基材外層；c.以一含碳源氣體沉積一遠紅外線碳膜於該發熱金屬鍍膜外層；d.製成一可撓性電熱發熱體；其中，可撓性電熱發熱體之製作方法為一真空鍍膜技術。
本發明的優點在於利用真空鍍膜技術將發熱金屬鍍膜以及遠紅外線碳膜沉積於可撓的絕緣材料外層，使絕緣材料成為一可撓性電熱發熱體，不因隨意摺疊或人為疏忽造成發熱體斷裂或損壞，進而引發危險或 災難發生，具有極佳的安全性。且以真空鍍膜技術可將發熱金屬鍍膜以及遠紅外線碳膜均勻沉積於基材之外層，因此可達到均勻發熱的效果。更因為碳膜具有遠紅外線發射的特性更使可撓性電熱發熱體具有活化人體組織之醫療保健功能，此外，可根據不同需求沉積抗菌鍍膜或抗電磁波鍍膜等具其他功效之鍍膜，以增加可撓性電熱發熱體之功效，而利用真空鍍膜技術則可有效的降低製程複雜度、成本花費、以及環境污染問題，因此能提高消費者使用之意願，增進相關廠商之收益。
請參閱圖1，本發明提出一種可撓性電熱發熱體(1)，其包含一基材(10)、一發熱金屬鍍膜(101)以及一遠紅外線碳膜(102)，並以一真空鍍膜技術將該發熱金屬鍍膜(101)以及該遠紅外線碳膜(102)堆疊沉積於該基材(10)之外層。該基材(10)為一絕緣材料，該絕緣材料可以是軟板、纖維束、纖維織布或不織布等可撓絕緣材料，其較佳為高分子纖維布或玻璃纖維布等絕緣材料。該發熱金屬鍍膜(101)係用以與電路電性連接後進行升溫發熱，其金屬可以是鈮、鉬、鉭、鎢、錸、鈦、釩、鉻、鋯、鉿、釕、鋨或銥等適合使用於該真空鍍膜技術之難融金屬及其合金，較佳為鎢、鈦、鉻。該遠紅外線碳膜(102)係以該真空鍍膜技術及一含碳源氣體沉積而成，使該可撓性電熱發熱體(1)具有遠紅外線發射之功效，該含碳源氣體可以是乙炔、甲烷、乙烷等氣體，其較佳為乙炔。另外，該遠紅外線碳膜(102)外層還可根據不同需求再以該真空鍍膜技術沉積抗菌鍍膜或抗電磁波鍍膜等其他功效之鍍膜，使該可撓性電熱發熱體(1)可具有抗菌、抗電磁波等功能，增加該可撓性電熱發熱體(1)之功能性，而該真空鍍膜技術可以是物理氣相沉積法(Physical Vapor Deposition,PVD)或化學氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition,CVD)，其較佳為使用物理氣相沉積法之陰極電弧放電離子鍍膜系統(Cathodic arc plasma system,CAPD)。
請參閱圖2及表一，圖2為本發明之製作方法並根據表一的施鍍參數數據進行鍍膜，其步驟如下：
a.清潔一基材(10)； 該基材(10)可以是絕緣材料，該絕緣材料可以是軟板、纖維束、纖維織布或不織布等可撓絕緣材料。
b.沉積一發熱金屬鍍膜(101)於該基材(10)外層；該發熱金屬鍍膜(101)使用之金屬可以是鈮、鉬、鉭、鎢、錸、鈦、釩、鉻、鋯、鉿、釕、鋨或銥等難融金屬，其較佳為使用鎢、鈦、鉻。
c.以一含碳源氣體沉積一遠紅外線碳膜(102)於該發熱金屬鍍膜(101)外層；該含碳源氣體可以是乙炔、甲烷、乙烷等氣體，其較佳為乙炔。
d.製成一可撓性電熱發熱體(1)。
首先在步驟a中，先將該基材(10)置入該陰極電弧放電離子鍍膜系統中，並根據表一之離子轟擊參數數據進行該基材(10)的清潔程序，以清除該基材(10)上的髒污，提高鍍膜結合力。在步驟b中以難融金屬為 靶材，其較佳為使用鎢、鈦、鉻，在該基材(10)沉積出該發熱金屬鍍膜(101)，在步驟c中再以該含碳源氣體沉積出該遠紅外線碳膜(102)，以完成該可撓性電熱發熱體(1)。
圖3為該含碳源氣體流量及沉積時間對於該可撓性電熱發熱體(1)升溫特性的影響。由圖3(a)可得知，該含碳源氣體流量越少而該可撓性電熱發熱體(1)之升溫速率越快，且其流量較佳為50 sccm到200 sccm，如固定電壓為15 V的情況下，該含碳源氣體流量為50 sccm，其溫度可升至攝氏100度；而該含碳源氣體流量為150 sccm時，其溫度僅升至攝氏40度。由圖3(b)可得知在該含碳源氣體流量固定之情況下，沉積時間越長而該可撓性電熱發熱體(1)之升溫速率越快，且其沉積時間較佳為為20分鐘到60分鐘，如在電壓為10 V時，該含碳源氣體沉積時間為20分鐘，其溫度可升至攝氏50度以上，而該含碳源氣體沉積時間為30分鐘時，其溫度則可升至攝氏100度以上。圖4為該含碳源氣體的沉積時間以及流量對於該可撓性電熱發熱體(1)遠紅外線特性的影響。由圖4(a)可得知其遠紅外線放射率隨該含碳源氣體流量的增加而上升，在該含碳源氣體流量為200 sccm時，其遠紅外線發射率更可接近市面碳纖維織布之90%的遠紅外線發射率，由圖4(b)則可看出沉積時間越長其遠紅外線放射率也隨之增加，該含碳源氣體沉積時間由30分鐘增加為60分鐘時，其遠紅外線發射率便從80%以下增加到80%以上。根據以上所述，調整該含碳源氣體鍍膜時之施鍍參數，直接影響該可撓性電熱發熱體(1)之升溫及遠紅外線特性，因此，本發明除了可根據需求調整施鍍參數，更因而達到以低成本低汙染之方式製成該可撓性電熱發熱體(1)之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明涵蓋之範圍內。
1‧‧‧可撓性電熱發熱體
10‧‧‧基材
101‧‧‧發熱金屬鍍膜
102‧‧‧遠紅外線碳膜
圖1為本發明之可撓性電熱發熱體
圖2為本發明之製作方法
圖3為本發明之升溫特性比較圖
圖4為本發明之遠紅外線特性比較圖
1‧‧‧可撓性電熱發熱體
10‧‧‧基材
101‧‧‧發熱金屬鍍膜
102‧‧‧遠紅外線碳膜

Claims (16)

  1. 一種可撓性電熱發熱體，其包含：一基材，為一絕緣纖維材料，該絕緣纖維材料為纖維束；一發熱金屬鍍膜，沉積於該纖維束中每條纖維之外層；一遠紅外線碳膜，該遠紅外線碳膜沉積於該發熱金屬鍍膜之外層；以及一鍍膜，該鍍膜沉積在該遠紅外線碳膜之外層，該鍍膜為抗菌鍍膜或抗電磁波鍍膜；其中，該可撓性電熱發熱體係以陰極電弧放電離子鍍膜系統(Cathodic arc plasma system,CAPD)將該發熱金屬鍍膜、該遠紅外線碳膜及該鍍膜堆疊沉積。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電熱發熱體，該絕緣纖維材料較佳為玻璃纖維布或高分子纖維織布。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電熱發熱體，該發熱金屬鍍膜所使用之金屬可以是鈮、鉬、鉭、鎢、錸、鈦、釩、鉻、鋯、鉿、釕、鋨或銥及其合金。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之可撓性電熱發熱體，該發熱金屬鍍膜所使用之金屬較佳為鎢、鈦、鉻。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之可撓性電熱發熱體，該遠紅外線碳膜以一含碳源氣體沉積而成。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之可撓性電熱發熱體，該含碳源氣體可以是乙炔、甲烷、乙烷。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之可撓性電熱發熱體，該含碳源氣體較佳為 乙炔。
  8. 一種可撓性電熱發熱體之製作方法，其步驟包含：a.清潔一基材，該基材為一絕緣纖維材料，該絕緣纖維材料為纖維束；b.沉積一發熱金屬鍍膜於該纖維束中每條纖維之外層；c.以一含碳源氣體沉積一遠紅外線碳膜於該發熱金屬鍍膜外層；d.在該遠紅外線碳膜之外層沉積一鍍膜，該鍍膜為抗菌鍍膜或抗電磁波鍍膜；以及e.製成一可撓性電熱發熱體；其中，步驟b.、c.和d.中所述之沉積係採用物理氣相沉積法中之陰極電弧放電離子鍍膜系統(Cathodic arc plasma system,CAPD)執行。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之可撓性電熱發熱體之製作方法，該絕緣纖維材料較佳為玻璃纖維布或高分子纖維織布。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之可撓性電熱發熱體之製作方法，步驟b所述之該發熱金屬鍍膜使用之金屬可以是鈮、鉬、鉭、鎢、錸、鈦、釩、鉻、鋯、鉿、釕、鋨或銥及其合金。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之可撓性電熱發熱體之製作方法，該發熱金屬鍍膜所使用之金屬較佳為鎢、鈦、鉻。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之可撓性電熱發熱體之製作方法，步驟c所述之該含碳源氣體可以是乙炔、甲烷、乙烷。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之可撓性電熱發熱體之製作方法，該含碳源氣體較佳為乙炔。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之可撓性電熱發熱體之製作方法，該含碳源 氣體之一流量及一沉積時間之參數設定可影響鍍膜之性質。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之可撓性電熱發熱體之製作方法，該流量較佳為50sccm到200sccm。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之可撓性電熱發熱體之製作方法，該沉積時間較佳為20分鐘到60分鐘。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140314396A1 (en) * 2013-04-22 2014-10-23 Chih-Ming Hsu Electrothermal element
CN106102192A (zh) * 2016-07-07 2016-11-09 许永根 一种导电发热布
DE102016225462A1 (de) * 2016-12-19 2018-06-21 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Heizeinrichtung, Kochgerät mit einer Heizeinrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Heizelements
CN111818672A (zh) * 2019-04-11 2020-10-23 东翰生技股份有限公司 用于电热用品的发热件及其制造方法
US12134820B2 (en) * 2019-09-23 2024-11-05 Agc Glass Europe Process for making a fabric based substrate bearing a carbon based coating

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007126740A1 (en) * 2006-03-27 2007-11-08 Milliken & Company Electric heating element
US20100176118A1 (en) * 2009-01-14 2010-07-15 David Lee Electric heating film and method of producing the same
US20100218367A1 (en) * 2008-06-13 2010-09-02 Tsinghua University Method for making carbon nanotube heater

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2222473A1 (en) * 1995-05-29 1996-12-05 R-Amtech International, Inc. Elongated flexible electrical heater and a method of manufacturing it
US6080445A (en) * 1997-02-20 2000-06-27 Citizen Watch Co., Ltd. Method of forming films over insulating material
US6071597A (en) * 1997-08-28 2000-06-06 3M Innovative Properties Company Flexible circuits and carriers and process for manufacture
US6015597A (en) * 1997-11-26 2000-01-18 3M Innovative Properties Company Method for coating diamond-like networks onto particles
DE10018143C5 (de) * 2000-04-12 2012-09-06 Oerlikon Trading Ag, Trübbach DLC-Schichtsystem sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Schichtsystems
DE10304761B4 (de) * 2003-02-05 2005-10-27 W.E.T. Automotive Systems Ag Flexibles Heizelement
EP2094905B9 (en) * 2006-12-20 2014-03-05 Kolon Glotech Inc. Heating fabric and method for fabricating the same
FR2917510B1 (fr) * 2007-06-13 2012-01-27 Essilor Int Article d'optique revetu d'un revetement antireflet comprenant une sous-couche partiellement formee sous assistance ionique et procede de fabrication
JP5201369B2 (ja) * 2007-09-26 2013-06-05 デクセリアルズ株式会社 ハードコートフィルム
DE102007000611A1 (de) * 2007-10-31 2009-05-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Kratzfeste und dehnbare Korrosionsschutzschicht für Leichtmetallsubstrate
KR101563764B1 (ko) * 2008-05-13 2015-10-27 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤 굽힘가공 가능한 폴리카보네이트 수지 적층체 및 광투과형 전자파 차폐 적층체 및 그들의 제조방법
US20100126985A1 (en) * 2008-06-13 2010-05-27 Tsinghua University Carbon nanotube heater
KR101222639B1 (ko) * 2010-02-12 2013-01-16 성균관대학교산학협력단 그래핀을 이용한 유연성 투명 발열체 및 이의 제조 방법
US9793098B2 (en) * 2012-09-14 2017-10-17 Vapor Technologies, Inc. Low pressure arc plasma immersion coating vapor deposition and ion treatment
US8815481B2 (en) * 2012-09-26 2014-08-26 Xerox Corporation Imaging member with fluorosulfonamide-containing overcoat layer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007126740A1 (en) * 2006-03-27 2007-11-08 Milliken & Company Electric heating element
US20100218367A1 (en) * 2008-06-13 2010-09-02 Tsinghua University Method for making carbon nanotube heater
US20100176118A1 (en) * 2009-01-14 2010-07-15 David Lee Electric heating film and method of producing the same

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