专利名称：一种红外自发热地板的制作方法
技术领域：
本发明属于地板加工领域，具体涉及ー种使用植入基板内的以长丝碳纤维作为暖芯的碳纤维电缆产热的红外自发热地板。
背景技术：
现有市场上ー些电地暖发热材料采用金属丝为发热暖芯的电缆、碳晶为发热材料的碳晶发热板，但金属和碳晶自身材料性质以及该类电地暖设备 结构上的一些缺陷，使电地暖存在很多安全隐患，使用寿命也不够够长。如金属丝为暖芯的地热电缆其质地过硬，在生产和施工中避免不了多次折弯，而多次弯折造成的电缆局部电阻过高和电缆损坏在通电后出现击穿绝缘现象，对采暖区域安全问题影响很大；金属丝地热通电会产生电磁波，虽然有些厂家称这些有害电磁波比较少，但对于50年寿命的地暖工程，也就意味着我们将50年处于这样有害的电磁辐射中，这对人体是极为不利。碳晶发热板中的碳晶是粉末状碳纤维(粉末状碳纤维是短丝或长丝碳纤维磨碎而成的)，碳晶发热板是在エ业PVC板上喷射粉末状碳纤维和黏合剂压制而成。这种碳晶发热板产品性能上存在很大隐患，表现为一、粉末状碳纤维抗老化能力差，发热片电极抗氧化能力差，喷射不均匀会出现发热不均，过热条件下容易龟裂，容易造成危险。ニ、依附材料PVC板在经过长时间加热过程中容易产生变形扭曲等现象，造成不稳定因素和安全隐患。三、这种产品在使用5年之后出现严重衰减，整体寿命一般在15年。远不能满足地面采暖彡50年寿命要求。现有电热地板的结构是将上下覆有阻燃材料的导热材料夹在装饰层和基材之间，如申请号为“200910196362. I”的“远红外线热能木地板及其制造方法和铺装方法”，其碳晶电热材料片贴合在表板和基板间。只在电热材料片的上下涂布ー层环氧树脂胶粘剂，阻燃不彻底，且暖芯设置于表板接近上表面的位置，运输、拆装过程容易被撞击损坏，造成浪费，同时使用过程中的断裂、隔热效果不好等原因，可能造成短路、不发热等问题，且现有电热地板阻燃不够彻底，室内着火时整个地板可能会被点燃，使用不安全。现有电热地板间的连接方式采用地板与地板之间两端固定连接部搭接的方式，连接部位防水性差、且容易由于撞击产生错位或破损造成接触不良。由于实木阻燃性不够好，现有电热地板多为强化复合地板。
发明内容
本发明的目的是为解决上述问题提供一种无需维修，安全性好，节能环保，能終身使用的红外自发热地板及其加工エ艺。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的
一种红外自发热地板，包括自上而下逐层配置的耐磨层、装饰层、基材和平衡层，其特征在于所述装饰层和基材经过阻燃处理；所述基材底面设有槽ロ向下的线槽，所述平衡层对应所述线槽的位置镂空；所述线槽内布有互相连接的电源线和碳纤维电缆；所述碳纤维电缆内碳纤维为长丝碳纤维；所述电源线接入端和输出端分别设置有USB接插件；所述平衡层以下自上而下依次配置红外反射膜、隔热层和保温层。本发明装饰层和基材都经过阻燃处理，并将碳纤维电缆设置于基板内，即使地板表层破损也不会损坏内部发热部件，且利用能活动的USB接插件进行地板间的连接灵活性更大，更加稳固，不会受外界撞击而脱开断电。碳纤维电缆处在全阻燃且不受外界撞击影响的环境中，性能非常稳定，大大延长了电热地板的使用寿命，使用更安全。现有的电热地板间的连接采用定位连接的方式，地板容易在运输、拆装或使用过程中的撞击中损坏或错位，导致无法电连接，以及长期使用过程中地板变形时，导致接触不良短路，同时对地板加工时的加工精度要求很高，连接部位若左右偏移会使地板间电连接错位而无法连接上，若上下深度不精确会造成连接部位无法接触到或过盈连接导致地板拱起或连接部长时间使用而破损接触不良，且定位连接只能在地板间接缝处进行连接，地板渗水后，连接部位立刻会浸到水，破坏地板间的电路连接。本发明采用能灵活移动的并经过绝缘、防水和耐高温处理的USB接插件，降低对地板间连接部位的加工要求，加工更加方 便，安装时地板间连接好的USB接插件避开地板间的接缝放置，防水性更佳，使用时无需担心地板受撞击后的撞击カ直接传到连接部，致使连接部位受到破坏影响地板的电热功能。现有电热地板间的连接部都位于装饰层和基板间，位于地板的上部，使用过程中更易受撞击和渗水的影响。本发明地板USB接插件同碳纤维电缆都设置于基板内，防撞和防水性较好，地板使用性能更稳定，寿命更长。发热部件设置于基板下表面的线槽内并结合红外反射膜、隔热层和保温层，使整块基板都受热，通过基板再传导到基板上表面，使地板整个加热区域温度均匀，人体的触感更加舒适，使用时也更加安全。长纤碳纤维电热转换率高达98%。在运行费用上长丝碳纤维红外自发热地板要比金属丝电地暖节约30%。较之金属丝的电磁辐射，碳纤维红外自发热地板辐射的4-17 ii m红外线对人体极为有益，在医学上4-17 的红外线称为“生命之光”。在医学界常用它来对人作理疗，效果非常理想。红外自发热地板发热暖芯是非金属材料，通电后的碳纤维中的碳分子做“布朗运动”，无电磁辐射，无衰减，稳定性更高。碳纤维电缆通电后，长丝碳纤维发热，并在40 —60°C的温度间运行，而金属丝发热不稳定，短路时温度会骤升甚至超过100度，普通阻燃材料无法隔绝这样的高温传到基板或装饰板上，致使地板燃烧。碳纤维电缆的热能通过热传导(对流)的方式和红外低温辐射方式传给受热体，更安全。现有在发热材料上下附加单薄的阻燃材料，其阻燃性和防撞性不够好，同时还影响导热速度，同时造成热能的浪费。本发明的装饰层和基材都用真空加压浸溃法进行阻燃处理，基板内的碳纤维电缆处在更厚实的阻燃环境中，无需在其上下表面附加其他阻燃材料，碳纤维电缆产生的热能，全部充分的导到地板上而不产生浪费，整个地板温度均衡，触感更温和舒适，不会因表层过热而使室内气流产生扬尘现象。作为优选，所述线槽包括相互交错的横向线槽和纵向线槽。作为优选，所述基材底面设有三条纵向线槽和四条横向线槽，所述基材两端各设置有两条横向线槽，所述横向线槽包括外横向线槽和内横向线槽；所述内横向线槽和所述纵向线槽内设置有S形排布的碳纤维电缆；所述外横向线槽内各设置电源线；所述电源线两端连接有USB接插件；所述碳纤维电缆两端分别与两条电源线电连接。作为优选，所述基材设置有两条纵向线槽，基材两端各设置有一条横向线槽；所述一条横向线槽和两条纵向线槽内设置有U形排布的碳纤维电缆；所述另一条横向线槽内设置有两条电源线；所述两条电源线两端通过双线USB接插件绝缘连接；所述碳纤维电缆两端分别电连接于两条电源线。作为优选，所述基材上设置有两条纵向线槽，基材一端设置有两条横向线槽，另ー端设置有一条横向线槽；所述两条纵向线槽内和基材上只具有单条横向线槽一端的横向线槽内设置有U形排布的碳纤维电缆，另一端的两条横向线槽和两条纵向线槽位于该两条横向线槽间的部分内设置有两条Z形交错排布电源线，所述电源线两端连接有USB接插件，所述碳纤维电缆两端分别电连接于两条电源线。
针对不同规格的长丝碳纤维电缆其发热的功率不同，产生的热量能辐射面积也不同，以及不同质地的木材传热性能不同，可运用不同的布线方式。使整个地板均匀地达到需求温度，而不出现局部冷局部热现象。地板之间通过电源线两端的USB接插件进行并联连接。碳纤维电缆与电源线之间的连接采用USB公母件对接技术，外用热包裹技术进行绝缘处理，电源线之间连接用绝缘，防水，耐高温的USB电子晶体作为插件(上述USB插件都通过15A，1500V电击实验，通过IPX5等级标准防水实验，通过100度耐高温实验)。每个安装面积配置一个多功能温控器，采用多个温度区域一个温控控制模式。所述基材材料既可以是经阻燃处理过的实木也可以是具有阻燃功能的强化复合材料。作为优选，所述内横向线槽中心线到所在基材端部的端面距离分别为30 — 60mm,所述内横向线槽中心线与外横向线槽中心线之间间距为10 — 20mm，所述三条纵向线槽中位于两侧的两条纵向线槽到各自对应的基材侧端面距离为30 — 60mm。作为优选，所述两条横向线槽的中心线到各自所在基材端部的端面距离为15 —60mm ;所述两条纵向线槽到各自对应的基材侧端面距离为30 — 60mm ;设置有所述电源线的横向线槽宽度大于另一条横向线槽宽度。作为优选，所述基材上只具有单条横向线槽一端的横向线槽中心线到所在基材端部的端面距离为15 — 60mm ;所述基材另一端两条横向线槽到所在基材端部的端面距离分别为 30 — 60mm 和 15 — 30mm。在上述尺寸范围内的线槽的布置保证热量的充分利用同时整块基板温度均匀，线槽过于靠近基板边缘时，基板边缘容易集中过多热量，使整个基板温度不均，且在基板边缘受到撞击时，容易造成基板从线槽处断裂损坏基板同时损坏线槽内部电源线和电缆，线槽过于远离基板边缘时，基板边缘容易热量过少同样造成整个基板温度不均，影响地板舒适度。作为优选，所述线槽的深度为所述基板厚度的1/3-3/5 ;所述线槽宽度为3 — 8mm。现有传统的地板规格厚度为8 一 15mm,上述范围值内的线槽深度和宽度，保证碳纤维电缆和电源线很好地被保护在线槽内，同时保证能充分地利用热能，过深容易造成大部分热能在碳纤维电缆小范围内快速导到地板表层，造成地板表面温度不均，且降低了地板的強度，过浅会造成导热过慢。作为优选，所述隔热层材料为玻璃纤维，所述保温层材料为橡塑棉。本发明的电热地板利用红外反射膜将热量向上反热，使碳纤维电缆产生的热量锁在整个地板上，而不向下流失，隔热层材质采用玻璃纤维，主要功能是聚热和反射热能，保温层材质采用橡塑棉，主要功能是防止热能渗透，同时还具有静音、隔音和防撞击的功能。隔热层和保温层ー是更好的充分利用热能，ニ是有效的保护电源线。综上所述，本发明具有以下有益效果 1、升温快、散热均匀，3分钟即可达到工作温度；
2、长丝碳纤维抗拉和抗老化強度高，质地柔软且稳定，在相同电流负荷下，碳纤维的强度是金属丝的6-10倍，不折断、不起弧、杜绝火灾，散热均匀；
3、将碳纤维安装在基板内结构稳定、安全、寿命长、无需维修，且长丝碳纤维处在基板内更耐腐蚀、不衰减、不易氧化，使用过程中发热均匀、无线损，使用寿命长达50年；
4、碳纤维电缆和电源线以及地板和地板之间的电源线都采用灵活的USB接ロ对接，安装方便，连接方式稳固，不易受损，不会错位断电，防水性好，不会出现区域电热失效的现象；
5、将碳纤维电缆植入基板内并与隔热层和保温层的配合，实现整个地板都具有均衡的温度，给人更加柔和、舒适的感觉；
6、节能、省电，碳纤维电热转换率高达98.2%，比金属丝发热节省30%热能；地板在制造过程中附加了隔热层和保温层，使其具有更佳保温效果，有效的降低了安装成本；
7、健康、环保，发热过程不产生电磁辐射、无声、无光、无污染，是名副其实的绿色产品，特有的红外特性，有利于人体健康，使用中无电磁干扰和污染、无灰尘、无噪音，光线柔和，不刺激眼睛和灼伤皮肤；
8、整块基材都蓄有热能，结合隔热层和保温层大大增强了地板的蓄热功能，关闭电源后，地面所蓄的热量仍然向人体和房间传热，实验表明，在标准建筑中，断电24小时后，传统设备供暖房间温度下降10度，而本自发热地板采暖房间只下降2-3度，居室也不会出现灰尘飘扬和温度不断降低的现象，这是对流式加热体产品所达不到的效果；
9、安装简单，对地板线槽及连接部位的加工要求低，加工方便；
10、在运行的时候不需要调试、检查，使用清洁的电能源，一次性铺设终身受用，使用寿命与建筑物等同，不存在维护和检修。
图I是地板结构示意 图2是实施例ー开槽结构示意 图3是实施例一布线意 图4是实施例ニ开槽结构示意 图5是实施例ニ布线示意 图6是实施例三开槽结构示意 图7是实施例ニ布线意 图中I-耐磨层，2 —装饰层，3 —基材，31 —横向线槽，32 —纵向线槽，311 —外横向线槽，312 —内横向线槽，4 一平衡层，5-电源线，6 —碳纤维电缆，7 —红外反射膜，8 —隔热层，9 一保温层。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进ー步详细说明。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。实施例一
如附图1、2和3所示，一种红外自发热地板，包括自上而下逐层配置的耐磨层I、装饰层2、基材3和平衡层4，所述装饰层2和基材3经过阻燃处理；所述基材3底面设有槽ロ向下的线槽，所述平衡层4对应所述线槽的位置镂空；所述线槽内布有互相连接的电源线5和碳 纤维电缆6 ;所述碳纤维电缆6内碳纤维为长丝碳纤维；所述电源线5接入端和输出端分别设置有USB接插件；所述平衡层4以下自上而下依次配置红外反射膜7、隔热层8和保温层9。所述基材3底面设有三条纵向线槽32和四条横向线槽31，所述基材两端各设置有两条横向线槽31，所述横向线槽31包括外横向线槽311和内横向线槽312 ;所述内横向线槽312和所述纵向线槽31内设置有S形排布的碳纤维电缆6 ;所述外横向线槽311内各设置电源线5 ;所述电源线5两端连接有USB接插件；所述碳纤维电缆6两端分别与两条电源线5电连接。所述内横向线槽312中心线到所在基材3端部的端面距离分别为50mm，所述内横向线槽312中心线与外横向线槽311中心线之间间距为15mm，所述三条纵向线槽32中位于两侧的两条纵向线槽32到各自对应的基材3侧端面距离为30_，中间的纵向线槽32其中心线与基板3中心线重合。所述线槽的深度为所述基板厚度的1/3 ;所述线槽宽度为5mm。所述隔热层8材料为玻璃纤维，所述保温层9材料为橡塑棉。所述基材3材料为桉木，所述基材3和装饰层2都经阻燃处理，其阻燃エ序为
1、将经用于制作基材3的板材置于密封罐中，抽真空至真空度为0.05 M P a，然后使质量浓度为30%阻燃剂水溶液注满密封罐，再加压至I. 3 M P a浸溃40分钟；
2、将经I处理后的板材作干燥处理，至含水率在8%的基材3；
按照上述エ艺方式处理用于制作装饰层2的木皮
1、将木皮置于密封罐中，抽真空至真空度为0.05 M P a，然后使质量浓度为35%阻燃剂水溶液注满密封罐，再加压至2. 0 M P a浸溃180分钟；
2、将I处理后的木皮作干燥处理，至含水率在8%的装饰层2。该红外线自发热地板升温快、散热均匀，性能稳定、寿命长，耐腐蚀、不衰减、不易氧化，使用过程中发热均匀、无线损，使用寿命长达50年，节能、省电，精确控温，可做到分室精确控温，健康、环保，蓄热功能強，安装简单。实施例ニ
如附图1、4和5所示，与实施例一不同处在于，所述基材3设置有两条纵向线槽32，基材3两端各设置有一条横向线槽31 ;所述一条横向线槽31和两条纵向线槽32内设置有U形排布的碳纤维电缆6 ;所述另一条横向线槽31内设置有两条电源线5 ;所述两条电源线5两端通过双线USB接插件绝缘连接，所述碳纤维电缆6两端分别电连接于两条电源线5。所述两条横向线槽31的中心线到各自所在基材3端部的端面距离为40mm ;所述两条纵向线槽32到各自对应的基材3侧端面距离为50mm ;设置有所述电源线5的横向线槽31宽度大于另一条横向线槽31宽度。所述线槽的深度为所述基板3厚度的1/2 ;所述纵向线槽宽度4mm,设置有所述电源线5的横向线槽31宽度5为mm,另一条横向线槽31宽度为3 mm。所述基材3材料为枫木，所述基材3和装饰层2都经阻燃处理，其阻燃エ序为
1、将经用于制作基材3的板材置于密封罐中，抽真空至真空度为0.09 M P a，然后使质量浓度为60%阻燃剂水溶液注满密封罐，再加压至3 M P a浸溃180分钟；
2、将经I处理后的板材作干燥处理，至含水率在10%的基材3；
按照上述エ艺方式处理用于制作装饰层2的木皮 1、将木皮置于密封罐中，抽真空至真空度为0.08 M P a，然后使质量浓度为65%阻燃剂水溶液注满密封罐，再加压至2. 5 M P a浸溃200分钟；
2、将I处理后的木皮作干燥处理，至含水率在10%的装饰层2。实施例三
如附图1、6和7所示，与实施例一和ニ不同处在于，所述基材3上设置有两条纵向线槽32，基材3—端设置有两条横向线槽31，另一端设置有一条横向线槽31 ;所述两条纵向线槽32内和基材3上只具有单条横向线槽31 —端的横向线槽31内设置有U形排布的碳纤维电缆6，另一端的两条横向线槽31和两条纵向线槽32位于该两条横向线槽31间的部分内设置有两条Z形交错排布电源线5，所述电源线5两端连接有USB接插件，所述碳纤维电缆6两端分别电连接于两条电源线5。所述基材3上只具有单条横向线槽31 —端的横向线槽31中心线到所在基材3端部的端面距离为50mm ;所述基材3另一端两条横向线槽31到所在基材3端部的端面距离分别为60mm和30mm。所述纵向线槽32和横向线槽31的深度为所述基板3厚度的3/5 ;所述线槽宽度为6mm。所述基材3材料为柚木。所述基材3和装饰层2都经阻燃处理，其阻燃エ序为
1、将经用于制作基材3的板材置于密封罐中，抽真空至真空度为0.07 M P a，然后使质量浓度为40%阻燃剂水溶液注满密封罐，再加压至2. 5 M P a浸溃100分钟；
2、将经I处理后的板材作干燥处理，至含水率在10%的基材3；
按照上述エ艺方式处理用于制作装饰层2的木皮
1、将木皮置于密封罐中，抽真空至真空度为0.07 M P a，然后使质量浓度为45%阻燃剂水溶液注满密封罐，再加压至2. 2 M P a浸溃190分钟；
2、将I处理后的木皮作干燥处理，至含水率在12%的装饰层2。
权利要求
1.一种红外自发热地板，包括自上而下逐层配置的耐磨层(I)、装饰层(2)、基材(3)和平衡层(4)，其特征在于所述装饰层(2)和基材(3)经过阻燃处理；所述基材(3)底面设有槽口向下的线槽，所述平衡层(4)对应所述线槽的位置镂空；所述线槽内布有互相连接的电源线(5)和碳纤维电缆(6);所述碳纤维电缆(6)内碳纤维为长丝碳纤维；所述电源线(5)接入端和输出端分别设置有USB接插件；所述平衡层(4)以下自上而下依次配置红外反射膜(7)、隔热层(8)和保温层(9)。
2.根据权利要求I所述一种红外自发热地板，其特征在于所述线槽包括相互交错的横向线槽(31)和纵向线槽(32)。
3.根据权利要求2所述一种红外自发热地板，其特征在于所述基材(3)底面设有三条纵向线槽(32)和四条横向线槽(31)，所述基材两端各设置有两条横向线槽(31)，所述横向线槽(31)包括外横向线槽(311)和内横向线槽(312);所述内横向线槽(312)和所述纵向线槽(31)内设置有S形排布的碳纤维电缆(6);所述外横向线槽(311)内各设置一条电源线(5);所述碳纤维电缆(6)两端分别与两条电源线(5)电连接。
4.根据权利要求2所述一种红外自发热地板，其特征在于所述基材(3)设置有两条纵向线槽(32)，基材(3)两端各设置有一条横向线槽(31);所述一条横向线槽(31)和两条纵向线槽(32)内设置有U形排布的碳纤维电缆(6);所述另一条横向线槽(31)内设置有两条电源线(5 );所述两条电源线(5 )两端通过双线USB接插件绝缘连接；所述碳纤维电缆(6 )两端分别电连接于两条电源线(5 )。
5.根据权利要求2所述一种红外自发热地板，其特征在于所述基材(3)上设置有两条纵向线槽(32)，基材(3)—端设置有两条横向线槽(31)，另一端设置有一条横向线槽(31);所述两条纵向线槽(32)内和基材(3)上只具有单条横向线槽(31) —端的横向线槽(31)内设置有U形排布的碳纤维电缆(6)，另一端的两条横向线槽(31)和两条纵向线槽(32)位于该两条横向线槽(31)间的部分内设置有两条Z形交错排布电源线(5)，所述电源线(5)两端连接有USB接插件，所述碳纤维电缆(6 )两端分别电连接于两条电源线(5 )。
6.根据权利要求3所述一种红外自发热地板，其特征在于所述内横向线槽(312)中心线到所在基材(3)端部的端面距离分别为30 - 60mm，所述内横向线槽(312)中心线与外横向线槽(311)中心线之间间距为10 - 20mm，所述三条纵向线槽(32)中位于两侧的两条纵向线槽(32)到各自对应的基材(3)侧端面距离为30 - 60mm。
7.根据权利要求4所述一种红外自发热地板，其特征在于所述两条横向线槽(31)的中心线到各自所在基材(3)端部的端面距离为15 - 60mm;所述两条纵向线槽(32)到各自对应的基材(3)侧端面距离为30 - 60mm ;设置有所述电源线(5)的横向线槽(31)宽度大于另一条横向线槽(31)宽度。
8.根据权利要求5所述一种红外自发热地板，其特征在于所述基材(3)上只具有单条横向线槽(31) —端的横向线槽(31)中心线到所在基材(3)端部的端面距离为15 — 60mm ；所述基材(3)另一端两条横向线槽(31)到所在基材(3)端部的端面距离分别为30 — 60mm和 15 — 30mm。
9.根据权利要求6、7或8所述一种红外自发热地板，其特征在于所述线槽的深度为所述基板(3)厚度的1/3-3/5 ;所述线槽宽度为3 - 8mm。
10.根据权利要求9所述一种红外自发热地板，其特征在于所述隔热层(8)材料为玻璃 纤维，所述保温层(9)材料为橡塑棉。
全文摘要
本发明属于地板加工领域，具体涉及一种使用植入基板内的以长丝碳纤维作为暖芯的碳纤维电缆产热的红外自发热地板。它包括自上而下逐层配置的耐磨层、装饰层、基材和平衡层，所述装饰层和基材经过阻燃处理；所述基材底面设有槽口向下的线槽，所述平衡层对应所述线槽的位置镂空；所述线槽内布有互相连接的电源线和碳纤维电缆；所述碳纤维电缆内碳纤维为长丝碳纤维；所述电源线接入端和输出端分别设置有USB接插件；所述平衡层以下自上而下依次配置红外反射膜、隔热层和保温层。该红外线自发热地板升温快、散热均匀，性能稳定，耐腐蚀、不衰减、不易氧化，节能、省电，精确控温，健康、环保，蓄热功能强，安装简单。
文档编号E04F15/02GK102808496SQ201210255369
公开日2012年12月5日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者姚金根, 何家忠, 刘文山 申请人:浙江未来家木业有限公司