防水性石墨烯发热片的制作方法

文档序号:21768271发布日期:2020-08-07 18:43阅读:455来源:国知局
防水性石墨烯发热片的制作方法

本实用新型涉及石墨烯发热的技术领域,尤其是涉及一种防水性石墨烯发热片。



背景技术:

利用例如石墨烯膜层发热的薄膜发热片相对于线圈式电阻器机械构成发热或/与例如暖暖包的化学反应发热包,更适合人体使用且具有能重复使用的环保特性,薄型化易于贴附使用并且小型化能够方便携带或能夹附于衣物中。市场上现有发热片技术和产品都普遍存在无法均匀发热使用上容易烫伤人体的质量问题。分析其主要原因之一在于石墨烯膜层的安装位置偏移造成短路接触汇流条的低电阻区,产品在使用上便容易产生异常发热,故石墨烯膜层的安装裕度甚小,产品良率较低,现有技术中石墨烯膜层的安装方法是对外进口采购预先形成固态膜片状的石墨烯膜层,本身须具有自成膜片的厚度,在厂内贴附到pi基材,这种制造成本相当高且这种材料目前不是自主可控。有人尝试将加热膜层以涂层方式直接印刷在pi基材上,当图形对位上稍有不慎,石墨烯涂层的溢流与沾粘都会接触到连接线路的汇流条,导致产品质量异常。因此,无论是使用固态膜片状的石墨烯膜层还是使用液态涂布的石墨烯涂层都存在安装裕度过小的生产难题。

一种采用石墨烯膜片组装将石墨烯发热片通过粘合的方式固定的技术被教示于中国发明专利公开号cn110177402a,公开了一种石墨烯电热毯,石墨烯电热毯,底层为防滑层,表层为装饰层,在底层与表层间铺设有发热片,发热片包括上、下两层绝缘布及中间层的石墨烯发热片,石墨烯发热片间隔分布,在石墨烯发热片的左右两侧固定有铜导线,石墨烯发热片间隔布置,石墨烯发热片与铜导线粘合于上、下两层绝缘布内;铜导线用于和电源线连接。另一种传统做法是在柔软的基材上涂覆石墨烯浆料,再加入铜质通电导电材料制作而成。

另一种采用石墨烯膜片分离设计的组立式石墨烯发热器被教示于中国发明专利公开号cn107396468a,公开了一种远红外发热模块,包括:石墨烯发热膜片,包括第一表面和第二表面;设置于第一表面上的带有镂空的前板;设置于第二表面边缘的压边条;所述石墨烯发热膜片被前板和压边条固定;其中,所述石墨烯发热膜片包括单层或多层的石墨烯膜片及设置于石墨烯膜片相向的两边缘的平行条状电极,所述石墨烯膜片和平行条状电极夹合于两片绝缘膜之间。



技术实现要素:

本实用新型的主要目的一是提供一种防水性石墨烯发热片,除了能够解决石墨烯发热片泡水损坏的问题,并同时解决石墨烯发热片的生产工艺中石墨烯膜层安装裕度过小导致的产品局部过热损毁的问题。

本实用新型的主要目的二是提供一种防水性石墨烯发热片的制备方法,用于在较大石墨烯膜层的安装裕度下制备具有防水性的石墨烯发热片,避免产品在正负电极线的端点处产生低电阻区的异常发热。

本实用新型的主要目的一是通过以下技术方案得以实现的:

提出一种防水性石墨烯发热片,包括:

绝缘载膜;

银浆涂层,形成于所述绝缘载膜上,所述银浆涂层包括不互相直接电连接的正电极图案与负电极图案,所述正电极图案一体形成有多个正电极线与连接所述正电极线的第一汇流条,所述负电极图案一体形成有多个负电极线与连接所述负电极线的第二汇流条,所述正电极线与所述负电极线为等距交错排列;

防水涂层,形成于所述绝缘载膜上,所述防水涂层覆盖所述第一汇流条与所述第二汇流条,所述防水涂层具有发热开口,显露出所述正电极线与所述负电极线;

绝缘覆膜,贴合于所述绝缘载膜上;及

石墨烯发热涂层,选择性印刷形成于所述绝缘载膜上或是所述绝缘覆膜上,所述石墨烯发热涂层透过所述发热开口覆盖所述正电极线、所述负电极线与在所述正电极线与所述负电极线之间的间隔部位。

通过采用上述基础技术方案一的整体,利用形成于所述绝缘载膜上的所述防水涂层,增强了石墨烯发热片的侧边防水效能,同时绝缘保护了所述第一汇流条与所述第二汇流条,防止所述石墨烯发热涂层意外接触到所述第一汇流条与所述第二汇流条,并利用所述防水涂层的发热开口,所述石墨烯发热涂层透过所述发热开口覆盖所述正电极线、所述负电极线与在所述正电极线与所述负电极线之间的间隔部位,确保了在所述发热开口内正常而均匀的发热,不仅能提高石墨烯发热片的侧缘防水性能,也增加了所述石墨烯发热涂层的安装裕度,故能增加石墨烯发热片的良品产率与产品耐用度。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为:所述发热开口的宽度略小于所述第一汇流条与所述第二汇流条之间的间隙,以使所述防水涂层实质遮盖所述第一汇流条与所述第二汇流条并使所述正电极线的第一端点与所述负电极线的第二端点显露于所述发热开口内。

可以通过采用上述优选技术方案,利用所述发热开口的尺寸较大限定,所述防水涂层的所述发热开口显露出所述正电极线与所述负电极线的端点,增加所述石墨烯发热涂层对所述正电极线与所述负电极线的接触长度比并完全绝缘覆盖所述第一汇流条与所述第二汇流条的外露表面,达到两者良好的电接触。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为:所述发热开口的宽度略小于所述正电极线与所述负电极线的单元延伸长度,以使所述防水涂层实质遮盖所述第一汇流条、所述第二汇流条、所述正电极线的第一端点与所述负电极线的的第二端点。

可以通过采用上述优选技术方案,利用所述发热开口的尺寸较小限定,所述防水涂层实质遮盖所述正电极线与所述负电极线的端点,在石墨烯发热片的制程中固定所述正电极线与所述负电极线的端点,所述正电极线与所述负电极线的端点能更稳固地不致偏移或歪斜。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为:所述石墨烯发热涂层的覆盖面积大于所述发热开口的开口尺寸;或者,所述石墨烯发热涂层位于所述发热开口内。

可以通过采用上述优选技术方案,利用所述石墨烯发热涂层的覆盖面积大于所述发热开口的开口尺寸,保证所述石墨烯发热涂层能有更大的安装裕度达到完全覆盖住所述发热开口,所述发热开口内不会形成缺少石墨烯发热涂材料的空白区;或者,利用所述石墨烯发热涂层位于所述发热开口内,进一步减少石墨烯发热片的厚度。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为:所述石墨烯发热涂层覆盖于所述正电极线与所述负电极线的发热区宽度取决于所述正电极线与所述负电极线的单元延伸长度与所述发热开口的宽度两者中的较小者;优选地,相邻的所述正电极线与所述负电极线的线路间隙介于0.4~1.2cm;优选地,所述正电极线与所述负电极线的排列方式为直线或波浪状间隔交错;优选地,所述石墨烯发热涂层的两侧边局部叠合于所述第一汇流条与所述第二汇流条上。

可以通过采用上述优选技术方案,利用所述正电极线与所述负电极线的单元延伸长度与所述发热开口的宽度两者中的较小者决定所述石墨烯发热涂层覆盖于所述正电极线与所述负电极线的发热区宽度,以所述发热开口的宽度变化重新设计已定义发热区的石墨烯发热片。优选地,利用介于0.4~1.2cm的相邻的所述正电极线与所述负电极线的线路间隙,可以实现低电压小面积模块的发热。优选地,利用直线状间隔交错的所述正电极线与所述负电极线,能够准确定义所述石墨烯发热涂层的区块电阻值;或者利用波浪状间隔交错的所述正电极线与所述负电极线,能够增加所述正电极线与所述负电极线耐弯折的防断裂韧度。优选地,利用所述石墨烯发热涂层的两侧边局部叠合于汇流条上,由汇流条外露于所述石墨烯发热涂层的其余金属面可方便观测所述石墨烯发热涂层与所述银浆涂层的两者图形对位关系。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为:所述防水性石墨烯发热片具有耐水洗特性,并且所述正电极线与所述负电极线的单元线宽小于所述第一汇流条与所述第二汇流条的单元条宽度并具有耐搓揉防止线路断裂的特性;优选地,所述银浆涂层使用的银浆材料的组成按重量比包括:球型银粉8~20%,其粒径为2.5~6μm;片状银粉40~60%,其粒径为3~6μm;纳米银粉5~12%,其粒径为18~60nm;有机载体采用乙烯树脂15~25%,其粒径为0.9~1.5μm;dbe溶剂5~15%;氧化物添加剂0.1~1%,其平均粒径为0.4~1.0μm。

可以通过采用上述优选技术方案,利用所述防水性石墨烯发热片具有耐水洗特性,使石墨烯发热片可作为衣物内衬夹层的用途。优选地,利用所述银浆涂层使用的银浆材料的特定组成,实现由所述银浆涂层形成且相对于汇流条更细的正电极线与负电极线具有耐曲折防断裂的柔软特性。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为:所述绝缘载膜的聚酯膜厚度介于0.025~0.1mm,更优选是0.038~0.05mm;所述绝缘覆膜的聚酯膜厚度小于所述绝缘载膜的聚酯膜厚度,优选是0.025~0.038mm;所述银浆涂层的银浆涂刷厚度介于4~12μm;所述石墨烯发热涂层的涂刷厚度介于4~12μm;所述石墨烯发热片的总膜厚介于0.08~0.4mm。

可以通过采用上述优选技术方案,利用各膜层的厚度范围限定,包括特定聚酯膜厚度范围、银浆涂层与石墨烯发热涂层的涂刷厚度范围与所述石墨烯发热片的总膜厚范围,使得所述石墨烯发热片具有足够薄的结构,更容易贴附人体或夹设于衣物内衬中。

本实用新型的主要目的二是通过以下技术方案得以实现的:

提出一种防水性石墨烯发热片的制备方法,包括以下步骤:

提供绝缘载膜,所述绝缘载膜具有印刷面;

在所述绝缘载膜的所述印刷面上印刷形成银浆涂层,所述银浆涂层包括不互相直接电连接的正电极图案与负电极图案,所述正电极图案一体形成有多个正电极线与连接所述正电极线的第一汇流条,所述负电极图案一体形成有多个负电极线与连接所述负电极线的第二汇流条,所述正电极线与所述负电极线为等距交错排列;

在所述绝缘载膜的所述印刷面上印刷形成防水涂层,所述防水涂层覆盖所述第一汇流条与所述第二汇流条,所述防水涂层具有发热开口,显露出所述正电极线与所述负电极线;

在所述绝缘载膜的所述印刷面上或是在绝缘覆膜的贴合面上印刷形成石墨烯发热涂层;及

在所述绝缘载膜的所述印刷面上贴合所述绝缘覆膜,所述石墨烯发热涂层透过所述发热开口连续覆盖所述正电极线、所述负电极线与在所述正电极线与所述负电极线之间的间隔部位;其中所述绝缘覆膜覆盖所述石墨烯发热涂层、所述防水涂层在所述石墨烯发热涂层覆盖区域外的其余部位。

通过采用上述基础技术方案二的整体,一种防水性石墨烯发热片能够在较大石墨烯膜层的安装裕度下被制造得到,并避免产品在正负电极线的端点处产生低电阻区的异常发热。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为:所述发热开口的宽度略小于所述第一汇流条与所述第二汇流条之间的间隙,以使所述防水涂层实质遮盖所述第一汇流条与所述第二汇流条并使所述正电极线与所述负电极线的端点显露于所述发热开口内;或者,所述发热开口的宽度略小于所述正电极线与所述负电极线的单元延伸长度,以使所述防水涂层实质遮盖所述第一汇流条、所述第二汇流条以及所述正电极线与所述负电极线的端点。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为:所述防水性石墨烯发热片具有耐水洗特性,并且所述正电极线与所述负电极线的单元线宽小于所述第一汇流条与所述第二汇流条的单元条宽度并具有耐搓揉防止线路断裂的特性;优选地,所述银浆涂层使用的银浆材料的组成按重量比包括:球型银粉8~20%,其粒径为2.5~6μm;片状银粉40~60%,其粒径为3~6μm;纳米银粉5~12%,其粒径为18~60nm;有机载体采用乙烯树脂15~25%,其粒径为0.9~1.5μm;dbe溶剂5~15%;氧化物添加剂0.1~1%,其平均粒径为0.4~1.0μm;优选地,所述绝缘载膜的聚酯膜厚度介于0.025~0.1mm,更优选是0.038~0.05mm;所述绝缘覆膜的聚酯膜厚度小于所述绝缘载膜的聚酯膜厚度,优选是0.025~0.038mm;所述银浆涂层的银浆涂刷厚度介于4~12μm;所述石墨烯发热涂层的涂刷厚度介于4~12μm;所述石墨烯发热片的总膜厚介于0.08~0.4mm。

综上所述,本实用新型包括以下至少一种有益技术效果:

1.提供一种防水性石墨烯发热片,特别增强了发热片在发热区侧边的防水性,并同时提高了石墨烯发热片的生产工艺中石墨烯膜层安装裕度,避免产品局部过热损毁;

2.提供一种防水性石墨烯发热片的制备方法,避免石墨烯发热涂层的安装偏移造成产品的劣化,在具有发热开口的防水涂层的保护下,石墨烯发热涂层不会短路接触到汇流条,制得产品在正负电极线的端点处不会产生低电阻区的异常发热,故石墨烯发热涂层的形成可以具有更大的选择弹性,可以印刷形成于绝缘载膜的印刷面上,也可以印刷形成于绝缘覆膜的贴合面上,在石墨烯发热片的生产工艺上有更大的制作弹性;

3.提出一种石墨烯发热片的生产工艺的解决方案,使用材料能由石墨烯发热膜片改变为石墨烯发热涂层,并防止石墨烯发热涂层影响发热片产品质量;

4.解决石墨烯发热片使用石墨烯发热膜片在与正负电极线之间的接触界面容易产生压合缝隙的问题,并且石墨烯发热涂层在印刷形成时不会溢流或沾粘接触到汇流条,相比于膜片式石墨烯膜层,在降低石墨烯材料的使用成本之外兼具有提高发热片的产品质量与生产产率的效果。

附图说明

图1绘示本实用新型第一较佳实施例的一种防水性石墨烯发热片的局部底视示意图;

图2绘示本实用新型第一较佳实施例的石墨烯发热片的局部顶视示意图;

图3绘示本实用新型第一较佳实施例的石墨烯发热片沿汇流条长度平行方向横向剖切正电极线与负电极线的局部剖切示意图;

图4绘示本实用新型第一较佳实施例的石墨烯发热片沿正电极线长度方向的局部剖切示意图;

图5绘示本实用新型第二较佳实施例的一种防水性石墨烯发热片的局部底视示意图;

图6绘示本实用新型第二较佳实施例的石墨烯发热片的局部顶视示意图;

图7绘示本实用新型第二较佳实施例的石墨烯发热片沿正电极线长度方向的局部剖切示意图;

图8绘示本实用新型第三较佳实施例的一种防水性石墨烯发热片的沿正电极线长度方向的局部剖切示意图;

图9绘示本实用新型的一种防水性石墨烯发热片的制备工艺的流程图;

图10a至图10e绘示本实用新型第四较佳实施例的一种防水性石墨烯发热片的制备工艺中各主要步骤的局部元件横切示意图;

图11a与图11b绘示本实用新型第五较佳实施例的另一种防水性石墨烯发热片的制备工艺中在形成石墨烯发热涂层与贴合绝缘覆膜的主要步骤中局部元件横切示意图。

附图标记:10、绝缘载膜;11、印刷面;20、银浆涂层;21、正电极线;22、负电极线;23、第一汇流条;24、第二汇流条;25、第一端点;26、第二端点;30、防水涂层;31、发热开口;40、绝缘覆膜;50、石墨烯发热涂层;60、粘合胶层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是作为理解本实用新型的发明构思一部分实施例,而不能代表全部的实施例,也不作唯一实施例的解释。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在理解本实用新型的发明构思前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围内。

需要说明,若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

为了更方便理解本实用新型的技术方案,以下将本实用新型的石墨烯发热片及其制备方法、银浆材料做进一步详细描述与解释,但不作为本实用新型限定的保护范围。

图1绘示本实用新型第一较佳实施例的一种防水性石墨烯发热片的局部底视示意图;图2绘示该石墨烯发热片的局部顶视示意图;图3绘示该石墨烯发热片沿汇流条长度平行方向横向剖切正电极线与负电极线的局部剖切示意图;图4绘示该石墨烯发热片沿正电极线长度方向的局部剖切示意图;参照图1至图4,本实用新型第一较佳实施例提出一种防水性石墨烯发热片,包括:绝缘载膜10、银浆涂层20、防水涂层30、绝缘覆膜40和石墨烯发热涂层50,本实施例的其中一个重要特点是在所述防水涂层30的特定图形保护下,所述石墨烯发热涂层50能够选择性印刷形成于所述绝缘载膜10上或是印刷形成于所述绝缘覆膜40上。

所述绝缘载膜10具有印刷面11;所述绝缘载膜10具体可为pet聚酯薄膜,颜色可为透明、白色或黑色,更具体是透明绝缘载膜,用于由反面观测所述银浆涂层20的位置是否印刷良好。所述绝缘载膜10的作用是提供印刷载体与产品表面保护。

一种具体但不限定的形态如图3与图4所示,所述银浆涂层20印刷形成于所述绝缘载膜10的所述印刷面11上,所述银浆涂层20包括不互相直接电连接的正电极图案与负电极图案,一种具体但不限定的形态如图1与图2所示,所述正电极图案一体形成有多个正电极线21与连接所述正电极线21的第一汇流条23,所述负电极图案一体形成有多个负电极线22与连接所述负电极线22的第二汇流条24,所述正电极线21与所述负电极线22为等距交错排列,所述正电极线21具有朝向所述第二汇流条24的第一端点25,所述负电极线22具有朝向所述第一汇流条23的第二端点26。通常所述第一端点25距离所述第二汇流条24的间隙以及所述第二端点26距离所述第一汇流条23的间隙皆小于所述正电极线21与相邻所述负电极线22等距相隔的距离。所述银浆涂层20具体是银浆印刷形成的导电线路,经过印刷与固化后成形,具有较优良的导电率与柔软防断裂的韧度。所述银浆涂层20的作用是提供发热片产品电能转化热能的电传导路径。

可参阅图4,所述防水涂层30印刷形成于所述绝缘载膜10的所述印刷面11上,所述防水涂层30覆盖所述第一汇流条23与所述第二汇流条24,所述防水涂层30具有发热开口31,显露出所述正电极线21与所述负电极线22;所述防水涂层30的一种具体材质可以是乙烯树脂。所述防水涂层30的作用主要有二,一是制程中形成所述石墨烯发热涂层50之前绝缘保护所述银浆涂层20的所述第一汇流条23与所述第二汇流条24,二是在产品使用上能增强所述防水性石墨烯发热片的侧边防水效果,提供产品的整体防水性能,使发热片产品泡水不损坏。

所述绝缘覆膜40贴合于所述绝缘载膜10的所述印刷面11上;所述绝缘覆膜40的作用是用来覆盖所述绝缘载膜10上印刷后外露的石墨烯材料与银浆材料,所述绝缘覆膜40配合所述绝缘载膜10与所述防水涂层30将所述银浆涂层20与所述石墨烯发热涂层50防水密封住。所述绝缘覆膜40的一种具体材质也可以是如所述绝缘载膜10这般的透明pet聚酯。在一示例中,可利用粘合胶层60实现所述绝缘覆膜40对所述防水涂层30、所述石墨烯发热涂层50与所述绝缘载膜10的贴合;在变化示例中,也可以利用所述绝缘覆膜40本身的热压粘合,贴合至所述防水涂层30、所述石墨烯发热涂层50与所述绝缘载膜10的外露表面。

所述石墨烯发热涂层50选择性印刷形成于所述绝缘载膜10的所述印刷面11上或是所述绝缘覆膜40的贴合面上,所述石墨烯发热涂层50透过所述发热开口31连续覆盖所述正电极线21、所述负电极线22与在所述正电极线21与所述负电极线22之间的间隔部位,如图3所示;通常但不限定地所述间隔部位是所述绝缘载膜10的印刷面11中位于所述第一汇流条23与所述第二汇流条24之间并且显露于所述正电极线21与所述负电极线22的薄膜部位;其中所述绝缘覆膜40覆盖所述石墨烯发热涂层50、所述防水涂层30在所述石墨烯发热涂层50覆盖区域外的其余部位。所述石墨烯发热涂层50的作用是提供发热片产品电能转化热能过程中在正负电极之间的电阻发热材料。

通过上述技术方案,本实施例其中一个技术效果是石墨烯发热片产品能连同衣物一起放入洗衣机内进行清洗而发热功能不受损。

本实施例的实施原理为:利用印刷形成于所述绝缘载膜10上的所述防水涂层30,增强了石墨烯发热片的侧边防水效能,同时绝缘保护了所述第一汇流条23与所述第二汇流条24,防止所述石墨烯发热涂层50意外接触到所述第一汇流条23与所述第二汇流条24,并利用所述防水涂层30的发热开口31,所述石墨烯发热涂层50透过所述发热开口31连续覆盖所述正电极线21、所述负电极线22与在所述正电极线21与所述负电极线22之间的间隔部位,确保了在所述发热开口31内正常而均匀的发热,不仅能提高石墨烯发热片的侧缘防水性能,也增加了所述石墨烯发热涂层50的安装裕度,故能增加石墨烯发热片的良品产率与产品耐用度。

关于发热开口的一种具体但不限定的尺寸设计,在一较佳示例中,请参阅图1、图2与图4,所述发热开口31的宽度略小于所述第一汇流条23与所述第二汇流条24之间的间隙,以使所述防水涂层30实质遮盖所述第一汇流条23与所述第二汇流条24并使所述正电极线21的第一端点25与所述负电极线22的第二端点26显露于所述发热开口31内。利用所述发热开口31的尺寸较大限定,所述防水涂层30的所述发热开口31显露出所述正电极线21与所述负电极线22的端点,增加所述石墨烯发热涂层50对所述正电极线21与所述负电极线22的接触长度比,并完全绝缘覆盖所述第一汇流条23与所述第二汇流条24的外露表面,达到所述石墨烯发热涂层50与所述正电极线21/所述负电极线22两者良好的电接触。

关于石墨烯发热涂层的一种具体但不限定的尺寸设计,在一较佳示例中,所述石墨烯发热涂层50的覆盖面积大于所述发热开口31的开口尺寸;因此,利用所述石墨烯发热涂层50的覆盖面积大于所述发热开口31的开口尺寸,保证所述石墨烯发热涂层50能有更大的安装裕度达到完全覆盖住所述发热开口31,所述发热开口31内不会形成缺少石墨烯发热涂材料的空白区。优选地,所述石墨烯发热涂层50的两侧边局部叠合于所述第一汇流条23与所述第二汇流条24上,利用所述石墨烯发热涂层的两侧边局部叠合于汇流条上,由汇流条外露于所述石墨烯发热涂层的其余金属面可方便观测所述石墨烯发热涂层与所述银浆涂层的两者图形对位关系。或者,如图8所示,在一变化示例中,所述石墨烯发热涂层50位于所述发热开口31内。因此,利用所述石墨烯发热涂层50位于所述发热开口31内,进一步减少石墨烯发热片的厚度。

关于石墨烯发热涂层覆盖产生的发热区为可定义特性,在一较佳示例中,所述石墨烯发热涂层50覆盖于所述正电极线21与所述负电极线22的发热区宽度取决于所述正电极线21与所述负电极线22的单元延伸长度与所述发热开口31的宽度两者中的较小者。如图4所示,所述石墨烯发热涂层50覆盖于所述正电极线21与所述负电极线22的发热区宽度取决于所述正电极线21与所述负电极线22的第一单元延伸长度,其中所述第一单元延伸长度是小于所述发热开口31的宽度;如图7所示,所述石墨烯发热涂层50覆盖于所述正电极线21与所述负电极线22的发热区宽度取决于所述发热开口31的宽度,其中所述发热开口31的宽度是小于所述正电极线21与所述负电极线22的第二单元延伸长度。因此,利用所述正电极线21与所述负电极线22的单元延伸长度与所述发热开口31的宽度两者中的较小者决定所述石墨烯发热涂层50覆盖于所述正电极线21与所述负电极线22的发热区宽度,以所述发热开口31的宽度变化重新设计已定义发热区的石墨烯发热片。在产业的具体应用上,所述正电极线21与所述负电极线22的单元延伸长度可为公版设计,所述发热开口31的尺寸可为客制化设计。

关于正电极线与负电极线的一种具体形态,在一较佳示例中,优选地,相邻的所述正电极线21与所述负电极线22的线路间隙介于0.4~1.2cm;优选地,所述正电极线21与所述负电极线22的排列方式为直线或波浪状间隔交错。线路间隙的小尺寸范围可以在所述石墨烯发热涂层50的覆盖区内划分出多个小模块的发热区,实现低电压小面积模块的发热。因此,利用直线状间隔交错的所述正电极线21与所述负电极线22,能够准确定义所述石墨烯发热涂层50的区块电阻值;或者,利用波浪状间隔交错的所述正电极线21与所述负电极线22,能够增加所述正电极线21与所述负电极线22耐弯折的防断裂韧度。特别注意的是,在此所称的“间隔交错”明显不是所述正电极线21与所述负电极线22的交叉互连,而是指所述正电极线21与所述负电极线22的交替配置并使其两者不直接地互相连接,所述正电极线21与相邻所述正电极线21之间应当间隔一条或一组负电极线22于其中,所述正电极线21的定义是一条电极线,也可以是多条电极线构成的一组的正电极线。

关于石墨烯发热片的产品特性与所述银浆涂层的线路形态与材料选用,在一较佳示例中,所述防水性石墨烯发热片具有耐水洗特性,并且所述正电极线21与所述负电极线22的单元线宽小于所述第一汇流条23与所述第二汇流条24的单元条宽度并具有耐搓揉防止线路断裂的特性;优选地,所述银浆涂层20使用的银浆材料的组成按重量比包括:球型银粉8~20%,其粒径为2.5~6μm;片状银粉40~60%,其粒径为3~6μm;纳米银粉5~12%,其粒径为18~60nm;有机载体采用乙烯树脂15~25%,其粒径为0.9~1.5μm;dbe溶剂5~15%;氧化物添加剂0.1~1%,其平均粒径为0.4~1.0μm。因此,利用所述防水性石墨烯发热片具有耐水洗特性,使石墨烯发热片可作为衣物内衬夹层的用途。优选地,利用所述银浆涂层20使用的银浆材料的特定组成,实现由所述银浆涂层形成且相对于汇流条更细的正电极线21与负电极线22具有耐曲折防断裂的柔软特性。

关于石墨烯发热片的各组成物厚度与总厚度的可行具体范围,在一较佳示例中,所述绝缘载膜的聚酯膜厚度介于0.025~0.1mm,更优选是0.038~0.05mm;所述绝缘覆膜的聚酯膜厚度小于所述绝缘载膜的聚酯膜厚度,优选是0.025~0.038mm;所述银浆涂层的银浆涂刷厚度介于4~12μm;所述石墨烯发热涂层的涂刷厚度介于4~12μm;所述石墨烯发热片的总膜厚介于0.08~0.4mm。因此,利用各膜层的厚度范围限定,包括特定聚酯膜厚度范围、银浆涂层与石墨烯发热涂层的涂刷厚度范围与所述石墨烯发热片的总膜厚范围,使得所述石墨烯发热片具有足够薄的结构,更容易贴附人体或夹设于衣物内衬中。

图5绘示本实用新型第二较佳实施例的另一种防水性石墨烯发热片的局部底视示意图;图6绘示该石墨烯发热片的局部顶视示意图;图7绘示绘示该石墨烯发热片沿正电极线长度方向的局部剖切示意图;参照图5至图7,本实用新型第二较佳实施例提出一种防水性石墨烯发热片,包括:绝缘载膜10、银浆涂层20、防水涂层30、绝缘覆膜40和石墨烯发热涂层50。

所述绝缘载膜10具有印刷面11;所述银浆涂层20印刷形成于所述绝缘载膜10的所述印刷面11上,所述银浆涂层20包括不互相直接电连接的正电极图案与负电极图案,所述正电极图案一体形成有多个正电极线21与连接所述正电极线21的第一汇流条23,所述负电极图案一体形成有多个负电极线22与连接所述负电极线22的第二汇流条24,所述正电极线21与所述负电极线22为等距交错排列,所述正电极线21具有朝向所述第二汇流条24的第一端点25,所述负电极线22具有朝向所述第一汇流条23的第二端点26。所述防水涂层30印刷形成于所述绝缘载膜10的所述印刷面11上,所述防水涂层30覆盖所述第一汇流条23与所述第二汇流条24,所述防水涂层30具有发热开口31,显露出所述正电极线21与所述负电极线22。所述绝缘覆膜40贴合于所述绝缘载膜10的所述印刷面11上。所述石墨烯发热涂层50选择性印刷形成于所述绝缘载膜10的所述印刷面11上或是所述绝缘覆膜40的贴合面上,所述石墨烯发热涂层50透过所述发热开口31连续覆盖所述正电极线21、所述负电极线22与在所述正电极线21与所述负电极线22之间的间隔部位,其中所述绝缘覆膜40覆盖所述石墨烯发热涂层50、所述防水涂层30在所述石墨烯发热涂层50覆盖区域外的其余部位。

关于发热开口的另一种具体但不限定的尺寸设计,在一较佳示例中,所述发热开口31的宽度略小于所述正电极线21与所述负电极线22的单元延伸长度,以使所述防水涂层30实质遮盖所述第一汇流条23、所述第二汇流条24、所述正电极线21的第一端点25与所述负电极线22的的第二端点26。因此,利用所述发热开口31的尺寸较小限定,所述防水涂层30实质遮盖所述正电极线21与所述负电极线22的无连接端点,在石墨烯发热片的制程中固定所述正电极线21与所述负电极线22的无连接端点,所述正电极线21与所述负电极线22的端点能更稳固地不致偏移或歪斜。

关于所述正电极图案与所述负电极图案的一种引出电极结构,在一较佳示例中,所述正电极图案还包括引出正电极,一体连接至所述第一汇流条且显露于所述绝缘覆膜,所述负电极图案还包括引出负电极,一体连接至所述第二汇流条且显露于所述绝缘覆膜。因此,利用所述引出正电极与所述引出负电极,实现正负电极在膜片一侧的引出,所述石墨烯发热涂层50能够完全被密封。关于所述正电极图案与所述负电极图案的一种引出连接方式,在一较佳示例中,所述引出正电极与所述引出负电极具有铆接孔结构;优选地,每一个的所述引出正电极与所述引出负电极各具有两个或两个以上的铆接孔27。可通过专用设备和专用模具提前制备所述铆接孔。因此,利用铆接孔结构的所述引出正电极与所述引出负电极,实现一种所述石墨烯发热片的防水性外部电连接;优选地,每一个引出电极开设有两个或两个以上的铆接孔27,可以增加外部电连接的稳固力,具有较佳铆接性,防止一个铆接孔27不良引起需连问题发生,防止因虚联引起发热过程中铆接位置异常发热甚至烧损,复式铆接孔设计可有效规避上述问题,当一个铆接端子出问题时另外一个铆接端子依然可以满足需求。之后可采用转接式焊接方式,通过连接所述铆接孔27并引出到聚酯薄膜外面的导电结构进行焊接作业。

关于所述正电极图案与所述负电极图案的另一种引出连接方式,在一较佳示例中,所述引出正电极与所述引出负电极以acf导电胶(异方性导电胶)连接至软性电路板(fpc)。acf导电胶作为粘结剂,以脉冲热压方式进行工艺粘合,另以软性电路板作为转接用外接材料,在高强度粘合下即形成了可进行焊接加工的耐高温焊接引线。因此,利用acf导电胶连接所述引出正电极与所述引出负电极至所述软性电路板,实现另一种所述石墨烯发热片的防水性外部电连接,使得所述石墨烯发热片与其连接的软性电路板都能曲折。此外,acf导电胶包含胶合成树脂与等球径的导电粒子,导电粒子的粒径具体约为20±2μm。acf导电胶具体可采用3m7303导电胶。

图9绘示本实用新型的一种防水性石墨烯发热片的制备工艺的流程图;图10a至图10e绘示本实用新型第四较佳实施例的一种防水性石墨烯发热片的制备工艺中各主要步骤的局部元件横切示意图。本实用新型的第四较佳实施例提出一种防水性石墨烯发热片的制备方法,包括下列步骤:

参阅图9的步骤s1与图10a,提供绝缘载膜10,所述绝缘载膜10具有印刷面11;

参阅图9的步骤s2与图10b,在所述绝缘载膜10的所述印刷面11上印刷形成银浆涂层20,所述银浆涂层20包括不互相直接电连接的正电极图案与负电极图案,所述正电极图案一体形成有多个正电极线21与连接所述正电极线21的第一汇流条23,所述负电极图案一体形成有多个负电极线与连接所述负电极线的第二汇流条24,所述正电极线21与所述负电极线为等距交错排列;

参阅图9的步骤s3与图10c,在所述绝缘载膜10的所述印刷面11上印刷形成防水涂层30,所述防水涂层30覆盖所述第一汇流条23与所述第二汇流条24,所述防水涂层30具有发热开口31,显露出所述正电极线21与所述负电极线;

参阅图9的步骤s4与图10d,在所述绝缘载膜10的所述印刷面11上或是在绝缘覆膜的贴合面上印刷形成石墨烯发热涂层50;在本示例中,所述石墨烯发热涂层50形成在所述绝缘载膜10的所述印刷面11上;在不同示例中,如图11a所示,所述石墨烯发热涂层50也可以形成在绝缘覆膜40的贴合面上;

参阅图9的步骤s4与图10e,在所述绝缘载膜10的所述印刷面11上贴合所述绝缘覆膜40,所述石墨烯发热涂层50透过所述发热开口31连续覆盖所述正电极线21、所述负电极线与在所述正电极线21与所述负电极线之间的间隔部位;其中所述绝缘覆膜40覆盖所述石墨烯发热涂层50、所述防水涂层30在所述石墨烯发热涂层50覆盖区域外的其余部位。在本示例中,所述石墨烯发热涂层50在贴合前已经覆盖所述正电极线21;在不同示例中,如图11b所示,所述石墨烯发热涂层50在贴合过程同时覆盖所述正电极线21。

本实施例的技术效果包括但不限定于,一种防水性石墨烯发热片能够在较大石墨烯膜层的安装裕度下被制造得到,并避免产品在正负电极线的端点处产生低电阻区的异常发热。

具体地,以上主要步骤s1至s5都是实施在一薄膜母片上,将多个对应产品薄膜形状的单元区整合一起,待印刷与贴合工艺完成后再裁切出所需要的单体形状。

在一较佳示例中,所述发热开口31的宽度略小于所述第一汇流条23与所述第二汇流条24之间的间隙,以使所述防水涂层30实质遮盖所述第一汇流条23与所述第二汇流条24并使所述正电极线21与所述负电极线的端点显露于所述发热开口31内;或者,所述发热开口31的宽度略小于所述正电极线21与所述负电极线的单元延伸长度,以使所述防水涂层30实质遮盖所述第一汇流条23、所述第二汇流条以及所述正电极线21与所述负电极线的端点。

在一较佳示例中,所述防水性石墨烯发热片具有耐水洗特性,并且所述正电极线21与所述负电极线的单元线宽小于所述第一汇流条23与所述第二汇流条24的单元条宽度并具有耐搓揉防止线路断裂的特性;优选地,所述银浆涂层使用的银浆材料的组成按重量比包括:球型银粉8~20%,其粒径为2.5~6μm;片状银粉40~60%,其粒径为3~6μm;纳米银粉5~12%,其粒径为18~60nm;有机载体采用乙烯树脂15~25%,其粒径为0.9~1.5μm;dbe溶剂5~15%;氧化物添加剂0.1~1%,其平均粒径为0.4~1.0μm;优选地,所述绝缘载膜的聚酯膜厚度介于0.025~0.1mm,更优选是0.038~0.05mm;所述绝缘覆膜的聚酯膜厚度小于所述绝缘载膜的聚酯膜厚度,优选是0.025~0.038mm;所述银浆涂层的银浆涂刷厚度介于4~12μm;所述石墨烯发热涂层的涂刷厚度介于4~12μm;所述石墨烯发热片的总膜厚介于0.08~0.4mm。

本实用新型在以上实施例提供的石墨烯发热片进行洗衣机水洗模拟测试;实验条件包括:1.测试方法:洗衣机持续水洗测试100h;2.洗衣机规格:滚筒时洗衣机/波轮式洗衣机;3.添加材料:洗衣粉/洗衣液。实验方法包括:1.将样品放在测试用洗衣机内,洗衣机开关打到强劲模式,时间设定在100小时;2.洗衣机内模拟正常洗衣流程加入洗衣粉/洗衣液;3.测试过程中不停机进行持续测试直至100h。经过试验,实施例提供的石墨烯发热片得到以下几个试验结果:1.断/短路测试情况为实验前后无断/短路、2.接触阻抗变化情况为实验前后皆50ω无变化、3.石墨烯油墨表面在实验前后无脱落。

本实用新型实施例提供的石墨烯发热片进行附着力测试;使用工具:3m600胶带;2.判定方法:将经烘烤过的石墨烯发热片平放于灯桌上,取胶带10cm左右贴于印刷面上,1分钟后以45˚角度将3m600胶带撕起,观察是否有油墨脱落现象。经过试验,实施例提供的石墨烯发热片无油墨脱落。

本具体实施方式的实施例均作为方便理解或实施本实用新型技术方案的较佳实施例,并非依此限制本实用新型的保护范围,凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化,均应被涵盖于本实用新型的请求保护范围内。

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