专利名称：碳纤维电热絮片及其保暖服装的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用碳纤维絮层为发热材料的电暖制品。它广泛地应用于服装、居室、车辆及其他等方面。
做为民用电热毯的市售产品是将外涂漆膜或塑料膜的电热材料-金属导线，缝制在织物中，外加电压一般为220伏，其导线电阻约为400-1000欧姆，电流0.2-0.5安培范围内。通电后，导线放热而起加热作用，一般用做电热褥铺在床上使用。但经较长期使用后，漆膜易碎掉，导线易折断，塑料外膜易老化而使织物中导线断开或短路，造成产品失效或打火引起火灾。又由于使用220伏电源，易造成人体伤害，为了保证安全，市售产品只在允许有轻微弯曲的产品中使用。
本发明的目的在于避免上述缺欠而提供一种安全可靠、寿命长，可用于较大弯曲场合的，以碳纤维絮片为发热材料的电热絮片及其保暖服装。
本发明可以用如下方法实现，电热絮片及其保暖服装制品的发热材料采用碳纤维制造，碳纤维制品仅以上衣为例，见附图
。将碳纤维制成絮片(1)，在适当部位选取两电极端(2)，加以低电压构成回路，碳纤维电热絮片可以多片连接，如制品的上衣后片(3)、前片(4)，通电使碳纤维产生热量，用以保暖，絮片可按所需絮铺成各种形状，并被缝制在织物相应处即可。
碳纤维电热絮片由无数细小单根纤维构成，单根纤维直径在5-35微米左右，长度在20-80毫米左右，在絮片中为无规则排列，单根纤维比电阻为6×10-3欧姆·厘米-1。絮片整体的导电和发热，是每一根纤维的电、热效应贡献的总和。絮片的电阻受单根纤维及纤维间电阻大小的共同影响，但主要是以单根纤维电阻为主，所以总电阻R总近似地看作为无数根(n根)单纤维电阻Ri的并联结果，其规律符合下式1R总=1R1+1R2+1R3+……+1Rn=Σi =1∞1Ri]]>这样，在外加电压V下，功率就可以用欧姆公式求得W=V2R总]]>发热量用常用电功公式来估算Q＝0.24IVt本发明选R总范围为5-60欧姆;电压V范围为6-36伏;功率一般为4-50瓦，其具体数值由需要或周围环境情况来确定。
由于总电流I总和各根碳纤维的分电流Ii有如下关系I总＝I1＋I2＋I3＋……In=Σi = 1∞Ii]]>所以总电流在0.5-1安培时，每一根纤维上的电流是极为微弱的。
碳纤维电热絮片规格可采用80-200克/米2，将絮片外用织物包复，为使纤维相互间在长期使用条件下不滑移而影响电阻值，絮片用札线固定，然后将絮片固定在制品上，也可以直接将碳纤维絮铺在制品上用札线固定。选定的絮片两端用细铜线制成电极，絮片和絮片之间可以并联，也可以串联。电压可以是直流也可以是交流。现有碳纤维产品大量被使用在军工上，性能要求很高，标准严格，因而价格就高，难以用于民用产品，本发明所用碳纤维电热絮片使用一般性能的碳纤维就可以，要求不高，不严格。在具体操作时，应在电极固定后首先对絮片进行电阻测定，再根据环境条件、电源情况确定最好的组合和最好的电暖效果。
本发明相比现有技术具有以下优点所用碳纤维其性能是优良的，抗张强度为4-6×108帕，模量为30-40×109帕，强度很高，比重小d＝1.57，与棉纤维比重d＝1.55左右，十分相近，由于重量很轻，直径很细，所以制品柔软、疏松程度和耐用性优于其他絮棉制品，且碳纤维隔热、保温本身就是很好的保暖材料。碳纤维本身特性决定了它又是一种极优良的阻燃、抗静电材料，不会由于电火花引起火灾。碳纤维为化学惰性，耐酸、碱、溶剂，可用洗衣机洗涤。除做服装、居室、车辆、野外固定地点工作等用品外，尚适合做特殊用途的劳保、功能服装。本发明加热保暖性能好，简便易行，使用方便，安全可靠，成本较低。
本发明附图为碳纤维絮片制作的保暖服装示意图，图面说明如下1-碳纤维絮片，2-电极，3-上衣后片，4-上衣前片。
本发明实施例如下以制作上衣制品为例，见附图。在上衣后片(3)上札制有用织物包复的碳纤维絮片(1)，面积300×350毫米，絮片重约150克/米2，电极线用细铜线制作。实测电阻24欧姆，前片(4)共二片，每片220×250毫米，每片电阻为12欧姆，三片絮片用串接方式。外接电源36伏，电极(2)为细铜线，线外层应附有绝缘包皮，实测总功率27瓦左右。接通电源1-4分钟后，絮片表面温度达到25-31℃，穿在身上有温暖舒适的感觉。
权利要求
1.一种电暖材料絮片及其保暖服装，由电源、织物、电阻材料构成，其特征在于电阻加热材料使用碳纤维絮片制成，絮片絮铺标准为80--200克/米2，碳纤维单丝直径5--35微米，外加电压6--36伏，絮片电阻5--60欧姆，絮片按需要确定长、宽、厚度，各絮片可串联或并联连接，电源可为直流或交流。
2.如权利要求1所述之碳纤维电热絮片及其保暖服装，其特征在于所制保暖服装的上衣后片(3)碳纤维絮片面积300×350毫米，电阻24欧姆，前片衣片(4)碳纤维电热絮片面积220×250毫米，每片电阻12欧姆，絮片重150克/米2三片絮片采用串联方式，外接直流电源36伏，实测功率27瓦。
全文摘要
本发明为一种碳纤维电热絮片及其保暖服装。采用碳纤维做电阻加热材料，用交流或直流低电压为电源，功率为4—50瓦。用本发明制做碳纤维絮片及其保暖服装制品，絮片制作容易，可根据需要自行设计形状及保暖要求，简便易行，使用方便，安全可靠，成本较低。由于本产品强度高、柔软、疏松、耐弯曲，而且具有抗静电、阻燃、耐酸碱等性能，所以保暖效果好，适用性强。可做服装、居室、车辆、野外固定地点工作等产品，还适合制作功能、劳保服装。
文档编号H05B3/34GK1109257SQ9410282
公开日1995年9月27日 申请日期1994年3月23日 优先权日1994年3月23日
发明者李小宁, 朱本松, 关雅丽 申请人:北京服装学院