碳晶电热纸、采用该电热纸的复合纸的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种碳晶电热纸，其以透气性纸张为载体，在透气性纸张的一侧印制有由碳素晶体材料与油墨混合制成的碳墨发热层，在碳墨发热层上还设置有用于形成电热纸电极的金属载流条；在透气性纸张上还设有与碳墨发热层面积相适配的胶合层。本实用新型还公开了一种碳晶复合纸，包括第一基材、碳晶电热纸和第二基材，经“两次印刷并烘干、热压复合、分切”工序后直接形成具有一定强度和厚度的碳晶发热纸板，该纸板可用于墙暖、地暖等领域上，具有成本低、生产效率高的优点，由于碳晶电热纸与上下两侧的第一、二基材均为同一种材料，具有良好的相容性，该材料具有良好的抗高温性能，反复高温加热不变形，因此具有结构牢固，安全可靠的优势。
【专利说明】
碳晶电热纸、采用该电热纸的复合纸
技术领域
[0001]本实用新型属于电发热体设备领域，尤其涉及一种以透气性纸张为载体的碳晶电热纸，以及采用上述电热纸的复合纸。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，传统的地暖、墙暖等供暖设备慢慢被碳素材料电热膜和碳纤维电热纸取代。然而，就现有的碳素材料电热膜而言，其尚存在以下一些问题:①电热膜的外部保护层是后期通过粘附加工上去的，由于保护层的材料与电热膜材料的不同，容易发生压复不实、错位的情况，导致电流泄露，升高了故障率;②电热膜膜片叠加时会因局部温度过高而出现故障，存在重大的安全隐患;③电热膜上的金属载流条和碳晶发热体交接的部位容易产生电火花;④电能转化率还有待进一步提高。
[0003]如中国专利申请号为201310312273.5公开了一种碳纤维复合电热纸及其制备方法，其由下列重量份的原料制成:碳纤维30-40、木浆100-120、乙烯基三乙氧基硅烷3-4、纳米铁粉3-4、聚醋酸乙烯乳液2-3、碳酸钠1-2、海泡石粉3-4、蛭石粉2-3、氯化锌1-2、硼酸1-
2、过硫酸钠1-2、菜籽油1-2、花生壳粉1-2、改性云母粉3-4。虽然上述专利与传统的碳纤维复合电热纸相比，通过添加纳米铁粉，增加其导电性与稳定性，改善了现有碳纤维纸普遍存在的电阻不均匀，碳纤维在纸中分散不均匀，导致发热不均匀的问题，但是其研发的焦点在于对纸浆原料进行彻底改进，因而会存在制造成本过高、生产效率低等问题。
[0004]
【申请人】是一家专门从事装饰纸研发与制造企业，在研发将碳晶发热体引入到装饰纸及装饰板时发现:相对于碳纤维电热纸，碳素材料电热膜以成本低、生产效率高的优点受到广大厂商的青睐，因而当前市场上普遍存在的碳晶发热体大多上就是以膜为载体的碳晶电热膜，但是在将电热膜与装饰纸相结合形成墙板或者地板时研发人员发现，由于电热膜与装饰纸的材质不同，两者在高温下极易发生脱离，不仅影响消费者的正常使用，而且留下很大的安全隐患。
[0005]鉴于此，如何设计一款适用于装饰纸或装饰板的碳晶电热体，以满足人们对于结构稳定、安全可靠和成本低廉的需求，已成为本领域普通技术人员亟待解决的问题。
【实用新型内容】
[0006]为克服上述问题，本实用新型的目的之一是提供一种新型碳晶电热体，即以纸为载体的碳晶电热纸，解决现有电热膜与装饰纸在高温下极易分离，影响产品使用寿命的问题，同时降低了生产成本。
[0007]本实用新型的目的之二是提供一种碳晶复合纸，解决现有产品结合不牢固，可靠性不强，存在严重安全隐患的问题。
[0008]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0009]—种碳晶电热纸，其以透气性纸张为载体，在透气性纸张的一侧印制有由碳素晶体材料与油墨混合制成的碳墨发热层，在碳墨发热层上还设置有用于形成电热纸电极的金属载流条。所述透气性纸张上还设有与碳墨发热层相适配的胶合层。此外，将胶合层的面积与碳墨发热层的面积设置为相等，经反复试验，该面积比例适合与复合纸的上下基材充分胶合，保证胶合部经过加热后不分离。即使在制备过程中不浸胶而仅仅经热压机复合，也可以保证电热纸与上下基材之间的结合。当然，设计时也可依据胶合力的大小调节胶合层的面积，不限于面积相等的情况。
[0010]作为本实用新型的一种【具体实施方式】，胶合层和碳墨发热层呈长条形，并且在透气性纸张上间隔布置有多组。
[0011]作为本实用新型的一种实施方式，上述透气性纸张由三聚氰胺材料制成，当然其还可以选用其他耐高温型材料，并不受上述具体材料限制。上述金属载流条由铜浆或银浆制得。
[0012]作为碳晶电热复合纸这一主题，其包括从上往下依次叠合的第一基材、上述碳晶电热纸和第二基材。在第一基材和碳晶电热纸之间设有第一胶合部，碳晶电热纸和第二基材之间设有第二胶合部。优选的，第一胶合部和第二胶合部由三聚氰胺胶经热压生成。作为本实用新型的进一步改进，第一基材和第二基材由一张或若干张三聚氰胺纸通过热压机复合而成。如此设置的目的在于，通过所需复合纸的尺寸选定第一基材和第二基材相应的张数。优选的，第一基材、第二基材以及碳晶电热纸的材料相同。
[0013]作为碳晶电热复合纸的制备方法这一主题，其包括如下步骤:
[0014]①首先将透气性纸张安装在印刷机上，接着将碳晶粉料与油墨的混合料、金属浆液分别装设在两组印刷机的指定墨槽内；然后启动两组印刷机，设定印刷机转速、版辊张力及烘干温度后完成调试。
[0015]②通过第一组印刷机在透气性纸张上印刷碳墨发热层，接着经第一组干燥机对碳墨进行烘干处理。
[0016]③通过第二组印刷机在透气性纸张上印刷金属载流条，接着用第二组干燥机烘干金属载流条，即得前述碳晶电热纸。
[0017]④将预设好的第二基材，碳晶电热纸，以及第一基材依次叠放在一起，并通过输送带运至热压机的指定位置进行热压复合。
[0018]为了将两次印刷完成的一大张碳晶电热纸按照预设大小进行裁切，在步骤③之后还包括对碳晶电热纸进行分切步骤。分切时根据印刷过程中在电热纸边缘留下的套色标记进行精密裁切，可有效防止因裁切不到位而损坏电热纸上的碳路和电路。
[0019]当碳墨发热层的面积与胶合层的面积相等时，可无需浸胶工序，而是如上述所说在两次印刷完成后直接将碳晶电热纸置于热压机上复合成型。但是对于预设时碳墨发热层的面积明显大于胶合层面积的时候，还需要进一步增大第一基材、碳晶电热纸和第二基材的结合力，因此在分切步骤之前还包括将上述碳晶电热纸浸入三聚氰胺胶中，以及干燥处理的步骤。具体操作时按以下工序进行:调试准备—两次印刷—浸胶—分切—热压复合。其中，印刷时墨槽中的碳晶粉料与油墨的混合料、金属浆液皆为常温状态，第一、二组干燥机为热风干燥机，印刷机开机速度最高可达200m/min。在浸胶环节中版辊张力不宜过大，以防止过度拉伸。
[0020]在热压复合之后还可以根据预设大小在长度方向上进一步裁切。
[0021]本实用新型与现有技术相比，其优点在于:
[0022]本实用新型中碳晶电热纸独创的以透气性纸张为载体，在透气性纸张上先后印刷碳墨发热层和金属载流条，接着在碳墨发热层的周围设置与碳墨发热层面积相当的胶合层，以保证碳晶发热纸与第一基材、第二基材之间的结合力。由于透气性纸张、第一基材和第二基材均为纸质材料，具有良好的相容性，大大的避免了高温环境下传统电热膜容易与第一基材、第二基材相分离的缺陷。其中，透气性纸张优选为三聚氰胺纸，可进一步提高碳晶电热纸的耐高温性和耐火性能。优选的，采用上述制备工艺，即“调试准备、两次印刷并烘干、浸胶并烘干、热压复合、分切”步骤，即可通过流水线作业实现一次性批量生产，极大提高了生产效率。另外值得一提的是，本实用新型的碳晶电热复合纸较之市面上任意一种供暖设备，都有显著的成本优势，且生产效率极高。
[0023]本实用新型提供了一种全新的碳晶电热复合纸，其以纸为载体，经“两次印刷并烘干、热压复合、分切”工序后直接形成具有一定强度和厚度的碳晶发热纸板，该纸板可用于墙暖、地暖等领域上，减少了后续装配等复杂的加工工序，具有成本低、生产效率高的优点。而且由于中间碳晶电热纸与上下两侧的第一、二基材均为同一种材料，具有良好的相容性，而该材料具有良好的抗高温性能，且反复高温加热不变形，物理性能稳定。本实用新型结构牢固，安全可靠，即使在高温环境下也能保证良好的结合力而不发生脱离。
[0024]以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型中碳晶电热纸的剖视图。
[0026]图2为本实用新型中碳晶电热纸的主视图。
[0027]图3为本实用新型中碳晶电热复合纸的剖视图。
[0028]图4为实施例3中碳晶电热复合纸的制备方法的流程图。
[0029]图5为实施例4中碳晶电热复合纸的制备方法的流程图。
[0030]图6为两次印刷并烘干步骤的装置示意图，其中箭头表示热风风向。
[0031]图7为浸胶并烘干步骤的装置示意图，其中箭头表示热风风向。
[0032]图中，101、第一基材；102、碳晶电热纸；103、第二基材；104、第一胶合部；105、第二胶合部；1、透气性纸张;2、碳墨发热层;3、金属载流条;4、胶合层;5、第一组印刷机;6、第一组干燥机;7、第二组印刷机;8、第二组干燥机;9、热风干燥箱;10、第一浸胶池；11、第二浸胶池。
【具体实施方式】
[0033]实施例1，
[0034]请参阅图1至2，一种碳晶电热纸102，其以透气性纸张I为载体，在透气性纸张I的一侧印制有由碳素晶体材料与油墨混合制成的碳墨发热层2，在碳墨发热层2上还设置有用于形成电热纸电极的金属载流条3，在透气性纸张上还设有与碳墨发热层2相适配的胶合层4。
[0035]其中，碳墨发热层2的面积与胶合层4的面积相等。碳墨发热层2和胶合层4均呈长条形，且在透气性纸张I上间隔布置有多组。透气性纸张I由三聚氰胺材料制成，金属载流条3由铜浆或银浆制得。
[0036]实施例2，
[0037]请参阅图3，一种碳晶电热复合纸，其包括实施例1所述的碳晶电热纸102，设置在碳晶电热纸上方的第一基材101，以及设置在碳晶电热纸下方的第二基材103。在第一基材101和碳晶电热纸102之间设有第一胶合部104，碳晶电热纸102和第二基材103之间设有第二胶合部105。
[0038]其中，第一基材101和第二基材103均由一张或若干张三聚氰胺纸通过热压机复合成型。第一胶合部104和第二胶合部105由三聚氰胺胶经热压生成。
[0039]实施例3，
[0040]请参阅图4，一种碳晶电热复合纸的制备方法，其包括调试准备、一次印刷并烘干、二次印刷并烘干、热压复合、分切的步骤。具体的，
[0041 ]①调试准备:首先将透气性纸张安装在印刷机版辊上，接着将常温的碳晶粉料与油墨的混合料、金属浆液分别装设在两组印刷机的指定墨槽内。其中，第一组印刷机用于印刷碳墨发热层，第二组印刷机用于印刷金属载流条。两组印刷机的开机速度设置成200m/min。接着将两组印刷机后端的干燥机升温至150?200°C，完成调试。
[0042]②一次印刷并烘干:通过第一组印刷机在透气性纸张上印刷碳墨发热层，接着经第一组干燥机对碳墨进行烘干处理，以尽快去除油墨中的水分。
[0043]③二次印刷并烘干:通过第二组印刷机在透气性纸张上印刷金属载流条，接着用第二组干燥机烘干金属载流条，同样尽快去除金属载流条上的水分，即得碳晶电热纸。
[0044]④热压复合:将预设好的第二基材，碳晶电热纸，以及第一基材依次叠放在一起，并通过输送带运至热压机的指定位置进行热压复合，热压机的压力要求为1600?2000t，热压温度为100?180°C。
[0045]⑤分切:将复合成型的碳晶复合纸按照规定的尺寸进行分切。
[0046]实施例4，
[0047]请参阅图5，一种碳晶电热复合纸的制备方法，其包括调试准备、一次印刷并烘干、二次印刷并烘干、浸胶并烘干、一次分切、热压复合、二次分切的步骤。其中，
[0048]①调试准备:首先将透气性纸张安装在印刷机版辊上，接着将碳晶粉料与油墨的混合料、金属浆液分别装设在两组印刷机的指定墨槽内。其中，第一组印刷机5用于印刷碳墨发热层，第二组印刷机7用于印刷金属载流条。两组印刷机的开机速度设置成200m/min，接着将两组印刷机后端的干燥机升温至150?200°C，然后将浸胶涂布机的开机速度设定为40?50m/min，最后对浸胶环节中干燥箱的温度进行设定，完成调试。
[0049]②一次印刷并烘干:通过第一组印刷机5在透气性纸张上印刷碳墨发热层，接着经第一组干燥机对碳墨进行烘干处理，以尽快去除油墨中的水分。优选的，第一组干燥机6左右布置有两台，印刷完碳墨发热层的透气性纸张I位于两台干燥机之间，透气性纸张I在版辊的牵引下自下而上运动，上述第一组干燥机6为热风式干燥机，其采用左右对吹的方式，其热风风向与透气性纸张I的运动方向相垂直，请参阅图6。
[0050]③二次印刷并烘干:通过第二组印刷机7在透气性纸张I上印刷金属载流条，接着用第二组干燥机8烘干金属载流条，同样尽快去除金属载流条上的水分，即得碳晶电热纸。优选的，第二组干燥机8左右布置有两台，印刷完金属载流条的透气性纸张I位于两台干燥机之间，透气性纸张在版辊的牵引下自下而上运动，上述第二组干燥机8为热风式干燥机，其采用左右对吹的方式，其热风风向与透气性纸张I的运动方向相垂直，具体的，左侧的干燥机向右吹出热风，右侧的干燥箱向左吹出热风，请参阅图6。
[0051]④浸胶并烘干:该工序可分四步进行，第一步将步骤③中的碳晶电热纸浸入由三聚氰胺胶、固化剂、渗透剂组成的混合溶液中，使得三聚氰胺胶可在极短时间内充分浸渍在碳晶电热纸中。第二步经热风干燥箱，通过热风的上下对吹，初步烘干碳晶电热纸上下两侧的水分。第三步将烘干后的碳晶电热纸浸入由三聚氰胺胶、固化剂、脱模剂组成的混合溶液中，防止三聚氰胺胶在后续热压复合中粘接在热压机的压板上。第四步经集成热风干燥箱，通过热风的上下对吹，进一步烘干碳晶电热纸上下两侧的水分。
[0052]请参阅图7，上述第二步、第四步的热风干燥箱9呈上下间隔布置，浸胶后的碳晶电热纸102位于中间位置，且在版辊牵引下向前运动，上部的热风干燥箱9向下吹出热风，下部的热风干燥箱9向上吹出热风，浸胶后的碳晶电热纸1 2在两股热风作用下悬浮在中间位置，具体的，第二步中热风干燥箱设置有三组，第四步中热风干燥箱设置有五组。
[0053]⑤一次分切:根据印刷过程中在电热纸边缘留下的套色标记进行精密裁切，可有效防止因裁切不到位而损坏电热纸上的碳路和电路。由于在浸胶过程中，碳晶电热纸难免会存在一定程度的拉伸，因此需要在热压复合前将电热纸进行一次裁切。
[0054]⑥热压复合:将预设好的第二基材，分切后的碳晶电热纸，以及第一基材依次叠放在一起，并通过输送带运至热压机的指定位置进行热压复合，热压机的压力要求为1600?2500t，热压温度为100?180°C。
[0055]⑦二次分切:将复合成型的碳晶复合纸按照规定的尺寸进行分切。
[0056]以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的范围进行限定，故在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，如改变碳墨发热层和金属载流条的印刷顺序等等，均应落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种碳晶电热纸，其特征在于:所述碳晶电热纸以透气性纸张为载体，在透气性纸张的一侧印制有由碳素晶体材料与油墨混合制成的碳墨发热层，在碳墨发热层上还设置有用于形成电热纸电极的金属载流条；所述透气性纸张上还设有与碳墨发热层相适配的胶合层。2.如权利要求1所述碳晶电热纸，其特征在于:所述碳墨发热层的面积与胶合层的面积相等。3.如权利要求1所述碳晶电热纸，其特征在于:所述透气性纸张由三聚氰胺材料制成；所述金属载流条由铜浆或银浆制得。4.如权利要求1至3任一项所述碳晶电热纸，其特征在于:所述碳墨发热层和胶合层均呈长条形，且在透气性纸张上间隔布置有多组。5.一种碳晶电热复合纸，其特征在于:其包括从上往下依次叠合的第一基材，如权利要求I至4任一项所述碳晶电热纸，以及第二基材;在第一基材和碳晶电热纸之间设有第一胶合部，碳晶电热纸和第二基材之间设有第二胶合部。6.如权利要求5所述碳晶电热复合纸，其特征在于:所述第一基材和第二基材均由一张或若干张三聚氰胺纸通过热压机复合成型。7.如权利要求5所述碳晶电热复合纸，其特征在于:所述第一胶合部和第二胶合部由三聚氰胺胶纸经热压生成。
【文档编号】H05B3/36GK205726475SQ201620668883
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】帅学克
【申请人】黄山金菱新材料有限公司