專利名稱：碳纖維電熱絮片及其保暖服裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用碳纖維絮層為發(fā)熱材料的電暖制品。它廣泛地應(yīng)用于服裝、居室、車輛及其他等方面。
做為民用電熱毯的市售產(chǎn)品是將外涂漆膜或塑料膜的電熱材料-金屬導(dǎo)線，縫制在織物中，外加電壓一般為220伏，其導(dǎo)線電阻約為400-1000歐姆，電流0.2-0.5安培范圍內(nèi)。通電后，導(dǎo)線放熱而起加熱作用，一般用做電熱褥鋪在床上使用。但經(jīng)較長期使用后，漆膜易碎掉，導(dǎo)線易折斷，塑料外膜易老化而使織物中導(dǎo)線斷開或短路，造成產(chǎn)品失效或打火引起火災(zāi)。又由于使用220伏電源，易造成人體傷害，為了保證安全，市售產(chǎn)品只在允許有輕微彎曲的產(chǎn)品中使用。
本發(fā)明的目的在于避免上述缺欠而提供一種安全可靠、壽命長，可用于較大彎曲場合的，以碳纖維絮片為發(fā)熱材料的電熱絮片及其保暖服裝。
本發(fā)明可以用如下方法實現(xiàn)，電熱絮片及其保暖服裝制品的發(fā)熱材料采用碳纖維制造，碳纖維制品僅以上衣為例，見附圖
。將碳纖維制成絮片(1)，在適當(dāng)部位選取兩電極端(2)，加以低電壓構(gòu)成回路，碳纖維電熱絮片可以多片連接，如制品的上衣后片(3)、前片(4)，通電使碳纖維產(chǎn)生熱量，用以保暖，絮片可按所需絮鋪成各種形狀，并被縫制在織物相應(yīng)處即可。
碳纖維電熱絮片由無數(shù)細小單根纖維構(gòu)成，單根纖維直徑在5-35微米左右，長度在20-80毫米左右，在絮片中為無規(guī)則排列，單根纖維比電阻為6×10-3歐姆·厘米-1。絮片整體的導(dǎo)電和發(fā)熱，是每一根纖維的電、熱效應(yīng)貢獻的總和。絮片的電阻受單根纖維及纖維間電阻大小的共同影響，但主要是以單根纖維電阻為主，所以總電阻R總近似地看作為無數(shù)根(n根)單纖維電阻Ri的并聯(lián)結(jié)果，其規(guī)律符合下式1R總=1R1+1R2+1R3+……+1Rn=Σi =1∞1Ri]]>這樣，在外加電壓V下，功率就可以用歐姆公式求得W=V2R總]]>發(fā)熱量用常用電功公式來估算Q＝0.24IVt本發(fā)明選R總范圍為5-60歐姆;電壓V范圍為6-36伏;功率一般為4-50瓦，其具體數(shù)值由需要或周圍環(huán)境情況來確定。
由于總電流I總和各根碳纖維的分電流Ii有如下關(guān)系I總＝I1＋I2＋I3＋……In=Σi = 1∞Ii]]>所以總電流在0.5-1安培時，每一根纖維上的電流是極為微弱的。
碳纖維電熱絮片規(guī)格可采用80-200克/米2，將絮片外用織物包復(fù)，為使纖維相互間在長期使用條件下不滑移而影響電阻值，絮片用札線固定，然后將絮片固定在制品上，也可以直接將碳纖維絮鋪在制品上用札線固定。選定的絮片兩端用細銅線制成電極，絮片和絮片之間可以并聯(lián)，也可以串聯(lián)。電壓可以是直流也可以是交流?，F(xiàn)有碳纖維產(chǎn)品大量被使用在軍工上，性能要求很高，標(biāo)準(zhǔn)嚴格，因而價格就高，難以用于民用產(chǎn)品，本發(fā)明所用碳纖維電熱絮片使用一般性能的碳纖維就可以，要求不高，不嚴格。在具體操作時，應(yīng)在電極固定后首先對絮片進行電阻測定，再根據(jù)環(huán)境條件、電源情況確定最好的組合和最好的電暖效果。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點所用碳纖維其性能是優(yōu)良的，抗張強度為4-6×108帕，模量為30-40×109帕，強度很高，比重小d＝1.57，與棉纖維比重d＝1.55左右，十分相近，由于重量很輕，直徑很細，所以制品柔軟、疏松程度和耐用性優(yōu)于其他絮棉制品，且碳纖維隔熱、保溫本身就是很好的保暖材料。碳纖維本身特性決定了它又是一種極優(yōu)良的阻燃、抗靜電材料，不會由于電火花引起火災(zāi)。碳纖維為化學(xué)惰性，耐酸、堿、溶劑，可用洗衣機洗滌。除做服裝、居室、車輛、野外固定地點工作等用品外，尚適合做特殊用途的勞保、功能服裝。本發(fā)明加熱保暖性能好，簡便易行，使用方便，安全可靠，成本較低。
本發(fā)明附圖為碳纖維絮片制作的保暖服裝示意圖，圖面說明如下1-碳纖維絮片，2-電極，3-上衣后片，4-上衣前片。
本發(fā)明實施例如下以制作上衣制品為例，見附圖。在上衣后片(3)上札制有用織物包復(fù)的碳纖維絮片(1)，面積300×350毫米，絮片重約150克/米2，電極線用細銅線制作。實測電阻24歐姆，前片(4)共二片，每片220×250毫米，每片電阻為12歐姆，三片絮片用串接方式。外接電源36伏，電極(2)為細銅線，線外層應(yīng)附有絕緣包皮，實測總功率27瓦左右。接通電源1-4分鐘后，絮片表面溫度達到25-31℃，穿在身上有溫暖舒適的感覺。
權(quán)利要求
1.一種電暖材料絮片及其保暖服裝，由電源、織物、電阻材料構(gòu)成，其特征在于電阻加熱材料使用碳纖維絮片制成，絮片絮鋪標(biāo)準(zhǔn)為80--200克/米2，碳纖維單絲直徑5--35微米，外加電壓6--36伏，絮片電阻5--60歐姆，絮片按需要確定長、寬、厚度，各絮片可串聯(lián)或并聯(lián)連接，電源可為直流或交流。
2.如權(quán)利要求1所述之碳纖維電熱絮片及其保暖服裝，其特征在于所制保暖服裝的上衣后片(3)碳纖維絮片面積300×350毫米，電阻24歐姆，前片衣片(4)碳纖維電熱絮片面積220×250毫米，每片電阻12歐姆，絮片重150克/米2三片絮片采用串聯(lián)方式，外接直流電源36伏，實測功率27瓦。
全文摘要
本發(fā)明為一種碳纖維電熱絮片及其保暖服裝。采用碳纖維做電阻加熱材料，用交流或直流低電壓為電源，功率為4—50瓦。用本發(fā)明制做碳纖維絮片及其保暖服裝制品，絮片制作容易，可根據(jù)需要自行設(shè)計形狀及保暖要求，簡便易行，使用方便，安全可靠，成本較低。由于本產(chǎn)品強度高、柔軟、疏松、耐彎曲，而且具有抗靜電、阻燃、耐酸堿等性能，所以保暖效果好，適用性強。可做服裝、居室、車輛、野外固定地點工作等產(chǎn)品，還適合制作功能、勞保服裝。
文檔編號H05B3/34GK1109257SQ9410282
公開日1995年9月27日 申請日期1994年3月23日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月23日
發(fā)明者李小寧, 朱本松, 關(guān)雅麗 申請人:北京服裝學(xué)院