碳晶電熱紙、采用該電熱紙的復合紙的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種碳晶電熱紙，其以透氣性紙張為載體，在透氣性紙張的一側印制有由碳素晶體材料與油墨混合制成的碳墨發熱層，在碳墨發熱層上還設置有用于形成電熱紙電極的金屬載流條；在透氣性紙張上還設有與碳墨發熱層面積相適配的膠合層。本實用新型還公開了一種碳晶復合紙，包括第一基材、碳晶電熱紙和第二基材，經“兩次印刷并烘干、熱壓復合、分切”工序后直接形成具有一定強度和厚度的碳晶發熱紙板，該紙板可用于墻暖、地暖等領域上，具有成本低、生產效率高的優點，由于碳晶電熱紙與上下兩側的第一、二基材均為同一種材料，具有良好的相容性，該材料具有良好的抗高溫性能，反復高溫加熱不變形，因此具有結構牢固，安全可靠的優勢。
【專利說明】
碳晶電熱紙、采用該電熱紙的復合紙
技術領域
[0001]本實用新型屬于電發熱體設備領域，尤其涉及一種以透氣性紙張為載體的碳晶電熱紙，以及采用上述電熱紙的復合紙。
【背景技術】
[0002]隨著科技的發展，傳統的地暖、墻暖等供暖設備慢慢被碳素材料電熱膜和碳纖維電熱紙取代。然而，就現有的碳素材料電熱膜而言，其尚存在以下一些問題:①電熱膜的外部保護層是后期通過粘附加工上去的，由于保護層的材料與電熱膜材料的不同，容易發生壓復不實、錯位的情況，導致電流泄露，升高了故障率;②電熱膜膜片疊加時會因局部溫度過高而出現故障，存在重大的安全隱患;③電熱膜上的金屬載流條和碳晶發熱體交接的部位容易產生電火花;④電能轉化率還有待進一步提高。
[0003]如中國專利申請號為201310312273.5公開了一種碳纖維復合電熱紙及其制備方法，其由下列重量份的原料制成:碳纖維30-40、木漿100-120、乙烯基三乙氧基硅烷3-4、納米鐵粉3-4、聚醋酸乙烯乳液2-3、碳酸鈉1-2、海泡石粉3-4、蛭石粉2-3、氯化鋅1-2、硼酸1-
2、過硫酸鈉1-2、菜籽油1-2、花生殼粉1-2、改性云母粉3-4。雖然上述專利與傳統的碳纖維復合電熱紙相比，通過添加納米鐵粉，增加其導電性與穩定性，改善了現有碳纖維紙普遍存在的電阻不均勻，碳纖維在紙中分散不均勻，導致發熱不均勻的問題，但是其研發的焦點在于對紙漿原料進行徹底改進，因而會存在制造成本過高、生產效率低等問題。
[0004]
【申請人】是一家專門從事裝飾紙研發與制造企業，在研發將碳晶發熱體引入到裝飾紙及裝飾板時發現:相對于碳纖維電熱紙，碳素材料電熱膜以成本低、生產效率高的優點受到廣大廠商的青睞，因而當前市場上普遍存在的碳晶發熱體大多上就是以膜為載體的碳晶電熱膜，但是在將電熱膜與裝飾紙相結合形成墻板或者地板時研發人員發現，由于電熱膜與裝飾紙的材質不同，兩者在高溫下極易發生脫離，不僅影響消費者的正常使用，而且留下很大的安全隱患。
[0005]鑒于此，如何設計一款適用于裝飾紙或裝飾板的碳晶電熱體，以滿足人們對于結構穩定、安全可靠和成本低廉的需求，已成為本領域普通技術人員亟待解決的問題。
【實用新型內容】
[0006]為克服上述問題，本實用新型的目的之一是提供一種新型碳晶電熱體，即以紙為載體的碳晶電熱紙，解決現有電熱膜與裝飾紙在高溫下極易分離，影響產品使用壽命的問題，同時降低了生產成本。
[0007]本實用新型的目的之二是提供一種碳晶復合紙，解決現有產品結合不牢固，可靠性不強，存在嚴重安全隱患的問題。
[0008]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0009]—種碳晶電熱紙，其以透氣性紙張為載體，在透氣性紙張的一側印制有由碳素晶體材料與油墨混合制成的碳墨發熱層，在碳墨發熱層上還設置有用于形成電熱紙電極的金屬載流條。所述透氣性紙張上還設有與碳墨發熱層相適配的膠合層。此外，將膠合層的面積與碳墨發熱層的面積設置為相等，經反復試驗，該面積比例適合與復合紙的上下基材充分膠合，保證膠合部經過加熱后不分離。即使在制備過程中不浸膠而僅僅經熱壓機復合，也可以保證電熱紙與上下基材之間的結合。當然，設計時也可依據膠合力的大小調節膠合層的面積，不限于面積相等的情況。
[0010]作為本實用新型的一種【具體實施方式】，膠合層和碳墨發熱層呈長條形，并且在透氣性紙張上間隔布置有多組。
[0011]作為本實用新型的一種實施方式，上述透氣性紙張由三聚氰胺材料制成，當然其還可以選用其他耐高溫型材料，并不受上述具體材料限制。上述金屬載流條由銅漿或銀漿制得。
[0012]作為碳晶電熱復合紙這一主題，其包括從上往下依次疊合的第一基材、上述碳晶電熱紙和第二基材。在第一基材和碳晶電熱紙之間設有第一膠合部，碳晶電熱紙和第二基材之間設有第二膠合部。優選的，第一膠合部和第二膠合部由三聚氰胺膠經熱壓生成。作為本實用新型的進一步改進，第一基材和第二基材由一張或若干張三聚氰胺紙通過熱壓機復合而成。如此設置的目的在于，通過所需復合紙的尺寸選定第一基材和第二基材相應的張數。優選的，第一基材、第二基材以及碳晶電熱紙的材料相同。
[0013]作為碳晶電熱復合紙的制備方法這一主題，其包括如下步驟:
[0014]①首先將透氣性紙張安裝在印刷機上，接著將碳晶粉料與油墨的混合料、金屬漿液分別裝設在兩組印刷機的指定墨槽內；然后啟動兩組印刷機，設定印刷機轉速、版輥張力及烘干溫度后完成調試。
[0015]②通過第一組印刷機在透氣性紙張上印刷碳墨發熱層，接著經第一組干燥機對碳墨進行烘干處理。
[0016]③通過第二組印刷機在透氣性紙張上印刷金屬載流條，接著用第二組干燥機烘干金屬載流條，即得前述碳晶電熱紙。
[0017]④將預設好的第二基材，碳晶電熱紙，以及第一基材依次疊放在一起，并通過輸送帶運至熱壓機的指定位置進行熱壓復合。
[0018]為了將兩次印刷完成的一大張碳晶電熱紙按照預設大小進行裁切，在步驟③之后還包括對碳晶電熱紙進行分切步驟。分切時根據印刷過程中在電熱紙邊緣留下的套色標記進行精密裁切，可有效防止因裁切不到位而損壞電熱紙上的碳路和電路。
[0019]當碳墨發熱層的面積與膠合層的面積相等時，可無需浸膠工序，而是如上述所說在兩次印刷完成后直接將碳晶電熱紙置于熱壓機上復合成型。但是對于預設時碳墨發熱層的面積明顯大于膠合層面積的時候，還需要進一步增大第一基材、碳晶電熱紙和第二基材的結合力，因此在分切步驟之前還包括將上述碳晶電熱紙浸入三聚氰胺膠中，以及干燥處理的步驟。具體操作時按以下工序進行:調試準備—兩次印刷—浸膠—分切—熱壓復合。其中，印刷時墨槽中的碳晶粉料與油墨的混合料、金屬漿液皆為常溫狀態，第一、二組干燥機為熱風干燥機，印刷機開機速度最高可達200m/min。在浸膠環節中版輥張力不宜過大，以防止過度拉伸。
[0020]在熱壓復合之后還可以根據預設大小在長度方向上進一步裁切。
[0021]本實用新型與現有技術相比，其優點在于:
[0022]本實用新型中碳晶電熱紙獨創的以透氣性紙張為載體，在透氣性紙張上先后印刷碳墨發熱層和金屬載流條，接著在碳墨發熱層的周圍設置與碳墨發熱層面積相當的膠合層，以保證碳晶發熱紙與第一基材、第二基材之間的結合力。由于透氣性紙張、第一基材和第二基材均為紙質材料，具有良好的相容性，大大的避免了高溫環境下傳統電熱膜容易與第一基材、第二基材相分離的缺陷。其中，透氣性紙張優選為三聚氰胺紙，可進一步提高碳晶電熱紙的耐高溫性和耐火性能。優選的，采用上述制備工藝，即“調試準備、兩次印刷并烘干、浸膠并烘干、熱壓復合、分切”步驟，即可通過流水線作業實現一次性批量生產，極大提高了生產效率。另外值得一提的是，本實用新型的碳晶電熱復合紙較之市面上任意一種供暖設備，都有顯著的成本優勢，且生產效率極高。
[0023]本實用新型提供了一種全新的碳晶電熱復合紙，其以紙為載體，經“兩次印刷并烘干、熱壓復合、分切”工序后直接形成具有一定強度和厚度的碳晶發熱紙板，該紙板可用于墻暖、地暖等領域上，減少了后續裝配等復雜的加工工序，具有成本低、生產效率高的優點。而且由于中間碳晶電熱紙與上下兩側的第一、二基材均為同一種材料，具有良好的相容性，而該材料具有良好的抗高溫性能，且反復高溫加熱不變形，物理性能穩定。本實用新型結構牢固，安全可靠，即使在高溫環境下也能保證良好的結合力而不發生脫離。
[0024]以下將結合附圖和實施例，對本實用新型進行較為詳細的說明。
【附圖說明】

[0025]圖1為本實用新型中碳晶電熱紙的剖視圖。
[0026]圖2為本實用新型中碳晶電熱紙的主視圖。
[0027]圖3為本實用新型中碳晶電熱復合紙的剖視圖。
[0028]圖4為實施例3中碳晶電熱復合紙的制備方法的流程圖。
[0029]圖5為實施例4中碳晶電熱復合紙的制備方法的流程圖。
[0030]圖6為兩次印刷并烘干步驟的裝置示意圖，其中箭頭表示熱風風向。
[0031]圖7為浸膠并烘干步驟的裝置示意圖，其中箭頭表示熱風風向。
[0032]圖中，101、第一基材；102、碳晶電熱紙；103、第二基材；104、第一膠合部；105、第二膠合部；1、透氣性紙張;2、碳墨發熱層;3、金屬載流條;4、膠合層;5、第一組印刷機;6、第一組干燥機;7、第二組印刷機;8、第二組干燥機;9、熱風干燥箱;10、第一浸膠池；11、第二浸膠池。
【具體實施方式】
[0033]實施例1，
[0034]請參閱圖1至2，一種碳晶電熱紙102，其以透氣性紙張I為載體，在透氣性紙張I的一側印制有由碳素晶體材料與油墨混合制成的碳墨發熱層2，在碳墨發熱層2上還設置有用于形成電熱紙電極的金屬載流條3，在透氣性紙張上還設有與碳墨發熱層2相適配的膠合層4。
[0035]其中，碳墨發熱層2的面積與膠合層4的面積相等。碳墨發熱層2和膠合層4均呈長條形，且在透氣性紙張I上間隔布置有多組。透氣性紙張I由三聚氰胺材料制成，金屬載流條3由銅漿或銀漿制得。
[0036]實施例2，
[0037]請參閱圖3，一種碳晶電熱復合紙，其包括實施例1所述的碳晶電熱紙102，設置在碳晶電熱紙上方的第一基材101，以及設置在碳晶電熱紙下方的第二基材103。在第一基材101和碳晶電熱紙102之間設有第一膠合部104，碳晶電熱紙102和第二基材103之間設有第二膠合部105。
[0038]其中，第一基材101和第二基材103均由一張或若干張三聚氰胺紙通過熱壓機復合成型。第一膠合部104和第二膠合部105由三聚氰胺膠經熱壓生成。
[0039]實施例3，
[0040]請參閱圖4，一種碳晶電熱復合紙的制備方法，其包括調試準備、一次印刷并烘干、二次印刷并烘干、熱壓復合、分切的步驟。具體的，
[0041 ]①調試準備:首先將透氣性紙張安裝在印刷機版輥上，接著將常溫的碳晶粉料與油墨的混合料、金屬漿液分別裝設在兩組印刷機的指定墨槽內。其中，第一組印刷機用于印刷碳墨發熱層，第二組印刷機用于印刷金屬載流條。兩組印刷機的開機速度設置成200m/min。接著將兩組印刷機后端的干燥機升溫至150?200°C，完成調試。
[0042]②一次印刷并烘干:通過第一組印刷機在透氣性紙張上印刷碳墨發熱層，接著經第一組干燥機對碳墨進行烘干處理，以盡快去除油墨中的水分。
[0043]③二次印刷并烘干:通過第二組印刷機在透氣性紙張上印刷金屬載流條，接著用第二組干燥機烘干金屬載流條，同樣盡快去除金屬載流條上的水分，即得碳晶電熱紙。
[0044]④熱壓復合:將預設好的第二基材，碳晶電熱紙，以及第一基材依次疊放在一起，并通過輸送帶運至熱壓機的指定位置進行熱壓復合，熱壓機的壓力要求為1600?2000t，熱壓溫度為100?180°C。
[0045]⑤分切:將復合成型的碳晶復合紙按照規定的尺寸進行分切。
[0046]實施例4，
[0047]請參閱圖5，一種碳晶電熱復合紙的制備方法，其包括調試準備、一次印刷并烘干、二次印刷并烘干、浸膠并烘干、一次分切、熱壓復合、二次分切的步驟。其中，
[0048]①調試準備:首先將透氣性紙張安裝在印刷機版輥上，接著將碳晶粉料與油墨的混合料、金屬漿液分別裝設在兩組印刷機的指定墨槽內。其中，第一組印刷機5用于印刷碳墨發熱層，第二組印刷機7用于印刷金屬載流條。兩組印刷機的開機速度設置成200m/min，接著將兩組印刷機后端的干燥機升溫至150?200°C，然后將浸膠涂布機的開機速度設定為40?50m/min，最后對浸膠環節中干燥箱的溫度進行設定，完成調試。
[0049]②一次印刷并烘干:通過第一組印刷機5在透氣性紙張上印刷碳墨發熱層，接著經第一組干燥機對碳墨進行烘干處理，以盡快去除油墨中的水分。優選的，第一組干燥機6左右布置有兩臺，印刷完碳墨發熱層的透氣性紙張I位于兩臺干燥機之間，透氣性紙張I在版輥的牽引下自下而上運動，上述第一組干燥機6為熱風式干燥機，其采用左右對吹的方式，其熱風風向與透氣性紙張I的運動方向相垂直，請參閱圖6。
[0050]③二次印刷并烘干:通過第二組印刷機7在透氣性紙張I上印刷金屬載流條，接著用第二組干燥機8烘干金屬載流條，同樣盡快去除金屬載流條上的水分，即得碳晶電熱紙。優選的，第二組干燥機8左右布置有兩臺，印刷完金屬載流條的透氣性紙張I位于兩臺干燥機之間，透氣性紙張在版輥的牽引下自下而上運動，上述第二組干燥機8為熱風式干燥機，其采用左右對吹的方式，其熱風風向與透氣性紙張I的運動方向相垂直，具體的，左側的干燥機向右吹出熱風，右側的干燥箱向左吹出熱風，請參閱圖6。
[0051]④浸膠并烘干:該工序可分四步進行，第一步將步驟③中的碳晶電熱紙浸入由三聚氰胺膠、固化劑、滲透劑組成的混合溶液中，使得三聚氰胺膠可在極短時間內充分浸漬在碳晶電熱紙中。第二步經熱風干燥箱，通過熱風的上下對吹，初步烘干碳晶電熱紙上下兩側的水分。第三步將烘干后的碳晶電熱紙浸入由三聚氰胺膠、固化劑、脫模劑組成的混合溶液中，防止三聚氰胺膠在后續熱壓復合中粘接在熱壓機的壓板上。第四步經集成熱風干燥箱，通過熱風的上下對吹，進一步烘干碳晶電熱紙上下兩側的水分。
[0052]請參閱圖7，上述第二步、第四步的熱風干燥箱9呈上下間隔布置，浸膠后的碳晶電熱紙102位于中間位置，且在版輥牽引下向前運動，上部的熱風干燥箱9向下吹出熱風，下部的熱風干燥箱9向上吹出熱風，浸膠后的碳晶電熱紙1 2在兩股熱風作用下懸浮在中間位置，具體的，第二步中熱風干燥箱設置有三組，第四步中熱風干燥箱設置有五組。
[0053]⑤一次分切:根據印刷過程中在電熱紙邊緣留下的套色標記進行精密裁切，可有效防止因裁切不到位而損壞電熱紙上的碳路和電路。由于在浸膠過程中，碳晶電熱紙難免會存在一定程度的拉伸，因此需要在熱壓復合前將電熱紙進行一次裁切。
[0054]⑥熱壓復合:將預設好的第二基材，分切后的碳晶電熱紙，以及第一基材依次疊放在一起，并通過輸送帶運至熱壓機的指定位置進行熱壓復合，熱壓機的壓力要求為1600?2500t，熱壓溫度為100?180°C。
[0055]⑦二次分切:將復合成型的碳晶復合紙按照規定的尺寸進行分切。
[0056]以上所述僅是對本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型的范圍進行限定，故在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型所述的構造、特征及原理所做的等效變化或裝飾，如改變碳墨發熱層和金屬載流條的印刷順序等等，均應落入本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種碳晶電熱紙，其特征在于:所述碳晶電熱紙以透氣性紙張為載體，在透氣性紙張的一側印制有由碳素晶體材料與油墨混合制成的碳墨發熱層，在碳墨發熱層上還設置有用于形成電熱紙電極的金屬載流條；所述透氣性紙張上還設有與碳墨發熱層相適配的膠合層。2.如權利要求1所述碳晶電熱紙，其特征在于:所述碳墨發熱層的面積與膠合層的面積相等。3.如權利要求1所述碳晶電熱紙，其特征在于:所述透氣性紙張由三聚氰胺材料制成；所述金屬載流條由銅漿或銀漿制得。4.如權利要求1至3任一項所述碳晶電熱紙，其特征在于:所述碳墨發熱層和膠合層均呈長條形，且在透氣性紙張上間隔布置有多組。5.一種碳晶電熱復合紙，其特征在于:其包括從上往下依次疊合的第一基材，如權利要求I至4任一項所述碳晶電熱紙，以及第二基材;在第一基材和碳晶電熱紙之間設有第一膠合部，碳晶電熱紙和第二基材之間設有第二膠合部。6.如權利要求5所述碳晶電熱復合紙，其特征在于:所述第一基材和第二基材均由一張或若干張三聚氰胺紙通過熱壓機復合成型。7.如權利要求5所述碳晶電熱復合紙，其特征在于:所述第一膠合部和第二膠合部由三聚氰胺膠紙經熱壓生成。
【文檔編號】H05B3/36GK205726475SQ201620668883
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】帥學克
【申請人】黃山金菱新材料有限公司