一種硅膠紅外發熱板的制作方法
【專利摘要】本發明屬于醫療用品領域，尤其涉及一種硅膠紅外發熱板；包括將電能轉化為內能的發熱層；與所述發熱層相連并將發熱層的內能轉化為紅外射線向外發散的紅外層；與所述發熱層相連并將外部電能導入所述發熱層的引出體；所述紅外層為內部包裹遠紅外陶瓷粉末的高分子聚合物；本方案提供的硅膠紅外發熱板創造性的將遠紅外陶瓷粉末參雜進入柔性高分子中，突破了遠紅外陶瓷粉末只能通過噴涂固定在發熱片上的限制，極大的增加了發熱片含有的遠紅外陶瓷粉末的量。
【專利說明】
一種硅膠紅外發熱板
技術領域
[0001] 本發明屬于醫療用品領域，尤其涉及一種硅膠紅外發熱板。
【背景技術】
[0002] 遠紅外發熱裝置是醫療領域，尤其是中醫常用的醫療器械，其在理療領域更是非 常重要。
[0003] 紅外發熱板主要通過在裝置中加入稀土粉末使得在熱能刺激下產生大量紅外線。
[0004] 目前大多數的硅膠紅外發熱板主要通過兩種工藝來實現。第一種為通過發熱管發 熱，然后在發熱管外部蓋上陶瓷板，在陶瓷板之外再噴涂紅外稀土粉末。例如專利申請號 CN200920220241.1，專利名稱為《一種可產生遠紅外線及負離子加熱裝置的發熱絲》的發明 專利提供了一種結構簡單、使用方便、可產生遠紅外線及負離子加熱裝置的發熱絲，發熱絲 表面涂有橋接層，在橋接層表面均勻涂敷一層納米陶瓷涂層，所述的納米陶瓷涂層為稀土 族耐熱材料。
[0005] 第二種為不銹鋼厚膜發熱板，然后將稀土粉末直接噴涂在不銹鋼厚膜上。例如專 利申請號CN200420033981.1，專利名稱為《一種治療儀用半導瓷厚膜遠紅外動態發熱治療 頭》的發明專利涉及一種治療儀用半導瓷厚膜遠紅外動態發熱治療頭，包括有發熱體和表 面設置的元素板。發熱體由陶瓷基座和半導瓷厚膜遠紅外發熱元件構成，半導瓷厚膜遠紅 外發熱元件固定在陶瓷基座上，半導瓷厚膜遠紅外發熱元件是以氧化鋁陶瓷為基體，其表 面涂覆有一層含有稀土元素的發熱膜，半導瓷厚膜遠紅外發熱元件通過電極引出導線。陶 瓷基座底部固定有風機，風向正對半導瓷厚膜遠紅外發熱元件。
[0006] 然而，現有的技術都采用噴涂工藝將稀土元素噴在面板上，這種工藝下稀土粉的 厚度約為0.5mm，若稀土粉厚度增加則容易在加熱過程中使稀土層脫落。這使得紅外波的發 射量受到限制，發熱量較少。此外，使用這兩種工藝獲得的發熱板表面溫度工作時相對較高 (第一種工藝大于250攝氏度，第二種工藝大于300攝氏度），這作為與人體直接相接觸的醫 療器械來說存在安全隱患。
[0007] 為此，需要開發一種新型的發熱片，其內部含有較多的稀土元素，能夠發射出足夠 量的紅外射線。同時，發熱部分溫度較低，增加使用安全性。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的在于提供一種硅膠紅外發熱板，旨在解決現有紅外發熱片紅外發射 量不足的問題。
[0009] 本發明是這樣實現的，一種硅膠紅外發熱板，包括將電能轉化為內能的發熱層;與 所述發熱層相連并將發熱層的內能轉化為紅外射線向外發散的紅外層;與所述發熱層相連 并將外部電能導入發熱層的引出體;所述紅外層為內部包裹遠紅外陶瓷粉末的高分子聚合 物。因為紅外層采用了高分子聚合物內部融合遠紅外陶瓷粉末的方法，使得含有的遠紅外 陶瓷粉末的厚度不再被噴涂工藝或遠紅外陶瓷層厚度所限制，可以根據需要任意定制紅外 層厚度和加入的陶瓷粉末數量。大大的增加了可選擇性。
[0010] 本發明的進一步技術方案是:還包括與所述發熱層相連并隔絕所述發熱層的內能 和電能的絕緣層。為了保護用戶的使用安全增加了絕緣層。
[0011] 本發明的進一步技術方案是:所述紅外層為內部包裹遠紅外陶瓷粉末的橡膠。橡 膠(Rubber)是一種具有可逆形變的高彈性聚合物材料。在室溫下富有彈性，在很小的外力 作用下能產生較大形變，除去外力后能恢復原狀。橡膠屬于完全無定型聚合物，它的玻璃化 轉變溫度(T g)低，分子量往往很大，大于幾十萬。
[0012] 本發明的進一步技術方案是:所述紅外層為內部包裹遠紅外陶瓷粉末的硅橡膠。 硅橡膠比普通橡膠具有好得多的耐熱性，可在150°C下幾乎永遠使用而無性能變化;可在 200 °C下連續使用10000小時;在350 °C下亦可使用一段時間。在硅膠進行壓注固定前先將一 定量的遠紅外線陶瓷粉摻雜在硅膠中，并充分糅合使遠紅外線陶瓷粉均勻分布于硅膠中。
[0013] 本發明的進一步技術方案是:所述發熱層為金屬片層結構。
[0014] 本發明的進一步技術方案是:所述金屬片層結構上設有孔洞，所述紅外層貫穿所 述孔洞與所述發熱層固定相連。扁平化的電熱合金薄片上打孔，一方面是為了得到產品需 要的阻值，一方面是為了增大面積減小單位面積的發熱量，由于硅膠的長時間使用需要滿 足溫度低于250°C，因此減小單位面積發熱量可以控制發熱片的溫度在220°C以下，保證發 熱板的使用壽命。含有遠紅外線陶瓷粉末的硅膠可以滲透過絕緣層和發熱層上的孔洞，從 而將二者滲透固定住，在使用時可以避免因為發熱而使硅膠和絕緣層脫離，很好的起到了 固定的作用。
[0015] 本發明的進一步技術方案是:所述孔洞數量與所述發熱層總功率成反比。扁平化 電熱合金薄片上的孔的個數是由計算后的薄片的阻值決定的。首先要確定所需的發熱片的 功率，然后由功率確定出發熱片的阻值，再由阻值來計算出發熱片上需要打的孔的個數。具 體來說:首先確定需要的電熱合金絲的材料，確定電阻率P;然后根據發熱板需要的功率計 算出所需要的發熱絲的電阻R;再根據發熱面積計算出發熱絲的長度L以及確定出發熱絲的 厚度h;接著計算出電熱合金絲每米的電阻值:A=R/L;最后計算所需要的電熱合金絲的寬度 為:在士夢..士:繼。
[0016] 本發明的進一步技術方案是:所述發熱層材料為鎳鉻合金。鉻合金具有高強度和 抗腐蝕性。
[0017] 本發明的進一步技術方案是:所述絕緣層為片層結構，所述絕緣層完全覆蓋所述 發熱層。
[0018] 本發明的進一步技術方案是:所述絕緣層的材料為云母。云母可以在800°C下長時 間工作，保證了發熱板的正常使用，同時對電熱合金發熱片起到絕緣保護的效果，確保使用 的安全性。
[0019] 本發明的有益效果是:本方案提供的硅膠紅外發熱板創造性的將遠紅外陶瓷粉末 參雜進入柔性高分子中，突破了遠紅外陶瓷粉末只能通過噴涂固定在發熱片上的限制，極 大的增加了發熱片含有的遠紅外陶瓷粉末的量。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發明實施例提供的硅膠紅外發熱板的正面示意圖。
[0021] 圖2是本發明實施例提供的硅膠紅外發熱板的側面示意圖。
[0022] 圖3是本發明實施例提供的硅膠紅外發熱板的背面示意圖。
[0023]圖4是圖2中A部分的局部放大圖。
[0024]圖5是圖3中B部分的局部放大圖。
[0025]圖6是本發明實施例提供的硅膠紅外發熱板發熱層的示意圖。
[0026]附圖標記：卜紅外層;2-發熱層;21-孔洞;3-絕緣層;4-引出體。
【具體實施方式】
[0027] 具體實施例1如圖1-6所示。圖1-3分別從正面、側面和背面示出了本發明提供的硅 膠紅外發熱板。如圖，一種硅膠紅外發熱板，包括將電能轉化為內能的發熱層2;與所述發熱 層2相連并將發熱層2的內能轉化為紅外射線向外發散的紅外層1;與所述發熱層2相連并將 外部電能導入發熱層的引出體4;還包括與所述發熱層2相連并隔絕所述發熱層2的內能和 電能的絕緣層3。為了保護用戶的使用安全增加了絕緣層3。所述紅外層1為內部包裹遠紅外 陶瓷粉末的高分子聚合物。因為紅外層1采用了高分子聚合物內部融合遠紅外陶瓷粉末的 方法，使得含有的遠紅外陶瓷粉末的厚度不再被噴涂工藝或遠紅外陶瓷層厚度所限制，可 以根據需要任意定制紅外層厚度和加入的陶瓷粉末數量。大大的增加了可選擇性。
[0028] 所述絕緣層3為片層結構，所述絕緣層3完全覆蓋所述發熱層1。所述絕緣層3的材 料為云母。云母可以在800°C下長時間工作，保證了發熱板的正常使用，同時對電熱合金發 熱片起到絕緣保護的效果，確保使用的安全性。
[0029] 圖4是圖2中A部分的局部放大圖。從中可以看出所述硅膠紅外發熱板的層級結構， 最外側是紅外層1，最內側是絕緣層3,紅外層1和絕緣層3夾箍著發熱層2. 所述紅外層1為內部包裹紅外陶瓷粉末的橡膠或是硅橡膠。橡膠(Rubber)是一種具有 可逆形變的高彈性聚合物材料。在室溫下富有彈性，在很小的外力作用下能產生較大形變， 除去外力后能恢復原狀。橡膠屬于完全無定型聚合物，它的玻璃化轉變溫度(T g)低，分子 量往往很大，大于幾十萬。硅橡膠比普通橡膠具有好得多的耐熱性，可在150°C下幾乎永遠 使用而無性能變化;可在200°C下連續使用10000小時；在350°C下亦可使用一段時間。在硅 膠進行壓注固定前先將一定量的遠紅外線陶瓷粉摻雜在硅膠中，并充分糅合使遠紅外線陶 瓷粉均勻分布于硅膠中。
[0030] 所述發熱層為金屬片層結構。所述金屬片層結構上設有孔洞21，所述紅外層1貫穿 所述孔洞21與所述發熱層固定相連。扁平化的電熱合金薄片上打孔，一方面是為了得到產 品需要的阻值，一方面是為了增大面積減小單位面積的發熱量，由于硅膠的長時間使用需 要滿足溫度低于250°C，因此減小單位面積發熱量可以控制發熱片的溫度在220°C以下，保 證發熱板的使用壽命。含有遠紅外線陶瓷粉末的硅膠可以滲透過絕緣板和發熱片上的孔洞 21，從而將二者滲透固定住，在使用時可以避免因為發熱而使硅膠和絕緣層3脫離，很好的 起到了固定的作用。
[0031] 圖6是本發明實施例提供的硅膠紅外發熱板發熱層的示意圖。所述孔洞數量與所 述發熱層總功率成反比。扁平化電熱合金薄片上的孔的個數是由計算后的薄片的阻值決定 的。首先要確定所需的發熱片的功率，然后由功率確定出發熱片的阻值，再由阻值來計算出 發熱片上需要打的孔的個數。具體來說:首先確定需要的電熱合金絲的材料，確定電阻率P; 然后根據發熱板需要的功率計算出所需要的發熱絲的電阻R;再根據發熱面積計算出發熱 絲的長度L以及確定出發熱絲的厚度h;接著計算出電熱合金絲每米的電阻值:A=R/L;最后 計算所需要的電熱合金絲的寬度為:也，在+夢奇爆。
[0032] 所述發熱層材料為鎳鉻合金。鉻合金具有高強度和抗腐蝕性。
[0033] 以下為本方案提供的硅膠紅外發熱板與現有技術的發熱片在不同電壓情況下的 效果對比，測量溫度的位置距離發熱片表面12 cm。
[0034] 由上表測試結果可以看出，在36V電壓下加熱到36°C時，本方案提供的硅膠紅外發 熱板所需要的平均時間為7s，現有方案提供的紅外發熱片所需要的平均時間為14.6s;在 40V加熱到41°C時，本方案提供的硅膠紅外發熱板所需要的平均時間為16.7s，現有方案提 供的紅外發熱片所需要的平均時間為24.7s;在45V加熱到51°C時，本方案提供的硅膠紅外 發熱板所需要的平均時間為38s，現有方案提供的紅外發熱片所需要的平均時間為67s。
[0035] 因此可以看出，在相同電壓功率下加熱到相同溫度本方案提供的硅膠紅外發熱板 所需要的時間比現有方案提供的紅外發熱片所需要的時間少。由此可以說明本方案提供的 硅膠紅外發熱板的發熱速度比現有方案提供的紅外發熱片的發熱速度快。由于紅外波可以 使物體發熱，所以加熱速度快可以側面反映出本方案提供的硅膠紅外發熱板的紅外波發射 量較多。
[0036] 在功率相同情況下，測試了距離本方案提供的硅膠紅外發熱板和現有的發熱板表 面12cm處的溫度，通過比較兩種發熱板溫度上升速度的快慢來近似比較兩者紅外波發射量 的大小。
[0037] 因為紅外波輻射可以使物體溫度升高，所以根據所測的升溫速度的快慢可以近似 反映出紅外波發射量的多少。由上表可以很明顯的看出，本方案提供的硅膠紅外發熱板的 平均升溫速度約是現有的發熱板的三倍。因此也從側面說明了本方案提供的硅膠紅外發熱 板的紅外波發射量相比現有產品有了一定的增加。
[0038] 本方案提供的硅膠紅外發熱板創造性的將遠紅外陶瓷粉末參雜進入柔性高分子 中，突破了遠紅外陶瓷粉末只能通過噴涂固定在發熱片上的限制，極大的增加了發熱片含 有的遠紅外陶瓷粉末的量;同時，本方案提供的硅膠紅外發熱板發熱溫度低，增加了使用的 安全性能。
[0039] 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種硅膠紅外發熱板，其特征在于:包括將電能轉化為內能的發熱層;與所述發熱層 相連并將發熱層的內能轉化為紅外射線向外發散的紅外層;與所述發熱層相連并將外部電 能導入所述發熱層的引出體;所述紅外層為內部包裹遠紅外陶瓷粉末的高分子聚合物。2. 根據權利要求1所述的硅膠紅外發熱板，其特征在于:還包括與所述發熱層相連并隔 絕所述發熱層的內能和電能的絕緣層。3. 根據權利要求1或2所述的硅膠紅外發熱板，其特征在于:所述紅外層為內部包裹遠 紅外陶瓷粉末的橡膠。4. 根據權利要求3所述的硅膠紅外發熱板，其特征在于:所述紅外層為內部包裹遠紅外 陶瓷粉末的硅橡膠。5. 根據權利要求3所述的硅膠紅外發熱板，其特征在于:所述發熱層為金屬片層結構。6. 根據權利要求5所述的硅膠紅外發熱板，其特征在于：所述金屬片層結構上設有孔 洞，所述紅外層貫穿所述孔洞與所述發熱層固定相連。7. 根據權利要求6所述的硅膠紅外發熱板，其特征在于:所述孔洞數量與所述發熱層總 功率成反比。8. 根據權利要求5-7中任一所述的硅膠紅外發熱板，其特征在于:所述發熱層材料為鎳 絡合金。9. 根據權利要求1所述的硅膠紅外發熱板，其特征在于:所述絕緣層為片層結構，所述 絕緣層完全覆蓋所述發熱層。10. 根據權利要求9所述的硅膠紅外發熱板，其特征在于:所述絕緣層的材料為云母。
【文檔編號】A61N5/06GK105933999SQ201610451934
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月21日
【發明人】盛瑋東, 滕永進
【申請人】深圳市昌龍盛機電技術有限公司