[發(fā)明專(zhuān)利]電加熱墊

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110021616.7
• 申請(qǐng)日: 2021-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113099561A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·施羅德;H·沙赫;L·薩博;M·埃赫哈特
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 紡織和塑料研究協(xié)會(huì)圖林根研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H05B3/03
• 分類(lèi)號(hào): H05B3/03;H05B3/02;H05B3/34
• 代理公司: 中國(guó)貿(mào)促會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 俞海舟

本發(fā)明涉及一種基于導(dǎo)電聚合物薄膜或?qū)щ娋酆衔锱菽碾姳砻婕訜崞骰蚣訜釅|，其僅局部加熱人、動(dòng)物或物體在墊上的位置。由此與全面積加熱器相比可以節(jié)省能量。理想情況下，這種局部的熱量產(chǎn)生在無(wú)需任何外部的電子控制或調(diào)節(jié)的情況下工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于導(dǎo)電聚合物薄膜或?qū)щ娋酆衔锱菽碾姳砻婕訜崞骰蚣訜釅|，其僅局部加熱人、動(dòng)物或物體在墊上的位置。由此與全面積加熱器相比可以節(jié)省能量。理想情況下，這種局部的熱量產(chǎn)生在無(wú)需任何外部的電子控制或調(diào)節(jié)的情況下工作。

背景技術(shù)

電表面加熱器具有許多應(yīng)用，尤其是作為壁加熱器、地板加熱器、鏡子加熱器、玻璃容器加熱器、水床加熱器、可加熱腳墊等。例如，為了加熱房間，需要大面積的熱量輸出，而在可加熱的腳墊或用于家養(yǎng)寵物(如狗)的加熱的毛毯的情況下，則僅在直接接觸的地方才需要熱量。

已知的電表面加熱系統(tǒng)通過(guò)轉(zhuǎn)換電能(焦耳熱)來(lái)產(chǎn)生熱量。它們例如由導(dǎo)電塑料組成，這些導(dǎo)電塑料在其整個(gè)區(qū)域上或部分地被也可以實(shí)現(xiàn)為導(dǎo)電電路的電極接觸。可替代地，通過(guò)在絕緣載體材料上進(jìn)行蝕刻或壓制而在加熱表面上形成的金屬導(dǎo)電電路本身可以用于電阻加熱。

所有這些表面加熱器的共同特點(diǎn)是，電流的局部流動(dòng)以及由此產(chǎn)生的局部熱量最終通過(guò)電極的位置和固定而固定。只有主動(dòng)控制加熱表面的各個(gè)部分，才可以進(jìn)行局部選擇控制。

專(zhuān)利JPH0624768公開(kāi)了一種替代方案，該專(zhuān)利描述了通過(guò)壓敏電阻部分地和選擇性地供應(yīng)電流。該發(fā)明的缺點(diǎn)是，取決于所需的局部分辨率，必須實(shí)現(xiàn)多個(gè)壓力傳感器。在專(zhuān)利文獻(xiàn)JPH09245937中克服了該缺點(diǎn)，其方式為導(dǎo)電加熱層本身以壓敏方式實(shí)現(xiàn)，從而僅在力或壓力作用的位置產(chǎn)生電加熱。然而，該解決方案的缺點(diǎn)在于，由于仍然存在的有限電阻，即使在沒(méi)有負(fù)載的情況下，仍有剩余電流流過(guò)，其結(jié)果是永久性地消耗了少量能量。

由于在空載情況下沒(méi)有空載電流流動(dòng)，因此本發(fā)明也克服了該缺點(diǎn)。在本發(fā)明的意義上，沒(méi)有空載電流意味著電流強(qiáng)度小于1mA。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于導(dǎo)電聚合物薄膜或?qū)щ娋酆衔锱菽碾姳砻婕訜崞骰蚣訜釅|的技術(shù)解決方案，該電表面加熱器或加熱墊僅在人、動(dòng)物或物體位于表面/墊上的位置處產(chǎn)生局部加熱并且在空載狀態(tài)下沒(méi)有電流流過(guò)。由此可以減少加熱能量。對(duì)于該技術(shù)解決方案而言不需要傳感器或電氣控制器。

具體地，該目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即，由導(dǎo)電塑料1構(gòu)成的材料在上側(cè)和下側(cè)上與電極2、3接觸。附加地，由非導(dǎo)電材料制成的間隔保持件4位于導(dǎo)電塑料的上側(cè)和/或下側(cè)上(請(qǐng)參見(jiàn)圖1和圖2)。結(jié)果，在電極之間沒(méi)有材料鎖合或摩擦鎖合的接觸。僅由于在表面上的局部載荷引起的壓力增加，才在電極和加熱體之間建立了緊密的接觸，由此在該區(qū)域中電流可以流動(dòng)并且產(chǎn)生熱量。

導(dǎo)電塑料可以是本身導(dǎo)電的塑料，也可以是通過(guò)加入添加劑而變得導(dǎo)電的塑料。

摻雜的聚3,4-乙撐二氧噻吩、聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩可用作本身導(dǎo)電的聚合物。

通過(guò)加入導(dǎo)電添加劑，可以使本身不導(dǎo)電的塑料具有導(dǎo)電性。合適的添加劑包括例如炭黑、石墨、石墨烯，金屬顆粒和碳納米管。這些塑料包括具有僅由碳構(gòu)成的主鏈的聚合物例如聚乙烯和聚丙烯，以及聚酰胺、聚氨酯、聚酯和硅酮。

導(dǎo)電塑料可以以實(shí)心形式或以多孔形式或泡沫形式存在。它可以是剛性的或柔性的，具體取決于作為基礎(chǔ)的聚合物。

特別優(yōu)選具有電阻的正溫度系數(shù)(PTC)的導(dǎo)電塑料，其隨著溫度的升高而自動(dòng)減小電流，從而自動(dòng)減小熱量的產(chǎn)生。

塑料的電導(dǎo)率在10²和10⁵S/m之間，最好在10²和10⁴S/m之間。