具有热保护电路的柔性电热膜的制作方法

1.本实用涉及一种柔性电热膜，具体涉及一种具有热保护电路的柔性电热膜。


背景技术：

2.近年来，随着消费升级和健康产业发展，各类柔性发热应用产品(如发热服饰、发热护具等)在市场上不断被推出，特别是石墨烯远红外健康理疗产品，获得了快速发展，并得到了消费者的认可。石墨烯远红外健康理疗产品，能够发射远红外线光波，且波长范围主要落在6
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14微米区间，这个区间的远红外线更容易被人体所吸收，被称为“生命光波”，尤为受广大消费者所重视。此外，各类地暖用石墨烯柔性电热膜产品，也取得了较大发展。
3.当前，柔性石墨烯远红外健康理疗产品都采用石墨烯柔性电热膜作为电发热元件。然而，当前石墨烯柔性导电膜，如pu基石墨烯高分子(自支撑)导电膜，cvd石墨烯导电膜，一般不具备自限温(ptc)效应。自限温ptc效应指当电热膜温度超过某温度后，电热膜的电阻急剧增大，使得发热功率降低，随后发热温度自动回落，在低于某温度后，电热膜又可恢复正常工作，从而大大提升电热膜的工作安全性。目前常用的柔性电热膜温控系统，一般采用热敏电阻(温度传感器)粘贴至电热膜表面对电热膜温度进行监测并实现温度控制。然而，这种热敏电阻(温度传感器，利用ptc或ntc效应)尺寸很小，只能监测极小的面积，不能大范围监测电热膜表面的温度，一旦电热膜温度失控，存在安全隐患和缺陷。
4.背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在问题中的一个或多个，本实用新型提供一种具有热保护电路的柔性电热膜，包括：发热层、监测层和设置于发热层与监测层之间的隔离层；
6.所述发热层包括：
7.第一柔性薄膜，
8.设置于第一柔性薄膜表面上的电极层；和
9.设置于电极层表面上的电发热薄膜；
10.所述监测层包括：
11.第二柔性薄膜，和
12.设置在第二柔性薄膜表面的监测电路层；
13.其中，所述电发热膜与监测电路层分别设置于隔离层的两个表面。
14.第一柔性薄膜、电极层、电发热薄膜、隔离层、监测电路层和第二柔性薄膜依次紧密贴合在一起，共同形成具有热保护电路的柔性电热膜。电极层用于与外部电源连接并向电发热薄膜传递电流，电发热薄膜用于将电能传化为热能，从而实现柔性电热膜的发热功能。监测电路层，用于监测所述柔性电热膜的表面温度，监测电路层与外部控制器连接，当柔性电热膜的局部或全部温度过高时，监测电路层的电阻发生变化，从而识别柔性电热膜
表面的温度并传递给外部控制器，外部控制器即可做出相应的准确的响应。
15.根据本实用新型的一个方面，所述电极层为设置于所述第一柔性薄膜表面的图案化电极。
16.根据本实用新型的一个方面，所述图案化电极部分的嵌合在所述第一柔性薄膜的表面。
17.根据本实用新型的一个方面，所述电发热薄膜的方阻为60
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300ohm/sq。
18.根据本实用新型的一个方面，所述电发热薄膜采用含有石墨烯的高分子薄膜或者透明石墨烯薄膜。
19.根据本实用新型的一个方面，所述监测电路层为沿所述第二柔性薄膜表面分布的图案化电路。优选地，所述图案化电路的两端各设有端子。
20.根据本实用新型的一个方面，所述图案化电路的图案为首尾相连的u型电路；优选地，所述图案化电路采用ptc或ntc电路。ptc或ntc监测电路可以通过印刷或真空镀膜的方法设置在第二柔性薄膜表面。
21.根据本实用新型的一个方面，所述首尾相连的u型电路的线宽为150
‑
200微米。
22.根据本实用新型的一个方面，所述监测电路层的厚度为1.5
‑
3微米。
23.根据本实用新型的一个方面，所述隔离层采用绝缘胶。优选地，所述绝缘胶采用环氧胶或透明光感胶。
24.采用环氧胶时，在ptc或ntc电路的表面上设置一层环氧胶，并在60
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140℃条件下进行预固化。之后将带有环氧胶(隔离层)的监测层(第二柔性薄膜 监测电路层)与发热层(第一柔性薄膜 图案化电极 电发热薄膜)热压在一起，形成本实用新型的柔性电发热膜。
25.采用透明光感胶(oca胶)时，在ptc或ntc电路的表面涂布液态光学透明胶(loca) 的形式或直接贴合半固化的光学透明胶(oca)。之后将带有loca或oca的监测层(第二柔性薄膜 监测电路层)与发热层(第一柔性薄膜 图案化电极 电发热薄膜)贴合在一起，并进行烘烤，通地透明光感胶将两部分充分粘合在一起，形成本实用新型的柔性电发热膜。
26.本实用新型在柔性电热膜内用于封装的第二柔性薄膜内表面设置u型曲线布局的ptc 或ntc监测电路，可以实现对柔性电热膜的发热面进行大面积监测，防止出现热失控问题，有利于提升柔性电热膜使用安全性。当柔性电热膜发生局域温度过高时，ptc/ntc电路受热后电阻将发生剧烈变化，控制器执行切断电发热薄膜电源的指令，确保发热膜迅速断电，保证使用安全。当ptc/ntc电路冷却后电阻恢复至原始值后，控制器执行接通电发热薄膜电源的指令，这样，可以有效地实现对电热膜异常温度的监测和安全控制。ptc/ntc电路与电发热薄膜通过绝缘胶(环氧胶、oca等)进行隔离，可以防止ptc/ntc电路与电发热薄膜电阻间产生串扰及ptc/ntc电路制备过程中对导电膜的破坏。
附图说明
27.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
28.图1是本实用新型柔性电热膜分解示意图；
29.图2是监测电路的图案示意图。
具体实施方式
30.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、" 宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、 "内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、 "相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下" 可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
35.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
36.图1示出了本实用新型具有热保护电路的柔性电热膜的一种实施方式，该柔性电热膜带有保护电路，可实现柔性电热膜局部过热时得到即时温度控制。该柔性电热膜包括：发热层10、监测层20和设置于发热层与监测层之间的隔离层4；
37.所述发热层包括：
38.第一柔性薄膜1，
39.设置于第一柔性薄膜表面上的电极层2；和
40.设置于电极层表面上的电发热薄膜3；
41.所述监测层20包括：
42.第二柔性薄膜6，和
43.设置在第二柔性薄膜表面的监测电路层5；
44.其中，所述电发热薄膜3与监测电路层5分别设置于隔离层4的两个表面。
45.第一柔性薄膜1、电极层2、电发热薄膜3、隔离层4、监测电路层5和第二柔性薄膜 6依次紧密贴合在一起，共同形成具有热保护电路的柔性电热膜。电极层用于与外部电源连接并向电发热薄膜传递电流，电发热薄膜用于将电能传化为热能，从而实现柔性电热膜的发热功能。监测电路层，用于监测所述柔性电热膜的表面温度，监测电路层与外部控制器连接，当柔性电热膜的局部或全部温度过高时，监测电路层的电阻发生变化，从而识别柔性电热膜表面的温度并传递给外部控制器，外部控制器即可做出相应的准确的响应。
46.电极层2为设置于所述第一柔性薄膜1表面的图案化电极。作为优选方式，所述图案化电极2部分的嵌合在所述第一柔性薄膜1的表面。电发热薄膜3的方阻为60
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300ohm/sq。电发热薄膜采用含有石墨烯的高分子薄膜或者透明石墨烯薄膜。如图2所示，监测电路层 5为沿所述第二柔性薄膜6表面分布的图案化电路。图案化电路的两端各设有端子50。图案化电路的图案为首尾相连的u型电路；图案化电路采用ptc或ntc电路。ptc或ntc监测电路可以通过印刷或真空镀膜的方法设置在第二柔性薄膜表面。首尾相连的u型电路的线宽为150
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200微米。监测电路层的厚度为1.5
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3微米。隔离层4采用绝缘胶。优选地，绝缘胶采用环氧胶或透明光感胶。采用环氧胶时，在ptc或ntc电路的表面上设置一层环氧胶，并在60
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140℃条件下进行预固化。之后将带有环氧胶(隔离层)的监测层(第二柔性薄膜 监测电路层)与发热层(第一柔性薄膜 图案化电极 电发热薄膜)热压在一起，形成本实用新型的柔性电发热膜。
47.采用透明光感胶(oca胶)时，在ptc或ntc电路的表面涂布液态光学透明胶(loca) 的形式或直接贴合半固化的光学透明胶(oca)。之后将带有loca或oca的监测层(第二柔性薄膜 监测电路层)与发热层(第一柔性薄膜 图案化电极 电发热薄膜)贴合在一起，并进行烘烤，通地透明光感胶将两部分充分粘合在一起，形成本实用新型的柔性电发热膜。
48.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。