[发明专利]电热膜用组成物及以其所制得的电热膜与电热装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电热膜用组成物，特别是关于一种具有一纤维性材料的电热膜用组成物，且该纤维性材料具有多数个相互连接成一网络的纤维，以及一经由热固化或烧结该电热膜用组成物所形成的电热膜与含有该电热膜的电热装置。

背景技术

已知电热装置的工作原理大多是借由通电时所产生的电阻效应，将电能转换成热能，以达到加热的目的。一般来说，以电阻加热的方式主要有直接与间接两种，其中直接加热是将电流直接通过一被加热体，间接加热则是由通电至一加热组件来将热量传导给该被加热体。直接加热的方式因是该被加热体内部发生热，有加热速度快和效率高的优点，可用于要求内部均匀加热者，且其加热温度无限制，但是该被加热体必须有适当的电阻值。而间接加热的方式是借由放射、传导或对流将热传到该被加热体而加热，所以该被加热体并无限制，再加上间接加热的电热装置的构造较为简单且使用简便，因此在电致热中是最被广泛使用的，但是其加热温度受限于该加热组件的容许温度，因而导致用途受到该加热组件的限制。

目前最广泛使用之间接加热的电热装置是由电阻丝构成，而此种电热装置是将金属线环绕在一绝缘材料上，然后以一绝缘涂料或树脂包覆，或者封入充满有惰性气体的玻璃管中。然，以电阻丝做为加热组件会有下列缺点：(1)用途会受到该电阻丝的容许温度的限制；(2)因电阻丝材料多为金属元素，所以若是暴露于空气中并经过一段时间的使用后，易氧化或变脆而缩短产品寿命；(3)电阻丝的电热效率只有约50％左右，且无法达到整面均匀发热，导致能源耗损浪费。因此，为了克服以往电阻丝的缺点，近年来，许多学者深入探讨如何改善电阻丝所产生的缺点，而发展出各种不同电阻材料，如：石墨系电阻、金属薄膜电阻以及氧化物薄膜电阻材料等。

其中，金属薄膜电阻或氧化物薄膜电阻是采用蒸镀(CVD；PVD)、溅镀(Sputter)或网印(Screen print ing)的方法而形成为新一代电热材料，又称电热膜。此种电热膜的优点是(1)加热时因热量传递快，所以升温较快；(2)加热组件本身温度不高，不会产生发红或炽热等现象，所以热辐射损失小；(3)可制作成大面积的薄膜而增大传热面积；(4)用电热膜制成的电器用品热效率相当高；(5)电热膜很薄，几乎不占体积，设计安装及携带都极为方便；(6)电热膜的物化性极为稳定，在空气中不易氧化。

然，现有的电热膜仍有以下需要改善的缺点：(1)被加热体的形状会有限制，所以大多使用于平面材质上；(2)被加热体因本身的粗糙度，当与电热膜接合时，常造成表面电阻分布不均的现象；(3)表面电阻分布不均情形严重时，会导致表面温度不均，而使被加热体因热应力的作用而破裂；(4)设备昂贵，制造成本高。因此，仍有需要发展出一能以较低的成本制得电阻值低，且同时能改善电阻分布不均、表面温度不均及被加热体破裂等问题的电热膜。

发明内容

由于以往电阻丝无法达到整面均匀发热、加热效率低(约50％左右)、易产生氧化现象，且其使用电压较高。而现有新一代的金属薄膜电阻或氧化物薄膜电阻虽然热量传递较快，热效率已提升，且所述薄膜电阻在空气中不易氧化，但是使用所述薄膜电阻时，若是被加热体表面粗糙，会造成表面电阻分布不均，进而导致表面温度不均，而使被加热体因热应力的作用而破裂，此外，要制得所述薄膜电阻的成本很高。

因此，申请人思及将一导电涂料吸附于一纤维性材料上，以得到一电热膜用组成物的方法，进而来改善制得的电热膜表面电阻分布不均的问题，申请人推测因该纤维性材料包括多数个相互连接成一网络的纤维，所以可以将原先随意分散于该导电涂料中的多数导电粒子集中至所述纤维上或附近，并借由所述导电粒子沿该网络集中形成一电传导通路来导通电，以改善表面导电性不一而使表面电阻分布和表面温度不均及被加热体破裂的问题。