[发明专利]一种基于纸铝塑包装材料的柔性可拉伸电加热器件

说明书

本发明提供了一种基于纸铝塑包装材料的柔性可拉伸电加热器件,电加热器包括四部分：导体、导体承载结构、电极和电源。其中导体、导体承载结构和电极构成柔性电加热器主体，均由利乐包装制成，将利乐包装的铝箔层作为导体，利用其焦耳热效应。使用时将直流或交流电源连接到电极两端即可开始产热。可采用剪纸技术将利乐包装切割成可拉伸结构，以实现可穿戴式电加热器。本发明能够以简单的工艺将废旧利乐包装加工成绿色环保的柔性电加热器，提高了废旧利乐包装的附加价值，此柔性电加热器可应用于热信息显示，可穿戴热诊疗等领域。

技术领域

本发明涉及一种加热器件，具体涉及一种基于纸铝塑包装材料的柔性可拉伸电加热器件。

背景技术

通电状态下，电流流过导体时要克服导体阻力做功，一定线径的电阻线就会源源不断地发热，称为焦耳热效应。电阻式电加热器是用导体制成具有一定电加热功能的元件。电加热性是导体的一种基本性质，与通电导体的尺寸、材料、粗细程度有关，主要职能就是把电能转化为热能。近年来，随着柔性电子技术的迅猛发展，柔性电加热器发展迅速，该类电加热器由柔性材料制成，能够根据穿戴者的穿戴部位行动自由弯曲和变化。在身体上的任何地方均匀匹配的机械性能和产品可靠的加热功能是可穿戴电加热器的两个基本要求。然而，同时实现这两个主要属性仍然是非常具有挑战性的。电子产品与人体之间的不适感缓解的研究涉及到结构设计、超薄薄膜以及纳米材料的优异性能研发等多个领域。柔性电加热器还须具备均匀发热，耐用等特点，在材料的选择和加工过程中，兼顾性能和成本，因此降低成本是柔性电加热器件投入实际生产应用的重要目标之一。

另一方面，利乐包装是指采用瑞典利乐公司(Tetra Pak)的全无菌生产线生产的复合纸质包装，可用于包装液态食品如牛奶、果汁等。利乐包装共有6层，由纸、铝箔和聚乙烯塑料叠层复合而成。如何提高利乐包装的回收利用效率是当前节能减排的一个重大难题。目前主流的回收利用方式是将利乐包装材料重新分解为塑料、金属和纤维素等原材料加以利用，不仅耗时耗能，在分解过程中还可能造成二次污染。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于纸铝塑包装材料的柔性可拉伸电加热器件，该加热器件的成本低，同时实现废旧利乐包装的回收利用。

为达到上述目的，本发明所述的基于纸铝塑包装材料的柔性可拉伸电加热器件包括电源及柔性电加热器主体。其中，柔性电加热器主体包含的导体、导体承载结构和电极均由利乐包装材料制成。

利乐包装包括自上到下依次分布的利乐铝箔层外部PE层、利乐包装铝箔层、利乐包装纸板层内部PE层、利乐包装纸板层及利乐包装纸板层外部PE层。

利乐包装中的铝箔层作为导体、利用其高导电性和焦耳热效应实现电加热。铝箔层可以通过剪纸技术进行图案化设计，可以切割剪裁成蛇形、S性、螺旋线型等任意形状。利乐包装中其余的纸板层和PE层等材料作为导体承载结构，对柔性电加热器起到支撑作用。

在制作时，采用机械剥离、化学腐蚀或者热处理方法去除柔性电加热器导体端部的利乐铝箔层外部PE层，以露出利乐包装铝箔层，作为电极使用，与外部电源相连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的基于纸铝塑包装材料的柔性可拉伸电加热器件在具体操作时，直接采用利乐包装加工成柔性电加热器主体，其中，利乐包装具有柔性、低成本的特点，显著降低电加热器件的原料成本，同时工艺简单，结合剪纸工艺的设计灵活性，能够按照实际使用需求加工成多种图案和形状。在制作时，可以使用废旧的利乐包装，实现固废资源的有效利用，极大地提高废旧利乐包装的附加价值。

附图说明

图1为本发明所述柔性电加热器结构示意图；

图2为本发明所述对利乐包装的铝箔采用蛇形剪裁制成的电加热器实物照片；

图3为本发明所述对利乐包装的铝箔采用蛇形剪裁制成的电加热器在通电状态下的红外热成像图；