共形电热组件、共形电热产品及制备方法技术

本发明专利技术公开了用于热疗的共形电热组件、共形电热产品及制备方法，共形电热组件，包括基底结构以及设置于基底结构上的电热结构，电热结构包括第一引线极区、第二引线极区以及加热结构，基底结构具有柔性。本发明专利技术的产品结构简单，具有良好的拉伸适应性，在使用中满足不同身体部分以及体型的热疗需求。身体部分以及体型的热疗需求。身体部分以及体型的热疗需求。

【技术实现步骤摘要】
共形电热组件、共形电热产品及制备方法


[0001]本专利技术是关于热疗电热设备，特别是关于用于热疗的可拉伸的共形电热组件、共形电热产品及制备方法。

技术介绍

[0002]温热疗法是治疗关节炎和肌肉萎缩等疾病的最普遍的物理疗法之一。而目前最传统的热疗法是以热包或暖水袋的形式来对人体温度进行管理，存在机械柔性差、质量重、且温度难以精确控制等缺点。为了解决上述问题，研究者利用弯曲形状的金属导电线或石墨烯、金属纳米线和碳纳米管等新型材料获得轻便的可穿戴透明电加热器。透明电加热器是在透明导电材料两端施加电压实现加热的效果。虽然基于金属导电线的可穿戴电加热器在皮肤的变形和拉伸下，可保持稳定的电流和功率，但其加热温度不均匀；而新型材料的电加热器，如石墨烯、金属纳米线和碳纳米管，具有均匀的加热温度，但在拉伸状态下，材料与材料之间会发生相对移动，电阻会随着拉伸强度增大而增大，从而导致加热电流、功率不稳定，甚至存在局部高温状态，应用于人体，容易烧伤皮肤。因此怎样实现与皮肤共形、精准控制温度、加热均匀性和稳定性好的可拉伸透明电加热系统是需解决的问题。
[0003]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种用于热疗的共形电热组件、共形电热产品及制备方法，具体良好的人体形态的共形适应性。
[0005]本专利技术的用于热疗的共形电热组件，包括基底结构以及设置于基底结构上的电热结构，电热结构包括第一引线极区、第二引线极区以及加热结构，加热结构电连接在第一引线极区和第二引线极区之间，加热结构、第一引线极区、第二引线极区中至少其一包括有可伸展的构件部分，构件部分的两端在伸展状态下的间距大于该构件部分被被伸展前两端的间距；基底结构具有柔性、透光性。这里的限定指构件部分经过非拉伸性地延展而具有平直结构后的两端间距大于延展前的两端间距。这里的基底结构的柔性可以是由基底结构的材料自身的柔性所带来的。也可以是基底结构的自身的结构形式所带来的，比如基体在其延展面上由多块活动连接的模块结构获得的。可以代表具有延展能力或者弯曲能力。透光性的实现，可以是通过透光材料自身，如透明塑料等实现，也可以为通过存在的间隙空隙的通透性实现。第一引线极区和第二引线极区其各自可以为可拉伸导电浆料的或金属线材质的；第一引线极区和第二引线极区其各自的形态可以为形成有若干个重复或者不可重复的导电单元结构。可拉伸导电浆料可以包括分散有金属纳米颗粒、碳材料或导电聚合物材料的浆料。
[0006]在本专利技术的一个或多个实施方式中，基底结构包括相互成层叠设置的第一基底和第二基底，电热结构中的第一引线极区、第二引线极区以及加热结构至少有部分设置于第
一基底和第二基底之间所形成的空间；第一基底和第二基底中至少一个在其延展方向和/或法向具有柔性或可延展性等。这里假设第一基底与第二基底沿纸面方向延展时，这里则可以指其沿纸面的延展方向或者垂直纸面方向具有柔性的可延展恢复(回缩)能力。
[0007]加热结构和/或第一引线极区和/或第二引线极区中至少部分设置于层叠的第一基底和第二基底之间的空间，可以包括加热结构的一部分或者第一引线极区的一部分或者第二引线极区的一部分，也包括加热结构或第一引线极区或第二引线极区其一的整体的情形，当然也包括了三者全部被包括的情形。
[0008]在本专利技术的一个或多个实施方式中，构件部分包括至少在一个方向具有弯曲结构的导体丝或导体线。
[0009]在本专利技术的一个或多个实施方式中，构件部分在加热结构和/或第一引线极区和/或第二引线极区中形成有若干个重复的单元结构。
[0010]在本专利技术的一个或多个实施方式中，加热结构和/或第一引线极区和/或第二引线极区中的相邻两个单元结构之间具有电连接。
[0011]在本专利技术的一个或多个实施方式中，加热结构和/或第一引线极区和/或第二引线极区的各自的单元结构为可重复的或者不可重复的。也就是说加热结构中可以具有可重复的单元结构或具有不可重复的单元结构。第一引线极区中可以具有可重复的单元结构或具有不可重复的单元结构。第二引线极区中可以具有可重复的单元结构或具有不可重复的单元结构。
[0012]在本专利技术的一个或多个实施方式中，第一基底、第二基底中至少一种为透明材质或者半透明材质的形成的面结构。优选的，第一基底、第二基底至少有部分具有伸缩性。
[0013]在本专利技术的一个或多个实施方式中，第一基底、第二基底中至少一种的材质为PDMS膜或ecoflex膜或SEBS膜或SBS膜或PU膜或TPU膜。也就是第一基底可以为PDMS膜或ecoflex膜或SEBS膜或SBS膜或PU膜或TPU膜中一种形成的单层膜结构或者多层膜结构，也可以为几种膜形成的多层膜结构。第二基底可以为PDMS膜或ecoflex膜或SEBS膜或SBS膜或PU膜或TPU膜中一种形成的单层膜结构或者多层膜结构，也可以为几种膜形成的多层膜结构。
[0014]本专利技术的共形电热组件的制备方法，包括如下步骤：
[0015]准备加热结构：在预先成型的薄层导电材料上形成导电金属材料以构建具有可拉伸结构的加热结构；
[0016]成型：将加热结构转移到第一基底上，并在加热结构两端分别形成第一引线极区和第二引线极区，并在加热结构的另一侧设置第二基底，此时加热结构位于第一基底与第二基底之间的空间。加热结构的转移可以为包括而不限于绕折、超声剥离、机械剥离、利用胶粘等粘附转移、真空吸附等。
[0017]在本专利技术的一个或多个实施方式中，第一引线极区和/或第二引线极区为在预先成型的薄层导电材料上形成导电金属材料以构建具有可拉伸结构。
[0018]在本专利技术的一个或多个实施方式中，具有可拉伸结构的第一引线极区和/或第二引线极区为与加热结构一体成型的。
[0019]本专利技术的共形电热产品，包括用于向功能结构供电的电源组件以及如前述的共形电热组件，电源组件电连接到共形电热组件中的第一引线极区和第二引线极区。
[0020]与现有技术相比，本专利技术方案具有以下的优点：
[0021]首先，本专利技术的共形电热产品具有高的透光性、驱动电压低、响应速度快、加热均匀、导热性好、且温度可以精确的调节和控制等优势；同时稳定性好，加热均匀性好，加热温度在5℃偏差内；
[0022]其次，具有良好的拉伸和形变适应性能，在人体皮肤的拉伸和变形条件下，可保持稳定的加热均匀性和功率；同时对不同表面(如动物皮肤、玻璃、硅胶)贴附性和共形性好，并能防水透汽，可应用于人体的温度管理；
[0023]再次，制作工艺简单、在拉伸与变形条件下结构稳定性好、且适用于不同拉伸强度的应用需求。
附图说明
[0024]图1是根据本专利技术共形电热组件的一实施方式的平面结构示意图；
[0025]图2是图1实施方式的截面示意图；
[0026]图3是根据本专利技术实施方式中几种单元结构的重复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.共形电热组件，其特征在于，包括基底结构以及设置于基底结构上的电热结构，所述电热结构包括第一引线极区、第二引线极区以及加热结构，所述加热结构电连接在第一引线极区和第二引线极区之间，所述加热结构、第一引线极区、第二引线极区中至少其一包括有可伸展的构件部分，所述构件部分的两端在伸展状态下的间距大于该构件部分被被伸展前两端的间距；所述基底结构具有柔性、透光性。2.根据权利要求1所述的共形电热组件，其特征在于，所述基底结构包括相互成层叠设置的第一基底和第二基底，所述电热结构中的第一引线极区、第二引线极区以及加热结构至少有部分设置于第一基底和第二基底之间所形成的空间；所述第一基底和第二基底中至少一个在其延展方向和/或法向具有柔性。3.根据权利要求1所述的共形电热组件，其特征在于，所述构件部分在加热结构和/或第一引线极区和/或第二引线极区中形成有若干个重复的单元结构。4.根据权利要求3所述的共形电热组件，其特征在于，所述加热结构和/或第一引线极区和/或第二引线极区的各自的单元结构为可重复的或者不可重复的。5.根据权利要求2所述的共形电热组件，其特征在于，所述第一基底、第二基底中至少一种为透明材...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小连，苏文明，袁伟，聂书红，徐文亚，崔铮，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：