TW201402514A

TW201402514A - 遠紅外線散熱陶瓷漿料、使用該漿料製備之纖維布、使用該漿料製備之薄膜及其製備方法

Info

Publication number: TW201402514A
Application number: TW101125263A
Authority: TW
Inventors: qiu-xiang Wu; jian-jun Xie
Original assignee: Bosin Technology Co Ltd
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2014-01-16

Abstract

本發明提供一種遠紅外線散熱陶瓷漿料，其係使用陶瓷粉前驅物與相對應之溶劑、黏結劑、分散劑或結構修飾劑進行混合而成，該陶瓷粉前驅物包含Na、Mg、Ca、B、Al、C、Si、Sn、Mn、Fe、Co、Ni、Cu之鹽類或氧化物的組成物。將所述漿料塗佈於基板表面或加入高分子材料中，加熱乾燥後即可形成功能性陶瓷體，該陶瓷體具有長石、橄欖石、堇青石、綠泥石、綠鎂鎳石、電氣石、透閃石、陽起石、蛇紋石、尖晶石或方解石之中至少一種或一種以上結構的組合物或衍生物，其遠紅外線放射率達0.90~0.98，可迅速將熱能轉成輻射波向外界傳播，達到快速散熱之功效。

Description

遠紅外線散熱陶瓷漿料、使用該漿料製備之纖維布、使用該漿料製備之薄膜及其製備方法

　　本發明係關於一種陶瓷漿料，尤指一種具有遠紅外線散熱功效之漿料，及使用該漿料製備之薄膜與纖維布與製備薄膜之方法。

　　隨著科技創新，單一功能性電子產品已無法滿足使用者需求，多功能性電子產品已日新月異地被開發出來，如：遊戲機、智慧型手機、平板電腦、平面顯示器及數位相機等。

　　在此多工的產品型態下，各式晶片的置放比與效能需求持續攀升，該元件如何有效散熱便成為一相當重要的問題。熱若無法有效地轉移至外界，則不但會降低元件運作效能，更會減損其使用壽命。於此，各式的散熱器便應運而生，輔以達有效散熱之目的。從習知技術中可知，增加散熱效率的方法主要有3類：1.散熱片材質的選擇；2.散熱片之幾何形狀；3.塗佈於散熱片上之組成物。其中，第1及第3類為利用材質本身之熱傳導性質加速熱源的傳導，達散熱之目的，常見以銅、鎂、鋁、鈦合金或樹酯為主。第2類為改變散熱片形狀，增加空氣接觸面積，以對流方式達到散熱之目的，常運用以多孔或柱狀方式進行。

　　在此3類相關研究中，主要分別強調，於第1類為開發熱導係數較高材質，如鋁-鋅合金(中國發明專利公告號第102330003號)、碳奈米材料(中國發明專利公告號第101520685號)等；第2類則為多片堆疊成半圓型散熱器(中國實用新型專利公告號第1752892號)或長條放射狀金屬(中國實用新型專利公告號第1773695號)等形狀，以增加空氣接觸面積；第3類以開發導熱係數高之塗層材料，如散熱性氧化鎂塗料(中國發明專利公告號第102471082號)、矽酯組合物(中國發明專利公告號第1626598號)、聚乙二醇、聚醚-矽氧烷共聚物等水性聚氨酯樹酯組合物(台灣發明專利第I343935號)。

　　鑒於對散熱能力效率的需求，先前技術僅針對熱的傳導與對流為主，忽略了輻射散熱之功效，相較傳導與對流而言，全方向的輻射散熱才是具明顯提升散熱效率的方法。由D. R. Gaskell所撰寫的“Introduction to the Thermodynamics of Materials”一書所記載：「輻射是來自於原子間振動的電磁場改變而產生，不需任何介質，直接由電磁波方式傳出，任何物體都能夠以輻射的方式吸收或放出熱能。」再根據史蒂芬波茲曼方程式(Stefan-Boltzmann equation)，其熱量傳遞機制中，經由輻射所產生之熱量傳遞可以利用下列方程式表示：

Qr＝A ε₁σ (T₁ ⁴－T₂ ⁴)，

Qr：輻射熱傳量(W)；

A：輻射的傳遞面積(m²)；

ε₁：散熱器(或電子元件)之輻射放射率(emissivity)，完美黑體放射率為1.00；

σ：常數(5.675×10^－8W/m²K⁴)；

T₁：散熱器(或電子元件)之輻射表面溫度(K)；

T₂：於環境中空氣的溫度(K)。

　　由上述方程式可知，輻射熱傳量係受到材料之輻射放射率所影響，而一般的散熱器通常由鋁或鋁合金所製成，且鋁的輻射放射率約為0.05左右，因此輻射至空氣中的熱傳量相對較低，所以鋁或鋁合金無法有效而快速地於自然對流之散熱環境下將熱量輻射至空氣中散熱。雖先前技術台灣發明專利第I232878號「具熱輻射散熱功能之組成物及其應用」揭示矽礬石類黏土、蛭石、管狀高領土、絹雲母或雲母具有熱輻射放射率大於0.8之粉末材料，調和10-30%黏結劑(如熱塑性高分子樹酯)混合成散熱塗料，塗佈於散熱板上，可達到散熱效果，但其未對輻射散熱成份與機制說明，且未考量輻射轉換效率及材料結構與粉末粒徑大小之相關聯性，故無法製作出較佳之輻射轉換效率材料。

　　另先前技術台灣新型專利第M384406號「奈米陶瓷散熱板結構」亦揭示氮化矽、碳化矽、氧化鋁和氧化鋯本身除了有良好導熱能力外，也可利用輻射傳導方式將熱散發至空氣中，但該薄膜除陶瓷粉末外，還添加金屬碳材來增加薄膜的熱傳導率，相對降低了陶瓷粉末的含量比例，使得輻射散熱源與外界環境的接觸面積減少，反而降低散熱效率。

　　亦有先前技術中國發明專利公開號第102263072號「熱輻射散熱薄膜結構及其製作方法」揭示熱輻射散熱薄膜包括一金屬或非金屬組合物，該熱輻射散熱薄膜係藉熱輻射方式在朝向基板方向進行熱傳播，以達到散熱之目的，但是未明確定義薄膜的組成物與成份範圍，也未提及高效率散熱之實例，且金屬與非金屬組合物之種類繁多，無法讓所屬技術領域人員具體實現，實有違專利構成之要件。以下簡述其缺失為：

　　1.金屬組合物包括銀、銅、錫、鋁、鈦、鐵及銻的至少其中之一或合金，常見之金屬與合金遠紅外線放射率並不高，約為0.02-0.3，高效率散熱能力難以具體實現。

　　2.熱輻射散熱薄膜與基板的熱膨脹係數差額比不大於0.1%，試列舉氧化鋁與氧化矽基板其熱膨脹係數分別為6.4×10^-6/^oC與2.6×10^-6/^oC，依所述差額比不大於0.1%，則與該基板匹配的熱輻射散熱薄膜，其熱膨脹係數需分別為(6.4±0.0064)×10^-6/^oC與(2.6±0.0026)×10^-6/^oC，實施上確有其困難。

　　3.該熱輻射散熱薄膜係藉熱輻射方式在朝向基板方向進行熱傳，有違所屬技術領域的常理，因其在熱輻射散熱薄膜外加一電氣絕緣基板，造成熱輻射被該基板所屏蔽，無法順利傳遞至外界，反造成熱能累積而無法有效散熱之狀況產生。

　　本發明主要目的為解決前述缺失，為達上述目的，本發明提供一種製備高放射率之遠紅外線散熱陶瓷漿料，利用複合式結構搭配，製作出散熱效率極佳之遠紅外線散熱陶瓷體。

　　本發明之遠紅外線散熱陶瓷漿料，係以含有Na、Mg、Ca、B、Al、C、Si、Sn、Mn、Fe、Co、Ni、Cu之鹽類或氧化物至少一種或一種以上所組成的陶瓷粉前驅物，加入相對應之去離子水、甲醇、甲酸、乙醇、丙酮、醋酸、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉或氨水，及甲基纖維素、羧丙基甲基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯縮丁醛、酚醛樹酯、環氧樹酯或水玻璃之黏結劑，與甲苯、正己烷、環氧丁烷、二甲基甲醯胺、乙酸甲酯、正丙醇或甲醇樹酯的分散劑，或MgCl₂‧6H₂O、CaCl₂‧6H₂O、SnCl₂‧2H₂O、H₃BO₃、Na₂B₄O₅(OH₄)‧8H₂O或Na₂SiO₃‧9H₂O之結構修飾劑混合而成。

　　本發明之遠紅外線散熱陶瓷薄膜，係利用遠紅外線散熱陶瓷漿料，化合而成一具有遠紅外線放射特性之物質，並以結構修飾劑，進行陶瓷結構調整，改變其遠紅外線放射性質、熱膨脹係數、熱傳導率、耐磨性及耐熱性，以提供如LED燈、引擎、馬達、變壓器、電源供應器或人體等欲散熱之發熱體，將熱能以熱輻射方式向外部傳遞，達到快速散熱之目的。該遠紅外線散熱陶瓷薄膜製作，係以遠紅外線散熱陶瓷漿料，塗佈在特定溫度基板之傳接面，予以加熱乾燥而成，其遠紅外線放射率可達0.90~0.98。

　　本發明之遠紅外線散熱纖維布，是利用Na、Mg、Ca、B、Al、C、Si、Sn、Mn、Fe、Co、Ni、Cu之鹽類或氧化物，化合而成一具有遠紅外線放射特性之物質，與相對應之溶劑、黏結劑、分散劑或結構修飾劑混合成漿料或溶液，利用噴霧造粒方式成陶瓷粉末，研磨至粒徑小於10mm，混入聚酯粉體(polyester powders)中，經升溫融熔聚合成遠紅外線聚酯粒，再以假撚機製成遠紅外線加工絲後，以傳統織布法製成遠紅外線纖維布料，最後剪裁成各種形式之具快速散熱功效的衣物。

　　綜上所述，本發明具有下列優點及功效：

　　1.本發明可應用在任何需要散熱之物質上，不限定材質，如金屬、陶瓷或高分子材料等材質，與輻射散熱陶瓷薄膜匹配後，能將熱能轉換成遠紅外線輻射波向外界傳播，達到快速散熱之功效。

　　2.本發明之組成材料取得容易，以常見礦物基礎，僅再添加常見之過渡元素，整體材料成本低廉，極具有市場競爭性。

　　3.本發明之薄膜不但具有高輻射放射率之特性外，還具有絕緣、高溫穩定性及良好化學穩定性，並且不會產生有毒物質或氣體。

　　4.本發明之構造簡單，不限定造型，如平板、波浪或蜂巢等形狀，皆易於加工，進而有效提升產品價值與競爭力。

　　首先，請參閱第1圖所示，係本發明遠紅外線陶瓷漿料及使用該漿料製備成薄膜之製作流程圖。本發明是利用遠紅外線陶瓷粉前驅物與相對應之溶劑、黏結劑、分散劑或結構修飾劑混合成漿料，其中，該遠紅外線陶瓷粉前驅物是以Na、Mg、Ca、B、Al、C、Si、Sn、Mn、Fe、Co、Ni、Cu之鹽類或氧化物，如莫來石、SiO₂、SiCl₄、Al₂O₃、AlCl₃、MnCl₂、MnO₂、FeCl₃、Fe₂O₃、CoCl₂‧6H₂O、CoO、NiCl₂‧6H₂O、NiO、NiCO₃、CuCl₂、CuO、MgCl₂‧6H₂O、CaCl₂‧6H₂O、SnCl₂‧2H₂O、H₃BO₃、Na₂B₄O₅(OH₄)‧8H₂O或Na₂SiO₃‧9H₂O至少其一化合而成具有遠紅外線放射特性之物質；而相對應之溶劑，包括有：去離子水、甲醇、甲酸、乙醇、丙酮、醋酸、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉或氨水其中之ㄧ；其相對應之黏結劑包括甲基纖維素、羧丙基甲基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯縮丁醛、酚醛樹酯、環氧樹酯或水玻璃其中之一，該重量百分比小於5%；與之對應的分散劑則包括甲苯、正己烷、環氧丁烷、二甲基甲醯胺、乙酸甲酯、正丙醇或甲醇樹酯其中之一；並以MgCl₂‧6H₂O、CaCl₂‧6H₂O、SnCl₂‧2H₂O、H₃BO₃、Na₂B₄O₅(OH₄)‧8H₂O或Na₂SiO₃‧9H₂O為結構修飾劑，進行陶瓷結構調整，改變陶瓷的遠紅外線放射性質、熱膨脹係數、熱傳導率、耐磨性及耐熱性。

　　接著，將混合成之漿料塗佈在一基板之傳接面上，該基板的材質可為熱傳係數較高之金屬、陶瓷或高分子材料等，該金屬可為鋁合金(Al alloy)、銅合金(Cu alloy)、鋁-鋅合金(Al-Zn alloy)、鋅-銅合金(Zn-Cu alloy)、鎳-磷-鈷合金(Ni-P-Co alloy)、錫-鋅-鈷合金(Sn-Zn-Co alloy)等；該陶瓷可為氧化鋁(Al₂O₃)、氮化鋁(AlN)、碳化矽(SiC)、氮化矽(SiN)或氧化鋯(ZrO₂)等；該高分子材料可為人造絲(rayon)、棉質(cotton)、聚酯纖維(polyester)或彈性纖維(spandex)等；再加熱乾燥所述漿料使其形成一薄膜，該薄膜具有長石、橄欖石、堇青石、綠泥石、綠鎂鎳石、電氣石、透閃石、陽起石、蛇紋石、尖晶石或方解石結構之中至少一種或一種以上的組合物或衍生物，該薄膜的遠紅外線放射率達0.90~0.98，能迅速將熱能轉換成遠紅外線輻射波向外界傳播，達到快速散熱之功效。

　　以下透過數實施例詳細說明本發明之組成份及使用該漿料製備之薄膜與其製備方法。

【實施例1】
　　鋁矽酸鹽類的莫來石 3Al₂O₃‧2SiO₂(20-40%)與NiCO₃(≦10%)及Fe₂O₃(≦10%)均勻混合後，經200-800^oC下添加石墨(20-40%)、MgCl₂‧6H₂O(30-50%)、CaCl₂‧6H₂O(20-40%)及Na₂SiO₃‧9H₂O(10-20%)做均質化熱處理1小時，再經高溫1200-1400^oC下燒結成矽酸鹽類之陶瓷粉前驅物，恆溫時間約6小時後，將粉體研磨到微米等級細度備用。將陶瓷粉前驅物、去離子水、甲基纖維素及正己烷以重量百分比(20-24)：64：(2-3)：(9-14)之比例混合攪拌成漿料。

　　進一步將該漿料塗佈於一基板之傳接面，接著烘乾該漿料，即形成一具有遠紅外放射功能之薄膜。請參閱第2圖所示，利用X光繞射儀分析薄膜組成相為方解石(Calcite)、長石(Anorthite)與綠鎂鎳石(Alipite)與堇青石(Cordierite)之複合結構，其組成物分子式分別為CaCO₃、DAlSi₃O₈、T₆[Si₄O₁₀](OH)₈與Mg₂Al₄Si₅O₁₈，其中D=Na, Ca；T=Mg, Fe, Ni。利用傅利葉轉換紅外線光譜分析等效黑體，於溫度為55^oC時之遠紅外線放射強度，可得其平均遠紅外線放射率達0.93(完美黑體為1.00)。

【實施例2】
　　依不同比例之過渡金屬鹽類，如MnCl₂(20-40%)、FeCl₃(20-40%)、CoCl₂‧6H₂O(≦10%)、NiCl₂‧6H₂O(≦10%)及CuCl₂(10-20%)均勻混合後，經高溫1000-1400^oC下燒結成鹽類陶瓷粉前驅物，並恆溫時間約8小時後，將粉體研磨到微米等級細度備用。將陶瓷粉前驅物、乙醇、聚乙烯縮丁醛及環氧丁烷以重量百分比(15-19)：73：(3-4)：(4-9)之比例混合攪拌成漿料。

　　進一步將該漿料塗佈於一基板之傳接面，接著烘乾該漿料，即形成一具有遠紅外放射功能之薄膜。請參閱第2圖所示，利用X光繞射儀分析薄膜組成相為尖晶石(Spinel)之結構，其組成物分子式為AB₂O₄，其中A=Cu, Co, Ni, Mn或Fe；B=Cu, Co, Ni, Mn或Fe。利用傅利葉轉換紅外線光譜分析等效黑體於溫度為55^oC時，遠紅外線放射強度平均放射率達0.93(完美黑體為1.00)。

【實施例3】
　　依不同比例之Na、Mg、Ca、Al、Cu、Fe或B之鹽類，如AlCl₃(10-30%)、MgCl₂‧6H₂O(5-15%)、CaCl₂‧6H₂O(10-30%)、Na₂SiO₃‧9H₂O(35-65%)、CuCl₂(≦13%)、FeCl₃(≦13%)與H₃BO₃(5-25%)分別溶於去離子水及鹽酸中，再依重量百分比加入酚醛樹酯(2%)均勻混合攪拌成漿料。

　　接著，將一基板先預熱約300-900^oC，再將漿料噴塗於基板之傳接面，熱分解並燒結成具有遠紅外放射功能之薄膜。請參閱第2圖所示，利用X光繞射儀分析薄膜之組成相為陽起石(Actinolite)與電氣石(Tourmaline)之複合結構，其組成物分子式分別為Ca₂E₅[Si₄O₁₁]₂(OH)₂與XY₃Z₆(Si₆O₁₈)(BO₃)₃OH₄，其中E=Mg, Fe；X=Na, Mg, Ca或vacancy(空缺)；Y=Cu, Fe, Al或vacancy(空缺)；Z=Al或Fe。利用傅利葉轉換紅外線光譜分析等效黑體溫度為55^oC時，遠紅外線放射強度之平均遠紅外線放射率達0.96(完美黑體為1.00)。

【實施例4】
　　取MnCl₂(20-40%)、CoCl₂‧6H₂O(≦10%)、NiCl₂‧6H₂O(≦10%)、FeCl₃(20-40%)及CuCl₂(10-20%)均勻混合後，經高溫燒結及粉體研磨形成第一陶瓷粉前驅物；再取AlCl₃(10-30%)、CuCl₂(≦13%)、MgCl₂‧6H₂O(5-15%)、CaCl₂‧6H₂O(10-30%)、Na₂SiO₃‧9H₂O(35-65%)、FeCl₃(≦13%)與H₃BO₃(5-25%)，分別溶於去離子水及鹽酸之中，形成第二陶瓷粉前驅物；前述第一陶瓷粉前驅物及第二陶瓷粉前驅物以(3-30%)：(70-97%)之比例均勻混合後，依重量百分比分別加入酚醛樹酯(2-3%)與環氧丁烷(3-5%)均勻混合攪拌成漿料。

　　接著將一基板先預熱約300-900^oC，再將漿料噴塗於基板之傳接面，熱分解並燒結成具有遠紅外放射功能之薄膜。請參閱第2圖所示，利用X光繞射儀分析薄膜組成相為陽起石(Actinolite)、電氣石(Tourmaline)及尖晶石(Spinel)之複合結構，其組成物分子式分別為Ca₂E₅[Si₄O₁₁]₂(OH)₂/ XY₃Z₆(Si₆O₁₈)(BO₃)₃OH₄/ AB₂O₄，其中E=Mg, Fe；X=Na, Mg, Ca或vacancy(空缺)；Y=Cu, Fe, Al或vacancy(空缺)；Z=Al或Fe；A=Cu, Co, Ni, Mn或Fe；B=Cu, Co, Ni, Mn或Fe。請再參閱第3圖所示，利用傅利葉轉換紅外線光譜分析等效黑體溫度為55^oC時，本實施例所成形之薄膜的遠紅外線放射強度平均放射率高達0.98(完美黑體為1.00)。

【實施例5】
　　取MnCl₂(20-40%)、CoCl₂‧6H₂O(≦10%)、NiCl₂‧6H₂O(≦10%)、FeCl₃(20-40%)及CuCl₂(10-20%)均勻混合後，經高溫燒結及粉體研磨形成第一陶瓷粉前驅物；再取AlCl₃(10-30%)、CuCl₂(≦13%)、MgCl₂‧6H₂O(5-15%)、CaCl₂‧6H₂O(10-30%)、Na₂SiO₃‧9H₂O(35-65%)、FeCl₃(≦13%)與H₃BO₃(5-25%)，分別溶於去離子水及鹽酸之中，形成第二陶瓷粉前驅物；前述第一陶瓷粉前驅物及第二陶瓷粉前驅物以(3-30%)：(70-97%)之比例均勻混合後，利用噴霧造粒方式成陶瓷粉末，研磨至粒徑小於10mm，依重量百分比分別加入去離子水(70-75%)、環氧丁烷(3-5%)與酚醛樹酯(2-3%)均勻混合攪拌成漿料，將該漿料塗佈於預熱的氧化鋁基板上，經熱分解成薄膜，再以5W之LED燈做為熱量變化來源，利用符合JESD51-14-「用於量測具單一路徑熱流接面至外殼半導體元件熱阻的暫態雙介面測試方法」量測標準的方法紀錄LED燈與基板之接面溫度(Junction temperature)每秒鐘的溫度變化，計算其散熱係數(k)，同時與未塗佈的氧化鋁基板與碳化矽基板進行比較，結果顯示塗佈本發明的陶瓷薄膜之散熱係數為0.544；未塗佈之氧化鋁板之散熱係數為0.2353；碳化矽基板之散熱係數為0.4583，相較氧化鋁基板，其散熱效率提升130%；相較市售之碳矽基板，其散熱效率提升15%。散熱係數定義為k=△T/(T_J-T_R)

△T：溫度變化量

T_J：接面溫度

T_R：環境溫度

【實施例6】
　　取MnCl₂(20-40%)、CoCl₂‧6H₂O(≦10%)、NiCl₂‧6H₂O(≦10%)、FeCl₃(20-40%)及CuCl₂(10-20%)均勻混合後，經高溫燒結及粉體研磨形成第一陶瓷粉前驅物；再取AlCl₃(10-30%)、CuCl₂(≦13%)、MgCl₂‧6H₂O(5-15%)、CaCl₂‧6H₂O(10-30%)、Na₂SiO₃‧9H₂O(35-65%)、FeCl₃(≦13%)與H₃BO₃(5-25%)，分別溶於去離子水及鹽酸之中，形成第二陶瓷粉前驅物；前述第一陶瓷粉前驅物及第二陶瓷粉前驅物以(3-30%)：(70-97%)之比例均勻混合後，依重量百分比分別加入酚醛樹酯(2-3%)與環氧丁烷(3-5%)均勻混合攪拌成漿料。將該漿料塗佈於預熱的氧化鋁基板上，經熱分解成薄膜，再以5W之LED燈做為熱量變化來源，利用符合JESD51-14-「用於量測具單一路徑熱流接面至外殼半導體元件熱阻的暫態雙介面測試方法」量測標準的方法紀錄LED燈與基板之接面溫度(Junction temperature)每秒鐘的溫度變化，計算其散熱係數(k)，同時與未塗佈的氧化鋁基板與碳化矽基板進行比較，結果顯示塗佈本發明的陶瓷薄膜之散熱係數為1.234；未塗佈之氧化鋁板之散熱係數為0.2353；碳化矽基板之散熱係數為0.4583。相較氧化鋁基板，其散熱效率提升420%；相較市售之碳化矽基板，其散熱效率提升150%。

　　請參閱第4圖所示，係使用本發明遠紅外線散熱陶瓷漿料製備纖維布之製作流程圖，首先，取MnCl₂(20-40%)、CoCl₂‧6H₂O(≦10%)、NiCl₂‧6H₂O(≦10%)、FeCl₃(20-40%)及CuCl₂(10-20%)均勻混合後，經高溫燒結及粉體研磨形成第一陶瓷粉前驅物；再取AlCl₃(10-30%)、CuCl₂(≦13%)、MgCl₂‧6H₂O(5-15%)、CaCl₂‧6H₂O(10-30%)、Na₂SiO₃‧9H₂O(35-65%)、FeCl₃(≦13%)與H₃BO₃(5-25%)，分別溶於去離子水及鹽酸之中，形成第二陶瓷粉前驅物；前述第一陶瓷粉前驅物及第二陶瓷粉前驅物以(3-30%)：(70-97%)之比例均勻混合後，利用噴霧造粒方式成陶瓷粉末，研磨至粒徑小於10mm，以重量百分比為1-2 wt%的比例混入聚酯粉體(polyester powders)中，經升溫融熔聚合成遠紅外線聚酯粒，再以假撚機製成遠紅外線加工絲後，以傳統織布法製成遠紅外線纖維布，此纖維布具有長石、橄欖石、堇青石、綠泥石、綠鎂鎳石、電氣石、透閃石、陽起石、蛇紋石、尖晶石或方解石中至少一種或一種以上之結構，最後剪裁成各種形式衣物。為比較遠紅外線纖維布料的散熱能力，以符合FTTS-FA-019-「織物瞬間涼感驗證規範」的方法量測紡織物的瞬間涼感(Touch feeling of warmth and Coolness / Q-max)，模擬人體接觸織物時，皮膚表面瞬間熱量流失之最大值，亦即為織物瞬間最大熱流通過量（W/cm²），同時與未添加遠紅外線陶瓷粉的纖維布料進行比較，結果顯示本發明之遠紅外線纖維布料的瞬間涼感值為0.153 W/cm²；未添加遠紅外線陶瓷粉的纖維布料的瞬間涼感值為0.095 W/cm²；故本發明之遠紅外線纖維布料的瞬間涼感值可提升61%。

　　請參閱第5圖所示，係本發明之遠紅外線散熱陶瓷薄膜鍍於氧化鋁基板與市售碳化矽(SiC)基板及氧化鋁基板之接面溫度比較圖，從第5圖可發現，本發明鍍於氧化鋁基板之薄膜粒徑小於100nm時(如第5圖第一曲線10)，及本發明鍍於氧化鋁基板之薄膜粒徑小於10mm時(如第5圖第二曲線20)，與市售碳化矽(SiC)基板(如第5圖第三曲線30)及氧化鋁基板(如第5圖第四曲線40)的溫度值呈現明顯差異，本發明鍍於氧化鋁基板之薄膜粒徑小於100nm時，可大幅降低40^oC，而散熱效率更遠高於市售之碳化矽(SiC)基板150%，且由接面溫度曲線得知，散熱能力與熱傳導能力及遠紅外線放射率有關，其中，又以遠紅外線放射率為主要影響因子。第5圖僅是本發明之輻射散熱薄膜實例，並透過與習知產品之對比清楚說明本發明之特點，並非用以限定本發明的範圍，上述結果顯示，本發明同時具有新穎性、進步性及產業應用性。

　　惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，任何熟悉本技術者，在不脫離本發明之技術範圍內，所做的任何簡單修飾或等效變化者，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍。

10．．．第一曲線

20．．．第二曲線

30．．．第三曲線

40．．．第四曲線

第1圖：為本發明遠紅外線散熱陶瓷薄膜之製作流程圖。

第2圖：為本發明遠紅外線散熱陶瓷薄膜之X光繞射圖。

第3圖：為本發明實施例4之紅外線放射強度圖。

第4圖：為本發明遠紅外線散熱陶瓷纖維布之製作流程圖。

第5圖：為本發明與市售碳化矽及氧化鋁基板接面溫度比較圖。

無

Claims

一種遠紅外線散熱陶瓷漿料，包括有：陶瓷粉前驅物，包含有Na、Mg、Ca、B、Al、C、Si、Sn、Mn、Fe、Co、Ni、Cu之鹽類或氧化物至少一種或一種以上所組成的群組；以及相對應之溶劑、黏結劑、分散劑或結構修飾劑混合而成。
如申請專利範圍第1項所述之遠紅外線散熱陶瓷漿料，其中，相對應之溶劑，包括有：去離子水、甲醇、甲酸、乙醇、丙酮、醋酸、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉或氨水其中之ㄧ。
如申請專利範圍第2項所述之遠紅外線散熱陶瓷漿料，其中，黏結劑，包括：甲基纖維素、羧丙基甲基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯縮丁醛、酚醛樹酯、環氧樹酯或水玻璃其中之一。
如申請專利範圍第2或3項所述之遠紅外線散熱陶瓷漿料，其中，分散劑，包括有：甲苯、正己烷、環氧丁烷、二甲基甲醯胺、乙酸甲酯、正丙醇或甲醇樹酯其中之一。
如申請專利範圍第2或3項所述之遠紅外線散熱陶瓷漿料，其中，結構修飾劑，包括有：MgCl₂‧6H₂O、CaCl₂‧6H₂O、SnCl₂‧2H₂O、H₃BO₃、Na₂B₄O₅(OH₄)‧8H₂O或Na₂SiO₃‧9H₂O其中之一。
如申請專利範圍第4項所述之遠紅外線散熱陶瓷漿料，其中，結構修飾劑，包括有：MgCl₂‧6H₂O、CaCl₂‧6H₂O、SnCl₂‧2H₂O、H₃BO₃、Na₂B₄O₅(OH₄)‧8H₂O或Na₂SiO₃‧9H₂O其中之一。
如申請專利範圍第1項所述之遠紅外線散熱陶瓷漿料，其中，3Al₂O₃‧2SiO₂(20-40%)、NiCO₃(≦10%)及Fe₂O₃(≦10%)均勻混合後，添加石墨(20-40%)、MgCl₂‧6H₂O(30-50%)、CaCl₂‧6H₂O(20-40%)及Na₂SiO₃‧9H₂O(10-20%)進行均質化熱處理，經高溫燒結及粉體研磨而成陶瓷粉前驅物；以重量百分比之比例，陶瓷粉前驅物：去離子水：甲基纖維素：正己烷=(20-24)：64：(2-3)：(9-14)混合攪拌製備而成一漿料。
如申請專利範圍第1項所述之遠紅外線散熱陶瓷漿料，其中，MnCl₂(20-40%)、FeCl₃(20-40%)、CuCl₂(10-20%)、NiCl₂‧6H₂O(≦10%)及CoCl₂‧6H₂O(≦10%)均勻混合後，經高溫燒結及粉體研磨而成陶瓷粉前驅物；以重量百分比之比例，陶瓷粉前驅物：乙醇：聚乙烯縮丁醛：環氧丁烷=(15-19)：73：(3-4)：(4-9)混合攪拌製備而成一漿料。
如申請專利範圍第1項所述之遠紅外線散熱陶瓷漿料，其中，AlCl₃(10-30%)、CaCl₂‧6H₂O(10-30%)、MgCl₂‧6H₂O(5-15%)、CuCl₂(≦13%)、FeCl₃(≦13%)、Na₂SiO₃‧9H₂O(35-65%)與H₃BO₃(5-25%)，分別溶於去離子水及鹽酸之中，依重量百分比加入2%的酚醛樹酯混合攪拌而成一漿料。
一種使用請求項1之漿料製備的遠紅外線散熱纖維布，其中，包含MnCl₂(20-40%)、CoCl₂‧6H₂O(≦10%)、NiCl₂‧6H₂O(≦10%)、FeCl₃(20-40%)及CuCl₂(10-20%)均勻混合後，經高溫燒結及粉體研磨形成第一陶瓷粉前驅物；再取MgCl₂‧6H₂O(5-15%)、CaCl₂‧6H₂O(10-30%)、AlCl₃(10-30%)、CuCl₂(≦13%)、FeCl₃(≦13%)、H₃BO₃(5-25%)與Na₂SiO₃‧9H₂O(35-65%)，分別溶於去離子水及鹽酸之中，形成第二陶瓷粉前驅物；前述第一陶瓷粉前驅物及第二陶瓷粉前驅物以(3-30%)：(70-97%)之比例均勻混合後，利用噴霧造粒而成陶瓷粉末，將其研磨至粒徑小於10mm，以重量百分比為1-2 wt%之比例混入聚酯粉體(polyester powders)中，經升溫融熔聚合成遠紅外線聚酯粒，再以假撚機製成遠紅外線加工絲後，以傳統織布法製作而成。
如申請專利範圍第10項所述之遠紅外線散熱纖維布，包含有：長石(Anorthite)、橄欖石(Olivine)、堇青石(Cordierite)、綠泥石(Chlorite)、綠鎂鎳石(Alipite)、電氣石(Tourmaline)、透閃石(Tremolite)、陽起石(Actinolite)、蛇紋石(Serpentine)、尖晶石(Spinel)及方解石(Calcite)之中至少一種或一種以上的結構組合或衍生物。
一種使用請求項1之漿料製備薄膜的方法，包括步驟有：(a)漿料以含浸或噴塗方式塗佈披覆於一基板表面； (b)加熱乾燥，形成具有熱傳與遠紅外線散熱功能之雙層散熱薄膜結構。
一種使用請求項1之漿料製備薄膜的方法，包括步驟有：(a)將一基板進行預熱程序；　　　　　　　　　　　(b)取漿料以噴塗方式披覆於該基板表面，形成具有熱傳與遠紅外線散熱功能之雙層散熱結構的薄膜。
一種遠紅外線散熱陶瓷薄膜，其係含有請求項1所述之漿料成分。
如申請專利範圍第14項所述之遠紅外線散熱陶瓷薄膜，包含有：長石(Anorthite)、橄欖石(Olivine)、堇青石(Cordierite)、綠泥石(Chlorite)、綠鎂鎳石(Alipite)、電氣石(Tourmaline)、透閃石(Tremolite)、陽起石(Actinolite)、蛇紋石(Serpentine)、尖晶石(Spinel)及方解石(Calcite)之中至少一種或一種以上的結構組合或衍生物。