TWI508610B - 具有遠紅外線之介電發熱體及其製造方法 - Google Patents

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Min Chi Chung
Chih Cheng Chen
Ai Katsurada
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Univ Far East
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具有遠紅外線之介電發熱體及其製造方法
本發明係有關於一種具有遠紅外線之介電發熱體及其製造方法，特別是透過導電於發熱材料之第一電極及第二電極，進而該該第一電極及該第二電極通電後使該發熱材料產生熱源，並且可於加熱陶瓷體過程中發出遠紅外線。
一般電磁爐或瓦斯爐雖具有烹煮食物之功能，然而此類烹煮食物之器具於加熱過程中，有可能因無法穩定控制電流量及溫度，以致於產生忽然冒出的火舌，並且有可能造成能源的浪費，而現今環保意識抬頭，如何改進使用能源的效益，即是改良此類烹煮器具。
中華民國新型專利公報第M411752號「奈米陶瓷電熱塗層裝置」，上述創作係一種奈米陶瓷電熱塗層裝置，該裝置包含絕緣基座、奈米電熱薄膜以及導電接點，奈米電熱薄膜由介電材料、奈米導電熱材料以及固化材料所組成，二導電接點設置於奈米電熱薄膜上，用以透過導線連接電源的正極及負極。進一步可以在電源及導熱接點之間設置一溫控裝置，以控制加熱的電流的通路或斷路，本創作高電熱能轉換效率，在短時間能達到加熱的功效，而可以節省電能、減少原有電熱絲或加熱管的重量，並間接減少後續的輸送成本。
上述前案雖具有導電及發熱之構造，但上述前案仍有下列缺點：
1.上述前案無法瞬間加熱，其會造成能源不斷被浪費於發熱，故不具節省能源之用。
2.上述前案無法有效穩定溫度與電流，以致於發熱過程中能源會流失至外界，故會造成發熱時過度浪費能源之缺失。
3.上述前案無法依照個別配方調整電流大小，故不具使用便利之用。
爰此，有鑑於上述前案的缺點，本發明係提供一種具有遠紅外線之介電發熱體，包含：一陶瓷體，包含一矽酸鹽礦物與一硼矽酸鹽礦物；一發熱材料，包含一粉狀奈米級石墨、一錫膏、一雲母粉及一環氧樹脂，該發熱材料係披覆於該陶瓷體，且該發熱材料係設置有不相連接之一第一電極及一第二電極；藉由將該第一電極及該第二電極通電後，該發熱材料即開始加溫發熱，使該發熱材料對該陶瓷體加熱而產生向外發散之遠紅外線。
上述之陶瓷體係包含有一37.5~62.5重量單位之矽酸鹽礦物與一12.5~37.5重量單位之硼矽酸鹽礦物。
上述之發熱材料係包含有一重量百分比40%~60%之粉狀奈米級石墨、一重量百分比5%~10%之錫膏、一重量百分比20%~30%之雲母粉及一重量百分比10%~20%之環氧樹脂。
上述之第一電極該該第二電極係為一導電銀膠，且該第一電極及該第二電極係分別設置於該發熱材料兩相對側邊上。
本發明係為一種具有遠紅外線之介電發熱體之製程方法，係包含有下列步驟：(A)以一37.5~62.5重量單位之矽酸鹽礦物與一12.5~37.5重量單位之硼矽酸鹽礦物壓餅形成一陶瓷體，將前述陶瓷體燒結至1200℃~1350℃，再恆溫6至7小時後自然降至室溫；(B)混合攪拌一重量百分比40%~60%之粉狀奈米級石墨、一重量百分比5%~10%之錫膏、一重量百分比20%~30%之雲母粉及一重量百分比10%~20%之環氧樹脂形成一泥狀之發熱材料，再塗佈於上述 陶瓷體上，並加熱至300℃~450℃，再恆溫2~4小時後自然降至室溫；(C)再以一導電銀膠塗佈於前述之發熱材料之不相連接位置，以形成一第一電極及一第二電極，再加熱至200℃~400℃後，再恆溫3~4小時後自然降至室溫。
上述之步驟B中該塗佈係為網路印刷版塗佈方式。
上述之步驟B中係以每十分鐘上升1℃，溫度上升至300℃~450℃，再恆溫2~4小時後自然降至室溫。
本發明的功效在於：
1.本發明藉由使用者供電至該發熱材料之第一電極及第二電極，透過該第一電極及第二電極通電後驅使該發熱材料產生熱能，本發明之發熱材料所產生熱能方式可取代習知之電磁爐、瓦斯爐等發熱裝置。
2.本發明可有效地穩定電流量及溫度。
3.本發明可於一分鐘內加熱至300℃，並具有瞬間加熱之功效，以達到減少熱能流失於發熱材料加熱過程中，並具有節省能源的效果。
4.本發明可依個別的電流需求，調整陶瓷體及發熱材料之原料比例，即可達到客製化之需求。
5.本發明當發熱材料產生熱能時，該陶瓷體則同時產生遠紅外線之功效。
6.本發明當陶瓷體及發熱材料到達最高溫450℃時，不會因為該陶瓷體與該發熱材料兩者熱膨脹係數不同，使該陶瓷體與該發熱材料彼此擠壓而導致龜裂。
(1)‧‧‧陶瓷體
(2)‧‧‧發熱材料
(21)‧‧‧第一電極
(22)‧‧‧第二電極
[第一圖]係為本發明之製造步驟流程示意圖。
[第二圖]係為本發明之立體圖。
綜合上述技術特徵，本發明係為一種具有遠紅外線之介電發熱體之製造方法，其主要功效將可於下述實施例清楚呈現。
首先，請參閱第一圖所示，本發明係為一種具有遠紅外線之介電發熱體之製程方法，請參閱第一圖及第二圖所示，係包含有下列步驟：
(A)以一37.5~62.5重量單位之矽酸鹽礦物與一12.5~37.5重量單位之硼矽酸鹽礦物壓餅形成一陶瓷體(1)，於本實施例中矽酸鹽礦物及硼矽酸鹽礦物之重量單位係為公克，而諸如KG或磅等重量單位皆為本實施例所能達成，將前述陶瓷體(1)燒結至1200℃~1350℃，再恆溫6至7小時後自然降至室溫。
(B)混合攪拌一重量百分比40%~60%之粉狀奈米級石墨、一重量百分比5%~10%之錫膏、一重量百分比20%~30%之雲母粉及一重量百分比10%~20%之環氧樹脂形成一泥狀之發熱材料(2)，再塗佈於上述陶瓷體(1)上，並以每十分鐘上升1℃，溫度上升至300℃~450℃，再恆溫2~4小時後自然降至室溫，該塗佈係為網路印刷版塗佈方式。
(C)再以一導電銀膠塗佈於前述之發熱材料(2)之不相連接位置，以形成一第一電極(21)及一第二電極(22)，再加熱至200℃~400℃後，再恆溫3~4小時後自然降至室溫。
請參閱第二圖所示，本發明係提供一種具有遠紅外線之介電發熱體，係包含有一陶瓷體(1)及一發熱材料(2)，其中；陶瓷體(1)，係包含有一37.5~62.5重量單位之矽酸鹽礦物與一12.5~37.5重量單位之硼矽酸鹽礦物，於本實施例中矽酸鹽礦物及硼矽酸鹽礦物之重量單位係為公克，而諸如KG或磅等重量單位皆為本實施例所能達成。
發熱材料(2)，係披覆於該陶瓷體(1)，且該發熱材料(2)係設置有一第一電極(21)及一第二電極(22)，該第一電極21)及第二電極(22)係為一導電銀膠，且該第一電極(21)及該第二電極(22)係分別設置於該發熱材料(2)兩相對側邊 上，該發熱材料(2)係包含有一重量百分比40%~60%之粉狀奈米級石墨、一重量百分比5%~10%之錫膏、一重量百分比20%~30%之雲母粉及一重量百分比10%~20%之環氧樹脂。
要說明的是，藉由供電至該發熱材料(2)之第一電極(21)及第二電極(22)，可透過該第一電極(21)及該第二電極(22)通電後驅使該發熱材料(2)開始發熱加溫，並可有效地穩定電流量及溫度，由於發熱材料(2)係具有石墨之材質，又因石墨具有良好導電性與導熱性，使該發熱材料(2)可於一分鐘內加熱至300℃，並具有瞬間加熱之功效，以達到減少熱能流失於發熱材料(2)加熱過程中，並具有節省能源的效果，本發明之發熱材料(2)所產生熱能方式可取代習知之電磁爐、瓦斯爐等發熱裝置。
當發熱材料(2)因第一電極(21)及第二電極(22)通電而開始加溫發熱時，因陶瓷體(1)係唯一可向外發散遠紅外線之材質，則該發熱材料(2)會對該陶瓷體(1)發熱材料加熱而產生向外發散之遠紅外線，並且該陶瓷體(1)及發熱材料(2)皆具有耐高溫的效果，則陶瓷體(1)及發熱材料(2)到達最高溫450℃時，也不會因為該陶瓷體(1)與該發熱材料(2)兩者熱膨脹係數不同，使該陶瓷體(1)與該發熱材料(2)彼此擠壓而導致龜裂。
唯上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍，故舉凡數值之變更或等效元件之置換，或依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範疇。

Claims (8)

  1. 一種具有遠紅外線之介電發熱體，包含有：一陶瓷體，包含一矽酸鹽礦物與一硼矽酸鹽礦物；一發熱材料，包含一粉狀奈米級石墨、一錫膏、一雲母粉及一環氧樹脂，該發熱材料係披覆於該陶瓷體，且該發熱材料係設置有不相連接之一第一電極及一第二電極；藉由將該第一電極及該第二電極通電後，該發熱材料即開始加溫發熱，使該發熱材料對該陶瓷體加熱而產生向外發散之遠紅外線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有遠紅外線之介電發熱體，其中，該陶瓷體係包含有一62.5重量單位之矽酸鹽礦物與一37.5重量單位之硼矽酸鹽礦物所形成，上述重量單位係為公克、KG或磅。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之具有遠紅外線之介電發熱體，其中，該發熱材料係包含有一重量百分比40%~60%之粉狀奈米級石墨、一重量百分比5%~10%之錫膏、一重量百分比20%~30%之雲母粉及一重量百分比10%~20%之環氧樹脂。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之具有遠紅外線之介電發熱體，其中，該第一電極及該第二電極係為一導電銀膠，且該第一電極及該第二電極係分別設置於該發熱材料兩相對側邊上。
  5. 一種具有遠紅外線之介電發熱體之製程方法，係包含有下列步驟：(A)以一矽酸鹽礦物與一硼矽酸鹽礦物壓餅形成一陶瓷體，將前述陶瓷體燒結至1200℃~1350℃，再恆溫6至7小時後自然降至室溫；(B)混合攪拌一重量百分比40%~60%之粉狀奈米級石墨、一重量百分比5%~10%之錫膏、一重量百分比20%~30%之雲母粉及一重量百分比10%~20%之環氧樹脂形成一泥狀之發熱材料，再塗佈於上述陶瓷體上，並加熱至300℃~450 ℃，再恆溫2~4小時後自然降至室溫；(C)再以一導電銀膠塗佈於前述之發熱材料之不相連接位置，以形成一第一電極及一第二電極，再加熱至200℃~400℃後，再恆溫3~4小時後自然降至室溫。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之具有遠紅外線之介電發熱體之製程方法，其中，於步驟B中該塗佈係為網路印刷版塗佈方式。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之具有遠紅外線之介電發熱體之製程方法，其中，於步驟B中係以每十分鐘上升1℃，溫度上升至300℃~450℃，再恆溫2~4小時後自然降至室溫。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之具有遠紅外線之介電發熱體之製程方法，其中，該陶瓷體係包含有62.5重量單位之矽酸鹽礦物與37.5重量單位之硼矽酸鹽礦物所形成，上述重量單位係為公克、KG或磅。
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Citations (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW223729B (zh) * 1990-08-03 1994-05-11 Mitsui Mining Co Ltd
JP2004207212A (ja) * 2002-11-07 2004-07-22 Takashi Misawa 発熱機能材、発熱機能材の製造方法、および発熱機能材を用いた発熱体
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CN101578912A (zh) * 2007-01-22 2009-11-11 松下电器产业株式会社 Ptc电阻器

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