[发明专利]一种碳纳米管电加热组件、电加热鞋垫和电加热鞋

说明书

本发明涉及电加热服饰技术领域，具体涉及一种碳纳米管电加热组件以及电加热鞋垫和电加热鞋，其中碳纳米管电加热组件包括碳纳米管复合材料、柔性电池、PCB电路板、设置于PCB电路板上的控制开关以及温度传感器，碳纳米管复合材料为碳纳米管复合薄膜。与现有技术相比，本发明的碳纳米管复合材料具有发热面积大、发热效率高的优点，可直接粘贴或缝制在鞋垫/鞋等服饰材料的表面，而且具有易弯折、耐揉搓的优点，本发明通过温度传感器和控制开关可实现恒温调控，操作简单方便。

技术领域

本发明涉及电加热服饰技术领域，具体涉及一种碳纳米管电加热组件以及电加热鞋垫和电加热鞋。

背景技术

为了解决冬天的保暖问题，人们致力于开发各类保暖鞋/鞋垫等保暖服饰。保暖服饰主要有被动保暖型和加热保暖型二大类。被动型保暖服饰常见有羽绒服、棉衣和加绒鞋垫，其主要是通过阻隔人体与外界的热交换，达到减少人体热量的散发而起到保暖的目的。但在寒冷的冬天，对于长时间在室外的人们来说，仅仅依靠人体自身发热量是远远不够的，因此被动保暖的方式保暖效果差，无法抵御低温天气。而主动加热型保暖服饰就是通过在服饰上安装电加热装置来对人体进行加热实现抗寒保暖，即电热服饰。

碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，其具有良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等优点，是目前最主要应用于保暖衣的加热材料。目前市面上出现的碳纤维加热服，由碳纤维材料通电后产生远红外光进行辐射加热来达到防寒的目的。如中国专利CN 104305584 A公开了一种碳纤维加热服，其技术方案采用碳纤维远红外发射加热方式，该加热服包括加热服本体和控制单元，加热服本体内设有若干加热单元，每个加热单元内均设有温度感应装置，控制单元包括能量输出单元和温度调节单元，温度调节单元连接温度感应装置，能量输出单元连接加热单元，纤维两端运用铜线与其他元件进行电连接，实现电加热，但其缺陷是：加热组件不耐折、不耐洗；控制单元与电源外置，不利于人们穿着；采用碳纤维作为发热体，发热面积偏小，发热效率低。另外，还有采用石墨烯作为电热服的加热材料，如中国专利申请CN 107028248 A公开了一种石墨烯服装，其技术方案将石墨烯涂层通过电热丝与外接电源连接，通3～6V的电压，利用石墨烯远红外发射加热，其缺陷是：加热后石墨烯向四周发散远红外光，未集中向人体发射，发热效率不高；电热丝易折断，不耐揉搓，未进行防水处理，给使用带来不便，而且成本高。此外，随着智能时代的到来，智能电热服快速发展，电热服开关越来越朝着小型化、轻薄化和高智能化发展。例如中国专利20429051U公开了一种智能电加热服开关，其主要利用手机APP通过蓝牙控制温度，但是其缺陷是：该蓝牙智能控制开关中，需要先手动打开机械开关，才能实现手机蓝牙信号与开关蓝牙信号的连接，因此，并不能真正实现完全无线操控，操作麻烦，而且不是恒温控温，对电热服的人体舒适度有影响。

现有技术的电加热鞋/鞋垫等电加热服饰主要存在以下待解决的问题：：(1)碳纤维作为服装用电加热材料直径大穿着有突兀感，发热效率低，不宜折叠不宜洗涤；石墨烯涂料作为加热材料应用在服装上，需借助PET等基材作为载体，即以液态涂覆在基材上形成加热薄膜，然后再缝制或者粘贴在衣服上，制作工艺复杂，硬质的基材使得穿着舒适度差，而且发热面积小，只能局部供热，发热效率低；(2)现有的电源外置，加热组件易折断，不耐揉搓，清洗时发热元件易与导线脱离，这些均造成使用上的诸多不便；(3)控制开关为机械开关，需要手动打开，如果使用在鞋垫内，每次都要拿出鞋垫，其操作复杂，而且不能实现恒温控温。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明的目的在于提供一种发热面积大且发热效率高、柔性好、使用方便的碳纳米管电加热组件及电加热鞋垫和电加热鞋。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

提供一种碳纳米管电加热组件，其特征在于：包括碳纳米管复合材料、用于向碳纳米管复合材料供电的柔性电池、PCB电路板、设置于所述PCB电路板的控制开关以及与所述控制开关电连接的温度传感器；所述PCB电路板分别与所述控制开关和柔性电池电连接，所述碳纳米管复合材料为碳纳米管复合薄膜。