[發明專利]一種可拉伸織物電路

在審

• 申請號: 201810417358.2
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108385257A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 裴澤光;何建;熊祥章;張巖
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D04B1/14
• 分類號: D04B1/14;D04B1/18
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

本發明涉及一種可拉伸織物電路，所述可拉伸織物電路為由非導電紗線和至少一根導電紗線經彎曲成圈并相互串套而成的針織結構，其中所述導電紗線為包芯紗結構，所述導電紗線的紗芯部分導電，紗芯外圍均勻而緊密包覆有非導電的紡織短纖維。

技術領域

本發明涉及一種以紡織材料為基體的、面向可穿戴電子產品的可拉伸柔性電路，屬于柔性電路技術領域。

背景技術

織物電路是以柔性織物為基體，利用織入織物中的導電線路(包括金屬絲、導電聚合物及其它導電纖維材料等)或印刷、涂覆于織物表面的導路實現承載或連接于其上的電子器件的電能與電信號傳輸的柔性電路。織物電路因其柔軟、輕質透氣、可拉伸彎曲、成本低、可規模化生產等優點，且能夠順應人體三維體表，并與皮膚緊密貼合，因此將其用于承載和連接傳感器、控制器、電池等以制造柔性可穿戴電子設備及智能服裝，用于人體生理訊號的監測。例如，Li等人報道了一種針織結構、以直徑50μm、涂覆有聚氨酯涂層的銅絲作為導線的織物電路(Li Q，Tao XM.P Roy Soc A-Math Phy，2014，470：20140472)。由于在該織物電路中銅絲被彎曲成圈狀，并與彈力復合紗串套在一起，當織物電路經受大幅度單向拉伸、三維頂壓和多次循環拉伸應變時，銅絲承受極小的應變，故可使織物電路內部電阻基本維持不變。但是在該織物電路的制造過程中，銅絲是與彈力復合紗并行喂入編織機，因此該織物電路存在以下問題：第一，銅絲裸露在織物電路表面(如圖1所示)，在織物電路的加工或使用過程中受到外界硬物沖擊作用時易造成損壞，導致其正常功能受到破壞；第二，盡管銅絲外表包覆有聚氨酯涂層，但其厚度極小(僅3μm左右)，在穿著過程中織物電路與外界物體之間將經歷長時間的接觸、摩擦作用，聚氨酯涂層容易脫落，則當織物電路經歷變形時相鄰圈狀導線有較高的幾率發生接觸而導致短路；第三，銅絲裸露在外，使得穿著時美觀度較差，同時易對人體皮膚造成不舒適感。

發明內容

本發明解決的技術問題是：因金屬導線或鍍有金屬的導線裸露在織物電路表面而導致的耐沖擊與耐磨損性能差、易短路、美觀度與穿著舒適性差。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供了一種可拉伸織物電路，其特征在于，所述可拉伸織物電路為由非導電紗線和至少一根導電紗線經彎曲成圈并相互串套而成的針織結構，導電紗線為僅紗芯部分導電的包芯紗結構，所述包芯紗結構的紗芯部分由以下項中的至少一項構成：金屬絲、漆包金屬絲、鍍金屬的長絲、鍍金屬的紗線，導電紗線的紗芯部分外圍均勻而緊密包覆有非導電的紡織短纖維。

優選地，所述針織結構包括以下項中的至少一項：平紋針織結構、羅紋針織結構、雙反面針織結構。

優選地，所述非導電紗線為彈力長絲與以下項中的至少一項構成的復合紗：長絲、長絲紗、紡織短纖維、短纖紗。

優選地，所述復合紗包括以下項中的至少一項：包芯紗、包纏紗、并捻紗、包繞紗。

優選地，所述彈力長絲為氨綸絲。

本發明通過采用具有包芯紗結構、導電纖維位于紗芯、外圍均勻而緊密包覆有非導電的紡織短纖維的導電紗線替代裸露的導電纖維，形成具有由非導電紗線和導電紗線經彎曲成圈并相互串套而形成的針織結構的可拉伸織物電路，能夠對導電線路進行有效的防護，提升導電線路的耐沖擊與耐磨損性能，防止織物電路經歷變形時相鄰圈狀導線發生接觸而導致短路，同時有效提升其穿著美觀性與舒適性。

附圖說明

圖1來自于文獻Li Q，Tao XM.P Roy Soc A-Math Phy，2014，470：20140472，表示現有的具有針織結構、以直徑50μm、涂覆有聚氨酯涂層的銅絲作為導線的織物電路的電子顯微照片；

圖2為實施例1中可拉伸織物電路的結構示意圖；

圖3為實施例1中漆包銅絲的電子顯微照片；

圖4為實施例1中導電包芯紗表觀結構的電子顯微照片；