[发明专利]一种可拉伸织物电路

说明书

本发明涉及一种可拉伸织物电路，所述可拉伸织物电路为由非导电纱线和至少一根导电纱线经弯曲成圈并相互串套而成的针织结构，其中所述导电纱线为包芯纱结构，所述导电纱线的纱芯部分导电，纱芯外围均匀而紧密包覆有非导电的纺织短纤维。

技术领域

本发明涉及一种以纺织材料为基体的、面向可穿戴电子产品的可拉伸柔性电路，属于柔性电路技术领域。

背景技术

织物电路是以柔性织物为基体，利用织入织物中的导电线路(包括金属丝、导电聚合物及其它导电纤维材料等)或印刷、涂覆于织物表面的导路实现承载或连接于其上的电子器件的电能与电信号传输的柔性电路。织物电路因其柔软、轻质透气、可拉伸弯曲、成本低、可规模化生产等优点，且能够顺应人体三维体表，并与皮肤紧密贴合，因此将其用于承载和连接传感器、控制器、电池等以制造柔性可穿戴电子设备及智能服装，用于人体生理讯号的监测。例如，Li等人报道了一种针织结构、以直径50μm、涂覆有聚氨酯涂层的铜丝作为导线的织物电路(Li Q，Tao XM.P Roy Soc A-Math Phy，2014，470：20140472)。由于在该织物电路中铜丝被弯曲成圈状，并与弹力复合纱串套在一起，当织物电路经受大幅度单向拉伸、三维顶压和多次循环拉伸应变时，铜丝承受极小的应变，故可使织物电路内部电阻基本维持不变。但是在该织物电路的制造过程中，铜丝是与弹力复合纱并行喂入编织机，因此该织物电路存在以下问题：第一，铜丝裸露在织物电路表面(如图1所示)，在织物电路的加工或使用过程中受到外界硬物冲击作用时易造成损坏，导致其正常功能受到破坏；第二，尽管铜丝外表包覆有聚氨酯涂层，但其厚度极小(仅3μm左右)，在穿着过程中织物电路与外界物体之间将经历长时间的接触、摩擦作用，聚氨酯涂层容易脱落，则当织物电路经历变形时相邻圈状导线有较高的几率发生接触而导致短路；第三，铜丝裸露在外，使得穿着时美观度较差，同时易对人体皮肤造成不舒适感。

发明内容

本发明解决的技术问题是：因金属导线或镀有金属的导线裸露在织物电路表面而导致的耐冲击与耐磨损性能差、易短路、美观度与穿着舒适性差。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种可拉伸织物电路，其特征在于，所述可拉伸织物电路为由非导电纱线和至少一根导电纱线经弯曲成圈并相互串套而成的针织结构，导电纱线为仅纱芯部分导电的包芯纱结构，所述包芯纱结构的纱芯部分由以下项中的至少一项构成：金属丝、漆包金属丝、镀金属的长丝、镀金属的纱线，导电纱线的纱芯部分外围均匀而紧密包覆有非导电的纺织短纤维。

优选地，所述针织结构包括以下项中的至少一项：平纹针织结构、罗纹针织结构、双反面针织结构。

优选地，所述非导电纱线为弹力长丝与以下项中的至少一项构成的复合纱：长丝、长丝纱、纺织短纤维、短纤纱。

优选地，所述复合纱包括以下项中的至少一项：包芯纱、包缠纱、并捻纱、包绕纱。

优选地，所述弹力长丝为氨纶丝。

本发明通过采用具有包芯纱结构、导电纤维位于纱芯、外围均匀而紧密包覆有非导电的纺织短纤维的导电纱线替代裸露的导电纤维，形成具有由非导电纱线和导电纱线经弯曲成圈并相互串套而形成的针织结构的可拉伸织物电路，能够对导电线路进行有效的防护，提升导电线路的耐冲击与耐磨损性能，防止织物电路经历变形时相邻圈状导线发生接触而导致短路，同时有效提升其穿着美观性与舒适性。

附图说明

图1来自于文献Li Q，Tao XM.P Roy Soc A-Math Phy，2014，470：20140472，表示现有的具有针织结构、以直径50μm、涂覆有聚氨酯涂层的铜丝作为导线的织物电路的电子显微照片；

图2为实施例1中可拉伸织物电路的结构示意图；

图3为实施例1中漆包铜丝的电子显微照片；

图4为实施例1中导电包芯纱表观结构的电子显微照片；