[发明专利]柔性传感导线

说明书

【技术领域】

本发明涉及穿戴式设备、衣物、服饰织物材料技术领域，尤其涉及一种具有弹性的内含有导线的织物。

【背景技术】

穿戴式设备（Wearable Devieces），是采用感知、识别、无线通信、云服务、大数据等新一代信息技术以实现用户互动、生活娱乐、医疗保健等功能的穿戴式移动智能终端，被誉为未来移动智能产品发展的主要趋势，并将极大地改变人类的生活。

穿戴式设备因其具备监测、医疗、娱乐、办公、学习、定位等多种功能，加上国内消费者日益增加的对健康方面述求，使得穿戴式设备在医疗健康、运动健身类产品十分火爆。根据市场研究机构Research and Markets 调研发布的报告显示，2012年全球穿戴式设备市场的收入已经达到了27亿美元，全球穿戴式电子产品的规模有望达到83亿美元，这一市场包括了先进的电子设备、柔性压电薄膜、智能纺织品等各类产品。

在穿戴式衣物产品上，需要采用智能织物为基础进行剪裁、拼接、缝纫完成制造。一般来说制作过程是采用织物为基底、利用导电纺线通过纬纱或经纱的方式编入衣物中，或者利用导电纺布缝纫在衣服上。使用导电纱线作为衣物的内部连接线，并采用等多种方式制作的电子织物是穿戴式医疗设备的一个重要发展方向。

专利CN201510104866.1发明公开了一种在柔性纱线表面附着导电微粒而形成的柔性导线，该发明公开了该柔性导线的制备方法，包括提供柔性纱线；提供染料,染料包括导电微粒、树脂和溶剂；将染料附着于柔性纱线表面；固化形成柔性导线。

专利CN201610207740.1发明一种基于导电织物的可拉伸电极，其特征在于：所述可拉伸电极是通过将可拉伸导电织物预拉伸后，再在导电溶液中浸渍获得。

专利CN201180006133.4涉及一种导电织物及其制造方法和设备，其中部分导电线被编织到织物中从而选择性地暴露于该织物的外部，用以快速并方便地执行导电线的绑定以及各种元件和模块的连接等，从而可适用性和生产率得到了改善。该发明的导电织物编织成平面形状，所述导电织物包括沿纵向设置的多股经线、与经线编织在一起的多股纬线以及至少一股沿纵向设置并编织的导电线，其中重复形成了导电线编织部分和导电线暴露部分。

专利CN200780041646.2提供了一种导电织物。该导电织物包括由合成的、再生的或天然纤维构成的基层；形成于基层之上以能够以预设计的电图案自由形成的导电层；和在导电层之上形成以防止导电层损坏的绝缘层。

专利201610356637.3发明提供了一种弹性导电复合织物及其制备方法。其特征在于，包括从上到下依次设置的氨纶弹性织物、粘合剂层、柔性纳米导电膜、粘合剂层和氨纶弹性织

专利201510340852.X 发明提供了一种多体征参数采集的穿戴装置，包括穿戴衣、三个心电电极、生理参数传感节点、运动参数传感节点以及织物导线；织物导线包括由内向外同心设置的导电织物传输线、绝缘防水尼龙层以及棉布外层。

上述类似专利大多只是将织物与电子产品进行简单的组合，织物上电子器件的连接使用的是传统金属导线，将导电材料利用不同的工艺粘合印刷在本体衣物上，或者直接在衣服上简单地印刷导电线，或者将导电纱线编织进本体衣物中，造成服装的柔软性、耐水性、舒适性变差，同时这些方案所涉及的产品或者衣物不能进行普通清洗，也有些不能随意拉伸，缺乏兼顾导电稳定性与穿戴舒适性的柔性连接结构设计。

【发明内容】

本发明针对上述产品柔软性、耐水性和舒适性变差的问题，提出一种具有弹性的传感导线结构设计及其制备方法，使用导电纺线编织特定的结构，形成具有弹性的传感导线。此种导线因为是完全织物制造，且具有弹性，可缝制在衣物中实现电路连接，由于具有弹性，能够与衣物融为一体，在穿戴者运动过程中随衣物一起扭曲拉伸，且可与穿戴织物一起折叠、水洗而不影响其性能。

本发明所涉及的一种柔性传感导线，包括导电线和外包弹性层两个部分，其中导电线包括氨纶弹力纱和导电银纤维，导电银纤维是镀银弹力尼龙线制成，将若干根导电银纤维包裹在氨纶弹力纱上构成导电线，外包弹性层是弹力纺织绝缘材质制成。

在导电线中的银纤维采用绕着氨纶弹力纱外径圆周均布，并通过缠绕或者网格编织的方式包裹在氨纶弹力纱之上，缠绕的银纤维能够拉伸的最大长度与拉伸到最大长度的氨纶弹力纱的长度一致。

银纤维是将纯银粉末均匀附着镀在弹力尼龙线上，或者银离子采用阳离子交换吸附均匀镀在尼龙线上。