[发明专利]可穿戴智能装置

说明书

本发明的目的在于提供一种具有电气配线的可穿戴智能装置及用于实现该装置的材料，进一步可穿戴智能装置的制造方法，其中，该电气配线由对重复弯曲、重复扭曲的耐久性优异的伸缩性导体组合物形成。本发明通过将含有金属系导电粒子和非交联型弹性体的伸缩性导体形成用浆料印刷成包含电气配线间隔为1mm以下，优选配线宽度小于1mm细线的电气配线而成型，进一步通过在120℃以下、30分钟以下的低温条件下干燥固化，从而得到具有由无边缘流挂的细线构成的电气配线的可穿戴智能装置。

技术领域

本发明涉及将电子功能或者电气功能加入服装而使用的服装式的可穿戴电子装置，更详细地涉及具备有伸缩性的电气配线，具有自然使用感、穿着感的可穿戴智能装置。

而且，本发明涉及导电浆料，其用于形成具有为了实现具有自然使用感、穿着感的可穿戴智能装置而必要的伸缩性的电气配线。

背景技术

近年来，已开发出意在将具有输入输出、运算、通信功能的电子装置在与身体十分接近或者紧贴的状态下使用的可穿戴电子装置。已知可穿戴电子装置中具有如手表、眼镜、耳机此类配件型外形的装置、服装中加入电子功能的纺织品集成式的可穿戴智能装置。此外，已开发今后意在与人体紧贴的接触身体式、皮肤贴片式、进一步埋入人体内的植入式的可穿戴智能装置。

电子装置中需要电力供给用或信号传输用的电气配线。特别是纺织品集成式可穿戴电子装置或皮肤贴片式的可穿戴装置中，与伸缩的服装、基材相应地，电气配线也要求伸缩性。通常在由金属线或金属箔形成的电气配线由于本质上无实用上的伸缩性，因此使用将金属线或金属箔配置成波形或重复马蹄形，使其模拟具有伸缩功能的方法。

金属线时，可通过将金属线视为刺绣线而缝合在服装上来形成配线。但是，显而易见该方法并不适于大规模生产。

通过金属箔蚀刻形成配线的方法是普遍印刷电路板的制法。已知有将金属箔粘贴到具有伸缩性的树脂片上，用与印刷电路板为相同的方法形成波浪形配线，模拟成伸缩性配线的方法(参照非专利文献1)。该方法通过波浪形配线部的扭曲变形而具有模拟伸缩特性，但通过扭曲变形，金属箔在厚度方向也发生变化，因此如果用作服装一部分，则会具有非常不适感的穿着感，因此非优选。此外，洗涤时受到这种过度变形时，金属箔会发生永久塑性变形，配线的耐久性上也存在问题。

实现伸缩性的导体配线的方法，提出有使用特殊导电浆料的方法。将银粒子、碳粒子、碳纳米管等的导电性粒子与具有伸缩性的氨基甲酸乙酯树脂等的弹性体、天然橡胶、合成橡胶、溶剂等进行混炼成浆料状，在服装上直接或者与伸缩性薄膜基材等组合进行印刷绘制配线而成。

由金属系导电粒子和伸缩性粘合剂树脂组成的导电性组合物在宏观上可实现可伸缩的导体。由所述浆料得到导电性组合物如果从微观上来看，在受到外力时树脂粘合剂部发生变形，并在导电性粒子的电气连接不中断范围导电性得到保持。宏观上观察到的电阻率与金属线或金属箔相比为较高的值，但因组合物本身具有伸缩性，不必采用波浪形配线等形状，因配线宽度与厚度的自由度高，因此在实用性上可实现电阻比金属线低的配线。

专利文献1中公开了通过银粒子与有机硅橡胶组合，进一步用有机硅橡胶包覆有机硅橡胶基板上的导电性膜，由此抑制伸长时的导电率下降的技术。专利文献2中公开了银粒子与聚氨酯乳液的组合，可得到高导电率且高伸长率的导电膜。而且，还提出很多将碳纳米管或银粒子等高纵横比的导电性粒子组合来尝试改善特性的例子。

而且，专利文献3中公开了利用印刷法在服装上直接形成电气配线的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-173226号公报

专利文献2：日本特开2012-54192号公报

专利文献3：日本专利第3723565号公报

非专利文献