[发明专利]一种纤维电容器的制备方法

说明书

本发明公开一种纤维电容器的制备方法，其分别将若干根高弹性导电连续长丝和若干根低弹性导电连续长丝作为纤维电容器的两个电极材料；制备时首先将若干根高弹性导电连续长丝预拉伸，然后使预拉伸的若干根高弹性导电连续长丝与若干根伸直的低弹性导电连续长丝以一定的空间结构排列；最后通过绝缘粘合剂快速将以上两种导电连续长丝包覆并将它们粘合固定，绝缘粘合剂快速固化后填充在两种导电连续长丝之间，形成的良好介电层；绝缘粘合剂快速固化后，分段旋转诱导和分段去除高弹性导电连续长丝的张力，即可快速制备出纤维电容器。本发明的方法可快速制备出兼备优异弹性、耐洗性及电容稳定性的二维或三维多旋向独特螺旋或立体结构纤维电容器。

技术领域

本发明涉及一种纤维电容器的制备方法，特别是具有优异弹性、耐洗性及电容稳定性能的纤维电容器的制备方法，属于智能穿戴技术领域。

背景技术

近年来，智能纺织品发展迅速，智能穿戴成为科技行业发展的热点，纤维电容器作为制造电子智能纺织品的重要材料，其研究和开发正方兴未艾。在实际应用中尤其是在可穿戴电子设备中，纤维电容器需要满足微型化、弹性好、电容稳定以及耐水洗等要求，这关系到可穿戴电子设备的舒适性、稳定性和可靠性。

现有智能纺织品的电容器形式有很多，传统的陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器等虽然可以为可穿戴电子设备提供电容，但其舒适性差，不具备良好的弹性，无法应用于对于拉伸需求较大的纺织品，受摩擦后易脱落，可靠性都达不到要求。

发明内容

在下文中给出了关于本发明实施例的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

在保证智能纺织品舒适性、稳定性和可靠性的前提下，为了达到简化生产工艺，提高生产效率，制备出弹性好、电容稳定以及耐水洗的纤维电容器的目的，本发明提供了一种纤维电容器的制备方法。这种方法的原理是以高弹性导电连续长丝和低弹性导电连续长丝作为纤维电容器两个电极材料；将若干根高弹导电丝沿纵向拉伸张紧后，与若干根伸直的低弹导电丝以一定空间位置排列，两种导电连续长丝间保持一定间隙；利用绝缘粘合剂快速将两种导电丝包覆并将其粘合固定，绝缘粘合剂层形成良好的介电层；粘合剂快速固化后，分段旋转诱导和分段去除高弹性导电连续长丝的张力，快速制备出兼备优异弹性、耐洗性及电容稳定性的二维或三维多旋向独特螺旋或立体结构纤维电容器。

根据本申请的一个方面，提供一种纤维电容器的制备方法，其按以下步骤进行：

步骤1：分别将若干根高弹性导电连续长丝和若干根低弹性导电连续长丝作为纤维电容器的两个电极材料；其中，高弹性丝和低弹性丝指的是相对另一种丝而言的弹性高低，高弹性丝断裂伸长率一般在200％以上；

步骤2：将若干根高弹性导电连续长丝预拉伸，使其伸长1-8倍的拉伸张紧；

步骤3：使若干根预拉伸的高弹性导电连续长丝与若干根伸直的低弹性导电连续长丝以一定的空间结构排列，高弹性导电连续长丝和低弹性导电连续长丝之间保持0.1-8um的介电层间隙；其中，空间结构是一字形并排、三角形垒叠、平行四边形或者皮芯辐射状结构；根据电容器电容决定式C＝εS/4πkd，在正对面积S和介电常数ε不变的情况下，两电极间距离d越小电容越大；

步骤4：通过绝缘粘合剂快速(10秒内)将以上两种导电连续长丝包覆并将它们粘合固定，绝缘粘合剂快速固化后填充在两种导电连续长丝之间，形成厚度为0.1-8um的良好介电层；