一种用于穿戴设备的纳米银线导电结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于穿戴设备的纳米银线导电结构及其制备方法。所述纳米银线导电结构包括从下到上依次层叠的非透明基材、柔性附着层和导电层，所述导电层包括纳米银线层和表面覆盖层，所述纳米银线层镶嵌于所述表面覆盖层；所述方法包括对非透明基材进行清洗；将树脂溶液涂布在所述非透明基材上并干燥，形成柔性附着层；将纳米银线溶液均匀涂布在所得结构上，然后干燥；在所得结构上涂布表面覆盖层溶液然后干燥，最终制成纳米银线导电结构。通过本技术方案，可以将纳米银线应用在非透明基材的穿戴设备上，使得非透明基材具有高导电性能、机械柔性、化学性能稳定的优点，并且具有良好的市场和经济前景。

Nano silver wire conductive structure for wearable device and preparation method thereof

The invention discloses a nano silver wire conductive structure for wearable equipment and a preparation method thereof. The conductive structure of the nano-silver wire includes a non-transparent substrate, a flexible attachment layer and a conductive layer successively laminated from bottom to top. The conductive layer comprises a nano-silver wire layer and a surface covering layer, wherein the nano-silver wire layer is embedded in the surface covering layer; the method comprises cleaning the non-transparent substrate; and coating the resin solution on the non-transparent substrate; The non-transparent substrate is dried to form a flexible adhesion layer; the nano-silver wire solution is evenly coated on the obtained structure and then dried; the surface coating solution is coated on the obtained structure and dried, and finally the nano-silver wire conductive structure is prepared. Through the technical scheme, the nano silver wire can be applied to the wearing equipment of the non-transparent substrate, making the non-transparent substrate have the advantages of high conductivity, mechanical flexibility, chemical stability, and good market and economic prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种用于穿戴设备的纳米银线导电结构及其制备方法
本专利技术涉及光学导电领域，尤其涉及一种用于穿戴设备的纳米银线导电结构，进一步地，涉及制备该结构的方法。
技术介绍
以下陈述仅提供与本专利技术有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。目前，利用纳米银线制备导电结构的情况比较普遍。在相关结构中通常选用透明基材来制作导电膜，用于与LCD或OLED等显视屏搭配使用。例如我们常用的智能手机就是触摸屏+LCD(OLED)的典型例子。其中触摸屏在表面，LCD(OLED)在触摸屏下面，人体的手指直接接触触摸屏来给手机传递命令，LCD(OLED)上面的图像发生变化，光线再经过触摸屏进入人眼，这样就是整个人机交互过程。所以这里的触摸屏必须是要透明的，透过率理论上越高越好，而一般的触摸屏的透过率要在88％以上。而且由于传递的信息是色彩图像之类的，这样对于基材不同地方的透过率一致性要求也很高，更进一步，对于涂上导电层之后的导电膜的透过率要求也很高。但是，随着越来越多智能穿戴产品的面世，人们对智能穿戴产品的期待也逐步提高，所以为了满足人们的需求，开发更多更专业更个性的智能穿戴产品就成为现在各大公司开拓市场、抢占市场份额的不二选择。其中一部分的智能穿戴产品需要在柔性衣料上面加工，而这部分产品大部分的人机交换的功能基本是通过电信号传递的。那么为了满足此细分领域，具备导电性的布料就应运而生。而目前没有将纳米银线制备导电结构结合非透明基材进行应用的技术，由于非透明基材其适用场景与透明基材不同，因此结构制备和材质选用方面都会有很大不同。而这就成为了相关
需要解决的技术问题之一。专利技术内容为了克服现有技术的不足，本专利技术所实现的技术目的是：(1)提供一种用于穿戴设备，使得非透明基材应用环境中具有高导电性能、机械柔性、化学性能稳定的优点的纳米银线导电结构；(2)提供一种制备该结构的方法。为达到上述第一个技术目的，本专利技术所采用的技术方案内容具体如下：一种用于穿戴设备的纳米银线导电结构，包括从下到上依次层叠的非透明基材、柔性附着层和导电层，所述导电层包括纳米银线层和表面覆盖层，所述纳米银线层镶嵌于所述表面覆盖层。为制得能应用于穿戴设备的纳米银线导电结构，专利技术人创新性地通过层叠非透明基材、柔性附着层和导电层得到所述纳米银线导电结构。所述非透明基材可选择的范围很多，如布料、针织物或棉花等，其表面很可能是不平整的，因此可在其表面涂覆柔性附着层。需要说明的是，所述柔性附着层具有一定的柔韧性且于涂覆面的平行方向上的自由伸缩性能有限，以提高导电性能的稳定性。所述柔性附着层与所述基材有较优秀的结合力，且与所述纳米银线层也有较优秀的结合力。所述柔性附着层可通过喷涂，刮涂，旋涂或丝印等方式涂布在所述基材上。所述纳米银线层可通过刮涂、狭缝涂布，喷涂，旋涂等方式涂布在所述柔性附着层上，相较于其他应用领域，非透明基材的导电结构制作工艺更加简单，成本更低。需要说明的是，所述纳米银线层镶嵌于所述表面覆盖层，指的是纳米银线层与所述表面覆盖层至少部分融合在一起。例如在如下所述的一些优选的实施方式中，纳米银线层的厚度大于表面覆盖层，即两者部分融合。由于纳米银线层主要包含纳米银线，因此镶嵌的方式可以是各纳米银线插入所述表面覆盖层，形成全部或至少部分的镶嵌。所述表面覆盖层可通过刮涂，喷涂，旋涂，狭缝涂布或丝印等方式涂布在所述纳米银线层上。在一种实现方式中，基于所述纳米银线层为非致密层，故所述表面覆盖层在以较低粘度溶液涂布在所述纳米银线层上时，该溶液会浸润纳米银线层的空隙，最终使得所述纳米银线层镶嵌于与所述表面覆盖层。需要说明的是，所述表面覆盖层的材质可以是聚甲基丙烯酸甲酯。该材质具有无色透明、耐酸、耐碱、耐腐蚀，耐UV老化，耐热形变，且柔韧性、机械性能优良，以及与纳米银线的良好兼容性。通过该材质，可以使得所述表面覆盖层具有耐酸、耐碱及耐醇，酮，酯等有机物的化学稳定性，所述表面覆盖层的表面硬度达到2H或以上，使得所得导电结构更为稳定。而且，使用聚甲基丙烯酸甲酯，相较于其他材料，制造成本较低，能够大大降低本方案的成本。除此之外，也可以使用聚酰亚胺、改性聚酰胺、聚萘二甲酸乙二醇酯等。优选地，所述非透明基材的表面是平整或不平整的。更优选地，所述非透明基材是布料或针织物或纸材料。。优选地，所述表面覆盖层的厚度是所述纳米银线层的厚度的80％～95％。如上所述，所述表面覆盖层与所述纳米银线层是相互镶嵌的。表面覆盖层的作用有两方面，一方面使保护纳米银线，防氧化，防划伤等；另一方面，将纳米银线镶嵌于其内，因为表面覆盖层与柔性附着层有很好附着力，所以这样就变相地为提升了纳米银线与柔性附着层的附着力。而之所以表面覆盖层的厚度是纳米银线层的厚度的80％～95％。因为表面覆盖层为绝缘物，而纳米银线导电膜在使用的时候需要在其上印刷导电浆料的线路，这样的话，如果表面覆盖层的厚度比纳米银线大，则所有的纳米银线不能与后续印刷的导电线路产生电连通，这样对于产品的使用产生极大的麻烦。所以表面覆盖层的厚度小于纳米银线层的厚度。但是另一方面表面覆盖层的厚度不能比纳米银线层的厚度小太多，因为如果小太多的话，就不能有效保护其内的纳米银线。因此，在一些优选的实施方式中，所述表面覆盖层的厚度是所述纳米银线层的厚度的80％～95％。这是因为在这些实施方式中，通常需要方阻为20～80Ω/□的导电层，而相应地，纳米银线层的厚度大概在100～400nm之间，而根据专利技术人的经验以及实验数据，此时表面覆盖层在80～380nm的范围内导电效果最佳，因此当所述表面覆盖层的厚度是所述纳米银线层的厚度的80％～95％时，是一种更优选的实施方案。优选地，所述纳米银线层的厚度范围是20～10000nm。需要说明的是，相较于基于透明基材的纳米银线导电结构需要考虑到纳米银线层的透光率而需要减小纳米银线层的厚度，从而不可避免地牺牲导电性能，本方案基于非透明基材的纳米银线导电结构则不需要关心透光率，因此为了更低的实现更低方阻，更好的导电性，本专利技术可以通过增加导电层的厚度来实现，由此可以提高纳米银线层的厚度范围至20～10000nm；更优选地，所述纳米银线层的厚度范围为50nm～10000nm，在此厚度范围内其实现效果更好。优选地，所述纳米银线层含有若干根纳米银线，所述纳米银线层含有若干根纳米银线，所述纳米银线的直径范围是10～100nm；所述纳米银线的长度范围是10～1000μm。更优选地，所述纳米银线的直径范围是50～100nm；所述纳米银线的长度范围是300～1000μm。更优选地，所述柔性附着层的厚度是所述纳米银线的直径的5％～20％。需要说明的是，为适用于不同的非透明基材的导电应用环境，如皮革、丝光棉、衬衫、床上用品等等，需要对纳米银线的直径和长度做一定限定，为符合上述应用需要，专利技术人将纳米银线的直径范围设置在10～100nm；所述纳米银线的长度范围设置在10～1000μm，可满足上述应用要求。需要说明的是，目前市面上的纳米银线的直径大部分集中18～50nm左右，长度集中在20～300um左右。对于基于非透明基材的纳米银线导电结构，如纳米银线导电布料来说，由于布料的网格结构，即使已经涂上柔性附着层，布料面的表面平整度也不会很好，这时就需要的纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于穿戴设备的纳米银线导电结构，其特征在于，包括从下到上依次层叠的非透明基材、柔性附着层和导电层，所述导电层包括纳米银线层和表面覆盖层，所述纳米银线层镶嵌于所述表面覆盖层。

【技术特征摘要】
1.一种用于穿戴设备的纳米银线导电结构，其特征在于，包括从下到上依次层叠的非透明基材、柔性附着层和导电层，所述导电层包括纳米银线层和表面覆盖层，所述纳米银线层镶嵌于所述表面覆盖层。2.如权利要求1所述的纳米银线导电结构，其特征在于，所述非透明基材的表面是平整或不平整的。3.如权利要求2所述的纳米银线导电结构，其特征在于，所述非透明基材是布料或针织物或纸材料。4.如权利要求1所述的纳米银线导电结构，其特征在于，所述表面覆盖层的厚度是所述纳米银线层的厚度的80％～95％。5.如权利要求1所述的纳米银线导电结构，其特征在于，所述纳米银线层的厚度范围是20～10000nm。6.如权利要求1所述的纳米银线导电结构，其特征在于，所述纳米银线层含有若干根纳米银线，所述纳米银线的直径范围是10～100nm；所述纳米银线的长度范围是10～1000μm。7.如权利要求6所述的纳米银...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡永能，高峰，周虎，陈法波，
申请(专利权)人：佛山市瑞福物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44