一种编织可拉伸导线及其制备方法技术

本发明专利技术属于导电线的设计技术领域，针对现有技术中存在的可拉伸导电线的缺点问题，本发明专利技术公开一种编织可拉伸导线的制备方法，(1)首先将一根或多根乳胶丝芯线进行预拉伸，拉伸至其弹性极限；(2)然后将导电线和织物纤维相互交织地编织在预拉伸的乳胶丝上，编织结束后释放预应变来实现整体结构的可拉伸性。该可拉伸导线具有较大拉伸性，可拉伸100％甚至更高；易实现批量生产；无需封装即可实现可水洗性；易于与衣物集成，对智能服装的“落地”生产具有重要推动作用；同时由于采用三种材料混合编织的方法，使得可拉伸导线的整体结构稳定不容易发生破坏；可拉伸导线电阻率低，整体结构的电阻不随结构的变形发生变化，能够实现信号和能量的稳定传输。的稳定传输。的稳定传输。

【技术实现步骤摘要】
一种编织可拉伸导线及其制备方法


[0001]本专利技术属于导电线的设计
，具体涉及一种编织可拉伸导线及其制备方法。

技术介绍

[0002]导电线在电路中具有重要应用，其主要用于电学信号的传输以及能量的传递。而传统的导电线一般不具有拉伸性，随着柔性电子技术的不断发展，对可拉伸导电线的研究和制备是必不可少的。柔性电子技术中常见的“岛桥”结构中的“桥”就是具有可拉伸性的导线。该“桥”结构从“直桥”、“曲桥”、分形结构到非屈曲结构不断地演变，结构的整体拉伸性也得到不断地提高。然而这种可拉伸互联导线仅限于柔性电子元器件内部较短距离(<1cm)的连接，一般采用光刻、腐蚀、转印以及激光切割等微加工工艺制备；并不适用于柔性电子元器件之间较长距离(>1cm)的连接，同时光刻等微加工工艺并不适用于制备尺寸较大的外部互联导线。对外部可拉伸互联导线的研究和制备对柔性电子设备的“落地”实用化具有重要的意义。例如智能服装中各柔性电子元器件之间必须用这种外部可拉伸互联导线进行连接。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的可拉伸导电线的缺点问题，本专利技术的目的是公开一种编织可拉伸导线及其制备方法，设计出一种具有较大拉伸性，同时可以批量化生产的可拉伸互联导电线，用于柔性电子元器件之间的信号和能量传递。
[0004]本专利技术采取的技术方案为：
[0005]一种编织可拉伸导线，自内向外依次设置为乳胶丝芯线、织物纤维和导电线，织物纤维和导电线通过编织包覆在乳胶丝芯线的外侧壁上。<br/>[0006]进一步的，所述织物纤维还包括均匀分布的内嵌于导电线内表面的内嵌层，内嵌层设置为环形结构，其包覆在乳胶丝芯线的外侧壁上；所述织物纤维还包括均匀分布的突出于导电线外表面的凸起部。
[0007]更进一步的，所述凸起部包括第一边缘和第二边缘，第一边缘和第二边缘之间设置有弧形边缘，更为具体的是，第一边缘和第二边缘沿着导电线的外侧壁向外呈弧形相对延伸，二者交接过渡设置为弧形边缘，该弧形边缘的角度设置为30
°
至90
°
。
[0008]进一步的，所述导电线选择铜丝、镀铜不锈钢丝或镀铜铝合金丝中的任意一种；所述织物纤维选择氨纶丝、涤纶丝、丙纶丝或尼龙丝中的任意一种材料。
[0009]进一步的，所述导电线设置为导电金属丝，导电线外层附设一层聚氯乙烯绝缘材料。这样制备出的编织可拉伸导线无需封装即可实现可水洗。
[0010]一种编织可拉伸导线的制备方法，采用导电线、织物纤维以及乳胶丝芯线为原材料，通过混合编织将这三种原材料编织成可拉伸导线。
[0011]一种编织可拉伸导线的制备方法，具体包括如下步骤：
[0012](1)首先将数根乳胶丝芯线合并为一股乳胶丝芯线，一股乳胶丝芯线进行预拉伸，拉伸至其弹性极限(约150％)；
[0013](2)然后将数根导电线和织物纤维相互交织地编织在预拉伸的乳胶丝芯线上，编织结束后释放预应变实现整体结构的可拉伸性。
[0014]所述步骤(1)拉伸至其弹性极限约150％，其目的是为了使编织后的结构具有可拉伸性。
[0015]进一步的，所述步骤(2)中根据实际可拉伸导线对通道数的需要决定导电线所占用的锭数，通过多根相互绝缘的导电线合并为一股占用一个锭子或通过多根相互绝缘的导电线等分为两股且分别占用两个锭子。
[0016]进一步的，所述数根导电线合并为单股导电线或多股并列排布的导电线，单股导电线或多股并列排布的导电线沿着同一螺旋转向通过编织呈螺旋状等间距排布，其中，单股导电线的数量≥1根导电线。
[0017]进一步的，所述数根导电线等分为两股导电线，两股导电线沿着相反的螺旋转向通过编织分别呈螺旋状交叉式排布，其中，单股导电线的数量≥1根导电线。
[0018]进一步的，所述步骤(2)中通过调节导电线所在锭子的转速调节导电线和织物纤维缠绕在乳胶丝芯线上的疏密，从而控制整个编织可拉伸导线的拉伸性，通过调节转速避免编织纤维过于紧密会导致整体结构不具有拉伸性，编织地越密，整体结构的拉伸性越小。
[0019]本专利技术的有益效果为：
[0020]本专利技术利用传统的铜导线、不锈钢镀铜导线材料，结合传统的编织工艺，设计新型的结构，提供一种可拉伸性的编织导线。
[0021]相比于其他可拉伸导线，本专利技术的编织可拉伸导线采用成熟的编织工艺易实现批量生产；拉伸性好，可拉伸100％甚至更高；无需封装即可实现可水洗性；易于与衣物集成，对智能服装的“落地”生产具有重要推动作用；同时由于采用三种材料混合编织的方法，织物纤维和导电线相互交替编织在乳胶丝芯线上，使得可拉伸导线的整体结构稳定不容易发生破坏；可拉伸导线电阻率低，整体结构的电阻不随结构的变形发生变化，能够实现信号和能量的稳定传输。
附图说明
[0022]图1是编织工艺图；
[0023]图2a是单通道编织可拉伸导线图；
[0024]图2b是图2a单通道编织可拉伸导线的右视图；
[0025]图3是一种双通道编织可拉伸导线；
[0026]图4是另一种双通道编织可拉伸导线；
[0027]图5是一种单通道编织可拉伸导线电阻随拉伸应变的变化；
[0028]图6是单通道编织可拉伸导线的实物图。
[0029]其中，1：乳胶丝芯线；2：织物纤维；2
‑
1、内嵌层；2
‑
2、凸起部；3：导电线；4：锭子；5：转盘。
具体实施方式
[0030]下面结合附图进一步说明本专利技术。一种编织可拉伸导线，自内向外依次设置为乳胶丝芯线1、织物纤维2和导电线3，织物纤维2和导电线3通过编织包覆在乳胶丝芯线1的外侧壁上。
[0031]一种编织可拉伸导线的制备方法，采用导电线3、织物纤维2以及乳胶丝芯线1为原材料，通过混合编织将这三种原材料编织成可拉伸导线，具体包括如下步骤：
[0032](1)首先将数根乳胶丝芯线1合并为一股乳胶丝芯线1，一股乳胶丝芯线1进行预拉伸，拉伸至其弹性极限(约150％)；
[0033](2)然后将数根导电线3和织物纤维2相互交织地编织在预拉伸的乳胶丝芯线1上，编织结束后释放预应变实现整体结构的可拉伸性。
[0034]所述步骤(1)拉伸至其弹性极限约150％，其目的是为了使编织后的结构具有可拉伸性。
[0035]本专利技术的编织装置采用12锭编织机同步编织，极大的提高了生产的稳定性和产能，制备得到的可拉伸导线抗拉伸能性能好，能有效提升产品寿命和质量。
[0036]实施例一：
[0037]本实施例提供了一种单通道编织可拉伸导线的设计和制备方案。
[0038]芯线采用四根直径1mm的乳胶丝，织物纤维2采用150D的氨纶丝(D：Denier纤维尺寸的度量单位)，导电线3采用外层包覆聚氯乙烯绝缘层的铜丝(电阻约为0.2Ω/m)。首先将乳胶丝预拉伸至弹性极限(约150％)，然后将氨纶纤维和导电线3通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种编织可拉伸导线，其特征在于，自内向外依次设置为乳胶丝芯线、织物纤维和导电线，织物纤维和导电线通过编织包覆在乳胶丝芯线的外侧壁上。2.根据权利要求1所述一种编织可拉伸导线，其特征在于，所述织物纤维还包括均匀分布的内嵌于导电线内表面的内嵌层，内嵌层设置为环形结构，其包覆在乳胶丝芯线的外侧壁上；所述织物纤维还包括均匀分布的突出于导电线外表面的凸起部。3.根据权利要求2所述一种编织可拉伸导线，其特征在于，所述凸起部包括第一边缘和第二边缘，第一边缘和第二边缘之间设置有弧形边缘，该弧形边缘的角度设置为30
°
至90
°
。4.根据权利要求1所述一种编织可拉伸导线，其特征在于，所述导电线选择铜丝、镀铜不锈钢丝或镀铜铝合金丝中的任意一种；所述织物纤维选择氨纶丝、涤纶丝、丙纶丝或尼龙丝中的任意一种材料；所述导电线设置为导电金属丝，导电线外层附设一层聚氯乙烯绝缘材料。5.一种编织可拉伸导线的制备方法，其特征在于，采用导电线、织物纤维以及乳胶丝芯线为原材料，通过混合编织将这三种原材料编织成可拉伸导线。6.根据权利要求5所述一种编织可拉伸导线的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)首先将数根乳胶丝芯线合并为一股乳胶丝芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏业旺，李居曜，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：