一种基于立体织物结构的柔性除颤电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于立体织物结构的柔性除颤电极，涉及纺织与电子技术领域，包括柔性电极板、紧束带扣孔、电源接口及电源线，紧束带扣孔相对设置在柔性电极板两侧，电源线通过电源接口与柔性电极板相连；柔性电极板包括导电层和基底层，导电层包括以连续浮线组织为主的导电纱线、辅以用于固结的变化原组织的亲水改性纱线，导电纱线浮于亲水改性纱线上方，在导电层表面呈波浪状，亲水改性纱线用于在使用前吸收液态导电介质；基底层包括经纬交织的疏水性纱线，基底层的疏水性纱线与导电层的亲水改性纱线通过联结组织使上下层形成立体织物结构。利用导电纱紧密贴附、改性纱线吸收导电介质的特性，实现过载大电流、瞬时释放大量能量的功能。量的功能。量的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于立体织物结构的柔性除颤电极及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纺织与电子
，尤其是一种基于立体织物结构的柔性除颤电极及其制备方法。

技术介绍

[0002]综合目前的相关技术来看，可以应用于医疗设备的除颤电极的结构主要为硬质板状结构，材料体系的制备一般通过金属板结合导电涂层来实现。该类型的除颤电极在使用前往往需要覆盖具有生物相容性的粘性材料，如电解质水凝胶等。将覆有粘性材料的电极粘贴到皮肤上，从而完成电击除颤的准备工作。该类型的除颤电极存在加工过程复杂繁琐、除颤电极的导电涂层长时间使用易脱落等问题。在便携式医疗急救设备迅速发展的背景下，硬质板状结构的除颤电极还存在导湿透气性差、贴肤性差等问题也难以满足患者长时间穿戴的需求，使得该类型的除颤电极的应用场景较为局限。
[0003]此外，从现有的织物柔性电极的相关技术来看，以织物结构为基础的柔性电极多应用于生物电信号的采集，在心脏除颤方面的技术研究相对较少。

技术实现思路

[0004]本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种基于立体织物结构的柔性除颤电极及其制备方法，将具有良好生物相容性的导电纱线与亲水改性纱线以立体织物结构经纬交织形成织物除颤电极，利用导电纱紧密贴附、改性纱线吸收导电介质的特性，实现了过载大电流、瞬时释放大量能量的功能。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种基于立体织物结构的柔性除颤电极，包括柔性电极板、紧束带扣孔、电源接口及电源线，紧束带扣孔相对设置在柔性电极板的两侧，电源线通过电源接口与柔性电极板相连，用于提供除颤电流；
[0007]柔性电极板包括导电层和基底层，导电层包括以连续浮线组织为主的导电纱线、辅以用于固结的变化原组织的亲水改性纱线，两种纱线经纬交织形成导电层，且导电纱线浮于亲水改性纱线的上方，在导电层表面呈波浪状，亲水改性纱线用于在使用前吸收液态导电介质；基底层包括经纬交织的疏水性纱线，基底层的疏水性纱线与导电层的亲水改性纱线通过联结组织使上下层形成立体织物结构，使用时导电层的一侧贴附于肌肤上。
[0008]其进一步的技术方案为，对于导电层，经纱选用导电纱线和亲水改性纱线，且两者交替排列，纬纱全部选用亲水改性纱线；导电纱线与作为纬纱的预定亲水改性纱线通过交织形成连续的浮线组织；作为经纱的疏水性纱线与作为纬纱的亲水改性纱线通过交织形成联结组织；导电纱线依次并联连接，电源线的一端连接任一导电纱线，另一端连接交流电源。
[0009]其进一步的技术方案为，导电纱线包括不锈钢长丝或纱线、纯银长丝或纱线、镀层金属为金、银、铜、镍、铝、锌的长丝或纱线；亲水改性纱线包括聚丙烯酸盐、淀粉
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丙烯酸盐
聚合物、淀粉
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丙烯腈接技共聚物、丙烯酰胺
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丙烯腈
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丙烯酸三元共聚物树脂改性的亲水性纱线；疏水性纱线包括涤纶纱、锦纶纱、竹纤维纱、氨纶纱。
[0010]其进一步的技术方案为，柔性除颤电极还包括织物包边，织物包边与柔性电极板的边缘交织，用于稳固柔性电极板；紧束带扣孔相对设置在织物包边的两侧，电源接口设置在织物包边的其余侧边。
[0011]一种基于立体织物结构的柔性除颤电极的制备方法，包括如下步骤：
[0012]选用导电纱线和亲水改性纱线作为导电层的经纱，选用亲水改性纱线作为导电层的纬纱；选用疏水性纱线作为基底层的经纬纱；
[0013]设计导电层组织为以连续浮线组织为主的导电纱线、辅以用于固结的变化原组织的亲水改性纱线，结合基底层组织、导电层与基底层的联结组织绘制柔性电极板的织造上机图，织造上机图包括组织图、穿筘图、穿综图和纹板图；
[0014]按照穿筘图和穿综图将导电层和基底层的经纱依次穿入对应综框的综丝，再按照预定的入筘规律将穿入综丝的经纱穿入筘齿；在织机上按照纹板图示意的提综规律设置提综顺序；依次进行开口、引纬、打纬、卷曲、送经运动，使每层的经纬纱交织形成导电层和基底层，基底层的疏水性纱线与导电层的亲水改性纱线进行联结整体形成柔性电极板，柔性电极板的结构为上下层形成的立体织物结构；
[0015]对柔性电极板进行拉圈处理，使导电层的导电纱线浮于亲水改性纱线的上方，在导电层表面呈波浪状；
[0016]组装电源接口及电源线，电源线通过电源接口与柔性电极板相连，用于提供除颤电流；在柔性电极板的两侧开孔作为紧束带扣孔，得到柔性除颤电极；
[0017]将组装好的柔性除颤电极置于液态导电介质中，被亲水改性纱线吸收，并润湿相邻的导电纱线。
[0018]其进一步的技术方案为，在组织图中，将导电层的纬纱和基底层的经纱相交的方格设计为联结组织；导电层的经纱和基底层的纬纱相交的方格表示为基底层的纬纱织入时提升导电层的经纱，使其不参与基底层的交织。
[0019]其进一步的技术方案为，对柔性电极板进行拉圈处理，包括：
[0020]将柔性电极板覆盖于拉圈滚筒上，使导电层表面与拉圈滚筒接触；拉紧作为经纱的亲水改性纱线的末端，保持导电纱线末端的张力松弛；回转拉圈滚筒，使导电纱线与拉圈滚筒上的针做相对运动，将导电纱线从导电层表面拉出。
[0021]其进一步的技术方案为，制备方法还包括：
[0022]将拉圈处理后的柔性电极板用针板式拉幅机进行定幅整理；
[0023]按照预定尺寸剪裁定幅后的柔性电极板，并将边缘进行倒角处理。
[0024]其进一步的技术方案为，制备方法还包括：
[0025]对裁切后的柔性电极板进行织物包边处理，使织物包边与柔性电极板的边缘交织，用于稳固柔性电极板；
[0026]则在织物包边的两侧开孔作为紧束带扣孔，在织物包边的其余侧边组装电源接口。
[0027]其进一步的技术方案为，制备方法还包括：
[0028]准备聚丙烯酸钠、N,N
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二甲基甲酰胺、热塑性聚氨酯和棉本色纱线；
[0029]将预定质量分数的热塑性聚氨酯和N,N
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二甲基甲酰胺混合搅拌，得到混合溶液；
[0030]将预定质量分数的聚丙烯酸钠加入预定质量分数的混合溶液中，依次进行搅拌、分散，得到分散溶液；
[0031]将棉本色纱线浸渍在分散溶液中，将浸渍后的纱线置于张力牵伸装置并放入烘箱干燥，得到亲水改性纱线。
[0032]本专利技术的有益技术效果是：
[0033]在电极结构设计上，本专利技术以织物柔性电极板为主体，以导电纱线为导电介质，解决了传统除颤电极结构复杂、导电涂层长时间易脱落的问题；利用浮线组织及波浪形状大幅增加了导电层表面与肌肤的接触面积，减小了与皮肤的接触阻抗；由于亲水改性纱线具有良好的吸湿保水性能，使吸收的液态导电介质不易挥发和干燥，能够长时间存在于柔性除颤电极板中，满足了便携式医疗器械长时间穿戴的需求；在液态导电介质充分浸润的基础上，织物柔性电极板的整体阻抗进一步下降，实现了过载大电流、瞬时释放大量能量的除颤功能；
[0034]在加工流程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于立体织物结构的柔性除颤电极，其特征在于，包括柔性电极板、紧束带扣孔、电源接口及电源线，所述紧束带扣孔相对设置在所述柔性电极板的两侧，所述电源线通过所述电源接口与所述柔性电极板相连，用于提供除颤电流；所述柔性电极板包括导电层和基底层，所述导电层包括以连续浮线组织为主的导电纱线、辅以用于固结的变化原组织的亲水改性纱线，两种纱线经纬交织形成所述导电层，且所述导电纱线浮于所述亲水改性纱线的上方，在所述导电层表面呈波浪状，所述亲水改性纱线用于在使用前吸收液态导电介质；所述基底层包括经纬交织的疏水性纱线，所述基底层的疏水性纱线与所述导电层的亲水改性纱线通过联结组织使上下层形成立体织物结构，使用时所述导电层的一侧贴附于肌肤上。2.根据权利要求1所述的基于立体织物结构的柔性除颤电极，其特征在于，对于所述导电层，经纱选用所述导电纱线和亲水改性纱线，且两者交替排列，纬纱全部选用所述亲水改性纱线；所述导电纱线与作为纬纱的预定亲水改性纱线通过交织形成连续的浮线组织；作为经纱的所述疏水性纱线与作为纬纱的亲水改性纱线通过交织形成联结组织；所述导电纱线依次并联连接，所述电源线的一端连接任一导电纱线，另一端连接交流电源。3.根据权利要求1或2所述的基于立体织物结构的柔性除颤电极，其特征在于，所述导电纱线包括不锈钢长丝或纱线、纯银长丝或纱线、镀层金属为金、银、铜、镍、铝、锌的长丝或纱线；所述亲水改性纱线包括聚丙烯酸盐、淀粉
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丙烯酸盐聚合物、淀粉
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丙烯腈接技共聚物、丙烯酰胺
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丙烯腈
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丙烯酸三元共聚物树脂改性的亲水性纱线；所述疏水性纱线包括涤纶纱、锦纶纱、竹纤维纱、氨纶纱。4.根据权利要求1所述的基于立体织物结构的柔性除颤电极，其特征在于，所述柔性除颤电极还包括织物包边，所述织物包边与所述柔性电极板的边缘交织，用于稳固所述柔性电极板；所述紧束带扣孔相对设置在所述织物包边的两侧，所述电源接口设置在所述织物包边的其余侧边。5.一种基于立体织物结构的柔性除颤电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：选用导电纱线和亲水改性纱线作为导电层的经纱，选用亲水改性纱线作为导电层的纬纱；选用疏水性纱线作为基底层的经纬纱；设计导电层组织为以连续浮线组织为主的所述导电纱线、辅以用于固结的变化原组织的所述亲水改性纱线，结合基底层组织、所述导电层与所述基底层的联结组织绘制柔性电极板的织造上机图，所述织造上机图包括组织图、穿筘图、穿综图和纹板图；按照所述穿筘图和穿综图将所述导电层和基底层的经纱依次穿入对应综框的综丝，再按照预定的入筘规律将穿入所述综丝的经纱穿入筘齿；在织...

【专利技术属性】
技术研发人员：王傲，张康磊，徐海山，曹少杰，肖学良，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：