一种导电织物及其制作方法和应用技术

本发明专利技术提供一种导电织物及其制作方法和应用，涉及纺织材料技术领域。本发明专利技术的导电织物通过以下方法的制作得到：处理基布：将基布清洗干净并烘干，加热去除表面吸附的水分和气体；预溅射：对镀膜环境抽真空，对靶材进行预溅射去除靶材表层的氧化物；真空沉积：将基布传输至镀膜环境，控制基布的温度为5～8℃；开启磁控溅射，在基布表面依次进行三次镀膜，形成具有三层膜的纳米复合膜层，得到导电织物。本发明专利技术的导电织物具有良好的导电性能和抗弯折性，长时间使用导电性能损失较小。长时间使用导电性能损失较小。长时间使用导电性能损失较小。

A conductive fabric and its manufacturing method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种导电织物及其制作方法和应用


[0001]本专利技术涉及纺织材料
，特别是涉及一种导电织物及其制作方法和应用。

技术介绍

[0002]得益于现代科技的进步和社会的快速发展，人们的生活水平也在不断提高。衣食住行，衣字当先，人们在选购服装的时候不仅关注服装使用时的基本性能，也开始重视服装的功能性。智能可穿戴设备与服装的结合是现代功能性服装领域的一个研究热点。而且，随着传感器集成度和功能性的发展，今后将会有越来越多的电子设备会集成到智能服装上。因而，研制出一种具有导电作用的织物对智能服装的研发进展具有重要的推动作用。
[0003]织物的导电性能主要取决于纤维的导电性。目前，市面上比较流行的导电织物主要采用以下方法制作而成：将金属丝与普通纤维混纺；将某些高分子化合物制成胶体溶液，再通过静电纺丝加工；将普通纤维浸渍在溶液中，通过化学反应使导电物附着并固化在纤维上。
[0004]但是，上述导电织物的制作方法存在一些问题。例如，金属丝与普通纤维混纺制得的导电织物弹性不好，穿着舒适度低，在穿着过程中的弯折作用会导致导电材料断裂，从而失去导电效果；静电纺丝法后处理过程繁琐，对制作条件要求较高，制得的织物导电率不高；浸渍法的制作过程复杂，而且材料利用率较低，生产成本相对较高。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述问题，提供一种导电织物的制作方法，通过真空沉积在基布表面形成纳米复合膜层，制得的织物具有良好的导电性能，安全性高，抗弯折性好，长时间使用导电性能损失较小。
[0006]一种导电织物的制作方法，包括以下步骤：
[0007]处理基布：将基布清洗干净并烘干，加热去除表面吸附的水分和气体；
[0008]预溅射：对镀膜环境抽真空，对靶材进行预溅射去除靶材表层的氧化物；
[0009]真空沉积：将基布传输至镀膜环境，控制基布的温度为5～8℃；开启磁控溅射，在基布表面依次进行三次镀膜，形成具有三层膜的纳米复合膜层，得到导电织物；
[0010]所述真空沉积步骤中，三次镀膜的条件分别如下：
[0011]第一次镀膜时，靶材为钛、钛合金、锌合金或镍合金，经第一次镀膜得到电介质膜层；
[0012]第二次镀膜时，靶材为铜、银或钼铜合金，经第二次镀膜得到导电膜层；
[0013]第三次镀膜时，靶材为钛合金、锡合金或不锈钢，经第三次镀膜得到保护膜层。
[0014]上述制备方法，通过真空沉积的方法在基布上形成具有三层结构的纳米复合膜层。采用该方法制备得到的纳米复合膜层中，电介质层和保护膜层为非晶态结构，导电层为晶态结构或非晶态结构。电介质膜层不仅可以增加导电膜层和基布的结合力，还具有绝缘效果，防止导电膜层电流过大对人体造成伤害；导电膜层为连续导电合金非晶结构或高电
导率高延展性纯金属晶体结构，由于导电合金非晶结构未形成完整晶体，无晶界缺陷，相较于已形成晶态结构的导电合金在力学性能上更不容易因折叠产生断裂，从而更有利于保证持久的导电性能；保护膜层具备一定导通性，且非晶结构使膜层更为致密，无晶界缺陷，一方面可形成对外界空气更好的阻隔效果，防止导电层氧化，另一方面可以保护导电膜层，减少磨损。而且，本专利技术的制备方法简单易操作，可降低产品的生产成本。
[0015]本专利技术的纳米复合膜层的三层结构相互支持，既能提供良好的导电性能，又能提高产品的使用安全性，延长产品的使用寿命。
[0016]本专利技术中导电膜层的非晶态结构是保证织物导电性能的关键，专利技术人发现，非晶态形成的关键在于减缓膜层的结晶速度，使膜层停留在非晶而不形成晶态，而通过控制基底的温度处于较低水平有助于非晶态的形成。非晶态膜层相比于晶态膜层，自由电子移动速率提高，导电性可提升约20％。
[0017]晶态膜层破裂的主要因素为沿晶断裂，而非晶态膜层可避免沿晶断裂发生，非晶态膜层尤其是陶瓷类非静态膜层，其膜层更不容易崩裂脱落，提高了产品的抗断裂性和抗弯折性，更适用于频繁弯折的使用场景，如服装等。
[0018]在其中一个实施例中，所述第一次镀膜中，靶材为钛合金或钛，溅射功率为180～230W，真空气体为氩气，真空气体流量为25～35sccm，反应气体为氮气，反应气体流量为30～60sccm。
[0019]在其中一个实施例中，所述第二次镀膜中，靶材为钼铜合金或银，溅射功率为300～350W，真空气体为氩气，真空气体流量为70～80sccm。
[0020]专利技术人还发现，对于制作铜导电层，采用铜合金靶材相比于纯铜靶材，更易形成非晶态。对于陶瓷类非晶层，降低反应气体的通气量可以加大膜层形成稳定晶体的难度，更易于形成非晶结构。
[0021]在同元素比例情况下，非晶态的导电层相对于晶态导电层导电效果会提升，但是例如纯铜和纯银属于难以达到非晶态的元素，这类纯金属导电层虽然不是非晶结构，但因电介质膜层和保护膜层为非晶状态，且铜、银本身为延展性好的金属，故整体膜层仍不容易弯折脱落，也可以防止导电层氧化。氧化导致的导电层电阻提升是数量级级别的变化，然而本专利技术中即便导电层不是非晶结构，非晶态的电介质膜层和保护膜层仍可以保护和延长导电层的导电效果。
[0022]在其中一个实施例中，所述第三次镀膜中，靶材为316L不锈钢，溅射功率为260～280W，真空气体为氩气，真空气体流量为65～75sccm。
[0023]在其中一个实施例中，所述预溅射步骤中，抽真空至镀膜环境的真空度为0.8～1.2
×
10
‑3Pa。
[0024]在其中一个实施例中，所述真空沉积步骤中，溅射真空度保持在0.8～1.2
×
10
‑1Pa。
[0025]在其中一个实施例中，所述真空沉积步骤中，基布的传输速度为0.5～5m/min。
[0026]在其中一个实施例中，所述基布为欧根纱。
[0027]本专利技术还提供一种采用本专利技术所述的制作方法得到的导电织物，所述导电织物包括层叠设置的基布和纳米复合膜层，所述纳米复合膜层为连续非晶复合纳米薄膜，所述纳米复合膜层包括依次层叠设置的电介质膜层、导电膜层和保护膜层，所述电介质层和保护
膜层为非晶态结构，所述导电层为晶态结构或非晶态结构。
[0028]本专利技术的导电织物具有良好的导电性能，安全性高，抗弯折性好，长时间使用导电性能损失较小。
[0029]在其中一个实施例中，所述电介质膜层的厚度为15～55nm，所述导电膜层的厚度为10～150nm，所述保护膜层的厚度为5～45nm。
[0030]本专利技术还提供一种本专利技术所述的导电织物在制备功能性服装中的应用。
[0031]本专利技术的导电织物抗弯折性和抗断裂性好，适用于制备功能性服装，保证产品长时间的导电性能，延长产品的使用寿命。
[0032]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0033]本专利技术的制备方法，通过真空沉积的方法在基布上形成具有三层结构的纳米复合膜层。采用该方法制备得到的纳米复合膜层中，电介本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电织物的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：处理基布：将基布清洗干净并烘干，加热去除表面吸附的水分和气体；预溅射：对镀膜环境抽真空，对靶材进行预溅射去除靶材表层的氧化物；真空沉积：将基布传输至镀膜环境，控制基布的温度为5～8℃；开启磁控溅射，在基布表面依次进行三次镀膜，形成具有三层膜的纳米复合膜层，得到导电织物；所述真空沉积步骤中，三次镀膜的条件分别如下：第一次镀膜时，靶材为钛、钛合金、锌合金、或镍合金，经第一次镀膜得到电介质膜层；第二次镀膜时，靶材为铜、银、或钼铜合金，经第二次镀膜得到导电膜层；第三次镀膜时，靶材为钛合金、锡合金、或不锈钢，经第三次镀膜得到保护膜层。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一次镀膜中，靶材为钛合金或钛，溅射功率为180～230W，真空气体为氩气，真空气体流量为25～35sccm，反应气体为氮气，反应气体流量为30～60sccm。3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第二次镀膜中，靶材为钼铜合金或银，溅射功率为300～350W，真空气体为氩气，真空气体流量为70～80sccm。4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第三次镀膜中，靶材为316L不锈钢，溅射功率为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：余荣沾，刘琼溪，王忠雨，关德辉，赵争波，
申请(专利权)人：广东欣丰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：