【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电活性纺织品(textile)的领域。更具体地，本专利技术涉及用于制造包括粘附到金属芯的至少一个含氟聚合物壳的电活性纤维的方法。
技术介绍
1、随着对物联网(iot)和片上系统(soc)技术的需求快速增长，对可穿戴传感器和设备的需求也在同时增长。在众多可行的解决方案中，电活性纤维的开发有望成为可满足智能纺织技术需求的关键解决方案。
2、产生由外电场引起的机械作用的铁电和弛豫铁电材料已经引起了广泛关注，并且已经被认可用于各种换能器(transducer)、致动器和传感器中的应用中。
3、在压电材料当中，陶瓷由于它们良好的致动性质和它们非常宽的带宽而是最常用的材料。然而，它们具有易碎性，这使得它们无法被施加到弯曲的或复杂的表面上。
4、其它导电器件使用夹在两个电极之间的聚合物膜。在可使用的聚合物当中，尤其是基于偏氟乙烯(vdf)的含氟聚合物代表了一类对于大量应用具有显著性质的化合物。聚偏氟乙烯(pvdf)和包括vdf和三氟乙烯(trfe)的共聚物由于其压电性质而特别令人感兴趣。
5、如在liu,w.、chen,r.、ruan,x.和fu,x.的出版物“polymeric piezoelectricfiber with metal core produced by electrowetting-aided dry spinning method.”j.appl.polym.sci.133,n/a-n/a(2016)中提及的，已知使用涂覆有通过挤出而提供的压电活性聚合物的金属
6、使用基于溶剂的涂覆方法使得有可克服熔体粘度问题并容易地获得小于100μm、典型地在1μm和40μm之间的较低厚度的含氟聚合物涂层。基于溶剂的涂覆技术的主要挑战在于在金属线的表面处产生粘性(adhesive)和均匀的含氟聚合物层。
7、上文已经提及的liu,w.的出版物描述了pvdf或p(vdf-trfe)共聚物在金属芯上的基于电润湿辅助溶剂的涂层。将聚酯-酰亚胺漆包(enamelled)的100μm直径的铜线(6μm厚)用作中心的芯。将呈粉末形式的pvdf(mw＝5 340 000g/mol)和p(vdf-trfe)(vdf/trfe质量比：70/30)共聚物以10重量％、15重量％和20重量％的浓度溶解在1/1二甲基甲酰胺/丙酮混合物中。将漆包线穿过聚合物溶液，然后穿过1mm直径的铜针，并且最后穿过一系列3.5mm至0.5mm的同心电极。涂覆喷嘴在1kv下偏置。将剥去其漆包的铜芯接地，并将电极连接到4kv的连续高压。施加的电场小于20mv/m。聚合物的结晶通过溶剂蒸发进行。将获得的纤维通过阴极溅射用金进行金属化。作者表明，使用电润湿方法使得可在漆包铜上获得比没有高电压时更均匀、更光滑和更有粘性的电活性聚合物层。使用的大多数溶液获得的涂层厚度在3至8μm之间。通过使用高电压来改善厚度均匀性。
8、电活性涂层的高度均匀的厚度是期望的，因为它使得能够获得更可靠的电活性纤维，其特别不易于短路。然而，基于电润湿辅助溶剂的涂覆方法使用起来仍然相当复杂，因为它在制造期间涉及高电压并且需要使用漆包铜线。
9、专利文献wo 2020/128230描述了不使用电润湿辅助技术的p(vdf-trfe)共聚物的基于溶剂的涂层。使用包括10重量％至30重量％的含氟聚合物在溶剂中的p(vdf-trfe)共聚物溶液、表面活性剂和粘附促进剂的配制物来涂覆裸金属线(非包漆的金属线)。尽管该技术已被证明是有效的，并且比电润湿辅助技术更容易实施，但它需要使用最终保留在涂层中的添加剂。
10、因此，需要进一步开发更简单且可靠的基于溶剂的涂覆方法，其能够在金属线的表面处获得含氟聚合物的均匀涂层。
11、目的
12、本专利技术的一个目的是至少部分地克服现有技术的缺点。
13、本专利技术的一个目的特别是提出基于溶剂的涂覆方法，其使得能够在金属线的表面处获得含氟聚合物的薄的均匀涂层。
14、根据至少一些实施方式，本专利技术的一个目的为提出简单和/或便宜和/或高产和/或高度可靠的基于溶剂的涂覆方法。
15、根据至少一些实施方式，本专利技术的一个目的还为提出高品质的电活性纤维和由其制成的纺织品。纤维可具有光滑的外表面并呈现良好的金属-含氟聚合物涂层粘附性以避免短路并获得其可靠的传感器。这可在智能纺织品中具有重要用途。
技术实现思路
1、本专利技术涉及用于制造经含氟聚合物涂覆的线的方法，包括：
2、-提供金属线和至少一种含氟聚合物在溶剂中的溶液的步骤，其中所述含氟聚合物具有相对于所述溶液的总重量小于10重量％且1重量％或更大的比例；
3、-在含氟聚合物的第一溶液中浸涂所述金属线以在所述金属线的表面处沉积含氟聚合物的溶液的第一层的步骤；以及，
4、-进行干燥以从沉积的第一层蒸发溶剂并且在金属线的表面处形成含氟聚合物的第一层的步骤。
5、本专利技术人已经注意到，在溶液中低浓度的含氟聚合物下作业能够得到高度均匀的含氟聚合物层，而不需要进行任何电润湿技术和/或不需要使用任何润湿剂和/或粘附促进剂。
6、所述方法可进一步包括分别为浸涂和干燥的一个或多个任选的随后的步骤，以添加含氟聚合物的另外的层，用于随后的浸涂步骤的溶剂和溶液中的含氟聚合物的比例是独立地选择的。
7、根据优选的实施方式，含氟聚合物可优选具有相对于溶液的总重量9重量％或更小且3重量％或更大、更优选8重量％或更小且5重量％或更大的含氟聚合物的比例。
8、在一些实施方式中，含氟聚合物可为包含至少80摩尔％的得自偏氟乙烯(vdf)和得自三氟乙烯(trfe)的单元的共聚物，
9、其中得自trfe的单元的比例的范围为5摩尔％至95摩尔％、并且优选15摩尔％至55摩尔％，相对于得自vdf和得自trfe的单元的总和。
10、在一些实施方式中，含氟聚合物可为由以下组成的p(vdf-trfe-x)的三元共聚物：
11、-50至80摩尔％的由vdf获得的单元；
12、-15至40摩尔％的由trfe获得的单元，和
13、-1至15摩尔％的由第三单体x获得的单元。
14、第三单体可优选地选自由以下组成的列表：三氟乙烯、六氟乙烯、三氟丙烯、四氟丙烯、溴三氟乙烯、氯氟乙烯、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于制造经含氟聚合物涂覆的线的方法(1)，包括：
2.如权利要求1中所述的方法，其中所述含氟聚合物为包含至少80摩尔％的得自偏氟乙烯(VDF)和得自三氟乙烯(TrFE)的单元的共聚物，
3.如权利要求2中所述的方法，其中所述含氟聚合物为由如下组成的P(VDF-TrFE-X)三元共聚物：
4.如权利要求2中所述的方法，其中所述含氟聚合物为基本上由得自VDF和TrFE的单元组成或由得自VDF和TrFE的单元组成的共聚物，其中得自TrFE的单元的比例的范围为15摩尔％至55摩尔％、优选16摩尔％至45摩尔％、更优选17摩尔％至35摩尔％、并且最优选18摩尔％至28摩尔％，相对于得自VDF和得自TrFE的单元的总和。
5.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述溶剂选自如下列表：
6.如权利要求5中所述的方法，其中所述溶剂选自如下列表：
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述溶液不含任何表面活性剂和/或不含任何粘附促进剂。
8.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述溶液由所述含氟聚合物和
9.如前述权利要求任一项中所述的方法，包括浸涂和干燥的1至100个后续步骤，优选3至50个后续步骤，并且更优选5至20个后续步骤。
10.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述含氟聚合物涂层在所述金属线的表面处的平均厚度为0.1至100微米、优选0.5至50微米、并且更优选1至40微米。
11.通过权利要求1-10任一项所述的方法获得的线。
12.压电纺织品，其包含至少一个通过权利要求1-10任一项所述的方法获得的线。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于制造经含氟聚合物涂覆的线的方法(1)，包括：
2.如权利要求1中所述的方法，其中所述含氟聚合物为包含至少80摩尔％的得自偏氟乙烯(vdf)和得自三氟乙烯(trfe)的单元的共聚物，
3.如权利要求2中所述的方法，其中所述含氟聚合物为由如下组成的p(vdf-trfe-x)三元共聚物：
4.如权利要求2中所述的方法，其中所述含氟聚合物为基本上由得自vdf和trfe的单元组成或由得自vdf和trfe的单元组成的共聚物，其中得自trfe的单元的比例的范围为15摩尔％至55摩尔％、优选16摩尔％至45摩尔％、更优选17摩尔％至35摩尔％、并且最优选18摩尔％至28摩尔％，相对于得自vdf和得自trfe的单元的总和。
5.如前述权利要求任一项中所述的方法，其中所述溶剂选自如下列表：
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