CN107635420A - 涂覆导电复合材料的方法、具有导电复合材料的转移组件以及具有导电复合材料的服装 - Google Patents

涂覆导电复合材料的方法、具有导电复合材料的转移组件以及具有导电复合材料的服装 Download PDF

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Abstract

公开了将导电复合材料涂覆于柔性材料上的方法、转移组件和包括导电复合材料的服装。所述方法包括相对于柔性材料(101)定位导电复合材料，所述导电复合材料(102)具有树脂基质和导电填料，以及用烙铁加热导电复合材料，由此将导电复合材料直接涂覆于柔性材料上。此外或备选地，所述方法包括相对于衣物(100)定位导电复合材料，以及加热导电复合材料，由此将导电复合材料涂覆于衣服上。所述服装包括柔性材料和直接位于柔性材料上的导电复合材料。转移组件在转移衬底上具有导电复合材料。转移衬底能够允许通过转移衬底加热导电复合材料，所述加热处于允许将导电复合材料涂覆于柔性材料的温度。

Description

涂覆导电复合材料的方法、具有导电复合材料的转移组件以 及具有导电复合材料的服装
技术领域
本发明涉及柔性材料上的导电复合材料。更具体地，本发明涉及涂覆导电复合材料的方法、具有导电复合材料的转移组件以及具有导电复合材料的服装。
背景技术
可穿戴电子产品越来越受到人们的喜爱。如监控步伐、心率、高度变化和其他活动的设备的可用性和购买的增加所证明的，个人不断发现对更多自身相关信息的需求。类似地，能够以独特方式显示信息的设备非常受欢迎。例如，同定或刚性介质中的交互式显示系统在全世界越来越受欢迎。
过去，将电子组件应用于柔性材料(如可穿戴衣物)的能力受到了材料的限制。一些导电材料不是柔性的并且易于断裂和/或分层。其他导电材料是非常昂贵的、罕见的和/或有毒的。
过去将导电组件应用于柔性材料的尝试需要复杂的技术。例如，一些导电组件已经组装成单独且相对刚性的材料，然后被固定到柔性材料上，由此基本上限制所产生的组件的柔性。其他导电组件需要使用中间层和/或粘合物。
在本领域中，与现有技术相比显示出一个或多个改进的应用导电复合材料的方法、具有导电复合材料的转移组件和具有导电复合材料的服装将是受欢迎的。
发明内容
在一个实施例中，将导电复合材料涂覆于柔性材料的处理包括相对于柔性材料定位导电复合材料，导电复合材料具有树脂基质和导电填料，以及用烙铁加热导电复合材料，由此将导电复合材料直接涂覆于柔性材料上。
在另一个实施例中，将导电复合材料涂覆在衣服上的方法包括将导电复合材料相对于衣服定位，以及加热导电复合材料，由此将导电复合材料涂覆于衣服上。
在另一个实施例中，转移组件包括转移衬底和位于转移衬底上的导电复合材料。转移衬底能够允许通过转移衬底加热导电复合材料，所述加热处于允许将导电复合材料涂覆于柔性材料的温度。
在另一个实施例中，服装包括柔性材料和直接位于柔性材料上的导电复合材料，导电复合材料具有树脂基质和导电填料。
与以示例的方式描述本发明的原理的附图相结合，本发明的其它特征和优点在下面的具体描述中将会是显而易见的。
附图说明
图1是具有根据本公开的实施例涂覆的导电复合材料的服装的实施例的透视图。
具体实施方式
提供了涂覆导电复合材料的方法、具有导电复合材料的转移组件和具有导电复合材料的服装。例如与不包括本文公开的一个或多个特征的概念相比较，本公开的实施例允许对可穿戴式电子设备的扩展使用，允许通过可穿戴电子设备进一步监视活动(例如，步骤数量步数、心率、高度变化和其他活动)，允许扩大信息显示的可用性，允许减少或消除断裂和/或分层，允许使用不同的材料(例如，更便宜、更可用和/或更少的危险)，允许简化装配，允许导电材料直接涂覆于柔性材料，或允许以上各项的组合。
图1示出了定位于柔性材料101上的组件100，具体地说具有导电复合材料102(例如基于多乙酸乙烯酯的复合材料或基于聚乙烯-乙酸乙烯酯的复合材料)的柔性材料101。如将理解的，组件100能够是衬衫、裤子、外套、连衣裙、内衣、帽子或以上各项的组合。备选地，组件100能够是任何合适的柔性组件，例如窗帘、标志、纸、围巾、手套和/或覆盖物。在另一个实施例中，组件100在刚性表面上，例如在冰箱、洗衣机、干衣机、洗碗机、门、墙壁、相对难以接近的表面或以上各项的组合上。柔性材料101是与导电复合材料102相兼容的任何材料。合适的材料包括但不限于棉、纸、聚酯、布、织物、大麻、纤维质材料、用于本文参考的应用的其它合适的表面或以上各项的组合。
根据本公开的实施例，将导电复合材料102相对于柔性材料101定位以产生组件100。定位时，用烙铁加热导电复合材料102，由此将导电复合材料102直接涂覆在柔性材料101上。如本文所用，术语“涂覆”是指使材料至少部分地粘附到衬底上的动作。
在一个实施例中，烙铁是家用烙铁，并且在以下的温度处对烙铁加热：至少100℃，至少150℃，至少180℃，在100℃至250℃之间，在180℃至250℃之间，在180℃至220℃之间，在180℃至200℃之间，在200℃至220℃之间，或其中的任何合适的组合、子组合、范围或子范围。在一个实施例中，烙铁是商业/工业烙铁，并且在以下的温度处对烙铁加热：至少220℃，至少250℃，在220℃至360℃之间，在250℃至350℃之间，在250℃至300℃之间，在300℃至350℃之间，或其中的任何合适的组合、子组合、范围或子范围。
在一个实施例中，从转移组件(未示出)涂覆导电复合材料102。转移组件能够包括转移衬底和位于转移衬底上的导电复合材料。转移衬底能够允许通过转移衬底加热导电复合材料102，该加热处于允许将导电复合材料102涂覆于柔性材料101的温度。
在一个实施例中，在涂覆于柔性材料101时，导电复合材料102形成电子系统的一部分或全部。例如，一个合适的电子系统是电路。另一个合适的电子系统是传感器。其他合适的系统包括但不限于显示设备。
为了实现所期望系统的功能，组件100包括与导电复合材料102电连通(electrical communication)的任何合适的组件。参考图1，在一个实施例中，组件100包括传感器103、光源104(例如，发光二极管或有机发光二极管)和电源105(例如，电池)。组件100的其他合适的元件包括但不限于收发机(例如，红外收发机)、开关、电缆、电连接器、端子(例如，通过以下方式将电子组件直接连接到导电复合材料102：通过在导电复合材料102与接触端子接触和/或不焊接的同时局部加热导电复合材料102，将电子组件电连接到接触端子)、电容器、电阻器和用于电子组件的任何其它合适的元件。
导电复合材料102包括具有或不具有一种或多种添加剂的树脂基质和导电填料，以提供对应于所需涂覆的性质。虽然不希望受理论束缚，但根据一个实施例，这样的性质基于具有铜和锡的二元组合的导电复合材料102的组成。在其他的实施例中，导电复合材料102的其它合适特征基于下文描述的材料。
导电填料是或包括铜颗粒、锡颗粒、镍颗粒、铝颗粒、碳颗粒、炭黑、碳纳米管、石墨烯、镀银颗粒、镀镍颗粒、银颗粒、镀金属颗粒、导电合金、镀合金颗粒、与树脂基质相兼容的其它合适的导电颗粒或以上各项的组合。导电颗粒的合适形态包括但不限于枝晶、薄片、纤维和球体适合的树脂基质包括但不限于乙烯-乙酸乙烯酯EVA、丙烯酸、聚乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸酯共聚物、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯、苯乙烯嵌段共聚物、聚碳酸酯、氟化乙烯丙烯FEP、四氟乙烯和六氟丙烯和偏二氟乙烯三元共聚物THV、硅树脂或其组合。
导电复合材料102的合适的电阻率值包括小于15ohm·cm(例如，通过使用炭黑)或小于0.05ohm·cm(例如，通过包括本文公开的材料)，例如取决于导电填料的浓度和树脂基质的类型，小于0.01ohm·cm，在0.0005欧姆厘米至0.05欧姆厘米之间，或在0.0005欧姆厘米至0.01欧姆厘米之间。如本文所使用的，术语“电阻率”是指通过使用四点探针平面内电阻率测量在涂覆于柔性材料101时确定的可测量值。在一个实施例中，导电复合材料具有国际退火铜标准的导电率的至少1％和/或至少10％。
导电复合材料102的厚度例如是在0.04mm至2mm之间、在0.04mm至1.6mm之间、0.05mm、0.5mm、1mm、1.5mm或其中的任何合适的组合、子组合、范围或子范围。导电复合材料102的其它合适厚度包括但不限于在0.04mm至0.1mm之间、在0.07mm至0.5mm之间、在0.1mm至0.5mm之间、在0.2mm至0.5mm之间、大于0.1mm、大于0.2mm、大于0.4mm或其中的任何合适的组合、子组合、范围或子范围。
虽然已经参照一个或多个实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是，可以在不偏离本发明的范围的情况下进行各种改变并且可以用等同物替换其要素。此外，可以在不偏离本发明的实质范围的情况下进行很多修改以使特定的情形或材料适应本发明的教导。因此，本发明不旨在限制于作为预期用于实现本发明的最佳模式而公开的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。另外，在详细描述中确定的所有数值应被解释为精确值和近似值都被明确地标识。

Claims (12)

1.一种在柔性材料上涂覆导电复合材料的方法，包括：
相对于所述柔性材料定位所述导电复合材料，所述导电复合材料具有树脂基质和导电填料；以及
用烙铁加热所述导电复合材料，由此将所述导电复合材料直接涂覆于所述柔性材料上。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过在所述导电复合材料与接触端子接触的同时对所述导电复合材料进行局部加热，将所述导电复合材料电连接到所述接触端子。
3.根据权利要求1所述的方法，其中通过烙铁进行的加热在180℃到220℃之间的温度范围内。
4.根据权利要求1所述的方法，其中通过烙铁进行的加热在大于220℃的温度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述导电复合材料在定位于所述柔性材料上之前定位在转移衬底上，且对所述导电复合材料的加热是通过所述转移衬底进行的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中对所述导电复合材料的涂覆形成电路的至少一部分或传感器的至少一部分。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述导电填料包括铜和锡的二元组合。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述导电复合材料具有国际退火铜标准的电导率的至少1％，优选地其中所述导电复合材料具有国际退火铜标准的导电率的至少10％。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述导电复合材料具有小于0.05ohm·cm的电阻率。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述导电复合材料包括乙烯-乙酸乙烯酯EVA、丙烯酸、聚乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸酯共聚物、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯、苯乙烯嵌段共聚物、聚碳酸酯、氟化乙烯丙烯FEP、四氟乙烯和六氟丙烯和偏二氟乙烯三元共聚物THV、硅树脂或上述各项的组合。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述柔性材料包括棉、纸、服装或衬衫。
12.一种服装，包括：
柔性材料；以及
直接位于所述柔性材料上的导电复合材料，所述导电复合材料具有树脂基质和导电填料。
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