CN108615438A - 一种基于导电油墨的折纸教具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于导电油墨的折纸教具，包括纸张，所述纸张包括折痕区域和非折痕区域，纸张上设有1至2层导电油墨，当纸张折叠后导电油墨形成完整的导电油墨电路，导电油墨电路上粘贴有电子元件。本发明针对折纸特点设计导电油墨印刷层次，在非折痕处印刷一层导电油墨，简化印刷次数；在折痕处印刷两层导电油墨，强化折痕处导电油墨，使油墨不易脱落，保证了导电油墨厚度适中，折叠后电阻稳定；在存在折叠后相叠不导通之处印刷绝缘油墨，保证相叠处绝缘不导通；整个折纸表面最多两层导电油墨和一层绝缘油墨，即正面和反面分别印刷3次即可完整制作，工艺步骤简单，易于实施和批量生产。

Description

一种基于导电油墨的折纸教具
技术领域
本发明涉及一种基于导电油墨的折纸教具，属于儿童早教用品技术领域。
背景技术
目前，微电子技术正在向各个领域渗透，导电绘制技术作为一种高新技术应运而生。例如薄膜开关电路板可以将导电油墨绘制在PET薄膜上，然后将印好的薄膜与装潢艺术面板等组合而成；具有结构简单、外形美观、耐环境性优良、使用寿命长等优点，被广泛用于电子玩具、教具、测量装置和医疗仪器等。油墨绘制电路板工艺简单、效率高，而且还节约金属铜，是降低微电子产品成本的一条有效途径，其他还有用在接触式传感面板，绘制扁平精细电缆，低成本太阳能电池，液晶显示器用电流以及红外线探测敏感元件等，在微电子领域的应用是多种多样的。上述产品的传统制作方法是用导电炭浆或银浆，仅有黑色或白色两种单调通道，采用网版绘制的方式；由于网版绘制方式产量低、成本高，也不能大批量生产。随着现代科技的发展，市场需要多彩的导电油墨，且水性导电油墨可以采用各种绘制方式，能大大提高生产效率，将会受到人们的普遍重视，由于其高导电性与低导通率，提高了设计的灵活性，适用于多种新型电子设备。
在儿童早教领域中，出现了很多教具，这些教具大多是平面图案印刷产品，对儿童来说互动性较差。折纸是儿童喜爱的形式，而目前的折纸玩具品种单一，通常只能让儿童按照既有痕迹进行折叠。如果能将LED灯珠、扬声器等电子元件附着于折纸上，当折纸完成后可以与儿童进行互动，则能进一步引起儿童的兴趣，提高动手能力。而如果用传统导线材料附着在折纸上实现对电子元件的连接，则存在需要导线裸露才能完成折叠后相交的问题，裸露导线的导电性质不稳定，还存在安全隐患。
利用导电油墨实现电子元件的接通，则是一个好的思路。但是导电油墨虽然具备一定延展性能，似乎很容易与纸张结合，现阶段却只作用在如海报、书页这样平整的平面上，具备一定程度的抗卷曲性。若要将导电油墨应用于折纸，在工艺方面还存在技术难点，如折叠后上下接触面上的导电油墨如何导通或绝缘，折痕处的导电油墨如何保证其附着效果，折叠过程中折痕处的导电油墨存在电阻变化，如何避免该变化对整个电路效果造成重大影响，等等。要制作出互动性强、成本低廉的儿童教具，需要解决以上技术难题。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于导电油墨的折纸教具，针对折纸的折痕处的特殊性，设计了一套完整的导电油墨印刷结构，抗折叠性能好，反复折叠不易脱落，不影响导电效果，制作成本低，互动性强。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种基于导电油墨的折纸教具，包括纸张，所述纸张包括折痕区域和非折痕区域，纸张上设有1至2层导电油墨，当纸张折叠后导电油墨形成完整的导电油墨电路，导电油墨电路上粘贴有电子元件，其中：
(a)若导电油墨位于纸张的非折痕区域处，并且纸张折叠后不存在与该处导电油墨相叠的导电油墨，或者纸张折叠后两个交叠面的导电油墨相交连通，则该处导电油墨的层数为1层；
(b)若导电油墨位于纸张的折痕区域处，并且纸张折叠后不存在与该处导电油墨相叠的导电油墨，或者纸张折叠后两个交叠面的导电油墨相交连通，则该处导电油墨的层数为2层；
(c)若导电油墨位于纸张的非折痕区域处，并且纸张折叠后两个交叠面的导电油墨相叠但不导通，则该处导电油墨的层数为1层，且导电油墨表面设有通过丝网印刷方式印刷的一层绝缘油墨；
(d)若导电油墨位于纸张的折痕区域处，并且纸张折叠后两个交叠面的导电油墨相叠但不导通，则该处导电油墨的层数为2层，且导电油墨表面设有通过丝网印刷方式印刷的一层绝缘油墨。
所述导电油墨由质量比为6～7：3～4的水性导电油墨和EVA树脂组成，其中所述水性导电油墨由质量百分比为30～38％的去离子水、15～20％的水性丙烯酸树脂、6～10％的丙二醇甲醚、10～16％的碳纳米管、5～9％的导电炭黑、20～30％的乙醇、1～3％的十八烷基甲苯磺酸钠、2～5％的三乙醇胺、0.5～1.5％的分散剂和0.5～1％的蜡粉组成。
所述导电油墨采用压敏导电胶。
所述电子元件包括电源和开关，以及发光装置和/或发声装置。
所述电子元件均采用薄膜式电子元件。
所述纸张上的折痕区域压印有折痕。
所述纸张上的折痕区域通过非导电油墨印刷有折痕标记。
本发明基于其技术方案所具有的有益效果在于：
(1)本发明提供的一种基于导电油墨的折纸教具针对折纸特点设计导电油墨印刷层次，在非折痕处印刷一层导电油墨，简化印刷次数；在折痕处印刷两层导电油墨，强化折痕处导电油墨，使油墨不易脱落，保证了导电油墨厚度适中，折叠后电阻稳定；在存在折叠后相叠不导通之处印刷绝缘油墨，保证相叠处绝缘不导通；整个折纸表面最多两层导电油墨和一层绝缘油墨，即正面和反面分别印刷3次即可完整制作，工艺步骤简单；
(2)本发明提供的一种基于导电油墨的折纸教具所采用的导电油墨可使用水性导电油墨和EVA树脂组成的导电油墨，具有很好的粘性、导电性和抗折叠性能，也可采用传统压敏导电胶，在保证粘性、导电性和抗折叠性的同时，具有一定压敏变化，增添趣味性；
(3)本发明提供的一种基于导电油墨的折纸教具在折纸表面附着多种电子元件，薄膜式电子元件尤其适合纸张载体，减小折纸整体厚度，降低电子元件对折纸过程的影响；
(4)本发明提供的一种基于导电油墨的折纸教具可在纸张表面印刷折痕位置，还可在印刷玩导电油墨之后将纸张先折叠再展开，辅助儿童进行折叠，增强人性化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种基于导电油墨的折纸教具，包括纸张，所述纸张包括折痕区域和非折痕区域，纸张上设有通过丝网印刷印刷或喷墨印刷的1至2层导电油墨，当纸张折叠后导电油墨形成完整的导电油墨电路，导电油墨电路上粘贴有电子元件，其中：
(a)若导电油墨位于纸张的非折痕区域处，并且纸张折叠后不存在与该处导电油墨相叠的导电油墨，或者纸张折叠后两个交叠面的导电油墨相交连通，则该处导电油墨的层数为1层；
(b)若导电油墨位于纸张的折痕区域处，并且纸张折叠后不存在与该处导电油墨相叠的导电油墨，或者纸张折叠后两个交叠面的导电油墨相交连通，则该处导电油墨的层数为2层；
(c)若导电油墨位于纸张的非折痕区域处，并且纸张折叠后两个交叠面的导电油墨相叠但不导通，则该处导电油墨的层数为1层，且导电油墨表面设有通过丝网印刷方式印刷的一层绝缘油墨；
(d)若导电油墨位于纸张的折痕区域处，并且纸张折叠后两个交叠面的导电油墨相叠但不导通，则该处导电油墨的层数为2层，且导电油墨表面设有通过丝网印刷方式印刷的一层绝缘油墨。
所述导电油墨由质量比为6～7：3～4的水性导电油墨和EVA树脂组成，其中所述水性导电油墨由质量百分比为30～38％的去离子水、15～20％的水性丙烯酸树脂、6～10％的丙二醇甲醚、10～16％的碳纳米管、5～9％的导电炭黑、20～30％的乙醇、1～3％的十八烷基甲苯磺酸钠、2～5％的三乙醇胺、0.5～1.5％的分散剂和0.5～1％的蜡粉组成。
所述导电油墨采用压敏导电胶。
所述电子元件包括电源和开关，以及发光装置和/或发声装置。
所述电子元件均采用薄膜式电子元件。
所述纸张上的折痕区域压印有折痕。
所述纸张上的折痕区域通过非导电油墨印刷有折痕标记。
本发明提供了一种基于导电油墨的折纸教具针对折纸特点设计导电油墨印刷层次，在非折痕处印刷一层导电油墨，简化印刷次数；在折痕处印刷两层导电油墨，强化折痕处导电油墨，使油墨不易脱落，保证了导电油墨厚度适中，折叠后电阻稳定；在存在折叠后相叠不导通之处印刷绝缘油墨，保证相叠处绝缘不导通；整个折纸表面最多两层导电油墨和一层绝缘油墨，即正面和反面分别印刷3次即可完整制作，工艺步骤简单，易于实施和批量生产。

Claims (7)

1.一种基于导电油墨的折纸教具，包括纸张，其特征在于：所述纸张包括折痕区域和非折痕区域，纸张上设有1至2层导电油墨，当纸张折叠后导电油墨形成完整的导电油墨电路，导电油墨电路上粘贴有电子元件，其中：
(a)若导电油墨位于纸张的非折痕区域处，并且纸张折叠后不存在与该处导电油墨相叠的导电油墨，或者纸张折叠后两个交叠面的导电油墨相交连通，则该处导电油墨的层数为1层；
(b)若导电油墨位于纸张的折痕区域处，并且纸张折叠后不存在与该处导电油墨相叠的导电油墨，或者纸张折叠后两个交叠面的导电油墨相交连通，则该处导电油墨的层数为2层；
(c)若导电油墨位于纸张的非折痕区域处，并且纸张折叠后两个交叠面的导电油墨相叠但不导通，则该处导电油墨的层数为1层，且导电油墨表面设有通过丝网印刷方式印刷的一层绝缘油墨；
(d)若导电油墨位于纸张的折痕区域处，并且纸张折叠后两个交叠面的导电油墨相叠但不导通，则该处导电油墨的层数为2层，且导电油墨表面设有通过丝网印刷方式印刷的一层绝缘油墨。
2.根据权利要求1所述的基于导电油墨的折纸教具，其特征在于：所述导电油墨由质量比为6～7：3～4的水性导电油墨和EVA树脂组成，其中所述水性导电油墨由质量百分比为30～38％的去离子水、15～20％的水性丙烯酸树脂、6～10％的丙二醇甲醚、10～16％的碳纳米管、5～9％的导电炭黑、20～30％的乙醇、1～3％的十八烷基甲苯磺酸钠、2～5％的三乙醇胺、0.5～1.5％的分散剂和0.5～1％的蜡粉组成。
3.根据权利要求1所述的基于导电油墨的折纸教具，其特征在于：所述导电油墨采用压敏导电胶。
4.根据权利要求1所述的基于导电油墨的折纸教具，其特征在于：所述电子元件包括电源和开关，以及发光装置和/或发声装置。
5.根据权利要求1所述的基于导电油墨的折纸教具，其特征在于：所述电子元件均采用薄膜式电子元件。
6.根据权利要求1所述的基于导电油墨的折纸教具，其特征在于：所述纸张上的折痕区域压印有折痕。
7.根据权利要求1所述的基于导电油墨的折纸教具，其特征在于：所述纸张上的折痕区域通过非导电油墨印刷有折痕标记。
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