CN112088582A - 可拉伸基材上的柔性且可拉伸印刷电路 - Google Patents

可拉伸基材上的柔性且可拉伸印刷电路 Download PDF

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Abstract

本公开涉及包括印刷电路和可拉伸基材的柔性且可拉伸导电制品。印刷电路包含导电迹线。导电迹线可以定位在合成聚合物膜的表面上或吸入合成聚合物膜的孔中并穿过合成聚合物膜的厚度。合成聚合物膜在x‑y方向上被压缩，使得该膜在z方向上发生屈曲。另外，合成聚合物膜可以是多孔的或无孔的。在一些实施方式中，合成聚合物膜是微孔的。印刷电路可以不连续地结合到可拉伸基材。有利地，柔性导电制品在一定拉伸范围内保持导电性能。在一些实施方式中，当拉伸至高达50％应变时，导电制品的电阻变化可忽略不计。印刷电路可以集成到服装中，例如智能服装或其他可穿戴技术。

Description

可拉伸基材上的柔性且可拉伸印刷电路
技术领域
本公开一般涉及印刷电路，更具体地，涉及结合到可拉伸基材的柔性可拉伸印刷电路，其能够在拉伸范围内保持导电性能。
背景技术
传统上，柔性电路是建立在诸如
Figure BDA0002768823910000011
或
Figure BDA0002768823910000012
之类的刚性材料上。尽管与传统的铜和玻璃纤维电路板相比，这些材料被认为具有柔性，但它们的柔性却无法与纺织品或皮媲美。将柔性电路结合到衣服和/或其他佩戴在皮肤上的装置中受到该刚度的限制。实际上，许多现有的电路材料太硬而不能集成到纺织品中，并且也不能保持持久的可靠性，特别是在使用中以及在洗涤或其他清洁方案中弯曲时。
在这方面，已经开发出许多薄且可拉伸的导电油墨。这些油墨通常直接印刷在纺织品上，并且能够保持纺织品的柔性，可拉伸性和手感。然而，它们遭受明显的耐久性和电连接性问题。例如，当纺织品被拉伸时，纺织品纤维束相对于彼此显著移动。导电油墨不能承受弥合纺织纤维束之间的间隙所需的伸长，从而导致断裂和开路。
相同的可拉伸导电油墨已印刷到聚氨酯膜上，然后热粘合到拉伸纺织品上。与直接印刷到纺织品上相比，这导致电路更耐用，但是所得层压件的拉伸度明显小于原始纺织品。在其他现有技术中，导电油墨已经被夹在绝缘油墨之间，然后被热层压到纺织品上。但是，绝缘油墨的薄涂层不能有效地支撑导电油墨。增加绝缘油墨的厚度可以提高耐久性，但是会大大降低纺织品的可拉伸性。
尽管柔性电路取得了进步，但是仍然需要用于从服装到医疗诊断和治疗设备以及许多其他合适的最终应用的各种应用的耐久且有效的柔性电路系统。
发明内容
一种实施方式涉及一种具有高柔性和可拉伸性的导电制品，其包括结合到可拉伸基材的印刷电路。印刷电路包括在x-y方向上压缩的合成聚合物膜和位于合成聚合物膜内的导电迹线。合成聚合物膜在z方向上(即，在膜的平面外)具有屈曲的取向。可以将导电迹线吸入或以其他方式引入孔中并穿过合成聚合物膜的厚度。导电迹线包括导电颗粒的连续网络，并且可以具有导电图案或电路的形式。在示例性实施方式中，非导电区域位于导电迹线旁边。在一些实施方式中，可以在导电迹线上施加绝缘外涂层，以帮助保护导电迹线不受外部因素的影响。合成聚合物膜可以是多孔的或无孔的。在一些实施方式中，合成聚合物膜是具有结点和原纤维结构的微孔膜。在至少一个实施方式中，合成聚合物膜是膨胀聚四氟乙烯膜。可拉伸基材可以是可拉伸纺织品或织物，可拉伸非织造材料或可拉伸膜。当被拉伸至可拉伸基材的原始松弛构造的50％应变时，导电制品的电阻变化可忽略不计。而且，导电制品是高度柔性的，如通过川端(Kawabata)测试方法测定的，柔度值小于0.1克力-cm2/cm。
另一个实施方式涉及一种具有高柔性和可拉伸性的导电制品，其包括结合到可拉伸基材的印刷电路。该印刷电路包括在x-y方向上压缩的合成聚合物膜和位于合成聚合物膜上的导电迹线。合成聚合物膜可以是多孔的或无孔的。合成聚合物膜在z方向上(即，在膜的平面外)具有屈曲的取向。导电迹线包括导电颗粒的连续网络，并且可以具有导电图案或电路的形式。在一些实施方式中，可以在导电迹线上施加绝缘外涂层，以帮助保护导电迹线不受外部因素的影响。非导电区域可以位于导电迹线旁边。导电迹线可以包括金、银、铜或铂的颗粒或纳米颗粒。在一些实施方式中，将颗粒至少部分地熔化以形成导电颗粒的连续网络。合成聚合物膜可以是具有结点和原纤维结构的微孔膜。在至少一个实施方式中，合成聚合物膜是膨胀聚四氟乙烯膜。当被拉伸至可拉伸基材的原始松弛构造的50％应变时，导电制品的电阻变化可忽略不计。而且，导电制品是高度柔性的，如通过川端测试方法测定的，柔度值小于0.1克力-cm2/cm。
附图说明
包括附图以提供对本公开的进一步理解，附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出了实施方式，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据至少一个实施方式的多孔膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)膜(膜1)的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图2是根据至少一个实施方式的多孔膨胀PTFE膜(膜2)的SEM图像；
图3是在根据至少一个实施方式的实施例5中使用的多孔聚乙烯膜的SEM图像；
图4是在根据至少一个实施方式的示例中使用的示例性导电迹线的布置和尺寸的图示；
图5是根据至少一个实施方式的在实施例1中测试的几种材料的应变对载荷和应变对电阻的图示。
图6A-C是根据至少一个实施方式的导电制品的形成的示意图，其中导电迹线已经被施加到合成聚合物膜的表面上并且被屈曲。
图6D是根据至少一个实施方式的将印刷电路施加到可拉伸基材的两侧上的示意图；
图6E是根据至少一个实施方式的在其每一侧上具有屈曲的合成聚合物膜的可拉伸基材的示意图；
图6F是在其两侧上具有屈曲构造的导电迹线的合成聚合物膜的示意图。
图6G是合成聚合物膜的示意图，该合成聚合物膜在其两侧上都具有导电迹线，并且吸收的导电迹线使导电迹线电互连，其中该合成聚合物膜处于屈曲构造；
图7A是根据至少一个实施方式的导电制品的示意图，其中导电迹线已被吸入合成聚合物膜中并屈曲；
图7B是根据至少一个实施方式的在可拉伸基材的每一侧上具有屈曲的合成聚合物膜的导电制品的示意图；
图8是根据至少一个实施方式的导电迹线图案的示意图；
图9是根据至少一个实施方式，通过将电子部件粘附到图8的导电油墨迹线而创建的电子电路的示意图；
图10是根据至少一个实施方式的在其上具有导电迹线的膨胀聚四氟乙烯膜的一部分的扫描电子显微图(SEM)；
图11是根据至少一个实施方式的在其中吸收有导电迹线的膨胀聚四氟乙烯膜的一部分的扫描电子显微图(SEM)；
图12A是根据至少一个实施方式的在使用激光千分尺时，在激光千分尺源和激光千分尺接收器之间对齐的金属圆筒的示意图，该金属圆筒用于测量合成聚合物膜的厚度；
图12B是根据至少一个实施方式使用激光千分尺测量合成聚合物膜的厚度时，覆盖在图12A所示的金属圆筒的表面上的单层膜的示意图，该单层膜没有重叠且没有褶皱。
图13是根据至少一个实施方式的处于松弛构造的示例性基材的SEM，该基材上具有屈曲的印刷电路。
具体实施方式
本领域的技术人员应理解，可通过构造用于执行目标功能的任何数量的方法和设备来实现本公开内容的各个方面。还应注意，本文参考的附图不一定是按比例绘制，而是有可能放大以说明本公开的各个方面，就此而言，附图不应视为限制性的。应当理解，术语“导电性迹线”，“导电迹线”和“迹线”在本文中可以互换使用。术语“膜”和“薄膜”在本文中可以互换使用。
本发明涉及包括印刷电路和可拉伸基材的柔性且可拉伸导电制品。印刷电路包含合成聚合物膜和导电迹线。导电迹线可以定位在合成聚合物膜的表面上或吸入合成聚合物膜的孔中并穿过合成聚合物膜的厚度。印刷电路在膜平面内被压缩，从而使膜的屈曲发生在膜平面之外或沿膜的“厚度”方向。另外，合成聚合物膜可以是多孔的或无孔的。在一些实施方式中，合成聚合物膜是微孔的。印刷电路可以不连续地结合到可拉伸基材。有利地，柔性导电制品在一定拉伸范围内保持导电性能。即，当被拉伸至可拉伸基材的原始松弛构造的50％应变时，导电制品的电阻变化可忽略不计。如本文所定义，“应变”是指合成聚合物膜相对于其原始的松弛构造的延伸。在一些实施方式中，当拉伸至高达100％应变或甚至超过100％应变时，导电制品的电阻变化可忽略不计。印刷电路可以集成到服装中，例如智能服装或其他可穿戴技术。
如上所述，导电制品包括印刷电路，该印刷电路包括至少一条导电迹线和合成聚合物膜。如本文所用，术语“导电迹线”旨在描述能够传导电子从中通过的连续线或连续路径。在示例性实施方式中，非导电区域位于合成聚合物膜上或之内的导电迹线旁边。在一些实施方式中，可使用导电油墨将导电迹线沉积在合成聚合物膜上或合成聚合物膜内。如本文所用，术语“导电油墨”是指在载液(例如溶剂)中掺入导电颗粒的材料。在一些实施方式中，导电颗粒包括银，金，铜或铂颗粒。合适的导电油墨的非限制性示例包括2108-IPA(Nanogap公司，加利福尼亚州里士满)，UTDAgPA(UT Dots公司，伊利诺伊州香槟市)，UTDAg60X(UT Dots公司，伊利诺伊州香槟市)，PE872(杜邦(DuPont)，特拉华州威明顿)，125-19FS(创新材料公司(Creative Materials，Inc.)，马萨诸塞州艾尔)和CI1036(工程导电材料公司(Engineered Conductive Materials)，俄亥俄州特拉华)。
形成导电迹线的其他导电材料的非限制性示例包括导电金属颗粒或纳米颗粒(例如，银，金，铜和铂)，其他导电材料(例如石墨或炭黑)的颗粒或纳米颗粒)，导电纳米管，导电金属薄片，导电聚合物及其组合。如本文所用，术语“纳米颗粒”旨在描述在导电颗粒的至少一个维度上具有1.0nm至100nm的尺寸的颗粒。
导电迹线可以呈导电图案的形式，其可以用于形成电流可以流过的电路。该图案可以创建开放路径，例如图4中例示的平行线或图8所示的图案。在一些实施方式中，电子部件(例如，表面安装电子部件)可以电耦合(例如粘附)到导电迹线图案(例如，图8所示的图案)以创建电路，如图9所示。在图9所描绘的实施方式中，电子部件包括：555计时器910，LED920，470k欧姆电阻器930，20k欧姆电阻器940，100k欧姆电阻器950和10微法拉电容器960。注意，当向图9中的端子907、908施加3.7伏时，LED会闪烁。拉伸和放松层压件不会影响LED的闪烁速率或强度。导电迹线可以被配置为与电阻器、电容器、发光二极管(LED)、集成电路、传感器、电源以及数据发送器和接收器耦合。此外，例如，导电迹线可用于向用户或用户的医生传输信息，例如用户的心率或血液中的氧饱和度。
导电迹线可分布在多孔或无孔合成聚合物膜的外表面上和/或沉积在多孔(或微孔)合成聚合物膜的孔中。合适的合成聚合物膜的非限制性示例包括聚氨酯，聚四氟乙烯(PTFE)，膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)，聚偏二氟乙烯(PVDF)，氟化乙烯丙烯(FEP)，全氟烷氧基烷烃(PFA)，改性聚四氟乙烯聚合物，四氟乙烯(TFE)共聚物，聚烯烃(如聚丙烯和聚乙烯)，聚酯砜(PES)，聚酯，如美国专利公开号2016/0032069中所述的聚对二甲苯(ePPX)，如授予Sbriglia的美国专利第9,926,416号中所述的多孔超高分子量聚乙烯(eUHMWPE)，如授予Sbriglia的美国专利第9,932,429号中所述的多孔乙烯四氟乙烯(eETFE)，如授予Sbriglia等人的美国专利第7,932,184号中所述的多孔聚乳酸(ePLLA)，如授予Sbriglia的美国专利第9,441,088号中所述的多孔偏二氟乙烯-共-四氟乙烯或三氟乙烯[VDF-共-(TFE或TrFE)]聚合物及其共聚物和组合。在至少一个实施方式中，合成聚合物膜是微孔合成聚合物膜，例如具有结点和原纤维微结构的微孔含氟聚合物膜，其中结点通过原纤维相互连接，并且孔是整个膜中位于结点和原纤维之间的空隙或空间。戈尔(Gore)的美国专利第3,953,566号中描述了示例性的结点和原纤维微结构。
本文所述的微孔膜可以与其他膜或结构相区别，区别在于它们的比表面积大于约4.0m2/cm3，大于约10m2/cm3，大于约50m2/cm3，大于约75m2/cm3，以及最高至100m2/cm3。在一些实施方式中，比表面积为约4.0m2/cm3至100m2/cm3。在此，比表面积是基于骨架体积而不是包络体积(envelope volume)来定义的。另外，微孔合成聚合物膜中的大多数原纤维的直径小于约1.0μm，或约0.1μm至约1.0μm，约0.3μm至约1.0μm，约0.5μm至约1.0μm，或约0.7μm至约1.0μm。另外，微孔膜很薄，厚度小于约100μm，小于约75μm，小于约50μm，小于约35μm，小于约25μm，小于约20μm，小于约10μm，小于约5μm或小于约3μm。在至少一个示例性实施方式中，合成聚合物膜是膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)膜。根据Gore的美国专利第3,953,566号，Bowen等人的美国专利公开第2004/0173978号，Bacino等人的美国专利第7,306,729号，Bacino的美国专利第5476589号或Branca等人的美国专利第5183545号中描述的方法制备的膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)膜可以在本文中使用。
在一个实施方式中，可以将导电迹线施加到合成聚合物膜(例如，无孔合成聚合物膜)的外表面上以形成印刷电路。在一些实施方式中，导电迹线在合成聚合物膜的外表面的部分上形成整体的(例如连续的)涂层。在至少一个实施方式中，将具有所需图案的模板施加到合成聚合物膜的表面上。本领域技术人员已知的在合成聚合物膜的表面上形成图案的其他形式被认为在本公开的范围内。在示例性实施方式中，在施加导电材料时，合成聚合物膜是平坦的(即，平面的)，并且不包含皱纹。将导电材料(例如，导电油墨)施加到模板上，使得一旦去除模板，导电材料就以期望的图案保留在合成聚合物膜上，从而形成导电迹线。可以施加导电材料，使得导电迹线位于合成聚合物膜的外表面的至少一部分上以形成印刷电路。图10中示出了其上具有导电迹线320的示例性膨胀聚四氟乙烯膜310的一部分的扫描电子显微图(SEM)300。应当理解，本文所使用的关于导电迹线的术语“在......上”是指该迹线在合成聚合物膜的表面上(即，没有导电材料位于合成聚合物膜的孔中)或者迹线基本上位于合成聚合物膜的表面上(即，可忽略量的导电材料可以位于合成聚合物膜的孔中)。“在......上”还意味着表示导电迹线可以直接定位在基材上(没有中间元件)，或者可以存在中间元件。尽管不希望受到理论的束缚，但据信，导电材料向合成聚合物膜的孔中的微不足道的渗透(例如，微米)会导致导电迹线对合成聚合物膜表面的改善的粘附。
在另一个实施方式中，可将导电材料(例如，导电油墨)施加到多孔或微孔合成聚合物膜上，使得导电材料被吸入到合成聚合物膜中，从而将导电材料，继而导电迹线设置在合成聚合物膜内，形成印刷电路。图11是定位在SEM安装带430上的示例性膨胀聚四氟乙烯膜410的一部分的扫描电子显微图(SEM)400，该膨胀聚四氟乙烯膜410中吸收有导电迹线420。如本文所用，“吸收/吸入”意在描述导电迹线通过液体载体(例如导电油墨)纳入和/或沉积到多孔或微孔合成聚合物膜的现有孔或空隙中，并且特别排除了其中导电迹线是合成聚合物膜的组成部分的填充膜，其在孔或空隙空间内可能有一些暴露的导电迹线。要注意的是，本文中可以使用将导电材料沉积到膜的孔或空隙空间中的任何已知方法。在一些实施方式中，导电迹线在多孔或微孔合成聚合物膜的厚度上占据孔。这样，导电迹线可占据多孔或微孔合成聚合物膜中的大部分孔体积。在示例性实施方式中，孔包含一定量的导电材料，该量足以产生用于电子通过的导电迹线。可以通过已知的沉积，涂覆方法和吸收方法将导电材料施加到合成聚合物膜上，例如丝网印刷，面涂(over-coating)，移印，柔版印刷，喷墨印刷和凹版印刷以形成导电迹线。在其上或其中具有导电迹线的合成聚合物膜在本文中被称为印刷电路。
印刷电路可以定位在拉伸的基材上，使得当拉伸基材被释放并恢复到其松弛的未拉伸状态时，印刷电路的屈曲发生在膜平面之外或在合成聚合物膜的“厚度”方向上，以将拉伸引入印刷电路。图13是示例性可拉伸基材510(即，可拉伸纺织品)的SEM图像，该可拉伸基材上具有由合成聚合物膜550(即，膨胀聚四氟乙烯膜)和导电迹线540形成的屈曲的印刷电路560。印刷电路560通过不连续的粘合剂520附接到基材510。在图13所示的实施方式中，绝缘外涂层530位于导电迹线540上方以保护迹线540免受外力。印刷电路的这种平面压缩将长度存储在合成聚合物膜中。可以各种技术将拉伸引入印刷电路，例如通过将拉伸赋予平面膜(Zagggl等人的WO2016/135188；Zaggl等人的美国专利公开第2016/0167291号；House等人的美国专利第5,026,513号；White的美国专利公开第2013/183515号；Jain的美国专利公开第2011/167547号；Worden等人的美国专利第4,443,511号；Imai的美国专利公开第2009/227165号和Dutta等人的美国专利第5,804,011号)。可以使用机械和非机械(例如，热)处理技术。
一种方法是机械地压缩或屈曲印刷电路以使其起皱或在印刷电路内产生平面外结构。在示例性实施方式中，压缩在平面印刷电路上进行。如本文中所使用的，“屈曲”或“屈曲取向”意在描述印刷电路，该印刷电路显示出诸如皱纹，波纹或褶皱的平面外结构。屈曲可以在一个或两个方向上引入印刷电路中。如本文所用，“在x-y方向上压缩”，“x-y压缩”或“进行x-y压缩”是指通过在一个方向(即，“x”方向或“y”方向)或两个方向(即“x”和“y”方向)上的压缩将拉伸引入印刷电路中。可以顺序地或同时地在“x”和“y”方向上压缩印刷电路。
在至少一个实施方式中，在一个方向(例如，“x”方向)上进行压缩。印刷电路在“x”方向上(例如，在膜平面中)的压缩会引入在平面外(即，在“z”方向上)的“屈曲”或结构。Zaggl等人的美国专利公开第2016/0167291号中一般性地公开了这种方法，其中将多孔膜以拉伸状态施加到可拉伸基材上，使得多孔膜在拉伸的可拉伸基材上发生可逆粘附。然后使可拉伸基材松弛，在其上施加有多孔膜，从而获得结构化或压实的多孔膜。在Zaggl等人的WO2016/135188中教导的替代实施方式中，可以压缩具有结点和原纤维结构的多孔膜，使得在“z”方向上几乎没有或没有引入实质性结构(即，结点和原纤维结构内的原纤维压实)。
印刷电路中的“屈曲”或平面外结构的高度可以是非压缩印刷电路的厚度的至少两倍。另外，平面外(即z方向)结构的高度可以在约2μm至约2000μm或约20μm至约1000μm的范围内。此外，在至少一个方向上的结构密度是每毫米至少1个屈曲，每毫米至少2个屈曲，每毫米至少3个屈曲，每毫米至少4个屈曲，每毫米至少5个屈曲，每毫米至少6个屈曲，每毫米至少7个屈曲，每毫米至少8个屈曲，每毫米至少9个屈曲或每毫米至少10个屈曲。在一些实施方式中，结构密度是每毫米1个屈曲至每毫米10个屈曲，每毫米1个屈曲至每毫米7个屈曲，每毫米1个屈曲至每毫米5个屈曲，或每毫米1个屈曲至每毫米3个屈曲。
在一些实施方式中，为了形成印刷电路，如图6B所示，在施加印刷电路650之前，首先沿箭头615的方向(例如，x方向)拉伸可拉伸基材610。如本文所用，术语“可拉伸的”是指可以沿一个或多个方向拉动的材料，但是当其被释放时，该材料返回或基本上返回其原始形状。另外，可拉伸基材610在其上具有不连续的粘合剂，例如热塑性粘合剂或热固性粘合剂。可以通过凹版印刷机以粘合剂点620的形式将粘合剂以图案施加，如图6A所示。应当理解，对粘合剂在可拉伸基材上的图案没有限制，只要印刷电路的不连续粘合(或印刷电路上的连续粘合)允许印刷电路在x方向和/或y方向上压缩并在z方向上屈曲即可。因此，只要印刷电路在x方向和/或y方向上压缩并且在z方向上屈曲就可以认为其他图案，例如网格或平行线也在本发明的范围内。
在一些实施方式中，印刷电路(即，具有导电迹线的合成聚合物膜)通过粘合剂(例如热塑性粘合剂)以其拉伸状态不连续地粘附到拉伸的基材上。可拉伸基材可被拉伸到其原始松弛长度的1.25倍，1.5倍，1.7倍，2倍，3倍，4倍，5倍，6倍，7倍，8倍，9倍或10倍(或更多)，具体取决于可拉伸基材的弹性。在一些实施方式中，可拉伸基材被拉伸直到达到基材的弹性极限。
一旦将可拉伸基材610拉伸至其期望的量，就将包含合成聚合物膜660和导电迹线670的印刷电路650定位在已拉伸基材610上方，并通过先前粘附至可拉伸基材610的粘合剂点620而粘附至已拉伸基材，如图6B所示。应当理解，导电迹线670可以被定位成使得其背对拉伸基材610(如图6B所示)，或者可以定位导电迹线670，使得其面对拉伸的基材(未示出)。然后使在其上具有印刷电路650的可拉伸基材610沿箭头625的方向返回到其未拉伸(即，松弛)状态，如图6C所示，由此使印刷电路在x方向上压缩，并使膜在z平面内屈曲以形成平面外结构(例如，皱纹，波纹或褶皱)。
印刷电路650(包括合成聚合物膜660)表现出平面外的几何结构，例如在合成聚合物膜的z方向上的皱纹或褶皱，例如但不限于Zaggl等人的EP3061598A1和Zaggl等人的美国专利第9,849,629号所述的方法中描述的那些结构。在这样的实施方式中，合成聚合物膜具有屈曲的取向。可以使用的可拉伸基材的实例包括但不限于可拉伸纺织品或织物，可拉伸非织造材料或可拉伸膜。
在图6C中形成的导电制品600示出了其中导电迹线670已经被施加到合成聚合物膜660的表面上(例如通过在合成聚合物膜660上印刷迹线670来施加)并且已经沿箭头625的方向缩回到其松弛构造的实施方式。在图6C中可以看出，导电迹线670和合成聚合物膜660具有屈曲的取向，在热塑性点620处具有与可拉伸基材610的离散粘合点。这种屈曲允许印刷电路650随着可拉伸基材610在一个或多个方向上拉伸而移动，并且不会破坏导电迹线670的导电性。
在一些实施方式中，各具有合成聚合物膜660和导电迹线670的印刷电路650、651可以被施加到拉伸的(即，沿箭头615的方向拉伸的)基材610的两侧，如图6D所示。换句话说，印刷电路650可以位于拉伸基材610的一侧上，并且印刷电路651可以位于相对的拉伸基材侧上。类似于图6C中描绘的实施方式，如图6E所示，允许拉伸的基材610沿箭头625的方向返回到未拉伸的松弛状态，从而在x方向上压缩印刷电路650、651，并且在z平面内使合成聚合物膜660屈曲，形成平面外结构(例如，皱纹，波纹或褶皱)。应当注意，印刷电路650、651中的合成聚合物膜660和导电迹线670可以彼此相同或不同。
在一些实施方式中，如图6F所示，导电迹线670和导电迹线671可以位于合成聚合物膜660的相对侧，从而形成印刷电路680。如图6G所示，导电迹线670位于合成聚合物膜660的一侧上，而导电迹线671位于合成聚合物膜660的相对侧，并且垂直互连通路(VIA)675允许导电迹线670、671相互电连通并形成柔性电路690。可以通过在合成聚合物膜中形成通孔并用导电材料填充该通孔来形成VIA 675。或者，可以通过在多孔合成聚合物膜的整个厚度上吸收导电材料来形成VIA，而无需首先形成通孔。应当注意，导电迹线670、671可以彼此相同或不同。
在一些实施方式中，可拉伸基材610可以被拉伸至可拉伸基材的原始松弛构造的50％应变，同时保持导电性。换句话说，当柔性电路被拉长到50％应变时，印刷电路的电阻基本上保持不变。即，随着柔性电路被拉长到50％应变时，印刷电路的电阻基本上保持不变。例如，如果印刷电路为10mm，则可以将其拉伸到15mm的长度而不会损失或明显损失电阻。在其他实施方式中，当印刷电路被拉伸至可拉伸基材的原始松弛构造的100％或甚至大于100％时，其电阻变化可忽略不计。波纹或屈曲允许导电迹线在一个或多个方向上自由拉伸，其特性几乎与其上没有印制电路的拉伸纺织品相同。
在一个替代实施方式中，如图7A所示，导电迹线被吸入到合成聚合物膜710中，从而形成印刷电路750。要注意，除了导电迹线已被吸入合成聚合物膜710中并且因此未单独描绘之外，导电制品700的结构与图6A-6C中所示的相同。应当理解的是，由于吸收过程，可忽略量的导电材料可能残留在合成聚合物膜的表面或部分表面上。当可拉伸基材730处于其松弛(未拉伸)状态时，包括合成聚合物膜710并且该合成聚合物膜中含有导电迹线的印刷电路750在可拉伸基材730上具有屈曲构造。印刷电路750(包括合成聚合物膜710)通过粘合剂点720(例如热塑性或热固性粘合剂点)离散地粘附到可拉伸基材730。合成聚合物膜710在z平面中的屈曲允许印刷电路750在可拉伸基材730在一个或多个方向上拉伸时随其一起移动，而不会破坏导电迹线中的导电性。在图7B所示的另一个实施方式中，其中各具有导电迹线的合成聚合物膜750、751各自通过离散的粘合剂点720施加到基材730的一侧。合成聚合物膜710，715在z平面中的屈曲允许印刷电路750，751在可拉伸基材730在一个或多个方向上拉伸时随其一起移动，而不会破坏导电迹线中的导电性。应当注意，合成聚合物膜710，715和其中的导电迹线可以彼此相同或不同。
尽管未在任何图中描绘，但是应当理解，由于吸收过程，一些导电迹线可能位于合成聚合物膜的表面或部分表面上。在经由液体载体(例如，导电油墨)施加导电迹线的实施方式中，可以将热量施加至印刷电路以去除液体载体。施加的温度可能足以至少部分地熔化合成聚合物膜内的导电迹线(例如，金属颗粒)以形成导电颗粒的连续网络。在其他实施方式中，例如在将导电迹线施加到合成聚合物膜的表面的情况下，可以将热量施加到印刷电路，以至少部分地熔化导电迹线(例如，金属颗粒)以在合成聚合物膜的表面上形成导电颗粒的连续网络。在其他实施方式中，使用热量从导电颗粒中除去配体或其他加工助剂。
在一些实施方式中，可以在导电迹线上施加绝缘外涂层，以帮助保护导电迹线不受外部因素(例如但不限于，磨损)的影响。用于使导电迹线绝缘的材料的非限制性示例包括聚氨酯(以溶液形式提供)，丙烯酸类(以液体形式提供)，硅酮，苯乙烯异戊二烯丁二烯嵌段共聚物，Viton FKM(合成橡胶和含氟聚合物弹性体)，聚烯烃或含氟聚合物。
有利地，本文所述的导电制品是高度柔性的，如通过以下所述的川端测试所证明的，柔度值小于0.1克力-cm2/cm。另外，导电制品是高度耐用的，并且能够经受多次洗涤，同时仍保持印刷电路的导电性。此外，导电制品是高度可拉伸的，如本文所述的拉伸对电阻的测试所限定的。而且，导电制品还具有高度透气性，其MVTR为至少2,000，如本文所述的湿蒸气透过率(MVTR)测试所证明的。
测试方法
应理解，虽然下文描述了某些方法和设备，但也可替代性地采用本领域普通技术人员确定适用的其它方法或设备。
电阻测量与拉伸
对在其上包含图4所示图案的印刷电路的屈曲纺织品进行修整，使图4所示的单条印刷导电线401可以在15mm宽的条带内居中。将条带安装在5965型
Figure BDA0002768823910000131
的夹具中，夹紧层压件，以使印刷导电线的各端和夹具之间有5mm的间隙。夹具移动分开，直到测力计记录在-0.1牛顿和0.1牛顿之间。将标距长度归零，并将
Figure BDA0002768823910000132
580微欧姆计(Tektronix公司，美国俄勒冈州比弗顿)的匹配源和感测引线各自连接至印刷线401的两端。测压元件归零，样品以60毫米/分钟的速度应变至50％，然后恢复至0％在测试周期的延伸和压缩阶段，均以10％的应变增量测量了电阻。
ATEQ气流
ATEQ气流测试是一种用于测量空气通过膜样品的层流体积流速的测试方法。对于各膜，以密封整个流动路径上2.99cm2面积的方式将样品夹在两块板之间。使用
Figure BDA0002768823910000133
(ATEQ公司，密歇根州利沃尼亚)Premier D紧凑型流动测试仪来测量通过每个膜样品的气流速率(L/小时)，通过使每个膜样品挑战通过膜的1.2kPa(12mbar)的气压差来进行。
格利气流
格利气流测试是测量在0.177psi(～1.22kPa)水压下100cm3空气流过1in2(～6.45cm2)样品的时间(以秒计)。在GURLEYTM透气度测定仪和4340型平滑度测定仪(格利精密仪器公司(Gurley Precision Instruments)，纽约州特洛伊)中测量样品。报告的值是3次测量的平均值，以秒为单位。
非接触厚度
使用激光测微仪(基恩士公司(Keyence)，型号LS-7010，比利时梅赫伦)测量非接触厚度。如图12A和12B中所示，金属圆柱体1201在激光测微源1202和激光测微接收器1203之间对齐。如图12A所示，圆柱体1201的顶部的阴影1205被投影到接收器1203上。然后将阴影的位置重置为激光测微仪的“零”读数。如图12B所示，单层膜1204被覆盖在金属圆柱体1201的表面上而没有重叠并且没有褶皱，将阴影1206投射到接收器1203上。然后，激光测微仪将阴影1205和1206的位置变化指示为样品的厚度。对于每个样品，每个厚度测量三次，并取平均值。
单位面积质量(质量/面积)
根据ASTM D 3776(织物单位面积质量(重量)的标准测试方法(Standard TestMethods for Mass Per Unit Area(Weight)of Fabric))测试方法(选项C)，使用梅特勒托利多天平(Mettler-Toledo Scale，型号1060)测量样品的单位面积质量。在对试样进行称重之前对天平进行重新校准，并且以克/平方米(g/m2)来报告结果。
洗涤测试耐久性
在肯莫尔(Kenmore)洗衣机(80系列)中进行洗涤测试。负载的重量为1814.4±113.4克。水位为18±1加仑(～68.1±3.79L)。洗衣机设置为12分钟厚重棉织物洗涤(Cotton Sturdy)。洗涤温度为120±5°F(～48.9±2.78℃)。衣物洗涤剂为Original Tide粉(3700085006)。肥皂的量为11.0±0.1克。在肯莫尔(Kenmore)600烘干机中进行干燥。烘干机的设置是厚重棉织物。自动湿度感应功能设置为“正常干燥(Normal Dry)”，并在样品干燥时结束干燥循环。一个完整的洗涤耐久性循环包括一个洗涤循环和一个干燥循环。在0、1、3、6、10、15和20个循环后，按照以下方式测量每条导电迹线的电阻：使用
Figure BDA0002768823910000141
2750万用表系统(Tektronix公司，美国俄勒冈州比弗顿)对直流电阻进行两点探针测量。将合成聚合物膜平放以去除大的皱纹，但是将基材(即织物)保持其松弛状态(即，它们不被拉伸)。用手将正极和负极探针放在每条迹线的相对两端，并记录电阻值。测试的迹线数量为5。将洗涤测试耐久性报告为在50％的迹线超过1兆欧(MΩ)电阻之前的洗涤循环数。
湿蒸汽透过率(MVTR)测量
将由35重量份乙酸钾和15重量份蒸馏水组成的约70ml溶液置于133mL聚丙烯杯中，该聚丙烯杯在杯口处的内径为6.5cm。用橡皮筋将膨胀聚四氟乙烯(PTFE)膜附接到该杯的口缘，产生容纳乙酸钾溶液的拉紧的防漏微孔阻挡物，该膨胀聚四氟乙烯膜根据Crosby的美国专利第4,862,730号描述的方法测试的最小MVTR约为85,000g/m2/24小时。
将类似的膨胀PTFE膜安装在水浴的表面。使用控温室和水循环浴将水浴组件控制在23±0.2℃。
进行该测试过程前，使待测试样品在23℃的温度和50％的相对湿度下调理。放置样品，使导电迹线背向安装到水浴表面的膨胀聚四氟乙烯膜，并平衡至少15分钟，然后将杯组件引入。杯组件称重至精确度1/1,000g，并以倒置的方式放置在测试样品的中心上。
通过水浴中水和饱和盐溶液之间的驱动力提供水传输，所述饱和盐溶液通过在该方向上的扩散来提供水通量。对样品测试15分钟，随后移开杯组件，再次称量至1/1000g精确度。
由杯组件的重量增加计算样品的MVTR，并表示为每24小时每平方米样品表面积的水克数。
基质拉伸强度测定
使用ASTM D412-Dogbone F在每个纵向和横向方向上切割合成聚合物膜。“纵向”为挤出方向，“横向”与其垂直。将膜放置在切割台上，使得膜在要切割膜的区域中没有褶皱。然后，将模具放置在膜上(通常在膜中心200mm范围内)，使其长轴平行于要测试的方向。模具对齐之后，施加压力以切穿合成聚合物膜。去除压力后，检查犬骨状样品，以确保其没有可能影响拉伸测试的边缘缺陷。以这种方式制备了至少3个纵向样品和3个横向样品。一旦制备了犬骨状样品，就使用梅特勒-托利多(Mettler Toledo)天平(型号AG204)对其进行测量以确定其质量。
使用配备有橡胶涂覆的面板和锯齿状面板的
Figure BDA0002768823910000151
5500R(伊利诺伊工具工厂(Illinois Tool Works Inc.)，马萨诸塞州诺伍德)拉伸试验机来测量拉伸断裂载荷，使样品的各端保持在一块橡胶涂覆面板与一块锯齿状面板之间。施加在夹板上的压力约为552kPa。夹板之间的标距长度设置为58.9mm，十字头速度(牵拉速度)设定为508mm/分钟的速度。利用500N测力传感器进行这些测量，在50点/秒的速率下收集数据。实验室温度在20到22.2℃之间，以确保可比较的结果。如果样品在夹板界面处断裂，则放弃数据。为表征样品，在纵向上成功牵拉至少3个样品，并且在横向上成功牵拉3个样品(样品未从夹板滑出，也未在夹板处断裂)。
以下公式用于计算基质拉伸强度：
MTS＝((F最大/w)*p)/质量:面积，其中：
MTS＝基质拉伸强度，MPa，
F最大＝测试中测量的最大载荷(牛顿)，
w＝标距长度内的犬骨状样品的宽度(米)，
p＝PTFE的密度(2.2x106g/m3)或聚乙烯的密度(0.94g/m3)，以及
质量:面积＝样品单位面积质量(g/m2)。
川端柔性测量
使用川端纯弯曲测试仪(KES-FB2-Auto-A；加藤科技有限公司(Kato TechCo.LTD)，日本京都)测量层压样品的低力弯曲行为。将层压样品切成7cm的宽度，使印刷图案大致居中，并且印刷线垂直于7cm的宽度延伸。将样品放置在弯曲测试仪的夹具内，使印刷线跨过夹具之间的间隙。机器灵敏度设定为10。在记录施加的载荷的同时，机器自动拧紧夹具并将层压样品在两个方向上弯曲成2.5cm-1的曲率。报道的B均值是层压样品在0.5至1.5cm-1和-0.5至-1.5cm-1之间弯曲时的弯曲刚度的平均值。弯曲刚度以克力cm2/cm表示。
泡点
使用毛细流动气孔计(型号3Gzh，来自美国佛罗里达州博因顿海滩市的康塔仪器公司(Quantachrome Instruments,Boynton Beach,Florida))，根据ASTM F31 6-03的一般教导测量泡点压力。将样品膜放置于样品室中，用表面张力为20.1达因/厘米的SilWick硅酮流体(Silwick Silicone Fluid)(购自多孔材料公司(Porous Materials Inc.))润湿。样品室的底部夹具直径为2.54cm，具有0.159cm厚的多孔金属圆盘插入件(康塔零件号75461不锈钢过滤器)，用于支撑样品。使用2.1版的3GWin软件，按紧跟着的下表所示设定以下参数。表示泡点压力的值取两次测量的平均值。使用以下公式将泡点压力转换为孔径：
DBP＝4γlvcosθ/PBP
其中DBP是孔径，γlv是液体表面张力，θ是流体在材料表面上的接触角，PBP是泡点压力。本领域技术人员应理解，在泡点测量中使用的流体必须润湿样品的表面。
泡点仪器设定
Figure BDA0002768823910000171
Figure BDA0002768823910000181
ePTFE膜
ePTFE膜1–制备ePTFE膜
根据Bowen等人的美国专利公开号2004/0173978中提出的一般教导来制造ePTFE膜。ePTFE膜的单位面积质量为4.6g/m2，孔隙率为87％，非接触厚度为15.5μm，格利(Gurley)数为4.5秒，在12毫巴下的ATEQ空气流量为17升/cm2/小时，纵向的基质拉伸强度为258MPa，横向的基质拉伸强度为329MPa，比表面积为14.520m2/g，单位体积的表面积为31.944m2/cm3。ePTFE膜的扫描电子显微镜(SEM)图像显示在图1中。
ePTFE膜2–制备ePTFE膜
根据上述戈尔的美国专利第3,953,566号中阐述的一般教导来制造ePTFE膜。ePTFE膜的单位面积质量为16.6g/m2，孔隙率为80％，非接触厚度为37.6μm，泡点为156kPa，纵向的基质拉伸强度为42.4MPa，横向的基质拉伸强度为116.4MPa，比表面积为7.891m2/g，单位体积的表面积为17.75m2/cm3。图2显示了ePTFE膜的SEM图像。
实施例
上文中已经概括性地并且结合具体实施方式描述了本申请的发明。对本领域的技术人员来说显而易见的是，可以在不偏离本公开的范围的情况下，对实施方式进行各种修改和变动。因此，实施方式旨在涵盖对本发明的这些修改和变动，只要这些修改和变动在所附权利要求及其等同方案的范围之内。
实施例1
膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)(膜1)用作吸收的基材。将ePTFE膜放在直径6英寸(～15.24cm)的铝制箍上，通过在圆周上放置不锈钢弹簧将其固定到箍上，并用手张紧基材以去除皱纹，由此约束ePTFE膜。为了在模板附着期间支撑ePTFE膜，将约束ePTFE膜的箍放在干净的
Figure BDA0002768823910000192
圆盘(可从特拉华州威尔明顿市陶氏杜邦公司购得的乙缩醛均聚物树脂)上，该圆盘加工成适合箍的内部(该圆盘提供与ePTFE基材的“底部”接触的干净表面)。
为了制备模板，将一块胶带(Scapa 536型；聚酯膜，单面涂有丙烯酸类粘合剂；斯卡帕北美公司(Scapa North America)，康涅狄格州温莎)转移到离型纸上。使用激光切割机(PLS6.75激光切割机，通用激光公司(Universal Laser)，亚利桑那州斯科茨代尔)在胶带中切出孔，以形成图4所示的图案。图4提供的尺寸以毫米(mm)为单位，表示所施加的图案的尺寸。示出了双向箭头402以说明拉伸织物与柔性电路的对齐。然后将胶带模板从离型纸上取下，并用手将其压在ePTFE膜的暴露“顶”表面的表面上，以将模板牢固地粘附到ePTFE膜上。然后将仍约束在箍上的模板和ePTFE膜从
Figure BDA0002768823910000193
圆盘上取下，并放在实验室通风橱中以用于吸收。
导电油墨的吸收
通过模板中的孔将过量的导电油墨(2108-IPA；包括稳定分散的银纳米颗粒的油墨制剂，可从加利福尼亚州里士满的Nanogap公司获得)吸移到ePTFE膜的顶表面上。该过程完成后，用单层纤维素擦拭纸巾(Delicate Task擦拭纸巾；
Figure BDA0002768823910000191
金伯利·克拉克公司(Kimberly-Clark)，乔治亚州罗斯韦尔)彻底擦拭顶表面，以去除任何多余的油墨。然后立即除去胶带模板。模板的去除也去除了粘附到模板上的基材上表面的一部分，但是去除的量被认为是微不足道的。然后将仍然约束在箍中的经过吸收的ePTFE膜在通风橱中风干至少10分钟，然后在热空气对流烘箱中于200℃热处理60分钟。
将粘合点粘合到拉伸纺织品
使用18Q236凹版印刷图案将UT聚氨酯热塑性粘合剂(Protechnic公司，法国塞尔内)印刷到离型纸上。将尼龙/聚酯/弹性纤维混纺、斜纹编织、经向拉伸纺织品(TD36B，中国台湾台北市台湾化学纤维股份有限公司(Formosa Chemicals and Fibre Corporation))在经向拉伸至其松弛长度的2倍左右，并约束在矩形框架中。将一块112mm x 152mm的聚氨酯粘合剂印刷的离型纸放置在纺织品上，并通过在135℃的T恤压机中将其压制约5秒来将其热层压到纺织品上。冷却后，将离型纸移走，留下粘合到拉伸纺织品上的聚氨酯粘合点。
制备结构化(“屈曲的”)层压件
将具有吸收的导电迹线(即印刷电路)的ePTFE膜修整为128mm x 78mm，使印刷图案大致居中。然后将印刷电路居中在粘合到纺织品上的粘合点的顶部上，使图4中的箭头402与纺织品的经向对齐。然后通过将印刷电路在T恤压机中于135℃压制约5秒来将其热层压到纺织品上。冷却后，将纺织品从框架中释放出来，并使其恢复到松弛状态，从而使印刷电路随纺织品(导电制品)压缩并屈曲。
电阻测量与拉伸
如上述测试方法中所述进行电阻测量与拉伸的测试。该电阻测试的结果在图5和表1中示出。不连续曲线501示出了未层压的纺织品的载荷-应变关系，而连续曲线502示出了当各样品被拉伸至50％应变并返回至0％应变时的柔性制品的载荷-应变关系。两者都在主y轴上读取。圆形标记503显示层压样品的导电迹线相对于应变的欧姆电阻，并在次y轴上读取。经测定，当柔性电路被拉长到50％应变时，印刷电路的电阻基本上保持不变。
洗涤测试
如上文所述的测试方法中所述进行洗涤耐久性测试。在50％的迹线超过1兆欧(MΩ)之前，确定印刷电路可以经受超过20次的洗涤循环。
MTVR
如上述测试方法中所述测量湿蒸气透过率。测得的MVTR为16114g/m2/24小时(表1)。
川端测试
如上文所述的测试方法中所述进行川端弯曲测试。测量的川端弯曲测试值为0.0418克力-cm2/cm。
实施例2
膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)(膜1)用作印刷的基材。将ePTFE膜约束在直径为356mm的绣花箍中，张紧以去除皱纹，并使用导电油墨以图4所示的图案进行丝网印刷。图4所示的尺寸以mm为单位，表示所施加的图案的尺寸。示出了双向箭头402以说明基材与柔性电路的对齐。使用型号MSP-088的丝网印刷机(新泽西州黎巴嫩市的HMI制造公司)进行丝网印刷，其中不锈钢丝网具有200TPI(每英寸的纱/线；～78.74线/cm),1.6密耳(～40.64μm)线直径，和12.7μm的乳液。所用的导电油墨为CI1036(高导电性银油墨；总固体含量为66％；工程导电材料公司，俄亥俄州特拉华)。将油墨在对流烘箱中于120℃下干燥20分钟。通过将基材修整至128mm x 78mm，使印刷图案大致居中位于ePTFE膜上，从而将印刷电路从绣花箍上取下。
将聚氨酯粘合点粘合到拉伸纺织品上的过程遵循实施例1中所述的过程。该拉伸纺织品与实施例1中所用的相同。
按照实施例1中所述的方法制备结构化(“屈曲的”)ePTFE层压件，以将印刷电路粘附至拉伸纺织品(例如，导电制品)。
电阻测量与拉伸
如上述测试方法中所述进行电阻测量与拉伸的测试。当柔性电路被拉长到50％应变时，电路的电阻基本上保持不变。
洗涤测试
如上文所述的测试方法中所述进行洗涤耐久性测试。在50％的迹线超过1兆欧(MΩ)之前，确定印刷电路可以经受超过3次的洗涤循环(表1)。
MTVR
如上述测试方法中所述测量柔性电路的湿蒸气透过率。测得的MVTR为16,085g/m2/24小时(表1)。
川端测试
如上文所述的测试方法中所述进行川端弯曲测试。测量的川端弯曲测试值为0.0364克力-cm2/cm。
实施例3
膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)(膜2)用作印刷的基材。将ePTFE膜约束在直径为356mm的绣花箍中，张紧以去除皱纹，并使用导电油墨以图4所示的图案进行丝网印刷。图4所示的尺寸以mm为单位，仅供参考，表示所施加的图案的尺寸。示出了双向箭头402以说明基材与柔性电路的对齐。使用型号MSP-088的丝网印刷机(新泽西州黎巴嫩市的HMI制造公司)进行丝网印刷，其中不锈钢丝网具有200TPI(每英寸的纱/线；～78.74线/cm),1.6密耳(～40.64μm)线直径，和12.7μm的乳液。所用的导电油墨为CI1036(高导电性银油墨；总固体含量为66％；工程导电材料公司，俄亥俄州特拉华)。将油墨在对流烘箱中于120℃下干燥20分钟。通过将基材修整至128mm x 78mm，使印刷图案大致居中位于ePTFE膜上，从而将印刷的ePTFE膜从绣花箍上取下。
将粘合点粘合到拉伸纺织品上的过程遵循实施例1中所述的过程。该纺织品与实施例1中所用的相同。
按照实施例1中所述的方法制备结构化(“屈曲的”)ePTFE层压件，以将柔性电路粘附至拉伸纺织品。
电阻测量与拉伸
如上述测试方法中所述进行电阻测量与拉伸的测试。当柔性电路被拉长到50％应变时，电路的电阻基本上保持不变。
洗涤测试
如上文所述的测试方法中所述进行洗涤耐久性测试。在50％的迹线超过1兆欧(MΩ)之前，确定印刷电路可以经受超过3次的洗涤循环(表1)。
MTVR
如上述测试方法中所述测量柔性电路的湿蒸气透过率。测得的MVTR为14263g/m2/24小时(表1)。
川端测试
如上文所述的测试方法中所述进行川端弯曲测试。测量的川端弯曲测试值为0.0348克力-cm2/cm。
实施例4
获得了市售的25μm厚的热塑性聚氨酯膜(TPU)，
Figure BDA0002768823910000231
PT1710S，(科思创有限责任公司(Covestro LLC)，马萨诸塞州惠特利(Whately,MA))。将TPU膜约束在直径为356mm的绣花箍中，张紧以去除皱纹，并使用导电油墨以图4所示的图案进行丝网印刷。图4所示的尺寸以mm为单位，仅供参考，表示所施加的图案的尺寸。示出了双向箭头402以说明基材与柔性电路的对齐。使用型号MSP-088的丝网印刷机(新泽西州黎巴嫩市的HMI制造公司)进行丝网印刷，其中不锈钢丝网具有200TPI(每英寸的纱/线；～78.74线/cm),1.6密耳(～40.64μm)线直径，和12.7μm的乳液。所用的导电油墨为CI1036(高导电性银油墨；总固体含量为66％；工程导电材料公司，俄亥俄州特拉华)。将油墨在对流烘箱中于120℃下干燥20分钟。通过将基材修整至128mm x 78mm，使印刷图案大致居中位于PTU膜上，从而将印刷的基材从绣花箍上取下。
将粘合点粘合到拉伸纺织品上的过程遵循实施例1中所述的过程。该纺织品与实施例1中的相同。
按照实施例1中所述的方法制备结构化(“屈曲的”)层压件，以将柔性电路粘附至拉伸纺织品。
电阻测量与拉伸
如上述测试方法中所述进行电阻测量与拉伸的测试。当柔性电路被拉长到50％应变时，电路的电阻基本上保持不变。
洗涤测试
如上文所述的测试方法中所述进行洗涤耐久性测试。在50％的迹线超过1兆欧(MΩ)之前，确定印刷电路可以经受1次洗涤循环(表1)。
MTVR
如上述测试方法中所述测量柔性电路的湿蒸气透过率。测得的MVTR为2459g/m2/24小时(表1)。
川端测试
如上文所述的测试方法中所述进行川端弯曲测试。测量的川端弯曲测试值为0.0527克力-cm2/cm。
实施例5
获得了厚度为12μm的多孔聚乙烯锂离子电池隔离件(T3，派尔材料有限公司(PairMaterials Co.Ltd)，中国东莞)。该聚乙烯膜的单位面积质量为7.0g/m2，孔隙率为40％，厚度为12.4μm，泡点为1543kPa，纵向的基质拉伸强度为314MPa，横向的基质拉伸强度为233MPa，比表面积为34.1m2/g，单位体积的表面积为32.1m2/cm3。图3显示了该聚乙烯膜的SEM图像。
将聚乙烯膜约束在直径为356mm的绣花箍中，张紧以去除皱纹，并使用导电油墨以图4所示的图案进行丝网印刷。图4所示的尺寸以mm为单位，仅供参考，表示所施加的图案的尺寸。图4中示出了双向箭头402，以说明基材与印刷电路的对齐。使用型号MSP-088的丝网印刷机(新泽西州黎巴嫩市的HMI制造公司)进行丝网印刷，其中不锈钢丝网具有200TPI(每英寸的纱/线；～78.74线/cm),1.6密耳(～40.64μm)线直径，和12.7μm的乳液。所用的导电油墨为CI1036(高导电性银油墨；总固体含量为66％；工程导电材料公司，俄亥俄州特拉华)。将油墨在对流烘箱中于120℃下干燥20分钟。通过将聚乙烯膜修整至128mm x 78mm，使印刷图案大致居中位于聚乙烯膜上(印刷电路)，从而将印刷的聚乙烯膜从绣花箍上取下。
将粘合点粘合到拉伸纺织品上的过程遵循实施例1中所述的过程。该纺织品与实施例1中所用的相同。
按照实施例1中所述的方法制备结构化(“屈曲的”)层压件，以将柔性电路粘附至拉伸纺织品。
电阻测量与拉伸
如上述测试方法中所述进行电阻测量与拉伸的测试。当柔性电路被拉长到50％应变时，电路的电阻基本上保持不变。
洗涤测试
如上文所述的测试方法中所述进行洗涤耐久性测试。在50％的迹线超过1兆欧(MΩ)之前，确定印刷电路可以经受3次洗涤循环(表1)。
MTVR
如上述测试方法中所述测量柔性电路的湿蒸气透过率。测得的MVTR为9721g/m2/24小时(表1)。
川端测试
如上文所述的测试方法中所述进行川端弯曲测试。测量的川端弯曲测试值为0.0970克力-cm2/cm。
实施例6
膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)膜(膜1)用作基材。为了制备用于吸收的ePTFE膜，将ePTFE膜放在直径6英寸的铝制箍上，通过在圆周上放置不锈钢弹簧将其固定到箍上，并张紧ePTFE膜以去除皱纹，由此约束ePTFE膜。为了在模板附着期间支撑ePTFE膜，将约束ePTFE膜的箍放在干净的
Figure BDA0002768823910000251
(可从特拉华州威尔明顿市陶氏杜邦公司购得的乙缩醛均聚物树脂)圆盘上，该圆盘加工成适合箍的内部，并提供与ePTFE膜的“底部”接触的干净表面。为了制备模板，将一块胶带(Scapa 536型；聚酯膜，单面涂有丙烯酸类粘合剂；斯卡帕北美公司，康涅狄格州温莎)转移到离型纸上，并使用激光切割机(PLS6.75激光切割机，通用激光公司，亚利桑那州斯科茨代尔)在胶带模板中以图4所示的图案切出孔。图4所示的尺寸以mm为单位，并显示为指示图案的尺寸。
然后将胶带模板从离型纸上取下，并用手将其压在ePTFE膜的暴露“顶”表面的表面上，以将模板牢固地粘附到ePTFE膜上。然后将仍约束在箍上的模板和ePTFE膜从
Figure BDA0002768823910000252
圆盘上取下，并放在实验室通风橱中以用于吸收。通过胶带模板中的孔将过量的导电油墨(2108-IPA，可从Nanogap公司获得)吸移到ePTFE膜的顶表面上。该过程完成后，用Kimwipe擦拭纸巾(金伯利·克拉克公司，Delicate Task擦拭纸巾，1层)彻底擦拭模板/ePTFE膜的顶表面，以去除任何多余的油墨。然后立即除去胶带模板。模板的去除也去除了粘附到模板上的ePTFE膜的上表面的一部分，但是去除的量被认为是微不足道的。然后将仍然约束在箍中的经过吸收的ePTFE膜(印刷电路)在通风橱中风干至少10分钟，然后在热空气对流烘箱中于200℃热处理60分钟。
使用18Q236凹版印刷图案将UT聚氨酯热塑性粘合剂(Protechnic公司，法国塞尔内)印刷到离型纸上。将尼龙/聚酯/弹性纤维混纺、斜纹编织、经向拉伸纺织品(TD36B，中国台湾台北市台湾化学纤维股份有限公司)约束在矩形框架中，其中织物为非拉伸(松弛)状态。将一块112mm x 152mm的粘合剂印刷的离型纸放置在纺织品上，并通过在135℃的T恤压机中将离型纸和纺织品压制约5秒来将该离型纸热层压到纺织品上。冷却后，将离型纸移走，留下粘合到纺织品上的粘合点。为了将印刷电路粘附到纺织品上，首先将印刷电路修整为128mm×78mm，使印刷图案大致居中位于粘合到纺织品的粘合点上，使图4中的箭头402与纺织品的经向对齐。然后通过将含有印刷电路的纺织品在T恤压机中于135℃压制约5秒来将印刷电路热层压到纺织品上。冷却后，将纺织品从框架中释放出来。
电阻测量与拉伸
如上述测试方法中所述进行电阻测量与拉伸的测试。当柔性电路被拉长到50％应变时，印刷电路的电阻明显增加。
洗涤测试
如上文所述的测试方法中所述进行洗涤耐久性测试。在50％的迹线超过1兆欧(MΩ)之前，确定样品可以经受6次洗涤循环(表1)。
MTVR
如上述测试方法中所述测量柔性电路的湿蒸气透过率。测得的MVTR为17127g/m2/24小时(表1)。
川端测试
如上文所述的测试方法中所述进行川端弯曲测试。测量的川端弯曲测试值为0.0669克力-cm2/cm。
实施例7
膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)膜(膜1)用作基材。将ePTFE膜限制在直径为356mm的绣花箍中，张紧以去除皱纹，并使用导电油墨以图4所示的图案进行丝网印刷。图4所示的尺寸以mm为单位，仅供参考，表示所施加的图案的尺寸。使用型号MSP-088的丝网印刷机(新泽西州黎巴嫩市的HMI制造公司)进行丝网印刷，其中不锈钢丝网具有200TPI(每英寸的纱/线；～78.74线/cm),1.6密耳(～40.64μm)线直径，和12.7μm的乳液。所用的导电油墨为CI1036(高导电性银油墨；总固体含量为66％；工程导电材料公司，俄亥俄州特拉华)。将油墨在对流烘箱中于120℃下干燥20分钟。通过将ePTFE膜修整至128mm x 78mm，使印刷图案大致居中位于ePTFE膜上，从而将印刷的ePTFE膜从绣花箍上取下。
使用18Q236凹版印刷图案将UT聚氨酯热塑性粘合剂(Protechnic公司，法国塞尔内)印刷到离型纸上。将尼龙/聚酯/弹性纤维混纺、斜纹编织、经向拉伸纺织品(TD36B，中国台湾台北市台湾化学纤维股份有限公司)约束在矩形框架中，其中织物为非拉伸(松弛)状态。将一块112mm x 152mm的粘合剂印刷的离型纸放置在纺织品上，并通过在T恤压机中于135℃下将离型纸和纺织品压制约5秒来将该离型纸热层压到纺织品上。冷却后，将离型纸移走，留下粘合到纺织品上的粘合点。为了将印刷电路粘附到纺织品上，首先将印刷电路修整为128mm×78mm，使印刷图案大致居中位于粘合到纺织品的粘合点上，使图4中的箭头402与纺织品的经向对齐。然后通过将含有印刷电路的纺织品在T恤压机中于135℃压制约5秒来将印刷电路热层压到纺织品上。冷却后，将纺织品从框架中释放出来。
电阻测量与拉伸
如上述测试方法中所述进行电阻测量与拉伸的测试。经测定，当柔性电路被拉长到50％应变时，电路的电阻明显增加。
洗涤测试
如上文所述的测试方法中所述进行洗涤耐久性测试。在50％的迹线超过1兆欧(MΩ)之前，确定样品可以经受1次洗涤循环(表1)。
MTVR
如上述测试方法中所述测量柔性电路的湿蒸气透过率。测得的MVTR为16259g/m2/24小时(表1)。
川端测试
如上文所述的测试方法中所述在柔性电路上进行川端弯曲测试。测量的川端弯曲测试值为0.0544克力-cm2/cm。
实施例8
获得了市售的25μm厚的热塑性聚氨酯膜(TPU)，
Figure BDA0002768823910000271
PT1710S，(科思创有限责任公司(Covestro LLC)，马萨诸塞州惠特利(Whately,MA))。将TPU膜约束在直径为356mm的绣花箍中，张紧以去除皱纹，并使用导电油墨以图4所示的图案进行丝网印刷。图4所示的尺寸以mm为单位，表示所施加的图案的尺寸。示出了双向箭头402以说明基材与柔性电路的对齐。
使用型号MSP-088的丝网印刷机(新泽西州黎巴嫩市的HMI制造公司)进行丝网印刷，其中不锈钢丝网具有200TPI(每英寸的纱/线；～78.74线/cm),1.6密耳(～40.64μm)线直径，和12.7μm的乳液。所用的导电油墨为CI1036(高导电性银油墨；总固体含量为66％；工程导电材料公司，俄亥俄州特拉华)。将油墨在对流烘箱中于120℃下干燥20分钟。通过将基材修整至128mm x 78mm，使印刷图案大致居中，从而将印刷的TPU膜从绣花箍上取下。
使用18Q236凹版印刷图案将UT聚氨酯热塑性粘合剂(Protechnic公司，法国塞尔内)印刷到离型纸上。将尼龙/聚酯/弹性纤维混纺、斜纹编织、经向拉伸纺织品(TD36B，中国台湾台北市台湾化学纤维股份有限公司)约束在矩形框架中，其中织物为非拉伸(松弛)状态。将一块112mm x 152mm的粘合剂印刷的离型纸放置在纺织品上，并通过在T恤压机中于135℃下将离型纸和纺织品压制约5秒来将该离型纸热层压到纺织品上。冷却后，将离型纸移走，留下粘合到纺织品上的粘合点。为了将印刷电路粘附到纺织品上，首先将印刷电路修整为128mm×78mm，使印刷图案大致居中位于粘合到纺织品的粘合点上，使图4中的箭头402与纺织品的经向对齐。然后通过将含有印刷电路的纺织品在T恤压机中于135℃压制约5秒来将印刷电路热层压到纺织品上。冷却后，将纺织品从框架中释放出来。
电阻测量与拉伸
如上述测试方法中所述进行电阻测量与拉伸的测试。经测定，当层压件被拉长到50％应变时，印刷电路的电阻明显增加。
洗涤测试
如上文所述的测试方法中所述进行洗涤耐久性测试。在50％的迹线超过1兆欧(MΩ)之前，确定印刷电路可以经受1次洗涤循环(表1)。
MTVR
如上述测试方法中所述测量柔性电路的湿蒸气透过率。测得的MVTR为1852g/m2/24小时(表1)。
川端测试
如上文所述的测试方法中所述进行柔性电路的川端弯曲测试。测量的川端弯曲测试值为0.0710克力-cm2/cm。
实施例9
膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)(膜1)用作基材。为了制备用于吸收的ePTFE膜，将ePTFE膜放在直径6英寸的铝制箍上，通过在圆周上放置不锈钢弹簧将其固定到箍上，并张紧ePTFE膜以去除皱纹，由此约束ePTFE膜。为了在模板附着期间支撑ePTFE膜，将约束ePTFE膜的箍放在干净的
Figure BDA0002768823910000291
(可从特拉华州威尔明顿市陶氏杜邦公司购得的乙缩醛均聚物树脂)圆盘上，该圆盘加工成适合箍的内部，并提供与ePTFE膜的“底部”接触的干净表面。为了制备模板，将一块胶带(Scapa 536型；聚酯膜，单面涂有丙烯酸类粘合剂；斯卡帕北美公司，康涅狄格州温莎)转移到离型纸上，并使用激光切割机(PLS6.75激光切割机，通用激光公司，亚利桑那州斯科茨代尔)在胶带模板中以图4所示的图案切出孔。图4所示的尺寸以mm为单位，并显示为指示图案的尺寸。
然后将胶带模板从离型纸上取下，并用手将其压在ePTFE膜的暴露“顶”表面的表面上，以将模板牢固地粘附到ePTFE膜上。然后将仍约束在箍上的模板和ePTFE膜从
Figure BDA0002768823910000292
圆盘上取下，并放在实验室通风橱中以用于吸收。通过胶带模板中的孔将过量的导电油墨(2108-IPA，可从Nanogap公司获得)吸移到ePTFE膜的顶表面上。该过程完成后，用Kimwipe擦拭纸巾(金伯利·克拉克公司，Delicate Task擦拭纸巾，1层)彻底擦拭模板/ePTFE膜的顶表面，以去除任何多余的油墨。然后立即除去胶带模板。模板的去除也去除了粘附到模板上的ePTFE膜的上表面的一部分，但是去除的量被认为是微不足道的。然后将仍然约束在箍中的经过吸收的ePTFE膜在通风橱中风干至少10分钟，然后在热空气对流烘箱中于200℃热处理60分钟。
由丙烯酸类压敏粘合剂(
Figure BDA0002768823910000293
7396，粘合剂研究公司(AdhesivesResearch)，宾夕法尼亚州格伦洛克)制备了离型衬垫上的粘合点阵列。使用PLS6.75激光切割机(通用激光公司，亚利桑那州斯科茨代尔)以20％的功率设置和100％的速度将离型衬垫上的压敏粘合剂激光切割成点阵列。此设置允许完全切割粘合剂，而无需切穿离型衬垫。一旦去除并丢弃了废料，就会在2mm中心形成直径为1mm点的正方形阵列，将粘合点阵列支撑在离型衬垫上。
将25μm厚的热塑性聚氨酯膜(TPU)，
Figure BDA0002768823910000301
PT1710S，(科思创有限责任公司(Covestro LLC)，马萨诸塞州惠特利(Whately,MA))拉伸，并保持在其松弛状态的2倍。使用具有6.35mm喷嘴的PT2000P等离子处理机(三星科技公司(Tri Star Technologies)，加利福尼亚州El Segunda)，通过将等离子棒以光栅模式通过膜，在约20秒内覆盖约150mm x200mm的区域，从而对聚氨酯膜进行等离子体处理。用手将粘合点阵列压在聚氨酯膜上。然后去除并丢弃离型衬垫。
为了将印刷电路粘附到聚氨酯膜上，首先将ePTFE膜修整至128mm x 78mm，使印刷图案大致居中位于ePTFE膜上(印刷电路)。然后将印刷电路居中在粘合到聚氨酯膜的粘合点的顶部上，使图4中的箭头402与聚氨酯膜的拉伸方向对齐。然后，用手将印刷电路压在聚氨酯膜上，产生粘合。然后，释放聚氨酯，并使其恢复到松弛状态，在此过程中，使印刷电路随聚氨酯压缩并屈曲。
电阻测量与拉伸
如上述测试方法中所述进行电阻测量与拉伸的测试。当柔性电路被拉长到50％应变时，印刷电路的电阻基本上保持不变。
洗涤测试
未进行洗涤耐久性测试。
MTVR
如上述测试方法中所述测量柔性电路的湿蒸气透过率。测得的MVTR为7522g/m2/24小时(表1)。
川端测试
如上文所述的测试方法中所述进行柔性电路的川端弯曲测试。测量的川端弯曲测试值为0.0356克力-cm2/cm。
实施例10
膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)(膜1)用作基材。遵循实施例2中所述的过程在ePTFE膜的表面上印刷电路。使用聚氨酯基材的层压过程和屈曲过程遵循实施例9中所述的步骤。
电阻测量与拉伸
如上述测试方法中所述进行电阻测量与拉伸的测试。经测定，当柔性电路被拉长到50％应变时，印刷电路的电阻基本上保持不变。
洗涤测试
未进行洗涤耐久性测试。
MTVR
如上述测试方法中所述测量柔性电路的湿蒸气透过率。测得的MVTR为6972g/m2/24小时(表1)。
川端测试
如上文所述的测试方法中所述进行柔性电路的川端弯曲测试。测量的川端弯曲测试值为0.0342克力-cm2/cm。
实施例11
膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)(膜1)用作基材。为了制备用于吸收的ePTFE膜，将ePTFE膜放在直径6英寸的铝制箍上，通过在圆周上放置不锈钢弹簧将其固定到箍上，并张紧ePTFE膜以去除皱纹，由此约束ePTFE膜。为了在模板附着期间支撑ePTFE膜，将约束ePTFE膜的箍放在干净的
Figure BDA0002768823910000311
(可从特拉华州威尔明顿市陶氏杜邦公司购得的乙缩醛均聚物树脂)圆盘上，该圆盘加工成适合箍的内部，并提供与ePTFE膜的“底部”接触的干净表面。为了制备模板，将一块胶带(Scapa 536型；聚酯膜，单面涂有丙烯酸类粘合剂；斯卡帕北美公司，康涅狄格州温莎)转移到离型纸上，并使用激光切割机(PLS6.75激光切割机，通用激光公司，亚利桑那州斯科茨代尔)在胶带模板中以图4所示的图案切出孔。图4所示的尺寸以mm为单位，并显示为指示图案的尺寸。
然后将胶带模板从离型纸上取下，并用手将其压在ePTFE膜的暴露“顶”表面的表面上，以将模板牢固地粘附到ePTFE膜上。然后将仍约束在箍上的模板和ePTFE膜从
Figure BDA0002768823910000312
圆盘上取下，并放在实验室通风橱中以用于吸收。通过胶带模板中的孔将过量的导电油墨(2108-IPA，可从Nanogap公司获得)吸移到ePTFE膜的顶表面上。该过程完成后，用Kimwipe擦拭纸巾(金伯利·克拉克公司，Delicate Task擦拭纸巾，1层)彻底擦拭模板/ePTFE膜的顶表面，以去除任何多余的油墨。然后立即除去胶带模板。模板的去除也去除了粘附到模板上的ePTFE膜的上表面的一部分，但是去除的量被认为是微不足道的。然后将仍然约束在箍中的经过吸收的ePTFE膜(印刷电路)在通风橱中风干至少10分钟，然后在热空气对流烘箱中于200℃热处理60分钟。
使用18Q236凹版印刷图案将UT聚氨酯热塑性粘合剂(Protechnic公司，法国塞尔内)印刷到离型纸上。将91g/m2的非拉伸尼龙织造材料(131859型，(MI270)，来自米利肯公司(Milliken and Company)，南卡罗来纳州斯帕坦堡)约束在矩形框架中，其刚好足够张紧以消除任何皱纹。将一块112mm x 152mm的粘合剂印刷的离型纸放置在纺织品上，并通过在T恤压机中于135℃下将纺织品和离型纸压制约5秒来将该离型纸热层压到纺织品上。冷却后，将离型纸移走，留下粘合到纺织品上的粘合点。为了将印刷电路粘附到纺织品上，首先将ePTFE膜修整至128mm x 78mm，使印刷图案大致居中。然后将印刷电路居中在粘合到纺织品上的粘合点的顶部上，使图4中的箭头402与纺织品的经向对齐。然后通过将印刷电路在T恤压机中于135℃压制约5秒来将其热层压到纺织品上。冷却后，将纺织品从框架中释放出来。
电阻测量与拉伸
如上述测试方法中所述进行电阻测量与拉伸的测试。当柔性电路被拉长到50％应变时，电路的电阻明显增加。
洗涤测试
如上文所述的测试方法中所述进行洗涤耐久性测试。在50％的迹线超过1兆欧(MΩ)之前，确定样品可以经受10次洗涤循环(表1)。
MTVR
如上述测试方法中所述测量柔性电路的湿蒸气透过率。测得的MVTR为21119g/m2/24小时(表1)。
川端测试
如上文所述的测试方法中所述进行柔性电路的川端弯曲测试。测量的川端弯曲测试值为0.0607克力-cm2/cm。
实施例12
膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)(膜1)用作基材。将ePTFE膜约束在直径为356mm的绣花箍中，张紧以去除皱纹，并使用导电油墨以图4所示的图案进行丝网印刷。图4所示的尺寸以mm为单位，表示所施加的图案的尺寸。示出了双向箭头402以说明基材与柔性电路的对齐。使用型号MSP-088的丝网印刷机(新泽西州黎巴嫩市的HMI制造公司)进行丝网印刷，其中不锈钢丝网具有200TPI(每英寸的纱/线；～78.74线/cm),1.6密耳(～40.64μm)线直径，和12.7μm的乳液。所用的导电油墨为CI1036(高导电性银油墨；总固体含量为66％；工程导电材料公司，俄亥俄州特拉华)。将油墨在对流烘箱中于120℃下干燥20分钟。通过将基材修整至128mm x 78mm，使印刷图案大致居中位于ePTFE膜上，从而将印刷的基材从绣花箍上取下。
使用18Q236凹版印刷图案将UT聚氨酯热塑性粘合剂(Protechnic公司，法国塞尔内)印刷到离型纸上。将91g/m2的非拉伸尼龙织造材料(131859型，(MI 270)，来自米利肯公司，南卡罗来纳州斯帕坦堡)约束在矩形框架中，其刚好足够张紧以消除任何皱纹。将一块112mm x 152mm的粘合剂印刷的离型纸放置在纺织品上，并通过在T恤压机中于135℃下将纺织品和离型纸压制约5秒来将该离型纸热层压到纺织品上。冷却后，将离型纸移走，留下粘合到纺织品上的粘合点。为了将印刷电路粘附到纺织品上，首先将ePTFE膜修整至128mmx 78mm，使印刷图案大致居中。然后将印刷电路居中在粘合到纺织品上的粘合点的顶部上，使图4中的箭头402与纺织品的经向对齐。然后通过将印刷电路在T恤压机中于135℃压制约5秒来将其热层压到纺织品上。冷却后，将纺织品从框架中释放出来。
电阻测量与拉伸
如上述测试方法中所述进行电阻测量与拉伸的测试。经测定，当柔性电路被拉长到50％应变时，电路的电阻明显增加。
洗涤测试
如上文所述的测试方法中所述进行洗涤耐久性测试。在50％的迹线超过1兆欧(MΩ)之前，样品经受1次洗涤循环(表1)。
MTVR
如上述测试方法中所述测量湿蒸气透过率。测得的MVTR为19239g/m2/24小时(表1)。
川端测试
如上文所述的测试方法中所述进行川端弯曲测试。测量的川端弯曲测试值为0.0715克力-cm2/cm。
实施例13
按照实施例8的材料和方法制备柔性电路，不同的是基材是91g/m2的非拉伸尼龙织造材料(131859型，(MI 270)，来自米利肯公司，南卡罗来纳州斯帕坦堡)。
电阻测量与拉伸
如上述测试方法中所述进行电阻测量与拉伸的测试。当柔性电路被拉长到50％应变时，电路的电阻明显增加。
洗涤测试
如上文所述的测试方法中所述进行洗涤耐久性测试。在50％的迹线超过1兆欧(MΩ)之前，确定样品可以经受1次洗涤循环(表1)。
MTVR
如上述测试方法中所述测量柔性电路的湿蒸气透过率。测得的MVTR为1562g/m2/24小时(表1)。
川端测试
如上文所述的测试方法中所述进行柔性电路的川端弯曲测试。测量的川端弯曲测试值为0.0807克力-cm2/cm。
实施例14
提供通常根据美国专利第3,953,566号中所述的教导制备的ePTFE膜，其单位面积质量为19g/m2，孔隙率为56％，厚度为25μm，泡点为159KPa，纵向的基质拉伸强度为48MPa，横向的基质拉伸强度为97MPa。使用18Q236凹版印刷图案，用UT8热塑性粘合剂(Protechnic公司，法国塞尔内)对ePTFE膜进行点印刷。
将粘合剂印刷的ePTFE膜约束在直径为14英寸的绣花箍中，并使用导电油墨以图8所示的图案丝网印刷到无粘合剂的一面。图8所示的尺寸以mm为单位，并显示为指示图案的尺寸和形状。使用型号MSP-088的丝网印刷机(新泽西州黎巴嫩市的HMI制造公司)进行丝网印刷，其中不锈钢丝网具有200TPI(每英寸的纱/线；～78.74线/cm),1.6密耳(～40.64μm)线直径，和12.7μm的乳液。所用的导电油墨为CI1036(高导电性银油墨；总固体含量为66％；工程导电材料公司，俄亥俄州特拉华)。将导电油墨在对流烘箱中于160℃下干燥10分钟。
将表面安装电子部件粘附到ePTFE膜上的导电迹线上，以形成电路。如图9所示，使用导电油墨CI1036(工程导电材料公司，俄亥俄州特拉华)粘附电子部件。电子部件包括：555计时器910，LED 920，470欧姆电阻器930，20k欧姆电阻器940，100k欧姆电阻器950和10微法拉电容器960。将导电油墨在对流烘箱中于130℃下干燥约10分钟。
通过使用棉头涂布器涂布3％的
Figure BDA0002768823910000351
热塑性聚氨酯的四氢呋喃(THF)溶液来使印刷电路绝缘。该溶液涂覆在所有导电油墨和部件的顶部上，但图9中的电池触点907，908除外。将绝缘涂层在对流烘箱中于130℃下干燥约10分钟。通过在导电油墨的周围修整ePTFE并留出大约5-10mm的边框而将印刷电路从绣花箍上取下。
将尼龙/聚酯/弹性纤维混纺、斜纹编织、经向拉伸纺织品(TD36B，中国台湾台北市台湾化学纤维股份有限公司)在一个方向上拉伸至其松弛长度的1.7倍左右，并约束在矩形框架中。印刷电路位于框架内居中的纺织品上。然后通过将印刷电路在T恤压机中于135℃下压制约10-15秒来将其热层压到纺织品上。冷却后，将所得导电制品从框架中释放出来，并使其恢复到松弛状态。注意，当向图9中的端子907、908施加3.7伏时，LED会闪烁。拉伸导电制品和使导电制品松弛不会影响LED的闪烁速率或强度。
Figure BDA0002768823910000361

Claims (35)

1.一种具有高柔性和可拉伸性的导电制品，其包括:
印刷电路，其包括：
在x-y方向上压缩的合成聚合物膜；和
至少一条导电迹线，所述导电迹线位于合成聚合物膜内；和
结合到所述印刷电路的可拉伸基材，
其中，所述印刷电路在z方向上具有屈曲的取向。
2.如权利要求1所述的导电制品，其中，所述合成聚合物膜是多孔的。
3.如权利要求1或2所述的导电制品，其中，所述合成聚合物膜是多孔含氟聚合物膜。
4.如权利要求1-3中任一项所述的导电制品，其中，所述合成聚合物膜是具有结点和原纤维微结构的微孔膜。
5.如权利要求1-4中任一项所述的导电制品，其中，所述合成聚合物膜是膨胀聚四氟乙烯膜。
6.如权利要求1或2所述的导电制品，其中，所述合成聚合物膜选自膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)，聚偏二氟乙烯(PVDF)，氟化乙烯丙烯(FEP)，全氟烷氧基烷烃(PFA)，聚酯砜(PES)，多孔聚对二甲苯(ePPX)，多孔超高分子量聚乙烯(eUHMWPE)，多孔乙烯四氟乙烯(eETFE)和多孔聚乳酸(ePLLA)。
7.如权利要求1-6中任一项所述的导电制品，其中，导电迹线沿着合成聚合物膜的厚度填充孔。
8.如权利要求1-7中任一项所述的导电制品，其中，可拉伸基材包括选自以下的至少一种：可拉伸纺织品，可拉伸非织造材料和可拉伸膜。
9.如权利要求1-8中任一项所述的导电制品，其中，导电迹线选自导电金属纳米颗粒，导电材料的纳米颗粒，导电颗粒，导电纳米管，导电金属薄片，导电聚合物以及它们的组合。
10.如权利要求1-9中任一项所述的导电制品，其中，导电迹线包含金、银、铂、铜及其组合的纳米颗粒。
11.如权利要求1-10中任一项所述的导电制品，其中，导电迹线包含导电颗粒的连续网络。
12.如权利要求1-11中任一项所述的导电制品，其中，导电迹线具有导电图案或电路的形式。
13.如权利要求1-12中任一项所述的导电制品，其还包括覆盖导电迹线的绝缘外涂层。
14.如权利要求1-13中任一项所述的导电制品，其中，经电阻测量与拉伸测试方法证明，当导电制品拉长至50％应变时，印刷电路的电阻基本保持不变。
15.如权利要求1-14中任一项所述的导电制品，其中，经川端测试方法测定，导电制品的柔度值小于0.1克力-cm2/cm。
16.一种具有高柔性和可拉伸性的导电制品，其包括:
印刷电路，其包括：
在x-y方向上压缩的合成聚合物膜；和
至少一条导电迹线，所述导电迹线位于合成聚合物膜上；和
结合到所述印刷电路的可拉伸基材，
其中，所述印刷电路在z方向上具有屈曲的取向。
17.如权利要求16所述的导电制品，其中，所述合成聚合物膜是多孔的。
18.如权利要求16或17所述的导电制品，其中，所述合成聚合物膜是微孔膜。
19.如权利要求17或18所述的导电制品，其中，导电迹线的一部分位于多孔或微孔合成聚合物膜的孔中。
20.如权利要求16-19中任一项所述的导电制品，其中，所述合成聚合物膜选自膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)，多孔聚对二甲苯(ePPX)，多孔超高分子量聚乙烯(eUHMWPE)，多孔乙烯四氟乙烯(eETFE)和多孔聚乳酸(ePLLA)。
21.如权利要求16所述的导电制品，其中，所述合成聚合物膜是无孔的。
22.如权利要求16-21中任一项所述的导电制品，其中，所述合成聚合物膜选自聚氨酯，聚四氟乙烯(PTFE)，聚偏二氟乙烯(PVDF)，氟化乙烯丙烯(FEP)，全氟烷氧基烷烃(PFA)，改性聚四氟乙烯聚合物，四氟乙烯(TFE)共聚物，聚丙烯，聚乙烯，聚偏二氟乙烯，聚酯砜(PES)和聚酯。
23.如权利要求16-22中任一项所述的导电制品，其中，可拉伸基材包括选自以下的至少一种：可拉伸纺织品，可拉伸非织造材料和可拉伸膜。
24.如权利要求16-23中任一项所述的导电制品，其中，导电迹线选自导电金属纳米颗粒，导电材料的纳米颗粒，导电颗粒，导电纳米管，导电金属薄片，导电聚合物以及它们的组合。
25.如权利要求16-24中任一项所述的导电制品，其中，导电迹线包含银、金、铜、铂及其组合的纳米颗粒。
26.如权利要求16-25中任一项所述的导电制品，其还包括覆盖导电迹线的绝缘外涂层。
27.如权利要求16-26中任一项所述的导电制品，其中，导电迹线包含导电颗粒的连续网络。
28.如权利要求16-27中任一项所述的导电制品，其中，导电迹线具有导电图案或电路的形式。
29.如权利要求16-28中任一项所述的导电制品，其中，经电阻测量与拉伸测试方法证明，当导电制品拉长至50％应变时，印刷电路的电阻基本保持不变。
30.如权利要求16-29中任一项所述的导电制品，其中，经川端测试方法测定，导电制品的柔度值小于0.1克力-cm2/cm。
31.如权利要求16所述的导电制品，其中，所述合成聚合物膜是聚氨酯。
32.一种导电制品，其包含：
印刷电路，其包括：
在x-y方向上压缩的膨胀聚四氟乙烯膜；和
至少一条导电迹线，其位于膨胀聚四氟乙烯膜内；和
结合到所述印刷电路的可拉伸纺织品，
其中，所述膨胀聚四氟乙烯在z方向上具有屈曲的取向，
其中，经电阻测量与拉伸测试方法确定，当导电制品拉长至50％应变时，印刷电路的电阻基本保持不变，
其中，经川端测试方法确定，导电制品的柔度值小于0.1克力-cm2/cm，
其中，经洗涤耐久性测试方法确定，导电制品的洗涤耐久性为至少20次洗涤循环，和
其中，经湿蒸气透过率(MVTR)测量测试方法确定，导电制品的湿蒸气透过率为至少5,000。
33.一种具有高柔性和可拉伸性的导电制品，其包括:
第一印刷电路，其包括：
在x-y方向上压缩的合成聚合物膜；和
至少一条导电迹线，所述导电迹线位于合成聚合物膜内；
在x-y方向上压缩的第二印刷电路，和
可拉伸基材，所述第一印刷电路结合到所述可拉伸基材的第一侧，所述第二印刷电路结合到所述可拉伸基材的第二侧，
其中，所述第一和第二印刷电路在z方向上具有屈曲的取向。
34.包含如权利要1，16或32所述的导电制品的制品。
35.一种具有高柔性和可拉伸性的导电制品，其包含：
印刷电路，其包括：
在x-y方向上压缩的膨胀聚四氟乙烯膜；和
至少一条导电迹线，其位于膨胀聚四氟乙烯膜的表面上；和
结合到所述印刷电路的可拉伸纺织品，
其中，所述膨胀聚四氟乙烯膜在z方向上具有屈曲的取向，
其中，经电阻测量与拉伸测试方法确定，当导电制品拉长至50％应变时，印刷电路的电阻基本保持不变，
其中，经川端测试方法确定，导电制品的柔度值小于0.1克力-cm2/cm，和
其中，经湿蒸气透过率(MVTR)测量测试方法确定，导电制品的湿蒸气透过率为至少5,000。
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