RO135573A2 - Compozit electrocon- ductiv pe bază de microparticule de nichel pentru electrozi, senzori şi ecrane electro- magnetice - Google Patents
Compozit electrocon- ductiv pe bază de microparticule de nichel pentru electrozi, senzori şi ecrane electro- magnetice Download PDFInfo
- Publication number
- RO135573A2 RO135573A2 RO202000527A RO202000527A RO135573A2 RO 135573 A2 RO135573 A2 RO 135573A2 RO 202000527 A RO202000527 A RO 202000527A RO 202000527 A RO202000527 A RO 202000527A RO 135573 A2 RO135573 A2 RO 135573A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- electroconductive
- plasma
- microparticles
- minutes
- oxygen
- Prior art date
Links
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 31
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims description 13
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 238000007790 scraping Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 17
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000010017 direct printing Methods 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 claims 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 2
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000012789 electroconductive film Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000009988 textile finishing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a unui compozit electroconductiv pentru realizarea unor electrozi textili, senzori sau ecrane pentru atenuare electromagnetică. Procedeul, conform invenţiei, constă în etapele de realizarea unui suport textil din 100% fire de bumbac în urzeală şi bătătură, funcţionalizarea suportului ţesut prin tratare în mediu de plasmă cu oxigen, la o presiune de 100...200 mTorr, putere de 100...200 W, la o frecvenţă de 13,56MHz, timp de 2...6 min, depunerea unei paste polimerice electroconductive pe bază de microparticule de Ni şi soluţie de alcool polivinilic prin metoda peliculizării, raclării imprimării pe suprafaţa textilă, reticularea controlată utilizând un sistem de încălzire cu aer cald pe bază de rezistenţe electrice, la o temperatură de 150...170°C, timp de 2...5 min, din care rezultă un material compozit electroconductiv având o rezistenţă de suprafaţă de 101...103 Ω.
Description
DESCRIEREA
Cerere de brevet de invenție
Compozit electroconductiv pe bază microparticule de nichel pentru electrozi, senzori și ecrane electromagnetice
Invenția se referă la un procedeu de funcționalizare a țesăturii CI, de realizare a compozitului electroconductiv și compoziția chimică a unei paste polimerice electroconductive pe bază de microparticule de Ni destinate realizării electrozilor textili, senzorilor sau ecranelor pentru atenuare electromagnetică pentru aplicații tehnice pentru electronică, domeniul medical sau pentru textile inteligente. Materialul compozit este obținut prin funcționalizare în mediu de plasmă cu oxigen a țesăturii CI și pe baza unei pelicule polimerice C2 (pe bază de microparticule de Ni) care este depusă pe suprafața țesăturii funcționalizate din bumbac 100% prin procedeul peliculizării, raclării, respectiv prin procedeul imprimării directe. Astfel, pe suprafața țesăturii CI se depune prin peliculizare, raclare sau imprimare o pastă polimerică C2 conținând un produs polimeric aderent peliculogen (alcool polivinilic), acetat de etil, alcool etilic, acetonă și microparticule de nichel cu dimensiuni mai mici de 150 pm, urmată de reticulare la temperatura de 150...170 °C, ulterior pregătirii, constând în funcționalizare în mediu de plasmă cu oxigen.
La nivel mondial există brevetele WO2008102408A1, US3870610A, EP0603784B1, care prezintă invenții privind metodele de lucru în plasmă atmosferică sau de tratare a materialelor textile în plasmă de presiune joasă utilizând o presiune de lucru mai mică de 100 Torr, precum și utilizarea concomitentă a două tipuri de gaze (de exemplu argon cu heliu sau hidrogen).
în cadrul cererii de brevet EP2397577B1/2013 sunt prezentate metode de metalizare a materialelor textile prin electrodepunere a unor straturi succesive de nichel, urmate de cupru sau argint. De asemenea, cererea de brevet US4341823A prezintă o metodă de fabricare a compozitelor armate cu fibre ceramice sau de grafit.
Suportul textil CI se realizează prin țesere pe mașini de țesut convenționale și are în urzeală fire cu densitatea de lungime 50x2 tex din 100% fibre de bumbac și în bătătură fire cu densitatea de lungime 50x3 tex, din 100% fibre de bumbac cu desimea în urzeală 270...290 fire/10 cm, iar în bătătură 100...120 fire/10 cm, cu legătura diagonal 3/1. Masa pe unitatea de suprafață a țesăturii CI este cuprinsă între 500 și 540 g/m2.
Procedeul de realizare a materialului compozit, conform invenției, se compune din operațiile de pregătire a suportului țesut constând în tratare în plasmă RF cu oxigen, operația de ϊ1?
depunere a pastei polimerice electroconductive C2 prin procedeul peliculizării, raclării sau imprimării pe țesătura CI și operația de reticulare la temperatură de 150...170 °C.
Operațiile de funcționalizare prealabilă a suportului țesut CI constau în tratare in mediu de plasmă cu oxigen pentru îmbunătățirea hidrofiliei și capacității de absorbție a substanțelor polimerice, astfel încât suportul textil să devină o suprafață de contact stabilă și curățată în profunzime, la care pasta electroconductivă (C2), conținând substanțe polimere peliculogene (de exemplu: alcool polivinilic) și microparticule de nichel să adere mai bine, în strat continuu și uniform la suprafața țesăturii, și să asigure un nivel al rezistenței de suprafață cuprinse între IO2...IO3 Ω pe suprafața țesăturii CI.
Operația de funcționalizare prealabilă a țesăturii CI constă în tratarea țesăturii CI în plasmă cu oxigen la presiune scăzută 100...200 mTorr, putere de 100...200 W, utilizând un generator RF1 la frecvența de 13.56 MHz sau generatorul RF2 la frecvența de 40 kHz, debit de gaz 170.. .200 sccm, timp de 2.. .6 minute.
Operațiile de realizare a materialului compozit constau în:
-funcționalizarea suprafeței textile CI pentru îmbunătățirea hidrofiliei suprafeței prin tratare în mediu de plasmă cu oxigen, la presiune scăzută 100...200 mTorr, putere de 100...200 W, utilizând un generator RF1 la frecvența de 13.56 MHz sau generatorul RF2 la frecvența de 40 kHz, debit de gaz 170...200 sccm, timp de 2...6 minute.
-depunerea pastei polimerice electroconductive C2 pe bază de microparticule metalice de nichel (Ni), cu dimensiuni mai mici de 150 pm și soluție de alcool polivinilic (PVA) prin procedeul peliculizării, raclării sau imprimării pe țesătura CI, urmată de reticulare controlată utilizând un sistem de încălzire pe bază de rezistențe electrice, la o temperatură de 150...170 °C, timp de 2...5 minute.
Fixarea peliculei electroconductive din pasta polimerică C2 cu conținut de microparticule de nichel (figura 1) se realizează prin reticulare la temperaturi de 150...170 °C, timp de 2...5 minute, prin convecție, de preferință utilizând un sistem de încălzire cu aer cald pe bază de rezistențe electrice.
Invenția prezintă următoarele avantaje:
- prin procedeele de peliculizare, radare sau imprimare directă se pot obține electrozi flexibili de suprafață pentru senzori sau ecrane electromagnetice;
- datorită functionalizării în mediu de plasmă cu oxigen, suprafața textilă, inițial hidrofobă, devine hidrofilă și permite aderarea pastei polimerice la suprafața textilă fără a mai fi necesare procedeele clasice de finisare textilă (fierbere alcalină).
- datorită reticulării termice, suprafața electroconductivă realizată se fixează pe țesătură și permite obținerea de electrozi textili cu rezistența de suprafață având valori cuprinse între IO1 ...IO3 Ω.
- datorită peliculei polimerice C2 pe bază de alcool polivinilic cu conținut de microparticule de nichel (Ni), suprafața textilă devine electroconductivă după reticularea la temperatura de 150...170 °C timp de 2..5 minute.
- datorită dopării cu microparticule de nichel cu dimeniuni <150 pm, materialul compozit poate fi utilizat la realizarea unor electrozi de suprafață pentru senzori flexibili sau a unor ecrane pentru atenuare electromagnetică deoarece nichelul nu ridică probleme de compatibilitate electromagnetică (CEM).
- datorită peliculei polimerice C2 pe bază de Ni cu rezistența electrică de suprafață între IxlO1 -1,1 x IO3 Ω depusă prin peliculizare, radare sau imprimare directă pe fața țesăturii CI, se obține un compozit cu proprietăți electroconductive.
Caracterul de noutate al invenției constă în aceea că, pelicula polimerică C2 obținută în principal din alcool polivinilic, acetat de etil, alcool etilic, acetonă și microparticule de Ni este uniformă, hidrofilă, aderentă la suprafața țesăturii și reticuleaza la 150-170 °C după 2...5 minute, prezentând valori mici ale rezistenței electrice de suprafață reduse (IO3 Ω), caracteristice conductorilor electrici.
De asemenea, caracterul de noutate constă și în funcționalizarea suportului textil CI în prealabil în plasmă cu oxigen, utilizând generatorul în MHz sau în kHz, pentru îmbunătățirea hidrofiliei și capacității de absorbție a substanțelor polimerice, dar și în realizarea materialului compozit electroconductiv prin radare, peliculizăre sau imprimare directă pe suprafața țesăturii CI.
Claims (5)
- ΛREVENDICĂRI1. Compoziția pastei polimerice C2 se caracterizează prin aceea că este obținută din 50...60 % soluție de alcool polivinilic de concentrație 99%, 30...20% microparticule de Ni cu dimensiuni mai mici de 150 pm, 15...10% alcool etilic, 2...5% acetat de etil, 3...5% acetonă.
- 2. Procedeul de obținere a pastei electroconductive C2 cu conținut de microparticule metalice (nichel) conform revendicării 1, constă în aceea că pasta este obținută prin amestecarea cu ajutorul unui agitator mecanic timp la 3...5 minute a următoarelor componente: microparticule de nichel, acetat de etil, acetonă, acid etilic, și soluție de alcool polivinilic pe bază de apă distilată, amestecată magnetic timp de 20...30 minute la temperatura de 80...90° C.
- 3. Țesătura CI hidrofilă se caracterizează prin aceea că este funcționalizată prin tratare în mediu de plasmă cu oxigen, la presiune scăzută 100...200 mTorr, putere de 100...200 W, utilizând un generator RF1 la frecvența de 13.56 MHz sau generatorul RF2 la frecvența de 40 kHz, debit de gaz 170...200 sccm, timp de 2...6 minute.
- 4. Compozitul textil funcționalizat prin depuneri polimerice electroconductive cu proprietăți conductive se caracterizează prin aceea că este funcționalizat prin aplicarea pastei polimerice electroconductive C2 pe suprafața țesăturii CI, având compoziția conform revendicării 1 și fiind obținută conform revendicării 2, prin procedeul peliculizării, raclării sau imprimării directe pe suprafața CI și reticulare controlată, utilizând un sistem de încălzire pe bază de rezistențe electrice, la temperatura de 150...170 °C, timp de 2...5 minute, ulterior funcționalizării în mediu de plasma cu oxigen.
- 5. Compozitul textil funcționalizat conform revendicărilor 3 și 4, prin tratare în mediu de plasmă cu oxigen și depuneri de pelicule polimerice electroconductive cu proprietăți electroconductive, conform revendicărilor 1, 2, 3 și 4, se caracterizează prin aceea că procedeele de funcționalizare conduc la obținerea unei suprafețe conductive având rezistența electrică de suprafață de IO3 Ω, fiind destinat realizării electrozilor pentru senzori flexibili, ecranelor pentru atenuarea electromagnetică, și altor aplicații tehnice pentru electronică, electrotehnică, domeniul medical sau pentru textile inteligente.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO202000527A RO135573A2 (ro) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | Compozit electrocon- ductiv pe bază de microparticule de nichel pentru electrozi, senzori şi ecrane electro- magnetice |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO202000527A RO135573A2 (ro) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | Compozit electrocon- ductiv pe bază de microparticule de nichel pentru electrozi, senzori şi ecrane electro- magnetice |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO135573A2 true RO135573A2 (ro) | 2022-03-30 |
Family
ID=80934374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RO202000527A RO135573A2 (ro) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | Compozit electrocon- ductiv pe bază de microparticule de nichel pentru electrozi, senzori şi ecrane electro- magnetice |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO135573A2 (ro) |
-
2020
- 2020-08-21 RO RO202000527A patent/RO135573A2/ro unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101247368B1 (ko) | 금속증착 나노섬유 복합체 및 그 제조방법 | |
| CA3076401A1 (en) | Nickel-plated carbon fiber film, manufacturing method of nickel-plated carbon fiber film, shielding structure and preparation method of shielding structure | |
| CN102995395A (zh) | 一种导电纺织品及其制作方法 | |
| KR101423169B1 (ko) | 전자파 차폐막의 제조방법 | |
| RO135573A2 (ro) | Compozit electrocon- ductiv pe bază de microparticule de nichel pentru electrozi, senzori şi ecrane electro- magnetice | |
| US2762724A (en) | Insulated porous aluminum strip | |
| JP2009012469A (ja) | エンボス導電性布を作製するための方法 | |
| CN107815855A (zh) | 一种纺织品金属化的制备方法 | |
| CN103434210A (zh) | 一种导电稳定的高分子材料-金属薄膜复合材料制备方法 | |
| CN209906872U (zh) | 一种软性材料上的金属发热涂层镀膜装置 | |
| RO135314A2 (ro) | Compozit 3d pe bază de cupru şi filamente de grafen cu proprietăţi electroconductive pentru electrozi textili şi senzori flexibili | |
| JPH04126873A (ja) | 金属層を表面に形成したポリフェニレンスルフィド繊維または繊維成形体の製造方法 | |
| RO138270A2 (ro) | Structură grid funcţionalizată prin ultrasonare pentru ecranare electromagnetică | |
| RO135076A2 (ro) | Compozit textil funcţionalizat prin depuneri polimerice electroconductive pentru senzori flexibili | |
| CN107419537A (zh) | 一种利用二氧化钛纳米管导电的涤纶织物的制备方法 | |
| RO135829A2 (ro) | Material compozit pe bază de grafen cu proprietăţi conductive şi antistatice obţinut prin funcţionalizare în plasmă | |
| RO137521A2 (ro) | Semiconductori textili pentru aplicaţii în electrotehnică | |
| Xiao et al. | Investigation of processing factors affecting flexible heating wire by coating polyester yarns with carbon nanotubes | |
| CN115613356A (zh) | 一种制备柔性电极的方法 | |
| RO136098A2 (ro) | Compozit textil multistratificat pentru ecranare electromagnetică | |
| RO136097A2 (ro) | Compozite textile pe bază de pelicule polimerice cu conţinut de materiale feromagnetice şi paramagnetice pentru ecrane electromagnetice | |
| RO137401A2 (ro) | Compozite cu proprietăţi antistatice şi conductive funcţionalizate cu hidrogeluri pe bază de chitosan | |
| RO138131A2 (ro) | Ţesătură funcţionalizată pe bază de materiale diamagnetice şi paramagnetice pentru atenuare electromagnetică | |
| JP2005290585A (ja) | 温度制御繊維製品及びその製造方法 | |
| CN110708775A (zh) | 一种自熔断材料及其应用 |