TW201804922A - 穿戴式智慧裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題係提供具有由對重複彎曲、重複扭曲之耐久性優良的伸縮性導體組成物構成的電氣配線之穿戴式智慧裝置，以及用來實現該穿戴式智慧裝置之材料、以及穿戴式智慧裝置之製造方法。 本發明係藉由印刷含有金屬系導電粒子與非交聯型彈性體之伸縮性導體形成用糊劑來成型包含電氣配線間隔為1mm以下、配線寬度宜為未達1mm之細線之電氣配線，再藉由於120℃以下、30分鐘以下之低溫條件使其乾燥硬化來獲得具有以無邊緣垂軟之細線構成的電氣配線之穿戴式智慧裝置。

Description

穿戴式智慧裝置
本發明關於將電子功能或電氣功能納入衣服中而使用之衣服型穿戴式電子設備，更詳細而言，關於具有具伸縮性之電氣配線，且具有自然的使用感、穿著感之穿戴式智慧裝置。 此外，本發明關於為了實現具有自然的使用感、穿著感之穿戴式智慧裝置而用來形成具有必要之伸縮性之電氣配線所使用之導電糊劑。
近來已開發出試圖將具有輸入輸出、運算、通訊功能之電子設備極度接近乃至密合到身體之狀態下使用之穿戴式電子設備。穿戴式電子設備已知有：如手錶、眼鏡、耳機般具有飾品型之外形之設備；及將電子功能納入衣服而成之紡織品整合型穿戴式智慧裝置。又已開發出於今後可密合於人體而成之接觸身體(touch body)型、皮膚貼片(skin patch)型，更進一步預期埋入人體內而成之植入型穿戴式智慧裝置。
電子設備需要電力供給用、或訊號傳送用之電氣配線。尤其是紡織品整合型穿戴式電子設備、或皮膚貼片型穿戴式設備，為了配合會伸縮之衣服、基材，電氣配線亦需求伸縮性。通常，由金屬線、或金屬箔構成的電氣配線因本質上並不具實用之伸縮性，故使用將金屬線、或金屬箔配置成波形或重複配置成馬蹄形而使其具有擬伸縮功能之方法。 金屬線的情況可藉由將金屬線看成刺繡絲而縫在衣服上來形成配線。但是很明顯該方法並不適於大量生產。 金屬箔之利用蝕刻來形成配線之方法，就印刷配線板之製法而言係為一般。已知有將金屬箔貼合於具有伸縮性之樹脂片，以和印刷配線板同樣的方法形成波形配線製成擬伸縮性配線之方法(參照非專利文獻1)。該方法係利用波形配線部之扭捻變形而使其具有擬伸縮特性，但金屬箔因扭捻變形在厚度方向亦會改變，故作為衣服之一部分而使用的話，會有非常不適之穿著感而並非理想。又受到如洗滌時般過度的變形之情況，金屬箔會發生永久塑性變形且配線之耐久性亦有問題。
作為實現伸縮性之導體配線之方法，有人提出使用特殊的導電糊劑之方法。將銀粒子、碳粒子、奈米碳管等之導電性粒子與具有伸縮性之聚胺酯樹脂等之彈性體、天然橡膠、合成橡膠、溶劑等予以揉合而製成糊狀，並直接在衣服上、或與伸縮性之膜基材等組合來印刷描繪配線。 由金屬系導電粒子與伸縮性黏結劑樹脂構成的導電性組成物在巨觀上可實現能伸縮之導體。得自該糊劑之導電性組成物從微觀上來看，受到外力時樹脂黏結劑部變形，並在不中斷導電性粒子之電氣的連接之範圍內維持導電性。巨觀上觀察到的比電阻和金屬線、金屬箔相比的話雖為較高的值，但因組成物本身具有伸縮性，故不須採用波形配線等之形狀，且配線寬度與厚度之自由度高，因而就實用性而言，能實現較金屬線更低電阻之配線。
專利文獻1揭示：將銀粒子與聚矽氧橡膠組合，並將聚矽氧橡膠基板上之導電性膜再以聚矽氧橡膠被覆，藉此來抑制伸長時之導電率降低之技術。專利文獻2揭示：銀粒子與聚胺酯乳劑之組合，其可獲得高導電率且高伸長率之導電膜。此外亦有許多人提出將奈米碳管、銀粒子等之高寬高比之導電性粒子組合而嘗試改善特性之例。
此外專利文獻3揭示：使用印刷法直接於衣服上形成電氣配線之技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2007-173226號公報 [專利文獻2] 日本特開2012-54192號公報 [專利文獻3] 日本專利第3723565號公報 [非專利文獻]
[非專利文獻1] Jong-Hyun Ahn and Jung Ho Je,“Stretchable electronics：materials,architectures and integrations“J.Phys.D：Appl.Phys.45(2012)103001 [非專利文獻2] Kyoung-Yong Chun,Youngseok Oh,Jonghyun Rho,Jong-Hyun Ahn,Young-Jin Kim,Hyoung Ryeol Choi and Seunghyun Baik,“Highly conductive,printable and stretchable composite films of carbon nanotubes and silver”Nature Nanotechnology,5,853(2010)
[發明所欲解決之課題] 使用伸縮性之導體組成物在構成衣服之布帛上利用印刷法形成配線時，與類似的技術，例如使用了導電糊劑之膜配線之形成技術相比，有各種不同點，他們與技術上的困難性相關聯。與相對尺寸精度高且具有充分平面性之聚酯膜等之基材不同，布帛表面相當地凹凸且具有柔軟性，故尺寸精度低，且另外在厚度方向亦由於柔軟而會因印刷層厚導致發生變形，總之形成高精細的配線圖案係為困難。針對該問題點，於布帛上先設置基底層來限制布帛之纖維間的運動自由度係為先前所示之專利文獻3所揭示之發明之概念。即使在專利文獻3仍未解決所有的困難性。
伸縮性導體組成物主要由金屬系導電粒子與柔軟性樹脂構成。就如此的伸縮性導體而言一般已知：使用橡膠等之交聯型彈性體作為樹脂黏結劑並摻合碳黑、金屬粒子而成的組成物。如此的伸縮性導體組成物係透過糊劑乃至漿狀物來形成，該糊劑乃至漿狀物係於金屬系導電粒子與交聯型彈性體之前驅體中，因應需要將溶劑等進行混合溶解分散而得。製成糊劑時以網版印刷等形成配線圖案係為容易。但是，將如此的交聯型之彈性體使用於樹脂黏結劑時，在糊劑之乾燥硬化過程中必須對黏結劑樹脂賦予交聯結構，因此需要較高的處理溫度，故在硬化過程中邊緣會垂軟鬆弛，因而難以將配線間隙縮小。另一方面，作為如此之具有柔軟性的材料之基材，理所當然宜為具有柔軟性之材料，但如此之材料通常耐熱性低，故難以使用在硬化過程中形成該交聯結構之型式的材料。
在布帛上形成基底層後再印刷導電糊劑時亦相同，基底層賦予布帛表面某種程度之平滑性，同時具有使構成布帛之纖維之間固結而限制自由度之作用。構成基底層之樹脂成分因樹脂本身必須為柔軟性，故不一定耐熱性高，且存有暴露於交聯反應會充分進行之溫度時，樹脂會熔融軟化而產生瑕疵之顧慮。又，有時會有導電糊劑所含有之交聯劑會在硬化過程中擴散至基底層，並在基底層內發生交聯反應之情況，而會有基底層之柔軟性比最初之狀態降低的情形。
另一方面，導電糊劑不摻合交聯劑時，不須將溫度提昇至交聯反應溫度，被印刷基材之材料選擇範圍變廣，但因塗膜未交聯而塗膜強度不足導致重複伸長時之電阻上昇增加。又，在低溫之乾燥存有容易乾燥不足，且因殘留溶劑而無法獲得足夠的塗膜物性、或作為衣服穿著時產生皮膚刺激等之問題之顧慮。
就結果而言，利用該伸縮性導體組成物所為之具有電氣配線之穿戴式智慧裝置必須使其具有較寬的配線寬度與較寬的配線間距，因此，配線形成部會有僵硬的觸感，且因為較粗的配線，和使用金屬絲等之導電性纖維之配線相比，前者之耐重複彎曲性、耐重複扭曲性不良。 [解決課題之手段]
本案發明人為了達成相關目的而深入研究後之結果乃完成以下之發明。 亦即，本發明具有以下構成： [1] 一種具有伸縮性電氣配線之穿戴式智慧裝置，係由即使重複10次20%之伸展仍可維持導通之伸縮性導體組成物構成，其特徵為：該電氣配線在非伸展時之線間寬度為50μm以上1mm以下，且電氣配線之寬度/厚度之比為1至50之範圍。 [2] 如[1]所記載之具有伸縮性電氣配線之穿戴式智慧裝置，其中，前述電氣配線在非伸展時之配線寬度為50μm以上未達1mm。 [3] 如[1]或[2]所記載之具有伸縮性電氣配線之穿戴式智慧裝置，其中，前述伸縮性電氣配線之伸縮性導體組成物部分之厚度為3μm以上200μm以下之範圍。 [4] 如[1]至[3]項中任一項所記載之具有伸縮性電氣配線之穿戴式智慧裝置，其中，前述伸縮性電氣配線之伸縮性導體組成物在非伸展時之比電阻為1×10-3 Ωcm以下。 [5] 如[1]至[4]項中任一項所記載之具有伸縮性電氣配線之穿戴式智慧裝置，其中，前述伸縮性導體組成物實質上不含溶劑，且至少含有40~85質量%之平均粒徑為0.5μm以上5μm以下之導電性粒子、及15~60質量%之非交聯型之彈性體。 [6] 如[1]至[5]項中任一項所記載之具有伸縮性電氣配線之穿戴式智慧裝置，其中，前述伸縮性導體組成物實質上不含溶劑，且至少含有40~83質量%之平均粒徑為0.5μm以上5μm以下之導電性粒子、及15~60質量%之非交聯型之彈性體。 [7] 如[1]至[6]項中任一項所記載之具有伸縮性電氣配線之穿戴式智慧裝置，其中，前述伸縮性導體組成物實質上不含溶劑，且至少含有40~90質量%之平均粒徑為0.5μm以上5μm以下之導電性粒子、15~60質量%之非交聯型之彈性體、及0.5~3質量%之BET比表面積為100~550m2 /g之碳黑。
此外本發明具有以下構成： [8] 一種伸縮性導體形成用糊劑，係至少含有金屬系導電性填料、非交聯之彈性體、及有機溶劑而成，其特徵為：前述金屬系導電性填料之平均粒徑為0.5μm以上5μm以下。 [9] 如[8]所記載之伸縮性導體形成用糊劑，係至少含有金屬系導電性填料、碳黑、非交聯之彈性體、及有機溶劑而成，其中，前述金屬系導電性填料之平均粒徑為0.5μm以上5μm以下，前述碳黑之DBP吸油量為100~550cm3 /100g之範圍，碳黑之摻合量相對於金屬系導電性填料，為0.5~2.0質量%。 [10] 如[8]或[9]所記載之伸縮性導體形成用糊劑，其中，在前述伸縮性導體形成用糊劑中，將去除溶劑後之全成分定為100質量份時，金屬系導電性填料與碳黑之合計為40~90質量份，非交聯型之彈性體為10~60質量份。 [11] 如[8]至[10]項中任一項所記載之伸縮性導體形成用糊劑，其中，前述有機溶劑之沸點為200℃以上，在20℃之飽和蒸氣壓為20Pa以下。 [12] 一種伸縮性電氣配線之製造方法，係使用前述如[8]至[11]項中任一項所記載之伸縮性導體形成用糊劑，並使用印刷法形成配線寬度未達1mm，線間寬度1mm以下之電氣配線後，於大氣壓下、75℃~145℃之範圍之溫度進行乾燥。 [發明之效果]
本發明中的穿戴式智慧裝置特徵為：係具有由伸縮性之導體組成物構成的電氣配線之衣服型之設備，且係具有該由伸縮性之導體組成物構成的電氣配線之配線間距為50μm以上未達1mm、電氣配線以寬度/厚度所定義之寬高比為1至50之範圍之相對微細的配線，理想為該配線之寬度為50μm以上1mm以下，該配線之理想厚度為3μm以上200μm以下，構成該配線之伸縮性導體組成物在非伸展時之比電阻為1×10-3 Ωcm以下更佳。
本發明所使用的摻合系之伸縮性之導體組成物已知因重複伸縮、重複彎曲而粒子間之接觸狀態會變化且導電性會降低。但是，若應用本發明，則用以確保預定之配線電流容量所必要之配線截面積並非藉由單一之粗配線線路，而是藉由總和成為相同配線截面積的方式分割成多條細配線而設置，可維持同等程度之電流容量並獲得耐重複彎曲性、耐重複扭曲性優良的配線。針對耐重複彎曲性、耐重複扭曲性之提昇，亦可由使用了一般的導線之電線之例輕易推知。但更令人驚訝的是觀察到本發明之構成針對耐重複伸縮性亦有改善。本發明人們針對該效果解釋為：係兼具配線線路受到微分割，且配線所使用的伸縮性導電組成物之黏結劑成分為非交聯型彈性體，其在低溫受到乾燥硬化之複合效果。
又，本發明中的效果對配線之耐洗滌性之提昇也具有貢獻。洗滌時會對配線部重複施加伸展變形與壓縮變形。由導電填料與黏結劑樹脂構成的伸縮性導體組成物特別容易因壓縮而發生挫曲破壞，因此常在耐洗滌性上出現問題。本發明人們解釋：但是藉由如本發明般地將配線以適當的配線間隔分割，會大幅提昇配線部分之對寬度方向之壓縮之耐性，就結果而言，會改善洗滌耐久性。
納入電氣配線而成的衣服，在穿著時配線部的不適感會成為問題。可輕易想像穿著縫入金屬細線而成之具有配線的衣服時，不適感大。
將在黏結劑使用了交聯型彈性體樹脂之伸縮性導體形成用之導電糊劑予以印刷、乾燥硬化時之乾燥硬化溫度設定為高時，在樹脂成分之交聯反應進行的過程中，樹脂黏度會發生臨時降低的現象。此係因為：為了使交聯反應順利地進行，樹脂之聚合物鏈必須具有充分的運動性，必然需要經過樹脂黏度降低的狀態。此樹脂黏度的臨時性降低會造成配線圖案之邊緣的垂軟，配線的剖面形狀會從初始成形的形狀開始變形，更重要的點是，即使設定初始成形為微細線狀，在硬化過程中線寬度仍會變粗，故就結果而言變得難以獲得微細線圖案。
本發明在黏結劑使用非交聯之彈性體樹脂，首先可迴避如此的問題。但是，在降低乾燥溫度的情況，塗膜並未交聯，故塗膜強度變弱且伸長時之電阻上昇變大。又，因乾燥不充分，使用高沸點溶劑時，溶劑成分容易殘留。為了因應低溫乾燥，必須要有即使不交聯，塗膜強度仍強，能網版印刷且塗膜中不殘留溶劑般之組成。使用低沸點溶劑之對策容易招致印刷中糊劑黏度的上昇，在印刷時容易發生留白等。另一方面，高沸點溶劑的使用存有造成與殘留溶劑相關之各種問題之顧慮。本發明中的伸縮性導體形成用糊劑藉由含有預定量之具有特定的DBP吸油量之碳黑，可提高塗膜強度並抑制伸長時之電阻上昇，且可迴避肇因於殘留溶劑之塗膜的瑕疵。據認為此係因為特定的碳黑吸收了溶劑之殘留成分，並減少了存在樹脂系統內之自由溶劑成分之故。
在本發明，特定的碳黑消除了上述之顧慮，故雖為低溫硬化，但仍可使塗膜之強度提昇，同時可使用相對較高沸點之溶劑。高沸點之溶劑的使用在印刷時之作業性中，由於減少糊劑黏度的變化，迴避印版乾燥的問題，更減少朝印刷版之移轉，亦未顯著地觀察到糊劑黏度之上昇，故作業性提昇。作業性的提昇再加上因乾燥溫度的降低而抑制糊劑邊緣之垂軟，故會改善細線印刷性。就結果而言，藉由使用本發明之導電糊劑，能印刷線寬度300μm以下，理想為180μm以下之線寬度，此外能印刷線間隔為150μm以下，理想為80μm以下，為50μm以下更佳之微細圖案。
以如本發明之伸縮性導體組成物之片或膜構成的配線線路相對較薄，故不適感小，而在本發明更藉由將配線細分化成細線，可使配線部之柔順度提昇並實現無不適感之自然的穿著感。
本發明中以細線構成的電氣配線可基於以下之想法達成。 本發明中的電氣配線可將伸縮性導體形成用之糊劑予以印刷、硬化而得。係屬柔軟的基材之布帛、伸縮片等材料通常欠缺耐熱性，故糊劑之乾燥硬化溫度必須保持在較低溫，糊劑之溶劑一般而言使用低沸點之溶劑。又，難以將必須在高溫進行硬化反應、交聯反應之樹脂成分使用於黏結劑樹脂。但是，低沸點溶劑的使用容易招致糊劑印刷中之印版乾燥，且容易發生印刷留白，故印刷細線會變得困難。
本發明可解決使用相對較高沸點之溶劑，且在黏結劑樹脂不使用理想為即使低溫乾燥仍會充分表現伸縮特性之非交聯型之彈性體之物性表現所造成的問題，並可形成配線寬度未達1mm，理想為線間寬度1mm以下之微細配線。
由本發明的伸縮性導體組成物構成的伸縮性電氣配線係使用具有即使重複10次20%之伸展仍會維持導通，理想為即使重複100次仍會維持導通，為即使重複1000次仍會維持導通更佳之具有耐伸展性之物。 本發明中，該電氣配線在非伸展時之線間寬度為50μm以上1mm以下，宜為80μm以上750μm以下，為120μm以上450μm以下更佳。線間隔超過此範圍的話，不僅電子配線之安裝密度降低，且配線面的凹凸在觸感上會變得明顯，作為衣服穿著時，不適感會增加。另一方面，欲形成未達此範圍之線間隔的話，印刷版之清洗頻率提高，產率會降低，並對生產性造成妨礙。
本發明中，電氣配線之寬度/厚度之比(寬高比)為1至50之範圍，宜為2~40之範圍，為3~30之範圍更佳。寬高比超過此範圍的話，配線截面積會變小，確保必要的電流容量會變得困難。另一方面，為了形成寬高比小於此範圍之配線，則變得不得不採用剝離(lift-off)法等之材料效率低之方法，生產性會降低。 由本發明的伸縮性導體糊劑形成的伸縮性導體之厚度宜為3~200μm，為4~120μm更佳，為5~60μm再更佳。
以下，針對本發明所使用的伸縮性導體組成物進行說明。 本發明中的伸縮性導體組成物實質上不含溶劑，且至少含有： 40~90質量%之平均粒徑為0.5μm以上5μm以下之導電性粒子；及 15~60質量%之非交聯型之彈性體。 此外本發明中的伸縮性導體組成物宜為實質上不含溶劑，且至少含有： 40~83質量%之平均粒徑為0.5μm以上5μm以下之導電性粒子； 15~60質量%之非交聯型之彈性體；及 2~25質量%之平均粒徑為0.3μm以上10μm以下之非導電性粒子。
此外，本發明中的伸縮性導體組成物宜為將導電性粒子、非交聯型之彈性體、非導電性粒子之總計定為100質量份時，含有20~80質量份之沸點200℃以上、在20℃之飽和蒸氣壓為20Pa以下之有機溶劑之糊劑組成物，至少經過以溫度60~120℃、時間300~1800秒進行乾燥硬化之步驟並作為穿戴式智慧裝置之配線而予以成型。
本發明中的導電性粒子係由比電阻為1×10-2 Ωcm以下之物質構成的粒徑為0.5μm以上5μm以下之粒子。作為比電阻為1×10-2 Ωcm以下之物質可例示：金屬、合金、經摻雜之半導體等。本發明所使用導電性粒子宜為銀、金、鉑、鈀、銅、鎳、鋁、鋅、鉛、錫等之金屬；黃銅、青銅、白銅、焊料等之合金粒子；如經銀被覆之銅之類的混合粒子，此外可使用：經金屬鍍敷而成的高分子粒子、經金屬鍍敷而成的玻璃粒子、經金屬被覆而成的陶瓷粒子等。
本發明主要使用薄片狀銀粒子或不定形凝聚銀粉係為理想。另外，此處主要使用係指：導電性粒子之90質量%以上使用。不定形凝聚粉係指球狀或不定形狀之1次粒子經三維地凝聚而成者。不定形凝聚粉及薄片狀粉比球狀粉等之比表面積大，因此即使低填充量仍可形成導電性網絡，故為理想。不定形凝聚粉並非單分散之形態，故粒子彼此物理性地接觸，因此容易形成導電性網絡，故更為理想。
導電性粒子之粒徑利用動態光散射法測定而得之平均粒徑(50%D)為0.5~5μm，為0.7~3μm更佳。平均粒徑超過預定之範圍的話，微細配線之形成會變得困難，網版印刷等場合會發生堵塞。平均粒徑未達0.5μm的情況，在低度填充時會有粒子間變得無法接觸、導電性惡化的情況。
本發明使用DBP吸油量在100~550之範圍之碳黑。 碳黑有原料、或製造方法不同的許多種類，各自具有其特徵。DBP吸油量表示碳黑之液體吸收與保持性能之參數，係基於ISO4656：2012予以測定。本發明中理想的DBP吸油量為160以上530以下，為210以上510以下更佳，為260以上500以下再更佳。DBP吸油量不符合此範圍的話，於印刷細線時，線間容易被填埋，細線印刷性降低。又DBP吸油量超過此範圍的話，糊劑之黏度變得容易上昇，會致生黏度調整時必須增加溶劑的摻合量，故於印刷微細線時，線間變得容易滲出溶劑，同樣地細線印刷性降低。 碳黑之摻合量相對於金屬系填料與碳黑之總量，為0.5質量%以上2.0質量%以下，為0.7質量%以上1.6質量%以下較理想。
本發明亦可含有平均粒徑為0.3μm以上10μm以下之非導電性粒子。就本發明中的非導電性粒子而言主要為金屬氧化物之粒子，可使用：氧化矽、氧化鈦、氧化鎂、氧化鈣、氧化鋁、氧化鐵、金屬之硫酸鹽、金屬之碳酸鹽、金屬之鈦酸鹽等。本發明宜使用該非導電性粒子之中之硫酸鋇粒子。
本發明中的非交聯型彈性體係指可使用彈性模量宜為1~1000MPa、玻璃轉移溫度宜為-40℃至0℃之範圍內之熱塑性彈性體樹脂，可列舉：熱塑性合成樹脂、剛性橡膠、天然橡膠等。為了使塗膜(片)之伸縮性展現，宜為橡膠、或聚酯樹脂。作為橡膠可列舉：聚胺酯橡膠、丙烯酸系橡膠、聚矽氧橡膠、丁二烯橡膠、腈橡膠、或氫化腈橡膠等之含有腈基之橡膠；異戊二烯橡膠、硫化橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、丁基橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、乙烯丙烯橡膠、偏二氟乙烯共聚物等。其中宜為含有腈基之橡膠、氯丁二烯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠，為含有腈基之橡膠特佳。 柔軟性樹脂之彈性模量宜為3~600MPa，為10~500MPa更佳，為15~300MPa再更佳，為20~150MPa又再更佳，為25~100MPa特佳。
含有腈基之橡膠若為含有腈基之橡膠、彈性體則無特別限制，宜為腈橡膠與氫化腈橡膠。腈橡膠係丁二烯與丙烯腈之共聚物，鍵結丙烯腈量多的話，與金屬之親和性會增加，但相反地對伸縮性有貢獻之橡膠彈性則會減少。因此，鍵結丙烯腈量在含腈橡膠(例如丙烯腈丁二烯共聚物橡膠)100質量%中宜為18~50質量%，為30~50質量%更佳，為40~50質量%特佳。
聚酯樹脂與聚胺酯橡膠中，玻璃轉移溫度宜為-40℃至0℃。又，宜具有由硬鏈段與軟鏈段構成的嵌段共聚物結構。本發明中的非交聯型彈性體之彈性模量宜為1~1000MPa之範圍，為3~600MPa更佳，為10~500MPa再更佳，為30~300MPa之範圍又再更佳。又本發明中的非交聯型彈性體之玻璃轉移溫度宜為0℃以下，為-5℃以下更佳，為-10℃以下再更佳。又本發明中的非交聯型彈性體之玻璃轉移溫度宜為0℃以下，為-40℃至0℃之範圍更佳。
將本發明中的伸縮性導體形成用糊劑中去除溶劑後之全成分定為100質量份時，金屬系導電性填料與碳黑之合計為70~90質量份，非交聯型之彈性體為10~30質量份。
本發明中的伸縮性導體形成用糊劑含有溶劑。本發明所使用的溶劑係沸點為200℃以上、在20℃之飽和蒸氣壓為20Pa以下之有機溶劑。有機溶劑之沸點為過低的話，在糊劑製造步驟、或糊劑使用時，會存有溶劑揮發、構成導電性糊劑之成分比容易變化之顧慮。另一方面，有機溶劑之沸點為過高的話，會存有乾燥硬化塗膜中之殘溶劑量變多，造成塗膜之可靠性降低之顧慮。又，乾燥硬化需要長時間，故在乾燥過程之邊緣垂軟會變大，保持配線間距狹小係為困難。
作為本發明中的有機溶劑，可使用：苄醇(蒸氣壓：3Pa，沸點：205℃)、萜品醇(蒸氣壓：3.1Pa，沸點：219℃)、二乙二醇(蒸氣壓：0.11Pa，沸點：245℃)、二乙二醇單乙醚乙酸酯(蒸氣壓：5.6Pa，沸點217℃)、二乙二醇單丁醚乙酸酯(蒸氣壓：5.3Pa，沸點：247℃)、二乙二醇二丁醚(蒸氣壓：0.01mmHg以下，沸點：255℃)、三乙二醇(蒸氣壓：0.11Pa，沸點：276℃)、三乙二醇單甲醚(蒸氣壓：0.1Pa以下，沸點：249℃)、三乙二醇單乙醚(蒸氣壓：0.3Pa，沸點：256℃)、三乙二醇單丁醚(蒸氣壓：1Pa，沸點：271℃)、四乙二醇(蒸氣壓：1Pa，沸點：327℃)、四乙二醇單丁醚(蒸氣壓：0.01Pa以下，沸點：304℃)、三丙二醇(蒸氣壓：0.01Pa以下，沸點：267℃)、三丙二醇單甲醚(蒸氣壓：3Pa，沸點：243℃)、二乙二醇單丁醚(蒸氣壓：3Pa，沸點：230℃)。
本發明中的溶劑亦可因應需要含有它們之中之2種以上。伸縮性導體組成物形成用糊劑適當地含有如此的有機溶劑以使其成為適於印刷等之黏度。 本發明中的有機溶劑之摻合量係將導電粒子、非導電粒子、非交聯型之彈性體之合計質量定為100質量份時，為10~40質量份，理想為10~25質量份。
本發明中的伸縮性導體形成用糊劑可藉由利用溶解器(dissolver)、三輥研磨機、自公轉型混合機、磨碎機(attritor)、球磨機、砂磨機等之分散機將係屬材料之導電性粒子、宜予以摻合之非導電性粒子、非交聯型彈性體、溶劑進行混合分散而得。
本發明中的伸縮性導體形成用糊劑在不損及發明內容之範圍內，可摻合印刷適性之賦予、色調之調整、整平劑(leveling agent)、抗氧化劑、紫外線吸收劑等之公知的有機、無機添加劑。
本發明可製造藉由使用上述伸縮性導體形成用糊劑將電氣配線圖案直接印刷於布帛而具有由伸縮性導體組成物構成的電氣配線之衣服。作為印刷方法可使用：網版印刷法、平版膠版印刷法、糊劑噴射法、柔版印刷法、凹版印刷法、凹版反轉印刷法、壓印法、模板(stencil)法等，本發明宜使用網版印刷法、模板法。又，使用點膠機(dispenser)等直接描繪配線的方法亦可解釋成廣義的印刷。
本發明藉由使用以此方式得到的伸縮性導體糊劑，以印刷法形成線寬度未達1mm、線間500μm以下之電氣配線後，於大氣壓下，在75℃~145℃之範圍的溫度進行乾燥，可獲得伸縮性電氣配線。
印刷所使用的基材為具有伸縮性之基材或彎曲性高的材料。本發明中的伸縮性導體形成用糊劑適合應用於用來在橡膠、或聚胺酯等之柔軟片上、及為衣服、纖維產品之原料捲的織造物、編製物、不織布、合成皮革等織布帛上形成伸縮性電氣配線。又，亦可事先在布帛上整體或部分地塗佈聚胺酯樹脂、橡膠等之具有柔軟性的樹脂材料而作為基底後，再印刷伸縮性導體形成用糊劑。又，亦可將布帛暫時以水溶性樹脂等固定使其易於操作再予以印刷。又，更可暫時固定於硬質的板材再予以印刷。
本發明中由伸縮性導體組成物構成的伸縮性電氣配線即使重複10次20%伸展仍維持導通，宜為即使重複100次仍維持導通，為即使重複1000次仍維持導通更佳。 本發明中的該電氣配線在非伸展時之線寬度未達1mm，宜為500μm以下，為250μm以下更佳，為120μm以下再更佳。 本發明中的該電氣配線在非伸展時之線間寬度為50μm以上1mm以下，宜為80μm以上750μm以下，為120μm以上450μm以下更佳。線間隔超過此範圍的話，不僅電子配線之安裝密度會降低，且配線面的凹凸在觸感上會變得明顯，作為衣服穿著時，不適感會增加。另一方面，欲形成未達此範圍之線間隔的話，印刷版之清洗頻率提高，產率會降低，並對生產性造成妨礙。
本發明中的，電氣配線之寬度/厚度之比(寬高比)為1至50之範圍，宜為2~40，為3~30之範圍更佳。寬高比超過此範圍的話，配線截面積會變小，必要的電流容量之確保會變得困難。另一方面，為了形成寬高比較此範圍小的配線，則必須要採用剝離法等之材料效率低的方法，生產性會降低。 由本發明中的伸縮性導體糊劑所形成的伸縮性導體之厚度宜為2~60μm，為3~40μm更佳，為5~25μm再更佳。
藉由將以此方式得到的伸縮性導體組成物形成用糊劑予以乾燥硬化，可獲得實質上不含溶劑之具有即使重複10次20%之伸展仍會維持導電性之伸展特性之電氣配線。
印刷係在為衣服、纖維產品之原料捲之織造物、編製物、不織布、合成皮革等之布帛上實施預定的圖案印刷，並於其後經裁切、縫製而獲得衣服等之纖維產品的方法、或亦可於縫製完成後之纖維產品或縫製中間體之狀態進行印刷。又，也可事先將聚胺酯樹脂、橡膠等之具有柔軟性之樹脂材料作為基底而整體或部分地塗佈在布帛上後印刷伸縮性導體形成用糊劑。又，亦可以水溶性樹脂等暫時固定布帛而增加操作性再進行印刷。又，更可暫時固定於硬質之板材再進行印刷。直接將伸縮性導體形成用糊劑印刷於布帛而得的設有配線之衣服，其基底及/或伸縮性導體部與係為基材之布帛的纖維成為部分地相互侵入之狀態，可實現牢固的黏接。又，即使在介隔基底層進行印刷的情況，由於可在基底層適當選擇與伸縮性導體組成物之黏接性佳的材料，故可獲得具有具良好的黏接性之電氣配線層之衣服。
由本發明中的伸縮性導體構成的配線可因應需要以印刷法或層合法設置具有伸縮性之絕緣覆蓋塗層。又，欲與人體表面接觸之電極表面可設置由在金屬系導電粒子之主體使用以碳粒子作為金屬系導電粒子之組成物構成的表面層。該在金屬系導電粒子之主體使用碳粒子之組成物宜由在黏結劑使用與本發明中的伸縮性導體相同之柔軟性樹脂材料而成的碳糊劑所製成。又，作為與分立零件之電氣接點而使用的部分亦可鍍敷金或錫等。
本發明可藉由使用上述伸縮性導體形成用糊劑將電氣配線圖案印刷於中間介質後再轉印於布帛而獲得具有由伸縮性導體組成物構成的配線之衣服。此時亦可適當選擇與直接印刷相同的印刷方法。又，同樣地也可設置覆蓋塗層、在金屬系導電粒子之主體使用碳粒子之組成物層等。使用轉印法時，由於本發明中的伸縮性導體具有熱塑性，故能藉由在布帛進行熱壓接而予以轉印。又，進一步要求易轉印性時，可將熱熔層形成在事先已於中間介質上印刷而成之配線圖案上作為基底層後再轉印於布帛。此外亦可於布帛側事先設置熱熔層作為圖像接收層。該熱熔層可使用熱塑性聚胺酯樹脂、或與本發明中的伸縮性導體組成物之黏結劑成分相同之非交聯型彈性體。
此時的中間介質亦可使用在表面具有脫模層之高分子膜、紙等之所謂脫模片。又，可使用具有由氟樹脂、聚矽氧樹脂、聚醯亞胺等之難黏接材料構成的表面之膜、片、板等。又，也可使用不銹鋼、硬質鍍鉻鋼板、鋁板等之金屬板。 [實施例]
以下顯示實施例並更詳細且具體地說明本發明。另外，實施例中的評價結果等係利用以下方法予以測定。
＜腈量＞ 從得到的樹脂材料進行NMR分析而得到的組成比換算出源自單體之質量比之質量%。
＜慕尼(Mooney)黏度＞ 使用島津製作所製SMV-300RT「Mooney Viscometer」進行測定。
＜彈性模量＞ 將樹脂材料熱壓成形為厚度200±20μm之片狀，然後沖壓成ISO 527-2-1A所規定之啞鈴形而製成試驗片。以ISO 527-1所規定之方法實施拉伸試驗而求得。
＜玻璃轉移溫度＞ 依照ISO3146利用差示熱分析(DTA)求得。
＜平均粒徑＞ 使用堀場製作所製之光散射式粒徑分佈測定裝置LB-500進行測定。
＜樹脂材料之重複伸縮耐久性＞ (1) 試驗片片材形成 將樹脂材料熱壓成形為厚度200±20μm之片狀，然後沖壓成ISO 527-2-1A所規定之啞鈴形而製成試驗片。 (2) 伸縮試驗 使用改造了山下材料(Yamashita Materials)製之IPC彎曲試驗機，將試驗機之往復行程設定為13.2mm，將試驗片以卡箍固定於可動板側，再將另一端以卡箍固定在另一邊之固定端，使用啞鈴形試驗片中之寬度10mm、長度80mm之部分，以有效長成為66mm的方式進行調整(相當於伸展度20%)，改造成使其能實施樣本的重複伸展之裝置。使用試驗片實施100次重複伸展，求得前後之電阻值變化比。在此， 電阻變化比=試驗後電阻值/初始電阻值。
＜伸縮耐久性之評價＞ (1) 試驗片片材形成 利用輥層合機使NIHON UNIPOLYMER股份有限公司製之無黃變聚胺酯膜「UNIGRAND XN2004」輕輕地密合於厚度125μm之PET膜，並作為基材使用。然後使用300網目之不銹鋼篩網版平行地印刷10條並排之長度200mm、線寬度/線間=500μm/500μm之線路之圖案，並於預定之條件進行乾燥製成試驗片。 (2) 伸縮試驗 使用改造了山下材料(Yamashita Materials)製之IPC彎曲試驗機，將試驗機之往復行程設定為13.2mm，將試驗片以金屬製卡箍固定於由絕緣樹脂構成的可動板側，再將另一端以卡箍固定在另一邊之固定端，於先前得到的試驗片之長度方向以有效長成為66mm的方式進行調整(相當於伸展度20%)，改造成使其能實施試驗片之重複伸展之裝置。邊監控金屬製卡箍間之電阻值，邊實施100次重複伸展，比較前後之電阻值，將試驗後之電阻值除以初始電阻值定義為伸縮耐久性之電阻變化比。
＜導電糊劑之重複伸縮耐久性＞ 將從伸縮性樹脂R1得到的厚度200±20μm之片作為基材，使用網版印刷將伸縮性導體形成用糊劑印刷成乾燥膜厚為30μm之180mm×30mm之矩形圖案，於120℃乾燥硬化30分鐘。然後將矩形圖案部沖壓成ISO 527-2-1A所規定之啞鈴形，製成試驗片。 使用改造了山下材料(Yamashita Materials)製之IPC彎曲試驗機，將試驗機之往復行程設定為13.2mm，將試驗片以卡箍固定於可動板側，再將另一端以卡箍固定在另一邊之固定端，使用啞鈴形試驗片中之寬度10mm、長度80mm之部分，以有效長成為66mm的方式進行調整(相當於伸展度20%)，改造成使其能實施樣本的重複伸展之裝置，在將伸縮有效長之66mm之兩端的外側0~5mm處捲附鋁箔之後以金屬製夾具挾持，以測試儀監控電阻值同時實施重複伸展。在重複伸展600次之前為每10次進行電阻值之讀取，600次以上則每50次進行電阻值之讀取，於伸展率為0%之狀態停止，並讀取紀錄停止後1分鐘後之值，記錄電阻值達到初始之100倍之時間點的次數，並在此中止試驗。
＜導電性(片電阻、比電阻)＞ 使用安捷倫(Agilent Technologies)公司製毫歐姆計測定位在ISO 527-2-1A所規定之啞鈴形試驗片之中央部的寬度10mm、長度80mm之部分之電阻值[Ω]，並乘以試驗片之長寬比(1/8)求得片電阻值「Ω□」。 又，將電阻值[Ω]乘以截面積(寬度1[cm]×厚度[cm])，再除以長度(8cm)而求得比電阻[Ωcm]。
＜耐遷移性評價＞ 使用網版印刷將導電糊劑於聚酯膜上印刷2條寬度1.0mm、長度30.0mm之導體圖案以1.0mm之間隔平行之測試圖案，硬化後製成試驗片。在試驗片之電極間施加DC5V之狀態下，於導體間滴加去離子水，測定電極間因樹突狀之析出物而短路為止的時間，60秒以內的情況評為×，60秒以上的情況評為○。另外，去離子水之滴加量約為水滴以8~10mm之寬度包覆電極間，短路之判斷為目視觀察。
＜穿著感＞ 由男女各5人構成的成人10名作為受試者，使受試者穿上形成有電氣配線之運動衫，心電測量中的穿著感以「觸感佳」評為5分，「觸感不佳」評為1分，實施五階段之官能評價，在10人的平均中，4以上評為◎，3以上未達4評為○，2以上未達3評為△，未達2評為×。
＜無機粒子之組成分析＞ 使用螢光X射線分析裝置(螢光X射線分析裝置系統3270，理學電機股份有限公司製)實施所使用的無機粒子之組成分析，檢查Al成分、Si成分。另外，Al、Si之沉積量係將檢測而得的Al成分及Si成分之金屬化合物換算成氧化物(亦即，Al成分換算成Al2 O3 ，Si成分換算成SiO2 )。
＜印刷適性＞ 將伸縮耐久性試驗用圖案連續於厚度125μm之PET膜上實施100片之印刷，同樣地以預定之條件進行乾燥，以目視觀察第95~100片之印刷物是否有留白。又，針對第30片之印刷物測定線寬度與線間。
[製造例1] ＜聚酯材料之聚合＞ 將對苯二甲酸69.8質量份、對苯二甲酸93.0質量份、乙二醇55.9質量份、新戊二醇62.5質量份進樣於具備攪拌機、蒸餾用冷凝器之內容積3L之不銹鋼製聚合釜中，進行2.0kgf/cm3 之加壓，歷時3小時昇溫到235℃，使水餾出並實施酯化反應。酯化反應結束後，添加鈦酸四丁酯0.14質量份攪拌10分鐘後，歷時30分鐘減壓到650Pa實施初期減壓聚合，同時將溫度昇溫到255℃，再於此狀態下於130Pa以下實施45分鐘後期聚合，聚合結束後，用氮氣將壓力調整為1.0×105 Pa，冷卻到200℃。然後在維持攪拌的狀態下添加偏苯三甲酸酐3.8質量份，於200℃攪拌30分鐘。然後添加ε-己內酯158質量份，於200℃攪拌60分鐘，獲得聚酯樹脂。得到的聚酯樹脂R02之玻璃轉移溫度為-12℃，還原黏度為1.1dl/g。
[製造例2] ＜合成橡膠材料之聚合＞ 將丁二烯61質量份、丙烯腈39質量份、去離子水270質量份、十二烷基苯磺酸鈉0.5質量份、萘磺酸鈉縮合物2.5質量份、三級十二烷基硫醇0.3質量份、三乙醇胺0.2質量份、碳酸鈉0.1質量份進樣於具備攪拌機、水冷加熱外套之不銹鋼製反應容器中，在氮氣流動的狀態下保持反應浴溫度在15℃溫和地攪拌。然後歷時30分鐘滴加將過硫酸鉀0.3質量份溶解於去離子水19.7質量份而成的水溶液，再繼續反應20小時後，添加將對苯二酚0.5質量份溶解於去離子水19.5質量份而成的水溶液實施聚合停止之操作。 然後，為了使未反應單體餾去，首先將反應容器內減壓，再將蒸氣導入並回收未反應單體，獲得由NBR構成的合成橡膠乳膠(L1)。
於得到的乳膠添加食鹽與稀硫酸進行凝聚、過濾，藉由以相對於樹脂之體積比20倍量之去離子水分成5次重複將樹脂再分散於去離子水並過濾進行清洗，於空氣中乾燥而獲得合成橡膠樹脂。得到的合成橡膠樹脂之腈量為39質量%，慕尼黏度為51，彈性模量為42MPa。
[導電糊劑之調製1] 使用表1所示之材料，以表2所示之摻合比調製伸縮性導電糊劑。首先，將黏結劑樹脂溶解於預定之溶劑量的一半量之溶劑中，將金屬系粒子、碳系粒子、其他的成分添加於得到的溶液中進行預混合之後，藉由以三輥研磨機進行分散而糊劑化。將得到的糊劑於表2所示之條件進行乾燥並實施評價。結果如表2所示。 以下同樣使用表1所示之材料，並替換摻合成分獲得表2所示之導電糊劑。
[參考例1] 可拉伸碳糊劑之調製 依表2所示之組成製得電極保護層用之碳糊劑。
[參考例2] 伸縮性絕緣印墨(覆蓋塗層樹脂印墨、基底層用印墨) 依表2所示之組成製得伸縮性絕緣印墨。
[實施例1] 首先於厚度125μm之脫模PET膜上使用會成為電極表面層之碳糊劑來印刷圖1之圖案並予以乾燥硬化。然後使用會成為覆蓋塗層之伸縮性絕緣樹脂印墨重疊印刷圖2之圖案並予以乾燥硬化。然後使用伸縮性導體糊劑重疊印刷圖3之圖案，最後使用伸縮性絕緣糊劑印刷會成為基底層之圖4之圖案。
在此，圖3係用來顯示概念而繪成概略圖，實際試驗所使用的圖案中之配線部係11條線寬度500μm之配線，以線間為500μm而成之概略平行線路。 然後，藉由重疊壓接已沖壓成和圖4之圖案相同形狀之熱熔片，獲得轉印性之印刷配線片。 將得到的轉印性之印刷配線片重疊於外翻的運動衫之預定部分，進行熱壓將印刷物從脫模PET膜轉印到運動衫，獲得設有電氣配線之運動衫。
然後，在位於胸部中央端有二個電極之運動衫的表面側安裝不銹鋼製之鉤部，為了確保和內側的配線部之電氣性導通，使用扭捻有金屬細線之導電絲將伸縮性導體組成物層與不銹鋼製鉤部予以電氣性連接。 經由不銹鋼製鉤部連接UNION TOOL公司製之心搏感測器WHS-2，並以納入該心搏感測器WHS-2專用之應用程式「myBeat」之蘋果公司製智慧手機接收心搏資料，以能於畫面顯示之方式設定而成。以上述方式製得納入有心搏測量功能之運動衫。 使受試者穿著本運動衫，並針對靜止時、步行時、跑步時、以自行車行進時、開車時、睡眠時取得心電資料。得到的心電資料雜訊少且為高解析度，就心電圖而言，具有可從心搏間隔之變化、心電波形等分析心理狀態、身體狀況、疲勞度、嗜睡、緊張程度等之品質。此外，於本實施例1得到的納入有心搏測量功能之運動衫經機械洗滌100次後仍會維持功能。結果如表3所示。
[實施例2~3] 使用在導電糊劑之調製所得到的導電糊劑2、導電糊劑3，除此之外與實施例1同樣地操作而獲得設有電氣配線之運動衫。以下同樣地實施評價後，結果如表3所示。
[比較例1] 於實施例1中，使用圖5之圖案替換圖3之圖案，除此之外同樣地獲得設有電氣配線之運動衫。以下同樣地實施評價後，結果如表3所示。
[實施例4] 於100mm×200mm之聚酯平紋布上，以熱熔黏接劑黏接同尺寸之厚度100μm之聚胺酯片，將聚胺酯片面設定為被印刷面，利用網版印刷印刷50條長度180mm、線寬度100μm、線間100μm之平行線並予以乾燥硬化。然後，以使平行線之端部露出的方式利用使用有絕緣印墨之網版印刷來形成160mm×80mm之覆蓋塗層圖案，並予以乾燥硬化而製成試驗片。實施得到的試驗片之耐洗滌試驗。結果如表4所示。
[實施例5~10] [比較例2、3] 以下變換配線圖案、印刷厚度，除此之外與實施例4同樣地操作，利用網版印刷形成線寬度、線間不同的配線作為實施例5~10、比較例2、3，並評價耐洗滌性。結果如表4所示。
[實施例11~23、比較例11~19、參考例1、2] [導電糊劑之調製2] 使用表1所示之材料，以表5、表6所示之摻合比調製伸縮性導電糊劑。首先，將黏結劑樹脂溶解於預定之溶劑量的一半量之溶劑中，將金屬系粒子、碳系粒子、其他的成分添加於得到的溶液中進行預混合之後，藉由以三輥研磨機進行分散而糊劑化。將得到的糊劑於表5、表6所示之條件進行乾燥並實施評價。結果如表5、表6所示。
[應用例] 首先於厚度125μm之脫模PET膜上將會成為覆蓋塗層之在參考例2得到的絕緣樹脂印墨印刷成預定圖案並予以乾燥硬化。圖案相當於環狀地覆蓋電極部之周圍的焊盤(land)部與覆蓋由伸縮性導體構成之電氣配線部的絕緣塗層部。焊盤部覆蓋後述電極圖案之外周3mm，環之寬度為5mm。絕緣塗層部為寬度24mm且覆蓋伸縮性導體配線。以覆蓋塗層之乾燥厚度成為20μm的方式進行調整。 然後將參考例1所得到的伸縮性碳糊劑印刷在會成為電極部分之位置並予以乾燥硬化。電極部係與先前印刷而成的覆蓋塗層之環以同心圓的方式配置而成之直徑40mm的圓。
然後，使用會成為伸縮性導體之實施例12所得到的伸縮性導體形成用糊劑來印刷電極部與電氣配線部。電極部為直徑40mm之圓形，並與環狀焊盤部以同心圓的方式配置。電氣配線部為10條寬度0.8mm、線間隔1mm之配線以平行並排而成的條紋狀。印刷後於乾燥烘箱實施115℃、15分鐘之熱處理使其乾燥硬化。以乾燥厚度成為35μm的方式進行調整。
此外將覆蓋塗層所使用的參考例2之絕緣樹脂印墨，以和包含覆蓋塗層之印刷而成的全部圖案重疊的方式進行印刷，並於115℃乾燥15分鐘。將NTW股份有限公司製之設有脫模膜之熱熔片「Ecellent SHM104-PUR」(厚度70μm)沖壓成預定形狀並重疊於得到的印刷物上，從脫模膜側以熨斗加熱使其輕微地黏接。 然後，將利用以上步驟而得到的轉印性之印刷電極配線重疊於外翻的運動衫之預定部分，進行120℃熱壓將印刷物從脫模PET膜轉印到運動衫，獲得設有電氣配線之運動衫。 得到的設有電氣配線之運動衫在左右之後腋窩線上與第7肋骨之交叉點具有直徑50mm之圓形電極，此外在內側形成有從圓形電極到胸部中央之利用條紋狀伸縮性導體組成物製成的電氣配線。另外從左右之電極延伸到頸部背面中央之配線在胸部中央側係在一邊形成為20mm之矩形，憑藉5mm之間隙使左右不會短路。
然後，在左右配線部之無覆蓋塗層之頸部背面中央端之運動衫的表面側安裝不銹鋼製之鉤部，為了確保和內側的配線部之電氣性導通，使用扭捻有金屬細線之導電絲將伸縮性導體組成物層與不銹鋼製鉤部予以電氣性連接。 經由不銹鋼製鉤部連接UNION TOOL公司製之心搏感測器WHS-2，並以納入該心搏感測器WHS-2專用之應用程式「myBeat」之蘋果公司製智慧手機接收心搏資料，以能於畫面顯示之方式設定而成。以上述方式製得納入有心搏測量功能之運動衫。 使受試者穿著本運動衫，並針對靜止時、步行時、跑步時、以自行車行進時、開車時、睡眠時取得心電資料。得到的心電資料雜訊少且為高解析度，就心電圖而言，具有可從心搏間隔之變化、心電波形等分析心理狀態、身體狀況、疲勞度、嗜睡、緊張程度等之品質。 此外，於本應用實施例得到的納入有心搏測量功能之運動衫經機械洗滌30次後仍會維持功能。
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
Figure TW201804922AD00001
【表6】
Figure TW201804922AD00002
[產業上利用性]
如上所示，本發明中的穿戴式智慧裝置由於具備具有伸縮性且由狹窄的配線間隔、配線寬度之伸縮性導體構成的電氣配線，而為洗滌耐久性良好之設有電氣配線之服裝。此乃電氣配線部展現出重複彎曲性、重複扭曲性、重複伸展性、重複壓縮性優良，且穿著時之不適感亦小。 本發明中的穿戴式智慧裝置之方法可應用於：以設置於衣服之感測器等檢知人體固有資訊亦即肌電位、心電位等之活體電位；體溫、脈搏、血壓等之活體資訊所用之穿戴式裝置、或納入電熱裝置之衣服、納入用來測定衣服壓力之感測器之穿戴式裝置、利用衣服壓力來測量身體尺寸之服裝、用來測定腳底之壓力的襪子型裝置、將柔性太陽能電池模組整合於紡織品而成之衣服、帳篷、包包等之配線部、具有關節部之低周波治療器、溫熱療養機等之配線部、彎曲度之傳感部等。該穿戴式裝置不僅以人體作為對象，亦可應用於寵物、家畜等之動物、或具有伸縮部、彎曲部等之機械裝置，也可利用作為機器人義手、機器人義足等機械裝置與人體連接所使用之系統的電氣配線。又，也可應用作為欲埋設於體內之植入裝置的配線材料。
1‧‧‧暫時支持體
2‧‧‧織物(基材)
3‧‧‧基底層
4‧‧‧導電層
5‧‧‧絕緣層(覆蓋塗層)
6‧‧‧電極表面層(碳層)
7‧‧‧脫模膜
8‧‧‧黏接層(熱熔層)
11‧‧‧心搏檢測用電極
12‧‧‧裝置安裝用電極
13‧‧‧配線部
[圖1] 係本發明之實施例中的電極表面層之印刷圖案。 [圖2] 係本發明之實施例中的覆蓋塗層之印刷圖案。 [圖3] 係本發明之實施例中的導電層之印刷圖案。 [圖4] 係本發明之實施例中的基底層之印刷圖案。 [圖5] 係本發明之比較例中的導電層之印刷圖案。 [圖6] 係顯示本發明之電氣配線形成處理之一例之概略示意圖。(直接印刷) [圖7] 係顯示本發明之電氣配線形成處理之一例之概略示意圖。(轉印法) [圖8] 係顯示本發明之配線部之剖面之一例之概略示意圖。(直接印刷) [圖9] 係顯示本發明之配線部之剖面之一例之概略示意圖。(轉印法) [圖10] 係顯示習知的配線部之剖面之概略示意圖。(直接印刷) [圖11] 係顯示本發明之電極部之剖面之一例之概略示意圖。(直接印刷) [圖12] 係顯示本發明之電極部之剖面之一例之概略示意圖。(直接印刷) [圖13] 係顯示本發明之電極部之剖面之一例之概略示意圖。(轉印法) [圖14] 係顯示本發明之電極部之剖面之一例之概略示意圖。(轉印法)
無

Claims (12)

  1. 一種具有伸縮性電氣配線之穿戴式智慧裝置，係由即使重複10次20%之伸展仍可維持導通之伸縮性導體組成物構成， 其特徵為： 該電氣配線在非伸展時之線間寬度為50μm以上1mm以下，且電氣配線之寬度/厚度之比為1至50之範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項之具有伸縮性電氣配線之穿戴式智慧裝置，其中，該電氣配線在非伸展時之配線寬度為50μm以上未達1mm。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之具有伸縮性電氣配線之穿戴式智慧裝置，其中，該伸縮性電氣配線之伸縮性導體組成物部分之厚度為3μm以上200μm以下之範圍。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之具有伸縮性電氣配線之穿戴式智慧裝置，其中，該伸縮性電氣配線之伸縮性導體組成物在非伸展時之比電阻為1×10-3 Ωcm以下。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之具有伸縮性電氣配線之穿戴式智慧裝置，其中，該伸縮性導體組成物實質上不含溶劑，且至少含有40~85質量%之平均粒徑為0.5μm以上5μm以下之導電性粒子、及15~60質量%之非交聯型之彈性體。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之具有伸縮性電氣配線之穿戴式智慧裝置，其中，該伸縮性導體組成物實質上不含溶劑，且至少含有40~83質量%之平均粒徑為0.5μm以上5μm以下之導電性粒子、及15~60質量%之非交聯型之彈性體。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之具有伸縮性電氣配線之穿戴式智慧裝置，其中，該伸縮性導體組成物實質上不含溶劑，且至少含有40~90質量%之平均粒徑為0.5μm以上5μm以下之導電性粒子、15~60質量%之非交聯型之彈性體、及0.5~3質量%之BET比表面積為100~550m2 /g之碳黑。
  8. 一種伸縮性導體形成用糊劑，係至少含有金屬系導電性填料、非交聯之彈性體、及有機溶劑而成， 其特徵為： 該金屬系導電性填料之平均粒徑為0.5μm以上5μm以下。
  9. 如申請專利範圍第8項之伸縮性導體形成用糊劑，係至少含有金屬系導電性填料、碳黑、非交聯之彈性體、及有機溶劑而成，其中，該金屬系導電性填料之平均粒徑為0.5μm以上5μm以下，該碳黑之DBP吸油量為100~550cm3 /100g之範圍，碳黑之摻合量相對於金屬系導電性填料，為0.5~2.0質量%。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之伸縮性導體形成用糊劑，其中，在該伸縮性導體形成用糊劑中，將去除溶劑後之全成分定為100質量份時，金屬系導電性填料與與碳黑之合計為40~90質量份，非交聯型之彈性體為10~60質量份。
  11. 如申請專利範圍第8或9項之伸縮性導體形成用糊劑，其中，該有機溶劑之沸點為200℃以上，在20℃之飽和蒸氣壓為20Pa以下。
  12. 一種伸縮性電氣配線之製造方法，係使用如申請專利範圍第8至11項中任一項之伸縮性導體形成用糊劑，以印刷法形成配線寬度未達1mm、線間寬度1mm以下之電氣配線後，於大氣壓下、75℃~145℃之範圍之溫度進行乾燥。
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