导电布、电极、穿戴设备及制作方法与流程

本申请涉及导电材料制备技术领域，更具的说，涉及一种导电布、电极、穿戴设备及制作方法。

背景技术：

为了适用于人们日益多样的功能需求，越来越多的穿戴设备需要通过导电布制备电极。如穿戴设备需要通过导电布制备电极，以测量用户的设定生物特征参数。

现有技术中，一般是先制作绝缘纤维，然后在绝缘纤维表面形成导电层，形成导电纤维，再将导电纤维编制为导电布，对导电布进行裁剪，形成需要的电极形状。现有导电布的容易出现电阻不稳定波动的问题，导致其制备的电极同样存在电阻不稳定波动的问题，影响穿戴设备的测量准确性。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请技术方案提供了一种导电布、电极、穿戴设备及制作方法，避免了导电布及其制备的电极出现电阻不稳定波动的问题，进而提高了穿戴设备的测量准确性。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种电极的制作方法，所述制作方法包括：

提供一绝缘纤维编织的绝缘布料；

在所述绝缘布料的表面形成导电层，以形成导电布；

对所述导电布进行第一预处理，以平坦化所述绝缘纤维以及所述导电层中的金属颗粒；

采用所述导电布制作设定图形结构的电极。

优选的，在上述制作方法中，在形成所述导电层之前，还包括：对所述绝缘布料进行第二预处理，以平坦化所述绝缘纤维；其中，所述第一预处理和/或所述第二预处理为压烫处理。

优选的，在上述制作方法中，所述在所述绝缘布料的表面形成导电层包括：

通过还原金属离子，在所述绝缘布料表面形成所述导电层，所述金属离子通过金属键结合形成所述金属颗粒，多个所述金属颗粒形成一层或是多层金属薄膜作为所述导电层。

优选的，在上述制作方法中，还包括：对所述导电布的表面进行防汗液处理，在所述金属层表面形成防汗液层。

优选的，在上述制作方法中，所述采用所述导电布制作设定图形结构的电极包括：

将所述导电布裁剪为具有设定图形结构的电极；

在所述电极的周缘形成连接部件，所述连接部件用于增大黏胶与所述电极的附着力。

优选的，在上述制作方法中，所述在所述电极的周缘形成连接部件包括：

通过拷边工艺，在所述电极的周缘设置弹性丝线，形成拷边；

或，在所述电极的周缘形成多个贯穿所述电极的通孔。

本申请还提供了一种导电布制作方法，所述制作方法包括：

提供一绝缘纤维编织的绝缘布料；

在所述绝缘布料的表面形成导电层，以形成导电布；

对所述导电布进行第一预处理，以平坦化所述绝缘纤维以及所述导电层中的金属颗粒。

本申请还提供了一种导电布，所述导电布包括：

绝缘纤维编制的绝缘布料；

设置在所述绝缘布料表面的导电层；

其中，所述导电层与所述绝缘布料经过第一预处理，以平坦化所述绝缘纤维以及所述导电层中的金属颗粒。

本申请还提供了一种电极，所述电子由如权利要求8所述的导电布制作。

本申请还提供了一种穿戴设备，包括：

穿戴部件以及设置在所述穿戴部件上的电极，所述电极为如权利要求9所述的电极，所述电极用于检测用户的生物特征参数。

本申请技术方案提供的导电布、电极、穿戴设备及制作方法中，先将绝缘纤维编制为绝缘布料，然后在绝缘布料的表面形成导电层，以形成导电布，再对导电布进行第一预处理，以平坦化所述绝缘纤维以及所述导电层中的金属颗粒。导电层是整面导电薄膜，相对于采用导电纤维编制形成导电布的现有技术，避免了由于导电纤维搭接位置滑动导致的电阻不稳定波动问题。故本申请技术方案避免了导电布及其制备的电极出现电阻不稳定波动的问题，进而提高了穿戴设备的测量准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电极制作方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电极的结构示意图；

图3为本申请实施例提供另一种电极的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种导电布的制作方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种导电布的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种穿戴设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如背景技术中描述，现有技术制备导电布时，首先在绝缘纤维表面形成导电层，形成导电纤维，再将导电纤维编制为导电布。可以对导电布进行裁剪，形成需要的电极形状。

在弯曲形变过程中，会导致导电纤维之间的搭接位置发生滑动，搭接状态出现不稳定波动进而导致电阻的不稳定波动。而且在编制过程中由于导电纤维相互摩擦，会导致其表面的导电层破损或是脱落，导电层破损或是脱落的位置导电性变差，从而导致导电性不均匀。

为了解决上述问题，本申请实施例在制备导电布时，先将绝缘纤维编制为绝缘布料，然后在绝缘布料的表面形成导电层，以形成导电布，再对导电布进行第一预处理，以平坦化所述绝缘纤维以及所述导电层中的金属颗粒。导电层是整面导电薄膜，相对于采用导电纤维编制形成导电布的现有技术，避免了由于导电纤维搭接位置滑动导致的电阻不稳定波动问题。而且先编制再形成导电层的方式，避免了编制导致的导电层损坏或是脱落问题，导电布具有较为均匀的导电性。故本申请技术方案避免了导电布及其制备的电极出现电阻不稳定波动的问题，提高了导电均匀性，提高了穿戴设备的测量准确性。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本申请实施例提供的一种电极制作方法的流程示意图，该制作方法包括：

步骤s11：提供一绝缘纤维编织的绝缘布料。

可以采用化学纤维或是棉纤维编制形成所述绝缘布料。可以采用机织平纹、针织平针以及梭织等任一种方式编制形成所述绝缘布料。

步骤s12：在所述绝缘布料的表面形成导电层，以形成导电布。

可以采用银制作导电层，形成银导电布。现有银导电布一般是银纤维(表面镀银的绝缘纤维)编制而成，无论采用何种编制方法，银纤维之间均是具有一定的缝隙，作为电极使用时，银纤维之间会因为存在电子隧道效应而引起电阻波动，从而使得电信号在一定程度上发生失真问题，影响电极检测信号的准确性。出现隧道效应的原因是导体中的自由电子具有波动性，当电子波向表面传播遇到边界时，一部分会被反射，另一部分可以透过边界，从而在其表面形成电子云，电子云的密度随着远离表面呈指数衰减，当两导体距离小于一标准值时，表面电子可以相互渗透，一个导体的透射波与另一个导体的渗透波相互重叠，从而在两个导体间形成电流，形成隧道效应，由此产生的电流为隧道电流。现有银导电布在弯曲形变时由于隧道效应会导致其电阻不稳定波动，现有银导电布的及其制作的电极电阻与银纤维的接触状态相关，例如该银导电布制作的电极被佩戴时，由于用户运动，电极会具有一定的弯曲形变，从而造成银纤维之间的搭接状态不稳定改变，此时由于隧道效应会导致电极电阻的不稳定波动，进而影响其测量的准确性。而本申请实施例中，以绝缘纤维编制的绝缘布料为基底，在其表面形成整面的导电层，导电层为一体结构，避免了隧道效应，从而避免了导电布存在电阻波动的问题。

步骤s13：对所述导电布进行第一预处理，以平坦化所述绝缘纤维以及所述导电层中的金属颗粒。

第一预处理可以为压烫处理，该压烫处理包括：可以将导电布放置于惰性气体环境中进行高温压烫，温度范围是100℃-200℃，包括端点值，压烫滚筒为300kg-500kg，包括端点值，压烫速度是0.5m/s。在高温重压下，绝缘布中的绝缘纤维以及导电层中的金属颗粒被压扁。通过第一预处理，可以减小甚至是消除金属颗粒之间的间隙，使得金属颗粒充分融合为一个整体，也可以减小甚至是消除绝缘纤维之间的间隙。

步骤s14：采用所述导电布制作设定图形结构的电极。

通过第一预处理过程，不仅可以平坦化绝缘纤维，使得其扁平化，减小甚至是消除绝缘纤维之间的间隙，提高其致密度，以避免由于所述间隙存在导致的对绝缘布料表面的所述导电层的氧化。这是由于所述绝缘纤维之间的间隙容易输送水汽、氧气以及汗渍等物质，从而导致导电层氧化老化。而且通过所述第一预处理过程，还可以平坦化所述导电层中的金属颗粒，使得所述金属颗粒扁平化，减小甚至是消除所述金属颗粒之间的间隙，提高其致密度，以降低阻抗，提高电阻均匀性，避免导电层在其内部间隙出现氧化老化问题。

本申请实施例所述制作方法中，先将绝缘纤维编制为绝缘布料，然后在绝缘布料的表面形成导电层，以形成导电布，再对导电布进行第一预处理，以平坦化所述绝缘纤维以及所述导电层中的金属颗粒。导电层是整面导电薄膜，相对于采用导电纤维编制形成导电布的现有技术，避免了由于导电纤维弯曲形变容易出现导电纤维搭接位置滑动的问题，进而避免了由此导致的电阻不稳定波动问题。本申请实施例先编制再形成导电层的方式，避免了编制导致的导电层损坏或是脱落问题，导电布具有较为均匀的导电性。故本申请实施例提供的技术方案避免了导电布及其制备的电极出现电阻不稳定波动的问题，提高了导电均匀性，提高了穿戴设备的测量准确性。

可选的，本申请实施例所述制作方法中，在形成所述导电层之前，还包括：对所述绝缘布料进行第二预处理，以平坦化所述绝缘纤维。可选的，所述第一预处理和/或所述第二预处理为压烫处理。所述第二预处理为压烫处理，该压烫处理条件是：100℃-200℃，包括端点值，压烫滚筒为300kg-500kg，包括端点值，压烫速度是1m/s。经过第二预处理，绝缘纤维的圆形界面会被压扁，绝缘纤维之间充分黏合，减小甚至是消除绝缘纤维之间的间隙，形成致密且表面平整的绝缘布料，以便于形成致密平坦性较好的导电层。

在形成所述导电层之前，先对所述绝缘布料进行第二预处理，可以平坦化绝缘纤维，使得其扁平化，消除绝缘纤维之间的间隙，形成平坦性较好的绝缘布料基底，这样可以形成质量较好的导电层。后续再通过第一预处理，可以进一步平坦化绝缘布料以及导电层。

本申请实施例所述制作方法中，所述在所述绝缘布料的表面形成导电层包括：通过还原金属离子，在所述绝缘布料表明形成所述导电层，所述金属离子通过金属键结合形成所述金属颗粒，多个所述金属颗粒形成一层或是多层金属薄膜作为所述导电层；其中，通过所述第一预处理，平坦化所述金属颗粒表面以及消除所述金属颗粒之间的间隙。其中，所述金属包括不局限于为银。

在形成所述导电层时，用于形成该导电层的金属离子被还原形成单质状态，以单质金属颗粒存在，无固定形态，基于绝缘布料的表面生长，形成一层或是多层金属薄膜，该技术颗粒是宏观结构包括多个金属原子。

由于银具有良好的导电性，且与皮肤接触没有不良反应，可以采用银作为导电层。由于银容易与硫反应，氧化为硫化银，从而失去导电性，所述导电布作为电极后，用户佩戴具有该电极的穿戴设备，人体汗液会加速银的氧化，使得电极电阻增大，影响穿戴设备的性能。故本申请实施例所述制作方法中，还包括：对所述导电布的表面进行防汗液处理，在所述金属层表面形成防汗液层。所述导电布用于制作穿戴式设备的电极，通过对导电布进行防汗液处理，形成防汗液层，使得所述导电布制备的电极避免汗液侵蚀，提高其使用寿命。可以在完成防汗液处理后，再进行所述第一预处理。可以采用包括有机大分子的试剂与导电层中的金属发生化学反应，降低其活性，有效方式导电层被汗渍侵蚀氧化。可以通过选择试剂使得反应生成的防汗液层具有导电性。

本申请实施例所述制作方法中，所述采用所述导电布制作设定图形结构的电极包括：将所述导电布裁剪为具有设定图形结构的电极；在所述电极的周缘形成连接部件，所述连接部件用于增大黏胶与所述电极的附着力。

可选的，所述在所述电极的周缘形成连接部件包括：如图2所示，图2为本申请实施例提供的一种电极的结构示意图，通过拷边工艺，在电极21的周缘设置弹性丝线，形成拷边22；或，如图3所示，图3为本申请实施例提供另一种电极的结构示意图，在电极21的周缘形成多个贯穿所述电极21的通孔23。可选的，所述制作方法还包括：在所述电极的一侧设置弹性支撑部件，以使得所述电极中心形成凸起，以便于与人体接触。所述电极通过所述连接部件增大整体弹性，以便于在电极中心通过弹性支撑部件形成凸起，或是所述电极通过连接部件与一具有弹性的其他部件连接，以增大整体弹性，以便于在电极中心通过弹性支撑部件形成凸起。

本申请实施例所述制作方法中，通过两次预处理过程，可以减小甚至是消除绝缘纤维之间的间隙，平坦化所述绝缘布料，减小甚至是消除金属颗粒之间的间隙，平坦化导电层，可以解决电子隧道效应。而且，可以通过对导电层进行防汗液处理，使得金属层表面钝化，防汗液层具有导电性，在防治导电层被氧化的同时，保证其导电性，有效解决了现有银导电布制备的电极容易被氧化的问题。实验数据表明，本申请实施例制备的电极阻抗较小，只有传统银导电布电极的五分之一，使得信号采集的稳定性和灵敏度大大提高。

基于上述实施例，本申请另一实施例还提供了一种导电布的制作方法，该制作方法如图4所示，图4为本申请实施例提供的一种导电布的制作方法的流程示意图，该制作方法包括：

步骤s21：提供一绝缘纤维编织的绝缘布料。

步骤s22：在所述绝缘布料的表面形成导电层，以形成导电布。

步骤s23：对所述导电布进行第一预处理，以平坦化所述绝缘纤维以及所述导电层中的金属颗粒。

该导电布的制作方法基于上述电极制作方法，用于制作上述电极，相同相似之处可以参考上述电极制作方法，在此不再赘述。

本申请实施例制作方法制作的导电布通过绝缘纤维编制的绝缘布料为基底，可以重复水洗使用，表面的导电层为正面导电薄膜，导电性能好，故其制备的电极具有较好的导电性，无需使用导电水凝胶，不会对皮肤产生刺激，适合长时间佩戴。

基于上述导电布制作方法实施例，本申请另一实施例还提供了一种导电布，所述导电布如图5所示，图5为本申请实施例提供的一种导电布的结构示意图，所示导电布包括：绝缘纤维编制的绝缘布料11；设置在所述绝缘布料11表面的导电层12；其中，所述导电层12与所述绝缘布料11经过第一预处理，以平坦化所述绝缘纤维以及所述导电层12中的金属颗粒。所述导电布采用上述导电布制作方法制作，相同相似之处可以参考上述导电布制作方法实施例说明，在此不再赘述。

可以在所述绝缘布料11的一侧表面形成所述导电层12，也可以在绝缘布料11相对的两侧表面分别形成一层导电层12，此时可以现在绝缘布料11的两侧表面分别形成一导电层12后，对两个表面的导电层12分别进行一次第一预处理。

所述导电布具有较好的导电性，较好的抗氧化能力，可以有效避免汗渍侵蚀，避免了隧道效应导致的电阻不稳定问题，导电均匀性较好。

基于上述电极制作方法，本申请另一实施例还提供了一种电极，该电极采用上述实施例所述导电布制作。电极结构可以如图2或是图3所示。所述电极可以用于穿戴设备。

本申请实施例所述电极用于采用上述实施例所述导电布制备，导电布表面无编制缝隙，并且导电层通过防汗液处理，形成钝化层，导致黏胶不能渗透到导电布，如果直接通过黏胶与穿戴设备的其他部件黏结固定，在水洗过程中容易导致脱胶。故所述电极周缘设置有连接部件，以增加电极21和其他部件的黏结稳定性。

连接部件可以为图2所示方式，为设置在电极21周缘的拷边，拷边12通过密集弹性丝线制作。拷边22可以增大黏胶在电极21上的附着力，等效于在电极21周缘形成了一圈弹性布料，可以解决电极21无法直接通过黏结固定的问题。该方式中，弹性支撑部件可以为弹性海绵。上述实施例导电布制作的电极由于压烫处理会导致弹性降低，会限制弹性支撑部件使得电极21中心凸起的效果，通过弹性丝线形成的拷边12，可以增大电极21的整体弹性，便于其中心位置形成凸起，以便于与人体接触。

连接部件还可以如图3所示方式，为设置在电极21周缘的通孔23。可以通过激光打孔工艺形成所述通孔23。通孔23可以使得黏胶渗入电极21内，增大黏胶在电极21上的附着力。同样，导电布制作的电极由于压烫处理会导致弹性降低，会限制弹性支撑部件使得电极21中心凸起的效果，在电极21周缘黏结固定弹性布料边，可以增大电极整体弹性，便与其中心位置形成凸起，以便于与人体接触。

本申请实施例所述电极21采用上述实施例所述导电布制备，具有较好的导电性，无需使用导电水凝胶，不会对皮肤产生刺激，适合长时间佩戴。所述电极可以用于穿戴设备，所述穿戴设备可以为具有医疗检测功能的穿戴设备。

基于上述导电布以及电极实施例，本申请另一实施例还提了一种穿戴设备，如图6所示，图6为本申请实施例提供的一种穿戴设备的结构示意图，该穿戴设备包括：穿戴部件41以及设置在所述穿戴部件41上的电极42，所述电极42为上述实施例所述的电极，所述电极42用于检测用户的生物特征参数。

在图6所示方式中，所述穿戴设备为智能心电衣，所述电极用于检测用户的心电图信息。所述穿戴设备包括不限于为智能心电衣，还可以为智能手环、智能腰带以及智能鞋等穿戴设备。

现有技术便携式动态心电图机一般是采用一次性电极，电极和皮肤之间具有粘性水凝胶，水凝胶容易干涸失去粘性，而影响电极性能，而且水凝胶中的导电电解质会对用户皮肤产生刺激，造成皮肤过敏，一次性电极不适合长时间佩戴。本申请实施例所述穿戴设备中，电极包括绝缘布料及其表面制备的导电层，导电层可以选择导电性好，且与皮肤接触无不良反应的材料，如可以采用银作为导电层。故所述电极无需水凝胶增大导电性，不会刺激皮肤，避免了皮肤过敏问题，可以适合长时间佩戴，长时间持续检测用户的生物特征参数。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的导电布制作方法实施例、导电布实施例、电极实施例以及穿戴设备实施例而言，由于其与实施例公开的电极制作方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见电极制作方法对应部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。