一种导线及其制备方法与流程

本发明涉及一种导线及其制备方法，属于高分子材料加工技术领域。

背景技术：

随着科技的发展，人们生活水平的提高，人们对生活品质的要求也在不断地提高。以前一些非常传统的行业为了满足消费者们提出的时代新要求都在不断的发展创新。一些新型的智能穿戴式产品如发热保暖服装鞋帽、红外线发热理疗产品越来越成为普通人们的一种新的时尚和生活必需品。但在工业设计这类产品时，传统导线的圆柱形外形以及表面包覆材质给工业设计师带来不少困扰。传统导线圆柱形的外形在布线时不方便固定。传统导线的外形和表面包覆材质几乎已成行业内标准固定形态。传统导线的颜色、质地、贴附感经常制约着终端产品在工业设计时追求的极简和轻便。这也是为什么当下这类产品普遍显得笨拙不太轻巧的一个很重要的原因。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种导线的制备方法，制备得到柔韧性好、耐拉伸、耐弯折、轻薄的导线。

本发明的另一目的是提供上述制备方法制备得到的导线。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种导线的制备方法，包括如下步骤：

(1)在柔性基材的表面镀一层或多层导电材料，获得导电单元；

(2)将若干步骤(1)所述的导电单元，以经线方向和纬线方向交错编织成织带，获得导电芯；

(3)将步骤(2)所述的导电芯的表面包覆绝缘保护层，即可制得所述导线。

传统导线的导电芯一般是用单根金属丝或多股金属线绞绕成，其导线降低导线导电芯内阻的方法一般是采用增加导电芯横截面积。本发明提供的一种导线及其制备方法，打破了传统常规的导线生产方法和外观结构。本发明提供的导线的导电芯不是采用金属线绞绕的方法，而是采用聚脂类材料编织的方法，其降低导电芯内阻的方法是采用增加导电丝网平面面积来达到。本发明提供的导线的导电芯不是采用纯金属线，而是采用聚脂类有机高分子材料作衬底，再在衬底材料真空镀上一层或多层导电材料，从而制备出编织网状导电单元。

优选地，步骤(1)中，所述柔性基材的厚度为0.03mm～0.08mm；所述柔性基材表面的导电材料厚度为50nm～100nm。

优选地，所述柔性基材为聚脂类材料。

优选地，所述导电材料选自金、银、铜、镍、铝、钼、铌、铬、硅铝、锌锡合金、氧化铟锡、金属氧化物中的至少一种。保证了镀层具有好的导电性的同时还具有很好的耐候性。

优选地，所述金属氧化物选自氧化锌、氧化铁、氧化铟锡中的至少一种。

发明优选用的柔性基材的厚度只有0.03mm～0.08mm，材质是聚脂类，目的是为了充分地保证制备得到导线的柔韧性以及弹性强度。

本发明的导电单元是采用真空镀膜的方法在柔性基材的表面分别镀上一层或多层导电材料，从而在柔性基材表面形成一层厚度为50nm～100nm的导电层。采用真空镀膜工艺目的是导电层在真空环境与柔性基材的结合力高，另一目的是导电材料厚度在60nm时，整个柔性基材的体积电阻值达到5*10^-5欧姆·厘米。通过导电材料的厚薄和采用不同的镀膜靶材可以任意调节基材的方阻值。

优选地，所述聚脂类材料包括有纺聚脂布、无纺聚脂布或eva海绵。

优选地，步骤(1)中，所述在柔性基材的表面镀一层或多层导电材料，在真空环境中进行。

采用有纺聚脂布、无纺聚脂布或聚脂海绵，以经线方向和纬线方向交错编织，获得网状结构的导电芯，其具有大量的孔隙。在真空的环境下金属粒子可以对所有的裸露的柔性基材表面进行沉积包覆，这种结构的表面导电材料除了与柔性基材结合力好以外，还具有另一个特性，即柔性基材在发生一定程度的形变时整个柔性基材的表面电阻值变化非常小。

优选地，步骤(2)中，所述导电芯为长条形的网状结构。

优选地，步骤(3)中，所述绝缘保护层的材料为pu复合布材料。

优选采用pu复合布材料作为绝缘保护层可以与终端产品的材质以及风格和谐地融为一体。

本发明还提供一种本发明所述的制备方法制备得到的导线，所述导线的形状为扁平状。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的导线制备方法制备得到的导线，具备柔韧性好、耐拉伸、耐弯折、轻薄和成本低的特点；

(2)本发明提供的导线制备方法制备得到的导线，可广泛应用于智能穿戴设备上代替传统金属线芯导线，在保证与传统金属线芯导线具有同样阻抗的情况下，比传统导线要薄二分之一；

(3)本发明提供的导线制备方法制备得到的导线，可广泛应用于智能穿戴设备上代替传统金属线芯导线，突破了传统导电导线的固有形态，为一些新型的智能穿戴设备在外观设计和轻量化方面提供一种新的解决方案；

(4)本发明提供的导线制备方法制备得到的导线为扁平状，可采用层叠的方式安装在应用设备上，在保持一定导线电阻值的情况下可以任意改变导线的宽度和厚度，从而可配合终端应用设计时对导线宽度和厚度的严苛要求。

附图说明

图1为本发明所述的柔性基材以经线方向和纬线方向交错编织成织带的结构示意图

图2为本发明所述导电芯的结构示意图和导电芯经纬方面的剖面图以及单根导电单元的剖面图；

图3为本发明所述的导电芯叠成扁平长条状的示意图；

图4为本发明层压好的导电芯与传统导线铆接的示意图；

图5为本发明所述的导线结构示意图；

图6为本发明所述的导线成品示意图；

图7为本发明所述的导线的导电芯平行布线结构示意图；

图8为本发明所述导线的导电芯垂直布线结构示意图。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例为本发明的一种导线的制备方法，包括如下步骤：

(1)真空环境下，用真空镀膜机在厚度为0.03mm的有纺聚脂布表面镀一层厚度为10nm的导电材料金、一层厚度为20nm的导电材料铜和一层厚度为20nm的导电材料铝，获得导电单元；

(2)将若干步骤(1)所述的导电单元，以经线方向和纬线方向交错编织成织带，获得导电芯；

(3)将步骤(2)所述的导电芯的表面包覆pu布质绝缘保护层，即可制得所述导线。

实施例2

本实施例为本发明的一种导线的制备方法，包括如下步骤：

(1)真空环境下，用真空镀膜机在厚度为0.08mm的无纺聚脂布表面镀一层厚度为20nm的导电材料银、一层厚度为30nm的导电材料镍和一层厚度为50nm的导电材料钼，获得导电单元；

(2)将若干步骤(1)所述的导电单元，以经线方向和纬线方向交错编织成织带，获得导电芯；

(3)将步骤(2)所述的导电芯的表面包覆pu布质绝缘保护层，即可制得所述导线。

实施例3

本实施例为本发明的一种导线的制备方法，包括如下步骤：

(1)真空环境下，用真空镀膜机在厚度为0.05mm的eva海绵表面镀一层厚度为20nm的导电材料铌、一层厚度为30nm的导电材料铬和一层厚度为30nm的导电材料硅铝，获得导电单元；

(2)将若干步骤(1)所述的导电单元，以经线方向和纬线方向交错编织成织带，获得导电芯；

(3)将步骤(2)所述的导电芯的表面包覆pu布质绝缘保护层，即可制得所述导线。

实施例4

本实施例为本发明的一种导线的制备方法，包括如下步骤：

(1)真空环境下，用真空镀膜机在厚度为0.05mm的有纺聚脂布表面镀一层厚度为50nm的导电材料锌锡合金，获得导电单元；

(2)将若干步骤(1)所述的导电单元，以经线方向和纬线方向交错编织成织带，获得导电芯；

(3)将步骤(2)所述的导电芯的表面包覆pu布质绝缘保护层，即可制得所述导线。

实施例5

本实施例为本发明的一种导线的制备方法，包括如下步骤：

(1)真空环境下，用真空镀膜机在厚度为0.06mm的有纺聚脂布表面镀一层厚度为100nm的导电材料氧化铟锡，获得导电单元；

(2)将若干步骤(1)所述的导电单元，以经线方向和纬线方向交错编织成织带，获得导电芯；

(3)将步骤(2)所述的导电芯的表面包覆pu布质绝缘保护层，即可制得所述导线。

实施例6

本实施例为本发明的一种导线的制备方法，包括如下步骤：

(1)真空环境下，用真空镀膜机在厚度为0.06mm的无纺聚脂布表面镀一层厚度为30nm的导电材料氧化铁、一层厚度为30nm的导电材料氧化铜和一层厚度为30nm的导电材料氧化铝，获得导电单元；

(2)将若干步骤(1)所述的导电单元，以经线方向和纬线方向交错编织成织带，获得导电芯；

(3)将步骤(2)所述的导电芯的表面包覆pu布质绝缘保护层，即可制得所述导线。

本发明提供的导线制备方法中，所述柔性基材为聚脂类材料，所述聚脂类材料选自有纺聚脂布、无纺聚脂布、聚脂海绵中的至少一种，将若干没有镀导电材料的柔性基材，以经线方向和纬线方向交错编织成织带，其结构示意图如图1所示。

本发明提供的导线制备方法中，真空环境下，用真空镀膜机在0.03mm～0.08mm柔性基材上镀上导电材料，获得导电单元，将若干导电单元，以经线方向和纬线方向交错编织成织带，获得导电芯。所述导电芯为长条形的网状结构。导电芯的结构示意图和导电芯经纬方向的剖面图以及单根导电单元的剖面图如图2所示。采用有纺聚脂布、无纺聚脂布或聚脂海绵，以经线方向和纬线方向交错编织，获得网状结构的导电芯，其具有大量的孔隙。在真空的环境下金属粒子可以对所有的裸露的柔性基材表面进行沉积包覆，这种结构的表面导电材料除了与柔性基材结合力好以外，还具有另一个特性，即柔性基材在发生一定程度的形变时整个柔性基材的表面电阻值变化非常小。

图3为叠成扁平长条状的导电芯示意图，本发明提供的导线制备方法制备得到的导线为扁平状，可采用层叠的方式安装在应用设备上，在保持一定导线电阻值的情况下可以任意改变导线的宽度和厚度，从而可配合终端应用设计时对导线宽度和厚度的严苛要求。

本发明提供的导线制备方法制备得到的导线，可广泛应用于智能穿戴设备上代替传统金属线芯导线，既可以单独应用于设备上，也可以与传统导线铆接应用于设备上(图4为层压好的导电芯与传统导线铆接的示意图)，本发明所述的导线突破了传统导电导线的固有形态，为一些新型的智能穿戴设备在外观设计和轻量化方面提供一种新的解决方案。

本发明所述的一种导线结构示意图如图5所示，所述导线外层为pu布质绝缘保护层，内层为层叠的导电芯，所述导电芯通过胶粘层固定在pu布质绝缘保护层上。

本发明所述的一种导线成品示意图如图6所示，所述导线为扁平状。

本发明所述的一种导线，导电芯平行布线结构示意图如图7所示，其中，所述导线包括第一根导电芯和第二根导电芯，第一根导电芯与第二根导电芯通过胶粘层平行固定在pu布质绝缘保护层上。

本发明所述的一种导线，导电芯垂直布线结构示意图如图8所示，其中，所述导线包括上层导电芯和下层导电芯，上层导电芯与下层导电芯通过胶粘层垂直固定在pu布质绝缘保护层上。

本发明提供的导线制备方法制备得到的导线，具备柔韧性好、耐拉伸、耐弯折、轻薄和成本低的特点；可广泛应用于智能穿戴设备上代替传统金属线芯导线，在保证与传统金属线芯导线具有同样阻抗的情况下，比传统导线要薄二分之一；突破了传统导电导线的固有形态，为一些新型的智能穿戴设备在外观设计和轻量化方面提供一种新的解决方案；可采用层叠的方式安装在应用设备上，在保持一定导线电阻值的情况下可以任意改变导线的宽度和厚度，从而可配合终端应用设计时对导线宽度和厚度的严苛要求。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。