CN114753150B - 一种导电织物及其制作方法和应用 - Google Patents
一种导电织物及其制作方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114753150B CN114753150B CN202210512608.7A CN202210512608A CN114753150B CN 114753150 B CN114753150 B CN 114753150B CN 202210512608 A CN202210512608 A CN 202210512608A CN 114753150 B CN114753150 B CN 114753150B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film layer
- conductive
- coating
- base cloth
- fabric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 116
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 32
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 17
- 239000013077 target material Substances 0.000 claims description 14
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- WUUZKBJEUBFVMV-UHFFFAOYSA-N copper molybdenum Chemical compound [Cu].[Mo] WUUZKBJEUBFVMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 6
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims description 5
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000004753 textile Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 abstract 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 15
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 229910000619 316 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 description 2
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 2
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010380 TiNi Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002120 nanofilm Substances 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
- D06M11/83—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with metals; with metal-generating compounds, e.g. metal carbonyls; Reduction of metal compounds on textiles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
- C23C14/0036—Reactive sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0641—Nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
- C23C14/20—Metallic material, boron or silicon on organic substrates
- C23C14/205—Metallic material, boron or silicon on organic substrates by cathodic sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
- D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
- D06M2101/30—Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M2101/32—Polyesters
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
- D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
- D06M2101/30—Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D06M2101/34—Polyamides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明提供一种导电织物及其制作方法和应用，涉及纺织材料技术领域。本发明的导电织物通过以下方法的制作得到：处理基布：将基布清洗干净并烘干，加热去除表面吸附的水分和气体；预溅射：对镀膜环境抽真空，对靶材进行预溅射去除靶材表层的氧化物；真空沉积：将基布传输至镀膜环境，控制基布的温度为5～8℃；开启磁控溅射，在基布表面依次进行三次镀膜，形成具有三层膜的纳米复合膜层，得到导电织物。本发明的导电织物具有良好的导电性能和抗弯折性，长时间使用导电性能损失较小。
Description
技术领域
本发明涉及纺织材料技术领域，特别是涉及一种导电织物及其制作方法和应用。
背景技术
得益于现代科技的进步和社会的快速发展，人们的生活水平也在不断提高。衣食住行，衣字当先，人们在选购服装的时候不仅关注服装使用时的基本性能，也开始重视服装的功能性。智能可穿戴设备与服装的结合是现代功能性服装领域的一个研究热点。而且，随着传感器集成度和功能性的发展，今后将会有越来越多的电子设备会集成到智能服装上。因而，研制出一种具有导电作用的织物对智能服装的研发进展具有重要的推动作用。
织物的导电性能主要取决于纤维的导电性。目前，市面上比较流行的导电织物主要采用以下方法制作而成：将金属丝与普通纤维混纺；将某些高分子化合物制成胶体溶液，再通过静电纺丝加工；将普通纤维浸渍在溶液中，通过化学反应使导电物附着并固化在纤维上。
但是，上述导电织物的制作方法存在一些问题。例如，金属丝与普通纤维混纺制得的导电织物弹性不好，穿着舒适度低，在穿着过程中的弯折作用会导致导电材料断裂，从而失去导电效果；静电纺丝法后处理过程繁琐，对制作条件要求较高，制得的织物导电率不高；浸渍法的制作过程复杂，而且材料利用率较低，生产成本相对较高。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种导电织物的制作方法，通过真空沉积在基布表面形成纳米复合膜层，制得的织物具有良好的导电性能，安全性高，抗弯折性好，长时间使用导电性能损失较小。
一种导电织物的制作方法，包括以下步骤：
处理基布：将基布清洗干净并烘干，加热去除表面吸附的水分和气体；
预溅射：对镀膜环境抽真空，对靶材进行预溅射去除靶材表层的氧化物；
真空沉积：将基布传输至镀膜环境，控制基布的温度为5～8℃；开启磁控溅射，在基布表面依次进行三次镀膜，形成具有三层膜的纳米复合膜层，得到导电织物；
所述真空沉积步骤中，三次镀膜的条件分别如下：
第一次镀膜时，靶材为钛、钛合金、锌合金或镍合金，经第一次镀膜得到电介质膜层；
第二次镀膜时，靶材为铜、银或钼铜合金，经第二次镀膜得到导电膜层；
第三次镀膜时，靶材为钛合金、锡合金或不锈钢，经第三次镀膜得到保护膜层。
上述制备方法，通过真空沉积的方法在基布上形成具有三层结构的纳米复合膜层。采用该方法制备得到的纳米复合膜层中，电介质层和保护膜层为非晶态结构，导电层为晶态结构或非晶态结构。电介质膜层不仅可以增加导电膜层和基布的结合力，还具有绝缘效果，防止导电膜层电流过大对人体造成伤害；导电膜层为连续导电合金非晶结构或高电导率高延展性纯金属晶体结构，由于导电合金非晶结构未形成完整晶体，无晶界缺陷，相较于已形成晶态结构的导电合金在力学性能上更不容易因折叠产生断裂，从而更有利于保证持久的导电性能；保护膜层具备一定导通性，且非晶结构使膜层更为致密，无晶界缺陷，一方面可形成对外界空气更好的阻隔效果，防止导电层氧化，另一方面可以保护导电膜层，减少磨损。而且，本发明的制备方法简单易操作，可降低产品的生产成本。
本发明的纳米复合膜层的三层结构相互支持，既能提供良好的导电性能，又能提高产品的使用安全性，延长产品的使用寿命。
本发明中导电膜层的非晶态结构是保证织物导电性能的关键，发明人发现，非晶态形成的关键在于减缓膜层的结晶速度，使膜层停留在非晶而不形成晶态，而通过控制基底的温度处于较低水平有助于非晶态的形成。非晶态膜层相比于晶态膜层，自由电子移动速率提高，导电性可提升约20％。
晶态膜层破裂的主要因素为沿晶断裂，而非晶态膜层可避免沿晶断裂发生，非晶态膜层尤其是陶瓷类非静态膜层，其膜层更不容易崩裂脱落，提高了产品的抗断裂性和抗弯折性，更适用于频繁弯折的使用场景，如服装等。
在其中一个实施例中，所述第一次镀膜中，靶材为钛合金或钛，溅射功率为180～230W，真空气体为氩气，真空气体流量为25～35sccm，反应气体为氮气，反应气体流量为30～60sccm。
在其中一个实施例中，所述第二次镀膜中，靶材为钼铜合金或银，溅射功率为300～350W，真空气体为氩气，真空气体流量为70～80sccm。
发明人还发现，对于制作铜导电层，采用铜合金靶材相比于纯铜靶材，更易形成非晶态。对于陶瓷类非晶层，降低反应气体的通气量可以加大膜层形成稳定晶体的难度，更易于形成非晶结构。
在同元素比例情况下，非晶态的导电层相对于晶态导电层导电效果会提升，但是例如纯铜和纯银属于难以达到非晶态的元素，这类纯金属导电层虽然不是非晶结构，但因电介质膜层和保护膜层为非晶状态，且铜、银本身为延展性好的金属，故整体膜层仍不容易弯折脱落，也可以防止导电层氧化。氧化导致的导电层电阻提升是数量级级别的变化，然而本发明中即便导电层不是非晶结构，非晶态的电介质膜层和保护膜层仍可以保护和延长导电层的导电效果。
在其中一个实施例中，所述第三次镀膜中，靶材为316L不锈钢，溅射功率为260～280W，真空气体为氩气，真空气体流量为65～75sccm。
在其中一个实施例中，所述预溅射步骤中，抽真空至镀膜环境的真空度为0.8～1.2×10-3Pa。
在其中一个实施例中，所述真空沉积步骤中，溅射真空度保持在0.8～1.2×10- 1Pa。
在其中一个实施例中，所述真空沉积步骤中，基布的传输速度为0.5～5m/min。
在其中一个实施例中，所述基布为欧根纱。
本发明还提供一种采用本发明所述的制作方法得到的导电织物，所述导电织物包括层叠设置的基布和纳米复合膜层，所述纳米复合膜层为连续非晶复合纳米薄膜，所述纳米复合膜层包括依次层叠设置的电介质膜层、导电膜层和保护膜层，所述电介质层和保护膜层为非晶态结构，所述导电层为晶态结构或非晶态结构。
本发明的导电织物具有良好的导电性能，安全性高，抗弯折性好，长时间使用导电性能损失较小。
在其中一个实施例中，所述电介质膜层的厚度为15～55nm，所述导电膜层的厚度为10～150nm，所述保护膜层的厚度为5～45nm。
本发明还提供一种本发明所述的导电织物在制备功能性服装中的应用。
本发明的导电织物抗弯折性和抗断裂性好，适用于制备功能性服装，保证产品长时间的导电性能，延长产品的使用寿命。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的制备方法，通过真空沉积的方法在基布上形成具有三层结构的纳米复合膜层。采用该方法制备得到的纳米复合膜层中，电介质层和保护膜层为非晶态结构，导电层为晶态结构或非晶态结构。纳米复合膜层中的电介质膜层不仅可以增加导电膜层和基布的结合力，还可以防止导电膜层电流过大对人体造成伤害；导电膜层为连续导电合金非晶结构或高电导率高延展性纯金属晶体结构，由于导电合金非晶结构未形成完整晶体，无晶界缺陷，相较于已形成晶态结构的导电合金在力学性能上更不易因折叠产生断裂，从而更有利于保证持久的导电性能；保护膜层具备一定导通性，且非晶结构使膜层更为致密，无晶界缺陷，一方面可形成对外界空气更好的阻隔效果，防止导电层氧化，另一方面可以保护导电膜层，降低外界对其产生磨损。而且，本发明的制备方法简单易操作，可降低产品的生产成本。本发明的导电织物具有良好的导电性能，安全性高，抗弯折性好，长时间使用导电性能损失较小。
附图说明
图1为实施例1的织物XRD图。
图2为实施例2的织物XRD图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，以下将给出较佳实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1
一种导电织物，通过以下方法制作得到：
(1)以欧根纱作为基布，对基布进行清洗，去除粉尘和油污等杂质，随后进行烘干处理。
(2)将基布放入放卷室，基布在传动装置施加张力的情况下平整地在传动装置上运行，同时，对密封腔室抽真空。基布在进入镀膜室之前经过加热室，减少基布表面吸附的水分和气体。
(3)当镀膜室真空度达到1.0×10-3Pa时，对靶材进行预溅射以去除其表面的氧化物。基布镀膜毂基底温度控制在5℃。
(4)预溅射完成后，在基布表面沉积纳米复合膜层，车速设定为1m/min。镀膜靶材分别通过三个镀膜室溅射到基布表面，依次在基布表面沉积形成纳米复合膜层。
第一镀膜室的靶材为TiNi合金，溅射功率230W，真空气体为氩气(Ar)，气体流量为30sccm，真空气体为氮气，气体流量为60sccm。
第二镀膜室的靶材为钼铜合金，溅射功率350W，真空气体为氩气，气体流量为70sccm。
第三镀膜室的靶材为316L不锈钢，溅射功率270W，真空气体为氩气，气体流量为70sccm。溅射期间，各溅射室的真空度保持在1.0×10-1Pa。
(5)完成镀膜的基布在传动装置的传输下进入收卷室，取出成品织物。该织物由基布和和纳米复合膜层叠合而成，纳米复合膜层包括依次层叠设置的TiNiNx介质膜层(非晶态陶瓷层)、钼铜膜层和不锈钢膜层，各层的厚度分别为20nm，130nm，30nm。
取成品织物进行检测。经检测，纳米复合膜层的材料经XRD分析未见明显晶型峰(见图1)，说明其为非晶膜层。织物的电阻为1.3欧姆/mm2，说明其具有较好的导电性。
实施例2
一种导电织物，通过以下方法制作得到：
(1)以欧根纱作为基布，对基布进行清洗，去除粉尘和油污等杂质，随后进行烘干处理。
(2)将基布放入放卷室，基布在传动装置施加张力的情况下平整地在传动装置上运行，同时，对密封腔室抽真空。基布在进入镀膜室之前经过加热室，减少基布表面吸附的水分和气体。
(3)当镀膜室真空度达到1.0×10-3Pa时，对靶材进行预溅射以去除其表面的氧化物。基布镀膜毂基底温度控制在7℃。
(4)预溅射完成后，在基布表面沉积纳米复合膜层，车速设定为1m/min。镀膜靶材分别通过三个镀膜室溅射到基布表面，依次在基布表面沉积形成电介质膜层、导电膜层和保护膜层。
第一镀膜室的靶材为Ti，溅射功率180W，真空气体为氩气，气体流量为30sccm，真空气体为氮气，气体流量为30sccm。
第二镀膜室的靶材为Ag，溅射功率300W，真空气体为氩气，气体流量为80sccm。
第三镀膜室的靶材为316不锈钢L，溅射功率270W，真空气体为氩气，气体流量为70sccm。溅射期间，各溅射室的真空度保持在1.0×10-1Pa。
(5)完成镀膜的基布在传动装置的传输下进入收卷室，取出成品织物。该织物由基布和和纳米复合膜层叠合而成，纳米复合膜层包括依次层叠设置的氮化钛介质膜层(非晶态陶瓷层)、银膜层和不锈钢膜层，各层的厚度分别为18nm，150nm，30nm。
取成品织物进行检测。经检测，纳米复合膜层的材料经XRD分析，仅导电层的Ag峰可见，其余未见明显晶型峰(见图2)，说明其介电层和保护层均为非晶膜层。织物的电阻为0.8欧姆/mm2，说明其具有较好的导电性。
对比例1
一种导电织物，其制备方法与实施例1基本相同，区别只在于，步骤(3)中基布镀膜毂基底温度为15℃。
取制得的导电织物，经XRD分析，膜层中形成了完整的TiN晶体、钼铜晶体，以及未发育完全的Ni晶体和不锈钢晶体，说明基布上的复合膜为晶态膜层。织物的电阻为3.9欧姆/mm2，其导电性不及实施例1的导电织物。
取实施例1的导电织物和对比例1的导电织物，暴露于空气中3个月后测试织物的电阻，实施例1的织物电阻为3.4欧姆/mm2，对比例1的织物电阻为139欧姆/mm2，可见实施例1织物的抗氧化性明显优于对比例1。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种导电织物的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
处理基布：将基布清洗干净并烘干，加热去除表面吸附的水分和气体；
预溅射：对镀膜环境抽真空，对靶材进行预溅射去除靶材表层的氧化物；
真空沉积：将基布传输至镀膜环境，控制基布的温度为5~8℃；开启磁控溅射，在基布表面依次进行三次镀膜，形成具有三层膜的纳米复合膜层，得到导电织物；
所述真空沉积步骤中，三次镀膜的条件分别如下：
第一次镀膜时，靶材为钛合金或钛，经第一次镀膜得到电介质膜层；溅射功率为180~230W，真空气体为氩气，真空气体流量为25~35sccm，反应气体为氮气，反应气体流量为30~60sccm；
第二次镀膜时，靶材为钼铜合金或银，经第二次镀膜得到导电膜层；溅射功率为300~350W，真空气体为氩气，真空气体流量为70~80sccm；
第三次镀膜时，靶材为316L不锈钢，经第三次镀膜得到保护膜层；溅射功率为260~280W，真空气体为氩气，真空气体流量为65~75sccm；
所述导电织物包括层叠设置的基布和纳米复合膜层，所述纳米复合膜层包括依次层叠设置的电介质膜层、导电膜层和保护膜层，所述电介质膜层和保护膜层为非晶态结构，所述导电膜层为晶态结构或非晶态结构。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述预溅射步骤中，抽真空至镀膜环境的真空度为0.8~1.2×10-3Pa。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述真空沉积步骤中，基布的传输速度为0.5~5m/min，溅射真空度保持在0.8~1.2×10-1Pa。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述基布选自：欧根纱。
5.一种采用权利要求1~4任一项所述的制作方法得到的导电织物，其特征在于，所述导电织物包括层叠设置的基布和纳米复合膜层，所述纳米复合膜层包括依次层叠设置的电介质膜层、导电膜层和保护膜层，所述电介质膜层和保护膜层为非晶态结构，所述导电膜层为晶态结构或非晶态结构。
6.根据权利要求5所述的导电织物，其特征在于，所述电介质膜层的厚度为15~55nm，所述导电膜层的厚度为10~150nm，所述保护膜层的厚度为5~45nm。
7.一种权利要求5或6任一项所述的导电织物在制备功能性服装中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210512608.7A CN114753150B (zh) | 2022-05-12 | 2022-05-12 | 一种导电织物及其制作方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210512608.7A CN114753150B (zh) | 2022-05-12 | 2022-05-12 | 一种导电织物及其制作方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114753150A CN114753150A (zh) | 2022-07-15 |
| CN114753150B true CN114753150B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=82335772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210512608.7A Active CN114753150B (zh) | 2022-05-12 | 2022-05-12 | 一种导电织物及其制作方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114753150B (zh) |
Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003100152A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-04 | Teijin Ltd | 透明導電積層体 |
| CN1476379A (zh) * | 2000-09-29 | 2004-02-18 | 日本板硝子株式会社 | 低辐射率的透明多层体 |
| TW200624579A (en) * | 2004-12-31 | 2006-07-16 | Ind Tech Res Inst | Uniform nano-composite filmy element and method of making the same |
| CN1979695A (zh) * | 2006-11-22 | 2007-06-13 | 鲁东大学 | 一种柔性复合透明导电膜及其制备方法 |
| CN101109071A (zh) * | 2007-06-25 | 2008-01-23 | 北京航空航天大学 | 制备非晶及纳米微晶薄膜的基片低温冷却装置 |
| CN101942636A (zh) * | 2009-07-06 | 2011-01-12 | 亚汉科技股份有限公司 | 多层复合镀膜、其制造方法以及具有该多层复合镀膜的基材 |
| CN102312211A (zh) * | 2010-06-29 | 2012-01-11 | 周雄 | 低温形成非晶态透明氧化物薄膜的方法 |
| TW201203326A (en) * | 2010-03-04 | 2012-01-16 | Ibm | Structure and method to make replacement metal gate and contact metal |
| CN102465254A (zh) * | 2010-11-11 | 2012-05-23 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 塑料表面电磁屏蔽处理方法及其制品 |
| CN104727139A (zh) * | 2013-12-20 | 2015-06-24 | 江南大学 | 一种抗电磁辐射新型纺织面料及其制备方法 |
| CN106045332A (zh) * | 2016-06-02 | 2016-10-26 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种低相变温度的热色智能调光膜及其制备方法 |
| CN108130723A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-06-08 | 北京纳米生色科技有限公司 | 一种能实现防静电的织物 |
| CN108130727A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-06-08 | 北京纳米生色科技有限公司 | 一种金黄色的屏蔽红外热辐射的织物 |
| CN109881154A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-06-14 | 北京洁尔爽高科技有限公司 | 一种在纤维或织物上形成金属复合层的工艺和制备的产品 |
| CN110629569A (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-31 | 广东欣丰科技有限公司 | 一种织物的着色方法及着色织物 |
| CN111048614A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-21 | 上海第二工业大学 | 一体化光伏热电耦合器件及其制作方法 |
| CN114208031A (zh) * | 2019-07-31 | 2022-03-18 | 丘克斯奥尼克斯公司 | 声学器件结构、滤波器和系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101667658B1 (ko) * | 2014-12-30 | 2016-10-19 | 코오롱글로텍주식회사 | 플렉서블 전도성 패브릭 기판 및 그의 제조방법 |
-
2022
- 2022-05-12 CN CN202210512608.7A patent/CN114753150B/zh active Active
Patent Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1476379A (zh) * | 2000-09-29 | 2004-02-18 | 日本板硝子株式会社 | 低辐射率的透明多层体 |
| JP2003100152A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-04 | Teijin Ltd | 透明導電積層体 |
| TW200624579A (en) * | 2004-12-31 | 2006-07-16 | Ind Tech Res Inst | Uniform nano-composite filmy element and method of making the same |
| CN1979695A (zh) * | 2006-11-22 | 2007-06-13 | 鲁东大学 | 一种柔性复合透明导电膜及其制备方法 |
| CN101109071A (zh) * | 2007-06-25 | 2008-01-23 | 北京航空航天大学 | 制备非晶及纳米微晶薄膜的基片低温冷却装置 |
| CN101942636A (zh) * | 2009-07-06 | 2011-01-12 | 亚汉科技股份有限公司 | 多层复合镀膜、其制造方法以及具有该多层复合镀膜的基材 |
| TW201203326A (en) * | 2010-03-04 | 2012-01-16 | Ibm | Structure and method to make replacement metal gate and contact metal |
| CN102312211A (zh) * | 2010-06-29 | 2012-01-11 | 周雄 | 低温形成非晶态透明氧化物薄膜的方法 |
| CN102465254A (zh) * | 2010-11-11 | 2012-05-23 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 塑料表面电磁屏蔽处理方法及其制品 |
| CN104727139A (zh) * | 2013-12-20 | 2015-06-24 | 江南大学 | 一种抗电磁辐射新型纺织面料及其制备方法 |
| CN106045332A (zh) * | 2016-06-02 | 2016-10-26 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种低相变温度的热色智能调光膜及其制备方法 |
| CN108130723A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-06-08 | 北京纳米生色科技有限公司 | 一种能实现防静电的织物 |
| CN108130727A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-06-08 | 北京纳米生色科技有限公司 | 一种金黄色的屏蔽红外热辐射的织物 |
| CN110629569A (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-31 | 广东欣丰科技有限公司 | 一种织物的着色方法及着色织物 |
| CN109881154A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-06-14 | 北京洁尔爽高科技有限公司 | 一种在纤维或织物上形成金属复合层的工艺和制备的产品 |
| CN114208031A (zh) * | 2019-07-31 | 2022-03-18 | 丘克斯奥尼克斯公司 | 声学器件结构、滤波器和系统 |
| CN111048614A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-21 | 上海第二工业大学 | 一体化光伏热电耦合器件及其制作方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 吴全德.《纳米电子学基础研究》.北京理工大学出版社,2004,(第1版),第54页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114753150A (zh) | 2022-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4537000B2 (ja) | 電極を備えた透明基材 | |
| US20110068890A1 (en) | Ntc thin film thermal resistor and a method of producing it | |
| JP2011151426A (ja) | 高性能の窒化ガリウム系発光素子のための薄膜電極およびその製造方法 | |
| TWI612884B (zh) | 電磁波屏蔽用金屬箔、電磁波屏蔽材、及屏蔽電纜 | |
| JPH06128743A (ja) | 透明導電膜とその製造方法およびそれに用いるターゲット | |
| CN108885380A (zh) | 调光薄膜的制造方法 | |
| CN114753150B (zh) | 一种导电织物及其制作方法和应用 | |
| TW201447926A (zh) | 附透明電極的基板及其製造方法 | |
| KR101712597B1 (ko) | 금속 박막 기판 및 이의 제조방법 | |
| TWI576443B (zh) | Copper alloy film, copper laminated film, wiring electrode, input device and touch panel sensor | |
| CN115207158B (zh) | 太阳电池的制备方法、太阳电池镀膜载板及其应用 | |
| WO2006098269A1 (ja) | 超電導線材の製造方法 | |
| CN2452133Y (zh) | 碲锌镉半导体材料的欧姆电极 | |
| JP4691688B2 (ja) | 有機無機ハイブリッド薄膜センサ | |
| KR20180025361A (ko) | 이중층 금속 박막 기판 및 이의 제조방법 | |
| CN101710577A (zh) | 一种抑制铜互连结构中铜氧化的方法 | |
| CN114752906B (zh) | 一种导电布及其制备方法和应用 | |
| JP2721322B2 (ja) | 酸化物超電導成形体 | |
| KR102251877B1 (ko) | 금속 박막 기판 및 이의 제조방법 | |
| KR102352913B1 (ko) | 가스센서용 금속/세라믹 복합체 및 그 제조 방법 | |
| CN106702327A (zh) | 一种超薄镍酸镧薄膜电输运性能的优化方法 | |
| JP4676089B2 (ja) | ＭｇＢ２超電導線材の製造方法 | |
| JPWO2018147136A1 (ja) | 配線構造及びその製造方法、スパッタリングターゲット材、並びに酸化防止方法 | |
| JP2555270B2 (ja) | 封入接点材料およびその製造方法 | |
| JP2000314039A (ja) | 導電性糸 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |