本发明属于复合材料领域,特别涉及平面茧复合材料,具体是平面茧复合材料的加工方法。
背景技术:
1、蚕茧是蚕用两根表面覆有丝胶的连续长丝按照“程序化”的工艺构建的作为适应自然环境及抵御其它天敌侵害以完成正常生命活动的理想的场所,是一种天然的结构合理、功能多样的生物聚合物材料。蚕吐丝的工艺经过了长期的自然选择和广泛的进化,尽管其外形小且重量轻,但其结构复杂、功能独特,特别是生活在外部复杂环境的野蚕(如蓖麻蚕),其茧的结构和形态更具有特殊性。平面茧又称“平板丝”或“平板茧”,是打破蚕吐丝结茧的生理习性让蚕儿不再作茧自缚,将丝吐于平面物体中形成方形或圆形等形状的茧纸,也可称为“丝绢”,可根据需求将1只到数万只蚕放入不同平面载体制作不同规格、厚度、形状的平面茧纸。虽然平面茧的成型方式有别于自然成型的圆茧,但平面茧的层次和纤维结构与圆形茧规律完全一致,也都是先吐结构比较蓬松散乱的茧衣,然后是层次均匀的茧层,最后是茧衬。
2、从材料的角度来看,纺织品的原材料(即纤维)通常具有柔韧性好、细度高的特点,与平面型软质材料(如薄膜、纸片、金属箔)相比,柔软的纺织品具有多尺度分层结构的优势,提供了极佳的柔软度、大表面积和高孔隙率,材料多样性程度更高,因此更适合不同形状的物体,适合日常和长期应用。
3、目前,多种多样的可穿戴电子设备得到广泛应用,应用于通信和娱乐、运动和健康监测临床和康复、教育、军事和航空航天等多个领域,提高了人类和社会的便利性、生产力和健康水平。由于可穿戴电子设备大多与人体接触,纺织品的特性有利于电子材料的嵌入,嵌入电子材料的纺织品不会影响电子性能和柔软度。因此,将电子元件与纺织材料和结构相结合,就能制造出基于纺织品的可穿电子元件,这种电子元件既能提供电子功能,又能保持卓越的柔软度、舒适度和对人体的顺应性。目前,可穿戴产品的设计和制造方式是将电子元件通过纺织加工过程嵌入到材料里面,使用时整体性较差。
4、中国专利公布号为114043754a、名称为“一种平面茧高压内渗复合膜材的加工方法”的文献中公开的方法,将平面茧放入相应的模具内,向模具中加入内渗液或聚酯颗粒,在高温高压环境下利用高压将内渗液渗入平面茧的空隙中,其目的是提供一种抗撕裂性好且耐用的复合膜材。但是,由于该方法需要加入内渗液或聚酯颗粒,而且要在高温高压环境下,所以该方法不能用于电子设备,会损坏电子设备。中国专利公开号为cn101418520a的文献中公开了一种“平面茧丝无纺片材的制造方法”,先对平面茧丝进行分层、剪边后铺设在一层不粘布上,再在其上覆盖另一层不粘布,然后对两层之间放有平面茧丝的不粘布一起放入平板热压机上热压定型,最后揭去上层不粘布。但是,由于该方法需要热压,同样会损坏电子设备。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决现有平面茧复合材料加工工艺技术存在的无法将平面茧与可穿戴电子设备结合的问题而提出一种集成柔性可穿戴电子设备的平面茧复合材料加工方法,充分利用平面茧的特殊结构对可穿戴电子设备实现无损柔性加工。
2、为实现上述目的,本发明采用的技术方案是包括以下步骤:
3、步骤1):将若干个五龄蚕放置在吐丝板上使五龄蚕在吐丝板上均匀吐丝,在吐丝板上形成一层平面茧后移走所述的若干个五龄蚕;
4、步骤2):将所述的一层平面茧揭下后上面朝下、茧衣朝上重新铺在吐丝板上,再将平面电子设备平铺到平面茧上面;
5、步骤3):将移走的所有五龄蚕平铺在所述的平面电子设备上,使五龄蚕继续均匀吐丝,直至吐丝结束后最终移走所有五龄蚕,新吐出的蚕丝与茧衣交联穿插勾结形成平面茧复合材料。
6、进一步地,步骤1)中,五龄蚕在吐丝板上均匀吐丝时间为五龄蚕整个吐丝周期的一半后移走所述的若干个五龄蚕。
7、进一步地,步骤3)中,对所述的平面茧复合材料脱胶处理后再使用。
8、进一步地,吐丝板的长度大于所需的复合材料的长宽,根据所需的复合材料的长宽尺寸以及厚度确定需要放置在平面茧吐丝板上的五龄蚕个数。
9、进一步地,根据蚕具有的向高性逆光性的生理特征驱动五龄蚕在吐丝板上运动。
10、进一步地,所述的吐丝板有多块,多块吐丝板上下、前后、左右均有间隔地布置,在每块吐丝板上都放置若干个五龄蚕。
11、本发明采用上述技术方案后的有益效果是:
12、1、本发明通过平面茧成型中复合电子设备形成柔性可穿戴材料,充分借助平面茧自身的特殊结构,提高了柔性可穿戴电子材料的实用性。通过本发明加工的平面茧复合材料,提高了可穿戴电子设备与平面茧的整体结合性能,使用时不容分离脱落。
13、2、本发明是在平面茧吐丝的过程中完成,无需加入其他材料,也无需高温高压,因此方法简单易行且成本低,整个加工过程对电子设备无损坏,可靠性好。
14、3、通过本发明能产生与可穿戴电子设备集成高度兼容的纺织技术和生产线,包括对不同纤维材料的高通量和高速加工,形成基于纺织品的可穿戴电子产品的批量化生产。
15、4、通过本发明形成的平面茧复合材料,为可穿戴电子产品提供了更优异的柔性、透气性和舒适性,进一步拓展复合材料的应用。
1.一种集成柔性可穿戴电子设备的平面茧复合材料加工方法,其特征是包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的平面茧复合材料加工方法,其特征是:步骤1)中,五龄蚕在吐丝板上均匀吐丝时间为五龄蚕整个吐丝周期的一半后移走所述的若干个五龄蚕。
3.根据权利要求1所述的平面茧复合材料加工方法,其特征是:步骤3)中,对所述的平面茧复合材料脱胶处理后再使用。
4.根据权利要求1所述的平面茧复合材料加工方法,其特征是:吐丝板的长度大于所需的复合材料的长宽,根据所需的复合材料的长宽尺寸以及厚度确定需要放置在平面茧吐丝板上的五龄蚕个数。
5.根据权利要求1所述的平面茧复合材料加工方法,其特征是:平面电子设备的长宽尺寸小于所需的复合材料的长宽尺寸的80%。
6.根据权利要求5所述的平面茧复合材料加工方法,其特征是:平面电子设备的电极端伸出吐丝板之外30cm以上。
7.根据权利要求1所述的平面茧复合材料加工方法,其特征是:根据蚕具有的向高性逆光性的生理特征驱动五龄蚕在吐丝板上运动。
8.根据权利要求1-7任一所述的平面茧复合材料加工方法,其特征是:所述的吐丝板有多块,多块吐丝板上下、前后、左右均有间隔地布置,在每块吐丝板上都放置若干个五龄蚕。