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看!原来耐弯折、可水洗的穿戴标签天线用电子油墨这么制作出来的

时间:2020-01-18 10:36:00来源:科印网作者:陈锦彬
  弹性石墨烯导电油墨常规性能表征

  1.弹性石墨烯导电油墨常规性能测试方法

  首先,测试油墨细度。使用刮板细度计,取适量油墨液体,按照GB T13217.3-2008《液体油墨细度检验方法》的规定执行,检测油墨粒度。

       其次,测试油墨的导电性。用可调试涂膜器将导电油墨涂布在聚酯基材或环氧树脂基材等膜表面,经过烘箱干燥后,使用四探针测试仪,测试规定膜层厚度的电阻,即为该厚度下的方阻值。

       随后,测试成膜性能及附着力。观察成膜是否有孔、颜色是否均一;使用百格刀,纵横划10条线,形成100个小格子,使用3M胶带粘牢,从一端撕起,观察脱落的方格数,并评定为1~5级别。 

       最后,测试成膜膜厚。使用千分尺测试成膜基材厚度,记为d1;再测涂膜处的厚度(包括基材与涂层总体厚度),记为d2;对两厚度作差,即为该导电涂层膜厚。 

      汇总以上测试的弹性石墨烯导电油墨常规性能,指标如表1所示。

  2.弹性石墨烯导电油墨树脂种类及其添加量的影响

  为验证不同树脂及其添加量对油墨耐弯折、耐水洗性能的影响,首先分别选用不同类型的树脂,并调整其比例分别为15%、25%、40%、60%,制作成不同树脂、不同配比的弹性浆料,在满足正常印刷性能的同时,可以实现丝网印刷制备。

      实验中分别选择以下树脂,最终筛选出树脂LX-088乳液具有比较好的耐弯折、耐拉伸、耐水性效果,具体实验结果如表2所示。

  具体来看,当LX-088乳液的添加量分别为15%、25%、40%、60%时,使测试样品涂层厚度保持一致,以保证涂层不发生裂纹产生的最大形变量为衡量目标,具体测试结果如图3所示。

  综上实验分析可以看出,通过调整树脂及其添加比例,所制备的弹性油墨具有不同耐弯折、拉伸、扭折性能,由于可穿戴的一般固定在衣服或直接贴敷在皮肤表面的标签产生的形变较小,所以在一定范围内,该弹性油墨可以满足正常使用中的形变需求。此外,对油墨涂层耐水洗性能进行测试,最后可以承受至少50次水洗。测试细节如图4所示。

  弹性石墨烯导电油墨在印刷标签天线中的应用

  制备上述弹性石墨烯导电油墨,选用丝网印刷打样机,调整合适的印刷适性,如油墨黏度、流动性、刮刀角度、印刷压力等多个因素,测试油墨线条的印刷性能。通过实验发现,当油墨粘度为3000cp、气压调节值为0.3MPa、网版目数为200目、刮刀角度为60°时,天线线条较完整清晰。

      总之,制备的弹性石墨烯导电油墨可以印刷各种射频天线标签、NFC标签线路,适合应用于一些挤压、拉伸、扭曲、褶皱等变形的场合,也可有效避免导电涂层不被损伤。此外,该弹性石墨烯导电油墨也可用于一些可穿戴电子、柔性电子、可穿戴传感器等柔性或弹性器件电路的制作。


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