[发明专利]用于获取生理信号的织物

说明书

本申请要求2011年4月12日递交的欧洲专利申请EP11162135和2011年4月12日递交的美国临时专利申请61/474484的优先权，这些专利申请通过引用结合于本文中。

技术领域

本发明涉及一种至少包括结合在织物中的弹性导电区域的织物、一种获得织物的方法、以及一种使用装载有导电材料的硅酮橡胶制备本发明的织物的方法。本发明还涉及一种包括该织物的装置、以及一种包括该装置的服装。

背景技术

在本领域现有技术中已知，包括电极和轨迹的织物能够实现可穿着服装，该可穿戴服装能够记录生理信号并且在日常活动中使用。电极放置成与人体皮肤接触，检查产生的电生理信号。心电图(ECG)或肌电图(EMG)是通过该服装监测的生理信号的示例。

然而，信号的稳定性、噪声和灵敏度会受到不同原因的影响；运动和长期获取信号是两个最重要的原因。

结合到服装中的电极和轨迹必需是对人体(包括在运动中)微创、柔性和舒适并且耐重复洗涤的系统。

为减少噪声，传统电极使用粘合剂将电极连接到皮肤。电极结合在织物中的机会将使用织物到身体的压力来消除粘合剂。为产生压力，织物是柔性和弹性的，能够适应每种不同类型的身体。如果布线系统不是弹性的，则由身体作出的每次运动将会传递到电极，使得电极离开其位置，弹性电路像电极和连接器之间的弹簧一样起作用。这就是为什么需要找到结合在织物中的弹性且无方向布线系统的原因。

Anjum Saleem等人的文章“Fabrication of extrinsically conductive silicone rubbers with high elasticity and analysis of their mechanical andelectrical characteristics”(Polymers2010，卷2(3)，200-210页)描述找到能实现这种功能的用导电填充物增强的硅酮橡胶的需求和努力，该文章提出实现这个目的的困难。将硅橡胶与导电填充物混合直到渗流阈值，看起来不足以获得导电性，只有碳纤维能够实现半导电值。碳纤维的问题是它们降低硅机械性能，所以碳纤维不适合高弹性产品。

在不同的专利中记载了在织物上使用硅导电橡胶，但是由于公开文本说明使用室温固化温度，所以仍然没有解决将导电硅酮橡胶直接印刷在织物中。

用于获取生理信号的织物领域的现有技术表现出不同的缺点，例如，申请人为SmartLife Technology Limited的专利申请US7779656记载了编织技术，特别是用于纱线具有导电特性的服装的技术。这些服装有助于监测穿着者的生理信号。电极连接到服装或结合于服装中，轨迹是连接到端子连接器的导电纱线，端子连接器定位在服装上的别处。轨迹具有可能结合到织物中的两个方向，所以当电极位于不同位置时轨迹严重限制将电极和端子连接器连接。在本文的图1A中示出这种情况。

申请人为Electronics and Telecommunications Research Institute的专利公开文本US7783334记载了用于测量生理信号的服装，该服装包括：电极，电极由导电织物制成并且检测生理信号；轨迹，通过该轨迹传送检测的生理信号；生理信号测量单元，该生理信号测量单元连接到传输线，接收生理信号，测量关于与生理信号有关的身体状况的信息；和容器，生理信号测量单元插入该容器中。由导电线制成的轨迹没有结合在服装中，这些轨迹通过缝褶固定到服装。这种选择具有某些限制，轨迹没有结合到服装中意味着服装不舒适，另一方面因为轨迹由金属线制成，所以轨迹的弹性低。

专利申请US2010198038记载了电极板，该电极板包括：具有平坦表面的材料；设置在材料的平坦表面上并且由包含碳纳米管的导电墨形成的布线层；和连接到布线层的电极。导电墨不是弹性的。导电墨的成分完全 不同于硅酮橡胶的成分。需要将墨施加到平坦区域中。当该区域是纺织品时，需要施加第一层，这是因为纺织品的编制呈现出孔洞。导电墨的最大问题在于机械特性，因为织物必需承受水、磨损、拉伸、冲击等。导电墨不满足这些要求。对材料的说明不仅针对导电性是重要的，而且针对机械性能也是重要的。

因为，根据本领域现有技术，包括弹性导电区域的织物的发展仍然很受关注，其中导电区域结合到织物中并且可以是轨迹。

发明内容