通过激光转移印刷涂覆至少一个硅酮层的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过激光转移印刷施加至少一个硅酮层的方法，该方法适合于生产传感器、致动器和其他EAP层系统。在所述系统中硅酮层可以用作导电电极层或用作介电层。该方法可以设计成连续的并且可以与不同的其他涂覆技术结合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过激光转移印刷涂覆至少一个硅酮层的方法本专利技术涉及一种通过激光转移印刷(lasertransferprinting)施涂至少一个硅酮层的方法，该方法适合于生产传感器、致动器和其他EAP层系统。这些系统中的硅酮层可以用作导电电极层或用作介电层。该方法可以配置为连续的并且可以与各种其他涂覆技术结合。
技术介绍
在现有技术中已知多种用于生产硅酮层和/或基于硅酮的层的系统的方法。DE19644112A1描述了一种用于生产硅橡胶流延膜的连续方法。在这种方法中，将两组分硅酮化合物以相应的厚度和宽度浇铸在循环带上。来自加热系统的热量引入会在循环带上产生热活化硫化。在膜固化时，将其从循环带中取出、进一步热处理，并最后卷起。WO2014/090506A1描述了一种用于连续生产均匀膜厚度的薄硅酮膜的方法，并且还描述了通过该方法生产的硅酮膜及其用途。在这种情况下，将硅酮化合物通过狭缝式模头(slotdie)挤出到传送带(carrierbelt)上并固化。当膜固化时，可以将其从传送带上取下或用传送带卷起来。WO2015/113911A1描述了一种用于生产多层复合材料的方法，该多层复合材料具有至少两个均匀层厚度的薄硅酮层。US2016/0057835A1描述了电活性层系统和组件的生产。与此相关地描述了在非导电层上产生片状电极(导电层)的方法和步骤。另外，提到了与电化学填料或层一起使用。US2016/156066A1描述了一种通过气相沉积(i-CVD)用不同的掺杂剂改性聚合物薄层的方法。在此，在真空操作中，将聚合物与可变掺杂剂一起均匀且非常薄地沉积在任何期望的表面或几何形状上。WO2014/187976A1描述了一种通过连续层压工艺(卷-卷(roll-to-roll)工艺中的干沉积)生产基于弹性体的膜堆叠致动器的方法。通过将弹性体膜从载体和层压膜上预先分离，将其沉积在印刷有电极材料的另一弹性体膜上以及多次重复这些步骤来产生层压体。DE102014005851A1描述了一种用于产生弹性体堆叠致动器的设备和连续堆叠方法。该方法限于所提供的已经涂覆的电极-弹性体膜复合材料的精确层压。使用循环的传送带或连续进料，多次重复层压过程导致多层结构的构造。层流精度通过调节单元以及光电传感器技术来实现。在每个层压步骤之后，通过制作通孔来接触电极，通孔中填充有接触材料。WO2014/074554A2描述了一种用于以循环操作生产多层、堆叠的电活性转换器(electroactivetransducer)的方法。两个独立的辊将预先从传送带上分离的电活性聚合物的超薄膜提供给连续层压步骤。整个操作还包括电极的打印站，以及在相应的层压步骤之前施加粘合剂。DE102014003357A1描述了一种用于生产表面改性的硅酮层的方法。在这种方法中，将导电颗粒(炭黑、CNT、银纳米颗粒)施加到非交联的硅酮层上，然后在复合系统中固化。用于施加颗粒的方法涉及包括部分渗透到硅酮表面中的机械施加。用于施加硅酮层的已知方法，特别是那些适用于生产在致动器、传感器和其他电活性聚合物层系统中的电极层和/或介电层的方法，在其可变性、施用精度、生产量以及后来的稳健性(robustness)和实现的组件有效性方面受到限制。现有技术中已知的用于施加层的方法之一是被称为激光转移印刷(lasertransferprinting)的方法。然而，迄今为止，该方法的使用仅限于低粘度的液体油墨和分散液，以及金属。例如，WO2009/153192A2描述了一种用于在半导体结构上生产导电层的方法，其中将金属粉末分散体施加到载体上，并通过激光束将其从载体上分离到目标上。WO2010/069900A1描述了例如，油墨的激光转移印刷。WO2015/181810A1描述了一种用于印刷金属结构的激光转移方法。将透明载体上的金属膜局部加热并以液滴形式放置。因此，本专利技术的目的是开发一种灵活的方法，该方法允许有效地施加硅酮层，该方法旨在能够生产硅酮层或硅酮层系统，作为用于传感器、致动器或基于电活性聚合物(EAP)的其他元件的介电层和电极层。本专利技术令人惊奇地实现了该目的。通过激光转移印刷施加硅酮层，可以在工厂中有效地生产EAP层或EAP层系统，并且还可以印刷电子元件，例如导体迹线(conductortrack)、加热系统和电阻器。由于更少的操作步骤和/或优化的操作步骤，印刷系统显示出更好的质量。该方法使得例如可以连续生产硅酮弹性体电子器件，并且就充电表面和柔性而言还可以连续生产最佳电极。附图说明图1显示了用于生产多层硅酮弹性体系统的卷-卷(roll-to-roll)工艺图。图2显示了使用循环带生产多层硅酮弹性体系统的过程图。图3显示了激光转移操作的图。图4显示了与将硅酮组合物施加到适于激光转移印刷的印刷化合物载体相关的图。图5显示了使用液体从膜载体上分离硅酮膜的机理的图。图6显示了复合电极的构造。具体实施方式本专利技术涉及一种通过激光转移印刷施加至少一个硅酮层的方法，该方法包括以下步骤：(i)提供激光源；(ii)在激光源下方提供印刷化合物载体，该印刷化合物载体对激光辐射是透明的并且在下侧上涂覆有可交联的硅酮组合物，并且至少该可交联的硅酮组合物的表面被充电达到电位phi_1；(iii)在印刷化合物载体下方提供沉积载体；(iv)在沉积载体下方提供电极，该电极被充电至电位phi_3，其中phi_1和phi_3具有相反的极性；(v)用激光束照射印刷化合物载体，使得至少一部分可交联硅酮组合物分离并转移到沉积载体上；和(vi)通过完全或部分交联转移至沉积载体的硅酮组合物形成硅酮层。在本专利技术的上下文中，phi表示Φ。可用于硅酮层的基础材料原则上包括现有技术中已知的所有硅酮组合物。优选选择硅酮组合物，使得其交联尚未被用于激光转移印刷的激光照射触发。该组合物优选是硅酮弹性体组合物。所使用的硅酮弹性体组合物可以例如是，加成-交联、过氧化交联、缩合-交联或辐射-交联组合物。过氧化交联或加成交联组合物是优选的。特别优选的是加成交联组合物。硅酮弹性体组合物可以具有一种或两种组分的配方。硅酮弹性体组合物通过供给热、通过紫外光和/或通过湿气交联。合适的实例是以下硅酮弹性体组合物：HTV(加成交联)、HTV(辐射交联)、LSR、RTV2(加成交联)、RTV2(缩合交联)、RTV1、TPSE(热塑性硅酮弹性体)、硫醇-烯和氰基乙酰胺交联体系。加成交联的硅酮组合物最简单地包括：(A)至少一种直链化合物，其含有具有脂族碳-碳多键的基团，(B)至少一种具有Si-键合的氢原子的直链有机聚硅氧烷化合物，或代替(A)和(B)或除(A)和(B)之外(C)至少一种直链有机聚硅氧烷化合物，其包含具有脂族碳-碳多键的SiC键合的基团和Si键合的氢原子，和(D)至少一种氢化硅烷化催化剂(hydrosilylati本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过激光转移印刷施加至少一个硅酮层的方法，所述方法包括以下步骤：/n(i)提供激光源(31)；/n(ii)在所述激光源(31)下方提供印刷化合物载体(33)，所述印刷化合物载体(33)对激光辐射是透明的并且在下侧上涂覆有可交联硅酮组合物(35)，并且至少所述可交联硅酮组合物的表面被充电至电位phi_1；/n(iii)在所述印刷化合物载体(33)下方提供沉积载体(36)；/n(iv)在所述沉积载体(36)下方提供电极(37)，所述电极(37)被充电至电位phi_3，其中phi_1和phi_3具有相反的极性；/n(v)用激光束(32)照射所述印刷化合物载体(33)，使得至少一部分所述可交联硅酮组合物(35)分离并转移到所述沉积载体(36)；和/n(vi)通过完全或部分交联转移至所述沉积载体(36)的硅酮组合物(35)形成硅酮层。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过激光转移印刷施加至少一个硅酮层的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)提供激光源(31)；
(ii)在所述激光源(31)下方提供印刷化合物载体(33)，所述印刷化合物载体(33)对激光辐射是透明的并且在下侧上涂覆有可交联硅酮组合物(35)，并且至少所述可交联硅酮组合物的表面被充电至电位phi_1；
(iii)在所述印刷化合物载体(33)下方提供沉积载体(36)；
(iv)在所述沉积载体(36)下方提供电极(37)，所述电极(37)被充电至电位phi_3，其中phi_1和phi_3具有相反的极性；
(v)用激光束(32)照射所述印刷化合物载体(33)，使得至少一部分所述可交联硅酮组合物(35)分离并转移到所述沉积载体(36)；和
(vi)通过完全或部分交联转移至所述沉积载体(36)的硅酮组合物(35)形成硅酮层。


2.根据权利要求1所述的方法，其中至少面向所述可交联硅酮组合物(35)的所述沉积载体(36)的表面被充电至电位phi_2，其中phi_2和phi_1具有相反的极性，并且选择phi_2使得在步骤(v)中转移到所述沉积载体(36)的所述硅酮组合物(35)的至少一部分电荷量在所述沉积载体(36)的表面上被中和。


3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中在所述印刷化合物载体(33)和所述硅酮组合物(35)之间设置有不透明的分离层(34)，在用激光束(32)照射时将所述分离层(34)加热。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述激光束(32)的焦点(40)位于所述印刷化合物载体(33)的上方。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中通过具有锥-板系统的校准流变仪，锥CP50-2在25℃下开度角为2°且剪切速率为1s-1根据DINENISO3219:1994和DIN53019测量的，所述硅酮组合物具有10mPa·s或更大且1000Pa·s或更小的动态粘度。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述硅酮组合物是加成交联硅酮组合物，并且包含以下组分：
(A)含有至少两个具有脂族碳-碳多键的基团的有机化合物或有机硅化合物，
(B)含有至少两个Si键合的氢原子的有机硅化合物，
或代替(A)和/或(B)或除(A)和(B)之外
(C)含有具有脂族碳-碳多键的SiC键合的基团和Si键合的氢原子的有机硅化合物，以及
(D)氢化硅烷化催化剂。


7.根据权利要求6所述的方法，其中所述加成交联硅酮组合物包含以下另外的组分：
(E)一种或多种填料，选自由以下各项组成的组：BET表面积为至少50m2/g的气相二氧化硅或沉淀二氧化硅、炭黑、活性炭、石墨、石墨烯、金刚石、碳纳米管、氮化铝、氧化铝、钛酸钡、氧化铍、氮化硼、氧化镁、微粒金属、碳化硅、碳化钨、氧化锌、二氧化钛、铁氧体、NIR吸收剂、MIR吸收剂以及这些填料的组合。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述硅酮层是介电硅酮层或导电硅酮层。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中通过扫描电子显微镜分析测量的，所述硅酮层的层厚度为0.1μm至200μm。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述印刷化合物载体(33)选自由以下各项组成的组：玻璃、玻璃状二氧化硅、PET、聚碳酸酯、PMMA和硒化锌玻璃。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述沉积载体(36)选自由以下各项组成的组：PET膜、金属箔和玻璃。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述沉积载体(36)另外具...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯·埃勒尔，安德烈亚斯·克尔恩贝格尔，约翰尼斯·诺伊维尔特，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE