生产电-机换能器的方法技术

本发明专利技术涉及一种生产电-机例如压电换能器的方法，在其中依靠印刷和/或涂覆方法将包含第一孔洞(3；3a)的聚合物层(2；2a)施加到第一连续聚合物层(1；1a)，以这样的方式将覆层(4；1b，2b)施加到该包含第一孔洞(3；3a)的聚合物层(2；2a)上：使得包含第一孔洞(3；3a)的聚合物层(2；2a)的孔洞(3；3a)封闭，并且形成空腔(5)；和将该覆层(4；1b，2b)结合到包含第一孔洞(3；3a)的聚合物层(2；2a)上。本发明专利技术进一步涉及通过本发明专利技术的方法所生产的电-机换能器，和所述电-机换能器的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种生产电-机(elektromechanisch)换能器(Wandler)例如压电换能器的方法，涉及电-机换能器和涉及其用途。一些材料因所施加的机械应力而产生电势的能力被称作压电性。已经确立的压电材料是钛酸锆铅(PZT)和氟化的聚合物例如聚-1，1-偏二氟乙烯(PVDF)。还在发泡的闭孔聚丙烯(PP)中观察到压电行为。为了实现压电性，将这样的聚丙烯泡沫在高电场中充电。 作为结果，在所述孔中发生了电击穿，这产生了宏观偶极子和微观上极化了所述材料。这样的聚丙烯铁电驻极体(Ferroelektrete)的压电系数可以是几百皮可库仑/牛顿。为了进一步提高传感器动作的灵敏性，已经开发了多层系统，其由多个彼此叠置堆积的泡沫体构成。Gerhard等人(2007 Annual Report Conference on Electrical Insulation and Dielectric Wienomena，第453-456页)描述了一种三层铁电驻极体，在其中将聚四氟乙烯膜(其通过机械或者激光基钻孔而带有多个均勻贯通孔洞)设置在两个均勻的氟乙烯丙烯膜之间。但是，通过机械或者激光基钻孔来引入贯通孔洞是复杂的，并且不适于大批量生产。例如，同样在上述文献来源中所公开的(第4M页)，该穿孔的层在机械或者激光基钻孔之后必须化学清洁，来除去金属残留物(毛刺)或者有机残留物。Gerhard等人所公开的三层铁电驻极体是通过层压方法生产的。在这种方法中，通过使得所述层在升高压力和升高温度(310°C )通过两个加热的旋转柱体之间，来将带有孔洞的聚四氟乙烯膜结合到氟乙烯丙烯膜上。令人期望的是提供一种生产电-机，例如压电换能器的方法，其适于大批量生产。因此，本专利技术提出了一种生产电-机换能器，例如压电换能器的方法，其包含下面的步骤A)依靠印刷和/或涂覆方法将具有第一孔洞(3；3a)的聚合物层O ；2a)施加到第一连续聚合物层(1 ； la)，排除层压方法；B)将覆层(4； lb, 2b)施加到该具有第一孔洞(3 ；3a)的聚合物层(2 ；2a)上，以使得该具有第一孔洞(3 ；3a)的聚合物层(2 ；2a)的孔洞(3 ；3a)封闭而形成空腔(5)；和C)将该覆层(4； lb, 2b)结合到具有第一孔洞(3 ；3a)的聚合物层(2 ；2a)上， 其中-在方法步骤D)中，将电极(6a)施加到第一连续聚合物层(l，la)外侧，将电极(6b) 施加到覆层G ；lb, 2b)的外侧，该电极(6a，6b)是彼此独立来施加的，或者在步骤A)-C)之一的之前或者之后同时施加的，和-在方法步骤E)中，将在方法步骤C)之后获得的或者在方法步骤C)后的方法步骤所获得的设备进行带电。依靠本专利技术的方法，电-机换能器能够有利地以大批量生产。在本专利技术范围内，涂覆方法被特别理解为不是层压方法，例如Gerhard等人所公开的层压方法。此外，所述孔洞可以借助本专利技术方法以许多不同的形状形成。该孔洞的形状因此不限于具有圆形横截面区域的圆柱形状。此外，本专利技术的方法提供了组合不同形状的孔洞的可能性。以这种方式，一方面可以有利地使得所形成的空腔的总空腔体积最大化。另一方面，通过本专利技术方法生产的电-机换能器的电-机性能，特别是压电性能可以通过选择孔洞形状，排列和/或分布来调整。另外，通过本专利技术的方法避免了毛刺和其他锐利边缘孔洞表面不规则性。一方面这对于电-机性能，特别是压电性能具有有利的作用；另一方面它降低了换能器的生产费用，因为省去了除去这样的不规则性的工作步骤。该具有孔洞的聚合物层可以有利地使得所生产的电-机换能器沿着它的厚度更柔软，因此降低了它的弹性模量，这允许在所得的空腔中进行极化过程和/或在充电过程之后在连续聚合物层中分离所形成的充电层。在该方法的一种实施方案中，该覆层包含具有第二孔洞的聚合物层，和第二连续聚合物层，该具有第二孔洞的聚合物层设置在该第二连续聚合物层上。特别地，该覆层可以由具有第二孔洞的聚合物层、和第二连续聚合物层组成。在该方法的另一种实施方案中，该覆层是第三连续聚合物层。在该方法的另一种实施方案中，该覆层是依靠印刷和/或涂覆方法，通过将具有第二孔洞的聚合物层施加到第二连续聚合物层来生产的。该具有第一孔洞的聚合物层的材料在施加到第一连续聚合物层之后，可以部分硬化，例如部分干燥和/或部分交联和/或部分凝固和/或部分结晶。同样，该具有第二孔洞的聚合物层的材料在施加到第二连续聚合物层之后，可以部分硬化，例如部分干燥和/或部分交联和/或部分凝固和/或部分结晶。特别地，该具有第一孔洞的聚合物层的材料在施加到第一连续聚合物层之后，和/或该具有第二孔洞的聚合物层的材料在施加到第二连续聚合物层之后，可以以此方式来部分硬化，例如部分干燥和/或部分交联和/或部分凝固和/或部分结晶，即，它的粘度比它施加到连续聚合物层上时它的粘度升高。以这种方式， 一方面能够提高该孔洞的形状稳定性。另一方面，仅仅部分硬化提供了通过进一步的，特别是完全的硬化该材料，来将该具有第一孔洞的聚合物层结合到第三连续聚合物层上或者具有第二孔洞的聚合物层上的可能性。所以，在该方法的另一种实施方案中，将该具有第一孔洞的聚合物层结合到覆层上是如下来进行的该具有第一孔洞的聚合物层的材料在施加到第一连续聚合物层之后仅仅部分硬化，和/或将该具有第二孔洞的聚合物层的材料在施加到第二连续聚合物层之后仅仅部分硬化，和进一步的，特别是将该具有第一孔洞的聚合物层材料在施加覆层之后完全硬化，和/或进一步的，特别是将该具有第二孔洞的聚合物层在施加覆层之后完全硬化。 硬化在此可以理解为干燥和/或交联和/或凝固和/或结晶。例如可以将该具有第一孔洞的聚合物层的材料在施加到第一连续聚合物层之后， 和/或将该具有第二孔洞的聚合物层的材料在施加到第二连续聚合物层之后，进行干燥， 例如热干燥，并且在施加覆层之后才进行交联。另外的例子是使用非晶态凝固和/或结晶的材料，特别是聚合物例如聚氨酯，用于具有第一孔洞的聚合物层和/或具有第二孔洞的聚合物层。该非晶态凝固和/或结晶的材料可以例如以分散体的形式施加到该第一或者第二连续聚合物层上，来形成该具有第一或者第二孔洞的聚合物层。其中，该非晶态凝固和/或结晶的材料可以例如在施加到第一或者第二连续聚合物层之后，部分地非晶态凝固和/或结晶，并且可以在施加覆层之后完全非晶态凝固和/或结晶，并且由此将该具有第一孔洞的聚合物层结合到覆层上。但是，该非晶态凝固和/或结晶的材料还可以在施加到该第一或者第二连续聚合物层之后完全非晶态凝固和/或结晶，并且在施加覆层之后交联，其中该具有第一孔洞的聚合物层被结合到覆层上。此外，该非晶态凝固和/或结晶的材料可以在第一或者第二连续聚合物层施加之后完全非晶态凝固和/或结晶，并且在施加覆层之后，可以加热到该非晶态凝固和/或结晶的材料的软化和/或熔融的温度，其中该第三连续聚合物层或者其他具有孔洞的聚合物层被润湿，其中该具有孔洞的聚合物层的结构被保留，并且其中在冷却到较低的温度之后， 该具有第一孔洞的聚合物层被结合到覆层上。该具有第一和/或第二孔洞的聚合物层的材料可以例如通过热，紫外线辐照，红外线辐照和/或干燥来交联。特别地，当所述层包含具有低UV稳定性的聚合物例如聚碳酸酯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W延宁格，J瓦格纳，W菲舍尔，J比希纳，T伯纳特，A尼布勒，
申请(专利权)人：W延宁格，J瓦格纳，W菲舍尔，J比希纳，T伯纳特，A尼布勒，
类型：发明
国别省市：