形成导电轨道的复合物制造技术

描述了在材料(20)内制造导电轨道或区域的方法。通过使用纤维素(22)或其衍生物作为材料和通过局部提高一部分材料的温度，可以以简单、经济和快速方式描迹轨道。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及例如要涂铺或喷涂在任何表面上的复合物，以获得用于携带电荷或电压或电流信号的导电线路或轨道。该复合物可改性以局部改变其电导率。表面或设备的布线已知是非常昂贵和费力的操作。电缆的长度、它们的成本和重量通常是主导部分，有时达到阻碍工程开始的程度。例如WO/2012/137048教导了如何因可极化分子而借助激光在复合物的体积内制造导电路径。但是，该复合物在此具有复杂化学式，且激光的使用不利地限制了应用领域。这提出获得具有简单化学式并因此价廉和容易重现的上述类型的复合物的问题。此外，不使用激光描迹轨道是方便的。通过如所附权利要求书中的复合物和/或方法和/或用途解决至少一个问题，其中从属权利要求规定了有利的变体。除非另行规定，下述百分比是相对于总量的重量百分比。纤维素(C6H10O5)和衍生自其的物质类别经证实是用于获得导电轨道的惊人好的材料。特别地，通过燃烧或加热一部分纤维素以使其碳化获得的电阻率差(降低)是有利的。要指出，该纤维素在现有技术中最多用作金属导体周围的绝缘材料。特别地，意外地发现，硝化纤维素(一种纤维素亚种)提供电阻率比该纤维素低的结果，因此提供质量更好的电通路。其也更容易喷涂和稀释，因此可以更好更容易地汽化。硝化纤维素(或纤维素)通常在室温下具有绝缘体的电阻率。在使其达到大约220-230℃时，其碳化且其电阻率降低到半导体范围。利用更导电的轨道或区域的电阻的变化临时(adhoc)、从头(exnovo)或实时地制造例如导电通路，或管理由电压或电流表现出的逻辑状态。优选为了局部提高纤维素或硝化纤维素的温度以使其碳化和描迹该轨道，使用激光，其产生适当和精确的描迹。但也可以使用其它加热/描迹方法，例如通过置于炉中或用热源燃烧(硝化)纤维素段，例如镀锡装置(tin-plater)的热杆。但是，燃烧以不好控制的方式进行，结果无法以高精确度再现，但对中等精确度而言是足够的。例如，在实验室中在绝缘基底上涂铺硝化纤维素层，并在其上生成(关于如何生成，见下文)7cm长、0.9mm宽和大约7mμ深的轨道。硝化纤维素层为50μm厚且激光束在其上方行进。硝化纤维素轨道从几乎无限电阻率变成3500Ω的电阻。有利地，对于相同结果，可以使用每种类型的硝化纤维素，例如单硝酸(mononitric)(C24H39(NO2)12O20)、二硝酸(binitric)、三硝酸(trinitric)等，直到十二硝酸(dodecanitric)(C24H28(NO2)12O20)。为了改进电性能，向该材料中加入贵材料的粒子(例如银、铜、金、铂、铟、钨)。金具有高成本，并且除了银外，所有其它材料的性能较低。这些粒子的添加产生令人惊讶的结果。尽管它们本身是导电材料，但由于在各粒子周围不可避免地形成的绝缘氧化物层，仅在该材料中引入这些粒子不会造成总电导率提高。但是，如果粒度和/或它们的密度具有特定值，电导率实际上改进。用平均直径为5μm至17μm的粒子，特别是银粒子获得最佳结果，在9μm至11μm的直径下检测到电导率峰值。平均或最佳粒度或直径优选为11μm，例如粒子的组成等于：34％具有12-18μm的直径；50％具有11μm的直径；16％具有3-5μm的直径。特别对于银粉或银粒子，3％至20％，更特别是5％至12％的重量百分比能够获得良好的电子性能。理论上如下解释该效应：通过局部提高温度，氧化物层破碎且其碎片留在粒子的核附近。在各种暴露的核上，会形成足够大的电子云以与邻近的电子云电子连通，由此改进电导率。优选通过刷涂、喷涂或冷拉伸将该复合物或材料施加到表面上。为了利于施加，向该混合物中加入溶剂，其充当稀释剂并在喷涂后蒸发。可以使用例如二氯甲烷或有机溶剂(例如四氯乙烯、丙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、己烷)。优选向该复合物中加入二醇，例如PEG(聚乙二醇)。提供良好结果的百分比是1-4％。效果是在溶剂蒸发时使该复合物保持柔软或挠性，以在载体变形或存在例如温度波动时避免裂纹或损伤。也可以在固化或几乎固化时使该复合物层机械变形，以使例如其内的活动元件运动。优选向该复合物中加入(食品或丙烯酸)染料；提供良好结果的百分比是大约2％。因此改进该复合物的激光吸收。激光可以穿过该复合物而不将其加热或燃烧，和/或不作用于由贵材料制成的粒子(见下文)。还提出在材料内制造导电轨道或区域的方法。该方法享有已对该复合物描述的优点，反之亦然。该方法的特征在于下列步骤使用纤维素或其衍生物作为材料；局部提高一部分材料的温度。作为该方法的任选步骤，独自或结合地：-使用激光局部提高一部分材料的温度；-使用硝化纤维素作为材料；-在该材料中嵌入银或铜或金或铂或铟或钨粒子，其平均直径为5μm至17μm且相对于含有它们的材料的重量百分比为3％至20％；-所述平均直径为10-11μm；-将二醇，例如PEG(聚乙二醇)添加到该材料中；-将溶剂，例如二乙醚添加到该材料中；-将食品或丙烯酸染料添加到该材料中。本专利技术的另一方面是纤维素或其衍生物作为通过提高一部分材料的局部温度而在其中制造导电区域或轨道的材料的用途。上述用途具有许多特征，例如该材料是硝化纤维素。如本申请中要求保护或描述的方法或复合物的每一特征可以是用途权利要求的特征。要指出，该材料中的上述升温可以仅用于将其碳化并提高其电导率。第一个效果因此是该材料的电导率提高。通过激光与分散在纤维素中的粒子的相互作用实现电阻率的进一步降低，见下文。因此，热和能量的局部供应也可作用于纤维素基质内的分散体上，并且由于此类分散体在纤维素内的事实，电阻率甚至更低。所述复合物也能以自动方式描迹轨道：当在该复合物的两个点施加电压时，在它们之间形成轨道。参考附图从该复合物的优选实施方案的下列描述中更清楚看出本发明的优点，其中图1显示平铺构造的层；图2显示图1的复合物的放大图；图3显示在特定构造中的图3的复合物；图4显示图1的层中存在的粒子。在通用载体表面10，例如壁、金属体、印刷电路板(PCB)或玻璃、聚乙酸酯或丙烯酸的层上，涂铺或喷涂复合物层20。复合物20可以如下构成(按体积计)：·16％的μm银粉(具有如上规定的粒度)·40％胶棉(硝化纤维素在乙醇或乙醇/二乙醚混合物中的6％溶液)；·40％稀释剂，其中该稀释剂由76％乙酸丁酯、12％乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
在材料(20)内制造导电轨道或区域的方法，其特征在于‑使用纤维素(22)或其衍生物作为材料；‑局部提高一部分材料的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.03 IT TV2013A0001281.在材料(20)内制造导电轨道或区域的方法，其特征在于
-使用纤维素(22)或其衍生物作为材料；
-局部提高一部分材料的温度。
2.根据权利要求1的方法，其中激光(L)局部提高一部分材料的温
度。
3.根据权利要求1或2的方法，其中所述材料是硝化纤维素。
4.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在所述材料中嵌入银或
铜或金或铂或铟或钨的粒子(40)，其平均直径为5μm至17μm且相对于含
有它们的材料的重量百分比为3％至20％。
5.根据前述权利要求中任一项的方法，其中将二醇、例如PEG(聚
乙二醇)添加到所述材料中，和/或将溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·卡佩利，
申请(专利权)人：特罗尼克有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB