專(zhuān)利名稱(chēng)：生產(chǎn)機(jī)電換能器的方法
生產(chǎn)機(jī)電換能器的方法本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)機(jī)電的例如壓電的換能器的方法，涉及機(jī)電換能器和機(jī)電換能器的用途。材料在響應(yīng)所施加的機(jī)械載荷時(shí)產(chǎn)生電勢(shì)的能力被稱(chēng)為壓電性。已經(jīng)確立的壓電材料是鈦酸鋯鉛(PZT)和氟化聚合物例如聚1，1-偏二氟乙烯(PVDF)。同樣在閉孔發(fā)泡聚丙烯(PP)中也觀察到壓電行為。為了實(shí)現(xiàn)壓電性，將這樣的聚丙烯泡沫在強(qiáng)電場(chǎng)中帶電。 從而在所述孔內(nèi)發(fā)生電擊穿，其產(chǎn)生了宏觀雙極性和宏觀上極化了該材料。這樣的聚丙烯鐵電駐極體的壓電系數(shù)可以是幾百皮庫(kù)/牛。為了進(jìn)一步提高傳感器作用的靈敏度，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了由多個(gè)彼此疊置的泡沫組成的多層體系。Gerhard等人(2007 Annual Report Conference on Electrical Insulation and Dielectric Wienomena，第453-456頁(yè))描述了一種三層鐵電駐極體，在其中聚四氟乙烯膜 (其通過(guò)機(jī)械或者激光基鉆孔而具有多種同樣的通孔)排列在兩個(gè)同樣的氟乙烯-丙烯膜之間。但是，通過(guò)機(jī)械或者激光基鉆孔來(lái)引入通孔是復(fù)雜的，并且不適于大批量生產(chǎn)。Schwodiauer 等人(2004 IEEE International Ultrasonics, Ferroelectrics， and Frequency Control Joint 50th Anniversary Conference)描述了一禾中駐極體空氣間隙夾層結(jié)構(gòu)，包含在兩個(gè)電極之間的聚丙烯泡沫，如這個(gè)文獻(xiàn)的圖1(a)和(b)所示。這樣的結(jié)構(gòu)是通過(guò)如下方式來(lái)生產(chǎn)的將包含顆粒的聚丙烯泡沫在兩個(gè)空間方向上拉伸來(lái)形成空腔。這可以在圖1(b)中看出，淺色的區(qū)域表示了聚丙烯框架，深色的區(qū)域是展平的空腔。 可以清楚的看到聚丙烯框架以及位于它們之間的空腔的無(wú)序結(jié)構(gòu)。也可以看到該聚合物框架“支柱”的厚度和形狀和空腔的尺寸，直徑，高度和形狀是顯著變化的，即，“支柱”和空腔二者的尺寸分布是大的。高度(即，垂直于電極的空腔的直徑)的變化在這種情況中是特別關(guān)鍵的，因?yàn)樗鼘?dǎo)致了壓電性能(例如壓電常數(shù)和它的頻率相關(guān)性)的變化。特別地，共振頻率的位置和壓電常數(shù)共振峰的寬度對(duì)于上述參數(shù)的變化是非常敏感的。特別地，聚丙烯框架以及它們之間的空腔的無(wú)序結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了聚丙烯泡沫不一致的機(jī)械性能。這樣的布置的缺點(diǎn)還在于僅能不精確地匹配電和機(jī)械性能。令人期望的是提供一種生產(chǎn)機(jī)電的例如壓電的換能器的方法，其適于大批量生產(chǎn)。這種方法此外應(yīng)當(dāng)能夠使得換能器的電和機(jī)械性能可調(diào)整。為此目的，它應(yīng)當(dāng)可以根據(jù)尺寸和位置產(chǎn)生規(guī)定方式的結(jié)構(gòu)，并且具有盡可能低的尺寸分布。本發(fā)明所以提供一種生產(chǎn)機(jī)電(例如壓電)換能器的方法，其包括以下步驟
A)將由隔離元件形成的單層(Monolage)施加到第一聚合物層上，該單層的所述隔離元件具有基本相同的高度(h)，
B)將第二聚合物層施加到該單層的隔離元件上，以使得在該第一聚合物層和該第二聚合物層之間存在著至少一個(gè)空腔，和
C)將該隔離元件固定在該第一和第二聚合物層之間。在本發(fā)明上下文中，術(shù)語(yǔ)“單層”目的是表示單層的隔離元件。在本發(fā)明上下文中，“基本上相同的高度”目的是表示該隔離元件具有在生產(chǎn)容限范圍的相同高度，例如小于5%，特別是小于1%的生產(chǎn)容限。
根據(jù)本發(fā)明的方法，機(jī)電換能器能夠有利地以大批量來(lái)生產(chǎn)。該由隔離元件形成的單層可以有利地使得所生產(chǎn)的機(jī)電換能器沿著它的厚度更柔軟，來(lái)降低它的彈性模量，允許在所形成的空腔中進(jìn)行極化方法和/或在帶電方法之后分離聚合物層中所形成的帶電層?！案綦x元件”可以具體理解為一種元件，其在引入所述方法之前已經(jīng)具有規(guī)定的形狀。該形狀優(yōu)選直到所述方法結(jié)束時(shí)基本得以保持。例如，該隔離元件可以具有球形或者長(zhǎng)形的形狀。特別地，該隔離元件可以配置成球形或者線束形(細(xì)絲形式)。聚合物膜之間的距離可以有利地由該隔離元件的尺寸來(lái)決定。該隔離元件的密度(單位面積上的隔離元件數(shù))和該隔離元件的分布(該隔離元件的平均(最大)間距)可以根據(jù)聚合物層的機(jī)械性能來(lái)適當(dāng)選擇。 一個(gè)或多個(gè)空腔是連續(xù)設(shè)置在第一和第二聚合物層之間的。例如所述(一個(gè)或多個(gè))空腔在一個(gè)面上與第一聚合物層接觸和在另一個(gè)面上與第二聚合物層接觸。這對(duì)于待生產(chǎn)的機(jī)電換能器的機(jī)電行為具有有利的作用。在該方法的一種實(shí)施方案中，該隔離元件被配置為球體，特別是實(shí)心或者中空球體，和/或線束，特別是實(shí)心或者中空線束(管)的形式。該隔離元件優(yōu)選具有盡可能小的尺寸分布。特別地，該單層的隔離元件不僅可以具有基本相同的高度，而且還可以具有基本上同樣大的直徑。在這種情況中，“基本上同樣大的直徑”可以理解為該隔離元件具有在生產(chǎn)容限范圍內(nèi)的相同直徑，例如小于5%，特別是小于1%的生產(chǎn)容限。以此方式，可以確保該第一和第二聚合物膜能夠等距排列。優(yōu)選調(diào)整該隔離元件的尺寸，特別是高度和/或直徑，來(lái)使得該聚合物層不會(huì)接觸和/或在制造后所形成的總空腔體積盡可能大。例如，該隔離元件的高度可以是彡1 Mm至彡800 Mm，優(yōu)選彡10 Mm至彡300 Mm，特別優(yōu)選彡20 Mm至 ^ 200 Mm，更特別優(yōu)選彡50 Mm至< 100 Mm和/或直徑可以是彡1 Mm至< 800 Mm，優(yōu)選 ^ 10 Mm至彡300 Mm，特別優(yōu)選彡20 Mm至彡200 Mm，更特別優(yōu)選彡50 Mm至彡100 Mm。 該隔離元件優(yōu)選是由非導(dǎo)電和/或電不可極化的材料制成的?？梢詫⑺龈綦x元件均勻或者非均勻分布地施加到第一聚合物層上。特別地，該隔離元件可以均勻分布地施加到第一聚合物層上。但是，取決于所生產(chǎn)的機(jī)電換能器的應(yīng)用領(lǐng)域，還可以有利的是，特別以受控的方式、空間分辨地不均勻分布地施加該隔離元件。該隔離元件此外可以以不同的形式來(lái)配置。特別地，可以施加多個(gè)以第一形式配置的隔離元件和多個(gè)以第二形式配置的隔離元件，以及任選的多個(gè)以第三形式配置的隔離元件等。在這種情況中可以將不同形式配置的隔離元件均勻或者非均勻分布地施加到第一聚合物層上。特別地，本發(fā)明方法所生產(chǎn)的機(jī)電換能器的機(jī)電性能，特別是壓電性能可以通過(guò)選擇隔離元件的形式、隔離元件的排列和/或隔離元件分布來(lái)適配。該隔離元件原則上可以彼此獨(dú)立地由任何材料來(lái)制造，所述材料適于允許在空腔中進(jìn)行極化過(guò)程和在帶電過(guò)程之后分離聚合物層中形成的帶電層。在所述方法的另外一種實(shí)施方案中，該隔離元件是由玻璃或者聚合物制成的。例如，該隔離元件可以由礦物玻璃，特別是二氧化硅玻璃(Kieselglas)或者石英玻璃制成。 制造該隔離元件的聚合物可以幾乎任意地選擇。熱塑性塑料例如聚碳酸酯和聚苯乙烯，特別是聚碳酸酯，和熱塑性彈性體例如熱塑性聚氨酯(TPU)可以作為例子提及。例如，Liquid Crystal Technologies公司(LCT)(美國(guó)俄亥俄州Cleveland)銷(xiāo)售的合適的聚合物隔離元件。特別地，該隔離元件可以配置為玻璃球體和/或聚合物球體和/或玻璃線束和/或聚合物線束的形式。在所述方法的另外一種實(shí)施方案中，該隔離元件配置為線束狀，并且以波紋狀施加到第一聚合物層上。以此方式，能夠排列線束形的例如柔性隔離元件，同時(shí)避免線束彼此疊置。在該隔離元件施加過(guò)程中，該隔離元件可以進(jìn)行分布，例如鋪展。在所述方法的另外一種實(shí)施方案中，在方法步驟A)中，將該隔離元件施加到第一聚合物層上是通過(guò)噴灑方法和/或噴涂方法和/或流化床方法和/或放置方法(特別是放置技術(shù)，例如使用自動(dòng)放置機(jī))和/或印刷方法和/或涂覆方法來(lái)進(jìn)行的。在所述方法的另外一種實(shí)施方案中，在方法步驟A)中，將該隔離元件施加到第一聚合物層上是通過(guò)印刷和/或涂覆方法來(lái)進(jìn)行的，使用包含該隔離元件作為填料的印刷和 /或涂覆材料，例如印刷油墨，墨水，糊，配制料，漆或者粘接劑。在方法步驟A)中將由隔離元件形成的單層施加到第一聚合物層上之后，該印刷和/或涂覆材料可以部分或者完全固定，例如干燥和/或交聯(lián)和/或凝固和/或結(jié)晶。這可以例如如下來(lái)進(jìn)行通過(guò)熱，通過(guò)紫外線照射，通過(guò)紅外線照射和/或通過(guò)干燥。但是，如果所述結(jié)構(gòu)包含具有低的UV穩(wěn)定性的聚合物例如聚碳酸酯，則固定優(yōu)選是通過(guò)熱，通過(guò)紅外線照射和/或通過(guò)干燥來(lái)進(jìn)行的。通過(guò)首先部分和隨后完全地固定，一方面能夠提高被印刷的結(jié)構(gòu)的形狀穩(wěn)定性。另一方面，這提供了通過(guò)隨后進(jìn)一步地，特別是完全地，將該隔離元件固定于第一和第二聚合物層之間，或者將由該隔離元件形成的單層與第一聚合物層和第二聚合物層二者相結(jié)合的可能性。方法步驟C)可以在方法步驟A)和B)之后進(jìn)行或者在方法步驟A)和/或B)期間和/或之前進(jìn)行。例如，在所述方法的另外一種實(shí)施方案中，該隔離元件的固定是如下來(lái)進(jìn)行的在方法步驟A)的由隔離元件形成的單層施加之后，僅僅部分地固定，例如干燥和/或交聯(lián)和 /或凝固和/或結(jié)晶該包含隔離元件的印刷和/或涂覆材料，和在方法步驟B)的第二聚合物層施加之后，完全固定，例如干燥和/或交聯(lián)和/或凝固和/或結(jié)晶該包含隔離元件的印刷和/或涂覆材料。在所述方法的另外一種實(shí)施方案中，該隔離元件的固定是通過(guò)粘合方法來(lái)進(jìn)行的，在方法步驟A)之前的方法步驟0)中，將粘接劑層施加到該隔離元件和/或第一聚合物層和/或第二聚合物層上，特別是通過(guò)經(jīng)由印刷和/或涂覆方法施加印刷和/或涂覆材料來(lái)進(jìn)行。在這種情況中，該固定本身可以在方法步驟A)期間和/或之后和/或在方法步驟 B)期間和/或之后進(jìn)行。在本文上下文以及下面解釋的層壓方法的上下文中，在方法步驟 A)之前，該方法還可以包括方法步驟0)將粘接劑層和/或熱塑性層施加到該隔離元件和 /或第一聚合物層和/或第二聚合物層上，特別是通過(guò)印刷和/或涂覆方法來(lái)進(jìn)行。在所述方法的另外一種實(shí)施方案中，該隔離元件的固定是通過(guò)層壓方法來(lái)進(jìn)行的，特別是在升高壓力和/或在升高溫度和/或用紫外線照射和/或紅外線照射來(lái)進(jìn)行，在方法步驟A)之前的方法步驟0)中，將熱塑性層施加到該隔離元件和/或第一聚合物層和/ 或第二聚合物層上，特別是通過(guò)經(jīng)由印刷和/或涂覆方法施加印刷和/或涂覆材料來(lái)進(jìn)行， 和/或該隔離元件和/或第一聚合物層和/或第二聚合物層是由熱塑性材料制成的。在升高壓力和/或升高溫度的層壓可以例如在兩個(gè)熱旋轉(zhuǎn)柱體之間進(jìn)行。在這種情況中優(yōu)選對(duì)壓力和/或溫度進(jìn)行選擇使得該聚合物層和隔離元件相粘合，其中該隔離元件的形狀至少基本上得以保存。在層壓方法的范圍內(nèi)，該隔離元件和/或第一聚合物層和/或第二聚合物層和/或熱塑性層可以經(jīng)加熱。所述方法此外可以包含方法步驟Cl)施加密封件，其在其余面界定和密封由隔離元件所撐開(kāi)并在兩側(cè)由所述聚合物層界定的空間。在所述方法的另外一種實(shí)施方案中，該隔離元件的固定是通過(guò)鉗合方法來(lái)進(jìn)行的，第一聚合物層和第二聚合物層是通過(guò)一種或多種夾子鉗合在一起的。該一個(gè)或多個(gè)夾子可以同時(shí)作為密封件來(lái)配置。當(dāng)通過(guò)鉗合方法來(lái)固定時(shí)，該隔離元件可以任選地略微壓入第一聚合物層和/或第二聚合物層中，該第一聚合物層和/或第二聚合物層稍微變形，并且該隔離元件固定在各自的位置上。作為一個(gè)選項(xiàng)或者除此之外，該隔離元件它們本身可以稍微變形，并以此方式固定于第一聚合物層和第二聚合物層之間。在方法步驟0)中的施加之后，粘接劑層可以部分地固定，例如干燥和/或交聯(lián)和 /或凝固和/或結(jié)晶。這可以通過(guò)熱，通過(guò)紫外線照射，通過(guò)紅外線照射和/或通過(guò)干燥來(lái)進(jìn)行。但是，優(yōu)選該粘接劑層僅僅固定到這樣的程度，即，保存了粘接性能，并且隔離元件能夠附著于其上。在施加了由隔離元件形成的單層之后(特別是在方法步驟A)中)，該粘接劑層可以完全固定，例如干燥和/或交聯(lián)和/或凝固和/或結(jié)晶，并以此方式固定該隔離元件。在方法步驟0)中施加之后，該熱塑性層可以完全固定，例如干燥和/或交聯(lián)和/ 或凝固和/或結(jié)晶。這同樣可以通過(guò)熱，通過(guò)紫外線照射，通過(guò)紅外線照射和/或通過(guò)干燥來(lái)進(jìn)行。在所述方法的另外一種實(shí)施方案中，粘接劑層和/或熱塑性層是一種結(jié)構(gòu)化層。 粘接劑層和/或熱塑性層因此優(yōu)選是由這樣的材料制成的，該材料能夠以規(guī)定的結(jié)構(gòu)施加到該第一聚合物層上。粘接劑層和/或熱塑性層的結(jié)構(gòu)化可以例如進(jìn)行配置，以使得僅僅隔離元件隨后施加到其上的第一聚合物層的這些區(qū)域部分或者完全地涂覆有粘接劑層或者熱塑性層。以此方式，第一聚合物層的這些區(qū)域(其界定了所形成的空腔)是未涂覆的， 這會(huì)對(duì)待生產(chǎn)的機(jī)電換能器的壓電性能產(chǎn)生有利的影響。例如，該隔離元件可以在隨后的方法步驟A)中例如通過(guò)放置方法來(lái)僅僅施加到第一聚合物層的這樣的區(qū)域上，該區(qū)域具有粘接劑層或者熱塑性層。但是，該隔離元件也可以在隨后的方法步驟A)中施加到下面二者上第一聚合物層的具有粘接劑層或者熱塑性層的區(qū)域，和第一聚合物層的不具有粘接劑層或者不具有熱塑性層的區(qū)域。在本發(fā)明的另外一種實(shí)施方案中，在方法步驟A)之后，所述方法包含方法步驟 Al)除去沒(méi)有附著到該粘接劑層和/或熱塑性層上的隔離元件。這可以例如通過(guò)搖動(dòng)法來(lái)進(jìn)行，特別是在該聚合物層的帶有面朝下的隔離元件的面上使用搖動(dòng)法，和/或借助于空氣流。例如，該隔離元件可以通過(guò)噴涂、噴灑或者通過(guò)流化來(lái)施加到粘接劑層和/或熱塑性層上。但是，在第一聚合物層的具有粘接劑層的區(qū)域上，該隔離元件不附著到未處理的區(qū)域上。未附著到粘接劑層上的隔離元件可以通過(guò)搖動(dòng)或者輕敲來(lái)除去。在施加了該隔離元件之后，該粘接劑層可以交聯(lián)和/或干燥，特別是完全交聯(lián)和/或干燥，例如來(lái)永久固定已經(jīng)施加了的隔離元件。粘接劑層和/或熱塑性層的施加同樣可以通過(guò)印刷和/或涂覆方法來(lái)進(jìn)行，特別是使用印刷和/或涂覆材料，例如印刷油墨，墨水，糊，配制料，漆或者粘接劑。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，例如作為印刷和/或涂覆方法而言，合適的是刮涂，旋涂 (Spincoating), ^^ (Dipcoating)，噴@ (Spraycoating)，簾@ (Curtaincoating), Bjg-^ 施加(狹縫-染料涂覆(Solt-dye-coating))，柔性版印刷，凹版印刷，凹版移印，數(shù)字印刷， 熱轉(zhuǎn)印，孔版印刷，特別是凸版印刷，平面印刷，凹雕印刷(膠印)和/或絲網(wǎng)印刷，和/或輥涂法，例如具有來(lái)自Hardo Maschinenbau GmbH (Bad &ilzuf len，德國(guó))的用于熱熔粘接劑的輥涂機(jī)構(gòu)，優(yōu)選絲網(wǎng)印刷。特別地，結(jié)構(gòu)化層可以通過(guò)刮涂，旋涂，浸涂，噴涂和/或簾涂， 并且結(jié)合有陰模、掩?；蛘吣０鍋?lái)施加，該模板覆蓋了相應(yīng)的聚合物層，特別是不打算涂覆的位置。作為不使用陰模、掩?；蛘吣０宓耐扛卜椒?，可以特別使用下面的涂覆方法噴嘴施加(狹縫-染料涂覆)，柔性版印刷，凹版印刷，凹版移印，數(shù)字印刷，熱轉(zhuǎn)印，孔版印刷，特別是凸版印刷，平面印刷，凹雕印刷(膠印)和/或輥涂法，優(yōu)選絲網(wǎng)印刷方法。該印刷和/或涂覆材料例如印刷油墨，墨水，糊，配制料，漆或者粘接劑可以在加工之前直接配制或者是市售的。例如，該印刷和/或涂覆材料可以包含或者由選自下面的至少一種聚合物制成 纖維素酯，纖維素醚，橡膠衍生物，聚酯樹(shù)脂，不飽和聚酯，醇酸樹(shù)脂，酚樹(shù)脂，氨基樹(shù)脂，酰氨基樹(shù)脂，酮樹(shù)脂，二甲苯-甲醛樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂，苯氧基樹(shù)脂，聚烯烴，聚氯乙烯，聚乙烯基酯，聚乙烯醇，聚乙烯醇縮醛，聚乙烯基醚，聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，聚苯乙烯，聚碳酸酯，聚酯，共聚酯，聚酰胺，硅樹(shù)脂，聚氨酯，特別是聚氨酯，和這些聚合物的混合物，特別是作為粘合劑。如果該印刷和/或涂覆材料包含樹(shù)脂，則該印刷和/或涂覆材料可以任選地此外包含一種或多種樹(shù)脂固化劑。該印刷和/或涂覆材料此外可以包含溶劑，添加劑和其他填料。作為添加劑，例如增稠劑，流變添加劑，附著力促進(jìn)劑，消泡劑，脫氣劑和/或流動(dòng)助劑可以加入到該印刷和/或涂覆材料中。許多市售產(chǎn)品(特別是粘合劑)可以適于作為該印刷和/或涂覆材料，其例如是由德國(guó)巴伐利亞的公司Pr511 KG，Weifienburg在商品名Noriphan HTR, Noriphan PCI, Noriphan N2K，Noricryl 和 NoriPET 銷(xiāo)售的，或者由德國(guó)的公司 Marabu GmbH & Co. KG, Tamm在商品名Maraflex FX下銷(xiāo)售的，或者由德國(guó)的公司Fujifilm Sericol Deutschland GmbH，Bottrop在商品名Polyplast PY下銷(xiāo)售的，或者由德國(guó)公司Coates Screen Inks GmbH, NUrmberg在絲網(wǎng)印刷油墨商品名HG，SG, CP, CX, PK, J，TL和YN下銷(xiāo)售的，或者由美國(guó)公司 Nazdar，Shawnee 在商品名 1500 系列 UV Flexiform, 1600 Power Print Series,
Ig 700 Versa Print,3200 Series,1800 Power Print plus,9700 Series, PP Series,
7200 Lacquer 和 7900 kries 下銷(xiāo)售的。用于印刷和/或涂覆材料的粘合劑(其在紫外線下固化)，例如環(huán)氧，酯，醚和/ 或氨基甲酸酯丙烯酸酯是合適的。氨基甲酸酯丙烯酸酯可以作為在反應(yīng)性稀釋劑(低粘度甲基丙烯酸酯/丙烯酸酯)中的溶液，低粘度低聚物，用于粉末涂料技術(shù)的固體或者作為氨基甲酸酯丙烯酸酯分散體來(lái)使用。氨基甲酸酯丙烯酸酯是市售的，例如在商品/商標(biāo)名Desmolux Τ ^ ] Bayer MaterialScience AG(Leverkusen，H|i| )寺肖*的。)(寸T^ISIftlJfe 說(shuō)，合適的例如是電子束固化，單固化技術(shù)和雙固化技術(shù)。對(duì)于雙固化技術(shù)來(lái)說(shuō)，特別合適的是異氰酸根合氨基甲酸酯丙烯酸酯。該印刷和/或涂覆材料可以基于水或者基于非水的其它溶劑來(lái)制造。該印刷和/或涂覆材料可以特別包含一種或多種聚氨酯或者由一種或多種聚氨酯制成。特別地，該印刷和/或涂覆材料可以包含或者由下列制成一種或多種單組分聚氨酯和/或一種或多種雙組分聚氨酯和/或一種或多種含水聚氨酯分散體和/或一種或多種聚氨酯熱熔粘接劑。例如，該印刷和/或涂覆材料可以包含或者由以下制成一種或多種單組分聚氨酯，其包含將醇與化學(xué)計(jì)量過(guò)量的平均官能度大于2和至多4的多官能異氰酸酯反應(yīng)所產(chǎn)生的預(yù)聚物。此外，這些預(yù)聚物可以任選地包含添加劑和/或溶劑。該預(yù)聚物可以例如如下來(lái)獲得將多異氰酸酯與醇(其是多元醇與平均單官能醇的混合物)反應(yīng)，來(lái)形成氨基甲酸酯基團(tuán)和末端異氰酸酯基團(tuán)。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的多元醇(其是聚氨酯化學(xué)中常規(guī)的)可以用作多元醇，例如聚醚，聚丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚己內(nèi)酯，聚氨酯和聚酯多元醇，例如如Ullmarms Enzyklopadie der technischen Chemie [烏爾曼化工百科全書(shū)]，第4版第19卷第 304-5 頁(yè)，Verlag Chemie, Weinheim 中所述，或者如 Polyurethan Lacke, Kleb-und Dichtstoffe [聚氨酯漆、粘合劑和密封劑]，Ulrich Meier-ffesthues, Vincentz Network, Hannover，2007中所述。例如可以使用來(lái)自德國(guó)的公司Bayer MaterialScience AG, Leverkusen的稱(chēng)作Desmophen 的多元醇。作為平均官能度>2的多官能異氰酸酯，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的產(chǎn)品(其是聚氨酯化學(xué)中常規(guī)的)，例如如 Ullmanns Enzyklop^die der technischen Chemie，第 4 版第19卷第303-4頁(yè)，Verlag Chemie, Weinheim中所述。其能夠提及的例子可以是依靠縮二脲基團(tuán)端接的異氰酸酯，例如三聚六亞甲基二異氰酸酯DeSmodUr N(德國(guó)公司Bayer MaterialScience AG, Leverkusen的商品名)或者其與二異氰酸酯的混合物，或者依靠異氰脲酸酯基團(tuán)端接的異氰酸酯或者其與二異氰酸酯的混合物。二異氰酸酯與多元醇的加成物，例如甲苯二異氰酸酯與三羥甲基丙烷的加成物也是合適的。添加劑例如加速固化的催化劑，例如叔胺例如二嗎啉基二乙基醚，雙-[2-N，N-(二甲基氨基)乙基]醚或者錫化合物，例如二月桂酸二丁基錫或者辛酸錫(II)，抗老化和光保護(hù)劑，干燥劑，穩(wěn)定劑，例如苯甲酰氯，提高附著力的附著力促進(jìn)劑，增塑劑，例如鄰苯二甲酸二辛酯，以及顏料和填料可以加入到該預(yù)聚物中。由于異氰酸酯的濕氣敏感性，通常應(yīng)當(dāng)仔細(xì)的排除水來(lái)操作，S卩，應(yīng)當(dāng)使用無(wú)水原料，并且在反應(yīng)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)避免濕氣進(jìn)入。預(yù)聚物的生產(chǎn)可以通過(guò)多元醇和單官能醇的混合物與化學(xué)計(jì)量過(guò)量的二-或者多官能異氰酸酯化合物反應(yīng)來(lái)進(jìn)行。但是，也可以將單官能羥基化合物與異氰酸酯化合物在事先的反應(yīng)中進(jìn)行反應(yīng)。但是，該印刷和/或涂覆材料也可以包含一種或多種雙組分聚氨酯或者由一種或多種雙組分聚氨酯制成，其包含例如具有異氰酸酯基團(tuán)的組分和異氰酸酯反應(yīng)性組分。本領(lǐng)域技術(shù)人員本身已知的NCO官能化合物(官能度優(yōu)選是2或者更高)可以作為用于該印刷和/或涂覆材料的合適多異氰酸酯。它們典型地是脂族，脂環(huán)族，芳脂族和/ 或芳族二-或者三異氰酸酯及其更高分子量的后續(xù)產(chǎn)物，具有亞氨基B .嗪二酮，異氰
脲酸酯，脲二酮，氨基甲酸酯，脲基甲酸酯，縮二脲，脲，S 二嗪三酮，嗯唑烷酮，酰基脲和/或碳二亞胺結(jié)構(gòu)，其具有兩個(gè)或更多個(gè)游離NCO基團(tuán)。這樣的二-或者三異氰酸酯的例子是四亞甲基二異氰酸酯，環(huán)己烷-1，3-和-1，4- 二異氰酸酯，六亞甲基二異氰酸酯(HDI)，1-異氰酸根合-3，3，5-三甲基-5-異氰酸根合-甲基-環(huán)己烷(異佛爾酮二異氰酸酯，IPDI)，亞甲基-雙-(4-異氰酸根合環(huán)己烷)，四甲基二甲苯二異氰酸酯(TMXDI)，三異氰酸根合壬烷，甲苯二異氰酸酯(TDI)，二苯基甲烷-2，4:和/或-4，4:和/或-2，2: 二異氰酸酯(MDI)，三苯基甲烷-4，4'-二異氰酸酯，萘-1，5-二異氰酸酯，4-異氰酸根合甲基-1，8-辛烷二異氰酸酯(壬烷三異氰酸酯，三異氰酸根合壬烷，TIN)和/或1，6，11 -十一烷三異氰酸酯及其任意混合物，以及任選的其他二 _，三-和/或多異氰酸酯的混合物。這樣的多異氰酸酯典型的異氰酸酯含量是0. 5重量％-60重量％，優(yōu)選3重量％-30重量％，特別優(yōu)選5重量％-25重量％?；谥搴?或脂環(huán)族和/或芳族二異氰酸酯的更高分子量的化合物(具有異氰
脲酸酯，氨基甲酸酯，脲基甲酸酯，縮二脲，亞氨基Dg 二嗪三酮，Ig 二嗪三酮和/或脲二酮基團(tuán))優(yōu)選用于該印刷和/或涂覆材料中?；诹鶃喖谆惽杷狨ィ惙馉柾惽杷狨?，4，4‘_ 二異氰酸根合雙環(huán)己基甲烷，二苯基甲烷-4，4 ‘_ 二異氰酸酯，二苯基甲烷_(kāi)2，4 ‘_ 二異氰酸酯，2，4-甲苯二異氰酸
酯，2，6-甲苯二異氰酸酯和/或二甲苯二異氰酸酯的化合物(具有縮二脲，亞氨基1 二嗪
三酮，異氰脲酸酯和/或脲二酮基團(tuán))特別優(yōu)選用于該印刷和/或涂覆材料中。含有異氰酸酯的組分的生產(chǎn)和/或使用可以在溶劑中進(jìn)行，例子是N-甲基吡咯烷酮，N-乙基吡咯烷酮，二甲苯，溶劑石腦油，甲苯，乙酸丁酯，乙酸甲氧基丙基酯，丙酮或者甲乙酮。溶劑可以在異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)掉后加入。在這種情況中，還可以使用質(zhì)子溶劑例如醇，其例如用于穩(wěn)定所述溶液或者提高涂覆性能。任何期望的溶劑混合物也是可能的。溶劑的量通常如此計(jì)量使得所產(chǎn)生的溶液的濃度是20重量％到<100重量％，優(yōu)選50重量％-90 重量％。為了加快交聯(lián)，還可以加入催化劑。合適的催化劑描述在“Polyurethane Chemistry and ^Technology”，第 XVI 卷第 1 章第 IV 節(jié)，第 1四_211 頁(yè)，The Kinetics and Catalysis of the Isocyanate Reactions中。例如，叔胺，錫，鋅或者鉍化合物，或者堿式
鹽是合適的。二月桂酸二丁基錫和辛酸二丁基錫是優(yōu)選的。合適的異氰酸酯反應(yīng)性組分例如多羥基化合物是本領(lǐng)域技術(shù)人員本身已知的。它們優(yōu)選是本身已知的粘合劑，基于多羥基聚酯，多羥基聚氨酯，多羥基聚醚，聚碳酸酯二醇或者基于包含羥基的聚合物，例如多羥基聚丙烯酸酯，聚丙烯酸酯聚氨酯和/ 或聚氨酯聚丙烯酸酯(其本身已知的)?？梢蕴峒白鳛槔拥氖莵?lái)自德國(guó)的公司Bayer MaterialScience AG, Leverkusen 的稱(chēng)作 Desmophen 的多元酉享。但是，該印刷和/或涂覆材料也可以包含一種或多種含水聚氨酯分散體，例如聚氨酯-聚脲分散體，或者是由其制成的。適于生產(chǎn)本發(fā)明的機(jī)電換能器的印刷和/或涂覆材料的聚氨酯水分散體是例如US2479310A，US4092286A, DE2811148A, DE3603996和 EP08019884中所述的這些。適于生產(chǎn)聚氨酯-聚脲分散體的二醇和/或多元醇組分是這樣的化合物，其具有至少兩個(gè)能夠與異氰酸酯反應(yīng)的氫原子，并且平均分子量是> 62至< 18000，優(yōu)選> 62至 ^ 4000g/molo合適的構(gòu)成組分的例子是聚醚，聚酯，聚碳酸酯，聚內(nèi)酯和聚酰胺。優(yōu)選的多元醇具有> 2至< 4個(gè)，優(yōu)選> 2至< 3個(gè)羥基。這種類(lèi)型的不同化合物的混合物也是可以想到的。該聚氨酯-聚脲分散體可以單獨(dú)使用或者與一種或多種親水改性交聯(lián)劑組合使用。該聚氨酯-聚脲聚合物另外的交聯(lián)導(dǎo)致了該粘接劑化合物熱穩(wěn)定性和耐水解性的明顯提尚。還可以使用一種或多種潛反應(yīng)性聚氨酯-聚脲分散體。潛反應(yīng)性聚氨酯-聚脲分散體描述在例如EP0922720 A和W02008/071307中。這類(lèi)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是聚合物的交聯(lián)反應(yīng)可以例如通過(guò)在層壓方法范圍內(nèi)的加熱來(lái)弓I發(fā)。所述分散體可以單獨(dú)使用或者與下面的成分一起使用粘合劑，助劑和/或添加料(其是涂料和粘接劑技術(shù)中已知的)，特別是乳化劑和光保護(hù)劑，例如UV吸收劑和空間受阻胺(HALS)，抗氧化劑，填料，防沉降劑，消泡劑，潤(rùn)濕劑，流動(dòng)助劑，反應(yīng)性稀釋劑，增塑劑， 中和劑，催化劑，助溶劑和/或增稠劑和/或添加劑，例如顏料、染料或者消光劑。還可以加入增粘劑。添加劑可以在即將加工之前加入。但是，也可以在粘合劑分散之前或者期間加入至少一部分添加劑。這些物質(zhì)的選擇和劑量(其可以加入到單個(gè)組分中和/或整個(gè)混合物中)原則上是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，并且通過(guò)簡(jiǎn)單的初步試驗(yàn)，無(wú)需過(guò)多費(fèi)用就能夠確定，來(lái)適應(yīng)于具體的應(yīng)用。該聚氨酯水分散體的流變性優(yōu)選是使用合適的增稠劑來(lái)調(diào)整的，以使得它在施加 (例如施加到聚合物層上)后不再流動(dòng)。特別地，在這種情況中流變極限的結(jié)構(gòu)粘度可以是高的。使用這樣的聚氨酯水分散體具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，印刷層和/或涂層在施加之后可以首先干燥，其中，取決于所使用的聚合物或者聚合物混合物，該聚氨酯聚合物進(jìn)行非晶態(tài)凝固和/或結(jié)晶，并且該印刷層和/或涂層可以在隨后的層壓方法中剛好加熱到這樣的程度，即，該聚氨酯聚合物軟化和/或熔融和該聚合物層潤(rùn)濕，其中含有隔離保持件的層的結(jié)構(gòu)得以保留。所述方法此外可以包含方法步驟A2)將至少一個(gè)另外的由隔離元件形成的單層施加，特別是疊合地施加施加到在先的單層上。優(yōu)選在這種情況中，將另外的單層的隔離元件分別施加到相應(yīng)的在先的單層的隔離元件上，特別是疊合地施加到其上。以此方式，可以在第一和第二聚合物層之間形成至少一個(gè)，特別是連續(xù)的空腔。該另外的單層的隔離元件優(yōu)選同樣具有基本相同的高度，特別是彼此基本相同的高度。該另外的單層的隔離元件的固定可以通過(guò)類(lèi)似于已經(jīng)解釋過(guò)的(第一)單層的固定方式來(lái)進(jìn)行，其明確參見(jiàn)本發(fā)明與此相關(guān)上下文中的公開(kāi)內(nèi)容。該第一和/或第二聚合物層優(yōu)選是壓實(shí)的和/或連續(xù)的聚合物層。這里在本發(fā)明上下文中，術(shù)語(yǔ)“壓實(shí)”表示該聚合物層具有盡可能低的，特別是不包括例如氣泡的攜入。特別地，該聚合物層是聚合物膜。該第一和/或第二聚合物層原則上可以彼此獨(dú)立地通過(guò)用于生產(chǎn)層和膜，特別是用于生產(chǎn)薄層和膜的全部已知的方法來(lái)生產(chǎn)。例如，該第一和/或第二聚合物層可以彼此獨(dú)立地通過(guò)擠出、刮涂，特別是溶液刮涂，旋轉(zhuǎn)，特別是旋涂，或者噴涂來(lái)生產(chǎn)。但是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，也可以使用市售的聚合物層或者聚合物膜作為該第一和 /或第二聚合物層。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，該第一和/或第二聚合物層可以原則上彼此獨(dú)立地由任何聚合物或者聚合物共混物(其適于長(zhǎng)期例如幾個(gè)月或者幾年來(lái)保持電荷)來(lái)制造。例如，該第一和/或第二聚合物層可以包含幾乎任何相同或者不同的聚合物材料或者由幾乎任何相同或者不同的聚合物材料組成。例如，該第一和/或第二聚合物層可以包含下面的至少一種聚合物或者由選自下面的至少一種聚合物制成聚碳酸酯，全氟化的或者部分氟化的聚合物和共聚物例如聚四氟乙烯(PTFE)，氟乙烯丙烯(FEP)，全氟烷氧基乙烯(PFA)，聚酯例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚酰亞胺，特別是聚醚酰亞胺，聚醚，聚甲基丙烯酸甲酯，環(huán)烯烴聚合物，環(huán)烯烴共聚物，聚烯烴，例如聚丙烯，和這些聚合物的共混物。這樣的聚合物能夠有利地長(zhǎng)期保持所施加的極化。合適的聚碳酸酯可以例如通過(guò)將碳酸衍生物，例如碳酸二苯酯，碳酸二甲酯或者光氣，與多元醇，優(yōu)選與二醇反應(yīng)來(lái)獲得。合適的二醇的例子是乙二醇，1，2-丙二醇，1，3-丙二醇，1，3- 丁二醇，1，4- 丁二醇，1，6-己二醇，1，8-辛二醇，新戊二醇，1，4-雙羥甲基環(huán)己烷，2-甲基-1，3-丙二醇， 2，2，4-三甲基戊二醇-1，3，二丙二醇，聚丙二醇，二丁二醇，聚丁二醇，雙酚A，雙酚F，三甲基-環(huán)己基-雙酚(雙酚-TMC)，它們的混合物和內(nèi)酯改性的二醇。優(yōu)選的是由雙酚A，雙酚 F，三甲基-環(huán)己基-雙酚(雙酚-TMC)及其混合物所生產(chǎn)的聚碳酸酯，并且特別優(yōu)選的是基于雙酚A的聚碳酸酯。該聚合物層此外可以彼此獨(dú)立地包含均聚物或者由均聚物制成。該第一和/或第二聚合物層此外可以包含至少一種添加劑來(lái)提高駐極體性能和/ 或機(jī)電性能，例如壓電性能。該添加劑在這種情況中能夠提高任何聚合物性能和參數(shù)(其對(duì)材料的機(jī)電性能，例如壓電性能具有影響)。例如，該添加劑能夠提高聚合物或者聚合物共混物的駐極體性能，介電常數(shù)，彈性模量，粘彈性行為，最大伸長(zhǎng)率和/或介電擊穿強(qiáng)度。 優(yōu)選使用這樣的添加劑或者多種添加劑，其提高了聚合物的駐極體性能，即，其提高了電荷存儲(chǔ)能力，降低了導(dǎo)電率和/或提高了介電擊穿強(qiáng)度。例如粘土顆粒，細(xì)陶瓷粉和/或增塑劑例如烴油，礦物油，硅油和/或硅彈性體(特別是高分子量的這些物質(zhì))可以用作添加齊U。有利地，幾種材料性能可以通過(guò)選擇多種添加劑來(lái)同時(shí)提高。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，特別是在所制成的機(jī)電換能器中，該第一和/或第二聚合物層可以彼此獨(dú)立具有例如下面的層厚度10 11111至< 500 μ m，優(yōu)選> 20 μ m至彡250 μ m，特別優(yōu)選彡50 μ m至彡200 μ m，更特別優(yōu)選彡100 μ m至彡150 μ m。任選地，該聚合物層在用于本發(fā)明的方法中之前或者在本發(fā)明方法的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行熱處理。該方法此外可以包含方法步驟D)將電極施加到第一聚合物層上和將電極施加到第一和/或第二聚合物層上。但是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，該電極可以已經(jīng)與第一和/或第二聚合物層一起提供，特別是可以分別在它們之上形成。電極可以依靠本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法來(lái)施加。為此目的，例如，可以想到的方法例如是物理氣相沉積(PVD)，例如濺射和/或蒸鍍，化學(xué)氣相沉積(CVD)，印刷，刮涂和旋涂。該電極還可以通過(guò)預(yù)制的形式來(lái)粘接結(jié)合。該電極材料可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的導(dǎo)電材料。為此目的，例如可以想到的是金屬，金屬合金，半導(dǎo)體，導(dǎo)電低聚物或者聚合物例如聚噻吩，聚苯胺，聚吡咯，導(dǎo)電氧化物或者混合氧化物例如氧化銦錫(ITO)，或者用導(dǎo)電填料填充的聚合物。作為用于導(dǎo)電填料填充的聚合物的填料，可以想到的是例如金屬例如銀，鋁和/或銅，導(dǎo)電碳基材料，例如炭黑，碳納米管(CNT)，石墨烯或者導(dǎo)電低聚物或者聚合物。該聚合物的填料含量?jī)?yōu)選高于滲濾閾值，后者的特征在于導(dǎo)電填料形成了連續(xù)的導(dǎo)電路徑。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，該電極也可以是結(jié)構(gòu)化的。例如，該電極可以是如此結(jié)構(gòu)化的使得該換能器具有有源區(qū)和無(wú)源區(qū)。特別地，該電極可以是如此結(jié)構(gòu)化的使得特別是在傳感器模式中時(shí)，信號(hào)能夠以空間分辨的方式和/或，特別是執(zhí)行器模式來(lái)檢測(cè)，有源區(qū)可以有針對(duì)性地控制。這可以例如通過(guò)在有源區(qū)中提供電極，而在無(wú)源區(qū)不具有電極來(lái)實(shí)現(xiàn)。該方法此外可以包含方法步驟E)對(duì)于方法步驟C)所形成的布置，特別是夾層布置充電。特別地，該第一和第二聚合物層可以帶有不同符號(hào)的電荷。該充電可以例如通過(guò)摩擦帶電，電子束轟擊，向電極施加電壓或者電暈放電來(lái)進(jìn)行。特別地，該充電可以通過(guò)使用雙電極電暈裝置來(lái)進(jìn)行。在這種情況中，針電壓可以是至少彡20 kV，例如至少彡25 kV, 特別是至少彡30 kV。充電時(shí)間可以是至少彡20 s，例如至少彡30 s，特別是至少彡lmin。 在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以先進(jìn)行方法步驟D)然后進(jìn)行方法步驟E)，或者先進(jìn)行方法步驟E) 然后進(jìn)行方法步驟D)。該方法此外可以包含方法步驟F)將方法步驟C)所形成的兩個(gè)或者更多個(gè)布置， 特別是夾層布置堆疊在一起。在這種情況中，第一和第二聚合物層可以分別通過(guò)電極進(jìn)行接觸。優(yōu)選地，方法步驟C)所形成的不同布置的兩個(gè)相鄰的聚合物層可以帶有相同的極性。特別地，方法步驟C)所形成的不同布置的兩個(gè)相鄰的聚合物層可以與同一電極接觸或者通過(guò)相同的電極接觸。關(guān)于本發(fā)明方法的其他特征，在此明確參見(jiàn)與本發(fā)明的機(jī)電換能器及其應(yīng)用相關(guān)的解釋。本發(fā)明還涉及一種機(jī)電例如壓電換能器(特別是通過(guò)本發(fā)明方法所生產(chǎn)的)，其包含第一聚合物層，由隔離元件形成的單層，和第二聚合物層，該由隔離元件形成的單層布置在第一聚合物層和第二聚合物層之間，該單層的隔離元件具有基本相同的高度，其中在該第一聚合物層和該第二聚合物層之間存在著至少一個(gè)空腔。該隔離元件可以例如具有球狀或者長(zhǎng)形的形狀。特別地，該隔離元件可以球形或者線束狀(絲狀)來(lái)配置。聚合物膜之間的距離可以有利地由隔離元件的尺寸來(lái)決定。隔離元件的密度(單位面積上隔離元件的數(shù)目)和隔離元件的分布(隔離元件的平均(最大)間隔)可以根據(jù)聚合物層的機(jī)械性能來(lái)適當(dāng)?shù)剡x擇。該第一和第二聚合物層之間的一個(gè)或多個(gè)空腔特別在一個(gè)面上與第一聚合物層接觸和在另一面與第二聚合物層接觸。該隔離元件可以配置成球體形式，特別是實(shí)心或者中空球體形式，和/或線束狀形式，特別是實(shí)心或者中空線束(管)的形式。該隔離元件優(yōu)選具有盡可能小的尺寸分布。 特別地，該單層的隔離元件可以不僅具有基本相同的高度，而且還具有基本同樣大的直徑。 以此方式，還可以確保該第一和第二聚合物膜可以等距排列。優(yōu)選對(duì)該隔離元件的尺寸，特別是高度和/或直徑進(jìn)行調(diào)整，以使得該聚合物層不能夠接觸和/或制造后所形成的總空腔體積盡可能大。例如，該隔離元件的高度可以是彡1 Mffl至< 800 Mffl，優(yōu)選彡10 Mffl至 ^ 300 Mm，特別優(yōu)選是彡20 Mm至彡200 Mm，非常特別優(yōu)選彡50 Mm至彡100 Mm和/或直徑可以是彡1 Mm至彡800 Mm，優(yōu)選彡10 Mm至彡300 Mm，特別優(yōu)選彡20 Mm至彡200 Mm, 非常特別優(yōu)選彡50 Mm至<100 Mffl。該隔離元件優(yōu)選是由非導(dǎo)電和/或電不可極化的材料制成的。該隔離元件可以均勻或者非均勻分布地施加到第一聚合物層上。特別地，該隔離元件可以均勻分布地施加到第一聚合物層上。但是，取決于所生產(chǎn)的機(jī)電換能器的應(yīng)用領(lǐng)域，還可以有利的是，特別是有針對(duì)性地，以空間分辨方式非均勻分布地施加該隔離元件。隔離元件此外可以配置為不同的形式。特別地，可以使用多個(gè)以第一形式配置的隔離元件和多個(gè)以第二形式配置的隔離元件，和任選的多個(gè)以第三形式配置的隔離元件等。該不同形式配置的隔離元件在這種情況中均勻或者非均勻分布地施加到該第一聚合物層上。另一方面，通過(guò)本發(fā)明方法所生產(chǎn)的機(jī)電換能器的機(jī)電性能，特別是壓電性能可以通過(guò)選擇隔離元件的形式，隔離元件排列和/或隔離元件分布來(lái)調(diào)整。該隔離元件原則上可以彼此獨(dú)立地由任何材料來(lái)制造，該材料適于在空腔中進(jìn)行極化方法和在充電方法之后隔離在聚合物層中所形成的電荷層。特別地，該隔離元件可以由玻璃或者聚合物制成。例如，該隔離元件可以由礦物玻璃，特別是二氧化硅玻璃或者石英玻璃來(lái)制成。可以幾乎任意地選擇用于制造隔離元件的聚合物。熱塑性塑料例如聚碳酸酯和聚苯乙烯，特別是聚碳酸酯，和熱塑性彈性體例如熱塑性聚氨酯(TPU)可以提及作為例子。例如，Liquid Crystal Technologies(LCT)公司(美國(guó)俄亥俄州的 Cleveland)銷(xiāo)售的合適的聚合物隔離元件。特別地，該隔離元件可以配置成玻璃球體和/或聚合物球體和 /或玻璃線束和/或聚合物線束的形式。例如，該隔離元件可以配置為線束狀，并且以波紋狀施加到第一聚合物層上。此外，該機(jī)電換能器可以具有密封件，其在其余面界定和密封由隔離元件所撐開(kāi)并在兩面由所述聚合物層界定的空間。該機(jī)電換能器此外可以具有一種或多種夾子，其特別將第一和第二聚合物層鉗合到一起，由此將該隔離元件固定到第一和第二聚合物層之間。該一個(gè)或多個(gè)夾子可以同時(shí)作為密封件來(lái)配置。該隔離元件可以排列在固定層中，和/或排列在固定層之上和/或部分的排列在固定層中，來(lái)形成空腔。例如，這樣的固定層可以包含下面的至少一種聚合物或者由選自下面的至少一種聚合物制成纖維素酯，纖維素醚，橡膠衍生物，聚酯樹(shù)脂，不飽和聚酯，醇酸樹(shù)脂，酚樹(shù)脂， 氨基樹(shù)脂，酰氨基樹(shù)脂，酮樹(shù)脂，二甲苯-甲醛樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂，苯氧基樹(shù)脂，聚烯烴，聚氯乙烯，聚乙烯基酯，聚乙烯醇，聚乙烯醇縮醛，聚乙烯基醚，聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，聚苯乙烯，聚碳酸酯，聚酯，共聚酯，聚酰胺，硅樹(shù)脂，聚氨酯，特別是聚氨酯，和這些聚合物的混合物。特別地，這樣的固定層可以包含或者由以下制成一種或多種單組分聚氨酯和/或一種或多種雙組分聚氨酯和/或一種或多種聚氨酯熱熔粘接劑。該第一和/或第二聚合物層優(yōu)選是壓實(shí)和/或連續(xù)的聚合物層。這里在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語(yǔ)“壓實(shí)”表示該聚合物層具有盡可能低的，和特別是不包括例如氣泡。特別地，該聚合物層是聚合物膜。該第一和/或第二聚合物層的層厚度可以彼此獨(dú)立地例如是例如> ΙΟμπι至 ^ 500 μ m，優(yōu)選彡20 μ m至彡250 μ m，特別優(yōu)選彡50 μπι至彡200 μ m，非常特別優(yōu)選彡 100 μ m 至彡 150 μ m。例如，該第一和/或第二聚合物層可以包含下面的至少一種聚合物或者由選自下面的至少一種聚合物制成聚碳酸酯，全氟化的或者部分氟化的聚合物和共聚物例如聚四氟乙烯(PTFE)，氟乙烯丙烯(FEP)，全氟烷氧基乙烯(PFA)，聚酯例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚酰亞胺，特別是聚醚酰亞胺，聚醚，聚甲基丙烯酸甲酯，環(huán)烯烴聚合物，環(huán)烯烴共聚物，聚烯烴，例如聚丙烯，和這些聚合物的共混物。機(jī)電換能器此外可以具有至少一個(gè)另外的由隔離元件形成的單層，其施加到，特別是疊合地施加到在先的單層上。優(yōu)選在這種情況中，另外的單層隔離元件是分別的施加至IJ，特別是疊合地施加到在先單層的相應(yīng)的隔離元件上的。以此方式，在該第一和第二聚合物層之間可以存在著至少一種，特別是連續(xù)的空腔。該另外的單層的隔離元件優(yōu)選同樣具有基本相同的高度，特別是相對(duì)于彼此具有相同的高度。該另外的單層特別是同樣排列在該第一聚合物層和該第二聚合物層之間。機(jī)電換能器優(yōu)選此外包含兩個(gè)電極，特別是電極層，一個(gè)電極與第一聚合物層接觸，另一電極與第二聚合物層接觸。該第一聚合物層和該第二聚合物層此外可以具有不同符號(hào)的電荷。特別地，本發(fā)明的機(jī)電換能器可以包含兩個(gè)或者更多個(gè)彼此堆疊的排列，特別是夾層排列，其每個(gè)包含第一聚合物層，由隔離元件形成的單層和第二聚合物層，該由隔離元件形成的單層布置在第一聚合物層和第二聚合物層之間，該單層隔離元件基本上具有相同的高度，并且在該第一聚合物層和該第二聚合物層之間存在著至少一個(gè)空腔。在這種情況中，該第一和第二聚合物層可以分別與電極接觸。優(yōu)選地，不同布置的兩個(gè)相鄰的聚合物層具有相同的電荷極性。特別地，不同布置的兩個(gè)相鄰的聚合物層在這種情況中可以與同一電極接觸。關(guān)于本發(fā)明的機(jī)電換能器的其他特征，在此可以明確的參見(jiàn)與本發(fā)明的方法和本發(fā)明的用途相關(guān)的解釋。本發(fā)明還涉及本發(fā)明換能器的用途，其用作傳感器，發(fā)電機(jī)和/或執(zhí)行器，例如機(jī)電的和/或電聲領(lǐng)域，特別是由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生能量的領(lǐng)域，聲學(xué)，超聲波，醫(yī)學(xué)診斷，聲學(xué)顯微技術(shù)，機(jī)械傳感器技術(shù)，特別是壓力，應(yīng)力和/或應(yīng)變傳感器技術(shù)，機(jī)器人和/或通訊技術(shù)，特別是擴(kuò)音器，振蕩換能器，光偏轉(zhuǎn)器，隔膜，用于玻纖光學(xué)的調(diào)節(jié)器，焦熱電探測(cè)器，電容器和控制系統(tǒng)。關(guān)于本發(fā)明用途的其他特征，在此明確參見(jiàn)與本發(fā)明的方法和本發(fā)明的機(jī)電換能器相關(guān)的解釋。附圖和試驗(yàn)說(shuō)明
本發(fā)明的機(jī)電換能器，特別是壓電換能器的根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)和結(jié)構(gòu)將借助于附圖和下面的


來(lái)更詳細(xì)地解釋。應(yīng)當(dāng)注意的是該附圖和試驗(yàn)說(shuō)明僅僅是說(shuō)明性質(zhì)的，并且目的絕非對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。附圖
圖1表示了根據(jù)本發(fā)明機(jī)電換能器的第一實(shí)施方案的示意性橫截面圖，其聚合物層是由熱塑性材料制成的；
圖2表示了根據(jù)本發(fā)明機(jī)電換能器的第二實(shí)施方案的示意性橫截面圖，其隔離元件是由熱塑性材料制成的；
圖3表示了根據(jù)本發(fā)明機(jī)電換能器的第三實(shí)施方案的示意性橫截面圖，其隔離元件已經(jīng)作為印刷材料中的填料施加；
圖4表示了根據(jù)本發(fā)明機(jī)電換能器的第四實(shí)施方案的示意性橫截面圖，其隔離元件是依靠結(jié)構(gòu)化的粘接劑或者熱塑性層來(lái)固定的；和
圖5表示了根據(jù)本發(fā)明機(jī)電換能器的第五實(shí)施方案的示意性橫截面圖，其隔離元件是通過(guò)用夾子將聚合物層鉗合到一起來(lái)固定的。圖1表示了根據(jù)本發(fā)明機(jī)電換能器的第一實(shí)施方案的示意性橫截面圖，其包含第一聚合物層1，由隔離元件3形成的單層和第二聚合物層2。圖1表示了由該隔離元件3形成的單層布置在第一聚合物層1和第二聚合物層2之間，該單層的隔離元件3基本上具有相同的高度h。這里，“基本上”特別表示涵蓋了制造引起的高度差。圖1此外表示了在第一聚合物層1和第二聚合物層2之間存在著空腔4。在所示的本發(fā)明機(jī)電換能器的第一實(shí)施方案的范圍內(nèi)，第一 1和第二 2聚合物層是由熱塑性材料制成的。隔離元件3是由非熱塑性材料制成的，并且已經(jīng)通過(guò)層壓方法進(jìn)行了固定，在其中將隔離元件3在升高的溫度和壓力下壓入熱塑性聚合物層1，2中，并且使得熱塑性聚合物層1，2變形。圖2表示了根據(jù)本發(fā)明機(jī)電換能器的第二實(shí)施方案的示意性橫截面圖，其與第一實(shí)施方案的區(qū)別基本在于代替第一和第二聚合物層1，2，該隔離元件3是由熱塑性材料制成的。圖2表示了熱塑性隔離元件3是通過(guò)在升高的溫度和壓力的層壓方法來(lái)變形的，并且固定于第一1和第二 2聚合物層之間。圖3表示了根據(jù)本發(fā)明機(jī)電換能器的第三實(shí)施方案的示意性橫截面圖，其與第一和第二實(shí)施方案的區(qū)別基本在于隔離元件3已經(jīng)作為印刷材料5中的填料，通過(guò)印刷方法施加到第一聚合物層1上，并且存在于結(jié)構(gòu)化的固定層5中，目的是形成空腔4，并且與第一 1和第二聚合物2層彼此相連。圖4表示了根據(jù)本發(fā)明機(jī)電換能器的第四實(shí)施方案的示意性橫截面圖，其與第三實(shí)施方案的區(qū)別基本在于隔離元件3是通過(guò)粘合方法(或者層壓方法)，依靠結(jié)構(gòu)化的粘接劑層(或者熱塑性層)5來(lái)固定到第一 1和第二 2聚合物層上的。圖5表示了根據(jù)本發(fā)明機(jī)電換能器的第五實(shí)施方案的示意性橫截面圖，其與其他實(shí)施方案的區(qū)別基本在于它具有夾子6，其將聚合物層1，2鉗合到一起，由此將隔離元件3 固定到聚合物層1，2之間。圖5此外表示了所述夾子同時(shí)是作為密封件來(lái)配置的，其在其余側(cè)界定和密封被隔離元件3撐開(kāi)并且在兩側(cè)由聚合物層1，2界定的空腔4。
權(quán)利要求
1.用于生產(chǎn)機(jī)電換能器的方法，其包含步驟A)將由隔離元件C3)形成的單層施加到第一聚合物層(1)上，其中所述單層的所述隔離元件C3)具有基本相同的高度(h)，B)將第二聚合物層( 施加到該單層的隔離元件C3)上，以使得在該第一聚合物層 (1)和該第二聚合物層(2)之間存在至少一個(gè)空腔，和C)將該隔離元件(3)固定在該第一聚合物層(1)和第二聚合物層( 之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該隔離元件(3)配置為球和/或線束的形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該隔離元件(3)配置為線束形，并且以波紋狀施加到第一聚合物層(1)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該隔離元件C3)是由玻璃或者聚合物制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該隔離元件(3)的高度(h)是彡1Mm至彡800 Mm和 /或直徑是彡IMm至彡800 Mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在方法步驟A)中，將該隔離元件C3)施加到第一聚合物層(1)上是通過(guò)噴灑方法和/或噴涂方法和/或流化床方法和/或放置方法和/或印刷方法和/或涂覆方法來(lái)進(jìn)行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在方法步驟A)中，將該隔離元件C3)施加到第一聚合物層(1)上是通過(guò)印刷和/或涂覆方法來(lái)進(jìn)行的，其中使用包含該隔離元件C3)作為填料的印刷和/或涂覆材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中該隔離元件(3)的固定是如下來(lái)進(jìn)行的在方法步驟 A)中施加由隔離元件形成的單層之后，僅僅部分地固定該包含隔離元件(3)的印刷和/或涂覆材料(5)，和在方法步驟B)中施加第二聚合物層( 之后，完全固定該包含隔離元件 (3)的印刷和/或涂覆材料(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該隔離元件(3)的固定-是通過(guò)粘合方法來(lái)進(jìn)行的，在方法步驟A)之前的方法步驟0)中，通過(guò)經(jīng)由印刷和/ 或涂覆方法施加印刷和/或涂覆材料，來(lái)將粘接劑層( 施加到該隔離元件C3)和/或第一聚合物層(1)和/或第二聚合物層( 上，和/或-是通過(guò)層壓方法來(lái)進(jìn)行的，其中在方法步驟A)之前的方法步驟0)中，通過(guò)經(jīng)由印刷和/或涂覆方法施加印刷和/或涂覆材料，將熱塑性層(5)施加到該隔離元件(3)和/或第一聚合物層(1)和/或第二聚合物層( 上，和/或該隔離元件C3)和/或第一聚合物層(1)和/或第二聚合物層( 是由熱塑性材料制成的，和/或-通過(guò)鉗合方法來(lái)進(jìn)行，其中將第一聚合物層(1)和第二聚合物層( 通過(guò)夾子(6)鉗合到一起。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或者9的方法，其中該印刷和/或涂覆材料包含選自下面的至少一種聚合物纖維素酯，纖維素醚，橡膠衍生物，聚酯樹(shù)脂，不飽和聚酯，醇酸樹(shù)脂，酚樹(shù)脂， 氨基樹(shù)脂，酰氨基樹(shù)脂，酮樹(shù)脂，二甲苯-甲醛樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂，苯氧基樹(shù)脂，聚烯烴，聚氯乙烯，聚乙烯基酯，聚乙烯醇，聚乙烯醇縮醛，聚乙烯基醚，聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，聚苯乙烯，聚碳酸酯，聚酯，共聚酯，聚酰胺，硅樹(shù)脂，聚氨酯和這些聚合物的混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或者9的方法，其中該印刷和/或涂覆材料包含一種或多種單組分聚氨酯和/或一種或多種雙組分聚氨酯和/或一種或多種含水聚氨酯分散體和/或一種或多種聚氨酯熱熔粘接劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中該粘接劑層(5)和/或熱塑性層(5)是結(jié)構(gòu)化層。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中在方法步驟A)之后，該方法包含方法步驟Al) 除去沒(méi)有附著到粘接劑層( 和/或熱塑性層( 上的隔離元件(3)。
14.機(jī)電換能器，其包含 -第一聚合物層(1)，-由隔離元件(3)形成的單層，和 -第二聚合物層(2)，其中由所述隔離元件C3)形成的所述單層布置在該第一聚合物層(1)和第二聚合物層 (2)之間，該單層的所述隔離元件C3)具有基本相同的高度(h)，和其中在該第一聚合物層(1)和第二聚合物層( 之間存在著至少一個(gè)空腔G)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)機(jī)電的例如壓電的換能器的方法，其包含步驟A)將隔離元件(3)單層施加到第一聚合物層(1)上，該單層的隔離元件(3)具有基本相同的高度(h)，B)將第二聚合物層(2)施加到該單層的隔離元件(3)上，以使得在該第一聚合物層(1)和該第二聚合物層(2)之間存在著至少一個(gè)空腔(4)，和C)將該隔離元件(3)固定在該第一(1)和第二(2)聚合物層之間。
文檔編號(hào)H01L41/45GK102473841SQ201080034922
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者貝內(nèi)克 C., 瓦格納 J., 伯納特 T., 延寧格 W. 申請(qǐng)人:拜爾材料科學(xué)股份公司