DE102011010407B4 - Method and device for producing a polymer-based conductor track - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer auf einem Substrat (5) aufgebrachten polymerbasierten Leiterbahn (3), mit: – Ausbringen eines Strangs (17) eines homogen dispergierte Partikel aufweisenden polymerisationsfähigen Polymermaterials (13) mittels einer Strangdosiervorrichtung zum Aufbringen der polymerbasierten Leiterbahn (3) auf das Substrat (5), – elektrisches Kontaktieren des Strangs (17) zu Beginn des Ausbringens mit einer auf dem Substrat (5) aufgebrachten Kontaktfläche (7), – Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen der Kontaktfläche (7) und der Strangdosiervorrichtung und einer elektrischen Spannung zwischen der Kontaktfläche (7) und einer auf dem Substrat (5) aufgebrachten weiteren Kontaktfläche (9), wobei die Strangdosiervorrichtung und die weitere Kontaktfläche (9) auf demselben Potential liegen, wobei das Ausbringen des Strangs (17) zwischen der Kontaktfläche (7) und der weiteren Kontaktfläche (9) erfolgt.A method for producing a polymer-based conductor (3) applied to a substrate (5), comprising: - applying a strand (17) of polymerizable polymer material (13) having homogeneously dispersed particles by means of a strand dosing device for applying the polymer-based conductor (3) to the substrate (5), - electrically contacting the strand (17) at the beginning of application with a contact surface (7) applied to the substrate (5), - applying an electrical voltage between the contact surface (7) and the strand dosing device and an electrical voltage between the Contact surface (7) and one on the substrate (5) applied further contact surface (9), wherein the strand dosing and the further contact surface (9) are at the same potential, wherein the application of the strand (17) between the contact surface (7) and the further contact surface (9) takes place.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Herstellen einer polymerbasierten Leiterbahn.The invention relates to a method and an apparatus for producing a polymer-based conductor track.

Das Herstellen polymerbasierter Leiterbahnen ist bekannt. Dazu können elektrisch leitfähige Nanopartikel, beispielsweise Leitruße und/oder Carbon-Nanotubes (CNT) zusammen mit einem Polymerwerkstoff verwendet werden. Die Nanopartikel können homogen in einem nicht vulkanisierten Polymermaterial dispergiert werden und in einem Druckprozess, beispielsweise mittels einer Dispenserkanüle auf ein Substrat aufgebracht werden. So hergestellte polymerbasierte Leiterbahnen weisen einen dehnungsabhängigen elektrischen Widerstand auf. Die US 2006 0262163 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Aufbringen eines fließfähigen Materials über eine Düse auf ein isolierendes Substrat, wobei über eine Stromquelle eine elektrische Ladung in das in der Düse bereitgestellte fließfähige Material eingebracht wird. Die US 2010/0062145 A1 betrifft ein Verfahren zum Generieren eines elektrischen Bauteils eines elektrischen Hörgeräteschaltkreises auf einem dielektrischen Substrat. Zum Drucken einer elektrischen Komponente wird Tinte auf eine Oberfläche des dielektrischen Substrats aufgebracht, die mittels eines Lasers ausgehärtet wird.The production of polymer-based interconnects is known. For this purpose, electrically conductive nanoparticles, such as Leitruße and / or carbon nanotubes (CNT) can be used together with a polymer material. The nanoparticles can be homogeneously dispersed in a non-vulcanized polymer material and applied to a substrate in a printing process, for example by means of a dispenser cannula. Polymer-based conductor tracks produced in this way have a strain-dependent electrical resistance. The US 2006 0262163 A1 shows an apparatus for applying a flowable material via a nozzle to an insulating substrate, wherein an electric charge is introduced via a current source in the provided in the nozzle flowable material. The US 2010/0062145 A1 relates to a method for generating an electrical component of an electrical hearing aid circuit on a dielectric substrate. For printing an electrical component, ink is applied to a surface of the dielectric substrate which is cured by means of a laser.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Herstellen einer polymerbasierten Leiterbahn zu ermöglichen, insbesondere einen dehnungsabhängigen Widerstand der polymerbasierten Leiterbahn zu beeinflussen und/oder einzustellen.The object of the invention is to enable an improved production of a polymer-based conductor track, in particular to influence and / or adjust a strain-dependent resistance of the polymer-based conductor track.

Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Herstellen einer auf einem Substrat aufgebrachten polymerbasierten Leiterbahn, mit Ausbringen eines Strangs eines homogen dispergierte Partikel, insbesondere Nanopartikel, aufweisenden polymerisationsfähigen Polymermaterials mittels einer, insbesondere elektrisch leitfähigen, Strangdosiervorrichtung zum Aufbringen der polymerbasierten Leiterbahn auf das Substrat, elektrisches Kontaktieren des Strangs zu Beginn des Ausbringens mit einer auf dem Substrat aufgebrachten Kontaktfläche sowie Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen der Kontaktfläche und der Strangdosiervorrichtung und zwischen der Kontaktfläche und einer auf dem Substrat aufgebrachten weiteren Kontaktfläche, wobei die Strangdosiervorrichtung und die weitere Kontaktfläche auf demselben Potential liegen gelöst. Unter einer Strangdosiervorrichtung kann beispielsweise eine Dispenserkanüle verstanden werden. Dabei kann ein beliebiger Querschnitt mittels der Dispenserkanüle extrudiert werden, beispielsweise ein kreisförmiger, ein halbkreisförmiger, ein rechteckförmiger und/oder ein dünnschichtiger usw. Vorteilhaft kann der mittels der Dispenserkanüle ausbringbare Strang zunächst mit der Kontaktfläche kontaktiert werden. Während des weiteren Ausbringens ist zwischen der elektrischen Kontaktfläche und dem ausgebrachten Strang, also zwischen der Dispenserkanüle und der Kontaktfläche die elektrische Spannung angelegt. Dies führt vorteilhaft dazu, dass sich die Nanopartikel in einem damit verbundenen elektrischen Feld längsgerichtet zu entsprechenden Feldlinien ausrichten. Vorteilhaft sind dadurch die dispergierten Nanopartikel in einer Längsrichtung des Strangs ausgerichtet, also zueinander im Wesentlichen gleichgerichtet beziehungsweise parallel zueinander angeordnet. Vorteilhaft ergibt sich dadurch eine besonders hohe Leitfähigkeit des so ausgebrachten Strangs des die homogen dispergierten Nanopartikel aufweisenden polymerisationsfähigen Polymermaterials. Vorteilhaft kann das Polymermaterial nach einem Aushärtvorgang in Längsrichtung gedehnt werden, wobei sich die einzelnen Nanopartikel quasi aneinander anliegend zueinander verschieben, so dass sich dadurch ein elektrischer Widerstand des Strangs nur minimal ändert, insbesondere im Vergleich zu zufällig ausgerichteten Nanopartikeln deutlich weniger ändert. Unter Partikel, insbesondere Nanopartikel, können Leitruße und/oder Carbon-Nanotubes (CNT), und/oder Mikrometer Partikel und deren räumlichen Agglomerate (z. B. Faden- oder Faserförmige Kohlenstoff- oder Metallpartikel) verstanden werden, insbesondere Partikel mit einer Größe und/oder Länge größer als 2 nm, insbesondere kleiner als 500 μm, vorzugsweise ungefähr 100 nm, vorzugsweise zwischen 2 nm und 200 nm, insbesondere 3 nm und 180 nm, insbesondere 4 nm und 150 nm, insbesondere 20 nm und 130 nm, insbesondere 40 nm und 120 nm, insbesondere 80 nm und 110 nm, vorzugsweise 200 nm und 2 μm, insbesondere 110 nm und 3 μm, insbesondere 120 nm und 4 μm, insbesondere 150 nm und 8 μm, insbesondere 100 nm und 10 μm, insbesondere 10 μm und 100 μm, insbesondere 15 μm und 150 μm, insbesondere 20 μm und 200 μm, insbesondere 40 μm und 200 μm, insbesondere 50 μm und 500 μm, insbesondere 100 μm und 400 μm.The object is, in a method for producing a polymer-based conductor track applied to a substrate, by applying a strand of homogeneously dispersed particles, in particular nanoparticles, comprising polymerizable polymer material by means of a, in particular electrically conductive, strand dosing device for applying the polymer-based conductor track to the substrate, electrical contacting the strand at the beginning of dispensing with a contact surface applied to the substrate and applying an electrical voltage between the contact surface and the strand dosing device and between the contact surface and a further contact surface applied to the substrate, the strand dosing device and the further contact surface being at the same potential. For example, a dispenser can be understood to mean a dispenser cannula. In this case, an arbitrary cross section can be extruded by means of the dispenser cannula, for example a circular, a semicircular, a rectangular and / or a thin layer, etc. Advantageously, the strand dispensable by means of the dispenser cannula can first be contacted with the contact surface. During the further application, the electrical voltage is applied between the electrical contact surface and the applied strand, ie between the dispenser cannula and the contact surface. This advantageously leads to the nanoparticles aligning longitudinally in a connected electric field to corresponding field lines. As a result, the dispersed nanoparticles are advantageously aligned in a longitudinal direction of the strand, that is to say they are substantially rectified or arranged parallel to one another. Advantageously, this results in a particularly high conductivity of the thus applied strand of the polymerizable polymer material having the homogeneously dispersed nanoparticles. Advantageously, the polymer material can be stretched in the longitudinal direction after a curing process, whereby the individual nanoparticles virtually move adjacent to each other, so that thereby an electrical resistance of the strand only minimally changes, in particular compared to randomly oriented nanoparticles changes significantly less. Particles, in particular nanoparticles, may be conductive carbon blacks and / or carbon nanotubes (CNTs), and / or micrometers of particles and their spatial agglomerates (eg filamentary or fibrous carbon or metal particles), in particular particles of a size and / or length greater than 2 nm, in particular less than 500 μm, preferably approximately 100 nm, preferably between 2 nm and 200 nm, in particular 3 nm and 180 nm, in particular 4 nm and 150 nm, in particular 20 nm and 130 nm, in particular 40 nm and 120 nm, in particular 80 nm and 110 nm, preferably 200 nm and 2 μm, in particular 110 nm and 3 μm, in particular 120 nm and 4 μm, in particular 150 nm and 8 μm, in particular 100 nm and 10 μm, in particular 10 μm and 100 μm, in particular 15 μm and 150 μm, in particular 20 μm and 200 μm, in particular 40 μm and 200 μm, in particular 50 μm and 500 μm, in particular 100 μm and 400 μm.

Eine Ausführungsform des Verfahrens wird mit Ausbringen des Strangs zwischen der Kontaktfläche und einer weiteren Kontaktfläche, Kontaktieren des fertig ausgebrachten Strangs mit der weiteren Kontaktfläche sowie Anlegen der elektrischen Spannung und/oder einer weiteren elektrischen Spannung zwischen der Kontaktfläche und der weiteren Kontaktfläche durchgeführt. Vorteilhaft kann die elektrische Spannung zwischen der Kontaktfläche und der weiteren Kontaktfläche auch nach dem kompletten Ausbringen des Strangs erhalten bleiben. Dies kann beispielsweise während eines Auspolymerisierens des Polymermaterials geschehen, so dass auch im fertig auspolymerisierten Strang die Ausrichtung der Nanopartikel erhalten bleibt. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass bei einem Erreichen der weiteren Kontaktfläche diese auf einem identischen Potenzial liegt wie die Dispenserkanüle selbst. Alternativ und/oder zusätzlich ist zum Anlegen der Spannung die Dispenserkanüle elektrisch leitfähig.An embodiment of the method is carried out by applying the strand between the contact surface and a further contact surface, contacting the finished applied strand with the further contact surface and applying the electrical voltage and / or a further electrical voltage between the contact surface and the further contact surface. Advantageously, the electrical voltage between the contact surface and the further contact surface can be maintained even after the complete deployment of the strand. This can be done, for example, during polymerization of the polymer material, so that the orientation of the nanoparticles is retained even in the finished polymerized strand. Preferably, it can be provided that, when the further contact surface is reached, they are in an identical position Potential is like the dispenser cannula itself. Alternatively and / or additionally, the dispenser cannula is electrically conductive to apply the voltage.

Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens wird mit Anpassen der Spannung zwischen der Kontaktfläche und der Strangdosiervorrichtung während des Ausbringens des Strangs, insbesondere so, dass ein Spannungsabfall pro Längeneinheit in der Längsrichtung des Strangs konstant ist, durchgeführt. Vorteilhaft kann während des Ausbringvorgangs und nach dem späteren Kontaktieren mit der weiteren Kontaktfläche in dem gesamten Strang eine identische Feldstärke erzeugt werden, was vorteilhaft zu einer identischen Ausrichtung der dispergierten Nanopartikel führt. Vorteilhaft können dadurch ein elektrischer Widerstand sowie eine Dehnungsabhängigkeit des elektrischen Widerstands des fertig ausgebrachten und polymerisierten Strangs über den kompletten Strang hinweg gleichbleibend eingestellt beziehungsweise erzeugt werden.Another embodiment of the method is performed by adjusting the voltage between the contact surface and the strand dosing device during the dispensing of the strand, in particular so that a voltage drop per unit length in the longitudinal direction of the strand is constant. Advantageously, an identical field strength can be generated during the dispensing operation and after the subsequent contact with the further contact surface in the entire strand, which advantageously leads to an identical orientation of the dispersed nanoparticles. Advantageously, an electrical resistance as well as a strain dependence of the electrical resistance of the finished and polymerized strand can be set or generated consistently over the entire strand.

Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens wird mit Polymerisieren des fertig ausgebrachten Strangs mittels Erwärmen des Strangs, insbesondere mittels einer Wärmequelle und/oder mittels Einprägen eines Stromflusses mittels Erhöhen der elektrischen Spannung durchgeführt. Vorteilhaft kann das polymerisationsfähige Polymermaterial mittels der Wärmeeinwirkung der Wärmequelle auspolymerisiert werden. Alternativ und/oder zusätzlich kann dies vorteilhaft ohne zusätzliche Vorrichtung lediglich mittels Erhöhen der elektrischen Spannung, also mittels einer ohnehin vorhandenen elektrischen Energiequelle erfolgen.A further embodiment of the method is carried out by polymerizing the finished strand by heating the strand, in particular by means of a heat source and / or by impressing a current flow by means of increasing the electrical voltage. Advantageously, the polymerizable polymer material can be polymerized by the heat of the heat source. Alternatively and / or additionally, this can be done advantageously without additional device merely by increasing the electrical voltage, ie by means of an already existing electrical energy source.

Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens wird mit Messen eines elektrischen Widerstands, insbesondere pro Längeneinheit des Strangs, während des Ausbringens und/oder nach dem Kontaktieren des Strangs mit der weiteren Kontaktfläche durchgeführt. Vorteilhaft kann mittels des Messens des elektrischen Widerstands, insbesondere pro Längeneinheit des Strangs, der Prozess der Herstellung überwacht werden, insbesondere kann auf eine Ausrichtung der Nanopartikel, ein Querschnitt des Strangs und/oder eine Qualität des Polymermaterials, beispielsweise ein Gehalt der Nanopartikel, und/oder Ähnliches, geschlossen werden. Vorteilhaft kann entsprechend der Prozess gesteuert und/oder geregelt werden.A further embodiment of the method is carried out by measuring an electrical resistance, in particular per unit length of the strand, during the application and / or after contacting the strand with the further contact surface. Advantageously, by means of measuring the electrical resistance, in particular per unit length of the strand, the production process can be monitored, in particular an orientation of the nanoparticles, a cross section of the strand and / or a quality of the polymer material, for example a content of the nanoparticles, and / or or similar, be closed. Advantageously, the process can be controlled and / or regulated accordingly.

Die Aufgabe der Erfindung ist außerdem mittels einer Vorrichtung zum Herstellen einer auf einem Substrat aufgebrachten polymerbasierten Leiterbahn mit einer Strangdosiervorrichtung, mittels der ein Strang eines homogen dispergierte Nanopartikel aufweisenden und polymerisationsfähigen Polymermaterials zum Aufbringen der polymerbasierten Leiterbahn auf das Substrat ausbringbar ist sowie einer elektrischen Energiequelle, die der Strangdosiervorrichtung und einer mit dem Strang elektrisch kontaktierbaren auf dem Substrat aufgebrachten Kontaktfläche zugeordnet oder zuordenbar ist, wobei die Strangdosierung mit einer auf dem Substrat aufgebrachten weiteren Kontaktfläche parallel geschaltet ist und der Strang nach einem Ausbringen mittels der Strangdosiervorrichtung die Kontaktfläche und die weitere Kontaktfläche elektrisch miteinander verbindet, gelöst. Vorteilhaft kann zwischen der Kontaktfläche und der Strangdosiervorrichtung eine elektrische Spannung angelegt werden, mittels der die homogen dispergierten Nanopartikel innerhalb des Strangs ausgerichtet werden können. Vorteilhaft kann dazu ein Stromkreis der Energiequelle über die Kontaktfläche, den Strang und die Strangdosiervorrichtung geschlossen werden. Mittels der Vorrichtung kann insbesondere ein vorab beschriebenes Verfahren durchgeführt werden. Insofern ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.The object of the invention is also by means of a device for producing a polymer-based conductor track applied to a substrate with a strand metering device, by means of which a strand of homogeneously dispersed nanoparticle-comprising and polymerizable polymer material for applying the polymer-based conductor track can be applied to the substrate, and an electrical energy source the strand dosing and an electrically contactable with the strand contact surface is assigned or assigned, wherein the strand dosing is connected in parallel with a further contact surface applied to the substrate and the strand after an application by means of Strangdosiervorrichtung the contact surface and the further contact surface electrically connects, solved. Advantageously, an electrical voltage can be applied between the contact surface and the strand dosing device, by means of which the homogeneously dispersed nanoparticles can be aligned within the strand. Advantageously, a circuit of the power source via the contact surface, the strand and the strand metering device can be closed. By means of the device, in particular, a previously described method can be carried out. In this respect, the advantages described above arise.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung weist eine Steuervorrichtung, mittels der eine Spannung der elektrischen Energiequelle abhängig von einer Distanz der Strangdosiervorrichtung zu der Kontaktfläche einstellbar ist, auf. Vorteilhaft kann mittels der Steuervorrichtung die Spannung so eingestellt werden, dass diese von der Distanz der Strangdosiervorrichtung zu der Kontaktfläche abhängt, beispielsweise während des Ausbringens des Strangs pro Längeneinheit des bereits ausgebrachten Stranges konstant ist.An exemplary embodiment of the device has a control device, by means of which a voltage of the electrical energy source can be set as a function of a distance of the strand dosing device from the contact surface. Advantageously, by means of the control device, the voltage can be adjusted so that it depends on the distance of the strand dosing to the contact surface, for example, during the application of the strand per unit length of the already applied strand is constant.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Strangdosiervorrichtung elektrisch leitfähig ist. Vorteilhaft kann der Stromkreis über die Strangdosiervorrichtung selbst geschlossen werden.In a further embodiment of the device it is provided that the strand dosing device is electrically conductive. Advantageously, the circuit can be closed via the strand meter itself.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Strangdosiervorrichtung mit einer weiteren Kontaktfläche parallel geschaltet ist und der Strang nach einem Ausbringen mittels der Strangdosiervorrichtung die Kontaktfläche und die weitere Kontaktfläche elektrisch miteinander verbindet. Vorteilhaft kann dadurch erreicht werden, dass bei einem Erreichen des Strangs der weiteren Kontaktfläche automatisch die Strangdosiervorrichtung und die weitere Kontaktfläche auf einem Potenzial liegen, also bei einem Erreichen der weiteren Kontaktfläche beziehungsweise bei einem Kontaktieren der weiteren Kontaktfläche mit dem ausgebrachten Strang kein Spannungssprung und/oder Potenzialsprung stattfindet. Vorteilhaft können dadurch während des Ausbringens und bei dem Kontaktieren beziehungsweise nach dem Kontaktieren mit der weiteren Kontaktfläche innerhalb des Strangs gleichbleibende elektrische Verhältnisse beziehungsweise ein gleichbleibendes elektrisches Feld erzeugt werden.In a further embodiment of the device, it is provided that the strand dosing device is connected in parallel with a further contact surface and the strand, after being dispensed by means of the strand dosing device, electrically connects the contact surface and the further contact surface. Advantageously, it can be achieved that, when reaching the strand of the further contact surface, the strand dosing device and the further contact surface are automatically at a potential, ie when the further contact surface or when contacting the further contact surface with the applied strand no voltage jump and / or Potential jump takes place. Advantageously, during the dispensing and during the contacting or after the contacting with the further contact surface within the strand, constant electrical conditions or a constant electric field can be generated.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung eine Messvorrichtung, mittels der ein elektrischer Widerstand, insbesondere pro Längeneinheit einer Längsrichtung des Strangs messbar ist, auf. Vorteilhaft kann bereits während des Ausbringens der elektrische Widerstand, insbesondere pro Längeneinheit der Längsrichtung des Strangs, ermittelt werden. Vorteilhaft kann darauf basierend eine Steuerung und/oder Regelung von Prozessparametern erfolgen. In a further embodiment, the device has a measuring device, by means of which an electrical resistance, in particular per unit length of a longitudinal direction of the strand is measurable on. Advantageously, the electrical resistance, in particular per unit length of the longitudinal direction of the strand, can already be determined during the application. Advantageously, based on this, a control and / or regulation of process parameters can take place.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details will become apparent from the following description in which - where appropriate, with reference to the drawings - at least one embodiment is described in detail. The same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Herstellen einer polymerbasierten Leiterbahn; 1 a schematic side view of an apparatus for producing a polymer-based conductor;

2 eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte Vorrichtung; und 2 a top view of the in 1 shown device; and

3 ein Schaubild eines von einer Stranglänge abhängigen Spannungsverlaufs der in den 1 und 2 dargestellten Vorrichtung zum Ausbringen eines Strangs. 3 a graph of a dependent of a strand length voltage curve in the 1 and 2 illustrated device for dispensing a strand.

1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung 1 zum Herstellen einer polymerbasierten Leiterbahn 3. Die Leiterbahn 3 wird auf ein Substrat 5 aufgebracht, insbesondere aufgedruckt. Bei dem Substrat 5 kann es sich beispielsweise um Silikon oder ein Silikonmaterial handeln. Auf dem Substrat sind eine Kontaktfläche 7 und eine weitere Kontaktfläche 9 aufgebracht. Die Kontaktflächen 7 und 9 sind einer elektrischen Energiequelle 11 zugeordnet beziehungsweise mit dieser elektrisch kontaktiert. Zum Herstellen der polymerbasierten Leiterbahn wird ein, insbesondere homogen, dispergierte Nanopartikel aufweisendes polymerisationsfähiges Polymermaterial 13 mittels einer Dispenserkanüle 15, die Teil einer Strangdosiervorrichtung ist oder diese ausmacht, als Strang 17 extrudiert, wobei der Strang 17 auf das Substrat 5 aufgedruckt wird. Dazu wird die Dispenserkanüle 15 während des Extrudiervorgangs parallel zu einer Oberfläche des Substrats 5 mit einer Geschwindigkeit bewegt, was in 1 mittels eines Pfeils 19 angedeutet ist. Die Dispenserkanüle 15 ist elektrisch leitfähig und liegt auf demselben Potenzial wie die weitere Kontaktfläche 9 und/oder ist mit dieser parallel geschaltet. Vorteilhaft kann dadurch das Potenzial der elektrischen Energiequelle 11 nicht nur zwischen den Kontaktflächen 7 und 9, sondern auch zwischen der Dispenserkanüle 15 und der Kontaktfläche 7 angelegt werden, so dass der Strang 17 teilweise extrudiert ebenfalls mit der elektrischen Energiequelle 11 kontaktiert ist beziehungsweise über den Strang 17 ein Stromkreis der elektrischen Energiequelle 11 geschlossen ist. Vorteilhaft kann der Stromkreis während des Extrudierens, also während des Bewegens der Dispenserkanüle 15 mittels der mittels des Pfeils 19 angedeuteten Geschwindigkeit v über das Substrat 5 hinweg aufrecht erhalten werden. Vorteilhaft können dadurch die, in 1 nicht näher dargestellten, Nanopartikel innerhalb eines mittels der elektrischen Energiequelle 11 in dem Strang 17 eingeprägten elektrischen Felds ausgerichtet werden. Bei den Nanopartikeln kann es sich insbesondere um Nanoröhrchen, insbesondere Carbon-Nanoröhrchen handeln, die sich in elektrischen Feldern besonders leicht ausrichten lassen. 1 shows a schematic side view of a device 1 for producing a polymer-based conductor track 3 , The conductor track 3 is on a substrate 5 applied, in particular printed. At the substrate 5 it may be, for example, silicone or a silicone material. On the substrate are a contact surface 7 and another contact surface 9 applied. The contact surfaces 7 and 9 are an electrical energy source 11 assigned or electrically contacted with this. To produce the polymer-based conductor track, a polymerizable polymer material having, in particular, homogeneously, dispersed nanoparticles is provided 13 by means of a dispenser cannula 15 , which is part of or constitutes a strand dosing device, as a strand 17 extruded, with the strand 17 on the substrate 5 is printed. This is the dispenser cannula 15 during the extrusion process parallel to a surface of the substrate 5 moving at a speed, what in 1 by means of an arrow 19 is indicated. The dispenser cannula 15 is electrically conductive and has the same potential as the other contact surface 9 and / or is connected in parallel with this. Advantageously, thereby the potential of the electrical energy source 11 not only between the contact surfaces 7 and 9 but also between the dispenser cannula 15 and the contact surface 7 be created so that the strand 17 partially extruded also with the electrical energy source 11 is contacted or over the strand 17 a circuit of the electrical energy source 11 closed is. Advantageously, the circuit during extrusion, so while moving the Dispenserkanüle 15 by means of the arrow 19 indicated speed v across the substrate 5 be maintained. Advantageously, by the, in 1 not shown, nanoparticles within a means of electrical energy source 11 in the strand 17 be aligned with an impressed electric field. The nanoparticles may in particular be nanotubes, in particular carbon nanotubes, which are particularly easy to align in electric fields.

Die Kontaktfläche 7 ist mit dem in 1 teilweise extrudiert dargestellten Strang 17 elektrisch kontaktiert.The contact surface 7 is with the in 1 partially extruded strand shown 17 electrically contacted.

Sobald die Dispenserkanüle 15 beziehungsweise der mittels dieser extrudierte Strang 17 die weitere Kontaktfläche 9 erreicht, wird der Strang 17 auch mit der weiteren Kontaktfläche 9 kontaktiert. Vorteilhaft entsteht dadurch kein Potenzialsprung, da die Dispenserkanüle 15 und die weitere Kontaktfläche 9 parallel geschaltet sind, also auf dem identischen Potenzial liegen.Once the dispenser cannula 15 or by means of this extruded strand 17 the further contact area 9 reached, the strand becomes 17 also with the further contact surface 9 contacted. Advantageously, this results in no potential jump, since the dispenser cannula 15 and the other contact area 9 are connected in parallel, so are at the same potential.

Alternativ und/oder zusätzlich weist der Stromkreis der Energiequelle 11 eine Steuer- und/oder Messvorrichtung 21 auf, mittels der Prozessparameter während des Aufdruckens des Strangs 17 auf das Substrat 5 gesteuert, geregelt und/oder gemessen werden können. Es ist beispielsweise möglich, mittels der Steuermessvorrichtung 21 eine Spannung der Energiequelle 11 abhängig von einem Abstand der Dispenserkanüle 15 von der Kontaktfläche 7 einzustellen, so dass ein Spannungsabfall pro Längeneinheit des Strangs 17 konstant ist.Alternatively and / or additionally, the circuit of the power source 11 a control and / or measuring device 21 on, by means of the process parameters during the printing of the strand 17 on the substrate 5 controlled, regulated and / or can be measured. It is possible, for example, by means of the control measuring device 21 a voltage of the energy source 11 depending on a distance of the dispenser cannula 15 from the contact surface 7 adjust so that a voltage drop per unit length of the strand 17 is constant.

2 zeigt eine Draufsicht der in 1 gezeigten Vorrichtung. Zu erkennen ist, dass der Strang 17 mit der Kontaktfläche 7 kontaktiert ist. Während des Verfahrens der Dispenserkanüle 15 entlang der Richtung des Pfeils 19 wird das Polymermaterial 13 durch eine in 2 gepunktet dargestellte Extrudieröffnung 23 extrudiert und dabei auf das Substrat 5 aufgebracht beziehungsweise aufgedruckt. 2 shows a plan view of in 1 shown device. It can be seen that the strand 17 with the contact surface 7 is contacted. During the procedure of the dispenser cannula 15 along the direction of the arrow 19 becomes the polymer material 13 through an in 2 dotted illustrated extrusion 23 extruded while keeping the substrate 5 applied or printed.

3 zeigt ein Schaubild 25 einer Spannung der Energiequelle 11 über einem Verfahrweg der Dispenserkanüle 15 beziehungsweise einem Abstand der Dispenserkanüle 15 zu der Kontaktfläche 7. Auf einer x-Achse 27 ist die Entfernung der Dispenserkanüle 15 zu der Kontaktfläche 7 aufgetragen. Auf einer y-Achse 29 ist eine Spannung der Energiequelle 11 aufgetragen. Mittels eines Graphs 31 ist der Verlauf der Spannung über dem Weg in dem Schaubild 25 eingezeichnet. Es ist zu erkennen, dass der Graph 31 einen linearen Verlauf aufweist, also die Spannung linear mit zunehmendem Weg der Dispenserkanüle 15 ansteigt. Alternativ und/oder zusätzlich ist es denkbar, dass der Verlauf zumindest bereichsweise nichtlinear, insbesondere S-förmig, progressiv und/oder degressiv, ist. Beispielhaft ist in 3 ein S-förmiger Verlauf mittels eines strichpunktierten Graphs 33 eingezeichnet. Der Spannungsverlauf des Graphs 33 steigt zunächst überproportional an, um dann nach einem unterproportionalen Abschnitt erneut überproportional anzusteigen. In der Nähe der Kontaktflächen 7, 9 ist der Anstieg überproportional. 3 shows a graph 25 a voltage of the energy source 11 over a travel path of the dispenser cannula 15 or a distance of the dispenser cannula 15 to the contact surface 7 , On an x-axis 27 is the removal of the dispenser cannula 15 to the contact surface 7 applied. On a y-axis 29 is a voltage of the energy source 11 applied. By means of a graph 31 is the course the tension over the path in the graph 25 located. It can be seen that the graph 31 has a linear course, so the voltage linear with increasing path of the dispenser cannula 15 increases. Alternatively and / or additionally, it is conceivable that the course is at least partially non-linear, in particular S-shaped, progressive and / or degressive. Exemplary is in 3 an S-shaped curve by means of a dot-dashed graph 33 located. The voltage curve of the graph 33 increases at first disproportionately, and then increases again disproportionately after a disproportionate section. Near the contact surfaces 7 . 9 the increase is disproportionate.

Der nichtlineare Verlauf kann insbesondere ausgenutzt werden, um auf die einzelnen Partikel, insbesondere Nanopartikel, ausgeübte Momente besser einzustellen, beispielsweise um Nichtlinearitäten des zwischen der Dispenserkanüle 15 und der Kontaktfläche 7 erzeugten elektrischen Felds auszugleichen und/oder Eigenschaften der polymerbasierten Leiterbahn 3 bereichsweise unterschiedlich einzustellen. Gegebenenfalls kann dazu auch die Geschwindigkeit der Dispenserkanüle 15 variiert werden.In particular, the nonlinear course can be exploited in order to set better the moments exerted on the individual particles, in particular nanoparticles, for example, by non-linearities of the space between the dispenser cannula 15 and the contact surface 7 generated electric field balance and / or properties of the polymer-based interconnect 3 to set different areas. If necessary, the speed of the dispenser cannula can also be used 15 be varied.

Die Leiterbahn 3 beziehungsweise der Strang 17 kann auspolymerisiert werden, insbesondere mittels einer Temperaturerhöhung. Die so herstellbare Leiterbahn 3 weist eine Dehnungsabhängigkeit einer elektrischen Leitfähigkeit auf, die vorteilhaft mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens verringert werden kann, wobei vorteilhaft die eingebrachten Nanopartikel mittels des elektrischen Feldes der Energiequelle 11 so orientiert werden können, dass diese parallel zu einer Richtung der Leiterbahn 3 ausgerichtet werden können beziehungsweise angeordnet sind, wobei eine Dehnung der gesamten Leiterbahn 3 lediglich zu einer Parallelverschiebung der Partikel untereinander führt, wobei diese jedoch im Wesentlichen miteinander kontaktiert bleiben. Vorteilhaft kann so erreicht werden, dass die Nanopartikel derartig orientiert sind, dass die elastische Dehnung der Leiterbahn 3 nicht zu einer Vergrößerung der Abstände zwischen den Nanopartikeln führt, sondern lediglich ein Vorbeigleiten der einzelnen Partikel aneinander ohne Abstandsänderung bewirkt. Vorteilhaft können dazu die Nanopartikel vor und während einer Vulkanisation beziehungsweise der Auspolymerisation des Polymermaterials, insbesondere einer Polymermatrix des Polymermaterials, parallel zu der späteren Hauptdehnungsrichtung, insbesondere Längsrichtung, der polymerbasierten Leiterbahn ausgerichtet werden und ausgerichtet bleiben. Dies kann vorteilhaft mittels der mittels der elektrischen Energiequelle 11 an den Strang 17 anlegbaren Spannung erfolgen.The conductor track 3 or the strand 17 can be polymerized, in particular by means of a temperature increase. The so produced conductor track 3 has a strain dependence of an electrical conductivity, which can be advantageously reduced by means of the method according to the invention, wherein advantageously the introduced nanoparticles by means of the electric field of the energy source 11 can be oriented so that these are parallel to a direction of the conductor track 3 can be aligned or are arranged, wherein an elongation of the entire conductor track 3 merely leads to a parallel displacement of the particles with each other, but these remain essentially contacted with each other. Advantageously, it can be achieved that the nanoparticles are oriented in such a way that the elastic elongation of the conductor track 3 does not lead to an increase in the distances between the nanoparticles, but merely causes a sliding past the individual particles without changing the distance. For this purpose, the nanoparticles can advantageously be aligned and aligned parallel to the later main expansion direction, in particular the longitudinal direction, of the polymer-based conductor track before and during vulcanization or the polymerization of the polymer material, in particular a polymer matrix of the polymer material. This can be advantageous by means of the electrical energy source 11 to the strand 17 can be applied voltage.

Bei einem Durchtritt des Polymermaterials 13 durch die Extrudieröffnung 23 werden die Partikel bereits in Längsrichtung des Strangs 17 ausgerichtet. Vorteilhaft kann diese Vorausrichtung aufgrund der Spannung der elektrischen Energiequelle 11 erhalten bleiben, wobei vorteilhaft eine sonst erfolgende Durchmischung beziehungsweise zufällige Ausrichtung der Nanopartikel verhindert werden kann. Vorteilhaft kann die so herstellbare Leiterbahn 3 zur Herstellung von taktilen Sensoren verwendet werden, insbesondere sogenannte Smart Apparel, wobei bei Zuleitungen zwar eine Dehnfähigkeit, jedoch eine möglichst geringe Widerstandsänderung aufgrund von Dehnungen gefordert ist. Vorteilhaft können mittels der herstellbaren Leiterbahn 3, die eine vergleichsweise geringe dehnungsabhängige Leitfähigkeit aufweist, besonders sensible taktile Sensoren hergestellt und/oder seiteneffektarm kontaktiert werden.At a passage of the polymer material 13 through the extrusion opening 23 the particles are already in the longitudinal direction of the strand 17 aligned. Advantageously, this pre-alignment due to the voltage of the electrical energy source 11 remain intact, whereby advantageously an otherwise successful mixing or random orientation of the nanoparticles can be prevented. Advantageously, the so produced conductor track 3 be used for the production of tactile sensors, in particular so-called smart apparel, with supply lines Although an extensibility, but the least possible resistance change due to strains is required. Advantageously, by means of the producible conductor track 3 , which has a comparatively low strain-dependent conductivity, especially sensitive tactile sensors are produced and / or contacted Seitenenseffektarm.

Vorteilhaft kann trotz Einbringen von thermischer Energie zum Polymerisieren und/oder Vulkanisieren des Polymermaterials 13 die Ausrichtung der Nanopartikel erhalten bleiben. Dazu kann vorteilhaft die Spannung während des Vulkanisierens, insbesondere während eines Temperns, also beispielsweise innerhalb eines Vulkanisierofens, erhalten bleiben, insbesondere zwischen der Kontaktfläche 7 und der weiteren Kontaktfläche 9. Optional kann bereits während des Ausbringens des Strangs 17 das Einbringen der thermischen Energie erfolgen, beispielsweise mittels des von der Spannung induzierten Stroms und/oder mittels einer warmen Umgebung, wie beispielsweise durch Zuführen von Heißluft und/oder Wärme in unmittelbarer Nähe des Strangs 17 mittels eines Heißluftgebläses und/oder einer Wärmestrahlungsquelle, das/die insbesondere mit der Dispenserkanüle 15 mitbeweglich angeordnet ist/sind.Advantageously, despite the introduction of thermal energy for polymerizing and / or vulcanizing the polymer material 13 the orientation of the nanoparticles are preserved. For this purpose, advantageously, the tension during vulcanization, in particular during annealing, so for example within a Vulkanisierofens, remain, in particular between the contact surface 7 and the other contact surface 9 , Optionally, already during the dispensing of the strand 17 the introduction of the thermal energy takes place, for example by means of the current induced by the voltage and / or by means of a warm environment, such as by supplying hot air and / or heat in the immediate vicinity of the strand 17 by means of a hot air blower and / or a heat radiation source, in particular with the dispenser cannula 15 is mitbeweglich arranged / are.

Vorteilhaft kann dadurch ein Prozess einer Reorganisation beziehungsweise zufälligen Ausrichtung der Nanopartikel nach dem Durchtritt durch die Extrudieröffnung 23 der Dispenserkanüle 15 unterbunden werden, wobei zunächst der ausgebrachte Strang 17 mit der Kontaktfläche 7, also direkt nach dem erstmaligen Durchtritt, kontaktiert wird.This can advantageously be a process of reorganization or random alignment of the nanoparticles after passing through the extrusion opening 23 the dispenser cannula 15 be prevented, with first the strand applied 17 with the contact surface 7 , that is directly after the first passage, is contacted.

Dabei wird die elektrische Spannung der Energiequelle 11 zwischen der Dispenserkanüle 15 und der Kontaktfläche 7 angelegt, insbesondere entsprechend des in 3 gezeigten Verlaufs. Im weiteren Verlauf des Druckvorgangs, also während des Bewegens der Dispenserkanüle 15 in Richtung des Pfeils 19 wird diese elektrische Spannung abhängig von einer zurückgelegten Druckstrecke, das heißt, einer momentanen Länge der bereits aufgedruckten Leiterbahn 7 angepasst, um vorteilhaft eine konstante elektrostatische Kraft auf die Nanopartikel in dem Strang 17 beziehungsweise der Leiterbahn 3 auszuüben.In this case, the electrical voltage of the energy source 11 between the dispenser cannula 15 and the contact surface 7 created, in particular according to the in 3 course shown. In the further course of the printing process, ie during the movement of the dispenser cannula 15 in the direction of the arrow 19 This electrical voltage is dependent on a distance traveled pressure line, that is, an instantaneous length of the printed circuit trace already printed 7 adapted to favor a constant electrostatic force on the nanoparticles in the strand 17 or the conductor track 3 exercise.

Um den Druckvorgang abzuschließen, wird an einem Zielpunkt, nämlich der weiteren Kontaktfläche 9, der Strang 17 beziehungsweise die Leiterbahn 3 mit der weiteren Kontaktfläche 9 kontaktiert. Alternativ und/oder zusätzlich ist es möglich, nach dem Kontaktieren des Strangs 17 mit der weiteren Kontaktfläche 9 die elektrische Energiequelle 11 abzutrennen, insbesondere von der Dispenserkanüle 15 abzutrennen, und zwischen den Kontaktflächen 7 und 9 aufrecht zu erhalten. Dabei kann vorteilhaft die Spannung zwischen den beiden Kontaktflächen 7 und 9 über den Strang 17 bereits beziehungsweise die damit herstellbare Leiterbahn 3 im noch nicht auspolymerisierten Zustand aufrecht erhalten werden. Mit diesem Verfahren kann die elektrische Spannung und damit die elektrostatischen Kräfte auf die Nanopartikel über den gesamten Herstellprozess der Polymerleiterbahn von dem Durchtritt durch die Extrudieröffnung 23 der Dispenserkanüle 15 bis nach der abgeschlossenen Vulkanisation des Polymermaterials 13, insbesondere der Polymermatrix aufrecht erhalten werden. Nach der Polymerisation beziehungsweise Vulkanisation und Temperung des Strangs 17 der Leiterbahn 3 werden vorteilhaft die Nanopartikel des Polymermaterials, insbesondere der Polymermatrix, in der gewünschten gerichteten Anordnung fixiert, wodurch vorteilhaft eine hohe, wenig dehnungsabhängige elektrische Leitfähigkeit gewährleistet werden kann. To complete the printing, is at a destination, namely the other contact surface 9 , the strand 17 or the conductor track 3 with the further contact surface 9 contacted. Alternatively and / or additionally, it is possible after contacting the strand 17 with the further contact surface 9 the electrical energy source 11 separate, in particular from the dispenser cannula 15 separate and between the contact surfaces 7 and 9 to maintain. In this case, advantageously, the voltage between the two contact surfaces 7 and 9 over the strand 17 already or the conductor track that can be produced with it 3 be maintained in the not yet polymerized state. With this method, the electrical voltage and thus the electrostatic forces on the nanoparticles over the entire manufacturing process of the polymer conductor of the passage through the extrusion 23 the dispenser cannula 15 until after the completed vulcanization of the polymer material 13 , in particular the polymer matrix are maintained. After the polymerization or vulcanization and heat treatment of the strand 17 the conductor track 3 Advantageously, the nanoparticles of the polymer material, in particular the polymer matrix, fixed in the desired directional arrangement, which advantageously a high, low-strain-dependent electrical conductivity can be ensured.

Ferner ist vorteilhaft, dass elektrostatische Anziehungskräfte zwischen einzelnen Nanopartikeln während der Herstellung der Leiterbahn 3 ausgenutzt werden können, wobei aufgrund des Polymermaterials gebildete Isolierschichten zwischen den Nanopartikeln dadurch möglichst dünn realisiert werden können, was vorteilhaft zu einer möglichst hohen Leitfähigkeit des mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens herstellbaren Leiterbahn 3 führt.It is also advantageous that electrostatic forces of attraction between individual nanoparticles during the production of the conductor track 3 can be exploited, wherein formed due to the polymer material insulating layers between the nanoparticles can thereby be realized as thin as possible, which is advantageous to a very high conductivity of the producible by the method according to the invention track 3 leads.

Alternativ und/oder zusätzlich erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine Überwachung gewünschter Prozessparameter, insbesondere mittels der Steuer- und/oder Messvorrichtung 21, insbesondere eines elektrischen Widerstandes des Strangs 17 beziehungsweise der Leiterbahn 3, insbesondere während des Aufdruckens, insbesondere zum Zwecke einer Qualitätssicherung.Alternatively and / or additionally, the method according to the invention allows a monitoring of desired process parameters, in particular by means of the control and / or measuring device 21 , in particular an electrical resistance of the strand 17 or the conductor track 3 , in particular during printing, in particular for the purpose of quality assurance.

Zusammenfassend ist vorteilhaft die Dispenserkanüle 15 elektrisch leitfähig, sind die Kontaktflächen 7 und 9 an den Enden der Leiterbahn 3 angeordnet und elektrisch mit der Energiequelle 11 kontaktiert und/oder kontaktierbar. Außerdem wird vorteilhaft entsprechend der 3, eine von einer Druckstrecke, insbesondere längenabhängige elektrische Spannung 11 verwendet, um eine konstante elektrostatische Kraft auf die Nanopartikel in der Polymermatrix beziehungsweise dem Polymermaterial während des Druckvorgangs zu gewährleisten. Vorteilhaft kann die elektrische Spannung ununterbrochen über die gesamte Leiterbahn 3 während des gesamten Herstellungsprozesses, also auch über den bereits teilweise extrudierten Strang 17 aufrecht erhalten werden. Vorteilhaft kann dies während des gesamten Druckprozesses erfolgen. Vorteilhaft kann aufgrund der Parallelschaltung der Dispenserkanüle 15 und der weiteren Kontaktfläche 9 ein konstantes beziehungsweise gleiches Potenzial bei Erreichen der weiteren Kontaktfläche 9, also am Zielort, erzielt werden. Vorteilhaft kann alternativ und/oder zusätzlich ein Aushärten beziehungsweise Polymerisieren und/oder Vulkanisieren des Strangs 17 aufgrund einer abfallenden Verlustleistung aufgrund eines mittels der Energiequelle 11 eingeprägten Stromflusses innerhalb des Strangs 17 erreicht werden. Alternativ und/oder zusätzlich können die Prozessparameter während der Herstellung für die Qualitätssicherung, insbesondere ein elektrischer Widerstand pro Leiterbahnlänge des Strangs 17, erfasst werden, insbesondere mittels der Steuer- und/oder Messvorrichtung 21.In summary, the dispenser cannula is advantageous 15 electrically conductive, are the contact surfaces 7 and 9 at the ends of the track 3 arranged and electrically connected to the power source 11 contacted and / or contacted. In addition, is advantageous according to the 3 , one of a pressure line, in particular length-dependent electrical voltage 11 used to ensure a constant electrostatic force on the nanoparticles in the polymer matrix or the polymer material during the printing process. Advantageously, the electrical voltage can be uninterrupted over the entire conductor track 3 throughout the manufacturing process, including over the already partially extruded strand 17 be maintained. This can advantageously take place during the entire printing process. Advantageously, due to the parallel connection of the dispenser cannula 15 and the other contact surface 9 a constant or the same potential when reaching the other contact surface 9 , ie at the destination. Advantageously, alternatively and / or additionally hardening or polymerizing and / or vulcanizing the strand 17 due to a decreasing power loss due to an energy source 11 impressed current flow within the strand 17 be achieved. Alternatively and / or additionally, the process parameters during production for the quality assurance, in particular an electrical resistance per conductor track length of the strand 17 be detected, in particular by means of the control and / or measuring device 21 ,

Beispielhaft können die Dispenserkanüle 15 und die weitere Kontaktfläche 9 negativ geladen und die Kontaktfläche 7 positiv geladen sein.By way of example, the dispenser cannula can 15 and the other contact area 9 negatively charged and the contact area 7 be positively charged.

Innerhalb der Dispenserkanüle sind die Nanopartikel unter Einfluss einer Extrudierströmung vorausgerichtet. Innerhalb des extrudierten Stranges erfolgen ein Halten sowie ein vollständiges Ausrichten unter Einfluss der elektrischen Spannung.Within the dispenser cannula, the nanoparticles are pre-aligned under the influence of an extrusion flow. Within the extruded strand, a hold as well as a complete alignment take place under the influence of the electrical voltage.

Das Polymermaterial 13 ist vor dem Ausbringen mittels der Dispenserkanüle 15 fließfähig, insbesondere grundsätzlich hochviskos jedoch verflüssigt, insbesondere mittels eines Lösungsmittels. Für die Herstellung des homogen dispergierte Nanopartikel aufweisenden polymerisationsfähigen Polymermaterials ist es vorteilhaft, wenn einzelne Komponenten des Polymermaterials mit den zu dispergierenden Nanopartikeln unter Verwendung eines thermisch verflüssigten Lösungsmittels, wie zum Beispiel ein unterkühltes Gasgemisch, das unter Standardbedingungen in gasförmigem Aggregatszustand vorliegt, vermischt werden. Durch das Vermischen der oftmals hochviskosen Komponenten des Polymermaterials mit dem thermisch verflüssigten Lösungsmittel kann die Viskosität des Polymermaterials verringert werden, wodurch die zur homogenen Dispergierung der Nanopartikel erforderlichen Scherkräfte vorteilhaft reduziert werden können. Vorteilhaft kann ein Beschädigen der Partikel, insbesondere Nanopartikel, während des Mischens sicher verhindert oder zumindest auf ein Minimum reduziert werden. Geeignete Lösungsmittel sind insbesondere Gase, deren Siedepunkt bei Umgebungsdruck beziehungsweise Normaldruck unterhalb, vorzugsweise nur geringfügig unterhalb der Standardtemperatur T von 20°C bis 25°C liegen. Insbesondere geeignet sind Neopentan, n-Butan, iso-Butan, und Tetrafluorethan, oder Gemische davon.The polymer material 13 is before dispensing by means of the dispenser cannula 15 flowable, in particular generally highly viscous but liquefied, in particular by means of a solvent. For the preparation of the polymerizable polymer material having homogeneously dispersed nanoparticles, it is advantageous if individual components of the polymer material are mixed with the nanoparticles to be dispersed using a thermally liquefied solvent, such as a supercooled gas mixture which is in gaseous state under standard conditions. By mixing the often highly viscous components of the polymer material with the thermally liquefied solvent, the viscosity of the polymer material can be reduced, whereby the shearing forces required for the homogeneous dispersion of the nanoparticles can be advantageously reduced. Advantageously, damage to the particles, in particular nanoparticles, during mixing can be reliably prevented or at least reduced to a minimum. Suitable solvents are in particular gases whose boiling point at ambient pressure or normal pressure below, preferably only slightly below the standard temperature T from 20 ° C to 25 ° C. Particularly suitable are neopentane, n-butane, isobutane, and tetrafluoroethane, or mixtures thereof.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Vorrichtungcontraption

33

polymerbasierte Leiterbahnpolymer-based conductor track

55

Substratsubstratum

77

Kontaktflächecontact area

99

Kontaktflächecontact area

1111

elektrische Energiequelleelectrical energy source

1313

Polymermaterialpolymer material

1515

DispenserkanüleDispenserkanüle

1717

Strangstrand

1919

Pfeilarrow

2121

Steuer- und/oder MessvorrichtungControl and / or measuring device

2323

Extrudieröffnungextruding

2525

Schaubildgraph

2727

x-AchseX axis

2929

y-Achsey-axis

3131

Graphgraph

3333

Graphgraph

Claims (9)

Verfahren zum Herstellen einer auf einem Substrat (5) aufgebrachten polymerbasierten Leiterbahn (3), mit: – Ausbringen eines Strangs (17) eines homogen dispergierte Partikel aufweisenden polymerisationsfähigen Polymermaterials (13) mittels einer Strangdosiervorrichtung zum Aufbringen der polymerbasierten Leiterbahn (3) auf das Substrat (5), – elektrisches Kontaktieren des Strangs (17) zu Beginn des Ausbringens mit einer auf dem Substrat (5) aufgebrachten Kontaktfläche (7), – Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen der Kontaktfläche (7) und der Strangdosiervorrichtung und einer elektrischen Spannung zwischen der Kontaktfläche (7) und einer auf dem Substrat (5) aufgebrachten weiteren Kontaktfläche (9), wobei die Strangdosiervorrichtung und die weitere Kontaktfläche (9) auf demselben Potential liegen, wobei das Ausbringen des Strangs (17) zwischen der Kontaktfläche (7) und der weiteren Kontaktfläche (9) erfolgt.Method for producing a on a substrate ( 5 ) applied polymer-based conductor track ( 3 ), with: - spreading a strand ( 17 ) of polymerizable polymer material having homogeneously dispersed particles ( 13 ) by means of a strand dosing device for applying the polymer-based conductor track ( 3 ) on the substrate ( 5 ), - electrically contacting the strand ( 17 ) at the beginning of the application with a on the substrate ( 5 ) applied contact surface ( 7 ), - applying an electrical voltage between the contact surface ( 7 ) and the strand dosing device and an electrical voltage between the contact surface ( 7 ) and one on the substrate ( 5 ) applied further contact surface ( 9 ), wherein the strand dosing device and the further contact surface ( 9 ) are at the same potential, whereby the application of the strand ( 17 ) between the contact surface ( 7 ) and the further contact surface ( 9 ) he follows. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit: – Kontaktieren des fertig ausgebrachten Strangs (17) mit der weiteren Kontaktfläche (9), – Erhalten der elektrischen Spannung zwischen der Kontaktfläche (7) und der weiteren Kontaktfläche (9) nach dem kompletten Ausbringen des Strangs (17).Method according to the preceding claim, comprising: - contacting the finished strand ( 17 ) with the further contact surface ( 9 ), - obtaining the electrical voltage between the contact surface ( 7 ) and the further contact surface ( 9 ) after the complete application of the strand ( 17 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit: – Anpassen der Spannung zwischen der Kontaktfläche (7) und der Strangdosiervorrichtung während des Ausbringens des Strangs (17), insbesondere so, dass ein Spannungsabfall pro Längeneinheit in der Längsrichtung des Strangs (17) konstant ist.Method according to one of the preceding claims, comprising: - adjusting the voltage between the contact surface ( 7 ) and the strand dosing during the application of the strand ( 17 ), in particular such that a voltage drop per unit length in the longitudinal direction of the strand ( 17 ) is constant. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit: – Polymerisieren des fertig ausgebrachten Strangs (17) mittels Erwärmen des Strangs (17), insbesondere mittels einer Wärmequelle und/oder mittels Einprägen eines Stromflusses mittels Erhöhen der elektrischen Spannung.Method according to one of the preceding claims, comprising: - polymerizing the finished strand ( 17 ) by heating the strand ( 17 ), in particular by means of a heat source and / or by impressing a current flow by means of increasing the electrical voltage. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit: – Messen eines elektrischen Widerstands während des Ausbringens und/oder nach dem Kontaktieren des Strangs (17) mit der weiteren Kontaktfläche (9).Method according to one of the preceding claims, comprising: measuring an electrical resistance during application and / or after contacting the strand ( 17 ) with the further contact surface ( 9 ). Vorrichtung zum Herstellen einer auf einem Substrat (5) aufgebrachten polymerbasierten Leiterbahn (3), mit: – einer Strangdosiervorrichtung, mittels der ein Strang (17) eines homogen dispergierte Partikel aufweisenden und polymerisationsfähigen Polymermaterials (13) zum Aufbringen der polymerbasierten Leiterbahn (3) auf das Substrat (5) ausbringbar ist, – einer elektrischen Energiequelle (11), die der Strangdosiervorrichtung und einer mit dem Strang (17) elektrisch kontaktierbaren auf dem Substrat (5) aufgebrachten Kontaktfläche (7) zugeordnet ist, wobei die Strangdosiervorrichtung mit einer auf dem Substrat (5) aufgebrachten weiteren Kontaktfläche (9) parallel geschaltet ist und der Strang (17) nach einem Ausbringen mittels der Strangdosiervorrichtung die Kontaktfläche (7) und die weitere Kontaktfläche (9) elektrisch miteinander verbindet.Device for producing a material on a substrate ( 5 ) applied polymer-based conductor track ( 3 ), comprising: - a strand dosing device, by means of which a strand ( 17 ) of a homogeneously dispersed particles and polymerizable polymer material ( 13 ) for applying the polymer-based conductor track ( 3 ) on the substrate ( 5 ), - an electrical energy source ( 11 ), the strand dosing device and one with the strand ( 17 ) electrically contactable on the substrate ( 5 ) applied contact surface ( 7 ), wherein the strand dosing device with one on the substrate ( 5 ) applied further contact surface ( 9 ) is connected in parallel and the strand ( 17 ) after application by means of the strand dosing device the contact surface ( 7 ) and the further contact surface ( 9 ) electrically interconnects. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, mit einer Steuervorrichtung (21), mittels der eine Spannung der elektrischen Energiequelle (11) abhängig von einer Distanz der Strangdosiervorrichtung zu der Kontaktfläche (7) einstellbar ist.Device according to the preceding claim, with a control device ( 21 ), by means of which a voltage of the electrical energy source ( 11 ) depending on a distance of the strand dosing device to the contact surface ( 7 ) is adjustable. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, wobei die Strangdosiervorrichtung elektrisch leitfähig ist.Device according to one of the preceding claims 6 or 7, wherein the strand dosing device is electrically conductive. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6–8, mit einer Messvorrichtung (21), mittels der ein elektrischer Widerstand, insbesondere pro Längeneinheit einer Längsrichtung des Strangs (17), messbar ist.Device according to one of the preceding claims 6-8, with a measuring device ( 21 ), by means of an electrical resistance, in particular per unit length of a longitudinal direction of the strand ( 17 ), is measurable.

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