CN106664087A - 具有集成传感器系统的片材 - Google Patents

Abstract

一种由聚合物材料制成的挠性片材、优选设有颗粒结构或隆起的塑料材料片材，该片材具有功能性表面区域，这些功能性表面区域是以开关元件、传感器元件或操作元件的形式设计的，使得至少在这些功能性表面区域的范围中，该片材具有多层式设计，其中，至少一个由导电聚合物材料制成的层被安排在这些功能性表面区域中，其中该由导电材料制成的层位于后侧上、与该片材的可见表面间隔开、并且连接至电子的控制与调节装置上，该装置检测该片材在这些功能性表面区域中的电气特性的变化并且将其转换成致动信号、开关信号或控制信号。

Description

具有集成传感器系统的片材

技术领域

本发明涉及一种挠性片状材料、优选设有颗粒结构或隆起并且由聚合物材料制成的塑料片材，该片状元件具有功能性表面区域，这些功能性表面区域是以开关元件、传感器元件或操作元件的形式设计的，该片状材料总体具有单层或多层式设计、但至少在这些功能性表面区域的范围中具有多层式设计。

背景技术

这样的片状材料是以大量物件上的覆层的形式已知的。因此，例如，机动车辆的仪表盘、座椅套和门衬里具有皮革或纺织品覆盖物、或具有带有三维隆起表面或颗粒结构的仿制皮革内部饰件/塑料内部饰件。仅列举几个实例，家具或其他日用物件、PC或办公室机器壳体和电话等等通常也设有挠性片状材料、或设有带颗粒的/隆起的塑料片材。

用于机动车辆内部饰件、用于家具、包袋等等的片材(通常也被称为仿制皮革)也是已知的并且通常具有多层式结构、通常具有泡沫背衬并且在其上侧上显示出多种多样形式和构型的三维结构表面。该多层式结构总体上由设有该隆起的或带印记的表面的上部顶层或装饰层、以及一个或多个下层组成。该顶层通常设有涂覆层并且也可以是有色的。通过适当地配制这些层、包括通过经适配的柔软度或者通过已经提到的泡沫层，获得了令人愉悦的触觉效果，即该塑料片材具有令人愉悦的“柔软”感觉，还有某种光泽，即某些反射特性。

由于例如在装饰膜的情况下、还有在汽车内部的区域中，总体上有非常强的趋势来改进高品质的印象和“功能化”，因此此类物件的表面通常旨在具有特定的特性或功能。

在机动车辆的乘客隔室中，必须并且可以由车辆乘客来控制大量功能，例如空调系统、加热功能、车窗升降器的致动、反射镜和灯的设置、音乐系统设置、导航设备设置、通信装置的操作等等。

操作这些功能通常必须要大量分开的控制器、开关和设置按钮等等，这些是凹入例如作为“人机界面(HMI)”的仪表盘和门饰件的表面中的，这在设计者进行车辆的内部设计时必须加以考虑并且通常影响对乘客隔室的设计线。此外，现代车辆中的大量可见的设置可能性通常看起来令人迷惑、并且由此使得直观的操作更困难。

将传感器系统集成到物件的用户界面中以提供操作功能的概念已经是一些想法的主题。然而，就所关注的具有颗粒化的或隆起的表面的柔性片材、例如用于汽车的乘客隔室的仿制皮革片材(不仅在生产过程中受到极端应变并且当被施加到固定的支撑件上时也在操作过程中经历极高的温度波动)而言，集成传感器系统是困难的、因此迄今都没有在实践中采用。

一方面，触摸传感器已经在许多领域中确立为HMI，例如作为智能电话上的触摸屏装置。这样的操作元件或功能使得直观操作成为可能，同时避免了机械按钮、开关、旋钮或拨盘。

在这样的触摸传感器的情况下，电阻性和电容性系统是已知的。电阻性系统通常是基于具有导电或半导电材料(通常ITO＝铟锡氧化物)的两个层，这两个层通过薄的空气层或微点间隔开。施加至某个点上的压力具有的作用是，使得这两个层相接触并且由此改变被传输穿过下层的电气测量信号。以此方式，可以定位这个接触点。这样的系统对于例如电话以及操作装置的显示器等刚性应用而言是标准的。然而，以此方式不能实现有挠性的同时可延展的应用。

电容性触摸传感器是基于电容耦合效应。衬底的适当涂层允许实现大量的彼此独立的触摸传感器并且还允许实现大量接触点的同时检测。典型地，要触摸的表面区设有传感器阵列，即设有具有多个水平和竖直传感器的安排，这些传感器用作电信号的发射器和接收器。这样的系统在US 2006097991 A1中进行了披露，该文件示出了被称为“触摸面板"的东西，该触摸面板具有透明的电容性传感器安排，该传感器安排可以检测操作区或功能区上的不同触摸位置并且将其转换成信号。

其他传感器装置同样是已知的，例如基于对光信号和在可见或红外范围内的反射的评估的传感器。但后者仅适用于透明或半透明的触摸表面。所谓的“触觉传感器”被例如用于机器人或微创手术的“人造皮肤”、便携计算机等并且总体上包括压电元件或电容性传感器元件。然而，由于其物理特性以及其起作用的方式，压电元件不适合可延展的且挠性的应用。压电聚合物膜、压敏导电橡胶、具有碳纤维的聚合物或导电聚合物在实验室规模上是已知的，但由于其仅仅较小的厚度而在作为膜的应用中仅轻微可延展的，并且因此仅能在有限程度上吸收和检测力。

近来也已经有了基于“量子隧穿复合材料”的触摸传感器的报道，例如用于操作MP3播放器或手机，这些传感器几乎都是不可见地集成在衣物中。这样的系统包含在弹性体基质中的导电颗粒，但这些颗粒仅在压力下彼此接触，于是使得电子可以隧穿通过弹性体粘接剂，由此该系统在这一点变成导电的。没有压缩负载时，这样的系统是绝缘体。这样的系统的缺点是必须要机械压缩负载来使它们起作用并且必须具有对应变的敏感性，因为当它们在应变下经历未限定的延展时，电子的隧穿效应可能性也受影响。

基于导电纺织品的传感器也是已知的。这样的传感器是挠性的且可延展的。然而，导电纺织品线必须在常规纺织品处理工艺(针织、编织等)中进行处理，因而仅可以生产出片状的单独的/分开的、没有用户定义的几何形状的电气结构，或者必须将这些导电线以用户定义的方式缝合到纺织品衬垫上，因而更复杂的操作是必须的并且纺织品平整性受到显著的负面影响。

杂志塑料(Kunststoffe)11/2012，第31ff页示出了用于汽车的乘客隔室的具有集成传感器系统的部件，这些部件基于几乎无挠性且不可延展的聚碳酸酯片材来生产。但在此必须通过复杂的直接激光工艺来生产导电条带和传感器区，其方式为激光使塑料片材中的导电添加剂暴露出来。这个过程要求以昂贵的多阶段的过程来非常复杂地生产这样的片材。“下辊的(von der Rolle)”生产是不可能的。

US 7,145,432 B2披露了作为操作元件(用户界面)的处于片材形式的压敏挠性开关元件，该元件具有纺织品状电极，这些电极被安排在纺织品元件的上方和下方，该纺织品元件依赖于压力而改变其电阻。这些电极检测电阻变化并且由此产生可以在许多应用中使用的信号。然而，如果这样的操作元件伸长到支撑件上并且在大的应变下被固定在那里，则这些伸长的区域中的开关功能被改变或被妨碍。

对于所有这些方法，迄今都没有任何令人满意的用于设计带有集成传感器系统的如下装饰性片状材料的方式，该片状材料具有的挠性和可延展性使得该片状材料可以像没有传感器系统的常规片材那样简单地被施加至支撑部件上。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种具有集成片状开关元件、传感器元件或操作元件的片材，该片材具有的挠性和可延展性使得它可以用作表面或装饰性片状材料，也就是例如用作机动车辆的乘客隔室中的具有集成传感器区的装饰性膜，利用该装饰性膜可以将任意数量的具有不同几何形状的片状开关元件、传感器元件或操作元件并入该片材中而不会负面地影响该装饰性表面的外观，同时该开关功能、传感器功能或操作功能仅通过轻微地触摸该开关区、传感器区或操作区上的装饰性膜就可以触发。

此外，期望的是，根据本发明的片状材料可以低成本地生产并且可以通过用于装饰性汽车膜的常规处理工艺来处理，例如缝纫、装潢、热成形或层压。

这个目的是由主权利要求的特征来实现的。在从属权利要求中披露了另外的有利构型。

在此情况下，至少一个导电聚合物材料层被安排在这些功能性表面区域中，该导电材料层位于后侧上、距该片材的可见表面一段距离、并且通过触点/接触电极连接至电子的开环与闭环控制装置上，该装置检测该片材在这些功能性表面区域中的电气特性的变化并且将其转换成致动信号、开关信号或控制信号。

因此，在这些功能性表面区域内导电地形成了聚合物材料层，使得该片材的物理特性、例如延展性或挠性是各处均匀的。这允许将该多层复合片材作为“一个”片材进行处理并施加至支撑件上。该开关元件、传感器元件或操作元件已经被集成并被设计成准备好连接，由此大大地省去了对分开的开关和内部部件的需要。典型地，通过触摸这样的片材的功能性表面区域可以操作车窗升降器或执行向空调或导航装置中的输入。因此以容易且直观方式来操作多个功能。

因此通过实现这个目的，提供了一种挠性的且可能可延展的装饰性片状元件或仿制皮革，其使用能够避免在例如汽车的乘客隔室中使用干扰该片材或乘客隔室的总体装饰印象的开关或控制器。

此外，可以在处理该片材之前自由地限定这些功能性表面区域的位置。可以使得这些功能性表面区域的位置不可见或有意地可见，其方式为，在与传感器区相反的那侧上的装饰性表面上有意地印刷符号。也可以通过位于片材中或片材后方的灯具或通过从外部光源进行投射，来使得这些功能性表面区域的位置可见。

一个有利的发展在于，这些聚合物导电材料层具有与该聚合物材料片材相同的延展性并且被安排在该片材的后侧上或在该片状材料的厚度或该片材的材料之内。这允许根据本发明的片材没有任何问题地被拉到/施加至支撑结构上，而在这些功能性表面区域与其他表面区之间不出现任何可感知的扭曲。这当然适用于通常在对应的应用中出现的、最多达原始长度的300％的延展，但尤其最多达100％并且优选地在最多达50％的延展的情况下。

另一个有利的配置在于，被设计成电容器板或电容器片的导电材料层被安排在该可见表面下方的这些功能性表面区域中。这允许构造特别灵敏的且精细感测的传感器系统。这同样适用于另一个有利的配置：这些被设计成电容器板或电容器片的导电材料层被形成为振荡电路(LC电路)的一部分。

总体上，电容器如下构造，使得两个各自具有表面积A的导电板处于平面式平行的安排并且通过具有介电常数εr的介电材料分开一段距离d。平面式平行在此是指片材平行，即在片材厚度之内或在片材的结构之内是平行的。

因此电容器的电容用以下公式给出：

C＝εr*ε0*A/d

其中

·A＝电极表面积

·d＝板间距离

·ε0＝电气常数

·εr＝材料特有的介电常数

使用的原理是：人体具有电容，该电容通过与直接的周围环境相比存储电能的能力来表达。这种特性已经在笔记本计算机的轨迹板、智能电话中的触摸屏、以及接近度检测器中加以利用。

在此情况下，导电传感器电极形成了电容器的一个板，而第二对应电容器板是由该传感器的直接的周围环境(作为寄生电容)以及额外的导电物体(例如，接近的手指)作为触摸电容来形成。现在可以通过将该传感器电极连接至测量用电子器件上并且测量电容，来进行对身体部位接近该传感器电极的检测。当导电的身体接近该传感器区时，测量到的电容增大并且所连接的测量用电子器件发出触发信号，通过该触发信号例如可以触发外部功能。从以上公式中可以看出，传感器区的大小、被选择用于绝缘的所选材料、以及这两个“板”之间的距离对于具有这样的构造的传感器的灵敏度是决定性的。

这样的电容性传感器的另外的实例是湿度传感器，湿度传感器根据大气湿度来改变其电容。原则上可以通过测量电荷曲线来进行对电容的读数。然而，这在实践中对于小电容是无法执行的，为此原因在此情况下通常构造振荡电路，接着测量该振荡电路的频率，并且该频率因此与线圈的已知电感一起允许计算出电容器的电容。然而，情况一般是，在通过对该导电涂层施加测量频率而产生的振荡电路中执行对频率变化的测量和评估。

根据本发明的片状元件也可以用于简单地检测是否存在与该表面的接触，例如以便检查机动车辆中座椅的占据情况。该方法是基于以下事实：例如在后侧上带有导电涂层/印刷物的介电片状元件形成了具有接触区的电容器，并且该导电层连接至测量信号、例如连接至某个测量电压和/或测量频率上、并且连接至作为接地的车辆车身上。如果存在接触，则在该片状元件的接触区与车辆车身之间产生电容耦合，并且该测量信号以特征性方式改变。

另一个有利配置在于，多个被设计成电容器板或电容器片的导电材料层被安排在该可见表面下方的这些功能性表面区域中、尤其通过片材彼此绝缘的电容器板或电容器片。这允许该测量信号在对这些板施加测量电荷时已经被放大。

另一个有利配置在于，这些导电材料层被设计成天线，这些天线在这些功能性表面区域的范围中产生电场。

在此情况下在后侧上、或至少不在有待触摸的表面区元件(充当介电材料)的表面上存在导电涂层/印刷物，该导电涂层/印刷物在离至少一个另外的导电涂层一段距离处。在此情况下，在对其施加了测量信号之后，该一个导电涂层充当发射器，该发射器产生电场，并且该另外的电涂层充当该电场的接收器。可以电子地评估接收器处的场强度，并且身体部位接近该片材的表面、并且因此接近通过施加该测量信号(测量电压)而在该发射器与接收器之间产生的电场改变该场强度。因此可以检测触摸接触。这些导电表区之间的距离可以在一个表面区中提供，这是通过将该导电层中断，或者通过对该第一导电层提供另外的电绝缘层，在其上再次施加导电层。

另一个有利配置在于，该片状元件被设计成多层式复合片材，其中在这些功能性表面区域中的这些导电材料层由导电聚合物化合物组成，该导电聚合物化合物作为导电糊剂被施加至该片材的后侧上或被施加至该复合片材内的该片材的多个层上，优选是通过丝网印刷工艺。该涂覆或施加有利地以在10g/m2与2000g/m2之间的量发生。

因此例如如下地进行装饰性膜的生产：用下文描述的聚合物化合物在后侧上可见的自由的纺织品侧上印刷仿制皮革，该仿制皮革由纺织品背衬和聚合的单层或多层式聚合物涂层(例如基于PVC和/或聚烯烃和/或聚氨酯)组成。

将具有47g/m2的每单位面积重量的织造聚酯织物用作该纺织品。该涂层化合物是借助于丝网印刷辊以希望的印刷图案在这些位置处均匀施加至纺织品后侧上，使得干燥后的化合物形成导电传感器区。

根据本发明所施加的涂层化合物是以800g/m²的重量施加的。随后将经涂覆的挠性支撑件在分阶段加热过程中固化，其方式为首先施加80℃2分钟、接着施加100℃2分钟、并且随后120℃2分钟。在干燥过程之后，所施加的涂层的质量于是为大约540g/m²。

所使用的丝网、或其印刷物给出了这些传感器区的位置、几何形状和厚度。该导电聚合物化合物的希望的施加速率可以通过该丝网的涂层的涂覆厚度、丝网大小、刀片压力、以及导电糊剂的粘度来设定。

另一个有利配置在于，该导电聚合物化合物包含导电的细颗粒状的金属的和/或金属涂覆的填料颗粒，这些填料颗粒优选具有树枝状或核-壳形态。

在这个实例中，使用以如下方式制备的导电糊剂：将345g水性脂肪族聚酯-聚氨酯分散体(具有50％的固体含量)与6g相关联地起作用的增稠剂、258.75g树枝状形式的基于表面上被银涂覆的铜的细颗粒状的填料颗粒、和86.25g球状或长形形式的细颗粒状的颗粒、以及5g异氰酸酯交联剂(基于三聚的二异氰酸六亚甲酯、具有21.8％的游离异氰酸根基团含量)均匀混合，同时用溶解器以800转每分钟进行搅拌。可选地，为了设定粘度，在此额外添加215g稀释的水。

这些导电传感器区的接触以如下方式发生：

将配备有热熔性粘合剂的接触条带用熨斗或经加热的辊或滚轮预先固定、并且随后借助于移液管用相同导电糊剂在整个传感器区上或仅在传感器区的一个位置处浸渍，使得理想地在这些导电条带与传感器区之间产生紧密的导电连接。

接着将导电性糊剂在烘箱中在80℃热固化4分钟并且随后在120℃热固化2分钟。

这种接触也可以如下进行：用所描述的导电糊剂或某种其他的导电糊剂来印刷导电路径并且在印刷的导电路径的另一个位置处进行接触。

另一个有利配置在于，这些功能性表面区域可以从该片材的后侧或从该片材的侧面被照明。因此，可以容易地标识在黑暗中也起作用的表面区域或者通过例如点亮来开启反馈或输入请求。

例如，在通过接近传感器区而触发了功能之后，可以例如通过对应点处的灯的点亮、将符号投射到该面积上、在对应点处的温和振动(例如通过该片材下方的致动器或通过集成在该片材中的致动器)、声音信号、或特殊表面结构(例如，与周围环境不同的颗粒结构、或凹陷)而存在传感器反馈。

同样可能的是，当接近传感器区时已经通过诸如对应点处的灯的点亮、在对应点处的温和振动(例如通过该片材下方的致动器或通过集成在该片材中的致动器)等措施向用户给出关于有待操作的对应功能的位置的指示。例如这可以通过邻近于实际传感器区且被设计成更敏感的传感器区来触发，在例如手已经接近时做出响应，并且例如触发对该实际传感器区的照明。

利用根据本发明的片状元件的这些特性，它可以特别有利地被用于覆盖在在车辆、航空器、船舶、客车和卡车(具体地用于仪表盘、座椅、壁或门饰件、顶棚衬里或扶手)中的操作区和/或乘坐区中的物件表面。

根据本发明的片状元件可以用于有待对功能性表面和装饰性表面提供传感器系统的任何地方。因此，还可以装配任何固定安装的、或在车辆和航空器、船舶等中的桌子和座椅家具，长凳座椅、医疗坐躺区、滑雪缆车和升降机座椅。

此外，建筑物中的任何表面区(例如，地毯、地板材料、壁、天花板等)可以装备有根据本发明的片材。具体地在地板材料中，例如可以进行位置检测，使得可以适当地应用于老人的家里和护理院中。本发明不局限于装饰性仿制皮革或片材，而是原则上可以在有待装备传感器系统的所有片状结构的情况下使用。

本发明可以有利地还特别用于医疗应用中或运动设备中，因为例如在医疗家具、用户界面、操作台等等的情况下，可以避免表面中的用于装配开关和控制器的开口，并且因此对表面进行消毒可能容易得多。

这些片状元件、还有可能用于其的皮革优选地还具有涂层，例如用于设定该表面的视觉印象、触摸时的触觉、耐磨损性、对清洗剂的介质耐受性和/或抗刮花性。在优选的实施例中，所描述的这些片状元件/装饰性膜也可以是可延展的。

在装饰性膜的情况下，这些片状元件优选地由至少一个基于聚氨酯、PVC、聚烯烃、热塑性弹性体、热塑性聚氨酯或其混合物的聚合物材料层。

还可能的是多层式装饰性膜，其中一个或多个层可以是发泡的。

如上文已经描述的，这些装饰性膜可以具有纺织品背衬，为了获得通过丝网印刷工艺的良好可印刷性，这些背衬优选地具有尽可能平坦的表面，例如织造织物(例如基于聚酯、聚酰胺、棉、棉/聚酯共混物)、微纤维非织造物、或用涂层致密化的非织造物。所使用的纺织品也可以在热效应下进行压延以便提供更好的可印刷性。

在具有不光滑表面的纺织品背衬(例如针织织物或未加固的或几乎加巩固的非织造物)的情况下也可以实现良好的可印刷性，例如通过预先将它们用聚合物片材来印刷、或浸渍或粘性粘接。

根据本发明的解决方案还可以在各种各样的片状表面材料的情况下使用/与之一起使用。此外，以所描述的方式还可以提供非装饰性膜来在地板材料等等中呈现接近度传感器或位置传感器。

如上文提到的，为了提供经印刷的导电材料，尤其导电的仿制皮革，有利地使用导电糊剂，从而使得在干燥之后挠性片状结构的良好的挠性和可延展性成为可能。然而，原则上可以使用导电糊剂，并且尤其那些可以通过丝网印刷工艺进行处理的导电糊剂。这样的糊剂例如在EP 2 457 944 A1中进行了描述。

取决于应用，印刷图案和传感器区可以在宽的界限内改变以便优化和设定电容。传感器区的形式也可以针对某些应用具有多种不同的几何形式、或者例如也可以是弯折的。具体地而且当有待通过电容性传感器系统来提供滑动控制时，可以将多个传感器安排成线性的排或弯曲的形式(阵列)。这些一个接一个安排的传感器也可以彼此交错，但不接触。

为了在这些功能性表面区域中更好地屏蔽这些导电聚合物材料层，也可以在旁边印刷屏蔽电极。此外，为了屏蔽这些传感器和/或改善其灵敏度，还能够结合额外的导电层，但这些导电层是与实际传感器区通过绝缘层分离的。这可以如下实现：例如通过例如丝网印刷工艺将绝缘聚合物层施加至该传感器区、进而在其上通过丝网印刷工艺施加下一个导电层并接着可以例如将其接地。

这些传感器区的接触可以按上文描述的方式或者如下进行：同样印刷被连接至传感器区上的接触电极并且在所印刷的接触电极的不同位置产生到测量用电子器件的过渡部。

可以设定该集成传感器系统的灵敏度，例如通过改变所使用的电阻，使得甚至可以在没有直接接触该表面的情况下检测到对传感器区的接近。以此方式，例如能够通过在片材表面前方做出简单的手势来容易地实现功能控制。

上文还已经描述了，为了获得这些传感器功能的更好的可操作性，可以可选地进行装饰性表面的印刷。这可以通过常用印刷工艺、例如丝网印刷、喷墨印刷或柔版印刷来进行。

因此，根据本发明的片状材料提供了一种具有多个集成传感器区的挠性装饰性仿制皮革，包括用在车辆中，该仿制皮革是与没有这样的传感器系统的装饰性膜在视觉上不可区分的。通过能够避免致动用和功能性的开关和控制器而同时保留用于装饰性汽车片材的常见处理工艺(例如缝合、装潢、热成形或层压)的适用性，显著改进了内部设计的可能性。

本发明所定义的装饰性片状材料因此可以是单层或多层式聚合物片材，在多层式片材的情况下一个或多个层可以是一个或多个纺织品片状结构和/或发泡片材聚合物层，例如基于聚氨酯或聚烯烃的泡沫。本发明所定义的装饰性片状材料还可以是具有纺织品表面的纺织品片状结构或皮革。这些片状结构也可以具有多层式构造，泡沫聚合物层和/或纺织品层能够作为另外的层存在。在皮革的情况下，该皮革还可以在表面上具有一个或多个额外的聚合物层。这些层也可以具有表面结构或颗粒结构。

具体实施方式

下面将基于示例性实施例来更详细地解释本发明。为了呈现根据本发明的片材，构造了两个展示例。使用Arduino平台作为微控制器并且使用相关联的软件作为构成电子器件的部件。然而，可以使用具有微控制器的不同I/O板(取决于任务可以基于在实验室可获得的开源软件以基于C/C++的编程语言进行编程)作为硬件。

这些可用的板可以用作电容性传感器系统的电子评估电路。在此情况下，该板的多个不同的点被定义为可以测量人体电容的电容性传感器。如此定义的引脚必须通过中到高的电阻器连接到传感器区。测量当人体部位接近时的电容变化。这是如下进行的：该微控制器将电信号借助于电阻器发射至“发送”引脚，该引脚连接至传感器区。在此情况下，测量直到在“接收”引脚处检测到对应信号时的时间或延迟。

即使该传感器区被不导电的材料覆盖，电信号评估仍然进行。通过RC时间常数来确定该发送引脚发出的信号，该时间常数是由电阻R与电容C的乘积形成的，该电容由在接收引脚处的电容与通过传感器区例如与人体的交互产生的额外电容组成。取决于传感器的希望的灵敏度，电阻应在1兆欧姆(在触摸到表面时激活)与约40兆欧姆(当接近表面时、在约1m的距离处已经可能激活)之间选择。为了这些传感器示例件无误差地起作用，开关电子器件的充分接地是重要的和/或此外通过非导电材料、在离传感器区一段距离处并且同样接地的第二导电片材也是可能的。

在作为实例的电路中，借助于根据本发明的挠性的且可延展的装饰性膜、借助于从装饰侧不能看到的集成的功能性表面区域，能够提供传感器和操作元件，借助于该传感器和操作元件以特别选择性的方式控制伺服马达。用于展示原理而给出的这样的构造允许例如操作在机动车辆的门的侧面中的车窗升降器。

装饰性膜(其中集成了从装饰性层不能看到的两个传感器区)的生产以上文描述的方式进行。将两个边长为2cm的方形区借助于丝网印刷工艺以上文描述的导电糊剂印刷到纺织品背侧上，这些方形具有10cm的中心到中心间距。将该糊剂以使得所印刷的层在干燥之后的所得层厚度为大约30μm的厚度施加。接触是以上文描述的方式进行，通过将接触条带居中地放在所印刷的传感器区上并且在预先固定之后用该导电糊剂进行浸渍并干燥，从而相对于该传感器区具有约1cm²的紧密接触面积。将该仿制皮革通过层压固定在部件支撑件上，使得该装饰性表面是可见的并且这些接触条带连接至上述微控制器上，具体地言将这些传感器区相应地通过1兆欧姆的电阻彼此连接。此外，将对应的端子连接到伺服马达上。接着将该微控制器对应地用相关联的软件编程。

在将该微控制器连接到用于供应电力的PC-USB端子上之后，可以根据希望通过轻微触摸对应可见传感器区上的成品部件来控制该伺服马达。该装饰性区在此情况下在其外观方面与没有装备传感器区的且为挠性的装饰性膜相比是相同的，使得甚至相当强的负载(例如身体部位的用力的放置或按压)也不影响传感器功能。甚至当强力手动按压该片材时，该片材的功能仍保留。

有利的且在此以举例方式提出的另一个配置在于，这些功能性表面区域形成多个安排(阵列)并且因此允许位置检测。

为此，另一个实例基于图1示出了如何能够通过施加从装饰侧无法看到的、具有多个集成的导电聚合物材料层3的挠性且可延展的装饰性膜来产生以下的构造/部件，借助于其可以实现“触控板”，即设有数字的操作面板1，借助于该触控板可以借助于该装饰性表面执行例如向装置中的特定输入。

在此情况下，通过在装饰性表面上的这些功能性表面区域2上的阿拉伯数字印记，使得仿制皮革的可触摸的点的位置是可见的。将多个各自具有2cm边长的方形区借助于丝网印刷工艺以上文描述的导电糊剂作为导电聚合物材料层3印刷到纺织品后侧上，后侧上的这些方形与位于该表面上的数字印记/功能性表面区域2局部地重合。

在将该微控制器经由用于供应电力的USB接口连接到PC上之后，可以按照希望通过轻微触摸这些功能性表面区域2上的成品部件来操作该操作面板1，使得对应的文字出现在显示器上。该装饰性区在此情况下在其外观方面与没有装备传感器区的且为挠性的装饰性膜相比是相同的，使得甚至相当强的负载(例如身体部位的用力的放置或按压)也不负面地影响传感器功能。甚至当强力手动按压该片材时，该片材的功能仍保留并且不会感觉到传感器区。

图2再次以举例方式示出了用于机动车辆的仪表盘6的、根据本发明集成在片材上的功能性表面区域4和5的其他构型的安排。

附图标记说明

(说明书的一部分)

1 操作面板

2 功能性表面区域

3 导电聚合物材料层

4 功能性表面区域

5 功能性表面区域

6 仪表盘

Claims (12)

1.一种挠性片状材料、优选设有颗粒结构或隆起并且由聚合物材料制成的塑料片材，该片状元件具有功能性表面区域(2，4，5)，这些功能性表面区域以开关元件、传感器元件或操作元件(1)的形式设计，其方式使得至少在这些功能性表面区域(2，4，5)的范围中，该片状材料具有多层式设计，其特征在于，至少一个导电聚合物材料层(3)被安排在这些功能性表面区域中，该导电材料层(3)位于后侧上、距该片状材料的可见表面一段距离、并且连接至电子的开环与闭环控制装置上，该控制装置检测该片材在这些功能性表面区域中的电气特性的变化并且将其转换成致动信号、开关信号或控制信号。

2.如权利要求1所述的片状材料，其中这些聚合物导电材料层(3)具有与该聚合物材料片材相同的延展性并且被安排在该片材的后侧上或在该片状材料的厚度之内。

3.如权利要求1或2所述的片状材料，其中被设计成电容器板或电容器片的导电材料层(3)被安排在该可见表面下方的这些功能性表面区域(2，4，5)中。

4.如权利要求1至3之一所述的片状材料，其中多个被设计成电容器板或电容器片的导电材料层(3)被安排在该可见表面下方的这些功能性表面区域(2，4，5)中、尤其为通过片材彼此绝缘的电容器板或电容器片。

5.如权利要求1至4之一所述的片状材料，其中这些被设计成电容器板或电容器片的导电材料层被形成为振荡电路(LC电路)的一部分。

6.如权利要求1至5之一所述的片状材料，其中这些导电材料层(3)被设计成天线，这些天线在这些功能性表面区域的范围中产生电场。

7.如权利要求1至6之一所述的片状材料，该片状材料被设计成多层式复合片材，其中在这些功能性表面区域的范围中这些导电材料层(3)由导电聚合物化合物组成，该导电聚合物化合物作为导电糊剂优选通过丝网印刷工艺被施加至该片材的后侧上或被施加至该复合片材内的该片材的多个层上。

8.如权利要求7所述的片状材料，其中该涂覆或施加是以在10g/m2与2000g/m2之间的量发生。

9.如权利要求7或8所述的片状材料，其中该导电聚合物化合物包含导电的细颗粒状的金属的和/或金属涂覆的填料颗粒，这些填料颗粒优选具有树枝状或核-壳形态。

10.如权利要求1至9之一所述的片状材料，其中这些功能性表面区域(2，4，5)形成了多重安排。

11.如权利要求1至9之一所述的片状材料，其中这些功能性表面区域可以从该片材的背侧或从该片材的侧面被照明。

12.如权利要求1至11所述的片状材料用于覆盖车辆的操作区和/或乘坐区中的物件、尤其仪表盘、座椅、壁或门饰件的表面的用途。