DE102011015287A1 - Printable multilayer solenoid coil i.e. plunger coil, for use as e.g. sensor for positioning ferromagnetic device for textile processing, has windings separated from each other by isolator, where coil is produced in printing steps - Google Patents
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Abstract
Description
1. Stand der Technik1. State of the art
Bekannt ist die sogenannte „druckbare Elektronik”, mit welcher anstatt optisch möglichst ansprechender Bilder oder Texte, elektronische Vorrichtungen nach Art einer Leiterbahnmatrix oder eines Transistors gedruckt werden. Bekannt sind einlagige, bevorzugt als Leiterspirale ausgeführte Spulen nach Art einer Funketikettenantenne, wobei z. B. in einem ersten Schritt eine Spirale aufgebracht wird, in einem zweiten Druckgang ein isolierendes Muster, damit in einem dritten Druckgang eine die Windungen der Spule Übersteigende Leiterbahn aufgebracht werden kann. Eine derartige Spule ist einfach in einem Rollendruckverfahren druckbar, in der hier ausgeführten Version in drei Schritten, und zwar sowohl mit Kontaktdruckverfahren nach Art des Tiefdrucks, als auch mit Digitaldruckverfahren nach Art des Inkjets.Known is the so-called "printable electronics", which instead of visually appealing as possible images or texts, electronic devices are printed in the manner of a conductor matrix or a transistor. Are known single-layer, preferably designed as a conductor spiral coils in the manner of a radio tag antenna, wherein z. B. in a first step, a spiral is applied, in a second printing an insulating pattern, so that in a third printing pass, the turns of the coil excess conductor can be applied. Such a spool is easily printable in a web-fed printing process, in the three-step version described here, both with gravure-type contact printing techniques and with ink-jet digital printing techniques.
Bekannt sind mit magnetischen oder magnetisierbaren Teilchen versetzte flüssige Polymere, die z. B. mit Kontaktdruckverfahren nach Art des Siebdrucks aufbringbar sind, jedoch aufgrund ihrer Viskosität mit klassichen Tintenstrahldruck nicht verarbeitet werden können.Are known with magnetic or magnetizable particles offset liquid polymers z. B. with contact printing method on the type of screen printing can be applied, but can not be processed due to their viscosity with classic inkjet printing.
Aus der Textilverarbeitung bekannt sind Varianten des Tintenstrahldruckes, die z. B. elektromagnetisch gesteuerte, miniaturisierte Spritzdüsen verwenden, und infolgedessen hoch viskose Tinten verarbeiten können.From textile processing are known variants of inkjet printing, the z. As electromagnetically controlled, miniaturized spray nozzles, and consequently can handle high viscosity inks.
Bekannt sind Tauchspulen, die bevorzugt die Form eines dickwandigen Zylinders haben, und in die z. B. ein Ferromagnet eintauchen und eine Spannung induzieren kann. Derartige Spulen werden nach Stand der Technik z. B. auf einen Spulenkörper gewickelt, und sind im einfachsten Fall als Solenoid ausgeführt, d. h. dass sie in radialer Richtung einlagig und in axialer Richtung mehrlagig sind. Sie sind in einer praktisch brauchbaren Form – z. B. mit einigen hundert Windungen, also als heterogene, dreidimensionale Körper – nicht mehr einfach in einem Rollendruckverfahren druckbar, schon gar nicht in einem Kontaktdruckverfahren mit einer geringen Anzahl vordefinierter Druckformen.Plunger coils are known, which preferably have the shape of a thick-walled cylinder, and in the z. B. dip a ferromagnet and can induce a voltage. Such coils are known in the art z. B. wound on a bobbin, and are executed in the simplest case as a solenoid, d. H. that they are single-layered in the radial direction and multi-layered in the axial direction. They are in a practically useful form -. B. with a few hundred turns, so as heterogeneous, three-dimensional body - no longer easily printable in a web printing process, certainly not in a contact printing process with a small number of predefined printing forms.
Andererseits wäre es von Interesse, Spulen in einem Arbeitsgang zusammen mit anderen elektronischen Bausteinen drucken zu können, bevorzugt mit magnetischen Elementen, um so druckbare elektromagnetische Vorrichtungen realisieren zu können,On the other hand, it would be of interest to be able to print coils in one operation together with other electronic components, preferably with magnetic elements, so as to be able to realize printable electromagnetic devices,
2. Beschreibung der Erfindung.2. Description of the invention.
Die nachstehend beschriebene Erfindung löst vorstehend erwähnte Aufgabe mit einem Verfahren nach Anspruch 3 und einer Vorrichtung nach Anspruch I. Weitere Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.The invention described below achieves the above-mentioned object with a method according to
2.1 Begriffsbestimmungen2.1 Definitions
„Drucken” meint in dieser Schrift die Aufbringung von zweidimensionalen Flächenmustern, der Begriffschliesst z. B. „analoge” Druckverfahren nach Art des Sieb- oder Tiefdrucks ein, bei denen jede Druckstation mit einer starren Druckform arbeitet, sowie „digitale” Druckverfahren, in denen eine Tinte gemäss einer digitalen Datei aufgebracht wird, und somit zwischen zwei Druckschritten beliebig veränderbar ist. „Tinte” meint in dieser Schrift jeden Fluid, der mit einem Druckverfahren aufgetragen werden kann, also z. B. klassische Tinten oder Farben, Pasten oder Pulver."Printing" in this document means the application of two-dimensional surface patterns, the term includes z. As "analog" printing method on the type of screen or gravure printing, in which each printing station operates with a rigid printing form, and "digital" printing process in which an ink is applied according to a digital file, and thus is arbitrarily changeable between two printing steps , "Ink" in this document means any fluid that can be applied by a printing process, eg. As classic inks or paints, pastes or powders.
2.2 Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels2.2 Description of a preferred embodiment
Bevorzugt wird ein einfacher Solenoid (
Nun wird z. B. eine zweite Windung aufgebracht, welche ebenso wie die erste Windung ein Eingangs- und eine Ausgangskontakt aufweist, wobei nun aber die Eingangskontakt der zweiten Windung auf die Ausgangskontakt der ersten Windung aufgebracht wird. Wieder wird anschliessend ein Isolator aufgebracht, welcher die Ausgangskontakt der zweiten Windung frei lasst.Now z. B. applied a second turn, which as well as the first turn has an input and an output contact, but now the input contact of the second turn is applied to the output contact of the first turn. Again, an insulator is then applied, which leaves the output contact of the second winding free.
Bevorzugt wird ein mit magnetischen Teilchen versetzter Polymerfluid als Isolator (
3. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung3. Further embodiments of the invention
Bevorzugt wird eine Spule (
Bevorzugt kann statt oder zusätzlich zu einer photochemischen Härtung eine thermische oder Mikrowellen- oder HF-Hartung genutzt werden.Preferably, instead of or in addition to a photochemical curing, a thermal or microwave or HF curing can be used.
Bevorzugt ist (
Bevorzugt ist der Magnet auf der Folie aufgedruckt. Bevorzugt ist die Folie aus einem porösen Elastomer gebildet, und der Magnet ist aus einem magnetisierbaren polymeren und druckbaren/Material, welches nun besonders stark an der Folie haften kann.Preferably, the magnet is printed on the film. Preferably, the film is formed of a porous elastomer, and the magnet is made of a magnetizable polymeric and printable / material, which can now adhere particularly strongly to the film.
Bevorzugt wird das magnetisierbare Polymer nach Aushärten inhomogen magnetisiert, sodass die zeitliche Variation des von (
Bevorzugt wird (
Bevorzugt beinhaltet (
4. Vorteile und bevorzugte Anwendungen der Erfindung4. Advantages and preferred applications of the invention
Die Erfindung leistet einen Beitrag zur „druckbaren Elektronik”, indem diese um elektromagnetische Vorrichtungen erweitert wird.The invention contributes to "printable electronics" by adding electromagnetic devices.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemässe Spule so aufgebracht, dass sie als Primär- oder Sekundärspule eines Transformators nutzbar wird. Ein derartiger Transformator kann z. B. zum kabellosen Aufladen einer Batterie genutzt werden.Preferably, a coil according to the invention is applied so that it can be used as a primary or secondary coil of a transformer. Such a transformer can, for. B. be used for wireless charging a battery.
Bevorzugt wird eine Anzahl vorstehend beschriebener Spulen (
Bevorzugt wird eine Anzahl von Spulen (
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