[发明专利]通过静电纺丝法生产导电纳米结构体的设备和方法

权利要求书

1.用于在非导电性基材(9)上生产具有至多5μm的线宽的导电线 性结构的设备，该设备至少包括基材夹持器(1)，连接到纺丝液(4)的贮器 (3)和电压源(5)的纺丝毛细管(2)，用于使纺丝毛细管(2)和/或基材夹持器 (1)相对于彼此移动的可调节的运动单元(6，6′)，在纺丝毛细管(2)的出口 跟踪纺丝进程的光学测量仪器(7)，和根据纺丝进程调节纺丝毛细管(2) 相对于基材夹持器(1)的间隙的计算设备(8)。

2.根据权利要求1的设备，其特征在于所述纺丝毛细管(2)具有至 多1mm的开口宽度。

3.根据权利要求2的设备，其特征在于所述纺丝毛细管(2)具有内 径为0.01到1mm的圆形开口。

4.根据权利要求1到3中任一项的设备，其特征在于电压源(5)供 给至多10kV的输出电压。

5.根据权利要求1到3中任一项的设备，其特征在于可调节的运动 单元(6’)用于移动基材夹持器(1)。

6.根据权利要求1到3中任一项的设备，其特征在于该纺丝毛细管 (2)可被调节到相对于基材表面的间隙为0.1到10mm。

7.根据权利要求1到3中任一项的设备，其特征在于所述贮器(3) 装有输送设备(12)，该输送设备(12)将所述纺丝液(4)输送到纺丝毛细管(2) 中。

8.用于通过静电纺丝法在非导电性基材(9)上生产具有至多5μm 的线宽的导电线性结构的方法，其特征在于在纺丝毛细管(2)的出口(11) 与基材(9)的表面之间至多有10mm的间隙下通过在基材(9)或基材夹持 器(1)与纺丝毛细管(2)或纺丝毛细管夹持器(13)之间施加至少100V的电 压，从具有至多1mm的开口宽度的纺丝毛细管(2)将基于导电材料或导 电材料的前体化合物的纺丝液(4)纺丝到基材表面(10)上，并且使基材表 面(10)相对于纺丝毛细管(2)的出口(11)移动，其中该相对运动根据纺丝 流来控制，除去纺丝液(4)的溶剂和任选进行前体化合物的后处理以形成 导电材料。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于将纺丝毛细管(2)的出口(11) 与基材表面(10)之间的间隙调节到0.1到10mm。

10.根据权利要求8或9的方法，其特征在于纺丝液(4)的粘度是至 多15Pa·s。

11.根据权利要求8或9的方法，其特征在于所述纺丝液(4)至少由 溶剂和导电材料组成。

12.根据权利要求11的方法，其特征在于所述纺丝液(4)含有选自 于以下系列中的至少一种材料作为导电材料：导电聚合物，金属粉末， 金属氧化物粉末，碳纳米管，石墨和炭黑。

13.根据权利要求12的方法，其特征在于所述导电聚合物选自于以 下系列：聚吡咯，聚苯胺，聚噻吩，聚亚苯基亚乙烯基，聚对亚苯基， 聚亚乙基二氧基噻吩，聚芴，聚乙炔。

14.根据权利要求11的方法，其特征在于所述纺丝液(4)包括金属 银、金和铜的至少一种金属粉末作为导电材料，和包括含有分散剂的水 和任选地C₁-C₆醇作为溶剂，其中金属粉末以分散形式存在和具有至多 150nm的粒径。

15.根据权利要求8或9的方法，其特征在于所述纺丝液(4)包括导 电材料的前体化合物和另外包括金属盐，所述前体化合物选自于以下系 列：聚丙烯腈，聚吡咯，聚苯胺，聚亚乙基二氧基噻吩。

16.根据权利要求8或9的方法，其特征在于将根据权利要求1到 7中任一项的设备用于对所述纺丝液(4)进行纺丝。