BE1027234A1 - Temperaturindikator mit elektrochemischem schalter - Google Patents

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BE1027234A1 BE20205330A BE202005330A BE1027234A1 BE 1027234 A1 BE1027234 A1 BE 1027234A1 BE 20205330 A BE20205330 A BE 20205330A BE 202005330 A BE202005330 A BE 202005330A BE 1027234 A1 BE1027234 A1 BE 1027234A1
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Abstract

Temperaturaktivierbarer Temperaturindikator, der ein Substrat beinhaltet sowie ein Indikatormaterial, welches auf dem Substrat geträgert ist. Das Indikatormaterial beinhaltet eine Mischung aus einem kristallinen Polymer mit Seitenketten und leitfähigen Partikeln, und es stellt eine elektrische Indikation des Einwirkens erhöhter Temperaturen bereit.

Description

TEMPERATURINDIKATOR MIT ELEKTROCHEMISCHEM SCHALTER GEBIET
[0001] Die vorliegende Offenbarung betrifft das Gebiet der Temperaturindikatoren. Insbesondere beinhalten einige Ausführungsformen temperaturaktivierbare Temperaturindikatoren, die elektrisch ablesbar sind.
STAND DER TECHNIK
[0002] Viele Impfstoffe, Arzneiwirkstoffe, Lebensmittel und sonstige Produkte sind temperaturempfindlich oder verderblich und können im Zeitverlauf an Qualität einbüßen, wobei die Geschwindigkeit von der Temperatur des Produkts beeinflusst wird, welche eng mit der jeweils herrschenden Umgebungstemperatur korreliert ist, das heißt, mit der Temperatur im unmittelbaren Umfeld des Produkts. Es sind Zeit-Temperatur- Indikatoren bekannt, die eine einfache Sichtindikation des Einwirkens von Wärme auf das aufnehmende Produkt in der Vergangenheit bereitstellen, z.B. der kumulativen Wärmeeinwirkung oder des Spitzenwerts derselben. Ein Indikator, der in der Nähe der Produktverpackung oder auf derselben bereitgestellt wird, erfährt im Zeitverlauf Temperatureinwirkungen, die denjenigen ähnlich sind, welche das Produkt an sich erfährt. Die Sichtindikation kann verwendet werden, um anzuzeigen, ob ein Produkt möglicherweise an Qualität oder Frische eingebüßt hat. Einige Zeit-Temperatur-Indikatoren sind dazu befähigt, die temperaturbezogene Einwirkung verschiedenartiger Bedingungen auf eine vorhersehbare und quantitative Weise über den Zeitverlauf zu integrieren, und sie können dazu verwendet werden, die kumulative Wärmeeinwirkung zu Überwachen, um die Lagerfähigkeit verderblicher aufnehmender Produkte in der Praxis anzuzeigen, oder zu anderen Zwecken.
[0003] Bekannte Zeit-Temperatur-Indikatoren können eine Farbänderung zu einem vorbestimmten Endpunkt bereitstellen, um mögliche Einbußen des aufnehmenden Produkts an Qualität, oder Frische, anzuzeigen. Die Farbänderung kann in einem zweckmäßigen Etikett, oder ähnlichem, angezeigt werden, um auf optische Weise abgelesen zu werden, beispielsweise visuell von einem menschlichen Betrachter oder von einer elektronischen Vorrichtung wie etwa einem Strichcodelesegerät oder einem Mobiltelefon. Die Farbänderung kann chromatisch oder achromatisch sein, oder sie kann durch eine andere visuell nachweisbare Veränderung optischer Parameter bereitgestellt werden. Die Einstellung der Parameter der temperaturbedingten Antwort des Zeit-Temperatur-Indikators im Zeitverlauf kann es ermöglichen, dass sie derart mit einem Verfallsmerkmal des aufnehmenden Produkts korreliert sind, dass die Farbänderung zweckmäßigerweise in Koordination mit dem wahrscheinlichen Zustand des aufnehmenden Produkts abläuft.
[0004] Bei einigen bekannten Zeit-Temperatur-Indikatoren kommen diacetylenartige Monomerverbindungen zum Einsatz, welche als Antwort auf Umweltbedingungen wie etwa Temperatureinwirkungen polymerisieren, um eine Farbänderung bereitzustellen. Siehe beispielsweise die veröffentlichten US-Patentanmeldungen Nr. 2009/0131718; 2011/0086995; und 2008/0004372; sowie die US-Patentschriften Nr. 4,789,637; 4,788,151; 5,254,473; 5,053,339; 5,045,283; 4,189,399; 4,384,980; und 3,999,946.
[0005] Bei einigen anderen Zeit-Temperatur-Indikatoren kommt eine Diffusionstechnik zum Einsatz, beispielsweise in den US-Patentschriften Nr. 6,741,523; 6,614,728; und 5,667,303; sowie der veröffentlichten US- Patentanmeldung Nr. 2003/0053377.
[0006] Weiterhin können, bei bestimmten verderblichen Produkten, beispielsweise Impfstoffen und empfindlichen Arzneimitteln, ebenso wie bei einigen Lebensmittel und sonstigen Produkten, einschließlich einiger industrieller Produkte, die Qualität oder die Sicherheit durch eine verhältnismäßig kurze Einwirkung einer Temperatur beeinträchtigt werden, welche einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Es sind verschiedenartige Vorschläge zur Überwachung derartiger Temperatureinwirkungen bekannt, wobei dazu diejenigen in den US- Patentschriften Nr. 7,517,146; 5,709,472; und 6,042,264 gehören.
[0007] Es besteht indes ein Bedarf an verbesserten Temperaturindikatoren, die abgelesen werden können, ohne dass eine visuell nachweisbare Veränderung optischer Parameter erforderlich ist.
ZUSAMMENFASSUNG
[0008] Die vorliegende Offenbarung betrifft temperaturaktivierbare Temperaturindikatoren, bei welchen die elektrische Leitfähigkeit dazu verwendet wird, eine Indikation der Einwirkung erhöhter Temperaturen bereitzustellen, wobei es sich um eine reversible oder eine irreversible Indikation handeln kann. Gemäß einigen Ausführungsformen ist der Indikator eine kleine, biegsame, kostengünstige Aufzeichnungseinrichtung für Temperaturereignisse, die auf einfache Weise hergestellt werden kann, wie durch Drucken, und die sich dafür eignet, an kleinen Gegenstände wie etwa Impfstoffflaschen befestigt zu werden. Beispielsweise kann der Indikator dazu befähigt sein, unmittelbar auf Produktetiketten- oder verpackungen gedruckt zu werden.
[0009] Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhalten einen temperaturaktivierbaren Temperaturindikator, der ein Substrat beinhaltet sowie ein Indikatormaterial, welches auf dem Substrat geträgert ist. Das Indikatormaterial beinhaltet eine Mischung aus einem kristallinen Polymer mit Seitenketten und leitfähigen Partikeln.
[0010] Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhalten einen temperaturaktivierbaren Temperaturindikator, der ein Substrat, eine erste Schicht, welche auf dem Substrat geträgert ist, und eine zweite Schicht beinhaltet, welche ein kristallines Polymer mit Seitenketten umfasst. Die erste
Schicht beinhaltet leitfähige Partikel und ist zwischen dem Substrat und der zweiten Schicht angeordnet.
[0011] Gemäß einigen Ausführungsformen beinhaltet ein verderbliches aufnehmendes Produkt einen Temperaturindikator gemäß der vorliegenden Offenbarung, wobei der Temperaturindikator in Verbindung mit dem aufnehmenden Produkt vorliegt, um das Einwirken der jeweils herrschenden Umgebungstemperatur auf das aufnehmende Produkt zu überwachen.
[0012] Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhalten ein Verfahren zur Herstellung eines temperaturaktivierbaren Temperaturindikators, das Folgendes umfasst: Schmelzen eines kristallinen Polymers mit Seitenketten, Zusetzen von leitfähigen Partikeln, um eine Mischung zu bilden, und Aufbringen der Mischung auf ein Substrat.
[0013] Diese und weitere Eigenschaftsmerkmale werden in mehr Einzelheiten in den beigefügten Figuren und der nachstehenden ausführlichen Beschreibung offenbart.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
[0014] Die Fig. 1A ist eine schematische Ansicht eines Beispiels für einen Temperaturindikator, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung.
[0015] Die Fig. 1B ist eine schematische Ansicht eines anderen Beispiels für einen Temperaturindikator, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Offenbarung.
[0016] Die Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Temperatur-Viskositäts- Kurven für die drei Temperaturindikator-Materialien gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
[0017] Die Fig. 3A ist ein Beispiel für ein verderbliches aufnehmendes Produkt in Verbindung mit einem Temperaturindikator, um die Einwirkung der jeweils herrschenden Umgebungstemperatur auf das aufnehmende Produkt zu überwachen, wobei der Temperaturindikator elektrisch mit der Antenne eines RFID-Etiketts verbunden ist.
[0018] Die Fig. 3B ist ein Beispiel für ein verderbliches aufnehmendes 5 Produkt in Verbindung mit einem Temperaturindikator, um die Einwirkung der jeweils herrschenden Raumtemperatur auf das aufnehmende Produkt zu überwachen, wobei der Temperaturindikator elektrisch mit dem Chip eines RFID-Etiketts verbunden ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
[0019] Die vorliegende Erfindung betrifft temperaturaktivierbare Temperaturindikatoren, die aus einem Substrat und einem Indikatormaterial, welches auf dem Substrat geträgert ist, aufgebaut sind. Das Indikatormaterial kann schichtweise aufgebracht oder aufgedruckt oder anderweitig haftend auf dem Substrat angeordnet werden. Die offenbarten Temperaturindikatoren stellen eine Indikation des Einwirkens erhöhter Temperaturen bereit, insbesondere eine elektrische Indikation des Einwirkens erhöhter Temperaturen. Die Temperaturindikatoren stellen eine Aufzeichnung, in einigen Fällen eine irreversible Aufzeichnung, spezifischer Temperaturereignisse bereit, welche auf den Indikator (und somit auf ein beliebiges Produkt, an welchem dieser befestigt Ist) eingewirkt haben. In einigen Fällen beinhaltet ein verderbliches aufnehmendes Produkt einen Temperaturindikator gemäß der vorliegenden Offenbarung, wobei der Temperaturindikator in Verbindung mit dem aufnehmenden Produkt vorliegt, um das Einwirken der jeweils herrschenden Umgebungstemperatur auf das aufnehmende Produkt zu überwachen.
[0020] Das Substrat kann aus verschiedenartigen Materialien, wie etwa einer Polymerdünnschicht, Pappe oder Textilstoff, oder ähnlichen Materialien hergestellt sein. Das Substrat kann einen Haftklebstoff beinhalten, um den Temperaturindikator an einem aufnehmenden Produkt, einer Verpackung oder einem Behälter zu befestigen. Wenn dies gewünscht wird, kann der Klebstoff mit einer abziehbaren Schutzfolie geschützt werden, die vor dem Befestigen entfernt wird.
[0021] Das Indikatormaterial ist dafür ausgelegt, dass es als Antwort auf das Einwirken einer Temperatur, welche über einem Temperaturschwellenwert liegt, auf das Indikatormaterial eine Änderung der Leitfähigkeit erfährt. In einigen Fällen tritt die Änderung der Leitfähigkeit nahezu unverzüglich oder nach einer verhältnismäßig kurzen Zeitdauer des Einwirkens der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, auf das Indikatormaterial ein. In derartigen Fällen kann die Änderung der Leitfähigkeit eintreten, nachdem die Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, ungefähr 30 Sekunden lang oder weniger auf das Indikatormaterial eingewirkt hat, wie etwa ungefähr 25 Sekunden lang oder weniger, ungefähr 20 Sekunden lang oder weniger, ungefähr 15 Sekunden lang oder weniger, ungefähr 10 Sekunden lang oder weniger, ungefähr 5 Sekunden lang oder weniger, oder ungefähr 2 Sekunden lang oder weniger. In einigen Fällen tritt die Veränderung der Leitfähigkeit nach einer, im Verhältnis gesehen, längeren Zeitdauer des Einwirkens der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, auf das Indikatormaterial ein. In derartigen Fällen tritt die Änderung der Leitfähigkeit ein, nachdem die Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, ungefähr 1 Minute bis ungefähr 48 Stunden lang auf das Indikatormaterial eingewirkt hat, wie etwa ungefähr 1 Minute bis ungefähr 2 Minuten lang, ungefähr 2 Minuten bis ungefähr 5 Minuten lang, ungefähr 5 Minuten bis ungefähr 10 Minuten lang, ungefähr 10 Minuten bis ungefähr 30 Minuten lang, ungefähr 30 Minuten bis ungefähr 1 Stunde lang, ungefähr 1 Stunde bis ungefähr 90 Minuten lang, ungefähr 1 Stunde bis ungefähr 2 Stunden lang, ungefähr 2 Stunden bis ungefähr 5 Stunden lang, ungefähr 5 Stunden bis ungefähr 10 Stunden lang, ungefähr 10 Stunden bis ungefähr 24 Stunden lang, ungefähr 24 Stunden bis ungefähr 36 Stunden lang, oder ungefähr 24 Stunden bis ungefähr 48 Stunden lang.
[0022] Als Antwort auf das Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, kann das Indikatormaterial eine Änderung der Leitfähigkeit ausgehend von einer ersten Leitfähigkeit vor dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, hin zu einer zweiten Leitfähigkeit nach dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, erfahren. In einigen Fällen ist die erste Leitfähigkeit höher als die zweite Leitfähigkeit. In einigen Fällen ist die zweite Leitfähigkeit höher als die erste Leitfähigkeit.
[0023] Bei der Änderung der Leitfähigkeit des Indikatormaterials kann es sich um eine Änderung ausgehend einem leitfähigen Zustand hin zu einem isolierenden Zustand, oder um eine Änderung ausgehend von einem isolierenden Zustand hin zu einem leitfähigen Zustand handeln. In einigen Fällen kann das Indikatormaterial vor dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, leitfähig sein, woraufhin es, nach dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, isolierend ist. In einigen Fällen kann das Indikatormaterial vor dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, isolierend sein, woraufhin es, nach dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, leitfähig ist. Ob ein Material leitfähig oder isolierend ist, kann bestimmt werden, indem der Flächenwiderstand des Materials bestimmt wird. Typischerweise wird der Flächenwiderstand eines geeigneten leitfähigen Materials ungefähr 100 Ohm/Quadrat oder weniger betragen, wie etwa ungefähr 70 Ohm/Quadrat oder weniger, ungefähr 50 Ohm/Quadrat oder weniger, ungefähr 30 Ohm/Quadrat oder weniger, ungefähr 20 Ohm/Quadrat oder weniger, oder ungefähr 10 Ohm/Quadrat oder weniger. Typischerweise wird der Flächenwiderstand eines isolierenden Materials ungefähr 100.000 Ohm/Quadrat oder mehr betragen, wie etwa ungefähr
500.000 Ohm/Quadrat oder mehr, oder wie etwa ungefähr 1.000.000 Ohm/Quadrat oder mehr.
[0024] Diese Änderung der Leitfähigkeit kann irreversibel oder reversible sein. Im Falle einer irreversiblen Änderung der Leitfähigkeit bleibt die Änderung der Leitfähigkeit bestehen, wenn die Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, nicht mehr auf das Indikatormaterial einwirkt.
In derartigen Fällen behält das Indikatormaterial die veränderte Leitfähigkeit bei, nachdem es zu einer Änderung der Leitfähigkeit gekommen ist und nachdem nunmehr eine Temperatur einwirkt, die unter dem Temperaturschwellenwert liegt.
Im Allgemeinen würde die Änderung der Leitfähigkeit als irreversibel angesehen werden, wenn die geänderte Leitfähigkeit weiterhin vorliegt, nachdem mindestens dem 48 Stunden lang eine Temperatur eingewirkt hat, die unter dem Temperaturschwellenwert liegt, wie etwa nachdem 72 Stunden lang eine Temperatur eingewirkt hat, die unter dem Temperaturschwellenwert liegt.
Im Falle einer reversiblen Veränderung der Leitfähigkeit bleibt die Änderung der Leitfähigkeit nicht bestehen, wenn die Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, nicht mehr auf das Indikatormaterial einwirkt.
In derartigen Fällen behält das Indikatormaterial die veränderte Leitfähigkeit nicht bei, nachdem es zu einer Änderung der Leitfähigkeit gekommen ist und nachdem nunmehr eine Temperatur einwirkt, die unter dem Temperaturschwellenwert liegt, und es kann wieder seine ursprüngliche Leitfähigkeit annehmen, die es vor dem Einwirken der Temperatur aufwies, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt.
Im Allgemeinen würde die Änderung der Leitfähigkeit als reversibel angesehen werden, wenn die geänderte Leitfähigkeit nicht mehr vorliegt, nachdem 48 Stunden lang oder weniger eine Temperatur eingewirkt hat, welche unter dem Temperaturschwellenwert liegt.
Beispielsweise kann das anschließende Einwirken der Temperatur, welche unter dem Temperaturschwellen liegt, ungefähr 1 Minute bis ungefähr 48 Stunden lang dauern, wie etwa ungefähr 1 Minute bis ungefähr 2 Minuten lang, ungefähr 2 Minuten bis ungefähr 5 Minuten lang, ungefähr 5 Minuten bis ungefähr 10 Minuten lang, ungefähr 10 Minuten bis ungefähr 30 Minuten lang, ungefähr 30 Minuten bis ungefähr 1 Stunde lang, ungefähr 1 Stunde bis ungefähr 90 Minuten lang, ungefähr 1 Stunde bis ungefähr 2 Stunden lang, ungefähr 2 Stunden bis ungefähr 5 Stunden lang, ungefähr 5 Stunden bis ungefähr 10 Stunden lang, ungefähr 10 Stunden bis ungefähr 24 Stunden lang, ungefähr 24 Stunden bis ungefähr 36 Stunden lang, oder ungefähr 24 Stunden bis ungefähr 48 Stunden lang.
[0025] Das Indikatormaterial beinhaltet leitfähige Partikel. In einigen Fällen liegt das Indikatormaterial in einer ersten Schicht vor, und ein kristallines Polymer mit Seitenketten liegt in einer zweiten Schicht vor, wobei die erste Schicht zwischen dem Substrat und der zweiten Schicht angeordnet ist.
[0026] In einigen Fällen beinhaltet das Indikatormaterial ein kristallines Polymer mit Seitenketten (SCC) und leitfähige Partikel. In einigen Fällen liegen das kristalline Polymer mit Seitenketten sowie leitfähige Partikel gemeinsam in einer einzigen Schicht in Form einer Mischung vor, die möglicherweise gleichförmig ist. In einigen Fällen sind die leitfähigen Partikel in dem kristallinen Polymer mit Seitenketten dispergiert oder aufgelöst, oder sie sind teilweise oder vollständig von dem kristallinen Polymer mit Seitenketten verkapselt. Die leitfähigen Partikel können in dem kristallinen Polymer mit Seitenketten auf im Wesentlichen homogene oder innomogene Weise verteilt sein. In einigen Fällen wird das Indikatormaterial in Form einer einlagigen Dünnschicht vorliegen, welche auf dem Substrat geträgert ist. In einigen Fällen hat die Dünnschicht eine Dicke von weniger als ungefähr 5 Mil.-Inch (wobei ein Mil.-Inch 0,001 Inch, 25,4 Mikrometer entspricht), wie etwa ungefähr 1 Mil.-Inch bis ungefähr 4 Mil.- Inch, ungefähr 2 Mil.-Inch bis ungefähr 3 Mil.-Inch, oder ungefähr 3 Mil.-Inch. Die Fig. 1A zeigt eine Ausführungsform eines Temperaturindikators 10 in schematischer Ansicht. Der Indikator 10 beinhaltet ein Substrat 12. Das Substrat dient als Träger für eine Schicht, die eine Mischung aus leitfähigen Partikeln 14 und einem kristallinen Polymer 16 mit Seitenketten enthält.
[0027] Die Fig. 1B zeigt eine andere Ausführungsform eines Temperaturindikators 20 in schematischer Ansicht. Der Indikator 20 beinhaltet ein Substrat 12. Das Substrat dient als Träger für eine Schicht, die leitfähige Partikel 14 und ein Matrixmaterial 18 enthält. Zu den geeigneten Matrixmaterialien gehören, unter anderem, Bindemittel, Tenside, beschichtende Additive sowie Lösungsmittel. Der Temperaturindikator 20 beinhaltet weiterhin eine Schicht, die ein kristallines Polymer mit Seitenketten 16 enthält. Wie in Fig.
1B dargestellt ist, befindet sich die Schicht, welche leitfähige Partikel 14 und Matrixmaterial 18 enthält, zwischen dem Substrat und der Schicht, welche ein kristallines Polymer mit Seitenketten 16 enthält. Wenn das kristalline Polymer mit Seitenketten schmilzt, fließt es in die Schicht, welche leitfähige Partikel 14 und Matrixmaterial 18 enthält, um eine Änderung der Leitfähigkeit der Schicht zu bewirken, welche leitfähige Partikel 14 enthält.
[0028] Das kristalline Polymer mit Seitenketten und die leitfähigen Partikel können in dem Indikatormaterial in verschiedenen Gewichtsverhältnissen vorliegen. In einigen Fällen beträgt das Gewichtsverhältnis von kristallinem Polymer mit Seitenketten zu leitfähigen Partikeln in dem Indikatormaterial ungefähr 50:50 bis ungefähr 20:80, ungefähr 45:55 bis ungefähr 20:80, ungefähr 40:60 bis ungefähr 20:80, ungefähr 35:65 bis ungefähr 20:80, ungefähr 30:70 bis ungefähr 20:80, ungefähr 25:75 bis ungefähr 20:80, ungefähr 40:60 bis ungefähr 25:75, ungefähr 35:65 bis ungefähr 25:75, ungefähr 30:70 bis ungefähr 25:75, ungefähr 40:60 bis ungefähr 30:70, ungefähr 35:65 bis ungefähr 30:70, ungefähr 30:70, ungefähr 35:65, ungefähr 40:60, ungefähr 45:55 oder ungefähr 50:50. In einigen Fällen beträgt das Gewichtsverhältnis von kristallinem Polymer mit Seitenketten zu leitfähigen Partikeln in dem Indikatormaterial ungefähr 1:1,2 bis ungefähr 1:4, wie etwa ungefähr 1:1,3 bis ungefähr 1:3, ungefähr 1:1,3 bis ungefähr 1:2,5, ungefähr 1:1,4 bis ungefähr 1:2,4, ungefähr 1:1,5 bis ungefähr 1:2,3, ungefähr 1:1,6 bis ungefähr 1:2,4, ungefähr 1:1,7 bis ungefähr 1:2,5, ungefähr 1:1,8 bis ungefähr 1:2,6, ungefähr 1:1,9 bis ungefähr 1:2,7, ungefähr 1:2 bis ungefähr 1:2,6, ungefähr 1:2,1 bis ungefähr 1:2,5, ungefähr 1:2,2 bis ungefähr 1:2,4 oder ungefähr 1:2,3
[0029] Vorteilhafterweise kann das kristalline Polymer mit Seitenketten einen verhältnismäßig abrupten Übergang vom festen Zustand in den flüssigen Zustand bereitstellen. Ein abrupter Übergang kann von Nutzen sein, um die Eigenschaftsmerkmale der Temperaturantwort des Polymers mit denjenigen des aufnehmenden Produkts in derart Beziehung zu setzen, dass die Überwachung der Temperatureinwirkung auf das aufnehmende Produkt erleichtert wird. Der Schmelzbereich des kristallinen Polymers mit Seitenketten gibt im Allgemeinen an, wie abrupt der Übergang vom festen Zustand in den flüssigen Zustand erfolgt. In einigen Fällen kann ein verhältnismäßig enger Schmelzbereich von Nutzen sein, beispielsweise ein Schmelzbereich von ungefähr 10 °C, ungefähr 5 °C, ungefähr 2 °C, ungefähr 1 °C oder ungefähr 0,5 ©. Die kristallinen Polymere mit Seitenketten können weiterhin eine verhältnismäßig niedrige Schmelztemperatur haben, wie etwa von ungefähr 55 °C bis ungefähr 65 °C, ungefähr 45 °C bis ungefähr 55 °C, ungefähr 35 °C bis ungefähr 45 °C, ungefähr 25 °C bis ungefähr 35 °C, ungefähr 65 °C oder weniger, ungefähr 60 °C oder weniger, ungefähr 55 °C oder weniger, ungefähr 50 °C oder weniger, ungefähr 45 °C oder weniger, ungefähr 40 °C oder weniger, ungefähr 35 °C oder weniger, ungefähr 30 °C oder weniger, oder von ungefähr 25 °C oder weniger.
[0030] Ohne diese Theorie für bindend erklären zu wollen, wird angenommen, dass das kristalline Polymer mit Seitenketten, nachdem ein Temperaturschwellenwert Über einen hinreichend langen Zeitraum darauf eingewirkt hat, schmilzt und auf diese Weise die leitfähigen Partikel voneinander trennt oder derart neu anordnet, dass das Indikatormaterial eine Änderung der Leitfähigkeit erfährt.
[0031] Im vorliegenden Schriftstück werden die Begriffe "Schmelztemperatur" oder "Schmelzpunkt" derart verwendet, dass sie sich auf die Temperatur beziehen, bei welcher ein Material pro Grad Celsius die höchste Wärmeaufnahme pro Einheit zeigt, wenn die Bestimmung mittels Dynamischer Differenzkalorimetrie erfolgt. Oberhalb seiner Schmelztemperatur kann das Material Flüssigkeitseigenschaften zeigen, und unterhalb seiner Schmelztemperatur kann das Material Feststoffeigenschaften zeigen.
[0032] Im vorliegenden Schriftstück wird der Begriff "Schmelztemperaturbereich" derart verwendet, dass er sich auf den Temperaturbereich von der Temperatur des Einsetzens des Schmelzvorgangs bis zur Schmelztemperatur eines Materials bezieht.
[0033] Im vorliegenden Schriftstück wird der Begriff "Temperatur des Einsetzen des Schmelzvorgangs" derart verwendet, dass er sich auf die Temperatur bezieht, bei welcher das schmelzbare Material beginnt, einen Anstieg der einheitsbezogenen Wärmeaufnahme pro Grad Celsius zu zeigen, wenn die Bestimmung mittels Dynamischer Differenzkalorimetrie erfolgt. Unterhalb seiner Temperatur des Einsetzens des Schmelzvorgangs kann das Material feststofflich sein.
[0034] Das kristalline Polymer mit Seitenketten kann eine Schmelztemperatur haben, die dem Temperaturschwellenwert des Temperaturindikators nahekommt. So kann der Temperaturschwellenwert beispielsweise ungefähr 55 °C bis ungefähr 65 °C, ungefähr 45 °C bis ungefähr 55 °C, ungefähr 35 °C bis ungefähr 45 °C, ungefähr 25 °C bis ungefähr 35 °C, ungefähr 65 °C oder weniger, ungefähr 60 °C oder weniger, ungefähr 55 °C oder weniger, ungefähr 50 °C oder weniger, ungefähr 45 °C oder weniger, ungefähr 40 °C oder weniger, ungefähr 35 °C oder weniger, ungefähr 30 °C oder weniger, oder ungefähr 25 °C oder weniger betragen.
[0035] Zu den geeigneten kristallinen Polymeren mit Seitenketten gehören Polymere und Copolymere von Methacrylaten und Acrylaten, die geradkettige aliphatische Seitenketten haben, welche dazu befähigt sind, bei einer Temperatur von Interesse kristallin zu werden, beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich von ungefähr 25 °C bis ungefähr 65 °C. Die Seitenketten können mindestens 10 Kohlenstoffatome haben, beispielsweise von ungefähr 10 bis ungefähr 30 Kohlenstoffatome, wie etwa 10 bis 30 Kohlenstoffatome, 10 bis 24 Kohlenstoffatome, 10 bis 22 Kohlenstoffatome, 10 bis 20 Kohlenstoffatome, 12 bis 18 Kohlenstoffatome, 14 bis 16 Kohlenstoffatome, 14 bis 18 Kohlenstoffatome, 16 bis 18 Kohlenstoffatome, 12 bis 16 Kohlenstoffatome oder 14 bis 16 Kohlenstoffatome. Zu einigen Beispielen für derartige Polymere gehören Poly(alkylmethacrylate) wie etwa Poly(hexadecylmethacrylat) oder Poly(octadecylmethacrylat), Poly(alkylacrylate) wie etwa Poly(tetradecylacrylat), Poly(hexadecylacrylat), oder Poly(dodecylacrylat), Copolymere wie etwa ein Copolymer von
Hexadecylacrylat und Octadecylmethacrylat, Poly(hexyl-co-dodecylacrylat), ein Copolymer von Tetradecylacrylat und Octadecylacrylat, ein Copolymer von Hexadecylmethacrylat und Octadecylmethacrylat und ein Copolymer von Tetradecylacrylat und Hexadecylacrylat. Es kônnen aus Mischungen aus zweien oder mehreren kristallisierbaren Polymeren mit Seitenketten, wie sie im vorliegenden Schriftstück beschrieben sind, verwendet werden. Beispiele für kristalline Polymere mit Seitenketten sind weiterhin in der US-Patentschrift Nr. 9,546,911 offenbart, die durch Literaturverweis vollständig in die vorliegende Patentanmeldung einbezogen wird.
[0036] Die Eigenschaftsmerkmale des kristallinen Polymers mit Seitenketten kônnen eingestellt werden, indem Quervernetzungen dadurch in die Polymerstruktur eingeführt werden, dass ein oder mehrere Quervernetzungsmittel im Polymerisationsvorgang beigefügt werden. Beispielsweise können im Polymerisationsvorgang ein bifunktioneller Acryl- oder Methacrylester, oder eine andere geeignete Verbindung, wie etwa ein Hexandioldicrylat, derart beigefügt werden, dass sie als Quervernetzungsmittel dienen und ein quervernetztes Polymerprodukt ergeben. Beispielsweise kann das kristalline Polymer mit Seitenketten quervernetzt werden, um die Aufrechterhaltung der geänderten Leitfähigkeit zu verbessern, d.h. die Zeitdauer zu verlängern, Über welche eine Temperatur, die unter dem Temperaturschwellenwert liegt, auf das Indikatormaterial einwirken kann, bevor die geänderte Leitfähigkeit aufhört fortzubestehen. In einigen Fällen kann eine verhältnismäßig geringe Dichte an Quervernetzungen, beispielsweise ungefähr 0,01 bis ungefähr 0,09 intermolekulare Quervernetzungen pro Polymerkette, oder Gewichtsmittel des Molekulargewichts, verwendet werden.
[0037] Im vorliegenden Schriftstück wird der Begriff "Molekulargewicht" derart verwendet, dass er sich auf ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts bezieht, es sei dann, es ergibt sich aus dem Sinnzusammenhang ein Zahlenmittel des Molekulargewichts. Die kristallinen Polymere mit Seitenkette können ein Molekulargewicht von mindestens ungefähr 1.000 Da haben, wie etwa von mindestens ungefähr 1.500 Da, mindestens ungefähr 2.000 Da, oder mindestens ungefähr 5.000 Da. In einigen Fällen weist das kristalline Polymer mit Seitenketten ein Molekulargewicht im Bereich von ungefähr 2.000 Da bis ungefähr 300.000 Da, wie etwa ungefähr 3.000 Da bis ungefähr 300.000 Da, ungefähr 5.000 Da bis ungefähr 250.000 Da, ungefähr 10.000 Da bis ungefähr
200.000 Da, ungefähr 15.000 Da bis ungefähr 150.000 Da, ungefähr 20.000 Da bis ungefähr 120.000 Da, ungefähr 30.000 Da bis ungefähr 100.000 Da, ungefähr 50.000 Da bis ungefähr 80.000 Da, ungefähr 2.000 Da bis ungefähr
20.000 Da, ungefähr 3.000 Da bis ungefähr 15.000 Da, ungefähr 4.000 Da bis ungefähr 10.000 Da, ungefähr 4.000 Da bis ungefähr 5.000 Da, ungefähr 5.000 Da bis ungefähr 6.000 Da, ungefähr 6.000 Da bis ungefähr 7.000 Da, ungefähr
7.000 Da bis ungefähr 8.000 Da, ungefähr 8.000 Da bis ungefähr 9.000 Da, ungefähr 9.000 Da bis ungefähr 10.000 Da, ungefähr 2.000 Da bis ungefähr
10.000 Da, ungefähr 10.000 Da bis ungefähr 20.000 Da, ungefähr 20.000 Da bis ungefähr 30.000 Da, ungefähr 30.000 Da bis ungefähr 50.000 Da, ungefähr
50.000 Da bis ungefähr 100.000 Da, ungefähr 100.000 Da bis ungefähr
150.000 Da, ungefähr 150.000 Da bis ungefähr 200.000 Da, ungefähr 200.000 Da bis ungefähr 250.000 Da, oder von ungefähr 250.000 Da bis ungefähr
300.000 Da auf.
[0038] Im Allgemeinen kann ein kristallines Polymer mit Seitenketten von höherem Molekulargewicht eine höhere Viskosität haben, wenn es in flüssigem Zustand bei einer Temperatur in der Nähe seines Schmelzpunkts vorliegt, als das entsprechende kristalline Polymer mit Seitenketten von niedrigerem Molekulargewicht. Somit können die Eigenschaftsmerkmale des kristallinen Polymers mit Seitenketten weiterhin eingestellt werden, indem das Molekulargewicht des kristallinen Polymers mit Seitenketten varliert wird.
[0039] Die leitfähigen Partikel können beliebige zweckmäßige leitfähige Materialien beinhalten. In einigen Fällen können die leitfähigen Partikel Kupfer, Silber, Gold, Aluminium oder eine Mischung oder Kombination aus einem oder mehreren der vorstehend genannten beinhalten. Die leitfähigen Partikel können verschiedenartige Größen und Formen haben. In einigen Fällen haben die leitfähigen Partikel eine durchschnittliche Partikelgröße, bei welcher es sich um einen volumenäquivalenten Kugeldurchmesser handeln kann, von ungefähr 500 nm bis ungefähr 1000 um, wie etwa ungefähr 500 nm bis ungefähr 100 um, ungefähr 500 nm bis ungefähr 50 um, ungefähr 500 nm bis ungefähr 10 um, ungefähr 500 nm bis ungefähr 5 um, ungefähr 500 nm bis ungefähr 1 um, ungefähr 1 um bis ungefähr 2 um, ungefähr 2 um bis ungefähr 3 um, ungefähr 3 um bis ungefähr 4 um, ungefähr 4 um bis ungefähr 5 um, ungefähr 1 um bis ungefähr 1000 um, ungefähr 10 um bis ungefähr 500 um, ungefähr 20 um bis ungefähr 200 um, ungefähr 25 um bis ungefähr 100 um, ungefähr 30 um bis ungefähr 50 um oder von ungefähr 40 um. In einigen Fällen haben die leitfähigen Partikel eine kugelförmige Gestalt. In einigen Fällen liegen die leitfähigen Partikel in Form von Flocken vor, welche weiterhin durch ein Aspektverhältnis von Flockendicke zu Flockendurchmesser gekennzeichnet sein können, das beispielsweise ungefähr 1:50 bis ungefähr 1:1000, ungefähr 1:50 bis ungefähr 1:500 oder ungefähr 1:100: bis ungefähr 1:250 beträgt.
[0040] Die Eigenschaftsmerkmale des Indikatormaterials können eingestellt werden, indem ein Bindemittel und/oder ein oder mehrere weitere Additive beigefügt werden. Zu den geeigneten Bindemitteln gehôren, unter anderem, Stärkesorten, Cellulosen, natürliche und synthetische Gelatinesorten, Methoxycellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, — Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylamid, Polyacrylsäure, Polymethacrylat, Polyurethan, Epoxyharze, Copolymere von Vinylchlorid und Vinylacetat, Polybutylmethacrylat und wässrige Emulsionen von Polystyrol. Zu den zweckmäBigen Additiven gehören weiterhin, unter anderem, Rheologiemodifikatoren, Tenside, Benetzungsmittel oder Gleitmittel.
[0041] Gemäß der vorliegenden Erfindung werden weiterhin Verfahren zur Herstellung eines Temperaturindikators offenbart. Die Verfahren umfassen das Schmelzen eines kristallinen Polymers mit Seitenketten gemäß der vorliegenden Beschreibung, das Zusetzen von leitfähigen Partikeln gemäß der vorliegenden Beschreibung, um eine Mischung zu bilden, und Aufbringen der Mischung auf ein Substrat gemäß der vorliegenden Beschreibung.
[0042] Weiterhin werden schaltbare RFID-Etiketten offenbart, die ein Indikatormaterial gemäß der vorliegenden Beschreibung umfassen. In einigen Fällen beinhaltet ein schaltbares RFID-Etikett eine Antenne und einen Schalter, der elektrisch mit de Antenne verbunden ist. In einigen Fällen beinhaltet ein schaltbares RFID-Etikett einen Chip und einen Schalter, der elektrisch mit dem Chip verbunden ist. In einigen Fällen beinhaltet der Schalter ein Indikatormaterial, wobei das Indikatormaterial eine Mischung aus einem kristallinen Polymer mit Seitenketten und leitfähigen Partikeln gemäB der vorliegenden Beschreibung beinhaltet. In einigen Fällen beinhaltet der Schalter ein Indikatormaterial und ein kristallines Polymer mit Seitenketten, wobei das Indikatormaterial leitfähige Partikel beinhaltet. In einigen Fällen beinhaltet das schaltbare RFID-Etikett weiterhin einen integrierten Schaltkreis, der elektrisch mit der Antenne verbunden ist.
[0043] Die Fig. 3A zeigt eine Ausführungsform eines verderblichen aufnehmenden Produkts 30 in Verbindung mit einem Temperaturindikator 24, um das Einwirken der jeweiligen Raumtemperatur auf das aufnehmende Produkt zu Überwachen. GemäB einer Ausführungsform handelt es sich bei dem verderblichen aufnehmenden Produkt um einen Impfstoff, der in einem Probengefäß enthalten ist. Der Temperaturindikator 24 kann elektrisch mit einer Antenne 22 eines RFID-Etiketts verbunden sein, welches weiterhin einen Chip beinhalten kann.
[0044] Die Fig. 3B zeigt eine Ausführungsform eines verderblichen aufnehmenden Produkt 30 in Verbindung mit einem Temperaturindikator 24, um das Einwirken der jeweils herrschenden Umgebungstemperatur auf das aufnehmende Produkt zu überwachen. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem verderblichen aufnehmenden Produkt um einen Impfstoff, der in einem Probengefäß enthalten ist. Der Temperaturindikator 24 kann elektrisch mit einem Chip 26 eines RFID-Etiketts verbunden sein, welches weiterhin eine Antenne 22 beinhalten kann.
BEISPIELE Beispiel 1
[0045] Es wurden Druckfarbenformulierungen mit verschiedenen Verhältnissen von kristallinem Polymer mit Seitenketten (SCC) zu leitfähigen Cu/Ag-Partikeln (40 um Partikelgröße) hergestellt, und es wurden die physikalischen Eigenschaften der Formulierungen untersucht. Das SCC- Polymer beinhaltet eine Acrylatpolymerhauptkette mit C14- und C16- Seitenkettengruppen, die ein Molekulargewicht von 5.000 bis 7.000 Da hat. Die Formulierungen wurden hergestellt, indem das SCC-Polymer geschmolzen wurde, die leitfähigen Partikel zugesetzt wurden, und ein Durchmischen erfolgte, um eine Mischung aus dem SCC-Polymer und leitfähigen Partikeln zu erhalten. Es wurden Formulierungen mit Gewichtsverhältnissen des SCC- Polymers zu leitfähigen Partikeln von 30:70, 40:60 und 50:50 hergestellt. Das Temperatur des Einsetzens des Schmelzvorgangs, die Temperatur des Schmelzhöhepunkts und die Bingham-Viskosität in cps bei 25 °C wurden gemessen, und die Werte sind in der Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle 1 NurSCC_ 1 |2 13 | SCC-Polymer (Gew.-%) SC230F9.5 70 50 silberbeschichtete leitfähige Kupferpartikel, in Flockenform, 40 um (Potters Industries) (Gew.- %) Temperatur des 23,6 23,5 23,6 23,6 Einsetzens des Schmelzvorgangs (°C Temperatur des 25,2 25,2 25,2 25,2 Schmelzhöhepunkts (°C Bingham-Viskosität bei 1032 > 35.000 | 18.443 4.771 25°C (cps bei 36°C
[0046] Es wurde weiterhin die Bingham-Viskosität der Formulierungen bei verschiedenen Temperaturen gemessen, und die Ergebnisse sind in Figur 2 dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Viskosität mit steigender Temperatur abnimmt. Die Ergebnisse zeigen weiterhin, dass die Formulierung 1 (30:70 SCC-Polymer : leitfähigen Partikeln) über einen Temperaturbereich eine höhere Viskosität als die Formulierung 2 (40:60 SCC-Polymer : leitfähigen Partikeln) zeigt, welche wiederum eine höhere Viskosität als die Formulierung 3 (50:50 SCC-Polymer : leitfähigen Partikeln) aufweist. Beispiel 2
[0047] Die Formulierungen gemäß dem Beispiel 1 wurden unter Verwendung eines Dünnschichtapplikators vom Typ Gardco bird bei 35 °C und bei 50 °C schichtartig auf Substrate aus Polyethylenterephthalat (PET) aufgebracht. Die Nassfilmdicke der aufgebrachten Dünnschicht betrug ungefähr 3 Mil-Inch. Die Dünnschichten wurden bei Raumtemperatur (einer Umgebungstemperatur von - 20 °C) sich verfestigen gelassen. Der Flächenwiderstand der aufgebrachten Dünnschichten wurde bei Raumtemperatur gemessen. Danach wurden die Proben bei verschiedenen Temperaturen auf eine warme Platte gegeben. Die Dünnschichten wurden anschließend von der warmen Platte entfernt und ungefähr 15 Minuten lang abkühlen und sich wieder verfestigen gelassen. Im Anschluss wurden Messungen des Flächenwiderstands durchgeführt, um den Einfluss der Temperatur auf die Leitfähigkeit des SCC-Polymers zu untersuchen. Die Werte des Flâchenwiderstands sind in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2 Probe | Formulierung | Ursprünglicher Bedingungen | Widerstand Nr. Flächenwiderstand | erhöhter nach dem (Ohm/Quadrat) Temperatur | Einwirken der erhöhten Temperatur und der anschlieBenden erneuten Verfestigung (Ohm/Quadrat) 1A Formulierung | 8,3 5 min. bei > 1.000.000 1: 40 °C 30:70 SCC-
Emulsion zu leitfähigen Partikeln 1B Formulierung 9,4 5 min. bei > 1.000.000 1: 35 °C 30:70 SCC- Emulsion zu leitfähigen Partikeln 1C Formulierung | 21,1 5 min. bei > 1.000.000 1: 30 °C 30:70 SCC- Emulsion zu leitfähigen Partikeln 2A Formulierung | 4,53 5 min. bei > 1000000 2: 40°C 40:60 SCC- Emulsion zu leitfähigen Partikeln 2B Formulierung | 4,53 5 min. bei 226 2: 35 °C 40:60 SCC- Emulsion zu leitfähigen Partikeln 2C Formulierung 5 min. bei 136 2: 30 °C 40:60 SCC- Emulsion zu leitfähigen Partikeln 2D Formulierung 5 min. bei 14 2: 25 °C 40:60 SCC- Emulsion zu leitfähigen Partikeln 3A Formulierung | > 1.000.000 5 min. bei > 1.000.000 3 40 °C 50:50 SCC- Emulsion zu leitfähigen Partikeln 3B Formulierung | > 1.000.000 5 min @ 40°C | > 1.000.000 3 50:50 SCC-
Ee | leitfähigen Partikeln
[0048] Die Ergebnisse zeigen, dass der Widerstand der Dünnschicht, welche die Formulierung 1 umfasst, nach dem Erwärmen deutlich ansteigt, sodass die ursprünglich leitfähige Dünnschicht nach dem Erwärmen praktisch nichtleitend wird. Nachdem die erwärmten Proben 48 Stunden lang wieder auf Raumtemperatur abkühlen gelassen wurden, erfolgte eine Messung des jeweiligen Widerstands der Proben 1A, 1B und 1C, wobei festgestellt wurde, dass dieser wieder seinen ursprünglichen Wert erreicht hatte, wie er vor dem Erhitzen war. Die Ergebnisse zeigen weiterhin, dass der Widerstand der Dünnschicht, welche die Formulierung 2 umfasst, nach dem Erwärmen auf 40 °C deutlich ansteigt, sodass die ursprünglich leitfähige Dünnschicht nach dem Erwärmen praktisch nichtleitend wird. Wenn die ursprünglich leitfähige Dünnschicht, welche die Formulierung 2 enthält, auf 35 °C, 30 © oder 25 © erwärmt wurde, erhöhte sich der Widerstand der Dünnschicht ebenfalls, aber in einem geringeren Ausmaß, nämlich um das ungefähr 50-fache, um das ungefähr 20-fache beziehungsweise um das ungefähr 2-fache. Nachdem die erwärmten Proben 48 Stunden lang wieder auf Raumtemperatur abkühlen gelassen wurden, erfolgte eine Messung des jeweiligen Widerstands der Proben 2A, 2B, 2C und 2D, wobei festgestellt wurde, dass dieser wieder seinen ursprünglichen Wert erreicht hatte, wie er vor dem Erhitzen war. Die Ergebnisse zeigen darüber hinaus, dass der Widerstand der Dünnschicht, welche die Formulierung 3 umfasst und ursprünglich nichtleitend war, nach dem Erwärmen im Wesentlichen nichtleitend bleibt. Beispiel 3
[0049] Es wird ein irreversibler Temperaturindikator hergestellt, indem das SCC-Polymer geschmolzen wird, leitfâhige Partikel wie etwa Cu/Ag-Partikel (PartikelgröBe 40 um) und ein Bindemittel wie etwa Epoxid (für lôsungsmittelbasierte Systeme) oder wasserreduzierbares Epoxid (für wasserbasierte Systeme) zugesetzt werden und ein Durchmischen erfolgt, um eine Mischung aus SCC-Polymer, leitfähigen Partikeln und Bindemittel zu bilden. Es werden Formulierungen mit Gewichtsverhältnissen von SCC-Polymer zu leitfähigen Partikeln hergestellt, die beispielsweise 30:70, 40:60 und 50:50 betragen.
[0050] Weiterhin wird ein irreversibler Temperaturindikator hergestellt, indem ein quervernetztes SCC-Polymer geschmolzen wird, leitfähige Partikel wie etwa Cu/Ag-Partikel (Partikelgröße 40 um) zugesetzt werden und ein Durchmischen erfolgt, um eine Mischung aus quervernetztem SCC-Polymer und leitfähigen Partikel zu bilden. Es werden Formulierungen mit Gewichtsverhältnissen von quervernetztem SCC-Polymer zu leitfähigen Partikeln hergestellt, die beispielsweise 30:70, 40:60 und 50:50 betragen.
[0051] Weiterhin wird ein irreversibler Temperaturindikator hergestellt, indem ein SCC-Polymer mit einem Molekulargewicht von mindestens ungefähr
4.000 Da geschmolzen wird, leitfähige Partikel wie etwa Cu/Ag-Partikel (PartikelgrôBe 40 um) zugesetzt werden und ein Durchmischen erfolgt, um eine Mischung aus SCC-Polymer und leitfähigen Partikel zu bilden. Es werden Formulierungen mit Gewichtsverhältnissen von SCC-Polymer zu leitfähigen Partikeln hergestellt, die beispielsweise 30:70, 40:60 und 50:50 betragen. Die kristallinen Polymere mit Seitenketten können weiterhin ein Molekulargewicht von mindestens ungefähr 5.000 Da haben. In einigen Fällen kann das kristalline Polymer mit Seitenketten ein Molekulargewicht im Bereich von ungefähr 4.000 Da bis ungefähr 200.000 Da, ungefähr 4.000 Da bis ungefähr 10.000 Da, ungefähr 10.000 Da bis ungefähr 25.000 Da, ungefähr 25.000 Da bis ungefähr
50.000 Da, ungefähr 50.000 Da bis ungefähr 75.000 Da, ungefähr 75.000 Da bis ungefähr 100.000 Da, ungefähr 100.000 Da bis ungefähr 125.000 Da, ungefähr 125.000 Da bis ungefähr 150.000 Da, ungefähr 150.000 Da bis ungefähr 175.000 Da und/oder von ungefähr 175.000 Da bis ungefähr 200.000 Da haben.
[0052] Die Formulierungen werden unter Verwendung eines Dünnschichtapplikators vom Typ Gardco bird schichtartig bei 35 °C und 50 °C aufgebracht. Die Nassfilmdicke der aufgebrachten Dünnschicht beträgt ungefähr 3 Mil.-Inch. Die Dünnschichten werden bei Raumtemperatur (- 20 °C) sich verfestigen gelassen. Der Flächenwiderstand der aufgebrachten Dünnschichten wird bei Raumtemperatur gemessen, wobei festgestellt wird, dass die Dünnschichten leitfähig sind. Danach werden die Proben bei verschiedenen Temperaturen auf eine warme Platte gegeben. Die Dünnschichten werden anschließend von der warmen Platte entfernt, woraufhin sie abkühlen und sich wieder verfestigen gelassen werden. Im Anschluss werden Messungen des Flächenwiderstands durchgeführt, um den Einfluss der Temperatur auf die Leitfähigkeit der Dünnschichten zu untersuchen.
[0053] Die Flächenwiderstandswerte zeigen, dass der Widerstand der Dünnschichten nach dem Erwärmen deutlich ansteigt, sodass die ursprünglich leitfähigen Dünnschicht nach dem Erwärmen praktisch nichtleitend werden. Nachdem die erwärmten Proben 48 Stunden lang wieder auf Raumtemperatur abkühlen gelassen wurden, erfolgt eine Messung des Widerstands, wobei festgestellt wird, dass dieser nichtleitend bleibt.
Beispiel 4
[0054] Es wird ein irreversibler Temperaturindikator hergestellt, indem eine Grundschicht gebildet wird, die ungefähr 90 Gewichts-% an leitfähigen Partikeln (flockenfôrmig) wie etwa Cu/Ag-Partikeln (PartikelgröBe 40 um) und ungefähr 10 Gewichts-% an Bindemittel, wie etwa Epoxybindemittel, enthält. Anschließend wird eine Deckschicht zugesetzt, die ungefähr 25 Gewichts-% an leitfähigen Partikeln (von kugelfôrmiger/kugelähnlicher Gestalt), ungefähr 75 Gewichts-% einer Mischung aus einem SCC-Polymer und einem Alkan wie etwa Heneicosan (einem C21-Alkan) enthält. Der Flächenwiderstand des Indikators wird vor dem Schmelzen gemessen, wobei festgestellt wird, dass er > 1.000.000 Ohm/Quadrat beträgt (d.h. der Indikator ist praktisch nichtleitend). Der Indikator wird anschlieBend erwärmt, und es wird festgestellt, dass der Flächenwiderstand < 100 Ohm/Quadrat beträgt (d.h. der ursprünglich nichtleitende Indikator wird nach dem Erwärmen leitend).
Ausführungsformen der Erfindung Ausführungsform 1. Temperaturaktivierbarer Temperaturindikator, der Folgendes umfasst: ein Substrat; und ein Indikatormaterial, welches auf dem Substrat geträgert ist, wobei das Indikatormaterial ein kristallines Polymer mit Seitenketten und leitfähige Partikel umfasst.
Ausführungsform 2. Temperaturaktivierbarer Temperaturindikator, der Folgendes umfasst: ein Substrat; ein Indikatormaterial, welches auf dem Substrat geträgert ist, wobei das Indikatormaterial leitfähige Partikel umfasst; und ein kristallines Polymer mit Seitenketten; wobei das Indikatormaterial in einer ersten Schicht vorliegt und das kristalline Polymer mit Seitenketten in einer zweiten Schicht vorliegt, wobei die erste Schicht zwischen dem Substrat und der zweiten Schicht angeordnet ist.
Ausführungsform 3. Indikator nach der Ausführungsform 1 oder 2, wobei das Indikatormaterial als Antwort auf ein Einwirken einer Temperatur, welche über einem Temperaturschwellenwert liegt, eine Änderung der Leitfähigkeit erfährt.
Ausführungsform 4. Indikator nach der Ausführungsform 3, wobei das Indikatormaterial nach einem anschließenden Einwirken einer Temperatur, welche unter dem Temperaturschwellenwert liegt, die geänderte Leitfähigkeit beibehält.
Ausführungsform 5. Indikator nach der Ausführungsform 3, wobei das Indikatormaterial nach einem anschließenden Einwirken einer Temperatur, welche unter dem Temperaturschwellenwert liegt, die geänderte Leitfähigkeit nicht beibehält.
Ausführungsform 6. Indikator nach der Ausführungsform 3, 4 oder 5, wobei das Indikatormaterial vor dem Einwirken der Temperatur, welche über dem
Temperaturschwellenwert liegt, eine erste Leitfähigkeit, und nach dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, eine zweite Leitfähigkeit aufweist, wobei die erste Leitfähigkeit höher als die zweite Leitfähigkeit ist.
Ausführungsform 7. Indikator nach der Ausführungsform 3, 4 oder 5, wobei das Indikatormaterial vor dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, eine erste Leitfähigkeit, und nach dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, eine zweite Leitfähigkeit aufweist, wobei die zweite Leitfähigkeit höher als die erste Leitfähigkeit ist.
Ausführungsform 8. Indikator nach der Ausführungsform 3, 4 oder 5, wobei das Indikatormaterial vor dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, leitfähig ist, und nach dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, isolierend ist.
Ausführungsform 9. Indikator nach der Ausführungsform 3, 4 oder 5, wobei das Indikatormaterial vor dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, isolierend ist, und nach dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, leitfähig ist. Ausführungsform 10. Indikator nach der Ausführungsform 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9, wobei die Änderung der Leitfähigkeit eintritt, nachdem die Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, ungefähr 30 Sekunden lang oder weniger eingewirkt hat, wie etwa ungefähr 25 Sekunden lang oder weniger, ungefähr 20 Sekunden lang oder weniger, ungefähr 15 Sekunden lang oder weniger, ungefähr 10 Sekunden lang oder weniger, ungefähr 5 Sekunden lang oder weniger, oder ungefähr 2 Sekunden lang oder weniger. Ausführungsform 11. Indikator nach der Ausführungsform 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9, wobei die Änderung der Leitfähigkeit eintritt, nachdem die Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, ungefähr 1 Minute bis ungefähr 48 Stunden lang eingewirkt hat, wie etwa ungefähr 1 Minute bis ungefähr 2 Minuten lang, ungefähr 2 Minuten bis ungefähr 5 Minuten lang, ungefähr 5 Minuten bis ungefähr 10 Minuten lang, ungefähr 10 Minuten bis ungefähr 30 Minuten lang, ungefähr 30 Minuten bis ungefähr 1 Stunde lang, ungefähr 1 Stunde bis ungefähr 2 Stunden lang, ungefähr 2 Stunden bis ungefähr 5 Stunden lang, ungefähr 5 Stunden bis ungefähr 10 Stunden lang, ungefähr 10 Stunden bis ungefähr 24 Stunden lang, ungefähr 24 Stunden bis ungefähr 36 Stunden lang, oder ungefähr 24 Stunden bis ungefähr 48 Stunden lang.
Ausführungsform 12. Indikator nach der Ausführungsform 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder 11, wobei das kristalline Polymer mit Seitenketten ein Molekulargewicht von mindestens ungefähr 1.000 Da hat.
Ausführungsform 13. Indikator nach der Ausführungsform 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12, wobei das kristalline Polymer mit Seitenketten ein Molekulargewicht im Bereich von ungefähr 2.000 Da bis ungefähr 300.000 Da hat, wie etwa ungefähr 3.000 Da bis ungefähr 300.000 Da, ungefähr 5.000 Da bis ungefähr 250.000 Da, ungefähr 10.000 Da bis ungefähr 200.000 Da, ungefähr 15.000 Da bis ungefähr 150.000 Da, ungefähr 20.000 Da bis ungefähr
120.000 Da, ungefähr 30.000 Da bis ungefähr 100.000 Da, ungefähr 50.000 Da bis ungefähr 80.000 Da, ungefähr 2.000 Da bis ungefähr 20.000 Da, ungefähr
3.000 Da bis ungefähr 15.000 Da, ungefähr 4.000 Da bis ungefähr 10.000 Da, ungefähr 4.000 Da bis ungefähr 5.000 Da, ungefähr 5.000 Da bis ungefähr
6.000 Da, ungefähr 6.000 Da bis ungefähr 7.000 Da, ungefähr 7.000 Da bis ungefähr 8.000 Da, ungefähr 8.000 Da bis ungefähr 9.000 Da, ungefähr 9.000 Da bis ungefähr 10.000 Da, ungefähr 2.000 Da bis ungefähr 10.000 Da, ungefähr 10.000 Da bis ungefähr 20.000 Da, ungefähr 20.000 Da bis ungefähr
30.000 Da, ungefähr 30.000 Da bis ungefähr 50.000 Da, ungefähr 50.000 Da bis ungefähr 100.000 Da, ungefähr 100.000 Da bis ungefähr 150.000 Da, ungefähr 150.000 Da bis ungefähr 200.000 Da, ungefähr 200.000 Da bis ungefähr 250.000 Da, oder ungefähr 250.000 Da bis ungefähr 300.000 Da. Ausführungsform 14. Indikator nach der Ausführungsform 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 oder 13, wobei das kristalline Polymer mit Seitenketten ein Methacrylatpolymer, ein Methacrylatcopolymer, ein Acrylatpolymer oder ein Acrylatcopolymer aus einer Monomereinheit umfasst, die eine kristallisierbare lineare aliphatische Seitenkette mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen aufweist, wie etwa mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen, 10 bis 24 Kohlenstoffatomen, 10 bis 22 Kohlenstoffatomen, 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, 14 bis 16 Kohlenstoffatomen, 14 bis 18 Kohlenstoffatomen, 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, 12 bis 16 Kohlenstoffatomen, oder 14 bis 16 Kohlenstoffatomen.
Ausführungsform 15. Indikator nach der Ausführungsform 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 oder 14, wobei das kristalline Polymer mit Seitenketten aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus den folgenden besteht: einem Poly(alkylmethacrylat), einem Poly(tetradecylacrylat), einem Poly(hexadecylmethacrylat), einem Poly(octadecylmethacrylat), einem Poly(alkylacrylat), einem Poly(hexadecylacrylat), Poly(dodecylacrylat), einem Copolymer von Hexadecylacrylat und Octadecylmethacrylat, einem Poly(hexyl- co-dodecylacrylat), einem Copolymer von Tetradecylacrylat und Octadecylacrylat, einem Copolymer von Hexadecylmethacrylat und Octadecylmethacrylat und einem Copolymer von Tetradecylacrylat und Hexadecylacrylat.
Ausführungsform 16. Indikator nach der Ausführungsform 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 oder 15, wobei die leitfähigen Partikel Kupfer, Silber, Gold, Aluminium oder Kombinationen davon umfassen.
Ausführungsform 17. Indikator nach der Ausführungsform 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 oder 16, wobei das Gewichtsverhältnis von kristallinem Polymer mit Seitenketten zu leitfähigen Partikeln in dem Indikatormaterial ungefähr 1:1,2 bis ungefähr 1:4, wie etwa ungefähr 1:1,3 bis ungefähr 1:3, ungefähr 1:1,3 bis ungefähr 1:2,5, ungefähr 1:1,4 bis ungefähr 1:2,4, ungefähr 1:1,5 bis ungefähr 1:2,3, ungefähr 1:1,6 bis ungefähr 1:2,4, ungefähr 1:1,7 bis ungefähr 1:2,5, ungefähr 1:1,8 bis ungefähr 1:2,6, ungefähr 1:1,9 bis ungefähr 1:2,7, ungefähr 1:2 bis ungefähr 1:2,6, ungefähr 1:2,1 bis ungefähr 1:2,5, ungefähr 1:2,2 bis ungefähr 1:2,4 oder ungefähr 1:2,3 beträgt.
Ausführungsform 18. Indikator nach der Ausführungsform 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 oder 17, wobei die leitfähigen Partikel eine durchschnittliche Partikelgröße von ungefähr 500 nm bis ungefähr 1.000 um haben, wie etwa ungefähr 500 nm bis ungefähr 100 um, ungefähr 500 nm bis ungefähr 50 um, ungefähr 500 nm bis ungefähr 10 um, ungefähr 500 nm bis ungefähr 5 um, ungefähr 500 nm bis ungefähr 1 um, ungefähr 1 um bis ungefähr 2 um, ungefähr 2 um bis ungefähr 3 um, ungefähr 3 um bis ungefähr 4 um, ungefähr 4 um bis ungefähr 5 um, ungefähr 1 um bis ungefähr 1000 um, ungefähr 10 um bis ungefähr 500 um, ungefähr 20 um bis ungefähr 200 um, ungefähr 25 um bis ungefähr 100 um, ungefähr 30 um bis ungefähr 50 um, oder von ungefähr 40 um.
Ausführungsform 19. Indikator nach der Ausführungsform 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 oder 18, wobei die leitfähigen Partikel eine kugelförmige Gestalt haben.
Ausführungsform 20. Indikator nach der Ausführungsform 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 oder 18, wobei die leitfähigen Partikel in Form von Flocken vorliegen.
Ausführungsform 21. Indikator nach der Ausführungsform 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 oder 20, wobei das Indikatormaterial weiterhin ein Bindemittel umfasst.
Ausführungsform 22. Indikator nach der Ausführungsform 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 oder 21, wobei das kristalline Polymer mit Seitenketten quervernetzt ist.
Ausführungsform 23. Indikator nach der Ausführungsform 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 oder 22, wobei das Indikatormaterial weiterhin als einlagige Dünnschicht vorliegt.
Ausführungsform 24. Indikator nach der Ausführungsform 23, wobei die Dünnschicht eine Dicke von weniger als ungefähr 5 Mil.-Inch, wie etwa ungefähr 1 Mil.-Inch bis ungefähr 4 Mil.-Inch, ungefähr 2 Mil.-Inch bis ungefähr 3 Mil.-Inch oder von ungefähr 3 Mil.-Inch hat.
Ausführungsform 25. Verderbliches aufnehmendes Produkt, welches den Temperaturindikator nach der Ausführungsform 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11,
12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 oder 24 beinhaltet, wobei der Temperaturindikator in Verbindung mit dem aufnehmenden Produkt vorliegt, um das Einwirken des jeweils herrschenden Umgebungstemperatur auf das aufnehmende Produkt zu überwachen.
Ausführungsform 26. Verfahren zur Herstellung eines Temperaturindikators, das Folgendes umfasst: Schmelzen eines kristallinen Polymers mit Seitenketten, Zusetzen von leitfähigen Partikeln, um eine Mischung zu bilden, und Aufbringen der Mischung auf ein Substrat.
Ausführungsform 27. Schaltbares RFID-Etikett, das Folgendes umfasst: eine Antenne und einen Schalter, der elektrisch mit der Antenne verbunden ist, wobei der Schalter ein Indikatormaterial umfasst, wobei das Indikatormaterial eine Mischung aus einem kristallinen Polymer mit Seitenketten und leitfähigen Partikeln umfasst.
Ausführungsform 28. RFID-Etikett nach der Ausführungsform 27, wobei es weiterhin einen integrierten Schaltkreis umfasst, der elektrisch mit der Antenne verbunden ist.
Ausführungsform 29. Schaltbares RFID-Etikett, das Folgendes umfasst: einen Chip und einen Schalter, der elektrisch mit dem Chip verbunden ist, wobei der Schalter ein Indikatormaterial umfasst, wobei das Indikatormaterial eine Mischung aus einem kristallinen Polymer mit Seitenketten und leitfähigen Partikeln umfasst.
Ausführungsform 30. RFID-Etikett nach der Ausführungsform 29, wobei es weiterhin eine Antenne und einen integrierten Schaltkreis umfasst, der elektrisch mit der Antenne verbunden ist.
Ausführungsform 31. Schaltbares RFID-Etikett, das Folgendes umfasst: eine Antenne und einen Schalter, der elektrisch mit der Antenne verbunden ist, wobei der Schalter ein Indikatormaterial und ein kristallines Polymer mit Seitenketten umfasst, wobei das Indikatormaterial leitfähige Partikel umfasst.
Ausführungsform 32. RFID-Etikett nach der Ausführungsform 32, wobei es weiterhin einen integrierten Schaltkreis umfasst, der elektrisch mit der Antenne verbunden ist. Ausführungsform 33. Schaltbares RFID-Etikett, das Folgendes umfasst: einen Chip und einen Schalter, der elektrisch mit dem Chip verbunden ist, wobei der Schalter ein Indikatormaterial und ein kristallines Polymer mit Seitenketten umfasst, wobei das Indikatormaterial leitfähige Partikel umfasst. Ausführungsform 34. RFID-Etikett nach der Ausführungsform 33, wobei es weiterhin eine Antenne und einen integrierten Schaltkreis umfasst, der elektrisch mit der Antenne verbunden ist.
[0055] Diese und andere Ausführungsformen werden vom Urheber der vorliegenden Offenbarung ausdrücklich mit einbezogen.
[0056] Wenn keine anderslautenden Angaben gemacht werden, sind sämtliche Zahlenwerte, die Mengen an Zutaten, Eigenschaften wie das Molekulargewicht, Reaktionsbedingungen und so weiter ausdrücken, wie sie in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, derart aufzufassen, dass sie stets mit dem Begriff "ungefähr" modifiziert sind. Wenn keine anderslautenden Angaben gemacht werden, handelt es sich dementsprechend bei den numerischen Kennwerten, wie sie in der vorliegenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen angegeben sind, um Näherungswerte, die in Abhängigkeit davon, welche der gewünschten Eigenschaften durch die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erzielt werden sollen, variieren können. Ohne dass dies einen Versuch darstellen würde, die Anwendung der Lehre der gleichwertigen Entsprechungen auf den Schutzbereich der Ansprüche zu beschränken, sollte ferner jeder der numerischen Kennwerte zumindest derart aufgefasst werden, dass der Anzahl an angegebenen signifikanten Ziffern Rechnung getragen wird und gewöhnliche Rundungsverfahren zur Anwendung gebracht werden. Unabhängig davon, dass es sich bei den numerischen Wertebereichen und Kennwerten, welche den weitgefassten Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung festlegen, um Näherungswerte handelt, sind die Zahlenwerte, welche in den spezifischen
Beispielen genannt sind, so genau wie möglich angegeben. Jedwede Zahlenwerte sind indes inhärent mit gewissen Fehlern behaftet, die sich notwendigerweise aus der Standardabweichung ergaben, wie sie in den entsprechenden Messungen zur Prüfung derselben auftritt. Gemäß einer Ausführungsform beziehen sich die Begriffe "ungefähr" und "näherungsweise" auf numerische Kennwerte, die vom angegebenen Bereich höchstens um 10 % abweichen.
[0057] Die Begriff "ein", "eine", "der/die/das" und ähnliche Bezugswörter sind, wenn sie im Zusammenhang mit der Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung (insbesondere im Zusammenhang mit den nachfolgenden Ansprüchen) verwendet werden, derart aufzufassen, dass sie sowohl den Singular als auch den Plural abdecken, sofern im vorliegenden Schriftstück keine anderslautenden Angaben erfolgen oder der Sinnzusammenhang eindeutig dagegen spricht. Vorliegend erfolgt die Angabe von Wertebereichen lediglich als abkürzende Methode dafür, jeden Werte, der in diesen Bereich fällt, einzeln und gesondert zu nennen. Wenn im vorliegenden Schriftstück nichts anderes angegeben wird, ist jeder einzelne Werte Bestandteil der Ausführungen, so als würde er vorliegend einzeln genannt. Sämtliche der vorliegend beschriebenen Verfahren können in einer beliebigen Reihenfolge durchgeführt werden, sofern im vorliegenden Schriftstück keine anderslautenden Angaben gemacht werden oder sich dies anderweitig im Sinnzusammenhang eindeutig verbietet. Die Verwendung jedweder oder sämtlicher Beispiele, oder beispielgebender Ausdrücke (z.B. "wie etwa") dient im vorliegenden Schriftstück lediglich dazu, die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung besser zu erläutern, und stellt keine Einschränkung des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung dar. Die Ausdrucksweise in der Beschreibung ist keinesfalls derart aufzufassen, dass sie ein nicht-beanspruchtes Element angibt, welches zur Umsetzung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unentbehrlich wäre.
[0058] Gruppierungen wahlweise verwendeter Elemente oder Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung sind nicht als
Einschränkungen aufzufassen. Jedes Gruppenmitglied kann einzeln genannt und beansprucht werden, oder in beliebigen Kombinationen mit anderen Mitgliedern der Gruppe oder anderen Elementen, die sich darin befinden. Es ist denkbar, dass ein oder mehrere Mitglieder einer Gruppe aus Gründen der Anwendungsfreundlichkeit und/oder Patentierbarkeit einer Gruppe beigefügt oder aus dieser entfernt werden. Wenn es zu beliebigen derartiger Beifügungen oder Entfernungen kommt, wird davon ausgegangen, dass die Beschreibung diese Gruppe in einer derart modifizierten Form enthält, dass der schriftlichen Beschreibung sämtlicher Markush-Gruppen genüge getan wird, wie sie in den beigefügten Ansprüchen verwendet wird.
[0059] Im vorliegenden Schriftstück sind bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, einschließlich der besten Form, die dem Erfinder zur Umsetzung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bekannt ist. Es versteht sich, dass Varianten dieser beschriebenen Ausführungsformen dem Durchschnittsfachmann ersichtlich sein werden, wenn er die vorstehende Beschreibung liest. Der Erfinder erwartet, dass Fachleute derartige Varianten auf zweckmäßige Weise zum Einsatz bringen, und es ist im Sinne des Erfinders, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf eine andere Weise umgesetzt werden, als es vorliegend auf spezifische Weise beschrieben ist. Dementsprechend beinhaltet die vorliegende Offenbarung sämtliche Modifizierungen und gleichwertige Umsetzungen des Gegenstands, wie er in den beigefügten Ansprüchen genannt ist, sofern dies nach dem geltenden Recht zulässig ist. Darüber hinaus deckt die vorliegende Offenbarung beliebige Kombination aus den oben beschriebenen Elementen in sämtlichen möglichen Varianten derselben ab, sofern im vorliegenden Schriftstück keine anderslautenden Angaben erfolgen oder der Sinnzusammenhang anderweitig in eindeutiger Weise dagegen spricht.
[0060] Spezifische Ausführungsformen der Erfindung, welche vorliegend offenbart sind, können in den Ansprüche eine weitere Einschränkung erfahren, indem die Ausdrücke bestehend aus oder im Wesentlichen bestehend aus verwendet werden. Wenn der Übergangsbegriff "bestehend aus" in den
Ansprüche in deren ursprünglich eingereichter Form oder durch eine Änderung hinzugefügter Form verwendet wird, schließt er jedwedes Element, jedweden Schritt oder jedwede Zutat aus, das/der/die nicht in den Ansprüchen angegeben ist. Der Übergangsbegriff "bestehend im Wesentlichen aus" beschränkt den Schutzbereich eines Anspruchs auf die angegebenen Materialien oder Schritte, sowie auf solche, welche das/die grundlegenden und neuen Eigenschaftsmerkmal(e) nicht materiell beeinflussen. Ausführungsformen der auf diese Weise beanspruchten Offenbarung sind im vorliegenden Schriftstück inhärent oder ausdrücklich beschrieben und ermöglicht.
[0061] Sofern im Verlauf der vorliegenden Offenbarung auf Patente und gedruckte Veröffentlichungen Bezug genommen wird, so wird darüber hinaus jede dieser Literaturstellen und gedruckten Veröffentlichungen einzeln und in ihrer Gesamtheit durch Literaturverweis in das vorliegende Schriftstück mit einbezogen.
[0062] Abschließend versteht es sich, dass die vorliegend offenbarten Ausführungsformen die Prinzipien der vorliegenden Erfindung erläutern. Weitere Modifizierungen, die möglicherweise zum Einsatz kommen, fallen in den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung. Somit können, als Beispiel, aber nicht auf einschränkende Weise, alternative Konfigurationen der — Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gemäß der vorliegenden Lehre zur Anwendung gebracht werden. Dementsprechend ist die vorliegende Offenbarung nicht genau darauf beschränkt, was dargestellt und beschrieben ist.

Claims (1)

  1. ANSPRÜCHE
    1. Temperaturaktivierbarer Temperaturindikator, der Folgendes umfasst: ein Substrat; und ein Indikatormaterial, welches auf dem Substrat geträgert ist, wobei das Indikatormaterial eine Mischung aus einem kristallinen Polymer mit Seitenketten und leitfähigen Partikeln umfasst.
    2. Temperaturaktivierbarer Temperaturindikator, der Folgendes umfasst: ein Substrat; ein Indikatormaterial, welches auf dem Substrat geträgert ist, wobei das Indikatormaterial leitfähige Partikel umfasst; und ein kristallines Polymer mit Seitenketten; wobei das Indikatormaterial in einer ersten Schicht vorliegt und das kristalline Polymer mit Seitenketten in einer zweiten Schicht vorliegt, wobei die erste Schicht zwischen dem Substrat und der zweiten Schicht angeordnet ist.
    3. Temperaturindikator nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Indikatormaterial als Antwort auf das Einwirken einer Temperatur, welche über einem Temperaturschwellenwert liegt, eine Änderung der Leitfähigkeit erfährt.
    4. Temperaturindikator nach Anspruch 3, wobei das Indikatormaterial nach einem anschließenden Einwirken einer Temperatur, welche unter dem Temperaturschwellenwert liegt, die geänderte Leitfähigkeit beibehält.
    5. Temperaturindikator nach Anspruch 3, wobei das Indikatormaterial nach einem anschließenden Einwirken einer Temperatur, welche unter dem Temperaturschwellenwert liegt, die geänderte Leitfähigkeit nicht beibehält.
    6. Temperaturindikator nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Indikatormaterial vor dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, eine erste Leitfähigkeit, und nach dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt,
    eine zweite Leitfähigkeit aufweist, wobei die erste Leitfähigkeit höher als die zweite Leitfähigkeit ist.
    7. Temperaturindikator nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Indikatormaterial vor dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, eine erste Leitfähigkeit, und nach dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, eine zweite Leitfähigkeit aufweist, wobei die zweite Leitfähigkeit höher als die erste Leitfähigkeit ist.
    8. Temperaturindikator nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Indikatormaterial vor dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, leitfähig ist, und nach dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, isolierend ist.
    9. Temperaturindikator nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Indikatormaterial vor dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, isolierend ist, und nach dem Einwirken der Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, leitfähig ist.
    10. Temperaturindikator nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 9, wobei die Änderung der Leitfähigkeit eintritt, nachdem die Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, ungefähr 30 Sekunden lang oder weniger eingewirkt hat, wie etwa ungefähr 20 Sekunden lang oder weniger, ungefähr 15 Sekunden lang oder weniger, ungefähr 10 Sekunden lang oder weniger, ungefähr 5 Sekunden lang oder weniger, oder ungefähr 2 Sekunden lang oder weniger.
    11. Temperaturindikator nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 9, wobei die Änderung der Leitfähigkeit eintritt, nachdem die Temperatur, welche über dem Temperaturschwellenwert liegt, ungefähr 1 Minute bis ungefähr 48 Stunden lang eingewirkt hat, wie etwa ungefähr 1 Minute bis ungefähr 2 Minuten lang, ungefähr 2 Minuten bis ungefähr 5 Minuten lang, ungefähr 5 Minuten bis ungefähr 10 Minuten lang, ungefähr 10 Minuten bis ungefähr 30
    Minuten lang, ungefähr 30 Minuten bis ungefähr 1 Stunde lang, ungefähr 1 Stunde bis ungefähr 2 Stunden lang, ungefähr 2 Stunden bis ungefähr 5 Stunden lang, ungefähr 5 Stunden bis ungefähr 10 Stunden lang, ungefähr 10 Stunden bis ungefähr 24 Stunden lang, ungefähr 24 Stunden bis ungefähr 36 Stunden lang, oder ungefähr 24 Stunden bis ungefähr 48 Stunden lang.
    12. Temperaturindikator nach beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das kristalline Polymer mit Seitenketten ein Molekulargewicht von mindestens ungefähr 1.000 Da hat.
    13. Temperaturindikator nach beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das kristalline Polymer mit Seitenketten ein Molekulargewicht im Bereich von ungefähr 2.000 Da bis ungefähr 300.000 Da, wie etwa ungefähr 3.000 Da bis ungefähr 300.000 Da, ungefähr 5.000 Da bis ungefähr 250.000 Da, ungefähr 10.000 Da bis ungefähr 200.000 Da, ungefähr 15.000 Da bis ungefähr
    150.000 Da, ungefähr 20.000 Da bis ungefähr 120.000 Da, ungefähr 30.000 Da bis ungefähr 100.000 Da, ungefähr 50.000 Da bis ungefähr 80.000 Da, ungefähr 2.000 Da bis ungefähr 20.000 Da, ungefähr 3.000 Da bis ungefähr
    15.000 Da, ungefähr 4.000 Da bis ungefähr 10.000 Da, ungefähr 4.000 Da bis ungefähr 5.000 Da, ungefähr 5.000 Da bis ungefähr 6.000 Da, ungefähr 6.000 Da bis ungefähr 7.000 Da, ungefähr 7.000 Da bis ungefähr 8.000 Da, ungefähr
    8.000 Da bis ungefähr 9.000 Da, ungefähr 9.000 Da bis ungefähr 10.000 Da, ungefähr 2.000 Da bis ungefähr 10.000 Da, ungefähr 10.000 Da bis ungefähr
    20.000 Da, ungefähr 20.000 Da bis ungefähr 30.000 Da, ungefähr 30.000 Da bis ungefähr 50.000 Da, ungefähr 50.000 Da bis ungefähr 100.000 Da, ungefähr 100.000 Da bis ungefähr 150.000 Da, ungefähr 150.000 Da bis ungefähr 200.000 Da, ungefähr 200.000 Da bis ungefähr 250.000 Da, oder ungefähr 250.000 Da bis ungefähr 300.000 Da hat.
    14. Temperaturindikator nach beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das kristalline Polymer mit Seitenketten ein Methacrylatpolymer, ein Methacrylatcopolymer, ein Acrylatpolymer oder ein Acrylatcopolymer aus einer Monomereinheit umfasst, welche eine kristallisierbare lineare aliphatische Seitenkette mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen, wie etwa mit 10 bis 30
    Kohlenstoffatomen, 10 bis 24 Kohlenstoffatomen, 10 bis 22 Kohlenstoffatomen, 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, 14 bis 16 Kohlenstoffatomen, 14 bis 18 Kohlenstoffatomen, 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, 12 bis 16 Kohlenstoffatomen oder mit 14 bis 16 Kohlenstoffatomen umfasst.
    15. Temperaturindikator nach beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das kristalline Polymer mit Seitenketten aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus den folgenden besteht: einem Poly(alkylmethacrylat), einem Poly(tetradecylacrylat), einem Poly(hexadecylmethacrylat), einem Poly(octadecylmethacrylat), einem Poly(alkylacrylat), einem Poly(hexadecylacrylat), Poly(dodecylacrylat), einem Copolymer von Hexadecylacrylat und Octadecylmethacrylat, einem Poly(hexyl-co- dodecylacrylat), einem Copolymer von Tetradecylacrylat und Octadecylacrylat, einem Copolymer von Hexadecylmethacrylat und Octadecylmethacrylat und einem Copolymer von Tetradecylacrylat und Hexadecylacrylat.
    16. Temperaturindikator nach beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die leitfähigen Partikel Kupfer, Silber, Gold, Aluminium oder Kombinationen davon umfassen.
    17. Temperaturindikator nach einem beliebigen der Ansprüche 1 oder 3 bis 16, wobei das Gewichtsverhältnis des kristallinen Polymers mit Seitenketten zu den leitfähigen Partikeln in dem Indikatormaterial ungefähr 1:1,2 bis ungefähr 1:4, wie etwa ungefähr 1:1,3 bis ungefähr 1:3, ungefähr 1:1,3 bis ungefähr 1:2,5, ungefähr 1:1,4 bis ungefähr 1:2,4, ungefähr 1:1,5 bis ungefähr 1:2,3, ungefähr 1:1,6 bis ungefähr 1:2,4, ungefähr 1:1,7 bis ungefähr 1:2,5, ungefähr 1:1,8 bis ungefähr 1:2,6, ungefähr 1:1,9 bis ungefähr 1:2,7, ungefähr 1:2 bis ungefähr 1:2,6, ungefähr 1:2,1 bis ungefähr 1:2,5, ungefähr 1:2,2 bis ungefähr 1:2,4 oder ungefähr 1:2,3 beträgt.
    18. Temperaturindikator nach beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die leitfähigen Partikel eine durchschnittliche Partikelgröße von ungefähr 500 nm bis ungefähr 1000 um, wie etwa ungefähr 500 nm bis ungefähr 100 um, ungefähr 500 nm bis ungefähr 50 um, ungefähr 500 nm bis ungefähr 10 um,
    ungefähr 500 nm bis ungefähr 5 um, ungefähr 500 nm bis ungefähr 1 um, ungefähr 1 um bis ungefähr 2 um, ungefähr 2 um bis ungefähr 3 um, ungefähr 3 um bis ungefähr 4 um, ungefähr 4 um bis ungefähr 5 um, ungefähr 1 um bis ungefähr 1000 um, ungefähr 10 um bis ungefähr 500 um, ungefähr 20 um bis ungefähr 200 um, ungefähr 25 um bis ungefähr 100 um, ungefähr 30 um bis ungefähr 50 um oder von ungefähr 40 um haben.
    19. Temperaturindikator nach beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die leitfähigen Partikel eine kugelförmige Gestalt haben.
    20. Temperaturindikator nach beliebigen der Ansprüche 1 bis 18, wobei die leitfähigen Partikel in Form von Flocken vorliegen.
    21. Temperaturindikator nach beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Indikatormaterial weiterhin ein Bindemittel umfasst.
    22. Temperaturindikator nach beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das kristalline Polymer mit Seitenketten quervernetzt ist.
    23. Temperaturindikator nach beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Indikatormaterial als einlagige Dünnschicht vorliegt.
    24. Temperaturindikator nach Anspruch 23, wobei die Dünnschicht eine Dicke von weniger als ungefähr 5 Mil.-Inch, wie etwa ungefähr 1 Mil.-Inch bis ungefähr 4 Mil.-Inch, ungefähr 2 Mil.-Inch bis ungefähr 3 Mil.-Inch oder von ungefähr 3 Mil.-Inch hat.
    25. Verderbliches aufnehmendes Produkt, welches den Temperaturindikator nach beliebigen der vorhergehenden Ansprüche beinhaltet, wobei der Temperaturindikator in Verbindung mit dem aufnehmenden Produkt vorliegt, um das Einwirken der jeweils herrschenden Umgebungstemperatur auf das aufnehmende Produkte zu überwachen.
    26. Verfahren zur Herstellung eines Temperaturindikators, das Folgendes umfasst: Schmelzen eines kristallinen Polymers mit Seitenketten, Zusetzen von leitfähigen Partikeln, um eine Mischung zu bilden, und Aufbringen der Mischung auf ein Substrat.
    27. Schaltbares RFID-Etikett, das Folgendes umfasst: eine Antenne und einen Schalter, der elektrisch mit der Antenne verbunden ist, wobei der Schalter ein Indikatormaterial umfasst, wobei das Indikatormaterial eine Mischung aus einem kristallinen Polymer mit Seitenketten und leitfähigen Partikeln umfasst.
    28. Schaltbares RFID-Etikett nach Anspruch 27, wobei es weiterhin einen integrierten Schaltkreis umfasst, der elektrisch mit der Antenne verbunden ist.
    29. Schaltbares RFID-Etikett, das Folgendes umfasst: einen Chip und einen Schalter, der elektrisch mit dem Chip verbunden ist, wobei der Schalter ein Indikatormaterial umfasst, wobei das Indikatormaterial eine Mischung aus einem kristallinen Polymer mit Seitenketten und leitfähigen Partikeln umfasst.
    30. Schaltbares RFID-Etikett nach Anspruch 29, wobei es weiterhin eine Antenne und einen integrierten Schaltkreis umfasst, der elektrisch mit der Antenne verbunden ist.
    31. Schaltbares RFID-Etikett, das Folgendes umfasst: eine Antenne und einen Schalter, der elektrisch mit der Antenne verbunden ist, wobei der Schalter ein Indikatormaterial und ein kristallines Polymer mit Seitenketten umfasst, wobei das Indikatormaterial leitfähige Partikel umfasst.
    32. Schaltbares RFID-Etikett nach Anspruch 31, wobei es weiterhin einen integrierten Schaltkreis umfasst, der elektrisch mit der Antenne verbunden ist.
    33. Schaltbares RFID-Etikett, das Folgendes umfasst: einen Chip und einen Schalter, der elektrisch mit dem Chip verbunden ist, wobei der Schalter ein Indikatormaterial und ein kristallines Polymer mit Seitenketten umfasst, wobei das Indikatormaterial leitfähige Partikel umfasst.
    34. Schaltbares RFID-Etikett nach Anspruch 33, wobei es weiterhin eine Antenne und einen integrierten Schaltkreis umfasst, der elektrisch mit der Antenne verbunden ist.
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