FI121415B - Kerrosrakenne, ilmaisin sekä saman valmistusmenetelmä ja käyttö - Google Patents

Kerrosrakenne, ilmaisin sekä saman valmistusmenetelmä ja käyttö Download PDF

Info

Publication number
FI121415B
FI121415B FI20010128A FI20010128A FI121415B FI 121415 B FI121415 B FI 121415B FI 20010128 A FI20010128 A FI 20010128A FI 20010128 A FI20010128 A FI 20010128A FI 121415 B FI121415 B FI 121415B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
conductive polymer
layer
change
layer structure
substrate material
Prior art date
Application number
FI20010128A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20010128A0 (fi
FI20010128A (fi
Inventor
Salme Jussila
Tapio Maekelae
Mikko Pietilae
Raimo Korhonen
Original Assignee
Avantone Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Avantone Oy filed Critical Avantone Oy
Priority to FI20010128A priority Critical patent/FI121415B/fi
Publication of FI20010128A0 publication Critical patent/FI20010128A0/fi
Priority to US10/451,434 priority patent/US7157134B2/en
Priority to AT02710074T priority patent/ATE398330T1/de
Priority to EP02710074A priority patent/EP1362353B1/en
Priority to PCT/FI2002/000046 priority patent/WO2002058080A1/en
Priority to DE60227052T priority patent/DE60227052D1/de
Priority to JP2002558281A priority patent/JP2004516966A/ja
Publication of FI20010128A publication Critical patent/FI20010128A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI121415B publication Critical patent/FI121415B/fi

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B29/00Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/901Printed circuit
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/913Material designed to be responsive to temperature, light, moisture
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24479Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness
    • Y10T428/24612Composite web or sheet
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31971Of carbohydrate
    • Y10T428/31993Of paper

Description

Kerrosrakenne, ilmaisin sekä saman valmistusmenetelmä ja käyttö 5 Esillä oleva keksintö kohdistuu kerrosrakenteeseen, joka käsittää ainakin kaksi materiaalikenOSta, ilmaisimeen, menetelmään kerrosrakenteen valmistamiseksi sekä sen käyttöön.
Johdcpolymecrit ovat sellaisia materiaaleja, jotka on tehty sähköä johtaviksi seos-10 tamalla (douppaamalla) ne sopivan aineen kanssa. Seostusprosessissa sekä elektronin vastaanottajat että luovuttajat reagoivat polymeerirakenteen kanssa, minkä seurauksena saadaan erittäin johtavia johdannaisia. Näitä reaktioita nimitetään 'seostamiseksi' eli 'douppaamiseksi' analogisesti puolijohteiden kanssa, vaikkakin ne ovat lähempänä kiinteän olomuodon kemiallisia reaktioita. Toinen menetelmä 15 sähkönjohtavuuden aikaansaamiseksi polymeereissä on sekoittaminen, jossa sekoitetaan johdepolymeeriä ja eristysmateriaalia. Johdepolymeericn sähköisiä ominaisuuksia voidaan vaihdella koko sähkönjohtavuusalueella eristimistä metallijohti-miin. Eräs esimerkki johdepolymeeristä on polyaniliini, joka on synteettinen orgaaninen polymeeri, joka saadaan aniliinin kemiallisella tai sähkökemiallisella hapetta-20 valla polymeroinnilla. Johdcpolymeerien käytölle on laajat mahdollisuudet monissa eri kulutustavaroissa. Esimerkkejä johdepolymeerien tunnetusta käytöstä ovat paristot/akut, virtapiirit, kondensaattorit, EMI-suojat, orgaaniset valodiodit, korroosionestotuotteet ja antistaattiset tuotteet käytettäväksi esimerkiksi pakkausteollisuudessa, rakentamisessa, vaatteissa, autoteollisuudessa, kaivostoiminnassa.
25
Tekniikan tasossa tunnetaan johtavia polymeerejä, materiaaleja ja tuotteita monista patenttijulkaisuista, joista joitakin esitetään seuraavassa.
US-patentissa 5 783 111 esitetään kompositioita, jotka sisältävät sähköisesti 30 johtavaa polyaniliinia ja erityisiä substituoituja aromaattisia yhdisteitä, jotka muodostavat samalla vetysidoksia ja rengas-rengas-interaktioita johtavien polyaniliinien 2 NH-ryhmien ja vastaavasti kuusirenkaiden kanssa. Johtavilla polyaniliinikomposi-tioilla on voimakkaasti lisääntynyt prosessoitavuus ja niiden ja eristävien tai puoli-johtavien materiaalien sekoituksilla on huomattavasti parantuneet sähköiset ominaisuudet.
5 US-patentissa 5 656 081 esitetään painolaite virtapiirikomponentin painamiseksi suoraan substraatille sähköisesti johtavalla nesteellä. Tällaisen painolaitteen valmistusmenetelmä käsittää vaiheet, joiden mukaan aikaansaadaan painopinta, johon kaiverretaan useita nestettä varten tarkoitettuja rasterikuoppia, jotka ovat nesteyh-10 teydessä toistensa kanssa sekä painosuunnassa että poikkisuunnassa.
US-patentissa 5 622 652 kuvataan sähköisesti johtava neste virtapiirikomponentin painamiseksi suoraan substraatille sekä menetelmä tällaisen nesteen valmistamiseksi. Keksinnön kohteena on sähköisesti johtava neste, joka alustalle painettuna 15 pystyy suorittamaan sähkövirtapiirin tehtävän. Menetelmää käytettäessä ei tarvita painamisen jälkeisiä vaiheita kuten metallin syövytystä, katalyyttistä värin aktivointia tai virratonta pinnoitusta.
Esillä olevan keksinnön tavoitteena on aikaansaada uusi kerrosrakenne, jossa on 20 aktiivinen substraatti ja johdepolymeerimateriaalia.
Esillä olevan keksinnön eräänä toisena tavoitteena on aikaansaada menetelmä aktiivisen substraatin ja johdepolymeerimateriaalia sisältävän kerrosrakenteen valmistamiseksi.
25
Esillä olevan keksinnön tavoitteena on myös aikaansaada ilmaisin, jossa on keksinnön mukainen kerrosrakenne.
Edellä esitettyjen päämäärien saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle kerrosraken-30 teelle on tunnusomaista se, mitä esitetään itsenäisen patenttivaatimuksen 1 tunnus-merkkiosassa.
3
Kerrosrakenteen valmistamismenetelmälle on tunnusomaista se, mitä esitetään itsenäisen patenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosassa.
5 Keksinnön mukaiselle ilmaisimelle on tunnusomaista se, mitä esitetään itsenäisen patenttivaatimuksen 11 tunnusmerkkiosassa.
Keksinnön mukaisessa kerrosrakenteessa substraattimateriaali mahdollistaa johde-polymeerissä kuten polyaniliinissa tapahtuvan reaktion ja johdepolymeerin sähkön-10 johtavuus ja/tai optinen ominaisuus ja/tai väri muuttuu, kun kerrosrakenne tulee alttiiksi ympäristön olosuhteille, esimerkiksi ulkoilmalle tai kosteudelle. Reaktioon vaikuttavia parametreja ovat esimerkiksi sellaiset substraattimateriaalin ominaisuudet kuin happamuus, huokoisuus ja paksuus sekä sellaiset ympäristön olosuhteet kuin kosteus, ultraviolettisäteily ja lämpötila samoin kuin sellaiset kerrosrakenteen 15 ominaisuudet kuin päällyste. Säätämällä substraattimateriaalin ja johdepolymeerin välistä pintaa tai kosketusta voidaan vaikuttaa reaktionopeuteen. Päällyste ja päällystysmenetelmät vaikuttavat myös reaktioon. Tätä keksinnön mukaisessa kerrosrakenteessa havaittua ilmiötä voidaan käyttää hyväksi useilla eri tavoilla. Kerrosrakenteessa substraattimateriaali on paperia.
20
Kerrosrakenteessa olevan polymeerikerroksen geometriset ominaisuudet vaikuttavat myös reaktionopeuteen ja täten johdepolymeerin sähkönjohtavuuden ajasta riippuvaan käyttäytymiseen. Mitä ohuempi johdepolymeerikerros on, sitä nopeammin sähkönjohtavuus pienenee kerroksen ollessa altistettuna ympäristön olosuhteil-25 le. Säätämällä johdepolymeerikerroksen vaakasuuntaisia ja pystysuuntaisia mittoja voidaan valita se aika-asteikko, jonka kuluessa halutut reaktiot tapahtuvat. Tätä ilmiötä on havainnollistettu kuviossa 5.
Kerrosrakenteen valmistusmenetelmiä, joissa johdepolymeerimateriaalia lisätään 30 substraattipinnalle keksinnön mukaisesti, ovat esimerkiksi perinteiset virtapiirien valmistusmenetelmät kuten spin-päällystys, samoin kuin sellaiset painomenetelmät 4 kuin gravure, fleksografinen painomenetelmä, offset-painomenetelmä, digitaalinen painomenetelmä tai silkkipainomenetelmä.
Esillä olevan keksinnön käyttäminen tekee mahdolliseksi valmistaa edullisia sub-5 straattimateriaalille painettuja indikaattorikomponentteja. Näitä komponentteja voidaan käyttää laajalti esimerkiksi kulutustuotteissa. Kerrosrakenteen joustavuus antaa sille sellaisen taivutuslujuuden, että sitä voidaan käyttää sovelluksissa, joissa kerrosrakennetta voidaan taivuttaa. Eräs esillä olevan keksinnön tärkeimpiä etuja on se, että kerrosrakenteessa tapahtuva ilmiö voidaan havaita sekä visuaalisesti että 10 välineiden avulla.
Seuraavassa on esimerkkejä keksinnön mukaisten komponenttien käytöstä: ilmaisinmateriaali, joka ilmaisee pakkauksen tilassa tapahtuvan muutoksen, 15 - ilmaisinmateriaali, joka ilmaisee pakkauksen sisällössä tapahtuvan muutok sen, ilmaisin, joka ilmaisee sähkönjohtavuudessa tapahtuvan muutoksen esimerkiksi silloin, kun pakkaus on rikottu, ajanvietesovellukset, joissa jokin kuvio ilmaantuu tai häviää, kun pakkaus 20 on avattu.
Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheen liitetyn piirustuksen kuvioihin.
25 Kuviossa IA on esimerkki keksinnön mukaisesta kerrosrakenteesta.
Kuviossa IB on pinnoitekerroksella varustettu kerrosrakenne.
Kuviossa 2 esitetään painojäijestelmä kerrosrakenteiden valmistamiseksi.
Kuviossa 3A esitetään eräs sovellus keksinnön mukaisesta kerrosrakenteesta.
30 5
Kuviossa 3B esitetään eräs toinen sovellus keksinnön mukaisesta kerrosrakentees-ta.
5 Kuviossa 3C esitetään kerrosrakennesovelluksen poikkileikkaus.
Kuviossa 4A on esimerkki keksinnön mukaisesta ilmaisimesta.
Kuviossa 4B esitetään keksinnön mukaisen ilmaisimen poikkileikkaus.
10
Kuviossa 5 on esimerkki keksinnön mukaisesta kerrosrakenteesta muodostettujen kuvioiden resistanssissa tapahtuneen muutoksen mitatuista arvoista.
Kuvio IA esittää esimerkin keksinnön mukaisesta kerrosrakenteesta. Kerrosraken-15 teessä L on substraattikerros S ja johdepolymeerikerros P. Substraattikerros S on paperia tai muuta kuitupohjaista materiaalia tai sellaista substraattimateriaalia, jolla on sopivat ominaisuudet keksinnön mukaisesti.
Valinnaisesti substraattikerroksen S ja johdepolymeerikerroksen P väliin muodoste-20 taan välikerros. Tämä välikerros säätää johdepolymeerikerroksen P reaktionopeutta sallimalla tai estämällä ympäristötekijöiden pääseminen kerrosrakenteeseen L. Välikerros voi olla myös substraattikerroksen S kiinteä osa.
Kuviossa IB nähdään kerrosrakenne, jossa on päällystekerros T. Päällystekerrok-25 sessa T näkyy rikkinäinen kohta B, jonka kautta kerrosrakenne pääsee altistumaan ympäristön olosuhteille. Rikkoutumiskohdan B alueella johdepolymeerikerroksen P resistanssi alkaa kasvaa. Tämän resistanssin muutos voidaan mitata tavanomaisilla mittauslaitteilla ja myös johdepolymeerin värissä tapahtuva muutos voidaan havaita visuaalisesti. Vaikka kuvion IB esimerkissä päällystekerros T on johdepolymeeri-30 kerroksen P päällä, on selvää, että päällystekerros T voi olla vaihtoehtoisesti substraattikerroksen S päällä tai kerrosrakenteen L kummallakin puolella.
6
Kuviossa 2 on esimerkki painojärjestelmästä, jossa valmistetaan keksinnön mukainen kerrosrakenne. Substraattimateriaalia oleva raina W saapuu painoyksikköön 100, johon kuuluu puristussylinteri 10, painosylinteri 20 ja säiliö 40. Painosylinterin 5 20 pinta on varustettu painoelementeillä 50. Värisäiliö 40 sisältää johdepolymeeri- materiaalinestettä, jota johdetaan painoelementtien 50 välityksellä rainalle W keksinnön mukaisten kerrosrakenteiden 30 muodostamiseksi. Painosylinterin käsittävä painojäqestelmä voi olla gravure-jäqestelmä, fleksografinen painojäqes-telmä, offset-painojäqestelmä tai elektrografinen painojäqestelmä. Keksinnön 10 mukaisesti voidaan soveltaa myös muita painomenetelmiä, esimerkiksi digitaalista tai silkkipainomenetelmää.
Käyttämällä painojäqestelmiä keksinnön mukaisten kerrosrakenteiden valmistamiseksi voidaan luoda rakenteita, joiden käsittämillä johdepolymeereillä on mitkä 15 tahansa halutut dimensiot ja vaihdeltavissa oleva paksuus.
Painojäqestelmä 100 voi sisältää myös kovetusyksikön 60, jolla raina W kovetetaan esimerkiksi lämpökovetuksella tai UV-kovetuksella tai muulla tunnetulla kovettamismenetelmällä. Kovetusyksikkö 60 voidaan sijoittaa rainan jommalle-20 kummalle puolelle tai molemmille puolille.
Kuviossa 3A esitetään keksinnön mukaisen kerrosrakenteen eräs toinen sovellus. Tässä kerrosrakennesovelluksessa AI lanka w muodostaa jatkuvan kuvion pakattuna pienelle alueelle. Substraatin S katalysoima muutos langan w resistanssissa 25 mitataan mittalaitteista 11a M ja saadaan tieto resistanssin muutoksesta.
Kuviossa 3B on eräs sovellus keksinnön mukaisesta kerrosrakenteesta. Tässä sovelluksessa A2 johdepolymeeristä muodostuvat langat wi,...,wn painetaan substraattikerrokselle S ja ne kytketään sähköisesti rinnan. Lankojen wi,...,wn 30 rinnankytkennän kokonaisresistanssi mitataan mittalaitteista 11a M, joka on esimerkiksi tyypillinen vastusmittari. Kun kerrosrakenne L tulee alttiiksi ympäristön 7 olosuhteille, lankojen wi,...,wn resistanssi muuttuu ja tämä muutos antaa tiedon siitä, kuinka kauan altistusta on tapahtunut.
Kuviossa 3C esitetään suurennettu poikkileikkaus kerrosrakennesovelluksesta A2.
5 Kuviosta 3C näkyy lankojen wi,...,wn paksuuden pystysuuntainen varianssi. Ensimmäisellä langalla wi on suurin pystysuuntainen paksuus ja siksi keksinnön mukaisen kerrosrakenteen sähkönjohtavuudessa tapahtuvan muutoksen aiheuttava reaktio tapahtuu hitaimmin. Ohuemmissa langoissa W2,...,wn reaktio on nopeampi ja se riippuu kussakin langassa langoissa olevan johdepolymeerin pystysuuntaisesta 10 määrästä. Tästä syystä kokonaisresistanssi kasvaa asteittain ei-lineaarisesti tai portaittain ja se kokonaisaika, joka on kulunut kerrosrakennesovelluksen altistumisesta ympäristön olosuhteille, voidaan arvioida melko täsmällisesti. Lankojen wi,...,wn resistanssin muutos voidaan havaita myös visuaalisesti lankojen värin muutoksesta.
15
Muuttamalla lankojen wi,...,wn paksuutta ja/tai leveyttä reaktionopeutta voidaan säätää halutulla tavalla. Näin se aika-asteikko, jossa reaktio tapahtuu, voidaan valita riippuen kerrosrakennesovelluksen A2 tarkoituksesta tai käyttökohteesta.
20 Kuviossa 4A esitetään eräs esimerkki keksinnön mukaisesta ilmaisimesta ja kuviossa 4B esitetään ilmaisimen poikkileikkaus. Ilmaisin 30 käsittää sähköisen laitteen, joka tässä esimerkissä on tavanomainen RF-tunniste (tag) CA, joka on painettu tai valmistettu substraattimateriaalille S jollain tunnetulla menetelmällä. Tämän tyyppinen RF-tunniste voi toimia hälytysvälineenä pakkauksessa. RF-tunniste CA käsittää 25 johdepolymeerikerroksen P, joka substraattikerroksen S kanssa muodostaa keksinnön mukaisen kerrosrakenteen. Johdepolymeerikerros P on päällystetty päällyste-kerroksella T. Niin kauan kuin johdepolymeerikerros P on koskematon, se on johtavassa tilassa ja RF-tunniste CA on oikosulussa. Kun kerrosrakenne tulee alttiiksi ympäristön olosuhteille rikkoutumisen vuoksi, johdepolymeeri P menettää 30 sähkönjohtavuutensa keksinnön mukaiselle kerrosrakenteelle tunnusomaisen reaktion vuoksi. Tämä saa RF-tunnisteen CA muuttumaan RF-piiriksi, joka on 8 luettavissa millä tahansa tunnetulla RF-tunnisteen ilmaisevalla menetelmällä. RF-piirin antama signaali ilmaisee pakkauksen rikkoutumisen.
Kun RF-tunniste CA on kiinnitettynä pakkaukseen, pakkauksen kuntoa voidaan 5 seurata esimerkiksi missä tahansa kuljetusketjun tai varastoinnin tilassa. Seuraaminen antaa tiedon pakkauksen rikkoutumisesta tai pakkauksen luvattomasta avaamisesta riippuen ilmaisimen sijoituspaikasta pakkauksen pinnalla.
Muita keksinnön sovelluksia ovat esimerkiksi käyttö ilmaisinmateriaalina, joka 10 ilmaisee pakkauksen sisällössä tapahtuvan muutoksen kuten likaantumisen. Keksinnön avulla voidaan aikaansaada myös ajanvietesovelluksia, joissa jokin kuvio ilmaantuu ja katoaa, kun pakkaus on avattu.
Keksinnön mukaisella menetelmällä on suoritettu koeajoja koepainokoneessa ja 15 saavutetut tulokset ovat olleet lupaavia. Koeajoja varten valmistettiin gravure-sylinteri. Gravure-sylinteri sisälsi eridimensioisia viiva-ja kuviorakenteita. Gravure-sylinterin rasterikuoppien syvyydet olivat 22 pm, 33 pm, 45 pm, 80/85 pm ja 140/160 pm. Johdepolymeerin saavutetut viivaleveydet vaihtelivat 60 pm:stä 1 mm:iin ja johdepolymeerin paksuus vaihteli 0.1 pm:stä 10 pm:iin. Koepainokoneen 20 konenopeus oh koeajoissa jopa 100 m/min.
Gravure-sylinteriä käytettiin painokoneessa ja painamisessa ulkoisen kemiallisen käsittelyn läpikäyneelle polyesterikalvolle sekä paperille käytettiin kolmea erilaista johdepolymeerimateriaalia. Värimateriaaleina oh polytiofeeni PEDT/PSS-25 dispersiona, SOL-GEL PEDOT -nesteenä ja polyanihinipohjaisena PANI/DBSA-tolueenina. Koeajoissa paperi ja polyesterikalvo osoittautuivat sopivaksi substraat-timateriaaliksi johdepolymeerikomponentteja varten. Kaikki testatut johdepolymee-rimateriaalit todettiin sopiviksi painamiseen koepainokoneella.
30 Painettujen rakenteiden käyttäytymistä painetussa materiaalissa seurattiin jonkin aikaa. Todettiin, että painettujen polyaniliinikuvioiden sähkönjohtavuus muuttui 9 ajan mukana ja samalla painettujen kuvioiden väri oli muuttumassa. Kun substraat-timateriaalina oli paperi, väri ja sähkönjohtavuus olivat muuttumassa. Kun sub-straattimateriaalina oli polyesterikalvo, seuraamisjakson aikana todettiin vain pienehkö muutos.
5
Kuviossa 5 esitetään keksinnön mukaisen kerrosrakenteen resistanssissa mitattu muutos. Neljää paperille painettua polyaniliininäytettä seurattiin 250 tumiin ajan. Näytteiden paksuus vaihteli niin, että kuvion 5 näyte 1 oli ohuin ja näyte 4 oli paksuin. Näytteet pidettiin muovipussissa ensimmäiset 139 tuntia ja sitten ne 10 jätettiin ulkoilmaan. Näytteessä 4, jossa oli paksuin polyaniliinikerros, reaktio tapahtui hitaimmin ja siinä ei näy suurta muutosta. Näytteissä 1, 2, 3, joissa polyaniliinikerros oli ohuempi, reaktio oli nopeampi riippuen kerroksen paksuudesta. Kuviossa 5 olevista käyristä näkyy selvästi resistanssissa tapahtunut muutos, kun näytteet siirretään ulkoilmaan.
15
Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset ja keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa ja poiketa edellä vain esimerkin vuoksi esitetyistä yksityiskohdista.

Claims (15)

1. Kerrosrakenne (L), joka käsittää ainakin kaksi materiaalikerrosta siten, että mainittu kerrosrakenne (L) muodostuu substraattimateriaalikerroksella (S) olevasta 5 johdepolymeerikerroksesta (P), joka on muodostettu substraattimateriaalikerroksen (S) päälle painamalla tai spin-päällystämällä, tunnettu siitä, että mainittu substraat-timateriaalikerros (S) on paperia ja että mainitulla substraattimateriaalilla on sellainen ominaisuus, että se katalysoi johdepolymeerin sähkönjohtavuudessa tapahtuvia muutoksia, kun kerrosrakenne (L) saatetaan alttiiksi ulkoilmalle tai 10 kosteudelle, sallimalla johdepolymeerissä muutoksen aiheuttavan reaktion aikaansaavan ympäristötekijän pääsemisen johdepolymeeriin.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kerrosrakenne (L), tunnettu siitä, että johde-polymeerimateriaali on polyaniliini. 15
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kerrosrakenne (L), tunnettu siitä, että kerrosrakenteessa (L) on välikerros substraattimateriaalin (S) ja johdepolymeeri-materiaalin (P) välissä.
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen kerrosrakenne (L), tunnettu siitä, että kerrosrakenteessa (L) muutoksen aiheuttava reaktio on havaittavissa johdepo-lymeerikomponentin sähkönjohtavuuden muutoksessa.
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen kerrosrakenne (L), tunnettu siitä, 25 että kerrosrakenteessa (L) muutoksen aiheuttava reaktio on havaittavissa visuaalisesti johdepolymeerikomponentin sähkönjohtavuuden muutoksessa. 1 2 .Tonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen kerrosrakenne (L), tunnettu siitä, että kerrosrakenteessa (L) muutoksen aiheuttava reaktio on havaittavissa optisesti. 30 2 Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen kerrosrakenne (L), tunnettu siitä, että johdepolymeerikerros (P) muodostaa virtapiirin (AI; A2), joka on substraatti-kerroksella (S).
8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen kerrosrakenne (L), tunnettu siitä, 5 että johdepolymeerikerroksen (P) vaaka- ja pystysuuntaiset mitat vaihtelevat johdepolymeerikerroksen (P) eri kohdissa.
9. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen johdepolymeeriä (P) ja substraatti-materiaalia (S) käsittävän kerrosrakenteen (L) valmistamiseksi, tunnettu siitä, että 10 johdepolymeerimateriaalia lisätään substraattimateriaalille painamalla tai spin- päällystyksellä.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että johdepolymee-rimateriaalin painaminen substraattimateriaalille suoritetaan painojärjestelmässä, 15 joka on gravure-menetelmä tai fleksografmen painomenetelmä tai offset- painomenetelmä tai digitaalinen painomenetelmä tai silkkipainomenetelmä tai näiden yhdistelmä.
11. Ilmaisin, joka käsittää sähköisen laitteen, joka on oikosuljettu vaatimuksen 1 20 mukaisen kerrosrakenteen (L) johdepolymeerin avulla, tunnettu siitä, että johde- polymeerin johtavuudessa tapahtuva muutos aikaansaa muutoksen sähköisen laitteen toiminnassa.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen ilmaisin, tunnettu siitä, että joutuessaan 25 alttiiksi ympäröiville olosuhteille kerrosrakenteen (L) johdepolymeeri (P) menettää sähkönjohtavuutensa ja aktivoi sähköisen laitteen. 1 2 Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen ilmaisin, tunnettu siitä, että sähköinen laite on RF-tunniste (CA). 30 2 Jonkin patenttivaatimuksen 11-13 mukainen ilmaisin, tunnettu siitä, että RF- tunniste (Ca) on luettavissa langattomasta
15. Patenttivaatimusten 9-10 mukaisen menetelmän käyttö indikaattoreina toimivien sähkövirtapiirien valmistamiseksi. 5
16. Patenttivaatimusten 9-10 mukaisen menetelmän käyttö ilmaisimien valmistamiseksi.
FI20010128A 2001-01-22 2001-01-22 Kerrosrakenne, ilmaisin sekä saman valmistusmenetelmä ja käyttö FI121415B (fi)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20010128A FI121415B (fi) 2001-01-22 2001-01-22 Kerrosrakenne, ilmaisin sekä saman valmistusmenetelmä ja käyttö
US10/451,434 US7157134B2 (en) 2001-01-22 2002-01-21 Layered structure, sensor and method of producing and use of the same
AT02710074T ATE398330T1 (de) 2001-01-22 2002-01-21 Geschichtete struktur, sensor und herstellungsverfahren und verwendung dafür
EP02710074A EP1362353B1 (en) 2001-01-22 2002-01-21 Layered structure, sensor and method of producing and use of the same
PCT/FI2002/000046 WO2002058080A1 (en) 2001-01-22 2002-01-21 Layered structure, sensor and method of producing and use of the same
DE60227052T DE60227052D1 (de) 2001-01-22 2002-01-21 Geschichtete struktur, sensor und herstellungsverfahren und verwendung dafür
JP2002558281A JP2004516966A (ja) 2001-01-22 2002-01-21 層構造、センサ、製造方法及びその用途

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20010128A FI121415B (fi) 2001-01-22 2001-01-22 Kerrosrakenne, ilmaisin sekä saman valmistusmenetelmä ja käyttö
FI20010128 2001-01-22

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20010128A0 FI20010128A0 (fi) 2001-01-22
FI20010128A FI20010128A (fi) 2002-07-23
FI121415B true FI121415B (fi) 2010-11-15

Family

ID=8560084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20010128A FI121415B (fi) 2001-01-22 2001-01-22 Kerrosrakenne, ilmaisin sekä saman valmistusmenetelmä ja käyttö

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7157134B2 (fi)
EP (1) EP1362353B1 (fi)
JP (1) JP2004516966A (fi)
AT (1) ATE398330T1 (fi)
DE (1) DE60227052D1 (fi)
FI (1) FI121415B (fi)
WO (1) WO2002058080A1 (fi)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI113895B (fi) * 2003-02-27 2004-06-30 Metso Corp Lämpötiladetektori/indikaattori
DE10335230A1 (de) * 2003-08-01 2005-02-17 Man Roland Druckmaschinen Ag Verfahren zur Herstellung von RFID Etiketten
US20060108056A1 (en) * 2004-11-24 2006-05-25 The Boeing Company Method and apparatus for foreign object detection in a composite layer fabrication process
EP1841004A1 (de) * 2006-03-29 2007-10-03 Hueck Folien Ges.m.b.H Transponder-Antenne auf einem Substrat mit Antistatikbeschichtung
FI120851B (fi) * 2007-06-27 2010-03-31 Valtion Teknillinen Anturi kuluneen ajan ja kosteuden osoitukseen, menetelmä sen valmistamiseksi ja sen käyttö
US7952261B2 (en) 2007-06-29 2011-05-31 Bayer Materialscience Ag Electroactive polymer transducers for sensory feedback applications
US8697934B2 (en) * 2007-07-31 2014-04-15 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Sensor products using conductive webs
US8372766B2 (en) * 2007-07-31 2013-02-12 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Conductive webs
US8058194B2 (en) * 2007-07-31 2011-11-15 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Conductive webs
DE102007052609A1 (de) * 2007-11-05 2009-05-07 Printed Systems Gmbh Verfahren und Einrichtung zur Bewertung von elektrisch leitfähigen, gedruckten Strukturen und Druckmaschine mit einer solchen Einrichtung
US7755489B2 (en) 2008-04-28 2010-07-13 Honeywell International Inc. Intelligent packaging method and system based on acoustic wave devices
EP2283177B1 (en) * 2008-05-29 2016-04-13 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Conductive webs containing electrical pathways and method for making same
US7944401B2 (en) 2008-05-29 2011-05-17 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Radiating element for a signal emitting apparatus
US8172982B2 (en) * 2008-12-22 2012-05-08 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Conductive webs and process for making same
EP2239793A1 (de) 2009-04-11 2010-10-13 Bayer MaterialScience AG Elektrisch schaltbarer Polymerfilmaufbau und dessen Verwendung
JP2014513510A (ja) * 2011-03-01 2014-05-29 バイエル・インテレクチュアル・プロパティ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 変形可能なポリマー装置及び変形可能なポリマーフィルムを作るための自動化された製造プロセス
WO2012129357A2 (en) 2011-03-22 2012-09-27 Bayer Materialscience Ag Electroactive polymer actuator lenticular system
WO2013142552A1 (en) 2012-03-21 2013-09-26 Bayer Materialscience Ag Roll-to-roll manufacturing processes for producing self-healing electroactive polymer devices
US9761790B2 (en) 2012-06-18 2017-09-12 Parker-Hannifin Corporation Stretch frame for stretching process
RU2621602C2 (ru) * 2012-09-14 2017-06-06 Дзе Жиллетт Компани Устройство и способ для обеспечения информации о продукте
WO2014066576A1 (en) 2012-10-24 2014-05-01 Bayer Intellectual Property Gmbh Polymer diode

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4638286A (en) * 1985-03-26 1987-01-20 Enron Corp. Reactive gas sensor
US4646066A (en) * 1985-06-27 1987-02-24 Allied Corporation Environmental indicator device and method
US4900405A (en) * 1987-07-15 1990-02-13 Sri International Surface type microelectronic gas and vapor sensor
US5310507A (en) * 1990-06-15 1994-05-10 Spectral Sciences, Inc. Method of making a conductive polymer selective species sensor
US5512882A (en) * 1991-08-07 1996-04-30 Transducer Research, Inc. Chemical sensing apparatus and methods
US5783111A (en) * 1993-09-03 1998-07-21 Uniax Corporation Electrically conducting compositions
US5656081A (en) * 1995-06-07 1997-08-12 Img Group Limited Press for printing an electrical circuit component directly onto a substrate using an electrically-conductive liquid
US5758575A (en) * 1995-06-07 1998-06-02 Bemis Company Inc. Apparatus for printing an electrical circuit component with print cells in liquid communication
WO1999000565A1 (en) 1997-06-27 1999-01-07 Fearn Richard N Reusable building foundation form apparatus and method
US5980723A (en) * 1997-08-27 1999-11-09 Jude Runge-Marchese Electrochemical deposition of a composite polymer metal oxide
US6137669A (en) * 1998-10-28 2000-10-24 Chiang; Justin N. Sensor
NL1011837C2 (nl) 1999-04-20 2000-10-23 Nedap Nv Vochtsignaleringssysteem voor luiers.

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002058080A8 (en) 2003-11-13
DE60227052D1 (de) 2008-07-24
EP1362353B1 (en) 2008-06-11
EP1362353A1 (en) 2003-11-19
US7157134B2 (en) 2007-01-02
US20040099211A1 (en) 2004-05-27
WO2002058080A1 (en) 2002-07-25
FI20010128A0 (fi) 2001-01-22
ATE398330T1 (de) 2008-07-15
FI20010128A (fi) 2002-07-23
JP2004516966A (ja) 2004-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI121415B (fi) Kerrosrakenne, ilmaisin sekä saman valmistusmenetelmä ja käyttö
Tadesse et al. Effect of liquid immersion of PEDOT: PSS-coated polyester fabric on surface resistance and wettability
FI120851B (fi) Anturi kuluneen ajan ja kosteuden osoitukseen, menetelmä sen valmistamiseksi ja sen käyttö
Tobjörk et al. Paper electronics
JP5008663B2 (ja) 感知機構造構築の方法
Brooke et al. Inkjet printing and vapor phase polymerization: patterned conductive PEDOT for electronic applications
JP2017205868A (ja) ナノ構造の変形、破壊、および変換に基づくモニタリング装置およびモニタリング方法
Wang et al. Ion sensors based on novel fiber organic electrochemical transistors for lead ion detection
Joulazadeh et al. A comparative study on humidity sensing performances of polyaniline and polypyrrole nanostructures
AU2015285996A1 (en) Sensor device having a flexible electrical conductor structure
WO2015061827A1 (en) Radio frequency transponder
Acevedo et al. Simple Fabrication Method of Conductive Polymeric Arrays by Using Direct Laser Interference Micro‐/Nanopatterning
Lee et al. A novel highly-sensitive antenna-based “smart skin” gas sensor utilizing carbon nanotubes and inkjet printing
Morais et al. Influence of paper surface characteristics on fully inkjet printed PEDOT: PSS-based electrochemical transistors
Pursula et al. Nanocellulose–polyurethane substrate material with tunable mechanical properties for wearable electronics
de Santana et al. Spectroscopic study of poly (3-alkylthiophenes) electrochemically synthesized in different conditions
Zhang Preparation of core–shell structured alumina–polyaniline particles and their application for corrosion protection
Mitraka et al. Solution processed liquid metal-conducting polymer hybrid thin films as electrochemical pH-threshold indicators
Montibon et al. Electroconductive paper prepared by coating with blends of poly (3, 4‐ethylenedioxythiophene)/poly (4‐styrenesulfonate) and organic solvents
Hao et al. Electropolymerized multilayer conducting polymers with response to gaseous hydrogen chloride
KR102075775B1 (ko) 유해화학물질의 감지장치.
Balde et al. Wet microelectronic technologies on paper substrate for flexible electronic applications
Pandule et al. Properties and ammonia gas sensing applications of different inorganic acid-doped poly (2-chloroanilines)
Ochoteco et al. All-plastic distributed pressure sensors: taylor-made performance by electroactive materials design
Sonawane et al. Electrical and humidity sensing properties of synthesized hydrophosphoric acid doped polyaniline

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: AVANTONE OY

FG Patent granted

Ref document number: 121415

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed