專利名稱：時間和濕度傳感器及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及時間和濕度傳感器，所述傳感器結合入商品的包裝或包裝 材料中，所述商品是例如電子產品、食品和易腐的產品。所述結合在包裝 或包裝材料內的時間和濕度傳感器包括層狀結構，其基于導電聚合物，其可 以表明在傳感器活化之后，所述包裝或包裝材料是否接觸了潮濕環(huán)境。
背景技術：
常規(guī)的易腐產品，例如醫(yī)療用品、藥物、化妝品、化學品、食品和電 子器件都在嚴密密封的包裝內提供，所述包裝提供了封閉容器，任選地在其 中提供特殊的氣氛以防發(fā)生污染和損害。這對于確保供應商規(guī)定的貯藏壽 命和質量是很重要的。人們已知可以使用各種對溫度敏感的指示劑來監(jiān)控高度易腐的產品的 貯藏，所述產品是例如食品、藥品、生物材料、化學品、涂料組合物、粘 合劑、化妝品、食品添加劑、用于照相的材料、疫苗等。對于消費者、零 售批發(fā)商和產品生產者而言，能夠通過例如電或光學手段，很容易地注意 到產品質量的任意變化或問題是至關重要的。現(xiàn)有的溫度檢測器主要顯示產品的最高或最低貯藏溫度，它們通常作 為自粘標簽粘貼在產品包裝(例如食品包裝)上。WO 9602438中揭示了一種電化學傳感器，其適合用來檢測包裝內的氧 氣或其它分析物，例如二氧化碳、硫化氫、乙醇、烷基硫、酮、醛、酯、氨 或胺，而且該傳感器適于在包裝外部之上產生信號。具體來說，在預先形成 的孔處將傳感器元件連接于不滲透性的包裝材料，所述傳感器元件包括基 材(例如聚合物材料、層疊體、金屬化的膜、金屬箔或蠟紙)、傳感層(其可 為與所述傳感層連接的電解質或導體，包含與所述包裝的外部連通的導電 聚合物和電觸點)。WO 2002058080揭示了一種由導電聚合物在襯底材料上形成的層狀結 構。所述襯底材料具有一種性質，即在周圍的環(huán)境發(fā)生變化的時候，例如 接觸潮濕環(huán)境的時候，該襯底材料能夠催化層狀結構中的變化。所述襯底 材料在導電聚合物中引起去摻雜反應(dedoping reaction)。還提供了一個傳 感器，其包括被所述結構的導電聚合物層短路的電器件。JP 1124755中描述了一種濕度傳感器，其包括位于石英玻璃構成的基 材上的第一電極和第二電極。在電極上和電極之間的空間提供了由聚苯胺 等形成的濕敏膜。導電聚合物是通過摻雜合適的物質使之具有導電性的材料。在摻雜過 程中，電子受體和給體都與聚合物結構發(fā)生反應，制得高度導電性的衍生 物。與半導體類似地將這些反應稱為"摻雜"，但是它們更接近固態(tài)化學反 應。另一種在聚合物中產生導電性的方法是摻混(blending)，在此方法中， 混合了導電聚合物或其它導電材料(例如金屬)和絕緣材料。導電聚合物的電 性質可以在從絕緣體到金屬導體的整個導電性范圍內變化。導電聚合物的一個例子是聚苯胺(PANI),這是通過苯胺的化學或電化 學氧化聚合反應制得的合成有機聚合物。聚苯胺在處于其翠綠亞胺堿形式 的時候是半導體，但是如果用抗衡離子對其進行質子化或者摻雜，則可為 導電性的。根據以下文獻的描述，人們注意到聚苯胺復合物在潮濕條件下 的一種普遍的導電性質，即電導率增大Nechtschein， M., Santier， C.， Travers, J.P., Chroboczek, J.， Alix， A.， Ripert， M" Synthetic Metals 18 (1987) 311-316， Javadi, H.H.S., Angelopoulos, M" MacDiarmid, A.G.， Epstein, A.J. Synthetic Metals 26 (1988) 1-8, Lubentsov, B.Z., Timofeeva, O.N., Khidekel, K丄" Synthetic Metals 45 (1991) 235-240。US 5,783,lll揭示了一些組合物，該組合物包含導電的聚苯胺和特別取 代的芳族化合物，所述芳族化合物同時與導電性聚苯胺的NH基團和六元環(huán) 形成氫鍵和環(huán)-環(huán)相互作用。導電性聚苯胺組合物表現(xiàn)出顯著提高的可加工 性，它們與絕緣材料或半導體材料的摻混物表現(xiàn)出顯著提高的電性質。以上現(xiàn)有技術的參考文獻均未揭示使用導電聚合物的可逆反應的傳感器o基于上述內容，人們顯然需要一種時間和濕度或濕敏傳感器，該傳感 器能夠很容易地結合入特定的產品包裝材料中，從而避免粘貼標簽的步驟, 而且提供導電聚合物的可逆反應。發(fā)明內容本發(fā)明的一個目標是提供一種新的時間和濕度敏感傳感器，其能夠很 容易地結合入產品的包裝材料中。本發(fā)明的另一個目標是一種新的時間和濕度敏感傳感器，其能夠提供 導電聚合物的可逆反應。本發(fā)明的另一個目標是用來制造易于結合入包裝材料中的時間和濕度 敏感傳感器的方法。本發(fā)明的另一個目標是所述時間和濕度傳感器在食品、電子器件和易 腐產品的包裝或包裝材料中用來在傳感器活化之后、監(jiān)控所述包裝或包裝 材料是否接觸了濕氣或潮濕環(huán)境的應用。本發(fā)明的另一個目標是一種用于食品、電子產品和易腐產品的包括所 述時間和濕度敏感傳感器的包裝和包裝材料。在權利要求書中提供了所述時間和濕度敏感傳感器、其制造方法、其 應用和包括所述傳感器的包裝和包裝材料的技術特征。在本文中，所述時間和濕度敏感傳感器表示所述傳感器對潮濕、濕氣 和任意形式的水蒸氣敏感。本發(fā)明涉及新的時間和濕度敏感傳感器，該傳感器可以很容易地結合 入產品的包裝或包裝材料中，特別是結合入用于食品、電子產品和易腐產 品的包裝材料中，其能夠提供導電聚合物的可逆反應。本發(fā)明還涉及用來制造所述可以很容易地結合入產品的包裝材料中的 時間和濕度敏感傳感器的方法。本發(fā)明還涉及所述時間和濕度敏感傳感器 在食品、電子產品和易腐產品的包裝和包裝材料中在所述傳感器活化之后 對所述包裝或包裝材料是否接觸了濕氣或潮濕環(huán)境進行監(jiān)控的應用。本發(fā) 明還涉及用于食品、電子產品和易腐產品的包括所述時間和濕度敏感傳感 器的包裝和包裝材料。


圖l顯示了根據本發(fā)明的時間和濕度傳感器的大體結構。圖2顯示了在傳感器未活化的時候(即用粘合塑料層保護的條件下)、以 及傳感器活化之后，并且與潮濕條件(相對濕度約20%)接觸0.5-24小時之后， 測得傳感器的介電常數(shù)隨頻率的變化關系。圖3-6為樣品的UV-Vis光譜。圖7顯示了溫度固定、不同相對濕度下樣品的薄層電阻測量結果。 圖8顯示了相對濕度固定、溫度變化條件下樣品的薄層電阻測量結果。
具體實施方式
目前我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，可通過根據本發(fā)明的時間和濕度敏感傳感器避 免、或至少顯著減少根據本領域現(xiàn)有技術的時間和濕度敏感傳感器的相關 問題。下面討論本發(fā)明的主要特征。根據本發(fā)明的傳感器包含導電聚合物，例如聚苯胺(PANI)。聚苯胺在 其翠綠亞胺堿形式的情況下是半導體，但是如果用抗衡離子對其進行質子 化或者摻雜，則可變?yōu)閷щ娦缘?，所述抗衡離子與所述聚苯胺主鏈的亞胺氮 原子結合。所述方法通常是可逆反應，即當失去抗衡離子的時候，電導率 會減小。所述電導率可使用對濕度敏感的抗衡離子進行控制。為了在活化之后 的任意階段容易地顯示是否傳感器已經接觸了潮濕環(huán)境，所采用的反應為 可逆反應是至關重要的。目前已經發(fā)現(xiàn)下式I所示的5-甲酰基-2-呋喃磺酸(FFSA)特別適合作為聚苯胺之類的導電聚合物的抗衡離子，其作為根據本發(fā)明的時間和濕度傳 感器的摻雜劑，當與水分接觸的時候，可以提供可逆的反應。一OH.i:5-甲?；?2-呋喃磺酸的水解在潮濕條件下進行，會造成整個分子的分解。當5-甲?；?2-呋喃磺酸的水解反應進行時，也會造成聚苯胺之類的導電聚合物的電導率降低，這是因為分解的5-甲?；?2-呋喃磺酸無法再作為摻雜劑。傳感器的結構根據本發(fā)明的時間和濕度傳感器包括聚合物層、任選的基材層、任選的保護層和任選的兩個電極，所述聚合物層包含導電聚合物和5-甲?；?2-呋喃磺酸。圖l顯示了本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式。在圖l中顯示了根據本發(fā)明的時間和濕度傳感器的大體結構。其包括基 材IO,包含導電聚合物和5-甲酰基-2-呋喃磺酸的混合物的聚合物層20，以 及任選的保護層30。當傳感器活化的時候，剝下任選的保護層。聚合物層 中的變化顯示了周邊環(huán)境中濕度的變化，該變化通過電學或光學檢測測定。 聚合物層中的變化，例如聚合物層(PANI層)的電阻率、阻抗或介電常數(shù)的 變化是合適的電學測量的例子，但是所有其它的電學測量也是可能的。對 于光學表征，顏色變化可通過肉眼、光學顯微鏡、分光光度計或檢測光譜變化的任意方法觀察檢測。在另外的實施方式中，所述傳感器可以包含位于兩個電極層之間的聚 合物層(其中包含導電聚合物和5-甲酰基-2-呋喃磺酸)，以及位于第一電極 層下面的任選的基材層，以及位于第二個外電極層之上的任選的保護層。 在此實施方式中，所述外電極層是由可滲透水氣/濕氣的材料制成(例如 Watanabe Masanori等在US 4,496，931中揭示的銦薄膜)或者具有小孔的材料 制成。在不使用基材的情況下，所述第一電極層，例如鋁帶，也可作為基 材。在此實施方式中，通過電極之間的電容或電阻測量迸行指示。在另一個實施方式中，所述傳感器可包括位于基材上的兩個橫向電極 上的聚合物層(其包含導電聚合物和5-甲?；?2-呋喃磺酸)。所述橫向電極可以在基材層上制造，或者膠合或印刷在基材層上。在此實施方式中，通過 電極之間的光學、電容或電阻測量進行指示。在另一個實施方式中，所述傳感器可包括聚合物層(其包含導電聚合物和5-甲?；?2-呋喃磺酸)以及位于所述聚合物層之上或之下的兩個互穿的 指狀電極，位于所述聚合物層下面的任選的基材層，以及位于傳感器頂上的 任選的保護層。在此實施方式中，通過指狀電極之間的光學、電容或電阻 測量進行指示。在另一個實施方式中，所述傳感器可包括聚合物層和兩個相鄰的電極，以及任選的保護層，所述聚合物層包含導電聚合物和5-甲?；?2-呋喃磺酸，其還作為基材層。在此實施方式中，通過電極之間的光學、電容或電阻測 量進行指示。在此情況下所述傳感器還可為球粒的形式。所述基材選自具有充分防潮性的材料，以保護所述聚合物層不受水氣 影響。在一些實施方式中，可通過基材測量介電常數(shù)是至關重要的。所述 基材宜選自板材、涂覆的紙板、紙張、玻璃、塑料、金屬箔、金屬化的膜 和蠟紙。優(yōu)選所述基材是板材或涂覆的紙板。所述聚合物層包含質子化形式的導電聚合物、5-甲酰基-2-呋喃磺酸、 任選的載體(carrier)和惰性添加劑。所述導電聚合物選自聚苯胺、聚噻吩(polyt[h]iophene)和聚吡咯，優(yōu)選 使用聚苯胺。所述聚合物層包含9-84重量％、優(yōu)選31-48重量％的導電聚合物。所述聚合物層包含16-91重量％、優(yōu)選52-69重量％的5-甲?；?2-呋喃磺 酸作為摻雜劑。摻雜程度在0.1-5.0之間變化，優(yōu)選在0.5-1.0之間變化。另外，所述聚合物層可包含0.1-75重量V。的選自聚乙烯醇(PVA)、聚甲 基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚苯乙烯的添加劑和惰性材料。所述聚合物層的厚度可在10納米-5毫米、優(yōu)選50-500納米的范圍內變化。當使用薄聚合物層(優(yōu)選50-500納米)時，根據本發(fā)明的時間和濕度傳感 器響應度極佳，指示很快?？赏ㄟ^改變層的厚度、根據需要調節(jié)響應。當保護材料未被剝下的時 候，響應會被延遲，對其進行選擇，使其具有受控的足夠低的水蒸氣(水氣) 傳輸速率。所述任選的保護層包括聚合物膜，其完全附著在傳感器的表面上，或者僅僅以這樣一種方式附著在邊緣，使得聚合物層不與周圍環(huán)境直接接觸， 保護層可以是與基材相同的材料。所述保護層優(yōu)選選自塑料粘膜，膠帶等可 以容易撕去的材料。塑料膜的塑料選自具有預定的透濕性的塑料。特別合 適的是聚烯烴、聚酰胺、聚乙烯醇、聚氨酯和聚酰胺的嵌段共聚物或者聚 酰胺和聚醚的嵌段共聚物。保護層的厚度可以在10納米-5毫米、優(yōu)選50納米-500微米范圍內變化。根據本發(fā)明的傳感器可以不含具有受控的預先確定的透濕速率的保護 層、可撕下的保護層或者永久性保護層。在這些情況下，可通過改變傳感 聚合物層或保護層的層厚度來調節(jié)響應速率。所述電極可包含任何電導率比根據本發(fā)明的傳感器中的聚合物層的電 導率高100倍以上的導電材料，優(yōu)選是鋁的導電纖絲或銅帶，銀印刷油墨, 選自Al，Au, Cu, Ag，Ni的蒸鍍金屬，碳納米管或碳糊料，銀糊料，選自以下 的穩(wěn)定的導電聚合物聚苯胺、聚噻吩或聚吡咯。所述電極可包括外電極層和內電極層，所述聚合物層設置在所述電極 層之間，或者所述電極可包括位于基材上的兩個橫向電極以及位于電極上 的聚合物層(or the electrodes may comprise two lateral electrodes on a substrate and the polymer layer on the electrodes), 或者所述電極可包括位于 聚合物層之上或之下的兩個互穿指狀電極，或者所述電極可包括在聚合物 層上互相相鄰的兩個電極。制造傳感器的方法用來制造根據本發(fā)明的時間和濕度傳感器的方法包括以下步驟通過 將質子化形式的導電聚合物、5-甲?；?2-呋喃磺酸、任選的惰性添加劑和甲酸摻混起來形成聚合物混合物，將所述制得的聚合物混合物形成層或球 粒。所述聚合物層是使用聚合物混合物，通過噴霧、涂覆、印刷或用輥形成于基材上或任選地位于基材之上的電極上或者電極之間(The polymer layer is manufactured from the polymer mixture by spraying, coating, printing or with a roll on a substrate or on an electrode or electrodes or between electrodes, optionally situated on a substrate.)。優(yōu)選的涂覆/印刷方法是噴涂、旋涂、滴落澆鑄(dropcasting)、照相凹版印刷、曲面印刷(flexo)、絲網印刷 和噴墨印刷。根據本發(fā)明的傳感器還可為球粒的形式，或者可以結合入過濾器之類 的多孔材料中。所述球粒由聚合物混合物和電極混合物形成，其各自包括 兩個電極和任選的載體和添加劑，其適當?shù)厥褂帽绢I域已知的設備，通過壓 制或擠出來進行制造。所述聚合物混合物通過如下方式形成將0.1-50重量％、優(yōu)選0.5-2.0重 量％的導電聚合物溶解在甲酸中，將0.1-50重量％、優(yōu)選0.5-5.0重量％的5-甲酰基-2-呋喃磺酸溶解在甲酸中，(優(yōu)選甲酸的濃度約為98%)，將所得的溶 液合并，制得這樣一種溶液，其中導電聚合物的重復單元與磺酸之比為 0.1-5.0,優(yōu)選0.5-1.0，然后加入0-75重量％任選的添加劑、載體和溶劑。在使用保護層的實施方式中，在施涂聚合物之后，通過例如噴霧、層 疊、膠合或涂覆之類的方法，立刻將保護層附著于聚合物層上。在使用電極的實施方式中，所述電極層或電極是通過以下方法在基材 上和/或聚合物層上制造的作為帶材用粘合劑粘結、蒸發(fā)法、印刷法和涂 覆法等方法。包括保護層的根據本發(fā)明的時間和濕度傳感器在所需的時候、通過撕 掉保護層而活化?；蛘呷绻麄鞲衅饔糜诎b之內的濕度檢測，所述包裝保持嚴密密封或 密閉，特別是在用來檢測包裝是否已被打開或破壞的時候，則不需要保護 層。在即將封裝商品或填充合適的保護氣氛之前，在包裝/包裝材料上制造 傳感器，使傳感器朝向包裝里側。制造時刻也是活化的時刻?；蛘咚鰝鞲?器可包括保護層，在封閉包裝的時候將該保護層撕掉。根據本發(fā)明的時間和濕度傳感器中導電聚合物的電導率的變化可通過 使用電容測量來檢測或測量介電常數(shù)的變化而適當?shù)乇O(jiān)控，進行電容測量 時傳感器材料作為器件中的常規(guī)電介質。電阻或阻抗中任意的變化均可被 檢測?？蓪y量頻率進行選擇，使其處于最靈敏的區(qū)域。因此，所述傳感 器可作為變化電阻器或絕緣體制造，可使用所有合適的檢測方法。根據本發(fā)明的時間和濕度傳感器中的變化還可使用已知的光學方法(通常在500-800納米波長下)，以光學方式進行監(jiān)控。根據波長，檢測可以 通過目視觀察進行，或者使用紫外-可見或紅外分光光度計進行。根據本發(fā)明的時間和濕度傳感器可用來指示是否包裝被打開或破壞， 還有可能說明打幵之后經歷了多長時間。在此情況下，打開包裝除去了保 護層，使得材料接觸濕氣。另一種應用是將所述傳感器用于所謂的低濕度包裝(電子產品、食品等) 以通過電子方式顯示是否超過了預定的濕度限制。根據本發(fā)明的時間和濕度傳感器具有一些優(yōu)點。其易于制造，廉價， 使用方便，即易于活化和檢測變化。其可用于任意對濕氣和水氣敏感的產 品的包裝中，例如用于易腐產品、藥品、化學品、食品、生物產品和電子產 品等的包裝中。其還可用作包裝完好的證明。通過以下說明性實施例可以更好地理解本發(fā)明及其實施方式，但是本 領域技術人員顯而易見的是，本發(fā)明的范圍決不限于這些實施例。實施例實施例l.電容測量使用AC LF阻抗分析儀(HP 4192A)(也可使用便攜式LCR/ESR-裝置)進行電容測量，測量時使用為該目的搭建的包括兩個橫向電極的測量平臺。 圖l顯示了傳感器的基礎結構，圖2顯示了在傳感器未活化(即受到塑料粘性 層的保護)或者傳感器已活化并接觸潮濕條件(相對濕度約20%)0.5-24小時之后，傳感器的介電常數(shù)測量結果隨頻率的變化關系。 實施例2.層厚度對電導率的影響使用紫外-可見光譜研究了膜或層的厚度對聚合物層的電導率的影響， 所述聚合物層包含31.1重量。/。的聚苯胺和68.9重量n/。的FFSA,接觸潮濕環(huán)境(相對濕度50%)7天。測量反映了摻雜程度，還間接反映了電導率水平。當 保持在濕度室中的時候，摻雜/摻混比為1.0的PANI(FFSA)Lo失去了其導電 性，并且從綠變藍。圖3-6的紫外-可見光譜證明可通過膜(層)的厚度控制FFSA的水解速率。可以通過電阻測量直接地測定電導率的變化，或在不接觸樣品的情況 下通過電容測量來測定電導率的變化。在存在濕氣的情況下，在PANI-FFSA層中發(fā)生聚合物復合物的脫質子 化或降解。紫外可見測量清楚地顯示脫質子化(去摻雜)是造成電導率減小的 主要原因。這可從圖3-6中，在濕度室經過一段時間之后、800納米到600納 米的吸收峰漂移觀察到。完全摻雜的聚苯胺在800納米具有吸收峰，堿形式 的去摻雜的聚苯胺在600納米具有吸收峰。部分摻雜的復合物的光譜具有這 兩種峰，與圖4所示類似。參比樣品也在具有低濕度的干燥器中保持相同的 時間。結果以虛線顯示，結果顯示如果不含水分或僅含極少水分，材料中 觀察不到變化。對石英載玻片上的旋涂膜進行測量。澆鑄速度為1000(最上 方的圖)，1500, 2500和3500(最下方的圖)rpm。在圖3-6中顯示了四種不同膜厚度的PANI(FFSA) Pani EB 3U重量 。/。和FFSA68.9重量。/。)的紫外可見光譜(吸光度隨波長的變化，不同的圖顯示 在不同的時間的吸光度..l小時，l天，4天，7天)。圖中的數(shù)據沒有發(fā)生漂移， 因此最薄的膜的吸光度最低，最厚的膜的吸光度最高，這是因為較厚的膜 吸收的光較多。樣品保持在相對濕度(RH)50X的濕度室內(實線)或者保持在低濕度 (<10%)的干燥器中(虛線)1小時(圖3), l天(圖4),4天(圖5)和7天(圖6)。另外， 在環(huán)境條件下檢測了濕度對PANI(FFSA)膜的電導率的影響隨時間的變化情況。實施例3.薄層電阻測量對用于以上實施例的四個PANI(FFSA)lo祥品進行了薄層電阻測量。溫度首先保持恒定在2(TC ，相對濕度從40%變化到75% 。結果列于表7，其中相對濕度水平保持在40%, 50%或75%。在圖8中，相對濕度保持恒定在50%,但是溫度從2(TC變化到5(TC。從圖中看到了濕度和溫度對薄層電阻的影響，其中溫度保持在20。C, 25°C,30。C或50。C。
權利要求
1.一種時間和濕度傳感器，其特征是，其包括聚合物層、任選的基材層、任選的保護層和任選的至少一個電極，所述聚合物層包含導電聚合物和5-甲酰基-2-呋喃磺酸。
2. 如權利要求l所述的時間和濕度傳感器，其特征在于，所述基材選自 板材、涂覆的紙板、紙張、玻璃、塑料、金屬箔、金屬化的膜和蠟紙，優(yōu) 選所述基材是板材或涂覆的紙板。
3. 如權利要求1或2所述的時間和濕度傳感器，其特征在于，所述導電 聚合物選自聚苯胺、聚噻吩和聚吡咯，優(yōu)選是聚苯胺。
4. 如權利要求l-3中任一項所述的時間和濕度傳感器，其特征在于，所 述聚合物層包含9-84重量％、優(yōu)選31-48重量％的導電聚合物。
5. 如權利要求l-4中任一項所述的時間和濕度傳感器，其特征在于，所 述聚合物層包含16-91重量％、優(yōu)選52-69重量％的5-甲?；?2-呋喃磺酸。
6. 如權利要求l-5中任一項所述的時間和濕度傳感器，其特征在于，所 述聚合物層包含選自載體和惰性添加劑的組分。
7. 如權利要求l-6中任一項所述的時間和濕度傳感器，其特征在于，所 述保護層包括聚合膜，所述聚合膜完全貼附在傳感器層的表面上，或者僅 從邊緣貼附在傳感器層的表面上。
8. 如權利要求l-7中任一項所述的時間和濕度傳感器，其特征在于，所 述保護層選自塑料粘膜和膠帶。
9. 如權利要求l-8中任一項所述的時間和濕度傳感器，其特征在于，所 述電極包括外電極層和內電極層，所述聚合物層置于所述電極層之間；或 者所述電極包括位于基材上的兩個橫向電極、以及位于所述電極上的聚合 物層；或者所述電極包括位于聚合物層之上或之下的兩個互穿指狀電極； 或者所述電極包括在聚合物層上互相相鄰的兩個電極。
10. —種制造如權利要求l所述的時間和濕度傳感器的方法，其特征在 于，所述方法包括以下步驟通過將質子化形式的導電聚合物、5-甲?；?2-呋喃磺酸、任選的載體、惰性添加劑、溶劑和甲酸摻混起來，形成聚合物混合物；以及用所述制得的聚合物混合物形成層或球粒。
11. 如權利要求10所述的方法，其特征在于，通過以噴霧、涂覆、印刷或使用輥，使得所述聚合物混合物在基材上、或者在一個或多個任選地位于基材上的電極上形成層，優(yōu)選使用選自下組的方法噴涂、旋涂、滴 落澆鑄、照相凹版印刷、曲面印刷、絲網印刷和噴墨印刷，或者所述聚合 物混合物形成球粒。
12. 如權利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述聚合物混合物是通過以下方式形成的將0.1-50重量％的導電聚合物溶解于甲酸，將0.1-50 重量％的5-甲?；?2-呋喃磺酸溶解于甲酸，將制得的溶液合并，形成其中 導電聚合物的重復單元與磺酸之比為0.1-5.0的溶液，然后加入0-75重量％的 任選的添加劑、載體和溶劑。
13. 如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述聚合物混合物是通 過以下方式形成的將0.5-2.0重量％的導電聚合物溶解于甲酸，將0.5-5.0重 量％的5-甲?；?2-呋喃磺酸溶解于甲酸，將制得的溶液合并，形成其中導 電聚合物的重復單元與磺酸之比為0.5-1.0的溶液。
14. 如權利要求10-13中任一項所述的方法，其特征在于，使用選自 噴霧、層疊、膠合和涂覆的方法使保護層附著于所述聚合物層上。
15. 如權利要求10-14中任一項所述的方法，其特征在于，所述電極層 或電極是通過以下方式在基材上和/或聚合物層上制造的用粘合劑粘接、 作為帶材、蒸發(fā)法、印刷和涂覆法。
16. 權利要求l-9中任一項的時間和濕度傳感器在商品的包裝和包裝材 料中的應用。
17. 如權利要求16所述的應用，其特征在于，所述商品是電子產品、 食品、生物材料和易腐產品。
全文摘要
本發(fā)明涉及時間和濕度傳感器及其應用。本發(fā)明提供了一種時間和濕度傳感器，其特征是，其包括聚合物層、任選的基材層、任選的保護層和任選的至少一個電極，所述聚合物層包含導電聚合物和5-甲?；?2-呋喃磺酸。本發(fā)明涉及一種結合在商品、特別是電子產品、食品和可降解產品的包裝或包裝材料中的時間和濕度或濕氣的電傳感器。所述結合在包裝或包裝材料中的時間和濕度或濕氣的電傳感器包括基于導電聚合物的層狀結構，其說明在傳感器活化之后，所述包裝或包裝材料是否接觸了潮濕或濕潤的環(huán)境。
文檔編號G01N27/12GK101334372SQ200810127379
公開日2008年12月31日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權日2007年6月27日
發(fā)明者K·萊赫蒂寧, M·維爾克曼, T·邁凱萊 申請人:芬蘭國立技術研究中心