DE19829413A1 - Ion-sensitive membrane layer production on conductive electrodes, used for production of ion-sensitive electrodes, water-hardness sensors, etc. - Google Patents

Ion-sensitive membrane layer production on conductive electrodes, used for production of ion-sensitive electrodes, water-hardness sensors, etc.

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DE19829413A1
DE19829413A1 DE1998129413 DE19829413A DE19829413A1 DE 19829413 A1 DE19829413 A1 DE 19829413A1 DE 1998129413 DE1998129413 DE 1998129413 DE 19829413 A DE19829413 A DE 19829413A DE 19829413 A1 DE19829413 A1 DE 19829413A1
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    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/30Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
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    • G01N27/3335Ion-selective electrodes or membranes the membrane containing at least one organic component
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L61/00Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L61/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only

Abstract

Ion-sensitive membrane layers are produced on conductive electrodes or on substrates with electrodes by coating at least part of the electrode with a combination of prepolymer(s) and ion-sensitive filler(s) (dispersed or homogeneously dissolved) by means of a printing or dispensing technique and then polymerizing the combination.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von ionensen­ sitiven und Membrane darstellende Schichten auf einem Träger und eine Verwendung mindestens einer Drucktechnik zur Her­ stellung von Anordnungen zur qualitativen und/oder quantita­ tiven Bestimmung von Ionen oder Stoffen in Lösungen.The invention relates to processes for the preparation of ions layers on a support, representing layers and membranes and the use of at least one printing technique provision of orders for qualitative and / or quantitative tive determination of ions or substances in solutions.

Bekannte ionensensitive Elektroden auf polymermatrix-gestützter Basis setzen sich in der Regel aus folgenden Komponenten zu­ sammen:
Known ion-sensitive electrodes based on polymer matrix are generally composed of the following components:

  • 1. einem Polymer
    • - polymere Stützmatrix in Form von PVC oder Polyurethan mit einem Anteil von 30% bis 60%,
    1. a polymer
    • - polymeric support matrix in the form of PVC or polyurethane with a share of 30% to 60%,
  • 2. einem Weichmacher
    • 1. hochsiedendes Lösemittel für die fertige Membran, das alle Bestandteile der fertigen ionensensitiven Elektrode löst, in der Regel 30% bis 70%
    2. a plasticizer
    • 1. high-boiling solvent for the finished membrane, which dissolves all components of the finished ion-sensitive electrode, usually 30% to 70%
  • 3. einem Ionophor
    • 1. selektivitätgebender Bestandteil, meistens Ionenaustau­ scher oder Komplexbildner, in der Regel 0,5%-5%, und
    3. an ionophore
    • 1. Selectivity-imparting component, mostly ion exchanger or complexing agent, usually 0.5% -5%, and
  • 4. Additive
    • 1. lipophile Salze zur Erhöhung der Leitfähigkeit oder Phasentransferkatalysatoren, in der Regel geringe Mengen.
    4. Additives
    • 1. Lipophilic salts to increase the conductivity or phase transfer catalysts, usually small amounts.

Alle Komponenten werden in einem, alles lösenden Solvens, z. B. Tetrahydrofuran, homogen gelöst und das resultierende Gemisch je nach Anforderung in entsprechende Formen, z. B. Glasringe, vergossen. Nach der Verflüchtigung des niedrigsiedenden Löse­ mittels verbleibt eine homogene ionensensitive Membran. In be­ stimmten Fällen werden leitende Strukturen, z. B. ein Abschnitt eines Metalldrahtes, in das Gemisch eingebracht.All components are in a solvent that dissolves everything, e.g. B. Tetrahydrofuran, homogeneously dissolved and the resulting mixture depending on the requirement in appropriate forms, e.g. B. glass rings, shed. After the evaporation of the low-boiling solution  remains a homogeneous ion-sensitive membrane. In be certain cases, leading structures, e.g. B. a section a metal wire, introduced into the mixture.

Weiterhin wird das Gemisch auch auf Strukturen aufgetropft. Nach der Verdunstung verbleiben aktive Sensorflächen auf den Strukturen.The mixture is also dripped onto structures. After evaporation, active sensor areas remain on the Structures.

Auf das niedrigsiedende Lösemittel kann bisher nicht verzichtet werden, da alle Komponenten homogen miteinander gemischt werden müssen. Teilweise sind die Komponenten (Polyurethan, PVC, die meisten Ionophore und Additive) Feststoffe und bilden erst mit dem Weichmacher die polymermatrix-gestützte Flüssigmembran. Lösemittel stehen der Anwendung von Druckverfahren entgegen. Diese können unter anderem bei Anwendung der Siebdrucktechnik die Siebmaterialien angreifen. Daher ist der Einsatz der Sieb­ drucktechnik zur Herstellung von ionensensitiven Elektroden eingeschränkt.So far, the low-boiling solvent cannot be dispensed with because all components are mixed homogeneously have to. Some of the components (polyurethane, PVC, most ionophores and additives) solids and only form the plasticizer the polymer matrix-supported liquid membrane. Solvents prevent the use of printing processes. These can be used, among other things, when using screen printing technology attack the screen materials. Hence the use of the strainer printing technology for the production of ion-sensitive electrodes limited.

Einen weiteren Nachteil stellt die Volumenverkleinerung der Membrane bei der Verdunstung der Lösemittel dar.The volume reduction of the Membrane during the evaporation of the solvent.

Der in den Patentansprüchen 1, 2 und 13 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ionensensitive Elektroden technisch einfach und ökonomisch herzustellen.The invention specified in claims 1, 2 and 13 the problem is based, ion sensitive electrodes technically easy and economical to manufacture.

Dieses Problem wird mit den in den Patentansprüchen 1, 2 und 13 aufgeführten Merkmalen gelöst.This problem is solved with that in claims 1, 2 and 13 Features listed solved.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ionensensitive Membrane durch die Polymerisation reaktiver Präpolymere ohne Einsatz flüchtiger Lösemittel als Lösevermittler hergestellt werden. Das ist für den Einsatz der polymeren Dickschichttechnik zur Herstellung der Sensoren besonders vorteilhaft.The advantages achieved with the invention are in particular in that ion sensitive membrane through the polymerization reactive prepolymers without the use of volatile solvents as Solvent mediators are manufactured. That is for the use of the polymer thick-film technology for the production of the sensors particularly advantageous.

Dabei bilden Präpolymere, z. B. auf Epoxidbasis bestehend aus der Epoxidkomponente und einem dazugehörigen Härter, das Löse­ mittel für die aktiven Komponenten. Weiterhin sind diese nach der Polymerisation gleichzeitig auch die polymere Stützmatrix. Verwendung finden Komponenten, die nach der Polymerisation eine bestimmte Viskosität hervorrufen und die Dielektrizitätskon­ stante beeinflussen, so daß die Eignung der Membrane für be­ stimmte ionenselektiv zu bestimmende Parameter erhöht ist. Das verbleibende Polymer bildet auch das Lösemittel für die Wirk­ stoffe in der Membran.This form prepolymers, e.g. B. consisting of epoxy  the epoxy component and an associated hardener, the release medium for the active components. Furthermore, these are after the polymerisation also the polymeric support matrix. Components are used which, after the polymerization, have a cause certain viscosity and the dielectric constant influence a constant, so that the suitability of the membrane for be agreed ion-selective parameters is increased. The remaining polymer also forms the solvent for the active ingredient substances in the membrane.

Dadurch sind die Membrane druck- oder dispensierfähig und auf elektrisch leitfähige Elektroden unterschiedlichster Form und mit verschiedenen Dicken aufbringbar.As a result, the membrane can be pressed or dispensed and opened electrically conductive electrodes of various shapes and can be applied with different thicknesses.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patent­ ansprüchen 3 bis 12 angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the patent claims 3 to 12 specified.

Die eine ionensensitive Membran darstellende, aufgedruckte oder dispensierte Schicht nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 ermöglicht es, den Anteil eines Stoffes in einer Lösung im­ pedimetrisch und/oder potentiometrisch zu messen. Weiterhin sind Sensoren technologisch einfach und mit gleichbleibenden geometrischen Abmessungen und analytischen Eigenschaften her­ stellbar. Damit sind eine Vielzahl von Sensorarten insbesondere auch in großen Stückzahlen ökonomisch leicht realisierbar. Die Weiterbildung des Patentanspruchs 4 führt zu impedimetri­ schen und/oder potentiometrischen Sensoren, die sich dadurch auszeichnen, daß mehrere Stoffe in einer Lösung nachweisbar sind. Diese Sensoren sind wiederum durch Druck- oder Dispen­ siertechniken realisierbar. Damit sind technologisch einfach Sensoren herstellbar.The one which is an ion-sensitive membrane, printed or dispensed shift after training the claim 3 enables the proportion of a substance in a solution in the to be measured pedimetrically and / or potentiometrically. Farther sensors are technologically simple and with the same geometric dimensions and analytical properties adjustable. This makes a variety of sensor types in particular Economically easy to implement even in large quantities. The development of claim 4 leads to impedimetri and / or potentiometric sensors that are characterized by this distinguish that several substances are detectable in a solution are. These sensors are in turn due to pressure or dispensing Techniques can be implemented. This makes it technologically simple Sensors can be manufactured.

Die Analytionen der rein potentiometrischen Sensoren werden von ionenselektiven Komponenten in Form der ionensensitiven Füll­ stoffe in die ionenselektive Membran extrahiert. Die Gegenionen verbleiben in der Lösung. Dadurch bildet sich eine Potential­ differenz an der Phasengrenze. Bei einer Erhöhung der Analyt­ konzentration dringen mehr Analytionen ein und das Potential ändert sich in Abhängigkeit von der Ladung des Analytions. Mit Hilfe von Kalibrationen und/oder Wichtungen der Ergebnisse sind Rückschlüsse auf die Konzentration einzelner Stoffe in der Lösung möglich.The analysis ions of the purely potentiometric sensors are from ion-selective components in the form of ion-sensitive fill substances extracted into the ion-selective membrane. The counterions remain in the solution. This creates a potential  difference at the phase boundary. With an increase in analyte concentration penetrate more analyte ions and the potential changes depending on the charge of the analyte. With Help with calibrations and / or weightings of the results Conclusions about the concentration of individual substances in the Solution possible.

In der ionensensitiven Membran sind mindestens zwei ionenselek­ tive Komponenten eingebettet, wobei eine selektive Komponente das Analytion tief in die Membran zu extrahieren vermag. Damit entsteht zum ersten mindestens eine elektrische Eigenschafts­ änderung in Form z. B. des Widerstandes, der Leitfähigkeit, der Admittanz, der Permitivität oder der Impedanz der Schicht und zum zweiten an der Oberfläche eine Potentialänderung. Die an­ dere selektive Komponente liefert nur einen Beitrag zur Erhö­ hung der Potentialänderung. Die elektrische Eigenschaftsände­ rung wird impedimetrisch und die Potentialänderung potentio­ metrisch gemessen.There are at least two ion-selective elements in the ion-sensitive membrane tive components embedded, being a selective component is able to extract the analytion deep into the membrane. In order to at least one electrical property arises change in the form of z. B. the resistance, the conductivity, the Admittance, the permittivity or the impedance of the layer and second, a potential change on the surface. The on their selective component only contributes to enhancement hung the potential change. The electrical property changes tion becomes impedimetric and the potential change becomes potentio measured metrically.

Die Dicke der Schicht wird dabei so gewählt, daß diese größer als die Eindringtiefe der nur oberflächlich wirksamen ionen­ selektiven Komponente ist.The thickness of the layer is chosen so that it is larger than the penetration depth of the only superficially active ions selective component.

Potentiometrisch wird der Beitrag beider Ionophore als Summe bestimmt, impedimetrisch nur der eines Analytions. Nach einer Kalibration und entsprechender Umrechnung wird durch Differenz­ bildung aus dem potentiometrischen Beitrag unter Berücksichti­ gung der impedimetrisch bestimmten Konzentration des einen Analytionen der Anteil des anderen Stoffes errechnet.The contribution of both ionophores as a sum is potentiometric determined, impedimetrically only that of an analysis. After a Calibration and corresponding conversion is made by difference education from the potentiometric contribution taking into account the impedimetrically determined concentration of one Analytions the proportion of the other substance is calculated.

Die Schicht wird nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 mit Drucktechniken aufgebracht. Das sind insbesondere der Sieb-, Schablonen- oder Tampondruck. Diese Techniken gewähr­ leisten Schichten mit gleichbleibenden Abmessungen. Damit sind weitestgehend die gleichen elektrischen Eigenschaften aufwei­ sende Schichten reproduzierbar auftragbar.The layer becomes after the further development of claim 5 applied with printing techniques. These are especially the Screen, stencil or pad printing. These techniques guarantee perform layers with constant dimensions. With that largely the same electrical properties Send layers can be applied reproducibly.

Mit der Anwendung des Tampondruckes sind besonders auch belie­ big geformte Oberflächen bedruckbar. With the use of pad printing are particularly also believable big shaped surfaces printable.  

Präpolymere auf Epoxidbasis nach der Weiterbildung des Patent­ anspruchs 6 gewährleisten Schichten mit einer hohen chemischen Stabilität, einer guten Verarbeitbarkeit und guten rheolo­ gischen Eigenschaften.Epoxy-based prepolymers after further development of the patent claims 6 guarantee layers with a high chemical Stability, good workability and good rheolo properties.

Die Weiterbildung des Patentanspruchs 7 ermöglicht es, die Wasserhärte in einfacher Weise und kontinuierlich zu messen. Weiterhin ist eine automatische Erfassung der Wasserhärte realisierbar. Die Wasserhärte wird vor allem durch Magnesium- und Calciumsalze insbesondere die Chloride, Sulfate und Hydro­ gencarbonate bestimmt. Diese werden als die sogenannten Härte­ bildner bezeichnet. Die Gesamthärte bilden die Calcium- und Magnesium-Ionen. Die vorübergehende Härte wird durch die Carbonat-Konzentration bestimmt, da Calcium- und Magnesium­ carbonat beim Kochen als schwerlösliche Salze ausfallen. Die anderen Salze bleiben in Lösung - bleibende Härte.The development of claim 7 makes it possible to Measure water hardness easily and continuously. Furthermore, there is an automatic recording of the water hardness realizable. The water hardness is mainly due to magnesium and calcium salts in particular the chlorides, sulfates and hydro gene carbonates determined. These are called the so-called hardness called artist. The total hardness is calcium and Magnesium ions. The temporary harshness is caused by the Carbonate concentration determined because calcium and magnesium carbonate precipitate out as poorly soluble salts during cooking. The other salts remain in solution - permanent hardness.

Potentiometrisch wird der Beitrag von Calcium und Magnesium als Summe bestimmt, impedimetrisch nur der Beitrag eines der Ionen. Nach einer Kalibration des Systems und durch Umrechnung wird durch Differenzbildung der Anteil sowohl des Calciums als auch des Magnesiums bestimmt. Mit der ionensensitiven Schicht ist es damit möglich, sowohl den Anteil des Calciums als auch des Magnesiums zu messen.The contribution of calcium and magnesium is potentiometric Sum determined, impedimetrically only the contribution of one of the ions. After a calibration of the system and by conversion by forming the difference between the proportion of both calcium and of magnesium. It is with the ion sensitive layer thus possible, both the proportion of calcium and To measure magnesium.

Ein Nitrat- und/oder Chloridionophor als Füllstoff nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 ermöglicht das Messen derartiger Ionen in der Meßlösung.A nitrate and / or chloride ionophore as a filler after Further development of claim 8 enables measurement of such ions in the measurement solution.

Oxide des Rutheniums als Füllstoff nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 führen zu einem pH-Wert-Sensor.Oxides of ruthenium as a filler after further training Claim 9 lead to a pH sensor.

Der Zusatzwerkstoff nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 in Form des Thixotropiermittels nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 gewährleistet technologisch gut verarbeit­ bare und reproduzierbar aufgebrachte polymere Dickschicht­ pasten. The filler material after the further development of the claim 10 in the form of the thixotropic agent after the training of Claim 11 ensures technologically good processing polymeric, thick and reproducible coating pastes.  

Das Aufbringen einer Referenzelektrode auf dem Träger nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 führt zu einem kompakten Sensor. Dieser ist damit leicht handhabbar und technologisch leicht in zu untersuchende Lösungen plazierbar.The application of a reference electrode on the carrier after the Further development of claim 12 leads to a compact Sensor. This is easy to handle and technological easy to place in solutions to be examined.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are described in more detail below described.

1. Ausführungsbeispiel1st embodiment

In einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zur Her­ stellung von ionensensitiven und Membrane darstellende Schich­ ten auf einem Träger beschrieben.In a first embodiment, a method for manufacturing Position of layer sensitive to ions and membrane described on a support.

In einer ersten Variante ist der Träger gleichzeitig die Elek­ trode.In a first variant, the carrier is also the elec trode.

In einer zweiten Variante befindet sich die Elektrode auf einem Träger, der ein elektrischer Isolator ist.In a second variant, the electrode is on a Carrier that is an electrical insulator.

Auf einem Bereich der Elektrode oder einem Bereich der Elektro­ de und des Trägers wird eine Kombination aus Präpolymeren und einem ionensensitiven Füllstoff gedruckt. Die Präpolymere bilden nach der nachfolgenden Polymerisierung ein Epoxidharz, Phenolharz, Silikonharz, Polyurethan oder eine Kombination daraus.On an area of the electrode or an area of the electrical de and the carrier is a combination of prepolymers and printed with an ion sensitive filler. The prepolymers form an epoxy resin after the subsequent polymerization, Phenolic resin, silicone resin, polyurethane or a combination from it.

Der ionensensitive Füllstoff ist/sind
The ion sensitive filler is / are

  • - ein Calciumionophor für Calciumionen,- a calcium ionophore for calcium ions,
  • - ein Magnesiumionophor für Magnesiumionen,- a magnesium ionophore for magnesium ions,
  • - ein Nitrationophor für Nitrationen,- a nitrate ionophore for nitrate ions,
  • - ein Chloridionophor für Chloridionen oder- a chloride ionophore for chloride ions or
  • - Oxide des Rutheniums für die Messung des pH-Wertes.- Oxides of ruthenium for the measurement of the pH.

Als Druckverfahren werden vor allem Verfahren der Dickschicht­ technik verwendet. Das sind vor allem der Sieb- oder der Scha­ blonendruck.Thick film processes are the main printing processes technology used. These are primarily the sieve or the scha blonde pressure.

Abschließend polymerisiert die Kombination auf dem Träger aus. Finally, the combination polymerizes on the carrier.  

2. Ausführungsbeispiel2nd embodiment

In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zur Herstellung von ionensensitiven und Membrane darstellende Schichten auf einem Träger beschrieben.In a second exemplary embodiment, a method for Manufacture of ion sensitive and membrane representing Layers described on a support.

Der Träger ist entweder gleichzeitig die Elektrode oder die Elektrode befindet sich auf einem Träger, der ein elektrischer Isolator ist.The carrier is either the electrode or the electrode at the same time Electrode is on a support that is an electrical Isolator.

Auf einem Bereich der Elektrode oder einem Bereich der Elek­ trode und des Trägers wird eine Schicht gedruckt. Als Druck­ techniken kommen dazu vor allem der Sieb- oder Schablonendruck zur Anwendung.On an area of the electrode or an area of the elec trode and the carrier a layer is printed. As a print techniques come in addition to screen or stencil printing to use.

In einer ersten Variante zeichnet sich die Schicht dadurch aus, daß diese zwei unterschiedliche Analytionen aufnimmt. Ein Analytion führt zu einer Änderung einer elektrischen Eigen­ schaft der Schicht selbst und gleichzeitig zu einer Potential­ änderung an der Oberfläche der Schicht. Das andere Analytion führt zu einer weiteren Änderung des Potentials an der Ober­ fläche der Schicht. Dazu besteht diese aus Präpolymeren, die nach der nachfolgenden Polymerisierung ein Epoxidharz, Phenol­ harz, Silikonharz, Polyurethan oder eine Kombination daraus bilden.In a first variant, the layer is characterized by that it takes up two different analyte ions. On Analytion leads to a change in an electrical eigen layer of the layer itself and at the same time to a potential change on the surface of the layer. The other analytion leads to a further change in the potential at the upper area of the layer. For this purpose, this consists of prepolymers that after the subsequent polymerization, an epoxy resin, phenol resin, silicone resin, polyurethane or a combination thereof form.

Die ionensensitiven Füllstoffe sind
The ion sensitive fillers are

  • - ein Calcium- und ein Magnesiumionophor zur Realisierung eines Wasserhärtesensors oder- A calcium and a magnesium ionophore for realizing a Water hardness sensor or
  • - ein Nitrat- und ein Chloridionophor für einen Frisch- und Brauchwassersensor.- A nitrate and a chloride ionophore for a fresh and Hot water sensor.

Potentiometrisch wird entweder der Beitrag von Calcium und Magnesium oder der Beitrag von Nitraten oder Chloriden als Summe bestimmt, impedimetrisch nur der Beitrag eines der Ionen. Zusatzstoffe in den Schichten des ersten und zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels beeinflussen in weiteren Varianten die Selek­ tivität oder Viskosität der Schicht.Either the contribution of calcium and Magnesium or the contribution of nitrates or chlorides as Sum determined, impedimetrically only the contribution of one of the ions. Additives in the layers of the first and second versions Example influences the Selek in other variants activity or viscosity of the layer.

In Ergänzung des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels ohne oder mit Zusatzstoffen wird in weiteren Ausführungsbei­ spielen auf dem Träger gleichzeitig eine Referenzelektrode aufgebracht. Dadurch können universelle Meßsensoren hergestellt werden.In addition to the first and second exemplary embodiments without or with additives is in further execution  also play a reference electrode on the carrier upset. This makes it possible to manufacture universal measuring sensors become.

3. Ausführungsbeispiel3rd embodiment

In einem dritten Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zur Herstellung eines Wasserhärtesensors beschrieben.In a third exemplary embodiment, a method for Manufacture of a water hardness sensor described.

Auf einem Träger aus einem elektrisch nichtleitendem Material z. B. Hartpapier, Keramik oder Kunstharz werden zwei Elektroden aufgebracht oder erzeugt. Dazu kommen aus der Technologie zur Herstellung von elektronischen Leiterplatten bekannte Additiv- oder Substraktivverfahren zur Anwendung. Die Elektroden beste­ hen aus Gold, Platin oder einer derartigen Schicht auf einer weiteren elektrisch leitfähigen Schicht. Die Elektroden werden vorzugsweise in Form zweier ineinandergreifender Kämme als Doppelkammstruktur mit jeweils einer Anschlußelektrode auf dem Träger hergestellt.On a carrier made of an electrically non-conductive material e.g. B. hard paper, ceramic or synthetic resin are two electrodes applied or generated. In addition come from the technology Manufacture of electronic circuit boards known additive or subtractive method. The electrodes best hen of gold, platinum or such a layer on one another electrically conductive layer. The electrodes are preferably in the form of two interlocking combs as Double comb structure, each with a connection electrode on the Carrier manufactured.

Auf die Doppelkammstruktur und den diese umgebenden Bereich des Trägers wird eine Schicht gedruckt. Als Drucktechniken kommen dazu vor allem der Sieb- oder Schablonendruck zur Anwendung. Die Schicht tritt mit der Meßlösung in Kontakt. Die Schicht ist eine ionensensitive Membran und stellt eine ein Analytion auf­ nehmende, dabei die elektrische Eigenschaft ändernde und eine Potentialänderung aufweisende und ein weiteres Analytion auf­ nehmende und eine weitere Potentialänderung aufweisende Schicht dar. Die Dicke der Schicht ist größer als die Eindringtiefe des Analytions, das nur eine Potentialänderung hervorruft. Die Schicht enthält ionenselektive Komponenten als Füllstoffe in Form eines Calcium- und eines Magnesiumionophors. Damit sind Calcium- und Magnesiumionen nachweisbar.On the double comb structure and the area surrounding it A layer is printed on the carrier. As printing techniques come especially screen or stencil printing for use. The layer comes into contact with the measuring solution. The layer is an ion-sensitive membrane and sets up an analytion taking, thereby changing the electrical property and one Potential change and another analytion taking layer and having another potential change The thickness of the layer is greater than the depth of penetration of the Analytions that only cause a change in potential. The Layer contains ion selective components as fillers in Form of a calcium and a magnesium ionophore. With that Calcium and magnesium ions detectable.

4. Ausführungsbeispiel4th embodiment

In einem vierten Ausführungsbeispiel werden Drucktechniken zur Herstellung mindestens einer ionensensitiven Schicht auf einer Elektrode oder einer Elektrode, die sich auf einem Träger be­ findet, angewandt. Im zweiten Fall werden gleichzeitig Teile des Trägers mit der Schicht bedruckt, so daß ein größeres Reservoir und/oder eine größere Oberfläche als Sensor zur Ver­ fügung steht. Als Drucktechniken kommen dazu Techniken der Dickschichttechnik in Form des Sieb-, Schablonen- oder Tampon­ drucks zur Anwendung.In a fourth embodiment, printing techniques are used Production of at least one ion-sensitive layer on one Electrode or an electrode that is on a support finds, applied. In the second case, parts are created simultaneously  of the carrier with the layer printed, so that a larger Reservoir and / or a larger surface as a sensor for ver is standing. Techniques of Thick film technology in the form of a screen, stencil or tampon pressure to use.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung von ionensensitiven und Membrane darstellende Schichten auf einem Träger, der mindestens eine aus einem elektrisch leitfähigen Stoff bestehende Elektrode ist oder der mit mindestens einer aus einem elektrisch leitfähigen Stoff bestehenden Elektrode versehen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Kombination aus mindestens einem Präpolymer und mindestens einem ionensensitiven Füllstoff durch mindestens eine Druck- oder Dispensiertechnik als Schicht auf einem Bereich mindestens der Elektrode aufgebracht wird und daß die Kombination auspolymerisiert.1. A method for producing ion-sensitive and membrane-forming layers on a support which is at least one electrode consisting of an electrically conductive substance or which is provided with at least one electrode consisting of an electrically conductive substance, characterized in that a combination of at least a prepolymer and at least one ion-sensitive filler is applied by at least one printing or dispensing technique as a layer on an area of at least the electrode and that the combination polymerizes out. 2. Verfahren zur Herstellung von ionensensitiven und Membrane darstellende Schichten auf einem Träger, der mindestens eine aus einem elektrisch leitfähigen Stoff bestehende Elektrode ist oder der mit mindestens einer aus einem elektrisch leitfähigen Stoff bestehenden Elektrode versehen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Kombination aus mindestens einem Präpolymer und mindestens einem homogen gelösten, ionensensitiven Füll­ stoff durch mindestens eine Druck- oder Dispensiertechnik als Schicht auf einem Bereich mindestens der Elektrode aufgebracht wird und daß die Kombination auspolymerisiert.2. Process for the production of ion-sensitive and membrane performing layers on a support having at least one is an electrode made of an electrically conductive substance or with at least one of an electrically conductive Fabric existing electrode is provided, characterized records that a combination of at least one prepolymer and at least one homogeneously dissolved, ion-sensitive fill substance as at least one printing or dispensing technology Layer applied to an area of at least the electrode and that the combination polymerizes. 3. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Bereich der Elektrode oder des Trägers mit der Elektrode eine mindestens einen Teil der Elektrode überdeckende oder einschließende, eine ionensensitive Membran darstellende, eine ein Analytion aufnehmende, dabei mindestens eine elektrische Eigenschaft ändernde und/oder eine Potentialänderung aufweisende, und aus der Kombination bestehende Schicht gedruckt oder aufdispensiert wird und daß die Schicht auspolymerisiert. 3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized characterized in that on an area of the electrode or Carrier with the electrode at least a part of the Electrode covering or enclosing, an ion sensitive Membrane representing an analytion, thereby at least one electrical property changing and / or one Potential change, and from the combination existing layer is printed or dispensed and that polymerized the layer.   4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Bereich der Elektrode oder des Trägers mit der Elektrode eine mindestens einen Teil der Elektrode überdeckende oder einschließende, eine ionensensitive Membran darstellende, eine ein Analytion aufnehmende, dabei mindestens eine elektrische Eigenschaft ändernde und/oder eine Potentialänderung aufweisende, und ein weiteres Analytion aufnehmende, dabei mindestens eine elektrische Eigenschaft ändernde und/oder eine weitere Potentialänderung aufweisende, und aus der Kombination bestehende Schicht gedruckt oder aufdispensiert wird und daß die Schicht auspolymerisiert.4. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized characterized in that on an area of the electrode or Carrier with the electrode at least a part of the Electrode covering or enclosing, an ion sensitive Membrane representing an analytion, thereby at least one electrical property changing and / or one Potential change, and another analytion absorbing, at least one electrical property changing and / or showing another potential change, and printed the combination layer or is dispensed and that the layer polymerizes. 5. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drucktechnik Sieb-, Schablonen-, Hoch-, Tief- oder Tampondruck ist.5. The method according to claims 1 to 4, thereby ge indicates that the printing technique screen, stencil, portrait, Gravure or pad printing. 6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Präpolymer nach der Polymerisation mindestens ein Epoxidharz, mindestens ein Phenolharz, mindestens ein Silikonharz, mindestens ein Polyurethan oder eine Kombination aus diesen bildet.6. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the prepolymer after the polymerization at least one epoxy resin, at least one phenolic resin, at least one silicone resin, at least one polyurethane or a combination of these forms. 7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ionensensitive Füllstoff ein Calcium- und/oder Magnesiumionophor sind.7. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the ion-sensitive filler is a calcium and / or magnesium ionophore. 8. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ionensensitive Füllstoff ein Nitrat- und/oder Chloridionophor sind.8. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the ion-sensitive filler is a nitrate and / or chloride ionophore. 9. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ionensensitive Füllstoff aus Oxiden des Rutheniums besteht. 9. The method according to claim 1, characterized in that the ion-sensitive filler consists of oxides of ruthenium.   10. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination aus mindestens einem Präpolymer, einem ionensensitiven Füllstoff und mindestens einem mindestens eine rheologische Eigenschaft und/oder mindestens einem mindestens eine elektrische Eigenschaft ändernden Zusatzstoff besteht.10. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the combination of at least one Prepolymer, an ion sensitive filler and at least at least one rheological property and / or at least one at least one electrical property changing additive exists. 11. Verfahren nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff ein Thixotropiermittel ist.11. The method according to claim 10, characterized in that the additive is a thixotropic agent. 12. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger mindestens eine Referenz­ elektrode aufgebracht wird.12. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized characterized in that at least one reference on the carrier electrode is applied. 13. Verwendung von mindestens einer Drucktechnik zur Herstellung von Anordnungen zur qualitativen und/oder quantitativen Bestimmung von Ionen oder Stoffen in Lösungen; dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnungen zur qualitativen und/oder quantitativen Bestimmung von Ionen oder Stoffen in Lösungen durch Sieb-, Schablonen- oder Tampondruck einer Kombination aus mindestens einem Präpolymer und mindestens einem entweder homogen gelösten oder mehrere Phasen aufweisenden ionensensitiven Füllstoff auf mindestens einem Bereich einer Elektrode oder einer Elektrode und einem Träger und anschließendem Polymerisieren erzeugt wird.13. Use of at least one printing technique for Production of arrangements for qualitative and / or quantitative determination of ions or substances in solutions; characterized in that the arrangements for qualitative and / or quantitative determination of ions or substances in Solutions by screen, stencil or pad printing one Combination of at least one prepolymer and at least one either homogeneously solved or several phases having ion-sensitive filler on at least one Area of an electrode or an electrode and a carrier and then polymerizing.
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