DE2411767A1 - Verfahren zur messung einer zweidimensionalen temperaturverteilung - Google Patents

Verfahren zur messung einer zweidimensionalen temperaturverteilung

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Description

AGFA-GEVAERTAG
PATENTABTElLUNa
LEVERKUSEN
HS /MB
1 1- Mf?/ 1974
Verfahren zur Messung einer zweidimensionalen Temperaturverteilung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung einer zweidimensionalen Temperaturverteilung unter Verwendung einer thermografischen Folie, die temperaturempfindliche Flüssigkristalle enthält.
Die Identifizierung von bösartigen Tumoren, verstopften Blutgefäßen oder anderen thermischen Anomalien mit thermografischen Methoden findet immer größeren Eingang in die moderne Medizin.
Neben Infrarotstrahlungsmeßmethoden eignen sich vor allem die unter dem Namen "Flüssigkristalle" bekannten Ester des Cholesterins zur thermografischen Temperaturmessung. Da die
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Eigenschaften dieser Verbindungsklasse in der Literatur, z.B. in der Chemiker Zeitung 95, Nr. 15/16, Seite 661 ff. (1971) ausführlich beschrieben sind, soll hier nicht näher darauf eingegangen werden.
Des weiteren ist für die praktische Temperaturmessung der Aufbau und die Herstellung von Foliensystemen, die eine Schicht von Flüssigkristallen enthalten, bekannt (z.B. Peterson, Dixon-Obstretrics and Gynecology, 37, 468 (1971) und Lauriente, Ferguson-Electronic Design, 15, 71(1957).
Wesentlich dabei ist, daß der Hintergrund der Flüssigkristallschicht dunkel, am günstigsten schwarz, eingefärbt ist. Andernfalls sinkt durch Reflektion des eingestrahlten Lichtes am Hintergrund die Farbdichte der Flüssigkristalle. So verliert sich das Farbenspiel der Flüssigkristalle bei reinweißem Hintergrund vollständig. Eine Temperaturmeßfolie (thermografische Folie) enthält im allgemeinen eine temperaturempfindliche Flüssigkristallschicht, eine schwarzgefärbte Schicht (Antireflektionsschicht) und eine Trägerfolie. Dabei kann die Trägerfolie zwischen der Flüssigkristallschicht und der Schwarzschicht oder vor der Flüssigkristallschicht oder hinter der Schwarzschicht angeordnet sein. In den beiden ersten Fällen muß die Trägerfolie transparent und farblos sein. Die Kombination Schwarzschicht/Trägerfolie kann auch durch eine schwarz pigmentierte Trägerfolie ersetzt werden. Da die Flüssigkristalle sehr empfindlich gegen Verunreinigungen sowie Oxydation sind, wird gegebenenfaHs die Abdeckung der Flüssigkristallschicht mit einer weiteren Folie empfohlen.
In der Praxis wird der Schutz der Flüssigkristalle vor Verunreinigungen durch Mikroverkapselung erreicht,wobei die Kapsel einen Flüssigkristallkern und eine Hülle aus einem für Verunreinigungen undurchlässigem Bindemittel wie z.B. Gelatine und/ oder Gummiarabicum enthält.
Um bei der medizinischen Anwendung feinste Temperaturunterschiede - meist kleiner als 0,5°C - genau lokalisieren zu können, muß die Folie möglichst scharfe Wärmebilder liefern. Dazu wurde bereits in der DT-OS 2.152.277 ein Verfahren zur Her-A-G 1225 - 2 -
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stellung einer. -thermografischen.. Platte vorgeschlagen, "bei dem der- temperaturempfindliche. Flüssigkristalle enthaltenden. Schicht eine:wärmeleitende Schicht auf Latexbasis zugeordnet wird, die einen Gittereffekt senkrecht zu der temperaturempfindlichen .Schicht aufweist.. Der Gittereffekt soll durch Vernetzung, einer einzigen .Latexschicht bei .15G0C oder durch Abscheidung einer Vielzahl von sehr dünnen.< Latexschichten, deren jeweilige Schichtdicke weniger als.0,05 mm beträgt, erzeugt werden.
Zum einen ist das vorgeschlagene Verfahren recht aufwendig, wodurch der Herstellungspreis solcher Platten sehr hoch liegt und zum anderen weisen .,die entsprechenden thermografischen Platten eine Reihe von Nachteilen auf:- : ■ ■ .-· · --: Der senkrecht zur Flüssigkristallschicht wirkende Gittereffekt, wird.zum größten Teil durch die Isolationswirkung der Trägerfolie zunichte gemacht, wobei es unerheblich ist, ob sich die Trägerfolie « gesehen in Richtung der Wärmediffusion- vor der AntireflektiQnsschicht, zwischen Antireflektions- und Flüssigkristallschicht, oder hinter der Flüssigkristallschicht befindet.Beim Auflegen der Platte auf Hautpartien entsteht ein Wär,ra,estau im Hautgewebe?was zu einer unerwünschten . ; Verbreiterung der Wärmezonen und damit zu verschwommenen Wärmebildern führt.
Zum anderen bewirkt der bei den bekannten thermografischen Folien vorhandene Schichtträger t der beispielsweise aus einer Folie aus Polyathylenglykolterephthalat besteht, beim.Auflegen auf Körpergewebe insbesondere bei Untersuchungen des Brustkrebs infolge seiner Unelastizität eine erhebliche Deformation des Meßobjektes wodurch eine genaue Lokalisierung der Temperaturanomalität sehr erschwert wird. Ohne Schichtträger ist die wärmeleitende Latexschicht nur in größeren Schichtdicken anwendbar, da durch die hauptsächlich senkrecht zur temperaturempfindlichen Schicht vorliegende Vernetzung der Moleküle oder durch fehlende Vernetzung überhaupt die Schicht nur eine sehr geringe Festigkeit aufweist. In größeren Schichtdicken geht der Effekt .der wärmeleitenden Latexschicht vollständig verloren. In Verbindung mit einer elastischen Träger-A-G 1225 - 3 -
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folie zerreißt die Latexschicht leicht bei Dehnung des Foliensystems.
Die Qualität des Wärmebildes in bezug auf Schärfe bzw. Auflösungsvermögen hängt offenbar sehr stark von der Dicke der Folie ab, Dicke Foliensysteme ergeben äußerst verschwommene Wärmebilder, da in der Folie die Wärmeleitung in Schichtrichtung (Querleitung) erheblichen Umfang annimmt.
Mit Verringerung der Schichtdicken wird die Querleitung der Wärme immer mehr unterbunden, wodurch die Schärfe des Wärmebildes zunimmt.
Die Verringerung der Schichtdicken wird im wesentlichen durch 3 Faktoren begrenzt und zwar
a) bei der temperaturempfindlichen Flüssigkristallschicht durch die Verringerung der Farbdichten durch Abnahme der Packungsdichte der Mikrokapseln pro Flächeneinheit,
b) bei der Antireflexionsschicht durch den Rückgang der Schwärzung,
c) durch den Rückgang der mechanischen Festigkeit des Foliensystems.
Es zeigt sich jedoch, daß die für eine brauchbare Farbsättigung erforderlichen Schichtdicken bei der Flüssigkristallschicht in starkem Maße von dem Kapseldurchmesser der Mikrokapseln abhängen. Kleinere Kapseln lassen bei gleicher Farbsättigung geringere Schichtdicken zu. Mit den heute zur Verfügung stehenden mikroverkapselten Flüssigkristallen 3a ssen sich Schichten von cas 0,02 mm herstellen, die noch eine ausreichende Farbsättigung aufweisen. Mit äußerst feinen Rußdispersionen lassen sich brauchbare Antireflexionsschichten von ca. 0,005 mm herstellen. Temperaturempfindliche Folien von einer Schichtdicke, die in der Größenordnung von 0,025 mm liegt, lassen sich jedoch in der Praxis kaum wirtschaftlich herstellen und handhaben insbesondere wenn der Forderung nach hoher Elastizität des Foliensystems Rechnung getragen werden soll.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein thermografisch.es Meßverfähren unter Verwendung einer thermografischen Folie, die Flüssigkristalle enthält, anzugeben, wobei die thermografische Folie zur optimalen Anpassung an ein Meßobjekt elastische Eigenschaften aufweisen soll und außerdem möglichst dünn sein soll, um eine möglichst genaue Wiedergabe der zu registrierenden Wärmeverteilung zu ermöglichen. Außerdem soll die thermografische Folie selbstverständlich einfach herstellbar sein.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäß in der Verwendung eines Schichtverbandes, in dem die wesentlichen Schichten der thermografischen Folie, nämlich die Flüssigkristallschicht und die Antireflektionsschiclit auf einem temporären Hilfsträger angeordnet sind, der vor der eigentlichen Messung entfernt wird.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Messung einer zweidimensionalen Temperaturverteilung unter Verwendung einer thermografischen Folie die temperaturempfindliche Flüssigkristalle enthält. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Schichtverband verwendet wird, der besteht aus einer auf einem Hilfsträger angeordneten thermografischen Folie aus einer temperaturempfindliche Flüssigkristalle enthaltenden Schicht und einer Antireflexionsschicht,wobei zwischen dem Hilfsträger und der thermografischen Folie nur geringe Schichthaftungskräfte bestehen, und daß der Hilfsträger vor der Temperaturmessung von der thermografischen Folie abgezogen wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein zur Durchführung des Meßverfahrens geeigneter thermografischer Schichtverband, der auf einem im wesentlichen unelastischen Schichtträger (Hilfsträger )eine thermografische Folie trägt, die in an sich bekann-
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ter Weise eine temperaturempfindliche Flüssigkristallschicht und eine Antireflektionsschicht enthält, die aber aufgrund ihrer besonderen Elastizitätseigenschaften bei der eigentlichen Messung nur eine geringe Deformation des Meßobjektes verursacht und wegen ihrer geringen Schichtdicke eine genaue Wiedergabe der zu messenden Temperaturvertellung gestattet.
Unter zweidimensionaler Temperaturverteilung im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird eine Temperaturverteilung innerhalb einer Fläche verstanden. Diese Fläche kann auch gekrümmt sein und stellt beispielsweise bei der medizinischdiagnostischen Anwendung der erfindungsgemäßen thermografischen Folie die Oberfläche, z.B. Haut, eines zu untersuchenden Körperteils dar. Aus der Temperaturverteilung in der Oberfläche lassen sich Rückschlüsse über Vorgänge bzw. Zustände innerhalb des durch die Oberfläche begrenzten Raumes ziehen, z.B. innerhalb des Körpergewebes unter der Hautpartie, an der die Messung vorgenommen wird.
Durch die Anordnung der thermografischen Folie auf einem temporären Hilfsträger, der vor der Messung entfernt wird, ergeben sich wesentliche Vorteile nicht nur bei der Herstellung sondern auch beim Gebrauch. Die Herstellung der dünnen und hochelastischen Folie . wird einfach und problemlos, da einerseits für die Beschichtung des Hilfsträgers genügend Verfahren zur Verfügung stehen, und da andererseits die mechanische Beanspruchung bei den sich an den BeSchichtungsvorgang anschließenden Prozessen, wie z.B. Trocknung, Transport und Lagerung praktisch vollständig von dem Hilfsträger aufgefangen wird.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.Zur Verdeutlichung der Erfindung dienen die in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsformen des thermografischen Schichtverbandes dn stark vergrößertem Maßstab.
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Es zeigen
Fig. 1 bis 3; je eine Ausgestaltimg des erfindungsgemäßen thermografischen Schichtverbandes bestehend aus je einem temporären Hilfsträgerfeiner temperaturempfindlichen Flüssigkristallschicht und einer Antireflexionsschicht.
Fig. 4; eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen thermografischen Schichtverbandes mit zwei temperaturempfindlichen Flüssigkristallschichten überübereinander.
Fig.5: eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen thermografischen Schichtverbandes mit zwei temperaturempfindlichen Flüssigkristallschichten auf verschiedenen Seiten der Antireflektionsschicht.
Bei der Herstellung eines thermografischen Schichtverbandes gemäß Fig. 1 wird durch ein geeignetes Beschichtungsverfahren ζ.B.durch Pinseln, Sprühen oder Gießen zuerst die temperatürempfindliche Flüssigkristallschicht 12 und anschließend die Antireflektionsschicht 11 auf den Hilfsträger 10 aufgebracht. Es ist ersichtlich, daß die Flüssigkristallschicht vollkommen zwischen dem Hilfsträger und der Antireflektionsschicht eingebettet liegt, wodurch sie beim Transport, Lagerung oder Verarbeitung des Foliensystems wirksam vor Verkratzungen, Verunreinigungen oder Zerstörung z.B. durch ultraviolette Strahlung geschützt wird.
Ein thermografischer Schichtverband gemäß Fig. 2 enthält auf dem temporären Schichtträger 10 zunächst die Antireflektionsschicht 11 und darüber die temperaturempfindliche Flüssigkristallschicht 12.
Gemäß Fig. 4 ist ersichtlich, daß der thermografieehe Schichtverband zwei temperaturempfindliche Flüssigkristallschichten 12 und 13 enthält, die sich zwischen dem temporären .Hilfsträger 10 und der Antireflektionsschicht 11 befinden. Auch bei dieser Ausgestaltung sind die Flüssigkristallschichten vor Verunreinigungen oder mechanischen Beschädigungen weitgehend geschützt. Mit Hilfe eines solchen Schichtverbandes gemäß
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^ig. 4 ist es möglich bei einer einzigen Messung zwei verschiedene Temperaturbereiche zu erfassen.Analog können auch drei und mehr temperaturempfindliche Flüssigkristallschichten mit unterschiedlichem Anzeigebereich in dem erfindungsgemäßen thermografischen Schichtverband vorhanden sein.Die Schichten 12,13 können dabei z.B. so gewählt werden, daß der Anzeigebereich der einen Flüssigkristallschicht 12 gerade da beginnt, wo der Anzeigebereich der anderen Flüssigkristallschicht 13 beendet ist. Der Vorteil eines solchen Foliensystems liegt in dem Überstreichen eines größeren Anzeigebereiches oder bei Anwendung von ELüssigkristallsystemen mit kleineren Anzeigebereichen in einer höheren Temperaturempfindlichkeit.
In ähnlicher Weise gestattet ein Schichtverband gemäß Fig. 5 wahlweise die Messung in einem von zwei Temperaturbereichen, indem die von dem Hilfsträger 10 abgezogene thermografische Folie einmal mit der Schicht 12 und ein anderes Mal mit der Schicht 13 auf das Meßobjekt aufgelegt wird.
Zur praktischen Temperaturmessung wird der erfindungsgemäße thermografische Schichtverband in gewünschter Weise zugeschnitten und auf eine geeignete Spreizvorrichtung z.B. auf einen starren oder elastischen Rahmen oder auf ein Meßobjekt aufgebracht, worauf der Hilfsträger durch einfaches Abziehen oder Abrollen entfernt wird. Ebenso kann der Hilfsträger entfernt werden, bevor die Folie auf das Meßobjekt aufgelegt wird,falls 'die mechanischen Eigenschaften der Folie dies zulassen. Bei Anordnung der Schichten wie in Fig. 1 dargestellt, zeigt sich nach Abziehen des Hilfsträgers in überraschender Weise eine hohe Farbsättigung in der Flüssigkristallschicht wenn ein Hilfsträger mit völlig glatter Oberfläche eingesetzt wurde. Offenbar liegt dieser Effekt in der völlig planen Ausbildung der Oberfläche der Flüssigkristallschicht begründet. Es ist bekannt, daß sich die Farbe der Flüssigkristalle mit dem Einstrahlungswinkel des Lichtes verändert. Wenn die Oberfläche von Flüssigkristallschichten uneben ist, wirkt sich dieser Effekt in ungünstiger Weise so aus, daß zum einen mehrere Farben bei gleicher Temperatur zu beobachten sind und zum
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anderen die Reinheit der Farben deutlich vermindert wird, was insbesondere bei Schichten mit mikroverkapselten Flüssigkristallen durch teilweises Herausragen der Kapseln aus der Schichtoberfläche häufig gegeben ist. Bei Beschichtung eines völlig glatten Hilfsträgers wird nun dieses Herausragen der Mikrokapseln unterbunden. Zusätzlich kann insbesondere bei größeren Kapseldurchmessemeine Abplattung der Kapseln an der Hilfsträgeroberfläche durch Schichtschrumpfungsvorgänge beim Trockungsprozeß erfolgen. Die Reinheit der Farben bleibt auch erhalten, wenn die Oberfläche des Hilfsträgers und damit die Oberfläche der Flüssigkristallschicht eine sehr feine Mattierung erhält, wodurch gegebenenfalls störende Lichtereflektionen an der Schichtoberfläche unterbunden werden.
Ein weiterer Vorteil der analog Fig. 1 in Fig. 3 gezeigten Schichtanordnung ist dadurch gegeben, daß bei waagerechter Lage des Hilfsträgers 10 nach der Beschichtung mit der Gießlösung für die temperaturempfindliche Schicht 12 eine Anreicherung von mikroverkapselten Flüssigkristallen an der Trennfläche zwischen temperaturempfindlicher Flüssigkristallschicht 12 und Hilfsträger stattfindet, sofern die Mikrokapseln in der Gießlösung zur Sedimentation neigen. Nach der Trocknung der temperaturempfindlichen Schicht 12 ist die Lage der Mikrokapseln fixiert, so daß nach Abziehen des Hilfsträgers 10 an der Oberfläche der temperaturempfindlichen Schickt 12 eine hohe Packungsdichte an Mikrokapseln vorliegt, Neben den Vorteilen der höheren Farbreinheit und Farbdichte zeigt es sich, daß Foliensysteme mit derart sedimentierten Mikrokapseln bessere mechanische Eigenschaften bezüglich Reißfestigkeit aufweisen als wenn die Mikrokapseln gleichmäßig in der temperatürempfindlichen Schicht verteilt sind.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann natürlich die Schichtfolge auch derart sein, daß wie in Fig. 2 dargestellt zuerst die Antireflexionsschicht 11 und danach die temperaturempfindliche Schicht 12 auf den Hilfsträger 10 aufgebracht wird.
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Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn man der mit dem Meßobjekt in Berührung kommenden Antireflektionsschicht 11 eine definierte Oberfläche geben will, wie z.B. eine völlig glatte Oberfläche (gute Adhäsionseigenschaften) oder eine matte Oberfläche (keine Klebeeigenschaften) oder sogar eine strukturierte Oberfläche etwa in Form eines gleichmäßigen Rasters (punktförmige Auflage auf dem Meßobjekt).
Bei den erfindungsgemäß zur Temperaturanzeige eingesetzten temperaturempfindlichen Flüssigkristallen handelt es sich um cholesterische Flüssigkristalle oder Lösungen choleristischer Flüssigkristalle z.B. in Chloroform oder um Abmischungen verschiedener cholesterischer Flüssigkristalle oder um Abmischungen von cholesterischen Flüssigkristallen mit nematischen Flüssigkristallen oder um Abmischungen von nematischen Flüssigkristallen mit geeigneten optisch aktiven Verbindungen, wie sie z.B. in Naturwissenschaften 58, 599 (1971) beschrieben werden. Nähere Angaben hierzu sind an dieser Stelle nicht erforderlich, da bereits eine große Anzahl von Publikationen sich mit diesem Thema befaßt. Hingewiesen sei ferner beispielsweise auf Chemie Ingenieur Technik, 45, 1005(1973) und Chemiker Zeitung 95, 661 (1971). Bei Auswahl geeigneter Substanzen lassen sich noch Temperaturdifferenzen von 0,2 K und weniger erkennen.
Wegen der Empfindlichkeit der Flüssigkristalle gegsn Verunreinigungen, werden diese zweckmäßigerweise in mikroverkapselter Form eingesetzt. Verfahren zur Mikroverkapselung sind zur Genüge bekannt. Die mikroverkapselten Flüssigkristalle werden mit einem geeigneten, bevorzugt wasserlöslichen oder wasser emulgierbar en Bindemittel zur temperaturempfindlichen Schicht vergossen.
Die Antireflektionsschicht besteht aus einer Bindemittelschicht, die ein dunkles, vorzugsweise schwarzes Pigment, z.B. Ruß enthält. Alternativ kann die Antireflektionsschicht auch Mittel erhalten, die primär nicht schwarz sind, sondern später aber
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vor Gebrauch der thermografischen Folie die Erzeugung einer schwarzen Farbe in der. Antireflektionsschicht gestatten. Wenn die Antireflektionsschicht beispielsweise ein lichtempfindliches Silbersalz enthält, dann kann sie durch gleichförmige Belichtung oder durch Aufbelichtung eines Musters sowie nachfolgende fotografische Entwicklung nach Belieben ganz oder teilweise geschwärzt werden. Letztere Verfahrensweise gestattet beispielsweise den Einbau von "Fenstern" in die thermografische Folie, durch die die unterhalb der Antireflektionsschicht liegenden Schichten z.B. gemäß Fig. 5 die Schicht 12 oder das Meßobjekt z.B. gemäß Fig. 2 betrachtet werden können.
Wesentlich für die die einwandfreie Abziehbarkeit des Hilfsträgers ist, daß er an seiner Oberfläche bezogen auf die zuerste aufgegossene Schicht nur geringe Schichthaffcmgseigenschaften aufweist. Hilfsträger, deren Oberfläche z.B. aus Polyäthylen, Polytetrafluoräthylen, Polypropylen, Polyester, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Zelluloseacetat oder Acrylharz besteht, weisen die geforderten Eigenschaften auf. Entweder besteht der Hilfsträger einheitlich aus einem Material mit geringen Schichthaftungseigenschaften wie z.B. bei Folien oder aber es handelt sich um einen Hilfsträger mit beliebigen Schichthaftungseigenschaften dessen Oberfläche durch geeignete Maßnahmen derart verändet wird, daß sie die geforderten geringen Schichthaftungseigenschaften aufweist. Als Beispiele mögen dafür das Kaschieren von Papier oder Pappe mit Polyäthylenfolien oder das Bestreichen von beliebigen Materialien mit Lösungen von Acrylharzen oder das Besprühen von Trägermaterialien mit einem Antihaftspray» z.B. Teflon-Spray, gelten.
Einhergehend mit den geringen Schichthaftungseigenschaften weisen die für das erfindungsgemäße Verfahren angewandten Hilfsträger häufig schlechteBenetzungseigenschaften· auf. Der auf den Hilfsträger aufzubringenden Beschichtung ssuspension werden daher geignete Netzmittel wie z.B. Saponin, anionische Verbindungen, z.B. die in der US-PS 2.600.381 beschriebenen Alkylarylsulfonate, amphotere Verbindungen wie sie z.B. in der US-PS 3.133.816 beschrieben sind oder andere oberi&chenaktive Mittel zugesetzt.
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Die zur Bildung des temperaturempfindlichen Schichtverbandes erforderlichen Gießlösungen enthalten neben den funktionsbedingten Bestandteilen wie Flüssigkristall oder Antireflektionspigment ein oder mehrere Bindemittel, durch die die gewünschten mechanischen Eigenschaften des Foliensystems eingestellt werden können.
Als geeignet erwiesen sich für das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere Bindemittel, die in Wasser löslich oder dispergierbar sind, da einerseits für den Trockungsprozeß Wasser als nichtgiftiges und nichtbrennbares Lösungsmittel im Hinblick auf Umweltverschmutzungsprobleme ideal ist und zum anderen die Gefahr des Eindringens von Verunreinigungen in den Flüssigkristallkern erheblich vermindert wird. Als Bindemittel oder Bestandteile für Bindemittelmischungen eignen sich Proteine, z.B. Gelatine oder Gummiarabicum "oder synthetische Verbindungen wie beispielsweise Polyurethane, insbesondere solche, die durch Umsetzung von hydroxylgruppenhaltigen Polyestern mit Polyisocyanaten erhalten werden. Besonders geeignete Bindemittel sind beispielsweise lineare Polyurethane, die erhalten werden aus linearen, endständige Hydroxylgruppen enthaltenden Polyestern durch Umsetzung mit einem Diisocyanat, z.B. Hexamethylendiisocyanat, Toluylendiisocyanat oder"4,4'-Bisphenylmethandiisocyanat,gegebenenfalls in Gegenwart von als bifunktionelle Kettenverlängerer wirkenden Dihydroxy-, Diamino-, oder Hydroxyaminoverbindungen. Der als Ausgangsprodukt dienende Polyester weist zweckmäßigerweise ein durchschnittliches Molekulargewicht zwischen 1200 und 300Dauf und wird beispielsweise hergestellt aus einer aliphatischen Dicarbonsäure mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, z.B. Adipinsäure, und einer oder mehreren geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Dihydroxyverbindungen mit vorzugsweise 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie 1,4 - Butandiol 1,6-Hexadiol, oder Neopentylglykol, wobei sich die Dihydroxyverbindungen vorzugsweise bezogen auf die Dicarbonsäure in geringem molaren Überschuß befinden. Die genannten Polyurethane werden üblicherweise in Form von wäßrigen Dispersionen als Bindemittel für die Schichten der thermografisehen Folie eingesetzt.
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Desweit er ai können wäßrige Copolymerisatdispersionen aus z.B. Styrol und Butadien oder Gemische verschiedener Copolymerisatlösungen eingesetzt werden, so daß die physikalischen Eigenschaften wie z.B. Reißfestigkeit oder Elastizität in ge- -wünschter Weise verändert werden können.
Wird ein Foliensystem gewünscht, das gute elastische Eigenschaften aufweist oder aber stark auf Biegung beansprucht wird, so kann die Gießlösung, die die Flüssigkristalle enthält, Zusätze.der vorgenannten Bindemittel enthalten. Nach der Trockung der Schicht sind die die Flüssigkristalle enthaltenden Mikrokapseln durch das Bindemittel voneinander getrennt, wobei bei Dehnung des Foliensystems durch die elastischen Eigenschaften des Bindemittels ein Zerreißen der Mikrokapseln vermieden wird.
Für die Praxis erweisen sich insbesondere thermografische Folien, die nach-Entfernen des Hilfsträgers eine Schichtdicke von 10/um bis 100/um, vorzugsweise 30 - 50 /um, ein Elasti-
zitätsmodul von 0,05 bis 1,0 kp/nrni sowie eine Bruchdehnbarkeit von mehr als 5% der Länge im unbelasteten Zustand aufweisen.
Von besonderem Vorteil zeigt sich die Eigenschaft einiger Bindemittel, insbesondere der bereits erwähnten Polyurethane, elastische Folien zu bilden, die schon bei außerordentlich geringen Belastungen eine temporäre plastische Verformung erfahren, wodurch die Druckbelastung und somit die Deformation des Meßobjektes weiter verringert wird. Darüberhinaus zeigen die Folien überraschend die Eigenschaft, daß die plastische Verformung im unbelasteten Zustand der Folie reversibel ist, so daß je nach Dauer und Stärke der Belastung die Folie innerhalb von einigen Sekunden bis zu mehreren Stunden die ursprüngliche Form wieder annimmt.
Im Gegensatz dazu weisen thermografische Folien oder Platten, die eine Trägerfolie aus Polyäthylenglykoltherephthalat aufweisen, ein praktisch vollständiges unelastisches Verhalten auf,da das Elastizitätsmodul mindestens einen um den Faktor 10^höheren Wert hat. A-G 1225 - 13 -
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241176? •At.
¥enn die Schichten sich nach der Trocknung gegenüber Wasser resistent verhalten sollen, können insbesondere bei den natürlichen Proteinen der Gießlösung verschiedene organische oder anorganische Härtungsmittel wie z.B. Aldehyde, Ketone, Sulfonatester, Carbonsäurederivate, SuIfonylhalogenide, Vinylsulfonäther, reaktionsfähige Halogenverbindungen, Epoxyverbindungen,Aziridine, reaktioBfähige Olefine,Carbodiimide, polymere Härter wie z.B. Dialdehydstärke und Oxyguargummi sowie Chromalaun entweder allein oder in Kombination miteinander zugesetzt werden.
Natürlich kann die Anwendung des Härtungsmittels auch durch Tauchen des Schichtverbandes in das Härtungsmittel oder eine Lösung des Härtungsmittels, oder durch Überschichten des Schichtverbandes mit einer Härtungsmittellösung erfolgen. Desweiteren können den Schichten in bekannter Weise Weichmacher und Gleitmittel wie z.B. Polyalkohole, Fettsäuren, Fettsäureester oder Siliconharze zugesetzt werden.
Zum Schutz gegen äußere Einflüsse können die Schichten mit dünnen Schutzüberzügen, die vorzugsweise die Gesamtdicke des Foliensystems nur unwesentlich verändern,versehen werden. Zum Beispiel kann über der Flüssigkristallschicht eine Schutzschicht für ultraviolettes Licht angeordnet sein oder aber es werden Imprägnierschichten z.B. auf Siliconbasis in geeigneter Form aufgebracht.
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Claims (9)

  1. 24t1767
    PATENTANSPRÜCHE:
    \1 ·) Verfahren zur Messung einer zweidimensionalen Tempexaturverteilung -unter Verwendung einer thermografisehen Folie, die temperaturempfindliche Flüssigkristalle enthält, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schichtverband verwendet wird, der "besteht aus einer auf einem Hilfsträger angeordneten thermografischen Folie aus einer Flüssigkristalle enthaltenden Schicht und einer Antireflektionsschicht, wobei zwischen dem Hilfsträger und der thermografischen Folie nur geringe Schichthaftungskräfte bestehen, und daß der Hilfsträger vor der Temperaturmessung von der thermografischen Folie abgezogen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtverband, bestehend aus Hilfsträger und thermografischer Folie, auf eine Spreizvorrichtung oder ein Meßobjekt aufgebracht wird, bevor der Hilfsträger von der thermografischen Folie abgezogen wird.
  3. 3. Thermografiseher Schichtverband, bestehend aus einem Schichtträger und einer thermografischen Folie mit einer temperaturempfindliche Flüssigkeitskristalle enthaltenden Schicht und einer Antireflektionsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die thermografische Folie bei einer Bruchdehnbarkeit von mehr als 5% der Länge im unbelasteten Zustand ein
    2 Elastizitätsmodul von O,O5bis 1,0 kp/mm aufweist, und daß zwischen der thermografischen Folie und dem Schichtträger nur geringe Schichthaftungskräfte bestehen, die ein Abziehen des Schichtträgers von der thermografischen Folie ermöglichen .
  4. 4. Thermografischer Schichtverband, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallschicht zwischen dem Schichtträger und der Antireflektionsschicht angeordnet ist,
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    und daß die der Flüssigkristallschicht zugekehrte Oberfläche des Schichtträgers völlig glatt ist oder eine geringe Mattie rung aufweist.
  5. 5. Thermografischer Schichtverband nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Antireflektionsschicht eine Dispersion von Ruß oder fotografisch entwickelbarem Silbersalz enthält.
  6. 6. Thermografischer Schichtverband nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten der thermografischen Folie ein in Wasser lösliches oder dispergierbares Bindemittel enthalten.
  7. 7. Thermografischer Schichtverband nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Folie ein Polyurethan als Bindemittel enthält, das hergestellt ist aus einem linearen Polyester mit Hydroxylendgruppen durch Umsetzung mit einem Diisocyanat in Gegenwart von bifunktionellen Kettenverlängerungsmitteln.
  8. 8. Thermografischer Schichtverband nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß über der Flüssigkristallschicht eine dünne Schutzschicht gegen ultraviolettes Licht angeordnet ist.
  9. 9. Thermografischer Schichtverband nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die thermografieehe Folie mehrere Flüssigkristallschichten mit unterschiedlichen Anzeigebereichen enthält.
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