DE2411767C2

DE2411767C2 - Verfahren zur Messung einer zweidimensionalen Temperaturverteilung

Info

Publication number: DE2411767C2
Application number: DE2411767A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 5090 Leverkusen Hünicke; Hildegard Dr. 5600 Wuppertal Schnöring; Karl-Wilhelm Dr. 5670 Opladen Schranz
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1974-03-12
Filing date: 1974-03-12
Publication date: 1983-10-27
Also published as: FR2264273A1; BE826040A; DE2411767A1; FR2264273B1; US3993809A; GB1494256A; JPS50130483A; CA1025693A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung einer zweidimensionalen Temperaturverteilung unter Verwendung einer thermographischen Folie auf Basis einer Flüssigkristalle enthaltenden Schicht und einer Antireflexionsschicht Ferner betrifft die Erfindung einen thermographischen Schichtverband zur Durchführung des Verfahrens.

Die Identifizierung von bösartigen Tumoren, verstopften Blutgefäßen oder anderen thermischen Anomalien mit thermographischen Methoden findet immer größeren Eingang in die moderne Medizin,
ίο Neben Infrarotstrahlungsmeßmethoden eignen sich vor allem die unter dem Namen »Flüssigkristalle« bekannten Ester des Cholesterins zur thermographischen Temperaturmessung. Da die 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.

Desweiteren ist für die praktische Temperaturmessung der Aufbau und die Herstellung von Foliensystemen, die eine Schicht von Flüssigkristallen enthalten, bekannt (z. B. Peterson, Dixon-Obstretics 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. Andernfall sinkt durch Reflexion des eingestrahlten Lichtes am Hintergrund die Farbdichte der Flüssigkristalle. So verliert sich das Farbenspiel der Flüssigkristalle bei reinweißem Hintergrund vollständig. Ώηβ Temperaturmeßfolie (thermographische Folie) enthält im allgemeinen eine temperaturempfindliche Flüssigkristallschicht, eine schwarzgefärbte Schicht (Antireflexionsschicht) und eine Trägerfolie (s.Z. B. DE-AS 20 17 148). 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 von Schwarzschicht/Trägerfolie kann auch durch eine schwarz pigmentierte Trägerfolie ersetzt werden.

Da die Flüssigkristalle sehr empfindlich gegen Verunreinigungen sowie Oxidation sind, wird gegebenenfalls 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 so Bindemittel wie z. B. Gelatine und/oder Gummiarabicum enthält.

Um bei der medizinischen Anwendung feinste Temperaturunterschiede — meist kleiner als 0,5⁰C — genau lokalisieren zu können, muß die Folie möglichst scharfe Wärmebilder liefern. Dazu wurde bereits in der DT-OS 21 52 277 ein Verfahren zur Herstellung einer thermographischen 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 15O⁰C 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 entspre-

chenden thermographischen 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 Antireflexionsschicht, zwischen Antireflexions- und Flüssigkristallschicht, oder hinter der Flüssigkristallschicht befindet 3eim Auflegen der Platte auf Hautpartien entsteht ein Wärmestau im Hautgewebe, was zu einer unerwünschten Verbreiterung der Wärmezonen und damit zu verschwommenen Wärmebildern führt

Zum anderen bewirkt der bei den bekannten thermographischen Folien vorhandene Schichtträger, der beispielsweise aus einer Folie aus Polyethylenglykolterephthalat besteht, beim Auflegen auf Körpergewebe insbesondere bei Untersuchungen des Brustkrebs infolge seiner Unelastizität eine erhebliche Deformation des Meßobjcktes, wodurch eine genaue Lokalisierung der Temperaturanomalität sehr erschwert wird. Ohr>e 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 Trägerfolie zerreißt die Latexschicht leicht bei Dehnung des Foliensystems.

Die Qualität des Wärmebildes in bezug auf Schärfe bzw. Auflösungsvermögen hängt offenbar sehr st&ik 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 lassen sich Schichten von ca. 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.

Aufgabe der vorliegenden Frfindung ist es, ein thermographisches Meßverfahren unter Verwendung einer thermographischen Folie auf Basis einer Flüssigkristalle enthaltenden Schicht und einer Schwarzschicht anzugeben, wobei die thermographische 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 thermographische Folie selbstverständlich einfach herstellbar sein.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die thermographische Folie auf einem Hilfsträger angeordnet wird, wobei zwischen dem Hilfsträger und der thermographischen Folie nur geringe Schichthaftungskräfte bestehen und der Hilfsträger vor der Temperaturmessung von der thermographischen Folie abgezogen wird.

Zweckmäßig wird der aus Hilfsträger und thermographischer Folie bestehende Schichtverband auf eine Spreizvorrichtung oder ein Meßobjekt aufgebracht, bevor der Hilfsträger von der thermographischen Folie abgezogen wird.

Ein geeigneter thermographischer Schichtverband zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die thermographische Folie bei einer Bruchdehnbarkeit von mehr als 5% der Länge im unbelasteten Zustand einen Elastizitätsmodul

von 0,49 bis 9,80 N/mm² aufweist und derart auf einem Hilfsträger angeordnet ist, daß zwischen der thermographischen Folie und dem Hilfsträger nur geringe Schichthaftungskräfte bestehen, die ein Abziehen des Hilfsträgers von der thermographischen Folie ermöglichen.

Die elastischen Eigenschaften der thermographischen Folie sorgen dafür, daß bei der eigentlichen Messung das Meßobjekt allenfalls nur geringfügig deformiert wird. Die geringe Schichtdicke der thermographischen Folie gestattet eine genaue Wiedergabe der zu messenden Temperaturverteilung.

Weiterentwicklungen und spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 4 bis 8 beschrieben.

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 medizinisch-diagnostischen Anwendung der thermographischen 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 thermographischen 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 Hilfsträger genügend Verfahren zur Verfügung stehen, und da andererseits die mechanische Beanspruchung bei den sich an den Beschichtungsvorgang anschließenden Prozessen, wie z. B. Trocknung, Trapsport 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 F i g. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsformen des thermographischen Schichtverbandes in stark vergrößertem Maßstab.
Es zeigen

Fig. 1 bis 3 je ein Ausführungsbeispiel eines thermographischen Schichtverbandes, bestehend aus je einem temporären Hilfsträger, einer temperaturempfindlichen Flüssigkristallschicht und einer Antireflexionsschicht;

Fig.4 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zwei temperaturempfindlichen Flüssigkristallschichten übereinander;

F i g. 5 eine Variante des vorhergehenden Ausführungsbeispiels, bei der die zwei temperaturempfindlichen Flüssägkristailschächicn auf verschiedenen Seiten der Antireflexionsschicht angeordnet sind.

Bei der Herstellung eines thermographischen Schichtverbandes gemäß F i g. 1 wird durch ein geeignetes Beschichtungsverfahren, z. B. durch Pinseln, Sprühen oder Gießen, zuerst die temperaturempfindliche Flüssigkristallschicht 12 und anschließend die Antireflexionsschicht 11 auf den Hilfsträger 10 aufgebracht. Es ist ersichtlich, daß die Flüssigkristallschicht vollkommen zwischen dem Hilfsträger und der Antireflexionsschicht 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 thermographischer Schichtverband gemäß F i g. 2 enthält auf dem temporären Schichtträger 10 zunächst die Antireflexionsschicht 11 und darüber die temperaturempfindliche Flüssigkristallschicht 12.

Gemäß F i g. 4 ist ersichtlich, daß der thermographische Schichtverband zwei temperaturempfindliche Flüssigkristallschichten 12 und 13 enthält, die sich zwischen dem temporären Hilfsträger 10 und der Antireflexionsschicht 11 befinden. Auch bei dieser Ausgestaltung sind die Flüssigkristallschichten vor Verunreinigungen oder mechanischen Beschädigungen weitgehend geschützt. Mit Hilfe eines solchen Schichtverbandes gemäß F i g. 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 thermographischen Schichtverband vorhanden seia 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 Fiüb&igkri&iäüsciiiühi 13 beendet ist. Der Vorteil eines solchen Foliensystems liegt in dem Oberstreichen eines größeren Anzeigebereiches oder bei Anwendung von Flüssigkristallsystemen mit kleineren Anzeigebereichen in einer höheren TemperaturempfindlickeiL

In ähnlicher Weise gestattet ein Schichtverband gemäß F i g. 5 wahlweise die Messung in einem von zwei Temperaturbereichen, indem die von dem Hilfsträger 10 abgezogene thermographische Folie einmal mit der Schicht 12 und ein anderes Mal mit der Schicht 13 auf das Meßobjekt aufgelegt wird.

Zur praktischen Temperaturmessung wird der thermographische 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 10 durch einfaches Abziehen oder Abrollen entfernt wird.

Ebenso kann der Hilfsträger 10 entfernt werden, bevor die Folie auf das Meßobjekt aufgelegt wird, falls die mechanischen Eigenschaften der Folie dies zulassen.

Bei Anordnung der Schichten wie in F i g. 1 dargestellt, zeigt sich nach Abziehen des Hilfsträgers 10 in überraschender Weise eine hohe Farbsättigung in der Flüssigkristallschicht 12, wenn ein Hilfsträger 10 mit völlig glatter Oberfläche eingesetzt wurde. Offenbar liegt dieser Effekt in der völlig planen Ausbildung der

ίο Oberfläche der Flüssigkristallschicht 12 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 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 Kapseldurchmessern eine Abplattung der Kapseln an der Kilfsträgeroberfläche durch Schichtschrumpfungsvorgänge beim Trocknungsprozeß 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 Lichtreflexionen an der Schichtoberfläche unterbunden werden.

Ein weiterer Vorteil der analog F i g. 1 in F i g. 3 gezeigten Schichtanordnung ist dadurch gegeben, daß bei waagerechter Lage des Hilfsträger 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 10 stattfindet, sofern die Mikrokapseln in der Gießlösung zur Sedimentation neigen. Nach der Trocknung der temperaturempfindlichen Flüssigkristallschicht i2 ist die Lage der Mikrokapseln fixiert, so daß nach Abziehen des Hilfsträgers 10 an der Oberfläche der Flüssigkristallschicht 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 Schicht 12 verteilt sind

Gemäß F i g. 2 kann natürlich die Schichtfolge auch derart sein, daß zuerst die A.ntireflexionsschicht 11 und danach die Flüssigkristallschicht 12 auf den Hilfsträger 10 aufgebracht wird.

Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn man der mit dem Meßobjekt in Berührung kommenden Antireflexionsschicht 11 eine definierte Oberfläche geben will, wie z. B. eine völlig glatte Oberfläche (gute Adhäsionseigenschaften) oder eine matte Oberfläche (keine KIe- beeigenschaften) oder sogar eine strukturierte Oberfläche etwa in Form eines gleichmäßigen Rasters (punktförmige Auflage auf dem Meßobjekt).

Bei den 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 gegen 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 wasseremulgierbaren Bindemittel zur temperaturempfindlichen Schicht vergossen.

Die Antireflexionsschicht besteht aus einer Bindemittelschicht, die ein dunkles, vorzugsweise schwarzes Pigment, z. B. Ruß, enthält Alternativ kann die Antireflexionsschicht auch Mittel enthalten, die primär nicht schwarz sind, sondern später vor Gebrauch der thermographischen Folie die Erzeugung einer schwarzen Farbe in der Antireflexionsschicht gestatten. Wenn die Antireflexionsschicht 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 thermographische Folie, durch die die unterhalb der Antireflexionsschicht liegenden Schichten, z. B. gemäß Fig.5, die Schicht 12 oder das Meßobjekt, z. B. gemäß F i g. 2, betrachtet werden können.

Wesentlich für die einwandfreie Abziehbarkeit des Hilfsträgers 10 ist, daß er an seiner Oberfläche, bezogen auf die zuerst aufgegossene Schicht, nur geringe Schichthaftungseigenschaften aufweist Hilfsträger, deren Oberfläche z. B. aus Polyethylen, Polytetrafluorethylen, Polypropylen, Polyester, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Zelluloseacetat oder Acrylharz besteht, weisen die geforderten Eigenschaften auf.

Entweder besteht der Hilfsträger 10 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 verändert wird, daß sie die geforderten geringen Schichthaftungseigenschaften aufweist Als Beispiele mögen dafür das Kaschieren von Papier oder Pappe mit Polyethylenfolien oder das Bestreichen von beliebigen Materialien mit Lösungen von Acrylharzen oder das Besprühen von Trägermaterialien mit einem Antihaftspray, z. B. Polytetrafluorethylen-Spray, gelten.

Einhergehend mit den geringen Schichthaftungseigenschaften weisen die für das Verfahren angewandten Hilfsträger häufig schlechte Benetzungseigenschaften auf. Der auf den Hilfsträger aufzubringenden Beschichtungssuspension werden daher geeignete Netzmittel wie z. B. Saponine, anionische Verbindungen, z. B. die in der US-PS 26 00 381 beschriebenen Alkylarylsulfonate, amphotere Verbindungen, wie sie z. B. in der US-PS 31 33 816 beschrieben sind oder andere oberflächenaktive Mittel zugesetzt

Die zur Bildung des temperaturempfindlichen Schichtverbandes erforderlichen Gießlösungen enthalten neben den funktionsbedingten Bestandteilen wie Flüssigkristall oder Antireflexionspigment ein oder mehrere Bindemittel, durch die die gewünschten mechanischen Eigenschaften des Foliensystems eingestellt werden können.

Als geeignet erwiesen sich für das Verfahren insbesondere Bindemittel, die in Wasser löslich oder dispergierbar sind, da einerseits für den Trocknungsprozeß Wasser als nicht-giftiges und nicht-brennbares 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 3000 auf und wird beispielsweis 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-Hexandiol 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 thermographischen Folie eingesetzt

Desweiteren 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 gewünschter Weise veränden 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 Trocknung 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 thermographische Folien, die nach Entfernen des Hilfsträgers eine Schichtdicke von 10 bis 100 μπι, vorzugsweise 30 bis 50μπι, ein Elastizitätsmodul von 0,49 bis 9,80 N/mm² 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. Darüber hinaus 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 thermographische Folien oder Platten, die eine Trägerfoüp aus Polyethylenglykoltherephthalat aufweisen, ein praktisch vollständiges unelastisches Verhalten auf, da der Elastizitätsmodul mindestens einen um den Faktor 10³ höheren Wert hat.

Wenn die Schichten sich nach der Trocknung gegenüber Wasser resistent verhalten sollen, können insbesondere bei den natürlichen Proteiner, der Gäeß'.ösung verschiedene organische oder anorganische Härtungsmittel wie z. B. Aldehyde, Ketone, Sulfonatester, Carbonsäurederivate, Sulfonylhalogenide, Vinylsulfonether, reaktionsfähige Halogenverbindungen, Epoxyverbindungen, Aziridine, reaktionsfähige 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

ίο den Schichten in bekannter Weise Weichmacher und Gleitmittel wie z. B. Polyalkohole, Fettsäuren, Fettsäureester oder Silikonharze 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 Silikonbasis, in geeigneter Form aufgebracht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Messung einer zweidimensionalen Temperaturverteilung unter Verwendung einer thermographischen Folie auf Basis einer Flüssigkristalle enthaltenden Schicht (12) und einer Antireflexionsschicht (11), dadurch gekennzeichnet, daß die thermographische Folie auf einem Hilfsträger (10) angeordnet wird, wobei zwischen dem Hilfsträger (10) und der thermographischen Folie nur geringe Schichthaftungskräfte bestehen, und daß der Hilfsträger (10) vor der Temperaturmessung von der thermographischen Folie abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtverband, bestehend aus Hilfsträger (10) und thermOßTaphischer Folie, auf eine Spreizvorrichtung oder ein Meßobjekt aufgebracht wird, bevor der Hilfsträger (10) von der thermographische Folie abgezogen wird.

3. Thermographischer Schichtverband, bestehend aus einer thermographischen Folie mit einer temperaturempfindliche Flüssigkeitskristalle enthaltenden Schicht (12) und einer Antireflexionsschicht (11), dadurch gekennzeichnet daß die thermographische Folie bei einer Bruchdehnbarkeit von mehr als 5% der Länge im unbelasteten Zustand einen Elastizitätsmodul von 0,49 bis 9,80 N/mm² aufweist, und derart auf einem Hilfsträger (10) angeordnet ist, daß zwischen der thermographischen Folie und dem Hilfsträger (10) nur geringe Schichthaftungskräfte bestehen, die ein Abziehen des Hilfsträger (10) von der thermographischen Folie ermöglichen.

4. Thermographischer Schichtverband, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallschicht (2) zwischen dem Hilfsträger (10) und der Antireflexionsschicht (11) angeordnet ist, und daß die der Flüssigkristallschicht (12) zugekehrte Oberfläche des Hilfsträger (10) völlig glatt ist oder eine geringe Mattierung aufweist.

5. Thermographischer Schichtverband nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antireflexionsschicht (11) eine Dispersion von Ruß oder fotografisch entwickelbarem Silbersalz enthält.

6. Thermographischer Schichtverband nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (11, 12) der thermographischen Folie ein in Wasser lösliches oder dispergierbares Bindemittel enthalten.

7. Thermographischer 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. Thermographischer Schichtverband nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermographische Folie mehrere Flüssigkristallschichten (12,13) mit unterschiedlichen Anzeigebereichen enthält.