DE3628635A1 - Koerper mit unter temperatureinfluss auftretenden reversiblen farbeffekten sowie verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung sind dunkelfarbige, vorzugsweise schwarze Körper mit unter Temperatureinfluß auftretenden reversiblen Farbeffek­ ten, dadurch gekennzeichnet, daß auf starre oder flexible Gegenstände aufgebrachte Farben oder Farbstoffe - nachfolgend F genannt - , die entweder die ganze Fläche des Körpers abdecken oder diese nur teilweise in Form von geometrischen Figuren, Schriftzeichen, Ziffern, Zeichnungen oder Bildern abdecken, bei Erreichen oder Überschreiten einer bestimm­ ten Temperatur sichtbar werden und bei Unterschreiten derselben wieder verschwinden.

Es sind bereits dunkelfarbige, vorzugsweise schwarze Körper be­ kannt, welche unter Temperatureinfluß reversible Farbeffekte zeigen. In dem bei der vorliegenden Erfindung interessierenden Temperaturbereich (Temperaturen nicht über 100°C) beruhen diese auf Verwendung von Flüssigkristallen, die auf einen dunkelfarbigen (nahezu schwarzen) oder schwarzen Trägerstoff (z. B. eine Kunststoff-Folie) aufgebracht oder in diesen eingearbeitet sind und bei Temperaturänderung eine reversible Änderung ihrer Kristallstruktur und damit ihrer optischen Eigenschaften erfahren, so daß vom auffallenden Licht (Tageslicht oder Kunstlicht) je nach Temperatur des Körpers unterschiedliche Spektralbereiche reflek­ tiert werden, und dadurch der Körper in Abhängigkeit von seiner Tem­ peratur ein verschiedenfarbiges Aussehen einnimmt.

Bei den erfindungsgemäßen Körpern ist das zugrundeliegende Prin­ zip des Umschlags von schwarz (oder nahezu schwarz) nach farbig ein völlig anderes: im Gegensatz zu den Flüssigkristalle-enthaltenden Körpern findet bei den erfindungsgemäßen Körpern keine echte Farbänderung statt, sondern es werden latent vorhandene, beliebig wählbare Farben unter Temperatureinfluß reversibel sichtbar gemacht. Auch hinsichtlich der Manipulierbarkeit und der optischen Eigenschaften bestehen wesent­ liche Unterschiede zwischen den Flüssigkristalle-enthaltenden Körpern und den erfindungsgemäßen Körpern: bei letzteren ist die Temperatur des Umschlags von schwarz (oder nahezu schwarz) nach farbig in einem weit gespannten Temperaturbereich (von ca. -40°C bis ca. 100°C) während der Herstellung beliebig einstellbar, während bei den Flüssigkri­ stalle-enthaltenden Körpern dieser Umschlag im allgemeinen auf einen beträchtlich engeren Temperaturbereich beschränkt ist; überdies sind die bei Flüssigkristalle-enthaltenden Körpern auftretenden Farben relativ fahl oder flau, während bei den erfindungsgemäßen Körpern bei entspre­ chender Auswahl der Ausgangsstoffe Farben von strahlender Leuchtkraft auftreten können.

Der erfindungsgemäße Effekt kommt dadurch zustande, daß han­ delsübliche F, vorzugsweise solche lichtechter Natur, gelöst oder emul­ giert mit solchen Stoffen innig vermischt werden, die unter Temperatur­ einfluß, und zwar bei beliebig einstellbarer Temperatur, reversibel koagulieren, wobei an den Grenzflächen von F und des thermokoagulier­ ten Stoffes multiple Brechung und Reflexion des auffallenden Lichtes erfolgen, wodurch die jeweiligen Farben von F leuchtend in Erscheinung treten. Befindet sich der thermokoagulierbare Stoff im Solzustand, so bleiben die Farben wegen des nahezu völligen Fehlens von Streuung und Reflexion des Lichtes auf den schwarzen (oder nahezu schwarzen) Untergrund unsichtbar.

Als an sich bekannte, reversibel thermokoagulierbare Stoffe kommen insbesondere zahlreiche Kunststoffe in Frage, so z. B. hydratisierte par­ tiell acetalisierte Polyvinylalkohole, hydratisierte Polyvinylmethyläther und hydratisierte Polymere oder Copolymere von N-Vinyllactamen, vor­ zugsweise in Verbindung mit den bekannten stabilisierenden und die Koagulationstemperatur regulierenden und feuchtebindenden Zusätzen (insbesondere Salze und Weichmacher; Näheres hierzu s. z. B. die deutsche Patentschrift Nr. 21 54 042 C3 und die U. S. Patentschrift Nr. 32 44 582).

Als Träger des Gemisches von F und reversibel thermokoagulier­ barem Stoff kann z. B. Silikatglas oder organisches Glass, wie z. B. Acryl­ glas, oder eine transparente Kunststoff-Folie, wie z. B. eine Polycarbonat­ folie, dienen, auf deren eine Seite das genannte Gemisch entweder ganzflächig oder nur teilweise in Form von geometrischen Figuren (Punk­ te, Kreise, Linie und dergleichen), Schriftzeichen oder Ziffern oder in Form von Zeichnungen, ein- oder mehrfarbigen Bildern aufgebracht wird. Nach dem Trocknen und eventuell anschließendem Klimatisieren (letzteres insbesondere bei Verwendung von Silikatglas) werden die von F bedeckte Fläche und ggf. die zwischen den geometrischen Figuren, Schriftzeichen, Ziffern, Zeichnungs- oder Bildelementen verbleibenden Zwischenräume mit einer dunkelfarbigen (nahezu schwarzen) oder schwar­ zen Deckschicht versehen (z. B. durch Lackieren), wodurch dann auf der gegenüberliegenden Seite des Glases oder der Folie eine nahezu schwarze oder rein schwarze, optisch leere Fläche erscheint, sofern die bei der Herstellung des Gemisches von F und reversibel thermokoagu­ lierbarem Stoff beliebig einstellbare, dem Anwendungszweck angepaßte Koagulationstemperatur unterschritten ist. Beim Überschreiten derselben treten die von F bedeckten Flächen oder Flächenelemente (geometrische Figuren, Schriftzeichen, Ziffern, Zeichnungen, Bilder) hell leuchtend in Erscheinung. Die Koagulationstemperatur kann je nach Farbe und Form des auf den Trägerstoff aufgebrachten Gemisches von F und rever­ sibel thermokoagulierbarem Stoff variiert werden, so daß mit Steigerung der Temperatur, z. B. in Schritten von jeweils 5°C, mehr und mehr geometrische Figuren, Schriftzeichen etc. auf dem erfindungsgemäßen Körper zum Vorschein gebracht werden können.

Als Träger, auf welche das Gemisch von F und reversibel thermo­ koagulierbarem Stoff - wie vorstehend geschildert - aufgebracht wird, kann auch ein in sich schwarz (oder nahezu schwarz) gefärbter Gegen­ stand dienen; in diesem Fall wird das ganzflächig oder partiell aufge­ brachte Gemisch (und eventuell auch die zwischen den gebildeten Figu­ ren, Schriftzeichen etc. verbleibende Fläche) mit einer transparenten Schutzschicht aus Glas oder Kunststoff (z. B. durch Lackieren mit einem farblosen Lack) abgedeckt.

Für die Erfindungsgegenstände ergeben sich zahlreiche Anwendungs­ möglichkeiten; beispielhaft seien genannt:

• 1. im Bauwesen:
  Schwarze Dachziegel (vorzugsweise aus Glas), die dank ihrer schwar­ zen oder dunklen Farbe bei diffusem Licht oder kühler Witterung wegen der Transformation des absorbierten Lichtes in Wärme den damit abgedeckten Raum relativ warm halten. Bei starker Sonnen­ strahlung nehmen die Ziegel eine helle Farbe, z. B. hellrot oder weiß an, so daß die auffalende Strahlungsenergie zu einem erheblichen Teil reflektiert, und eine zu starke Erwärmung des darunter befind­ lichen Raumes verhindert wird.
• Ein wärmedämmender Effekt kann auch durch ganzflächiges oder partielles Beschichten von Gebäudeaußenteilen, insbesondere von Südfronten, mit dem erfindungsgemäßen Gemisch von F und thermo­ koagulierbarem Stoff erreicht werden.
• 2. für Dekorationszwecke:
  Schwarze Kacheln für das Badezimmer, auf denen farbige Gebilde, Zeichnungen und dergleichen erscheinen, sobald sich der Raum er­ wärmt.
• Badewannen aus durchsichtigem Material, wie z. B. aus Acrylglas auf deren Böden oder Wänden beim Einlassen des warmen Wassers bunte Bilder, Zeichnungen und dergleichen in allen nur denkbaren Farben erscheinen und beim Ablassen des Wassers wieder verschwin­ den.
• Für die Küche Topfuntersetzer aus Keramik, Glas oder Kunststoff oder Topfdeckel mit dem gleichen Effekt.
• Hohlgläser mit schwarzer Umrandung, auf der dekorative Muster, Zeichnungen und dergleichen in den mannigfachsten Farben erschei­ nen, sobald eine warme Flüssigkeit eingefüllt wird.
• Schwarze Kunstblumensträuße, bei denen die Blumen bei Bestrahlung in den ihnen eigenen oder auch fremdartigen Farben erscheinen.
• Weitere Gegenstände, die für dekorative Zwecke mit dem erfindungs­ gemäßen Effekt ausgestattet werden können, sind: Mobiliar, insbeson­ dere Gartenmobiliar, Sonnenschirme, Karosserien von Automobilen, Wasser- und Luftfahrzeuge.
• 3. für Temperaturanzeige:
  Thermometer, bei welchen die Temperaturen durch eine bestimmte Farbe oder durch Symbole mit verschiedenen Farben angezeigt wird. Hierbei kommt auch großformatige, weithin sichtbare Thermometer zur Anbringung an Gebäudefassaden, Litfaß-Säulen, Kamin- und Leuchttürmen und dergleichen in Betracht.
• 4. in der Spielzeugindustrie:
  "Zauberfolien" für Kinder, d. h. schwarze Folie, bei denen beim Gleitenlassen durch die geschlossene Hand oder beim Bestreichen mit der Hand in Sekundenschnelle Punkte in den verschiedensten Größen und Farben, Bilder, Zeichnungen und dergleichen erscheinen und beim Weglegen der Folie oder durch fächelnde Bewegungen in der Luft in kurzer Zeit wieder völlig verschwinden.
• "Lernspiele" für Kinder, bei denen geometrische Figuren, Schriftzei­ chen, Ziffern, Zeichnungen oder Bilder durch Schließen eines elektri­ schen Stromkreises und die dadurch hervorgerufene Stromwärme sichtbar gemacht werden.
• 5. für Reklamezwecke:
  Ein weites Feld für die Anwendung des erfindungsgemäßen Effektes bieten Reklameartikel der verschiedensten Art.

Claims (5)

1. Dunkelfarbiger, vorzugsweise schwarzer Körper mit unter Tem­ peratureinfluß auftretenden reversiblen Farbeffekten, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Gemisch von Farbe(n) und/oder Farbstoff(en) und reversibel thermokoagulierbarem(n) Stoff(en) [= FTS-Gemisch] ganzflächig oder partiell auf einen starren oder flexiblen Gegenstand aufgebracht und mit einer Schutzschicht abgedeckt ist.

2. Körner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das FTS-Gemisch geometrische Figuren und/oder Schriftzeichen und/oder Ziffern und/oder Zeichnungen und/oder Bilder darstellt.

3. Körper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Koagulationstemperatur des FTS-Gemisches je nach Farbe und Form der geometrischen Figuren, Schriftzeichen, Ziffern, Zeichnungen oder Bilder verschieden ist.

4. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als rever­ sibel thermokoagulierbare Stoffe hydratisierte partiell acetalisierte Poly­ vinylalkohole, hydratisierte Polyvinylmethyläther und/oder hydratisierte Polymere oder Copolymere von N-Vinyllactamen in Verbindung mit stabilisierenden, die Koagulationstemperatur regulierenden und feuchte­ bindenden Zusätzen verwendet werden.

5. Verfahren zur Herstellung eines Körpers nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das FTS-Gemisch in wässriger, organi­ scher oder wässrig-organischer Lösung auf die eine Seite eines transpa­ renten starren oder flexiblen Gegenstandes aufgebracht, und nach an­ schließendem Trocknen und Klimatisieren diese Seite des Gegenstandes - ggf. nebst den zwischen den einzelnen Formen oder Bildelementen eventuell verbleibenden Zwischenräumen - mit einem dunkelfarbigen, vorzugsweise schwarzen Schutzüberzug versehen wird; ist der genannte starre oder flexible Gegenstand nicht transparent, sondern an seiner Oberfläche schwarz (oder nahezu schwarz) oder in sich schwarz (oder nahezu schwarz) gefärbt, so kommt als Schutzüberzug transparentes Material zur Anwendung.