DE60016127T2

DE60016127T2 - Thermochrome mikroverkapselte Pigmente

Info

Publication number: DE60016127T2
Application number: DE60016127T
Authority: DE
Inventors: Katsuyuki Nagoya-shi Fujita; Kuniyuki Nagoya-shi Senga
Original assignee: Pilot Ink Co Ltd
Current assignee: Pilot Ink Co Ltd
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2020-09-16
Also published as: US6494950B1; CA2318700A1; EP1084860B1; HK1034227A1; EP1084860A2; EP1084860A3; DE60016127D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft thermochrome mikroverkapselte Pigmente. Insbesondere betrifft die Erfindung mikroverkapselte Pigmente, umfassend Mikrokapseln, enthaltend eine Zusammensetzung, die mit der Temperatur reversibel Farbveränderungen durchläuft.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Etliche Vorschläge wurden bis jetzt für eine Zusammensetzung gemacht, die sich bei Erwärmung von einem gefärbten Zustand zu einem entfärbten Zustand zu verändern beginnt, bei Temperaturen, die nicht niedriger sind als eine spezifische Temperatur, einen vollständig entfernten Zustand annimmt, sich bei darauffolgendem Abkühlen zu Färben beginnt und zu dem gefärbten Zustand zurückkehrt.
Solche Zusammensetzungen können grob in zwei Arten unterteilt werden. Die erste Art verändert ihre Farbe bei einer Farbveränderungstemperatur auf derartige Weise, dass die Zusammensetzung bei gewöhnlicher Temperatur nur in einem spezifischen von den beiden möglichen Zuständen existiert, korrespondierend zu beiden Seiten der Farbveränderungstemperatur. Der andere Zustand wird nämlich nur während der Zeitspanne aufrechterhalten, während der die Wärme oder Kälte, die für die Entwicklung dieses Zustands benötigt wird, weiter angewandt bleibt und die Zusammensetzung kehrt bei Entfernung der Wärme oder Kälte zu ihrem ursprünglichen Zustand bei gewöhnlicher Temperatur zurück. Diese Art der Zusammensetzung ist daher eine thermochrome Zusammensetzung, die eine Temperatur-Farbdichtekurve ergibt, die zeigt, dass sie Farbveränderungen mit einem relativ engen Hysteresebereich (ΔH) durchläuft (siehe z.B. US-Patente 4,028,118 und 4,732,810).
Die zweite Art verändert ihre Farbe entlang Wegen, die sich deutlich zwischen dem Fall, worin die Zusammensetzung von einer Temperatur auf der Niedertemperaturseite eines Farbveränderungs-Temperaturbereichs erwärmt wird und dem Umkehrfall, worin die Zusammensetzung von einer Temperatur auf der Höher-Temperaturseite des Farbveränderungs-Temperaturbereichs abgekühlt wird, unterscheiden. Diese Art der Zusammensetzung ergibt eine Temperatur-Farbdichtekurve, die zeigt, dass sie Farbveränderungen in einem breiten Hysteresebereich (ΔH) durchläuft. Diese Art der Zusammensetzung ist nämlich eine thermochrome Farb-Gedächtnis-Zusammensetzung, worin die Farben, die jeweils bei einer Temperatur gebildet werden, die nicht höher liegt als die untere Auslösetemperatur bzw. bei einer Temperatur, die nicht niedriger liegt als die höhere Auslösetemperatur, alternierend memoriert und in dem Temperaturbereich zwischen der niedrigeren Auslösetemperatur und der höheren Auslösetemperatur beibehalten werden können, selbst wenn die für die Farbveränderung benötigte Hitze oder Kälte entfernt wurden (siehe US-Patente 4,720,301, 5,879,443 und 5,558,699).
Die oben beschriebenen Zusammensetzungen weisen ein Farbveränderungsverhalten, wie das durch die in 1 angegebene Temperatur-Farbdichtekurve dargestellte auf, obwohl sie im Hinblick auf die Breite des Hysteresebereiches (ΔH) variieren. Dieses Farbveränderungsverhalten ist einem Reaktionsmedium (c) zuzuschreiben und dadurch spezifiziert, das die Temperaturen bestimmt, bei denen die Farbreaktionen einer Elektronen-abgebenden chromatischen organischen Verbindung (a) mit einer Elektronen-anziehenden Verbindung (b) stattfinden.
US 4,681,791 betrifft ein thermochromes textiles Material, erhalten durch Beschichtung der Fasern eines textilen Materials mit einer thermochromen Schicht, umfassend ein Bindemittel und ein thermochromes Pigment. Dieses thermochrome Pigment umfassend eine Elektronen-abgebende Farbbildungsverbindung, einen Elektronen-anziehenden Entwickler und ein farbveränderbares Kontrollmittel.
JP-A-7040660 betrifft ein reversibles wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, umfassend einen farblosen Leuko-Farbstoff, ein Farbentwicklungsmittel und eine Esterverbindung mit mindestens vier Esterbindungen. Das Material weist eine Anzahl unterschiedlicher Verwendungen auf, z.B. für ID-Karten und Bargeldausgabekarten. Das Material wird in mikroverkapselter Form verwendet und kann sich reversibel zwischen einem gefärbten und nichtgefärbten Zustand verändern.
US 5,978,443 betrifft eine Temperatur-empfindliches Farbgedächtnispigment, umfassend eine Elektronen-abgebende chromatografische organische Verbindung, eine Elektronenanziehende Verbindung und mindestens einen Ester zur Kontrolle der Farbbildung. Die Esterverbindung ist entweder (1) ein aliphatischer Säurealkoholester, erhalten aus der Reaktion eines einwertigen linearen aliphatischen Alkohols mit einer ungraden Zahl von mindestens 9 Kohlenstoffatomen und einer aliphatischen Carbonsäure mit einer graden Zahl von Kohlenstoffatomen oder (2) ein aliphatischer Säurealkoholester mit 17 bis 23 Kohlenstoffatomen, erhalten aus der Reaktion einer aliphatischen Carbonsäure mit einer graden Zahl von 10 bis 16 Kohlenstoffatomen und entweder n-Pentyl- oder n-Heptylalkohol.
EP-A-0677564 betrifft eine thermochrome Zusammensetzung, die in der Lage ist, ihre Transparenz und Farbe in Reaktion auf Temperaturveränderungen zu verändern. Die Zusammensetzung umfasst eine Elektronen-abgebende organische Farbentwicklungsverbindung, eine Verbindung mit einem phenolischen Hydroxylrest und eine homogene Zusammensetzung, enthaltend einen Alkohol, einen Ester, ein Keton oder eine Carbonsäure, wobei alle diese Bestandteile in einem Vinylchloridvinylacetat-Copolymer-Matrixharz dispergiert sind. Die thermochrome Zusammensetzung zeigt eine reversible Farbveränderung sowie Transparenzveränderung als Reaktion auf Temperaturvariationen, mit einem Hysteresebereich von 10 bis 50°C zwischen den oberen und unteren Auslösetemperaturen.
GB-A-2178183 betrifft ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, umfassend einen Träger, der darauf eine wärmeempfindliche Farbbildungsschicht aufweist, enthaltend einen farblosen oder leicht gefärbten Elektronen-abgebenden Farbstoffvorläufer und einen Elektronen-anziehenden Entwickler, der mit dem Farbstoffvorläufer reagieren kann. Das Aufzeichnungsmaterial ist mit einer Schutzschicht bedeckt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die als Reaktionsmedium (c) effektiv verwendbaren Verbindungen sind in ihrer Art begrenzt. Zusätzlich gab es in Systemen, die die effektiven Verbindungen enthielten, kein Mittel zur Verlagerung der Temperatur-Farbdichtekurve. Es war nämlich schwierig, die Farbveränderungstemperaturen delikat zu regulieren und die konventionellen Zusammensetzungen weisen nicht immer die beabsichtigten Farbänderungseigenschaften auf.
Die gegenwärtigen Erfinder haben intensive Untersuchungen im Hinblick auf thermochrome Zusammensetzungen durchgeführt. Im Ergebnis haben sie festgestellt, dass die Temperatur-Farbdichtekurve delikat durch Einbau einer spezifischen Verbindung als vierte Verbindung modifiziert werden kann. Die Erfindung wurde basierend auf dieser Feststellung vervollständigt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung thermochromer mikroverkapselter Pigmente, worin die Farbveränderungseigenschaften eines konventionellen Drei-Komponentensystems, umfassend Komponenten (a), (b) und (c), als Basis im Hinblick auf eine Farbveränderungstemperatur reguliert wurden. Die Pigmente der Erfindung sind auf einer Vielzahl von Gebieten anwendbar, einschließlich einer Temperaturangabe, Dekoration, Spielzeuge und Lehrmaterialelemente.
Gemäß einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine reversibel thermochrome mikroverkapselte Pigmentzusammensetzung bereit, die bei Temperaturzunahme Entfärbung und bei Temperaturabnahme Einfärbung zeigt und folgendes umfasst:

(a) eine elektronenabgebende, chromatische, organische Verbindung,
(b) eine elektronenanziehende Verbindung,
(c) ein Reaktionsmedium, das die Temperatur bestimmt, bei der die Farbreaktionen der Komponente (a) mit der Komponente (b) stattfinden, und
(d) einen Farbveränderungstemperaturregulator, der in einer Menge von 0,01–0,3 Gew.-Teilen pro Gew.-Teil des Reaktionsmediums (c) vorhanden ist und der mindestens einen Ester, einen Alkohol, ein Keton, ein Säureamid, einen Kohlenwasserstoff oder eine Fettsäure umfasst und einen Schmelzpunkt (Y) (°C) aufweist, der die Beziehung (X + 30) ≤ Y ≤ 200 erfüllt, worin X (°C) der Schmelzpunkt der Komponente (c) ist.

Vorzugsweise ist der Farbveränderungstemperaturregulator (d) ein aliphatischer Ester, ein aliphatisches Keton, ein aliphatischer Alkohol, ein aliphatisches Säureamid oder eine gesättigte Fettsäure.
Vorzugsweise beträgt der durchschnittliche Teilchendurchmesser der thermochromen mikroverkapselten Pigmentzusammensetzung 0,01 bis 6 μm.
Vorzugsweise ergibt die thermochrome mikroverkapselte Pigmentzusammensetzung eine Temperaturfarbdichte, die zeigt, dass das Pigment Veränderungen durchläuft, mit einem maximalen Hysteresebereich (ΔH) von 5°C.
Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine reversible thermochrome mikroverkapselte Pigmentzusammensetzung bereit, die bei Temperaturzunahme Entfärbung und bei Temperaturabnahme Einfärbung zeigt und folgendes umfasst:

(a) eine elektronenabgebende, chromatische, organische Verbindung,
(b) eine elektronenanziehende Verbindung,
(c) ein Reaktionsmedium, das die Temperaturen bestimmt, bei der die Farbreaktionen der Komponente (a) mit der Komponente (b) stattfinden, und
(d) einen Farbveränderungstemperaturregulator, der in einer Menge von 0,01 bis 0,3 Gew.-Teilen pro Gew.-Teil des Reaktionsmediums (c) vorhanden ist und der mindestens einen Ether, einen Ester, ein Keton, ein Säureamid oder eine Fettsäure umfasst und einen Schmelzpunkt (Y) (°C) aufweist, der die Beziehung (X + 16) ≤ Y ≤ (X + 100) erfüllt, worin X (°C) der Schmelzpunkt der Komponente (c) ist,

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Präsentation, die eine Temperatur-Farbdichtekurve eines mikroverkapselten Pigments darstellt, enthaltend eine thermochrome Zusammensetzung;
2 ist eine Präsentation, die eine Temperatur-Farbdichtekurve eines thermochromen mikroverkapselten Pigments der Erfindung darstellt, worin die niedrigeren Temperaturseiten-Farbveränderungspunkte eines konventionellen thermochromen mikroverkapselten Pigments zur Höher-Temperaturseite hin verlagert wurden;
3 ist eine Präsentation, die eine Temperatur-Farbdichtekurve eines thermochromen mikroverkapselten Pigments der Erfindung darstellt, worin die niedrigeren Temperaturseiten-Farbveränderungspunkte eines konventionellen thermochromen mikroverkapselten Pigments mit einem geringen Teilchendurchmesser zu der höheren Temperaturseite verlagert wurden;
4 ist eine Präsentation, die eine Temperatur-Farbdichtekurve eines thermochromen mikroverkapselten Pigments der Erfindung darstellt, worin die höheren Temperaturseiten-Farbveränderungspunkte eines konventionellen thermochromen mikroverkapselten Pigments zu der niedrigeren Temperaturseite verlagert wurden, worin T₁ eine vollständige Färbungstemperatur anzeigt, T₂ eine Färbungs-Initiationstemperatur, T₃ eine Entfärbungs-Initiationstemperatur, T₄ eine vollständige Entfärbungstemperatur, T_H eine Temperatur, korrespondierend zum Mittelpunkt in der Farbdichte während der Färbung, T_G eine Temperatur, korrespondierend zum Mittelpunkt in der Farbdichte während der Entfärbung und ΔH den Hysteresebereich (T_G – T_H).
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die thermochromen mikroverkapselten Pigmente werden nun im Detail im Hinblick auf ihre Hystereseeigenschaften, wie in einer Farbdichtetemperaturkurve gezeigt, erklärt.
In 1 ist die Farbdichte als Ordinate und die Temperatur als Abszisse aufgetragen. Veränderungen der Farbdichte mit der Temperatur schreiten entlang den Pfeilen voran. Punkt A zeigt die Farbdichte bei der niedrigsten Temperatur T₄ an, bei der der vollständig entfärbte Zustand erreicht wird (hiernach bezeichnet als vollständige Entfärbungstemperatur). Punkt B zeigt die Farbdichte an dem höchsten Temperaturpunkt T₃ an, bei dem der vollständig gefärbte Zustand erhalten werden kann (hiernach bezeichnet als Entfärbungs-Initiationstemperatur). Punkt C zeigt die Farbdichte bei der niedrigsten Temperatur T₂ an, bei der der vollständig entfärbte Zustand erhalten werden kann (hiernach bezeichnet als Färbungs-Initiationstemperatur). Weiterhin zeigt Punkt D die Farbdichte an der höchsten Temperatur T₁ an, an der der vollständig gefärbte Zustand erreicht wird (hiernach bezeichnet als vollständige Färbungstemperatur).
Bei der Temperatur T_A koexistieren zwei Phasen, d.h. ein gefärbter Zustand, korrespondierend zu Punkt E und ein entfärbter Zustand, korrespondierend zu Punkt F. In einem Temperaturbereich einschließlich dieser Temperatur TA, worin der gefärbte Zustand und der entfärbte Zustand coexistieren können, kann die Zusammensetzung den gefärbten oder entfärbten Zustand erhalten. Die Länge des Segments EF ist ein Maß des Kontrasts zwischen den gefärbten und entfärbten Zuständen, während die Länge des Segments HG, das durch den Mittelpunkt des Segments EF verläuft, die Temperaturbereichsbreite ist, die den Grad der Hysterese angibt (hiernach bezeichnet als Hysteresebereich ΔH). Bei gewöhnlicher Temperatur kann eine Zusammensetzung mit einem geringen Wert von ΔH (unter 5°C) nur in einem spezifischen von den zwei jeweiligen Zuständen existieren, die jeweils vor und nach einer Farbveränderung beobachtet werden.
Thermochrome Zusammensetzungen, die insbesondere einen geringen Wert von ΔH aufweisen, werden für Anwendungen, wie z.B. Indikatoren aufgrund ihrer Farbveränderungseigenschaften verwendet und die Regulation der Farbveränderungstemperatur ist für diese wichtig.
Im Fall von thermochromen Zusammensetzungen mit einem großen Wert für ΔH (5°C bis 80°C) kann jeder der jeweils vor und nach der Farbveränderung beobachteten Zustände einfach erhalten bleiben.
Der Temperaturbereich, worin zwei Phasen jeweils in einem gefärbten Zustand und einem entfärbten Zustand sind, wird substantiell erhalten, d.h. der Temperaturbereich zwischen T₃ und T₂ einschließlich T_A ist praktisch effektiv, wenn er eine Breite von 2°C bis weniger als 80°C aufweist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden vier essentielle Bestandteile mikroverkapselt, die aus (a) einer Elektronen-abgebenden chromatischen organischen Verbindung, (b) einer Elektronen-anziehenden Verbindung, (c) einem Reaktionsmedium, das die Temperaturen bestimmt, bei denen die Farbreaktionen von Bestandteil (a) mit Bestandteil (b) stattfinden und (d) einem oder mehr hochschmelzenden Verbindungen, gewählt aus Estern, Alkoholen, Ketonen, Säureamiden und Kohlenwasserstoffen und mit einem Schmelzpunkt Y (°C) bestehen, der die Gleichung (X + 30)°C ≤ Y ≤ 200°C, vorzugsweise die Gleichung (X + 35)°C ≤ Y ≤ 150°C erfüllt, worin X (°C) der Schmelzpunkt des Bestandteils (c) ist. Ein Merkmal dieser Konstitution liegt darin, dass die Farbeveränderungspunkte der niedrigeren Temperaturseite delikat reguliert werden können um sie zu der höheren Temperaturseite zu verlagern.
Eine Erklärung hierfür ist die folgende. Der Einbau des Bestandteils (d) verlagert T₁ (vollständige Färbungstemperatur) und T₂ (Färbungs-Initiationstemperatur) hin zu der Höher-Temperaturseite, wie dargestellt durch die gestrichelte Linie in der Farbdichte-Temperaturkurve, wie dargestellt in 2.
Die Temperaturen, zu denen T₁ und T₂ verlagert werden, können auf jeden gewünschten Wert durch Veränderung von Art und Zugabemenge des Bestandteils (d) reguliert werden, d.h. des Farbveränderungs-Temperaturregulators.
In dem Fall, in dem der Schmelzpunkt von Bestandteil (d) niedriger liegt als der des Bestandteils (c) und zwar um mindestens 30°C, ist es schwierig, die gewünschte Funktion der Farbveränderungs-Temperaturregulation zu erzeugen. Weiterhin kann eine Zugabe eines Bestanteils mit einem Schmelzpunkt oberhalb von 200°C die thermochrome Sensitivität beeinflussen.
Die oben beschriebene thermochrome Zusammensetzung ist mikroverkapselt, um ein thermochromes Material zu erhalten, das chemisch und physikalisch stabil ist. Die Zusammensetzung wird nämlich in Form eines thermochromen mikroverkapselten Pigments verwendet. Die thermochrome Zusammensetzung, die mikroverkapselt wurde, kann jedoch Nachteile im Hinblick auf Farbveränderungen mit der Temperatur, insbesondere das Farbveränderungsverhalten während des Abkühlens aufweisen, abhängig von der Teilchendurchmesserverteilung der Mikrokapseln.
Solche Nachteile sind die folgenden. Mikroverkapselte Pigmente werden so erzeugt, dass sie Teilchendurchmesser von im wesentlichen 1 bis 50 μm, vorzugsweise 1 bis 30 μm aufweisen, obwohl ihre Größen abhängig von den Anwendungen variieren. Diese Pigmente weisen jedoch Fluktuationen im Teilchendurchmesser auf. Nicht alle mikroverkapselten Pigmente haben Teilchendurchmesser in diesem Bereich und einige mikroverkapselte Pigmente haben Teilchendurchmesser, die größer als die Obergrenze oder niedriger als die Untergrenze sind. Mikroverkapselte Pigmente mit Teilchendurchmessern von ungefähr 0,01 bis 3 μm sind auf das Verarbeiten von Drucktinten für eine Auftrennung mit hoher Maschenzahl (high mesh separation), Tinten für Schreibutensilien, usw, anwendbar. Da Bestandteil (c) jedoch die Eigenschaft eines Supercoolings aufweist, wird die mikroverkapselte Zusammensetzung beim Abkühlen bei einer Temperatur gefärbt, die 2 bis 30°C niedriger liegt als die Temperatur, bei der die mikroverkapselten Pigmente, enthaltend dieselbe Zusammensetzung, aber mit einem größeren Teilchendurchmesser, während des Abkühlens gefärbt werden oder sie wird schrittweise gefärbt und zeigt keine distinkte Farbveränderung, wie dargestellt durch die durchgezogene Linie in der in 3 dargestellten Farbdichte-Temperaturkurve. Die beabsichtigten Farbveränderungseigenschaften sind daher schwierig zu erhalten.
Der Einbau von Bestandteil (d) in das oben beschriebene mikroverkapselte Pigment mit einem kleinen Teilchendurchmesser erhöht jedoch den Kristallisationspunkt der thermochromen Zusammensetzung und verbessert die Kristallinität der Zusammensetzung selbst, wodurch die Supercooling-Eigenschaften von Bestandteil (c) reduziert werden. Im Ergebnis werden T₁ (vollständige Färbungstemperatur) und T₂ (Färbungs-Initiationstemperatur) zur höheren Temperaturseite verlagert und das Pigment zeigt ein zufriedenstellendes Farbveränderungsverhalten mit einer distinkten Farbveränderung, wie dargestellt durch die gestrichelte Linie in der in 3 dargestellten Farbdichte-Temperaturkurve.
Als nächstes wird Bestandteil (d) erklärt.
Beispiele für aliphatische Ester, die unter den als Bestandteil (d) verwendbaren Estern bevorzugt werden, beinhalten Stearyllaurat, Eicosylstearat, Docoesyllaurat, Tetracosyllaurat, Hexacosyllaurat, Octacosyllaurat, Triacontyllaurat, Cetylmyristat, Stearylmyristat, Eicosylmyristat, Docosylmyristat, Tetracosylmyristat, Hexacosylmyristat, Octacosylmyristat, Triacontylmyristat, Laurylpalmitat, Tridecylpalmitat, Myristylpalmitat, Cetylpalmitat, Stearylpalmitat, Eicosylpalmitat, Docosylpalmitat, Tetracosylpalmitat, Hexacosylpalmitat, Octacosylpalmitat, Triacontylpalmitat, Undecylstearat, Laurylstearat, Tridecylstearat, Myristylstearat, Cetylstearat, Stearylstearat, Eicosylstearat, Docosylstearat, Tetracosylstearat, Hexacosylstearat, Octacosylstearat, Triacontylstearat, Octyleicosanat, Decyleicosanat, Undecyleicosanat, Tridecyleicosanat, Myristyleicosanat, Cetyleicosanat, Stearyleicosanat, Eicosyleicosanat, Docosyleicosanat, Tetracosyleicosanat, Hexacosyleicosanat, Octacosyleicosanat, Triacontyleicosanat, Methylbehenat, Propylbehenat, Butylbehenat, Hexylbehenat, Octylbehenat, Decylbehenat, Undecylbehenat, Laurylbehenat, Tridecylbehenat, Myristylbehenat, Cetylbehenat, Stearylbehenat, Eicosylbehenat, Docosylbehenat, Tetracosylbehenat, Hexacosylbehenat, Octacosylbehenat, Triacontylbehenat, Ditridecyloxalat, Dimyristyloxalat, Dicetyloxalat, Distearyloxalat, Dieicosyloxalat, Dimyristylmalonat, Dicetylmalonat, Distearylmalonat, Dieicosylmalonat, Ditridecylsuccinat, Dimyristylsuccinat, Dicetylsuccinat, Distearylsuccinat, Dieicosylsuccinat, Ditridecylglutarat, Dimyristylglutarat, Dicetylglutarat, Distearylglutarat, Dieicosylglutarat, Ditridecyladipat, Dimyristyladipat, Dicetyladipat, Distearyladipat, Dieicosyladipat, Ditridecylsuberat, Dimyristylsuberat, Dicetylsuberat, Distearylsuberat, Dieicosylsuberat, Dilaurylsebacat, Ditridecylsebacat, Dimyristylsebacat, Dicetylsebacat, Distearylsebacat und Dieicosylsebacat.
Weiterhin können 1,10-Decandilauryl, 1,10-decandimyristyl, 1,10-Dodecandicetyl, 1,10-Decandistearyl, 1,10-Decandieicosyl, 1,10-Decandidocosyl, 1,12-Dodecandilauryl, 1,12-Dodecandimyristyl, 1,12-Dodecandicetyl, 1,12-Dodecandistearyl, 1,12-Dodecandieicosyl, 1,12-Dodecandidocosyl, 1,14-Tetradecandilauryl, 1,14-Tetradecandimyristyl, 1,14-Tetradecandicetyl, 1,14-Tetradecandistearyl, 1,14-Tetradecandieicosyl, 1,14-Tetradecandidocosyl, 1,16-Hexadecandilauryl, 1,16-Hexadecandimyristyl, 1,16-Hexadecandicetyl, 1,16-Hexadecandistearyl, 1,16-Hexadecandieicosyl, 1,16-Hexadecandidocosyl, 1,18-Octadecandilauryl, 1,18-Octadecandimyristyl, 1,18-Octadecandicetyl, 1,18-Octadecandistearyl, 1,18-Octadecandieicosyl, 1,18-Octadecandidocosyl, Trimyristin, Tripalmitin, Tristearin oder Trinonadecanoin verwendet werden.
Beispiele für aliphatische Alkohole, die unter den als Bestandteil (d) verwendbaren Alkoholen bevorzugt werden, beinhalten Pentadecylalkohol, Cetylalkohol, Heptadecylalkohol, Stearylalkohol, Nonadecylalkohol, Eicosylalkohol, Docosylalkohol, Tetracosylalkohol, Hexacosylalkohol und Octycosylalkohol.
Beispiele für aliphatische Ketone, die unter den als Bestandteil (d) verwendbaren Ketone bevorzugt werden, beinhalten Dioctylketon, Dinonylketon, Diundecylketon, Ditridecylketon, Dipentadecylketon, Diheptadecylketon, Phenyloctylketon, Phenylundecylketon, Phenyltridecylketon, Phenylpentadecylketon und Phenylheptadecylketon.
Beispiele für aliphatische Säureamide, die unter den als Bestandteil (d) verwendbaren Säureamiden bevorzugt werden, beinhalten Hexanamid, Heptanamid Octanamid, Nonanamid, Decanamid, Undecanamid, Laurylamid, Tridecylamid, Myristylamid, Palmitylamid, Stearylamid, Docosylamid, Tricosylamid, Hexacosylamid und Octacosylamid.
Beispiele für die Kohlenhydrate beinhalten Eicosan, Heneicosan, Docosan, Tricosan, Tetracosan, Pentacosan, Hexacosan, Heptacosan, Octacosan, Nonacosan, Triacontan, Hentriacontan, Dotriacontan, Tritriacontan, Tetratriacontan, Pentatriacontan, Hexatriacontan, Heptatriacontan, Octatriacontan, Nonatriacontan, Tetracontan, 1-Docosen, 1-Tricosen, 1-Tetracosen, 1-Pentacosen, 1-Hexacosen, 1-Heptacosen, 1-Octacosen, 1-Nonacosen und 1-Triaconten.
Beispiele für gesättigte Fettsäuren, die unter den als Bestandteil (d) verwendbaren Fettsäuren bevorzugt werden beinhalten Tetradecansäure, Pentadecansäure, Hexadecansäure, Heptadecansäure, Octadecansäure, Nonadecansäure, Eicosansäure, Heneicosansäure, Docosansäure, Tricosansäure, Tetracosansäure, Pentacosansäure, Hexacosansäure, Heptacosansäure, Octacosansäure, Nonacosansäure, Triacontansäure, Hentriacontansäure, Dotriacontansäure, Tetratriacontansäure, Hexatriacontansäure und Octatriacontansäure.
Der Farbveränderungs-Temperaturregulator (d) ist in einer Menge von 0,01 bis 0,3 Gew.-Teilen, vorzugsweise 0,01 bis 0,2 Gew.-Teilen pro Gewichtsteil des Bestandteils (c) eingebaut.
In dem Fall, in dem die Menge des Bestandteils (d) geringer ist als 0,01 Gew.-Teil wird es schwierig, die gewünschte Wirkung zur Regulation der Farbveränderungstemperatur zu erzeugen. In dem Fall, in dem die Menge 0,3 Gew.-Teile überschreitet, neigt die Zusammensetzung dazu, eine nachteilig beeinflusste thermochrome Empfindlichkeit aufzuweisen und ist weniger bereit, eine distinkte Farbveränderung zu zeigen.
Beispiele für die Elektronen-abgebende chromatische organische Verbindung (a) beinhalten konventionell bekannte Verbindungen, wie z.B. Diphenylmethanphthalidderivate, Phenylindolylphthalidderivate, Indolylphthalidderivate, Diphenylmethanazaphthalidderivate, Phenylindolylazaphthalidderivate, Fluoranderivate, Styrynochinolinderivate und Diaza-Rhodamin-Lactonderivate. Spezifische Beispiele für diese Verbindungen sind die folgenden.
3,3-Bis(p-dimethylaminophenyl)-6-dimethylaminophthalid, 3-(4-Diethylaminophenyl)-3-(1-ethyl-2-methylindol-3-yl)phthalid, 3,3-Bis(1-n-butyl-2-methylindol-3-yl)phthalid, 3,3-Bis(2-ethoxy-4-diethylaminophenyl)-4-azaphthalid, 3-[2-Ethoxy-4-(N-ethylanilin)phenyl]-3-(1-ethyl-2-methylindol-3-yl)-4-azaphthalid, 3,6-Dimethoxyfluoran, 3,6-Di-n-butoxyfluoran, 2-Methyl-6-(N-ethyl-N-p-tolylamino)fluoran, 3-Chlor-6-cyclohexylaminofluoran, 2-Methyl-6-cyclohexylaminofluoran, 2-(2-Chloranilin)-6-di-n-butylaminofluoran, 2-(3-Trifluormethylanilin)-6-diethylaminofluoran, 2-(N-Methylanilin)-6-(N-ethyl-N-p-tolylamino)fluoran, 1,3-Dimethyl-6-diethylaminofluoran, 2-Chlor-3-methyl-6-diethylaminofluoran, 2-Anilin-3-methyl-6-diethylaminofluoran, 2-Anilin-3-methyl-6-di-n-butylaminofluoran, 2-Xylidin-3-methyl-6-diethylaminofluoran, 1-2-Benzo-6-diethylaminofluoran, 1,2-Benzo-6-(N-ethyl-N-isobutylamino)fluoran, 1,2-Benzo-6-(N-ethyl-N-isoamylamino)fluoran, 2-(3-Methoxy-4-dodecoxystyryl)chinolin, Spiro[5H-(1)benzopyrano(2,3-d)pyrimidin-5,1'(3'H)isobenzofuran]-3'-on, 2-(Diethylamino)-8-(diethylamino)-4-methyl-, Spiro[5H-(1)benzopyrano(2,3-d)pyrimidin-5,1'(3'H)isobenzofuran]-3'-on, 2-(Di-n-butylamino)-8-(di-n-butylamino)-4-methyl, Spiro[5H-(1)benzopyrano(2,3-d)pyrimidin-5,1'(3'H)isobenzofuran]-3'-on, 2-(Di-n-butylamino)-8-(diethylamino)-4-methyl, Spiro[5H-(1)benzopyrano(2,3-d)pyrimidin-5,1'(3'H)isobenzofuran]-3'-on, 2-(Di-n-butylamino)-8-(N-ethyl-N-isoamylamino)-4-methyl und Spiro[5H-(1)benzopyrano(2,3-d)pyrimidin-5,1'(3'H)isobenzofuran]-3'-on, 2-(Di-n-butylamino)-8-(di-n-butylamino)-4-phenyl.
Beispiele für Bestandteil (a) beinhalten weiter Pyridin-, Chinazolin- und Bischinazolinverbindungen, die für die Entwicklung einer fluoreszenten, gelb bis roten Farbe effektiv sind.
Beispiele für die Elektronen-anziehende Verbindung des Bestandteils (b) beinhalten Verbindungen mit mindestens einem aktiven Proton, pseudo-Säureverbindungen (Verbindungen, die keine Säure sind und als Säure in der Zusammensetzung wirken, um den Bestandteil (a) zur Entwicklung einer Farbe zu veranlassen) und Verbindungen mit einem Elektronenloch.
Beispiele für die Verbindungen mit mindestens einem aktiven Proton beinhalten Verbindungen mit ein oder mehr phenolischen Hydroxylgruppen. Beispiele hierfür beinhalten Monophenole und Polyphenole, Mono- oder Polyphenole substituiert mit ein oder mehr Substituenten, gewählt aus Alkyl-, Aryl-, Acyl-, Alkoxycarbonyl- und Carboxylgruppen, Estern oder Amiden dieser Gruppen und Halogenen und Phenol-Aldehyd-Kondensationsharze, abgeleitet von Bisphenolen, Trisphenolen, usw. Beispiele hierfür beinhalten weiterhin Metallsalze dieser Verbindungen mit ein oder mehr phenolischen Hydroxylgruppen.
Spezifische Beispiele für solche Verbindungen beinhalten Phenol, o-Cresol, t-Butylcatechol, Nonylphenol, n-Octylphenol, n-Dodecylphenol, n-Stearylphenol, p-Chlorphenol, p-Bromphenol, o-Phenylphenol, 4-(4-(1-Methylethoxyphenyl)sulfonylphenol, 4-(4-Butyloxyphenyl)sulfonylphenol, 4-(4-Pentyloxyphenyl)sulfonylphenol, 4-(4-Hexyloxyphenyl)sulfonylphenol, 4-(4-Heptyloxyphenyl)sulfonylphenol, 4-(4-Octyloxyphenyl)sulfonylphenol, n-Butyl-p-hydroxybenzoat, n-Octyl-p-hydroxybenzoat, Resorcinol, Dodecylgallat, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan, 4,4-Dihydroxydiphenylsulfon, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)propan, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfid, 1-Phenyl-1,1-bis(4- hydroxyphenyl)ethan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-3-methylbutan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-2-methylpropan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-n-hexan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-n-heptan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-n-octan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-n-nonan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-n-decan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-n-dodecan, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)butan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)ethylpropionat, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-4-methylpentan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)hexafluorpropan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-n-heptan und 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-n-nonan.
Solche Verbindungen mit ein oder mehr phenolischen Hydroxylgruppen können die besonders effektiven thermochromen Eigenschaften verleihen. Bestandteil (b) kann jedoch eine Verbindung sein, gewählt aus Metallsalzen solcher Hydroxylverbindungen, aromatischer Carbonsäuren, aliphatischer Carbonsäuren mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, Metallsalzen solcher aromatischer und aliphatischer Säuren, Carbonsäuremetallsalzen, Salzphosphorsäureestern und Metallsalzen davon und 1,2,3-Triazol und Derivaten davon.
Beispiele für Bestandteil (b) beinhalten weiterhin Fluoralkoholverbindungen. Spezifische Beispiele hierfür beinhalten
2-Hydroxyhexafluorisopropylbenzol,
1,3-Bis(2-Hydroxyhexafluorisopropyl)benzol,
1,4-Bis(2-hydroxyhexafluorisopropyl)benzol,
1,3-Bis(2-hydroxymethylhexafluorisopropyl)benzol,
1,3-Bis(3-hydroxyl-1,1-bistrifluormethylpropyl)benzol,
1,4-Bis(2-hydroxymethylhexafluorisopropyl)benzol,
1,4-Bis(3-hydroxy-1,1-bistrifluormethylpropyl)benzol,
2-Hydroxymethylhexafluorisopropylbenzol und
3-Hydroxy-1,1-bistrifluormethylpropylbenzol.
Selbst eine Zusammensetzung, bestehend aus Bestandteil (a) und Bestandteil (b), beide zur Verwendung in der thermochromen Zusammensetzung der Erfindung kann thermochrome Eigenschaften aufweisen. Diese Zwei-Komponentenzusammensetzung ist jedoch im Hinblick auf die Regulation der Farbveränderungstemperatur limitiert. Die Verwendung von Bestandteil (c) ermöglicht die Regulation der Farbveränderungstemperatur in praktisch durchzuführender Weise.
Bestandteil (c) ist eine Verbindung, die als Reaktionsmedium dient, worin die Elektronenabgebenden/-anziehenden Rektionen zwischen den Bestandteilen (a) und (b) in einem spezifischen Temperaturbereich reversibel stattfinden. Alle konventionell verwendeten allgemeinen Reaktionsmedien, wie z.B. Sulfide, Ether, Ketone, Ester, Alkohole und Säureamide sind als Bestandteil (c) effektiv. Bestandteil (c) kann eine halbflüssige Substanz, wie ein Polymer mit einem mittleren Molekulargewicht sein. Solche Verbindungen können allein oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden. In dem Fall, in dem solche Verbindungen einer Mikroverkapselung und sekundärer Verarbeitung unterzogen werden, verdampfen niedermolekulare Verbindungen aus den Mikrokapseln bei einer Hoch-Temperaturbehandlung. Dementsprechend sind effektive Verbindungen, die stabil in den Kapseln gehalten werden können, diejenigen mit 10 oder mehr Kohlenstoffatomen.
Beispiele für die Sulfide beinhalten Di-n-octylsulfid, Din-nonylsulfid, Di-n-decylsulfid, Di-n-Dodecylsulfid, Di-n-tetradecylsulfid, Di-n-hexadecylsulfid, Di-n-octadecylsulfid, Octyldodecylsulfid, Diethylphenylsulfid, Dibenzylsulfid, Ditoluylsulfid, Diethylphenylsulfid, Dinaphthylsulfid, 4,4'-Dichlordiphenylsulfid und 2,4,5,4'-Tetrachlordiphenylsulfid.
Beispiele für die Ether beinhalten aliphatische Ether mit 10 oder mehr Kohlenstoffatomen, wie z.B. Dipentylether, Dihexylether, Diheptylether, Dioctylether, Dinonylether, Didecylether, Diundecylether, Didodecylether, Ditridecylether, Ditetradecylether, Dipentadecylether, Dihexadecylether, Dioctadecylether, Decandioldimethylether, Undecandioldimethylether, Dodecandioldimethylether, Tridecandioldimethylether, Decandioldiethylether und Undecandioldiethylether; alicyclische Ether, wie s-Trioxan; und aromatische Ether, wie Phenylether, Benzylphenylether, Dibenzylether, Di-p-tolylether, 1-Methoxynaphthalin und 3,4,5-Trimethoxytoluol.
Beispiele für die Ketone beinhalten aliphatische Ketone mit 10 oder mehr Kohlenstoffatomen, wie z.B. 2-Decanon, 3-Decanon, 4-Decanon, 2-Undecanon, 3-Undecanon, 4-Undecanon, 5-Undecanon, 6-Undecanon, 2-Dodecanon, 3-Dodecanon, 4-Dodecanon, 5-Dodecanon, 2-Tridecanon, 3-Tridecanon, 2-Tetradecanon, 2-Pentadecanon, 8-Pentadecanon, 2-Hexadecanon, 3-Hexadecanon, 9-Heptadecanon, 2-Pentadecanon, 2-Octadecanon, 2-Nonadecanon, 10-Nonadecanon, 2-Eicosanon, 11-Eicosanon, 2-Heneicosanon, 2-Docasanon, Lauron und Stearon;
Arylalkylketone mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen, wie z.B. n-Octadecanophenon, n-Heptadecanophenon, n-Hexadecanophenon, n-Pentadecanophenon, n-Tetradecanophenon, 4-n-Dodecaacetophenon, n-Tridecanophenon, 4-n-Undecanoacetophenon, n-Laurophenon, 4-n-Decanoacetophenon, n-Undecanophenon, 4-n-Nonylacetophenon, n-Decanophenon, 4-n-Octylacetophenon, n- Nonanophenon, 4-n-Heptylacetophenon, n-Octanophenon, 4-n-Hexylacetophenon, 4-n-Cyclohexylacetophenon, 4-tert-Butylpropiophenon, n-Heptaphenon, 4-n-Pentylacetophenon, Cyclohexylphenylketon, Benzyl-n-butylketon, 4-n-Butylacetophenon, n-Hexanophenon, 4-Isobutylacetophenon, 1-Acetonaphthon, 2-Acetonaphthon und Cyclopentylphenylketon;
Arylarylketone, wie z.B. Benzophenon, Benzylphenylketon und Dibenzylketon; und alicyclische Ketone, wie z.B. Cyclooctanon, Cyclododecanon, Cyclopentadecanon und 4-tert-Butylcyclohexanon.
Als Ester sind solche mit 10 oder mehr Kohlenstoffatomen effektiv. Beispiele hierfür beinhalten Ester, die aus irgendeiner Kombination einer Monocarbonsäure mit einer aliphatischen Gruppe oder einem alicyclischen oder aromatischen Ring mit einem einwertigen Alkohol mit einer aliphatischen Gruppe oder einem alicyclischen oder aromatischen Ring erhalten werden, solche Ester, die aus irgendeiner Kombination einer Polycarbonsäure mit einer aliphatischen Gruppe oder einem alicyclischen oder aromatischen Ring mit einem einwertigen Alkohol mit einer aliphatischen Gruppe oder einem alicyclischen oder aromatischen Ring erhalten werden und solche Ester, die aus irgendeiner Kombination einer Monocarbonsäure mit einer aliphatischen Gruppe oder einem alicyclischen oder aromatischen Ring mit einem mehrwertigen Alkohol mit einer aliphatischen Gruppe oder einem alicyclischen oder aromatischen Ring erhalten werden. Spezifische Beispiele hierfür beinhalten Ethylcaprylat, Octylcaprylat, Stearylcaprylat, Myristylcaprat, Stearylcaprat, Docosylcaprat, 2-Ethylhexyllaurat, n-Decyllaurat, 3-Methylbutylmyristat, Cetylmyristat, Isopropylpalmitat, Neopentylpalmitat, Nonylpalmitat, Cyclohexylpalmitat, n- Butylstearat, 2-Methylbutylstearat, 3,5,5-Trimethylhexylstearat, n-Undecylstearat, Pentadecylstearat, Stearylstearat, Cyclohexylmethylstearat, Isopropylbehenat, Hexylbehenat, Laurylbehenat, Behenylbehenat, Cetylbenzoat, Stearyl-p-tert-butylbenzoat, Dimyristylphthalat, Distearylphthalat, Dimyristyloxalat, Dicetyloxalat, Dicetylmalonat, Dilaurylsuccinat, Dilaurylglutarat, Diundecyladipat, Dilaurylazelat, Di-n-nonylsebacat, Dineopentyl-1,18-octadecylmethylendicarboxylat, Ethylenglycoldimyristat, Propylenglycoldilaurat, Propylenglycoldistearat, Hexylenglycoldipalmitat, 1,5-Pentandioldimyristat, 1,2,6-Hexantrioltrimyristat, 1,4-Cyclohexandioldidecanoat, 1,4-Cylohexandimethanoldimyristat, Xylolglycoldicaprat und Xylolglycoldistearat.
Ebenfalls ist eine Esterverbindung effektiv, gewählt aus Estern einer gesättigten Fettsäure mit einem verzweigten aliphatischen Alkohol, Estern einer ungesättigten Fettsäure oder einer gesättigten Fettsäure mit ein oder mehr Verzweigungen oder Substituenten mit einem aliphatischen Alkohol mit ein oder mehr Verzweigungen oder 16 oder mehr Kohlenstoffatomen, Cetylbutyrat, Stearylbutyrat und Behenylbutyrat.
Spezifische Beispiele hierfür beinhalten 2-Ethylhexylbutyrat, 2-Ethylhexylbehenat, 2-Ethylhexylmyristat, 2-Ethylhexylcaprat, 2,5,5-Trimethylhexyllaurat, 3,5,5-Trimethylhexylpalmitat, 3,5,5-Trimethylhexylstearat, 2-Methylbutylcaproat, 2-Methylbutylcaprylat, 2-Methylbutylcaprat, 1-Ethylpropylpalmitat, 1-Ethylpropylstearat, 1-Ethylpropylbehenat, 1-Ethylhexyllaurat, 1-Ethylhexylmyristat, 1-Ethylhexylpalmitat, 2-Methylpentylcaproat, 2-Methylpentylcaprylat, 2- Methylpentylcaprat, 2-Methylpentyllaurat, 2-Methylbutylstearat, 2-Methylbutylstearat, 3-Methylbutylstearat, 1-Methylheptylstearat, 2-Methylbutylbehenat, 3-Methylbutylbehenat, 1-Methylheptylstearat, 1-Methylheptylbehenat, 1-Ethylpentylcaproat, 1-Ethylpentylpalmitat, 1-Methylpropylstearat, 1-Methyloctylstearat, 1-Methylhexylstearat, 1,1-Dimethylpropyllaurat, 1-Methylpentylcaprat, 2-Methylhexylpalmitat, 2-Methylhexylstearat, 2-Methylhexylbehenat, 3,7-Dimethyloctyllaurat, 3,7-Dimethyloctylmyristat, 3,7-Dimethyloctylpalmitat, 3,7-Dimethyloctylstearat, 3,7-Dimethyloctylbehenat, Stearyloleat, Behenyloleat, Stearyllinoleat, Behenyllinoleat, 3,7-Dimethyloctylerucat, Stearylerucat, Isostearylerucat, Cetylisostearat, Stearylisostearat, 2-Methylpentyl-12-hydroxystearat, 2-Ethylhexyl-18-bromstearat, Isostearyl-2-ketomyristat, 2-Ethylhexyl-2-fluormyristat, Cetylbutyrat, Stearylbutyrat und Behenylbutyrat.
Beispiele für die Alkohole beinhalten einwertige aliphatische gesättigte Alkohole, wie z.B. Decylalkohol, Undecylalkohol, Dodecylalkohol, Tridecylalkohol, Tetradecylalkohol, Pentadecylalkohol, Hexadecylalkohol, Heptadecylalkohol, Octadecylalkohol, Eicosylalkohol und Docosylalkohol; aliphatische ungesättigte Alkohole, wie z.B. Allylalkohol und Oleylalkohol; alicyclische Alkohole, wie z.B. Cyclopentanol, Cyclohexanol, Cyclooctanol, Cyclododecanol und 4-tert-Butylcyclohexanol; aromatische Alkohole, wie z.B. 4-Methylbenzylalkohol und Benzhydrol; und mehrwertige Alkohole, wie z.B. Polyethylenglycol.
Beispiele für die Säureamide beinhalten die folgenden Verbindungen.
Acetamid, Propionamid, Butyramid, Capronamid, Caprylamid, Caprinsäureamid, Lauramid, Myristamid, Palmitamid, Stearamid, Behenamid, Oleamid, Erucamid, Benzamid, Capronanilid, Caprylamilid, Caprinsäureanilid, Lauranilid, Myristanilid, Palmitanilid, Stearanilid, Behenanilid, Oleanilid, Erucanilid, N-Methylcapronamid, N-Methylcaprylamid, N-Methyl(caprinsäureamid), N-Methyllauramid, N-Methylmyristamid, N-Methylpalmitamid, N-Methylstearamid, N-Methylbehenamid, N-Methyloleamid, N-Methylerucamid, N-Ethyllauramid, N-Ethylmyristamid, N-Ethylpalmitamid, N-Ethylstearamid, N-Ethyloleamid, N-Butyllauramid, N-Butylmyristamid, N-Butylpalmitamid, N-Butylstearamid, N-Butyloleamid, N-Octyllauramid, N-Octylmyristamid, N-Octylpalmitamid, N-Octylstearamid, N-Octyloleamid, N-Dodecyllauramid, N-Dodecylmyristamid, N-Dodecylpalmitamid, N-Dodecylstearamid, N-Dodecyloleamid, Dilauroylamin, Dimyristoylamin, Dipalmitoylamin, Distearoylamin, Dioleoylamin, Trilauroylamin, Trimyristoylamin, Tripalmitoylamin, Tristearoylamin, Trioleoylamin, Succinamid, Adipamid, Glutaramid, Malonamid, Azelamid, Maleamid, N-Methylsuccinamid, N-Methyladipamid, N-Methylglutaramid, N-Methylmalonamid, N-Methylazelamid, N-Ethylsuccinamid, N-Ethyladipamid, N-Ethylglutaramid, N-Ethylmalonamid, N-Ethylazelamid, N-Butylsuccinamid, N-Butyladipamid, N-Butylglutaramid, N-Butylmalonamid, N-Octyladipamid und N-Dodecyladipamid.
Unter Bezugnahme auf die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt die Temperatur-Farbdichtekurve eines solchen Pigments, dass sie Farbveränderungen in einem Hysteresebereich (ΔH) mit einer Breite von 5°C bis 80°C durchläuft und dass die Farben davon jeweils in einem Bereich von Temperaturen, der nicht höher liegt als die untere Auslösetemperatur und in einem Bereich von Temperaturen, der nicht niedriger liegt als die höhere Auslösetemperatur, alternierend memoriert und durch das Pigment in dem Temperaturbereich zwischen der unteren Auslösetemperatur und der höheren Auslösetemperatur erhalten bleiben. Bei diesem theromchromen mikroverkapselten Pigment können die Farbveränderungspunkte der niederen Temperaturseite so reguliert werden, dass sie sich zur höheren Temperaturseite verlagern.
Indem die vier essentiellen Bestandteile, bestehend aus den Bestandteilen (a), (b), (c) und (d) wie oben beschrieben, vermischt werden, kann eine thermochrome Zusammensetzung erhalten werden.
Die Anteile der Bestandteile (a), (b) und (c) variieren abhängig von den gewünschten Farbdichten, Farbveränderungstemperaturen, Farbveränderungsverhalten und Art jedes Bestandteils. Erwünschte thermochrome Eigenschaften werden jedoch erhalten, wenn die Menge des Bestandteils (b) allgemein 0,1 bis 50 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-Teile und die des Bestandteils (c) allgemein von 1 bis 800 Gew.-Teile, vorzugsweise 5 bis 200 Gew.-Teile pro Gewichtsteil des Bestandteils (a) beträgt.
Ein Lichtstabilisator kann in die thermochromen Zusammensetzungen in einer Menge von allgemein 0,3 bis 24 Gew.-Teilen, vorzugsweise 0,8 bis 16 Gew.-Teilen pro Gewichtsteil der Elektronen-abgebenden chromatischen organischen Verbindung als Bestandteil (a) eingebaut werden, um zu verhindern, dass die Zusammensetzung an einem Photoabbau leidet.
Beispiele für den Lichtstabilisator beinhalten Verbindungen, die Oxidationsreaktionen inhibieren, wie z.B. Ultraviolett-Absorptionsmittel und Antioxidantien, die einen Photoabbau verhindern, ausgelöst durch den Photoreaktions-induzierten angeregten Zustand von Bestandteil (a), Quenchmittel für Singlett-Sauerstoff, z.B. Carotine, Pigmente, Amine, Phenols, Nickelkomplexe und Sulfide, Quenchmittel für Superoxidanionen, z.B. Komplexe aus Oxiddismutase mit Kobalt und Nickel und Ozon-Quenchmittel.
Jede der oben beschriebenen thermochromen Zusammensetzungen ist mikroverkapselt und wird als mikroverkapseltes Pigment verwendet. So kann die thermochrome Zusammensetzung dieselbe Aufmachung unter verschiedenen Verwendungsbedingungen erhalten und ein chemisch und physikalisch stabiles Pigment kann konstituiert werden. Dieses Pigment kann dieselben Wirkungen wie die Zusammensetzung erzeugen.
Für die Mikroverkapselung können konventionelle bekannte Techniken verwendet werden. Beispiele hierfür beinhalten eine Grenzflächen-Polymerisation, in situ Polymerisation, eine Aushärtungsbeschichtung in Flüssigkeit, eine Phasentrennung aus einer wässrigen Lösung, eine Phasentrennung aus einem organischen Lösungsmittel, Schmelz-Dispersions-Abkkühlung, Luftsuspensionsbeschichtung und Sprühtrocknen. Ein geeignetes Verfahren wird gemäß der beabsichtigten Verwendung gewählt. Bevor die Mikrokapseln einer praktischen Verwendung zugeführt werden, kann ihre Oberfläche mit einem zusätzlichen Harzfilm beschichtet werden, um dadurch eine Haltbarkeit zu verleihen oder die Oberflächeneigenschaften je nach Zweck zu modifizieren.
Der Lichtstabilisator kann zusammen mit der thermochromen Zusammensetzung mikroverkapselt werden. Alternativ kann der Lichtstabilisator einem Vehikel zugefügt werden, das verwendet wird, wenn die mikroverkapselte Zusammensetzung als Färbemittel verwendet wird. Es ist auch möglich den Lichtstabilisator in die Mikrokapseln einzubauen und gleichzeitig den Stabilisator dem Vehikel zuzuführen.
Die thermochromen mikroverkapselten Pigmente der Erfindung können durch Mikroverkapselungstechniken erhalten werden, die konventionell allgemein verwendet wurden. Die Dispersion der Pigmente in verschiedene Vehikel ergibt Drucktinten und Beschichtungsmaterialien, mit denen bedruckte Stoffe und beschichtete Artikel erhalten werden können. Die Pigmente können auch mit einem Formharz zum Erhalt von verschiedenen Formartikeln durch allgemeine Formverfahren vermischt werden.
Weiterhin können die Pigmente in ein wachsartiges oder pastenförmiges Medium zum Erhalt eines Färbemittels dispergiert werden.
Die Pigmente können geeigneterweise in Kombination mit ein oder mehreren Farbstoffen oder Pigmenten verwendet werden, die nicht thermochrom sind, wodurch eine Vielzahl von Farbveränderungen erhalten werden können.
Ausführungsformen der Erfindung werden unten angegeben, jedoch sollte die Erfindung nicht als darauf begrenzt angesehen werden.
BEISPIELE 1 BIS 9 UND VERGLEICHSBEISPIELE 1 BIS 8
In Tabelle 1 ist die Zusammensetzung im Hinblick auf die Bestandteile (a), (b), (c) und (d), von jedem der thermochromen mikroverkapselten Pigmente der Beispiele 1 bis 9 dargestellt.
Bei jeder Kombination der Bestandteile (c) und (d) ist der Bestandteil (d) eine Verbindung der der Gleichung (X+30)°C≤Y≤200°C entspricht, worin X (°C) der Schmelzpunkt des Bestandteils (c) ist. Die Schmelzpunkte dieser beiden Bestandteile sind auch in der Tabelle dargestellt, wobei die Zahl in den Klammern die Menge im Hinblick auf Gewichtsteile angibt.
Herstellung einer ein mikroverkapseltes Pigment enthaltenden thermochromen Zusammensetzung Eine thermochrome Zusammensetzung, bestehend aus 1,5 Gew.-Teilen 3-[2-Ethoxy-4-(N-ethylanilin)phenyl)]-3-(1-ethyl-2-methylindol-3-yl)-4-azaphthalid als Bestandteil (a), 6,0 Gew.-Teilen 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)hexafluorpropan als Bestandteil (b), 50,0 Gew.-Teilen Neopentylstearat als Komponente (c) und 1,0 Gew.-Teilen Stearylbehenat als Bestandteil (d) wurde homogenisiert, um eine Lösung zu erhalten. Hierzu wurden 30,0 Gew.-Teile eines aromatischen Isocyanatpräpolymers als Wandmaterial und 35,0 Gew.-Teile Ethylacetat zugefügt. Diese Mischung wurde zur Lösung auf 70°C erwärmt. Die resultierende Lösung wurde in einer 15%igen Gelatinelösung emulgiert.
Während des Emulgationsvorgangs wurde die Mischung mit einem Homomixer gerührt, während die Rührkraft des Mischers so eingestellt wurde, um zu einem Teilchendurchmesser von 6,0 bis 8,0 μm zu führen. Nachdem die resultierende Emulsion weiter für ungefähr 1 Stunde gerührt wurde, wurden 2,5 Gew.-Teile eines wasserlöslichen modifizierten aliphatischen Amins hinzugefügt. Das Rühren wurde für weitere 6 Stunden fortgeführt, um eine Suspension eines thermochromen mikroverkapselten Pigments zu erhalten.
Die thermochrome mikroverkapselte Pigmentsuspension wurde einer Zentrifugalabtrennung zur Isolation des mikroverkapselten Pigments unterzogen. Dieses mikroverkapselte Pigment zeigte derartige thermochrome Eigenschaften, dass seine Farbe zwischen blau und farblos wechselte.
TEILCHENDURCHMESSERMESSUNG
Das mikroverkapselte Pigment wurde im Hinblick auf den Teilchendurchmesser mit einem Teilchengrößen-Verteilungsanalysator vom Lasertyp (LA-300, hergestellt von Horiba Ltd.) überprüft. Im Ergebnis lag der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Pigments bei 6,0 μm.
HERSTELLUNG EINER PROBE ZUR MESSUNG
Eine thermochrome Tinte, hergestellt durch Dispersion von 40 Gew.-Teilen des mikroverkapselten Pigments in 60 Gew.-Teilen einer Ethylen/Vinylacetat-Copolymeremulsion wurde verwendet, um einen Kreis einer gegebenen Größe auf holzfreies Papier durch Siebdruck zu drucken.
MESSUNG VON FARBVERÄNDERUNGS-TEMPERATUREN
Der bedruckte Stoff wurde in geeigneter Stellung auf einer Farbunterschieds-Messvorrichtung (Typ TC-3600, hergestellt von K.K. Tokyo Denshoku) angeordnet und wurde mit einer Rate von 10°C/min in einem Temperaturbereich mit einer Breite von 50°C erwärmt und abgekühlt, um die Farbdichte bei jeder der verschiedenen Temperaturen zu messen.
In den Beispielen 2 bis 9 wurden die in Tabelle 1 dargestellten Zusammensetzungen verwendet, um mikroverkapselte Pigmente auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 herzustellen. Diese mikroverkapselten Pigmente wurden im Hinblick auf den Teilchendurchmesser überprüft und einer Probenpräparation, sowie der Messung der Farbveränderungs-Temperaturen mit der Farbdifferenz-Messvorrichtung auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 unterzogen.
In Tabelle 2 sind Teilchendurchmesser, T₁ (vollständige Färbungstemperatur), T₂ (Färbungs-Initiationstemperatur), T₃ (Entfärbungs-Initiationstemperatur), T₄ (vollständige Entfärbungstemperatur), T_H (Temperatur korrespondierend zum Mittelpunkt in der Farbdichte während der Färbung), T_G (Temperatur korrespondierend zum Mittelpunkt in der Farbdichte während der Entfärbung) und ΔH (Hysteresebereich) des thermochromen mikroverkapselten Pigments von jedem Beispiel dargestellt.
TABELLE 2
Die mikroverkapselten Pigmente der Beispiele 2 bis 5 und 9 veränderten jeweils ihre Farbe zwischen blau und farblos, die mikroverkapselten Pigmente der Beispiele 6 und 7 veränderten ihre Farbe jeweils zwischen rosa und farblos und die mikroverkapselten Pigmente des Beispiels 8 veränderten ihre Farbe zwischen blau-grün und farblos.
In Tabelle 3 ist die Zusammensetzung im Hinblick auf die Bestandteile (a), (b) und (c) von jedem der thermochromen mikroverkapselten Pigmente der Vergleichsbeispiele 1 bis 8 dargestellt. Der Schmelzpunkt von Bestandteil (c) ist ebenfalls dargestellt.
Die Zahl in den Klammern in der Tabelle zeigt jeweils die Menge im Hinblick auf Gewichtsteile.
TABELLE 3
In Tabelle 4 sind der Teilchendurchmesser, T₁ (vollständige Färbungstemperatur), T₂ (Färbungs- Initiationstemperatur), T₃ (Entfärbungs-Initiationstemperatur), T₄ (vollständige Entfärbungstemperatur), T_H (Temperatur korrespondierend zum Mittelpunkt in der Farbdichte während der Färbung), T_G (Temperatur korrespondierend zum Mittelpunkt in der Farbdichte während der Entfärbung) und ΔH (Hysteresebereich) des thermochromen mikroverkapselten Pigments von jedem der Vergleichsbeispiele 1 und 2 dargestellt.
In den Vergleichsbeispielen wurden die mikroverkapselten Pigmente auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Diese mikroverkapselten Pigmente wurden im Hinblick auf Teilchendurchmesser untersucht und einer Probenherstellung und der Messung von Veränderungstemperaturen mit der Farbdifferenzmessvorrichtung auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 unterzogen.
TABELLE 4
In Tabelle 5 sind der Teilchendurchmesser, T₁ (vollständige Färbungstemperatur), T₂ (Färbungs-Initiationstemperatur), T₃ (Entfärbungs-Initiationstemperatur) und T₄ (vollständige Entfärbungstemperatur), des thermochromen mikroverkapselten Pigments von jedem der Vergleichsbeispiele 3 bis 8 dargestellt.
TABELLE 5
Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen, wie oben dargestellt, erhaltenen Pigmente, sind unten im Hinblick auf ihre Farbveränderungstemperaturen durch Diagramme erklärt.
Das mikroverkapselte Pigment gemäß Beispiel 1, das eine thermochrome Zusammensetzung enthielt, zeigte Farbveränderungs-Temperaturen, so dass es einen Hysteresebereich (ΔH) aufwies, der enger war als 3,5°C als das Pigment des Vergleichsbeispiels 1. Das Pigment von Beispiel 1 zeigte eine Farbveränderungstemperaturkurve, wie die in 2 dargestellte.
Ähnlich zeigt ein Vergleich zwischen Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2, dass das Pigment von Beispiel 2 einen um 2,0°C engeren Hysteresebereich (ΔH) aufwies als das Pigment des Vergleichsbeispiels 2. Das Pigment von Beispiel 2 zeigte eine Farbveränderungstemperaturkurve wie die in 2 dargestellte.
Das mikroverkapselte Pigmente von Beispiel 3, das eine thermochrome Zusammensetzung enthielt, zeigte derartige Farbveränderungstemperaturen, dass es sich bei 32°C zu färben begann und bei 20°C vollständig gefärbt war, im Kontrast zu der thermochromen Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel 3, die nicht nur mit einer graduellen Färbung bei 28°C begann und bei 8°C vollständig gefärbt war, sondern eine schrittweise Färbung zeigte. Das Pigment von Beispiel 3 hatte nämlich Farbveränderungstemperaturen, die zur höheren Temperaturseite verlagert waren und zeigte eine distinkte Farbveränderung. Dieses Pigment zeigte eine wie die in 3 dargestellte Farbveränderungs-Temperaturkurve.
Das mikroverkapselte Pigment von Beispiel 4, das eine thermochrome Zusammensetzung enthielt, zeigte Farbveränderungstemperaturen, so dass es sich bei 22°C zu färben begann und bei 4°C vollständig gefärbt war, im Kontrast zu der thermochromen Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel 4, die nicht nur mit einer graduellen Färbung bei 17°C begann und bei 6°C vollständig gefärbt war, sondern eine schrittweise Färbung zeigte. Das Pigment von Beispiel 4 wies nämlich Farbveränderungstemperaturen auf, die zur höheren Temperaturseite verlagert waren und zeigte eine distinkte Farbveränderung. Dieses Pigment zeigte eine Farbveränderungstemperaturkurve, wie die in 3 dargestellte.
Das mikroverkapselte Pigment von Beispiel 5, das eine thermochrome Zusammensetzung enthielt, zeigte Farbveränderungstemperaturen, so dass es sich bei 37°C zu färben begann und bei 25°C vollständig gefärbt war, im Kontrast zu der thermochromen Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel 5, die nicht nur mit einer graduellen Färbung bei 31°C begann und bei 10°C vollständig gefärbt war, sondern eine schrittweise Färbung zeigte. Das Pigment von Beispiel 5 wies nämlich Farbveränderungstemperaturen auf, die zur höheren Temperaturseite verlagert waren und zeigte eine distinkte Farbveränderung. Dieses Pigment zeigte eine Farbveränderungstemperaturkurve, wie die in 3 dargestellte.
Das mikroverkapselte Pigment von Beispiel 6, das eine thermochrome Zusammensetzung enthielt, zeigte Farbveränderungstemperaturen, so dass es sich bei 27°C zu färben begann und bei 17°C vollständig gefärbt war, im Kontrast zu der thermochromen Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel 6, die nicht nur mit einer graduellen Färbung bei 20°C begann und bei 8°C vollständig gefärbt war, sondern eine schrittweise Färbung zeigte. Das Pigment von Beispiel 6 wies nämlich Farbveränderungstemperaturen auf, die zur höheren Temperaturseite verlagert waren und zeigte eine distinkte Farbveränderung. Dieses Pigment zeigte eine Farbveränderungstemperaturkurve, wie die in 3 dargestellte.
Das mikroverkapselte Pigment von Beispiel 7, das eine thermochrome Zusammensetzung enthielt, zeigte Farbveränderungstemperaturen, so dass es sich bei 22°C zu färben begann und bei 14°C vollständig gefärbt war, im Kontrast zu der thermochromen Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel 6, die nicht nur mit einer graduellen Färbung bei 20°C begann und bei 8°C vollständig gefärbt war, sondern eine schrittweise Färbung zeigte. Das Pigment von Beispiel 7 wies nämlich Farbveränderungstemperaturen auf, die zur höheren Temperaturseite verlagert waren und zeigte eine distinkte Farbveränderung. Dieses Pigment zeigte eine Farbveränderungstemperaturkurve, wie die in 3 dargestellte.
Das mikroverkapselte Pigment von Beispiel 8, das eine thermochrome Zusammensetzung enthielt, zeigte Farbveränderungstemperaturen, so dass es sich bei 18°C zu färben begann und bei 12°C vollständig gefärbt war, im Kontrast zu der thermochromen Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel 7, die nicht nur mit einer graduellen Färbung bei 14°C begann und bei 2°C vollständig gefärbt war, sondern eine schrittweise Färbung zeigte. Das Pigment von Beispiel 8 wies nämlich Farbveränderungstemperaturen auf, die zur höheren Temperaturseite verlagert waren und zeigte eine distinkte Farbveränderung. Dieses Pigment zeigte eine Farbveränderungstemperaturkurve, wie die in 3 dargestellte.
Das mikroverkapselte Pigment von Beispiel 9, das eine thermochrome Zusammensetzung enthielt, zeigte Farbveränderungstemperaturen, so dass es sich bei 35,5°C zu färben begann und bei 25°C vollständig gefärbt war, im Kontrast zu der thermochromen Zusammensetzung von Vergleichsbeispiel 8, die nicht nur mit einer graduellen Färbung bei 32°C begann und bei 22°C vollständig gefärbt war, sondern eine schrittweise Färbung zeigte. Das Pigment von Beispiel 9 wies nämlich Farbveränderungstemperaturen auf, die zur höheren Temperaturseite verlagert waren und zeigte eine distinkte Farbveränderung. Dieses Pigment zeigte eine Farbveränderungstemperaturkurve, wie die in 3 dargestellte.
BEISPIELE 10 BIS 21 UND VERGLEICHSBEISPIELE 9 BIS 16
In Tabelle 6 ist die Zusammensetzung im Hinblick auf die Bestandteile (a), (b), (c) und (d), von jedem thermochromen mikroverkapselten Pigmente der Beispiele 10 bis 20 dargestellt. Jede Kombination der Bestandteile (c) und (d) entspricht der Gleichung (X+16)°C≤Y≤(X+100)°C oder (X+10)°C≤Y≤(X+15)°C, worin X (°C) und Y (°C) die Schmelzpunkte der Bestandteile (c) bzw. (d) sind. Die Schmelzpunkte dieser zwei Bestandteile sind auch in der Tabelle dargestellt, wobei die Zahl in den Klammern jeweils die Menge im Hinblick auf Gewichtsteile ausdrückt.
In Tabelle 7 sind, T₁ (vollständige Färbungstemperatur), T₂ (Färbungs-Initiationstemperatur), T₃ (Entfärbungs-Initiationstemperatur), T₄ (vollständige Entfärbungstemperatur), T_H (Temperatur korrespondierend zum Mittelpunkt in der Farbdichte während der Färbung), T_G (Temperatur korrespondierend zum Mittelpunkt in der Farbdichte während der Entfärbung) und ΔH (Hysteresebereich) des thermochromen mikroverkapselten Pigments von jedem Beispiel dargestellt.
TABELLE 7
HERSTELLUNG EINER EIN MIKROVERKAPSELTES PIGMENT ENTHALTENDEN THERMOCHROMEN ZUSAMMENSETZUNG
Eine Mischung aus 1,5 Gew.-Teilen 3-Cyclohexylamino-7-methylfluoran als Bestandteil (a), 6,0 Gew.-Teilen 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan als Bestandteil (b), 50,0 Gew.-Teilen Neopentylstearat als Bestandteil (c) und 5,0 Gew.-Teilen Stearyllaurat als Bestandteil (d) wurde auf 120°C erwärmt, um eine homogene Lösung zu erhalten. Danach wurde diese Lösung mit einer Epoxyharzfolie, gebildet aus einem Epoxyharz und einem Aminhärtmittel durch Grenzflächenpolymerisation zur Herstellung eines mikroverkapselten Pigments mikroverkapselt. Dieses mikroverkapselte Pigment zeigte derartige thermochrome Eigenschaften, dass sich seine Farbe zwischen orange und farblos veränderte.
HERSTELLUNG EINER PROBE ZUR MESSUNG
Eine thermochrome Tinte, hergestellt durch Dispersion von 40 Gew.-Teilen eines mikroverkapselten Pigments in 60 Gew.-Teilen einer Ethylen/Vinylacetat-Copolymeremulsion wurde verwendet, um einen Kreis einer gegebenen Größe auf ein holzfreies Papier durch Siebdruck zu drucken.
MESSUNG DER FARBVERÄNDERUNGSTEMPERATUREN
Der bedruckte Stoff wurde in geeigneter Stellung in eine Farbdifferenz-Messvorrichtung (Typ TC-3600, hergestellt von K.K. Tokyo Denshoku) angeordnet und wurde mit einer Rate von 10°C/min in einem Temperaturbereich mit einer Breite von 50°C zur Messung der Farbdichte bei jeder der unterschiedlichen Temperaturen erwärmt und abgekühlt.
In den Beispielen 10 bis 21 wurden die in Tabelle 6 dargestellten Zusammensetzungen verwendet, um mikroverkapselte Pigmente auf dieselbe Weise wie in Beispiel 10 herzustellen. Diese mikroverkapselten Pigmente wurden der Probenvorbereitung und der Messung der Farbveränderungstemperaturen mit der Farbdifferenz-Messvorrichtung auf dieselbe Weise wie in Beispiel 10 unterzogen.
Die in einigen der Beispiele 10 bis 21 erhaltenen Pigmente zeigten die folgenden thermochromen Eigenschaften. Das mikroverkapselte Pigment gemäß Beispiel 12 veränderte seine Farbe zwischen rosa und farblos; das mikroverkapselte Pigment von Beispiel 13 veränderte seine Farbe zwischen schwarz und farblos; das mikroverkapselte Pigment von Beispiel 14 veränderte seine Farbe zwischen blau und farblos; das mikroverkapselte Pigment von Beispiel 17 veränderte sich zwischen rosa und farblos; das mikroverkapselte Pigment von Beispiel 20 veränderte sich zwischen rosa und farblos.
In der Tabelle 8 ist die Zusammensetzung im Hinblick auf die Bestandteile (a), (b) und (c) von jedem der thermochromen mikroverkapselten Pigmente der Vergleichsbeispiele 9 bis 16 dargestellt. Der Schmelzpunkt des Bestandteils (c) ist ebenfalls dargestellt.
Die Zahl in den Klammern in der Tabelle zeigt jeweils die Menge im Hinblick auf Gewichtsteile.
TABELLE 8
In Tabelle 9 sind, T₁ (vollständige Färbungstemperatur), T₂ (Färbungs-Initiationstemperatur), T₃ (Entfärbungs-Initiationstemperatur), T₄ (vollständige Entfärbungstemperatur), T_H (Temperatur korrespondierend zum Mittelpunkt in der Farbdichte während der Färbung), T_G (Temperatur korrespondierend zum Mittelpunkt in der Farbdichte während der Entfärbung) und ΔH (Hysteresebereich) des thermochromen mikroverkapselten Pigments von jedem Vergleichsbeispiel dargestellt.
In den Vergleichsbeispielen wurden die mikroverkapselten Pigmente auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Diese mikroverkapselten Pigmente wurden der Probenvorbereitung und der Messung der Farbveränderungstemperaturen mit der Farbdifferenzmessvorrichtung auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 unterzogen.
TABELLE 9
Die in den oben angegebenen Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Pigmente werden unten im Hinblick auf ihre Farbveränderungstemperaturen durch Diagramme erklärt.
Das mikroverkapselte Pigment von Beispiel 10, das eine thermochrome Zusammensetzung enthielt, zeigte derartige Farbveränderungstemperaturen, dass es einen Hysterestebereich (ΔH) aufwies, der um 2°C enger war als der des Pigments von Vergleichsbeispiel 9. Das Pigment von Beispiel 10 zeigte eine Farbveränderungs-Temperaturkurve wie die in 4 angegebene.
Ähnlich zeigt ein Vergleich zwischen Beispiel 11 und Vergleichsbeispiel 9, dass das Pigment von Beispiel 11 einen Hysterestebereich (ΔH) aufwies, der um 5°C enger war als der des Pigments von Vergleichsbeispiel 9. Das Pigment von Beispiel 11 zeigte eine Farbveränderungs-Temperaturkurve wie die in 2 angegebene.
Ähnlich zeigt ein Vergleich zwischen Beispiel 12 und Vergleichsbeispiel 10, dass das Pigment von Beispiel 12 einen Hysterestebereich (ΔH) aufwies, der um 5,0°C enger war als der des Pigments von Vergleichsbeispiel 10. Das Pigment von Beispiel 12 zeigte eine Farbveränderungs-Temperaturkurve wie die in 2 angegebene.
Ähnlich zeigt ein Vergleich zwischen Beispiel 13 und Vergleichsbeispiel 11, dass das Pigment von Beispiel 13 einen Hysterestebereich (ΔH) aufwies, der um 3,0°C enger war als der des Pigments von Vergleichsbeispiel 11. Das Pigment von Beispiel 13 zeigte eine Farbveränderungs-Temperaturkurve wie die in 4 angegebene.
Ähnlich zeigt ein Vergleich zwischen Beispiel 14 und Vergleichsbeispiel 12, dass das Pigment von Beispiel 14 einen Hysterestebereich (ΔH) aufwies, der um 2,0°C enger war als der des Pigments von Vergleichsbeispiel 12. Das Pigment von Beispiel 14 zeigte eine Farbveränderungs-Temperaturkurve wie die in 4 angegebene.
Ähnlich zeigt ein Vergleich zwischen Beispiel 15 und Vergleichsbeispiel 12, dass das Pigment von Beispiel 15 einen Hysterestebereich (ΔH) aufwies, der um 2,0°C enger war als der des Pigments von Vergleichsbeispiel 12. Das Pigment von Beispiel 15 zeigte eine Farbveränderungs-Temperaturkurve wie die in 4 angegebene.
Ähnlich zeigt ein Vergleich zwischen Beispiel 16 und Vergleichsbeispiel 12, dass das Pigment von Beispiel 16 einen Hysterestebereich (ΔH) aufwies, der um 7,0°C enger war als der des Pigments von Vergleichsbeispiel 12. Das Pigment von Beispiel 16 zeigte eine Farbveränderungs-Temperaturkurve wie die in 2 angegebene.
Ähnlich zeigt ein Vergleich zwischen Beispiel 17 und Vergleichsbeispiel 13, dass das Pigment von Beispiel 17 einen Hysterestebereich (ΔH) aufwies, der um 3,0°C enger war als der des Pigments von Vergleichsbeispiel 13. Das Pigment von Beispiel 17 zeigte eine Farbveränderungs-Temperaturkurve wie die in 4 angegebene.
Ähnlich zeigt ein Vergleich zwischen Beispiel 18 und Vergleichsbeispiel 14, dass das Pigment von Beispiel 18 einen Hysterestebereich (ΔH) aufwies, der um 3,0°C enger war als der des Pigments von Vergleichsbeispiel 14. Das Pigment von Beispiel 18 zeigte eine Farbveränderungs-Temperaturkurve wie die in 4 angegebene.
Ähnlich zeigt ein Vergleich zwischen Beispiel 19 und Vergleichsbeispiel 15, dass das Pigment von Beispiel 19 einen Hysterestebereich (ΔH) aufwies, der um 7,5°C enger war als der des Pigments von Vergleichsbeispiel 15. Das Pigment von Beispiel 19 zeigte eine Farbveränderungs-Temperaturkurve wie die in 2 angegebene.
Ähnlich zeigt ein Vergleich zwischen Beispiel 20 und Vergleichsbeispiel 16, dass das Pigment von Beispiel 20 einen Hysterestebereich (ΔH) aufwies, der um 5,5°C enger war als der des Pigments von Vergleichsbeispiel 16. Das Pigment von Beispiel 20 zeigte eine Farbveränderungs-Temperaturkurve wie die in 2 angegebene.
Ähnlich zeigt ein Vergleich zwischen Beispiel 21 und Vergleichsbeispiel 9, dass das Pigment von Beispiel 21 einen Hysterestebereich (ΔH) aufwies, der um 3,5°C enger war als der des Pigments von Vergleichsbeispiel 9. Das Pigment von Beispiel 21 zeigte eine Farbveränderungs-Temperaturkurve wie die in 2 angegebene.
Die Erfindung kann thermochrome mikroverkapselte Pigmente bereitstellen, die delikat regulierte Farbveränderungstemperaturen aufweisen und in einer Vielzahl von Gebieten anwendbar sind, einschließlich der Temperaturindikation, Dekoration, Spielzeugen und Trainingselementen.
Wenn die mikroverkapselten Pigmente einen geringen Teilchendurchmesser aufweisen, sind sie nicht nur im Hinblick auf die delikate Regulation der Farbveränderungstemperaturen, sondern auch in der thermochromen Funktion der Darstellung einer distinkten Farbveränderung ausgezeichnet. Diese thermochromen mikroverkapselten Pigmente sind daher auf ein breites Gebiet von Anwendungen anwendbar, einschließlich Tinten für Schreibutensilien, Tinten zum Versprühen, Verarbeitungsdrucktinten für eine Auftrennung mit hoher Maschenzahl und Tiefdrucktinten.

Claims

Reversible, thermochrome, mikroverkapselte Pigmentzusammensetzung, die bei Temperaturzunahme Entfärbung und bei Temperaturabnahme Einfärbung zeigt und folgendes umfasst: (a) eine elektronenabgebende, chromatische, organische Verbindung, (b) eine elektronenanziehende Verbindung, (c) ein Reaktionsmedium, das die Temperatur bestimmt, bei der die Farbreaktionen der Komponente (a) mit der Komponente (b) stattfinden, und (d) einen Farbveränderungstemperaturregulator, der in einer Menge von 0,01–0,3 Gew.-Teilen pro Gew.-Teil des Reaktionsmediums (c) vorhanden ist und der mindestens einen Ester, einen Alkohol, ein Keton, ein Säureamid, einen Kohlenwasserstoff oder eine Fettsäure umfasst und einen Schmelzpunkt (Y) (°C) aufweist, der die Beziehung (X + 30) ≤ Y ≤ 200 erfüllt, worin X (°C) der Schmelzpunkt der Komponente (c) ist.
Reversibles, thermochromes, mikroverkapseltes Pigment gemäss Anspruch 1, worin der Farbveränderungstemperaturregulator (d) ein aliphatischer Ester, ein aliphatisches Keton, ein aliphatischer Alkohol, ein aliphatisches Säureamid oder eine gesättigte Fettsäure ist.
Reversibles, thermochromes, mikroverkapseltes Pigment gemäss Anspruch 1 oder 2, das einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,01–6 μm aufweist.
Reversibles, thermochromes, mikroverkapseltes Pigment gemäss mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Temperaturfarbdichtekurve liefert, gemäss der das Pigment Veränderungen mit einem maximalen Hysteresebereich (ΔH) von 5°C zeigt.
Reversible, thermochrome, mikroverkapselte Pigmentzusammensetzung, die bei Temperaturzunahme Entfärbung und bei Temperaturabnahme Einfärbung zeigt und folgendes umfasst: (a) eine elektronenabgebende, chromatische, organische Verbindung, (b) eine elektronenanziehende Verbindung, (c) ein Reaktionsmedium, das die Temperatur bestimmt, bei der die Farbreaktionen der Komponente (a) mit der Komponente (b) stattfinden, und (d) einen Farbveränderungstemperaturregulator, der in einer Menge von 0,01–0,3 Gew.-Teilen pro Gew.-Teil des Reaktionsmediums (c) vorhanden ist und der mindestens einen Ether, einen Ester, ein Keton, ein Säureamid oder eine Fettsäure umfasst und einen Schmelzpunkt (Y) (°C) aufweist, der die Beziehung (X + 16) ≤ Y ≤ (X + 100) erfüllt, worin X (°C) der Schmelzpunkt der Komponente (c) ist, und die Farbveränderungen mit einem Hysteresebereich (ΔH) von 5–80°C durchläuft, innerhalb dessen das Pigment entweder die Farbe aufweist, die mit Temperaturen oberhalb der oberen Farbveränderungstemperatur assoziiert ist, wenn der Eintritt in den Hysteresebereich von oben erfolgt, oder die Farbe, die mit Temperaturen unterhalb der unteren Farbveränderungstemperatur assoziiert ist, wenn der Eintritt in den Hysteresebereich von unten erfolgt.