DE69820840T2

DE69820840T2 - Farbänderungsmaterial

Info

Publication number: DE69820840T2
Application number: DE69820840T
Authority: DE
Inventors: Akio Showa-ku Nakashima
Original assignee: Pilot Ink Co Ltd
Current assignee: Pilot Ink Co Ltd
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2018-10-31
Also published as: EP0919604A2; EP0919604B1; CA2253160A1; EP0919604A3; HK1018907A1; DE69820840D1; US6228804B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Farbwechselmaterialien. Genauer betrifft die Erfindung Farbwechselmaterialien, deren Erscheinungsbild sich durch Einwirkung von Wärme und/oder eines Mediums, wie beispielsweise Wasser, von ihrem herkömmlichen Erscheinungsbild unterscheidet.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Thermochrome Artikel, die durch Verarbeitung reversibler thermochromer Materialien erhalten werden, werden üblicherweise im Bereich von Spielzeugen, Ornamenten usw. extensiv angewandt. Andererseits sind konvertierte Papiere bekannt, die eine poröse Schicht aufweisen, die ein Pigment mit niedrigem Brechungsindex enthalten und die durch Absorption von Flüssigkeit transparent werden und eine Farbe entwickeln, die in ihrem Normalzustand nicht sichtbar ist (siehe beispielsweise ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. Sho. 50-5097).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel ist die Bereitstellung von Farbwechselmaterialien, die ein reversibles thermochromes Material und ein Pigment mit niedrigem Brechungsindex in Kombination miteinander verwenden, und aufgrund dieser kombinierten Verwendung eine Mehrfachwirkung erzielen, die nicht mit Materialien erzielbar ist, die entweder das reversible thermochrome Material oder das Pigment umfassen, und die dazu vorgesehen sind, in Anwendungsbereichen im Bereich von Spielzeugen und Ornamenten verwendet zu werden.
Erfindungsgemäss umfasst ein Farbwechselmaterial eine reversible thermochrome Schicht und eine poröse Schicht, die ein Pigment mit niedrigem Brechungsindex enthält; worin das Farbwechselmaterial seine Farbe durch Einwirkung von Wärme und/oder Wasser verändert.
Das Farbwechselmaterial kann aufgrund einer Kombination der Funktion der thermischen Veränderung seiner Farbe mit geänderter Temperatur im Umgebungstemperaturbereich, sowie der Funktion der Veränderung des Transparenzgrades zwischen einem transparenten Zustand und einem opaken Zustand durch Aufbringen eines Mediums, z. B. Wasser, wirksam eine Vielzahl von Farbänderungen zeigen. Da diese Veränderungen des Erscheinungsbildes reversibel wiederholt hervorgebracht werden können, kann das Farbwechselmaterial in Anwendungen im Bereich von Spielzeugen, Designs, Mode, Ornamenten usw. verwendet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den anliegenden Zeichnungen ist
1 eine vertikale Schnittansicht, die eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Farbwechselmaterials darstellt;
2 eine vertikale Schnittansicht, die eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Farbwechselmaterials darstellt;
3 ist eine vertikale Schnittansicht, die eine noch weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Farbwechselmaterials darstellt;
4 ist eine vertikale Schnittansicht, die eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Farbwechselmaterials darstellt;
5 ist eine vertikale Schnittansicht, die eine noch weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Farbwechselmaterials darstellt;
6 ist eine vertikale Schnittansicht, die eine noch weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Farbwechselmaterials darstellt;
7 ist eine vertikale Schnittansicht, die eine noch weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Farbwechselmaterials darstellt;
8 ist eine vertikale Schnittansicht, die eine noch weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Farbwechselmaterials darstellt;
9 ist eine vertikale Schnittansicht, die eine noch weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Farbwechselmaterials darstellt;
15 ist eine vertikale Schnittansicht, die eine noch weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Farbwechselmaterials darstellt;
16 ist eine vertikale Schnittansicht, die eine noch weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Farbwechselmaterials darstellt;
17 ist eine schematische Ansicht, die eine dreidimensionale Struktur einer feinen teilchenförmigen Trockenprozess-Kieselsäure zeigt; und
18 ist eine schematische Ansicht, die eine zweidimensionale Struktur einer feinen teilchenförmigen Nassprozess-Kieselsäure zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend wie folgt detailliert beschrieben.
Erfindungsgemäss wird ein Farbwechselmaterial mit einer reversiblen thermochromen Schicht und einer porösen Schicht, die ein Pigment mit niedrigem Brechungsindex umfasst, und das seine Farbe als Antwort auf Wärme und/oder Wasser verändert, bereitgestellt. Die erfindungsgemässen Merkmale liegen beispielsweise darin, dass die reversible thermochrome Schicht und die poröse Schicht, die ein Pigment mit niedrigem Brechungsindex enthält, übereinandergelegt sind; dass die reversible thermochrome Schicht und die poröse Schicht, die ein Pigment mit niedrigem Brechungsindex enthält, Seite an Seite ausgebildet sind; dass das Farbwechselmaterial gebildet wird durch ein Substrat, die reversible thermochrome Schicht, die auf dem Substrat ausgebildet ist, und die poröse Schicht, die aus der reversiblen thermochromen Schicht gebildet ist; dass das Farbwechselmaterial ein Substrat, die reversible, auf dem Substrat ausgebildete thermochrome Schicht, die poröse Schicht, ausgebildet auf der reversiblen thermochromen Schicht, und eine reversible thermochrome Bildmusterschicht, die auf der porösen Schicht ausgebildet ist, umfasst; dass das Farbwechselmaterial ein Substrat, die auf dem Substrat ausgebildete poröse Schicht, und die auf der porösen Schicht ausgebildete reversible thermochrome Schicht aufweist; dass das Farbwechselmaterial ein Substrat, die auf dem Substrat ausgebildete poröse Schicht, eine auf der porösen Schicht ausgebildete reversible thermochrome Schicht und eine auf der reversiblen thermochromen Schicht ausgebildete poröse Bildmusterschicht umfasst; dass die reversible thermochrome Schicht und/oder die poröse Schicht eine Bildmusterschicht ist; und dergleichen.
Das Verhältnis von reversiblem thermochromen Material zu dem Pigment mit niedrigem Brechungsindex beträgt vorzugsweise 1 : 9–9 : 1 nach Gewicht, und das Verhältnis der Summe von reversiblem thermochromen Material und Pigment mit niedrigem Brechungsindex zum Binder beträgt vorzugsweise 2 : 10–10 : 2 nach Gewicht.
Beispiele für das reversible thermochrome Material, das zur Ausbildung der reversiblen thermochromen Schicht verwendet wird, schliesst reversible thermochrome Materialien ein, die jeweils drei Bestandteile einschliessen, die aus einer elektronenabgebenden, farbentwickelnden, organischen Verbindung, einer elektronenanziehenden Verbindung und einem Medium aus einer organischen Verbindung, das in reversibler Weise die Farbreaktion zwischen den beiden Verbindungen bewirkt, besteht, und ferner Flüssigkristalle, Ag₂HgI₄ und Cu₂HgI₄ einschliesst.
Spezifische Beispiele für die reversiblen thermochromen Materialien, die die drei Bestandteile enthalten, die aus einer elektronenabgebenden, farbentwickelnden, organischen Verbindung, einer elektronenanziehenden Verbindung und einem Medium aus einer organischen Verbindung, das in reversibler Weise die Farbreaktion bewirkt, bestehen, sind in den US-PSen 4 028 118, 4 732 810 und 5 558 700 angegeben. Diese Art von Material ändert seine Farbe bei einer vorgegebenen Temperatur (Farbänderungspunkt) und ist im herkömmlichen Temperaturbereich nur in einem spezifischen der beiden Zustände, die vor und nach der Farbveränderung gezeigt werden, vorhanden. Obwohl der andere Zustand beibehalten wird, solange die Hitze oder Kälte, die für diesen Zustand erforderlich ist, vorhanden ist, kehrt das Material bei Beendigung des Erhitzungs- oder Abkühlungszustands in den Zustand zurück, den es im Umgebungstemperaturbereich zeigt. Genauer ist dieses Material von einem Typ, das seine Farbe ändert, wobei es eine geringe Hysteresebreite (ΔH) in bezug auf das Temperatur-Farbdichte-Verhältnis bei Veränderung der Temperatur zeigt.
Ferner sind die thermochromen Farbgedächtnismaterialien wirksam, die in den US-PSen 4 720 301 und 5 558 699 vom hiesigen Anmelder vorgeschlagen werden, die ihre Farbe ändern und dabei eine breite Hysteresebreite zeigen. Genauer sind diese thermochromen Materialien von einem Typ, bei dem die Kurven, die erhalten werden durch Aufzeichnung der Farbänderungsdichte gegen die Temperaturänderung in dem Fall, in dem die Temperatur von der Niedertemperaturseite des Farbveränderungstemperaturbereichs erhöht wird, und dem Fall, in dem die Temperatur von der höheren Temperaturseite des Farbveränderungstemperaturbereichs ausgehend abgesenkt wird, bezüglich ihrer Form deutlich unterschiedlich sind. Diese Materialien sind reversible thermochrome Materialien, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie ihren Zustand, den sie bei Temperaturen von nicht mehr als dem Punkt der Temperaturveränderung auf der Niedertemperaturseite oder nicht weniger als dem Punkt der Temperaturveränderung auf der Hochtemperaturseite erfahren haben, beibehalten können, nachdem sie zum Umgebungstemperaturbereich zwischen dem Punkt der Farbveränderung auf der Niedertemperaturseite und dem Farbänderungspunkt auf der Hochtemperaturseite zurückgekehrt sind. Obwohl die oben beschriebenen reversiblen thermochromen Materialien, die die drei Bestandteile enthalten, die aus einer elektronenabgebenden, farbentwickelnden, organischen Verbindung, einer elektronenanziehenden Verbindung und einem Medium aus einer organischen Verbindung, das in reversibler Weise die Farbreaktion hervorruft, bestehen, so wie es ist verwendet werden können, wird das Material vorzugsweise nach Mikroeinkapselung verwendet. Der Grund hierfür ist, dass das mikroeingekapselte, reversible, thermochrome Material die gleiche Zusammensetzung zurückhalten und den gleichen Effekt unter verschiedenen Anwendungsbedingungen hervorbringen kann.
Durch die Mikroeinkapselung kann ein chemisch und physikalisch stabiles Pigment gebildet werden. Für die praktische Anwendung geeignete Mikrokapseln weisen Teilchendurchmesser von im allgemeinen 0,1–100 μm auf, vorzugsweise 1–50 μm, weiter bevorzugt 2–30 μm.
Für die Mikroeinkapselung können herkömmliche bekannte Techniken angewandt werden, wie beispielsweise das Grenzflächenpolymerisationsverfahren, das in-situ-Polymerisationsverfahren, ein Beschichtungsverfahren, worin die Aushärtung in einer Flüssigkeit durchgeführt wird, Phasentrennung aus einer wässrigen Lösung, Phasentrennung aus einem organischen Lösungsmittel, ein Fusionsdispergierabkühlverfahren, ein Beschichtungsverfahren, worin eine Suspension in Luft verwendet wird, und ein Sprühtrocknungsverfahren. Ein geeignetes Verfahren kann in Abhängigkeit von den Anwendungen hieraus ausgewählt werden. Vor der praktischen Anwendung können die Mikrokapseln mit einer sekundären Harzschicht beschichtet werden, wodurch diesen Haltbarkeit vermittelt wird oder deren Oberflächeneigenschaften modifiziert werden.
Das reversible thermochrome Material (vorzugsweise Mikrokapseln, die das reversible thermochrome Material darin eingekapselt enthalten), kann zur Ausbildung einer reversiblen thermochromen Schicht verwendet werden, indem das Material in einem Träger dispergiert wird, das ein Bindemittel enthält, das als schichtbildendes Material dient, wodurch ein Färbematerial hergestellt wird, z. B. eine Tinte oder eine Beschichtungszusammensetzung, und Aufbringen des färbenden Materials auf ein beliebiges aus verschiedenen Substraten. Ferner ist es möglich, das reversible thermochrome Material zur Ausbildung eines Substrats zu verwenden, das selbst reversible thermochrome Eigenschaften besitzt, indem das reversible thermochrome Material in einem thermoplastischen Harz oder einem warmhärtenden Harz dispergiert wird, und die Dispersion zu einem Blatt oder einer beliebigen anderen Form ausgeformt wird.
Das Bindemittel ist vorzugsweise ein transparentes schichtbildendes Harz und Beispiele hierfür sind die folgenden.
Beispiele für das Bindemittel schliessen Ionomerharze, Isobutylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymerharze, Acrylnitril/Acrylstyrol-Copolymerharze, Acrylnitril/Styrol-Copolymerharze, Acrylnitril/Butadien/Styrol-Copolymerharze, Acrylnitril/chlorierte Polyethylen/Styrol-Copolymerharze, Ethylen/Vinylchlorid-Copolymerharze, Ethylen/Vinylacetat-Copolymerharze, Ethylen/Vinylacetat/Vinylchlorid-Pfropfcopolymerharz, Vinylidenchloridharze, Vinylchloridharze, chlorierte Vinylchloridharze, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymerharze, chlorierte Polyethylenharze, chlorierte Polypropylenharze, Polyamidharze, hochdichte Polyethylenharze, mitteldichte Polyethylenharze, lineare niedrigdichte Polyethylenharze, Poly(ethylenterephthalat)harze, Poly(butylenterephthalat)harze, Polycarbonatharze, Polystyrolharze, hoch schlagfeste Polystyrolharze, Polypropylenharze, Poly(methylstyrol)harze, Poly(acrylester)harze, Poly(methylmethacrylat)harze, Epoxyacrylatharze, Alkylphenolharze, Kolophonium-modifizierte Phenolharze, Kolophonium-modifizierte Alkydharze, Phenol-modifizierte Alkydharze, Epoxy-modifizierte Alkydharze, Styrol-modifizierte Alkydharze, Acryl-modifizierte Alkydharze, Aminoalkydharze, Vinylchlorid/Vinylacetat-Harze, Styrol/Butadien-Harze, Epoxyharze, ungesättigte Polyesterharze, Polyurethanharze, Vinylacetatemulsionsharze, Styrol/Butadien-Emulsionsharze, Acrylesteremulsionsharze, wasserlösliche Alkydharze, wasserlösliche Melaminharze, wasserlösliche Harnstoffharze, wasserlösliche Phenolharze, wasserlösliche Epoxyharze, wasserlösliche Polybutadienharze, Celluloseacetat, Cellulosenitrat und Ethylcellulose ein.
Die poröse Schicht ist eine Schicht, die ein zäh anhaftendes Pigment mit niedrigem Brechungsindex in einem Binderharz dispergiert enthält. Diese Schicht versteckt in trockenem Zustand die darunterliegende Schicht, und wird durch Absorption eines flüssigen Mediums, z. B. Wasser, transparent oder durchscheinend, wodurch die darunterliegende Schicht wahrnehmbar wird. Wenn der nasse Bereich der porösen Schicht trocknet kehrt er in seinen ursprünglichen Zustand zurück.
Falls die poröse Schicht ein Färbemittel enthält, liegt die trockene Schicht in einem gefärbten opaken Zustand vor, und versteckt die darunterliegende Schicht. Durch Absorption eines flüssigen Mediums, z. B. Wasser, gelangt diese poröse Schicht in einen gefärbten transparenten oder gefärbten durchscheinenden Zustand, wodurch die darunterliegende Schicht wahrnehmbar wird. Wenn der nasse Bereich dieser porösen Schicht trocknet, kehrt er in seinen ursprünglichen Zustand zurück.
Beispiele für das Pigment mit niedrigem Brechungsindex schliessen feine teilchenförmige Kieselsäuren, Barytpulver, ausgefälltes Bariumsulfat, Bariumcarbonat, ausgefälltes Calciumcarbonat, Gips, Ton, Talk, Aluminiumoxid und basisches Magnesiumcarbonat ein. Diese Pigmente besitzen Brechungsindizes im Bereich von 1,4–1,7 und zeigen eine zufriedenstellende Transparenz nach Absorption von Wasser. Erfindungsgemäss liegt der Brechungsindex des Pigments vorzugsweise im Bereich von 1,4–1,7, wie oben beschrieben. Wenn er weniger als 1,4 beträgt, besitzt das Pigment Transparenz, so dass es schwierig ist, die untere Schicht im trockenen Zustand zu verstecken. Wenn er mehr als 1,7 beträgt, ist das Farbwechselmaterial auch dann, wenn es Wasser absorbiert, nicht transparent.
Obwohl der Teilchendurchmesser des Pigments mit niedrigem Brechungsindex nicht sonderlich beschränkt ist, beträgt er vorzugsweise 0,03–10,0 μm.
Es können zwei oder mehr Pigmente mit niedrigem Brechungsindex in Kombination miteinander verwendet werden.
Bevorzugte Pigmente mit niedrigem Brechungsindex schliessen feine teilchenförmige Kieselsäuren ein. Feine teilchenförmige Kieselsäuren werden hergestellt als nicht-kristalline amorphe Kieselsäure, und werden nach dem Herstellungsverfahren grob in zwei Gruppen eingeteilt: Kieselsäure, die nach dem Trockenverfahren hergestellt wird, das auf einer Gasphasenreaktion, wie beispielsweise der Pyrolyse eines Siliciumhalogenids basiert, z. B. Siliciumtetrachlorid (nachfolgend als "feine teilchenförmige Trockenprozess-Kieselsäure" bezeichnet); und diejenige, die hergestellt nach dem Nassverfahren auf Basis einer Flüssigphasenreaktion, wie beispielsweise der Zersetzung von z. B. Natriumsilicat mit einer Säure (nachfolgend als "feine teilchenförmige Nassprozess-Kieselsäure" bezeichnet). Obwohl beide Arten verwendet werden können, ist feine teilchenförmige Nassprozess-Kieselsäure weiter bevorzugt. Der Grund hierfür liegt darin, dass Systeme, die feinverteilte Nassprozess-Kieselsäure enthalten, höhere Abdeckeigenschaften im Normalzustand aufwiesen als Systeme, die feinverteilte Trockenprozess-Kieselsäure enthalten. Folglich kann die Verwendung von Nassprozess-Kieselsäure das Verhältnis des Binderharzes zu feiner teilchenförmiger Kieselsäure erhöhen, wodurch die Schichtfestigkeit der porösen Schicht verbessert wird.
Wie oben festgestellt, ist die feine teilchenförmige Kieselsäure, die dazu verwendet wird, dass die poröse Schicht eine zufriedenstellende Abdeckeigenschaft in ihrem Normalzustand zeigen kann, vorzugsweise feine teilchenförmige Nassprozess-Kieselsäure. Der Grund für diesen Vorzug von Nassprozess-Kieselsäure ist wie folgt. Feine teilchenförmige Trockenprozess-Kieselsäure unterscheidet sich in ihrer Struktur von feiner teilchenförmiger Nassprozess-Kieselsäure. Genauer besitzt feine teilchenförmige Trockenprozess-Kieselsäure eine dreidimensionale Struktur, die aus eng verbundenen Kieselsäuremolekülen aufgebaut ist, wie in 17 gezeigt.
Andererseits besitzt feine teilchenförmige Nassprozess-Kieselsäure zweidimensionale Strukturteile, die jeweils aufgebaut sind aus langen angeordneten Molekulareinheiten, die gebildet werden durch Kondensation von Kieselsäure, wie in 18 gezeigt. Die Molekularstruktur von feiner teilchenförmiger Nassprozess-Kieselsäure ist daher gröber als diejenige von feiner teilchenförmiger Trockenprozess-Kieselsäure. Es wird daher angenommen, dass eine poröse Schicht, die feine teilchenförmige Nassprozess-Kieselsäure enthält, in trockenem Zustand exzellent ist bezüglich der unregelmässigen Lichtreflexion, und daher im Vergleich mit einem System, das feine teilchenförmige Trockenprozess-Kieselsäure enthält, erhöhte Abdeckeigenschaften im Normalzustand zeigt.
Das Pigment mit niedrigem Brechungsindex, das in der porösen Schicht enthalten ist, besitzt vorzugsweise eine moderate Hydrophilizität, da das Medium, das in die Schicht eindringt, vorwiegend Wasser ist. Diesbezüglich ist feine teilchenförmige Nassprozess-Kieselsäure bevorzugt, da sie eine grössere Anzahl von Hydroxylgruppen, die als Silanolgruppen vorhanden sind, auf der Teilchenoberfläche aufweist und daher stärker hydrophil ist als die feine teilchenförmige Trockenprozess-Kieselsäure.
Bei der Verwendung von feiner teilchenförmiger Nassprozess-Kieselsäure als Pigment mit niedrigem Brechungsindex beträgt die Anwendungsmenge im Hinblick auf die Erfüllung von sowohl der Abdeckeigenschaften im herkömmlichen Zustand als auch der Transparenz nach der Wasserabsorption vorzugsweise 1–30 g/m², weiter bevorzugt 5–20 g/m², obwohl dies in Abhängigkeit von den Eigenschaften der feinen teilchenförmigen Nassprozess-Kieselsäure, z. B. der Art, dem Teilchendurchmesser, der spezifischen Oberfläche und der Ölabsorption davon variabel ist. Wenn die Menge weniger als 1 g/m² beträgt, ist es schwierig, im Normalzustand ausreichende Abdeckeigenschaften zu erzielen. wenn die Menge 30 g/m² übersteigt, ist es schwierig, nach der Wasserabsorption eine ausreichende Transparenz zu erhalten.
Das Pigment mit niedrigem Brechungsindex wird in einem Träger dispergiert, das ein Bindemittel enthält, und die Dispersion wird aufgebracht und getrocknet, wodurch der flüchtige Bestandteil entfernt und eine poröse Schicht gebildet wird.
Beispiele für das Binderharz schliessen Urethanharze, Nylonharze, Vinylacetatharze, Acrylesterharze, Acrylester-Copolymerharze, Acrylpolyolharze, Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymerharze, Maleinsäureharze, Polyesterharze, Styrolharze, Styrol-Copolymerharze, Polyethylenharze, Polycarbonatharze, Epoxyharze, Styrol/Butadien-Copolymerharze, Acrylnitril/Butadien-Copolymerharze, Methylmethacrylat/Butadien-Copolymerharze, Butadienharze, Chloroprenharze, Melaminharze, carboxylierte SBR-Harze, carboxylierte NBR-Harze, Emulsionen der oben aufgezählten Harze, Casein, Stärke, Cellulosederivate, Poly(vinylalkohol), Harnstoffharze, phenolische Harze und Epoxyharze ein.
Im Vergleich zu herkömmlichen bekannten allgemeinen Beschichtungsschichten weist die oben beschriebene poröse Schicht einen geringeren Binderharzanteil in bezug auf das Pigment auf, und neigt daher weniger dazu, eine ausreichende Schichtfestigkeit aufzuweisen. Folglich ist es bei Anwendungen, in denen die Waschbeständigkeit und Abriebbeständigkeit ein Erfordernis ist, bevorzugt, ein Urethanharz oder Nylonharz als Binderharz oder als Teil des Binderharzes zu verwenden.
Beispiele für das Urethanharz schliessen Polyesterurethanharze, Polycarbonaturethanharze und Polyetherurethanharze ein. Es kann eine Kombination aus zwei oder mehr solchen Urethanharzen kann verwendet werden. Es ist ebenso möglich, entweder ein Urethanemulsionsharz zu verwenden, das eine wässrige Emulsion aus einem beliebigen der obigen Harze ist, oder ein kolloidales Urethanharz vom Dispersionstyp (Ionomertyp), das erhalten wird durch Auflösen oder Dispergieren eines Urethanharzes mit Ionizität (Urethanionomer) in Wasser mittels Selbstemulgierung auf Basis der ionischen Gruppen ohne Zuhilfenahme eines Emulgierungsmittels.
Das Urethanharz kann entweder ein wasserkompatibles oder ein ölkompatibles sein. Vorzugsweise wird jedoch ein wasserkompatibles Urethanharz, insbesondere ein Urethanemulsionsharz oder ein Urethanharz vom kolloidalen Dispersionstyp verwendet.
Obwohl das Urethanharz alleine verwendet werden kann, kann es in Kombination mit einem oder mehreren anderen Binderharzen verwendet werden, abhängig von der Art des Substrats und der Güte, die für die Schicht erforderlich ist. Wenn eine Kombination aus dem Urethanharz mit andere(m/n) Harz(en) verwendet wird, so liegt der Gehalt des Urethanharzes vorzugsweise bei mindestens 30 Gew.-% auf Basis der Feststoffe, auf Basis aller Binderharze in der porösen Schicht, damit eine Schichtfestigkeit erhalten wird, die für die praktische Anwendung ausreicht.
Wenn ein vernetzbares Binderharz verwendet wird, kann die Schichtfestigkeit weiter verbessert werden durch Zugabe eines beliebigen gewünschten Vernetzungsmittels zur Vernetzung des Harzes.
Die oben genannten Binderharze weisen unterschiedliche Affinitäten gegenüber dem Medium auf. Durch Verwendung einer geeigneten Kombination aus zwei oder mehreren davon ist es möglich, die Zeit, die erforderlich ist, damit ein Medium in die poröse Schicht eindringt, das Ausmass der Eindringung und die Geschwindigkeit des Trocknens nach dem Eindringen zu steuern. Ebenso ist es möglich, die Eindringzeit, das Ausmass des Eindringens und die Geschwindigkeit des Trocknens nach dem Eindringen durch geeignete Zugabe eines Dispergiermittels zu steuern.
Beispiele für das Substrat schliessen Stoffe ein, wie beispielsweise gewebte Textilien, gestrickte Textilien, Tressen und Vliesstoffe, Papiere, synthetische Papiere, Samttextilien, Velourtextilien, Kunstleder, Leder, Kunststoffe, Gläser, Keramiken, Hölzer und Steine. Diese sind alle wirksam.
Wenn ein Aufbau gemäss der vorliegenden Erfindung mit einer reversiblen thermochromen Schicht, die selbst als Substrat dient, und einer porösen Schicht, die auf der reversiblen thermochromen Schicht ausgebildet ist, mit einem Medium, z. B. Wasser, in Kontakt gebracht wird, das eine Temperatur in dem Bereich aufweist, in dem die reversible thermochrome Schicht keine Farbänderung zeigt, dann dringt das Medium in die poröse Schicht ein, wodurch diese Schicht transparent wird, wodurch die Farbe der darunterliegenden, reversiblen, thermochromen Schicht sichtbar wird.
Wenn der obige Aufbau andererseits mit einem Medium, z. B. Wasser, in Kontakt gebracht wird, das eine Temperatur in dem Bereich aufweist, in dem die reversible thermochrome Schicht eine Farbänderung unterläuft, so dringt das Medium in die poröse Schicht ein, wodurch diese Schicht transparent wird, und verändert die Farbe der darunterliegenden reversiblen thermochromen Schicht.
Ein Beispiel für den obigen Aufbau ist ein Farbwechselmaterial mit einer reversiblen thermochromen Schicht, die ihre Farbe als Antwort auf die Körpertemperatur ändert. Dieses Farbwechselmaterial kann in einer solchen Weise verwendet werden, dass es mit einem Medium, z. B. Wasser, in Kontakt gebracht wird, das eine Temperatur in dem Bereich, in dem die reversible thermochrome Schicht keine Farbänderung eingeht, kontaktiert wird, wodurch die poröse Schicht transparent wird, und die Farbe der reversiblen thermochromen Schicht wird dann durch Handberührung verändert. Dieses Farbwechselmaterial kann eine grössere Vielzahl von Farbveränderungen zeigen, beispielsweise indem diese Schichten in Kombination mit einer nicht-farbwechselnden Schicht verwendet werden.
Die reversible thermochrome Schicht in jedem Aufbau, wie oben beschrieben, kann entweder eine reversible Farbänderung zwischen dem gefärbten Zustand und dem farblosen Zustand und eine reversible Farbänderung zwischen einem gefärbten Zustand (1) ←→ gefärbten Zustand (2) aufweisen.
Damit ein Aufbau des erfindungsgemässen Farbwechselmaterials die Erscheinungsform von drei oder mehr unterschiedlichen Farbtönen zeigt, sollte(n) die Schicht(en), die unter der porösen Schicht liegt/liegen zwei oder mehr Farbtöne aufweisen, die von dem Farbton der porösen Schicht in trockenem Zustand abweichen. Damit die Erscheinungsbilder derartiger zwei oder mehr unterschiedlichen Farbtönen sichtbar werden, sollte die reversible thermochrome Schicht selbst derartige unterschiedliche Farbtöne aufweisen. Alternativ dazu sollte, wenn die reversible thermochrome Schicht eine Schicht ist, die ihre Farbe von einem gefärbten Zustand zu einem farblosen Zustand reversibel verändert, ein Substrat oder eine gefärbte Schicht abgeschieden sein, die jeweils einen von dem Farbton unterschiedlichen Farbton aufweisen.
Da die poröse Schicht ein Pigment mit einem niedrigen Brechungsindex, wie beispielsweise Silica, enthält, zeigt sie in trockenem Zustand hohe Abdeckeigenschaften, wodurch der Farbton der darunterliegenden Schicht vollkommen versteckt wird. Folglich kann selbst dann, wenn die darunterliegende Schicht eine dunkle Farbe aufweist, das Farbwechselmaterial so aufgebaut werden, dass ein relativ heller Farbton wahrgenommen wird.
Ferner kann eine reversible thermochrome Bildmusterschicht, die aus einer reversiblen thermochromen Schicht besteht, auf der porösen Schicht ausgebildet werden, wodurch eine breitere Vielzahl der Designveränderungen erhalten wird.
Nachfolgend wird das System mit einem Substrat, einer darauf ausgebildeten porösen Schicht und einer auf der porösen Schicht ausgebildeten reversiblen thermochromen Schicht erläutert. Im Hinblick darauf, dass es einem Medium, z. B. Wasser, ermöglicht wird, in die poröse Schicht einzudringen, ist die darüberliegende reversible thermochrome Schicht vorzugsweise auch für das Medium, z. B. Wasser, durchlässig.
Wenn das Farbwechselmaterial eine reversible thermochrome Schicht aufweist, die in reversibler Weise ihre Farbe von einem gefärbten Zustand in einen farblosen Zustand verändert und bei Umgebungstemperatur im gefärbten Zustand ist, und dieses Farbwechselmaterial mit einem Medium, z. B. Wasser, in Kontakt gebracht wird, das eine Temperatur in dem Bereich aufweist, in dem die Zusammensetzung eine Farbänderung hervorbringt, so wird die reversible thermochrome Schicht entfärbt und gleichzeitig wird die poröse Schicht transparent. Als Ergebnis wird der Farbton des Substrats hervorgebracht.
Wenn das Farbwechselmaterial erwärmt oder abgekühlt wird, ohne dass es mit einem Medium, z. B. Wasser, in Kontakt gebracht wird, z. B. durch Anfassen mit der Hand oder Aufblasen von warmer Luft, kalter Luft usw., wird das reversible thermochrome Material entfärbt und der Farbton der porösen Schicht wird hervorgebracht.
Wenn das Farbwechselmaterial ferner eine reversible thermochrome Schicht aufweist, die ihre Farbe in reversibler Weise von einem gefärbten Zustand zu einem farblosen Zustand verändert und bei Umgebungstemperatur im entfärbten Zustand vorliegt, und dieses Farbwechselmaterial mit einem Medium, z. B. Wasser, kontaktiert wird, das eine Temperatur in dem Bereich aufweist, in dem die reversible thermochrome Schicht keine Farbveränderung eingeht, dann wird die poröse Schicht transparent und es wird der Farbton des Substrats hervorgebracht. Wenn dieses Farbwechselmaterial mit einem Medium in Kontakt gebracht wird, das eine Temperatur in dem Bereich aufweist, in dem die reversible thermochrome Schicht eine Farbveränderung hervorbringt, so wird die thermochrome Schicht in ihrem gefärbten Zustand hervorgebracht.
In jedem Aufbau, wie oben beschrieben, ist die reversible thermochrome Schicht vorzugsweise eine solche, die ihre Farbe reversibel von einem gefärbten Zustand in einen ungefärbten Zustand verändert. Damit jede dieser Aufbauvarianten das Erscheinungsbild von drei oder mehr unterschiedlichen Farbtönen besitzt, sollte(n) die Schicht(en), die unter der reversiblen thermochromen Schicht liegt/liegen, zwei oder mehr Farbtöne aufweisen, die von dem Farbton der reversiblen thermochromen Schicht abweichen. Damit derartige zwei oder mehr unterschiedliche Farbtöne hervorgebracht werden können, ist es erforderlich, dass das Substrat und die poröse Schicht im trockenen Zustand unterschiedliche Farben aufweisen oder dass eine gefärbte Schicht mit einem Farbton, der von demjenigen der porösen Schicht im trockenen Zustand unterschiedlich ist, zwischen der porösen Schicht und den Substrat eingeschoben ist.
Da die poröse Schicht ein Pigment mit niedrigem Brechungsindex, wie beispielsweise Silica, enthält, zeigt sie im trockenen Zustand hohe Abdeckeigenschaften, wodurch der Farbton der darunterliegenden Schicht vollständig verdeckt wird. Die darüberliegende reversible thermochrome Schicht kann einen hellen Farbton aufweisen.
Ferner kann zur Erzielung einer breiteren Vielfalt von Designveränderungen eine poröse Bildmusterschicht mit einer porösen Schicht auf der reversiblen thermochromen Schicht ausgebildet werden.
Obwohl die oben beschriebenen Strukturen, in denen die reversible thermochrome Schicht und die poröse Schicht übereinandergelegt sind, zur Hervorbringung einer Vielzahl von Farbveränderungen am meisten wirksam sind, ist auch eine Struktur wirksam, in der die reversible thermochrome Schicht und die poröse Schicht nicht in übereinanderliegendem Zustand vorhanden sind.
Insbesondere kann ein Farbwechselmaterial, in dem die beiden Schichten nahe beieinander abgeschieden sind, dazu gebracht werden, durch entweder Wärme oder Wasser eine Farbveränderung zu zeigen. Daher erhöht eine breitere Vielfalt von Farbmitteln in Kombination mit der resultierenden Zunahme der Anzahl von Farben die Eignung des Farbwechselmaterials zur Anwendung in Spielzeugen und deren Auswirkung auf ein attraktives Erscheinungsbild.
Wenn das Farbwechselmaterial ein reversibles thermochromes Material aufweist, das seine Farbe von einem gefärbten Zustand zu einem farblosen Zustand verändert, und bei Umgebungstemperatur im entfärbten Zustand vorliegt und dieses Farbwechselmaterial mit einem Medium in Kontakt gebracht wird, das eine Temperatur in dem Bereich aufweist, in dem das reversible thermochrome Material keine Farbveränderung hervorbringt, so wird ferner der Farbton des Substrats hervorgebracht. Wenn dieses Farbwechselmaterial mit einem Medium in Kontakt gebracht wird, das eine Temperatur in dem Bereich aufweist, in dem das reversible thermochrome Material eine Farbänderung zeigt, dann wird entweder der Farbton des reversiblen thermochromen Materials in gefärbtem Zustand oder eine Mischfarbe, die zusammengesetzt ist aus dem Farbton des reversiblen thermochromen Materials in gefärbtem Zustand und des Farbtons des Substrats, hervorgebracht.
In jedem Aufbau, wie oben beschrieben, ist das reversible thermochrome Material vorzugsweise ein solches, das seine Farbe reversibel von einem gefärbten Zustand in einen farblosen Zustand verändert.
Durch Verwendung des oben beschriebenen thermochromen Farbgedächtnismaterials als reversibles thermochromes Material kann ein Farbwechselmaterial erhalten werden, das komplexere und farbigere Erscheinungsbilder zeigt, da die Farbtöne unabhängig von der Veränderung der Umgebungstemperatur beibehalten werden können.
Nach Wunsch und Bedarf können in die reversible thermochrome Schicht und die poröse Schicht Farbstoffe inkorporiert werden, wodurch die erfindungsgemässen Farbwechselmaterialien die Möglichkeit besitzen, eine breitere Vielfalt von Farbtönen zu zeigen. Beispiele für die Färbemittel schliessen allgemeine färbende Farbstoffe und Pigmente und Fluoreszenzfarbstoffe und -pigmente ein. Bei Bedarf ist es ebenso möglich, ein metallisierendes Pigment oder dergleichen zu verwenden, wie beispielsweise mit Titandioxid beschichteten Glimmer, mit Eisenoxid/Titandioxid beschichteten Glimmer, und mit Eisenoxid, Guanin, Sericit, basischem Bleicarbonat, basischem Bleiarsenat oder Wismutoxychlorid beschichteten Glimmer.
Nach Wunsch und Bedarf kann eine nicht-farbverändernde Tinte, die einen allgemeinen Farbstoff oder ein allgemeines Pigment enthält, oder ein(en) Fluoreszenzfarbstoff oder -pigment enthält, zur Ausbildung einer nicht-farbveränderlichen Schicht angewandt werden. Ferner kann eine Tinte, die das Metallicpigment enthält, in Form einer Metallicschicht aufgebracht sein.
Insbesondere ist die Ausbildung einer nicht-farbverändernden Schicht auf einem Substrat zur Ausweitung der Freiheitsgrade der Farb- und Erscheinungsbildveränderungen wirksam.
Die reversible thermochrome Schicht und die poröse Schicht, wie oben beschrieben, können jeweils eine Bildmusterschicht sein, die in Abhängigkeit von den Bedürfnissen Buchstabensymbole, Figuren usw. tragen.
Es kann in geeigneter Weise eine Schutzschicht oder eine Lichtstabilisierungsschicht ausgebildet werden. Genauer ist die Lichtstabilisierungsschicht eine Schicht, die darin dispergiert oder zäh anhaftend einen Lichtstabilisator enthält, der ausgewählt ist aus UV-Absorbern, Antioxidationsmitteln, Alterungsinhibitoren, Singulett-Sauerstoffquenchern, Superoxidanionenquenchern, Ozonquenchern, Absorbern von sichtbarem Licht und Infrarotabsorbern.
Nach Bedarf kann ein Antistatikmittel, ein Polaritätsvermittelndes Mittel, ein thixotropes Mittel, ein Antischaumbildner usw. zu der reversiblen thermochromen Schicht oder der porösen Schicht zur Verbesserung der Funktionen zugegeben werden.
Die oben beschriebene reversible thermochrome Schicht und poröse Schicht kann ausgebildet werden nach allgemein bekannten Verfahren, wie beispielsweise Drucktechniken, einschliesslich Siebdruck, Offsetdruck, Gravurdruck, Drucken mit einem Beschichter oder einem Tampon, und Transferdruck- und Beschichtungstechniken, einschliesslich Bürsten, Sprühbeschichten, elektrostatische Beschichtung, Elektroabscheidung, Fliessbeschichtung, Walzenbeschichtung und Tauchbeschichtung.
Die erfindungsgemässen Farbwechselmaterialien sind wirksam in verschiedenen Formen, einschliesslich linearen Formen, zerklüfteten Formen und dreidimensionalen Formen, sowie in flachen Formen.
Spezifische Beispiele für Ausführungsformen der Farbwechselmaterialien schliessen gestopfte Spielzeugtiere, Puppen, Puppenkleider, wie beispielsweise Regenmäntel, Puppenaccessoires, wie beispielsweise Schirme und Taschen, Spielzeuge, wie beispielsweise Wasserpistolenzielscheiben, Modelle von Motorfahrzeugen oder Schiffen und Tafeln, auf denen Spuren auftauchen, wie beispielsweise der Handabdruck oder Fussabdruck eines Menschen oder einer Puppe, Trainingsmaterialien oder Büromaterialien, wie beispielsweise Papiere oder Blätter zum Schreiben mit Wasser, Bekleidung, wie Kleider, Schwimmbekleidung und Regenmäntel, Fussbekleidung, wie beispielsweise Regenstiefel, Druckmaterialien, wie beispielsweise wasserfeste Bücher und Kalender, Unterhaltungsartikel, wie beispielsweise Postkarten, Puzzles und verschiedene Spiele, Schwimm- oder Tauchartikel, wie beispielsweise Nassanzüge, Röhren und Schwimmbretter, Küchenartikel, wie beispielsweise Tabletts und Tassen, und andere Artikel, einschliesslich Schirme, künstliche Blumen und Gewinnlotterietickets, ein.
Die Farbwechselmaterialien können auch in verschiedenen Indikatoren angewandt werden, beispielsweise für den Flüssigkeits-Lecknachweis von Rohrleitungen, Wassertanks und anderen Tanks, den Nachweis der Benetzung durch Wasser beim Transport von vor Wasser zu schützenden Chemikalien oder in Lagerräumen hierfür, den Nachweis von Taukondensation, Regen usw., Urinnachweis in Einwegwindeln, den Nachweis von Flüssigkeitsniveaus oder Wassertiefen in verschiedenen Behältern und Pools, und zum Nachweis von Wasser in Böden.
BEISPIELE
Nachfolgend sind Beispiele angegeben. Alle Teile in den Beispielen sind auf das Gewicht bezogen.
BEISPIEL 1 – siehe 1
20 Teile eines mikrokapselförmigen Pigments, das ein darin eingekapseltes thermochromes Farbgedächtnismaterial enthielt (blau ←→ farblos; blau bei 15°C und darunter, farblos bei 30°C und höher) wurden mit 1 Teil eines fluoreszierenden Pinkpigments (Markenname: Epocolor FP-10; hergestellt von Nippon Shokubai Kogyo Co., Ltd.), 2 Teilen eines Benzotriazol-UV-Absorbers und 1.000 Teilen Polypropylen mit einem Vickert-Erweichungspunkt von 100°C homogen vermischt. Diese Mischung wurde mit einem Extruder behandelt, wodurch reversible thermochrome Pellets erhalten wurden. Diese Pellets wurden zu einem Blatt injektionsgeformt, wodurch eine reversible thermochrome Schicht (2) erhalten wurde.
Die reversible thermochrome Schicht (2) nahm beim Abkühlen auf 15°C oder darunter eine violette Farbe an, und diese Farbe wurde bei einer Temperatur im Bereich von unter 30°C beibehalten. Die Schicht (2) nahm beim Erwärmen auf 30°C oder mehr eine pinkfarbene Färbung an und diese Farbe wurde im Temperaturbereich oberhalb 15°C beibehalten.
Anschliessend wurde eine weisse Maskierungsdrucktinte, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung aus 15 Teilen eines feinen Silicapulvers (Markenname: Nipsil E-200; hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.), 30 Teilen einer Acrylesteremulsion (Feststoffgehalt: 50%), 50 Teilen Wasser, 0,5 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, 3 Teilen eines Verdickers für Tinten auf Wasserbasis, 1 Teil Ethylenglykol und 3 Teilen eines blockierten Isocyanatvernetzungsmittels, zur Durchführung des Flächendrucks auf der gesamten Oberfläche der reversiblen thermochromen Schicht (2) durch eine 180 mesh-Siebschablone verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und bei 130°C für 5 Minuten gehärtet, wodurch eine poröse Schicht (3) gebildet wurde, die im trockenen Zustand weiss war. Auf diese Weise wurde ein Farbwechselmaterial (1) mit übereinanderliegender Struktur erhalten.
Das Erscheinungsbild der porösen Schicht (3) veränderte sich von einem weissen Zustand in einen farblosen und transparenten Zustand durch Kontakt mit Wasser oder einem wässrigen Medium.
Das Farbwechselmaterial (1) war in trockenem Zustand bei 24°C weiss und blieb weiss, wenn es gekühlt oder erwärmt wurde. Durch Kontakt mit kaltem Wasser mit einer Temperatur von 15°C oder darunter wurde die poröse Schicht (3) jedoch transparent und die Farbe des Farbwechselmaterials (1) veränderte sich unmittelbar zu einer violetten Farbe, die der darunterliegenden reversiblen thermochromen Schicht (2) zuzuschreiben war. Das violette Farbwechselmaterial (1) wurde bei 24°C stehengelassen. Als Ergebnis veränderte das Farbwechselmaterial (1), das im nassen Zustand violett war, langsam seine Farbe von Violett zu Weiss mit dem Verdampfen des Wassers, und stellte bei Beendigung des Trocknens seine ursprüngliche weisse Farbe wieder her.
Anschliessend wurde das Farbwechselmaterial (1) mit warmem Wasser mit einer Temperatur von 30°C oder mehr kontaktiert. Als Ergebnis wurde die poröse Schicht durch das anhaftende Wasser transparent und die Farbe der reversiblen thermochromen Schicht (2) veränderte sich von Purpur zu Fluoreszenzpink. Folglich nahm das Farbwechselmaterial (1) eine fluoreszenzpinkfarbene Farbe an.
Dieses violette Farbwechselmaterial (1) wurde bei 24°C stehengelassen. Als Ergebnis veränderte sich das Farbwechselmaterial (1) mit der Verdampfung von Wasser, das im nassen Zustand Fluoreszenzpink war, langsam von Fluoreszenzpink zu Weiss, und nahm bei Beendigung des Trocknens seine ursprüngliche weisse Farbe wieder an.
Anschliessend wurde das trockene Farbwechselmaterial (1) mit kaltem Wasser mit einer Temperatur von 15°C oder darunter kontaktiert, wodurch die Farbe zu Violett verändert wurde, und ein Teil dieses violetten Farbwechselmaterials (1) wurde mit warmem Wasser mit einer Temperatur von 30°C oder mehr kontaktiert. Als Ergebnis veränderte sich die Farbe dieses Teils von Violett zu Pink, und das Farbwechselmaterial (1) wies daher einen violetten Bereich und einen pinkfarbenen Bereich auf. Dieser zweifarbige Zustand wurde beibehalten, bis das Wasser zur Trockene eingedampft wurde.
Wie oben gezeigt, änderte das Farbwechselmaterial (1) sein Erscheinungsbild von einem vollständig weissen Zustand zu Violett oder Fluoreszenzpink durch Anwendung von kaltem oder warmem Wasser und nahm beim Trocknen seinen ursprünglichen Zustand wieder an. Folglich konnte das Farbwechselmaterial (1) eine Vielzahl von Veränderungen seines Erscheinungsbildes durchlaufen.
Diese Veränderungen des Erscheinungsbildes konnten wiederholt reproduziert werden.
BEISPIEL 2 – siehe 2
Eine reversible thermochrome Siebdrucktinte, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung aus 10 Teilen eines mikrokapselförmigen Pigments, das ein darin eingekapseltes thermochromes Farbgedächtnismaterial enthielt (blau ←→ farblos; blau bei 15°C und darunter, farblos bei 30°C und darüber), 10 Teilen einer Acrylesteremulsion (Feststoffgehalt: 50%), 0,2 Teilen Silicon-Antischaumbildner, 1 Teil Wasser, 0,5 Teilen Ethylenglykol, 0,5 Teilen eines Verdickungsmittel und 0,5 Teilen eines Isocyanatvernetzungsmittels, wurde zur Durchführung des Flächendrucks durch eine 109 mesh-Siebschablone auf der gesamten Oberfläche eines pinkfarbenen Nylontafts als Substrat (4) verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und bei 130°C für 5 Minuten getrocknet, wodurch eine reversible thermochrome Schicht (2) gebildet wurde.
Durch Kühlen auf 15°C oder darunter nahm die resultierende übereinanderliegende Struktur, die aus dem Substrat (4) und der reversiblen thermochromen Schicht (2) aufgebaut war, eine purpurfarbene Farbe an, die aus der Mischung des Pinks des Substrats (4) und dem Blau der reversiblen thermochromen Schicht (2) resultierte. Dieser Farbton wurde bei einer Temperatur im Bereich unter 30°C beibehalten. Durch Erwärmen auf 30°C oder mehr wurde die reversible thermochrome Schicht (2) farblos und es wurde der Pinkton des Substrats hervorgebracht. Dieser Farbton wurde im Temperaturbereich oberhalb von 15°C beibehalten.
Anschliessend wurde eine weisse Maskierungsdrucktinte, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung aus 15 Teilen eines feinen Silicapulvers (Markenname: Nipsil E-200; hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.), 30 Teilen einer Acrylesteremulsion (Feststoffgehalt: 50%), 50 Teilen Wasser, 0,5 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, 3 Teilen eines Verdickers für Tinten auf Wasserbasis, 1 Teil Ethylenglykol und 3 Teilen eines blockierten Isocyanatvernetzungsmittels, zur Durchführung des Flächendrucks auf der gesamten Oberfläche der reversiblen thermochromen Schicht (2) durch eine 180 mesh-Siebschablone verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und bei 130°C für 5 Minuten gehärtet, wodurch eine poröse Schicht (3) gebildet wurde, die im trockenen Zustand weiss war. Auf diese Weise wurde ein Farbwechselmaterial (1) erhalten.
Das Erscheinungsbild der porösen Schicht (3) veränderte sich von einem weissen Zustand in einen farblosen und transparenten Zustand durch Kontakt mit Wasser oder einem wässrigen Medium.
Das Farbwechselmaterial (1) war in trockenem Zustand bei 24°C weiss und blieb weiss, wenn es gekühlt oder erwärmt wurde. Durch Kontakt mit kaltem Wasser mit einer Temperatur von 15°C oder darunter wurde die poröse Schicht (3) jedoch transparent und die Farbe des Farbwechselmaterials (1) veränderte sich unmittelbar zu einer purpurnen Farbe, die der darunterliegenden Mischung der Farben der reversiblen thermochromen Schicht (2) und des Substrats (4) zuzuschreiben war. Das purpurfarbene Farbwechselmaterial (1) wurde bei 24°C stehengelassen. Als Ergebnis veränderte das Farbwechselmaterial (1), das im nassen Zustand purpurfarben war, langsam seine Farbe von Purpur zu Weiss mit dem Verdampfen des Wassers, und stellte bei Beendigung des Trocknens seine ursprüngliche weisse Farbe wieder her.
Anschliessend wurde das Farbwechselmaterial (1) mit warmem Wasser mit einer Temperatur von 30°C oder mehr kontaktiert. Als Ergebnis wurde die poröse Schicht durch das anhaftende Wasser transparent und die Farbe der reversiblen thermochromen Schicht (2) veränderte sich von Blau zu Farblos. Folglich nahm das Farbwechselmaterial (1) die Pinkfarbe an, die dem Substrat (4) zuzuordnen war.
Dieses pinkfarbene Farbwechselmaterial (1) wurde bei 24°C stehengelassen. Als Ergebnis veränderte sich das Farbwechselmaterial (1) mit der Verdampfung von Wasser, das im nassen Zustand Pink war, langsam von Pink zu Weiss, und nahm bei Beendigung des Trocknens seine ursprüngliche weisse Farbe wieder an.
Anschliessend wurde das trockene Farbwechselmaterial (1) mit kaltem Wasser mit einer Temperatur von 15°C oder darunter kontaktiert, wodurch die Farbe zu Purpur verändert wurde, und ein Teil dieses purpurnen Farbwechselmaterials (1) wurde mit warmem Wasser mit einer Temperatur von 30°C oder mehr kontaktiert. Als Ergebnis veränderte sich die Farbe dieses Teils von Purpur zu Pink, und das Farbwechselmaterial (1) wies daher einen purpurnen Bereich und einen pinkfarbenen Bereich auf. Dieser zweifarbige Zustand wurde beibehalten, bis das Wasser zur Trockene eingedampft wurde.
Wie oben gezeigt, änderte das Farbwechselmaterial (1) sein Erscheinungsbild von einem vollständig weissen Zustand zu Purpur oder Pink durch Anwendung von kaltem oder warmem Wasser und nahm beim Trocknen seinen ursprünglichen Zustand wieder an. Folglich konnte das Farbwechselmaterial (1) eine Vielzahl von Veränderungen seines Erscheinungsbildes durchlaufen.
Diese Veränderungen des Erscheinungsbildes konnten wiederholt reproduziert werden.
BEISPIEL 3 – siehe 3
Eine fluoreszenzgelbe Drucktinte, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung von 10 Teilen eines gelben Fluoreszenzpigments (Markenname: Epocolor FP-117; hergestellt von Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd.), 50 Teilen einer Acrylesteremulsion (Feststoffgehalt: 50%), 0,2 Teilen Silicon-Antischaumbildner, 5 Teilen Verdicker, 1 Teil Ausgleichsmittel, 10 Teilen Wasser und 2,5 Teilen eines Epoxyvernetzungsmittels, wurde zur Durchführung des Flächendrucks durch eine 150 mesh-Siebschablone auf der gesamten Oberfläche eines weissen Nylontafts als Substrat (4) verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und bei 130°C für 5 Minuten unter Ausbildung eines nicht-farbveränderlichen Materials (5) gehärtet. Eine reversible thermochrome Rasterdrucktinte, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung von 10 Teilen eines Mikrokapselpigments, das ein darin eingekapseltes thermochromes Farbgedächtnismaterial enthielt (blau ←→ farblos; blau bei 15°C und darunter, farblos bei 30°C und darüber), 10 Teilen einer Acrylesteremulsion (Feststoffgehalt: 50%), 0,2 Teilen Silicon-Antischaumbildner, 1 Teil Wasser, 0,5 Teilen Ethylenglykol, 0,5 Teilen eines Verdickungsmittel und 0,5 Teilen eines Isocyanatvernetzungsmittels, wurde zur Durchführung des Flächendrucks durch eine 109 mesh-Siebschablone auf der gesamten oberen Oberfläche des nicht-farbveränderlichen Materials (5) verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und bei 130°C für 5 Minuten gehärtet, wodurch eine reversible thermochrome Schicht (2) ausgebildet wurde.
Durch Abkühlen auf 15°C oder weniger nahm die resultierende überlagerte Struktur mit der nicht-farbveränderlichen Schicht (5) und der reversiblen thermochromen Schicht (2) eine grüne Farbe an, die aus der Mischung des Fluoreszenzgelb der nicht-farbveränderlichen Schicht (5) und des Blau der reversiblen thermochromen Schicht resultierte. Dieser Farbton wurde in einem Temperaturbereich unter 30°C beibehalten. Durch Erwärmen auf 30°C oder mehr wurde die reversible thermochrome Schicht (2) farblos und die fluoreszenzgelbe Farbe der nicht-farbveränderlichen Schicht (5) wurde hervorgebracht.
Dieser Farbton wurde in einem Temperaturbereich oberhalb 15°C beibehalten.
Die in Beispiel 1 hergestellte weisse Drucktinte wurde zur Durchführung des Flächendrucks auf der gesamten oberen Oberfläche der reversiblen thermochromen Schicht (2) verwendet, und die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und gehärtet, wodurch eine poröse Schicht (3) gebildet wurde, Folglich wurde ein Farbwechselmaterial (1) erhalten.
Das Erscheinungsbild der porösen Schicht (3) wurde durch Kontakt mit Wasser oder einer wasserlöslichen Flüssigkeit von einem weissen Zustand zu einem farblosen und transparenten Zustand verändert.
Das Farbwechselmaterial (1) war in trockenem Zustand bei 24°C weiss und blieb auch dann weiss, wenn es abgekühlt oder erwärmt wurde. Beim Kontakt mit kaltem Wasser mit einer Temperatur von 15°C oder weniger wurde die poröse Schicht (3) jedoch transparent und die Farbe des Farbwechselmaterials (1) veränderte sich unmittelbar zu einer grünen Farbe, die sich aus der Mischung der Farben der darunterliegenden reversiblen thermochromen Schicht (2) und der nicht-farbveränderlichen Schicht (5) ergab. Dieses grüne Farbwechselmaterial (1) wurde bei 24°C stehengelassen. Als Ergebnis veränderte sich das Farbwechselmaterial (1), das in nassem Zustand grün war, mit dem Verdampfen des Wassers langsam von Grün zu Weiss, und bei Beendigung des Trocknens war die ursprüngliche weisse Farbe wieder hergestellt.
Anschliessend wurde das Farbwechselmaterial (1) mit warmem Wasser mit einer Temperatur von 30°C oder mehr in Kontakt gebracht. Als Ergebnis wurde die poröse Schicht (3) transparent und die Farbe der reversiblen thermochromen Schicht (2) veränderte sich von Blau zu Farblos. Folglich nahm das Farbwechselmaterial (1) die fluoreszenzgelbe Farbe an, die der nicht-farbveränderlichen Schicht (5) zuzuordnen ist.
Dieses fluoreszenzgelbe Farbwechselmaterial (1) wurde bei 24°C stehengelassen. Als Ergebnis veränderte sich das Farbwechselmaterial (1), das in nassem Zustand fluoreszenzgelb war, mit dem Verdampfen des Wassers langsam von einer fluoreszenzgelben Farbe zu Weiss, und bei Beendigung der Trocknung war die ursprüngliche weisse Farbe wieder hergestellt.
Anschliessend wurde das trockene Farbwechselmaterial mit kaltem Wasser mit einer Temperatur von 15°C oder weniger kontaktiert, wodurch die Farbe zu Grün verändert wurde, und ein Teil dieses grünen Farbwechselmaterials (1) wurde mit warmem Wasser mit einer Temperatur von 30°C oder mehr kontaktiert. Als Ergebnis veränderte sich die Farbe dieses Teils von Grün zu Gelb, und das Farbwechselmaterial (1) zeigte folglich einen grünen Bereich und einen gelben Bereich. Dieser zweifarbige Zustand wurde beibehalten, bis das Wasser bis zur Trockene abgedampft war.
Wie oben gezeigt, änderte das Farbwechselmaterial (1) sein Erscheinungsbild von einem vollständig weissen Zustand zu Grün oder Fluoreszenzgelb durch Aufbringen von kaltem oder warmem Wasser und stellte durch Trocknen seinen ursprünglichen weissen Zustand wieder her. Folglich konnte das Farbwechselmaterial (1) eine Vielzahl von Veränderungen seines Erscheinungsbildes durchlaufen.
Diese Veränderungen des Erscheinungsbildes konnten wiederholt reproduziert werden.
BEISPIEL 4 – siehe 4
Eine fluoreszenzgelbe Drucktinte, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung von 10 Teilen eines gelben Fluoreszenzpigments (Markenname: Epocolor FP-117; hergestellt von Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd.), 50 Teilen einer Acrylesteremulsion (Feststoffgehalt: 50%), 0,2 Teilen Silicon-Antischaumbildner, 5 Teilen Verdicker, 1 Teil Ausgleichsmittel, 10 Teilen Wasser und 2,5 Teilen eines Epoxyvernetzungsmittels, wurde zur Durchführung des Flächendrucks durch eine 150 mesh-Siebschablone auf der gesamten Oberfläche eines weissen Polyestersatins als Substrat (4) verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und bei 130°C für 5 Minuten gehärtet, wodurch eine nicht-farbveränderliche Schicht (5) gebildet wurde. Eine reversible thermochrome Siebdrucktinte, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung von 10 Teilen eines Mikrokapselpigments, das ein darin eingekapseltes thermochromes Farbgedächtnismaterial enthielt (blau ←→ farblos; blau bei 15°C und darunter, farblos bei 30°C und darüber), 10 Teilen einer Acrylesteremulsion (Feststoffgehalt: 50%), 0,2 Teilen Silicon-Antischaumbildner, 1 Teil Wasser, 0,5 Teilen Ethylenglykol, 0,5 Teilen eines Verdickungsmittel und 0,5 Teilen eines Isocyanatvernetzungsmittels, wurde zum Drucken eines Blumenmusters durch eine 109 mesh-Siebschablone auf der oberen Oberfläche der nicht-farbveränderlichen Schicht (5) verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und bei 130°C für 5 Minuten gehärtet, wodurch eine reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) ausgebildet wurde.
Die resultierende überlagerte Struktur mit der nicht-farbveränderlichen Schicht (5) und der reversiblen thermochromen Bildmusterschicht (21) war bei 24°C aufgrund der nicht-farbveränderlichen Schicht (5) vollständig fluoreszenzgelb. Durch Abkühlen auf 15°C oder darunter nahm die reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) eine blaue Farbe an, und ein grünes Blumenmuster auf einem gelben Hintergrund wurde sichtbar. Wenn die überlagerte Struktur erwärmte wurde und auf eine Temperatur oberhalb von 15°C zurückkehrte, wurde die reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) entfärbt und die übereinanderliegende Struktur wurde vollständig fluoreszenzgelb.
Die in Beispiel 1 hergestellte weisse Siebdrucktinte wurde zur Durchführung des Flächendrucks auf der gesamten oberen Oberfläche der reversiblen thermochromen Bildmusterschicht (21) verwendet, und die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und gehärtet, wodurch eine poröse Schicht (3) gebildet wurde. Auf diese Weise wurde ein Farbwechselmaterial (1) erhalten.
Das Erscheinungsbild der porösen Schicht (3) veränderte sich durch den Kontakt mit Wasser oder einer wasserlöslichen Flüssigkeit von einem weissen Zustand in einen farblosen und transparenten Zustand. Das Farbwechselmaterial (1) war in trockenem Zustand bei 24°C weiss und blieb auch dann weiss, wenn es abgekühlt oder erwärmt wurde. Durch Kontakt mit Wasser bei einer Temperatur von 15°C oder mehr wurde die poröse Schicht (3) jedoch transparent und das Farbwechselmaterial (1) nahm daher vollständig eine gelbe Farbe an. Dieses Farbwechselmaterial (1) wurde bei 24°C stehengelassen. Als Ergebnis trocknete das Farbwechselmaterial (1) durch Verdampfen des Wassers und kehrte zu der weissen Farbe zurück.
Anschliessend wurde das Farbwechselmaterial (1) mit 10°C kaltem Wasser kontaktiert. Als Ergebnis wurde die poröse Schicht (3) transparent und die Farbe der reversiblen thermochromen Bildmusterschicht (21) veränderte sich von Farblos zu Blau. Folglich wies das Farbwechselmaterial (1) ein Erscheinungsbild auf, in dem ein grünes Blumenmuster auf einem gelben Hintergrund vorhanden war. Als Ergebnis wurde die reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) entfärbt, wenn das Farbwechselmaterial (1) auf eine Temperatur von oberhalb 15°C erwärmt wurde, und das Farbwechselmaterial (1) wurde vollständig gelb. Obwohl das Farbwechselmaterial (1) in diesem Zustand für eine Weile verblieb, kehrte es beim Trocknen zu der weissen Farbe zurück.
Wie oben gezeigt, veränderte das Farbwechselmaterial (1) sein Erscheinungsbild von einem vollständig weissen Zustand zu einem vollständig gelben Zustand oder zu einem grünen Blumenmuster auf gelbem Hintergrund durch Aufbringen von kaltem oder warmem Wasser, und kehrte während des Trocknens zu dem ursprünglichen weissen Zustand zurück. Folglich konnte das Farbwechselmaterial (1) eine Vielzahl von Veränderungen des Erscheinungsbildes durchlaufen.
Diese Veränderungen des Erscheinungsbildes konnten wiederholt reproduziert werden.
BEISPIEL 5 – siehe 5
Auf ein weisses Polyestersatin als Substrat (4) wurde mit allgemeinen Fluoreszenztinten in Gelb, Pink, Purpur, Grün und Rot ein Blumenmuster aufgedruckt, wodurch eine nicht-farbwechselnde Bildmusterschicht (51) gebildet wurde.
Eine reversible thermochrome Siebdrucktinte, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung aus 10 Teilen eines Mikrokapselpigments, das ein darin eingekapseltes reversibles thermochromes Material (schwarz ←→ farblos; schwarz unter 30°C, farblos bei 30°C und darüber) enthielt, 20 Teilen einer Polyesterurethanemulsion (Feststoffgehalt: 30%), 0,4 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, 1 Teil Wasser, 0,5 Teilen Ethylenglykol, 1,0 Teilen eines Verdickungsmittels und 0,5 Teilen eines Isocyanatvernetzungsmittels, wurde zur Durchführung des Vollflächendrucks durch eine 109 mesh-Siebschablone auf der gesamten Oberfläche der nicht-farbwechselnden Bildmusterschicht (51) verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und für 5 Minuten bei 130°C gehärtet, wodurch eine reversible thermochrome Schicht (2) gebildet wurde.
Die resultierende übereinandergelagerte Struktur mit der nicht-farbwechselnden Schicht (51) und der reversiblen thermochromen Schicht (2), die darauf aufgebracht war, war bei 24°C schwarz. Durch Erwärmen auf 30°C oder mehr wurde die reversible thermochrome Schicht (2) entfärbt und das farbige Blumenmuster der nicht-farbwechselnden Blumenmusterschicht (51) wurde wahrnehmbar. Wenn diese überlagerte Struktur zu einer Temperatur unter 30°C zurückkehrte, nahm die reversible thermochrome Schicht (2) eine schwarze Farbe an, wodurch das Blumenmuster verdeckt wurde.
Anschliessend wurde eine weisse Siebdrucktinte, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung aus 15 Teilen eines feinen Silicapulvers (Markenname: Nipsil E-220; hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.), 50 Teilen einer Polyesterurethanemulsion (Feststoffgehalt: 30%), 30 Teilen Wasser, 0,5 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, 3 Teilen eines Verdickers für Tinten auf Wasserbasis, 1 Teil Ethylenglykol und 2 Teilen eines blockierten Isocyanatvernetzungsmittels, zum Drucken eines Schmetterlingsmusters durch eine 150 mesh-Siebschablone auf dem reversiblen thermochromen Schicht (2) verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und bei 130°C für 5 Minuten gehärtet, wodurch eine poröse Bildmusterschicht (31) mit Schmetterlingsmuster gebildet wurde. Auf diese Weise wurde ein Farbwechselmaterial (1) erhalten.
Das Erscheinungsbild der porösen Bildmusterschicht (31) veränderte sich von einem weissen Zustand zu einem farblosen und transparenten Zustand durch Kontakt mit Wasser oder einer wasserlöslichen Flüssigkeit.
Wenn das Farbwechselmaterial (1) bei 24°C gehalten wurde, wurde das der porösen Bildmusterschicht (31) zugeschriebene weisse Schmetterlingsmuster auf dem schwarzen Hintergrund der reversiblen thermochromen Schicht (2) wahrgenommen. Wenn das Farbwechselmaterial (1) auf 30°C oder mehr erwärmt wurde, veränderte sich die Farbe der reversiblen thermochromen Schicht (2) von Schwarz zu Farblos und das farbige Blumenmuster der nicht-farbwechselnden Bildmusterschicht (51) erschien. Folglich bekam das Farbwechselmaterial (1) ein Erscheinungsbild, das ein weisses Schmetterlingsmuster auf einem Blumenmusterhintergrund aufwies. Als dieses Farbwechselmaterial (1) auf eine Temperatur unter 30°C zurückkehrte, wurde das Erscheinungsbild mit einem weissen Schmetterlingsmuster auf schwarzem Hintergrund wieder hergestellt.
Das Farbwechselmaterial (1) wurde mit Wasser von 20°C kontaktiert. Als Ergebnis wurde die poröse Bildmusterschicht (31) transparent und das Schmetterlingsmuster verschwand, was zu einem vollständig schwarzen Erscheinungsbild führte Das Farbwechselmaterial wurde bei 24°C stehengelassen. Als Ergebnis erschien langsam mit Verdampfung des Wassers ein weisses Schmetterlingsmuster. Nach Beendigung der Trocknung war wieder ein weisses Schmetterlingsmuster auf einem schwarzen Hintergrund wahrnehmbar.
Anschliessend wurde das Farbwechselmaterial (1) mit 40°C warmem Wasser kontaktiert. Als Ergebnis wurde die Bildmusterschicht (31) transparent, wodurch das Schmetterlingsmuster verschwand, und gleichzeitig veränderte sich die Farbe der reversiblen thermochromen Schicht (2) von Schwarz zu farblos, wodurch nur noch das der nicht-farbwechselnden Bildmusterschicht (51) zugeordnete farbige Blumenmuster wahrnehmbar war. Dieses Farbwechselmaterial (1) wurde bei 24°C stehengelassen. Als Ergebnis wurde die reversible thermochrome Schicht (2) farbig, als das Farbwechselmaterial auf eine Temperatur von unter 30°C abgekühlt war, und diese schwarze Farbe verdeckte das Blumenmuster. Obwohl das Farbwechselmaterial für eine Weile in diesem Zustand verblieb, erschien langsam mit fortschreitender Trocknung ein weisses Schmetterlingsmuster auf dem schwarzen Hintergrund. Nach vollständiger Trocknung gewann das Farbwechselmaterial (1) das Erscheinungsbild zurück, das ein weisses Schmetterlingsmuster auf einem schwarzen Hintergrund aufwies.
Wie oben gezeigt, konnte das Farbwechselmaterial (1) in Abhängigkeit von Temperaturveränderungen oder Eintauchen in warmes oder kaltes Wasser vier Zustände aufweisen: ein Erscheinungsbild mit einem weissen Schmetterlingsmuster auf einem schwarzen Hintergrund; ein vollständig schwarzes Erscheinungsbild; ein Erscheinungsbild mit einem weissen Schmetterlingsmuster auf einem farbigen Blumenmusterhintergrund; und ein Erscheinungsbild mit lediglich einem farbigen Blumenmuster. Folglich konnte das Farbwechselmaterial (1) eine Vielzahl von Erscheinungsbildveränderungen durchlaufen.
Diese Veränderungen des Erscheinungsbildes konnten wiederholt reproduziert werden.
BEISPIEL 6 – siehe 6
Eine weisse Siebdrucktinte, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung aus 15 Teilen eines feinen Silicapulvers (Markenname: Nipsil E-200; hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.), 30 Teilen einer Acrylesteremulsion (Feststoffgehalt: 50%), 50 Teilen Wasser, 0,5 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, 3 Teilen eines Verdickers für Tinten auf Wasserbasis, 1 Teil Ethylenglykol und 3 Teilen eines blockierten Isocyanatvernetzungsmittels, wurde zum Drucken eines Blumenmusters durch eine 180 mesh-Siebschablone auf einem pinkfarbenen Nylontaft als Substrat (4) verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und bei 130°C für 5 Minuten gehärtet, wodurch eine poröse Bildmusterschicht (31) gebildet wurde.
Eine reversible thermochrome Siebdrucktinte, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung aus 10 Teilen eines Mikrokapselpigments, das ein darin eingekapseltes thermochromes Farbgedächtnismaterial enthielt (blau ←→ farblos; blau bei 15°C und darunter, farblos bei 30°C und darüber) enthielt, 10 Teilen einer Acrylesteremulsion (Feststoffgehalt: 50%), 0,2 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, 1 Teil Wasser, 0,5 Teilen Ethylenglykol, 0,5 Teilen eines Verdickers und 0,5 Teilen eines Isocyanatvernetzungsmittels, wurden zur Durchführung des Druckens durch eine 109 mesh-Siebschablone auf denjenigen Bereichen des Substrats (4) verwendet, in denen die poröse Bildmusterschicht (31) nicht ausgebildet wurde. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und für 5 Minuten bei 130°C gehärtet, wodurch eine reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) gebildet wurde.
Auf diese Weise wurde ein Farbwechselmaterial (1) erhalten, das Substrat (4) und Seite-an-Seite darauf ausgebildet die poröse Bildmusterschicht (31) und die reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) aufwies.
Wenn das Farbwechselmaterial (1) auf 15°C oder darunter abgekühlt wurde, war das Blumenmuster der porösen Bildmusterschicht (31) zusammen mit purpurfarbenen Teilen, die aus der Vermischung des Pinks des Substrats (4) und des Blau der reversiblen thermochromen Bildmusterschicht (21) resultierte, wahrnehmbar. Dieses Erscheinungsbild wurde in einem Temperaturbereich unter 30°C beibehalten. Durch Erwärmen auf 30°C oder darüber wurde die reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) farblos, und das Blumenmuster der porösen Bildmusterschicht (31) war zusammen mit den pinkfarbenen Teilen des Substrats (4) sichtbar. Dieses Erscheinungsbild wurde in einem Temperaturbereich oberhalb von 15°C beibehalten.
Wenn das Farbwechselmaterial (1) mit kaltem Wasser mit einer Temperatur von 15°C oder darunter kontaktiert wurde, wurde die poröse Bildmusterschicht (31) durch das angehaftete Wasser transparent, und ein Blumenmuster in der Pinkfärbung des darunterliegenden Substrats (4) war zusammen mit purpurfarbenen Teilen wahrnehmbar. Dieses Farbwechselmaterial (1) wurde bei 24°C stehengelassen. Als Ergebnis veränderte die nasse poröse Bildmusterschicht (31) langsam ihre Farbe von Pink zu Weiss mit fortschreitender Verdampfung des Wassers, und gewann mit Vervollständigung der Trocknung die ursprüngliche weisse Farbe zurück.
Abschliessend wurde das Farbwechselmaterial (1) mit warmem Wasser mit einer Temperatur von 30°C oder mehr kontaktiert. Als Ergebnis wurde die poröse Bildmusterschicht (31) durch anhaftendes Wasser transparent, und die Farbe der reversiblen thermochromen Schicht veränderte sich von Blau zu Farblos. Folglich nahm das Farbwechselmaterial (1) die dem Substrat (4) zugeschriebene Pinkfärbung an.
Das pinkfarbene Farbwechselmaterial (1) wurde bei 24°C stehengelassen. Als Ergebnis veränderte die nasse poröse Bildmusterschicht (31) langsam ihre Farbe von Pink zu Weiss mit fortschreitender Verdampfung des Wassers und gewann bei Vervollständigung der Trocknung die ursprüngliche weisse Farbe zurück.
Wie oben gezeigt, konnte das Farbwechselmaterial (1) vier Zustände aufweisen: ein Erscheinungsbild mit purpurfarbenen Teilen und einem weissen Blumenmuster; ein Erscheinungsbild mit pinkfarbenen Teilen und einem weissen Blumenmuster; ein Erscheinungsbild mit purpurfarbenen Teilen und einem pinkfarbenen Blumenmuster; und ein vollständig pinkfarbenes Erscheinungsbild. Folglich konnte das Farbwechselmaterial (1) eine Vielzahl von Erscheinungsbildveränderungen durchlaufen.
Diese Veränderungen des Erscheinungsbildes konnten wiederholt reproduziert werden.
BEISPIEL 7 – siehe 7
Eine reversible thermochrome Siebdrucktinte, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung von 10 Teilen eines Mikrokapselpigments, das ein thermochromes Farbgedächtnismaterial darin eingekapselt enthielt ((blau ←→ farblos; blau bei 15°C und darunter, farblos bei 30°C und darüber), 10 Teilen einer Acrylesteremulsion (Feststoffgehalt: 50%), 0,2 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, 1 Teil Wasser, 0,5 Teilen Ethylenglykol, 0,5 Teilen eines Verdickers und 0,5 Teilen eines Isocyanatvernetzungsmittels, wurden zur Durchführung des Vollflächendrucks durch eine 109 mesh-Siebschablone auf der gesamtem Oberfläche des gelben Nylontafts als Substrat (4) verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und für 5 Minuten bei 130°C gehärtet, wodurch eine reversible thermochrome Schicht (2) gebildet wurde.
Anschliessend wurde eine weisse Siebdrucktinte, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung aus 15 Teilen eines feinen Silicapulvers (Markenname: Nipsil E-200; hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.), 30 Teilen einer Acrylesteremulsion (Feststoffgehalt: 50%), 50 Teilen Wasser, 0,5 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, 3 Teilen eines Verdickers für Tinten auf Wasserbasis, 1 Teil Ethylenglykol und 3 Teilen eines blockierten Isocyanatvernetzungsmittels, zur Durchführung des Vollflächendrucks durch eine 180 mesh-Siebschablone auf der gesamten Oberfläche der reversiblen thermochromen Schicht (2) verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und bei 130°C für 5 Minuten gehärtet, wodurch eine poröse Schicht (3) gebildet wurde, die im trockenen Zustand weiss war.
Ferner wurde eine reversible thermochrome Siebdrucktinte, hergestellt durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung von 10 Teilen eines Mikrokapselpigments, das ein thermochromes Farbgedächtnismaterial darin eingekapselt enthielt ((pink ←→ farblos; pink bei 40°C und darunter, farblos bei 40°C und darüber), 10 Teilen einer Acrylesteremulsion (Feststoffgehalt: 50%), 0,2 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, 1 Teil Wasser, 0,5 Teilen Ethylenglykol, 0,5 Teilen eines Verdickungsmittels und 0,5 Teilen eines Isocyanatvernetzungsmittels zum Drucken eines Punktmusters durch eine 180 mesh-Siebschablone verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und bei 130°C für 5 Minuten gehärtet, wodurch eine reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) gebildet wurde. Auf diese Weise wurde ein Farbwechselmaterial (1) erhalten.
Wenn das Farbwechselmaterial (1) im trockenen Zustand bei 24°C gehalten wurde, war ein pinkfarbenes Punktmuster, das der reversiblen thermochromen Bildmusterschicht (21) zugeordnet war, auf dem weissen Hintergrund der porösen Schicht (3) wahrnehmbar. Durch Erwärmen auf 40°C oder mehr wurde die reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) jedoch entfärbt, was zu einem vollständig weissen Zustand führte. Wenn die Erwärmung unterbrochen und das Farbwechselmaterial (1) auf 40°C oder darunter abgekühlt wurde, erschien das pinkfarbene Punktmuster der reversiblen thermochromen Bildmusterschicht (21) erneut. Dieses Phänomen konnte vielfach wiederholt werden.
Anschliessend wurde das Farbwechselmaterial (1) mit 35°C warmem Wasser kontaktiert. Als Ergebnis wurde die poröse Schicht (3) aufgrund des anhaftenden Wassers transparent, und die Farbe der reversiblen thermochromen Schicht (2) veränderte sich von Blau zu Farblos. Folglich war Punktmuster in roter Farbe, die aus der Vermischung der Pinkfärbung der reversiblen thermochromen Bildmusterschicht (21) und den Gelb des Substrats (4) resultierte, auf dem gelben Hintergrund des Substrats (4) wahrnehmbar.
Wenn dieses Farbwechselmaterial in warmes Wasser mit einer Temperatur von 40°C oder darüber eingetaucht wurde, wurde die reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) entfärbt, was zu einem vollständig gelben Zustand führte. Das gelbe Farbwechselmaterial (1) wurde bei 24°C stehengelassen. Als Ergebnis entwickelte das Farbwechselmaterial (1) in noch nassem Zustand ein rotes Punktmuster auf gelbem Hintergrund. Der gelbe Hintergrund wurde mit fortschreitender Verdampfung des Wassers langsam Weiss, und nach Beendigung der Trocknung war das ursprüngliche Erscheinungsbild mit einem pinkfarbenen Punktmuster auf weissem Hintergrund wahrnehmbar.
Anschliessend wurde das trockene Farbwechselmaterial (1) mit kaltem Wasser mit einer Temperatur von 15°C oder weniger kontaktiert. Als Ergebnis war ein Punktmuster in brauner Farbe, die sich aus der Mischung der Pinkfärbung der reversiblen thermochromen Bildmusterschicht (21) und dem Grün, das aus der Vermischung des Gelbs des Substrats (4) mit dem Blau der reversiblen thermochromen Schicht (2) resultierte, ergab, auf einem Hintergrund in der grünen Farbe sichtbar. Dieser Zustand wurde beibehalten, wenn das Farbwechselmaterial (1) in kaltes Wasser mit einer Temperatur von 15°C oder weniger eingetaucht oder in einem nassen Zustand bei 24°C gehalten wurde. Die grüne Farbe veränderte sich jedoch beim Trocknen langsam zu Weiss, und nach vollständiger Trocknung wurde das ursprüngliche Erscheinungsbild mit pinkfarbenem Punktmuster auf weissem Hintergrund sichtbar.
Wie oben gezeigt, konnte das Farbwechselmaterial (1) in Abhängigkeit von Temperaturänderungen, Anfeuchten durch ein Wassermedium und Trocknen eine Vielzahl von Erscheinungsbildveränderungen durchlaufen.
Diese Veränderungen des Erscheinungsbildes konnten wiederholt reproduziert werden.
BEISPIEL 8 – siehe 8
Eine Sprühtinte auf Wasserbasis, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung von 10 Teilen einer feinen teilchenförmigen Nassprozess-Kieselsäure (Markenname: Nipsil E-200A; hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.) als Pigment mit niedrigem Brechungsindex, 30 Teilen eines wasserkompatiblen Urethanharzes (Markenname: Hydran APX101; hergestellt von Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) als Bindemittel, 10 Teilen Wasser, 20 Teilen Isopropylalkohol und 0,5 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, wurde durch Aufsprühen auf den Körper eines blauen Automodells (Mini Car) aus ABS als Substrat (4) aufgebracht, wodurch ein Sternmuster auf dem Körper ausgebildet wurde. Die aufgebrachte Tinte wurde bei 40°C für etwa 1 Stunde getrocknet, wodurch eine poröse Bildmusterschicht (31) gebildet wurde.
Anschliessend wurde eine Sprühtinte auf Wasserbasis, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung von 25 Teilen eines Mikrokapselpigments, das ein reversibles thermochromes Material darin eingekapselt enthielt (Wassergehalt: 50%; pink ←→ farblos; pink unter 30°C, farblos bei 30°C und darüber), 40 Teilen eines wasserkompatiblen Urethanharzes (Markenname: Hydran APX101; hergestellt von Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), 10 Teilen Wasser, 20 Teilen Isopropylalkohol und 0,5 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, durch Aufsprühen auf die poröse Bildmusterschicht (31) aufgebracht, wodurch darauf ein Sternenmuster mit der gleichen Form und Grösse wie die Schicht (31) ausgebildet wurde. Auf diese Weise wurde eine reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) ausgebildet, wodurch ein Farbwechselmaterial (1) erhalten wurde.
Das Farbwechselmaterial (1) zeigte bei 24°C ein Sternenmuster in Pinkfärbung, die der reversiblen thermochromen Bildmusterschicht (21) auf dem blauen Körper zugeordnet werden konnte. Wenn dieses Farbwechselmaterial (1) jedoch mit heisser Luft aus einem Trockner erhitzt wurde, wurde die reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) entfärbt und ein Sternenmuster in weisser Farbe, die der porösen Bildmusterschicht (31) zugeordnet wurde, wurde sichtbar. Dieser Zustand wurde bei einer Temperatur von nicht weniger als 30°C beibehalten. Wenn die Erwärmung jedoch beendet und das Farbwechselmaterial (1) bei Raumtemperatur stehengelassen wurde, entfärbte sich die reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) erneut, und das Farbwechselmaterial (1) gewann das pinkfarbene Sternenmuster zurück.
Anschliessend wurde dieses Farbwechselmaterial (1) in 40°C warmes Wasser eingetaucht. Als Ergebnis wurde die reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) entfärbt und die poröse Bildmusterschicht (21) wurde transparent. Der Körper wurde dadurch vollständig blau. Dieser Zustand wurde in warmem Wasser beibehalten. Wenn das Farbwechselmaterial (1) jedoch aus dem warmen Wasser entnommen und in Wasser mit einer Temperatur von etwa 20°C eingetaucht wurde, nahm die reversible thermochrome Bildmusterschicht eine Pinkfärbung an, und folglich veränderte das Sternenmuster seine Farbe zu Purpur, das aus der Mischung des Blaus des Substrats (4) mit dem Pink der reversiblen thermochromen Bildmusterschicht (21) resultierte. Dieser Zustand wurde in dem Wasser aufrechterhalten. Wenn das Farbwechselmaterial (1) jedoch aus dem Wasser herausgenommen und getrocknet wurde, wurde das ursprüngliche Erscheinungsbild mit einem pinkfarbenen Sternenmuster auf dem blauen Körper wieder hergestellt.
Wie oben gezeigt, konnte das Farbwechselmaterial (1) eine Vielzahl von Veränderungen des Erscheinungsbildes in Abhängigkeit von Temperaturveränderungen, Benetzung mit einem wässrigen Medium und Trocknen durchlaufen.
Diese Veränderungen des Erscheinungsbildes konnten wiederholt reproduziert werden,
BEISPIEL 9 – siehe 9
Eine weisse Siebdrucktinte auf Wasserbasis, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung aus 20 Teilen einer feinen teilchenförmigen Nassprozess-Kieselsäure (Markenname: Nipsil E-1011; hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.) als Pigment mit niedrigem Brechungsindex, 60 Teilen einer wässrigen Urethanemulsion (Markenname: Hydran AP-10; hergestellt von Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) als Bindemittel, 15 Teilen Wasser, 3 Teilen Propylenglykol, 0,5 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, 3 Teilen eines Verdickungsmittels für Tinten auf Wasserbasis und 4,0 Teilen eines blockierten Isocyanatvernetzungsmittels für Tinten auf Wasserbasis, wurde zur Durchführung des Druckens durch eine 150 mesh-Siebschablone auf der gesamten Oberfläche eines 40 Denier Nylontrikotstoffs in Fluoreszenzpinkfärbung als Substrat (4) verwendet, wodurch eine poröse Schicht (3) gebildet wurde. Anschliessend wurde ein Wellenmuster auf die poröse Schicht (3) durch eine 150 mesh-Siebschablone aufgedruckt, wobei eine gelbe Siebdrucktinte auf Wasserbasis (farbveränderndes Material) verwendet wurde, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung aus 30 Teilen eines Mikrokapselpigments, das ein reversibles thermochromes Material darin eingekapselt enthielt (Wassergehalt: 50%; gelb ←→ farblos; gelb unter 15°C, farblos bei 15°C und darüber), 35 Teilen einer wässrigen Acrylemulsion (Markenname: Movinyl 700; hergestellt von Hoechst Gosei K. K.), 15 Teilen Wasser, 3 Teilen Propylenglykol, 0,5 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, 3 Teilen eines Verdickungsmittels für Tinten auf Wasserbasis und 3,5 Teilen eines blockierten Isocyanatvernetzungsmittels für Tinten aus Wasserbasis, und ferner unter Verwendung einer blauen Siebdrucktinte auf Wasserbasis, die in der gleichen Weise wie oben hergestellt wurde, ausser dass 15 Teile eines Mikrokapselpigments verwendet wurden, das ein darin eingekapseltes thermochromes Material enthielt (Wassergehalt: 50 Gew.-%; blau ←→ farblos; blau unter 15°C, farblos bei 15°C und darüber). Die aufgebrachten Tinten wurden getrocknet und bei 100°C für 3 Minuten gehärtet, wodurch eine reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) gebildet wurde.
Ferner wurde ein Punktmuster auf die reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) durch eine 180 mesh-Siebschablone unter Verwendung einer pinkfarbenen Siebdrucktinte auf Wasserbasis, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung aus 10 Teilen eines Fluoreszenzpinkpigments (Markenname: Epocolor FP-1000N; hergestellt von Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd.), 60 Teilen einer wässrigen Acrylemulsion (Markenname: Polysol AP-50; hergestellt von Showa Highpolymer Co., Ltd.), 10 Teilen Wasser, 5 Teilen Ethylenglykol, 0,5 Teilen eines Silicon-Antischaummittels für Tinten auf Wasserbasis, 3 Teilen eines Verdickungsmittels für Tinten auf Wasserbasis, 1 Teil eines Ausgleichsmittels und 2 Teilen eines Isocyanatvernetzungsmittels, aufgedruckt. Die aufgebrachte Tinte wurde bei 130°C für 3 Minuten gehärtet und getrocknet, wodurch eine nicht-farbwechselnde Bildmusterschicht (51) gebildet wurde. Auf diese Weise wurde ein Farbwechselmaterial (1) erhalten.
Bei etwa 24°C wies das Farbwechselmaterial (1) ein Erscheinungsbild mit einem Punktmuster in Fluoreszenzpinkfärbung, die der nicht-farbwechselnden Bildmusterschicht (51) zuzuschreiben war, auf dem weissen Hintergrund der porösen Schicht (3) auf. Durch Abkühlen mit kalter Luft auf unter 15°C wurde die reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) jedoch farbig, und der weisse Hintergrundbereich wurde zu einem Wellenmuster in Gelb und Blau. Dieser Zustand wurde bei Temperaturen von nicht mehr als 15°C beibehalten. Wenn der Kühlvorgang jedoch unterbrochen und dieses Farbwechselmaterial (1) bei Raumtemperatur stehengelassen wurde, kehrte der Wellenmusterbereich zu einer weissen Farbe zurück.
Anschliessend wurde das Farbwechselmaterial (1) in Wasser mit einer Temperatur von etwa 20°C eingetaucht. Als Ergebnis wurde die poröse Schicht (3) transparent und folglich machte die Pinkfärbung der nicht-farbwechselnden Bildmusterschicht (51) in Kombination mit der Pinkfärbung des Substrats (4) die gesamte Oberfläche fluoreszenzpink. Dieser Zustand wurde in Wasser aufrecht erhalten. Wenn dieses Farbwechselmaterial (1) in Wasser von 10°C eingetaucht wurde, wurde die reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) farbig. Als Ergebnis wurde der obige Zustand in ein Erscheinungsbild umgewandelt, das ein Punktmuster in Fluoreszenzpinkfärbung, die der nicht-farbwechselnden Bildmusterschicht (51) zuzuschreiben war, auf einem Wellenmusterhintergrund aus zwei Farben, d. h. einer Purpurfärbung, die aus der Vermischung von Blau und Fluoreszenzpink resultierte, und einer roten Farbe, die aus der Vermischung von Gelb und Fluoreszenzpink resultierte, aufwies. Dieser Zustand wurde in Wasser aufrecht erhalten.
Dieses Farbwechselmaterial (1) wurde aus dem Wasser entnommen und bei Raumtemperatur stehen gelassen. Als Ergebnis wurde die reversible thermochrome Bildmusterschicht (21) entfärbt, und das Farbwechselmaterial (1) veränderte noch in nassem Zustand sein Erscheinungsbild vom vorgenannten Zustand zum vollständig pinkfarbenen Zustand. Bei Beendigung der Trocknung hatte das Farbwechselmaterial (1) ein Erscheinungsbild aus einem fluoreszenzpinkfarbenen Punktmuster auf einem weissen Hintergrund.
Wie oben gezeigt, konnte das Farbwechselmaterial (1) in Abhängigkeit von Temperaturänderungen, Anfeuchten durch ein Wassermedium und Trocknen eine Vielzahl von Erscheinungsbildveränderungen durchlaufen.
Diese Veränderungen des Erscheinungsbildes konnten wiederholt reproduziert werden.
BEISPIEL 15 – siehe 15
Auf einem weissen 50 Denier-Polyestertrikotstoff als Substrat (4) wurde mit orangen, pinkfarbenen, blauen, gelben und grünen Tinten auf Wasserbasis für Textilien durch Siebdruck ein Blumenmuster aufgedruckt. Die aufgebrachten Tinten wurden getrocknet und bei 120°C für etwa 3 Minuten getrocknet, wodurch eine nicht-farbwechselnde Bildmusterschicht (51) gebildet wurde.
Anschliessend wurde eine reversible thermochrome blaue Siebdrucktinte auf Wasserbasis (Farbwechselmaterial), die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung aus 25 Teilen eines Mikrokapselpigments, das ein reversibles thermochromes Material darin eingekapselt enthielt (Wassergehalt: 50 Gew.-%; blau ←→ farblos; blau unter 30°C, farblos bei 30°C und darüber), 50 Teilen einer wässrigen Acrylemulsion (Markenname: Movinyl 967; hergestellt von Hoechst Gosei K. K.) als Bindemittel, 15 Teilen Wasser, 3 Teilen Propylenglykol, 0,5 Teilen eines Silicon-Antischaummittels, 3 Teilen eines Verdickungsmittels für Tinten auf Wasserbasis und 5,0 Teilen eines blockierten Isocyanatvernetzungsmittels für Tinten auf Wasserbasis, zur Durchführung des Vollflächendrucks durch eine 80 mesh-Siebschablone auf der gesamten Oberfläche der nicht-farbwechselnden Bildmusterschicht (51) verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und bei 120°C für 3 Minuten getrocknet, wodurch eine reversible thermochrome Schicht (2) gebildet wurde.
Ferner wurde auf der reversiblen thermochromen Schicht (2) durch eine 150 mesh-Siebschablone ein Herzmuster aufgedruckt, wobei eine pinkfarbene Siebdrucktinte auf Wasserbasis (Farbwechselmaterial) verwendet wurde, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung aus 30 Teilen eines Mikrokapselpigments, das ein reversibles thermochromes Material darin eingekapselt enthielt (Wassergehalt: 50 Gew.-%; pink ←→ farblos; pink unter 30°C, farblos bei 30°C und darüber), 15 Teilen einer feinen teilchenförmigen Nassprozess-Kieselsäure (Markenname: Nipsil E-1011; hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.) als Pigment mit niedrigem Brechungsindex, 55 Teilen einer wässrigen Urethanemulsion (Markenname: Hydran HW-930; hergestellt von Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) als Bindemittel, 10 Teilen Wasser, 3 Teilen Propylenglykol, 0,5 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, 3 Teilen eines Verdickungsmittels für Tinten auf Wasserbasis und 4,5 Teilen eines blockierten Isocyanatvernetzungsmittels für Tinten auf Wasserbasis. Die aufgebrachte Tinte wurde bei 100°C für 3 Minuten gehärtet und getrocknet, wodurch eine poröse Farbwechsel-Bildmusterschicht (61) gebildet wurde. Auf diese Weise wurde ein Farbwechselmaterial (1) erhalten.
Das Farbwechselmaterial (1) wies bei 24°C ein Erscheinungsbild mit einem pinkfarbenen Herzmuster auf einem blauen Hintergrund auf. Wenn das Farbwechselmaterial (1) jedoch in warmes Wasser mit einer Temperatur von etwa 40°C eingetaucht wurde, wurde die reversible thermochrome Schicht (2) entfärbt und die poröse Farbwechsel-Bildmusterschicht 61 wurde entfärbt und durchscheinend, wodurch das farbige Blumenmuster der nicht-farbwechselnden Bildmusterschicht (51) wahrnehmbar wurde. Dieser Zustand wurde in dem 40°C warmen Wasser beibehalten. Wenn dieses Farbwechselmaterial jedoch in Wasser mit einer Temperatur von etwa 20°C eingetaucht wurde, wurden die reversible thermochrome Schicht (2) und die poröse Farbwechsel-Bildmusterschicht (61) farbig. Als Ergebnis wurde der obige Zustand verändert in ein Erscheinungsbild mit einem Herzmuster in Purpurfarbe, die aus der Vermischung von Pink mit Blau resultierte, auf blauem Hintergrund. Dieser Zustand wurde in dem Wasser aufrechterhalten. Anschliessend wurde dieses Farbwechselmaterial aus dem Wasser entnommen und bei Raumtemperatur stehengelassen. Als Ergebnis wurde das Herzmuster mit fortschreitender Trocknung langsam pink. Nach Beendigung der Trocknung hatte das Farbwechselmaterial (1) ein Erscheinungsbild mit einem pinkfarbenen Herzmuster auf blauem Hintergrund.
Wie oben gezeigt, konnte das Farbwechselmaterial (1) in Abhängigkeit von Temperaturänderungen, Anfeuchten durch ein Wassermedium und Trocknen eine Vielzahl von Erscheinungsbildveränderungen durchlaufen.
Diese Veränderungen des Erscheinungsbildes konnten wiederholt reproduziert werden.
BEISPIEL 16 – siehe 16
Kreisförmige, dreieckige und rechteckige Muster wurden auf einen weissen Polyestersatin als Substrat (4) durch eine 150 mesh-Siebschablone aufgedruckt, wobei pinkfarbene, gelbe und blaue Drucktinten auf Wasserbasis verwendet wurden. Die aufgebrachten Tinten wurden bei 100°C für 5 Minuten getrocknet und gehärtet, wodurch eine nicht-farbwechselnde Bildmusterschicht (51) gebildet wurde.
Anschliessend wurde eine weisse Siebdrucktinte auf Wasserbasis, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren von 15 Teilen feiner teilchenförmiger Nassprozess-Kieselsäure (Markenname: Nipsil E-200A; hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.) als Pigment mit niedrigem Brechungsindex, 30 Teilen einer wässrigen Urethanemulsion (Markenname: Hydran HW-920; hergestellt von Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) als Bindemittel, 20 Teilen Wasser, 3 Teilen Propylenglykol, 0,5 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, 3 Teilen eines Verdickungsmittels für Tinten auf Wasserbasis und 3,0 Teilen eines blockierten Isocyanatvernetzungsmittels für Tinten auf Wasserbasis, zur Durchführung des Vollflächendrucks auf der nicht-farbwechselnden Bildmusterschicht (51) durch eine 100 mesh-Siebschablone verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde gehärtet und bei 130°C für 3 Minuten getrocknet, wodurch eine poröse Schicht (3) gebildet wurde.
Ferner wurde durch eine 150 mesh-Siebschablone ein Punktmuster auf die poröse Schicht (3) aufgedruckt, wobei folgendes verwendet wurde: eine gelbe Siebdrucktinte auf Wasserbasis (Farbwechselmaterial), die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung aus 15 Teilen eines Mikrokapselpigments, das ein reversibles thermochromes Material darin eingekapselt enthielt (Wassergehalt: 50%; gelb ←→ farblos; gelb unter 30°C, farblos bei 30°C und darüber), 15 Teilen feiner teilchenförmiger Nassprozess-Kieselsäure (Markenname: Nipsil E-1011; hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.) als Pigment mit niedrigem Brechungsindex, 35 Teilen einer wässrigen Urethanemulsion (Markenname: Hydran HW-920; hergestellt von Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) als Bindemittel, 15 Teilen Wasser, 3 Teilen Propylenglykol, 0,5 Teilen eines Silicon- Antischaumbildners, 3 Teilen eines Verdickungsmittels für Tinten auf Wasserbasis und 3,5 Teilen eines blockierten Isocyanatvernetzungsmittels für Tinten auf Wasserbasis; eine blaue Siebdrucktinte auf Wasserbasis (Farbwechselmaterial), die in der gleichen Weise wie oben hergestellt wurde, ausser dass 15 Teile eines Mikrokapselpigments verwendet wurden, das ein reversibles thermochromes Material darin eingekapselt enthielt (Wassergehalt: 50 Gew.-%; blau ←→ farblos; blau unter 30°C, farblos bei 30°C und darüber); und eine pinkfarbene Siebdrucktinte auf Wasserbasis (Farbwechselmaterial), die in der gleichen Weise wie oben hergestellt wurde, ausser dass 15 Teile eines Mikrokapselpigments verwendet wurden, die ein darin eingekapseltes reversibles thermochromes Material enthielt (Wassergehalt: 50 Gew.-%; pink ←→ farblos; pink unter 30°C, farblos bei 30°C und darüber). Die aufgebrachten Tinten wurden gehärtet und bei 100°C für 3 Minuten getrocknet, wodurch eine poröse Farbwechsel-Bildmusterschicht (61) gebildet wurde. Auf diese Weise wurde ein Farbwechselmaterial (1) erhalten.
Bei 24°C zeigte das Erscheinungsbild des Farbwechselmaterials (1) ein Punktmuster auf weissem Hintergrund. Durch Eintauchen in warmes Wasser bei einer Temperatur von etwa 40°C wurde die poröse Schicht (3) jedoch durchscheinend und die poröse Farbwechsel-Bildmusterschicht (61) wurde entfärbt und durchscheinend. Als Ergebnis zeigte das Farbwechselmaterial (1) ein farbiges Muster aus Gelb, Blau und Pink, das der nicht-farbwechselnden Bildmusterschicht (51) zuzuschreiben war. Dieser Zustand wurde in warmem Wasser aufrecht erhalten. Durch Eintauchen in Wasser mit einer Temperatur von etwa 20°C wurde die poröse Farbwechsel-Bildmusterschicht (61) jedoch farbig. Als Ergebnis erhielt das Farbwechselmaterial (1) ein Design, worin kreisförmige, dreieckige und rechteckige Muster zusammen mit einem Punktmuster vorhanden waren. Bezüglich der Farbtöne nahmen die Bereiche, in denen Pink und Gelb einander überlagert waren, eine rote Farbe an, diejenigen, in denen Pink und Blau einander überlagert waren, nahmen eine purpurfarbene Farbe an, und diejenigen, in denen Gelb und Blau überlagert waren, zeigten eine grüne Farbe.
Das Farbwechselmaterial (1) wurde aus dem Wasser entnommen und bei Raumtemperatur stehengelassen. Als Ergebnis wies das Farbwechselmaterial (1) für einen Zeitraum ein Erscheinungsbild auf, worin diese Muster nebeneinander vorlagen. Durch das Trocknen bekam es jedoch ein Erscheinungsbild mit einem Punktmuster auf weissem Hintergrund.
Wie oben gezeigt, konnte das Farbwechselmaterial (1) in Abhängigkeit von Temperaturänderungen, Anfeuchten durch ein Wassermedium und Trocknen eine Vielzahl von Erscheinungsbildveränderungen durchlaufen.
Diese Veränderungen des Erscheinungsbildes konnten wiederholt reproduziert werden.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Eine reversible thermochrome Siebdrucktinte, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung von 10 Teilen eines Mikrokapselpigments, das ein thermochromes Farbgedächtnismaterial darin eingekapselt enthielt (blau ←→ farblos; blau bei 15°C und darunter, farblos bei 30°C und darüber), 10 Teilen einer Acrylesteremulsion (Feststoffgehalt: 50%), 0,2 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, 1 Teil Wasser, 0,5 Teilen Ethylenglykol, 0,5 Teilen eines Verdickungsmittels und 0,5 Teilen eines Isocyanatvernetzungsmittels, wurde zur Durchführung des Vollflächendrucks durch eine 109 mesh-Siebschablone auf der gesamten Oberfläche eines pinkfarbenen Nylontafts als Substrat verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und bei 130°C für 5 Minuten gehärtet, wodurch eine reversible thermochrome Schicht gebildet wurde. Auf diese Weise wurde ein Farbwechselmaterial erhalten.
Durch Abkühlen auf 15°C ober weniger nahm das Farbwechselmaterial eine Purpurfarbe an, die aus der Vermischung der Pinkfärbung des Substrats und dem Blau der reversiblen thermochromen Schicht resultierte. Dieser Farbton wurde im Temperaturbereich unter 30°C beibehalten. Durch Erwärmen auf 30°C oder darüber wurde die reversible thermochrome Schicht farblos und die Pinkfärbung des Substrats wurde sichtbar. Diese Farbtönung wurde im Temperaturbereich oberhalb 15°C beibehalten. Die Anzahl der möglichen Farbtonänderungen war jedoch nur zwei und die Variationen waren beschränkt.
VERGLEICHSBEISPIEL 2
Eine weisse Siebdrucktinte, die hergestellt wurde durch Verrühren und Homogenisieren einer Mischung von 15 Teilen eines feinen Siliciumoxidpulvers (Markenname: Nipsil E-1011; hergestellt von Nippon Silica Industrial Co., Ltd.), 45 Teilen einer Polycarbonaturethanemulsion (Feststoffgehalt: 30%), 20 Teilen Wasser, 0,2 Teilen eines Silicon-Antischaumbildners, 3 Teilen Ethylenglykol, 3 Teilen eines wasserlöslichen Verdickungsmittels und 1,5 Teilen eines blockierten Isocyanatvernetzungsmittels, wurde zur Durchführung des Druckens durch eine 180 mesh- Siebdruckschablone auf einem pinkfarbenen Nylontaft als Substrat verwendet. Die aufgebrachte Tinte wurde getrocknet und bei 130°C für 5 Minuten gehärtet, wodurch eine weisse poröse Schicht gebildet wurde. Auf diese Weise wurde ein Farbwechselmaterial erhalten.
Das Farbwechselmaterial war in trockenem Zustand weiss. Wenn das Farbwechselmaterial mit Wasser in Kontakt gebracht wurde, wurde die poröse Schicht transparent und die Pinkfärbung des Substrats wurde sichtbar. Die Anzahl der möglichen Veränderungen des Farbtons war jedoch nur zwei und die Variationen waren beschränkt.
Erfindungsgemäss wird folgendes bereitgestellt: Ein Farbwechselmaterial mit einer reversiblen thermochromen Schicht und einer porösen Schicht, die ein Pigment mit niedrigem Brechungsindex enthält und in der Lage ist, durch Flüssigkeitsabsorption transparent oder durchscheinend zu werden; und ein Farbwechselmaterial mit einem Substrat und einer darauf ausgebildeten porösen Farbwechselschicht, die ein reversibles thermochromes Material, ein Pigment mit niedrigem Brechungsindex und ein Bindemittel enthält, worin das reversible thermochrome Material und das Pigment in dem Bindemittel dispergiert und klebend daran angehaftet sind. Diese Farbwechselmaterialien können auf Basis einer Kombination der Funktion der thermischen Veränderung ihrer Farben mit veränderter Temperatur in einem Umgebungstemperaturbereich und der Funktion der Veränderung des Transparenzgrades zwischen einem transparenten Zustand und einem opaken Zustand durch Anwendung eines Mediums, z. B. Wasser, wirksam eine Vielzahl von Farbveränderungen zeigen. Da diese Veränderungen des Erscheinungsbildes wiederholt reproduziert werden können, können die Farbwechselmaterialien für Anwendungen in den Bereichen von Spielzeugen, Designs, Mode, Ornamenten usw. verwendet werden.

Claims

Farbwechselmaterial, das eine reversible thermochrome Schicht umfasst, die ein reversibles thermochromes Material und eine poröse Schicht, die ein Pigment mit niedrigem Brechungsindex enthält, umfasst, worin das Farbwechselmaterial seine Farbe durch Einwirkung von Hitze und/oder Wasser ändert.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 1, worin die reversible thermochrome Schicht und die poröse Schicht, die ein Pigment mit niedrigem Brechungsindex enthält, übereinanderliegend angeordnet sind.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 1, worin die reversible thermochrome Schicht und die poröse Schicht, die ein Pigment mit niedrigem Brechungsindex enthält, Seite an Seite ausgebildet sind.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 1, das ferner ein Substrat umfasst, worin die reversible thermochrome Schicht auf dem Substrat, und die poröse Schicht auf der reversiblen thermochromen Schicht ausgebildet ist.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 4, das ferner eine reversible thermochrome Bildmusterschicht umfasst, die auf der porösen Schicht ausgebildet ist.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 1, das ferner ein Substrat umfasst, worin die poröse Schicht auf dem Substrat, und die reversible thermochrome Schicht auf der porösen Schicht ausgebildet ist.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 6, das ferner eine poröse Bildmusterschicht umfasst, die auf der reversiblen thermochromen Schicht ausgebildet ist.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 1, worin mindestens eines aus der reversiblen thermochromen Schicht und der porösen Schicht eine Bildmusterschicht ist.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 2, das ferner ein Substrat umfasst, worin die reversible thermochrome Schicht auf dem Substrat, und die poröse Schicht auf der reversiblen thermochromen Schicht ausgebildet ist.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 9, das ferner eine reversible thermochrome Bildmusterschicht umfasst, die auf der porösen Schicht ausgebildet ist.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 2, das ferner ein Substrat umfasst, worin die poröse Schicht auf dem Substrat, und die reversible thermochrome Schicht auf der porösen Schicht ausgebildet ist.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 11, das ferner eine poröse Bildmusterschicht umfasst, die auf der reversiblen thermochromen Schicht ausgebildet ist.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 9, worin das Verhältnis von reversiblem thermochromen Material zu dem Pigment mit niedrigem Brechungsindex 1 : 9–9 : 1 nach Gewicht beträgt.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 9, worin das Verhältnis der Summe des reversiblen thermochromen Materials und des Pigments mit niedrigem Brechungsindex zum Bindemittel 2 : 10–10 : 2 nach Gewicht beträgt.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 1, worin das reversible thermochrome Material eine elektronenabgebende, farbentwickelnde, organische Verbindung, eine elektronenaufnehmende Verbindung und ein Medium aus einer organisches Verbindung, das eine reversible Farbreaktion bewirkt, enthält.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 15, worin das reversible thermochrome Material in einer Mikrokapsel eingeschlossen ist.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 15, worin der Teilchendurchmesser des reversiblen thermochromen Materials im Bereich von 0,1–100 μm liegt.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 17, worin der Teilchendurchmesser des reversiblen thermochromen Materials im Bereich von 0,1–50 μm liegt.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 18, worin der Teilchendurchmesser des reversiblen thermochromen Materials im Bereich von 2–30 μm liegt.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 1, worin die reversible thermochrome Schicht das reversible thermochrome Material und einen Träger, der ein Bindemittel enthält, umfasst, wobei das reversible thermochrome Material in dem Träger dispergiert ist.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 20, worin der Binder ein transparentes filmbildendes Harz ist.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 1, worin die poröse Schicht eine Schicht ist, die das Pigment mit niedrigem Brechungsindex in einem Binderharz dispergiert enthält.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 1, worin der Brechungsindex des Pigments mit niedrigem Brechungsindex im Bereich von 1,4–1,7 liegt.
Farbwechselmaterial gemäss Anspruch 1, worin der Teilchendurchmesser des Pigments mit niedrigem Brechungsindex im Bereich von 0,03–10,0 μm liegt.