RU2095836C1 - Способ получения микрокапсул с органическим фотохромным соединением в полимерной матрице - Google Patents
Способ получения микрокапсул с органическим фотохромным соединением в полимерной матрице Download PDFInfo
- Publication number
- RU2095836C1 RU2095836C1 RU95112858A RU95112858A RU2095836C1 RU 2095836 C1 RU2095836 C1 RU 2095836C1 RU 95112858 A RU95112858 A RU 95112858A RU 95112858 A RU95112858 A RU 95112858A RU 2095836 C1 RU2095836 C1 RU 2095836C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photochromic
- photochromic compound
- microcapsules
- mixture
- polymer matrix
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
Abstract
Использование: для изготовления материалов с обратимыми изменениями спектральных характеристик под действием света. Сущность изобретения: жидкую фотохромную композицию готовят путем растворения фотохромного соединения в смеси полифункциональных олигоэфиракрилатов с инициатором, которую эмульгируют в водном растворе аммонийной соли сополимера бутилакрилата и метакриловой кислоты, в эмульсию вводят водный раствор меламиноформальдегидной смолы и поливинилового спирта, а затем одновременно с формированием на поверхности частиц фотохромной композиции пространственно сшитых полимерных оболочек проводят двухступенчатую радикальную полимеризацию ядер микрокапсул при 68±2oC в течение 3,5 - 4 ч и при 80±2oC 6 - 6,5 ч.
Description
Изобретение относится к способам получения частиц, содержащих фотохромные соединения, на основе которых изготавливают материалы, используемые в системах регистрации и обработки оптической информации, голографии, для камуфляжа и декоративного оформления, в термоиндикаторных устройствах, а также в других областях науки и техники.
Основной областью применения предлагаемого технического решения является производство печатных красок для деловых и ценных бумаг, обладающих фотохромизмом. Под фотохромизмом понимают обратимое превращение вещества из одного состояния в другое, происходящее под действием света и сопровождающееся появлением или изменением поглощения в видимой области спектра. По наличию фотохромизма типографских печатных красок судят о подлинности ценных бумаг.
Известны жидкофазные и твердые фотохромные материалы (ФХМ). Способы получения жидкофазных ФХМ основаны на растворении фотохромных соединений в органических растворителях или в маслах, эмульгировании раствора в дисперсионной среде и капсулировании микрокапель в полимерные оболочки.
В патенте предложены способы изготовления как жидкофазных капсулированных ФХС, так и фотохромных частиц в полимерной матрице, не содержащих защитных оболочек.
Наиболее близок к предлагаемому решению способ получения сплошных полимерных частиц, содержащих фотохромный пигмент.
Фотохромный пигмент растворяют в полифункциональном акриловом мономере и проводят полимеризацию суспензионном методом. Получаемые частицы измельчают до необходимой степени дисперсности в шаровых мельницах. Для получения ФХМ их вместе со связующим наносят на различные подложки.
Необходимо отметить, что жидкофазные фотохромные частицы в виде капсул, полученные по существующим способам, неустойчивы к воздействию кислородсодержащих группировок. При введении частиц в печатную краску на основе олифы образующиеся в процессе ее окислительной полимеризации пероксидные соединения постепенно диффундируют сквозь оболочку в микрокапсулы, взаимодействуют с фотохромным соединением (ФХС), разрушая его. В результате ФХМ утрачивает свои свойства.
Твердофазные частицы неоднородны по размеру и имеют высокую степень абразивности, что снижает тиражеустойчивость печатных форм. Кроме этого, такие фотохромные частицы обладают низкой совместимостью со связующими печатных красок, в частности, с олифой.
Отмеченные недостатки не позволяют применять в производстве ценных бумаг перечисленные фотохромные материалы для защиты печатных красок на масляных связующих.
Необходимость в разработке способа получения фотохромных частиц, не имеющих отмеченных выше недостатков, возникла в связи с потребностью в оригинальной и сложной по отношению к воспроизведению защите ценных бумаг. Примером такой защиты могут служить типографские краски с фотохромным эффектом, которыми выполнено печатное изображение на ценных бумагах.
Положительный результат достигается тем, что в предлагаемом техническом решении фотохромные частицы получают путем растворения фотохромного соединения в смеси полифункциональных олигоэфиракрилатов с инициатором радикальной полимеризации, эмульгированием в водном растворе аммонийной соли сополимера бутилакрилата и метакриловой кислоты, введением в эмульсию водного раствора меламиноформальдегидной смолы и поливинилового спирта, формированием на поверхности образованных жидких микрокапелек пространственно сшитых оболочек с одновременным отвердением содержимого сформированных микрокапсул в две стадии: при 68±2oC в течение 3,5 4 ч и при 80±2oC 6-6,5 ч.
Данным способом получают твердые фотохромные частицы в полимерной матрице, заключенные в оболочку (микрокапсулы). В результате достигают высокой степени однородности частицы по размерам (диаметр частиц колеблется от 3 до 5 мкм) и форме (правильная сферическая).
Оболочка микрокапсулы и ее отвержденное полимерное ядро препятствуют разрушению фотохромного соединения под действием пероксидных соединений, образующихся при окислительной полимеризации масляных связующих печатных красок. Одновременно полимерная оболочка обеспечивает (за счет физико-химического средства) совместимость микрокапсул со связующим, что позволяет получить высоконаполненные красочные системы с низкой степенью абразивности.
Таким образом, получаемые согласно предлагаемому способу микрокапсулы позволяют изготавливать качественные, с повышенной степенью надежности против подделки, защитные краски с фотохромным эффектом, который служит критерием для заключения о подлинности ценных бумаг.
Для подтверждения возможность осуществления изобретения приготовили следующие растворы:
Раствор 1, г
диметилакрилатэтиленгликоля (ДМЭГ) 21,0
ω -метакрилоилокси- w -метакрилоилолиго(оксиэтилен), ТГМ-3 9,0
фотохромное соединение 6-нитро-1,3,3-триметилстиро-(2H-1-бензпиран)-2,2-индолин 0,3
пероксид бензоила 0,15
Раствор 2, г
аммонийная соль редкосшитого сополимера бутилакрилата и метакриловой кислоты (10 мас. водная паста "Лакрис 3132 А' ТУ 6-01-2-674-83) 10,0
полиэтиленгликоль ПЭГ 200 5,0
ортоборная кислота 2,0
мочевина 6,0
вода (дист.) 77,0
Раствор 3, г
2,5 мас. водный солянокислый раствор меламиноформальдегидной смолы M - 300/76 (pH 1,42) 90,0
5 мас. водный раствор поливинилового спирта М 3000 26,6
дигидрофосфат натрия (NaH2PO4) 4,0
В водный раствор 2 62,8 г эмульгировали 30 г раствора 1 с помощью мешалки лопастного типа со скоростью вращения лопастей 10000 об/мин при 25oC в течение 15 мин до получения тонкодисперсной эмульсии типа масло/вода. Средний диаметр частиц эмульсии составлял 8 10 мкм.
Раствор 1, г
диметилакрилатэтиленгликоля (ДМЭГ) 21,0
ω -метакрилоилокси- w -метакрилоилолиго(оксиэтилен), ТГМ-3 9,0
фотохромное соединение 6-нитро-1,3,3-триметилстиро-(2H-1-бензпиран)-2,2-индолин 0,3
пероксид бензоила 0,15
Раствор 2, г
аммонийная соль редкосшитого сополимера бутилакрилата и метакриловой кислоты (10 мас. водная паста "Лакрис 3132 А' ТУ 6-01-2-674-83) 10,0
полиэтиленгликоль ПЭГ 200 5,0
ортоборная кислота 2,0
мочевина 6,0
вода (дист.) 77,0
Раствор 3, г
2,5 мас. водный солянокислый раствор меламиноформальдегидной смолы M - 300/76 (pH 1,42) 90,0
5 мас. водный раствор поливинилового спирта М 3000 26,6
дигидрофосфат натрия (NaH2PO4) 4,0
В водный раствор 2 62,8 г эмульгировали 30 г раствора 1 с помощью мешалки лопастного типа со скоростью вращения лопастей 10000 об/мин при 25oC в течение 15 мин до получения тонкодисперсной эмульсии типа масло/вода. Средний диаметр частиц эмульсии составлял 8 10 мкм.
Контроль осуществляли методом оптической микроскопии (измерительный микроскоп МБС-10). Для эффективного перемешивания в систему вводили смачиватель ОП-7 в количестве 0,2 г. Эмульсия самопроизвольно разогревалась до 45oC. Скорость вращения мешалки снижали до 2500 об/мин, повышали температуру смеси до 65oC и добавляли 57,2 г раствора 3 предварительно нагретого до 60oC. Вязкость смеси заметно возрастала. Через 15 мин в эмульгированную смесь приливали 120 г дистиллированной воды с целью снижения вязкости и обеспечения эффективного перемешивания. Полученная эмульсия имела pH 3,5. Средний диаметр образовавшихся дисперсных частиц (микрокапсул) составлял 4 мкм. Дальнейшее перемешивание осуществляли при 68oC, следя за тем, чтобы температура выше указанной не повышалась из-за протекания экзотермической реакции полимеризации ДМЭГ и ТГМ-3.
Через 30 мин после введения в систему воды поднимали pH среды до pH 5 с помощью 10 мас. водного раствора KOH. При этом изменялся цвет дисперсии микрокапсул от слабо-розового до красно-кирпичного. Продолжали перемешивание реакционной смеси и через 1 ч повышали pH среды до pH 7,5. Окраска дисперсии приобрела оранжевый цвет. Через 30 мин снова повышали pH до значения pH 9,5 (цвет дисперсии становился светло-желтым). Перемешивание продолжали до суммарного времени 5 ч, постоянно поддерживая температуру 68oC и pH 9,5. Затем перемешивание прекращали, а реакционную смесь нагревали до 80oC и выдерживали при этой температуре в течение 6 ч. При этом pH дисперсии становилась нейтральной, а ее цвет изменялся от светло-желтого до розового.
В результате получали дисперсию микрокапсул с отвержденным ядром, содержащим фотохромное соединение в виде твердого раствора в полимерной матрице. Средний размер частиц составил 4 мкм.
Дисперсию отфильтровывали и получали на бумажном фильтре низкой плотности розовый осадок микрокапсул с оболочкой, из пространственно сшитых меламиноформальдегидной смолы, акрилового сополимера и поливинилового спирта. Осадок сушили в термошкафу при 40oC в течение 1 ч и использовали для приготовления типографской печатной краски с фотохромным эффектом.
На основе полученных микрокапсул были изготовлены два вида печатных красок следующих составов, г:
Розового цвета
глифталевая олифа 20
эмульгатор (ОП-10) 1
сиккатив 1
микрокапсулы с ФХС 10
Голубого цвета
глифталевая олифа 20
эмульгатор (ОП-10) 1
сиккатив 1
пигмент фталоцианиновый синий (затерт на диоктилфталате 1:2) 0,2
микрокапсулы с ФХС 10
Согласно приведенным рецептурам взвешивали исходные компоненты, тщательно их перемешивали и дважды перетирали на краскотерке. Полученными красками на пробопечатном устройстве (JGT, Англия), имитирующем типографский способ печати, изготовили красочные оттиски розового и голубого цвета на офсетной бумаге. Сушку оттисков проводили ИК-лампами накаливания.
Розового цвета
глифталевая олифа 20
эмульгатор (ОП-10) 1
сиккатив 1
микрокапсулы с ФХС 10
Голубого цвета
глифталевая олифа 20
эмульгатор (ОП-10) 1
сиккатив 1
пигмент фталоцианиновый синий (затерт на диоктилфталате 1:2) 0,2
микрокапсулы с ФХС 10
Согласно приведенным рецептурам взвешивали исходные компоненты, тщательно их перемешивали и дважды перетирали на краскотерке. Полученными красками на пробопечатном устройстве (JGT, Англия), имитирующем типографский способ печати, изготовили красочные оттиски розового и голубого цвета на офсетной бумаге. Сушку оттисков проводили ИК-лампами накаливания.
При действии фильтрованного УФ-света с длиной волны l 365 нм в течение 1 3 мин окраска розового оттиска становилась малиновой, а голубого - фиолетовой. При этом интенсивность люминесценции в видимой области как одного, так и другого оттисков постепенно возрастала (увеличивалась в 7 8 раз по сравнению с первоначальной) и приобретала ярко-красный цвет. Облучение оттисков и визуальное наблюдение изменения люминесценции осуществляли с помощью ртутно-кварцевой лампы высокого давления "Hanavia LTD Slough" (Великобритания). Цвет образцов до и после облучения определяли путем сравнения с цветовыми шкалами методом экспертных оценок.
При выдержке оттисков на дневном свете до 10 мин или облучении ИК-лампами в течение 30 с. их первоначальные оптические характеристики восстанавливались.
Количество циклов изменения оптических свойств печатных красок с их восстановлением зависит от химической структуры используемого фотохромного соединения. Для указанного в примере фотохрома количество циклов равняется 500.
Таким образом, использование предлагаемого способа получения микрокапсул с фотохромным соединением в полимерной матрице позволяет изготовить защитные печатные краски, обладающие явлением фотохромизма, что обеспечивает по сравнению с известными средствами более высокую надежность ценных бумаг по отношению к подделке.
Claims (1)
- Способ получения микрокапсул с органическим фотохромным соединением в полимерной матрице, включающий операции приготовления жидкой фотохромной композиции, ее эмульгирования в дисперсионной среде, формирования вокруг частиц дисперсной фазы полимерных оболочек и выделения готовых микрокапсул, отличающийся тем, что композицию готовят путем растворения фотохромного соединения в смеси полифункциональных олигоэфиракрилатов с инициатором, которую эмульгируют в водном растворе аммонийной соли сополимера бутилакрилата и метакриловой кислоты, в эмульсию вводят водный раствор меламиноформальдегидной смолы и поливинилового спирта, а затем одновременно с формирование на поверхности частиц фотохромной композиции пространственно сшитых полимерных оболочек проводят двухступенчатую радикальную полимеризацию ядер микрокапсул при (68 ± 2)oС в течение 3,5 4,0 ч и при 80 (± 2)oС 6,0 6,5 ч.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95112858A RU2095836C1 (ru) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | Способ получения микрокапсул с органическим фотохромным соединением в полимерной матрице |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95112858A RU2095836C1 (ru) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | Способ получения микрокапсул с органическим фотохромным соединением в полимерной матрице |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95112858A RU95112858A (ru) | 1997-07-27 |
RU2095836C1 true RU2095836C1 (ru) | 1997-11-10 |
Family
ID=20170464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95112858A RU2095836C1 (ru) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | Способ получения микрокапсул с органическим фотохромным соединением в полимерной матрице |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2095836C1 (ru) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000050533A1 (fr) * | 1999-02-26 | 2000-08-31 | Essilor International Compagnie Generale D'optique | Procede de preparation d'un latex a proprietes photochromiques et ses applications, en particulier dans le domaine ophtalmique |
WO2001072851A1 (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-04 | Sola International Holdings Limited | Photochromic article and method of preparation |
US8153344B2 (en) | 2004-07-16 | 2012-04-10 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Methods for producing photosensitive microparticles, aqueous compositions thereof and articles prepared therewith |
US8563212B2 (en) | 2004-07-16 | 2013-10-22 | Transitions Optical, Inc. | Methods for producing photosensitive microparticles, non-aqueous dispersions thereof and articles prepared therewith |
US8563213B2 (en) | 2004-07-16 | 2013-10-22 | Transitions Optical, Inc. | Methods for producing photosensitive microparticles |
WO2016061439A1 (en) * | 2014-10-16 | 2016-04-21 | Encapsys, Llc | Controlled release dual walled microcapsules |
US9714397B2 (en) | 2014-10-16 | 2017-07-25 | Encapsys Llc | Controlled release microcapsules |
RU2635140C2 (ru) * | 2016-04-07 | 2017-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный университет" | Способ получения микрокапсул пигмента |
US10485739B2 (en) | 2014-10-16 | 2019-11-26 | Encapsys Llc | High strength microcapsules |
-
1995
- 1995-07-20 RU RU95112858A patent/RU2095836C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
US, патент, 4931220, кл. G 02 B 5/23, 1990. * |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000050533A1 (fr) * | 1999-02-26 | 2000-08-31 | Essilor International Compagnie Generale D'optique | Procede de preparation d'un latex a proprietes photochromiques et ses applications, en particulier dans le domaine ophtalmique |
FR2790264A1 (fr) * | 1999-02-26 | 2000-09-01 | Essilor Int | Procede de preparation d'un latex a proprietes photochromiques et ses applications, en particulier dans le domaine ophtalmique |
AU762653B2 (en) * | 1999-02-26 | 2003-07-03 | Essilor International Compagnie Generale D'optique | Method for preparing a latex with photochromic properties and uses thereof, particularly in ophthalmology |
US7186359B2 (en) | 1999-02-26 | 2007-03-06 | Essilor International Compagnie Generale D'optique | Method for preparing a latex with photochromic properties and uses thereof, particularly in ophthalmology |
WO2001072851A1 (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-04 | Sola International Holdings Limited | Photochromic article and method of preparation |
US6811830B2 (en) | 2000-03-31 | 2004-11-02 | Sola International Holdings, Ltd. | Photochromic article and method of preparation |
US8153344B2 (en) | 2004-07-16 | 2012-04-10 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Methods for producing photosensitive microparticles, aqueous compositions thereof and articles prepared therewith |
US8563212B2 (en) | 2004-07-16 | 2013-10-22 | Transitions Optical, Inc. | Methods for producing photosensitive microparticles, non-aqueous dispersions thereof and articles prepared therewith |
US8563213B2 (en) | 2004-07-16 | 2013-10-22 | Transitions Optical, Inc. | Methods for producing photosensitive microparticles |
US9714397B2 (en) | 2014-10-16 | 2017-07-25 | Encapsys Llc | Controlled release microcapsules |
WO2016061439A1 (en) * | 2014-10-16 | 2016-04-21 | Encapsys, Llc | Controlled release dual walled microcapsules |
US9714396B2 (en) | 2014-10-16 | 2017-07-25 | Encapsys Llc | Controlled release dual walled microcapsules |
US9999579B2 (en) | 2014-10-16 | 2018-06-19 | The Procter & Gamble Company | Controlled release dual walled microcapsules |
US10292910B2 (en) | 2014-10-16 | 2019-05-21 | Encapsys, Llc | Controlled release dual walled microcapsules |
US10308894B2 (en) | 2014-10-16 | 2019-06-04 | Encapsys, Llc | Controlled release microcapsules |
US10415000B2 (en) | 2014-10-16 | 2019-09-17 | The Procter & Gamble Company | Controlled release microcapsules |
US10428294B2 (en) | 2014-10-16 | 2019-10-01 | Encapsys, Llc | Controlled release microcapsules |
US10456766B2 (en) | 2014-10-16 | 2019-10-29 | Encapsys Llc | Controlled release dual walled microcapsules |
US10485739B2 (en) | 2014-10-16 | 2019-11-26 | Encapsys Llc | High strength microcapsules |
US11180714B2 (en) | 2014-10-16 | 2021-11-23 | Encapsys, Llc | Controlled release microcapsules |
RU2635140C2 (ru) * | 2016-04-07 | 2017-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный университет" | Способ получения микрокапсул пигмента |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5630869A (en) | Reversibly photochromic printing inks | |
US5807625A (en) | Security document with reversibly photochromic printing inks | |
US6669765B2 (en) | Thermochromic dry offset ink, and printed article produced using the same | |
US5318628A (en) | Synthetic, monodispersed color pigments for the coloration of media such as printing inks, and method and apparatus for making same | |
EP0134300B1 (en) | Method of preparing micro-capsules | |
US6863720B2 (en) | Thermosensitive color-changing dry offset ink and a printed material using the same | |
JP2003292860A (ja) | カプセル化した染料粒子の作製方法 | |
RU2095836C1 (ru) | Способ получения микрокапсул с органическим фотохромным соединением в полимерной матрице | |
CA2444715C (en) | Colourants encapsulated in a polymer matrix | |
US20070259286A1 (en) | Reversible Piezochromic Systems | |
US3216948A (en) | Organic pigments made from organic dyes and ion exchange resins and methods for making same | |
US3518205A (en) | Fluorescent pigment | |
DE19834194A1 (de) | Farbmittel enthaltende Dispersionen von Kern/Schale-Partikeln, ihre Herstellung und Verwendung | |
CA3004123C (en) | Core-shell particle-based security pigment, and production method | |
JPH11510548A (ja) | 機密保護書類を印刷するための滲出性インク | |
DE3923016C2 (ru) | ||
DE3529293A1 (de) | Bilderzeugendes material mit strahlungshaertbaren mikrokapseln | |
US7018711B2 (en) | Micro-capsules comprising a capsule core containing water-soluble substances | |
RU2139900C1 (ru) | Способ получения микрокапсул с органическим фотохромным соединением для печатной краски | |
JP3472945B2 (ja) | 熱変色性ドライオフセットインキ及びそれを用いた印刷加飾容器 | |
JPH07258585A (ja) | 水性塗料組成物及び色彩可変塗膜 | |
KR100644905B1 (ko) | 분체화 마이크로캡슐 및 그 제조방법 | |
JP2002011340A (ja) | デュアルカプセルの製造方法 | |
JPH01152182A (ja) | フォトクロミック材料およびその製造方法 | |
Ohishi et al. | Synthesis and properties of latent pigment nano-and micro-encapsulated in high-durability inorganic capsules |