WO2001048092A2 - Verfahren zur reversiblen farbveränderung - Google Patents

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    • D21H21/28—Colorants ; Pigments or opacifying agents
    • D21H21/285—Colorants ; Pigments or opacifying agents insoluble

Definitions

  • the invention relates to a method for reversibly changing the color of materials.
  • Patent application 19833176.2-52 describes the use of sodalite, which is based on the reversible discoloration of the mineral in daylight. This discoloration depends on the UV component in visible light. From US Pat. No. 5908499 and Abstract 1999 346957 it is known to produce a color powder from minerals, such as sodalite, chemical or thermal pretreatment and radioactive radiation being required alone or in combination to achieve the colors.
  • Patent DE 3530902 describes the use of gemstone powder, which also includes sodalite, with carrier materials for cosmetic purposes as a dye for decorative purposes.
  • the utility model G82 16479.7 describes the use of sodalite as a wall plate.
  • the cited inventions use existing color pigments, which may be irreversibly changed by treatment.
  • the claimed minerals are not reactive in the sense of a change in color due to daylight.
  • the invention has for its object to show a method to reduce the influence of harmful UV rays by a reversible change in color of materials.
  • the red coloring of sodalite in the presence of UV light results in additional applications of the mineral as a color pigment.
  • the mineral can be used in finely powdered form as the only coloring component to other materials be added. However, it can also be added as a color component to a colored material. Depending on the concentration of soda-lite pigments, there is a more or less severe discoloration, which can be caused over the entire surface, selectively or structurally.
  • the glass turns red as soon as daylight hits the glass surface. This creates an optical effect in the form that, for example, a facade turns red, which only occurs during the day.
  • the discoloration of the glass prevents the penetration of longer-wave light, such as long-wave UV radiation and heat radiation.
  • the discoloration also has a protective function when used in spectacle lenses and windshields. These change color when exposed to UV light and reduce the passage of visible light.
  • plastic windows and roofs such as polyacrylic materials
  • the discoloration of parasols or awnings works in a similar way: in sunlight, the material discolors and at the same time offers decorative sun protection. Only as much sunlight is let through as corresponds to the tolerable UV radiation.
  • This special application can be provided by setting a sufficient concentration of pigments according to the invention.
  • sodalite pigments When sodalite pigments are added to colored materials, a color change occurs in daylight. For example, during the day green glasses, the facades of houses or other materials treated according to the invention turn blue due to the complementary color red. By adding sodalite to binders, the entire surface or parts can be discolored in daylight.
  • This color change can be used for special advertising purposes.
  • Company logos appear in a different color than, for example, the surrounding color of a facade.
  • the color pigments according to the invention can be admixed already during the production of colors and glazes. This gives the user the option, for example, of changing the color of components.
  • Adding the color pigments to car paints would have the effect that, for example, a car would change completely or partially in daylight from green to blue or from white to red.
  • the change from colorless to red or from a complementary color such as green to blue can also be used for jewelry and fabrics.
  • the wearer of such an article provided with sodalite pigments has, for example, a differently colored garment during the day than in artificial light.
  • the discoloration can follow fashionable patterns, for example, through targeted pigmentation of material components. This discoloration is also clearly visible, for example, in discotheques with UV light effects.
  • Another fashionable use of the invention is the color pigmentation of nail polish and hairspray. As a result, the wearer has a hair color that differs between day and night.
  • Another application according to the invention is to use the color change, e.g. B. from green to blue, as a filter for light.
  • the color change e.g. B. from green to blue
  • This effect can be used for optical switching processes, for example.
  • the color pigment according to the invention can also be used for securing and marking documents, such as bank notes.
  • the reversible discoloration is used to recognize the authenticity of a document.
  • the admixture of the color pigments according to the invention can be used in paper and plastic products for decoration and advertising.
  • Another possible application which is based on the discoloration of materials treated according to the invention, is the use of the discoloration as a trigger for switching operations or signaling.
  • glass or surface discoloration can be used as a light measurement, which in turn is used as a signal generator for switching processes.
  • the discoloration of the sodalite represents a robust, uncritical type of measurement of UV light, which is therefore superior to interference-sensitive light measurement and display methods. Further advantageous applications result from the subclaims.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur reversiblen Farbveränderung von Materialien, wobei durch die Verwendung von Mineralen der Sodalith-Gruppe als alleiniges Farbpigment und/oder als Farbkomponente zur Erzielung von Mischfarben eine sich verändernde Farbgebung erzielt wird.

Description

Verfahren zur reversiblen Farbveränderung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur reversiblen Farbveränderung von Materialien.
In der Patentanmeldung 19833176.2-52 wurde die Verwendung eines Sodaliths beschrieben, die auf der reversiblen Verfärbung des Minerals im Tageslicht beruht. Diese Verfärbung ist vom UV-Anteil im sichtbaren Licht abhängig. Aus der Patentschrift US 5908499 und Abstract 1999 346957 ist bekannt, ein Farbpulver aus Mineralen, wie Sodalith, herzustellen, wobei hier eine chemische oder thermische Vorbehandlung und eine radioaktive Bestrahlung allein oder in Kombination zur Erzielung der Farben erforderlich ist. Patent DE 3530902 beschreibt die Verwendung von Edelsteinpulver, wozu auch Sodalith gezählt wird, mit Trägermaterialien für kosmetische Zwecke als Farbstoff zu dekorativen Zwecken. Das Gebrauchsmuster G82 16479.7 beschreibt die Verwendung von Sodalith als Wandplatte.
Die zitierten Erfindungen benutzen bestehende Farbpigmente, die gegebenenfalls durch eine Behandlung irreversibel verändert werden. Die beanspruchten Minerale sind nicht reaktiv im Sinne einer Farbveränderung durch das Tageslicht.
Keine der Druckschriften gibt die Verwendung eines Minerals an, das sich reversibel im Tageslicht verfärbt und deshalb besonders für die beanspruchten Anwendungen eingesetzt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren aufzuzeigen, um den Einfluss von schädlichen UV-Strahlen durch eine reversible Farbveränderung von Materialien zu verringern.
Zur Lösung der gestellten Verfahrensaufgabe wird in vorteilhafter Weise die Verwendung von Mineralien der Sodalith-Gruppe mit der allgemeinen Zusammensetzung (Na, Ca)4-8 AI6 Si6(O,S)24(SO4,CI,OH,S)1-2X nH2O als alleiniges Farbpigment und/oder als Farbkomponente zur Erzielung von Mischfarben vorgeschlagen.
Aus der Rotfärbung des Sodaliths in Gegenwart von UV-Licht ergeben sich zusätzliche Anwendungen des Minerals als Farbpigment. Das Mineral kann in feinpulverisierter Form als einzige farbgebende Komponente zu anderen Materialien hinzugegeben werden. Es kann aber auch als Farbkomponente zu einem farbigen Material hinzugemischt werden. In Abhängigkeit von der Konzentration an Soda- lithpigmenten stellt sich eine mehr oder weniger starke Verfärbung ein, die ganzflächig, punktuell oder strukturgebend hervorgerufen werden kann.
Hierdurch lassen sich beispielhaft folgende Effekte erzielen:
Mit dem erfinderischen Farbpigment in Gläsern färbt sich das Glas rot, sobald Tageslicht auf die Glasfläche trifft. Hierdurch wird ein optischer Effekt in der Form erzielt, dass zum Beispiel eine Rotfärbung einer Fassade eintritt, die nur tagsüber entsteht. Gleichzeitig verhindert die Verfärbung des Glases das Eindringen von längerwelligem Licht, wie langwelliger UV-Strahlung und Wärmestrahlung. So kann die erfindungsgemäße Anwendung bei Gewächshäusern und anderen Glasfassaden dazu benutzt werden, dass eine Aufheizung des Innenraums vermieden wird. Eine Schutzfunktion durch die Verfärbung ergibt sich auch bei der Anwendung in Brillengläsern und Windschutzscheiben. Diese verfärben sich bei UV-Licht und mindern den Durchgang von sichtbarem Licht.
Die erfindungsgemäße Anwendung bei Kunststofffenstern und -dächern, wie Polyacrylmaterialien wird durch die Verfärbung auch der UV-Anteil im durchgehen- den Licht verringert. Hierdurch findet ein automatischer Schutz von z. B. Pflanzen in einem Gewächshaus statt. In ähnlicher Weise wirkt die Verfärbung von Sonnenschirmen oder Markisen: Bei Sonnenlicht verfärbt sich das Material und bietet gleichzeitig einen dekorativen Sonnenschutz. Es wird nur soviel Sonnenlicht durchgelassen, wie es der verträglichen UV-Strahlung entspricht. Diese spezielle Anwendung kann durch die Einstellung einer ausreichenden Konzentration an erfindungsgemäßen Pigmenten vorgesehen werden.
Bei der Zugabe von Sodalithpigmenten zu farbigen Materialien entsteht ein Farbumschlag im Tageslicht. Zum Beispiel verfärben sich tagsüber grüne Gläser, die Fassaden von Häusern oder andere erfindungsgemäß behandelte Materialien blau aufgrund der Komplementärfarbe rot. Dabei können durch Zumischung von Sodalith zu Bindemitteln die gesamten Oberflächen oder Teile im Tageslicht verfärbt werden.
Diese Farbänderung kann zu besonderen Reklamezwecken verwendet werden. Die Logos von Firmen erscheinen in anderer Farbe als zum Beispiel die umgebende Farbe einer Fassade. Die Zumischung der erfindungsgemäßen Farbpigmente kann schon bei der Herstellung von Farben und Glasuren erfolgen. Hierdurch hat der Anwender die Möglichkeit, zum Beispiel farbverändernde Anstriche von Bauteilen vorzunehmen.
Eine Zumischung der Farbpigmente zu Autolacken hätte den Effekt, dass sich beispielhaft ein Auto ganz oder partiell im Tageslicht von grün nach blau oder von weiß nach rot verfärbt.
Der Wechsel von farblos zu rot oder von einer Komplementärfarbe wie grün zu blau kann ebenso für Schmuckartikel und Stoffe verwendet werden. Der Träger eines solchen mit Sodalithpigmenten versehenen Artikels besitzt durch die Erfindung zum Beispiel einen tagsüber anders gefärbtes Kleidungsstück als im Kunstlicht. Dabei kann die Verfärbung beispielhaft durch gezielte Pigmentierung von Stoffanteilen modischen Mustern folgen. Diese Verfärbung wird zum Beispiel auch in Diskotheken mit UV-Lichteffekten stark sichtbar.
Eine weitere modische Nutzung der Erfindung besteht in der Farbpigmentierung von Nagellack und Haarspray. Der Träger hat hierdurch eine Haarfärbung, die sich tags und nachts unterscheidet.
Eine weitere erfindungsgemäße Anwendung besteht in der Nutzung der Farbänderung, z. B. von grün nach blau, als Filter für das Licht. Beim Übergang von grün nach blau werden andere Lichtanteile durchgelassen. Dieser Effekt kann zum Beispiel für optische Schaltvorgänge genutzt werden.
Das erfindungsgemäße Farbpigment kann auch für die Sicherung und Kennzeichnung von Dokumenten, wie Geldscheinen, benutzt werden. Die reversible Verfärbung wird zur Erkennung der Echtheit eines Dokumentes eingesetzt.
Die Zumischung der erfindungsgemäßen Farbpigmente kann in Papier- und Kunststofferzeugnissen zur Dekoration und Werbung verwendet werden.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit, die auf der Verfärbung von erfindungsgemäß behandelten Materialien beruht, ist die Nutzung der Verfärbung als Auslöser für Schaltvorgänge oder Signalgebungen. Beispielhaft kann eine Glas- oder Oberflä- chenverfärbung als Lichtmessung verwendet werden, die wiederum als Signalgeber für Schaltprozesse genutzt wird. Die Verfärbung des Sodalith stellt eine robuste, unkritische Messart von UV-Licht dar, die deshalb störempfindlichen Lichtmess- und anzeigeverfahren überlegen ist. Weitere vorteilhafte Anwendungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur reversiblen Farbveränderung von Materialien,
gekennzeichnet durch
die Verwendung von Mineralien der Sodalith-Gruppe mit der allgemeinen Zusammensetzung (Na, Ca)4-8 Al6 Si6(O,S)24(SO4,CI,OH,S)ι-2 x nH2O als alleiniges Farbpigment und/oder als Farbkomponente zur Erzielung vom Mischfarben.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
die Verwendung in Gläsern, wie Brillen und Kontaktlinsen, Verglasungen, insbesondere Fenstern, Leuchtstoffröhren, Windschutzscheiben, und in optischen Filtern.
3. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
die Verwendung zur Markierung und Sicherung in Wertpapieren und anderen Dokumenten.
4. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
die Verwendung in Verpackungsmaterialien, Kunststoffen, Folien und ähnlichen Materialien.
5. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
die Verwendung in Papier, Pappen und ähnlichen Materialien.
6. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
die Verwendung in Farben und Lacken.
7. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch,
die Verwendung in Emaillen und Glasuren.
8. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
die Verwendung in Markisen und Sonnenschirmen.
9. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
die Verwendung in der Oberfläche von Fassaden, wie Ziegeln, Putzen und in Dachmaterialien, wie Dachpappen und Dachziegeln.
10. Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch
die Verwendung in Zementen, Gips und anderen Bindemitteln zur Herstellung von Baukörpern.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch,
die Verwendung in Porzellan und Gläsern.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
die Verwendung in Haarspray und Nagellacken.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch,
die Verwendung in Färbemitteln für Tattoos.
14. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
die Verwendung in Bekleidung und Modeaccessoires.
15. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch die Nutzung in synthetischen Schmuck- und Edelsteinen.
16. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
die Verwendung in Schriftstücken und Druckerzeugnissen.
17. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
die Verwendung in Textilfarben.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verfärbung zu einer geringeren Lichtdurchlässigkeit des verfärbten Materials führt.
19. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Farbpigment zur Darstellung von Logos und Symbolen in Materialien verwendet wird.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verfärbung als Lichtmessung oder Auslöser für eine Signalgebung benutzt wird.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verfärbung durchsichtiger Materialien so eingestellt wird, dass nur noch unschädliche, geringe UV-Strahlung durchgelassen wird.
22. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verfärbung gezielt als variables Lichtfilter eingesetzt.
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