WO2002022748A1 - Beschichtung einer oberfläche, die ihre farbe in abhängigkeit von der temperatur verändert - Google Patents

Beschichtung einer oberfläche, die ihre farbe in abhängigkeit von der temperatur verändert Download PDF

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WO2002022748A1
WO2002022748A1 PCT/EP2001/010621 EP0110621W WO0222748A1 WO 2002022748 A1 WO2002022748 A1 WO 2002022748A1 EP 0110621 W EP0110621 W EP 0110621W WO 0222748 A1 WO0222748 A1 WO 0222748A1
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temperature
coating
color
pigments
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PCT/EP2001/010621
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Ulrich Stein
Udo Kahlmeyer
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Klett & Schürhoff Gräsolin-Lackfabrik Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/12—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in colour, translucency or reflectance
    • G01K11/18—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in colour, translucency or reflectance of materials which change translucency
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/26—Thermosensitive paints

Definitions

  • the invention relates to a coating composition which changes its color depending on the temperature.
  • the invention further relates to a coating of a surface which changes its color depending on the temperature.
  • the invention relates to various advantageous applications of such a coating.
  • a coating that changes its color depending on the temperature is known from DE 36 28 635 C2.
  • This coating is applied to a black surface. It contains particles of a pigment.
  • the coating contains an additional substance such as polyvinyl methyl ether, which coagulates at a certain temperature, that is, it clumps into small droplets. This coagulation is reversible. Below this temperature, this substance allows the incident light to pass through smoothly. The light is then largely absorbed on the black surface. The particles of the pigment are practically not excited to produce colored scattered radiation. This makes the surface appear dark. If, on the other hand, droplets are formed by coagulating the additional substance at said specific temperature, then these droplets scatter the incident light. This scattered light again stimulates the particles of the pigment to scatter colored light in accordance with the color of the pigment. The surface then glows in the color of the pigment.
  • this method can only be used on dark, practically black, surfaces. There is only one
  • JP 05070269 A describes a brick or tile for outdoor use that reversibly changes color in a given temperature range.
  • This brick or tile contains a substrate and a translucent cover, between which a reversibly color-changing dye is enclosed.
  • a translucent cover between which a reversibly color-changing dye is enclosed.
  • Dye can be used, which changes its color depending on the temperature. This temperature-dependent change in color takes place according to a fixed characteristic inherent in the dye.
  • Thermostat valve has a temperature-sensitive liquid crystal display, which shows the ambient temperature currently in the room.
  • the invention is based on the object of providing a coating composition, in particular a lacquer, which shows a temperature-dependent color using an effect which is novel compared to the aforementioned prior art.
  • the invention is further based on the object of providing a coating of surfaces which, using an effect which is novel compared to the aforementioned prior art, brings about a temperature-dependent color of the surface.
  • the invention is particularly the task to G ⁇ inde, greater flexibility of
  • the object is achieved by a coating composition which contains at least one color pigment which changes its permeability as a function of the temperature. Accordingly, the coating contains at least one color pigment that changes its permeability depending on the temperature.
  • At least three color pigments are preferably provided in the basic colors with different temperature dependencies of the permeability. Mixed colors are then formed, which change with temperature.
  • the coating composition can have further, temperature-independent color pigments. In this way, almost all desired color-temperature characteristics can be realized.
  • the temperature-dependent coating can be applied to a constantly colored surface.
  • pigments at least one of which has a temperature-dependent permeability, can be applied one above the other in different layers.
  • the invention can also be implemented in such a way that several pigments, at least one of which has a temperature-dependent permeability, are distributed in a coloring or lacquer layer.
  • a protective layer can be provided over the colored coating.
  • a method for monitoring the surface of a hollow body through which a heat-transporting medium can be passed for example a heating element of a pipeline or a boiler carrying a heat-transporting medium, can be characterized by the method steps: applying a coating of the aforementioned type with temperature-dependent color to at least part of the Surface so that the spectral reflectivity of the surface thus coated changes depending on the temperature, and observing the color of the hollow body as an indication of the temperature of the surface.
  • a coating can advantageously be used, the color of which changes with increasing
  • the invention further comprises a hollow body, through which a heat-transporting medium can be passed, with a surface provided with a coating that is open to the surroundings, via which heat can be released from the heat-transporting medium to the surroundings, in which at least part of the surface has a coating of the type mentioned above is provided with temperature-dependent color.
  • the invention further includes various designs and uses of such a coating.
  • a film can be provided with a coating of the type mentioned above with a temperature-dependent color.
  • This film can be designed as an adhesive film.
  • Such an adhesive film can be used to signal the temperature of surfaces that can be heated in household appliances, to indicate frost in power tools or to display the body temperature of humans by placing it close to the skin.
  • a film coated according to the invention can also be used to detect circulatory disorders.
  • a coating according to the invention can also be used to signal the temperature of machine parts such as bearings.
  • a lampshade which is provided with a coating according to the invention with a temperature-dependent color or a fire protection door provided with such a coating.
  • a lampshade indicates whether it has become too hot and should not be touched. It can also become more transparent as the temperature rises, so that less light is absorbed and further heating is counteracted.
  • a fire protection door coated according to the invention shows whether it is behind it burns or not.
  • the invention can also be used in a variety of ways for design purposes without special technical effects or for toys.
  • Fig.l shows a radiator with a coating whose color changes with that
  • Fig.2 shows the temperature as a function of the observed color of the
  • FIG. 3 is a very schematic representation of a coating in which a lacquer layer with a temperature-independent color, a lacquer layer with two different, temperature-dependent pigments and a protective layer made of clear lacquer is applied to a surface.
  • FIG. 4 is a schematic illustration similar to FIG. 3 of a coating in which a lacquer layer with a temperature-independent color, a lacquer layer with a single temperature-dependent pigment and a protective layer are applied to a surface.
  • 5 is a schematic illustration similar to FIGS. 3 and 4 of a coating in which a lacquer layer with a temperature-independent color, a lacquer layer with only a first temperature-dependent pigment, a lacquer layer with a second temperature-dependent pigment and a protective layer are applied to a surface.
  • Fig. 6 is a schematic representation of a coating in which a
  • FIG. 7 shows an adhesive film which is provided with a coating in the manner of FIGS. 3 to 6.
  • Fig. 8 shows schematically a side view of the adhesive film.
  • FIG 9 illustrates an application of the adhesive film for ice warning, the adhesive film being adhered to the outside mirror of a motor vehicle.
  • Fig. 11 illustrates the use of a varnish layer with temperature-dependent color in a lampshade.
  • Fig. 12 illustrates the use of a layer of paint with temperature-dependent color in a fire door.
  • Fig.l 10 is a radiator.
  • the radiator 10 has heating fins 12.
  • the surface 13 of the radiator 10 is provided with a coating 14 in the form of a lacquer.
  • the color of the coating 14 is temperature-dependent, as is still the case will be explained.
  • the surface 13 and thus the coating 14 is heated more strongly in an area 16 than in an area 17.
  • In area 17 the surface 13 is heated more than in an area 18.
  • This is indicated in FIG. 1 by different hatching.
  • sharp range boundaries are shown in FIG. In practice, however, the temperature transitions are fluid.
  • thermostatic valve With 20 a thermostatic valve is designated.
  • the thermostatic valve allows a specific room temperature to be set. It contains a temperature sensor that responds to the room temperature. If the room temperature drops, then the thermostatic valve 20 is opened further. Warm water is supplied to the radiator 10 via a pipe 19.
  • the radiator 10 releases the heat contained in the water to the environment via the cooling fins 12. Cooled water then flows again via a return line 21 to the heat source, e.g. a boiler, back.
  • the heat source e.g. a boiler
  • the color of the coating shows whether the radiator 10 is cold, when or hot.
  • a coating composition is used that has at least one
  • Color pigment that changes its permeability with temperature.
  • color pigments are known per se and are available in powdered or liquid form. Examples are Chromazone ® Dispersion blue 47 ° C or Cliromazone ® Dispersion red 29 ° C. These are pigments that have a certain color in the normal state, for example blue or red, and within a certain temperature, for example 47 ° or 29 °
  • Temperature range of a few degrees is largely transparent. Such pigments come in different colors and for different temperatures.
  • FIG. 3 In Fig. 3 to Fig. 6 different possibilities of the structure of the coating are shown schematically.
  • 22 denotes a coated surface.
  • a colored lacquer layer 24 is applied to the surface 22, the color of which, for example yellow, is independent of the temperature.
  • a lacquer layer 26 with temperature-dependent pigments lies over the lacquer layer 24. This . Lacquer layer forms a "coating composition" in the sense of the present invention. Two types of pigments are shown schematically here.
  • the particles 28 of the first pigment are shown hatched in FIG. 3 from bottom left to top right. These particles 28 have a first color, e.g. blue and become transparent in the area of a first, lower temperature.
  • the particles 30 of the second pigment are hatched in FIG. 3 from top left to bottom right. These particles 30 have a second color, e.g. red, and become transparent in the area of a second, higher temperature.
  • a protective layer 32 in the form of a clear lacquer is provided over the lacquer layer with the temperature-dependent pigments.
  • this coating can act as follows:
  • the yellow lacquer layer 24 is covered.
  • the lacquer layer 26 appears due to the combination of red and blue dark blue. This shows that the radiator 10 is not in operation at room temperature. At a certain, about
  • the blue pigment particles 28 are transparent to room temperature. As a result, the lacquer layer 26 appears essentially red. This indicates that the heater 10 is warm, that is, in operation and at medium temperatures. If the temperature of the radiator 10 is very high, so that contact should be avoided, the red pigment particles 30 also become transparent. Then the
  • Paint layer 26 transparent, and the constant yellow paint layer is visible.
  • the color of the radiator 10 therefore provides an indication of its temperature. This is shown in the diagram of Fig.2.
  • the ordinate is the temperature.
  • the "abscissa” is a color scale. Generally the color of the coating changes with increasing
  • the desired “final color”, here yellow, is defined in FIG. 3, which is to appear from a desired maximum temperature. This final color is through coating
  • the surface is applied with a corresponding primer in the form of the lacquer layer 24.
  • the lacquer layer 26 consists essentially of dispersions, which the
  • Chromazone ® pigments with defined temperature change points included.
  • the layer contains leveling and wetting agents, demineralized water, suitable resins and
  • At least three color pigments are expediently provided in the basic colors with different temperature dependencies of the permeability.
  • Another black color pigment with temperature dependence of the permeability can also be provided. This gives siph optimal options for the choice of color and the choice of color gradient in the
  • Fig. 4 shows a slightly different structure of the coating.
  • a lacquer layer 36 with the temperature-independent final color is applied to the surface 34.
  • the overlying lacquer layer 38 there are only temperature-dependent ones
  • pigment particles 40 Contain pigment particles 40. These pigment particles impart a specific color to the lacquer layer 36 up to a temperature change point. Then the pigment particles 40 become transparent and let the color of the lacquer layer 38 emerge. The lacquer layer 38 is again covered by a protective layer 42 made of clear lacquer.
  • a total of four layers of paint are provided in FIG.
  • a first lacquer layer 46 with the temperature-independent final color adheres to the surface 44.
  • a second lacquer layer 48 is applied on the lacquer layer 46 .
  • This lacquer layer 48 contains pigment particles 50 of only one type, ie a color and a temperature change point.
  • the third resist layer 52 contains only pigment particles 54 of a second kind with one of the color of the pigment particles' 50 different color and a different, higher temperature
  • the second and third layers of paint 48 and 52 are covered by a protective layer 56 in the form of a clear coat as a fourth layer of paint.
  • Fig. 6 shows another possibility.
  • a lacquer layer 60 is applied to the surface 58.
  • the lacquer layer 60 contains pigment particles 62 of a first color, which become transparent at a certain temperature change point. These pigment particles 62 are shown obliquely hatched in FIG.
  • the lacquer layer also contains pigment particles 64 of temperature-independent color. These pigment particles 64 are shown hatched vertically in FIG.
  • the lacquer layer 60 is covered by a protective layer 66.
  • Fig. 7 shows as a further application an adhesive film 68 which is coated with a temperature-dependent, color-variable layer 70, e.g. of the type described in Figures 3 to 6 is coated.
  • a temperature-dependent, color-variable layer 70 e.g. of the type described in Figures 3 to 6 is coated.
  • 72 an adhesive or adhesive layer is designated.
  • Such an adhesive film can be stuck to the surfaces of household appliances such as ovens or refrigerators in order to signal their temperature, hot or cold.
  • Such an adhesive film 68 from FIG. 7 or 8 can also be used e.g. be glued to an outside mirror 74 of a motor vehicle to indicate frost. This is shown in Fig.9.
  • Another application of foils with a temperature-dependent, color-changing layer is the display of body temperature. For this, a coated film can be placed on the
  • a temperature display being obtained very quickly because of the low heat capacity of the film.
  • Such a "clinical thermometer” is much cheaper than conventional clinical thermometers with mercury or thermocouples.
  • a film with a temperature-dependent, color-changeable layer can also be used to record circulatory disorders, which are also noticeable through the under-temperature of certain parts of the body, for example the legs.
  • Fig. 10 shows a technical application. 10, a roller bearing 76 is coated with a temperature-dependent, color-changeable layer. As a result, overheating of the roller bearing 76 can immediately be visually recognized by color changes.
  • Fig.l 1 shows - partly in section - a lampshade 80 made of glass or plastic.
  • a temperature-dependent, color-changeable layer 82 is applied to the lampshade 80. This layer 82 indicates whether the lampshade 80 has become too hot. The color change can then warn against touching the lampshade. By increasing the transparency of the lampshade at an elevated temperature, the light absorption of the lampshade can then be reduced and a further increase in the temperature can be counteracted.
  • FIG. 12 shows schematically a fire protection door 84.
  • This fire protection door 84 is provided with a temperature-dependent, color-changeable layer 86.
  • Such a layer 86 shows whether there is a fire behind the fire door.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsmasse, die ihre Farbe in Abhängigkeit von der Temperatur verändert, und eine damit hergestellte Beschichtung einer Oberfläche, insbesondere eine Beschichtungsmasse und eine Beschichtung, die wenigstens ein Farbpigment enthält, das seine Durchlässigkeit in Abhängigket von der Temperatur verändert. Es gibt Pigmente, die in Abhängigkeit von der Temperatur ihre Durchlässigkeit bei gleichbleibender Wellen länge verändern, bis sie bei einer bestimmten Temperatur vollständig transparent sind. Das sind beispielsweise Pigmente, die unter der Marke Chromazone® handelsüblich erhältlich sind. Solche Farbstoffe gibt es in verschiedenen Farben und für verschiedene 'Umschlagtemperaturen', d.h. Temperaturen, bei welchen die Farbstoffe schliesslich transparent werden. Durch Mischung solcher Pigmente und ggf. farbungveränderlicher Pigmente werden Mischfarben erhalten, die sich bei Transparentwerden einzelner Pigmente und damit bei den zugehörigen Umschlagtemperaturen verändern. Es werden verschiedene Verwendungen solcher Beschichtungen offenbart.

Description

Beschichtung einer Oberfläche die ihre Farbe in Abhängigkeit von der Temperatur verändert
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsmasse die ihre Farbe in Abhängigkeit von der Temperatur verändert.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Beschichtung einer Oberfläche die ihre Farbe in Abhängigkeit von der Temperatur verändert.
Die Erfindung betrifft schließlich verschiedene vorteilhafte Anwendungen einer solchen Beschichtung.
Eine Beschichtung, die ihre Farbe temperaturabhängig verändert ist bekannt durch die DE 36 28 635 C2. Diese Beschichtung ist auf eine schwarze Oberfläche aufgetragen. Sie enthält Partikel eines Pigments. Weiterhin enthält die Beschichtung eine zusätzliche Substanz wie Polyvinylmethylather, die bei einer bestimmten Temperatur koaguliert, sich also zu kleinen Tröpfchen zusammenballt. Diese Koagulation is reversibel. Unterhalb dieser Temperatur läßt diese Substanz das einfallende Licht glatt durch. Das Licht wird dann an der schwarzen Oberfläche weitgehend absorbiert. Die Partikel des Pigments werden praktisch nicht zu farbiger Streustrahlung angeregt. Dadurch erscheint die Oberfläche dunkel. Wenn dagegen durch eine Koagulation der zusätzlichen Substanz bei der besagten bestimmten Temperatur Tröpfchen gebildet werden, dann streuen diese Tröpfchen das einfallende Licht. Dieses Streulicht regt wieder die Partikel des Pigments zur Streuung von farbigem Licht entsprechend der Farbe des Pigments an. Die Oberfläche leuchtet dann in der Farbe des Pigments. Dieses Verfahren ist aber nur auf dunklen, praktisch schwarzen, Oberflächen anwendbar. Es gibt nur bei einer bestimmten
Temperatur einen Farbumschlag in eine definierte, durch das Pigment bestimmte Farbe. Die JP 05070269 A beschreibt einen Ziegel oder eine Fliese zur Benutzung im Freien, die in einem vorgegebenen Temperaturbereich ihre Farbe reversibel ändert. Dieser Ziegel oder diese Fliese enthält ein Substrat und eine lichtdurchlässige Abdeckung, zwischen denen ein reversibel farbveränderlicher Farbstoff eingeschlossen ist. Hierbei muß ein
Farbstoff verwendet werden, der seine Farbe temperaturabhängig ändert. Diese temperaturabhängige Farbveränderung erfolgt nach einer festen, dem Farbstoff inhärenten Charakteristik.
Die DE 43 20 103 AI beschreibt ein Heizkörper-Thermostatventil. Das Heizkörper-
Thermostatventil weist eine temperaturempfindliche Flüssigkristall-Sichtanzeige auf, welche die zur Zeit im Raum herrschende Umgebungstemperatur darstellt.
Auch die DE 36 28 635 C2 beschreibt zum Stand der Technik temperaturabhängige Farbeffekte unter Verwendung von Flüssigkristallen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Beschichtungsmasse, insbesondere einen Lack, zu schaffen, die unter Ausnutzung eines gegenüber dem vorerwähnten Stand der Technik neuartigen Effektes eine temperaturabhängige Farbe zeigt.
Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zu Grunde, eine Beschichtung von Oberflächen zu schaffen, die unter Ausnutzung eines gegenüber dem vorerwähnten Stand der Technik neuartigen Effektes eine temperaturabhängige Farbe der Oberfläche bewirkt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zu Gαinde, eine größere Flexibilität der
Temperaturabhängigkeit der Farbe einer Oberfläche zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Beschichtungsmasse die wenigstens ein Farbpigment enthält, das seine Durchlässigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur verändert. Dementsprechend enthält die Beschichtung wenigstens ein Farbpigment, das seine Durchlässigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur verändert.
Es bietet Probleme einen Farbstoff zu finden, der seine Farbe, also die von ihm reflektierte Wellenlänge temperaturabhängig verändert. Es gibt aber Stoffe, die in
Abhängigkeit von der Temperatur ihre Durchlässigkeit bei gleichbleibender Wellenlänge verändern bis sie bei einer bestimmten Temperatur vollständig transparent sind. Das sind beispielsweise Stoffe, die unter der Marke Chromazon ® handelsüblich erhältlich sind. Solche Farbstoffe gibt es in verschiedenen Farben und für verschiedene "Umschlagtemperaturen", d.h. Temperaturen, bei welchen die Farbstoffe schließlich transparent werden. Solche Stoffe wurden bisher nicht zur Erzeugung von temperaturabhängigen Beschichtungen angewandt.
Vorzugsweise sind wenigstens drei Farbpigmente in den Grundfarben mit unterschiedlichen Temperaturabhängigkeiten der Durchlässigkeit vorgesehen. Es werden dann Mischfarben gebildet, die sich mit der Temperatur ändern. Die Beschichtungsmasse kann weitere, temperaturunabhängige Farbpigmente aufweisen. Auf diese Weise lassen sich fast alle gewünschten Farb-Temperatur-Charakteristiken realisieren.
Die temperaturabhängige Beschichtung kann auf eine konstant farbige Oberfläche aufgebracht sein. Je transparenter die Farbpigmente werden, desto stärker kommt dann die temperaturunabhängige Farbe der Oberfläche zur Geltung.
Es können mehrere Pigmente, von denen wenigstens eines eine temperaturabhängige Durchlässigkeit aufweist, in unterschiedlichen Schichten übereinander aufgebracht sein.
Die Erfindung kann aber auch in der Form realisiert werden, daß mehrere Pigmente, von denen wenigstens eines eine temperaturabhängige Durchlässigkeit aufweist, in einer Färb- oder Lackschicht verteilt sind. Über der farbigen Beschichtung kann eine Schutzschicht vorgesehen sein.
Solche Beschichtungen haben vielfältige Anwendungen. Ein Verfahren zur Überwachung der Oberfläche eines Hohlkörpers, durch welchen ein wärmetransportierendes Medium hindurchleitbar ist, beispielsweise eines Heizkörpers einer ein wärmetranspδrtierendes Medium führende Rohrleitung oder eines Kessels kann gekennzeichnet sein durch die Verfahrenschritte: Aufbringen einer Beschichtung der vorerwähnten Art mit temperaturabhängiger Farbe auf wenigstens einen Teil der Oberfläche, so daß das spektrale Reflexionsvermögen der so beschichteten Oberfläche sich in Abhängigkeit mit der Temperatur verändert, und Beobachten der Farbe des Hohlkörpers als Anzeichen für die Temperatur der Oberfläche. Dabei kann vorteilhafterweise eine Beschichtung benutzt werden, deren Farbe sich bei steigender
Temperatur von Blau nach Rot verändert. Blau signalisiert dann anschaulich niedrige Temperatur (Wasser) und Rot signalisiert hohe Temperatur (Achtung, Feuer).
Die Erfindung umfaßt dementsprechend weiterhin einen Hohlkörper, durch welchen ein wärmetransportierendes Medium hindurchleitbar ist, mit einer Beschichtung versehenen, zur Umgebung hin offenen Oberfläche, über welche Wärme von dem wärmetransportierenden Medium an die Umgebung abgebbar ist, bei welchem wenigstens ein Teil der Oberfläche mit einer Beschichtung der vorstehend erwähnten Art mit temperaturabhängiger Farbe versehen ist.
Die Erfindung umfaßt weiterhin verschiedene Ausführungen und Verwendungen einer solchen Beschichtung.
Eine Folie kann mit einer Beschichtung der vorstehend erwähnten Art mit temperaturabhängiger Farbe versehen sein. Diese Folie kann als Aufklebefolie ausgebildet sein. Eine solche Aufklebefolie kann verwendet werden zum Signalisieren der Temperatur aufheizbarer Oberflächen bei Haushaltgeräten, zur Frostanzeige bei Kraftfaluzeugen oder zur Anzeige der Körpertemperatur des Menschen, indem sie auf die Haut dicht aufgelegt wird. Eine erfindungsgemäß beschichtete Folie kann weiterhin verwendet werden zur Erfassung von Durchblutungsstörungen. Eine erfindungsgemäße Beschichtung kann weiterhin verwendet werden zum Signalisieren der Temperatur von Maschinenteilen wie Lagern.
' Eine- weitere. Anwendung der Erfindung ist ein Lampenschirm, der mit einer erfindungsgemäßen Beschichtung mit temperaturabhängiger Farbe versehen ist oder eine mit einer solchen Beschichtung versehene Feuerschutztür. Ein solcher Lampenschirm "signairisiert, ob er zu heiß geworden ist und nicht berührt werden sollte. Er kann auch mit steigender Temperatur transparenter werden, so daß er weniger Licht absorbiert und einer weiteren Erwärmung entgegengewirkt wird. Eine erfindungsgemäß beschichtete Feuerschutztür läßt erkennen, ob es dahinter brennt oder nicht.
Die Erfindung kann weiterhin in vielfältiger Weise für Designzwecke ohne besondere technische Wirkung oder bei Spielzeugen angewandt werden.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Fig.l zeigt einen Heizkörper mit einer Beschichtung, deren Farbe sich mit der
Temperatur ändert.
Fig.2 zeigt die Temperatur in Abhängigkeit von der beobachteten Farbe der
Beschichtung.
Fig.3 ist eine sehr schematische Darstellung einer Beschichtung, bei welcher auf eine Oberfläche eine Lackschicht mit einer temperaturunabhängigen Farbe, eine Lackschicht mit zwei unterschiedlichen, temperaturabhängigen Pigmenten und eine Schutzschicht aus Klarlack aufgetragen ist.
Fig.4 ist eine schematische Darstellung ähnlich Fig.3 einer Beschichtung, bei welcher auf eine Oberfläche eine Lackschicht mit einer temperaturunabhängigen Farbe, eine Lackschicht mit einem einzigen temperaturabhängigen Pigment und eine Schutzschicht aufgetragen ist. Fig.5 ist eine Schematische Darstellung ähnlich Fig.3 und 4 einer Beschichtung, bei welcher auf eine Oberfläche eine Lackschicht mit einer temperaturunabhängigen Farbe, eine Lackschicht nur mit einem ersten temperaturabhängigen Pigment, eine Lackschicht mit einem zweiten temperaturabhängigen Pigment und eine Schutzschicht aufgetragen ist.
Fig.6 ist eine schematische Darstellung einer Beschichtung, bei welcher auf eine
Oberfläche eine Lackschicht mit einem temperaturabhängigen und einem temperaturunabhängigen Pigment und darüber eine Schutzschicht aufgetragen ist.
Fig.7 zeigt eine Aufklebefolie, die mit einer Beschichtung nach Art der Figuren 3 bis 6 versehen ist.
Fig.8 zeigt schematisch eine Seitenansicht der Aufklebefolie.
Fig.9 veranschaulicht eine Anwendung der Aufklebefolie zur Eiswarnung, wobei die Aufklebefolie auf den Außenspiegel eines Kraftfahrzeugs aufgeklebt ist.
Fig.10 veranschaulicht die Verwendung einer Lackschicht zur Überwachung eines
Lagers.
Fig.11 veranschaulicht die Verwendung einer Lackschicht mit temperaturabhängiger Farbe bei einem Lampenschirm.
Fig.12 veranschaulicht die Verwendung einer Lackschicht mit temperaturabhängiger Farbe bei einer Feuerschutztür.
In Fig.l ist mit 10 ein Heizkörper bezeichnet. Der Heizkörper 10 weist Heizrippen 12 auf. Die Oberfläche 13 des Heizkörpers 10 ist mit einer Beschichtung 14 in Form eines Lackes versehen. Die Farbe der Beschichtung 14 ist temperaturabhängig, wie noch erläutert werden wird. Die Oberfläche 13 und damit die Beschichtung 14 ist in einem Bereich 16 stärker erwärmt als in einem Bereich 17. Im Bereich 17 ist die Oberfläche 13 stärker erwärmt als in einem Bereich 18. Das ist in Fig.l durch unterschiedliche Schraffierungen angedeutet. Der Einfachheit halber sind in Fig.l scharfe Bereichsgrenzen gezeigt. In der Praxis sind die Temperaturübergänge jedoch fließend.
Mit 20 ist ein Thermostatventil bezeichnet. Das' Thermostatventil gestattet die Vorgabe einer bestimmten Raumtemperatur. Es enthält einen Temperaturfühler, der auf die Raumtemperatur anspricht. Sinkt die Raumtemperatur, dann wird das Thermostatventil 20 weiter geöffnet. Über ein Rohr 19 wird dem Heizkörper 10 warmes Wasser zugeführt.
Der Heizkörper 10 gibt über die Kühlrippen 12 die in dem Wasser enthaltene Wärme an die Umgebung ab. Anschließend fließt abgekühltes Wasser wieder über einen Rücklauf 21 zur Wärmequelle, z.B. einen Heizkessel, zurück.
Die Farbe der Beschichtung läßt erkennen, ob der Heizkörper 10 kalt, wann oder heiß ist.
Man kann daher ohne den Heizkörper zu berühren sehen, ob der Heizkörper in Betrieb ist, und ob der Heizkörper u.U. so heiß ist, daß man eine Berührung vermeiden sollte. Das gleiche gilt für entsprechend beschichtete Zuleitungsrohre.
Zur Beschichtung wird eine Beschichtungsmasse verwendet, die wenigstens ein
Farbpigment enthält, das seine Durchlässigkeit mit der Temperatur verändert. Solche Farbpigmente sind an sich bekannt und in pulverisierter oder flüssiger Form erhältlich. Beispiele sind Chromazone ® Dispersion blau 47°C oder Cliromazone® Dispersion rot 29°C. Das sind Pigmente, die im Noπnalzustand eine bestimmte Farbe, z.B. blau oder rot, besitzen und bei einer bestimmten Temperatur, z.B. 47° oder 29° innerhalb eines
Temperaturbereichs von einigen Grad weitgehend transparent wird. Es gibt solche Pigmente in verschiedenen Farben und für verschiedene Temperaturen.
In Fig.3 bis Fig.6 sind verschiedene Möglichkeiten des Aufbaus der Beschichtung schematisch dargestellt. In Fig.3 ist mit 22 eine beschichtete Oberfläche bezeichnet. Auf die Oberfläche 22 ist eine farbige Lackschicht 24 aufgebracht, deren Farbe, z.B. gelb, temperaturunabhängig ist. Über der Lackschicht 24 liegt eine Lackschicht 26 mit temperaturabhängigen Pigmenten. Diese .Lackschicht bildet eine "Beschichtungsmasse" im Sinne der vorliegenden Erfindung. Es sind hier schematisch zwei Sorten von Pigmenten dargestellt.
Die Partikel 28 des ersten Pigments sind in Fig.3 von links unten nach rechts oben schraffiert dargestellt. Diese Partikel 28 haben eine erste Farbe, z.B. blau und werden im Bereich einer ersten, niedrigeren Temperatur transparent. Die Partikel 30 des zweiten Pigments sind in Fig.3 von links oben nach rechts unten schraffiert dargestellt. Diese Partikel 30 haben eine zweite Farbe, z.B. rot, und werden im bereich einer zweiten, höheren Temperatur transparent. Über der Lackschicht mit den temperaturabhängigen Pigmenten ist eine Schutzschicht 32 in Form eines Klarlacks vorgesehen.
In Verbindung mit dem Heizkörper 10 von Fig.l kann diese Beschichtung wie folgt wirken:
Bei niedrigen Temperaturen bis zu Raumtemperatur sind die blauen und die roten Pigmente entsprechend farbig. Die gelbe Lackschicht 24 ist abgedeckt. Die Lackschicht 26 erscheint durch die Kombination von Rot lind Blau dunkelblau. Das zeigt, daß der Heizkörper 10 auf Raumtemperatur also nicht in Betrieb ist. Bei einer bestimmten, über
Raumtemperatur liegenden Temperatur v/erden die blauen Pigment-Partikel 28 transparent. Das führt dazu, daß die Lackschicht 26 im wesentlichen rot erscheint. Das zeigt an, daß der Heizkörper 10 warm, also in Betrieb und auf mittleren Temperaturen ist. Wenn die Temperatur des Heizkörpers 10 sehr hoch ist, so daß man eine Berührung vermeiden sollte, werden auch die roten Pigment-Partikel 30 transparent. Dann wird die
Lackschicht 26 transparent, und die konstant gelbe Lackschicht wird sichtbar.
Die Farbe des Heizkörpers 10 liefert daher eine Anzeige seiner Temperatur. Das ist in in dem Diagramm von Fig.2 dargestellt. Die Ordinate ist die Temperatur. Die "Abszisse" ist eine Farbskala. Generell verändert sich die Farbe der Beschichtung mit steigenden
Temperaturen zu helleren Farben hin, die jeweils vorher durch die dunkleren Farben überdeckt werden. Generell wird bei Fig.3 die gewünschte "Endfarbe", hier gelb, festgelegt, die ab einer gewünschten Maximaltemperatur auftreten soll. Diese Endfarbe wird durch Beschichtung
• der Oberfläche mit einem entsprechenden Vorlack in Form der Lackschicht 24 aufgebracht. Die Lackschicht 26 besteht im wesentlichen aus Dispersionen, welche die
"Chromazone"®-Pigmente mit definierten Temperatur-Umschlagpunkten enthalten.
Daneben enthält die Schicht Verlaufs- und Netzmittel, VE- Wasser, geeignete Harze und
Zusatzstoffe sowie Lösungsmittel. Die Bestandteile sind einerseits auf die Chromazone®-
Pigmente abgestimmt und so gewählt, daß ein Film aufgetragen werden kann, der auf dem Untergrund der Lackschicht 24 haftet, trocknet und die Pigmente nicht negativ beeinflußt.
Das ist im wesentlichen dem Fachmann geläufige Lacktechnik und daher hier nicht im einzelnen beschrieben.
Zweckmäßigerweise sind in der beschriebenen Weise wenigstens drei Farbpigmente in den Grundfarben mit unterschiedlichen Temperaturabhängigkeiten der Durchlässigkeit vorgesehen. Es kann auch ein weiteres schwarzes Farbpigment mit Temperaturabhängigkeit der Durchlässigkeit vorgesehen sein. Damit ergeben siph optimale Möglichkeiten für die Farbwahl und die Wahl des Farbverlaufs in der
Abhängigkeit von der Temperatur.
Fig.4 zeigt einen etwas anderen Aufbau der Beschichtung. Auch hier wird auf die Oberfläche 34 eine Lackschicht 36 mit der temperaturunabhängigen Endfarbe aufgetragen. In der darüberliegenden Lackschicht 38 sind nur temperaturabhängige
Pigment-Partikel 40 enthalten. Diese Pigment-Partikel erteilen der Lackschicht 36 eine bestimmte Farbe bis zu einem Temperatur-Umschlagpunkt. Dann werden die Pigment- Partikel 40 transparent und lassen die Farbe der Lackschicht 38 hervortreten. Die Lackschicht 38 ist wieder durch eine Schutzschicht 42 aus Klarlack abgedeckt.
In Fig.5 sind insgesamt vier Lackschichten vorgesehen. Auf der Oberfläche 44 haftet eine erste Lackschicht 46 mit der temperaturunabhängigen Endfarbe. Auf der Lackschicht 46 ist eine zweite Lackschicht 48 aufgetragen. Diese Lackschicht 48 enthält Pigment- Partikel 50 von nur einer Art, d.h. einer Farbe und einem Temperatur-Umschlagpunkt. Eine dritte Lackschicht 52 liegt über der zweiten Lackschicht 48. Die dritte Lackschicht 52 enthält nur Pigment-Partikel 54 einer zweiten Art mit einer von der Farbe der Pigment-Partikel '50 verschiedenen Farbe und einem anderen, höheren Temperatur-
Umschlagpunkt.. Auch hier sind die zweiten und dritten Lackschichten 48 und 52 von einer Schutzschicht 56 in Form eines Klarlacks als vierter Lackschicht abgedeckt.
Eine weitere Möglichkeit zeigt Fig.6. Hier ist auf die Oberfläche 58 eine Lackschicht 60 aufgebracht. Die Lackschicht 60 enthält einmal Pigment-Partikel 62 einer ersten Farbe, die bei einem bestimmten Temperatur-Umschlagpunkt transparent werden. Diese Pigment-Partikel 62 sind in Fig.6 schräg schraffiert dargestellt. Weiterhin enthält aber die Lackschicht auch Pigment-Partikel 64 von temperaturunabhängiger Farbe. Diese Pigment-Partikel 64 sind in Fig.6 vertikal schraffiert dargestellt. Die Lackschicht 60 ist durch eine Schutzschicht 66 abgedeckt.
Fig.7 zeigt als eine weitere Anwendung eine Aufklebefolie 68, die mit einer temperaturabhängig-farbveränderlichen Schicht 70, z.B. der in Fig.3 bis 6 beschriebenen Art, beschichtet ist. Mit 72 ist eine Klebe- oder Haftschicht bezeichnet. Eine solche Aufklebefolie kann auf Oberflächen von Haushaltsgeräten wie Öfen oder Kühlschränken aufgeklebt werden, um deren Temperatur -heiß oder kalt- zu signalisieren. Eine solche Aufklebefolie 68 von Fig.7 oder 8 kann aber auch z.B. zur Frostanzeige auf einen Außenspiegel 74 eines Kraftfahrzeuges aufgeklebt werden. Das ist in Fig.9 dargestellt. Eine weitere Anwendung von Folien mit einer temperaturabhängig-farbveränderlichen Schicht ist die Anzeige der Körpertemperatur. Dazu kann eine beschichtete Folie auf die
Haut, z.B. auf die Stirn, einer Person aufgelegt werden, wobei wegen der geringen Wärmekapazität der Folie sehr schnell eine Temperaturanzeige erhalten wird. Ein solches "Fieberthermometer" ist wesentlich preiswerter als konventionelle Fieberthermometer mit Quecksilber oder Thermoelementen. Eine Folie mit einer temperaturabhängig- farbveränderlichen Schicht kann auch zur Erfassung von Durchblutungsstörungen dienen, die sich auch durch Untertemperatur bestimmter Körperteile, z.B. der Beine, bemerkbar machen. Fig.10 zeigt eine technische Anwendung. In Fig.10 ist ein Wälzlager 76 mit einer temperaturabhängig-farbveränderlichen Schicht beschichtet. Dadurch lassen sich Überhitzungen des Wälzlagers 76 durch Farbveränderungen sofort visuell erkennen.
Fig.l 1 zeigt -teilweise im Schnitt- einen Lampsnschiπn 80 aus Glas oder Kunststoff. Auf den Lampenschirm 80 ist eine temperaturabhängig-farbveränderliche Schicht 82 aufgebracht. Diese Schicht 82 zeigt an, ob der Lampenschirm 80 zu heiß geworden ist. Der Farbumschlag kann dann davor warnen, den Lampenschirm anzufassen. Durch Erhöhung der Transparenz des Lampenschirms mit erhöhter Temperatur kann dann auch die Lichtabsorption des Lampenschirmes vermindert und einer weiteren Erhöhung der Temperatur entgegengewirkt werden.
Fig.12 zeigt schematisch eine Feuerschutztür 84. Diese Feuerschutztür 84 ist mit einer temperaturabhängig-farbveränderlichen Schicht 86 versehen. Eine solche Schicht 86 läßt erkennen, ob es hinter der Feuerschutztür brennt.

Claims

Patentansprüche
1. Beschichtungsmasse die ihre Farbe in Abhängigkeit von der Temperatur verändert, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens ein Farbpigment enthält, das seine Durchlässigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur verändert.
2. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei, vorzugsweise drei Farbpigmente in den Grundfarben mit unterschiedlichen Temperaturabhängigkeiten der Durchlässigkeit vorgesehen sind.
3. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie weitere, temperaturunabhängige Farbpigmente aufweist.
4. Beschichtung einer Oberfläche die ihre Farbe in Abhängigkeit von der Temperatur verändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung wenigstens ein Farbpigment (28,30) enthält, das seine Durchlässigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur verändert.
5. Beschichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung wenigstens zwei Farbpigmente (28,30) enthält, die eine Mischfarbe bilden.
6. Beschichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei
Farbpigmente in den Grundfarben mit unterschiedlichen Temperaturabhängigkeiten der Durchlässigkeit vorgesehen sind.
7. Beschichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres schwarzes Farbpigment mit Temperaturabhängigkeit der Durchlässigkeit vorgesehen ist.
8. Beschichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung weitere, temperaturunabhängige Farbpigmente (64) aufweist.
9. Beschichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturabhängige Beschichtung (26;38;48,52) auf eine konstant farbige Oberflächenschicht (24;36;46) aufgebracht ist.
10. Beschichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß mehrere Pigmente, von denen wenigstens eines eine temperaturabgängige
Durchlässigkeit aufweist, in unterschiedlichen Schichten (48,52) übereinander aufgebracht sind.
11. Beschichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Pigmente, von denen wenigstens eines eine temperaturabhängige
Durchlässigkeit aufweist, in einer Färb- oder Lackschicht (26;60) verteilt sind.
12. Beschichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß über der farbigen Beschichtung eine Schutzschicht (32;42;56;66), vorzugsweise ein Klarlack, vorgesehen ist.
13. Verfahren zur Überwachung der Oberfläche eines Hohlkörpers, durch welchen ein wärmetransportierendes Medium hindurchleitbar ist, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte
(a) Aufbringen einer Beschichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12 auf wenigstens einen Teil der Oberfläche, so daß das spektrale Reflexions vermögen der so beschichteten Oberfläche sich in Abhängigkeit mit der Temperatur verändert, und
(b) Beobachten der Farbe des Hohlkörpers als Anzeichen für die Temperatur der Oberfläche.
14. Verfahren nach Ansprach 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beschichtung benutzt wird, deren Farbe sich bei steigender Temperatur von Blau nach Rot
. verändert. ' '
15. Hohlkörper (10), durch welches ein wärmetransportierendes Medium hindurchleitbar ist, mit einer von einer Beschichtung (14) versehenen, zur Umgebung hin offenen Oberfläche (13), über welche Wärme von dem wärmetransportierenden Medium an die Umgebung abgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Oberfläche (13) mit einer
Beschichtung (14) nach einem der Ansprüche 4 bis 11 versehen ist.
16. Hohlkörper nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe der Beschichtung (14) sich bei steigender Temperatur von Blau nach Rot verändert.
17. Folie (68) dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Beschichtung (70) nach einem der Ansprüche 4 bis 11 versehen ist.
18. Folie (68) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Aufklebefolie ausgebildet ist.
19. Verwendung einer Aufklebefolie (68) nach Anspruch 18 zum Signalisieren der Temperatur aufheizbarer Oberflächen bei Haushaltgeräten.
20. Verwendung einer Aufklebefolie (68) nach Anspruch 18 zur Frostanzeige bei
Kraftfahrzeugen.
21 Verwendung einer Folie nach Anspruch 17 oder 18 zur Anzeige der Körpertemperatur des Menschen, indem sie auf die Haut dicht aufgelegt wird .
22. Verwendung einer Folie nach Ansprach 17 zur Erfassung von Durchblutungsstörungen.
23. Verwendung einer Beschichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11 zum Signalisieren der Temperatur von Maschinenteilen wie Lagern (76).
24. Lampenschirm (80), dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Beschichtung (82) nach einem der Ansprüche 4 bis 11 versehen ist.
25. Feuerschutztür (84), dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Beschichtung (86) nach einem der Ansprüche 4 bis 11 versehen ist.
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