DE1698092B2

DE1698092B2 - Temperaturempfindliche anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE1698092B2
Application number: DE19681698092
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: National Cash Register Co
Current assignee: Adare Pharmaceuticals Inc
Priority date: 1967-02-27
Filing date: 1968-02-24
Publication date: 1973-07-19
Also published as: DE1698092A1; DE1698092C3; GB1161039A; FR1572257A; JPS5245673B1; SE350125B; CA940699A; CH486089A

Description

R-X- i

worin X eine chemische Verbindung aus der Ester, 30 und mesomorphen Verbindungen findet sich in der Äther und Karbonat enthaltenden Gruppe darstellt Veröffentlichung »Molecular Structure and the Pro- und worin R ein Kohlenwasserstoffrest aus der ge- porties of Liquid Crystals« von G. W. Gray, hersättigte oder ungesättigte Alkyle, Aryle, arylsubstitu- ausgegeben 1962 durch Academic Press, New York ierte Alkyle, alkylsubstituierte Aryle und von den ge- und London. Unter entsprechenden Bedingungen innannten Stoffen abgeleitete halogen- und nitrosub- 35 nerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs sind stituierte Verbindungen enthaltenden Gruppen ist. die Domänen ausgerichteter Moleküle in der ckole-Bei anderen sich eignenden Cholesterinderivaten sterischen Mesophase in der Lage, auffallendes Licht kann X ein Halogen sein, wobei R wegfällt. Jede die- so zu beeinflussen, daß es in Abhängigkeit von der ser Verbindungen kann als molekulare Masse in Ab- Temperatur in einer deutlichen Spektralfarbe, norhängigkeit von der Temperatur des Stoffes in min- 40 malerweise in Bändern, reflektiert wird, wobei sich destens drei physikalischen Phasen vorhanden sein. in den meisten Fällen in Abhängigkeit von der Qua-Unterhalb einer für eine bestimmte Verbindung in Htät des auffallenden Lichtes ein irisierender Effekt einer gegebenen Umgebung charakteristischen Über- ergibt.

gangstemperatur sind die Cholesterinderivate in Form Eine besonders zweckmäßige Methode zur Schafeiner festen kristallinen Phase vorhanden, während 45 fung eines Systems, das diesen Effekt aufweist, besie sich oberhalb einer anderen bestimmten Über- steht darin, dünne Schichten mesomorpher Stoffe in gangstemperatur in einem flüssigen isotropen Zustand ihrer cholesterischen Mesophase auf einen undurchmit unregelmäßiger Molekülanordnung befinden. sichtigen oder durchsichtigen, farbigen oder farb-Beim Wechsel von der festen kristallinen Phase mit losen Träger aufzubringen. Um eine gute visuelle Erstreng geordneter Molekülanordnung zur flüssigen iso- 50 kennbarkeit des Irisierens dieser Stoffe zu erzielen, tropen Phase mit unregelmäßiger, ungeordneter Mole- kann eine Schicht mit einer Dicke von mehreren hunkülanordnung in Abhängigkeit von der Temperatur dertstel Millimetern verwendet werden. Bei Verwenexistiert zumindest eine Zwischenphase, d. h. eine dung eines schwarzen, undurchsichtigen Trägers für zwischen dem festen und dem flüssigen Zustand lie- die Schicht erhält man einen geeigneten Kontrast, gende Phase. Eine sich in dem genannten meso- 55 Durch einen solchen Träger wird eine Abschwächung morphen Zustand befindende Verbindung wird zwar des abgegebenen irisierenden Lichtes durch vom gemeinhin »flüssiger Kristall« genannt, doch ist die Träger selbst reflektiertes oder durchgelassenes Licht Bezeichnung »mesomorph« richtiger und anschau- vermieden. Außerdem hat ein schwarzer Träger den licher und wird daher im folgenden verwendet. Es Vorteil, daß das System bei Temperaturen oberhalb gibt drei Mesophasen: die smektische, die rematische 60 und unterhalb der zur Herstellung des cholesterischen und die cholesterische. Eine bestimmte Verbindung mesomorphen Zustandes erforderlichen Temperatubraucht nicht alle diese Phasen aufzuweisen. Der ren schwarz erscheint. Die von einer Schicht aus chocholesterische Stoff in einer Mesophase ist eine mole- lestrischem mesomorphen Stoff erhaltene übliche kular-isotrope Flüssigkeit mit zusammenhängender Farbwirkung ist ein leuchtendes Farbmuster, beStruktur, in der Domänen ausgerichteter Moleküle in stehend aus Bändern oder Bereichen des Spektrums voneinander beabstandeten Schichten willkürlich ver- ⁵ zwischen Rot und Blau. Die Farben sind eine Funkteilt sind, die auffallendes Licht zu reflektieren ver- tion der Temperatur der Schicht, wobei das System mögen. Eine allgemeine Erläuterung von Mesophasen im allgemeinen beim Ansteigen der Temperatur Licht

3 ' 4

nut verhältnismäßig kürzerer Wellenlänge liefert, ob- oder sie kann zu erheblichen Verschiebungen der

wohl in der Literatur Ausnahmen bekanntgeworden Farberzeugungstemperatur nach oben oder unten

sind, bei denen die Wellenlängen des abgegebenen führen.

Lichtes bei Temperaturanstieg größer werden. Es ver- Diese Nachteile werden bereits durch die in der steht sich, daß oberhalb und unterhalb der zur Erzie- 5 Hauptpatentanmeldung beschriebene Anzeigevorrich-

lung einer sichtbaren Farbanzeige erforderlichen rung vermieden. Es wurde jedoch festgestellt, daß

Temperaturen eine Reflexion von ultraviolettem bzw. sich die im folgenden genannten weiteren Vorteile

infrarotem Licht in größerem oder kleinerem Aus- erreichen lassen, wena die Anzeigevorrichtung statt

maß erfolgt, je nach Art des zu untersuchenden einer Beschichtung aus einzelnen, die Tröpfchen des Systems und der Qualität des auffallenden Lichtes. io mesomorphen Stoffes enthaltenden Kapseln eine Be-

Mit wenigen Ausnahmen bestehen die zur Tempe- schichtung aufweist, die gemäß der vorliegenden Er-

raturanzeige für einen bestimmten Verwendungszweck findung aus einer getrockneten Emulsion besteht, in

gewählten Systeme aus zwei oder mehr mesomorphen der Tröpfchen des mesomorphen Stoffes enthalten

Verbindungen, die mit dem Ziel ausgewählt und korn- sind.

biniert werden, eine Farbänderung innerhalb eines 15 Bei der vorliegenden Erfindung sind also die Tropfbestimmten Temperaturbereiches zu bewirken, chen des mesomorphen Stoffes nicht in einzelnen

Zwar werden mit Mischungen dieser Cholesterin- Kapseln enthalten, sondern bilden Einschlüsse in der

derivate arbeitsfähige Schichtsysteme erhalten, doch zusammenhängenden Phase der Emulsion. Die erfin-

ist zu beachten, daß die Farberzeugungstemperatur dungsgemäße Emulsion oder Beschichtungsflüssigkeit

für eine solche Mischung nicht der bekannten Färb- 20 läßt sich durch ein einfaches, billiges, aus einem

erzeugungstemperatur für den jeweils einzeln ver- Schritt bestehendes Verfahren herstellen, d. h., kom-

wendeten Stoff entspricht, sondern im allgemeinen plizierte Kapselherstellungsgeräte und-techniken und

niedriger als die Temperatur ist, bei der bei dem die sich daraus ergebenden hohen Herstellungskosten

Stoff mit der» höchsten Temperaturparametern zuerst entfallen. Die erfindungsgemäße Emulsion bewirkt,

eine Färbung auftritt, und in manchen Fällen nied- as wenn sie als Beschichtung auf einem Körper, dessen

riger sein kann, als die Farberzeugungstemperatur Temperaturmuster anzuzeigen ist, getrocknet wird,

des Stoffes mit dem niedrigsten Temperaturpara- daß auffallendes Licht nur durch eine einzige Art von

^met^ern- Stoff hindurch übertragen wird, um von den nicht

Bisher war die Verwendungsmöglichkeit choleste- eingekapselten Tröpfchen des cholesterischen meso-

rischer mesomorpher Stoffe in temperaiurempfind- 30 morphen Stoffes irisierend reflektiert zu werden. Auf

liehen Systemen aus verschiedenen Gründen stark Grund der extrem kleinen Tröpfchengröße, die in

begrenzt. Einige der Schwierigkeiten waren: einer Emulsion nicht eingekapselter Tröpfchen der

1. Systeme, die eine Schicht aus einer Mischung cholesterischen mesomorphen Stoffe aufrechterhalten von einer oder mehrerer mesomorphen Verbindungen werden kann, weisen aus einer solchen Emulsion heraufweisen, kristallisieren bei den gewünschten Ar- 35 gestellte Beschichtungen, ein hohes optisches Aufbeitstemperaturen in großen Flächen. Infolge dieser Iösungsvermögen sowie eine sehr glatte Oberfläche unerwünschten Kristallisierung wird einer der akti- auf.

ven Stoffe jeweils an der betreffenden Kristallisations- Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur

stelle konzentriert, wodurch er von den anderen Korn- optischen Anzeige von Oberflächentemperaturen nach

ponenten einer solchen mesomorphen Mischung ge- 40 Patent 1 648 266, die gekennzeichnet ist durch eine

trennt wird. Diese Komponentenabtrennung führt (a) zusammenhängende Schicht aus einem lichtdurch-

zu einem Verlust an Genauigkeit und Intensität der lässigen Polymer, in dem sehr kleine Tröpfchen eines

Farbänderung bei der gewünschten Temperatur und oder mehrerer Stoffe dispergiert sind, die im anzuzei-

(b) zu anomaler Farbänderungsaktivität bei anderen genden Temperaturbereich eine cholesterische Meso-

Temperaturen. _{45 p}h_ase annehmen.

2. Mesomorphe Cholesterinderivate sind bei und Als filmbildendes Polymer für die erfindungsoberhalb ihrer Schmelztemperaturen ölige Flüssig- gemäße Emulsion kann ein beliebiges Polymer verkeiten. Bestehen sie als Schicht auf einer beliebigen wendet werden, das in einer Flüssigkeit löslich ist, die Oberfläche, dann ist diese Schicht im flüssigen Zu- den darin zu emulgierenden Stoff, der den flüssigen stand anfällig für Beschädigungen verschiedenster so Kristall bildet, nicht löst oder wesentlich chemisch Art und erfährt eine erhöhte Altrrung infolge der beeinflußt. Eine weitere Bedingung für den filmbilunmittelbaren Einwirkung der Umgebungsbedingun- denden Stoff besteht darin, daß das Polymer im gegen. Staubteilchen werden leicht von der flüssigen trockneten Zustand so viel Licht übertragen muß, Oberfläche aufgenommen und dienen dann als uner- daß die Farbreflexionseigenschaften der Einschlüsse wünschte Keimbildner für die Kristallisierung. Es 55 des den flüssigen Kristall bildenden Stoffes ausgenutzt besteht auch die Gefahr, daß solche Schichten mit werden können. Repräsentative Beispiele einiger solirgendwelchen Stoffen oder Gegenständen in Beruh- eher filmbildenden Polymere sind Gelatine, Gummirung kommen, woraus sich eine Desorganisation des arabicum, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, mesomorphen Stoffes und eine Dickenänderung in Polyäthylenoxid, Po'yäthylenmaleinsäureanhydridbestimmten Bereichen ergeben kann, wodurch die 60 Mischpolymerisat, Polyvinylmethyläthermaleinsäure-Ansprechempfindlichkeit des Systems geändert würde. anhydrid-Mischpolymerisat und Polyakrylat.

3. Die betreffenden mesomorphen Systeme mit nas- Die durch Trocknen der erflndungsgeinäßen Emulser Schicht haben die Tendenz zu anomalem Färb- sion hergestellten Schichten, die Flüssigkeitströpfchen änderungsverhalten im Falle der geringsten Verun- enthalten, können, falls erwünscht, gespannt oder gereinigung des Systems durch verschiedene gelöste 65 tönt werden, so daß sie als Farbfilter für das zu dem Stoffe. Diese Verunreinigung kann ein Selbstirisieren cholesterischen mesomorphen Stoff übertragene und bei einer gegebenen Temperatur bewirken, ohne daß von diesem kommende Licht dienen. Ein solches eine Farberzeugung in der Gesamtschicht auftritt, Schichtsvstem könnte dort verwendet werden, wo eine

Verengung der breiten irisierenden Wirkung er- schichten innerhalb ihrer Dickenausdehnung enthalwünscht ist. Für bestimmte Zwecke können die er- ten. Die Größe der Tröpfchen kann zwischen etwa findungsgemäßen Schichten auch leicht pigmentiert 5 und 25 um betragen oder auch geringfügig höher werden. Die in der Emulsion verwendete Menge des sein. Vorzugsweise haben die Tröpfchen einen Pigmentstoffes oder nicht reflektierenden Stoffes muß 5 Durchmesser von 10 bis 20 μΐη. Je nach den Bedinjedoch sorgfältig gewählt werden, da eine zu große gungen und Erfordernissen für die Verwendung dei Menge des Pigmentstoffes od. dgl. der Leuchtkraft herzustellenden Beschichtung können mehrere Schichder Färbung infolge Absorption bzw. Interferenz des ten, die mesomorphe Stoffe verschiedener Temperaauffallenden und reflektierten Lichts abträglich ist. turansprechbereiche enthalten, direkt oder in über-

Die Schichten der getrockneten Emulsion können io läppender Weise einander auf einer Oberfläche überselbsttragend sein oder nicht, je nachdem, was für lagert werden. Es können aber auch diskrete Bereiche den betreffenden Zweck erwünscht oder am besten einer Fläche mit Schichten versehen werden, die vergeeignet ist. Bei Verwendung einer selbsttragenden schiedene Arten von mesomorphen Stoffen enthalten, Schicht der getrockneten Emulsion, d. h. einer Schicht um ein dem Beschichtungsmuster und dem Beschichohne Träger, die durchsichtig oder nicht reflektierend 15 tungsmaterial entsprechendes Temperaturansprechen ist, sollte diese Schicht zur Erreichung der bestmög- zu erzielen.

liehen Ergebnisse in direktem Kontakt mit dem Kör- F i g. 2 ist eine schematische Seitenansicht einer per stehen, dessen Temperaturmuster darzustellen ist. selbsttragenden Schicht mit sehr kleinen Tröpfchen Fehlt ein solcher direkter Kontakt zwischen der 11 einer einzigen Art eines mesomorphen Stoffes, der Schicht und dem Testkörper, dann ergibt sich nicht 20 in einem polymeren Bindemittel 12 dispcrgiert ist. nur eine unrichtige Anzeige des Temperaturmusters, Diese Schicht ist in einer Dicke von nur wenigen sondern infolge der »Rückreflexion« von auffallen- Tropfchendurchmessern gezeigt. In der Praxis kann dem Licht von der Rückseite der Schicht wird auch sie jedoch jede beliebige Dicke zwischen etwas mehr die Leuchtkraft der Farbreflexion stark vermindert. als einem Tröpfchendurchmesser als Minimum bis zu DurchsichtigeTemperaturmusteranzeigeschichtenoder 25 mehreren Millimetern als Maximum haben. Die in ähnliche durchscheinende Schichten, für die ein Fig. 2 sowie in den Fig. la und 1 b und in Fig. 3 lichtsarkes Ansprechen unter Farbbildung gewünscht gezeigte farbige Schicht 13 kann je nach Wunsch vorist, können mit geeigneten nicht reflektierenden Stof- gesehen werden oder nicht. Ihr Zweck besteht darin, fen schwarzer oder beliebiger anderer Farbe auf eine die eine Oberfläche der Schicht zu färben und/oder ebene Fläche aufgetragen werden. Für auf Trägern 30 undurchsichtig zu machea und dadurch als Hintervorgesehene Schichten der getrockneten Emulsion grand für die Färbung oder zur Verstärkung der kann als Trägermaterial jeder geeignete dicke oder Farbbrillanz der Anzeige zu dienen,
dünne, farbige oder farblose, durchsichtige oder un- Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht einer durchsichtige Stoff verwendet werden. Eine durch selbsttragenden Schicht, die sehr kleine Tröpfchen 11 Auftragen der Emulsion auf einen Testkörper mit un- 35 von mehr als einer Art eines mesomorphen Stoffes regelmäßiger Oberfläche hergestellte Schicht, die auf enthält, der in einem polymeren Bindemittel 12 didiesem Testkörper getrocknet wird, wird als getragene spergiert ist. F i g. 3 zeigt zwei verschiedene Arten Schicht mit Träger betrachtet, da sich der Begriff mesomorpher Stoffe in der Beschichtung, und zwar »Schicht« auf die Dicke und nicht auf die Glattheit eine erste Art, für die die Umgebungstemperatur der oder Regelmäßigkeit bezieht 40 Schicht entweder oberhalb oder unterhalb der Tem-

In den zur Erläuterung der Erfindung dienenden peratur ihres mesomorphen Zustandes liegt, und eine

Zeichnungen sind alle Teile mit gleichen Bezugszah- zweite Art, die bei der Umgebungstemperatur im

len versehen. mesomorphen Zustand ist Es versteht sich, daß auch

F i g. 1 a ist eine schematische Seitenansicht eines mehr als zwei verschiedene Arten mesomorpher Stoffe Trägerblattes 10, dessen eine Oberfläche mit einer 45 in einer Schicht eingeschlossen werden können.
Beschichtung aus sehr kleinen Tröpfchen 11 eines Es folgen einige Ausführungsbeispiele der Erfinflüssige Kristalle bildenden, mesomorphen Stoffes, ver- dung, an Hand deren die bei der praktischen Anwensehen ist die in einem polymeren Bindemittel 12 di- dung der Erfindung angewandten Techniken veranspergiert sind. Der mesomorphe Stoff ist entweder im schaulicht werden können. Diese Beispiele sollen den isotropen flüssigen Zustand oder im kristallinen 50 Umfang der Erfindung jedoch keineswegs einfesten Zustand, d. h. nicht im mesomorphen Zustand, schränken.

czcifit*

F i g. 1 b zeigt das beschichtete Trägerblatt 10 der B ei spi e 11

Fig. la mit dem mesomorphen Stoff 11 im meso- Hier wurde eine Mischung mesomorpher Stoffe ver-

morphen Zustand. Fig. la soll die Beschichtong bei 55 wendet, die aus 55 Gewichtsprozent Oleylcholesteryl-

einer Temperatur oberhalb oder unterhalb derjenigen carbonat und 45 Gewichtsprozent Cholesterylnon-

Temperatur darstellen, die zur Färbung des meso- anoat bestand und bei ansteigender Temperatur eine

morphen Stoffes erforderlich ist, während Fig. Ib Farberzeugungstemperatur von etwa 33° C hatte. Der

die gleiche Beschichtung innerhalb des Temperatur- Temperaturbereich für das Farbigwerden dieser Mi-

bereichs der Färbung darstellt Die Schraffienmg der 60 sdrang lag zwischen etwa 33 und etwa 35,5° C Drei

Tröpfchen in Fi g. Ib dient lediglich zur Darstellung Gewichtsteile der vorgenannten Mischung der meso-

einer Farbänderung gegenüber F i g. 1 a und soll keine morphen Stoffe wurden in eänem Warmg-Mischer mit

bestimmte Farbe andeuten, da das Irisieren nicht ohne 5 Gewichtsteilen einer lOgewichtsprozentigen Lösung

weiteres durch Schraffieren veranschaulicht werden von nachstehend beschriebenem Polyvinylalkohol so

kann. Die Dicke der Beschichtung kann so bemessen 65 lange gemischt, bis dne Tröpfchengröße der meso-

sein, daß sie nur eine einzige Schicht oder mehrere morphen Stoffe von etwa 5 bis 20 pm erreicht war.

Schichten flüssiger Kristalltröpfchen enthält Die Be- Der in diesem Beispiel verwendete Polyvinylalkohol

schichtung kann jedoch auch mehrere Tröpfchen- hatte ein durchschnittliches Molekulargewicht von

88 000 und war dadurch gekennzeichnet, daß eine rigen Lösung von Polyacry|at-Polymer emulgiert. Das 4gewichts.prqzentige wäßrige Lösung des Stoffes eine Polyacrylat war Ammoniumpolyaprylat und war da-Viskosität von 23 bis 28 cP bei 25⁰C aufwies und durch gejcennzeichiiet, daß e?'einen p_;fi-Wert von 8,5 der Stoff zu 97,7 bis 98,4% hydrolysiert war, d.h., bis"9,5 in einer 22ge'wichtsprozentig'en wäßrigen LÖ-cjaß, der genannte Prozentsatz der ursprünglich in 5 sung iinfi ejne Viskositätvon 15Q bis 250 cP hj einer Mpleküleij des betreffenden Stoffes vorhandenen 5ge^chtsp7ozentigen wäßrigen Lösung hatte.' Dje chemischen Acetatgruppen in Hydroxylgruppen um- Emulsion' wurde in einem mit einem Mantel vergewandelt wprden war. sehenen Waring-Mischerbphälter durchgeführt, der Die Emulsion wurde nach jhrer Bereitung mittels mit einer Widerstan^sdraht-HeizvQrrichtung ausejner Aufstreicjjyorrjcijtung in Form einer nassen io gestattet war, und'"die'Temperatur der"eipüjgierten Schicht mit einer Dicke von etwa 0,25 mm auf ein ge- Flüssigkeit wurde auf 50° C gehalten." Die" Tröpfchen schwärztes Trägerblatt aus Polyäthylenterephthalat des mesomoφhen Stoffes in der "Einufsioq hatten aufgebracht. Die Schicht wurde in der Luft bei einer einen Durchmesser von XQ bjs 20 μπι. Temperatur von etwa 25° C getrocknet. Erhöhte man Nach Fertigstellung der Emulsion wurde diese als dje Temperatur der Beschichtung an einem Punkt, 15 Beschichtung aufgetragen und getrocknet, wie im dann erscheinen entsprechend des Temperaturgra- Beispiel 2 beschrieben. Das Verhalten der getrockdientenmusters im Bereich von 33 bis 35,5° C um neten Schjcht entsprach bezüglich der Farbänderung einen blauen Mittelring konzentrische Ringe, die mit in Abhängigkeit von Temperaturänderupgen im wefaJlendem Temperaturgradienten alle Spektralfarben sentlichen dem Verhalten der gemäß Beispiel 2 herbis zum Rot durchliefen. Bei einem Erhöhen oder ao gestellten Schjcht, da die mesomorphe Mischun" in Senken der Temperatur des Punktes zeigte sich eine beiden Beispielen die gleiche war und das getrqcknete Expansion oder Kontraktion der Ringe. Systeme von Bindemittel anscheinend nur geringen Einfluß auf die benachbarten expandierenden und kontraktierenden Beeinflussung des Lichtes hatte. Eine Schichf wurde Ringen von zwei oder mehr Punkten schnitten sich, auf einen Glasträger aufgebracht. Die erzielten Er- und die erhaltene Farbe eines Bereichs war jeweils 35 gebnisse waren init den vorstehend beschriebenen Ereine Funktion der Temperatur an diesen Schnitt- gebnissen vergleichbar, punkten.

Die getrocknete Emulsionsschicht dieses Beispiels Beispiel 4

konnte von ihrem Polyäthylenterephthalatträger abgezogen und auch als frei tragende Schicht zum Dar- 30 Mit diesem Beispiel sollte ein Ausführungsbeispiel stellen von Temperaturgradientenmustern verwendet der Erfindung demonstriert werden, in dem das polywerden. Die abgezogene Schicht konnte auf einer mere Bindemittel, das die Tröpfchen des meso-Seite geschwärzt oder undurchsichtig gemacht wer- morphen Stoffes in Dispersion enthält, gefärbt wird, den oder, falls erwünscht, auch ohne derartige Ver- um seine Lichtdurchlässigkeit zu verringern und einen arbeitung Verwendung finden. 35 besseren Kontrast zu dem Irisieren der eingeschlossenen Tröpfchen zu schaffen, ohne daß undurchsich-B ei spiel 2 tige Träger oder anderes Kontrastmaterial verwendet

werden muß.

Hier wurde eine Mischung aus einem mesomorphen 3 Gewichtsteile einer Mischung von 85 Gewichts-

Stoff verwendet, die aus 50 Gewichtsprozent Oleyl- 40 prozent Cholesterylnonaaoat und 15 Gewichtsprozent cholesterylcarbonat und 50 Gewichtsprozent Chole- Oleylcholesterylcarbonat wurden mit 5 Gewichtssterylnonanoat bestand. 3 Geweichtsteile dieser Mi- teilen einer im vorangegangenen beschriebenen, farschung wurden niit 5 Teilen einer lOgewichtsprozen- bigen Bindemittellösung in einem ummantelten tigen wäßrigen Lösung von Gelatine mit geeigneter Waring-Mischbehälter gemischt, wobei die Tempe-Schichtbildungsstärke emulgiert. Die emulgierten 45 ratur der Flüssigkeit auf etwa 50° G gehalten wurde. Tröpfchen des mesomorphen Stoffes hatten eine Größe Zum Bereiten der Bindemittellösung wurden IGg des im Bereich von etwa 10 bis 20 μπι. im Beispiel 1 beschriebenen Polyvinylalkohol* in

Nach Herstellung der Emulsion wurde diese unter 90 ecm Wasser gelöst und der Lösung 10 ecm schwar-Verwendung einer Aufstellvorrichtung auf ein Trä- zer Füllfederhaltertinte zugesetzt gerblatt aus Polyäthylenterephthalat in Form einer 50 Nachdem die Emulsion mit einer Tröpfchengröße nassen Schicht mit einer Dicke von etwa 0,25 mm des mesomorphen Stoffes von etwa 5 bis 25μήι beaufgetragen. Die so erzeugte Schicht wurde bei etwa reitet war, wurde sie in Form einer nassen Schicht 25° C an der Luft getrocknet Die Temperatur- mit einer Dicke von etwa 0,25 mm auf ein durchansprecheigenschaften der fertigen Schichf entspra- sichtjges, farbloses Blatt aus Polyäthylenterephthalat, chen im wesentlichen denjenigen der Schicht nach 55 wie im Beispiel 1, unter Verwendung einer AufBeispiel 1, und die Farberzeugungstemperatur lag bei streichvorrichtung aufgetragen. Dann wurde die Beetwa 25° C, wobei 25 bis 30° C der Temperatur- schichtung bei einer Temperatur von etwa 25° C an bereich für eine vollständige Spektralfarbenändening der Luft getrocknet Die getrocknete Emulsionswar. schicht konnte nach Abziehen vom Träger entweder

Die nach diesem Beispiel hergestellte getrocknete 60 als dünne, selbsttragende Schicht oder zusammen mit Schicht konnte vom Träger abgezogen und in der dem Träger verwendet werden, um eine größere Haltgleichen Weise verwendet werfen wie die Schicht barkeit zu erzielen. Infolge einer Temperaturändenach Beispiel 1. rang der beleuchteten Schicht ergab sich die charak-

Beispiel 3 teristische Farbänderung, die für diese Mischung von

65 mesomorphen Stoffen zum ersten Male beim Er-

Hier wurde 1 Gewichtsteil der im Beispiel 2 her- reichen einer Temperatur von 55° C sichtbar wurde gestellten Mischung der mesomorphen Stoffe in wobei das Irisieren durch eine Temperaturänderung Gewichtsteilen einer 22gewichtsprozentigen wäß- über dem Scbichtbereich hervorgerufen wurde.

309529/195

10

BeisDiel 5 ^war>
da^ durch ^zu starkes Rühren beim Zusammen-

" geben dieser Emulsionen eine Vermischung der

In diesem Beispiel wurden die gleichen Stoffe ver- Tröpfchen des mesomorphen Stoffes verursacht wendet wie im Beispiel 4, jedoch wurde die Emulsion wurde.

mittels einer Luftbürste auf einen Träger aufgesprüht. 5 Das zwei verschiedene mesomorphe Stoffe enthal-Die erhaltene getrocknete Schicht hatte Farbreflexions- tende Emulsionsbeschichtungssystem wurde auf einen eigenschaften, die denen von Beispiel 4 entsprachen. Träger aufgebracht und bei etwa 25° C an der Luft

. getrocknet.

Beispiel 6 _Der visuelle Effekt einer getrockneten, als Be-

Hier wurde als polymeres Bindemittel Zein, ein aus io schichtung aufgebrachten Emulsion nach diesem Beider Alkoholextrahierung von Mais abgeleiteter Prol- spiel war annähernd der gleiche wie bei den voraminFilmbildner, verwendet. Das in diesem Beispiel stehenden Beispielen, mit der Ausnahme, daß eine verwendete Lösungsmittelsystem war eine Lösung Farbänderung in der Beschichtung in zwei Folgen, von 9 Volumteilen Methylalkohol und 1 Volumteil beginnend bei zwei verschiedenen Temperaturen, aufWasser. Eine Lösung des Bindemittels wurde durch 15 trat. Als Vergleich zu dem im Beispiel 1 beschriebe-Lösen von 80 g Zein in 400 ecm des Lösungsmittel- nen visuellen Effekt für eine nur einen mesomorphen systems bereitet. Stoff enthaltende Beschichtung ist der visuelle Effekt

In einem ummantelten Waring-Mischbehälter, der einer Beschichtung mit zwei verschiedenen Stoffen auf einer Temperatur von 50⁰C gehalten wurde, wie folgt: Beim Erwärmen eines Testpunktes auf wurde eine Emulsion bereitet, die aus 50 ecm Binde- 20 einer Schicht erschien eine erste Folge konzentrischer mittellösung und 10 ecm einer 1:1-Mischung von Farbringe, die den Erwärmungspunkt umschlossen. Oleylcholesterylcarbonat und Cholesterylnonanoat Erwärmte man den betreffenden Punkt auf der bestand. Schicht weiter bis über die erste Farberzeugungs-

Die Emulsion wurde, wie im Beispiel 2, zu einer temperatur hinaus, jedoch unter der Farberzeugungs-Schicht geformt, die in bezug auf das Irisieren die 25 temperatur des zweiten emulgierten Stoffes, dann ergleichen Eigenschaften hatte wie die Schicht nach schien der Testpunkt wieder farblos, wobei jedoch Beispiel 2. infolge des statischen Temperaturgradienten in

_R . . j ₇ einem bestimmten Abstand vom Mittelpunkt der

Beispiel / Wärmequelle der Farbring erhalten blieb. Bei weite-

Hier wurde die Verwendung einer Emulsion de- 30 rem Erwärmen des Testpunktes auf der Schicht bemonstriert, in der zwei verschiedene Arten von meso- gann eine zweite Gruppe von Farbringen aufzutreten morphen Stoffen getrennt enthalten sind. Das flüssige und sich nach außen zu bewegen. Sie erreichte jedoch Emulsionsbeschichtungssystem wurde dadurch be- nie die sich nach außen bewegenden ersten Ringe, reitet, daß man zwei Emulsionen miteinander ver- woraus sich eine visuelle Anzeige der beiden Temperührte, in denen verschiedene mesomorphe Stoffe in 35 raturbereiche an verschiedenen Stellen des beschichgetrennten Lösungen der gleichen Bindemittelart teten Trägers ergab. Erwärmte man nicht nur einen emulgiert waren. Die beiden Emulsionen wurden wie Testpunkt, sondern den ganzen beschichteten Träger, folgt hergestellt: dann traten die Farbänderungen nicht in Ringen auf,

a) 25 ecm einer lOgewichtsprozentigen wäßrigen ^sondem jeweils über die ganze Schicht, wobei zu-Polyvinylalkohol-Lösung (wie im Beispiel 1 ver- <° ^nac£^st die Ρ«ϊ*η infolge des einen mesomorphen wendet) wurden mit 15 g einer Mischung aus ^Sto?^ef_ erschienen und dann bei weiterem Erwärmen 65 Gewichtsprozent Oleylcholesterylcarbonat ^»nächst eine Entfärbung der Schicht eintrat, wonach und 35 Gewichtsprozent Cholesterylnonanoat ^d.^{ie Farbei}l des zweiten mesomorphen Stoffes nachemulgiert und einander durchlaufen wurden. Beim Abkühlen der

b) 25 ecm des lOgewichtsprozentigen wäßrigen « ,^S<*^icht erschienen die Farbänderungen in der umge-Polyvinylalkohols wurden mit 15 g einer Mi- ^ke^^rten Reihenfolge.

schung von 85 Gewichtsprozent Cholesteryl- _A Sina m emem gegebenen kleinen Bereich zwei nonanoat und 15 Gewichtsprozent Oleylchole- ^Arten der Flussigkeitstropfchen vorhanden, die bei sterylcarbonat emulgiert. ™^e[ f^benen Temperatur eme unterschiedliche

50 Farbreflexion zeigen, dann ergibt sich für das mensch-

Die beiden Emulsionen wurden dann sorgfältig liehe Auge erwartungsgemäß eine additive Farbmit der Hand verrührt, nachdem gefunden worden mischung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

raturen, die aus einem mit einer aus kleinen Kapseln

Patentanspruch: bestehenden Masse beschichteten Träger besteht, wo

bei die Kapseln jeweils einen flüssigen Kern mit

Vorrichtung zur optischen Anzeige von Ober- einem oder mehreren Stoffen enthalten, die in einem flächeatemperaturen nach Patent 1648266, ge- 5 bestimmten Temperaturbereich eine cholesterische kennzeichnet durch eine zusammenhän- Mesophase annehmen, und der Kern von einem lichtgende Schicht aus einem lichtdurchlässigen Poly- durchlässigen kapselwandbildenden Stoff unischlosmer, in dem sehr kleine Tröpfchen eines odtr sen ist. Innerhalb des genannten Temperaturbereiches mehrerer Stoffe dispergiert sind, die im anzu- durchlaufen mesomorphe Stoffe bei Änderung der zeigenden Temperaturbereich eine cholesterische io Temperatur die Spektralfarben. Dieser Vorgang wird Mesophase annehmen. als »irisieren« bezeichnet

Die bei bestimmten Arten sogenannter »flüssiger Kristalle« auftretende Erscheinung der Farbänderung

des reflektierten Lichtes ist allgemein bekannt In der

15 Klasse der »flüssigen Kristalle«, die bei Temperaturänderungen Spektralfarbänderungen erfahren (d. h.

Das Hauptpatent 1648 266 betrifft eine Vorrich- »irisieren«), sind die wichtigsten bestimmte Choletung zur optischen Anzeige von Oberflächentempe- sterinderivate mit der allgemeinen Strukturformel: