Как работают термохромные чернила

Как работают термохромные чернила
Как работают термохромные чернила
Пачка консервированного пива.
Пачка консервированного пива.

В жизни единственное, что остается неизменным, - это перемены. Единственным исключением из этого правила, конечно же, является цвет краски на вашем автомобиле. Вы можете действительно ненавидеть этот зеленый лайм, но нет никакого способа - никакого способа - вы проходите через дорогостоящую и трудоемкую работу по окрашиванию его снова и снова. Вы хотите, чтобы цвета вещей в вашей жизни были такими же динамичными, как и сама жизнь.

Ну, иногда наши вещи и краски действительно могут менять цвет, отчасти благодаря технологиитермохромных чернил. Термохромные чернила используют преимуществатермохромизма, который относится к материалам, которые меняют свои оттенки в ответ на колебания температуры. Все еще ненавидишь зеленый лайм? Покупайте подходящую краску, и в теплый день он может превратиться из оттенка лягушонка Кермита в более терпимый солнечно-желтый.

Термохромные чернила впервые стали популярными в 1970-х годах, появившись в одной из непреходящих икон той эпохи -кольце настроения, которое предположительно использовало тепло тела владельца как признак его или ее эмоциональное состояние.

Совсем недавно на бутылке с кленовым сиропом, которую можно использовать в микроволновой печи, была нанесена термохромная этикетка, которая указывала, когда его маслянистое, восхитительное совершенство стало достаточно теплым для ваших вафель. А на некоторых пивных банках есть изображения, которые появляются, когда хмелевое содержимое достаточно остынет, чтобы обеспечить оптимальное освежение.

После колец настроения термохромные чернила постоянно развивались. Они по-прежнему используются во всевозможных глупых новинках, но у них также есть много полезных и творческих применений: термометры, одежда, краски, контейнеры для напитков, игрушки, индикаторы заряда батареи, пластиковые изделия всех видов и многое другое.

Многие компании интегрируют эти динамичные, привлекательные чернила в свою продукцию. Это может помочь им привлечь внимание потребителей и отличить бренд от тех, которые используют старомодные чернила только с одним статичным оттенком. В сочетании с творческим подходом такие продукты производят настоящий визуальный эффект.

Продолжайте читать, и вы увидите, как эти сумасшедшие чернила проворачивают свои трюки-хамелеоны. Будьте готовы - ваши глаза ждут сюрприз.

Нагрев включен, цвет выключен

Изображение
Изображение

Термохромные чернила проявляют свою магию по-разному. В настоящее время существует две основные категории этих чернил:термохроматические жидкие кристаллы (ТСХ)илейкокрасители.

Жидкие кристаллы - это именно то, на что указывает их название - вещество, обладающее многими свойствами жидкости, скрещенными со структурными элементами, присущими кристаллам. Посмотрите в микроскоп на жидкий кристалл, и вы увидите жидкость с отчетливой структурой.

Жидкие кристаллы динамичны. Их свойства меняются в зависимости от условий окружающей среды; ТСХ проявляют разные цвета в ответ на изменение температуры. При более низких температурах эти жидкие кристаллы в основном находятся в твердой кристаллической форме. В этом низкотемпературном состоянии TLC могут вообще не отражать много света, поэтому они выглядят черными.

Применяйте теплоту и постепенно увеличивайте ее, и вы увидите, как TLC переходят от черного к практически всем цветам радуги. Это происходит потому, что при повышении температуры расстояние между кристаллами меняется, и в результате они по-разному отражают свет.

Вы не можете просто наклеить TLC на продукт, чтобы он изменил цвет. Жидкие кристаллы должны быть сначаламикроинкапсулированы в миллиарды крошечных капсул размером всего в несколько микрон. Этот процесс инкапсуляции обеспечивает некоторую защиту TLC и сохраняет их термохромные свойства.

Затем эти капсулы смешивают с другими материалами и используют в таких продуктах, как комнатные термометры. Повесьте термометр в спальне, и вы увидите быстрое изменение цвета, которое указывает на точную температуру.

Точность измерения температуры является сильной стороной TLC. Их постоянство цвета означает, что они могут указывать уровень тепла с точностью до нескольких градусов. Тем не менее, TLC - это чувствительная технология. Их производительность может ухудшиться из-за многократного воздействия УФ-излучения, воды и химических веществ. Более того, для правильной интеграции в различные продукты им требуется специальное оборудование, а это оборудование (как и сами ТЛЦ) часто значительно увеличивает производственные затраты производителя.

Красители и чернила Leuco - это отдельная история.

Локо для Леуко (красители)

Изображение
Изображение

ТСХ на основе жидких кристаллов - это темпераментная группа, и их довольно сложно включить в этикетки, одежду или другие товары. Однакокраситель Leuco содержит более стойкий химический состав, что позволяет разработчикам продуктов использовать эти чернила для самых разных целей.

Одно из самых известных применений лейкокрасителей - банки пива Coors Light. На этих банках изображен горный пейзаж рядом с логотипом компании. При комнатной температуре горы кажутся белыми. Охладите банку до температуры питья (около 45 градусов по Фаренгейту или 7 по Цельсию), и те же самые горы станут яркими, ярко-синими. По мере того как пиво согревается в ваших руках, изображение снова становится белым. Это изменение цвета может происходить снова и снова.

Как и в случае ТСХ, лейкокрасители также микроинкапсулированы в крошечные капельки размером всего от 3 до 5 микрон, что предотвращает их реакцию или повреждение другими химическими веществами.

Обычно лейкокрасители окрашиваются при низкой температуре. Затем, по мере повышения температуры, они становятся полупрозрачными, что позволяет выявить любые цвета, узоры или слова, которые могут быть напечатаны на нижележащем слое чернил. В других продуктах лейкокрасители можно смешивать с другим цветом, так что при изменении температуры возникает двухцветный эффект. Например, смешав синий с желтым, вы получите чернила, которые выглядят зелеными при более низких температурах и желтыми при повышении температуры.

Звучит немного волшебно, но за тем, как работают чернила, стоит некая фундаментальная наука. Маленькие капсулы содержат краситель, органическую кислоту и растворитель. При более низких температурах растворитель остается в твердом состоянии, удерживая краситель и кислоту в непосредственной близости друг от друга - и в результате они отражают свет и создают цвет. По мере того как растворитель нагревается, краситель и кислота разделяются, и видимый цвет отсутствует, что, в свою очередь, обнажает нижележащие чернила.

Возьмите в качестве примера бутылку с кленовым сиропом. При комнатной температуре на бутылке изображена крошечная черная микроволновка; при нагревании черная область исчезает, временно открывая слово «горячо».

Когда дело доходит до точности температуры, лейкокрасители более неуклюжи, чем ТСХ, поэтому вы не можете полагаться на них в приложениях, где вам действительно нужны точные показания температуры. Но лейкокрасители можно интегрировать во всевозможные увлекательные и забавные продукты.

Чернильные хитросплетения

Изображение
Изображение

Производители продуктов для преобразования цвета любят термохромные чернила, но они должны тщательно выбирать эти чернила, чтобы гарантировать, что они будут хорошо работать в их текущих производственных процессах. Обычно компании приобретают образцы у поставщиков чернил, а затем следуют процессу проб и ошибок, пока результаты не станут стабильными и визуально завораживающими.

У обоих типов термохромных красок есть свои плюсы и минусы. Химики должны взвесить свойства каждой из них, прежде чем выбрать чернила, которые лучше всего подходят для их применения.

Температурный диапазон термохромных жидких кристаллов составляет от -22 до 194 градусов по Фаренгейту (от -30 до 90 по Цельсию). Для наиболее ярких цветов им требуется черный фон, и отчасти из-за этого лучше всего использовать TLC в пластиковых изделиях, таких как термометры. Поскольку они на водной основе, с этими красками труднее работать, чем с лейкокрасителями.

В отличие от ТСХ, лейкокрасители могут быть включены в гораздо более широкий спектр продуктов, если инженеры учитывают температурные характеристики. При правильной настройке красители способны переходить из одного цвета в другой в диапазоне температур от 5 до 140 градусов по Фаренгейту (от -15 до 60 по Цельсию). Опять же, точка, в которой происходит переход, не очень точна для лейкокрасителей, но обычно она происходит в пределах от 6 до 18 градусов по Фаренгейту (от -14 до -7 градусов по Цельсию) от предполагаемой температуры.

Лейкокрасители намного прочнее, чем ТСХ. Из-за этого они используются во многих видах чернил, включая чернила на водной, сольвентной, эпоксидной основе и многие другие. Их адаптируемость означает, что они интегрируются во все виды печатных процессов, таких как трафаретная, офсетная, глубокая и другие. Вы также найдете их в пластике, на металле и в различных красках.

Красители Leuco также присутствуют во множестве бумажных изделий, таких как причудливая реклама по почте и рекламные материалы. Продукты, ориентированные на безопасность, также полагаются на лейкокрасители, в том числе рецептурные прокладки для лекарств и функции безопасности чеков. Просто коснитесь значка температуры, встроенного в документ, и его внешний вид изменится, подтверждая его подлинность.

Термохромные чернила в настоящее время не используются в жестких целях безопасности. Например, они не очень хороши для предотвращения подделок, потому что чернила доступны для покупки на открытом рынке, а это означает, что мошенники могут легко сделать свои собственные деньги, чувствительные к температуре.

Чернила для чар

Изображение
Изображение

Термохромные чернила дороже, чем обычные чернила, но они по-прежнему используются в инновационных продуктах, от одежды и автомобилей до бумаги, красок и сантехники. Компании, производящие пиво и энергетические напитки, известны тем, что используют в своей продукции яркую, чувствительную к температуре графику. Красители Leuco не мешают переработке, поэтому они безопасны для окружающей среды.

Компания Moving Color производит меняющую цвет плитку для украшения дома. Установите плитку в душе и наблюдайте, как черная плитка меняется на различные яркие оттенки. Или расположите их рядом с источниками света, и они изменятся в зависимости от тепла лампочек.

Различные производители добавляют лейкокрасители в рубашки, юбки и другую одежду. Прикоснитесь рукой к этим материалам, и этот отпечаток останется, предлагая странную привлекательную привлекательность.

Некоторые детские бутылочки используют эти чернила, чтобы указать, когда они горячие. Пластиковые крышки от кофейных чашек могут сделать то же самое. Оба визуально привлекательны, но они также служат практической цели. Одна компания даже производит сиденье для унитаза, которое меняет цвет при воздействии тепла тела, так что вы будете знать, пользовался ли кто-то этим унитазом совсем недавно.

Добавленные к обоям или краске для стен, эти чернила обладают всевозможным потенциалом для украшения интерьера. Например, при правильной температуре те лозы на ваших обоях действительно расцветут великолепными розовыми цветами. Если у вас есть деньги, вы также можете сделать ставку на покраску своего автомобиля, меняющую цвет.

Художественная и эстетическая привлекательность этих динамических красок безгранична. По мере того, как химики продолжают совершенствовать эти чернила, можно ожидать появления все большего количества продуктов, в состав которых они входят. И тогда вы сможете улучшить многие свои продукты, чтобы они отражали практически любой цвет радуги.

Примечание автора

Цвет - это не просто приятный способ изменить внешний вид вашей кухни. Цвет влияет на настроение, служит мощным визуальным коммуникатором, изменяет вашу физиологию и играет огромную роль в жизни человека. Цвет динамичный, веселый и важный.

Меняющие цвет чернила - увлекательное исследование как в химии, так и в психологии. Если модный блендер леденцово-красного цвета может иметь премиальную цену, какие деньги вы готовы потратить на блендер, который меняет цвет в зависимости от того, смешиваете ли вы горячий суп или замороженный смузи? И насколько вы бы предпочли краску для стен, которая меняет свой оттенок в зависимости от настройки термостата в этот день?

Возможности этих чернил с каждым днем становятся все шире. Их будущее выглядит светлым, а наше - намного красочнее.

Часто задаваемые вопросы

Что такое термохромная печать?

Термохромная печать - это тип печати, в котором используются термочувствительные чернила. Чернила меняют цвет при воздействии тепла, поэтому распечатка меняет цвет при воздействии тепла.