Термохромная краска: состав, характеристики, применение

Трудно переоценить роль различных красящих веществ. Все они облегчают нашу жизнь и делают ее более креативной. Но отдельно хочется упомянуть интересный и уникальный материал. Им является термохромная краска. Это довольно-таки редкий пигмент, но постепенно он становится более популярным. Его уникальные свойства позволяют применять его во многих областях, выполняя практичные и декоративные функции. Рассмотрим более подробно, что представляет собой этот красящий продукт.

Что это за краска?

Одной из основных характеристик термохромной краски является изменение цвета под воздействием нагрева или охлаждения. Смысл заключается в том, что пигмент реагирует на температуру окружающей среды. Порог чувствительности вещества в основном зависит от той сферы, в которой применяется. Чаще всего такая краска используется для печати этикеток и производства упаковок. Причем в зависимости от действующей температуры изображение будет либо исчезать, либо проявляться.

Характеристики и состав термохромной краски

Краска изготавливается из порошка специальных термохромных микрокапсул. Они имеют круглую форму, а в размере достигают от трех до десяти микрометров. Содержащиеся в краске цветовые пигменты могут быть представлены или в виде жидких кристаллов, или в виде лейкокрасителей. Сам же реактивный элемент позволяется смешивать с различными растворами. Например, с красками на акриловой, резиновой или масляной основе. Доля действующего вещества, как правило, составляет от пяти до тридцати процентов от общей массы готового продукта. Данная цифра зависит от требующегося результата.

Разновидности краски

Существует два основных вида термочувствительного пигмента:

1. Реверсивные краски. Они приобретают другой цвет при определенном температурном режиме. Когда он изменяется в обратную сторону, то пигмент возвращается к исходному оттенку. То есть это — обратимое преобразование цвета.

2. Нереверсивные краски. Они подобной особенностью не обладают. При повторном изменении температуры изначальный оттенок не восстанавливается. То есть пигмент может преобразовывать цвет только один раз.

Наибольшей популярностью пользуются, конечно, реверсивные термохромные краски. Их чаще всего применяют в медицине для контроля стерилизации хирургических приборов. Дополнительно в краску может быть добавлен фосфоресцирующий пигмент.

Типы термочувствительных пигментов

По способу изменения окраски пигменты, реагирующие на температуру, можно разделить на три типа:

1. Первоначально невидимые. Обычно при нагревании до 50-60 градусов они окрашиваются в определенный цвет. Например, в черный, красный, синий или зеленый. После охлаждения пигмент опять становится бесцветным.
2. Первоначально видимые. При достижении определенной температуры (от 7 до 60 градусов) цвет становится прозрачным. То есть, его не видно, но после пигмент возвращается обратно. Как правило, такие термочувствительные краски используются для офсетной и трафаретной печати.
3. Разноцветный пигмент. Один оттенок меняется на другой и обратно. Такие красящие средства применяются, когда на упаковку необходимо нанести зашифрованное сообщение или изображение. Проявляется оно только при нагревании или охлаждении.

Воздействие температуры

Краски, которые относятся к возвратным, после окончания действия тепла или холода возвращают свой пигмент в исходное состояние. При этом каждый вид эмали имеет характерную для него температурную активацию. Допустимый разброс составляет от — 15 до + 70 градусов Цельсия.

Рассмотрим, какой температурный режим подходит для тех или иных случаев:

• До +20 градусов. Используется для нанесения краски на посуду, предназначенную для прохладительных напитков.
• От +29 до +31 градуса. В этом температурном диапазоне находятся поверхности, которые меняют окрас под воздействием температуры тела (при соприкосновении с кожей). Такой эффект широко используется в рекламных целях, в журналах, на буклетах или футболках.
• Более +43 градусов. Такая температура используется для изделий, которые будут взаимодействовать с высокой температурой. Чаще всего делают печать на кружках и другой посуде для горячих напитков. В этом случае эффект смены цвета выполняет как декоративную, так и предупреждающую функцию.

Самой высокой температурой воздействия может быть 280 градусов Цельсия. Но специалисты рекомендуют обрабатывать поверхности при более низких показателях (около 230 градусов). Особенно это необходимо, если используются такие термочувствительные материалы, как текстиль или пластик.

Цветовая палитра

Оттеночная гамма, которая используется для термочувствительных пигментов, достаточно широка. Самыми ходовыми являются следующие цвета: красный, синий, розовый, голубой, желтый, зеленый, оранжевый, фиолетовый, черный и коричневый. Если применяются различные виды вещества, то пигмент меняется не на один, а на несколько цветов в зависимости от интенсивности воздействия температуры.

Сфера применения

Существует несколько основных практических задач краски, меняющей цвет от температуры:

• Появляющиеся надписи и рисунки при охлаждении или нагревании могут указывать на нарушение условий хранения при длительном воздействии температуры.
• Термочувствительный пигмент является способом защиты от подделок. Например, на документе, прошедшем через ксерокс, появляется скрытое слово.
• Определенный цвет, нанесенный на этикетку, может стать индикатором оптимальной температуры для потребления напитков и прочих продуктов питания.

Пигменты, реагирующие на холод или тепло, наибольшую популярность получили в пищевой промышленности. На этикетки помещают изображение, которое покрыто такой краской. Оно информирует о том, достиг ли продукт необходимого температурного режима при нахождении в печи или холодильнике. В том числе термохромную эмаль используют производители ликероводочной и пивной продукции. Этикетки, бутылки, наклейки и прочие атрибуты сигнализируют о том, достаточно ли охлажден напиток. Также получила применение термохромная краска в других сферах промышленности. Ее используют для изготовления керамической посуды (стаканов, чашек, тарелок). Пигмент применяют в различных видах пластика, силиконовой резине и других материалах для экструзии, литья под давлением, флексографии, шелкографии, трафаретной и офсетной печати.

Нанесение термочувствительной эмали

На различные поверхности красящий пигмент можно наносить различными способами: с помощью кисточки, губки, валика или краскопульта. То есть принципы нанесения ничем не отличаются от покрытия обычной эмалью. Самого качественного результата с минимальным расходом средства и равномерным покрытием можно добиться только при работе распылителем. Однако данный метод требует некоторых навыков и чаще всего используется профессионалами.

Как правило, 65 миллилитров термохромной эмали хватает примерно на квадратный метр поверхности. Но конечный расход будет зависеть от требуемой насыщенности цвета. Если пигментированное средство наносится на невпитывающие материалы (например, для печати на кружках), то его рекомендуется развести водно-дисперсионным лаком или любой акриловой эмульсией. В данном случае после этого краске необходимо дать несколько минут, чтобы она высохла. Также можно уменьшить время ожидания при помощи струи горячего воздуха.

Следует отметить, что термокраска обладает слабым уровнем УФ-защиты. Поэтому рекомендуется дополнительно использовать лак, который защитит покрытие и увеличит срок службы окрашенных слоев.

Также стоит упомянуть листовую печать. Поскольку такие пигменты имеют невысокую интенсивность, их следует наносить на добротный слой краски. Чтобы увеличить толщину подложки, печать изображения производят в несколько прогонов. Чаще всего используют нейтральные белые носители. Именно они позволяют достичь максимального цветового контраста. По этой причине не рекомендуется брать бумагу с сероватым или желтоватым подтоном для офсетной термохромной печати.

Растворители эмали

Удалить термохромную краску вполне возможно в домашних условиях своими руками. Ее можно соединять с такими веществами, как вода, ксилол, этанол, уайт-спирит и бутаноноксим. А с аммонием, ацетоном и пропил ацетатом данный пигмент несовместим. Эти материалы являются для краски растворителями.

Светостойкость термокраски

Следует отметить, что термохромные эмали крайне чувствительны к воздействию ультрафиолетового излучения. Практика показывает, что из-за солнечного света продукт буквально за неделю теряет все свои свойства. Более того, на краску негативно влияют внешние факторы. По этим причинам специалисты рекомендуют наносить поверх термохромного пигмента слой защитного УФ-лака (особенно при условии наружного использования). Это значительно продлит срок службы продукции.

Хранение краски, меняющей цвет

По описанным выше причинам термокраску рекомендуется хранить подальше от прямых солнечных лучей. В противном случае она потеряет свойство изменять цвет. Идеальным местом для хранения станет темное и сухое помещение. Также стоит учитывать, что срок годности качественной термочувствительной эмали составляет всего два месяца. После этого краска начинает преобразовываться в гелеобразное вещество, которое уже не подходит для использования по назначению.

Несмотря на свои интересные и необычные свойства, термохромная краска не получила массового распространения. Одной из главных причин тому является довольно-таки высокая цена и специфичность использования. В некоторых случаях это усложненная технология нанесения. Остается надеяться, что в будущем ситуация изменится, и уникальные красители станут более доступными для населения.

Похожие статьи

Термохромные краски – это материалы, который имеет свойство менять цвет или обесцвечиваться при изменении температуры. Сфера ее применения очень широка – изобразительное искусство, печать, тиснение, ремесленное производство, автомобильная промышленность, материал можно наносить на керамику, пластик, текстиль, стекло, бумагу. Данная эмаль используется в основном не в декоративных целях, а как индикатор изменения температуры поверхности и бывает двух видов:

Содержание:

1. Возвратная (возвращающая свой первоначальный цвет после снижения температуры).
2. Невозвратная (не возвращают прежний цвет после термовоздействия).

За изменяющие цвет свойства отвечают входящие в состав краски пигменты, которые основаны на технологии жидких кристаллов, они содержаться в микрокапсулах, из которых и состоит краска. Оболочка капсул сохраняет жидкие кристаллы, благодаря чему этот материал можно смешивать с акриловой и другими видами красок, либо, в некоторых случаях, с прозрачным лаком, чернилами для печати, пластиком, резиной, смолой. Изменение температуры происходить как на производстве, так в домашних условиях – своими руками.

Краска является термостойкой, нетоксичной (соответствует всем требованиям, необходимым для производства детских товаров), имеет хорошую химическую реакцию, ее применение в автомобилестроении помогает снизить «парниковый эффект» и позволяет чувствовать себя в салоне автомобиля максимально комфортно даже в очень жаркую погоду.

Процент краски в составе раствора:

• 5-30 % – в базы на водной и масляной основе.
• 0,5 – 5 % — в пластмассы.

Пропорции варьируются в зависимости от того, какой результат необходимо достичь.

Воздействие температуры

Термохромные краски, которые являются возвратными, после окончания воздействия температуры, возвращают цвет в исходное состояние. Каждый вид данного материала обладает характерной для него температурой активации. Когда термостойкая эмаль нагревается до установленной для нее температуры активации, пигмент становится бесцветным, а при понижении градусов – возвращается в свое первоначальное состояние.

Допустимый разброс температур от – 15 до + 70 градусов Цельсия.

• Ниже + 20 градусов – для нанесения вещества на посуду, которая будут использоваться для прохладительных напитков.
• + 29… + 31 градусов – подходит для поверхностей, которые будут изменять свой цвет при воздействии с температурой тела (при прикосновении). Использование этого эффекта широко применяется в рекламных целях, на футболках, в журналах и на буклетах.
• Выше + 43 градусов – материалы, предназначенные для изделий, которые буду взаимодействовать с горячей температурой (посуда для горячих напитков). В данном случае эффект изменения цвета выполняет не только декоративную, но и предупреждающую функцию.

Самая высокая температура воздействия – 280 С, но лучше обрабатывать при более низких показателях, например – 230 С, особенно при использование более термочувствительных материалов (пластик, текстиль)

Способы нанесения

Нанесение термохромной эмали на поверхность ничем не отличается от покрытия обычной краской и его можно сделать своими руками: валиком, краскопультом, кистью или губкой. При работе краскопультом нанесение будет максимально равномерным, при минимальном расходе краски.

20 мл акриловой эмали с добавленным в нее пигментом хватает примерно на 0,3 квадратных метра, в зависимости от того, какую насыщенность необходимо достичь.

В случае нанесения на невпитывающие поверхности, краску следует развести вододисперсионным лаком или любой другой акриловой эмульсией.

При покрытии поверхности материалом на водной основе, необходимо подождать несколько минут, чтобы краска высохла, либо сократить время ожидания с помощью воздействия струй горячего воздуха.

Применение

• Посуда (кружки и бутылки для горячих и холодных напитков из стекла или керамики. Положив такую бутылку в холодильник, очень легко, не дотрагиваясь до нее, по цвету, определить на сколько она охладилась и готова к употреблению).
• Одежда (футболки с нанесением).
• Журналы.
• Рекламные материалы.
• Детские товары (например, игрушки, предназначенные для купания, в качестве развлечения ребенка, или посуда, с помощью которой удобно определять температуру наливаемой туда жидкости).
• Защита для упаковки (на фармацевтической или косметической продукции, в этой области используют невозвратные термостойкие вещества).

Палитра

При применении разных видов вещества, цвет может меняться не на один, а на несколько, в зависимости от степени нагрева.

Растворители

Термостойкие краски являются совместимы со следующими растворителями: вода, уайт-спирит, этанол, ксилол, бутаноноксим. Несовместим данный материал с ацетоном, пропил ацетатом и аммонием. Растворять вещество можно своими руками в домашних условиях.

Рекомендации

Термохромные материалы не желательно хранить при прямых солнечных лучах, так как краска может потерять свою цветоизменяющую способность. Необходимо учитывать, что срок годности термохромной краски не превышает двух месяцев, после чего происходит гелеобразование.

Срок службы термостойкой эмали увеличится, если при нанесении использовать верхнее покрытие – UV-защитный лак.

Перед тем как запускать серийный выпуск материалов с нанесением, необходимо провести самостоятельно, своими руками тесты на производстве, так как конечный эффект зависит от многих факторов и может быть разным, поэтому при тестировании у вас будет возможность отрегулировать температуру, пропорции смешивания и оттенок.

Сегодня используют много разновидностей красок для различных областей. Одним из современных составов является термохромная краска, благодаря которой можно создать необычное покрытие, изменяющее свой оттенок под влиянием разной температуры. Этот уникальный эффект краски сделал ее широко используемой в различных областях, к примеру, в области изготовления сувенирных изделий, покраски автомобилей, и прочих.

Основные свойства

Главным веществом термохромной краски является специальный термочувствительный пигмент. Именно это вещество делает краситель чувствительным к охлаждению или нагреванию, которые сопровождаются изменением цвета. Состав может использоваться в температурном диапазоне от 15 до 70 градусов. У каждой краски индивидуальное значение температуры, при которой будет начинаться реакция изменения окраски.

Термохромные пигментные вещества, находящиеся в смеси, имеют вид жидких кристаллов, расположенных в микроскопических капсулах. Благодаря этому можно смешивать данные пигменты с разными красящими смесями, к примеру, акриловой, резиновой или масляной краской. Зачастую объем действующего вещества в красящем растворе составляет 5-30%, в зависимости от того, какой должен получиться финишный результат.

Разновидности

Термохромные краски делятся на 2 вида:

•  возвратные составы;
•  невозвратные смеси.

Возвратные – это те краски, которые изменяют свой оттенок, например, при повышении температуры, а когда температура возвращается к исходному значению, краска приобретает изначальной оттенок. Такое изменение цвета будет происходить множество раз.

Невозвратные красящие смеси – это термохромные красители, которые изменяют свой оттенок лишь один раз, и окончательно. После этого, сколько бы раз ни изменялась температура, окраска покрытия уже не будет меняться, она перестает реагировать на холод и тепло.

Сферы применения

Чаще всего применяют возвратные красители, а невозвратные используют достаточно редко. Главным образом используют возвратные термохромные краски для авто. Автовладельцы, которые хотят сделать свой автомобиль оригинальным, изменяющим свой оттенок в зависимости от температуры, окрашивают машины именно термочувствительной краской. Помимо окрашивания автомобилей, эти красители используют в следующих областях:

•  изготовление посуды. Термохромную краску наносят на керамические или стеклянные бутылки, чашки, кружки. Если бутылку положить в холодильник, то по ее цвету можно понять, охладилось она уже или нет. А если налить в окрашенную чашку горячий чай, то она изменит свой цвет или рисунок;
•  покраска одежды. Можно наносить рисунки на ткань или полностью окрашивать ее в какой-либо цвет;
•  рекламные постеры, журналы, и другая печатная продукция;
•  товары для детей, в особенности игрушки, контактирующие с водой, а также посуда, по цвету которой можно определить, какова температура жидкости, находящейся внутри емкости;
•  косметические или фармацевтические упаковки различной продукции. Обычно в этой области применяют невозвратные термохромные краски.

Окрашивание автомобилей

Те, кому нравится автомобильное творчество и эксперименты с покраской машины, могут использовать теплочувствительную краску. Благодаря ей можно создать уникальный имидж авто своими руками. Процесс окрашивания совсем несложный, покрасить автомобиль можно обычным валиком или кисточкой, но лучшим вариантом считается использование пульверизатора.

Термохромную краску выбирают не только для создания уникального дизайна, но также этот краситель играет немаловажную практическую роль. При нагревании кузова авто, краска может становиться светлой или белой, это очень полезно в жаркую погоду, благодаря этому машина будет отражать лучи солнца и в салоне будет не так жарко.

Некоторые создают сложные визуальные эффекты, используя такой метод: красят автомобиль несколькими слоями термохромной краски, используя растворы с различными температурными порогами. Кроме того, можно наносить на кузов всевозможные рисунки либо от руки, либо с помощью трафарета. Машина, которая окрашивалась умелым, профессиональным дизайнером или художником, обязательно будет выделяться в потоке всех остальных автомобилей.

Приобретая теплочувствительную краску, важно знать о ее некоторых недостатках:

•  низкий показатель светостойкости. Ультрафиолетовые лучи пагубно влияют на термохромные краски, поэтому обязательно нужно защищать кузов авто путем нанесения специального лака. Кроме того, желательно чтобы машина располагалась под навесом или в гараже;
•  если появятся механические повреждения, например, царапины или сколы, то придется полностью перекрашивать авто;
•  зарегистрировать машину, которая не имеет постоянного оттенка, достаточно сложно;
•  термохромные красители стоят достаточно дорого.

Посуда

Очень хорошим подарком станет кружка для кофе или чая, на которой будет проявляться какой-либо рисунок или надпись, когда в эту чашку будет наливаться горячий напиток. Также уникальным, интересным предметом в сервировке станет блюдо с изменяющимся цветом или проявляющимся узором. А для мамочек, у которых есть маленькие дети, очень полезной станет детская посуда, например, бутылочка, которая будет менять цвет, когда в ней будет слишком горячее молоко или смесь.

Важно! Термочувствительные краски в своем составе не содержат вредных для человека компонентов, поэтому предметы посуды, окрашенные термохромными красителями, абсолютно безопасны.

Одежда

В области производства различных вещей также используют термохромные красители, которые изменяют свой оттенок при воздействии разной температуры. Например, футболка, контактируя с телом, может изменять оттенок, или на ней может проявляться какой-либо рисунок. На джинсах при нагревании могут поступать стильные, привлекательные узоры или принты.

Декорирование, сувениры

В сфере декорирования различных предметов, термохромные краски открывают большие возможности для дизайнеров. Можно окрашивать гирлянды, игрушки для елок, праздничные атрибуты, подставки для свечек, светильники, всевозможные мелкие принадлежности, например, брелки для ключей, и многое другое. Разные вещи можно красить своими руками, к примеру, можно нарисовать картину, которая будет иметь «секрет».

Печатные издания

Очень популярны сегодня визитки, которые оживают, попадая в теплые руки, а также различные журналы, рекламные издания, буклеты, каталоги парфюмерных изделий, имеющие надпись «Потрите страничку». Также термохромные красители применяют для детских книг, открыток, картинок, и многих других печатных изданий, издающихся в различных цветах.

Вывод

Итак, теплочувствительные красители – это очень оригинальный способ создания уникального дизайна не только автомобилей, но и любых бытовых предметов и подарочных изделий. Можно создать уникальный шедевр, лишь проявив немного фантазии и приложив некоторые усилия.

Используемые источники:

• https://www.syl.ru/article/356940/termohromnaya-kraska-sostav-harakteristiki-primenenie
• https://kraska.guru/kraski/vidy/termoxromnaya.html
• https://nakrasku.ru/kraski/vidy/termohromnaya-kraska