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.