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. Wem 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 gegeniiber dem vorerwähnten Stand der Technik neuartigen Effektes eine temperaturabhängige Farbe der Oberfläche bewirkt.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zu Grunde, eine größere Flexibilität der Temperaturabhängigkeit der Farbe einer Oberfläche zu ennöglichen.

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 Farb-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 warmetransportierendes 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 Aufklebefoli. e ausgebildet sein. Eine solche Aufklebefolie kann verwendet werden zum Signalisieren der Temperatur aufheizbarer Oberflächen bei Haushaltgeräten, zur Frostanzeige bei Kraftfahrzeugen 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 signalisiert, 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.

Ausführungsbeispiele 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 Auflclebefolie.

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 Lampenschinn.

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. 1 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 wannes Wasser zugefuhrt.

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 Chromazolles Dispersion rot 29°C. Das sind Pigmente, die im Nonnalzustand 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"Beschiclltungsmasse"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 und Blau dunkelblau. Das zeigt, daß der Heizkörper 10 auf Raumtemperatur also nicht in Betrieb ist. Bei einer bestimmten, iiber Raumtemperatur liegenden Temperatur werden 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 sich 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 bezeiclmet. 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. 11 zeigt-teilweise im Schnitt-einen Lampsnschinn 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.