[发明专利]热致变色材料、包含所述材料的模型制品及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种热致变色材料，所述热致变色材料包含至少一种生物聚合物、至少一种天然染料以及至少一种反应介质，所述反应介质选自脂肪酸及其衍生物、没食子酸及其衍生物、以及它们的混合物。因此根据本发明所述的热致变色材料是完全基于无毒的天然产品。通过传统挤出技术以平膜、吹塑薄膜、或片材、或多层状片材(multiskin sheet)的形式可以实现加工工艺以形成材料或模型制品。所述热致变色材料尤其用于食品工业和医学技术。

背景技术

热致变色性包括随着温度作用可逆地或不可逆地改变材料颜色的性质。这可以通过改变强度和/或波长的最大值来实现。P.班菲尔德(P.Bamfield)和M.I.哈钦斯(M.I.Hutchings)在铬现象(Chromic Phenomena)(皇家化学学会，2010)中以及A.Seeboth和D.在聚合物的热力学现象(史密斯瑞华技术工艺(Smithers Rapra Technology)，2008)中代表性地描述了涉及温度控制颜色的机制的实施例和理论背景。

最多种多样材料形态的材料(其中那些材料中包括具有热致变色性质的聚合物薄膜)在过去以各种方式已获得专利。不论热致变色作用是可逆本性还是不可逆本性、是使用了无机染料还是有机染料(其中有机染料还以具有熔化剂和/或显影剂的复合材料形式使用)，对所有体系都公知的是它们通常包括某些形式的有毒的起始材料。在这一方面的标准是双酚作为显影剂几乎使用在所有存在的有机热致变色复合材料中。至于染料，使用了三苯甲烷染料、吡啶酚盐甜菜碱、磺酞结构、酪胺(thyranine)、偶氮染料或荧光染料的基本结构。

无机热致变色颜料一般基于重金属盐，其中，无机热致变色颜料的颜色改变是基于修正的温度控制的改变。已知的例子是，使用热致变色无机颜料作为平底锅的热点告警或作为条形码的丝网印花。重金属盐或有机热致变色复合材料的封装在这里同样没有提供可供选择的项目；迁移作用不可能永久地被停止。普遍使用的三聚氰胺树脂作为用于热致变色胶囊的情况是完全不适合用作保护层的，此外，普遍使用的三聚氰胺树脂也不适用于挤出技术。

因此，EP 1084860中描述了基于供体-受体体系的颜色效果的改变，该体系也能够以直径大约为50μm的微胶囊形式出现。在EP 1323540A2中，描述了由三种成分构成的热致变色材料，该热致变色材料同样也被微胶囊化。根据US 5527385，通过诸如酰肼化合物、含硫化合物或含磷化合物的添加剂旨在消除热致变色材料的光稳定性的缺乏。这表明更多有毒化合物的添加。

借助于热致变色颜料的压印(层压)，聚合物型热致变色材料的产生是对于某些需求的一种实际解决方案，而且也是包装行业的希望，在包装行业中毒性起次要作用。因此根据US 2002037421，玻璃用颜料压印用于防晒，或者根据US 4121010，聚合物用热致变色颜料涂覆，其中所述热致变色颜料由硫酸盐、硫化物、砷、铋、锌和其它物质、以及它们的氧化物构成。因此，应用领域极其受限，而且由于需要额外涂覆(印刷技术)，也阻碍了成本降低的连续技术。

在DE10339442B4和US7662466B2中，描述了热致变色平膜，该热致变色平膜同样基于上述提及的有机染料的使用。

这也应用至EP1157802所述的发明中。在这里，在挤出吹塑成型中，只在塑料材质容器的壁厚的部分区域中添加热致变色颜料。这可以通过以条带状镶嵌形式添加可逆的热致变色颜料来进行。这种热致变色颜料需要添加额外的热稳定颜料，并且在压出型材由挤压头排出之前被加入至或投入至压出型材中。

迄今为止，热致变色的墨水、筛网印花墨水、涂料或薄膜还没有应用在敏感领域，例如食品行业或医学技术。重要原因绝对是有毒化合物的使用。而且具有二氮杂环戊二烯结构的最新热致变色染料(G.Qian和Z.Y.Wang，先进材料24，2012，1582页)不能提供解决方法。

发明内容

由此开始，本发明的目的在于提供一种能够在许多日常领域、例如在食品领域中使用的热致变色材料。同样地，应当生产这种热致变色材料，这样，通过挤出技术的方式进一步的加工处理是可能的。

这一目的通过具有权利要求1所述特征的热致变色材料和具有权利要求11所述特征的挤压成型的模型制品来实现。在权利要求13中，示出了根据本发明所述的用途。更多的从属权利要求展示了有利的开发。