CS195961B1 - Thermochromous mixture with the properties of liquid cholesteric crystals - Google Patents

Thermochromous mixture with the properties of liquid cholesteric crystals Download PDF

Info

Publication number
CS195961B1
CS195961B1 CS321277A CS321277A CS195961B1 CS 195961 B1 CS195961 B1 CS 195961B1 CS 321277 A CS321277 A CS 321277A CS 321277 A CS321277 A CS 321277A CS 195961 B1 CS195961 B1 CS 195961B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
weight
amount
components
cholesteryl
thermochromic composition
Prior art date
Application number
CS321277A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Jiri Myl
Slavomir Pirkl
Original Assignee
Jiri Myl
Slavomir Pirkl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiri Myl, Slavomir Pirkl filed Critical Jiri Myl
Priority to CS321277A priority Critical patent/CS195961B1/en
Publication of CS195961B1 publication Critical patent/CS195961B1/en

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Description

Vynález se týká termochromní směsi s vlastnostmi kapalných cholesterických krystalů, tj. schopné vytvářet za určitých podmínek cholesterickou mezofázi/ určené pro vizuální stanovení povrchové teploty v rozmezí 20 až 50 °C, např. pro potřeby lékařské,ev. veterinářské diagnostiky i pro jiné účely.The invention relates to a thermochromic composition having the properties of liquid cholesteric crystals, i.e. capable of forming, under certain conditions, a cholesteric mesophase intended for the visual determination of a surface temperature in the range of 20 to 50 ° C, e.g. veterinary diagnostics for other purposes.

Je známo, že cholesterické kapalné krystaly a jejich směsi mají tu vlastnost, že za určitých podmínek selektivně odrážejí cirkulárně polarizované světlo, přičemž vlnová dálka, při které dochází k maximálnímu odrazu, závisí na teplotě. Povrch, na kterém je nanesena tenká vrstva termochromní směsi s uvedenými vlastnostmi, se pak jeví jako barevný a každé barva odpovídá určité teplotě v tom kterém místě povrchu. Tento jev nalezl významné praktické uplatnění v řadě oborů.It is known that cholesteric liquid crystals and mixtures thereof have the property of selectively reflecting circularly polarized light under certain conditions, wherein the wavelength at which maximum reflection occurs depends on temperature. The surface on which a thin layer of the thermochromic composition having the indicated properties is applied then appears to be colored and each color corresponds to a certain temperature at a particular surface location. This phenomenon has found significant practical application in many fields.

V současné době je znéma celá řada sloučenin, které vytvářejí cholesterickou mezofézi (tj.stav na rozhraní mezi strukturou pevných krystalů a neuspořádanou strukturou kapalin). Jsou to především různé deriváty cholesterolu, jako jsou estery a karbonáty s nasycenými i nenasycenými alifatickými a aromatickými kyselinami, jakož i obdobné deriváty jiných sterolů.At present, a number of compounds are known which produce cholesteric mesophesis (i.e., the state at the interface between the solid crystal structure and the disordered liquid structure). These are primarily various cholesterol derivatives, such as esters and carbonates with saturated and unsaturated aliphatic and aromatic acids, as well as similar derivatives of other sterols.

Jiné deriváty cholesterolu vytvářejí smektickou mezofázi, která se od cholesterické liší jiným strukturním uspořádáním a na rozdíl od ní nezpůsobuje selektivní odraz světla,Other cholesterol derivatives produce a smectic mesophase, which differs from cholesterol by other structural arrangements and, unlike it, does not cause selective light reflection,

195 961195 961

195 961 takže tyto látky jsou v podstatě bezbarvé.195 961 such substances are essentially colorless.

Existují však i látky, které v určitém intervalu teplot vytvářejí cholesterickou, v jiném pak smektickou mezofézi, přičemž při určité teplotě tyto mezofáze navzájem přecházejí. Pro praxi je důležité, že takové látky reagují .citlivéji na změny teploty, než by tomu bylo u látek jen s cholesterickou mezofézi.However, there are also substances that produce cholesteric at a certain temperature range, and smectic mesophesis in another, and at a certain temperature these mesophases cross each other. In practice, it is important that such substances respond more sensitively to temperature changes than would be the case with substances with only cholesteric mesophesis.

OvSem požadavky kladené praxí na takové teplotní indikátory jsou obvykle tak rozmanité, že jim jednotlivé cholesterogenní látky samy nemohou plně vyhovět. Proto se používají vždy směsi několika (alespoň tří) cholesterogenních látek, přičemž požadovaných parametrů těchto směsí se dosahuje volbou složek · změnou jejich vzájemného poměru. Tím je také možno v celkem Širokých mezích měnit parametry takového teplotního indikátoru pro tu kterou oblast použití a pro požadovanou citlivost.However, the practical requirements for such temperature indicators are usually so varied that the individual cholesterogenic substances themselves cannot fully satisfy them. Therefore, mixtures of several (at least three) cholesterogenic substances are always used, the desired parameters of these mixtures being achieved by selecting the components by varying their relative ratio. Thereby, it is also possible to vary the parameters of such a temperature indicator for a given field of application and for the desired sensitivity within a wide range.

Volba složení směsi je však závislá na několika faktorech - pro dosažení vySSí citli vosti je třeba volit složky směsi tak, aby výsledná směs tvořila kromě cholesterická mezofáze taká mezofézi smektickou, - je nutno zajistit dobrou stálost směsi proti přechodu na krystalickou formu, - směs musí být odolná vůči oxidaci vzduSným kyslíkem, ale i vůči účin kům ultrafialového záření, po delší dobu hodnocení teploty, - směs musí být odolná vůči chemickým změnám, což obvykle představuje potřebu materiálů s vysokou čistotou, při níž pak jde o získání jasných barev.However, the choice of composition of the mixture depends on several factors - to achieve a higher sensitivity it is necessary to select the components of the mixture so that the resulting mixture forms smectic mesophesis in addition to the cholesteric mesophase, - it is necessary to ensure good stability against the transition to crystalline form resistant to oxidation by air, but also to ultraviolet radiation, for a longer temperature evaluation period, - the mixture must be resistant to chemical changes, which usually implies the need for high purity materials to obtain bright colors.

K dosažení vyšší citlivosti a zejména dobré odolnosti vůči spontánní krystalizaci je až dosud obvykle používán některý z alkylkarbonátů, jako je cholesteryloleylkarbonát nebo cholesteryl-p-nonlfenylkarbonát, nebo cholesterylerucylkarbonát apod.,které kromě výše uvedené odolnosti mahou tvořit jak cholesterickou, tak i smektickou mezofézi, takže napomáhají k dosažení vyšší citlivosti.In order to achieve a higher sensitivity and in particular good resistance to spontaneous crystallization, one of the alkyl carbonates, such as cholesteryl oleyl carbonate or cholesteryl p-non-phenyl carbonate or cholesterylerucyl carbonate and the like, which in addition to the abovementioned resistance may form both cholesteric and smectic mesophesis so they help to achieve higher sensitivity.

Ovšem nevýhodou, společnou všem alkylkarbonátům je to, že jsou to látky chemicky málo stabilní, a to i za nepřítomnosti kyslíku, neboť se spontánně rozkládají na choleatan -3,5-dien, kysličník uhličitý a odpovídající alkohol. Kromě toho jejich příprava vyžaduje foagenaci a je tedy hygienicky závadná.However, a disadvantage common to all alkyl carbonates is that they are chemically poorly stable, even in the absence of oxygen, because they spontaneously decompose to choleatan-3,5-diene, carbon dioxide and the corresponding alcohol. Moreover, their preparation requires foagenation and is therefore hygienically defective.

Vpředu uvedeným požadavkům na teplotní indikaci vyhovuje a materiální nevýhody dosud známých teplotních indikátorů odstraňuje termochromní směs podle tohoto vynálezu.The aforementioned temperature indication requirements meet and the material disadvantages of the prior art temperature indicators are avoided by the thermochromic composition of the present invention.

Podstata termochromní směsi s vlastnostmi kapalných choleaterických krystalů podle vynálezu, určená pro vizuální stanovení rozložení povrchové teploty v rozmezí 20 až 50 °C, sestávající alespoň ze 4 mezogenních složek a odolná proti spontánní krystalizaci, spočívá v tom, že obsahuje jednu smektogenní složku, jako je cholesterylerukát v množství 40 % až 70 % hmot., s výhodou 45 % až 65 % hmot.,jednu cholesterogenní složku, jako je cholesteryl kaprinát nebo cholesterylpelargonát nebo cholesterylkaprylát v množství 10 % až 30 % hmot. s výhodou 15 % až 25 % hmot. další dvě cholesterogenní složky jako cholesterylaostát, cholesterylbenzoát, cholesterylchlorid v množství celkem 5 % až 30 % hmot. vzájemného poměru těchto složek a déle některé nemezogenní a ochranná složky.The essence of the thermochromic composition having the properties of liquid choleateric crystals according to the invention, for the visual determination of the surface temperature distribution in the range of 20 to 50 ° C, consisting of at least 4 mesogenic components and resistant to spontaneous crystallization, consists in containing one smectogenic component cholesteryl erucate in an amount of 40% to 70% by weight, preferably 45% to 65% by weight, of one cholesterogenic component, such as cholesteryl caprate or cholesterylpelargonate or cholesteryl caprylate in an amount of 10% to 30% by weight. %, preferably 15 to 25 wt. the other two cholesterogenic components such as cholesteryl laostate, cholesteryl benzoate, cholesteryl chloride in a total amount of 5% to 30% by weight. the ratio of these components to each other and, for some time, some non -ogenic and protective components.

195 991195 991

Podstata dále spočívá v tom, že termochromní směs dále obsahuje nemezogenní složku ze skupiny mastných nasycených kyselin s počtem uhlíků Cg až C22’ jako jsou kyselina pelargonová, olejová, eruková, popřípadě jajich metyl- a etylestery v množství 0,0 % až 5 % hmotnostních.SUMMARY further characterized in that the thermochromic composition further comprises non-mesogenic component selected from saturated fatty acids having a carbon number of Cg to C 22 ', such as pelargonic acid, oleic acid, erucic acid, or jajich methyl and ethyl esters in an amount of 0.0% to 5% % by weight.

Termochromní směs podle vynálezu déle obsahuje alespoň jednu látku s antioxidačním účinkem, např.na bázi vícejaderných fenolů nebo na bázi sekundárních aromatických aminů v množství 0,01 % až 1 % hmot.The thermochromic composition according to the invention further comprises at least one substance with an antioxidant effect, for example based on polynuclear phenols or on the basis of secondary aromatic amines in an amount of 0.01% to 1% by weight.

Termochromní směs kromě toho obsahuje ještě alespoň jednu látku pro desaktivaci účinku ultrafialového záření, jako například p-hydroxyazobenzen v množství 0,01 až 4 % hmot. Termochromní směs může také obsahovat obě posledně uvedené složky v množství 0,02 až 5 % hmot.The thermochromic composition additionally contains at least one UV-deactivating agent, such as p-hydroxyazobenzene, in an amount of 0.01 to 4% by weight. The thermochromic composition may also contain the last two components in an amount of 0.02 to 5% by weight.

K uvedeným mezogenním i nemezogenním složkám směsi podle vynálezu je třeba dále uvésti :The mesogenic and non-mesogenic components of the composition according to the invention should further be mentioned:

První a objemově hlavní složka směai, cholesterylerukát je látka, která je sama o sobě schopna tvořit jen smektogenní mezofázi, nemůže být použita jako teplotní indikátor, protože je bezbarvá. Její přítomnost v termochromní směsi však způsobuje, že směs jako celek má schopnost existovat jak ve smektické, tak v cholesterické mezofázi, tedy v intervalu barevných změn, přičemž směs citlivě reaguje na změnu teploty změnou zabarvení. Přítomnost této složky ve směsi se také projevuje ve zvýšení odolnosti proti spontánní krystalizaci a dále v tom, že směs je stabilnější než směsi s alkylkarbonátyiThe first and the bulk main ingredient, cholesterylerucate, is a substance that is itself capable of forming only a smectogenic mesophase, and cannot be used as a temperature indicator because it is colorless. However, its presence in the thermochromic composition causes the composition as a whole to be able to exist in both smectic and cholesteric mesophase, i.e., in the color change interval, and the composition sensitively responds to temperature change by color change. The presence of this component in the mixture also results in increased resistance to spontaneous crystallization and in that the mixture is more stable than mixtures with alkyl carbonates.

V pořadí druhá složka směsi ovlivňuje brilantnost barev, zatímco kombinace dalších dvou cholesterogenních složek ovlivňuje citlivost směsi na teplotu toho kterého teplotního intervalu.In turn, the second component of the blend affects the brilliance of the colors, while the combination of the other two cholesterogenic components affects the sensitivity of the blend to the temperature of each temperature interval.

K posunu teplotního intervalu při zachování jeho šířky a tedy i citlivosti měření pak slouží malý přídavek nemezogenní látky v podobě vyšší nasycené mastné kyseliny nebo jejího esteru s nižším alkoholem. U dalších velmi malých přídavků látek s antioxidačním a deaaktivačhím účinkem je pak vhodný jejich synergický účinek.A small addition of a non-messogenic substance in the form of a higher saturated fatty acid or its ester with a lower alcohol is then used to shift the temperature interval while maintaining its width and hence the sensitivity of the measurement. For other very small additions of substances with antioxidant and deactivating effect, their synergistic effect is then suitable.

V dalším je pak uveden konkrétní případ složení termochromní směsi podle vynálezu, vhodné například pro termografii v lékařství.The specific case of the composition of the thermochromic composition according to the invention, suitable for example for thermography in medicine, is described below.

Jde o toto složení směsi :The composition of the mixture is as follows:

1) cholesterylerukát 1) cholesterylerucate v in množství amount 58.67 58.67 % % hmot wt 2) cholesterylkaprinát 2) cholesteryl caproate v in množství amount 19,72 19.72 % % hmot wt 3) cholesterylbenzoát 3) cholesteryl benzoate v in množství amount 12,33 12.33 % % hmot wt 4) cholesterylaoetát 4) cholesteryl acetate v in množství amount 7,89 7.89 % % hmot wt 5) metylester kyseliny erukové 5) methyl erucate v in množství amount 1,09 1.09 % % hmot wt 6) cyklohexylamin-4-difenylamin 6) cyclohexylamine-4-diphenylamine v in množství amount 0,10 0.10 % % hmot wt 7) p-hydroxyazobenzen 7) p-hydroxyazobenzene v in množství amount 0,20 0.20 % % hmot wt

19S 9B119S 9B1

Teplotní parametry tenké vrstvy této termochromní směsi v intervalu barevných změn jsou tyto :The temperature parameters of the thin layer of this thermochromic mixture in the color change interval are as follows:

spodní bezbarvá bottom colorless 34,5 °C 34.5 ° C červená red 35,0 °C 35.0 ° C zelené green 35,8 °C 35.8 ° C modré blue 37,0 °C 37.0 ° C horní bezbarvá upper colorless 39,5 °C 39.5 ° C

K uvedenému složení směsi lze ještě uvést, že pokud jsou v něm jen mezoganní složky, uvedené pod body 1 až 4, tak teplotní parametry jsou o 3 °C vyšší než s derivátem vyěěí mastné kyseliny.As to the composition of the mixture, it may be noted that if there are only the mesogan components listed under 1 to 4, the temperature parameters are 3 ° C higher than with the higher fatty acid derivative.

Přídavky antioxidantu (6) a desaktivátoru (7) zvyšují dobu použitelnosti ve'formě tenké vrstvy, vystavené vnějším vlivům více než lOx, například na dobu přímého použití více než 15 dní.The addition of the antioxidant (6) and the deactivator (7) increases the shelf life in the form of a thin layer exposed to external influences of more than 10x, for example for a period of direct use of more than 15 days.

Déle jsou pro iluatraci teplotních průběhů přiloženy diagramy podle obr. 1,2,3, na kterých jsou vyneseny závislosti teplot u jednotlivých barev, a to podle procentních poměrů jedné složky ke skupině ostatních mezogenních složek v závislosti X 3 /100 - A/ hmot.Longer iluatraci are temperature curves enclosed diagrams of FIGS. 1,2,3, on which are plotted the temperatures of each color, according to the percentages of one component of the group of other mesogenic components in dependence X 3/100 - A / wt.

%, a kde teplotní křivky mají označení barev - b jako bezbarvé, č - jako červená, z - jako zelená, m - jako modrá.%, and where the temperature curves have colors - b as colorless, c - as red, z - as green, m - as blue.

Podle obr. 1 jde o teplotní závislost choleaterylkaprinátu /X/ ke skupině /A/ cholesterylerukátu, choleaterylacetétu,choleaterylbenzoétu v určitém poměru složení této skupinyAccording to Fig. 1 it is a temperature dependence of choleateryl caprate (X) to the group (A) of cholesterylerucate, choleateryl acetate, choleateryl benzoate in a certain composition ratio of this group

Podle obr. 2 jde o teplotní závislost choleaterylacetétu /X/ ke skupině /A/ cholesterylerukétu, choleaterylbenzoétu,cholesterylkaprinétu taktéž v určitém poměru složení.According to Fig. 2, the temperature dependence of choleateryl acetate (X) on the group (A) of cholesterylerucate, choleateryl benzoate, cholesteryl caprine is also in a certain composition ratio.

Podle obr. 3 jde o teplotní závislost metylesteru kyseliny erukové /X/ ke skupině /A/ cholesterylerukétu, choleaterylacetétu, choleaterylbenzoétu a choleaterylkaprinátu opět v určitém složení.According to FIG. 3, the temperature dependence of the erucic acid methyl ester (X) to the group (A) of cholesteryl erucate, choleateryl acetate, choleateryl benzoate and choleateryl caprate is again in a certain composition.

Claims (5)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION 1. Termochromní směs s vlastnostmi kapalných choleaterických krystalů, určená pro vizuální stanovení rozložení povrchové teploty v rozmezí 20 až 50 °C, sestávající alespoň ze 4 mezogenních složek a odolná proti spontánní krystalizaci, vyznačená tím, že obsahuje jednu smektogenní složku, jako je choleeterylerukát, v množství 40 % až 70 % hmot. a výhodou 45 Ž až 65 $ hmot., jednu cholesterogenní složku, jako je cholesterylkaprinát nebo cholesterylpelargonát nebo cholesterylkaprylát, v množství 10 % až 30 % hmot. a výhodou 15 % až 25 % hmot., další dvě cholesterogenní složky, jako jsou choleaterylacetát, cholesterylbenzoát, choleaterylchlorid, v množství celkem 5 % až 30 % hmot. podle určitého vzájemného poměru těchto dvou složek, dále některé nemezogenní a ochranné složky.Thermochromic composition having the properties of liquid choleateric crystals, intended for the visual determination of a surface temperature distribution in the range of 20 to 50 ° C, consisting of at least 4 mesogenic components and resistant to spontaneous crystallization, characterized in that it contains one smectogenic component, such as choleeterylerucate; in an amount of 40% to 70% by weight. and preferably from 45% to 65% by weight, of one cholesterogenic component, such as cholesteryl caprine or cholesterylpelargonate or cholesteryl caprylate, in an amount of 10% to 30% by weight. and preferably 15% to 25% by weight, the other two cholesterogenic components, such as choleateryl acetate, cholesteryl benzoate, choleateryl chloride, in a total amount of 5% to 30% by weight. according to a certain ratio of the two components, some non -ogenic and protective components. 19S 98119S 981 2. /Termochromní směa podle bodu 1, vyznačená tím, že dále jeětě obsahuje nemezogenní složku ze skupiny mastných nasycených kyselin s počtem uhlíků Cg až C22 » jako jsou kyselina pelargonová, olejová, eruková popřípadě jejich metyl- a etylestery v množství 0,0 až 5 % hmot.2. A thermochromic mixture as claimed in claim 1, further comprising a non-ionic fatty acid component of C8 to C22 carbons such as pelargonic, oleic, erucic or their methyl and ethyl esters in an amount of 0.0. % to 5 wt. 3. Termochromní směs podle bodů 1 a 2, vyznačená tím, že dále obsahuje alespoň jednu látku s antioxidačním účinkem, například na bázi vícejaderných fenolů nebo na bázi sekundárních aromatických aminů v množství 0,01 % až 1 % hmot.3. The thermochromic composition according to claim 1, further comprising at least one antioxidant, for example based on polynuclear phenols or secondary aromatic amines, in an amount of 0.01% to 1% by weight. 4. Termochromní směs podle bodů 1 a 2, vyznačená tím, že déle obsahuje alespoň jednu látku pro deaaktivaci ultrafialového záření, jako například p-hydroxyazobenzen, v množství 0,01 % až 4 % hmot.4. The thermochromic composition according to claim 1, further comprising at least one ultraviolet inactivating agent, such as p-hydroxyazobenzene, in an amount of 0.01% to 4% by weight. 5. Termochromní směs podle bodů 1 až 4, vyznačená tím, že obsahuje současně antioxidační a desaktivační látky v množství 0,02 % až 5 % hmot.5. A thermochromic composition as claimed in any one of claims 1 to 4, characterized in that it contains at the same time antioxidant and inactivating agents in an amount of 0.02% to 5% by weight.
CS321277A 1977-05-17 1977-05-17 Thermochromous mixture with the properties of liquid cholesteric crystals CS195961B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS321277A CS195961B1 (en) 1977-05-17 1977-05-17 Thermochromous mixture with the properties of liquid cholesteric crystals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS321277A CS195961B1 (en) 1977-05-17 1977-05-17 Thermochromous mixture with the properties of liquid cholesteric crystals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS195961B1 true CS195961B1 (en) 1980-02-29

Family

ID=5371538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS321277A CS195961B1 (en) 1977-05-17 1977-05-17 Thermochromous mixture with the properties of liquid cholesteric crystals

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS195961B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4011173A (en) Modified nematic mixtures with positive dielectric anisotropy
US3529156A (en) Hysteretic cholesteric liquid crystalline compositions and recording devices utilizing such compositions
GB1583138A (en) Temperature indicating device
DE2431667C3 (en) Thermometric element
US4410445A (en) Liquid-crystalline dielectric having a steep characteristic curve
US3650603A (en) Liquid crystal light valve containing a mixture of nematic and cholesteric materials in which the light scattering effect is reduced when an electric field is applied
US4150572A (en) Reversible thermometer
DE2854310C2 (en)
EP0404639B1 (en) Cholesteric liquid composition and color-forming liquid crystal composite products
US4248089A (en) Temperature measuring
EP0112881B1 (en) Composition having regulated occurrence of opacity and clarity at selected temperatures and method of making the same and also use of the composition
US4385844A (en) Novel compositions, devices and method
CS195961B1 (en) Thermochromous mixture with the properties of liquid cholesteric crystals
Bloom et al. The effect of host on pleochroic dye order parameter
CH645399A5 (en) NEMATIC CRYSTAL LIQUID MIXTURES.
US3984344A (en) Positive dielectric anisotropy liquid crystal compositions
EP0347468B1 (en) Liquid crystal composition
US4090975A (en) Mixtures of nematic liquid crystal materials
US7416689B2 (en) Chemiluminescent composition
DE1423469A1 (en) Dry preparation and method for determining the alkaline phosphatase in serum
US4147656A (en) Mixtures of nematic liquid crystal materials
EP0176039B1 (en) Liquid crystal composition
SU487923A1 (en) Stable liquid crystal mixture
DE3022559A1 (en) NEMATIC LIQUID CRYSTAL COMPOSITIONS AND THEIR USE
JPH02117987A (en) Liquid crystal composition and cosmetic containing the same