스크랩 온도에 따라 변하는 색의 응용

[이장희]

 온도에 따라 변하는 색의 응용  

시온잉크

시온잉크는 온도의변화를 색의 변화로 기능하는 잉크이다. 온도에 의해 색을 변화시키는 물질은 많이 있지만 실용적으로는 온도변화에 의한 변색이 확실하고 변색의 온도 폭이 좁아야 한다. 시온잉크를 분류하면 온도가 원상태로 되돌아와도 복색하지 않는 불가역형과 복색하는 가역형이 있다. 주로 후자가 실용화되고 있다. 현재 실용되고 있는 가역형 시온잉크는 금소착염, 코레스텔릭액정, 메타모컬러 3종류이다.

역사

온도와 우리의 생활은 밀접한 관계가 있고 끊을래야 끊을 수 없는 상통적인 반응이 지속되고 있다. 이러한 문제로 예로부터 이 온도를 재기 위하여 여러 가지 방법이 시도되었다. 1597년 갈릴레이 발명에 의한 기체 온도계를 위시하여 알코올 온도계, 수은 온도계, 자기식의 센사, 반도체 터미스터 등이 계속하여 개발되어 일상생활은 물론, 공업용도에 사용되고 있다. 이것들의 이른바 측온의 원리는 모두 온도를 무엇인가의 물성으로 변환하고 있는 뜻으로 예를 들면 물질의 열팽창변화, 전기저항변화, 자기특성변화, 혹은 물리적 변형 등에 변환하고 있다. 시온잉크는 앞에서도 말한 바 있지만 온도의 변화로써 받아들여지는 방법으로 하는 것이다.
1937~41년에 불가역성 시온재료를 수많이 발견, 텔모컬러로 명명하여 발매, 제2차 대전후는 더욱 품질개량을 가하여 BASF에서 발매되었다. 한편 일본에서는 약 60년 저 옥화수은착염을 사용한 도료가 카멜레온의 명칭으로 발매되어 1937년부터 이화학연구소에서 주로 군수용으로 연구되어 전후에 연구를 계속, 도료용 전색제의 개량에 의하여 내구성 있는 시온도료가 개발이 되어 텔모페인트의 명칭으로 발매되어 현재에 이르고 있다.
한편 1965년경에는 다방면에서 액정을 사용한 특수인쇄물, 탁상온도계, 펜던트가 개발되어 시판되기 시작하였다. 그리하여 1972년 전자공여체와 전자수용체의 유극성 화합물 중에 열평형에 의한 전자수수기구에도 기초가 되는 시온잉크의 연구가 시작되어 처음으로 염료계의 컬러플하고 그리고 변색이 명료한 시온잉크가 개발되었다. 1977년 종이컵, 수리컵, 완구 등 변색하는 즐거움, 재미있는 상품들이 기획되어 1982년 시온기능을 사용한 PET용기의 맥주의 냉각상태를 나타내 마실 때 사인을 상품화하였다. 그리하여 소위 마실 때, 먹을 때, 사용할 때의 온도 인디케이터가 붙은 각종 포장재의 개발이 시작되었다.

성질

시온잉크의 정도는 일반의 측정방법에 비하여 못하지만 특별한 기구류를 사용하지 않아도 용이하게 온도 측정이 될 수 있고 그대로 도포하거나 혼합하든가, 사이트상으로 할 수 있어 타의 방법으로 측정할 수 없는 장소나 평면, 입체물의 온도분포를 알 수가 있다.
현대는 정도가 과도하게 범람되어 우리들은 거부반응을 일으키고 있다고 한다. 그렇기는 하지만 교통신호의 적, 황, 녹과 같은 색에 대하여 우리들은 순간적으로 상황판단이 된다.
이와 같이 시온잉크는 빨강색이 되면 경고, 노랑색은 주의, 녹색은 안전한 온도라 하지만 청색은 차고 서늘한 느낌, 반대로 빨강색은 뜨겁다, 따뜻한 느낌을 받는 것처럼 사람이 저항없이 받아들이는 것을 고려한다면 시온잉크는 온도라 하는 정보기능에 정서기능까지 가미할 수 있는 타에 비교가 되지 않는 측온방법이라 말할 수 있다.  

시온 도료(카멜레온 도료)

온도계 등으로 간단하게 측정하지 못하는 물체의 표면온도 측정이나 온도분포상태의 파악과 위험방지에 주로 사용합니다.

즉 이 도료를 도장하여 일정온도가 되면 색이 변하는 성질을 이용하는 것입니다.

이것은 안료의 물리 화학적 변화에 의한 것으로 가역형(저온↔고온의 색의 변화가 몇 회라도 반복된다)의 것과 불가역형(저온→고온에서 색이 변하나 고온→저온에서는 변색하지 않음)의 것이 있습니다.

 비클은 온도에 따라서 100℃까지는 락카, 150℃까지는 비닐계, 프탈산 수지계 그리고 300℃까지는 시리콘 수지를 사용합니다

시온안료--온도에 따라 색깔이 변하는 안료 

시온안료 / PLASOL THERMOCHROMIC COLORS

1.Brief Introduction
     시온안료란 온도에 따라 색상이 변하는 안료를 말한다. 온도가 올라감에 따라 색깔이 없어지기 시작했다가 온도가 다시

     내려가면 원래의 칼라로 되돌아 오게 된다.

2.Products Feature

   A.9가지 표준 칼라
       예)YT-31(Yellow thermochromic pigment with color change at 31'C)

   B.온도에 따라 변하는 시온 안료는 -15‘에서 65’C 까지 각 온도별로 색깔이 변하는 각 그레이드가 있다. 20‘C에서 2’C 상승할 때

      변하는 안료,31'C, 43'C, 65'C에서 각각 변하는 안료 그레이드가 있다. 일반적인 시온 안료 31‘C TP인 경우 33’C에서는 칼라가

      없어졌다가 원래온도로 낮아 졌을 때는 본래의 칼라로 되돌아온다.

           Example 1. BT-20  : 20‘C에서 변하는 BLUE 시온안료인 경우 20’이하에서는 BLUE 칼라로 보이다가 22‘’C가 되면 칼라가

                                           없어진다. 이것은 찬 음료 용기나 제품에 응용하여 적용할 수 있다.

           Example 2. OT-31 : 31'C에서 변하는 ORANGE 시온 안료인 경우 31‘C의 열을 가했을 때 35’C에서는 완전히 색 상이 없어

                                          진다. 이 안료의 경우는 인간 신체 온도에 의해서도 변하는 안료이기 때문에 체온에 변하는 제품을 응

                                          용할 때 적용하면 좋다.

           Example 3. RT-43 : 43'C에서 변하는 RED 시온안료인 경우 43‘C의 열을 가했을 때 47’C정도에서 칼라가 없어진다. 이것은

                                          뜨거운 음료 제품 경우에 사용된다.

3.Reference colors for Application

    A.두가지 시온안료를 조합하여 또 다른 칼라를 응용하여 다른 칼라의 결과를 얻을 수도 있다.
    B.시온안료와 일반 안료를 조합하여 또 다른 결과의 칼라를 구할 수도 있다. 일반 안료와 시온안료를 혼합했을 때 온도가 안 올라

        갔을 때에는 혼합된 칼라로 보이다가  온도가 올라가면 시온안료의 칼라는 없어지고 일반안료의 색깔만 나타나게 하는 결과를

        가져올 수 있게 된다.
    C.온도 차이가 있는 3가지 시온안료를 조합하여 또 다른 결과를 가져오게 할 수 있다. 예를 들어 20‘C시온안료 31'C 시온안료

       43’C의 시온안료를 조합하여 25‘C에서 칼라가 변햇다가 35’C에서 다른 칼라로 또 온도가 45‘C 이상 올라갔을 때 또다른 칼라로

       변하게 만들 수 있는 것이다. 따라서 개발하기에 따라 여러 가지 제품 NEED에 응용할 수 있다.

4.Product's Feature

     A.Thermochromic pigments
         * Composed by microcapsules
         * Distribution of particle size is between 1-6 마이크롬
         * 내열도 280‘c
         * 시온안료의 수명은 2년간 유효하다.

     B.Thermochromic emulsion(W-Series)
         * Water based slurry with microcapsules
         * Soild concentration is 45%
         * The dosage in aqueous inks and painting is around 0.5%-15%
         * 에멀젼 타입의 시온안료의 수명은 6개월이다.

      C.Thermochromic universal masterbatch (M-Series) 
         *PP,PE,ABS,PS,나일론,PVC,PU,EVA,PET에 모두 적용 할 수 있다.
         *찬 음료의 적용 온도는 22‘C, 체온에 적용하기 위해서는31’C, 뜨거운 음료의 경우 43‘C의 표준온도를 사용하면 된다.
         *마스타배치의 농도는 12%-18% 이다.
         *마스타배치 타입의 시온안료의 수명은 2년이다.

5.Application & Formulation

      A. 시온안료는 일반적으로 플라스틱류,잉크류,섬유 직물류에 적용하여 사용해 왔고, 완구류, 자동차 기어 레버, 상표, 일반적인

          보석류등 에도 적용한 적이 있다.

      B. FDA에 인가 되었으며 인체에 무해하다.

      C.적용량
          * 시온안료 분말 타입을 플라스틱에 적용할때에는 0.15%-3%정도 넣어서 사용하면 되고, 수성 페인트,잉크등에 적용할 때에

             는 3.0%-15%정도 넣어서 사용하면 된다.  솔벤트타입의 잉크나 페인트에는 5.0%-30% 정도 넣어서 사용한다.

          * 에멀젼 타입의 시온안료는 수성 페인트나 잉크에 적용시 6%-30%정도 넣어서 사용한다.

          * 마스타 배치 시온안료의 경우 1.0%-4%정도 넣어서 사용한다.

          * 발취 *  www.doudam.com 

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온도 따라 색깔 변하는 ‘카멜레온 잉크’

일정 온도가 되면 카멜레온처럼 색깔이 변하는 잉크가 있다.
신기한 특성을 가진 이 잉크는 최근 여러 가지 상품에 응용되면서 소비자들의 시선을 끌고 있다. 가장 잘 알려진 것이 일정온도가 되면 열 센서가 빨간색으로 변해서 요리하기 좋은 때를 알려주는 프라이팬과 맥주병에 붙은 온도라벨 등이 그것이다. 이런 제품들은 편리성과 기능성은 물론 색깔에 대한 감성을 자극하면서 큰 인기를 누리고 있다.
카멜레온처럼 색깔이 변한다고 해서 카멜레온 잉크로 불리는 이 염료는 전문용어로 ‘시온안료’, ‘측온안료’, ‘서모컬러(thermocolor)’로 불린다. 시온안료는 마이크로캡슐형태로 온도에 따라 색이 변하는 염료이다. 시온안료는 무기안료, 유기안료로 구분된다.
온도를 올리면 색이 변했다가 내려가면 다시 원래 색으로 돌아오는 가역적인 것과 그렇지 않은 비가역적인 제품 두 종류가 있다. 가역적인 시온안료를 조합하면 온도를 올릴 때 다양한 색으로 변해가는 과정을 눈으로 볼 수 있다. 이를 응용한 간이온도계가 있으며 뜨거운 물을 부으면 색깔이 바뀌는 컵 등 다양한 팬시용품들도 등장하고 있다.
또 물감을 혼합해서 다양한 색을 낼 수 있는 것처럼 이 안료도 여러 제품을 섞어서 다른 색을 만들어 낼 수 있다. 색을 변하게 하는 온도는 영하`` 15도부터` 70도까지 만드는 사람이 정할 수 있다. 예를 들어 국내의 모 맥주회사에서 출시한 맥주의 경우, 맥주병에 카멜레온 잉크로 만든 라벨이 붙어 있는데 맥주의 가장 먹기 좋은 온도인`` 7도가 되면 색깔이 파란색으로 바뀐다.

온도계 달린 맥주
국내에서 카멜레온 잉크에 대한 관심이 일어난 것은 맥주온도에 따라 파란색으로 변하는 맥주병이 등장하면서부터이다.
그렇다면 원리는? `세상의 모든 물질은 분자구조와 분자 내 전자의 밀도에 따라 ‘빨주노초파남보’의 무지개색으로 이루어진다. 가시광선 중에서 특정한 영역대의 파장만을 흡수하는데 짧은 파장만을 받아들이면 보라색이나 파란색으로, 긴 파장만을 받아들이면 붉은색에 가까워지며 모두 받아들이면 검정색, 모두 반사하면 흰색이 된다.
대부분의 물질은 색의 변화가 없지만 어떤 물질들은 온도에 따라, 자외선이나 산도에 따라, 혹은 압력이나 수분에 따라, 전기가 통하고 안통하고에 따라 색깔이 변한다.
쉽게 말해서 팩시밀리 용지 표면에 발라진 물질이나 맥주에 인쇄된 잉크의 정체가 바로 온도에 따라 변하는 카멜레온 잉크이다.
맥주병에서 온도계 역할을 하는 이 라벨은 변하기 쉬운 유기화합물로 만들어졌다고 과학자들은 말한다. 이 유기화합물은 성분의 내용이나 결합방식에 변화를 주면 온도가 올라가거나 내려가면서 없던 색이 나타나거나 반대로 있던 색이 없어지게` 할 수 있다.

각도에 따라 다른 색이 연출되는 신비한 자동차
빛의 각도에 따라 다른 색상을 내는 자동차도 등장했다. 크로마루전 칼라로 불리는 이 도료는 투명한 금속 옥사이드로 안료를 다섯 겹으로 코팅해서 만든 특수안료를 페인트에 응용한 새로운 도료이다.
일반적인 안료는 선택적으로 빛을 흡수하지만 크로마루전 컬러에 사용되는 특수 안료는 빛을 반사하거나 프리즘과 같이 많은 빛을 굴절시킨다.
세계적 회사인 듀폰사가 개발한 크로마루전 칼라는 총` 24가지 종류가 있다. 이 크로마루전 칼라는 빛과 보는 각도에 따라 다양한 색깔을 내어 신비한 느낌을 준다.
실제로 국내에서 만들어진 자동차에 이 도료가 사용되기도 했다. 이외에 자전거, 오토바이, 헬멧, FRP 보트, 파도타기용 보드, 골프채, 장난감, 안경테 등 다양한 제품에 응용된다.

온도에 따라 색깔 달라지는 매직 옷
자외선에 따라 색깔이 변하는 카멜레온 셔츠도 선보였다. 국내 중소기업인 청룡인터내셔널이 선보인 이 티셔츠는 특수안료와 날염처리로 햇빛에 노출되면 다른 색상으로 변했다가 실내에 들어오면 원래 색깔로 돌아오는 매직 옷이다.
이 옷은 ‘매직 아이템’으로 특허출원 됐으며 어두운 곳에서는 빛을 내는 야광효과도 있다.
매직 옷은 빛을 받으면 색깔이 변하는 무색무취의 자외선 컬러잉크를 섬유에 칠한 뒤 특수 날염처리를 해 변색과 탈색을 방지해 만들어졌다.
한편 추울 때는 검은색으로 변해 따뜻한 느낌을 주고, 더울 때는 하얀색으로 변해서 시원한 느낌을 주는 옷도 등장했다.

기분에 따라 색 바뀌는 목걸이
기분에 따라 색깔이 바뀌는 반지나 목걸이도 선보였다. 사실은 기분에 따라 바뀌는 것이 아니라 온도에 따라 변하는 것이다. 우리 체온은 기분상태에 따라 온도가 높아졌다 낮아졌다 하기 때문이다.
이처럼 온도나 빛에 따라 색깔이 변하는 잉크는 산업용으로도 널리 활용된다. 가장 흔한 것이 병원에서 사용하는 색깔이 변하는 온도계이다.
발전기에도 이 카멜레온 잉크가 사용된다. 발전기의 온도가 높아지면 색깔이 변하고 온도가 다시 내려도 그 색이 바뀌지 않는다. 작업자는 이 색을 보고 발전기의 상태를 확인할 수 있게 된다. 또, 냉동식품의 유통 상태 확인이나 생산라인의 열이력 검사용으로도 사용되는 등 그 활용성이 넓다

======================= 이상은 다음지식에서

따뜻하고 훈훈한 온기가 감도는 커피한잔은 우리의 마음까지도 녹여줄 만큼 감미롭습니다. 이래서 추운 겨울을 맞이하는 기다림 같은게 있다는 걸까요? ^ ^

위에 보이는 ON/OFF머그컵은 따뜻한 물을 부으면 차츰차츰 검정색이었던 컵이 하얗게 변해갑니다.