Thermochromes Pigment für den Textildruck

Das thermochrome Pigment von Kolortek für Textilien bietet zwei unterschiedliche Reaktionsmodi – Farbwechsel von farblos zu farblos und Farbwechsel von einer Farbe zu einer anderen – und deckt einen Aktivierungstemperaturbereich von etwa 16 °C bis 45 °C ab. Dieser Bereich umfasst alles von der Reaktion auf Umgebungswärme bis hin zu Temperaturänderungen beim Handwaschen, also genau den Anwendungsbereich der meisten Bekleidungs- und Sportartikel.

Antwortmodi

Von gefärbt zu farblosDas Pigment behält unterhalb seiner Aktivierungstemperatur eine sichtbare Farbe und wird darüber transparent, wodurch die darunterliegende Grundierung, Druckschicht oder das Substrat sichtbar wird. Dies ist die gängigste Konfiguration für Grafiken mit Enthüllungseffekt, versteckte Botschaften und Temperaturanzeigedrucke.

Farbig zu einer anderen Farbe— Zwei Farbzustände, beide chromatisch. Typischerweise wird dies durch die Kombination einer thermochromen Schicht mit einem darunterliegenden statischen Pigment erreicht. Der visuelle Wechsel ist unter bestimmten Lichtverhältnissen deutlicher und kommt auf dunklen oder gefärbten Grundstoffen besser zur Geltung, da ein transparenter Farbton dort nicht sichtbar wäre.

Produktserie

Die Serienbezeichnung kodiert Aktivierungstemperatur und Farbe. KTP-16, KTP-17 und KTP-18 werden im unteren Temperaturbereich aktiviert – ideal, wenn Körperwärme oder eine warme Umgebung als Auslöser dienen sollen. KTP-30, KTP-31, KTP-32, KTP-43 und KTP-45 decken den mittleren bis oberen Temperaturbereich ab und eignen sich für Anwendungen, die Waschtemperatureffekte erzielen oder mit heißen Getränken in Berührung kommen, z. B. auf Accessoires und Werbetextilien.

Für Anwendungen, bei denen die Einhaltung der Materialvorschriften erforderlich ist – wie Kinderbekleidung, Textilien mit Hautkontakt und Exportmärkte mit spezifischen Stoffbeschränkungen – sind BPA-freie Varianten der Serien KTP-31 und KTP-30/32 erhältlich.

Wo diese funktionieren

Siebdruck und Rotationsdruck auf Baumwolle, Polyester und Baumwoll-Polyester-Mischgeweben sind die Hauptanwendungsgebiete. Das Pigment wird in einem wasserbasierten Bindemittel – typischerweise einem weichen Acryl- oder Polyurethansystem – dispergiert, wobei die Dosierung je nach gewünschter Deckkraft und Farbtiefe variiert. Ätzdruck ist nicht geeignet, da die reduktive Chemie die Mikrokapseln zerstören würde.

Sportbekleidung, Werbebekleidung, Kinderbekleidung, Accessoires und Markenberufsbekleidung sind typische Anwendungsbereiche. Der Aktivierungsbereich von 30 °C bis 32 °C ist besonders praktisch für körperwärmeinduzierte Effekte auf direkt auf der Haut getragener Kleidung.

Der Thermotransferdruck ist zwar möglich, erfordert aber eine sorgfältige Prozesssteuerung. Die Temperatur der Transferpresse muss so geregelt werden, dass sie während des Druckvorgangs die Aktivierungsschwelle nicht überschreitet und dadurch die Kapsel beschädigt wird. Die meisten Standard-Transferverfahren arbeiten deutlich über 45 °C – das Pigment aktiviert sich also und nimmt nach dem Abkühlen wieder seine ursprüngliche Farbe an, was normal ist. Die Belastung der Kapsel durch längere Einwirkung hoher Temperaturen ist jedoch ein ernstzunehmendes Problem, wenn die Verweilzeit nicht kontrolliert wird.

Hinweise zur praktischen Formulierung

Die Partikelgröße der Mikrokapseln liegt typischerweise zwischen 3 und 8 µm. Dies beeinflusst sowohl das Dispersionsverhalten als auch die Druckauflösung – feinere Siebe (über 120 Mesh) können bei zu geringer Pastenviskosität zu scherinduzierten Kapselschäden führen. Ein Bindemittel mittlerer Viskosität und kontrollierter Rakeldruck sind Standard.

Hohe Scherkräfte beim Mischen vermeiden. Dispergiergeräte vom Typ Cowles können bei hohen Drehzahlen die Kapseln beschädigen. Geeignet sind Rühren mit niedrigem Scherwiderstand oder schonendes Dispergieren mit einer Walzenmühle. Das Pigment vor der Zugabe zur Schüttmasse in einer kleinen Menge Bindemittel vorbefeuchten.

Übliche Dosierung in Textilpaste: 5–15 Gew.-% bezogen auf die Gesamtpaste, abhängig von der gewünschten Farbtiefe. Eine Dosierung über 15 Gew.-% verbessert die Deckkraft selten signifikant und erhöht die Kosten ohne entsprechenden Nutzen.

Die Waschechtheit ist im Vergleich zu herkömmlichen Reaktiv- oder Dispersionsfarbstoffen naturgemäß begrenzt. Für Textilanwendungen mit Anforderungen an die ISO-Waschbeständigkeit über 3 empfiehlt sich die Prüfung einer Deckschicht aus Bindemittel über dem thermochromen Druck. Die Kapselhülle bietet zwar eine gewisse chemische Isolation, ersetzt aber nicht die vollständige Verkapselung im Bindemittelfilm.

UV-Strahlung ist in der Praxis das häufigste Problem hinsichtlich der Haltbarkeit. Diese Pigmente sind nicht für Outdoor-Bekleidung geeignet, die ohne UV-stabilisierten Überdrucklack längerer direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist. Für den Einsatz in Innenräumen und bei begrenzter UV-Bestrahlung sind sie besser geeignet.

BPA-freie Serie

Die BPA-freien Varianten (gekennzeichnet mit dem Suffix „F“ oder „BF“) sind für Anwendungen konzipiert, bei denen der BPA-Gehalt aus regulatorischen oder Konformitätsgründen unzulässig ist. Typische Anwendungsfälle sind Kinderbekleidung und Textilien mit Hautkontakt. Die Leistungseigenschaften – Aktivierungstemperatur, Farbumschlag, Dispersionsverhalten – entsprechen denen der Standardreihe für die entsprechenden Qualitäten.

Wichtig: Die Kennzeichnung „BPA-frei“ bezieht sich auf die Zusammensetzung der Kapsel, nicht auf das Bindemittel oder das Trägersystem. Die Konformität des fertigen Druckprodukts hängt weiterhin von der gesamten Rezeptur ab, einschließlich Bindemittel, Verdickungsmittel und aller in der Paste verwendeten Zusatzstoffe.

Häufig gestellte Fragen

F: Kann thermochromes Pigment für Textilien im digitalen Tintenstrahldruck verwendet werden?
Nicht direkt in Form von Pigmentpulver. Die Partikelgröße und Kapselstruktur sind mit Standard-Tintenstrahlköpfen inkompatibel. Einige Hersteller haben spezielle Tintenstrahldispersionen entwickelt, dies erfordert jedoch einen erheblichen Entwicklungsaufwand. Siebdruck, Rotationsdruck und Beschichtungsverfahren sind für die meisten Anwender die praktikabelsten Lösungen.

F: Wie hoch ist die typische Aktivierungstemperaturhysterese, und spielt das bei Bekleidung eine Rolle?
Diese Systeme weisen eine Hysterese auf – die Temperatur, bei der die Farbe beim Abkühlen zurückkehrt, liegt typischerweise einige Grad unter der Aktivierungstemperatur beim Erhitzen. Für die meisten Anwendungen im Bekleidungsbereich ist dies akzeptabel. Benötigt man jedoch einen sehr scharfen, symmetrischen Auslösepunkt, muss dies für jede Farbstufe individuell geprüft werden. Die Serie 30 °C–31 °C zeigt tendenziell eine moderate Hysterese, die für die meisten Körperwärmeeffekte akzeptabel ist.

F: Wie schneidet thermochromer Farbstoff für Textilien im Vergleich zu herkömmlichen Druckfarben hinsichtlich der Waschechtheit ab?
In den meisten Fällen ist die Waschechtheit geringer. Verkapselte thermochrome Systeme binden sich nicht so stark an die Fasern wie Reaktivfarbstoffe. Die Waschechtheit hängt primär von der Wahl des Bindemittels und den Aushärtungsbedingungen ab. Mit dem richtigen Bindemittelsystem und einer Deckschicht lässt sich für die meisten kommerziellen Textilien eine akzeptable Waschechtheit erzielen – sie erreicht jedoch nicht die Qualität eines Reaktivfarbstoffdrucks unter den Bedingungen der ISO-Norm 105-C.

F: Ist es möglich, verschiedene Aktivierungstemperaturklassen in der gleichen Paste zu mischen?
Technisch gesehen ja, aber das Ergebnis ist ein allmählicher Farbverlauf über einen Temperaturbereich anstatt eines abrupten Übergangs an einem definierten Punkt. Dies kann zwar für mehrstufige Effekte gezielt eingesetzt werden, erschwert aber die Qualitätskontrolle. Die meisten Produktionsanwendungen verwenden daher für vorhersehbare Ergebnisse eine einheitliche Farbabstufung pro Druckschicht.

Muster anfordern oder technischen Support anfordern

Wenn Sie die Qualitäten hinsichtlich einer bestimmten Aktivierungstemperatur, eines Farbumschlags oder einer Konformitätsanforderung bewerten, stellen wir Ihnen auf Anfrage gerne Mustersätze zur Verfügung. Technische Datenblätter mit Informationen zur Partikelgrößenverteilung, Aktivierungstemperatur und empfohlenen Verarbeitungsbedingungen sind für jede Serie erhältlich.

Wenden Sie sich an das technische Team untercontact@kolortek.comum die Sortenwahl, die Unterstützung bei der Formulierung oder kundenspezifische Aktivierungstemperaturen zu besprechen.