Brevet FR2571852A1 — publié le 19860418

DISPOSITIFS DONT LES COULEURS VARIENT EN FONCTION DE LA TEMPERATURE La présente invention concerne des dispositifs qui répondent à l'exposition à une température donnée ou à une gamme de températures donnée en prenant des couleurs caracté- ristiques. De simples exemples de tels dispositifs comprennent des "bagues de comportement" et autres objets semblables. Les dispositifs déjà connus ont un inconvénient général du fait qu'au moment o ils sont stimulés pour établir une présentation de couleurs, la présentation varie de façon incontrôlable en passant par une large gamme de plusieurs couleurs. Il existe un besoin pour des dispositifs qui répondent à une température donnée en présentant une couleur caractéristique ou au moins une gamme de couleurs située dans une gamme relativement étroite de fréquences et pour lesquels la ou les couleurs présentées restent stables tant que la température reste relativement inchangée. En particulier, il existe un besoin pour des dispositifs de ce type dont les températures de ladite gamme s'échelonnent depuis 26 C jusqu'à la température du corps. La présente invention comprend une unité d'affichage dont les couleurs varient avec la température et qui comprend une pluralité de cellules dont chacune contient un filtre lumineux et une composition de cristaux liquides. Chaque cellule affiche une couleur donnée en réponse à une exposition à une température d'une gamme prédéterminée et relativement étroite qui se situe au-dessus de 26 C et au-dessous de 3ú C, et en dehors de cette gamme, elle apparait en indigo ou en noir; la couleur affichée par chaque cellule diffère des couleurs prises par les autres cellules; et il ne peut pas y avoir plus de deux des cellules qui affichent une couleur à une température donnée. En particulier, dans les modes de réalisation préférés de l'invention, le dispositif est caractérisé par le fait qu'à toutes les températures comprises entre la limite 27 1852 - 2 - inférieure de la plus basse desdites gammes étroites pré- déterminées et la limite supérieure de la plus élevée des- dites gammes étroites prédéterminées, une cellule au moins affiche une couleur. Dans les dessins annexes,, la figure 1 est une vue de face d'un mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue du mode de réalisation de la figure 1, vue en coupe le long de la ligne 2'-2' de la figure 1; et la figure 3 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation de l'invention. Des dispositifs construits selon l'invention sont utiles pour détecter des variations de température comme par exemple les variations de la température de la peau du corps humain. Une première application concerne le diagnostic ou les utilisations en médecine pour lesquels il est nécessaire de mesurer la température du corps ou de détecter des variations de cette température. Une autre application concerne les efforts de ventes dans les points de vente auquel cas le dispositif est utilisé pour détecter la température de la peau du client et pour présenter une couleur caracté- ristique en réponse à cette température; ensuite l'effort de vente est coordonné autour de cette couleur, par exemple en faisant des corrélations entre la couleur présentée et l'état émotionnel ou physiologique d'un individu et ensuite en persuadant cet individu d'acheter des produits parti- culiers destinés à compléter cet état. La figure 1 illustre un mode de réalisation de l'in- vention. Le dispositif 1 est constitué d'un film mince multicouche 2 qui comprend une région 3, de préférence définitivement opaque et sombre. Le dispositif 1 comprend également une pluralité de cellules qui sont désignées par les numéros de référence 4, 5, 6, 7 et 8 sur la figure 1. Bien que cinq cellules de ce type aient été dessinées, il est possible d'utiliser dans cette invention d'autres nombres de cellules (2 ou plus). Chaque cellule affiche une couleur caractéristique dans certaines conditions comme on le verra plus en détail ci-dessous. Naturellement, chaque cellule peut prendre n'importe quelle forme géométrique souhaitée sur le film, par exemple un cercle, une étoile, une ellipse, un triangle, etc. La figure 2 est une vue en coupe agrandie de la cellule 6 du dispositif 1 représentant les couches qui sont utilisées dans un mode de réalisation préféré de l'invention. Les autres cellules ont le même jeu de couches, bien que les matériaux particuliers changent pour obtenir la variété de couleurs couhaitée. La couche 9 est un film clair,inerte,transparent,souple qui sert de surface frontale extérieure au dispositif. Un film de polyester d'environ 0,1 mm d'épaisseur (4 millièmes de pouce) comme celui qui est vendu sous le nom de "Melinex" par ICI America, Inc., constitue un matériau satisfaisant. I1 peut être remplacé facilement par d'autres matériaux équivalents dont des exemples seraient l'acétate de cellu- lose, ou autres matériaux polymères comme le polyethylène, le chlorure de polyvinyle et analogues. La couche 10 constitue un filtre de couleur. Chaque cellule comprend un filtre de couleur différent. Cette couche doit recouvrir la surface de la cellule 6. Chaque filtre de couleur est un film coloré transparent, de préfé- rence constitué d'une encre ou d'un mélange d'encres. Les encres acryliques du commerce sont tout à fait satisfaisantes. Les couleurs des filtres de couleur sont choisies pour être faciles à distinguer l'une de l'autre et de préférence faciles à remarquer sur un fond environnant qui est noir. La couche 11 est une couche opaque noire qui traverse tout le dispositif 1 mais qui ne couvre pas les zones des cellules. Cette couche peut de préférence être constituée d'une laque ou d'une encre noire quelconque disponible dans -571852 _ 4 _ le commerce. La couche 12 peut être une émulsion de latex ou un autre film mince capable d'assurer l'adhérence avec les couches qui se trouvent sur chacune de ces faces. La couche 12 devrait s'étendre sur toute la largeur du dispositif et de préférence au moins sur la zone des cellules. La couche 13 est un cristal liquide nématique d'ester de chiral. Cette composition est placée dans la zone de la cellule; une composition différente est placée dans chaque zone de cellule. Chaque composition de cristal liquide est caractérisée du fait qu'à des températures inférieures à une certaine température minimale Tmin la composition paraît sombre ou presque noire et qu'à des températures dépassant une certaine température maximale T max la composition parait indigo ou noire. Chaque composition, lorsqu'elle est exposée à une température comprise entre sa Tmin et sa Tmax' affiche une couleur (c'est-à-dire différente du noir) qui peut être une couleur quelconque (ou des couleurs) du spectre visible, y compris le blanc et le blanc cassé. La gamme entre les valeurs de Tmin et de Tmax pour une composition quelconque est généralement comprise entre 0,6 et 2,2 C, et de préférence entre 1,1 et 1,7 C. Pour composer un dispositif selon cette invention, chacune parmi deux ou plusieurs compositions est sélectionnée de façon que Tmax pour l'une quelconque des compositions soit sensiblement la même que, ou puisse atteindre environ 0,6 C au-dessus de la Tmin d'une autre composition (sauf naturellement la composition ayant la Ta la plus grande). Ainsi, quand un dispositif est max constitué de compositions sélectionnées de cette façon, l'exposition du dispositif à une température inférieure à la valeur de Tmin la plus basse laisse le dispositif paraître sombre; quand on élève légèrement la température, seule la composition ayant la Tmax la plus basse va afficher une couleur; puis, lorsque la Tmax de cette composition sera atteinte, cette composition va perdre sa couleur. Cependant, en même temps, la Tmin de la composition ayant la Tmin la plus basse ensuite aura été atteinte, et ladite composition affichera une couleur; si la température continue à augmenter, cette seconde composition va perdre sa couleur et la composition (éventuelle) ayant la troisième température Tmin la plus basse va commencer à afficher une couleur, et ainsi de suite jusqu'à ce que la température dépasse la température Tmax la plus élevée et qu'en ce point toutes les cellules apparaissent avec la couleur indigo ou sombre. Ainsi, à une température quelconque située au- dessus de la Tma la plus basse, une ou au plus deux max cellules vont afficher une couleur. Comme indiqué précédem- ment, la température Tmin la plus basse est de 26 C ou plus, et la température Tmax la plus élevée est de 38 C ou moins. Des compositions de cristaux liquides nématiques d'ester de chiral utiles à l'invention et répondant aux critères ci-dessus peuvent être facilement identifiées par ceux qui sont habitués aux sources standards d'approvision- nement dans ce domaine. Ces produits peuvent être obtenus auprès de 'Djinnii Industries, Inc., Dayton, Ohio. Ces compositions sont du type décrit dans les brevets U.S. Nos 4 002 670; 4 012 434; 4 130 501; 4 154 697; 4 229 378; 4 268 829; 4 330 426; et 4 331 552; et dans les brevets britanniques Nos. 1 556 994; 1 596 012; 1 596 013; 1 596 014; et 1 592 161. Les compositions sont de préférence présentées sous forme de microcapsules selon des procédés classiques dans de la gélatine ou un matériau équivalent clair et inerte. En revenant à la figure 2, on peut voir la couche 14 qui est opaque, de préférence une encre émaillée noire et qui couvre la totalité de la surface du dispositif 1. Cette couche sert de "fond" au dispositif; c'est la surface qui est placée contre l'objet dont on veut déceler la température. Une quelconque encre laque noire disponible dans le commerce est satisfaisante. Un exemple de préparation d'un dispositif selon l'inven- tion sera décrit ci-après. Cet exemple est donné à titre d'illustration et ne doit pas être considéré comme le seul mode de réalisation de l'invention. EXEMPLE Sur un morceau de film de polyester de 0,1 mm environ mesurant 4,44 cm x 4,44 cm (1,75" x 1,75"), des bordures en en bande de 0,63 cm x 4,44 cm (0, 25" x 1,75") ont été imprimées à l'écran de soie sur le bord supérieur et sur le bord inférieur d'une face du film avec de l'encre laque noire (noir opaque (DLW-710) Flexible Decal Lacquer, Advance-Excello Company, Color and Chemical Division). Sur la surface transparente de 3,17 cm x 4, 44 cm (1,25" x 1,75") entre les deux bordures noires, cinq filtres de couleur transparents mesurant chacun -0,63 cm x 4,44 cm (0,25" x 1,75") ont été imprimés côte à côte à l'écran de soie. De bas en haut, ce sont: (1) Indigo: obtenu par mélange de 40 % en volume de Bleu Permanent ABS- 455 (RS), de 20 % en volume de rouge rosé permanent ABS-576 et de 40 % en volume de base acrylique transparente ABS-800; (2) Rose: obtenu en mélangeant 40 % en volume de rouge rosé permanent ABS-576 et de 60 % en volume de base acrylique transparente ABS-800; (3) Emeraude: obtenu en mélangeant 40 % en volume de vert Monastère ABS-304, 10 % en volume de bleu permanent (RS) ABS-455, et 50 % en volume de base acrylique transparente ABS-800; (4) Ecarlate: obtenu en mélangeant 40 % en volume de rouge Y permanent ABS-503, 10 % en volume de rouge rosé permanent ABS-576 et 50 % en volume de base acrylique trans- parente ABS-800; (5) Bleu clair: obtenu en mélangeant 30 % en volume de bleu permanent (RS) ABS-455, 10 % en volume de rouge rosé permanent ABS576 et 60 % en volume de base acrylique transparente ABS-800. Tous les composants des filtres de couleur étaient des encres acryliques Multi-Vac (Séries ABS), produits de la Division Couleur et Chimie de'Advance-Excello Company. Ensuite, l'encre laque noire (comme ci-dessus) était imprimée à l'écran de soie pour couvrir la totalité du dispositif à l'exception d'un espace de 3,175 cm x 0,952 cm (1,25" x 0,375"), directement au centre du dispositif. Cette surface exposait une fenêtre de 0,635cm x 0,952 cm (0,25" x 0,375") pour chacune des fenêtres des filtres de couleur. Une émulsion transparente de latex a été ensuite imprimée à l'écran de soie sur la surface totale pour réaliser une couche protectrice et faciliter l'adhérence entre les filtres de couleur et les cristaux liquides. Ensuite, une'encre de cristaux liquides d'ester de chiral présentée en micro-capsule a été déposée à l'écran de soie sur chaque fenêtre des filtrés de couleur. De bas en haut, les cinq compositions étaient (les mesures de tempé- rature sont à + 0,27 C (0,5 F) près. (1) Une composition généralement connue dans la technique sous le No. R29C1W, caractérisée en ce qu'elle paraît noire au-dessous de 28,3 C (83 F), présente une couleur entre 28,4 C (83,1 F) et 30,4 C (86,7 F) environ, et paraît noire aux températures supérieures à ces valeurs. (2) Une composition généralement connue dans cette technique sous le No. R31C1W, caractérisée en ce qu'elle paraît noire au-dessous de 30,3 C (86, 5 F), présente une couleur entre environ 30,3 C (86,5 F) et environ 31,6 C (88,9 F) et apparaît indigo au-dessus de 31,6 C (88,9 F). (3) Composition généralement connue dans cette technique sous le No. R31CW, caractérisée en ce qu'elle paraît noire au-dessous de 30,8 C (87, 5 F), qu'elle affiche une couleur entre environ 30,8 C (87,5 F) et environ 32,4 C (90,3 F) et qu'elle parait indigo au-dessus de 32,4 C (90,3 F) (4) Composition généralement connue dans cette technique sous le No. R33C1W, caractérisée en ce qu'elle paraît noire au-dessous de 31,8 C (89, 2 F), qu'elle affiche une couleur entre environ 31,8 C (89,2 F) et environ 33,3 C (91,9 F), et en ce qu'elle paraît indigo au-dessus de 33,3 C (91,9 F). (5) Composition connue généralement dans cette technique sous le No. R34C1W, caractérisée en ce qu'elle parait noire au-dessous de 32,3 C (92, 1 F), en ce qu'elle affiche une couleur entre environ 32,3 C (92,1 F) et environ 34,5 C (94,1 F) et en ce qu'elle parait indigo au-delà de 34,5 C (94,1 F). Enfin, une encre émaillée noire a été imprimée à l'écran de soie sur toute la surface du dos. Ce dispositif présentait le profil de couleur suivant. La cellule (1) était noire à des températures infé- rieures à 28,4 C (83,1 F) environ. Elle paraissait indigo entre environ 28,4 C (83,1 F) et environ 30,4 C (86,7 F), et noire au-delà de cette température. Avec un filtre d'une couleur différente, cette cellule afficherait une couleur entre les températures de 28,4 C et 30,4 C (83,1 et 86,7 F) environ et paraitrait indigo au-delà de 30,4 C (86,7 F). La cellule (2) paraissait noire aux températures inférieures à 30,3 C (86, 5 F). Elle devenait rose a cette température et changeait progressivement de couleur pour passer au bleu clair aux environs de 31,3 C (88,3 F), et passer à l'indigo à environ 31,6 C (88,9 F)-et au-delà. La cellule (3) paraissait noire à des températures inférieures à 30,9 C (87,6 F) environ, et à ce moment elle apparaissait de couleur vert profond en passant progressi- vement au bleu-vert aux environ de 32 C (89,6 F) et à l'indigo à environ 32,4 C (90,3 F) et au-delà. La cellule (4) paraissait noire au-dessous d'environ 31,8 C (89,2 F) et devenait écarlate à ce moment. Cette couleur se transformait progressivement en marron aux 7 1852 environs de 32,2 C (89,9 F), en rouge aux environs de 32,5 C (90,5 F), en rouge passé aux environs de 33,1 C (91,6 F) et indigo-violet aux environs de 33,3 C (92 F) et au-delà. La cellule (5) paraissait noire au-dessous d'environ 33,3 C (92 F) et à ce moment devenait gris-bleu. La couleur changeait progressivement pour devenir bleu-gris aux environs de 33,9 C (93 F), bleu vif aux environs de 34,3 C (93,7 F) et devenait indigo aux environs de 34,5 C {94,1 F) et au- delà. Ce dispositif peut être utilisé tel quel, mais il est de préférence monté dans un cadre, un bracelet ou autre dispositif relativement rigide, afin que l'utilisateur puisse porter le dispositif contre la surface dont il souhaite mesurer la température et pour que le'dispositif ne réponde pas de façon inconsidérée à la température des doigts de son utilisateur. Pour utiliser le dispositif, on le tient simplement contre la surface dont on mesure la température et on note laquelle (éventuellement) des cellules va se colorer. Puisque l'utilisateur connaît déjà la gamme de températures dans laquelle chacune des cellules affiche une couleur, il sait que la surface a une température qui se situe dans la gamme pour laquelle la cellule affiche ladite couleur. Lorsque deux cellules affichent une couleur, l'utilisateur sait que la température est à proximité de la température Tmin d'une cellule et de la température T de l'autre cellule. max Le dispositif est de préférence associé à un clip ou un bracelet du type représenté sur la figure 3, et dont les dimensions sont telles que le poignet d'une personne s'emboîte étroitement entre les points 15 et 16. Le clip ou le bracelet tient dont ainsi en place. La surface arrière du dispositif sensible à la couleur est donc maintenue contre la peau de celui qui le porte et la surface avant 17 visible de façon à pouvoir observer la couleur créée par la température de la peau. Les dispositifs sont une nouveauté du fait que si une cellule est exposée à une température qui lui fait afficher une couleur, la couleur affichée se situe dans une gamme de longueurs d'onde relativment étroite, chaque gamme étant unique pour une cellule donnée. Ceci est préférable aux constructions dans lesquelles chaque cellule traverse toute la gamme entre, par exemple, le rouge le vert et le bleu. 257 1852 REVENDICATIONS 1.- Dispositif sensible à la température caractérisé en ce qu'il comprend: (a) une pluralité de cellules dont chacune comprend un filtre lumineux (10) et une composition de cristaux liquides (13); (b) chaque cellule affiche une température uniquement en réponse à l'exposition à une température située dans une gamme prédéterminée étroite qui se situe à l'intérieur de la large gamme allant d'environ 26 C (80 F) à environ 38 C (100 F) et sinon chaque cellule paraît indigo ou noire; (c) les couleurs que chaque cellule peut afficher sont différentes des couleurs que les autres cellules peuvent afficher; et (d) deux des cellules au maximum peuvent afficher une couleur à une température donnée quelconque. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'au moment de l'exposition du dispositif à une température quelconque comprise entre la limite infé- rieure de la gamme la plus étroite des gammes prédéterminées et la limite supérieure desdites gammes étroites prédéter- minées, une cellule au moins affiche une couleur. 3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, compre- nant quatre ou cinq cellules. 4. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, compre- nant cinq cellules. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite large gamme s'étend d'environ 28 C à environ 34,5 C. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentescaractérisé par le fait que ladite large gamme s'tend d'environ 30 C à environ 34,50C 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque filtre de couleur de chaque cellule affiche une couleur différente de celle des autres filtres de chaque cellule. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisé par le fait que la composition des cristaux liquides de chaque cellule est choisie pour répondre à une gamme de températures différentes de la composition des cristaux liquides de chaque autre gamme en affichant une couleur quand la cellule est soumise à une température située dans la gamme sélectionnée. 9. Dispositif selon la revendication 10>,caractérisé par le fait que lesdites compositions de cristaux liquides sont choisies de manière que la valeur Tmax de l'une quelconque des compositions soit sensiblement la même ou supérieure d'un degré à la Tmin d'une autre composition à l'exception de la composition ayant la température Tmax la plus élevée. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un film extérieur transparent servant de surface avant, une région opaque noire s'étendant sur la largeur du dispositif sauf dans les zones des cellules, et une surface arrière opaque noire. 11. Procédé de détection de la température approximative d'une surface ayant une température comprise entre environ 26 C (80 F) et environ 38 C (100 F), caractérisé en ce qu'il comprend: (a) la mise en contact de ladite surface avec un dis- positif selon la revendication 2, (b) l'observation de la ou des cellules affichant une couleur en réponse à ce contact, et (c) l'identification de la gamme étroite prédéterminée de températures qui correspond à la ou aux cellule(s) affichant une couleur.