Microcapsules:
a key technology
for producing advanced
new products

In the course of researching, designing, and manufacturing imaging products, Fujifilm has developed more than a few advanced technologies. One of these is microcapsules, new applications for which continue to be discovered. In this article we’ll take a closer look at this microscopic but mighty technology!

Encapsulated material + shell material = infinite possibilities

As the name suggests, Fujifilm’s microcapsules are microscopic capsules measuring a few micrometers in diameter up to a few millimeters in diameter (a human hair is 50-100 micrometers thick). A Fujifilm microcapsule product comprises the encapsulated material and the shell material. When a physical stimulus is applied to the product, the capsules are broken, and the encapsulated material interacts with one or more external materials, producing the desired result.

The encapsulated material can be virtually anything, but examples include fragrances, dyes, and drugs. Moreover, the diameter of the capsules and the thickness of the shell material may be adjusted to control the timing with which the encapsulated material is released. The shell material can even be designed to prevent the capsules from breaking; instead, pressure causes multiple materials inside the capsules to undergo a chemical reaction.

Indeed, microcapsule technology is so versatile that imagination is the only thing that limits its potential functions and applications. Apply pressure, and liquid glue instantly becomes solid. Pour hot water on a food product and put it in your mouth, and delicious flavor is released. Put on an article of clothing, and it quickly warms up or cools down to a comfortable temperature. Virtually any desired effect is possible.

Over a half-century of microcapsule development

Fujifilm’s microcapsule technology dates back to 1963, when the company launched a pressure-sensitive carbonless paper. Pressure-sensitive paper comprises two sheets. When the user writes or types on the top sheet, the application of pressure causes a copy to be made on the bottom sheet. Microcapsules coated on the reverse of the top sheet contain a color former. When pressure is applied, the color former is released from the capsules and mixes with a developer coated on the bottom sheet. These two substances interact and produce a visible ink, forming the copy on the bottom sheet.

Building on this successful application of microcapsules, Fujifilm launched “Prescale” in 1977. A film that can precisely measure pressure, pressure distribution, and pressure balance, Prescale changes color wherever pressure is applied; the more pressure applied, the deeper the change in color. Forty years later, Prescale is going stronger than ever and is now available in a wide range of specifications, from low-pressure types that change color with the touch of a finger, to high-pressure types that measure pressure by the metric ton. One of the main applications of Prescale is in manufacturing quality control. The low-pressure type is used to measure the pressure with which the screen is applied to the body in the assembly of smartphones, while the high-pressure type is used to confirm press tolerances in the fabrication of high-mass metal parts. In factories around the world, Prescale helps companies make products at a much higher level of quality and precision.

Building on the Prescale concept, Fujifilm has developed a range of similar products. Thermoscale changes color when heat is applied to measure heat distribution, while UVSCALE changes color when ultraviolet light is applied to measure UV light volume distribution.

Leveraging unique technologies to create new microcapsule applications

The development of Prescale led Fujifilm to further refine its microcapsule technologies. The company discovered how to decrease capsule diameter to less than 1 micrometer, precisely control the thickness and hardness of capsule shells, and manufacture microcapsules and the products that contain them even more stably and efficiently.

Fujifilm continued to apply the manufacturing processes it developed for photographic film to microcapsule technology, finding ways to use microcapsules in membranes and precision coatings and combining microcapsules with its nano dispersion technology. In this way, Fujifilm found new ways to turn microcapsules into highly value-added products. In addition, Fujifilm made advances in materials that were more friendly to the environment, such as polyurethane, and featured them in microcapsule products.

In order to fulfill the potential of microcapsule technology, Fujifilm’s sales, marketing, R&D, and manufacturing personnel has joined forces to promote the use of this technology both within Fujifilm and beyond in the form of Open Innovation. New applications and functions continue to be created in every field and industry, such as food products, healthcare, energy, and more.

Fujifilm also offers a range of technological services that can help companies create unique new products. Fujifilm can develop new encapsulated materials and determine how to manufacture them, develop methods to encapsulate a specific substance, and even develop methods to further process microcapsules after they are formed. In addition to traditional polyurethane as a base material, Fujifilm is researching and developing advanced new substances to take microcapsule performance to the next level.

More than a half-century has passed since the development of Fujifilm’s first microcapsule product, and forty years have passed since the introduction of Prescale. Going forward, Fujifilm will continue to build on this technology and innovate new applications. In fact, in the near future, new products with advanced microcapsule functions are likely to reach consumers in a range of new and exciting applications.

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Les microcapsules:
une technologie clé
pour produire de
nouveaux produits de pointe

Au cours de sa recherche, sa conception et sa fabrication de produits d’imagerie, Fujifilm a développé de nombreuses technologies de pointe. L’une d’entre elles est la microcapsule dont de nouvelles utilisations sont encore découvertes. Dans cet article, nous examinerons d’un peu plus près cette technologie microscopique mais puissante!

Matériau encapsulé + matériau de coque = possibilités infinies

Comme l’indique leur nom, les microcapsules de Fujifilm sont des capsules microscopiques qui mesurent quelques micromètres de diamètre et peuvent aller jusque quelques millimètres de diamètre (un cheveu humain mesure 50 à 100 micromètres d’épaisseur). Un produit à microcapsules Fujifilm comprend le matériau encapsulé et le matériau de coque. Lorsqu’un stimulus physique est appliqué au produit, les capsules se brisent et le matériau encapsulé interagit avec un ou plusieurs matériaux externes, produisant l’effet escompté.

Le matériau encapsulé peut être de presque toutes les natures, mais en voici quelques exemples: des parfums, des teintures et des médicaments. De plus, le diamètre des capsules et l’épaisseur du matériau de coque peuvent être ajustés afin de contrôler le moment auquel le matériau encapsulé sera libéré. Le matériau de coque peut même être conçu pour empêcher les capsules de se briser. Au lieu de ça, la pression engendre une réaction chimique des multiples matériaux à l’intérieur des capsules.

Cette technologie de microencapsulation est tellement polyvalente que les limites de l’imagination sont les seules barrières à ses éventuelles fonctions et utilisations. Appliquez une pression et la colle liquide devient instantanément solide. Versez de l’eau chaude sur de la nourriture, mettez-la en bouche et goûtez sa saveur délicieuse. Mettez un vêtement, il se réchauffe ou refroidit rapidement pour atteindre une température agréable. Presque tout ce que l’on souhaite est possible.

Près d’un demi-siècle de développement de la microcapsule

La technologie Fujifilm de microcapsule remonte à 1963 lorsque l’entreprise a lancé un papier sans carbone sensible à la pression. Le papier sensible à la pression comprend deux feuilles. Lorsque l’utilisateur écrit ou tape sur la feuille supérieure, l’application de la pression engendre une copie sur la feuille inférieure. Les microcapsules qui recouvrent le verso de la feuille supérieure contiennent un agent chromogène. Lorsqu’on applique une pression, l’agent chromogène est libéré des capsules et se mélange à un révélateur de couleur qui recouvre la feuille inférieure. Ces deux substances interagissent et produisent une encre visible, formant ainsi la copie sur la feuille inférieure.

En s’appuyant sur cette utilisation réussie des microcapsules, Fujifilm a lancé « Prescale » en 1977. Il s’agit d’une pellicule qui peut mesurer précisément la pression, la répartition de la pression et l’équilibre de pression. Prescale change de couleur là où une pression est appliquée, plus il y a de pression, plus profond est le changement de couleur. Quarante ans plus tard, Prescale est plus fort que jamais et est désormais disponible dans une large gamme de spécifications allant des modèles à faible pression qui changent de couleur au simple toucher aux modèles haute pression qui mesurent la pression en tonnes métriques. L’une des utilisations principales du Prescale est contrôle de qualité dans la fabrication. Le modèle faible pression est utilisé pour mesurer la pression à laquelle l’écran est soumis au contact du boitier au moment de l’assemblage du smartphone, tandis que le modèle forte pression est utilisé pour confirmer les tolérances à la pression dans la fabrication de pièces métalliques lourdes. Dans les entreprises du monde entier, Prescale aide à réaliser des produits avec un niveau plus élevé de qualité et de précision.

Sur la base du concept du Prescale, Fujifilm a mis au point une gamme de produits similaires. Thermoscale change de couleur lorsqu’il est chauffé afin de mesurer la répartition de la chaleur, tandis que UVSCALE change de couleur lorsqu’une lumière ultraviolette est appliquée afin de mesurer son volume de distribution.

Des technologies uniques dont il a tiré profit afin de créer de nouvelles utilisations de la microcapsule.

Le développement du Prescale a mené Fujifilm à encore améliorer ses technologies de microcapsule. L’entreprise a découvert comment réduire le diamètre de la capsule jusqu’à moins de 1 micromètre, contrôler précisément l’épaisseur et la fermeté des coques, fabriquer des microcapsules et rendre les produits qui en contiennent encore plus stables et efficaces.

Fujifilm a continué à appliquer les processus de fabrication qu’il a développés pour la pellicule photographique à la technologie de la microcapsule. Ce faisant, il a découvert des moyens d’utiliser les microcapsules dans les membranes et les revêtements de précision, ainsi qu’elle a associé les microcapsules à sa technologie de nanodispersion. De cette façon, Fujifilm a trouvé de nouvelles moyens de transformer les microcapsules en produits à forte valeur ajoutée. En outre, Fujifilm a fait des avancées quant aux matériaux plus respectueux de l’environnement, tels que le polyuréthane et les a utilisés dans les produits à microcapsules.

Afin d’exploiter tout le potentiel de la technologie de la microcapsule, le personnel des ventes, du marketing, du R&D et le personnel affecté à la fabrication ont uni leurs forces pour promouvoir l’utilisation de cette technologie aussi bien au sein de Fujifilm qu’ailleurs sous la forme d’innovation ouverte. De nouvelles utilisations et fonctions sont constamment en création dans tous les domaines et secteurs, tels que les produits alimentaires, les soins de santé, l’énergie et bien d’autres.

Fujifilm offre aussi une gamme de services technologiques qui peuvent aider les entreprises à créer des nouveaux produits uniques. Fujifilm peut mettre au point de nouveaux matériaux encapsulés et déterminer la façon de les fabriquer, développer des méthodes pour encapsuler une substance spécifique et, même, développer des méthodes pour transformer les microcapsules après qu’elles ont été formées. En plus du polyuréthane traditionnel comme matériau de base, Fujifilm recherche et met au point des nouvelles substances de pointe afin d’augmenter d’un cran la performance des microcapsules.

Plus d’un demi-siècle a passé depuis la mise au point du premier produit à microcapsules de Fujifilm, et quarante ans se sont écoulés depuis le lancement du Prescale. Tourné vers l’avenir, Fujifilm continuera de s’appuyer sur cette technologie et inventera de nouvelles utilisations. En fait, dans un avenir proche, de nouveaux produits avec des fonctions avancées des microcapsules seront probablement mis à la disposition des consommateurs sous diverses nouvelles utilisations excitantes.

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