CN106066204B - 一种紫外线强度检测装置及该装置的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紫外线强度检测装置及该装置的制作方法，所述装置包括：基板；第一颜料层，设置于所述基板上；以及第二颜料层，覆盖于所述第一颜料层上；其中，所述第一颜料层的颜料为紫外光致变色颜料。本发明的装置不是根据同一颜色的深浅度变化来判别紫外线强度，而是通过颜色从一种颜色变化成为另一种颜色来判断紫外线强度，并且可以根据实际情况通过调整装置中颜色实现对紫外线强度明确的指示，具有优秀的辨别紫外线强度性能；另外本发明的装置结构简单，不需要增加额外的检测器件，适用于便携使用。

Description

一种紫外线强度检测装置及该装置的制作方法

技术领域

本发明涉及紫外线检测领域，更具体涉及一种紫外线强度检测装置及该装置的制作方法。

背景技术

阳光中的紫外光是加速皮肤老化及造成皮肤癌的最大元凶。短时间处在阳光下也会被紫外线晒黑皮肤甚至晒伤，累积的剂量达到一定的程度后使开始出现皮肤老化现象。紫外线照射引起色素变化，血管扩张，产生黑斑、雀斑，角质层变厚(皮肤变粗)、皱纹生成、皮肤弹性消失，以致严重时被破坏的DNA无法修复，产生皮肤癌。因此，现代人非常担心紫外光对皮肤的伤害，从事户外活动前参照天气预报中的紫外线强度而选用护肤用品，但是天气状况变化很难从天气预报中及时反应出来。

目前仍然缺少能够检测户外紫外线强度的便携产品，让使用者能够随时随地的了解到户外紫外线的强度。目前市场上检测紫外线的强度的设备主要有两种，一种是精密的搭载有紫外线传感器的电子设备，另一种是比较粗糙的含有紫外光致变色的可视化设备。搭载有紫外线传感器的电子设备直接用紫外线传感器检测紫外线强度，是最为准确的测量方法，但是当用户需要检测室外紫外强度时就需要额外的紫外线传感器，设备结构复杂，不适用与随身携带使用。另一种是利用紫外光致变色的颜料来显示当前紫外线强度的设备，此类设备通常需要根据“颜色越深，强度越高”的标准来判断紫外线强度，并不能明确的提示用户颜色多深是对人体有害的，需要进行防晒防护。在此类设备上配备一个比色卡，进行二次视觉比对，这种方法还是在同一颜色中辨别深浅，并没有带来实质性的方便，并且由于只是根据一种颜色的深浅来判断紫外线强度存在不准确的技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何实现便捷、精确、直观地检测紫外线强度。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种紫外线检测装置，所述装置包括：

基板；

第一颜料层，设置于所述基板上；

以及第二颜料层，覆盖于所述第一颜料层上；

其中，所述第一颜料层的颜料为紫外光致变色颜料。

优选地，所述第一颜料层未受到紫外光照射时为透明的，并且所述第一颜料层变色后的颜色与所述第二颜料层的颜色在24色色相环上相隔120°～240°。

优选地，所述第二颜料层的颜料为紫外光致变色颜料，且所述第二颜料层未受到紫外光照射时为透明的。

优选地，所述装置还包括保护层，覆盖于所述第二颜料层上，且所述保护层的颜色为除黑色和白色以外的其他颜色。

优选地，所述第一颜料层的变色后的颜色、所述第二颜料层变色后的颜色以及保护层的颜色相互之间在24色色相环上相隔90°～120°。

优选地，所述装置还包括紫外线吸收层，设置于所述第一颜料层和第二颜料层之间，用于部分吸收紫外线，实现在所述第二颜料层变色之前，所述第一颜料层的颜色变为最深色。

优选地，在所述第一颜料层中加入紫外线吸收制剂，用于部分吸收紫外线，实现在所述第二颜料层变色之前，所述第一颜料层的颜色变为最深色。

优选地，所述第二颜料层的颜料随着颜色的加深，透明度下降。

本发明还公开了一种紫外线检测装置的制作方法，所述方法包括以下步骤：

在基板上形成第一颜料层，所述第一颜料层颜料为紫外光致变色颜料；

在所述第一颜料层上形成第二颜料层。

优选地，所述第一颜料层未受到紫外光照射时为透明的，并且所述第一颜料层变色后的颜色与所述第二颜料层的颜色在24色色相环上相隔120°～240°。

优选地，所述第二颜料层的颜料为紫外光致变色颜料，且所述第二颜料层未受到紫外光照射时为透明的。

优选地，所述方法在形成所述第二颜料层后还包括以下步骤：

在所述第二颜料层上形成保护层，保护层的颜色为除黑色和白色以外的其他颜色。

优选地，所述方法在形成第一颜料层之后，形成所述第二颜料层之前还包括以下步骤：

形成紫外线吸收层，用于部分吸收紫外线，实现在所述第二颜料层变色之前，所述第一颜料层的颜色变为最深色。

优选地，形成所述第一颜料层过程中加入紫外线吸收制剂，用于部分吸收紫外线，实现在所述第二颜料层变色之前，所述第一颜料层的颜色变为最深色。

(三)有益效果

本发明提供了一种紫外线强度检测装置及该装置的制作方法，本发明的装置不是根据同一颜色的深浅度变化来判别紫外线强度，而是通过颜色从一种颜色变化成为另一种颜色来判断紫外线强度，并且可以根据实际情况通过调整装置中颜色实现对紫外线强度明确的指示，具有优秀的辨别紫外线强度性能；另外本发明的装置结构简单，不需要增加额外的检测器件，适用于便携使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个较佳实施例一的一种紫外线检测装置的结构示意图；

图2为本发明的一个较佳实施例二的一种紫外线检测装置的结构示意图；

图3为本发明的一个较佳实施例三的一种紫外线检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

本发明公开了一种紫外线检测装置，本发公开述的装置是基于减色混合法进行设计的，与现有技术中根据同一颜色的深浅度变化来判别紫外线强度不同，是由色相的推移或者纯度的推移来判断紫外线强度，并且可以通过调整装置中颜料的成分实现对紫外线强度明确的指示。本发明所用的减色混合法具体指采用的叠色混合法；叠色混合法涉及两种或者三种带有颜色的颜料成分。

本发明的装置包括：

基板；第一颜料层，设置于基板上；以及第二颜料层，覆盖于第一颜料层上；其中，第一颜料层的颜料为紫外光致变色颜料。

进一步地，第一颜料层和第二颜料层的颜料是两种颜色不同的颜料，并且第一颜料层变色后的颜色与第二颜料层的颜色在24色色相环上相隔120°～240°，同时第一颜料层未受到紫外光照射时为透明的。第一颜料层的材质为紫外光致变色的油墨或者墨水(第一颜料层为参杂有紫外光致变色颜料的油墨或者墨水层)，通过喷涂或印刷的方式形成于基板上，基板为透明的，有益于光线透过。第一颜料层的材质为带有颜色的油墨或者墨水。

奥斯特瓦尔德颜色系统的基本色相为黄、橙、红、紫、蓝、蓝绿、绿、黄绿8个主要色相，每个基本色相又分为3个部分，组成24个分割的色相环，从1号排列到24号。在24色色相色环中彼此相隔十二个数位或者相距180度的两个色相，均是互补色关系。互补色结合的色组，是对比最强的色组。使人的视觉产生刺激性、不安定性。

进一步地，第二颜料层的颜料为紫外光致变色颜料，第二颜料层的材质为紫外光致变色的油墨或者墨水，且第二颜料层未受到紫外光照射时为透明的，优选地，在受到紫外线照射使随着颜色的加深，透明度下降。

进一步地，装置还包括保护层，覆盖于第二颜料层上，且保护层的颜色为除黑色和白色以外的其他颜色。第一颜料层的变色后的颜色、第二颜料层变色后的颜色以及保护层的颜色相互之间在24色色相环上相隔90°～120°。

进一步地，装置还包括紫外线吸收层，设置于第一颜料层和第二颜料层之间，用于部分吸收紫外线，实现在第二颜料层变色之前，第一颜料层的颜色变为最深色。

进一步地，在第一颜料层中加入紫外线吸收制剂，用于部分吸收紫外线，实现在第二颜料层变色之前，第一颜料层的颜色变为最深色。

进一步地，本发明的装置还包括其他连结料、填料、附加料等必要的成分组成。

本发明还公开了一种紫外线检测装置的制作方法，包括以下步骤：

在基板上形成第一颜料层，第一颜料层颜料为紫外光致变色颜料；

在第一颜料层上形成第二颜料层。

进一步地，第一颜料层未受到紫外光照射时为透明的，并且第一颜料层变色后的颜色与第二颜料层的颜色在24色色相环上相隔120°～240°。在没有检测到紫外线的时候显示的是第二颜料层的颜色。在检测到紫外光时，第一颜料层的颜色发生改变，随着紫外光强度的增加颜色逐渐由第二颜料层的颜色变化到第一颜料层变的颜色、第二颜料层颜色的叠色，并有可能继续转变颜色达到第一颜料层色彩变化饱和时的颜色。

进一步地，第二颜料层的颜料为紫外光致变色颜料，且第二颜料层未受到紫外光照射时为透明的。

进一步地，本发明的方法在形成第二颜料层后还包括以下步骤：在第二颜料层上形成保护层。当保护层是白色或者没有颜色时，在没有检测到紫外线的时候显示的是没有感受到紫外光的第一颜料层和第二颜料层的混合颜色(第一颜料层和第二颜料层在没有受到紫外线照射时的颜色的混合颜色，此时第一颜料层和第二颜料层并不一定是透明的)；紫外光强度较低情况下，第一颜料层首先检测到紫外光，并预先吸收大量紫外线并显现其变色的颜色。随着紫外光强度的增加紫外光透过第一颜料层，被第二颜料层吸收变色，显示的颜色逐渐由第一颜料层的变色颜色到第一颜料层变色颜色与第二颜料层变色颜色的叠色。

当保护层是除白色和者黑色以外的其他颜色时，在没有检测到紫外线的时候显示的是保护层、第一颜料层以及第二颜料层的混合颜色(第一颜料层和第二颜料层在没有受到紫外线照射时的颜色与保护层颜色的混合颜色，此时第一颜料层和第二颜料层并不一定是透明的)。在紫外光强度较低情况下，颜色显示为与第一颜料层变色颜色与保护层的颜色的叠色。随着紫外光强度的增加，颜色逐渐由第一颜料层变色颜色与保护层颜色的叠色转化到保护颜色、第一颜料层变色颜色以及第二颜料层变色颜色的叠色。如果第二种颜料层变色后透明度降低，显示的颜色是第一颜料层变色颜色以及第二颜料层变色颜色的叠色。

进一步地，本发明的方法在形成第一颜料层之后，形成第二颜料层之前还包括以下步骤：形成紫外线吸收层，用于部分吸收紫外线，实现在第二颜料层变色之前，第一颜料层的颜色变为最深色。优选地，紫外线吸收层为透明的。

进一步地，形成第一颜料层过程中加入紫外线吸收制剂，用于部分吸收紫外线，实现在第二颜料层变色之前，第一颜料层的颜色变为最深色。

实施例一：

如图1所示，首先在透明基材1上印刷或者喷涂上紫外光致变色颜料形成第一颜料层2，然后再印刷或者喷涂上带有颜色的油墨/墨水形成第二颜料层3，最后印刷、喷涂或者贴覆上保护层4。以变色为红色的紫外光致变色颜料形成的第一颜料层2与绿色的颜料形成的第二颜料层3为例，说明本实施例的装置随紫外线强度增加的变色情况：在没有紫外线时，第一颜料层2透明，整个装置显第二颜料层3的绿色；紫外线强度低时，第一颜料层2的紫外光致变色颜料的颜色变化小，装置的颜色从第二颜料层的绿色逐渐变化到灰色(因为绿色与红色是互补色，所以混合之后会显现灰色)。用此段区间可以表示紫外线强度较弱，不用采取防晒措施。紫外线强度继续增强，第一颜料层2的紫外光致变色颜料的红色继续加深，显现出红色与绿色的叠色，即偏红的灰色。从灰色到红偏灰的变色区间可以用于表示紫外线强度较强，需要采取一般的防紫外线措施。如果第一颜料层2的紫外光致变色颜料在吸收大量紫外光变色之后通透性变差，那么最终达到一定紫外线强度时，整个装置就会显示出红色，这样可以警示用户最好避免外出。从以上可以看出，只要精确的调配第一颜料层2的紫外光致变色颜料中颜料的比例，就可以实现对广域的紫外线强度的可视化检测。应该注意的是，上述实施例的颜色只是一种搭配，可以采用任意两种对比较大的颜色制作以上结构，以达到大范围的颜色变化。

实施例二：

如图2所示，首先在透明基材1上印刷或者喷涂上紫外光致变色颜料形成第一颜料层2，然后再印刷或者喷涂上紫外光致变色颜料形成第二颜料层3，最后印刷、喷涂或者贴覆上保护层4。以变色为黄色的紫外光致变色颜料形成的第一颜料层2与变色为品红色的紫外光致变色颜料形成的第二颜料层3为例，说明整个装置随紫外线强度增加的变色情况：在没有紫外线时，两颜料层透明，整个装置显现透明(此时保护层为透明)，或者为了增加明度也可以采用白色的保护层，此时整个装置显现白色；紫外线强度低时，绝大部分紫外光被第一颜料层2的黄色紫外光致变色颜料吸收，装置的颜色逐渐变化到黄色；紫外线强度继续增强，第一颜料层2的黄色紫外光致变色颜料已不足以吸收所有紫外线，剩余的紫外线被第二颜料层3的品红紫外光致变色颜料吸收，显现出黄色与品红色的叠色，即红色。应该注意的是，上述实施例的颜色只是一种搭配，可以采用任意两种对比较大的颜色制作以上结构，以达到大范围的颜色变化。

实施例三：

如图3所示，此实施例中向第一颜料层2与第二颜料层3之间增加了一层透明的紫外吸线收层5，并且加盖的保护层4具有非黑/白的颜色。透明的紫外线吸收层5会部分吸收从第一层颜料层2透过的紫外光，能够使第一颜料层2在第二颜料层3几乎不变色的情况下达到显示饱和，能够增加两种颜色的对比度，加大紫外线强度检测范围。而且设计保护层4带有颜色可以增加变色域。在低紫外线浓度时显示的是保护层4与第一层颜料层变色后的叠色；高紫外线浓度时，显示的是第一颜料层2变色颜色、第二颜料层3变色颜色与保护层4颜色的叠色；若第二颜料层3变色后通透性下降，高紫外线浓度时显示的是第一颜料层2变色颜色、第二颜料层3变色颜色的叠色。这种层叠方式方便检测更大范围的紫外线强度。需要说明的是，透明紫外吸收层5可以单独成层，也可以直接与第一颜料层2、第二颜料层3混合，也会达到类似的效果。

上述第一颜料层2是光致变色油墨层，紫外线吸收层5是油墨，内部的成分稍微有些差异。第一颜料层2是油墨内加入了光致变色制剂，紫外线吸收层5是加入了紫外线吸收制剂。光致变色制剂吸收紫外线转变颜色，紫外线吸收制剂吸收紫外线转化成热量。紫外线吸收层5的作用是削减照射到下层紫外光致变色层的紫外线的量，所以说，无论是单独设置一层，或者把紫外线吸收制剂与光致变色制剂一同混合到油墨中、变成一层，效果都是相同的，都能降低照射到下层紫外光致变色层的紫外线的量。

上述光致变色颜料的成分包括但不限于过渡金属氧化物、金属卤化物、稀土配合物、包括若干杂环或芳环的螺环化合物、包括若干杂环或芳环的桥环化合物。

本发明不是根据同一颜色的深浅度变化来判别紫外线强度，而是可以通过颜色从一种颜色变化成为另一种颜色来判断紫外线强度；而且可以通过调整紫外线检测装置中颜色实现对紫外线强度明确的指示。。并且相对于颜色混合法，本发明具有更多的颜色变化域。所以本发明具有优秀的辨别紫外线强度性能。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种紫外线强度检测装置，其特征在于，所述装置包括：

透明的基板；

第一颜料层，设置于所述基板上；

以及第二颜料层，覆盖于所述第一颜料层上；

其中，所述第一颜料层的颜料为紫外光致变色颜料；

所述第一颜料层未受到紫外光照射时为透明的，并且所述第一颜料层变色后的颜色与所述第二颜料层的颜色在24色色相环上相隔120°～240°。

2.一种紫外线强度检测装置，其特征在于，所述装置包括：

透明的基板；

第一颜料层，设置于所述基板上；

以及第二颜料层，覆盖于所述第一颜料层上；

其中，所述第一颜料层的颜料为紫外光致变色颜料；

所述第一颜料层未受到紫外光照射时为透明的，所述第二颜料层的颜料为紫外光致变色颜料，且所述第二颜料层未受到紫外光照射时为透明的，还包括保护层，覆盖于所述第二颜料层上，且所述保护层的颜色为除黑色和白色以外的其他颜色，所述第一颜料层的变色后的颜色、所述第二颜料层变色后的颜色以及保护层的颜色相互之间在24色色相环上相隔90°～120°。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括紫外线吸收层，设置于所述第一颜料层和第二颜料层之间。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在所述第一颜料层中加入紫外线吸收制剂。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二颜料层的颜料随着颜色的加深，透明度下降。

6.一种紫外线强度检测装置的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在基板上形成第一颜料层，所述第一颜料层颜料为紫外光致变色颜料；

在所述第一颜料层上形成第二颜料层；

所述第一颜料层未受到紫外光照射时为透明的，并且所述第一颜料层变色后的颜色与所述第二颜料层的颜色在24色色相环上相隔120°～240°。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二颜料层的颜料为紫外光致变色颜料，且所述第二颜料层未受到紫外光照射时为透明的。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法在形成所述第二颜料层后还包括以下步骤：

在所述第二颜料层上形成保护层，保护层的颜色为除黑色和白色以外的其他颜色。

9.据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法在形成第一颜料层之后，形成所述第二颜料层之前还包括以下步骤：

形成紫外线吸收层。

10.据权利要求8所述的方法，其特征在于，形成所述第一颜料层过程中加入紫外线吸收制剂。