CN114562759B - 一种热致变色的发热画及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热致变色的发热画及其制作方法，属于热致变色技术领域，能够解决现有变色发热画图案变换单一、温度难测的问题。所述发热画包括画框、位于画框内侧的温变模块、以及设置在温变模块上的发热体，画框用于固定发热体和温变模块；发热体用于通电后制热；温变模块包括基材、设置在基材上的底图、以及位于底图上的温变层；温变层用于在温度变化过程中，呈现多次变色。本发明用于制作热致变色发热画。

Description

一种热致变色的发热画及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种热致变色的发热画及其制作方法，属于热致变色技术领域。

背景技术

发热画作为一种新型的暖通设备，同时作为暖通和装饰设施，其便利性和美观性受到越来越多的关注，通过在发热板中添加能够产生远红外线的制热材料以及在基板上设置丰富的装饰图案，能够在解决室内温度低问题的同时，还增加了室内的美观性。

由于人们对于发热画的使用需求通常在气温较低的寒冬季节，而发热画悬挂安装后不易拆除拆卸，传统的变色发热画虽然一定程度上可改变图案，但一般在未加热前为纯色，加热后呈现图案，这样容易造成使用者视觉疲劳和审美疲劳；整体图案仅有一个变色温度，在不借助其他测量工具时无法实时了解当前发热画所处的温度；同时，缺少安全防护措施。

发明内容

本发明提供了一种热致变色的发热画及其制作方法，能够解决现有变色发热画图案变换单一、温度难测的问题。

一方面，本发明提供了一种热致变色的发热画，包括画框、位于所述画框内侧的温变模块、以及设置在所述温变模块上的发热体，所述画框用于固定所述发热体和温变模块；

所述发热体用于通电后制热；

所述温变模块包括基材、以及位于所述基材上的温变层；

所述温变层用于在温度变化过程中，呈现多次变色，以显示预设图案。

可选的，所述温变模块还包括底图，所述底图设置在所述基材和所述温变层之间。

可选的，所述发热体中的制热材料为半导体材料MOSH、碳素材料或高分子材料。

可选的，所述温变层包括多个色块，每个色块中均设置有可逆温变材料；不同色块中的可逆温变材料的变色温度相同。

可选的，所述温变层包括多个色块，每个色块中均设置有可逆温变材料；不同色块中的可逆温变材料的变色温度不同。

可选的，所述发热画包括叠层设置的多个所述温变层，同一色块中属于不同温变层的可逆温变材料的变色温度不同。

可选的，所述温变模块还包括基底层，所述基底层设置在所述底图与所述温变层之间；

所述可逆温变材料涂覆在所述基底层表面上；

或者，

所述基底层上设置有多个凹槽，所述可逆温变材料填充在所述凹槽内。

可选的，所述温变模块还包括荧光涂层；所述荧光涂层设置在所述基底层和所述温变层之间。

可选的，所述温变层远离所述荧光涂层的一侧表面上涂覆有光膜。

可选的，所述基底层具有温感区域，所述温感区域用于在温度到达第一温度阈值时显示高温预警信息。

可选的，所述发热画还包括控制模块，所述基材远离所述基底层的一侧设置有温度传感器，所述温度传感器用于检测所述基材的温度；

所述控制模块用于在所述基材的温度大于或等于第二温度阈值时，控制所述发热体断电；其中，所述第二温度阈值大于所述第一温度阈值。

另一方面，本发明提供了一种基于上述热致变色的发热画的制作方法，所述方法包括：

利用MOSH材料、碳素材料或高分子材料制作发热体；

在所述发热体上设置基材，并在所述基材上印制加热后欲呈现的图形作为底图；

在所述底图上铺设基底层；

在所述基底层表面涂覆可逆温变材料，或者，在基底层上设置多个凹槽，在所述凹槽内填充所述可逆温变材料，以形成至少一个温变层；

在所述温变层上设置封装膜进行封装；

将封装后结构安装于画框中，并将与所述发热体的条状电极连接的电源线从所述画框边缘引出。

本发明能产生的有益效果包括：

（1）本发明提供的热致变色的发热画，可通过叠加温变层，使发热画在升温过程中多次变色，实现多次图案的变换。

（2）本发明提供的热致变色的发热画，通过在温变层中设置多个色块，多个色块可在不同的变色温度下依次变色，从而呈现出有温度梯度式的变色效果。

（3）本发明提供的热致变色的发热画，可逆温变材料有多个温度点选择，变色时每个温度点准确且有明显间隔，所以根据发热画图案可知发热画表面实时温度；并且当温度异常情况下发热画可以自动断电，避免了安全事故的发生。

（4）本发明提供的热致变色的发热画，发热画受热后图案会发生改变并可伴随一定的发光效果，与传统的发热画相比更具动态感和科技感。

（5）本发明提供的热致变色的发热画，发热层采用半导体材料，不存在有机物，对人体无害，制得的产品使用寿命长。

附图说明

图1为本发明实施例提供的发热画膜层结构示意图；

图2为本发明实施例提供的温变模块膜层结构示意图；

图3为本发明实施例提供的发热画的制作方法流程图；

图4为本发明实施例提供的发热体制作过程示意图一；

图5为本发明实施例提供的发热体制作过程示意图二；

图6为本发明实施例提供的发热画效果示意图一；

图7为本发明实施例提供的发热画效果示意图二。

部件和附图标记列表：

10、发热体；11、MOSH膜；12、银浆条；13、铜电极；20、温变模块；21、基材；22、底图；23、温变层；24、基底层；25、荧光涂层。

具体实施方式

下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。

本发明实施例提供了一种热致变色的发热画，如图1所示，包括画框、位于画框内侧的温变模块20、以及设置在温变模块20上的发热体10，画框用于固定发热体10和温变模块20；发热体10用于通电后制热；温变模块20包括基材21、以及位于基材21上的温变层23；温变层23用于在温度变化过程中，呈现多次变色，以显示预设图案。

其中，发热体10中的制热材料为半导体材料MOSH。采用半导体材料，不存在有机物，对人体无害，制得的产品使用寿命长。

在实际应用中，温变模块还可以包括底图22，底图22设置在基材21和温变层23之间。底图22上具有温变模块加热后欲呈现的图形。在一具体实施例中，基材21可以是画布。具体的，在制作好发热体10后，可以将发热体10（也可称为发热芯片）封装于两层画布之间，以卷轴的方式进装裱。然后在画布上印制加热后欲呈现的图像作为底图。

需要说明的是，发热体10可以位于温变模块20的上表面，即发热体10前置，发热体10也可以位于温变模块20的下表面，即发热体10后置，发热体10还可以位于温变模块20的内部膜层结构之间，即发热体10内置，本发明实施例对此不做限定。当发热体10前置时，即发热体10设置在温变层23的上表面时，发热体10需可透光，这样才能保证用户看到温变层23的颜色变化，从而保证用户可欣赏到发热画的图案。当发热体10内置时，发热体10可以位于温变模块20的基材21、基底层24、荧光涂层25和温变层23的任意膜层之间。

进一步的，温变层23包括多个色块，每个色块中均设置有可逆温变材料；不同色块中的可逆温变材料的变色温度相同。

较佳的，温变层23包括多个色块，每个色块中均设置有可逆温变材料；不同色块中的可逆温变材料的变色温度不同。

发热画表面设计多个色块，每个色块选择感应不同温度的可逆温变材料，随着温度的升高发热画中的色块依次呈现颜色，因此根据发热画图案可知发热画表面实时温度。

优选的，发热画包括叠层设置的多个温变层23，同一色块中属于不同温变层23的可逆温变材料的变色温度不同。

传统的热致变色发热画仅仅是一次变色，本发明可通过叠加温变涂层，使发热画在升温过程中多次变色，实现多次图案的变换。具体的，可实现由无图→有图，有图→有图或有图→无图三种效果。

在本发明实施例中，参考图2所示，温变模块20还包括基底层24，基底层24设置在底图22与温变层23之间；可逆温变材料涂覆在基底层24表面上；或者，基底层24上设置有多个凹槽，可逆温变材料填充在凹槽内。其中，基底层24可以是瓷砖、布料、金属、玻璃、塑料等任意一种材质。可逆温变材料可涂覆在任一种基底上形成温变层23。

进一步的，参考图2所示，温变模块20还包括荧光涂层25；荧光涂层25设置在基底层24和温变层23之间。当加入荧光基底时图案会伴有一定的发光效果，增加了发热画的动态感和科技感。

在本发明实施例中，温变层23远离荧光涂层25的一侧表面上还可以涂覆有光膜。该光膜可以起到美观、绝缘、防火的作用。

在实际应用中，还可以在基底层24上设置温感区域，温感区域用于在温度到达第一温度阈值时显示高温预警信息。

其中，第一温度阈值为预先设置的阈值，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定，本发明实施例对此不做限定。示例的，第一温度阈值可以为70℃，当温度高于70℃时，发热画表面将出现“温度过高”的字样，以便使用者第一时间内知晓并采取措施。

进一步的，发热画还包括控制模块，基材21远离基底层24的一侧设置有温度传感器，温度传感器用于检测基材21的温度；控制模块用于在基材21的温度大于或等于第二温度阈值时，控制发热体10断电；其中，所述第二温度阈值大于所述第一温度阈值。

其中，第二温度阈值为预先设置的阈值，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定，本发明实施例对此不做限定。示例的，第二温度阈值可以为80℃，当温度到达80℃时，发热画自动断电，避免安全事故的发生。

本发明另一实施例提供一种基于上述热致变色的发热画的制作方法，如图3所示，所述方法包括：

S1、利用MOSH材料、碳素材料或高分子材料制作发热体10。

S2、在发热体10上设置基材21，并在基材21上印制加热后欲呈现的图形作为底图22。

S3、在底图22上铺设基底层24。

基底层24具有增加可逆温变材料与基材21结合力的作用。

S4、在基底层24表面涂覆可逆温变材料，或者，在基底层24上设置多个凹槽，在凹槽内填充可逆温变材料，以形成至少一个温变层23。

S5、在温变层23上设置封装膜进行封装。

在实际应用中，可以将封装膜置于温变层23上表面以对温变层23进行封装，引出电热膜电极至温控装置、过热保护装置、电源线。具体的，封装膜可以是光膜。

S6、将封装后结构安装于画框中，并将与发热体10的条状电极连接的电源线从画框边缘引出。

在本发明的一具体实施例中，S1具体可以包括：

1）将MOSH材料利用磁控溅射法附着在耐高温的透明高分子薄膜上（附着后的膜层称为MOSH膜11），并按要求裁剪出一定尺寸。

2）通过丝网印刷的方式，将已裁切好的MOSH膜11的两侧印制银浆条12并在烘箱中100-150℃干燥10-30min，可参考图4所示。

3）将铜电极13铺装在银浆条12上部。其中，铜电极13可以为导电铜胶带，也可以为铜条，银浆条12和铜条共同组成条状电极；可参考图5所示。

4）采用覆膜设备对步骤3）中得到的材料用带粘接层的透明高分子薄膜进行上下封装，得到发热体10；对制得的发热体10进行绝缘和热成像测试，测试通过后即可进行下一步。

在本发明的另一具体实施例中，S1具体可以包括：

1）将MOSH材料利用磁控溅射法附着在玻璃上。

2）通过丝网印刷的方式，在MOSH材料上表面的两侧印制银浆条12并在烘箱中100-150℃干燥10-30min。

3）将铜电极13铺装在银浆条12上部。其中，铜电极13可以为导电铜胶带，也可以为铜条，银浆条12和铜条共同组成条状电极。

4）采用覆膜设备对步骤3）得到的材料用带粘接层的透明高分子薄膜进行上表面封装（MOSH是无机非金属材料，封装可防止氧化、防止漏电）/或者将玻璃、粘接层、步骤3）得到的材料依次进行堆叠，堆叠后的结构层在100~150℃下持续抽真空5~30min，对制得的发热玻璃（即发热体10）进行绝缘和热成像测试，测试通过后即可进行下一步。

需要说明的是：

（1）在执行S3后，还可以在基底层24上覆盖荧光涂层25，使最终图案呈现发光效果。

（2）S4可以对应两种实施例。

实施例1，参考图6所示，当在布料上印制好加热后欲呈现的图形作为底图22后，在基底层24上设三个色块，色块一选择30℃由蓝色→无色的可逆温变油墨，色块二选择35℃由青色→无色的可逆温变油墨，色块三选择40℃由蓝灰色→无色的可逆温变油墨。将可逆温变材料直接涂覆在基底层24表面或填充至基底层24凹槽处，在烘箱100-150℃干燥20-30min形成温变层23，随着温度的升高，表面不同色块依次呈现颜色，当降至初始温度时恢复最初颜色。

实施例2，参考图7所示，当在金属板上印制好图7（c）作为底图22后，以点A为例，在基底层24涂40℃黄变无色可逆温变油墨，烘箱100-150℃干燥20-30min作为图层一，在图层一上涂覆30℃黑变黄可逆温变油墨，烘箱100-150℃干燥20-30min作为图层二，即可实现未加热为图7（a），30℃为图7（b），40℃为图7（c）的发热画，当降至初始温度时恢复最初颜色。同一颜色的可逆温变油墨可在10℃、12℃、14℃…变色，根据此方法可设计大量色块，当图层足够多时可呈现类似动画的效果。

（3）在执行S4后，还可以在基底层24设置一个70℃的温感区域作为高温预警区域，此区域出现“温度过高”字样表明发热画表面温度大于或等于70℃，在基材21远离基底层24一侧设置温度传感器，当温度高于80℃时发热画自动断电。

本发明提供的热致变色的发热画，可逆温变材料有多个温度点选择，变色时每个温度点准确且有明显间隔，所以根据发热画图案可知发热画表面实时温度；并且当温度异常情况下发热画可以自动断电，避免了安全事故的发生。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (4)

1.一种热致变色的发热画，其特征在于，包括画框、位于所述画框内侧的温变模块、以及设置在所述温变模块上的发热体，所述画框用于固定所述发热体和温变模块；

所述发热体用于通电后制热；

所述温变模块包括基材、以及依次设置在所述基材上的底图、基底层和温变层；

所述温变层用于在温度变化过程中，呈现多次变色，以显示预设图案；

所述温变层包括多个色块，每个色块中均设置有可逆温变材料；不同色块中的可逆温变材料的变色温度不同；

所述发热画包括叠层设置的多个所述温变层，同一色块中属于不同温变层的可逆温变材料的变色温度不同；

所述基底层具有温感区域，所述温感区域用于在温度到达第一温度阈值时显示高温预警信息；

所述发热画还包括控制模块，所述基材远离所述基底层的一侧设置有温度传感器，所述温度传感器用于检测所述基材的温度；

所述控制模块用于在所述基材的温度大于或等于第二温度阈值时，控制所述发热体断电；其中，所述第二温度阈值大于所述第一温度阈值。

2.根据权利要求1所述的发热画，其特征在于，

所述可逆温变材料涂覆在所述基底层表面上；

或者，

所述基底层上设置有多个凹槽，所述可逆温变材料填充在所述凹槽内。

3.根据权利要求2所述的发热画，其特征在于，所述温变模块还包括荧光涂层；所述荧光涂层设置在所述基底层和所述温变层之间。

4.一种基于权利要求1或2所述的热致变色的发热画的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

利用MOSH材料、碳素材料或高分子材料制作发热体；

在所述发热体上设置基材，并在所述基材上印制加热后欲呈现的图形作为底图；

在所述底图上铺设基底层；

在所述基底层表面涂覆可逆温变材料，或者，在基底层上设置多个凹槽，在所述凹槽内填充所述可逆温变材料，以形成温变层；

在所述温变层上设置封装膜进行封装；

将封装后结构安装于画框中，并将与所述发热体的条状电极连接的电源线从所述画框边缘引出。