TWI796234B - 感溫變色建築材料及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種感溫變色建築材料及其製造方法。感溫變色建築材料包括一基底層以及一變色層。基底層包括一單色底材，單色底材呈現一底色，例如利用回收紙漿混合白水泥之單色底材。變色層是附著於基底層的表面，且包括一透明基材以及一第一感溫變色材，第一感溫變色材分布於透明基材中，第一感溫變色材是在一第一溫度範圍以內呈現一第一顏色，在第一溫度範圍以外呈現一第二顏色或為透明。當溫度在第一溫度範圍以內時，感溫變色建築材料呈現至少包括第一顏色與底色的一第一混合色，當溫度在第一溫度範圍以外時，感溫變色建築材料呈現至少包括第二顏色與底色的一第二混合色或呈現底色。

Description

感溫變色建築材料及其製造方法

本發明係有關於一種建築材料的技術領域，特別是有關於一種可在不同的溫度範圍呈現不同顏色的感溫變色建築材料及其製造方法。

隨著生活水平日益提高，人們對居住環境舒適有較高的期待及要求。居住環境品質一般是由建築物的格局、居住空間的規劃、室內裝潢的設計及家具的擺置等方式呈現。因此居住環境品質除了由建築物的美感體現以外，也通過對裝潢及家具等的室內設計來表現。由於人員大部分時間都是在室內環境活動，其最直接接觸的是室內裝潢的部分，室內裝潢的設計成為影響人員居住環境的舒適度的主要因素，而室內裝潢的建構甚至於建築物的外牆通常會使用例如磁磚或其他的鋪料來提供視覺美感。

但是現有的磁磚或舖料，通常在燒製或製作完成後就具有固定的顏色，因而其在裝設於建築物之後，就提供既定的視覺效果，隨著時間推移，長久以來所提供單一的視覺效果，會使得人員在視覺上產生疲乏感，因此如何開發一種可以使室內裝潢或建築物外觀經常產生視覺變化的建材成為目前研發的重要目標。

有鑑於此，本發明的目的在於提供一種感溫變色建築材料及其製造方法。以一種對應於一溫度範圍產生顏色變化的感溫變色材或兩種以上的在不同溫度範圍產生顏色變化的感溫變色材形成一變色層。當氣溫隨著氣候變化而改變時，建築材料會隨著氣溫變化而呈現不同的顏色，藉此隨著氣溫使建築物產生不同的視覺效果。

本發明的感溫變色建築材料的一實施例包括一基底層以及一變色層。基底層包括一單色底材，例如回收紙漿混合白水泥製成之單色底材，單色底材呈現一底色。變色層是附著於基底層的表面，且包括一透明基材以及一第一感溫變色材，第一感溫變色材分布於透明基材中，第一感溫變色材是在一第一溫度範圍以內呈現一第一顏色，在第一溫度範圍以外呈現一第二顏色或為透明。當溫度在第一溫度範圍以內時，感溫變色建築材料呈現至少包括第一顏色與底色的一第一混合色，當溫度在第一溫度範圍以外時，感溫變色建築材料呈現至少包括第二顏色與底色的一第二混合色或呈現底色。

本發明提供一種感溫變色建築材料的製造方法，其包括以下步驟：將一固化基材與一混合材混合後固化而形成一單色底材；將一第一感溫變色材混合於一膏狀的透明基材而形成一變色層塗料；將變色層塗料塗佈於單色底材的一表面；以及靜置單色底材及塗佈於單色底材的變色層塗料直到變色層塗料固化後形成一變色層。第一感溫變色材是在一第一溫度範圍以內呈現一第一顏色，在第一溫度範圍以外呈現一第二顏色或為透明，當溫度在第一溫度範圍以內時，感溫變色建築材料呈現至少包括第一顏色與底色的一第一混合色，當溫度在第一溫度範圍以外時，感溫變色建築材料呈現底色或至少包括第一顏色與底色的一第二混合色。

本發明的感溫變色建築材料是將至少一種感溫變色材與透明基材混合後在基底層上形成變色層，基底層以單色底材構成，然後藉由一或多種在不同溫度範圍變色的感溫變色材混合後，可以在兩個或多個溫度區段中，使本發明的感溫變色建築材料呈現不同的顏色。藉此，在季節氣候變化而使氣溫產生變化時，本發明的感溫變色建築材料可以隨著氣溫變化而在不同的氣溫條件下呈現不同的顏色。因此使用本發明的感溫變色建築材料的建築物牆體或室內裝潢在具有不同平均氣溫的季節或當日隨著氣溫變化可以呈現出不同的顏色，使得建築物呈現出變化的視覺效果。

請參閱圖1，其表示本發明的感溫變色建築材料的一實施例。本實施例的感溫變色建築材料1包括一基底層10以及一變色層20。變色層20設置於基底層10，即基底層10一方面承載變色層20，而另一方面基底層10也作為與建築物結構或室內裝潢結合的結構，藉此使變色層20通過基底層10而固著於建築物的牆面或設置於室內裝潢的材料上。本實施例的感溫變色建築材料1更包括一保護層30，保護層包括一透明防水材，透明防水材塗佈於變色層20的表面。

基底層10包括一單色底材，單色底材呈現一底色。本實施例的基底層10包括一固化基材以及一混合材，混合材與固化基材混合後固化成型。本實施例的固化基材為白水泥(碳酸鈣)，混合材為廢紙製成的紙漿。混合材與固化基材加水混合後進行乾燥後固化成型。利用水泥作為固化基材可以提供足夠的硬度，利於建築材料。本實施例的單色底材的底色為白色 (例如白水泥及白紙漿混合)。在其他實施例中，單色底材的底色也可以是呈現其他顏色。

變色層20是附著於基底層10的表面。變色層20包括一透明基材以及一第一感溫變色材，第一感溫變色材分布於透明基材中。本實施例的透明基材為透明環氧樹脂。第一感溫變色材為變色粉，其包括一種隨著溫度上升或下降而反複改變顏色的微膠囊，微膠囊包覆著隱形染料、色形成劑及控溫劑，藉由不同的控溫因子材料選擇，可製作出不同的溫度區間顏色的變化。藉由第一感溫變色材分布於透明基材，讓光線能夠穿過透明基材照射至第一感溫變色材，而且同時使從第一感溫變色材反射的光線能夠直接穿透透明基材，藉此顯現第一感溫變色材的顏色，除此之外，基底層10的單色底材的底色也可以通過透明基材顯現，並藉此與第一感溫變色材的顏色混合。本實施例的單色底材的底色為白色(例如白水泥及白紙漿混合)，因此感溫變色建築材料1整體呈現的顏色就是第一感溫變色材直接呈現的顏色，設計者比較容易控制所欲呈現的顏色。

保護層30的透明防水材為透明防水塗料，塗佈於變色層20的表面。

請參閱圖2，圖2表示三種感溫變色材的顯色方式，圖中以變色層20以斜線表示呈現顏色的溫度範圍，空白表示不顯色的溫度範圍。第一種第一感溫變色材21是在低於一臨界溫度時呈現第一顏色C1，而高於臨界溫度時呈現透明狀(無色)。第二種第一感溫變色材21是在兩個臨界溫度所界定一個溫度區間中呈現第一顏色C1，而在高於此溫度區間的溫度或低於此溫度區間的溫度都呈現透明狀(無色)。第三種第一感溫變色材21是在高於一臨界溫度時呈現第一顏色C1，而低於臨界溫度時呈現透明狀(無色)。本發明的感溫變色材不限於此，第一種第一感溫變色材也可以是在低於一臨界溫度時呈現第一顏色C1，而高於臨界溫度時呈現第二顏色C2；第二種第一感溫變色材21是在兩個臨界溫度所界定一個溫度區間中呈現第一顏色C1，而在高於此溫度區間的溫度或低於此溫度區間的溫度呈現第二顏色C2；第三種第一感溫變色材21是在高於一臨界溫度時呈現第一顏色C1，而低於臨界溫度時呈現第二顏色C2。

上述的第一溫度範圍TR1可以是高於一第一溫度，或第一溫度範圍是低於一第二溫度，或第一溫度範圍TR1是在第一溫度與第二溫度之間。例如圖2所示的第一種第一感溫變色材21是以28 ^oC作為顯色的臨界溫度(第一溫度)，在低於28 ^oC的第一溫度範圍以內呈現第一顏色C1，高於28 ^oC的第一溫度範圍TR1以外為透明或呈現一第二顏色C2；第二種第一感溫變色材21是在30℃(第一溫度)和50℃(第二溫度)之間所界定的第一溫度範圍TR1呈現第一顏色C1，在第一溫度範圍TR1以外為透明或呈現一第二顏色C2；第三種第一感溫變色材21是在高於50℃(第一溫度)的第一溫度範圍以內呈現第一顏色C1，低於50℃的第一溫度範圍TR1以外為透明或呈現一第二顏色C2。

藉由以上第一感溫變色材21是在一第一溫度範圍TR1以內呈現一第一顏色C1，在第一溫度範圍TR1以外呈現一第二顏色C2或為透明。因此當溫度在第一溫度範圍TR1以內時，感溫變色建築材料1呈現至少包括第一顏色C1與基底層10的底色的一第一混合色，當溫度在第一溫度範圍TR1以外時，感溫變色建築材料1呈現至少包括第二顏色C2與基底層10的底色的一第二混合色或僅呈現基底層10的底色。如此，使得感溫變色建築材料1呈現兩段變色的特性。例如第一感溫變色材21採用藍色變色粉，基底層10的底色為黃色。第一感溫變色材21在第一溫度範圍TR1以內而顯色時呈現藍黃混合的綠色，而第一感溫變色材21在第一溫度範圍TR1以外而不顯色時呈現基底層10的底色的黃色。

如圖2A至2D所示，在另一實施例中，變色層20更包括一第二感溫變色材22，第二感溫變色材22是在一第二溫度範圍TR2以內呈現一第三顏色C3，在第二溫度範圍TR2以外呈現一第四顏色C4或為透明。第二溫度範圍TR2是高於一第三溫度，或第二溫度範圍TR2是小於一第四溫度，或第二溫度範圍TR2是該第三溫度與第四溫度之間。第二感溫變色材22的顏色變化的方式與第一感溫變色材21相同，但第二溫度範圍TR2與第一溫度範圍TR1不同，即第三顏色C3和第四顏色C4是與第一顏色C1及第二顏色C2不同。

第二溫度範圍TR2與第一溫度範圍TR1可以是至少部分重疊或完全不重疊。在第二溫度範圍TR2與第一溫度範圍TR1是至少部分地於一第三溫度範圍TR3重疊的實施例中，如圖2A、圖2B及圖2C所示，當溫度在第三溫度範圍TR3以內時，第一感溫變色材21成現第一顏色C1，同時第二感溫變色材22呈現第三顏色C3，因此感溫變色建築材料1呈現至少包括第一混合色(第一顏色C1+基底層10的底色)與該第三顏色C3的一第二混合色。

如圖2A所示，第三溫度範圍TR3與第一溫度範圍TR1相同，即第一溫度範圍TR1位於第二溫度範圍TR2內。當溫度在第二溫度範圍TR2以內且在第三溫度範圍TR3以外時，第一感溫變色材21呈現第二顏色C2或成為透明，且第二感溫變色材22呈現第三顏色C3，感溫變色建築材料1呈現至少包括底色與第三顏色C3的一第三混合色或至少包括第二顏色C2、第三顏色C3與底色的一第四混合色。當溫度在該第二溫度範圍以外時，第一感溫變色材21呈現第二顏色C2或成為透明，且第二感溫變色材22呈現第四顏色C4或成為透明，使得感溫變色建築材料1呈現基底層10的底色或至少包括第二顏色C2及/或第四顏色C4及底色的一第五混合色。

如圖2B所示，第三溫度範圍TR3與第二溫度範圍TR2相同，即第二溫度範圍TR2位於第一溫度範圍TR1內。當溫度在第一溫度範圍TR1以內且在第三溫度範圍TR3以外時，第一感溫變色材21呈現第一顏色C1，且第二感溫變色材22呈現第四顏色C4或成為透明，因此感溫變色建築材料1呈現第一混合色或至少包括第一顏色C1、第四顏色C4與底色的一第六混合色。當溫度在第一溫度範圍TR1以外時，第一感溫變色材21呈現第二顏色C2或成為透明，第二感溫變色材22呈現第四顏色C4或成為透明，因此感溫變色建築材料1呈現基底層10的底色或至少包括第二顏色C2及/或第四顏色C4及底色的一第七混合色。

如圖2C所示，第二溫度範圍TR2與第一溫度範圍TR1是部分重疊的情況下，當溫度在第三溫度範圍TR3以內時，第一感溫變色材21與第二感溫變色材22都會顯現顏色，因此感溫變色建築材料1呈現至少包括第一混合色(第一顏色C1與基底層10的底色)與該第三顏色C3的一第二混合色。當溫度在第一溫度範圍TR1以內且在第二溫度範圍TR2以外時，第一感溫變色材21呈現第一顏色C1，且第二感溫變色材22呈現第四顏色C4或成為透明，因此感溫變色建築材料1呈現第一混合色或第六混合色。當溫度在第二溫度範圍TR2以內且在第一溫度範圍TR1以外時，第一感溫變色材21呈現第二顏色C2或成為透明，且第二感溫變色材22呈現第三顏色C3，感溫變色建築材料1呈現第三混合色或第四混合色。

如圖2D所示，在第二溫度範圍TR2與第一溫度範圍TR1完全不重疊的情況下，當溫度在第一溫度範圍TR1以內時，第一感溫變色材21呈現第一顏色C1，第二感溫變色材22呈現透明或第四顏色C4，因此感溫變色建築材料1呈現第一混合色(第一顏色C1+底色)或第六混合色(第一顏色C1+第四顏色C4+底色)。當溫度在第二溫度範圍TR2以內時，第一感溫變色材21為透明呈現第二顏色C2，第二感溫變色材22呈現第三顏色C3，因此感溫變色建築材料1呈現第三混合色(第三顏色C3+底色)或第四混合色(第二顏色C2+第三顏色C3+底色)。當溫度在第一溫度範圍TR1之外且在第二溫度範圍TR2之外時，感溫變色建築材料1呈現該底色或至少包括第二顏色C2及/或第四顏色C4及底色的第七混合色。

如上所述，藉由變色層20包含第一感溫變色材21及第二感溫變色材22，使得變色層20呈現三段變色的特性。例如第一感溫變色材21採用低溫的玫瑰紅色變色粉，第二感溫變色材22採用中溫的藍色變色粉，底色採用淡藍色。當溫度在低溫時，第一感溫變色材21的玫瑰紅色及第二感溫變色材22的藍色變色粉顯色同時混合基底層底色的淡藍色，使得感溫變色建築材料1呈現紫色。當溫度在中溫時，第一感溫變色材21的玫瑰紅色變色粉不顯色，第二感溫變色材22的藍色變色粉顯色而且混合底色淡藍色，使得感溫變色建築材料1呈現藍色。當溫度為高溫時，第一感溫變色材21及第二感溫變色材22均不顯色，顯示底色淡藍色。

在又另一實施例中，除了第一感溫變色材及第二感溫變色材以外，變色層20還包括第三感溫變色材，如此可以實現感溫變色建築材料呈現多段變色的特性。例如第一感溫變色材採用低溫顯色的25℃以下顯現藍色的變色粉，第一感溫變色材採用低溫顯色的29℃以下顯現黃色的變色粉，第三感溫變色材採用33℃紅色（中溫變色粉低溫不顯色），基底層的底色為淡黃色。當溫度為20℃時，第一感溫變色材呈現藍色，第二感溫變色材呈現黃色，第三感溫變色材為透明不顯色，因此感溫變色建築材料為藍色、黃色與底色淡黃色混合，而呈現綠色。當溫度為25℃時，第一感溫變色材不顯色，第二感溫變色材呈現黃色，且第三感溫變色材略為顯色而呈現淡紅色，因此感溫變色建築材料為黃色、淡紅色及底色淡黃色混合，而呈現橘色。當溫度為29℃時，第三感溫變色材呈現紅色，第一感溫變色材和第二感溫變色材不顯色，因此感溫變色建築材料為紅色與底色淡黃色混合，呈現略為帶黃的紅色。

請參閱圖3，其表示本發明的感溫變色建築材料的製造方法的一實施例。首先，在步驟S1中，將一固化基材與一混合材混合後固化而形成一單色底材。本實施例的固化基材為白水泥，混合材為廢紙。將廢紙200g用碎紙機絞碎，加入水1000g混合後靜置兩天，然後取100g濕濕爛爛的碎紙加水500g放入果汁機攪拌成紙漿。將紙漿28g、水4g與白水泥16g混合攪拌均勻成為泥狀黏稠物，倒入4cm×5cm×1.5cm的模型內，製成1個厚度為1.5釐米的樣品。用濕布覆蓋養護3天後，靜置3天乾燥，完成試體底層。白水泥具有足夠的強度，其顏色為白色對於變色層顯色的影響較低，有助於變色材料演色分析。接著進入步驟S2。

在步驟S2中，將一第一感溫變色材混合於一膏狀的透明基材而形成一變色層塗料。本實施例的透明基材為環氧樹脂，第一感溫變色材為感溫變色粉。感溫變色粉有水乳液型、微膠囊粉型、色母粒型等三種，本實施例採用微膠囊粉型，可適用與油性及水性溶劑混合使用。選取感溫變色粉0.1g至0.7g及環氧樹脂2g，然後加入水0.5g，攪拌均勻成黏稠物。在另一實施例中，可將兩種或兩種以上的感溫變色材混合於膏狀的透明基材而形成變色層塗料，例如將第一感溫變色材21及第二感溫變色材22混合於膏狀的透明基材，或者是將第一感溫變色材、第二感溫變色材及第三感溫變色材混合於膏狀的透明基材，以便製作不同的變色層塗料，不同的變色層塗料是對應於上述的兩段變色特性、三段變色特性和多段變色特性的變色層20。接著進入步驟S3。

在步驟S3中，將變色層塗料塗佈於樣品的單色底材的一表面。將變色層塗料用毛刷均勻塗布於基底層10的表面。接著進入步驟S4。

在步驟S4中，靜置基底層10的單色底材及塗佈於單色底材的變色層塗料直到變色層塗料固化後形成一變色層20。將塗佈了變色層塗料的基底層10靜置於通風處1天候使其乾燥，變色層塗料固化後形成變色層20，本實施例的變色層20的厚度為0.01釐米。接著進入步驟S5。

在步驟S5中，將一透明防水材塗佈於變色層的一表面。變色層表面上方，以毛刷塗佈兩層透明防水塗料Plimates P-226。P-226單液型油性透明防水膠為耐黃變型油性聚胺酯類，壓克力等高分子共聚合的外牆透明塗料，該塗料高滲透能力並具高光澤性，可在牆面形成連續無縫的無色透明膜，具備塗膜硬、光澤性高、耐鹼及耐候性、與石材面接著性特佳等特性，而達到防水防滲效果。本實施例的保護層30的厚度為0.01釐米。

演色試驗

以下將回收再生材料作為混合材，並將白水泥做為固化材進行演色特性試驗。演色特性，係指變色材料試體隨著溫度變化時，於變色材料試體表面呈現的顏色，以R（紅）、G（綠）、B（藍）值來表示。

回收再生材料除了上述的廢紙以外，另外還增加落葉、木屑、鐵粉、混凝土及淤泥。每種回收再生材料分成編號1至14的24個試體，其中試體編號1，無加入變色粉，為對照組。實驗組自編號2到編號24。研究採用崇裕科技販售的8℃藍色、22℃黃色、22℃紅色、22℃藍色、31℃黃色、31℃紅色、31℃藍色、38℃紅色等8種變色粉此處變色粉所稱溫度及顏色是表示在低於該溫度時。實驗組別分別自編號2到編號9，進行二段變化實驗，由於底色為白色，感溫變色材料的實驗結果應會接近感溫變色粉原本的演色特性，實驗結果據以推論三段變化以及多段變化之演色性。編號10到編號21共12個樣品(試體)，採用二種變色粉組合，組合比例各佔50％，進行三段變化實驗。編號22到編號24共3組，採用三種變色粉組合，組合比例各佔33.3％，進行多段變化實驗。A組為對照組，B組為編號2到編號9進行二段變色試驗，C組為編號10到編號21進行三段變色試驗，D組為編號22到編號24進行多段變色試驗。實驗組別說明如表1所示。 表1 試體的分類

組別	編號	感溫變色材種類	說明/產品編號
A	1	無	對照組
B	2	8℃藍色0.7g	二段變化實驗/TM-PD 08-3131
3	22℃紅色0.7g	二段變化實驗/TM-PD 22-3111
4	22℃黃色0.7g	二段變化實驗/TM-PD 22-3121
5	22℃藍色0.7g	二段變化實驗/TM-PD 22-3131
6	31℃紅色0.7g	二段變化實驗/TM-PD 31-3111
7	31℃黃色0.7g	二段變化實驗/TM-PD 31-3121
8	31℃藍色0.7g	二段變化實驗/TM-PD 31-3131
9	38℃紅色0.7g	二段變化實驗/TM-PD 38-3111
C	10	8℃藍色0.4g、22℃黃色0.3g	三段變化實驗
11	22℃藍色0.4g、38℃紅色0.3g	三段變化實驗
12	22℃藍色0.3g、38℃紅色0.4g	三段變化實驗
13	8℃藍色0.4g、22℃紅色0.3g	三段變化實驗
14	22℃黃色0.6g、38℃紅色0.1g	三段變化實驗
15	31℃黃色0.6g、38℃紅色0.1g	三段變化實驗
16	22℃黃色0.4g、31℃藍色0.3g	三段變化實驗
17	31℃黃色0.3g、22℃紅色0.4g	三段變化實驗
18	31℃黃色0.3g、31℃藍色0.4g	三段變化實驗
19	31℃黃色0.6g、31℃藍色0.1g	三段變化實驗
20	22℃紅色0.5g、31℃紅色0.2g	三段變化實驗
21	22℃紅色0.5g、31℃藍色0.2g	三段變化實驗
D	22	8℃藍色0.3g、22℃黃色0.2g、38℃紅色0.1g	多段變化實驗
23	22℃紅色0.2g、22℃黃色0.2g、22℃藍色0.2g	多段變化實驗
24	8℃藍色0.2g、22℃紅色0.2g、22℃藍色0.2g	多段變化實驗

樣品溫度的控制方式為使樣品的溫度從低溫升至室溫或從高溫降至室溫兩種。首先，從低溫至室溫是將變色材料置於冰箱冷凍庫，使試體由室溫逐漸降溫到4℃左右。取出變色材料，置於室溫下，逐漸自然升溫到室溫。升溫過程開啟冷氣控制環境溫度，使得試體緩慢升溫。試體溫度不均勻時，以吹風機間歇式調控試體溫度均勻。高溫至室溫是將變色材料置於烤箱（設定溫度50℃），使試體由室溫逐漸升溫到45℃左右。取出變色材料，置於室溫下，逐漸自然降溫到室溫。降溫過程開啟電熱器控制環境溫度，使得試體緩慢降溫。試體溫度不均勻時，以吹風機間歇式調控試體溫度均勻。

樣品溫度的量測方式為：使用手持式槍型的電子溫度計溫度槍緊貼試體表面，以紅外線照射試體，讀取溫度值。量測頻率為隨時不斷量測，即時回報溫度，溫度量測範圍是-50 ^oC至110 ^oC。

量測演色特性，演色特性是指變色材料試體隨著溫度變化時，於變色材料試體表面呈現的顏色，以R（紅）、G（綠）、B（藍）值來表示。演色特性量測方式為儀器量測法及影像判讀法。儀器量測法：以溫度每上升或下降一度時，即以色彩分析儀進行RGB量測。每次測量時，將色彩分析儀貼於磚表面快速重複進行測量3次取平均值作為該溫度下的RGB值。量測的溫度有34個級距，因此每一組實驗，可以得到R值34個平均數值，G值34個平均數值，B值34個平均數值。相片判讀法是溫度每上升或下降一度時即以攝影裝置拍攝是體的影像，24組試體同時拍攝，然後將所拍攝的影像以電腦軟體取得RGB值，例如以Adobe-Illustrator 利用吸色功能逐一記錄各溫度的影像的RGB值。量測的溫度有34個級距，因此每一組實驗，可以得到R值34個平均數值，G值34個平均數值，B值34個平均數值。

由於儀器量測法在量測時是以色彩分析儀本身的光源的光線照射至試體進行量測，因此其與肉眼看到的試體由環境光線照射所測得的演色特性會有誤差，而且一次只能量測一個試體。因此本實施例是以影像判讀法量測每個試體的演色特性。

圖4表示本實施例的量測演色特性的量測儀器。由於本實施例是以影像判讀法量測演色特性，因此本實施例的量測儀器包括一試體架E1、一攝影裝置E2以及一照明裝置E3。24組試體設置在試體架E1上，攝影裝置E2距離試體架E150公分拍攝24組試體的影像，照明裝置E3與試體架E1的水平距離為60公分，垂直距離為50公分。

本實施例的影像判讀法量測範圍自7℃開始，溫度每升高1℃擷取一張相片，直到40℃，共擷取34張相片。以Illustrator擷取相片的RGB值時，發現同一張相片、同一個試體，擷取試體不同的點，其RGB值的誤差可能高達20，以致於量測的RGB曲線會呈現鋸齒狀，上下跳動，觀察實際試體隨溫度變化的演色表現，其巨觀的顏色變化是連續漸變而非深淺跳動變化，因此推論其真實的RGB曲線不應是鋸齒狀跳動，應係維持一定趨勢或規律漸變。RGB值的校正主要有趨勢線修正法、多點平均法及逐點校對法。三種校正方法之中， 趨勢線修正法以及多點平均法採用的是數學的方法進行修正，而逐點校對法是針對可能異常的RGB值進行修正。逐點校對法比較了相片顏色、前後溫度相片顏色、結果該溫度RGB的顯色結果，再重新量測修正，執行過程最為耗時，但其結果與試體顯示的顏色最為接近，故採用逐點校對法。總共執行34個溫度，24個試體，逐一進行RGB值調校。24個試體在7℃到40℃的RGB值（調校後）量測數據整理成表格，並繪製成RGB曲線圖，以及試體於各溫度顯色情形製作成顏色性光譜。

請參閱圖5及圖29，其表示A組的編號1的樣品的演色性光譜表及RGB曲線，編號1的樣品未添加感溫變色材，因此顏色為白色，些微偏黃偏灰，可能回收紙本身有油墨關係，並非純白顏色。

請參閱圖6、圖9、圖12、圖30、圖33及圖36，其表示B組的編號2、5、8的樣品的演色性光譜表及RGB曲線，編號2、5、8的樣品分別在10 ^oC、21 ^oC及24 ^oC由藍色逐漸轉淡或轉成藍綠色或綠色，呈現兩段變化的狀態。

請參閱圖7、圖10、圖13、圖31、圖34及圖37，其表示B組的編號3、6、9的樣品的演色性光譜表及RGB曲線，編號3、6、9的樣品分別在20 ^oC、24 ^oC及27 ^oC由紅色逐漸轉淡紅，呈現兩段變化的狀態。其中編號9的樣品在27 ^oC從紅色轉呈淺紅，接著在 33 ^oC又從淺紅轉成淡紅。

請參閱圖8、圖11、圖32及圖35，其表示B組的編號4、7的樣品的演色性光譜表及RGB曲線。編號4的樣品在7℃到16℃之間呈現黃色，17℃以上變為淡黃紅色，逐漸變淡，直到40℃。編號4的樣品在7℃到25℃之間呈現黃色，26℃以上變為淡黃色，逐漸變淡，直到40℃。兩這都是呈現兩段變化的狀態。

請參閱圖14、圖20、圖22、圖23、圖38、圖44、圖46及圖47，其表示C組的編號10、16、18、19的樣品的演色性光譜表及RGB曲線。編號10、16、18、19的樣品分別在8 ^oC、20 ^oC、24 ^oC及24 ^oC做第一次變色，編號10、16、18的樣品分別在12 ^oC、21 ^oC及26 ^oC做第二次變色，編號19的樣品在24 ^oC之後無明顯的第二次變色。因此編號10、16、18的樣品呈現三段變化的狀態，編號19的樣品的三段變化狀態較不明顯。

請參閱圖15、圖16、圖17、圖25、圖39、圖40、圖41及圖49，其表示C組的編號11、12、13、21的樣品的演色性光譜表及RGB曲線。編號11、12、13、21的樣品分別在20 ^oC、24 ^oC、20 ^oC及20 ^oC做第一次變色，編號11、12、13及21的樣品分別在24 ^oC、33 ^oC、22 ^oC及25 ^oC做第二次變色，編號11、12、13、21的樣品呈現三段變化的狀態。

請參閱圖18、圖19、圖21、圖42、圖43及圖45，其表示C組的編號14、15、17的樣品的演色性光譜表及RGB曲線。編號14、15、17的樣品分別在29 ^oC、29 ^oC及17 ^oC做第一次變色，編號14、15、17的樣品分別在31 ^oC、32 ^oC及25 ^oC做第二次變色，編號14、15、17的樣品呈現三段變化的狀態。

請參閱圖24及圖48，其表示C組的編號20的樣品的演色性光譜表及RGB曲線。編號20的樣品在24 ^oC做第一次變色，在26 ^oC做第二次變色，編號20的樣品呈現三段變化的狀態。

請參閱圖26、圖17、圖28、圖50，圖51及圖52，其表示D組的編號22、23、24的樣品的演色性光譜表及RGB曲線。編號22、23、24的樣品分別在7 ^oC、18 ^oC、18 ^oC產生第一次變色，編號22、23、24的樣品分別在27 ^oC、21 ^oC、21 ^oC產生第二次變色，編號22、23、24的樣品分別在34 ^oC、27 ^oC、23 ^oC產生第三次變色，編號22、23、24的樣品呈現三段變化的狀態。

材料二段變化實驗是添加一種變色粉。由試體編號2、5、8演色性光譜表，材料添加低溫顯色型的藍色變色粉之後，低溫顯示藍色高溫不顯色，以及標稱溫度愈高則變色溫度愈高，趨勢符合預期。當材料添加低溫顯色型的紅色變色粉，如試體編號3、6、9的演色性光譜表，以及當材料添加低溫顯色型的黃色變色粉， 如試體編號4、7演色性光譜表，都可以看出相同的趨勢。整體而言，變色材料能夠成功呈現低溫顯色、高溫褪色的二段顏色變化趨勢。惟實際實驗結果，高溫時原預期不顯色，實際褪色後仍有顯色。而且 31℃藍色、31℃紅色、38℃紅色，褪色的溫度低於標稱溫變色溫度的情形。

試體編號20為22℃紅色、31℃紅色變色粉組合，第一段顏色為7℃到23℃，第二段為24℃到26℃，第三段為28℃到40℃。試體編號5為22℃紅色，變色溫度為19℃；試體編號6為31℃紅色，變色溫度為25℃。比較上述三個演色性光譜，變色粉組合後，三段變色的效果在24℃到36℃有呈現，但整體效果並不明顯。由於，超過標稱溫度後只是褪色而非變為不顯色，因此可能弱化同顏色變色粉的漸層效果。

試體編號10為8℃藍色、31℃黃色變色粉組合，第一段顏色為7℃，第二段為8℃到25℃，第三段為26℃到40℃。試體編號16為22℃黃色、31℃藍色變色粉組合，第一段顏色為7℃到18℃，第二段為19℃到20℃，第三段為21℃到40℃。由於試體的顏色是漸變的，因此顏色沒法非常明確的分段，但確實可以看出三段顏色變化。當不同顏色的變色粉，標稱變色溫度差異較大時，三段顏色變化跨越的溫度範圍較大，變化的情形較為明顯。反之，當二種變色粉的標稱溫度接近時，由於實際變色溫度未必剛好符合標稱溫度，三段變色的溫度範圍太接近時，變色的情形較不明顯。由試體編號11、12、13、21演色性光譜表及試體編號14、15、17演色性光譜表，可以看出三段顏色變化趨勢，與上述情形類似。

添加了藍色與黃色變色粉，依照色料混合理論，等量添加時應呈現綠色。試體編號18，添加31℃黃0.3g、31℃藍0.4g變色粉，低溫時由二種變色粉同時作用，並沒有呈現綠色而是顯示藍色。試體編號19，添加31℃黃0.6g、31℃藍0.1g變色粉，低溫時由二種變色粉同時作用，呈現綠色。由此推論，藍色變色粉的顯色強度較強，黃色變色粉的顯色強度較弱，黃色用量為藍色6倍時，顯色強度相當。

試體編號15及試體編號17，添加了黃色與紅色變色粉，依照色料混合理論，等量添加時應呈現橘色，由試體編號15，黃色用量為紅色6倍時，低溫時顯現橘色。

添加了紅色與藍色變色粉，，依照色料混合理論，等量添加時應呈現紫色。由試體編號12，添加了22℃藍0.3g、38℃紅0.4g，低溫時呈現紫灰色。

由上述配比經驗推論，三段顏色變化，選用明度較高的顏色（例如黃色）時，較易調配出漂亮的顏色，選用量度較低的顏色，則會調配出混濁的顏色。選用的二種變色粉，倘若選用的二種變色粉均為顯色強度高者，則容易讓顏色變混濁，倘若選用低溫顯色強搭配高溫顯色弱的變色粉，則低溫時，顯色力弱的變色粉對於顯色強的變色粉影響力低，而當高溫時，低溫變色粉顏色退去，將顯現高溫顯色強度較弱的變色粉，可以搭配出較完美的變色效果。可以透過調整變色粉的用量增減，來調整顯色強度的強弱。

製造多段變色，添加變色粉組合時，為了避免顏色混濁，調配的經驗如下：（1）多種變色粉，標稱變色溫度差異愈大愈好，才能讓變色的溫度區段較為明顯。（2）調整變色粉用量，讓低溫變色粉的顯色強度最強，中溫變色粉的顯色強度次之，高溫變色粉的顯色能力最弱，避免多種顏色混合時讓顏色變的混濁。參考表3-17試體編號22、23、24的演色性光譜表現。

依照實驗結果，當變色材料加入多種變色粉時，仍可依照各變色粉的特性顯色。配色經驗發現多種變色粉的標稱溫度差異大時，變色的溫度區間較大，整體變色效果較為明顯。每種變色粉，其顯色強度不同，因此配比不能單純以變色粉添加的重量當作唯一參考，而需以顯色強度跟添加重量一起思考。

本發明所提供的感溫變色建築材料，其感溫變色材所製成的變色層與回收再生材所製成的基底層結合後，的確可以隨著溫度變化而呈現不同的顏色。而且感溫變色材的種類及回收再生材的種類都會影響感溫變色建築材料的演色特性，因此本發明的感溫變色建築材料也可以使用其他不同種類的感溫變色材及回收再生材，以便得到不同溫度範圍的變色特性。

本發明的感溫變色建築材料是將至少一種感溫變色材與透明基材混合後在基底層上形成變色層，基底層以單色底材構成，然後藉由一或多種在不同溫度範圍變色的感溫變色材混合後，可以在多個溫度區段中，使本發明的感溫變色建築材料呈現不同的顏色。藉此，在季節氣候變化而使氣溫產生變化時，本發明的感溫變色建築材料可以隨著氣溫變化而在不同的氣溫條件下呈現不同的顏色。因此使用本發明的感溫變色建築材料的建築物牆體或室內裝潢在具有不同平均氣溫的季節或當日隨著氣溫變化可以呈現出不同的顏色，使得建築物呈現出不同的視覺效果。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的「第一」、「第二」等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

1:感溫變色建築材料

10:基底層

20:變色層

21:第一感溫變色材

22:第二感溫變色材

30:保護層

C1:第一顏色

C2:第二顏色

C3:第三顏色

C4:第四顏色

E1:試體架

E2:攝影裝置

E3:照明裝置

E4:色彩分析儀

S1~S5:步驟

TR1:第一溫度範圍

TR2:第二溫度範圍

TR3:第三溫度範圍

圖1是本發明的感溫變色建築材料的一實施例的剖視圖。 圖2表示變色層包括一種感溫變色材而在兩個溫度區間呈現顏色的示意圖。 圖2A至2D表示變色層包括兩種感溫變色材而在多個溫度區間的呈現顏色的示意圖。 圖3是本發明的感溫變色建築材料的製造方法的一實施例的流程圖。 圖4是對本發明的感溫變色建築材料的各實施例量測演色特性的量測儀器的方塊圖。 圖5至圖28分別是編號1至編號24的樣品的演色性光譜表。 圖29至圖52分別是編號1至編號24的樣品的RGB曲線。

1:感溫變色建築材料

10:基底層

20:變色層

30:保護層

Claims (16)

1. 一種感溫變色建築材料，其包括：一基底層，其包括一單色底材，該單色底材呈現一底色；以及一變色層，其附著於該基底層的表面，且包括一透明基材以及一第一感溫變色材，該第一感溫變色材分布於該透明基材中，該第一感溫變色材是在一第一溫度範圍以內呈現一第一顏色，在該第一溫度範圍以外呈現一第二顏色或為透明，其中該變色層還包括一第二感溫變色材，該第二感溫變色材是在一第二溫度範圍以內呈現一第三顏色，在該第二溫度範圍以外呈現一第四顏色或為透明；其中當在該第一溫度範圍以內時，該感溫變色建築材料呈現至少包括該第一顏色與該底色的一第一混合色，當溫度在該第一溫度範圍以外時，該感溫變色建築材料呈現至少包括該第二顏色與該底色的一第二混合色或呈現該底色。
2. 如請求項1所述的感溫變色建築材料，其更包括一保護層，該保護層包括一透明防水材，該透明防水材塗佈於該變色層的表面。
3. 如請求項1所述的感溫變色建築材料，其中該第一溫度範圍是高於一第一溫度，或該第一溫度範圍是低於一第二溫度，或該第一溫度範圍是在該第一溫度與該第二溫度之間。
4. 如請求項1所述的感溫變色建築材料，其中該第二溫度範圍是高於一第三溫度，或該第二溫度範圍是小於一第四溫度，或該第二溫度範圍是在該第三溫度與該第四溫度之間。
5. 如請求項1所述的感溫變色建築材料，其中該第二溫度範圍與該第一溫度範圍是至少部分地於一第三溫度範圍重疊，當溫度在該第三溫度範圍以內時，該感溫變色建築材料呈現至少包括該第一混合色與該第三顏色的一第二混合色。
6. 如請求項5所述的感溫變色建築材料，其中該第三溫度範圍與該第一溫度範圍相同，當溫度在該第二溫度範圍以內且在該第三溫度範圍以外時，該感溫變色建築材料呈現至少包括該底色與該第三顏色的一第三混合色或至少包括該第二顏色、該第三顏色與該底色的一第四混合色；當溫度在該第二溫度範圍以外時，該感溫變色建築材料呈現該底色或至少包括該第二顏色及/或該第四顏色及該底色的一第五混合色。
7. 如請求項5所述的感溫變色建築材料，其中該第三溫度範圍與該第二溫度範圍相同，當溫度在該第一溫度範圍以內且在該第三溫度範圍以外時，該感溫變色建築材料呈現該第一混合色或至少包括該第一顏色、該第四顏色與該底色的一第六混合色；當溫度在該第一溫度範圍以外時，該感溫變色建築材料呈現該底色或至少包括第二顏色及/或第四顏色及底色的一第七混合色。
8. 如請求項5所述的感溫變色建築材料，其中該第三溫度範圍在該第一溫度範圍內且該第三溫度範圍在該第二溫度範圍內；當溫度在該第二溫度範圍以內且在該第三溫度範圍以外時，該感溫變色建築材料呈現至少包括該底色與該第三顏色的一第三混合色或至少包括該第二顏色、該第三顏色與該底色的一第四混合色；當該溫度在該第一溫度範圍以內且在該第三溫度範圍以外時，該感溫變色建築材料呈現該第一混合色或至少包括該第一顏色、該第四顏色與該底色的一第六混合色。
9. 如請求項2所述的感溫變色建築材料，其中該第二溫度範圍與該第一溫度範圍是不重疊；當溫度在該第一溫度範圍內，該感溫變色建築材料呈現該第一混合色或至少包括該第一顏色、該第四顏色與該底色的一第六混合色；當溫度在該第二溫度範圍內時，該感溫變色建築材料呈現至少包括該底色與該第三顏色的一第三混合色或至少包括該第二顏色、該第三顏色與該底色的一第四混合色；當溫度在該第一溫度範圍之外且在該第二溫度範圍之外時，該感溫變色建築材料呈現該底色或至少包括第二顏色及/或第四顏色及底色的一第七混合色。
10. 如請求項1所述的感溫變色建築材料，其中該單色底材包括一固化基材以及一混合材，該混合材與該固化基材混合後固化成型。
11. 如請求項10所述的感溫變色建築材料，其中該固化材為白水泥，該混合材為紙漿。
12. 一種感溫變色建築材料的製造方法，其包括：一底材形成步驟：將一固化基材與一混合材混合後固化而形成一單色底材，其中該單色底材呈現一底色；一變色層塗料形成步驟：將一第一感溫變色材混合於一膏狀的透明基材而形成一變色層塗料；一變色層塗料塗佈步驟：將該變色層塗料塗佈於該單色底材的一表面；以及一變色層成型步驟：靜置該單色底材及塗佈於該單色底材的該變色層塗料直到該變色層塗料固化後形成一變色層；其中該第一感溫變色材是在一第一溫度範圍以內呈現一第一顏色，在該第一溫度範圍以外呈現一第二顏色或為透明，當溫度在該第一溫度範圍以內時， 該感溫變色建築材料呈現至少包括該第一顏色與該底色的一第一混合色，當在該第一溫度範圍以外時，該感溫變色建築材料呈現該底色或至少包括該第一顏色與該底色的一第二混合色。
13. 如請求項12所述的感溫變色建築材料的製造方法，其更包括：一防護層形成步驟：將一透明防水材塗佈於該變色層的一表面以形成一防護層。
14. 如請求項12所述的感溫變色建築材料的製造方法，其更包括將一第二感溫變色材混合於該透明基材與該第一感溫變色材的混料而形成該變色層塗料，其中該第二感溫變色材是在一第二溫度範圍以內呈現一第三顏色，在該第二溫度範圍以外呈現一第四顏色或為透明。
15. 如請求項12所述的感溫變色建築材料的製造方法，其更包括一演色特性量測步驟：接收從該變色層的光線，取得該光線的三原色光的亮度值，以該三原色光的該亮度值定義出該第一感溫變色材的顏色。
16. 如請求項15所述的感溫變色建築材料的製造方法，其中該光線係經由一物色分析儀接收該光線並且取得該三原色光的該亮度值，或該光線形成一影像後，分析該影像並且取得該影像的該三原色光的該亮度值。

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