具有包含热致变色材料的层的系统的制作方法

本发明涉及一种具有包含热致变色材料的层的系统。本发明可与包括加热元件的任何系统或装置一起使用。

背景技术：

1、各种装置，例如服装护理产品(例如蒸汽烫机或蒸汽熨斗)，具有由加热元件加热的表面。该等表面的温度可能超过100℃，因此在使用过程中变得过热而无法安全接触。当热表面可能已经冷却到一定程度，但不足以安全接触时，使用后存在特定危险。用户或其他人可能不知道表面仍处于不安全的温度，并且可能因接触热表面而受伤或不适。

2、鉴于该问题，通过使用由热致变色材料形成的标记已经实现了，在表面变得过热而无法安全接触时提供可视警告，以响应由加热元件加热的表面的温度变化。标记提供信息，例如警告消息或符号，并且热致变色材料的颜色变化强调或显示信息。

3、然而，这种方法并非没有困难。在表面上形成这样的标记往往涉及使用包含热致变色材料颗粒的组合物的印刷工艺，例如丝网印刷工艺。为了尽可能清晰地传达信息(例如警告)，需要得到相对高分辨率的印刷标记。

4、然而，热致变色颜料颗粒往往相对较大，即相对于传统丝网的孔而言，这可能导致印刷过程中的加工困难，例如丝网堵塞。

5、这种相对较大的颗粒还意味着印刷标记的分辨率以及标记所传达的信息的清晰度可能受到损害。

6、us2006/081639 a1公开了一种烹饪用具，其向用户提供可视指示，以指示烹饪用具处于高于室温的高温。

7、us2004/149720 a1公开了一种向个人警告室内柜台面烤架、意式烤肉店或墨西哥卷饼店的表面太热而无法触摸的方法。该方法使用显示热警告符号的热致变色组合物。

8、us 6,581,309 b1公开了一种用于熨斗的温度指示器，包括耦接到热敏元件的可视指示器。

9、wo 2005/099325 a1公开了一种载体基底和热致变色材料，用于在达到激活温度时产生载体基底的可见表面的视觉变化。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种避免或减轻上述问题的改进的系统和装置。

2、本发明由独立权利要求定义。从属权利要求定义了有利的实施例。

3、为此，根据本发明的一个方面，提供了一种系统，包括：

4、-包括表面的基底；

5、-布置在表面上的标记，所述标记代表视觉信息；

6、-设置在标记上的层；和

7、-用于加热该层的加热元件。

8、该层包括热致变色材料，该热致变色材料适于改变该层的光吸收，使得当该层的温度超过阈值温度时，该标记变得可见。该层还包含与热致变色材料混合的粘合剂。该粘合剂为含氟聚合物和溶胶-凝胶材料中的至少一种。

9、本发明基于这样的认识，即热致变色材料可用于提供对温度变化的可见响应，而无需由热致变色材料形成标记本身。在表面上布置标记，例如警告消息或符号。标记可以以任何合适的方式形成，例如印刷。设置在标记上的层包括热致变色材料，使得该层对加热该层的加热元件引起的温度变化提供视觉响应。当超过阈值温度时，该层的可见光(即在390和700纳米之间的波长处)吸收的相关变化提供视觉响应。例如，这可能涉及层改变颜色，或者层从低于阈值温度的着色转换到高于阈值温度的无色。例如，该层可以变得透明或半透明，即在可见光区域具有足够的光学透射性，以使标记提供的信息能够通过该层被视觉感知。

10、高于阈值温度时，标记提供的信息可通过该层被视觉感知。因此避免了使用热致变色材料形成(例如印刷)标记的要求。

11、粘合剂可允许该层保护标记和标记下方的表面，例如通过提供抗磨损和/或不粘特性。当表面例如位于熨斗的底板或煎锅的烹饪表面上时，这种抗磨损和/或不粘特性可能特别有用。

12、优选地，热致变色材料适于改变该层的光吸收，使得当不超过阈值温度时，标记不可见。

13、替换地，热致变色材料适于改变该层的光吸收，使得当不超过阈值温度时，标记部分可见。

14、在这两种情况下，高于阈值温度时，通过该层可以看到标记提供的信息。还通过低于阈值温度时遮掩(例如完全遮掩)标记，可以提供对温度变化的更显著的响应，即，由于从标记不可视觉感知切换到超过阈值温度时可通过该层被视觉感知。

15、优选地，热致变色材料包括无色染料。

16、热致变色材料适于在层的温度低于阈值温度时逆转层的光吸收变化，即高于阈值温度时发生的变化。热致变色材料因此可以使该层能够响应温度反复变化至/高于和低于阈值温度。

17、优选地，阈值温度在30℃和70℃之间。该温度范围可用于警告系统用户该层的温度过高而无法安全接触。阈值温度可以是例如约65℃。另一方面，接近该范围下限(例如接近30℃)的阈值温度也可以允许该层在与该层热接触的系统的另一部分过热而无法安全接触时发出信号。在后一种情况下，系统的部分可能比层本身热得多。

18、优选地，标记包括文本字符、符号、图片图像和图案中的至少一种。

19、例如，标记可以拼出“热”一词，和/或包括适当的比喻警告，以警告用户已经超过阈值温度。

20、优选地，标记直接设置在表面上。换句话说，在标记和表面之间没有其他层。

21、优选地，标记和表面相对于彼此被不同地着色，以在超过阈值温度时在标记和表面之间提供视觉对比。

22、因此，当超过阈值温度时，系统的用户可以容易地视觉感知该标记。

23、替换地，基层设置在基底和标记之间。

24、基层提供了合适的表面，可在其上施加标记，例如印刷标记。在这种情况下，标记直接布置在基层上。

25、优选地，基层包含颜料和粘合剂。

26、例如，可以选择粘合剂，使得标记牢固地附着在基层上。在这方面，粘合剂可以例如包括(固化的)溶胶-凝胶材料和/或聚合物，例如特富龙。

27、优选地，标记和基层相对于彼此被不同地着色，以在超过阈值温度时在标记和基层之间提供视觉对比。

28、这可以通过使基层的颜料能够与标记形成适当程度的对比来实现。换句话说，用于标记和基层的相应颜料可以被选择成彼此对比。以这种方式，当超过阈值温度时，在标记和基层之间提供视觉对比。

29、优选地，基底由金属材料、塑料材料、橡胶和陶瓷中的至少一种形成。例如，为基底选择的材料可能取决于系统的特定应用。

30、优选地，加热元件适于通过直接热交换或间接热交换来加热基底。

31、使加热元件与基底直接热交换允许该层基于加热元件本身的温度改变其光吸收。出于与层的温度相关的安全原因，这可能是有利的。

32、使加热元件与基底间接热交换允许该层基于系统的不同于加热元件本身的部分的温度改变其光吸收。出于与实施根据本发明的系统的装置的温度相关的安全原因，这可能是有利的。

33、根据本发明的另一方面，提供了一种包括上述系统的装置。

34、优选地，该装置对应于：

35、-选自蒸汽烫机、蒸汽熨斗、加压蒸汽熨斗或地毯清洁器中的任何一种的服装护理设备；或者

36、-选自水壶或烤箱中任一种的烹饪设备。

37、根据本发明的另一方面，提供了一种方法，包括以下步骤：

38、-在基底表面上提供标记，该标记代表视觉信息；

39、-在标记上设置层，该层包括热致变色材料，该热致变色材料适于改变该层的光吸收，使得当该层的温度超过阈值温度时，标记变得可见；和

40、-提供用于加热该层的加热元件。

41、设置步骤包括将粘合剂组合物和所述热致变色材料的混合物设置在标记上。粘合剂组合物包含含氟聚合物和用于形成溶胶-凝胶材料的溶胶(可固化前体)中的至少一种。

42、粘合剂可作为热致变色材料的载体，并可进一步保护标记免受损坏，例如磨损。

43、优选地，该方法还包括在表面上提供基层的步骤，其中提供标记的步骤包括直接在基层上提供标记。

44、优选地，提供标记的步骤包括在表面上印刷、压印或喷涂标记。

45、参考下文描述的实施例，本公开的这些和其他方面将变得显而易见并得到阐明。