KR101296010B1 - 용매화 발색 가시적 표시기 및 그의 용도 - Google Patents

용매화 발색 가시적 표시기 및 그의 용도 Download PDF

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존 가빈 맥도날드
앨리슨 살리에르 바그웰
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템이 기재되어 있다. 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 시간에 걸쳐, 숨겨진 그래픽 또는 메시지를 표시기 패널 또는 디스플레이 영역 상에 나타내는 작용을 한다. 숨겨진 그래픽 또는 메시지는, 가림 그래픽이 용매와 반응하여 색상이 변하거나 적어도 실질적으로 투명해질 때 나타난다. 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 독립형 장치로서 사용될 수 있거나, 또는 예를 들어 과제 수행을 위한 긍정적인 강화 또는 리마인더로서 다양한 물품 또는 제품의 일부로서 통합될 수 있다. 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템의 사용 방법 또한 기재되어 있다.
그래픽, 메시지, 디스플레이, 표시기

Description

용매화 발색 가시적 표시기 및 그의 용도 {Solvatochromic Visual Indicator and the Use of the Same}
개인 위생 제품과 같은 많은 제품은 특히 제한된 기간 동안 사용될 것이 의도된다. 일부 환경에서, 제품은 제품의 사용 동안 특정 시간에 제품을 사용하는 개인에게 메시지를 가시적으로 전달하는 것이 유리할 것이다. 예를 들어, 배변훈련용 팬츠를 사용하는 어린 아동은 얼마간 연장된 시간 동안 배변훈련용 팬츠의 착용 후 긍정적으로 강화될 수 있다. 또다른 예로서, 많은 1회용 제품이 제한된 기간 후 대체되어야 한다. 정해진 시간 후, 제품은 일부 효율성을 상실할 수 있으며, 따라서 제품의 착용자는 오래된 제품을 새로운 제품으로 대체하는 것이 유리하다. 정해진 시간에 제품 상에 나타나는 그래픽 또는 메시지가 착용자 및 바로 주변 사람들에게, 제품을 교체해야 할 시기임을 상기시킬 것이다.
따라서, 정해진 시간에 제품 상에 그래픽 또는 메시지를 나타나게 하기 위한 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템, 및 시스템의 사용 방법에 대한 요구가 존재한다. 메시지는 보기 쉬워야 한다. 추가로, 시스템은 제품의 사용 초기에 활성화되기 쉬워야 한다. 바람직하게는, 시스템은 특정 제품에 따라 특정 시간에 메시지가 나타나도록 조정될 수 있다. 본 발명은 상기 언급한 요구를 검토한다.
발명의 요약
본원에 기재된 시스템, 장치 및 방법은 특정 시간에 디스플레이 영역 상에 그래픽 또는 메시지를 전달할 필요가 있을 수 있는 잠재적인 제품 및 용도의 주체에게 적합화될 수 있다.
일반적으로, 장치 또는 시스템은, 정해진 시간에 드러날 숨겨진 그래픽 또는 메시지를 포함하는 제1 기판 상의 디스플레이 영역 또는 표시기 패널을 포함한다. 본원에 사용된 용어 "표시기 패널" 또는 "표시기 디스플레이"는 메시지가 장치의 사용 동안 특정 시간에 표시 또는 나타날 수 있는 임의의 표면, 형태 또는 기하학적 구성형태를 말한다. 디스플레이 영역은 다양한 표면 또는 형태를 포괄할 수 있다. 예를 들어, 기본 표시기 패널은 평평하며, 본질적으로 2차원 표면일 수 있다. 대안적으로, 표시기 패널은 3차원 곡면을 갖거나 또는 성형 물품 또는 기하학적 형태의 일부일 수 있다. 표시기 패널에는 숨겨진 그래픽 또는 메시지를 드러내도록 정해진 시간까지 숨겨진 그래픽 또는 메시지를 가리거나 숨기는 가림(obscuring) 그래픽이 위치한다. 가림 그래픽은 바람직하게는 용매화 발색 염료를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 가림 그래픽은 베타인 또는 쯔비터이온성 염료, 더욱 바람직하게는 라이하르트 염료(Reichardt's dye)를 포함한다.
시스템은 추가로 용매로 코팅된 용매 도포기 또는 제2 기판을 포함한다. 시스템의 사용 동안, 제2 기판은 용매가 숨겨진 그래픽 또는 메시지 위에 놓인 가림 그래픽과 제어된 소통으로 배치되도록 위치한다. 제2 기판은 바람직하게는, 아래에 놓인 그래픽을 가리지 않도록 실질적으로 투명하다. 더욱 바람직하게는, 제2 기판은 투명 시이트형 물질, 필름, 테이프 등일 수 있다. 용매는, 일단 가림 그래 픽과 제어된 소통으로 배치되면, 가림 그래픽과 상호작용하여, 그래픽의 적어도 일부가 실질적으로 투명하게 되거나, 사라지거나 또는 색상이 변하게 하여, 숨겨진 그래픽 또는 메시지를 출현시킨다.
표시기 패널은 실질적으로 2차원 가시적 제시의 형태일 수 있거나, 또는 3차원 성형 표면 또는 물품의 일부일 수 있다. 메시지의 디스플레이 영역은 평균인의 손 안에 잡을 수 있는 물체 (예컨대 약 2 또는 3 내지 12인치 이상의 선형 규모 (약 4 또는 5㎝ 내지 ≤20 내지 30.5㎝))로부터, 광고판만큼 큰 물체 (즉, 1 또는 2m 내지 수 m의 규모)의 범위의 크기일 수 있다. 표시기 패널의 활성 부분은 숨겨진 그래픽 및 가림 그래픽이 고정될 수 있는 임의의 물질, 예를 들어 셀룰로스 또는 셀룰로스-중합체 기재 물질, 금속 표면, 플라스틱/중합체 표면, 플라스틱/중합체 필름, 부직조 물질, 직조 물질 등으로 구성될 수 있다. 용매는 액체, 겔 또는 반고체 물질을 포함할 수 있다. 용매는 예를 들어, 물, 틱소트로피 물질, 알콜, 불연성 용매, 접착제 물질, 기타 유기 종 등일 수 있다.
표시기 패널에 용매로 코팅된 제2 기판의 적용 후, 용매는 제2 기판 및 표시기 패널의 사이에 위치한다. 용매가 가림 그래픽과 접촉하여, 용매 및 가림 그래픽 간의 소통이 확립될 때, 가림 그래픽이 활성화된다. 일단 활성화되면, 용매는 도입되거나 가림 그래픽과 반응하여, 가림 그래픽의 일부가 사라지거나 색상이 변하여, 숨겨진 그래픽 또는 메시지를 드러낸다. 용매가 가림 그래픽과 반응하는 속도는 예를 들어, 분, 시간 또는 일로 표현될 수 있다. 이와 같이, 시스템은 특정 요구에 따라 광범위한 범위의 시간에, 숨겨진 그래픽 또는 메시지를 표시하도록 디 자인될 수 있다.
또다른 양태에서, 활동을 강화하거나 조절하기 위한 긍정적인 피드백을 제공하는 방법이 기재되어 있다. 방법은 표시기 패널 상에 숨겨진 그래픽 또는 메시지를 제공하고, 숨겨진 그래픽 또는 메시지를 가림 그래픽으로 가리고, 용매로 가림 그래픽을 활성화하여 가림 그래픽의 적어도 일부가 사라지거나 색상이 변하게 하고, 가림 그래픽이 사라지거나 색상이 변할 때 숨겨진 메시지 또는 그래픽이 드러나는 것을 포함한다.
기본 시스템 또는 장치를 위한 적용은 아동 배변훈련용 팬츠의 마른 상태의 유지 강화를 위한 긍정적인 피드백을 전달하기 위한 훈련 보조기로서일 수 있다. 훈련 보조기 상의 표시기 패널은 소정의 시간에 걸쳐 숨겨진 그래픽 또는 메시지의 발색을 통해, 배변훈련용 팬츠 착용이 요망되는 정해진 기간 후, 표시기 패널 상에 그 자체가 나타남으로써 긍정적인 피드백 신호를 제공하는 숨겨진 메시지를 갖는다. 정해진 시간은 가림 그래픽에 적용하기 위한 상이한 용매의 선택에 의해 조절될 수 있다. 따라서, 부모는 아동을 긍정적인 피드백이 나타날 짧은 기간으로 시작할 수 있다. 아동이 더욱 훈련이 되면, 상이한 용매가 긍정적인 피드백이 나타나도록 요구되는 시간을 연장시킬 수 있다. 실시양태에 따르면, 숨겨진 그래픽 또는 메시지의 출현은 아동에게 매력적으로 느껴져, 훈련 보조기를 기꺼이 사용하도록 강화할 수 있다.
본 발명은 또한 임의의 적절한 개인 위생 제품, 의료용 또는 외과수술용 물품 또는 가멘트로 특정 시간 후 숨겨진 그래픽 또는 메시지를 표시하기 위한 하나 이상의 표시기 장치의 사용 또는 통합이 기재되어 있다. 본원에 사용된 용어 "개인 위생 제품"은 기저귀, 배변훈련용 팬츠, 흡수 속옷 및 성인 실금 제품과 같은 물품을 말한다. 또한, 본원에 사용된 용어 "의료용 또는 외과수술용 물품 또는 가멘트"는 외과수술용 가운 및 드레이프, 얼굴 마스크, 헤드 커버 모양 부푼 캡, 외과수술용 캡 및 후드, 시험 및 외과수술용 장갑, 신발 모양 신발 커버, 부트 커버 및 슬리퍼, 상처 드레싱, 붕대, 위생 랩, 와이퍼, 가멘트 모양 랩 코트, 작업복, 앞치마 및 재킷, 환자 침대, 들것 및 요람 시이트 등과 같은 의료적 또는 치료 지향적 물품을 말한다. 대안적으로, 특정 기간 후 숨겨진 그래픽 또는 메시지를 표시하기 위한 본 발명의 표시기 장치는, 주기적인 유지 관리를 요구할 수 있는 의료용 장치, 예컨대 1회용 도관, 튜브, 기관에 접촉된 관 등과 관련하여 사용될 수 있다.
장치는 가림 그래픽에 의해 가려진 숨겨진 메시지 또는 그래픽을 가지며, 용매가 가림 그래픽과 소통시, 가림 그래픽과 상호작용하여 일정 기간에 걸쳐 가림 그래픽의 일부를 사라지게 하거나 색상을 변하게 하여, 본래 가려진 메시지 또는 그래픽이 나타나게 할 용매로 코팅된 기판을 갖는 디스플레이를 포함한다. 특정 실시양태에서, 물품 또는 흡수 가멘트는 하나 이상의 흡수 코어 및 코어 주위의 외부 시이트를 포함할 수 있다. 또한, 흡수 가멘트는 상면 시이트; 배면 시이트; 및 적어도 부분적으로 상면 시이트 및 배면 시이트 사이에 배치된 흡수 코어를 가질 수 있다.
또다른 실시양태에서, 향상된 위생 습관을 제공하기 위한 방법은, 용매화 발 색 염료를 포함한 그래픽 영역을 갖는 표시기 패널을 제공하고; 제1 및 제2 표면을 갖는 투명 시이트형 기판, 및 기판의 제1 표면 상에 배치된 용매를 포함한 용매 적용기를 제공하고; 용매를 용매화 발색 염료와 제어된 소통으로 배치하여 메시지를 전달하는 것을 포함한다.
그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템의 추가 특징 및 이점, 및 관련 제조품 및 방법이 하기 상세한 설명에 개시될 것이다. 상기 요약 및 하기 상세한 설명 및 실시예 모두는 단지 본 발명을 대표하기 위한 것이며, 청구된 바와 같은 본 발명의 이해를 위한 개관을 제공하는 것으로 의도됨이 이해되어야 한다.
당업자에게 그의 최량의 양태를 포함한 본 발명의 가능한 전체 개시가 첨부된 도면을 포함한 명세서의 나머지에 더욱 구체적으로 설명된다.
도 1은 메로신의 에너지 상태를 예시하는 개략적인 대표도이다.
도 2는 인디고의 에너지 상태를 예시하는 개략적인 대표도이다.
도 3a 내지 c는 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템 및 그의 사용의 개략적인 대표도를 묘사한다.
도 4는 시간 경과에 따른 용매화 발색 염료에 대한 용매의 효과를 묘사한다.
도 5는 용매에 의한 용매화 발색 염료의 활성화에 의해 나타난 숨겨진 그래픽을 묘사한다.
도 6은 용매에 의한 용매화 발색 염료의 활성화에 의해 나타난 숨겨진 그래픽의 출현을 묘사하는 일련의 사진이다.
본 명세서 및 도면에서 반복되는 참조 부호의 사용은 본 발명의 동일 또는 유사한 특징 또는 요소를 나타내고자 의도된다.
본 발명의 다양한 실시양태에 대해 더욱 상세히 설명하며, 그의 하나 이상의 실시예가 하기에 설명된다. 각 실시양태는 본 발명의 설명의 방법으로 제공될 뿐 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 사실상, 다양한 수정 및 변형이 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고 본 발명에서 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 하나의 실시양태의 일부로서 예시 또는 기재된 특징은 또다른 실시양태에 사용되어, 추가의 실시양태를 생성할 수 있다. 본원에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 명세서가 따로 한정하지 않는 한, 본 명세서가 주장하는 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 통상적인 의미를 갖는다. 본 발명은 특정 조성물, 물질, 디자인 또는 장치에 반드시 한정되지 않으며 변할 수 있다. 본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 사용된 단수 형태 ("a," "an," 및 "the")는 본문에서 따로 명확히 지시하지 않는 한, 복수 지시 대상을 포함한다. 이와 같이, 본 발명은 첨부된 청구의 범위 및 그의 등가물의 범주 내에 부합하는 한 상기 변형 및 수정을 포괄하는 것으로 의도된다.
본원 및 청구의 범위에 사용된 용어 "포함하는(comprising)"은 포괄적이고 개방적이며, 추가의 언급되지 않은 요소, 구성 성분 또는 방법 단계를 배제하지 않는다. 따라서, 상기 용어는 단어 "갖는(has, have, having)", "포함하는(includes), (including)", 및 이들 단어의 임의의 유도체와 동의어인 것으로 의도된다.
하나의 실시양태에서, 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 초기에 가려진 그래픽 또는 메시지가 일정 기간의 경과 후 빠르고 쉽게 관찰되거나 측정될 수 있는 표시기 패널 또는 디스플레이 영역을 갖는다. 바람직하게는, 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 표시기 패널의 활성 디스플레이 영역을 형성하는 하나 이상의 주요 표면을 포함한 제품 상에 표시된다. 가려지거나 숨겨진 그래픽 또는 메시지의 전환은 일정 시간 T0에 사용자에 의해 활성화되어, 숨겨진 그래픽 또는 메시지가 정해진 시간 Tx 후 나타나, 제품의 사용자에게 다소의 통지를 제공한다. 장치는 정해진 기간 후 그래픽 또는 메시지의 전달이 유리한 다양한 용도에 사용될 것이다. 다른 실시양태에서, 본 발명은 숨겨진 그래픽 및/또는 메시지를 표시하기 위한 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템을 사용하기 위한 관련 제조품 및 방법을 포함한다.
하나의 양태에서, 가림 그래픽은 숨겨진 그래픽 또는 메시지가 나타나는 시간까지 숨겨진 그래픽 또는 메시지를 가리는 데 사용된다. 바람직하게는, 용매화 발색 염료가 숨겨진 메시지 또는 그래픽을 가리는 데 사용된다. 용매화 발색 염료는 분자 환경, 예컨대 용매 극성, 수소 결합 성질 등이 변할 때, 투명해지거나, 실질적으로 투명해지거나, 또는 색상 변화를 수행하는 독특한 염료 부류이다. 이와 같이, 동일한 염료가, 상이한 용매에 용해될 때 상이한 색상 및/또는 투명성을 갖는다.
또다른 양태에서, 제1 색상을 갖는 비 용매화 발색 염료는 마스킹 용매화 발색 염료와 혼합하여, 제2 색상을 갖는 염료 혼합물을 생성할 수 있다. 염료 혼합물은 표시기 패널의 표면 상에 초기 그래픽을 생성하는 데 사용된다. 염료 혼합물에 용매의 적용 후, 용매화 발색 염료가 색상이 변하거나 (제3 색상 생성) 또는 투명해짐 (제1 색상을 드러냄)에 따라 그래픽의 색상이 변한다.
추가 양태에서, 용매화 발색 염료는 용매에 노출 후 시간에 따라 희미해지거나 사라질 표시기 패널 상의 메시지 또는 그래픽을 초기에 생성하는 데 사용된다. 초기 메시지 또는 그래픽 또는 디자인은, 직접적으로 또는 용액을 통해, 표시기 패널의 표면에 용매화 발색 염료를 적용함으로써 수득된다. 용매화 발색 이미지에 용매의 적용 후, 이미지는 시간 경과에 따라 희미해지고 궁극적으로 사라져, 특정 시간이 경과했음을 사용자에게 상기시키거나 안내한다.
용매화 발색 염료의 색상 변화는 용매화 발색 염료의 기저 상태 및 제1 허가된 여기 상태 중 분자 또는 전자 전하 분포의 차이에 기인할 수 있다. 대부분의 염료에서, 전자 밀도 변화는 기저 및 제1 여기 상태 간에 비교적 작다. 이 때문에, 염료 분자를 둘러싸는 용매의 극성은 기저 및 여기 상태의 에너지 수준에 대한 작은 효과만을 가져, 2개의 상태 간의 전이 에너지의 작은 순 변화를 일으킨다. 그러나 특정 염료 구조의 경우, 기저 및 제1 여기 상태 간의 큰 변화가 극성 변화로 인한 상당한 효과를 일으킨다. 이와 같이, 용매화 발색 염료에서, 주위 용매와, 염료의 기저 및 여기 상태의 상호작용은 용매의 극성에 의존한다. 기저 및 여기 상태의 에너지 수준은, 발견되는 환경 또는 용매 및 관여된 용매의 종류에 따라, 에너지가 더 밀집하거나 더 떨어지도록 전이될 수 있다. 예를 들어, 염료의 기저 상태가 매우 극성이면, 염료의 기저 상태는 극성 환경에서 안정화되거나 에너지가 감소할 것이다. 유사하게, 염료의 여기 상태가 극성이면, 여기 상태는 극성 용매 중에서 안정화되고, 염료가 비극성 환경일 때 불안정화 (또는 에너지 증가)될 것이다.
많은 염료의 기저 및 여기 상태의 극성 간의 차이는 작으며, 따라서 환경 차이 중 전이 에너지의 순 변화 또한 작다. 용매화 발색 염료는, 최저 에너지 허용된 여기 상태의 극성이 기저 상태의 것과 매우 상이하다는 점에서 이례적이다. 다시 말해서, 원자 전자 밀도의 상당한 변화가, 상이한 환경 중 분자에 대한 전이 에너지의 큰 변화를 일으키는 전자 전이와 관련된다.
이 현상은 도 1에 도시된 상태 도표와 같은 상태 도표를 사용하여 묘사될 수 있다. 도 1은 여기 상태 (S1)보다 더욱 극성인 기저 상태 (S0)를 갖는 염료에 대한 상태 도표를 나타낸다. 비극성 환경으로부터 극성 환경으로 전이될 때, 기저 상태는 안정화 (에너지 감소)되며, 여기 상태는 불안정화 (에너지 증가)되어, 전이 에너지 (E)를 증가시킴으로써, 흡광감소 이동 (최대 흡수 파장의 더 짧은 파장으로의 이동, 또는 색상의 "적색 이동")을 일으킨다.
여기 상태보다 더욱 극성인 기저 상태를 갖는 염료의 예는 하기에 기저 상태 및 여기 상태 모두가 직접적으로 묘사된 메로시아닌 염료이다. 좌측 (1)의 분자는 염료의 기저 상태의 주요 공헌자인 반면, 우측 (1')의 분자는 염료의 제1 여기 상태의 주요 공헌자이다.
Figure 112008014651751-pct00001
도 2는 여기 상태 (S1)보다 상당히 덜 극성인 기저 상태 (S0)를 갖는 염료에 대한 상태 도표를 나타낸다. 비극성 환경으로부터 극성 환경으로 전이될 때, 기저 상태는 불안정화 (에너지 증가)되며, 여기 상태는 안정화 (에너지 감소)되어, 전이 에너지 (E)를 감소시킴으로써, 장파장쪽 이동 (최대 흡수 파장의 더 긴 파장으로의 이동, 또는 색상의 "청색 이동")을 일으킨다.
여기된 상태보다 상당히 덜 극성인 기저 상태를 갖는 염료의 예는, 기저 상태 및 여기 상태 모두가 바로 아래에 묘사된 인디고 염료이다. 좌측 (2)의 분자는 염료의 기저 상태의 주요 공헌자인 반면, 우측 (2')의 분자는 염료의 여기 상태의 주요 공헌자이다.
Figure 112008014651751-pct00002
이와 같이, 용매화 발색 염료의 색상 및/또는 투명성은 염료의 주변 환경에 의존한다. 용매 극성, 및 수소 결합 및 기타 환경 인자가, 염료의 색상 및/또는 투명성을 결정하는 상태 에너지 수준의 결정에 중요한 역할을 한다.
본 발명의 실시에 적절한 염료는 상기 논의된 것들 뿐만 아니라, 라이하르트 염료, 메로시아닌 염료, 쯔비터이온성 염료, 4-[2-N-치환-1,4-히드로피리딘-4-일리딘)에틸리덴]시클로헥사-2,5-디엔-1-온, 적색 피라졸론 염료, 아조메틴 염료, 인도아닐린 염료, 디아자메로시아닌 염료 및 이들의 혼합물을 포함한다. 쯔비터이온성 염료 (또는 색원체)는 형식적인 양성 및 음성 전하가 근접 π-전자 시스템 내에 포함되어 있는 염료이다.
메로시아닌 염료는 카르보닐기가 전자 수용체 잔기로서 작용하는 문헌 [Griffiths, "Colour and Constitution of Organic Molecules" Academic Press (London) 1976]에 기재되어 있는 공여체-단순 수용체 색원체 분류에 포함된다. 전자 수용체는 전자 공여기, 예를 들어 전자를 공여할 수 있는 히드록실 또는 아미노기에 결합된다. 메로시아닌 염료는 헤테로시클릭 시스템 내에 포함된 질소 원자가 공여체로서 작용하는 하기 구조체 3을 포함하는 염료이며, 여기서 n은 0을 포함하는 임의의 정수 값을 취할 수 있다. 메로시아닌 염료는 구조체 3'로 나타낸 전하 분리된 (쯔비터이온성) 공명 형태를 가질 수 있다:
Figure 112008014651751-pct00003
비닐라로고우스 아미드를 포함한 비환식 메로시아닌 염료가 공지되어 있다.
메로시아닌 염료는 사진 필름에 사용하기 위한 빛의 특정 파장으로 은 할라이드에 감광성을 주는 그들의 능력에 대해 연구되었다. 많은 메로시아닌 염료 구조가 공지되어 있다. 바로 아래에 나타낸 구조체 또는 화학식 4 내지 14는 메로시아닌 염료의 몇몇 비제한적 예를 포함한다. 이들 염료 각각에 대해, 염료의 기저 상태에 상당히 기여할 수 있는 전하 분리된 공명 구조체가 유도될 수 있음이 주목된다. 메틸, 알킬, 아릴 및 페닐기 등을 포함한 각종 치환기가 R에 대해 치환될 수 있다.
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쯔비터이온성 염료 또는 색원체는 영구적으로 쯔비터이온성 형태로 제조될 수 있다. 즉, 이들 염료는 π-전자 시스템과 관련된 영구적 전하를 가지며, 색원체를 위한 중성 공명 구조가 유도될 수 없다. 상기 염료는 라이하르트 염료 (하기 구조체 15)를 포함하며, 이는 하기 나타낸 화학식 16에 상응한다:
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적절한 용매화 발색 피리디늄 N-페놀레이트 베타인 염료의 기타 예의 화학식은 하기 구조체 16 내지 21으로 나타낸다.
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(식 중, R은 예를 들어, 수소, -C(CH3)3, -CF3 또는 C6F13일 수 있음)
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화학식 23에 상응하는 추가 용매화 발색 염료는 하기 화학식 24 내지 32로서 나타낸다:
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(식 중, X는 예를 들어, 산소, 탄소, 질소 또는 황일 수 있음)
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용매화 발색 염료의 기타 예는 예를 들어, 라이하르트 염료 (알드리히 케미칼 컴퍼니 (미국 위스컨신주 밀워키)로부터 구입가능), 1-도코실-4-(4-히드록시스티릴)-피리디늄 브로마이드 (알드리히 케미칼 컴퍼니 (미국 위스컨신주 밀워키)), 2,6-디클로로-4-(2,4,6-트리페닐-N-피리디노)-페놀레이트 (이하에 베타인 1이라고 함), 1-(4-히드록시페놀)-2,4,6-트리페닐피리디늄 히드록시드 (이하에 베타인 2라고 함), 기타 피리디늄 N-페녹시드 베타인 등을 포함할 수 있다. 라이하르트 염료는 매우 강한 용매화 발색을 나타내는 페놀베타인이며, 그 화학적 구조를 바로 아래에 나타낸다 (R1-R5 = 페닐):
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기타 용매화 발색 염료는 상기 나타낸 베타인 페놀레이트 구조체 중 R1-R5에 대한 각종 기의 치환에 의해 수득될 수 있다. R1, R2, R3, R4 및 R5기는 예를 들어, 페닐, 벤질, 피리디닐, 아릴, 헤테로아릴, 알킬 (C1-C12), 시클로알킬, 헤테로시클로, 염소, 불소 등을 포함한 할라이드, 수소, 아미도, 아민 및 티올기 등일 수 있다.
상이한 용매에 용해된 라이하르트 염료의 색상은 하기 표 1에 나타낸다.
다양한 용매 중 라이하르트 염료의 색상
글리세린 주황색/분홍색
테트라히드로푸란 암녹색
피리딘 청옥색
디메틸포름아미드 밝은 녹색
이소프로판올 밝은 청색
아세토니트릴 밝은 자색
상이한 용매에 용해된 추가 용매화 발색 염료의 색상을 하기 표 2에 나타낸다.
다양한 용매 중 용매화 발색 염료의 색상
용매화 발색 염료 용매 1
아세토니트릴		 용매 2
아세톤		 용매 3
이소프로판올
베타인 RD (R1-R5=페닐) 심홍색 황색 밝은 청색
베타인 1 디클로로 (R1,R5=Cl, R2-R4=페닐) 자색 자색 심홍색
베타인 2 (R1,R5=H, R2-R4=페닐) 청색 녹색 자색
이 부류의 용매화 발색 염료를 합성하고, 실리카 또는 폴리스티렌 고체 지지체 또는 기판 상으로 공유적으로 고정화하고, 상이한 용매에 따른 색상 변화를 측정할 수 있다. 기판 상의 고정화는 R3의 4 위치로부터 고체 지지체로의 연결을 통해 성취될 수 있으며, 염료의 스펙트럼 반응은 치환체 R1, R2, R3, R4 및 R5를 변화시킴으로써 개질될 수 있다.
일반적으로, 첨부된 도면 3 내지 6에 도시된 바와 같이, 제품 (10)은 숨겨진 그래픽 또는 메시지 (14)를 표시하기 위한 표시기 패널 또는 디스플레이 영역 (12)를 갖는다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 숨겨진 그래픽 또는 메시지 (14)는 가림 그래픽 (16)에 의해 가려진다. 용매 적용기 (20)은 그 위가 용매 (26)인 코팅된 표면 (24)를 갖는 용매 기판 (22)를 포함한다. 사용 전에, 용매 (26)은 코팅되거나, 또는 용매 기판 (22)의 코팅된 표면 (24) 상에 저장된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 용매 (26)은 표시기 패널 (12) 상의 가림 그래픽 (16)과 접촉하여 용매 기판 (22)의 코팅된 표면 (24)를 배치함으로써 가림 그래픽 (16)에 적용될 수 있다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 시간 경과에 따라, 용매 (26)은 가림 그래픽 (16)과 상호작용하여, 숨겨진 그래픽 또는 메시지가 가시적이 되게 한다.
표시기 디스플레이 영역 (12)는 임의의 통상적인 형태, 예를 들어 일반적으로, 하나의 치수가 다른 것보다 상당히 크거나 긴 스트립의 구성형태, 벨트 또는 기타 선형 구조로 나타날 수 있다. 하나의 디자인에 따르면, 표시기 디스플레이 영역 (12)는 사용자의 손목 또는 허리 주변을 감싸는 벨트의 일부로서, 또는 가멘트에 꼭 끼워진 멜빵 또는 기타 물품의 일부로서 통합될 수 있다. 또다른 실시양태에서, 표시기 디스플레이 (12)는 넓고 큰 표면적을 갖는 패치 또는 기타 구조의 형태일 수 있다. 표시기 디스플레이 (12)는 특정 디자인, 모티브 또는 형태 (예, 원형, 정방형, 직사각형, 삼각형, 다각형, 방사상, 성형, 줄무늬, 꽃, 동물, 식물 또는 물품 (장난감 형태 또는 그림자, 망치, 지팡이, 총, 검 등))을 가질 수 있다. 패치 형태일 때, 표시기 디스플레이 영역 (12)는 각종 제품 및 물품, 예컨대 가멘트, 안전 장치 또는 흡수 물품 (예, 기저귀, 부풀릴 수 있는 부유물, 패드)의 외부 표면의 일부로서 통합될 수 있다. 표시기 디스플레이 (12)는 숨겨진 그래픽이 용매화 발색 염료에 의해 부여되고 가려질 수 있는 임의의 기판일 수 있다. 그래픽이 적용되는 기판은 종이, 목재, 목재 제품 또는 복합체, 직포, 부직포, 직물, 필름, 플라스틱 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 하나의 양태에서, 그래픽은 직물 물품, 예컨대 천에 적용될 수 있다.
시간 경과에 따라 염료의 색상의 변형을 일으키는 임의의 용매 (26) 또는 표면이 아래에 놓인 메시지 또는 그래픽을 표시하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 효과적일 수 있는 용매는 물, 수성 세제 용액, 산성 수용액, 알칼리 수용액, 이소프로판올, 에탄올, 메틸-에틸 케톤, 아세톤, 톨루엔, 헥산, 에틸 아세테이트, 아세트산 (식초), 세틸 알콜 (지방 알콜), 디메티콘 실리콘, 이소프로필 라놀레이트, 미리스테이트, 팔미테이트, 라놀린, 라놀린 알콜 및 오일, 옥틸 도데칸올, 올레산 (올리브 오일), 판테놀 (비타민 B-복합 유도체), 스테아르산 및 스테아릴 알콜, 부틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜, 시클로메티콘 (휘발성 실리콘), 글리세린, 알로에, 바셀린 등을 포함한다. 점성 용매, 예컨대 통상적인 테이프 접착제가 색상 변화의 개시를 지연시키거나 조절하는데 특히 효과적인 것으로 밝혀졌다. 유용할 수 있는 접착제는 예를 들어, 알키드, 동물성 아교, 카제인 아교, 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로스 니트레이트, 에틸 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 카르복시 메틸 셀룰로스, 에폭시 수지, 푸란 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 불포화 폴리에스테르, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알콜, 폴리비닐 아세틸, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 아세테이트 클로라이드, 폴리비닐리덴 공중합체, 실리콘, 전분 기재 식물성 아교, 우레탄, 아크릴로니트릴 고무, 폴리부텐 고무, 염소화 고무, 스티렌 고무 기재의 것들 등을 포함한다. 피부 접촉 접착제 및 아크릴 중합체 기재 두로-택(Duro-Tak) 접착제 (내쇼날 스타치 앤드 케미칼 컴퍼니 (미국 캘리포니아주 버클리)로부터 구입가능) 또한 유용한 것으로 나타났다. 왁스, 예컨대 폴리올레핀 왁스, 밀납 등, 및 겔, 예컨대 글리콜 디메타크릴레이트, 키토산, 폴리아크릴레이트, 히드록시프로필셀룰로스, 젤라틴 등이 또한 색상 변화 실시에 유용할 수 있다. 특정 이론에 한정되기를 원하지는 않지만, 점성 용매가 염료의 용매로의 침투를 지연시켜 색상 변화를 지연시키는 것으로 믿어진다. 무색이 되게 하는 지속 시간 또한 사용된 용매화 발색 염료의 농도 및 생성 코팅의 두께를 변화시킴으로써 조절될 수 있다. 더 많은 염료의 적용은 탈색 시간을 더욱 길게 할 것이다. 탈색을 위한 시간은 약 1 내지 약 5시간으로 변할 수 있다.
용매 (26)은 임의의 통상적인 방법에 의해 숨겨진 그래픽 또는 메시지에 적용될 수 있다. 예를 들어, 용매는 붓기, 붓질, 와이핑 등에 의해 적용될 수 있다. 하나의 바람직한 실시양태에서, 용매는, 용매가 숨겨진 그래픽 또는 메시지와 소통하도록 배치되는 기판 상에 적용 또는 코팅될 수 있다. 포함할 수 있는 기판은, 예를 들어, 필름, 직조 및 부직조를 포함한 직물, 종이, 그의 라미네이트 등이다. 바람직하게는, 기판은 용매를 그래픽과 소통하도록 제자리에 유지하고, 그래픽이 기판을 통해 가시적이 되도록, 적어도 실질적으로 투명할 것이다. 특히 유리한 기판은 깨끗한 투명 중합체 필름이다. 상기 필름 제조에 적절한 물질 예는 폴리올레핀 (예, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등), 폴리에스테르 (예, PET), 폴리아미드 (예, 나일론), 실리콘 등을 포함할 수 있다.
건강 위생 가멘트 및 물품, 기저귀, 제품 수명 표시기, 아동을 위한 독립형 타이머에 대한 신규 기술의 광범위한 적용이 가능하다. 또한, 숨겨진 그래픽 또는 기타 메시지는 리틀 스위머® 1회용 수영복에 배치되어, 아동에게 더 많은 일광차단제가 적용될 때를 표시할 수 있다.
그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은, 정해진 시간에 그래픽 또는 메시지를 표시할 필요가 있는 임의의 종류의 적용 및 임의의 정해진 시간 프레임에 걸쳐 드러나기 위해 조정될 수 있다. 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 다수의 형태로 사용될 수 있으며, 다양한 용도, 예를 들어 임상적/의학적 용도, 식품 및 음료 관련 모니터링, 위생 훈련 등에 적합화될 수 있다. 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 시간 의존적 또는 시간 영향을 받는 기능 또는 용도를 가질 수 있는 기타 물품과 함께 조립체 또는 키트로 포함되거나, 또는 그에 부착될 수 있다.
그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 1회용, 독립식 도구일 수 있으며, 이는 특정 기간 후 메시지가 표시될 것이 요망되는 임의의 환경에 실질적으로 사용될 수 있다. 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 또한 훈련 보조기 또는 도구로서 사용되어, 특정 활동을 행하도록 강화하거나 조절할 수 있다. 예를 들어, 배변훈련을 하는 어린 아동의 경우, 긍정적인 메시지의 지연된 출현은 이들이 의욕을 갖도록 도와, 더 긴 지속시간에 걸쳐 마른 채로 둘 수 있다. 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 특정 목적에 따라 정해진 양의 시간에 드러나도록 조정 또는 조절될 수 있다.
하기 상세한 설명은 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템이 사용될 수 있는 몇몇 분야의 예시적인 예로서 작용한다. 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 독립형 장치로서 배치될 수 있거나, 또는 환자 위생을 위한 일반적인 리마인더 시스템으로서 의료 또는 임상 설비를 돕기 위한 기타 물품 또는 구성요소와의 패키지 조립체 또는 키트의 일부일 수 있어, 관리자의 부담을 덜고, 환자의 손에 맡겨져 조절될 수 있다. 예를 들어, 정해진 시간에 리마인더 메시지는, 환자가 얼마나 오랜 투약이 효과적인지, 또는 약물의 투여량이 취해지는 시간을 인지하는지를 모니터 (예, 과투약을 피하는 메시지가 나타나는 4시간 투여 횟수)하는 것을 도울 수 있으며, 처리 (예, 뼈 시멘트, 회반죽, 치과 접착제, 미백 처리 또는 피부 처리 등)이 완전한지의 통지로서 작용하고, 상처 드레싱 교체 또는 배수 등에 대한 리마인더 등으로서 작용한다.
또한, 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템을 식품 관련 영역, 예컨대 저장되거나 진행중인 것 (예, 커피, 구운 제품, 조제 식품, 야채/햇농산물, 뷔페 또는 패스트푸드, 기내식 또는 기타 제품)의 시간의 길이를 위한 신선도 표시기에 사용할 수 있다. 음료 관련 용도는 개별 알콜 음용 리마인더 (예, 1잔/1시간이 권장됨)를 포함할 수 있으며 - 음용자는 마시기 시작할 때 그래픽에 용매를 적용하고, 메시지가 표시될 때 또 다른 음료를 마실 것이 허용가능할 것이다. 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 탄산음료 (소다, 맥주 등)를 위한 "김빠짐" 표시기로서 사용될 수 있으며 - 음료 용기가 처음 개방될 때 용매를 적용하고, 메시지가 나타날 때 음료는 김이 빠진 것이다. 또한, 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 레드 와인이 충분한 시간 동안 통기될 때를 위한 리마인더로서 사용될 수 있다.
유사하게, 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 화장품 또는 건강 관리 제품 및 용도로 사용되거나 포장될 수 있다. 예를 들어, 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 모발 보호 또는 피부 보호 적용 또는 처리가 완료될 때 (예, 파마, 염색, 얼굴, 국소 처리, 표백 등)를 위한 리마인더로서 작용할 수 있으며, 스파 환경, 예컨대 고온 욕조 또는 사우나에서 지나친 노출에 대한 리마인더로서 사용될 수 있다. 또한, 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 에칭 용액, 페인트 리무버, 풀 등이 적절한 길이의 시간 동안 적용되거나 혼합될 때 (예, 에폭시, 페인트 등)를 위한 리마인더로서 하비스트에 의해 사용될 수 있다.
그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 무소음, 무음 리마인더 장치를 제공한다. 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 예를 들어, 태양 노출 (일광차단제를 적용 또는 재적용시, 또는 태양으로부터 벗어날 때), 텔레비전 시청의 길이, 노는 시간 또는 타임아웃의 길이, 또는 시계를 참고할 수 없거나 불편한 임의의 상황 동안, 아동 친화적 리마인더로서 작용할 수 있다.
그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템의 실질적인 적용은 아동의 조절 및 훈련, 일반적으로, 특히 배변훈련을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 제품의 사용 동안 특정 시간 (예, 2 내지 4시간, 또는 3 내지 6시간)에 긍정적인 피드백을 제공함으로써, 방광 조절을 발전시키도록 아동을 조절하기 위한 배변훈련용 팬츠의 일부로서 통합될 수 있다. 이와 같이, 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 아동 친화적 및 아동에게 적절한 긍정적인 강화 장치 양자 모두일 수 있다.
배변 훈련 중인 어린 아동은 전형적으로, 부모 및 관리자 (이후 간단히 관리자라 함)에게 유용할 수 있는 많은 훈련 기술 및 훈련 보조기를 포함한 각종 상이한 양태를 포함한다. 배변 또는 화장실 훈련의 하나의 특징은 어린 아동이 기저귀를 차는 것으로부터 배변훈련용 팬츠를 착용하는 것으로 변하여, 이제 성인과 같은 변기를 사용해야 함을 이해하는 것을 돕는 것이다. 배변 훈련 과정의 추가 특징은 관리자 지시사항 및 이제 기저귀 대신 변기를 사용해야 하는 아동에게 긍정적인 격려 및 강화로서 피드백을 포함한다. 배변훈련용 팬츠의 사용 및 관리자로부터의 긍정적인 격려 또는 피드백이 도움이 되고, 배변훈련 과정에 권장되지만, 더욱 긍정적인 피드백 메카니즘 제공의 향상에 대한 여지가 여전히 있다. 구체적으로, 관리자는 배변훈련 과정을 통해 그 아동을 성공적으로 안내하기 위한 대안적인 보상 시스템을 계속해서 추구한다.
현재, 시중의 제품은 긍정적인 피드백을 제공하는 것이 훈련 프로그램의 대다수에 의해 강하게 격려되지만, 있더라도 소수만이 배변 훈련 연령인 아동을 위한 긍정적인 피드백 메카니즘을 제공할 수 있다 (문헌 [B. Spock, M.D., and M.B. Rothenberg, M.D., Dr. Spock's Baby and Child Care, 6th Ed., pp.457-475, ISBN: 0-671-75967-1, Pocket Books, 1992; or Wall Street Journal, "Un-Pampered: Tots Face Strict Deadline on Toilet Training," pp.A1, A6, August 27, 2004] 참조).
육아 전문가의 대다수의 의견 및 다양한 부모 가이드에 기재된 바와 같이, 긍정적인 강화는 아동이 활동을 훈련하고 조절하는 데 바람직하다. 예를 들어, 배변 훈련시, 긍정적인 피드백은 자기 제어의 조절을 돕는 중요한 배변훈련 도구일 수 있다. 아동 배변훈련용 팬츠와 같은 개인 위생 제품의 외부에 적용될 때, 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 아동이 그의 독립을 주장하길 원하는 연령에, 아동의 배변훈련 노력의 제어 및 소유권의 대단한 감정을 아동에게 제공할 수 있다. 이는 이어서, 아동에 대한 보상 또는 확인의 긍정적인 피드백 시스템에 기여하여, 아동이 더 오랜 기간 동안 마른 상태를 유지하기 위해 노력하도록 동기를 부여할 수 있다. 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 그의 행동을 감독하고 조절하는 능력을 아동에게 제공함으로써, 아동의 독립성 또는 권한부여의 감각을 제공하거나 서서히 가르칠 수 있는 도구로 적합화될 수 있음이 도모된다.
어린 아동은 가시적인 변화를 인지하는 능력이 잘 발달해 있다. 따라서, 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 아동을 위한 훈련 보조기로서 사용될 수 있다. 시스템은 긍정적인 피드백 그래픽 또는 메시지의 가시적인 표현으로 훈련 목표를 성취하기 위한 아동의 가시적 기술 개발을 이용한다. 아동은 주어진 시간 동안 제품의 착용을 연장시키기 위해 마른 상태를 유지하도록 격려될 수 있으며, 그 길이는 훈련이 진행되고 아동의 자기 제어가 증가함에 따라 증가할 수 있다.
배변 훈련 동안 아동을 위한 훈련 보조기로서, 본 발명의 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 기저귀, 배변훈련용 팬츠, 또는 기타 개인 위생 제품 그 자체의 일부로서, 또는 별도로 구입될 수 있는 부가물로서 형성될 수 있다. 시스템은 일단 관리자가 아동에게 기저귀를 채울 때 활성화될 것이다. 초기에 배변훈련이 시작될 때 표적 또는 정해진 발색 시간은 약 2 내지 3시간일 것이다. 아동의 자기 제어 훈련 능력이 향상되면, 관리자는 더 긴 발색 시간을 위해 디자인된 다른 표시기로 지속 기간을 증가시킬 수 있다 (즉, 4 내지 5시간, 또는 밤샘 사용을 위한 8시간).
실시양태에 따르면, 긍정적인 강화 그래픽이 표시기 디스플레이 영역 상에 위치한다. 마스킹 용매화 발색 염료를 사용하여, 긍정적인 강화 그래픽은 염료에 의해 덮이거나 가려진다. 용매는 용매화 발색 염료로 도입되어, 숨겨진 그래픽이 원하는 시간에 나타나도록 할 수 있다.
용매 스트립의 적용은 제품이 아동에게 배치될 때, 관리자 또는 아동에 의해 착용될 수 있다. 활성화 시간은 사용된 물질 및 조건 설정에 기초하여, 약 2 내지 4시간 또는 6시간 걸리도록 디자인될 수 있다.
아동 또는 성인 위생 실금 물품에 사용하는 것 외에, 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 상이한 용도를 위한 각종 다양한 제품 및 물품에 적합화되고 통합될 수 있는 것으로 고려된다. 예를 들어, 그래픽 및/또는 메시지 디스플레이 시스템은 착용하거나 사용된 물품의 시간의 길이를 모니터하는 데 사용될 수 있다. 장치는 장갑, 외과수술용 또는 의료용 가운, 드레이프, 붕대 또는 드레싱 중의 표시기일 수 있다. 건강 관리 가이드라인에 따르면, 건강 관리 작업자는 적어도 2시간마다 장갑을 교체해야 한다. 그러나, 이는 좀처럼 지켜지지 않을 수 있어, 구멍이 뚫리거나 단면 오염의 문제를 일으킬 수 있다. 이 적용은 사용자에게 장갑 교체를 경고하는 메시지가 나타나도록 필수적인 시간 프레임 내에 희미해지는 단순한 그래픽에 의해 성취된다.
본 발명은 하기 실시예를 참고로 더욱 잘 이해될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
숨겨진 메시지 또는 그래픽을 표시하기 위해 카멜레온 형 용매화 발색 염료의 사용이 다음과 같이 입증되었다. 라이하르트 염료 (알드리히 케미칼 컴퍼니 (미국 위스컨신주 밀워키)로부터 구입가능)를 아세토니트릴 (160㎎/10㎖)에 용해하고, 용액을 점적기로 플라스틱 시이트 (OHP 필름, 휴렛 팩커드 컴퍼니 (미국 캘리포니아주 팔로 알토))에 적용하여, 각각 다임 크기의 작은 착색된 줄지은 원을 형성하였다. 액체를 증기 후드에서 건조시켜 고른 색상 반점을 수득하였다. 사무실 고무 시멘트 (로스 프로덕츠 인코포레이티드 (미국 오하이오주 콜럼버스))의 박층 을 붓으로 염료의 반점에 적용하고, 시간을 두고 원의 색상을 관찰하였다. 시간 경과에 따라, 염료의 색상이 방출되어, 2시간 후 무색 투명 영역을 생성하였다. 염료가 아교에 서서히 확산되어, 염료 환경의 극성 중 전하로 인해 무색으로 변했음이 이론화된다.
실시예 2
접착제 테이프 (스카치 매직 테이프, 3M (미국 미네소타주 세인트폴))를 고무 시멘트 대신에 라이하르트 염료의 반점에 적용한 것을 제외하고는, 실시예 1을 반복하였다. 실시예 1에서, 염료의 색상이 방출되어, 2시간 후 무색 투명 영역을 생성하였다. 도 4는 주위 온도에서 시간 경과에 따라 테이프 상에 접착제에 의한 색상의 방출을 묘사한다. 도 4의 샘플의 꼭대기 줄의 점들은 접착제 테이프에 의해 덮이는 반면, 바닥 줄은 테이프가 없고 대조구로서 작용한다. 1시간 35분 후, 청색 염료가 완전히 무색으로 변했다.
실시예 3
샤르피에® 펜을 사용하여 플라스틱 시이트 (글래드 클링 필름 및 OHP 필름, 휴렛 팩커드 컴퍼니 (미국 캘리포니아주 팔로 알토)) 상에 2개의 "숨겨진" 잉크 그래픽 ("웃는 얼굴" 이미지)을 생성하였다. 이어서, 숨겨진 그래픽을 실시예 1로부터의 라이하르트 염료 용액으로 덮어 이미지를 가렸다. 라이하르트 염료가 건조된 후, 그래픽의 하나를 포장 테이프 조각으로 덮었다. 1시간 후, 라이하르트 염료 색상이 방출되어, 아래에 놓인 이미지가 드러났다. 도 5는 포장 테이프 (10)이 없는 가려진 대조구, 및 포장 테이프가 그 위에 배치된 드러난 그래픽 (20) 모두를 나타낸다. 이미지를 드러내는 데 걸린 시간은 라이하르트 염료 코팅의 두께에 의해 조절되는 것으로 밝혀졌다. 실험실 실험은 이미지가 약 1 내지 약 5시간의 범위로 나타나도록 조절될 수 있음을 증명하였다. 스카치 브랜드 접착제 테이프 또한 숨겨진 그래픽을 드러내는 데 효과적임이 증명되었다.
실시예 4
사용자에게 그들의 장갑의 교체 시기를 통지하거나 상기시키기 위한 외과수술용 장갑을 위한 단순한 가시적 표시기 메시지를 증명하였다. 표준 자색 니트릴 장갑 (킴벌리-클라크 코포레이션 (미국 텍사스주 달라스)로부터 구입가능)을 사용하였다. 손등 위 장갑의 영역에 표준 샤르피에(Sharpie)® 펜을 사용하여 "장갑 교체"를 썼다. 이어서, 실시예 1로부터의 라이하르트 염료의 용액을 펜 잉크 영역 상으로 붓질하여, 메시지를 코팅하고 덮었다. 표준 스카치® 투명 테이프의 작은 조각을 마스킹된 영역에 배치하고, 눌러서 접촉시켰다. 도 6의 사진에서 예시된 바와 같이, 마스킹 염료가 2시간 후 탈색되어 "장갑 교체" 메시지를 드러냈다.
실시예 5
라이하르트 염료가 그의 구성원인 추가 피리디늄 N-페녹시드 베타인을 접착제 테이프로 시험하여, 이들이 또한 라이하르트 염료와 유사한 색상 변화를 행하는지에 대해 측정하였다. 2,6-디클로로-4-(2,4,6-트리페닐-N-피리디니오)페놀레이트 (베타인 1) 및 1-(4-히드록시페놀)-2,4,6-트리페닐피리디늄 히드록시드 (베타인 2)를 연구에 사용하였다.
베타인 1을 고온 100% 에탄올 (50㎖)에 2,4,6-트리페닐-N-피릴륨 히드로젠 술페이트 (0.63g, 1.6mmol) 및 4-아미노-2,6-디클로로페놀 (0.33g, 1.87mmol)을 용해시킴으로써 제조하였다. 무수 나트륨 아세테이트 (0.29g, 3.5mmol)의 첨가 후, 혼합물을 3시간 동안 환류 가열하였다. 이어서, 수산화나트륨 5% 수용액 (50㎖)을 고온 용액에 첨가하고, 에탄올을 진공 하 제거하여, 짙은 자색 결정을 수득하고, 세척액이 옅은 황색이 될 때까지 1% 수산화나트륨 용액으로 우선 세척하였다. 최종적으로, 이들을 증류수로 잘 세척하였다. 이어서, 생성된 분말을 24시간 동안 진공 건조기에서 건조시키고, 적색 분말 (0.46g, 59%)을 수득하였다.
베타인 2를, 에탄올 (50㎖)에 4-아미노페놀 (2.8g, 10.7mmol) 및 2,4,6-트리페닐피릴륨 히드로젠 술페이트 (4.1g, 10.1mmol)을 넣고, 가열하여 용해시킴으로써 제조하였다. 나트륨 아세테이트 (4.0g) 첨가 후, 혼합물을 3시간 동안 환류하였다. 이어서, 5% wt/wt 수산화나트륨 용액 (25㎖)을 고온 용액에 첨가하고, 에탄올의 주요 부분을 로토바프 상에서 진공 하에 제거하여 청색 결정을 남겼다. 이어서, 청색 결정을 여과하고, 여액이 무색이 될 때까지 물로 세척하였다. 이어서, 분말을 진공 건조기에서 건조하여 3.1g (51%)을 수득하였다. 구조는 NMR (아세토니트릴-D3)에 의해 확인하였다.
이어서, 베타인 1 및 베타인 2 염료 샘플을 아세토니트릴 용액 (160㎎/10㎖)로서 제조한 다음, 용액 방울을 투명 필름 상에 배치하고, 건조시켰다. 이어서, 반점을 투명 접착제 테이프로 덮고, 관찰하였다. 2시간 후, 베타인은 무색으로 변하지 않았으며, 그보다는 색상이 변하였다. 베타인 1은 어두운 자색에서 밝은 적색으로 변하였고, 베타인 2는 갈색에서 밝은 황색으로 변하였다. 따라서, 베타인 1은, 베타인 1의 본래 색상이 숨겨진 그래픽의 색상과 어울려 숨겨진 그래픽을 가리기 때문에, 어두운 자색 숨겨진 그래픽을 가리는 데에 유용할 것이다. 베타인 1이 색상이 변할 때 아래에 놓인 자색 그래픽이 나타날 것이다. 마찬가지로, 베타인 2는 갈색 그래픽을 가리는 데에 유용할 것이다. 베타인 2의 본래 갈색 색상은 숨겨진 그래픽의 갈색 색상을 가릴 것이다. 베타인 2가 색상이 변할 때, 아래에 놓인 갈색 그래픽이 나타날 것이다.
실시예 6
청색 용매화 발색 염료를 색상 안정적인 (비 용매화 발색) 황색 염료와 혼합하여, 녹색 염료 혼합물을 생성할 수 있었다. 녹색 염료 혼합물은 유사하게 착색된 녹색 장갑 상에 "장갑 교체" 메시지를 생성하는 데 사용될 수 있었다. 녹색 염료 및 녹색 장갑이 유사한 색상이기 때문에, 메시지는 초기에는 장갑 상에서 쉽게 가시적이지 않았다. 장갑의 사용자는 그래픽 위의 장갑에 대해 표준 투명 테이프의 조각을 적용할 수 있었다. 테이프 상의 접착제가 용매화 발색 염료와 반응하여, 이를 투명 또는 무색이 되게 하여, 색상 안정적인 염료의 색상, 즉 황색으로 그래픽의 색상을 변화시켰다. 이어서, 황색 그래픽이 녹색 장갑의 배경에 대비하여 착용자에게 뚜렷해질 것이다. 기타 색상 조합이 가능하다. 예를 들어, 적색 용매화 발색 염료는 녹색 색상 안정적인 염료와 혼합하여, 갈색 혼합물을 생성할 수 있었다. 용매 또는 접착제 겔과의 반응은 혼합물을 녹색 색상으로 전환할 수 있었다.
본 명세서가 그의 특정 실시양태에 관하여 상세히 기재되었으나, 상기 이해 를 수득시, 이들 실시양태에 대한 대안, 변형 및 등가물이 쉽게 착상될 수 있음이 당업자에게 이해될 것이다. 따라서, 본 발명의 범주는 첨부된 청구의 범위 및 그에 대한 임의의 등가물로서 평가되어야 한다. 또한, 많은 실시양태가 일부 실시양태의 모든 이점을 성취하지 않으며, 특정 이점의 부재는 상기 실시양태가 본 발명의 범주 밖임을 반드시 의미하도록 구성되는 것은 아님이 인식된다. 또한, 본원에 제시된 임의의 주어진 범위는 임의의 및 모든 적게 포함된 범위를 포함하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 45 내지 90의 범위는 또한 50 내지 90; 45 내지 80; 46 내지 89 등을 포함할 것이다. 이와 같이, 95% 내지 99.999%의 범위는 또한 예를 들어, 96% 내지 99.1%, 96.3% 내지 99.7%, 및 99.91% 내지 99.999% 등의 범위를 포함한다.

Claims (29)

  1. 숨겨진 메시지 그래픽을 갖는 그래픽 영역 및 용매화 발색 (solvatochromic) 염료를 포함하는 마스킹 그래픽을 갖는 표시기 패널, 및
    제1 및 제2 표면을 갖는 투명한 시이트형 기판 및 상기 기판과 상기 마스킹 그래픽 사이에서 기판의 제1 표면 상에 배치된 용매를 포함하며 시이트형 기판의 크기가 마스킹 그래픽의 크기에 상응하는 것인 용매 적용기 (applicator)
    를 포함하는 가시적 (visual) 표시기 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 가시적 표시기 시스템이 장갑인 가시적 표시기 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 표시기 패널이 2차원 가시적 디스플레이이거나, 또는 3차원 성형 표면 또는 물품의 일부인 가시적 표시기 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 용매가 유체인 가시적 표시기 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 유체가 액체, 겔 또는 반고체인 가시적 표시기 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 용매화 발색 염료가 쯔비터이온성 색원체인 가시적 표시기 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 쯔비터이온성 색원체가 라이하르트 염료 (Reichardt's dye)인 가시적 표시기 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 용매화 발색 염료가 메로시아닌인 가시적 표시기 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 용매화 발색 염료가 하기 화학식을 갖는 화합물을 포함하는 것인 가시적 표시기 시스템.
    Figure 112013015162946-pct00043
    식 중, R1, R2, R3, R4 및 R5는 페닐, 벤질, 피리디닐, 아릴, 헤테로아릴, 알킬(C1-C12), 시클로알킬, 헤테로시클로, 할라이드, 염소, 불소, 수소, 아미도, 아민 및 티올기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  10. 제1항에 있어서, 마스킹 그래픽이 착색되는 가시적 표시기 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 메시지 그래픽이 착색되는 가시적 표시기 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 마스킹 그래픽 및 메시지 그래픽이 상이하게 착색되는 가시적 표시기 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 표시기 패널이, 용매 적용기 상의 용매가 표시기 패널에 대항하여 배치되어 용매와 마스킹 그래픽 간의 제어된 소통이 확립될 때 활성화되는 가시적 표시기 시스템.
  14. 삭제
  15. 제1항의 가시적 표시기 시스템을 포함하는 개인 위생 물품.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 숨겨진 메시지 그래픽을 갖는 그래픽 영역 및 용매화 발색 염료를 포함하는 마스킹 그래픽을 갖는 표시기 패널, 및 제1 및 제2 표면을 갖는 투명 시이트형 기판 및 상기 기판과 상기 마스킹 그래픽 사이에서 기판의 제1 표면 상에 배치된 용매를 포함하며 시이트형 기판의 크기가 마스킹 그래픽의 크기와 상응하는 것인 용매 적용기를 제공하는 단계, 및
    용매화 발색 염료와 제어된 소통으로 용매를 배치하는 단계
    를 포함하는, 활동을 강화 및 조절하기 위한 긍정적인 피드백을 제공하기 위한 방법.
  20. 제19항에 있어서, 용매화 발색 염료 및 용매 간의 반응이 메시지 그래픽을 노출시키는 것인 방법.
  21. 제19항에 있어서, 용매화 발색 염료 및 용매 간의 반응이 마스킹 그래픽을 투명하게 하는 것인 방법.
  22. 제19항에 있어서, 숨겨진 그래픽 및 마스킹 그래픽이 표시기 패널의 배경 색상으로부터 가시적으로 뚜렷한 것인 방법.
  23. 제20항에 있어서, 용매화 발색 염료 및 용매 간의 반응이 1시간 초과의 시간에 걸쳐 발생하는 것인 방법.
  24. 제19항에 있어서, 용매화 발색 염료 및 용매 간의 반응이 메시지 그래픽을 색상이 변하거나 무색이 되게 하는 것인 방법.
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