KR20070033320A

KR20070033320A - 광발색성 필름 물질

Info

Publication number: KR20070033320A
Application number: KR1020067014409A
Authority: KR
Inventors: 레오 엠. 가르시아
Original assignee: 린텍 가부시키가이샤
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2007-03-26
Also published as: JP2007519939A; WO2005059644A3; US20050136260A1; CN1922512A; WO2005059644A2; EP1697773A2; AU2004299991A1; US7273659B2; CA2550508A1

Abstract

본 발명은 약 341 ± 5 nm의 파장 영역에서 화학선의 투과가 일어나는 동안 태양열 방사선, 근적외선 및 적외선의 충분한 부분을 걸러내기 위한 광발색성 물질에 관한 것이다. 광-투과 광발색성 물질은 더 긴 유효 수명을 달성하기 위한 빛 및 열안정성을 제공한다. 이러한 광발색성 물질은 광피로에 대한 저항성을 증가시키기 위해 다중층 구조에서 제공되는 구성요소들과 함께 혼합되거나 또는 하나 이상의 층 사이에 포함되는 것이 바람직하다.

Description

광발색성 필름 물질 {PHOTOCHROMIC FILM MATERIAL}

광발색성 물질은 햇빛의 스펙트럼 내의 화학선에 반응하여 빛 송전 또는 색의 변화를 나타내는 것으로 알려져 있다. 입사광의 제거는 이러한 물질들이 그들의 본래의 전달 상태로 되돌아가도록 한다.

광발색성 물질은 선글라스, 그래픽, 안과용 렌즈, 태양광 조절 윈도우 필름, 안전 및 신뢰성 라벨 및 많은 다른 제품에 응용된다. 그러나, 광발색성 물질의 사용은 자외선 (UV) 광 방사선, 특히 단파장 (< 400 나노미터(nm)), 및 적외선 (IR) 방사선 (> 780 nm)에서의 계속적인 노출로 인한 물질의 광발색성 성질의 퇴화로 인해 매우 제한된다. 이러한 퇴화는 "광피로(light fatigue)"로 알려져 있으며 조광 효과(photochromatic effect)를 생성하는 유기 화합물의 화학적 분해에 기인한다.

유기 화합물의 광-분해(photo-degradation)는 두 개의 서로 다른 화학적 공정을 수반한다. 제 1 공정은 UV 방사선의 흡수, 또는 광분해(photolysis), 및 이에 수반되는 분자 결합 파괴로 인한 자유 라디칼의 생성이다. 제 2 공정은 퍼옥시 라디칼을 생성하는 산소와 광분해되는 동안 자유 라디칼의 상호작용이 형성되는 자동-산화(auto-oxidation)이고, 그것은 수소 제거에 의해 화합물의 분자 구조를 공격해 다른 자유 라디칼을 생성한다. 산소와 이러한 자유 라디칼의 추가적인 반응 은 하이드로퍼옥사이드의 형성을 일으키고, 그것은 광분해를 통한 더 많은 자유 라디칼을 생성한다.

이러한 화학적 분해는 표백(비활성)에서 색을 가진(활성) 변환의 속도의 점진적인 감소로 알 수 있다. 가역적인 색 변환의 전체적 부재는 완벽한 분해 또는 색 형성에 관계되는 분자 실체의 비활성을 나타낸다. 많은 특허들이 광발색성 물품의 내구성을 개선하기 위한 다양한 조합에서 광안정제의 사용에 관해 기술하고 있다(예를 들어, 미국특허 제4,440,672호, 제4,720,356호, 제5,000,878호, 제5,330,686호, 제5,391,327호, 제5,973,039호, 제6,083,427호 및 제6,262,155호). 그러나, 그것들은 태양광에 긴 주기로 노출되는 생성물에 사용하기에는 충분하지 않다. 따라서, 개선된 내구성 및 "광피로"에 대한 저항이 증대된 광발색성 물질이 필요하다.

발명의 요약

본 발명은 광발색성 염료의 활성화를 위한 화학선의 투과가 일어나는 동안 태양열 방사선, 근적외선 및 자외선의 충분한 부분을 걸러내기 위한 광발색성 물질을 제공한다. 광-투과 광발색성 물질은 더 긴 유효 수명을 달성하기 위한 빛 및 열안정성을 제공한다. 이러한 광발색성 물질은 다중층 구조에서 제공되는 구성요소들과 함께 혼합되거나 또는 하나 이상의 층 사이에 포함되는 것이 바람직하다. 한 관점에서, 본 발명은 시트 또는 필름 형태인 다중층 구조를 포함하고, 그것의 표면에 750-2100 nm의 파장 영역에서 적외선 스펙트럼을 걸러내고 약 400-750 nm의 가시광선 스펙트럼에서 전달되는 금속도막 코팅을 가진 제 1 투명 고분자층을 포함한다. 물질의 층은 적외선 필터 물질상에 공급되고 광발색성 염료 및 약 280-400 nm의 자외선 광 파장 영역에서 충분히 흡수하는 광안정제로 구성된다. 본 발명의 물질이 전 UV 영역의 충분한 부분을 걸러내는 동안, 그것은 광발색성 염료에서 화학적 변화를 일으키기 위해 어떤 화학선의 통과를 허용한다. 제 2 투명 고분자층은 제 1 광발색성 염료 및 광안정제 층 상에 제공되고, 제 2 광발색성 염료 및 광안정제 층은 제 2 고분자층 상에 제공되며, 그것은 제 1 염료 및 광안정제 층과 동일하거나 비슷하다. 제 1 고분자층과 같은 물질일 수 있는 투명 지지층은 제 2 염료 및 광안정제 층을 덮는다.

각각의 제 1, 제 2 및 지지 고분자층은 폴리에스터 또는 폴리카보네이트 필름과 같이 상업적으로 구매할 수 있는 시트 또는 필름 물질로 구성될 수 있다. 대표적인 필름에는, 제한되는 것은 아니지만, 이축-방향 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), Met M54, XIR-70 및 TM-3Q가 포함된다. 한 관점에서, 고분자 물질은 바람직하게 계획된 시각적 색조의 정도에 의존하여 선택될 수 있다.

적외선 필터층은 은, 금, 구리, 알루미늄 또는 다양한 조합 또는 바람직한 색조 및 다중 시트의 전달과 같은 바람직한 표면적인 특성들에 의존하는 어떤 금속의 합금으로 구성될 수 있다. 금속도막층은 광발색성 염료의 분해의 원인이 되는 걸러진 적외선으로 대표되는 열의 필터를 수행한다.

본 발명에 따르면, 광안정제 층은 광발색성 염료의 활성화를 위한 약 341 ± 5 nm의 파장 영역에서 자외선의 좁은 밴드의 충분한 투과를 허용한다. 제 1 및 제 2 광발색성 및 광안정제 층의 광안정제 성분은 약 280에서 약 400 nm의 영역에서 광발색성 염료의 분해의 다른 원인이 되는 자외선 광을 걸러낸다. 그러나, 본 발명에서, 광안정제는 약 341 ± 5 nm의 파장 영역에서 통과하는 화학선을 허용한다. 본 발명의 다른 관점에서, 두 가지 염료 및 광안정제의 사용은, 제 2 층은 제 1 층이 입사광을 덜 걸러내기 위해 노출되어 분해되더라도 계획된 자외선을 걸러낼 수 있기 때문에, 제품에 대해 더 긴 효율적 수명을 달성한다. 두 층에서 염료 및 안정제의 농도는 구체적인 적용 및 계획된 수명에 맞게 동일하거나 다르게 될 수 있다.

다른 구체예에서, 다중층 시트 또는 필름이 단일의 광발색성 염료 및 광안정제 층을 가질 수 있고, 또는 상기 염료 및 안정제가 각각의 층이 될 수도 있다. 또한, 둘 이상의 염료 및 안정제 층들이 제공될 수 있다. 염료 및 안정제의 농도는 또한 계획된 작동 필요성에 맞게 다양하게 될 수 있다.

자외선 흡수 및 적외선 필터 특성의 독특한 조합을 가지는 본 발명의 광발색성 광투과 시트 및 물질은 광피로에 대한 저항력을 강화하기 위해 더 긴 유효 수명과 광발색성 안정성이 제공되는 동안에 투과에 있어서 측정할 수 있는 변화를 제공할 수 있도록 맞추어 질 수 있다. 적당히 포뮬레이트된 광안정층을 포함하는 본 발명의 다중층 광발색성 물질의 시퀀스 및 방향은 화학적 분해를 일으키는 것으로 알려져 있는 단파장의 UV 방사선을 걸러내기 위한 복잡한 경로를 만들고, 따라서, 광발색성 물질로 단파장 UV 방사선의 침투를 최소화한다.

발명의 상세한 설명

본 발명의 구체예에서, 광발색성 물질은 입사 태양열 방사선을 받고 근 적외선을 걸러내기 위해 작동하는 제 1 필터 물질, 상기 입사 태양열 방사선으로부터 자외선을 걸러내기 위한 제 2 필터 물질, 및 광발색성 염료를 위한 활성화 방사선을 포함하는 잔여 태양열 방사선을 받고 활성화하기 위해 제공되는 광발색성 염료를 포함한다.

제 1 필터 물질은 일반적으로 가시광선 스펙트럼 내에서 투과되고, 두께에 의존하는, 가시광선(400-750 nm) 투과율이 50%가 넘고 태양광 근 적외선(750-2100 nm) 반사율은 60%가 넘는 금속도막층을 가진 시트 내에 제공될 수 있다. 이러한 투과율/반사율 값은 100-1000 Å(1 Å = 10 nm)의 금속 두께에서 달성될 수 있다. 금속의 초박막 코팅은, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름과 같은 자기 지지형 고분자 시트상에 분리되어 적용되고, 보통 원하는 색보정, 유광 감소 및 표면 외관을 달성하기 위한 금속 다중층에 의해 제조된다. 금속도막 코팅은 물리적 증기 증착 또는 예를 들어, 폴리카보네이트, 폴리에스터, 아크릴릭, 폴리우레탄, 비닐 공중합체, 비닐리덴 클로라이드, 셀룰로오스 고분자, PEN 또는 PES와 같은 폴리머의 기질 또는 필름상에 튀는 것과 같은 알려진 기술에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게, 0.5에서 5.0 마이크론 두께의 광학적으로 투명한 이축 방향된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름이 이용된다.

금속 코팅을 포함하는 적외선 필터(또는 폴리머 필름) 물질은 제한되지는 않지만 알루미늄, 은, 금, 구리 또는 은/구리, 은/금, 금/구리, 또는 그들의 다양한 조합을 포함하는 합금을 포함할 수 있다. 이러한 금속 코팅은 투명도 및 자연스런 색을 제공하기 위해 정확히 조절된 두께로 다중 적층에 적용된다(미국특허 제4,799,745호, 제5,071,206호, 제5,306,547호, 제5,510,173호 및 제6,007,901에 서술된 것과 같이). 전형적인 코팅 두께는 약 10-50 nm이다.

상업적으로 구매가 가능한 전형적인 금속도막 고분자 필름에는 Met. M-56, XIR 및 TM-3Q가 포함된다. UV-가시-근 IR 영역으로부터 전체 태양광 스펙트럼을 커버하는 측정된 스펙트럼 데이터에 근거한 특징들을 하기에 요약하였다. 표 1은 표면에 흡수된 열을 나타내 결과적으로 방사된 열을 간접적으로 측정한, 표에 실린 물질들의 방사율을 도시한 것이다. Met. M-54, XIR-70 및 TM-3Q는 모두 금속 및/또는 그들의 합금의 초박막층과 진공-코팅된 PET 필름이고 실질적으로 가시광선 방사선이 광학적으로 투과된다. Met. M-54는 약 50%의 가시광선 투과율을 가진 알루미늄 박막을 가진다. XIR-70은 60-70%의 빛 투과율을 가진 은 합금층을 가진다. TM-3Q는 50-60%의 빛 투과율을 가진 금 합금으로 코팅된다.

표 1. 12.5 마이크론 필름의 열흐름 특징^*

	PET		Met. M-54		XIR-70		TM-3Q
스펙트럼 영역	T	R	T	R	T	R	T	R
방사율(10-12 ㎛)	0.82		0.71		0.61		0.56
UV(280-380 nm)	88	13	56	13	7	12	6	23
Vis(400-750 nm)	88	12	48	12	62	12	60	42
근적외선 (750-2100 nm)	87	10	36	12	11	61	7	73

T = 투과율; R = 반사율

* 상기 태양광 특징값은 "시트 물질의 태양광 에너지 투과율"로 칭해지는 ASTM E-424-71 및 또한 "완전한 구를 사용한 태양광 흡수, 반사율 및 투과율의 물질에 대한 표준 시험 방법"으로 칭해지는 ASTM E-903-82(재입증된 1992)에 따라 결정된다.

분광기는 퍼킨 엘머(Perkin-Elmer) UV-vis-근 IR 분광기 모델 Lambda-19가 사용되었다.

제 2 필터 물질은 약 341 ± 5 nm의 파장에서 화학선이 투과되는 동안, 선택적으로 UV 방사선을 걸러내기 위해 작동하는 광안정제 층을 포함한다. UV 흡수제(UVA), 부자유 아민 광안정제(HALS) 및 니켈 퀀쳐(quenchers)의 세 가지 주 광안정제가 사용될 수 있다. UVA는 바람직하게 해로운 UV 방사선은 흡수하고 물질 매트릭스를 통해 해롭지 않은 열에너지를 흩뜨린다. 이러한 물질들은 약 280에서 400 나노미터(nm)의 UV 영역에 걸쳐 높은 흡수와 함께 광안정적이다. 광-산화 공정동안 HALS는 "트래핑(trapping)"에 의해 활성화되어 자유 라디칼을 형성한다. 이러한 자유 라디칼은 광분해의 더욱 활성화된 부산물을 위한 전구체가 되고, 따라서 광발색성 특징의 더욱 빠른 저하를 촉진한다. 니켈 퀀쳐는 하이드로퍼옥사이드의 분해를 통한 광-산화동안 "퀀칭(quenching)"에 의해 활성화되어 카보닐 기의 전이상태를 형성하는 에너지 전이제이다. 본 발명의 광안정제 층은 하기에서 서술되는 것처럼 최선의 걸러짐을 제공하기 위한 이러한 안정제들의 조합을 포함한다.

특별한 광발색성 염료 물질은 스파이로인돌린 옥사진으로 불려지는 화합물 카테고리를 포함한다. 이러한 특별한 타입은 다른 알려진 광발색성 염료보다 상대적으로 더욱 광피로 저항성을 가진 것으로 생각되지만 여전히 햇빛에 오랜 기간 노출되면 분해되기 쉽다.

IR 필터 물질, 광안정제 및 광발색성 염료는 선택적으로 다중층 구조 내에 분리된 층으로 삽입되거나 또는 하나 이상의 층 사이에 제공되거나 포함될 수 있다. 이러한 층들은 또한 연속하여 층으로 될 수 있는 곳에서 코팅 또는 접착제로서 적용될 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 한 구체예에서, 본 발명의 기본적인 구조 배열은 광발색성 접착층 30a의 서로 다른 면에 두 개의 고분자 시트 10a 및 10b를 포함하고, 요약하면 상기 광발색성 접착층 30a과 2겹 샌드위치 구조를 형성한다. 고분자 시트 10a 및 10b는 일반적인 가시광선 스펙트럼에서 투과된다. 광발색성 접착층 30a 약 280-400 nm의 영역에서 UV 방사선을 걸러내지만 약 341 ± 5 nm의 파장 영역에서 통과하는 화학선을 허용한다. 광발색성 접착층 30a은 광발색성 염료의 투명하고 균일한 고체 용액 및 라미네이팅(laminating) 접착제의 박층에 형성된 광안정제 물질을 포함한다. 이러한 건조된 접착 필름층은 일반적으로 5-10 마이크로미터 두께이다. 고분자층 10a, 또는 제 1 필터링 층은 약간의 열을 제거할 수 있다. 이러한 라미네이팅 접착 기능에 적당한 고분자 형태로는 예를 들어, 폴리에스터, "PLAM" 또는 지방족 폴리우레탄 및 "ULAM"이 있다.

도 1A에서 도시한 바와 같이 본 발명의 다른 구체예에서, 고분자층 10a는 한쪽면에 얇은 투명한 광발색성 코팅층 20을 가질 수 있다. 광발색성 코팅층 20은 색 형성을 유발하기 위해 광발색성 접착층 30a을 활성화하는데 필요한 파장에서 입사 UV 방사선의 투과를 허용하는 광발색성 접착층 30a에서와 같이 동일하거나 적은 농도의 광발색성 염료 및 선택적인 UV 안정제를 포함한다. 이것은 광발색성 염료의 화학적 분해를 시작할 수 있는 해로운 UV 방사선(340 nm이하)의 투과를 실질적으로 방해하는 동안 광발색성 염료를 활성화하는 UV 방사선의 투과를 허용하기 위한 열린 창을 가진 제 1 선택적 UV 흡수층이다.

광발색성 접착층 30a 및 광발색성 코팅층 20의 안정제 물질 내의 UV 흡수 성분의 형태는 340 nm 파장 또는 고분자 레진을 기준으로 5-10 중량%의 농도에서 UV 투과 > 50%을 허용한다. UV 방사선을 흡수하지 않는 부자유 아민 성분은 이러한 매트릭스에서 UV 흡수제의 농도에 비례한다. 부자유 아민에 대한 UV 흡수제의 중량비는 3:1에서 1:3이 될 수 있고, 바람직하게는 1:1이다. 본 발명에 따른, 바람직한 좁은 파장 영역에서 그들의 최대 흡수 특징에 근거한 UV 흡수제의의 새로운 선택은, 해로운 파장을 최소화하고 광발색성 색 형성을 시작하기 위한 유용한(광선) UV 방사선을 최대로 하는 유리한 UV 투과 기울기를 만든다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 구체예에서, 고분자층 10a는 투명/반사하는 금속층 21의 얇은 증착을 가진다. 이러한 진공 증착된 투명 금속 코팅은 선택적으로 적외선(약 280에서 약 400 nm의 영역에서)을 걸러내고 색 형성을 방해하는 라미네이트된 층 사이에서 열적 증가를 최소화하며 그리고 선택적으로 광발색성 활성(약 341 ± 5 nm의 영역에서)을 시작하기 위한 유용한 UV 방사선을 투과하고 동시에 그것의 뒤에 있는 광염료-포함층의 화학적 분해를 일으킬 수 있는 단파장 UV 방사선을 반사하는 2가지 기능을 가진다. 이러한 층 21상의 얇은 적외선 필터 금속 코팅은 층 30a 내에서 광발색성 염료/광안정제 성분의 접착 캐리어에 의해 부식 및 기계적 마모를 방지한다. 도 2에서, 고분자층 10b은 광발색성 접착층 30a를 둘러싸는 지지층(backing layer)처럼 보인다.

본 발명의 또다른 구체예에서, 추가적인 필터링과 광피로의 감소를 제공하기 위해, 광안정제 물질 및 광발색성 염료를 포함하는 하나 이상의 광발색성층이 도 3에서 도시한 것처럼 제공될 수 있다. 상술한 바와 같이 층 20 및 30a에 광발색성 물질이 포함되는 동안, 이러한 구체예는 또한 3겹 고분자 필름 구조를 제공하는 제 3 고분자층 10c 및 제 2 광발색성 접착층 30b를 가진다. 제 3 고분자층 10c은 광발색 활성을 유지시키기 위한 적당한 양의 광안정제를 가진 제 2 광발색성 접착층 30b와 라미네이트된다. 이것은 본 발명의 광발색성 물질의 광발색 활성의 유효 수명을 더 증가시키도록 계획된다.

여전히 본 발명의 다른 구체예에서, 도 4는 제 4 고분자층 10d 및 제 3 광발색성 접착층 30c과 4겹 구조로 더 연장된 3겹 라미네이트를 도시하고 있다. 이러한 후속층 증가는 본 발명의 광발색성 물질의 유효 수명이 그들의 뒤에 세워진 후속 광발색성 접착층에 의해 보충되는 동안 이전의 층 사이에서 광발색성 염료 성분의 어떠한 단계적 소모의 정도를 위해 광발색성 층의 저장기를 제공하게 된다. 이러한 선택적인 구체예에서, 진공-증착된 금속 코팅층 21은 IR 방사선을 걸러내는 것으로 나타나고 여전히 약 341 ± 5 nm의 파장 영역에서 화학선의 투과를 허용한다.

이 출원을 통해 인용된 모든 참조예의 내용, 진행중인 특허 출원 및 공개된 특허 출원들은 여기에서 참조로 된다.

본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 바람직한 구체예의 설명 및 청구항과 관련된 하기의 도면들로부터 명백하게 된다:

도 1은 본 발명의 한 구체예의 개략도이다;

도 1A 또한, 본 발명의 한 구체예의 개략도이다;

도 2는 본 발명의 제 2 구체예의 개략도이다;

도 3은 본 발명의 또 다른 구체예의 개략도이다;

도 4는 본 발명의 또 다른 구체예를 다시 도시한 것이며; 그리고

도 5는 퍼센트 가시광선 투과 대 실시예에서 서술된 노출된 "활성화된" 샘플의 측정된 광학적 밀도로부터의 노출 시간을 보여주는 표 2이다.

하기의 실시예들은 본 발명의 장점을 예증하기 위해 그리고 같은 것을 사용하고 만드는 당업자에게 도움이 되기 위해 나타내어졌다. 이러한 예들은 본 공개의 영역을 제한하기 위한 어떠한 것도 의도되지 않는다.

하기의 실시예들은 본 발명에 따른 광발색성 필터의 예들을 제공한다. 접착 포뮬레이션에서 모든 부분은 다른 주의가 없는 한 중량에 의한다. 시트 넘버는 하 기의 도 5에서의 시트 번호에 대응하여 참조된다.

실시예 I

투명한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)의 25 마이크로미터 박(foil)이 1:1:1 중량비의 에탄올/톨루엔/메틸 에틸 케톤 용액 혼합물에서 지방족 우레탄 라미네이팅 접착제의 20% 용액으로 한쪽 면상에 코팅된다. 이러한 라미네이팅 접착제는 30 gms의 접착 레진 용액, 0.5 gm 디-에폭사이드 경화제, 0.30 gm 스파이로인돌린 옥사진 염료(PPG 케미컬로부터 상업적으로 구매 가능한 물질, 또한 "포토졸 블루(Photosol Blue) 02-65"로 알려진)로 구성된다. 라미네이팅 접착 용액은 광안정제가 없다는 의미인 "LAM-0"으로 지칭된다.

라미네이팅 접착 코팅 용액은 메이어 바(Mayer Bar)를 사용해 기질 표면에 적용되고, 용액은 표면 영역의 제곱미터당 약 2-8 gms에 상당하는, 2-8 마이크론의 건조 코팅 두께에서 급히 핫 에어 건(hot air gun)으로 건조된다.

광발색성 접착 용액의 유변학적 특성은 10 마이크론 이상의 두께에서 건조된 코팅의 용인할 수 없는 평활도를 얻기 쉬운 경향이 있다. 이러한 광학적 결함은 광발색성 시트 복합재료의 비활성 상태상에서 쉽게 발견되지 않았다. UV 방사선과의 활성에서, 발색 상태의 질은 코팅 두께, 평활도 및 균일성으로 나타내어진다. 2 마이크론 이하의 코팅 두께로는 용인하는 색의 세기를 얻을 수 없다.

PET의 동일한 시트는 약 100 ± 5℃의 표면 온도에서 두 개의 핫 롤러 사이의 핫-니핑(hot-nipping)에 의해 2겹 구조를 형성하기 위해 이 접착-코팅된 PET상 에 씌워진다. 코팅 기술은 다중층 광발색성 시트 제품을 실질적으로 강화하기 위해 모두 차후에 라미네이팅 접착 포뮬레이션이 사용되었다.

[PC - 시트 #01] → PET / LAM-0 / PET / LAM-0 /PET

실시예 II

LAM-0의 변형은 BASF사에 의해 제조된 2-에틸헥실 p-메톡시신나메이트, 또한 "유비널(Uvinul) 3088"로 칭해지는 당량의 UV 흡수제(염료에 대해서), 및 시바-가이기(Ciba-Geigy) 전문 케미컬(Specialty Chemicals)에서 구입할 수 있는 "티너빈(Tinuvin) 5050"으로 칭해지는 부자유 아민 광안정제 혼합물에 혼합하여 만들어진다. 이러한 광안정 접착 혼합물은 "LAM-1"으로 계획되고 다른 3겹 라미네이트를 만들기 위해 사용되었다.

[PC - 시트 #02] → PET / LAM-1 / PET / LAM-0 / PET

실시예 III

IRRSil-반사판 (은합금)으로 칭해지는 진공 코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 25 마이크로미터인 박, 그것에 의해 투명 금속도막 코팅은 전체적으로 약 75 nm인 얇은 금속층의 적층으로 구성되고, 상기 박은 2겹 구조를 만들기 위해 접착 혼합물과 금속 코팅 상의 "LAM-0"에 코팅되고 PET에 라미네이트된다. 동일한 코팅 기술이 3겹 라미네이트를 만들기 위해서 사용되었다.

[PC - 시트 #03] → IRRSil / LAM-0 / PET / LAM-0 / PET

다른 버전인 3겹 라미네이트는 하기와 같이 제조된다:

[PC - 시트 #04] → IRRSil / LAM-1 / PET / LAM-0 / PET

실시예 IV

LAM-0의 또다른 변형은 둘 모두 시바-가이기(Ciba-Geigy) 전문 케미컬(Specialty Chemicals)에서 구입할 수 있는 "티너빈(Tinuvin) P,"으로도 알려진 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-메틸 페놀, 및 "티너빈(Tinuvin) 326,"으로도 알려진 2-(5-클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(1,1-디메틸에틸)-4-메틸 페놀인 당량의 UV 흡수제(염료에 대해서), 혼합물에 혼합하여 만들어진다. 이러한 광안정-접착 혼합물은 "LAM-2"로 계획되고 3겹 라미네이트의 다른 시리즈를 만들기 위해 사용되었다.

[PC - 시트 # 05] → IRRSil / LAM-i / PET / LAM-2 / PET

실시예 V

두 개의 다른 형태의 진공-코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 상술한 IRRSil에 더하여 열-반사 필름으로 사용되었다. 그들은 IRRGo 및 IRRAl이며, 각각 열반사율 특성을 제공하는 금합금 및 순수한 알루미늄의 매우 얇은 막이다.

[PC- 시트 #6] → IRRGo / LAM-1 / PET / LAM-0 / PET

[PC -시트 #7] → IRRGo / LAM-1 / PET / LAM-2 / PET

[PC - 시트 #8] → IRRAl / LAM-1 / PET / LAM-0 / PET

[PC - 시트 #9] → IRRAl / LAM-1 / PET / LAM-2 / PET

실시예 VI

동일한 순차적인 라미네이팅 기술을 사용한 이전의 예들처럼, 4겹 광발색성 시트 샘플들은 다양한 라미네이팅 접착 포뮬레이션을 사용하여 제작된다. 이러한 다중층 배열들은 하기와 같다:

[PC - 시트 #10] → PET/LAM-1/PET/LAM-2/PET/LAM-0/PET

[PC - 시트 #11] → IRRSil/LAM-1/PET/LAM-2/PET/LAM-0/PET

[PC - 시트 #12] → IRRA1/LAM-1/PET/LAM-2/PET/LAM-0/PET

가속된 태양열 방사선 노출하에서의 내구성 시험을 위해, 2.5 x 5.0 in. 시트 샘플이 Xenon Arc Weather-O-meter Model Ci400에 놓여진다. 노출 시간은 50에서 100-시간 간격이었다. 시험 파라미터는 다음과 같다: 강한 UV 출력 @340 nm = 0.35 W/m²/nm; 램프 파워 = 3-4 Kw; 에어 챔버 온도 = 50 ± 5℃; 및 상대 습도 = 50%.

모든 시험 샘플 시트들은 회전 캐루젤(carousel) 상의 프레임에 놓여지며 그들의 IRR 반사판 필름 전면부가 크세논 아크 램프 소스를 향하도록 위치된다. 광발색성 활성은 Xenon Arc Weather-Ometer로부터 시트 샘플을 꺼내어 측정되는데, 실온에서 평형이 되도록 한 다음, 휴대용 UV 조사 램프 소스로 30 초간 "활성화"하고 즉시, 맥베스 덴시토미터(MacBeth Densitometer) Model TD 904을 사용하여 광학 밀도를 측정한다. 휴대용 UV 램프는 UV Products, Inc에 의해 제조되었고 단 및 장파장의 UV 방사선을 모두 방출한다.

도 5에서 도시하는 바와 같이, 결과는 특별한 UV 흡수제 및 HALS의 혼합물을 특징으로 하는 어떤 광안정제 시스템이 광발색성 시트로 광저항 및 광내구성을 부여한 것을 나타낸다. 이러한 첨가제 없이, 색 가역성 특징은 모의 일광 노출에 있어 100 시간 정도이다(Sheet #01). 광발색성 시트 제품의 투명한 적외선 반사 필름의 사용은 또한 300 시간에 이르도록 연장되는 내구성을 부여한다(시트 #02). 다중층 구조를 만들기 위한 광발색성 라미네이팅 접착 포뮬레이션에 혼합되는 적외선 반사 필름 및 스펙트럼적으로 선택적인 UV 흡수제/부자유 아민 광안정제 혼합물의 조합은, 1000 시간에 이르는 연속적인 모의 일광 노출을 나타내는, 광발색성 안정을 위한 최적의 시스템을 제공한다.

본 발명이 바람직한 구체예와 연관되어 설명되는 동안, 당업자는 이전의 구체예들을 읽은 후, 효과를 위한 다양한 변경, 동등한 것의 치환, 및 여기서 발표된 구성요소 및 방법들의 다른 변경을 할 수 있다. 따라서 특허증에 의해 부여되는 보호 영역은 부가된 청구항 및 그들의 동등한 것에 의해 제한되지 않는다.

Claims

약 750-2100 nm의 파장 영역에서 입사 태양열 방사선을 받고 적외선을 걸러내기 위해 작동하는 제 1 필터;

약 341 ± 5 nm에서 화학선(actinic radiation)이 투과되는 동안 약 280-400 nm의 파장 영역에서 상기 입사 태양열 방사선으로부터 자외선을 걸러내기 위한 제 2 필터; 및

상기 화학선을 받고 활성화되기 위해 제공되는 광발색성 염료(photochromic dye)를 포함하는 광발색성 물질.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 필터는 광안정제 물질인 광발색성 시트.
제 2 항에 있어서, 상기 시트는 둘 이상의 상기 광발색성 염료 및 상기 광안정제 물질을 더 포함하는 광발색성 시트.
입사 태양열 방사선을 받고 상기 태양열 방사선으로부터 열을 감소시키기 위해 작동하는 제 1 고분자층;

광안정제 물질 및 광발색성 염료를 포함하며, 약 341 ± 5 nm에서 화학선이 투과되고 화학선에 반응하는 동안 약 280-400 nm의 파장 영역에서 상기 입사 태양열 방사선으로부터 자외선을 걸러내는 광발색성 접착층; 및

상기 광발색성 접착층을 덮기 위한 제 2 고분자층을 포함하는 투명 광발색성 시트.
제 4 항에 있어서, 상기 광발색성 시트는 상기 제 1 고분자층의 한쪽면에 적용되는 광발색성 코팅층을 더 포함하고, 여기서 상기 광발색성 코팅층은 광안정제 물질 및 광발색성 염료를 포함하는 광발색성 시트.
제 5 항에 있어서, 상기 광발색성 코팅층이 상기 광발색성 접착층과 동일한 농도의 광안정제 물질 및 광발색성 염료를 가지는 광발색성 시트.
제 5 항에 있어서, 상기 광발색성 코팅층이 상기 광발색성 접착층보다 더 적은 농도의 광안정제 물질 및 광발색성 염료를 가지는 광발색성 시트.
제 4 항에 있어서, 상기 제 1 고분자층이 금속을 포함하는 광발색성 시트.
제 4 항에 있어서, 상기 광발색성 시트는 금속 코팅층을 더 포함하고, 상기 금속 코팅층은 상기 제 1 고분자층의 한쪽면에 진공-증착되는 광발색성 시트.
제 8 항에 있어서, 상기 금속이 알루미늄, 은, 금, 구리, 그들의 합금 및 그들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 광발색성 시트.
제 4 항에 있어서, 상기 제 1 고분자층이 Met. M-54, XIR-70 및 TM-3Q로 이루어지는 군으로부터 선택되는 광발색성 시트.
제 4 항에 있어서, 상기 광발색성 염료가 스파이로인돌린 옥사진(spiroindoline oxazine) 또는 그들의 유사체인 광발색성 시트.
제 4 항에 있어서, 상기 광발색성 염료가 포토졸 블루(Photosol Blue) 02-65 인 광발색성 시트.
제 4 항에 있어서, 상기 광안정제 물질이 자외선 흡수제, 부자유 아민 광안정제, 광퀀쳐(light quencher) 및 그들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 광발색성 시트.
제 4 항에 있어서, 상기 광안정제 물질이 3:1에서 1:3의 비율에서 자외선 흡수제 및 부자유 아민 광안정제의 조합인 광발색성 시트.
제 4 항에 있어서, 상기 광안정제 물질이 1:1의 비율에서 자외선 흡수제 및 부자유 아민 광안정제의 조합인 광발색성 시트.
제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 고분자층은 폴리에스터 필름 또는 폴리카보네이트 필름이 될 수 있는 광발색성 시트.
제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 고분자층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 광발색성 시트.
제 4 항에 있어서, 상기 시트가 상기 제 2 광발색성 접착층을 덮기 위한 제 2 광발색성 접착층 및 지지 고분자층을 더 포함하는 광발색성 시트.
제 19 항에 있어서, 상기 제 2 광발색성 접착층이 상기 제 1 광발색성 접착층과 동일한 농도의 광안정제 물질 및 광발색성 염료를 가지는 광발색성 시트.
제 19 항에 있어서, 상기 제 2 광발색성 접착층이 상기 제 1 광발색성 접착층보다 증가된 농도의 광안정제 물질 및 광발색성 염료를 가지는 광발색성 시트.
제 1 투명 고분자층;

광안정제 물질 및 광발색성 염료를 포함하며, 약 341 ± 5 nm의 파장에서 화학선의 투과를 허용하는 상기 제 1 투명 고분자층 상의 광발색성 코팅층;

상기 광발색성 코팅층에서 제공되는 것과 동등하거나 더 많은 농도의 광안정 제 물질 및 광발색성 염료를 포함하는 제 1 광발색성 접착층;

상기 광발색성 코팅층 및 상기 광발색성 접착층을 둘러싸기 위한 제 2 투명 고분자층;

상기 제 1 광발색성 접착층과 동등하거나 더 맣은 농도를 포함하는 제 2 광발색성 접착층; 및

상기 제 2 광발색성 접착층 위에 제공되는 투명 지지 고분자층(backing transparent polymeric layer)을 포함하는 광발색성 시트.
제 22 항에 있어서, 상기 제 1 투명 고분자층이 금속을 가지는 광발색성 시트.
제 23 항에 있어서, 상기 금속이 알루미늄, 은, 금, 구리, 그들의 합금 및 그들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 광발색성 시트.
제 22 항에 있어서, 상기 제 1 투명 고분자층이 Met. M-54, XIR-70 및 TM-3Q로 이루어지는 군으로부터 선택되는 광발색성 시트.
제 22 항에 있어서, 상기 제 2, 제 3 및 투명 지지 고분자층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 광발색성 시트.
제 1 투명 고분자층;

상기 제 1 투명 고분자층 상에 진공 증착된 금속 코팅층;

광안정제 물질 및 광발색성 염료를 포함하며, 약 341 ± 5 nm의 파장에서 화학선의 투과를 허용하는 상기 금속 코팅층 상에 적용되는 제 1 광발색성 접착층;

상기 금속 코팅층 및 상기 광발색성 접착층 상의 한쪽면을 둘러싸기 위한 제 2 투명 고분자층;

상기 제 2 투명 고분자층의 다른 면 상에 제공되는 제 2 광발색성 접착층;

상기 제 2 광발색성 접착층 위에 제공되는 제 3 투명 고분자층;

상기 제 3 투명 고분자층 위에 제공되는 제 3 광발색성 접착층; 및

상기 제 3 광발색성 접착층 위에 제공되는 투명 지지 고분자층을 포함하는 광발색성 시트.
제 27 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 투명 지지 고분자층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 광발색성 시트.