光互変性フィルム材料
この発明は、太陽光線から、近赤外線と、紫外線の十分な部分とを除去する一方で、約３４１±５ｎｍの波長範囲の活性線を透過させる光互変性材料に向けられている。この光透過性の光互変性材料は、光及び熱安定性を与えて、より長い有用な寿命を達成する。この光互変性材料は、１以上の層の上に設けられるかその中に含まれた構成要素を有する多層構造内に組み込まれることが好ましい。これは、光疲労に対する抵抗を強化するためである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願との相互参照］
適用なし
［連邦補助研究または開発に関する表明］
適用なし
［発明の背景］
光互変性（ホトクロミック）材料は既知であって、太陽光のスペクトル内の活性線に対する露光に応答して、光透過又は色に変化を示す。入射放射の除去は、これらの材料を元の透過状態へ逆戻りさせる。
【０００２】
そのような光互変性材料は、サングラス、グラフィックス、眼病用レンズ、ソーラー制御窓フィルム、保安及び認証ラベル、並びに多くの他のものに対する製品応用を持つ。しかしながら、光互変性材料の用途は、非常に制限されてきた。これは、紫外（ＵＶ）光線、特に短波長（＜４００ナノメータ（ｎｍ））、並びに赤外（ＩＲ）線放射（＞７８０ｎｍ）に対する連続した露光による材料の光互変特性の劣化に起因する。この劣化は、“光疲労”として知られており、光互変性効果を生成する有機化合物の化学的分解によって引き起こされる。
【０００３】
有機化合物の光劣化は、２つの明瞭に区別される化学的プロセスを含む。１つのプロセスは、ＵＶ光線の吸収、即ち光分解と、分子結合切断により生ずる遊離基の付随した形成である。第２のプロセスは、光分解中に形成された遊離基と酸素との相互作用がペルオキシラジカルを形成する自動酸化である。このラジカルは、水素引抜によって化合物の分子構造を攻撃して、もう１つの遊離基を発生する。この遊離基の酸素との更なる反応は、ヒドロペルオキシドの形成へと導く。このヒドロペルオキシドは、光分解を通してより多くの遊離基を発生する。
【０００４】
この化学的分解は、漂白（不活性）−着色（活性化）変換率の漸次減衰によって示される。可逆的色変化の総合的な不在は、色形成に責任のある分子全体の完全な劣化又は不活性化を示している。多くの特許は、光安定剤を種々に組み合わせて使用し、光互変性品の耐久性を改良することについて記載している（例えば、米国特許４，４４０，７６２号、４，７２０，３５６号、５，０００，８７８号、５，３３０，６８６号、５，３９１，３２７号、５，９７３，０３９号、６，０８３，４２７号及び６，２６２，１５５号）。しかしながら、それらは、太陽光への長期間の露光に関与する製品に使用するには不十分である。従って、改良された耐久性及び“光疲労”に対して強化された抵抗を有する光互変性材料に対する必要性がある。
【０００５】
［発明の簡単な要約］
本発明は、太陽光線から、近赤外線と、紫外線の十分な部分とを除去する一方で、活性線放射を透過させて光互変性色素を活性化するための光互変性材料を提供する。この光透過性の光互変性材料は、光及び熱安定性を与えて、より長い有用な寿命を達成する。この光互変性材料は、１以上の層の上に設けられるかその中に含まれた構成要素を有する多層構造内に組み込まれることが好ましい。１つの形態において、この発明は、シート又はフィルム形体の多層構造を備える。この多層構造は、第１の透明高分子層を有する。この高分子層は、その表面上に設けられた金属化された被覆を有する。この被覆は、約７５０〜２１００ｎｍの波長範囲の赤外スペクトルを除去すると共に、約４００〜７５０ｎｍの可視スペクトルでは透過性である。赤外フィルタ材料の上に、１つの材料の層が設けられる。この材料の層は、光互変性色素と、約２８０〜４００ｎｍの紫外光波長範囲で吸収性の光安定化剤とからなる。この発明の材料は、ＵＶ範囲全体の十分な部分を除去する一方で、それは所定の活性線放射の透過を許容して、化学的変化が光互変性色素で起こるようにする。第２の透明高分子層は、第１の光互変性色素及び光安定化層上に設けられ、また第１の色素及び光安定化層と同じか同様の第２の光互変性色素及び光安定化層は、第２の高分子層上に設けられる。第１の高分子層と同じ材料である透明裏材層は、第２の色素及び光安定化層を覆う。
【０００６】
第１、第２及び裏材の高分子層は、市販のシート又はフィルム材料、例えばポリエステル又はポリカーボネートフィルムで構成され得る。例示的フィルムには、限定されるものではないが、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、Ｍｅｔ．Ｍ−５４、ＸＩＲ−７０及びＴＭ−３Ｑが含まれる。１つの形態において、高分子材料は、意図された所望の可視色の度合いに依存して選択され得る。
赤外フィルタ層は、所望の化粧特性、即ち多層シートの所望の色合い及び透過率に依存して、銀、金、銅、アルミニウム又はそのような金属の種々の組み合わせ又は合金からなることができる。金属化された層は、光互変性色素の劣化の一因となる熱を除去するように動作する。この熱は、分離された赤外線によって表される。
【０００７】
この発明によると、光安定化層は、約３４１±５ｎｍの波長範囲の狭帯域の紫外線の十分な透過を許容して、光互変性色素を活性化する。第１及び第２の光互変性及び光安定化層の光安定化成分は、光互変性色素の劣化のもう１つの源となる約２８０〜約４００ｎｍの範囲の紫外光を除去する。しかしながら、この発明では、光安定剤は、約３４１±５ｎｍの波長範囲にある活性線放射が通過することを許容する。この発明のもう１つの形態では、２つの色素及び光安定化層の使用が、その製品に対してより長い有効寿命を達成する。これは、あまり除去されていない入射光への露光に起因して第１の層が劣化した後でさえも、第２の層が意図された紫外線除去を与えるからである。２層内の色素及び安定剤の濃度は、特別な応用及び意図された寿命に適合するように、同じであっても、異なっていてもよい。
【０００８】
代替実施形態では、多層シート又はフィルムは、単一の光互変性色素及び安定剤の層を有することができる。あるいは、色素及び安定剤はそれぞれの層であり得る。加えて、２より多い色素及び安定剤の層を設けることができる。色素及び安定剤の濃度は、意図された性能要件に適合するように変化され得る。
【０００９】
紫外線吸収及び赤外線分離特性及び材料の独得な組み合わせを有したこの発明の光互変性の光透過性シートは、特別注文することができる。これは、透過に適度な変化を与える一方で、より長い有用な寿命と光互変性の安定性を、光疲労に対して強化された抵抗に与えるためである。適切に調製された光安定化層を備えたこの発明の多層光互変性材料の順序と方位は、除去される短波長ＵＶ光線に対する曲がりくねった経路を創生する。この経路は、化学的劣化を引き起こすことが知られており、かくして短波長ＵＶ光線の光互変性材料への貫通を最小化する。
この発明の他の特徴及び利点は、添付図面に関連してなされるその好ましい実施形態の以下の説明から、並びに請求の範囲から明らかになる。
【００１０】
［発明の詳細な説明］
この発明の一実施形態では、光互変性材料は、入射太陽光線を受光するための第１のフィルタ材料であって、近赤外線を除去するように動作する第１のフィルタ材料と、前記入射太陽光線から紫外線を除去する第２のフィルタ材料と、残りの太陽光線を受光すると共にそれに反応するために設けられた光互変性色素とを備え、残りの太陽光線は、光互変性色素に対する活性化用の放射を含んでいる。
【００１１】
第１のフィルタ材料は、シートに設けられる。このシートは、通常の可視スペクトル内で透過性であると共に、金属化された層を有する。この金属化された層は、厚さに依存して、５０％より大きな可視光（４００〜７５０ｎｍ）透過と、６０％より大きな太陽近赤外線（７５０〜２１００ｎｍ）反射率とを有する。これら透過／反射率の値は、１００〜１０００オングストローム（１Å＝１０ｎｍ）の金属厚さで達成される。金属の極薄被覆は、自立した高分子シート、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に分離して適用され、また通常は多層の金属によって製作されて、所望の色訂正、輝き低減及び化粧外観を達成する。金属化された被覆は、既知の技術、例えば物理的蒸着やスパッタリングによって、透明なポリマーの基板又はフィルム上になされる。透明なポリマーには、ポリカーボネート、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリウレタン、ビニルコポリマー、塩化ビニリデン、セルロースポリマー、ＰＥＮ又はＰＥＳがある。好ましくは、厚さ０．５〜５．０ミクロン（μｍ）で光学的に透明な二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが使用される。
【００１２】
そのような金属被覆を備えた赤外線フィルタ（又は高分子フィルム）材料には、限定されるものではないが、アルミニウム、銀、金、銅、又は銀／銅、銀／金、金／銅を含む合金、又はそれらの種々の組み合わせがある。これらの金属被覆は、精密に制御された厚さを有する多層スタックとして適用され、透明性及び中性色を与える（例えば、米国特許４，７９９，７４５号、５，０７１，２０６号、５，３０６，５４７号、５，５１０，１７３号及び６，００７，９０１号に記載されている）。典型的な被覆厚さは、１０〜５０ｎｍ程度である。
【００１３】
市販されている例示的な金属化された高分子フィルムには、Ｍｅｔ．Ｍ−５４、ＸＩＲ及びＴＭ−３Ｑがある。紫外（ＵＶ）−可視−近赤外（ＩＲ）領域から全ソーラースペクトルをカバーする測定されたスペクトルデータに基づいて、諸特性が以下に要約される。表Ｉは、リストされた材料の放射率を示している。この放射率は、表面で吸収された熱を表し、従って反射された熱の尺度を間接的に与える。Ｍｅｔ．Ｍ−５４、ＸＩＲ−７０及びＴＭ−３Ｑは、全てＰＥＴフィルムであって、金属及び／又はそれらの合金の極薄層が真空被覆されて、可視光放射に対して光学的にほぼ透明である。Ｍｅｔ．Ｍ−５４は、５０％程度の可視光透過を有するアルミニウムの薄層を有する。ＸＩＲ−７０は、６０〜７０％の光透過を有する銀合金の層を有する。ＴＭ−３Ｑは、５０〜６０％の光透過を有する金合金で被覆されている。
【００１４】
表Ｉ． １２．５ミクロンのフィルムの熱流特性＊
【００１５】
Ｔ＝透過率； Ｒ＝反射率
＊上記のソーラー特性値は、“シート材料のソーラーエネルギ透過率及び反射率”と称されるＡＳＴＭ Ｅ−４２４−７１並びに“積分球を使用する材料のソーラー吸収率、透過率及び反射率に対する標準試験法”と称されるＡＳＴＭ Ｅ−９０３−８２（１９９２年に再承認された）に従って決定された。
【００１６】
使用された分光光度計は、パーキン−エルマーのＵＶ−可視−近ＩＲ分光光度計ラムダ１９型であった。
【００１７】
第２のフィルタ材料は、選択的なＵＶ光線を除去する一方で、約３４１±５ｎｍの波長の活性線を透過させるように動作する光安定化層を備える。３つの主たる光安定剤、即ちＵＶ吸収体（ＵＶＡ）と、立体障害アミン光安定剤（ＨＡＬＳ）と、ニッケル・クエンチャーとが利用可能である。ＵＶＡは、有害なＵＶ光線を選択的に吸収し、それを、材料母体全体を通して無害な熱エネルギとして放散する。これらの材料は、光安定性であって、約２８０から４００ナノメータ（ｎｍ）のＵＶ範囲にわたって高い吸収性を有する。ＨＡＬＳは、光酸化プロセス中に形成された遊離基を“捕捉”することによって機能する。これらの遊離基は、光分解のより活性な副産物に対する前駆体であって、光互変特性のより迅速な劣化を促進する。ニッケルクエンチャーは、エネルギ遷移剤であって、ヒドロペルオキシドの分解を通して光酸化中に形成されたカルボニル基の励起状態を“クエンチ”することによって機能する。本発明の光安定化層は、これら安定化剤の組み合わせであって、以下で更に説明されるように、最適なフィルタリングを与える。
【００１８】
特別な光互変性色素材料は、スピロインドリン・オキサジンと呼ばれる化学物質のカテゴリを包含する。この特別なタイプは、他の既知の光互変性色素よりも比較的良好な光疲労抵抗を有するものと考えられるが、依然として太陽光に対する長期の露光による劣化をこうむる。
【００１９】
ＩＲフィルタ材料、光安定剤及び光互変性色素は、随意的に多層構造内に独立した層として組み込まれるか、あるいは１以上の層の上に設けられるか、又はその中に含まれ得る。これらの層はまた、それらが連続的に積層され得る場合は、被覆又は接着剤として適用され得る。
【００２０】
この発明の一実施形態では、図１に示されているように、発明の基本構造的構成は、２枚の高分子シート１０ａ及び１０ｂを、各々光互変性接着層３０ａの逆の面上に備えて、光互変性接着層３０ａを封じ込めると共に２層サンドイッチ構造を形成する。高分子シート１０ａ及び１０ｂは、通常の可視スペクトルにおいて透過性である。光互変性接着層３０ａは、約２８０〜４００ｎｍの範囲のＵＶ光線を除去するが、約３４１±５ｎｍの波長範囲にある活性線の通過を許容する。光互変性接着層３０ａは、積層用接着剤の薄層中に形成された光互変性色素及び光安定化材料の透明で同質の固溶体を備える。この乾燥接着フィルムは、通常５〜１０マイクロメータの厚さである。高分子シート１０ａ、即ち第１のフィルタ材料は、ごくわずかしか熱を除去できない。この積層用接着剤機能に好適なポリマータイプは、例えば、ポリエステルと、“ＰＬＡＭ”即ち脂肪族ポリウレタンと、“ＵＬＡＭ”とである。
【００２１】
この発明のもう１つの実施形態では、図１Ａに示されるように、高分子層１０ａは、一方の面上に、薄い透明な光互変性被覆層２０を有することができる。この光互変性被覆層２０は、光互変性接着層３０ａ内と同じか少ない濃度の光互変性色素及び選択性ＵＶ安定剤を含み、光互変性接着層３０ａを活性化して色形成を起こすに必要な波長における入射ＵＶ光線の透過を可能にする。これは、開放窓を持つ第１の選択性ＵＶ吸収層であり、光互変性色素を活性化するＵＶ光線の透過を許容する一方で、光互変性色素の化学的劣化を起こす有害なＵＶ光線（３４０ｎｍ未満）を実質的に阻止する。
【００２２】
光互変性接着層３０ａ及び光互変性被覆層２０の安定化材料内のＵＶ吸収成分は、ポリマー樹脂を基準として５〜１０重量％の濃度レベルで波長３４０ｎｍ以上のＵＶ透過＞５０％を許容するタイプである。ＵＶ光線を吸収しない立体障害アミン成分は、この母体中のＵＶ吸収体に比例した濃度のレベルにある。立体障害アミンに対するＵＶ吸収体の重量比は、３：１〜１：３、好ましくは１：１の範囲である。この発明によれば、ＵＶ吸収体の新規な選択は、所望の狭波長範囲における最大吸収特性に基づくものであるが、好ましいＵＶ透過勾配を創生し、更に有害な波長を最小化すると共に有用な（活性線の）ＵＶ光線放射を最大化して光互変性色形成を起こす。
【００２３】
図２に示されるように、この発明の更にもう１つの実施形態では、高分子層１０ａは、透明／反射性金属層２１の薄い堆積物を有する。この真空蒸着された透明な金属被覆は、２つの機能、即ち赤外線（約２８０〜約４００ｎｍの範囲）を選択的に除去すると共に、色形成を妨げる積層された層内での熱蓄積を最小化する機能と、有用なＵＶ光線を選択的に透過させて、光互変性活性（約３４１±５ｎｍの範囲）を起こすと同時に、その後方の光色素を含んだ層の化学的劣化を引き起こす短波長ＵＶ光線を反射する機能とを有する。層２１上にある薄い赤外フィルタ金属被覆は、層３０ａ内の光互変性色素／光安定剤成分の接着キャリアによって、腐食及び機械的摩耗から保護されている。図２において、高分子層１０ｂは、光互変性接着層３０ａを囲む裏材層として示されている。
【００２４】
この発明の異なる実施形態では、追加的なフィルタリングと光疲労の低減を与えるために、図３に示されるように、光安定化材料及び光互変性色素を含む１より多い光互変性層が設けられる。層２０及び３０ａに含まれた光互変性材料は上述したように同じであるが、この実施形態はまた、第３の高分子層１０ｃと第２の光互変性接着層３０ｂを有して、３層の高分子フィルム構造を与える。第３の高分子層１０ｃは、第２の光互変性接着層３０ｂ及び適当な量の光安定剤と共に積層されて、光互変性活性を維持する。これは、この発明の光互変性材料の光互変性活性の使用期間を更に増加するように設計されている。
【００２５】
この発明の更に異なる実施形態では、図４に示されているように、３層積層体が、更に第４の高分子層１０ｄと第３の光互変性接着層３０ｃとを有する４層構造に拡張されている。この後続層の積み重ねは、光互変性層の貯蔵所を与えるためである。その度合いは、この発明の光互変性材料の使用期間中の先行層内における光互変性色素成分の進行性消耗が、それらの後方に構築された後続光互変性接着層によって再び満たされるようにするものである。この代替実施形態では、真空蒸着金属被覆層２１は、ＩＲ放射を除去すると共に、依然として約３４１±５ｎｍの波長範囲の活性線の透過を許容するものとして示されている。
この出願全体を通して引用された全ての参照文献、継続中の特許出願及び公開された特許出願の内容は、参照によりここに組み入れられる。
【実施例】
【００２６】
以下の実施例は、本発明の利点を説明するために、また当業者がそれを作り且つ使用することを助けるために提供されている。これらの実施例は、この開示の範囲を如何なる仕方においても制限することを意図したものではない。
以下の実施例は、この発明に係る例示的光互変性フィルタを提供する。接着剤処方の全ての部は、そうでないと注記されていなければ、重量である。以下で参照されるシート番号は、図５のシート番号に対応する。
【００２７】
［実施例Ｉ］
透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の２５マイクロメータ箔は、一方の面に、重量比１：１：１のエタノール／トルエン／メチルエチルケトン混合物を溶媒とする脂肪族ウレタン積層用接着剤の２０％溶液が被覆された。この積層用接着剤は、３０グラムの接着性樹脂溶液と、０．５グラムのジエポキシド硬化剤と、０．３０グラムのスピロインドリン・オキサジン・色素（ＰＰＧケミカルズ社から市販されている材料であって、“フォトゾル・ブルー０２−６５”としても知られている）とからなる。積層用接着剤溶液は、光安定剤でないことを意味する“ＬＡＭ−０”として示された。
【００２８】
積層用接着剤被覆溶液は、メイヤーバーを使用して基板表面に塗布され、溶媒は、強制ホットエアーガンで、２〜８ミクロンの乾燥被覆厚さに乾燥された。これは、表面積の平方メータ当たり約２〜８グラムと等価である。
【００２９】
光互変性接着剤溶液の流動学的特性は、乾燥被覆の容認できない平滑さを、１０ミクロンを超える厚さで生ずる傾向がある。この光学的欠陥は、光互変性シート複合体の不活性状態では、容易に認識できるものではなかった。ＵＶ光線による活性化時に、着色状態の品質は、被覆の厚さ、平滑さ及び均一性を示すものであった。２ミクロン未満の被覆厚さは、容認できる色彩度を生じない。
この接着剤被覆されたＰＥＴ上に同一のＰＥＴシートが重ねられ、ホットニッピングによる２層構造が２つのホットローラ間に表面温度１００°＋／−５°Ｃ程度で形成された。この被覆技術は、全ての後続積層用接着剤処方についても
使用され、多層光互変性シート製品を順次積み上げた。
[PC - Sheet #01] → PET / LAM-0 / PET / LAM-0 / PET
【００３０】
［実施例II］
ＬＡＭ−０の変形例が作られた。これは、ＢＡＳＦ社によって製造された“Ｕｖｉｎｕｌ３０８８”とも呼ばれるＵＶ吸収体である２−エチルヘキシルｐ−メトキシシナメートの等量（色素に関して）と、チバガイギー・スペシャルティ・ケミカルズ社から入手可能な“Ｔｉｎｕｖｉｎ５０５０” と呼ばれる立体障害アミン光安定剤とを、混合物中に組み込むことによって行われた。この光安定化接着剤混合物は、“ＬＡＭ−１”として示され、もう１つの３層積層体を作ることに使用された。
[PC - Sheet #02] → PET / LAM-1 / PET / LAM-0 / PET
【００３１】
［実施例III］
真空被覆されたＩＲＲＳｉｌ反射体（銀合金）と呼ばれるポリエチレンテレフタレートの２５マイクロメータ箔（この場合、透明金属被覆は、合計約７５ｎｍの薄い金属層のスタックで構成される）は、その金属被覆面に、接着剤混合物“ＬＡＭ−０”が被覆され、そしてＰＥＴに積層されて、２相構造を形成した。同じ被覆技術は、３層積層体を作ることに使用された。
[PC - Sheet #03] → IRRSil / LAM-0 / PET / LAM-0 / PET
３層積層体のもう１つのバージョンが次のように作られた。
[PC - Sheet #04] → IRRSil / LAM-1 / PET / LAM-0 / PET
【００３２】
［実施例ＩＶ］
ＬＡＭ−０の別の変形例が作られた。これは、“ＴｉｎｕｖｉｎＰ”としても知られるＵＶ吸収体である２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−メチルフェノールの等量（色素に関して）と、“Ｔｉｎｕｖｉｎ３２６”としても知られる２−（５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１，１−ジメチルエチル）−４−メチルフェノール（共にチバガイギー・スペシャルティ・ケミカルズ社から入手可能である）とを、混合物中に組み込むことによって行われた。この光安定化接着剤混合物は、“ＬＡＭ−２”として示され、３層積層体のもう１つのシリーズを作ることに使用された。
[PC - Sheet #05] → IRRSil / LAM-1 / PET / LAM-2 / PET
【００３３】
［実施例Ｖ］
他の２タイプの真空被覆されたポリエチレンテレフタレートが、熱反射フィルムとして、先に使用されたＩＲＲＳｉｌに加えて使用された。それらは、ＩＲＲＧｏとＩＲＲＡｌであって、金合金と純アルミニウムの極めて薄い層がそれぞれ熱反射率特性を与える。
[PC - Sheet #06] → IRRGo / LAM-1 / PET / LAM-0 / PET
[PC - Sheet #07] → IRRGo / LAM-1 / PET / LAM-2 / PET
[PC - Sheet #08] → IRRAl / LAM-1 / PET / LAM-0 / PET
[PC - Sheet #09] → IRRAl / LAM-1 / PET / LAM-2 / PET
【００３４】
［実施例ＶＩ］
先の実施例と同じ順次積層技術を使用して、４層光互変性シートのサンプルが種々の積層用接着剤処方によって製作された。これらの多層構成は、次の通りである。
[PC - Sheet #10] → PET / LAM-1 / PET / LAM-2 / PET / LAM-0 / PET
[PC - Sheet #11] → IRRSil / LAM-1 / PET / LAM-2 / PET / LAM-0 / PET
[PC - Sheet #12] → IRRAl / LAM-1 / PET / LAM-2 / PET / LAM-0 / PET
加速されたソーラー放射露光下での耐用性試験で、２．５×５．０インチのシートサンプルが、キセノンアーク・ウエザーＯメータＣｉ４００型内に配置された。露光時間は、５０〜１００時間間隔であった。試験パラメータは、以下の通りであった：３４０ｎｍでの強ＵＶ出力＝０．３５Ｗ／ｍ２／ｎｍ；ランプ電力＝３〜４Ｋｗ；空気室温度＝５０°＋／−５°Ｃ；相対湿度＝５０％。
【００３５】
全ての試験サンプルシートは、回転式トレー上に搭載されたフレーム内に配置され、位置決めされて、それらのＩＲＲ反射体フィルム前面がキセノンアークランプ源に面するようにした。光互変性活性は、キセノンアーク・ウエザーＯメータからシートサンプルを取り出すことによって決定され、室温で平衡させることを可能にし、それから可搬型ＵＶ照射ランプ源によって３０秒間“活性化”され、直ちにマクベス濃度計ＴＤ９０４型を使用して光学濃度を測定した。可搬型ＵＶランプは、ＵＶプロダクツ社によって製造され、短及び長波ＵＶ光線の双方を発生する。
【００３６】
図５に示されているように、それらの結果は、特異なＵＶ吸収体及びＨＡＬＳの混合物によって特徴付けられる所定の光安定剤システムが、光抵抗及び耐久性を光互変性シートに与えることを示している。これらの添加物がないと、色可逆性の特性は、シミュレートされた太陽光露光中に１００時間以下で全くなくなる（シート＃１）。透明な赤外線反射フィルムを光互変性シート品の前方に使用すると、耐久性が増加され、それを最大３００時間まで延長する（シート＃２）。光互変性積層用接着剤処方に組み込まれて多層構造を作る赤外線反射フィルムとスペクトル選択性ＵＶ吸収体／立体障害アミン光安定剤混合物との組み合わせは、連続シミュレートされた太陽光露光の最大１０００時間まで、光互変性安定化に最適なシステムを提供する。
【００３７】
本発明は、好ましい実施形態に関連して説明されてきたが、当業者は、前記の明細書を読んだ後に、種々の変化、均等物の置換、及び他の変更を、ここで言及された組成及び方法にもたらすことが可能になる。それ故、特許によってここに与えられる保護は、添付された請求の範囲及びその均等物によってのみ制限されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の一実施形態の図式表現である。
【図１Ａ】この発明の一実施形態の図式表現である。
【図２】この発明の第２の実施形態の図式表現である。
【図３】この発明の異なる実施形態の図式表現である。
【図４】この発明のもう１つの実施形態を描いている。
【図５】露光された“活性化”サンプルの測定された光学濃度からのパーセント可視光透過対露光時間を実施例で説明されたように示す表ＩＩである。
【符号の説明】
【００３９】
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 高分子層
２１ 真空蒸着金属被覆層
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 光互変性接着層
【技術分野】
【０００１】
［関連出願との相互参照］
適用なし
［連邦補助研究または開発に関する表明］
適用なし
［発明の背景］
光互変性（ホトクロミック）材料は既知であって、太陽光のスペクトル内の活性線に対する露光に応答して、光透過又は色に変化を示す。入射放射の除去は、これらの材料を元の透過状態へ逆戻りさせる。
【０００２】
そのような光互変性材料は、サングラス、グラフィックス、眼病用レンズ、ソーラー制御窓フィルム、保安及び認証ラベル、並びに多くの他のものに対する製品応用を持つ。しかしながら、光互変性材料の用途は、非常に制限されてきた。これは、紫外（ＵＶ）光線、特に短波長（＜４００ナノメータ（ｎｍ））、並びに赤外（ＩＲ）線放射（＞７８０ｎｍ）に対する連続した露光による材料の光互変特性の劣化に起因する。この劣化は、“光疲労”として知られており、光互変性効果を生成する有機化合物の化学的分解によって引き起こされる。
【０００３】
有機化合物の光劣化は、２つの明瞭に区別される化学的プロセスを含む。１つのプロセスは、ＵＶ光線の吸収、即ち光分解と、分子結合切断により生ずる遊離基の付随した形成である。第２のプロセスは、光分解中に形成された遊離基と酸素との相互作用がペルオキシラジカルを形成する自動酸化である。このラジカルは、水素引抜によって化合物の分子構造を攻撃して、もう１つの遊離基を発生する。この遊離基の酸素との更なる反応は、ヒドロペルオキシドの形成へと導く。このヒドロペルオキシドは、光分解を通してより多くの遊離基を発生する。
【０００４】
この化学的分解は、漂白（不活性）−着色（活性化）変換率の漸次減衰によって示される。可逆的色変化の総合的な不在は、色形成に責任のある分子全体の完全な劣化又は不活性化を示している。多くの特許は、光安定剤を種々に組み合わせて使用し、光互変性品の耐久性を改良することについて記載している（例えば、米国特許４，４４０，７６２号、４，７２０，３５６号、５，０００，８７８号、５，３３０，６８６号、５，３９１，３２７号、５，９７３，０３９号、６，０８３，４２７号及び６，２６２，１５５号）。しかしながら、それらは、太陽光への長期間の露光に関与する製品に使用するには不十分である。従って、改良された耐久性及び“光疲労”に対して強化された抵抗を有する光互変性材料に対する必要性がある。
【０００５】
［発明の簡単な要約］
本発明は、太陽光線から、近赤外線と、紫外線の十分な部分とを除去する一方で、活性線放射を透過させて光互変性色素を活性化するための光互変性材料を提供する。この光透過性の光互変性材料は、光及び熱安定性を与えて、より長い有用な寿命を達成する。この光互変性材料は、１以上の層の上に設けられるかその中に含まれた構成要素を有する多層構造内に組み込まれることが好ましい。１つの形態において、この発明は、シート又はフィルム形体の多層構造を備える。この多層構造は、第１の透明高分子層を有する。この高分子層は、その表面上に設けられた金属化された被覆を有する。この被覆は、約７５０〜２１００ｎｍの波長範囲の赤外スペクトルを除去すると共に、約４００〜７５０ｎｍの可視スペクトルでは透過性である。赤外フィルタ材料の上に、１つの材料の層が設けられる。この材料の層は、光互変性色素と、約２８０〜４００ｎｍの紫外光波長範囲で吸収性の光安定化剤とからなる。この発明の材料は、ＵＶ範囲全体の十分な部分を除去する一方で、それは所定の活性線放射の透過を許容して、化学的変化が光互変性色素で起こるようにする。第２の透明高分子層は、第１の光互変性色素及び光安定化層上に設けられ、また第１の色素及び光安定化層と同じか同様の第２の光互変性色素及び光安定化層は、第２の高分子層上に設けられる。第１の高分子層と同じ材料である透明裏材層は、第２の色素及び光安定化層を覆う。
【０００６】
第１、第２及び裏材の高分子層は、市販のシート又はフィルム材料、例えばポリエステル又はポリカーボネートフィルムで構成され得る。例示的フィルムには、限定されるものではないが、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、Ｍｅｔ．Ｍ−５４、ＸＩＲ−７０及びＴＭ−３Ｑが含まれる。１つの形態において、高分子材料は、意図された所望の可視色の度合いに依存して選択され得る。
赤外フィルタ層は、所望の化粧特性、即ち多層シートの所望の色合い及び透過率に依存して、銀、金、銅、アルミニウム又はそのような金属の種々の組み合わせ又は合金からなることができる。金属化された層は、光互変性色素の劣化の一因となる熱を除去するように動作する。この熱は、分離された赤外線によって表される。
【０００７】
この発明によると、光安定化層は、約３４１±５ｎｍの波長範囲の狭帯域の紫外線の十分な透過を許容して、光互変性色素を活性化する。第１及び第２の光互変性及び光安定化層の光安定化成分は、光互変性色素の劣化のもう１つの源となる約２８０〜約４００ｎｍの範囲の紫外光を除去する。しかしながら、この発明では、光安定剤は、約３４１±５ｎｍの波長範囲にある活性線放射が通過することを許容する。この発明のもう１つの形態では、２つの色素及び光安定化層の使用が、その製品に対してより長い有効寿命を達成する。これは、あまり除去されていない入射光への露光に起因して第１の層が劣化した後でさえも、第２の層が意図された紫外線除去を与えるからである。２層内の色素及び安定剤の濃度は、特別な応用及び意図された寿命に適合するように、同じであっても、異なっていてもよい。
【０００８】
代替実施形態では、多層シート又はフィルムは、単一の光互変性色素及び安定剤の層を有することができる。あるいは、色素及び安定剤はそれぞれの層であり得る。加えて、２より多い色素及び安定剤の層を設けることができる。色素及び安定剤の濃度は、意図された性能要件に適合するように変化され得る。
【０００９】
紫外線吸収及び赤外線分離特性及び材料の独得な組み合わせを有したこの発明の光互変性の光透過性シートは、特別注文することができる。これは、透過に適度な変化を与える一方で、より長い有用な寿命と光互変性の安定性を、光疲労に対して強化された抵抗に与えるためである。適切に調製された光安定化層を備えたこの発明の多層光互変性材料の順序と方位は、除去される短波長ＵＶ光線に対する曲がりくねった経路を創生する。この経路は、化学的劣化を引き起こすことが知られており、かくして短波長ＵＶ光線の光互変性材料への貫通を最小化する。
この発明の他の特徴及び利点は、添付図面に関連してなされるその好ましい実施形態の以下の説明から、並びに請求の範囲から明らかになる。
【００１０】
［発明の詳細な説明］
この発明の一実施形態では、光互変性材料は、入射太陽光線を受光するための第１のフィルタ材料であって、近赤外線を除去するように動作する第１のフィルタ材料と、前記入射太陽光線から紫外線を除去する第２のフィルタ材料と、残りの太陽光線を受光すると共にそれに反応するために設けられた光互変性色素とを備え、残りの太陽光線は、光互変性色素に対する活性化用の放射を含んでいる。
【００１１】
第１のフィルタ材料は、シートに設けられる。このシートは、通常の可視スペクトル内で透過性であると共に、金属化された層を有する。この金属化された層は、厚さに依存して、５０％より大きな可視光（４００〜７５０ｎｍ）透過と、６０％より大きな太陽近赤外線（７５０〜２１００ｎｍ）反射率とを有する。これら透過／反射率の値は、１００〜１０００オングストローム（１Å＝１０ｎｍ）の金属厚さで達成される。金属の極薄被覆は、自立した高分子シート、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に分離して適用され、また通常は多層の金属によって製作されて、所望の色訂正、輝き低減及び化粧外観を達成する。金属化された被覆は、既知の技術、例えば物理的蒸着やスパッタリングによって、透明なポリマーの基板又はフィルム上になされる。透明なポリマーには、ポリカーボネート、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリウレタン、ビニルコポリマー、塩化ビニリデン、セルロースポリマー、ＰＥＮ又はＰＥＳがある。好ましくは、厚さ０．５〜５．０ミクロン（μｍ）で光学的に透明な二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが使用される。
【００１２】
そのような金属被覆を備えた赤外線フィルタ（又は高分子フィルム）材料には、限定されるものではないが、アルミニウム、銀、金、銅、又は銀／銅、銀／金、金／銅を含む合金、又はそれらの種々の組み合わせがある。これらの金属被覆は、精密に制御された厚さを有する多層スタックとして適用され、透明性及び中性色を与える（例えば、米国特許４，７９９，７４５号、５，０７１，２０６号、５，３０６，５４７号、５，５１０，１７３号及び６，００７，９０１号に記載されている）。典型的な被覆厚さは、１０〜５０ｎｍ程度である。
【００１３】
市販されている例示的な金属化された高分子フィルムには、Ｍｅｔ．Ｍ−５４、ＸＩＲ及びＴＭ−３Ｑがある。紫外（ＵＶ）−可視−近赤外（ＩＲ）領域から全ソーラースペクトルをカバーする測定されたスペクトルデータに基づいて、諸特性が以下に要約される。表Ｉは、リストされた材料の放射率を示している。この放射率は、表面で吸収された熱を表し、従って反射された熱の尺度を間接的に与える。Ｍｅｔ．Ｍ−５４、ＸＩＲ−７０及びＴＭ−３Ｑは、全てＰＥＴフィルムであって、金属及び／又はそれらの合金の極薄層が真空被覆されて、可視光放射に対して光学的にほぼ透明である。Ｍｅｔ．Ｍ−５４は、５０％程度の可視光透過を有するアルミニウムの薄層を有する。ＸＩＲ−７０は、６０〜７０％の光透過を有する銀合金の層を有する。ＴＭ−３Ｑは、５０〜６０％の光透過を有する金合金で被覆されている。
【００１４】
表Ｉ． １２．５ミクロンのフィルムの熱流特性＊
【００１５】
Ｔ＝透過率； Ｒ＝反射率
＊上記のソーラー特性値は、“シート材料のソーラーエネルギ透過率及び反射率”と称されるＡＳＴＭ Ｅ−４２４−７１並びに“積分球を使用する材料のソーラー吸収率、透過率及び反射率に対する標準試験法”と称されるＡＳＴＭ Ｅ−９０３−８２（１９９２年に再承認された）に従って決定された。
【００１６】
使用された分光光度計は、パーキン−エルマーのＵＶ−可視−近ＩＲ分光光度計ラムダ１９型であった。
【００１７】
第２のフィルタ材料は、選択的なＵＶ光線を除去する一方で、約３４１±５ｎｍの波長の活性線を透過させるように動作する光安定化層を備える。３つの主たる光安定剤、即ちＵＶ吸収体（ＵＶＡ）と、立体障害アミン光安定剤（ＨＡＬＳ）と、ニッケル・クエンチャーとが利用可能である。ＵＶＡは、有害なＵＶ光線を選択的に吸収し、それを、材料母体全体を通して無害な熱エネルギとして放散する。これらの材料は、光安定性であって、約２８０から４００ナノメータ（ｎｍ）のＵＶ範囲にわたって高い吸収性を有する。ＨＡＬＳは、光酸化プロセス中に形成された遊離基を“捕捉”することによって機能する。これらの遊離基は、光分解のより活性な副産物に対する前駆体であって、光互変特性のより迅速な劣化を促進する。ニッケルクエンチャーは、エネルギ遷移剤であって、ヒドロペルオキシドの分解を通して光酸化中に形成されたカルボニル基の励起状態を“クエンチ”することによって機能する。本発明の光安定化層は、これら安定化剤の組み合わせであって、以下で更に説明されるように、最適なフィルタリングを与える。
【００１８】
特別な光互変性色素材料は、スピロインドリン・オキサジンと呼ばれる化学物質のカテゴリを包含する。この特別なタイプは、他の既知の光互変性色素よりも比較的良好な光疲労抵抗を有するものと考えられるが、依然として太陽光に対する長期の露光による劣化をこうむる。
【００１９】
ＩＲフィルタ材料、光安定剤及び光互変性色素は、随意的に多層構造内に独立した層として組み込まれるか、あるいは１以上の層の上に設けられるか、又はその中に含まれ得る。これらの層はまた、それらが連続的に積層され得る場合は、被覆又は接着剤として適用され得る。
【００２０】
この発明の一実施形態では、図１に示されているように、発明の基本構造的構成は、２枚の高分子シート１０ａ及び１０ｂを、各々光互変性接着層３０ａの逆の面上に備えて、光互変性接着層３０ａを封じ込めると共に２層サンドイッチ構造を形成する。高分子シート１０ａ及び１０ｂは、通常の可視スペクトルにおいて透過性である。光互変性接着層３０ａは、約２８０〜４００ｎｍの範囲のＵＶ光線を除去するが、約３４１±５ｎｍの波長範囲にある活性線の通過を許容する。光互変性接着層３０ａは、積層用接着剤の薄層中に形成された光互変性色素及び光安定化材料の透明で同質の固溶体を備える。この乾燥接着フィルムは、通常５〜１０マイクロメータの厚さである。高分子シート１０ａ、即ち第１のフィルタ材料は、ごくわずかしか熱を除去できない。この積層用接着剤機能に好適なポリマータイプは、例えば、ポリエステルと、“ＰＬＡＭ”即ち脂肪族ポリウレタンと、“ＵＬＡＭ”とである。
【００２１】
この発明のもう１つの実施形態では、図１Ａに示されるように、高分子層１０ａは、一方の面上に、薄い透明な光互変性被覆層２０を有することができる。この光互変性被覆層２０は、光互変性接着層３０ａ内と同じか少ない濃度の光互変性色素及び選択性ＵＶ安定剤を含み、光互変性接着層３０ａを活性化して色形成を起こすに必要な波長における入射ＵＶ光線の透過を可能にする。これは、開放窓を持つ第１の選択性ＵＶ吸収層であり、光互変性色素を活性化するＵＶ光線の透過を許容する一方で、光互変性色素の化学的劣化を起こす有害なＵＶ光線（３４０ｎｍ未満）を実質的に阻止する。
【００２２】
光互変性接着層３０ａ及び光互変性被覆層２０の安定化材料内のＵＶ吸収成分は、ポリマー樹脂を基準として５〜１０重量％の濃度レベルで波長３４０ｎｍ以上のＵＶ透過＞５０％を許容するタイプである。ＵＶ光線を吸収しない立体障害アミン成分は、この母体中のＵＶ吸収体に比例した濃度のレベルにある。立体障害アミンに対するＵＶ吸収体の重量比は、３：１〜１：３、好ましくは１：１の範囲である。この発明によれば、ＵＶ吸収体の新規な選択は、所望の狭波長範囲における最大吸収特性に基づくものであるが、好ましいＵＶ透過勾配を創生し、更に有害な波長を最小化すると共に有用な（活性線の）ＵＶ光線放射を最大化して光互変性色形成を起こす。
【００２３】
図２に示されるように、この発明の更にもう１つの実施形態では、高分子層１０ａは、透明／反射性金属層２１の薄い堆積物を有する。この真空蒸着された透明な金属被覆は、２つの機能、即ち赤外線（約２８０〜約４００ｎｍの範囲）を選択的に除去すると共に、色形成を妨げる積層された層内での熱蓄積を最小化する機能と、有用なＵＶ光線を選択的に透過させて、光互変性活性（約３４１±５ｎｍの範囲）を起こすと同時に、その後方の光色素を含んだ層の化学的劣化を引き起こす短波長ＵＶ光線を反射する機能とを有する。層２１上にある薄い赤外フィルタ金属被覆は、層３０ａ内の光互変性色素／光安定剤成分の接着キャリアによって、腐食及び機械的摩耗から保護されている。図２において、高分子層１０ｂは、光互変性接着層３０ａを囲む裏材層として示されている。
【００２４】
この発明の異なる実施形態では、追加的なフィルタリングと光疲労の低減を与えるために、図３に示されるように、光安定化材料及び光互変性色素を含む１より多い光互変性層が設けられる。層２０及び３０ａに含まれた光互変性材料は上述したように同じであるが、この実施形態はまた、第３の高分子層１０ｃと第２の光互変性接着層３０ｂを有して、３層の高分子フィルム構造を与える。第３の高分子層１０ｃは、第２の光互変性接着層３０ｂ及び適当な量の光安定剤と共に積層されて、光互変性活性を維持する。これは、この発明の光互変性材料の光互変性活性の使用期間を更に増加するように設計されている。
【００２５】
この発明の更に異なる実施形態では、図４に示されているように、３層積層体が、更に第４の高分子層１０ｄと第３の光互変性接着層３０ｃとを有する４層構造に拡張されている。この後続層の積み重ねは、光互変性層の貯蔵所を与えるためである。その度合いは、この発明の光互変性材料の使用期間中の先行層内における光互変性色素成分の進行性消耗が、それらの後方に構築された後続光互変性接着層によって再び満たされるようにするものである。この代替実施形態では、真空蒸着金属被覆層２１は、ＩＲ放射を除去すると共に、依然として約３４１±５ｎｍの波長範囲の活性線の透過を許容するものとして示されている。
この出願全体を通して引用された全ての参照文献、継続中の特許出願及び公開された特許出願の内容は、参照によりここに組み入れられる。
【実施例】
【００２６】
以下の実施例は、本発明の利点を説明するために、また当業者がそれを作り且つ使用することを助けるために提供されている。これらの実施例は、この開示の範囲を如何なる仕方においても制限することを意図したものではない。
以下の実施例は、この発明に係る例示的光互変性フィルタを提供する。接着剤処方の全ての部は、そうでないと注記されていなければ、重量である。以下で参照されるシート番号は、図５のシート番号に対応する。
【００２７】
［実施例Ｉ］
透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の２５マイクロメータ箔は、一方の面に、重量比１：１：１のエタノール／トルエン／メチルエチルケトン混合物を溶媒とする脂肪族ウレタン積層用接着剤の２０％溶液が被覆された。この積層用接着剤は、３０グラムの接着性樹脂溶液と、０．５グラムのジエポキシド硬化剤と、０．３０グラムのスピロインドリン・オキサジン・色素（ＰＰＧケミカルズ社から市販されている材料であって、“フォトゾル・ブルー０２−６５”としても知られている）とからなる。積層用接着剤溶液は、光安定剤でないことを意味する“ＬＡＭ−０”として示された。
【００２８】
積層用接着剤被覆溶液は、メイヤーバーを使用して基板表面に塗布され、溶媒は、強制ホットエアーガンで、２〜８ミクロンの乾燥被覆厚さに乾燥された。これは、表面積の平方メータ当たり約２〜８グラムと等価である。
【００２９】
光互変性接着剤溶液の流動学的特性は、乾燥被覆の容認できない平滑さを、１０ミクロンを超える厚さで生ずる傾向がある。この光学的欠陥は、光互変性シート複合体の不活性状態では、容易に認識できるものではなかった。ＵＶ光線による活性化時に、着色状態の品質は、被覆の厚さ、平滑さ及び均一性を示すものであった。２ミクロン未満の被覆厚さは、容認できる色彩度を生じない。
この接着剤被覆されたＰＥＴ上に同一のＰＥＴシートが重ねられ、ホットニッピングによる２層構造が２つのホットローラ間に表面温度１００°＋／−５°Ｃ程度で形成された。この被覆技術は、全ての後続積層用接着剤処方についても
使用され、多層光互変性シート製品を順次積み上げた。
[PC - Sheet #01] → PET / LAM-0 / PET / LAM-0 / PET
【００３０】
［実施例II］
ＬＡＭ−０の変形例が作られた。これは、ＢＡＳＦ社によって製造された“Ｕｖｉｎｕｌ３０８８”とも呼ばれるＵＶ吸収体である２−エチルヘキシルｐ−メトキシシナメートの等量（色素に関して）と、チバガイギー・スペシャルティ・ケミカルズ社から入手可能な“Ｔｉｎｕｖｉｎ５０５０” と呼ばれる立体障害アミン光安定剤とを、混合物中に組み込むことによって行われた。この光安定化接着剤混合物は、“ＬＡＭ−１”として示され、もう１つの３層積層体を作ることに使用された。
[PC - Sheet #02] → PET / LAM-1 / PET / LAM-0 / PET
【００３１】
［実施例III］
真空被覆されたＩＲＲＳｉｌ反射体（銀合金）と呼ばれるポリエチレンテレフタレートの２５マイクロメータ箔（この場合、透明金属被覆は、合計約７５ｎｍの薄い金属層のスタックで構成される）は、その金属被覆面に、接着剤混合物“ＬＡＭ−０”が被覆され、そしてＰＥＴに積層されて、２相構造を形成した。同じ被覆技術は、３層積層体を作ることに使用された。
[PC - Sheet #03] → IRRSil / LAM-0 / PET / LAM-0 / PET
３層積層体のもう１つのバージョンが次のように作られた。
[PC - Sheet #04] → IRRSil / LAM-1 / PET / LAM-0 / PET
【００３２】
［実施例ＩＶ］
ＬＡＭ−０の別の変形例が作られた。これは、“ＴｉｎｕｖｉｎＰ”としても知られるＵＶ吸収体である２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−メチルフェノールの等量（色素に関して）と、“Ｔｉｎｕｖｉｎ３２６”としても知られる２−（５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−（１，１−ジメチルエチル）−４−メチルフェノール（共にチバガイギー・スペシャルティ・ケミカルズ社から入手可能である）とを、混合物中に組み込むことによって行われた。この光安定化接着剤混合物は、“ＬＡＭ−２”として示され、３層積層体のもう１つのシリーズを作ることに使用された。
[PC - Sheet #05] → IRRSil / LAM-1 / PET / LAM-2 / PET
【００３３】
［実施例Ｖ］
他の２タイプの真空被覆されたポリエチレンテレフタレートが、熱反射フィルムとして、先に使用されたＩＲＲＳｉｌに加えて使用された。それらは、ＩＲＲＧｏとＩＲＲＡｌであって、金合金と純アルミニウムの極めて薄い層がそれぞれ熱反射率特性を与える。
[PC - Sheet #06] → IRRGo / LAM-1 / PET / LAM-0 / PET
[PC - Sheet #07] → IRRGo / LAM-1 / PET / LAM-2 / PET
[PC - Sheet #08] → IRRAl / LAM-1 / PET / LAM-0 / PET
[PC - Sheet #09] → IRRAl / LAM-1 / PET / LAM-2 / PET
【００３４】
［実施例ＶＩ］
先の実施例と同じ順次積層技術を使用して、４層光互変性シートのサンプルが種々の積層用接着剤処方によって製作された。これらの多層構成は、次の通りである。
[PC - Sheet #10] → PET / LAM-1 / PET / LAM-2 / PET / LAM-0 / PET
[PC - Sheet #11] → IRRSil / LAM-1 / PET / LAM-2 / PET / LAM-0 / PET
[PC - Sheet #12] → IRRAl / LAM-1 / PET / LAM-2 / PET / LAM-0 / PET
加速されたソーラー放射露光下での耐用性試験で、２．５×５．０インチのシートサンプルが、キセノンアーク・ウエザーＯメータＣｉ４００型内に配置された。露光時間は、５０〜１００時間間隔であった。試験パラメータは、以下の通りであった：３４０ｎｍでの強ＵＶ出力＝０．３５Ｗ／ｍ２／ｎｍ；ランプ電力＝３〜４Ｋｗ；空気室温度＝５０°＋／−５°Ｃ；相対湿度＝５０％。
【００３５】
全ての試験サンプルシートは、回転式トレー上に搭載されたフレーム内に配置され、位置決めされて、それらのＩＲＲ反射体フィルム前面がキセノンアークランプ源に面するようにした。光互変性活性は、キセノンアーク・ウエザーＯメータからシートサンプルを取り出すことによって決定され、室温で平衡させることを可能にし、それから可搬型ＵＶ照射ランプ源によって３０秒間“活性化”され、直ちにマクベス濃度計ＴＤ９０４型を使用して光学濃度を測定した。可搬型ＵＶランプは、ＵＶプロダクツ社によって製造され、短及び長波ＵＶ光線の双方を発生する。
【００３６】
図５に示されているように、それらの結果は、特異なＵＶ吸収体及びＨＡＬＳの混合物によって特徴付けられる所定の光安定剤システムが、光抵抗及び耐久性を光互変性シートに与えることを示している。これらの添加物がないと、色可逆性の特性は、シミュレートされた太陽光露光中に１００時間以下で全くなくなる（シート＃１）。透明な赤外線反射フィルムを光互変性シート品の前方に使用すると、耐久性が増加され、それを最大３００時間まで延長する（シート＃２）。光互変性積層用接着剤処方に組み込まれて多層構造を作る赤外線反射フィルムとスペクトル選択性ＵＶ吸収体／立体障害アミン光安定剤混合物との組み合わせは、連続シミュレートされた太陽光露光の最大１０００時間まで、光互変性安定化に最適なシステムを提供する。
【００３７】
本発明は、好ましい実施形態に関連して説明されてきたが、当業者は、前記の明細書を読んだ後に、種々の変化、均等物の置換、及び他の変更を、ここで言及された組成及び方法にもたらすことが可能になる。それ故、特許によってここに与えられる保護は、添付された請求の範囲及びその均等物によってのみ制限されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の一実施形態の図式表現である。
【図１Ａ】この発明の一実施形態の図式表現である。
【図２】この発明の第２の実施形態の図式表現である。
【図３】この発明の異なる実施形態の図式表現である。
【図４】この発明のもう１つの実施形態を描いている。
【図５】露光された“活性化”サンプルの測定された光学濃度からのパーセント可視光透過対露光時間を実施例で説明されたように示す表ＩＩである。
【符号の説明】
【００３９】
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 高分子層
２１ 真空蒸着金属被覆層
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 光互変性接着層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射太陽光線を受光するためのものであって、約７５０〜２１００ｎｍの波長範囲の赤外線を除去するように動作する第１のフィルタと、
前記入射太陽光線から約２８０〜４００ｎｍの波長範囲の紫外線を除去する一方で、約３４１±５ｎｍの活性線を透過させる第２のフィルタと、
前記活性線を受光すると共にそれに反応するために設けられた光互変性色素と
を備えることを特徴とする光互変性材料。
【請求項２】
前記第２のフィルタは、光安定化材料である請求項１に記載の光互変性シート。
【請求項３】
前記シートは、前記光互変性色素及び前記光安定化材料の２以上の層を更に備える請求項２に記載の光互変性シート。
【請求項４】
入射太陽光線を受光すると共に前記太陽光線からの熱を低減するように動作する第１の高分子層と、
光互変性接着層と、
前記光互変性接着層を覆う第２の高分子層とを備え、
前記光互変性接着層は、光安定化材料と、光互変性色素とを備え、前記光互変性接着層は、前記入射太陽光線から約２８０〜４００ｎｍの波長範囲の紫外線を除去する一方で、約３４１±５ｎｍの活性線放射を透過させると共にそれに反応するものであることを特徴とする透明光互変性シート。
【請求項５】
前記光互変性シートは、前記第１の高分子層の一方の面上に適用された光互変性被覆層を更に備え、前記光互変性被覆層は、光安定化材料と、光互変性色素とを備える請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項６】
前記光互変性被覆層は、前記光互変性接着層でのように、等しい濃度の光安定化材料及び光互変性色素を有する請求項５に記載の光互変性シート。
【請求項７】
前記光互変性被覆層は、前記光互変性接着層でのように、少ない濃度の光安定化材料及び光互変性色素を有する請求項５に記載の光互変性シート。
【請求項８】
前記第１の高分子層は、金属である請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項９】
前記光互変性シートは、金属被覆層を更に備え、前記金属被覆層は、前記第１の高分子層の一方の面上に真空蒸着されている請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１０】
前記金属は、アルミニウム、銀、金、銅、それらの合金及びそれらの組み合わせからなる群から選択されたものである請求項８に記載の光互変性シート。
【請求項１１】
前記第１の高分子層は、Ｍｅｔ．Ｍ−５４、ＸＩＲ−７０及びＴＭ−３Ｑからなる群から選択されたものである請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１２】
前記光互変性色素は、スピロインドリン・オキサジン又はその類似体である請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１３】
前記光互変性色素は、フォトゾル・ブルー０２−６５である請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１４】
前記光安定化材料は、紫外線吸収体、立体障害アミン光安定剤、光クエンチャー及びそれらの組み合わせからなる群から選択されたものである請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１５】
前記光安定化材料は、紫外線吸収体と立体障害アミン光安定剤の３：１〜１：３の比の組み合わせである請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１６】
前記光安定化材料は、紫外線吸収体と立体障害アミン光安定剤の１：１の比の組み合わせである請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１７】
前記第１及び第２の高分子層は、ポリエステルフィルム又はポリカーボネートフィルムであり得る請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１８】
前記第１及び第２の高分子層は、ポリエチレンテレフタレートである請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１９】
前記シートは、第２の光互変性接着層と、この第２の光互変性接着層を覆う裏材の高分子層とを更に備える請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項２０】
前記第２の光互変性接着層は、前記第１の光互変性接着層のように、等しい濃度の前記光安定化材料及び前記光互変性色素を有する請求項１９に記載の光互変性シート。
【請求項２１】
前記第２の光互変性接着層は、前記第１の光互変性接着層のように、増加された濃度の前記光安定化材料及び前記光互変性色素を有する請求項１９に記載の光互変性シート。
【請求項２２】
第１の透明高分子層と、
前記第１の高分子層上に設けられて約３４１±５ｎの活性線の通過を許容する光互変性被覆層であって、光安定化材料と光互変性色素とを備える光互変性被覆層と、
第１の光互変性接着層であって、前記光互変性被覆層に設けられたように、等しいか大きい濃度の光安定化材料と光互変性色素とを備えた第１の光互変性接着層と、
前記光互変性被覆層及び前記光互変性接着層を包囲する第２の透明高分子層と、
前記第１の光互変性接着層のように等しいか大きい濃度を有する第２の光互変性接着層と、
前記第２の光互変性接着層上に設けられた裏材の透明高分子層と
を備えることを特徴とする光互変性シート。
【請求項２３】
前記第１の透明高分子層は、金属を有する請求項２２に記載の光互変性シート。
【請求項２４】
前記金属は、アルミニウム、銀、金、銅、それらの合金及びそれらの組み合わせからなる群から選択されたものである請求項２３に記載の光互変性シート。
【請求項２５】
前記第１の透明高分子層は、Ｍｅｔ．Ｍ−５４、ＸＩＲ−７０及びＴＭ−３Ｑからなる群から選択されたものである請求項２２に記載の光互変性シート。
【請求項２６】
前記第２、第３及び裏材の透明高分子層は、ポリエチレンテレフタレートである請求項２２に記載の光互変性シート。
【請求項２７】
第１の透明高分子層と、
前記第１の透明高分子層上に真空蒸着された金属被覆層と、
前記金属被覆層上に適用されて約３４１±５ｎの波長の活性線の通過を許容する第１の光互変性接着層であって、光安定化材料と光互変性色素とを備えた第１の光互変性接着層と、
前記金属被覆層及び前記光互変性接着層を一方の面で包囲する第２の透明高分子層と、
前記第２の透明高分子層の他方の面上に設けられた第２の光互変性接着層と、
前記第２の光互変性接着層上に設けられた第３の透明高分子層と、
前記第３の透明高分子層上に設けられた第３の光互変性接着層と、
前記第３の光互変性接着層上に設けられた裏材の透明高分子層と
を備えることを特徴とする光互変性シート。
【請求項２８】
前記第１、第２、第３及び裏材の透明高分子層は、ポリエチレンテレフタレートである請求項２７に記載の光互変性シート。
【請求項１】
入射太陽光線を受光するためのものであって、約７５０〜２１００ｎｍの波長範囲の赤外線を除去するように動作する第１のフィルタと、
前記入射太陽光線から約２８０〜４００ｎｍの波長範囲の紫外線を除去する一方で、約３４１±５ｎｍの活性線を透過させる第２のフィルタと、
前記活性線を受光すると共にそれに反応するために設けられた光互変性色素と
を備えることを特徴とする光互変性材料。
【請求項２】
前記第２のフィルタは、光安定化材料である請求項１に記載の光互変性シート。
【請求項３】
前記シートは、前記光互変性色素及び前記光安定化材料の２以上の層を更に備える請求項２に記載の光互変性シート。
【請求項４】
入射太陽光線を受光すると共に前記太陽光線からの熱を低減するように動作する第１の高分子層と、
光互変性接着層と、
前記光互変性接着層を覆う第２の高分子層とを備え、
前記光互変性接着層は、光安定化材料と、光互変性色素とを備え、前記光互変性接着層は、前記入射太陽光線から約２８０〜４００ｎｍの波長範囲の紫外線を除去する一方で、約３４１±５ｎｍの活性線放射を透過させると共にそれに反応するものであることを特徴とする透明光互変性シート。
【請求項５】
前記光互変性シートは、前記第１の高分子層の一方の面上に適用された光互変性被覆層を更に備え、前記光互変性被覆層は、光安定化材料と、光互変性色素とを備える請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項６】
前記光互変性被覆層は、前記光互変性接着層でのように、等しい濃度の光安定化材料及び光互変性色素を有する請求項５に記載の光互変性シート。
【請求項７】
前記光互変性被覆層は、前記光互変性接着層でのように、少ない濃度の光安定化材料及び光互変性色素を有する請求項５に記載の光互変性シート。
【請求項８】
前記第１の高分子層は、金属である請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項９】
前記光互変性シートは、金属被覆層を更に備え、前記金属被覆層は、前記第１の高分子層の一方の面上に真空蒸着されている請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１０】
前記金属は、アルミニウム、銀、金、銅、それらの合金及びそれらの組み合わせからなる群から選択されたものである請求項８に記載の光互変性シート。
【請求項１１】
前記第１の高分子層は、Ｍｅｔ．Ｍ−５４、ＸＩＲ−７０及びＴＭ−３Ｑからなる群から選択されたものである請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１２】
前記光互変性色素は、スピロインドリン・オキサジン又はその類似体である請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１３】
前記光互変性色素は、フォトゾル・ブルー０２−６５である請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１４】
前記光安定化材料は、紫外線吸収体、立体障害アミン光安定剤、光クエンチャー及びそれらの組み合わせからなる群から選択されたものである請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１５】
前記光安定化材料は、紫外線吸収体と立体障害アミン光安定剤の３：１〜１：３の比の組み合わせである請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１６】
前記光安定化材料は、紫外線吸収体と立体障害アミン光安定剤の１：１の比の組み合わせである請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１７】
前記第１及び第２の高分子層は、ポリエステルフィルム又はポリカーボネートフィルムであり得る請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１８】
前記第１及び第２の高分子層は、ポリエチレンテレフタレートである請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項１９】
前記シートは、第２の光互変性接着層と、この第２の光互変性接着層を覆う裏材の高分子層とを更に備える請求項４に記載の光互変性シート。
【請求項２０】
前記第２の光互変性接着層は、前記第１の光互変性接着層のように、等しい濃度の前記光安定化材料及び前記光互変性色素を有する請求項１９に記載の光互変性シート。
【請求項２１】
前記第２の光互変性接着層は、前記第１の光互変性接着層のように、増加された濃度の前記光安定化材料及び前記光互変性色素を有する請求項１９に記載の光互変性シート。
【請求項２２】
第１の透明高分子層と、
前記第１の高分子層上に設けられて約３４１±５ｎの活性線の通過を許容する光互変性被覆層であって、光安定化材料と光互変性色素とを備える光互変性被覆層と、
第１の光互変性接着層であって、前記光互変性被覆層に設けられたように、等しいか大きい濃度の光安定化材料と光互変性色素とを備えた第１の光互変性接着層と、
前記光互変性被覆層及び前記光互変性接着層を包囲する第２の透明高分子層と、
前記第１の光互変性接着層のように等しいか大きい濃度を有する第２の光互変性接着層と、
前記第２の光互変性接着層上に設けられた裏材の透明高分子層と
を備えることを特徴とする光互変性シート。
【請求項２３】
前記第１の透明高分子層は、金属を有する請求項２２に記載の光互変性シート。
【請求項２４】
前記金属は、アルミニウム、銀、金、銅、それらの合金及びそれらの組み合わせからなる群から選択されたものである請求項２３に記載の光互変性シート。
【請求項２５】
前記第１の透明高分子層は、Ｍｅｔ．Ｍ−５４、ＸＩＲ−７０及びＴＭ−３Ｑからなる群から選択されたものである請求項２２に記載の光互変性シート。
【請求項２６】
前記第２、第３及び裏材の透明高分子層は、ポリエチレンテレフタレートである請求項２２に記載の光互変性シート。
【請求項２７】
第１の透明高分子層と、
前記第１の透明高分子層上に真空蒸着された金属被覆層と、
前記金属被覆層上に適用されて約３４１±５ｎの波長の活性線の通過を許容する第１の光互変性接着層であって、光安定化材料と光互変性色素とを備えた第１の光互変性接着層と、
前記金属被覆層及び前記光互変性接着層を一方の面で包囲する第２の透明高分子層と、
前記第２の透明高分子層の他方の面上に設けられた第２の光互変性接着層と、
前記第２の光互変性接着層上に設けられた第３の透明高分子層と、
前記第３の透明高分子層上に設けられた第３の光互変性接着層と、
前記第３の光互変性接着層上に設けられた裏材の透明高分子層と
を備えることを特徴とする光互変性シート。
【請求項２８】
前記第１、第２、第３及び裏材の透明高分子層は、ポリエチレンテレフタレートである請求項２７に記載の光互変性シート。
【図１】
【図１Ａ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１Ａ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００７−５１９９３９（Ｐ２００７−５１９９３９Ａ）
【公表日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２０５４８（Ｐ２００６−５２０５４８）
【出願日】平成１６年１２月１７日（２００４．１２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００４／００４４２７
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５９６４４
【国際公開日】平成１７年６月３０日（２００５．６．３０）
【出願人】（０００１０２９８０）リンテック株式会社 (1,750)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１７日（２００４．１２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００４／００４４２７
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５９６４４
【国際公開日】平成１７年６月３０日（２００５．６．３０）
【出願人】（０００１０２９８０）リンテック株式会社 (1,750)
【Ｆターム（参考）】
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