專利名稱：光致變色薄膜材料的制作方法
背景技術(shù)：
光致變色材料是已知的，并且當(dāng)暴露于日光譜中的光化輻射時(shí)，在光透射或顏色方面表現(xiàn)出變化。去除該入射輻射使這些材料復(fù)原到它們初始的透射狀態(tài)。
所述光致變色材料應(yīng)用于太陽(yáng)鏡、圖形、隱形眼鏡、安全隔熱防爆太陽(yáng)貼膜(solar control window films)、安全和認(rèn)證標(biāo)簽(security andauthenticity labels)以及其它很多的產(chǎn)品中。但是，光致變色材料的用途非常受限制，這歸因于當(dāng)其持續(xù)地暴露在紫外(UV)輻射，尤其是短波長(zhǎng)(＜400納米(nm))，和紅外(IR)輻射(＞780nm)中時(shí)，其光致變色性質(zhì)退化。這種退化已知為“光疲勞(light fatigue)”，是由產(chǎn)生光致變色效應(yīng)的有機(jī)化合物的化學(xué)分解所致。
有機(jī)化合物的光降解涉及兩個(gè)顯著的化學(xué)過(guò)程。其中一步是吸收UV輻射，或光分解，并伴隨形成由分子鍵斷裂產(chǎn)生的自由基。第二步是自氧化，其中，在光分解期間形成的自由基與氧氣的相互作用形成過(guò)氧自由基，所述過(guò)氧自由基通過(guò)奪取氫攻擊化合物的分子結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生另一種自由基。該自由基與氧氣的進(jìn)一步反應(yīng)形成過(guò)氧化氫，過(guò)氧化氫通過(guò)光分解產(chǎn)生更多的自由基。
所述化學(xué)分解通過(guò)從漂白(無(wú)活性)到有色(活性)轉(zhuǎn)變的速率逐漸減慢來(lái)顯示?？赡娴念伾兓耐耆П砻餍纬深伾姆肿訉?shí)體完全分解或失去活性。許多專利描述了利用不同組合的光穩(wěn)定劑來(lái)提高光致變色物品的持久性(例如，美國(guó)專利4,440,672，4,720,356，5,000,878，5,330,686，5,391,327，5,973,039，6,083,427和6,262,155)。但是，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間暴露于日光下的產(chǎn)品，光穩(wěn)定劑的作用是不夠的。因此，需要具有改善的持久性和增強(qiáng)的“光疲勞”耐性的光致變色材料。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明提供光致變色材料，所述光致變色材料從太陽(yáng)輻射中過(guò)濾近紅外輻射和紫外輻射的足量部分，同時(shí)透射用以活化光致變色染料的光化輻射。所述光透射光致變色材料提供光和熱的穩(wěn)定性，以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的使用壽命。這種光致變色材料優(yōu)選地被加入于多層結(jié)構(gòu)中，其中，光致變色材料組分被提供于所述多層結(jié)構(gòu)的一層或多層上，或包含在所述多層結(jié)構(gòu)的一層或多層中。一方面，本發(fā)明包括以片或薄膜形式的多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)包括第一透明聚合層，在其表面上提供有金屬涂布層，所述金屬涂布層過(guò)濾波長(zhǎng)范圍在約750-2100nm的紅外光譜，并能透射波長(zhǎng)在約400-750nm的可見(jiàn)光譜。在該紅外過(guò)濾材料上提供有由光致變色染料和光穩(wěn)定劑組成的材料層，其足以吸收波長(zhǎng)范圍在約280-400nm的紫外輻射。盡管本發(fā)明的材料過(guò)濾整個(gè)UV范圍的足量部分，但是其允許特定的光化輻射通過(guò)，以在光致變色染料中產(chǎn)生化學(xué)變化。第二透明聚合層提供于該第一光致變色染料和光穩(wěn)定劑層上，第二光致變色染料和光穩(wěn)定劑層提供于第二透明聚合層上，其與第一光致變色染料和光穩(wěn)定劑層相同或相似?？梢耘c第一聚合層具有相同材料的透明背面層覆蓋在第二光致變色染料和光穩(wěn)定劑層上。
第一、第二和背面聚合層的每一層可以由可商購(gòu)獲得的片或薄膜材料例如聚酯或聚碳酸酯薄膜組成。薄膜的實(shí)例包括，但不限于，雙軸取向的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、Met M54、XIR-70和TM-3Q。另一方面，聚合材料可以根據(jù)期望的視覺(jué)色調(diào)度進(jìn)行選擇。
基于理想的裝飾特性，也即理想的色調(diào)和多層片的透射比，紅外過(guò)濾層可以包括銀、金、銅、鋁，或所述金屬的各種組合，或其合金。金屬層用于過(guò)濾由被過(guò)濾的紅外輻射代表的熱，這是光致變色染料降解的原因之一。
根據(jù)本發(fā)明，光穩(wěn)定劑層允許波長(zhǎng)范圍在約341±5nm的用以活化光致變色染料的窄波段的紫外輻射的足量透射。第一和第二光致變色和光穩(wěn)定劑層的光穩(wěn)定劑組分過(guò)濾范圍在約280-約400nm的紫外光，所述紫外光是光致變色染料降解的另一個(gè)原因。然而，在本發(fā)明中，光穩(wěn)定劑允許通過(guò)波長(zhǎng)范圍在約341±5nm的光化輻射。在本發(fā)明的另一方面，使用兩層的染料和光穩(wěn)定層獲得產(chǎn)品更長(zhǎng)的有效壽命，因?yàn)榧词乖诘谝粚佑捎诒┞队谳^少被過(guò)濾的入射光而降解后，第二層還能提供預(yù)定的紫外過(guò)濾。兩層中染料和穩(wěn)定劑的濃度可以是相同或不同的，以適應(yīng)特定的應(yīng)用和預(yù)定的壽命。
在其它的實(shí)施方式中，多層的片或薄膜可以具有單一的光致變色染料和光穩(wěn)定劑層，或者染料和穩(wěn)定劑可以在分別的層中。另外，可以提供多于兩層的染料和穩(wěn)定劑層。染料和穩(wěn)定劑的濃度也可以被改變以適應(yīng)預(yù)定的性能要求。
本發(fā)明的光致變色的透光片具有紫外吸收和紅外過(guò)濾性質(zhì)以及材料的獨(dú)特的組合，其可以被定制以提供在透光中可測(cè)量的變化，同時(shí)提供更長(zhǎng)的使用壽命和光致變色穩(wěn)定性以達(dá)到增強(qiáng)的光疲勞耐性。包括正確配制的光穩(wěn)定層的本發(fā)明的多層光致變色材料的順序和取向?qū)τ诖^(guò)濾的已知會(huì)造成化學(xué)分解的短波UV輻射產(chǎn)生曲折路徑，因此，最小化了該短波長(zhǎng)UV輻射在光致變色材料中的滲透。
附圖簡(jiǎn)述結(jié)合附圖，從以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式的描述以及從權(quán)利要求書(shū)中將更明顯地理解本發(fā)明的其它特性和優(yōu)勢(shì)，在附圖中

圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖；圖1A也是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖；
圖2是本發(fā)明第二實(shí)施方式的示意圖；圖3是本發(fā)明另一實(shí)施方式的示意圖；和圖4描述了本發(fā)明的再另一實(shí)施方式；和圖5是對(duì)在實(shí)施例中所描述的從暴露的“活化”樣品的測(cè)量的光學(xué)密度顯示可見(jiàn)光透射百分比與暴露的小時(shí)數(shù)的表II。
發(fā)明詳述在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，光致變色材料包括第一過(guò)濾材料，其用于接收入射的太陽(yáng)輻射并過(guò)濾近紅外輻射，第二過(guò)濾材料，其從所述入射的太陽(yáng)輻射中過(guò)濾紫外輻射，和光致變色染料，其接收剩余的太陽(yáng)輻射并對(duì)包括對(duì)于所述光致變色染料是活化輻射的剩余太陽(yáng)輻射具有反應(yīng)性。
所述第一過(guò)濾材料可以提供于在通常可見(jiàn)光譜中為透射性的片中，所述片具有金屬層，取決于厚度，所述金屬層具有大于50％的可見(jiàn)光(400-750nm)透射比和大于60％的近紅外光(750-2100nm)反射比。這些透射比/反射比的值可以在金屬厚度為100-1000埃(1埃＝10nm)處獲得。所述金屬的超薄涂布可以分別地施加至自支撐的聚合片，例如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜上，并且通常通過(guò)多層金屬制作，以獲得理想的色彩修正、炫光降低和裝飾外觀。金屬涂布可以通過(guò)已知的技術(shù)進(jìn)行，例如物理蒸汽沉積，或在底物或清晰聚合物例如聚碳酸酯、聚酯、丙烯酸、聚氨酯、乙烯基共聚物、二氯乙烯、纖維素聚合物、PEN或PES的薄膜上濺射。優(yōu)選地，使用厚度為0.5-5.0微米(μm)的光學(xué)清晰的雙軸取向的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜。
包括所述金屬涂布層的紅外過(guò)濾(或聚合物薄膜)材料可以包括，但不限于，鋁、銀、金、銅，或含有銀/銅、銀/金、金/銅的合金，或其各種組合。這些金屬涂層布可以以多層堆疊的形式施加，具有精確控制的厚度以提供透明和中和色(如美國(guó)專利4,799,745、5,071,206、5,306,547、5,510,173和6,007,901中所述)。典型的涂布厚度約在10-50nm。
可商購(gòu)獲得的金屬化聚合物薄膜的實(shí)例包括Met.M-56、XIR和TM-3Q?；诟采wUV-可見(jiàn)光-近IR區(qū)域的整個(gè)太陽(yáng)光譜的測(cè)量光譜數(shù)據(jù)，其性質(zhì)總結(jié)如下。表I顯示所列材料的輻射系數(shù)，其代表被表面吸收的熱，因此間接地給出反射熱的測(cè)量。Met.M-54、XIR-70和TM-3Q都是PET薄膜，其已被金屬和/或它們的合金的超薄層真空涂布，并對(duì)于可見(jiàn)光輻射基本上是光學(xué)透明的。Met.M-54具有鋁薄層，其可見(jiàn)光的透射比約為50％。XIR-70具有銀合金層，其光透射比為60-70％。TM-3Q涂布有金合金，光透射比為50-60％。
表I.12.5微米薄膜的熱流性質(zhì)*

T＝透射比；R＝反射比*依照ASTM E-424-71“Solar Energy Transmittance and Reflectance of SheetMaterials”和ASTM E-903-82(reapproved 1992)“Standard Test Method for SolarAbsorptance，Reflectance and Transmittance of Materials Using Integrating Spheres”測(cè)定以上太陽(yáng)光屬性值。
使用的分光光度計(jì)為Perkin-Elmer UV-可見(jiàn)光-近IR分光光度計(jì)ModelLambda-19。
所述第二過(guò)濾材料包括光穩(wěn)定劑層，其用于選擇性地過(guò)濾UV輻射，同時(shí)透射波長(zhǎng)在約341±5nm的光化輻射?？衫玫娜N主要的光穩(wěn)定劑UV吸收劑(UVA)，位阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)和鎳猝滅劑(nickel quencher)。UVA優(yōu)選地吸收有害的UV輻射并通過(guò)材料基質(zhì)以無(wú)害的熱能散射。這些材料是光穩(wěn)定的，且對(duì)約280-400納米(nm)的UV范圍具有高吸收性。HALS的作用是“捕獲”在光氧化過(guò)程期間形成的自由基。這些自由基是光解的更具有活性的副產(chǎn)物的前體，由此會(huì)促進(jìn)光致變色性質(zhì)的更快的退化。鎳猝滅劑是能量轉(zhuǎn)移劑，其通過(guò)“猝滅”經(jīng)由過(guò)氧化氫分解的光氧化期間形成的羰基的激發(fā)態(tài)而起作用。本發(fā)明的光穩(wěn)定劑層包括這些穩(wěn)定劑的組合以提供最優(yōu)化的過(guò)濾，如下進(jìn)一步描述。
特定的光致變色染料材料包括一類被稱作螺二氫吲哚嗪(spiroindoline oxazine)的化學(xué)品。該特定的類型被認(rèn)為具有比其它已知的光致變色染料相對(duì)更好的光疲勞耐性，但是在長(zhǎng)期暴露于日光下，其仍然會(huì)分解。
可以任選地將IR過(guò)濾材料、光穩(wěn)定劑和光致變色染料作為單獨(dú)的層加入到多層結(jié)構(gòu)中，或者將其提供于一層或多層上，或包含于一層或多層中。這些層也可以作為涂布層或粘合劑層施加，其中它們按順序疊加。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，如圖1所示，本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)造包括兩個(gè)聚合片10a和10b，其分別位于光致變色粘合劑層30a的相對(duì)的兩側(cè)，從而封裝光致變色聚合層30a，形成一個(gè)2-層的三明治結(jié)構(gòu)。聚合片10a和10b可透射通常的可見(jiàn)光譜。光致變色粘合劑層30a過(guò)濾范圍在約280-400nm的UV輻射，但允許通過(guò)波長(zhǎng)范圍在約341±5nm的光化輻射。光致變色粘合劑層30a包括由光致變色染料和光穩(wěn)定劑材料在層合粘合劑的薄層中形成的清晰均勻的固體溶液。所述干燥的粘合劑薄膜層厚度通常為5-10微米。聚合層10a，或第一過(guò)濾層，能基本上去除熱量。適合這種層合粘合劑功能的聚合物類型是例如聚酯、“PLAM”或脂族聚氨酯和“ULAM”。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，如圖1A所示，聚合層10a的一側(cè)上可以具有一個(gè)薄的清晰的光致變色涂布層20。光致變色涂布層20包括與光致變色粘合劑層30a中相同或更低濃度的光致變色染料和選擇性的UV穩(wěn)定劑。所述光致變色涂布層允許透射以活化光致變色粘合劑層30a的必要的一定波長(zhǎng)的入射UV輻射，使其形成顏色。這是第一個(gè)選擇性UV吸收層，其具有開(kāi)放的窗口來(lái)允許透射活化光致變色染料的UV輻射，同時(shí)基本上阻止會(huì)引發(fā)光致變色染料化學(xué)降解的有害的UV輻射(小于340nm)的透射。
光致變色粘合劑層30a和光致變色涂布層20的穩(wěn)定劑材料中的UV吸收劑組分是如下類型，其基于聚合物樹(shù)脂以5-10重量％濃度水平下，對(duì)波長(zhǎng)為340nm或更大的UV透射比大于50％。不吸收UV輻射的位阻胺組分在基質(zhì)中濃度與UV吸收劑的濃度成比例。UV吸收劑與位阻胺的重量比可以在3∶1-1∶3，優(yōu)選1∶1。根據(jù)本發(fā)明，基于在理想的窄波長(zhǎng)范圍的最大吸收特性對(duì)UV吸收劑進(jìn)行選擇，該新穎的選擇產(chǎn)生了有利的UV透射梯度，最小化有害的波長(zhǎng)并最大化有用的(光化的)UV輻射以引發(fā)光致變色顏色形成。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，如圖2所示，聚合層10a具有透明/反射金屬層21的薄的沉積。這種真空沉積的清晰金屬涂層具有兩個(gè)作用選擇性地過(guò)濾紅外輻射(波長(zhǎng)范圍在約280-約400nm)和最小化層合的層中積聚的會(huì)抑制顏色形成的熱量；選擇性地透射有用的UV輻射(范圍約在341±5nm)以引發(fā)光致變色活性，同時(shí)反射會(huì)導(dǎo)致在其后面的含有光染料的層化學(xué)降解的短波UV輻射。涂布在層21上的該薄的紅外過(guò)濾金屬通過(guò)在層30a中的光致變色染料/光穩(wěn)定劑組分的粘合劑載體而得到保護(hù)，以防腐蝕和機(jī)械磨損。在圖2中，聚合層10b作為背面層封閉光致變色粘合劑層30a。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，如圖3所示，提供多于一層的包括光穩(wěn)定劑材料和光致變色染料的光致變色層，以提供額外的過(guò)濾和減少光疲勞。盡管層20和30a中所包括的光致變色材料與前面描述的相同，該實(shí)施方式還包括第三聚合層10c和第二光致變色粘合劑層30b，以提供3-層聚合物薄膜結(jié)構(gòu)。第三聚合層10c由適量的光穩(wěn)定劑與第二光致變色粘合劑層30b層合，以維持光致變色活性。這種設(shè)計(jì)是為了進(jìn)一步提高本發(fā)明的光致變色材料的光致變色活性的使用壽命。
在本發(fā)明的再另一實(shí)施方式中，圖4顯示了用第四聚合層10d和第三光致變色粘合劑層30c將3-層層合物進(jìn)一步延展為一個(gè)4-層結(jié)構(gòu)。這種隨后層的堆建是為了提供光致變色層的貯備以達(dá)到如下水平，即在本發(fā)明的光致變色材料的使用壽命期間的在先層中的任何光致變色染料組分的逐漸損耗被其后構(gòu)建的光致變色粘合劑層補(bǔ)充。在該另一實(shí)施方式中，顯示的真空沉積的金屬涂布層21用來(lái)過(guò)濾IR輻射并允許波長(zhǎng)范圍在約341±5nm的光化輻射的透射。
在此，將本發(fā)明所引用的所有參考資料、待審的專利申請(qǐng)和公開(kāi)的專利申請(qǐng)引入本文作為參考。
實(shí)施例以下實(shí)施例用來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)并幫助本領(lǐng)域普通技術(shù)人員利用和使用它們。這些實(shí)施例無(wú)論如何都不是對(duì)本發(fā)明公開(kāi)范圍的限制。
以下實(shí)施例提供了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例性的光致變色過(guò)濾劑。除非另有指出，粘合劑配制物中的所有成分都以重量表示。下面所述的片的標(biāo)號(hào)相應(yīng)于圖5中的片的標(biāo)號(hào)。
實(shí)施例1在25微米的清晰的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)箔的一側(cè)上涂布以重量比為1∶1∶1的乙醇/甲苯/甲基乙基酮的溶劑混合物中的脂族氨基甲酸乙酯的層合粘合劑的20％溶液。該層合粘合劑包括30gm的粘合劑樹(shù)脂溶液，0.5gm雙環(huán)氧化物固化劑，0.30gm螺吲哚嗪染料(PPGChemicals的可商購(gòu)獲得材料，也被稱為“Photosol Blue 02-65”)。該層合粘合劑溶液被命名為“LAM-0”，意指不含光穩(wěn)定劑。
使用Mayer Bar將該層合粘合劑涂布溶液施加至底物的表面，用壓縮熱空氣槍干燥溶劑至2-8微米的干燥涂布厚度，相當(dāng)于每平方米表面積上約2-8gm。
光致變色粘合劑溶液的流變性質(zhì)在厚度大于10微米時(shí)趨于產(chǎn)生干燥涂層的不可接受的光滑度。這種光學(xué)缺陷在光致變色復(fù)合片的非活化狀態(tài)下不容易辨別。在UV輻射的活化下，著色狀態(tài)的質(zhì)量顯示了涂布厚度、光滑度和均勻性。小于2微米的涂布厚度無(wú)法產(chǎn)生可接受的顏色強(qiáng)度。
通過(guò)表面溫度約在100±5℃的兩個(gè)熱輥熱鉗將相同的PET片疊加在所述涂布粘合劑的PET上以形成2-層結(jié)構(gòu)。這種涂布技術(shù)被用在所有后續(xù)的層合粘合劑配制物上，以相繼構(gòu)建多層光致變色片產(chǎn)品。
→PET/LAM-0/PET/LAM-0/PET實(shí)施例2對(duì)LAM-0的改性是通過(guò)在上述混合物中加入等量的(相對(duì)于染料)UV吸收劑，2-乙基己基對(duì)甲氧基肉桂酸酯(也被稱作“Uvinul3088”，由BASF公司制造)和位阻胺光穩(wěn)定劑(也被稱作“Tinuvin5050”，可由Ciba-Geigy Specialty Chemicals獲得)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種光穩(wěn)定的粘合劑混合物被命名為“LAM-1”，并用來(lái)制造另外一種3-層層合物。
→PET/LAM-1/PET/LAM-0/PET
實(shí)施例3在稱作IRRSil-Reflector的25微米的真空涂布的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯箔(銀合金)(其中透明的金屬涂層包括總共約75nm厚的薄金屬層的堆疊)的金屬涂層側(cè)涂布粘合劑混合物“LAM-0”，并層合至PET以形成2-片結(jié)構(gòu)。相同的涂布技術(shù)被用來(lái)制造3-層層合物。
(PC-Sheet#03]→IRRSil/LAM-0/PET/LAM-0/PET另外一種3-層層合物按如下制備[PC-Sheet#04]→IRRSil/LAM-1/PET/LAM-0/PET實(shí)施例4還有一種對(duì)LAM-0的改性是通過(guò)在混合物中加入等量的(相對(duì)于染料)UV吸收劑，2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基苯酚(也已知為“Tinuvin P”)和2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1，1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚(也已知為“Tinuvin 326”)來(lái)實(shí)現(xiàn)，上述二者都可從Ciba-GeigySpecialty Chemicals獲得。這種光穩(wěn)定的粘合劑混合物被命名為“LAM-2”，并用于制造另一系列的3-層層合物。
→IRRSil/LAM-1/PET/LAM-2/PET。
實(shí)施例5除了上面使用的IRRSil之外，另外兩種真空涂布的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯被用作熱反射薄膜。它們是IRRGo和IRRAl，其分別具有特別薄的金合金和純鋁薄層，提供熱反射性質(zhì)。
→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實(shí)施例6采用與前述實(shí)施例相同的順序?qū)雍霞夹g(shù)，使用不同的層合粘合劑配制物，構(gòu)造4-層光致變色片樣品。這些多層構(gòu)造如下[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對(duì)于在加速太陽(yáng)輻射暴露下的持久性測(cè)試，將2.5×5.0英寸的片樣品放置在氙弧老化機(jī)(Xenon Arc Weather-O-meter Model Ci400)中。暴露時(shí)間是50-至100-小時(shí)間隔。測(cè)試參數(shù)如下強(qiáng)烈的UV輸出@340nm＝0.35W/m2/nm；燈功率＝3-4Kw；空氣室溫度＝50±5℃；和相對(duì)濕度＝50％。
所有的測(cè)試樣品片放置在安放于旋轉(zhuǎn)的原盤傳送帶上的框架中，并使得其位置為以下方式，即它們的IRR反射劑薄膜前表面面向氙弧燈源。如下測(cè)定光致變色活性，通過(guò)從氙弧老化機(jī)中取出片樣品，其在室溫下達(dá)到平衡，然后用便攜的UV照射燈源“活化”30秒，立即用MacBeth Densitometer Model TD 904測(cè)量光學(xué)密度。便攜式UV燈由UV Products，Inc制造，既發(fā)出短波和又發(fā)出長(zhǎng)波UV輻射。
如圖5所示，結(jié)果表明特征為特定的UV吸收劑和HALS混合物的特定光穩(wěn)定劑系統(tǒng)賦予光致變色片耐光性和持久性。沒(méi)有這些粘合劑，在100小時(shí)或更少時(shí)間內(nèi)，在模擬太陽(yáng)光暴露下，顏色可逆性全部消失(Sheet#01)。在光致變色片物品的前面使用透明紅外-反射薄膜也會(huì)增加持久性，使其延長(zhǎng)到300小時(shí)(Sheet#02)。加入到光致變色層合粘合劑配制物中的紅外反射薄膜和光譜選擇性UV吸收劑/位阻胺光穩(wěn)定劑混合物的結(jié)合，使得多層結(jié)構(gòu)為光致變色穩(wěn)定提供了最優(yōu)化的系統(tǒng)，在連續(xù)模擬太陽(yáng)光暴露下高達(dá)1000小時(shí)。
盡管已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀前述的說(shuō)明書(shū)后，將能夠?qū)υ诖怂龅慕M合物和方法進(jìn)行各種改變，等價(jià)替換，和其它的改進(jìn)。因此，本發(fā)明所保護(hù)的范圍僅由權(quán)利要求書(shū)和及其等價(jià)內(nèi)容限制。
權(quán)利要求
1.光致變色材料，其包括第一過(guò)濾劑，其用于接收入射的太陽(yáng)輻射并過(guò)濾波長(zhǎng)范圍在約750-2100nm的紅外輻射；第二過(guò)濾劑，其從所述入射的太陽(yáng)輻射中過(guò)濾波長(zhǎng)范圍在約280-400nm的紫外輻射，同時(shí)透射波長(zhǎng)在約341±5nm的光化輻射；和光致變色染料，其用于接收所述光化輻射，并對(duì)所述光化輻射具有反應(yīng)性。
2.如權(quán)利要求1所述的光致變色片，其中，所述第二過(guò)濾劑是光穩(wěn)定劑材料。
3.如權(quán)利要求2所述的光致變色片，其中，所述光致變色片還包括所述光致變色染料和所述光穩(wěn)定劑材料的兩層或多層。
4.透明光致變色片，其包括第一聚合層，其用于接收入射的太陽(yáng)輻射并降低來(lái)自所述太陽(yáng)輻射的熱量；光致變色粘合劑層，其中，所述光致變色粘合劑層包括光穩(wěn)定劑材料和光致變色染料，并且其中，所述光致變色粘合劑層從所述入射的太陽(yáng)輻射中過(guò)濾波長(zhǎng)范圍在約280-400nm的紫外輻射，同時(shí)透射波長(zhǎng)在約341±5nm的光化輻射，并對(duì)所述光化輻射具有反應(yīng)性；和第二聚合層，其覆蓋所述光致變色粘合劑層。
5.如權(quán)利要求4所述的光致變色片，其中，所述光致變色片還包括施加于所述第一聚合層一側(cè)上的光致變色涂布層，其中，所述光致變色涂布層包括光穩(wěn)定劑材料和光致變色染料。
6.如權(quán)利要求5所述的光致變色片，其中，所述光致變色涂布層具有與所述光致變色粘合劑層相同濃度的光穩(wěn)定劑和光致變色染料。
7.如權(quán)利要求5所述的光致變色片，其中，所述光致變色涂布層具有比所述光致變色粘合劑層更低濃度的光穩(wěn)定劑和光致變色染料。
8.如權(quán)利要求4所述的光致變色片，其中，所述第一聚合層包括金屬。
9.如權(quán)利要求4所述的光致變色片，其中，所述光致變色片還包括金屬涂布層，其中所述金屬涂布層被真空沉積到所述第一聚合層的一側(cè)上。
10.如權(quán)利要求8所述的光致變色片，其中，所述金屬選自鋁、銀、金、銅、它們的合金、以及它們的組合。
11.如權(quán)利要求4所述的光致變色片，其中，所述第一聚合層選自Met.M-54、XIR-70和TM-3Q。
12.如權(quán)利要求4所述的光致變色片，其中，所述光致變色染料是螺二氫吲哚嗪或其類似物。
13.如權(quán)利要求4所述的光致變色片，其中，所述光致變色染料是Photosol Blue 02-65。
14.如權(quán)利要求4所述的光致變色片，其中，所述光穩(wěn)定劑材料選自紫外線吸收劑、位阻胺光穩(wěn)定劑、光猝滅劑以及它們的組合。
15.如權(quán)利要求4所述的光致變色片，其中，所述光穩(wěn)定劑材料是紫外線吸收劑和位阻胺光穩(wěn)定劑以3∶1-1∶3的比例的組合。
16.如權(quán)利要求4所述的光致變色片，其中，所述光穩(wěn)定劑材料是紫外線吸收劑與位阻胺光穩(wěn)定劑以1∶1的比例的組合。
17.如權(quán)利要求4所述的光致變色片，其中，所述第一和第二聚合層是聚酯薄膜或聚碳酸酯薄膜。
18.如權(quán)利要求4所述的光致變色片，其中，所述第一和第二聚合層是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。
19.如權(quán)利要求4所述的光致變色片，其中，所述光致變色片還包括第二光致變色粘合劑層和覆蓋所述第二光致變色粘合劑層的背面聚合層。
20.如權(quán)利要求19所述的光致變色片，其中，所述第二光致變色粘合劑層具有與所述第一光致變色粘合劑層相同濃度的所述光穩(wěn)定劑材料和所述光致變色染料。
21.如權(quán)利要求19所述的光致變色片，其中，所述第二粘合劑層具有比所述第一光致變色粘合劑層更高濃度的所述光穩(wěn)定劑材料和所述光致變色染料。
22.光致變色片，其包括第一透明聚合層；位于所述第一透明聚合層上的光致變色涂布層，所述光致變色涂布層允許通過(guò)波長(zhǎng)在約341±5nm的光化輻射，其中，所述光致變色涂布層包括光穩(wěn)定劑材料和光致變色染料；第一光致變色粘合劑層，其中，所述光致變色粘合劑層包括比在所述光致變色涂布層中提供的光穩(wěn)定劑材料和光致變色染料相同或更高濃度的光穩(wěn)定劑材料和光致變色染料；第二透明聚合層，其圍繞所述光致變色涂布層和所述光致變色粘合劑層；第二光致變色粘合劑層，其包括比所述第一光致變色粘合劑層中相同或更高濃度的光穩(wěn)定劑材料和光致變色材料；和提供于所述第二光致變色粘合劑層上的背面透明聚合層。
23.如權(quán)利要求22所述的光致變色片，其中，所述第一透明聚合層包括金屬。
24.如權(quán)利要求23所述的光致變色片，其中，所述金屬選自鋁、銀、金、銅、它們的合金、以及它們的組合。
25.如權(quán)利要求22所述的光致變色片，其中，所述第一透明聚合層選自Met.M-54、XIR-70和TM-3Q。
26.如權(quán)利要求22所述的光致變色片，其中，所述第二、第三和背面透明聚合層是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。
27.光致變色片，其包括第一透明聚合層；真空沉積至所述第一透明聚合層上的金屬涂布層；施加至所述金屬涂布層上的第一光致變色粘合劑層，所述第一光致變色粘合劑層允許通過(guò)波長(zhǎng)在約341±5nm的光化輻射，其中，所述光致變色粘合劑層包括光穩(wěn)定劑材料和光致變色染料；第二透明聚合層，其在一側(cè)上包圍所述金屬涂布層和所述光致變色粘合劑層；提供于所述第二透明聚合層的另一側(cè)上的第二光致變色粘合劑層；提供于所述第二光致變色粘合劑層上的第三透明聚合層；提供于所述第三透明聚合層上的第三光致變色粘合劑層；和提供于所述第三光致變色粘合劑層上的背面透明聚合層。
28.如權(quán)利要求27所述的光致變色片，其中所述第一、第二、第三和背面透明聚合層是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及光致變色材料，所述光致變色材料從太陽(yáng)輻射中過(guò)濾近紅外輻射和紫外輻射的足量部分，同時(shí)透射波長(zhǎng)范圍在約341±5nm的光化輻射。所述透射光的光致變色材料提供光和熱的穩(wěn)定性，以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的使用壽命。所述光致變色材料優(yōu)選地被加入于多層結(jié)構(gòu)中以提高光疲勞耐性，其中，所述光致變色材料組分被提供于所述多層結(jié)構(gòu)的一層或多層上，或包含于所述多層結(jié)構(gòu)的一層或多層中。
文檔編號(hào)C09K9/00GK1922512SQ200480041870
公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月18日
發(fā)明者利奧·M.·加西亞 申請(qǐng)人:琳得科株式會(huì)社