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KR101732830B1 - 적어도 부분적으로 교차 편광된 광변색성-이색성 층 및 고정-편광된 층을 갖는 광변색성 제품 - Google Patents

적어도 부분적으로 교차 편광된 광변색성-이색성 층 및 고정-편광된 층을 갖는 광변색성 제품 Download PDF

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KR101732830B1
KR101732830B1 KR1020157009239A KR20157009239A KR101732830B1 KR 101732830 B1 KR101732830 B1 KR 101732830B1 KR 1020157009239 A KR1020157009239 A KR 1020157009239A KR 20157009239 A KR20157009239 A KR 20157009239A KR 101732830 B1 KR101732830 B1 KR 101732830B1
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KR
South Korea
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photochromic
dichroic
layer
substrate
dyes
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KR1020157009239A
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English (en)
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KR20150054981A (ko
Inventor
레이첼 엘 드메이오
애닐 쿠마르
존 에스 리가스
트루맨 윌트
델윈 에스 잭슨
헨리 느구옌
Original Assignee
트랜지션즈 옵티칼 인코포레이티드
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Publication date
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Abstract

제 1 표면을 갖는 기판, 기판의 제 1 표면 위의 고정-편광된 층, 및 기판의 제 1 표면 위의 광변색성-이색성 층을 포함하는 광변색성-이색성 제품이 제공된다. 고정-편광된 층은 임의적으로 고정 착색제를 포함하고, 제 1 편광 축을 갖는다. 광변색성-이색성 층은 광변색성-이색성 층 내에서 측방향으로 정렬되고 제 2 편광 축을 한정하는 광변색성-이색성 화합물을 포함한다. 제 1 편광 축 및 제 2 편광 축은 서로에 대해 0°보다 크고 90° 이하인 각도로 배향된다. 광변색성-이색성 제품은 예를 들어 소정량의 화학선에 노출될 때 증가된 광학 밀도 및/또는 증가된 동역학을 제공할 수 있다.

Description

적어도 부분적으로 교차 편광된 광변색성-이색성 층 및 고정-편광된 층을 갖는 광변색성 제품{A PHOTOCHROMIC ARTICLE HAVING AT LEAST PARTIALLY CROSSED POLARIZED PHOTOCHROMIC-DICHROIC AND FIXED-POLARIZED LAYERS}
본 발명은 기판, 기판의 제 1 표면 위에 위치되는 고정-편광된 층, 및 고정-편광된 층 위에 위치되는 광변색성-이색성 층을 포함하되, 인용된 층들의 편광 축들이 0°보다 크고 90° 이하인 각도로 서로에 대해 배향되는 광변색성-이색성 제품에 관한 것이다.
선글라스 및 선형 편광 필터 같은 종래의 선형 편광 요소는 전형적으로 이색성 염료 같은 이색성 물질을 임의적으로 함유할 수 있는 단방향 연신된 중합체 시트로부터 제조된다. 결과적으로, 종래의 선형 편광 요소는 단일 선형 편광 상태를 갖는 정적인 요소이다. 따라서, 종래의 선형 편광 요소가 적절한 파장의 무작위적으로 편광된 선 또는 반사된 선에 노출되는 경우, 요소를 통해 통과되는 선의 일부는 선형 편광된다.
또한, 종래의 선형 편광 요소는 전형적으로 착색된다. 전형적으로는, 종래의 선형 편광 요소는 정적인 또는 고정된 착색제를 함유하고, 화학선에 응답하여 변하지 않는 흡수 스펙트럼을 갖는다. 종래의 선형 편광 요소의 색상은 요소를 제조하는데 사용되는 정적인 착색제에 따라 달라지며, 가장 통상적으로는 중성 색(예를 들어, 갈색, 청색 또는 회색)이다. 그러므로, 종래의 선형 편광 요소는 이들의 정적인 색조 때문에 반사광 글레어(glare)를 감소시키는데 유용하긴 하지만, 이들은 전형적으로 감소되거나 낮은 주변 광 조건하에서 사용하는데 적합하지 않다. 뿐만 아니라, 종래의 선형 편광 요소가 하나의 착색된 선형 편광 상태만 갖기 때문에, 이들은 정보를 저장하거나 표시하는 능력 면에서 제한된다.
종래의 열 가역성 광변색성 물질을 사용하여 제조되는 광변색성 렌즈 같은 종래의 광변색성 요소는 일반적으로 화학선에 응답하여 제 1 상태, 예컨대 "투명한 상태"에서 제 2 상태, 예를 들어 "착색된 상태"로 전환될 수 있고 열 에너지에 응답하여 제 1 상태로 돌아갈 수 있다. 그러므로, 종래의 광변색성 요소는 일반적으로 저조도 조건 및 밝은 조건 둘 다에서 사용하기에 적합하다. 그러나, 선형 편광 필터를 포함하지 않는 종래의 광변색성 요소는 통상 선을 선형 편광시킬 수 없다. 종래의 광변색성 요소의 흡수 비는 어느 상태에서나 통상 2 미만이다. 그러므로, 종래의 광변색성 요소는 종래의 선형 편광 요소와 같은 한도까지 반사광 글레어를 감소시킬 수 없다. 또한, 종래의 광변색성 요소는 정보를 저장하거나 표시함에 있어서 제한된 능력을 갖는다.
적절하게 또한 적어도 충분하게 정렬되는 경우 광변색성 및 이색성 둘 다를 제공하는 광변색성-이색성 화합물 및 물질이 개발되었다. 그러나, 화학광선에 노출되는 때와 같은 착색되거나 어두워진 상태로 존재하는 경우, 광변색성-이색성 화합물은 전형적으로 동일한 농도 및 샘플 두께에서 비-편광 또는 종래의 광변색성 화합물보다 더 큰 투과율을 갖는다. 임의의 이론에 얽매이고자 하지 않으면서, 또한 입수된 증거에 기초하여, 어두워지거나 착색된 상태에서 광변색성-이색성 물질의 투과율 증가는 투과율이 편광된 선의 두 직교 평면 편광 성분의 평균이기 때문인 것으로 생각된다. 광변색성-이색성 물질은 무작위적인 입사 선의 두 직교 평면 편광 성분중 하나를 더욱 강하게 흡수하여, (샘플을 통해 통과하여 샘플로부터 나가는) 투과된 편광의 평면중 하나가 다른 직교 평면 편광 성분보다 더 큰 투과율을 갖도록 한다. 두 직교 평면 편광 성분의 평균은 전형적으로 더 큰 크기의 평균 투과율을 생성시킨다. 일반적으로, 광변색성-이색성 화합물의 선형 편광 효율(이는 흡수 비로 정량될 수 있음)이 증가함에 따라, 그에 관련된 투과율도 증가한다.
광변색성-이색성 화합물을 포함하고 선형 편광 특성과 화학광선에 노출될 때와 같은 착색되거나 어두워진 상태에서 감소된 투과율의 조합을 제공하는 새로운 편광 광변색성 제품을 개발하는 것이 바람직하다. 이러한 새롭게 개발되는 편광 광변색성 제품이 소정량의 화학선에 노출될 때 증가된 광학 밀도 및/또는 증가된 동역학(예를 들어, 증가된 페이드 속도)을 갖는 것이 또한 바람직하다.
본 발명에 따라, (a) 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 기판을 포함하는 광변색성-이색성 제품이 제공된다. 광변색성-이색성 제품은 또한 (b) 기판의 제 1 표면 위에 위치되는 고정-편광된 층을 포함한다. 고정-편광된 층은 제 1 편광 축을 갖는다. 광변색성-이색성 제품은 (c) 상기 기판의 제 1 표면 위에 위치되는 광변색성-이색성 층을 추가로 포함한다. 광변색성-이색성 층은 광변색성-이색성 화합물을 포함하는데, 이는 광변색성-이색성 층 내에서 측방향으로 정렬되고 광변색성-이색성 층의 제 2 편광 축을 한정한다. 제 1 편광 축과 제 2 편광 축은 서로에 대해 0°보다 크고 90° 이하인 각도로 배향된다.
본 발명에 따라, 중합체를 포함하는 복굴절성 층을 추가로 포함하는 상기 기재된 광변색성-이색성 제품이 또한 제공되는데, 이 때 상기 복굴절성 층은 고정-편광된 층과 광변색성-이색성 층 사이에 끼인다.
본 발명에 따라, (a) 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖고 제 1 편광 축을 갖는 기판을 포함하는 광변색성-이색성 제품이 또한 제공된다. 광변색성-이색성 제품은 (b) 상기 기판의 제 1 표면 위에 위치되는 광변색성-이색성 층을 추가로 포함한다. 광변색성-이색성 층은 광변색성-이색성 화합물을 포함하는데, 이는 광변색성-이색성 층 내에서 측방향으로 정렬되고 광변색성-이색성 층의 제 2 편광 축을 한정한다. 제 1 편광 축과 제 2 편광 축은 서로에 대해 0°보다 크고 90° 이하인 각도로 배향된다.
본 발명에 따라, 중합체를 포함하는 복굴절성 층을 추가로 포함하는 상기 기재된 광변색성-이색성 제품이 또한 제공되는데, 이 때 상기 복굴절성 층은 선형 편광성 기판과 광변색성-이색성 층 사이에 끼인다.
도 1 은 별도의 고정-편광된 층 및 광변색성-이색성 층을 포함하는 본 발명의 일부 실시양태에 따른 광변색성-이색성 제품의 대표적인 분해 사시도이다.
도 2는 별도의 고정-편광된 층과 광변색성-이색성 층 사이에 끼인 복굴절성 층을 포함하는 본 발명의 일부 실시양태에 따른 광변색성-이색성 제품의 대표적인 분해 사시도이다.
도 3은 선형 편광성인 기판 및 그 위의 광변색성-이색성 층을 포함하는 본 발명의 몇몇 실시양태에 따른 광변색성-이색성 제품의 대표적인 분해 사시도이다.
도 4는 선형 편광성 기판과 광변색성-이색성 층 사이에 끼인 복굴절성 층을 포함하는 본 발명의 몇몇 실시양태에 따른 광변색성-이색성 제품의 대표적인 분해 사시도이다.
도 5는 (화학선으로 활성화된 후 가시광 파장 영역에 걸친) 파장의 함수로서의 평균 델타 흡광도의 그래프이며, 본 발명의 일부 실시양태에 따른 광변색성-이색성 제품의 광변색성-이색성 층에 포함될 수있는 광변색성-이색성 화합물을 포함하는 광변색성-이색성 층의 두 직교 평면에서 수득되는 두 평균 상위(difference) 흡수 스펙트럼을 도시한다.
도 6은 정렬 층, 프라이머 층, 탑코트 층 및 경질 코트 층을 추가로 포함하는 본 발명에 따른 광변색성-이색성 제품의 대표적인 측부 입단면도이다.
도 1 내지 도 6에서, 달리 언급되지 않는 한 유사한 문자는 동일한 구조적 특징부 및 구성요소를 가리킨다.
본원에 사용되는 용어 "화학선", 및 "화학광선" 같은 유사한 용어는 본원에서 추가로 상세하게 논의되는 바와 같이 광변색성 물질을 하나의 형태 또는 상태로부터 다른 형태 또는 상태로 변형시키는 것과 같은(이것으로 한정되지는 않음) 응답을 물질에서 야기할 수 있는 전자기선을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "광변색성", 및 "광변색성 화합물" 같은 관련 용어는 적어도 화학선의 흡수에 대한 응답 면에서 변화하는, 적어도 가시광선의 흡수 스펙트럼을 가짐을 의미한다. 또한, 본원에 사용되는 용어 "광변색성 물질"은 광변색성을 나타내는데 적합화되고(즉, 적어도 화학선의 흡수에 응답하여 변하는, 적어도 가시광선의 흡수 스펙트럼을 갖는데 적합화되고) 하나 이상의 광변색성 화합물을 포함하는 임의의 성분을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "광변색성 화합물"은 열 가역성 광변색성 화합물 및 비-열 가역성 광변색성 화합물을 포함한다. 본원에 사용되는 용어 "열 가역성 광변색성 화합물/물질"은 화학선에 응답하여 제 1 상태, 예컨대 "투명한 상태"에서 제 2 상태, 예컨대 "착색된 상태"로 전환될 수 있고 열 에너지에 응답하여 제 1 상태로 되돌아갈 수 있는 화합물/물질을 의미한다. 본원에 사용되는 용어 "비-열 가역성 광변색성 화합물/물질"은 화학선에 응답하여 제 1 상태, 예컨대 "투명한 상태"에서 제 2 상태, 예컨대 "착색된 상태"로 전환될 수 있고 실질적으로 착색된 상태의 흡수(들)와 실질적으로 동일한 파장(들)의 화학선(예를 들어, 이러한 화학선에 대한 불연속적인 노출)에 응답하여 제 1 상태로 되돌아갈 수 있는 화합물/물질을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "이색성"은 적어도 투과된 선의 두 직교 평면 편광 성분중 하나를 다른 하나보다 더 강력하게 흡수할 수 있음을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "광변색성-이색성", 및 "광변색성-이색성 물질" 및 "광변색성-이색성 화합물" 같은 유사한 용어는 광변색성(즉, 적어도 화학선에 응답하여 변하는, 적어도 가시광선의 흡수 스펙트럼을 가짐) 및 이색성(즉, 적어도 투과된 선의 두 직교 평면 편광 성분중 하나를 다른 하나보다 더 강력하게 흡수할 수 있음)을 둘 다 갖고/갖거나 제공하는 물질 및 화합물을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "흡수 비"는 제 1 평면에서 선형 편광된 선의 흡광도 대 제 1 평면에 직교하는 평면에서 선형 편광된 동일한 파장의 선의 흡광도의 비를 일컬으며, 이 때 상기 제 1 평면은 가장 높은 흡광도를 갖는 평면으로서 간주된다.
용어 "상태"를 수식하기 위해 본원에 사용되는 용어 "제 1" 및 "제 2"는 임의의 특정 순서 또는 전후 관계를 가리키고자 하지 않으며, 대신 두 가지 상이한 조건 또는 특성을 가리킨다. 비한정적인 예시로서, 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물의 제 1 상태 및 제 2 상태는 가시광선 및/또는 UV 선의 흡수 또는 선형 편광 같은(이들로 한정되지는 않음) 하나 이상의 광학 특성과 관련하여 상이할 수 있다. 따라서, 본원에 개시되는 다양한 비한정적인 실시양태에 따라, 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물은 제 1 상태 및 제 2 상태 각각에서 상이한 흡수 스펙트럼을 가질 수 있다. 예를 들어, 본원을 한정하지는 않지만, 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물은 제 1 상태에서는 투명할 수 있고 제 2 상태에서는 착색될 수 있다. 또는, 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물은 제 1 상태에서는 제 1 색상을 가질 수 있고 제 2 상태에서는 제 2 색상을 가질 수 있다. 또한, 아래에서 더욱 상세하게 논의되는 바와 같이, 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물은 제 1 상태에서는 비-선형 편광성(또는 "비-편광성")일 수 있고 제 2 상태에서는 선형 편광성일 수 있다.
본원에 사용되는 용어 "광학"은 광 및/또는 시각에 관련되거나 연관됨을 의미한다. 예를 들어, 본원에 개시되는 다양한 비한정적인 실시양태에 따라, 광학 제품 또는 요소 또는 소자는 안과 제품, 요소 및 소자; 디스플레이 제품, 요소 및 소자, 창, 거울, 및 능동 및 수동 액정 셀(cell) 제품, 요소 및 소자로부터 선택될 수 있다.
본원에 사용되는 용어 "안과"는 눈 및 시각에 관련되거나 연관된다는 의미이다. 안과 제품 또는 요소의 비한정적인 예는 단초점 렌즈 또는 다초점 렌즈[이는 구획이 나누어지거나 나누어지지 않은 다초점 렌즈(예를 들어, 이초점 렌즈, 삼초점 렌즈 및 누진 다초점 렌즈, 이들로 한정되지는 않음)일 수 있음]를 비롯한 교정용 및 비-교정용 렌즈, 및 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 확대 렌즈 및 보호 렌즈 또는 가리개(visor)를 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 시력을 교정하거나 보호하거나 향상시키는데(미용 면에서 또는 다른 면에서) 사용되는 다른 요소를 포함한다.
본원에 사용되는 용어 "안과용 기판"은 렌즈, 부분 성형 렌즈 및 렌즈 블랭크(lens blank)를 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "디스플레이"는 단어, 숫자, 기호, 디자인 또는 도면 정보의 가시적인 또는 기계-판독가능한 표시를 의미한다. 디스플레이 제품, 요소 및 소자의 비한정적인 예는 스크린, 모니터, 및 보안 마크 같은 보안 요소를 포함한다.
본원에 사용되는 용어 "창"은 그를 통한 선의 투과를 허용하는데 적합한 구멍을 의미한다. 창의 비한정적인 예는 자동차 및 항공기 투명부, 필터, 셔터 및 광학 스위치를 포함한다.
본원에 사용되는 용어 "거울"은 입사광의 큰 부분 또는 상당 부분을 거울 반사하는 표면을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "액정 셀"은 배향(order)될 수 있는 액정 물질을 함유하는 구조체를 가리킨다. 능동 액정 셀은 전기장 또는 자기장 같은 외부 힘의 인가에 의해 액정 물질이 배향된 상태와 배향되지 않은 상태 사이에서 또는 두 배향된 상태 사이에서 가역적으로 또한 제어가능하게 변환 또는 전환될 수 있는 셀이다. 수동 액정 셀은 액정 물질이 배향된 상태를 유지하는 셀이다. 능동 액정 셀 요소 또는 소자의 비한정적인 예는 액정 디스플레이이다.
본원에 사용되는 용어 "코팅"은 균일한 두께를 가질 수 있거나 가질 수 없는, 액체 또는 고체 미립자 유동성 조성물로부터 유래되는 지지된 필름을 의미하고, 특별히 중합체 시트를 배제한다. 비한정적인 예시로서, 고체 미립자 유동성 조성물의 예는 분말 코팅 조성물이다. 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 고정-편광된 층, 제 2 광변색성-이색성 층, 및 임의적인 프라이머 층 및 임의적인 탑코트 층 같은 임의적인 추가의 층은 몇몇 실시양태에서 코팅일 수 있거나 또는 코팅 조성물로부터 제조될 수 있다.
본원에 사용되는 용어 "시트"는 대략 균일한 두께를 갖고 자기-지지될 수 있는 미리-제조된 필름을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "연결되는"은 물체에 직접적으로 접촉하거나 또는 하나 이상의 다른 구조체 또는 물질(이들중 적어도 하나는 물체에 직접 접촉함)을 통해 물체에 간접적으로 접촉함을 의미한다. 비한정적으로 설명하자면, 예를 들어 고정-편광된 층이 일부 실시양태에서 기판의 적어도 일부와 직접적으로 접촉(예를 들어, 인접하여 접촉)하거나, 또는 고정-편광된 층이 프라이머 층 및/또는 커플링제 또는 접착제의 단분자 층 같은 하나 이상의 다른 중간에 낀 구조체 또는 물질을 통해 기판의 적어도 일부와 간접적으로 접촉할 수 있는 것과 같이, 고정-편광된 층은 기판의 적어도 일부와 직접적으로 접촉(예를 들어, 인접하여 접촉)할 수 있거나, 또는 하나 이상의 다른 중간에 낀 구조체 또는 물질을 통해 기판의 적어도 일부와 간접적으로 접촉할 수 있다. 예를 들어, 본원을 한정하는 것은 아니나, 고정-편광된 층은 일부 실시양태에서 하나 이상의 다른 중간에 낀 코팅, 중합체 시트 또는 이들의 조합(이들중 하나 이상이 기판의 제 1 표면과 같은 기판의 적어도 일부와 직접적으로 접촉함)과 접촉할 수 있다.
본원에 사용되는 용어 "감광성 물질"은 인광 물질 및 형광 물질을 비롯한(이들로 제한되지는 않음), 전자기선에 물리적으로 또는 화학적으로 응답하는 물질을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "비-감광성 물질"은 고정(또는 정적인) 착색제 및 고정(또는 정적인) 염료 같은 고정 착색제를 비롯한(이들로 한정되지는 않음), 육안으로 관찰되는 그의 색상과 관련하여 전자기선에 물리적으로 또는 화학적으로 응답하지 않는 물질을 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "고정-편광된", 및 "고정-편광된 층", "고정-편광된 필름" 및 "고정-편광된 시트" 같은 관련 용어는 적어도 (i) 적어도 투과된 선의 두 직교 평면 편광된 성분중 하나를 다른 하나보다 더욱 강력하게 흡수할 수 있고, (ii) 편광 축(예컨대, 제 1 편광 축)을 가지며, (iii) 적어도 투과된 선의 두 직교 평면 편광된 성분중 하나를 다른 하나보다 더욱 강력하게 흡수함과 관련하여 화학선에 물리적으로 또는 화학적으로 응답하지 않고 화학선에의 노출에 의해 물리적으로 또는 화학적으로 변화되지 않으며, (iv) 단일 선형 편광 상태를 갖는 층, 필름 또는 시트 같은 구조체를 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "고정 착색제", 및 "고정-착색제", "정적인 착색제", "고정 염료", "정적인 염료" 같은 관련 용어는, 육안상 관찰되는 그의 색상과 관련하여 전자기선에 물리적으로 또는 화학적으로 응답하지 않는 비-감광성 물질인 착색제를 의미한다.
본원에 사용되는 중량 평균 분자량(Mw), 수 평균 분자량(Mn), 및 z-평균 분자량(Mz) 같은 중합체의 분자량은 폴리스타이렌 기준물 같은 적절한 기준물을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정된다.
본원에 사용되는 다분산 지수(PDI)는 중합체의 중량 평균 분자량(Mw) 대 수 평균 분자량(Mn)의 비(즉, Mw/Mn)를 나타낸다.
본원에 사용되는 용어 "중합체"는 단독중합체(예를 들어, 단일 단량체 물질로부터 제조됨), 공중합체(예를 들어, 둘 이상의 단량체 물질로부터 제조됨), 및 빗형 그라프트 중합체, 별형 그라프트 중합체 및 수지상 그라프트 중합체를 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 그라프트 중합체를 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "(메트)아크릴레이트" 및 "(메트)아크릴산 에스터" 같은 유사한 용어는 메타크릴레이트 및/또는 아크릴레이트를 의미한다. 본원에 사용되는 용어 "(메트)아크릴산"은 메타크릴산 및/또는 아크릴산을 의미한다.
달리 표시되지 않는 한, 본원에 개시되는 모든 범위 또는 비는 그 안에 포함되는 임의의 모든 더 작은 범위 또는 더 작은 비를 포괄하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 언급된 범위 또는 비는 최소값 1과 최대값 10 사이의(이들 두 값 포함) 임의의 모든 더 작은 범위, 즉 최소값 1 이상으로 시작하여 최대값 10 이하로 끝나는 모든 더 작은 범위 또는 더 작은 비, 예컨대(이들로 한정되지는 않음) 1 내지 6.1, 3.5 내지 7.8 및 5.5 내지 10을 포함하는 것으로 생각되어야 한다.
본원 및 특허청구범위에 사용되는 연결기(예컨대, 2가 연결기)의 왼쪽으로부터 오른쪽으로의 표시는 달리 표시되지 않는 한 오른쪽으로부터 왼쪽으로의 배향 같은(이것으로 한정되지는 않음) 다른 적절한 배향을 포함한다. 비한정적으로 예시하자면, 2가 연결기의 왼쪽으로부터 오른쪽으로의 표시 $ 또는 동일하게 -C(O)O-는 그의 오른쪽으로부터 왼쪽으로의 표시 $ 또는 동일하게 -O(O)C- 또는 -OC(O)-를 포함한다.
본원에 사용되는 "하나의"는 달리 명확하고도 명료하게 하나의 인용물로 한정되지 않는 한 복수개의 인용물을 포함한다.
본원에 사용되는 용어 "고정 착색제"는 하나 이상의 고정 착색제를 의미한다.
본원에 사용되는 용어 "광변색성-이색성 화합물"은 하나 이상의 광변색성-이색성 화합물을 의미한다.
본원에 사용되는 "% 투과율"은 달리 표시되지 않는 한 분광계 사용자 매뉴얼에 제공되는 지시에 따라 헌터랩(HunterLab)에서 시판중인 울트라스캔 프로(ULTRASCAN PRO) 분광계 같은 당 업계에서 인정되는 기구를 사용하여 결정되었다.
본원에 사용되는 용어 "선형 편광"은 광파 같은 전자기파의 전기 벡터의 진동이 한 방향 또는 한 평면으로 제한됨을 의미한다.
작동 실시예 또는 달리 표시되는 경우 외에는, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용되는 구성성분의 양, 반응 조건 등을 표현하는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"으로 수식됨을 알아야 한다.
본원에 사용되는 공간 또는 방향 관련 용어, 예를 들어 "왼쪽", "오른쪽", "내부", "외부", "위", "아래" 등은 도면에 도시되는 본 발명에 관련된다. 그러나, 본 발명은 다양한 다른 방향을 추정할 수 있고, 따라서 상기 용어는 한정하는 것으로 간주되어서는 안됨을 알아야 한다.
본원에 사용되는 용어 "위에 형성되고", "위에 침착되고", "위에 제공되고", "위에 도포되고", "위에 존재하고" 또는 "위에 위치하고"는 아래에 놓인 요소 또는 아래에 놓인 요소의 표면 상에[그러나, 아래에 놓인 요소 또는 아래에 놓인 요소의 표면과 반드시 직접적으로(또는 인접하여) 접촉하지는 않음] 형성되거나 침착되거나 제공되거나 도포되거나 존재하거나 또는 위치함을 의미한다. 예를 들어, 기판 "위에 위치되는" 층은 위치되거나 형성된 층과 기판 사이에 놓이는 하나 이상의 다른 층, 코팅, 또는 필름(동일하거나 상이한 조성)의 존재를 배제하지 않는다.
본원에서 언급되는 허여된 특허 및 특허원 같은(이들로 한정되지는 않음) 모든 문서는 달리 표시되지 않는 한 "참고로 인용되는" 것으로 생각되어야 한다.
본 발명의 광변색성-이색성 제품은 기판을 포함한다. 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 기판이 선택될 수 있는 기판은 유기 물질, 무기 물질 또는 이들의 조합(예를 들어, 복합체 물질)으로부터 제조되는 기판을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 본원에 개시되는 다양한 비한정적인 실시양태에 따라 사용될 수 있는 기판의 비제한적인 예는 아래에 더욱 상세하게 기재된다.
본 발명의 광변색성-이색성 제품의 기판을 형성하는데 사용될 수 있는 유기 물질의 비한정적인 예는 예를 들어 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 5,962,617 호 및 제 5,658,501 호(칼럼 15 28행 내지 칼럼 16 17행)에 개시되어 있는 단량체 및 단량체의 혼합물로부터 제조되는 중합체 물질, 예를 들어 단독중합체 및 공중합체를 포함한다. 예를 들어, 이러한 중합체 물질은 열가소성 또는 열경화성 중합체 물질일 수 있고, 투명하거나 광학적으로 투명할 수 있고, 임의의 요구되는 굴절률을 가질 수 있다. 이러한 개시된 단량체 및 중합체의 비제한적인 예는 폴리올(알릴 카본에이트) 단량체, 예를 들어 피피지 인더스트리즈, 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.)에서 상표명 CR-39로 시판중인 단량체인 다이에틸렌 글라이콜 비스(알릴 카본에이트) 같은 알릴 다이글라이콜 카본에이트; 예를 들어 폴리우레탄 선중합체와 다이아민 경화제의 반응에 의해 제조되는 폴리우레아-폴리우레탄(폴리우레아-우레탄)중합체[이러한 중합체중 하나의 조성물은 피피지 인더스트리즈, 인코포레이티드에서 상표명 트리벡스(TRIVEX)로 시판중임]; 폴리올(메트)아크릴로일 종결된 카본에이트 단량체; 다이에틸렌 글라이콜 다이메타크릴레이트 단량체; 에톡실화된 페놀 메타크릴레이트 단량체; 다이아이소프로펜일 벤젠 단량체; 에톡실화된 트라이메틸올 프로페인 트라이아크릴레이트 단량체; 에틸렌 글라이콜 비스메타크릴레이트 단량체; 폴리(에틸렌 글라이콜) 비스메타크릴레이트 단량체; 우레탄 아크릴레이트 단량체; 폴리(에톡실화된 비스페놀 A 다이메타크릴레이트); 폴리(비닐 아세테이트); 폴리(비닐 알콜); 폴리(비닐 클로라이드): 폴리(비닐리덴 클로라이드); 폴리에틸렌; 폴리프로필렌; 폴리우레탄; 폴리티오우레탄; 비스페놀 A와 포스겐으로부터 유래되는 카본에이트-연결된 수지 같은 열가소성 폴리카본에이트[이러한 물질중 하나는 상표명 렉산(LEXAN)으로 시판중임]; 상표명 마일라(MYLAR)로 시판중인 물질 같은 폴리에스터; 폴리(에틸렌 테레프탈레이트); 폴리비닐 부티랄; 상표명 플렉시글라스(PLEXIGLAS)로 시판중인 물질 같은 폴리(메틸 메타크릴레이트); 및 폴리티올 또는 폴리에피설파이드 단량체와 다작용성 아이소사이아네이트를 반응시킴으로써 제조되는 중합체(단독중합되거나 또는 폴리티올, 폴리아이소사이아네이트, 폴리아이소티오사이아네이트 및 임의적으로 에틸렌성 불포화된 단량체 또는 할로겐화된 방향족-함유 비닐 단량체와 공중합 및/또는 삼원공중합됨)를 포함한다. 또한, 이러한 단량체의 공중합체, 및 블록 공중합체 또는 상호 침투 망상 구조 생성물을 형성시키기 위한 기재된 중합체 및 공중합체와 다른 중합체의 블렌드도 고려된다.
기판은 일부 실시양태에서 안과용 기판일 수 있다. 안과용 기판을 제조하는데 사용하기 적합한 유기 물질의 비한정적인 예는 광학 용도를 위한 광학적으로 투명한 주조물(예컨대, 안과용 렌즈)을 제조하는데 사용되는 유기 광학 수지 같은 안과용 기판으로서 유용한 당 업계에서 인정되는 중합체를 포함하지만 이들로 한정되지는 않는다.
본 발명의 광변색성-이색성 제품의 기판을 제조하는데 사용하기 적합한 유기 물질의 다른 비한정적인 예는 불투명하거나 반투명한 중합체 물질, 천연 및 합성 직물, 및 종이 및 목재 같은 셀룰로즈 물질을 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 합성 및 천연 유기 물질을 포함한다.
본 발명의 광변색성-이색성 제품의 기판을 제조하는데 사용하기 적합한 무기 물질의 비제한적인 예는 유리, 광물, 세라믹 및 금속을 포함한다. 예를 들어, 하나의 비한정적인 실시양태에서, 기판은 유리를 포함할 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에서, 기판은 반사성 표면을 가질 수 있다(예컨대, 연마된 세라믹 기판, 금속 기판 또는 광물 기판). 다른 비제한적인 실시양태에서는, 무기 또는 유기 기판의 표면에 반사성 코팅 또는 층을 침착 또는 달리 도포하여 이들 표면을 반사성으로 만들거나 또는 이들 표면의 반사율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본원에 개시된 비한정적인 특정 실시양태에 따라, 기판은 그의 외표면에 "경질 코트" 같은 내마모성 코팅 등의(이것으로 한정되지는 않음) 보호 코팅을 가질 수 있다. 예를 들어, 시판중인 열가소성 폴리카본에이트 안과용 렌즈 기판은 이들 표면이 용이하게 긁히거나, 마모되거나 또는 닳는 경향이 있기 때문에 흔히 그의 외표면에 이미 도포된 내마모성 코팅과 함께 판매된다. 이러한 렌즈 기판의 예는 젠텍스(GENTEX)™ 폴리카본에이트 렌즈[젠텍스 옵틱스(Gentex Optics)에서 시판중임]이다. 그러므로, 본원에 사용되는 용어 "기판"은 그의 표면(들) 상에 내마모성 코팅 같은(이것으로 한정되지는 않음) 보호 코팅을 갖는 기판을 포함한다.
또한, 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 기판은 착색되지 않은(비-착색) 기판, 착색 기판, 선형 편광 기판, 착색된 선형 편광 기판, 원형 편광 기판, 타원형 편광 기판, 광변색성 기판 또는 착색된-광변색성 기판으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서, 본원에서 더욱 상세하게 논의되는 바와 같이, 기판은 제 1 편광 축을 갖고 임의적으로 고정 착색제를 포함하며, 이로써 임의적으로 고정 착색제를 포함하는 선형 편광 기판이다.
기판에 대해 본원에서 사용되는 용어 "착색되지 않은"은 착색 첨가제(예컨대, 통상적인 염료 같은 고정 착색제, 이것으로 한정되지는 않음)를 본질적으로 함유하지 않고 화학선에 응답하여 크게 변화되지 않는 가시광선에 대한 흡수 스펙트럼을 갖는 기판을 의미한다. 또한, 기판과 관련하여 용어 "착색된"은 착색 첨가제(예를 들어, 통상적인 염료 같은 고정 착색제, 이것으로 한정되지는 않음) 및 화학선에 응답하여 크게 변화되지 않는 가시광선에 대한 흡수 스펙트럼을 갖는 기판을 의미한다.
기판과 관련하여 본원에 사용되는 용어 "선형 편광"은 선을 선형 편광시키는데 적합한 기판을 의미한다. 기판과 관련하여 본원에 사용되는 용어 "원형 편광"은 선을 원형 편광시키는데 적합한 기판을 의미한다. 기판과 관련하여 본원에 사용되는 용어 "타원형 편광"은 선을 타원형으로 편광시키는데 적합한 기판을 의미한다. 기판과 관련하여 본원에 사용되는 용어 "광변색성"은 적어도 화학선에 응답하여 변하는 가시광선에 대한 흡수 스펙트럼을 갖는 기판을 의미한다. 또한, 기판과 관련하여 본원에 사용되는 용어 "고정-착색된-광변색성"은 고정-착색 첨가제 및 광변색성 물질을 함유하고 적어도 화학선에 응답하여 변하는 가시광선에 대한 흡수 스펙트럼을 갖는 기판을 의미한다. 그러므로, 예를 들어 제한하지 않으면서, 고정-착색된-광변색성 기판은 고정-착색제의 제 1 색상 특징 및 화학선에 노출될 때 고정 착색제와 광변색성 물질의 조합의 제 2 색상 특징을 가질 수 있다.
도 1과 관련하여, 비제한적으로 설명하기 위하여, 본 발명의 일부 실시양태에 따른 광변색성-이색성 제품(2)이 도시된다. 광변색성-이색성 제품(2)은 제 1 표면(15) 및 제 2 표면(18)을 갖는 기판(12)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 기판(12)의 제 1 표면(15)은 화살표(21)로 도시되는 입사 화학선을 향한다. 광변색성-이색성 제품(2)은 기판(12)의 제 1 표면(15) 위에 위치하는 고정-편광된 층(24)을 추가로 포함한다. 고정-편광된 층(24)은 선형 편광성 층이고, 이로써 양방향 화살표(27)에 의해 표시되는 제 1 편광 축을 갖는다.
광변색성-이색성 제품(2)은 기판(12)의 제 1 표면 위에 위치되는 광변색성-이색성 층(30)을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 광변색성-이색성 층(30)은 기판(12)의 제 1 표면(15)과 고정-편광된 층(24)(도 1에는 도시되지 않음) 사이에 끼인다. 일부 추가적인 실시양태에 따라서는, 고정-편광된 층이 기판의 제 1 표면과 광변색성-이색성 층 사이에 끼인다. 비제한적으로 설명하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 고정-편광된 층(24)은 기판(12)의 제 1 표면(15)과 광변색성-이색성 층(30) 사이에 끼인다.
일부 실시양태에서, 고정-편광된 층(24)은 기판(12)의 제 1 표면(15)과 인접한다. 추가적인 실시양태에 따라, 프라이머 층(도시되지 않음) 같은 하나 이상의 추가적인 층이 기판(12)의 제 1 표면(15)과 고정-편광된 층(24) 사이에 끼워진다. 몇몇 추가적인 실시양태에서, 광변색성-이색성 층(30)은 기판(12)의 제 1 표면(15)에 인접한다. 일부 추가적인 실시양태에서는, 프라이머 층(도시되지 않음) 및/또는 제 1 정렬 층(도시되지 않음) 같은 하나 이상의 추가적인 층이 기판(12)의 제 1 표면(15)과 광변색성-이색성 층(30) 사이에 끼워진다.
광변색성-이색성 층은 하나 이상의 광변색성-이색성 화합물을 포함한다. 광변색성-이색성 화합물은 광변색성-이색성 층 내에서 측방향으로 정렬된다. 측방향으로 정렬된다는 것은 광변색성-이색성 화합물이 광변색성-이색성 층의 폭 또는 길이의 적어도 일부를 가로질러 측방향으로 정렬됨을 의미한다. 광변색성-이색성 화합물은 광변색성-이색성 층의 상부 및/또는 하부 표면을 따라, 광변색성-이색성 층의 내부의 적어도 일부 내에, 또는 이들의 임의의 조합으로 측방향을 정렬될 수 있다. 광변색성-이색성 층 내의 광변색성-이색성 화합물의 측방향 정렬은 광변색성-이색성 층의 제 2 편광 축을 한정하는 역할을 한다. 도 1을 비한정적으로 참조하면, 광변색성-이색성 층(30)은 양방향 화살표(33)로 표시된 제 2 편광 축을 갖는다.
본 발명의 광변색성-이색성 제품에서, 고정-편광된 층의 제 1 편광 축과 광변색성-이색성 층의 제 2 편광 축은 서로에 대해 0°보다 크고 90° 이하인 각도(예를 들어, 0.1° 내지 90°, 또는 1° 내지 90°, 또는 10° 내지 90°, 또는 25° 내지 90°, 또는 45° 내지 90°, 또는 60° 내지 90°, 인용된 값 포함)로 배향된다. 일부 실시양태에서, 제 1 및 제 2 편광 축이 서로에 대해 90°의 각도로 배향되는 경우, 본 발명의 광변색성-이색성 제품은 입사 화학선의 최소 투과율 수준을 가지나, 단 광변색성-이색성 화합물은 직사광선에 노출될 때와 같이 입사 화학선에 노출될 때 광변색성 활성화(예를 들어, 착색된 상태로 전환됨) 및 이색성 활성화 둘 다를 겪는다.
파장 또는 파장 범위, 및/또는 입사 전자기 에너지의 에너지(또는 강도), 및 고정-편광된 층 및 광변색성-이색성 층의 상대적인 위치에 따라, 본 발명의 광변색성-이색성 제품은 다양한 광변색성 및/또는 이색성 응답을 제공하여, 다양한 관찰가능한 색상, 색상 강도, 편광 효과 및/또는 적어도 부분적으로 교차된 편광 효과를 나타낼 수 있다. 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물은 일부 실시양태에서 광변색성 활성화(예컨대, 착색된 상태로의 전환) 및/또는 이색성 활성화(입사 전자기선의 적어도 부분적인 선형 편광을 야기함)의 임의의 조합을 나타낼 수 있다. 일부 실시양태에서는, 광변색성-이색성 제품이 형광 같은 주변 실내 광에 노출될 때와 같이, 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물은 실질적으로 광변색성 활성화 및 이색성 활성화를 겪지 않는다.
일부 실시양태에서는, 광변색성-이색성 층이 기판의 제 1 표면과 고정-편광된 층 사이에 끼는데, 이 경우 위에 놓인 고정-편광된 층은 입사 전자기선의 특정 파장 및/또는 특정량의 에너지를 흡수하여 아래에 놓인 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물이 광변색성 활성화(예컨대, 착색된 상태로의 전환) 및/또는 이색성 활성화(입사 전자기선의 적어도 부분적인 선형 편광을 야기함)의 임의의 조합을 나타낼 수 있거나, 또는 광변색성 활성화 및 이색성 활성화를 실질적으로 겪지 않게 할 수 있다.
일부 실시양태에 따라, 고정-편광된 층은 제 1 편광 축을 갖도록 적합화될 수 있다. 이러한 적합화는 (i) 고정-편광된 층 내에서 제 1 측방향을 따라 정렬되는 하나 이상의 이색성 물질 또는 화합물의 존재, (ii) 고정-편광된 층이 고정-편광된 층 내에서 제 1 측방향을 따라 측방향으로 정렬되는 중합체를 포함함, (iii) 제 1 측방향을 따라 정렬되는 고정-편광된 층의 하나 이상의 표면 상의 정렬된 나노-규모 구조체의 존재, (iv) 고정-편광된 층이 제작되는 물질(들)의 편광각[또는 브루스터(Brewster)각], (v) 적어도 부분적으로는 염료에 대해 호스트로서 작용하는 리오트로픽(lyotropic) 액정 매트릭스(이들은 함께 제 1 측방향을 따라 정렬됨)를 포함하는 고정-편광된 층, 및 (vi) 이러한 적합화 (i) 내지 (v)중 둘 이상의 조합을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
일부 실시양태에서, 고정-편광된 층은 고정-편광된 층 내에서 제 1 측방향을 따라 정렬함으로써 고정-편광된 층의 제 1 편광 축을 한정하는 하나 이상의 종래의 이색성 화합물 같은 이색성 물질 또는 화합물을 포함한다. 이색성 물질은 전단력 및/또는 고정-편광된 층의 중합체 매트릭스와의 정렬 같은(이들로 한정되지는 않음) 당 업계에서 인정되는 방법에 의해 정렬될 수 있다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 고정-편광된 층은 중합체를 포함하고, 이 중합체는 고정-편광된 층 내에서 제 1 측방향을 따라 측방향으로 정렬되고 고정-편광된 층의 제 1 편광 축을 한정한다. 고정-편광된 층의 중합체는 고정-편광된 층의 단방향 연신 같은(이것으로 국한되지는 않음) 당 업계에서 인정되는 방법에 따라 측방향으로 정렬될 수 있다.
일부 실시양태에서, 고정-편광된 층은 종래의 염료 같은 하나 이상의 고정-착색제를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에 따라, 고정-편광된 층은 그의 제 1 편광 축을 한정하도록 고정-편광된 층 내에서 제 1 측방향을 따라 측방향으로 정렬되는 중합체를 포함하고, 고정-편광된 층은 이색성 화합물 및 임의적으로는 고정-착색제중 하나 이상을 추가로 포함한다. 이색성 화합물은 제 1 측방향을 따라 중합체와 측방향으로 정렬될 수 있다. 일부 실시양태에 따라, 고정-편광된 층은 광변색성 화합물을 포함하지 않는다.
본 발명의 일부 실시양태에서 고정-편광된 층의 임의적인 고정-착색제는 아조 염료, 안트라퀴논 염료, 잔텐 염료, 아짐 염료, 요오드, 요오다이드 염, 폴리아조 염료, 스틸벤 염료, 피라졸론 염료, 트라이페닐메탄 염료, 퀴놀린 염료, 옥사진 염료, 티아진 염료, 폴리엔 염료 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 고정 염료를 포함한다.
일부 실시양태에서, 고정-착색제는 목적하는 색상 및 화학선(예컨대, 가시광선)의 % 투과율을 제공하기에 충분한 양으로 고정-편광된 층에 존재할 수 있다. 고정-착색제의 유형 및 양은 일부 실시양태에서 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물이 광변색성 활성화도 이색성 활성화도 겪지 않는 경우 기본 색상 및 기본 % 투과율을 갖는 광변색성-이색성 제품을 제공하도록 선택될 수 있다. 고정 착색제의 유형 및 양은 일부 실시양태에서 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물이 광변색성 활성화 및/또는 이색성 활성화를 겪는 경우 하나 이상의 활성화된 색상 및 하나 이상의 활성화된 % 투과율 값을 갖는 광변색성-이색성 제품을 제공하도록 선택될 수 있다. 고정-착색제는 다른 종래의 첨가제를 사용하여 행해지던 것과 같이 의도되는 효과를 제공하도록 변화하는 양으로 고정-편광된 층에 존재할 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 고정-편광된 층에 포함될 수 있는 종래의 이색성 화합물 같은 이색성 화합물의 부류는 아조메틴, 인디고이드, 티오인디고이드, 메로사이아닌, 인단, 퀴노프탈론 염료, 페릴렌, 프탈로페린, 트라이페노다이옥사진, 인돌로퀸옥살린, 이미다조-트라이아진, 테트라진, 아조 및 (폴리)아조 염료, 벤조퀴논, 나프토퀴논, 안트라퀴논 및 (폴리)안트라퀴논, 안트라피리미딘온, 요오드 및 요오다이드를 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
일부 실시양태에서, 이색성 화합물은 0.001중량% 이상 99.0중량% 이하, 예를 들어 0.1중량% 내지 50중량%, 또는 1.0중량% 내지 20중량%의 양으로 고정-편광된 층에 존재할 수 있으며, 이 때 중량%는 각각의 경우 고정-편광된 층의 총 중량에 기초한다.
고정-편광된 층은 임의적으로 고정-편광된 층의 가공, 특성 또는 성능중 하나 이상을 촉진할 수 있는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 종래의 첨가제의 비제한적인 예는 용매, 광 안정화제[예를 들어, 자외선 흡수제 및 장애 아민 광 안정화제(HALS) 같은 광 안정화제, 이들로 한정되지는 않음], 열 안정화제, 이형제, 레올로지 조절제, 레벨링제(예를 들어, 계면활성제, 이것으로 국한되지는 않음), 자유 라디칼 소거제 및 접착 촉진제(예를 들어, 헥산다이올 다이아크릴레이트 및 커플링제)를 포함한다.
일부 실시양태에 따라, 고정-편광된 층은 고정-편광된 층의 하나 이상의 표면 상의 복수개의 정렬된 나노-규모 구조체의 존재에 의해 제 1 편광 축을 갖도록 적합화될 수 있다. 복수개의 정렬된 나노-규모 구조체는 고정-편광된 층의 제 1 편광 축을 한정한다. 일부 실시양태에서, 나노-규모 구조체는 각각의 이랑(rib)이 인접한 이랑으로부터 측방향으로 이격되어 있는 복수개의 실질적으로 평행한 이랑(예를 들어, 높은 이랑)을 포함한다. 이랑 사이의 측방향 간격은 일부 실시양태에서 편광 효과를 제공하도록 나노-규모이다.
이랑은 하나 이상의 금속, 금속 합금, 금속 산화물 같은 무기 물질 및 이들의 조합을 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 비-유기 물질로부터 제작될 수 있다. 이랑이 제작될 수 있는 금속의 예는 Al, Ti, Zn, Cu, Cr, Ta, Nb, 이들중 둘 이상의 혼합물, 이들중 둘 이상의 조합, 및 이들중 둘 이상의 합금을 포함하지만, 이들로 국한되는 것은 아니다. 이랑이 제작될 수 있는 금속 산화물의 예는 Si, Al, Zr, Ti, Ge, Sn, In, Zn, Sb, Ta, Nb, V, Y의 산화물, 이들중 둘 이상의 혼합물, 및 이들중 둘 이상의 조합을 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다.
고정-편광 층의 표면 상에 무기 물질(예컨대, 금속 또는 금속 산화물)을 침착시키고 침착된 무기 물질을 에칭하여 구조체를 형성시키는 것과 같은 당 업계에서 인정되는 방법에 의해 나노-규모 구조체를 제조할 수 있다. 화학적 에칭, 물리적 에칭 및 화학선을 사용한 에칭(예를 들어, 전자 빔 에칭) 같은(이들로 한정되지는 않음) 당 업계에서 인정되는 방법에 따라 에칭을 수행할 수 있다. 침착된 물질은 일부 실시양태에서 그 안에 평행한 홈 및 이랑을 형성시키기에 적어도 충분한 두께를 갖는다. 몇몇 실시양태에서, 침착된 물질은 0㎛보다 크고 10㎛ 이하, 또는 5㎛ 이하, 또는 1㎛ 이하인 두께를 갖는다.
나노-규모 구조체의 고정-편광된 층의 표면으로의 접착을 개선하기 위하여, 일부 실시양태에서는, 고정-편광된 층의 표면 상에 부속 층(sub-layer)(일부 실시양태에서는 금속 크롬 같은 금속 또는 금속 산화물로 구성됨)을 먼저 침착시킨다. 일부 실시양태에서 부속 층은 후속 침착되는 층(이 안으로 홈 및 이랑이 형성됨)보다 더 얇다. 일부 실시양태에서, 부속 층은 0nm보다 크고 300nm 이하, 또는 100nm 이하, 또는 20nm 이하인 두게를 갖는다. 정렬된 나노-규모 구조체를 포함하는 선형 편광기의 예는 목스텍 인코포레이티드(MOXTEK Incorporated)에서 시판중인 프로플럭스(PROFLUX)® 편광기(가시광 편광기 포함)를 포함하지만 이것으로 한정되지는 않는다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 고정-편광된 층의 제 1 편광 축은 고정-편광된 층이 제작되는 물질(들)의 편광각(또는 브루스터각)에 의해 한정된다. 브루스터각은 하기 식에 의해서와 같이 당 업계에서 인정되는 방법에 따라 결정될 수 있다:
θB=arctan(n2/n1)
상기 식에서, θB는 고정-편광된 층이 제작되는 물질의 브루스터각이고, n1은 전자기선(예컨대, 가시광선)이 전파되는 초기 매질의 굴절률이며, n2는 고정-편광된 층이 제작되는 물질의 굴절률이다.
입사 전자기선을 향하는 고정-편광된 층의 표면과 관련하여 편광각/브루스터각을 결정한다.
몇몇 실시양태에 따라, 고정-편광된 층의 제 1 편광 축은 적어도 부분적으로는 리오트로픽 액정 매트릭스 내에 배치되는 비-이색성 염료 같은 염료에 대한 호스트로서 작용하는 리오트로픽 액정 매트릭스를 포함하는 게스트-호스트 시스템을 포함하는 고정-편광된 층에 의해 한정된다(고정-편광된 층의 결과이다). 염료는 리오트로픽 매트릭스의 배향에 의해 배향된다. 리오트로픽 액정 매트릭스 물질과 염료를 포함하는 코팅 조성물로 아래에 놓인 물질 또는 기판을 코팅하는 것과 같은 당 업계에서 인정되는 방법에 의해 게스트-호스트 시스템을 제조할 수 있다.
자기장, 전기장, 선형 편광된 적외선, 선형 편광된 자외선, 선형 편광된 가시광선 및/또는 전단력을 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 외부 힘과의 상호작용에 의해서와 같이 당 업계에서 인정되는 방법에 의해 게스트-호스트 시스템의 형성 동안 및/또는 후에 게스트-호스트 시스템의 배향을 달성할 수 있다. 코팅 조성물의 도포 동안 및/또는 후에, 일부 실시양태에서는, 액정 매트릭스 물질을 단방향 배향하고, 이에 따라 염료도 액정 매트릭스 물질을 따라 단방향 배향된다.
게스트-호스트 시스템의 염료는 산 염료, 염기성 염료, 직접 염료, 반응성 염료 및 이들중 둘 이상의 조합 같은(이들로 한정되지는 않음) 당 업계에 알려진 염료로부터 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서, 염료는 하나 이상의 다색성 염료로부터 선택된다. 다색성 염료, 구체적으로 다색성 염료 분자는 입사광의 편광과 관련하여 분자의 배향의 함수로서 변하는 광 흡수 스펙트럼을 갖는 분자이다.
게스트-호스트 시스템의 리오트로픽 액정 매트릭스 물질은 광변색성-이색성 층 및/또는 임의적인 정렬 층의 임의적인 이방성 물질과 관련하여 본원에서 추가로 기재되는 액정 화합물을 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 액정 화합물 같은 하나 이상의 당 업계에 알려진 물질로부터 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서, 리오트로픽 액정 매트릭스 물질은 분자 1개당 하나 이상의 트라이아진기를 포함하는 하나 이상의 액정 화합물을 포함한다. 적합한 게스트-호스트 시스템의 예는 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 6,245,399 B1 호의 칼럼 2 65행 내지 칼럼 13 41행에 기재되어 있는 것들을 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 광변색성-이색성 제품의 일부 실시양태에서 광변색성-이색성 층은 투과된 선과 관련하여 제 1 상태에서는 편광성이 아닐 수 있고(즉, 이 층은 광파의 전기 벡터의 진동을 한 방향으로 한정하지 않음), 제 2 상태에서는 선형 편광성일 수 있다. 본원에 사용되는 용어 "투과된 선'은 물체의 적어도 일부를 통해 통과한 선을 가리킨다. 본원을 한정하지 않으면서, 투과된 선은 자외선, 가시광선, 적외선 또는 이들의 조합일 수 있다. 따라서, 본원에 개시되는 다양한 비한정적인 실시양태에 따라, 광변색성-이색성 층은 제 1 상태에서는 비-편광성이고 제 2 상태에서는 선형 편광성임으로써, 제 2 상태에서 선형 편광된 자외선을 투과하거나, 선형 편광된 가시광선을 투과하거나, 또는 이들의 조합일 수 있다.
또 다른 비제한적인 실시양태에 따라, 광변색성-이색성 층은 제 1 상태에서 제 1 흡수 스펙트럼을, 제 2 상태에서 제 2 흡수 스펙트럼을 가질 수 있고, 제 1 상태 및 제 2 상태 둘 다에서 선형 편광성일 수 있다.
일부 실시양태에서, 광변색성-이색성 층은 하나 이상의 상태에서 1.5 이상의 평균 흡수 비를 갖는다. 몇몇 추가적인 실시양태에서, 광변색성-이색성 층은 하나 이상의 상태에서 1.5 내지 50(혹은 그보다 더 큼) 이상의 평균 흡수 비를 독립적으로 가질 수 있다. 용어 "흡수 비"는 제 1 평면에서 선형 편광된 선의 흡광도 대 제 1 평면에 수직인 평면에서 선형 편광된 선의 흡광도의 비를 말하며, 이 때 제 1 평면은 최고 흡광도를 갖는 평면으로서 취해진다. 그러므로, 흡수 비(및 이후 기재되는 평균 흡수 비)는 선의 두 직교 평면 편광된 성분중 하나가 물체 또는 물질에 의해 얼마나 강력하게 흡수되는지에 대한 지표이다.
광변색성-이색성 화합물을 포함하는 광변색성-이색성 층의 평균 흡수 비는 아래 기재된 바와 같이 결정될 수 있다. 예를 들어, 광변색성-이색성 화합물을 포함하는 광변색성-이색성 층의 평균 흡수 비를 결정하기 위하여, 층을 갖는 기판을 광학 벤치에 위치시키고, 광변색성-이색성 화합물을 활성화시킴으로써 층을 선형 편광 상태로 둔다. 포화 또는 거의 포화 상태(즉, 층의 흡수 특성이 측정이 이루어지는 시간 간격에 걸쳐 실질적으로 변화하지 않는 상태)에 도달하기에 충분한 시간동안 층을 UV 선에 노출시킴으로써 활성화를 달성한다. 광학 벤치에 수직인 평면(0° 편광 평면 또는 방향으로 일컬어짐)에서 선형 편광되는 광 및 광학 벤치에 평행한 평면(90° 편광 평면 또는 방향으로 일컬어짐)에서 선형 편광되는 광에 대해 3초 간격으로 소정 기간(전형적으로는 10 내지 300초)에 걸쳐 0°, 90°, 90°, 0° 등의 순서대로 흡수 측정치를 수집한다. 시험되는 모든 파장에서 각 시간 간격에서 층에 의해 선형 편광된 광의 흡광도를 측정하고 동일한 파장 범위에 걸친 불활성화된 흡광도(즉, 불활성화된 상태의 코팅의 흡광도)를 빼서, 0° 및 90° 편광 평면 각각에서 활성화된 상태의 층에 대한 흡수 스펙트럼을 수득함으로써, 포화 또는 거의 포화 상태의 코팅에 대한 각 편광 평면에서의 평균 상위 흡수 스펙트럼을 수득한다.
예를 들어, 도 5를 참조하면, 본원에 개시된 하나의 비한정적인 실시양태에 따른 광변색성-이색성 층에 대해 수득된 한 편광 평면에서의 평균 상위 흡수 스펙트럼(대략 36으로 표시됨)이 도시되어 있다. 평균 흡수 스펙트럼(대략 39로 표시됨)은 수직 편광 평면에서 동일한 광변색성-이색성 층에 대해 수득된 평균 상위 흡수 스펙트럼이다.
광변색성-이색성 층에 대해 수득된 평균 상위 흡수 스펙트럼에 기초하여, 광변색성-이색성 층의 평균 흡수 비를 다음과 같이 수득한다. λmax - vis+/-5nm(도 5에서 대략 42로 표시됨)(여기에서, λmax - vis는 임의의 평면에서 코팅이 최고 평균 흡광도를 갖는 파장임)에 상응하는 소정 파장 범위에서의 각 파장에서 광변색성-이색성 층의 흡수 비는 하기 수학식 1에 따라 계산된다:
Figure 112015035023980-pct00001
수학식 1과 관련하여, ARλi는 파장 λi에서의 흡수 비이고, Ab1 λi는 최고 흡광도를 갖는 편광 방향(즉, 0° 또는 90°)에서 파장 λi에서의 평균 흡수이며, Ab2 λi는 나머지 편광 방향에서 파장 λi에서의 평균 흡수이다. 이미 논의된 바와 같이, "흡수 비"는 제 1 평면에서 선형 편광된 선의 흡광도 대 제 1 평면에 대해 수직인 평면에서 선형 편광된 동일한 파장의 선의 흡광도의 비이며, 이 때 제 1 평면은 최고 흡광도를 갖는 평면으로서 취해진다.
이어, 하기 수학식 2에 따라 소정 파장 범위(즉, λmax - vis+/-5nm)에 걸쳐 개별적인 흡수 비의 평균을 구함으로써 광변색성-이색성 층의 평균 흡수 비("AR")를 계산한다:
Figure 112015035023980-pct00002
수학식 2와 관련하여, AR은 코팅의 평균 흡수 비이고, ARλi는 소정 파장 범위 내의 각 파장에서의 개별적인 흡수 비(수학식 1에서 상기 결정됨)이며, ni는 평균을 구한 개별적인 흡수 비의 수이다. 평균 흡수 비를 결정하는 이 방법에 대한 더욱 상세한 설명은 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 7,256,921 호의 칼럼 102 38행 내지 칼럼 103 15행에 제공된다.
일부 실시양태에서, 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물은 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 용어 "광변색성-이색성"은 특정 조건 하에서 광변색성과 이색성(즉, 선형 편광 특성) 둘 다를 나타냄을 의미하며, 이들 특성은 적어도 기구에 의해 검출될 수 있다. 따라서, "광변색성-이색성 화합물"은 특정 조건 하에서 광변색성과 이색성(즉, 선형 편광 특성) 둘 다를 나타내는 화합물이며, 이들 특성은 적어도 기구에 의해 검출될 수 있다. 그러므로, 광변색성-이색성 화합물은 적어도 화학선에 응답하여 변하는 적어도 가시광선에 대한 흡수 스펙트럼을 갖고, 하나 이상의 투과된 선의 두 직교 평면 편광된 성분중 하나를 다른 하나보다 더 강력하게 흡수할 수 있다. 또한, 상기 논의된 통상적인 광변색성 화합물과 같이, 본원에 개시된 광변색성-이색성 화합물은 열 가역성일 수 있다. 즉, 광변색성-이색성 화합물은 화학선에 응답하여 제 1 상태에서 제 2 상태로 변환될 수 있고 열 에너지에 응답하여 제 1 상태로 되돌아올 수 있다. 일부 실시양태에서, 본원에 사용되는 용어 "화합물"은 둘 이상의 원소, 성분, 구성성분 또는 부분의 결합에 의해 제조되는 물질을 의미하고, 둘 이상의 원소, 성분, 구성성분 또는 부분의 결합에 의해 제조되는 분자 및 거대분자(예를 들어, 중합체 및 올리고머)를 포함한다(이들로 한정되지는 않음).
예를 들어, 광변색성-이색성 층은 제 1 흡수 스펙트럼을 갖는 제 1 상태, 제 1 흡수 스펙트럼과는 상이한 제 2 흡수 스펙트럼을 갖는 제 2 상태를 가질 수 있고, 적어도 화학선에 응답하여 제 1 상태에서 제 2 상태로 변환되고 열 에너지에 응답하여 제 1 상태로 되돌아오기에 적합할 수 있다. 또한, 광변색성-이색성 화합물은 제 1 상태 및 제 2 상태중 하나 또는 둘 다에서 이색성(즉, 선형 편광성)일 수 있다. 예를 들어, 요구되는 것은 아니지만, 광변색성-이색성 화합물은 활성화된 상태에서 선형 편광성일 수 있고 블리치(bleach) 상태 또는 페이드 상태(즉, 활성화되지 않은 상태)에서 편광성이지 않을 수 있다. 본원에 사용되는 용어 "활성화된 상태"는 광변색성-이색성 화합물중 적어도 일부가 제 1 상태에서 제 2 상태로 변환되도록 하기에 충분한 화학선에 노출될 때의 광변색성-이색성 화합물을 가리킨다. 또한, 요구되는 것은 아니지만, 광변색성-이색성 화합물은 제 1 상태 및 제 2 상태에서 이색성일 수 있다. 본원을 한정하지 않으면서, 예컨대 광변색성-이색성 화합물은 활성화된 상태 및 블리치 상태 둘 다에서 가시광선을 선형 편광시킬 수 있다. 또한, 광변색성-이색성 화합물은 활성화된 상태에서 가시광선을 선형 편광시킬 수 있고 블리치 상태에서 UV 선을 선형 편광시킬 수 있다.
요구되는 것은 아니지만, 본원에 개시된 다양한 비제한적인 실시양태에 따라, 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물은 셀 방법(CELL METHOD)에 따라 결정할 때 활성화된 상태에서 1.5 이상의 평균 흡수 비를 가질 수 있다. 본원에 개시된 다른 비한정적인 실시양태에 따라, 광변색성-이색성 화합물은 셀 방법에 따라 결정할 때 활성화된 상태에서 2.3보다 큰 평균 흡수 비를 가질 수 있다. 또 다른 비제한적인 실시양태에 따라, 광변색성-이색성 층의 적어도 부분적으로 정렬된 광변색성-이색성 화합물은 셀 방법에 따라 결정할 때 활성화된 상태에서 1.5 내지 50의 평균 흡수 비를 가질 수 있다. 다른 비제한적인 실시양태에 따라, 광변색성-이색성 층의 적어도 부분적으로 정렬된 광변색성-이색성 화합물은 셀 방법에 따라 결정할 때 활성화된 상태에서 4 내지 20의 평균 흡수 비, 또는 3 내지 30의 평균 흡수 비, 또는 2.5 내지 50의 평균 흡수 비를 가질 수 있다. 그러나, 더욱 전형적으로, 적어도 부분적으로 정렬된 광변색성-이색성 화합물의 평균 흡수 비는 본 발명의 광변색성-이색성 제품에 목적하는 특성을 부여하기에 충분한 임의의 평균 흡수 비일 수 있다. 광변색성-이색성 화합물이 선택될 수 있는 적합한 광변색성-이색성 화합물의 비제한적인 예는 아래 본원에 상세하게 기재된다.
광변색성-이색성 화합물의 평균 흡수 비를 결정하기 위한 셀 방법은 본질적으로 코팅된 기판의 흡광도를 측정하는 대신 정렬된 액정 물질과 광변색성-이색성 화합물을 함유하는 셀 어셈블리를 시험하는 것을 제외하고는 이러한 광변색성-이색성 화합물을 함유하는 광변색성-이색성 층의 평균 흡수 비를 결정하는데 사용되는 방법과 본질적으로 동일하다.
일부 실시양태에서, 또한 비한정적으로 예시하기 위하여, 셀 어셈블리는 20μ+/-1μ만큼 이격된 두 대향 유리 기판을 포함할 수 있다. 두 반대쪽 가장자리를 따라 기판을 밀봉하여 셀을 형성시킨다. 각 유리 기판의 내표면을 폴리이미드 코팅으로 코팅하는데, 이 코팅의 표면을 마찰에 의해 적어도 부분적으로 배향시켰다. 광변색성-이색성 화합물과 액정 매질을 셀 어셈블리 중으로 도입하고 액정 매질을 마찰된 폴리이미드 표면과 정렬시킴으로써, 광변색성-이색성 화합물의 정렬을 달성한다. 액정 매질과 광변색성-이색성 화합물이 정렬되면, 셀 어셈블리를 광학 벤치(이는 실시예에서 상세하게 기재됨)에 위치시키고, 셀 어셈블리의 불활성화된 흡광도를 활성화된 흡광도에서 빼서 평균 상위 흡수 스펙트럼을 수득하는 것을 제외하고는 코팅된 기판에 대해 앞서 기재된 방식으로 평균 흡수 비를 결정한다.
이색성 화합물이 평면 편광된 광의 두 직교 성분중 하나를 우선적으로 흡수할 수 있으나, 순 선형 편광 효과를 달성하기 위해서는 통상 이색성 화합물의 분자를 적합하게 위치시키거나 배열할 필요가 있다. 유사하게, 순 선형 편광 효과를 획득하기 위해서는 통상 광변색성-이색성 화합물의 분자를 적합하게 위치시키거나 배향할 필요가 있다. 즉, 활성화된 상태의 광변색성-이색성 화합물의 분자의 장축이 대략 서로 평행하도록, 통상 광변색성-이색성 화합물의 분자를 정렬할 필요가 있다. 이로써, 본원에 개시된 다양한 비제한적인 실시양태에 따라, 제 1 및 제 2 광변색성-이색성 화합물은 각각 독립적으로 적어도 부분적으로 정렬된다. 또한, 광변색성-이색성 화합물의 활성화된 상태가 그가 존재하는 물질의 이색성 상태에 상응하는 경우에는, 활성화된 상태의 광변색성-이색성 화합물의 분자의 장축이 정렬되도록 광변색성-이색성 화합물이 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 본원에 사용되는 용어 "정렬"은 다른 물질, 화합물 또는 구조체와의 상호작용에 의해 적합한 배열 또는 위치로 만듦을 의미한다.
또한, 본원을 한정하지 않으면서, 광변색성-이색성 층은 복수개의 광변색성-이색성 화합물을 포함할 수 있다. 본원을 한정하지 않으면서, 둘 이상의 광변색성-이색성 화합물이 함께 사용되는 경우, 광변색성-이색성 화합물은 서로 보완하여 목적하는 색상 또는 색조를 생성시키도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 본원에 개시된 비한정적인 특정 실시양태에 따라 광변색성-이색성 화합물의 혼합물을 사용하여 거의 중성 회색 또는 거의 중성 갈색 같은 활성화된 특정 색상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 중성 회색 및 갈색을 한정하는 매개변수를 기재하는, 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 5,645,767 호의 칼럼 12 66행 내지 칼럼 13 19행을 참조한다. 또한 또는 다르게는, 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 광변색성-이색성 층은 보완적인 선형 편광 상태를 갖는 광변색성-이색성 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 목적하는 파장 범위에 걸쳐 보완적인 선형 편광 상태를 갖도록 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물을 선택하여 목적하는 파장 범위에 걸쳐 광을 편광시킬 수 있는 광변색성-이색성 제품을 제공할 수 있다. 또한, 동일한 파장에서 본질적으로 동일한 편광 상태를 갖는 보완적인 광변색성-이색성 화합물의 혼합물을 선택하여 획득되는 전체 선형 편광을 보강하거나 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 몇몇 비한정적인 실시양태에 따라, 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 광변색성-이색성 층은 둘 이상의 적어도 부분적으로 정렬된 광변색성-이색성 화합물을 포함할 수 있으며, 이 때 적어도 부분적으로 정렬된 광변색성-이색성 화합물은 각각 보완적인 색상 및/또는 보완적인 선형 편광 상태를 갖는다.
광변색성-이색성 층은 이러한 층의 가공, 특성 또는 성능중 하나 이상을 촉진할 수 있는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 비제한적인 예는 염료, 정렬 촉진제, 수평 정렬제, 운동 향상 첨가제, 광 개시제, 열 개시제, 중합 억제제, 용매, 광 안정화제[예를 들어, 자외선 흡수제 및 장애 아민 광 안정화제(HALS) 같은 광 안정화제, 이들로 한정되지는 않음], 열 안정화제, 이형제, 레올로지 조절제, 레벨링제(예를 들어, 계면활성제, 이것으로 국한되지는 않음), 자유 라디칼 소거제 및 접착 촉진제(예를 들어, 헥산다이올 다이아크릴레이트 및 커플링제)를 포함한다.
광변색성-이색성 층에 존재할 수 있는 염료의 예는 목적하는 색상 또는 다른 광학 특성을 광변색성-이색성 층에 부여할 수 있는 유기 염료를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
본원에 사용되는 용어 "정렬 촉진제"는 이 첨가제가 첨가되는 물질의 정렬 속도 및 균일성중 하나 이상을 촉진할 수 있는 첨가제를 의미한다. 제 1 및/또는 제 2 광변색성-이색성 층에 존재할 수 있는 정렬 촉진제의 비제한적인 예는 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 6,338,808 호 및 미국 특허 공보 제 2002/0039627 호에 기재되어 있는 것을 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다.
본 발명의 일부 실시양태에서 사용될 수 있는 수평 정렬(또는 배향)제는 광변색성-이색성 화합물의 장축을 광변색성-이색성 층의 수평면에 실질적으로 평행하게 정렬시키는데 도움을 준다. 본 발명의 몇몇 실시양태에서 사용될 수 있는 수평 정렬제의 예는 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 7,315,341 B2 호의 칼럼 13 58행 내지 칼럼 23 2행에 개시되어 있는 것들을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
광변색성-이색성 층과 같은 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 다양한 층에 존재할 수 있는 운동 향상 첨가제의 비제한적인 예는 에폭시-함유 화합물, 유기 폴리올 및/또는 가소화제를 포함한다. 이러한 운동 향상 첨가제의 더욱 구체적인 예는 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 6,433,043 호 및 미국 특허 공보 제 2003/0045612 호에 개시되어 있다.
광변색성-이색성 층 같은 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 다양한 층에 존재할 수 있는 광 개시제의 비제한적인 예는 절단-형 광 개시제 및 추출-형 광 개시제를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 절단-형 광 개시제의 비제한적인 예는 아세토페논, α-아미노알킬페논, 벤조인 에터, 벤조일 옥심, 아실포스핀 옥사이드 및 비스아실포스핀 옥사이드 또는 이러한 개시제의 혼합물을 포함한다. 이러한 광 개시제의 상업적인 예는 시바 케미칼즈, 인코포레이티드(Ciba Chemicals, Inc.)에서 시판중인 다로큐어(DAROCURE)® 4265이다. 추출-형 광 개시제의 비제한적인 예는 벤조페논, 마이클러(Michler's) 케톤, 티오잔톤, 안트라퀴논, 캠퍼퀴논, 플루오론, 케토쿠마린 또는 이러한 개시제의 혼합물을 포함한다.
광변색성-이색성 층 같은 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 하나 이상의 층에 존재할 수 있는 광 개시제의 다른 비한정적인 예는 가시광 광 개시제이다. 적합한 가시광 광 개시제의 비제한적인 예는 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 6,602,603 호의 칼럼 12, 11행 내지 칼럼 13 21행에 기재되어 있다.
열 개시제의 예는 유기 퍼옥시 화합물 및 아조비스(유기 나이트릴) 화합물을 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다. 열 개시제로서 유용한 유기 퍼옥시 화합물의 예는 3급부틸퍼옥시 아이소프로필 카본에이트 같은 퍼옥시모노카본에이트 에스터; 다이(2-에틸헥실) 퍼옥시다이카본에이트, 다이(2급부틸) 퍼옥시다이카본에이트 및 다이아이소프로필퍼옥시다이카본에이트 같은 퍼옥시다이카본에이트 에스터; 2,4-다이클로로벤조일 퍼옥사이드, 아이소부티릴 퍼옥사이드, 데카노일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 프로피온일 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드 및 p-클로로벤조일 퍼옥사이드 같은 다이아실퍼옥사이드; 3급-부틸퍼옥시 피발레이트, 3급-부틸퍼옥시 옥틸레이트 및 3급-부틸퍼옥시아이소부티레이트 같은 퍼옥시에스터; 메틸에틸케톤 퍼옥사이드 및 아세틸사이클로헥산 설폰일 퍼옥사이드를 포함하지만, 이들로 국한되는 것은 아니다. 하나의 비제한적인 실시양태에서, 사용되는 열 개시제는 생성되는 중합물을 변색시키지 않는 것이다. 열 개시제로서 사용될 수 있는 아조비스(유기 나이트릴) 화합물의 예는 아조비스(아이소부티로나이트릴), 아조비스(2,4-다이메틸발레로나이트릴) 또는 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
광변색성-이색성 층 같은 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 다양한 층을 제조하는데 제공될 수 있는 용매의 예는 코팅의 고체 성분을 용해시킬 수 있고/있거나 코팅 및 요소 및 기판과 양립가능하고/하거나 코팅이 도포되는 외표면(들)이 균일하게 덮이도록 보장할 수 있는 것을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는다. 용매의 예는 프로필렌 글라이콜 모노메틸 에터 아세테이트 및 이들의 유도체[도와놀(DOWANOL)® 공업용 용매로서 시판됨], 아세톤, 아밀 프로피온에이트, 아니솔, 벤젠, 부틸 아세테이트, 사이클로헥산, 에틸렌 글라이콜의 다이알킬 에터, 예를 들어 다이에틸렌 글라이콜 다이메틸 에터 및 이들의 유도체[셀로솔브(CELLOSOLVE)® 공업용 용매로서 시판됨], 다이에틸렌 글라이콜 다이벤조에이트, 다이메틸 설폭사이드, 다이메틸 폼아마이드, 다이메톡시벤젠, 에틸 아세테이트, 아이소프로필 알콜, 메틸 사이클로헥산온, 사이클로펜탄온, 메틸 에틸 케톤, 메틸 아이소부틸 케톤, 메틸 프로피온에이트, 프로필렌 카본에이트, 테트라하이드로푸란, 톨루엔, 자일렌, 2-메톡시에틸 에터, 3-프로필렌 글라이콜 메틸 에터 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
다른 비한정적인 실시양태에서, 광변색성-이색성 층은 하나 이상의 종래의 이색성 화합물을 포함할 수 있다. 적합한 종래의 이색성 화합물의 예는 아조메틴, 인디고이드, 티오인디고이드, 메로사이아닌, 인단, 퀴노프탈론 염료, 페릴렌, 프탈로페린, 트라이페노다이옥사진, 인돌로퀸옥살린, 이미다조-트라이아진, 테트라진, 아조 및 (폴리)아조 염료, 벤조퀴논, 나프토퀴논, 안트로퀴논 및 (폴리)안트로퀴논, 안트로피리미딘온, 요오드 및 요오데이트를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 다른 비한정적인 실시양태에서, 이색성 물질은 다른 물질과 하나 이상의 공유 결합을 형성할 수 있는 하나 이상의 반응성 작용기를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 이색성 물질은 중합가능한 이색성 화합물일 수 있다. 따라서, 이색성 물질은 중합될 수 있는 하나 이상의 기(즉, "중합가능한 기")를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본원을 한정하지 않으면서, 하나의 비제한적인 실시양태에서, 이색성 화합물은 하나 이상의 중합가능한 기로 종결되는 하나 이상의 알콕시, 폴리알콕시, 알킬 또는 폴리알킬 치환기를 가질 수 있다.
존재하는 경우, 일부 실시양태에 따라, 종래의 이색성 화합물은 0.001중량% 이상 10.0중량% 이하, 예를 들어 0.01중량% 내지 5.0중량%, 또는 0.1중량% 내지 2.5중량%의 양으로 광변색성-이색성 층에 존재할 수 있으며, 이 때 중량%는 각각의 경우 광변색성-이색성 층의 총 중량에 기초한다.
일부 실시양태에서, 광변색성-이색성 층은 하나 이상의 종래의 광변색성 화합물을 포함할 수 있다. 적합한 종래의 광변색성 화합물"은 열 가역성 광변색성 화합물 및 비-열 가역성(예를 들어, 화학선-가역성, 광-가역성) 광변색성 화합물 둘 다를 포함한다. 일반적으로, 본원을 한정하지 않으면서, 둘 이상의 종래의 광변색성 물질이 서로 함께 또는 광변색성-이색성 화합물과 함께 사용되는 경우, 목적하는 색상 또는 색조를 생성시키는데 서로 보완적이도록 다양한 물질을 선택할 수 있다. 예를 들어, 광변색성 화합물의 혼합물을 본원에 개시된 비한정적인 특정 실시양태에 따라 사용하여 거의 중성 회색 또는 거의 중성 갈색 같은 활성화된 특정 색상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 중성 회색 및 갈색을 한정하는 매개변수를 기재하는, 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 5,645,767 호의 칼럼 12 66행 내지 칼럼 13 19행을 참조한다.
존재하는 경우, 일부 실시양태에 따라, 종래의 광변색성 화합물은 0.001중량% 이상 10.0중량% 이하, 예를 들어 0.01중량% 내지 5.0중량%, 또는 0.1중량% 내지 2.5중량%의 양으로 광변색성-이색성 층에 존재할 수 있으며, 이 때 중량%는 각각의 경우 광변색성-이색성 층의 총 중량에 기초한다.
일부 실시양태에 따라, 광변색성-이색성 층은 종래의 광변색성 화합물 및/또는 종래의 이색성 화합물을 함유하지 않는다.
광변색성-이색성 층은 하나 이상의 적합한 광변색성-이색성 화합물을 포함할 수 있다. 광변색성-이색성 화합물이 선택될 수 있는 광변색성-이색성 화합물의 예는 하기 화합물을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다:
(PCDC-1) 3-페닐-3-(4-(4-(3-피페리딘-4-일-프로필)피페리디노)페닐)-13,13-다이메틸-3H,13-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-2) 3-페닐-3-(4-(4-(3-(1-(2-하이드록시에틸)피페리딘-4-일)프로필)피페리디노)페닐)-13,13-다이메틸-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-3) 3-페닐-3-(4-(4-(4-부틸-페닐카밤오일)-피페리딘-1-일)페닐)-13,13-다이메틸-6-메톡시-7-(4-페닐-피페라진-1-일)-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-4) 3-페닐-3-(4-([1,4']바이피페리딘일-1'-일)페닐)-13,13-다이메틸-6-메톡시-7-([1,4']바이피페리딘일-1'-일)-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-5) 3-페닐-3-(4-(4-페닐-피페라진-1-일)페닐)-13,13-다이메틸-6-메톡시-7-(4-(4-헥실벤조일옥시)-피페리딘-1-일)-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-6) 3-페닐-3-(4-(4-페닐-피페라진-1-일)페닐)-13,13-다이메틸-6-메톡시-7-(4-(4'-옥틸옥시-바이페닐-4-카본일옥시)-피페리딘-1-일)-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-7) 3-페닐-3-(4-(4-페닐-피페라진-1-일)페닐)-13,13-다이메틸-6-메톡시-7-{4-[17-(1,5-다이메틸-헥실)-10,13-다이메틸-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-테트라데카하이드로-1H-사이클로펜타[a]페난트렌-3-일옥시카본일옥시]-피페리딘-1-일}-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-8) 3-페닐-3-(4-{4-[17-(1,5-다이메틸-헥실)-10,13-다이메틸-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-테트라데카하이드로-1H-사이클로펜타[a]페난트렌-3-일옥시카본일옥시]-피페리딘-1-일}-페닐)-13,13-다이메틸-6-메톡시-7-{4-[17-(1,5-다이메틸-헥실)-10,13-다이메틸-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-테트라데카하이드로-1H-사이클로펜타[a]페난트렌-3-일옥시카본일옥시]-피페리딘-1-일}-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-9) 3-페닐-3-(4-(4-페닐피페라진-1-일)페닐)-13,13-다이메틸-6-메톡시-7-(4-(4-(4'-옥틸옥시-바이페닐-4-카본일옥시)페닐)피페라진-1-일)-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-10) 3-페닐-3-(4-(4-페닐-피페라진-1-일)페닐)-13,13-다이메틸-6-메톡시-7-(4-(4-(4-헥실옥시페닐카본일옥시)페닐)피페라진-1-일)-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-11) 3-페닐-3-(4-(4-페닐-피페라진-1-일)페닐)-13,13-다이메틸-6-메톡시-7-(4-(4-(4-(2-플루오로벤조일옥시)벤조일옥시)페닐)피페라진-1-일)-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-12) 3-페닐-3-(4-(피롤리딘-1-일)페닐)-13-하이드록시-13-에틸-6-메톡시-7-(4-(4-(4-헥실벤조일옥시)페닐)피페라진-1-일)-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-13) 3-페닐-3-(4-(피롤리딘-1-일)페닐)-13,13-다이메틸-6-메톡시-7-(4-(4-헥실벤조일옥시)벤조일옥시)-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-14) 3-페닐-3-(4-(피롤리딘-1-일)페닐)-13,13-다이메틸-6-메톡시-7-(4-(4-(4-헥실벤조일옥시)벤조일옥시)벤조일옥시)-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-15) 3-페닐-3-(4-(4-메톡시페닐)-피페라진-1-일)페닐)-13,13-다이메틸-6-메톡시-7-(4-(4-(3-페닐프로프-2-이노일옥시)페닐)피페라진-1-일)-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-16) 3-(4-메톡시페닐)-3-(4-(4-메톡시페닐)피페라진-1-일)페닐)-13-에틸-13-하이드록시-6-메톡시-7-(4-(4-(4-헥실벤조일옥시)페닐)피페라진-1-일)-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-17) 3-페닐-3-{4-(피롤리딘-1-일)페닐)-13-[17-(1,5-다이메틸-헥실)-10,13-다이메틸-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-테트라데카하이드로-1H-사이클로펜타[a]페난트렌-3-일옥시]-13-에틸-6-메톡시-7-(4-[17-(1,5-다이메틸-헥실)-10,13-다이메틸-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-테트라데카하이드로-1H-사이클로펜타[a]페난트렌-3-일옥시카본일옥시]-피페라딘-1-일)-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-18) 3-페닐-3-(4-{4-[17-(1,5-다이메틸-헥실)-10,13-다이메틸-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-테트라데카하이드로-1H-사이클로펜타[a]페난트렌-3-일옥시카본일옥시]-피페리딘-1-일}-페닐)-13-에틸-13-하이드록시-6-메톡시-7-{4-[17-(1,5-다이메틸-헥실)-10,13-다이메틸-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-테트라데카하이드로-1H-사이클로펜타[a]페난트렌-3-일옥시카본일옥시]-피페리딘-1-일}-)-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-19) 3-페닐-3-{4-(피롤리딘-1-일)페닐)-13,13-다이메틸-6-메톡시-7-(4-(4-(4-(3-페닐-3-{4-(피롤리딘-1-일)페닐}-13,13-다이메틸-6-메톡시-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란-7-일)-피페라딘-1-일)옥시카본일)페닐)페닐)카본일옥시)-3H,13H-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-20) 3-(2-메틸페닐)-3-페닐-5-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-3H-나프토[2,1-b]피란;
(PCDC-21) 3-{4-[4-(4-메톡시-페닐)-피페라진-1-일]-페닐}-3-페닐-7-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-3H-나프토[2,1-b]피란;
(PCDC-22) 3-{4-[4-(4-메톡시-페닐)-피페라진-1-일]-페닐}-3-페닐-7-(4-페닐-(펜-1-옥시)카본일)-3H-나프토[2,1-b]피란;
(PCDC-23) 3-{4-[4-(4-메톡시-페닐)-피페라진-1-일]-페닐}-3-페닐-7-(N-(4-((4-다이메틸아미노)페닐)다이아젠일)페닐)카밤오일-3H-나프토[2,1-b]피란;
(PCDC-24) 2-페닐-2-{4-[4-(4-메톡시-페닐)-피페라진-1-일]-페닐}-벤조푸로[3',2':7,8]벤조[b]피란;
(PCDC-25) 2-페닐-2-{4-[4-(4-메톡시-페닐)-피페라진-1-일]-페닐}-7-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-벤조티에노[3',2':7,8]벤조[b]피란;
(PCDC-26) 7-{17-[1,5-다이메틸-헥실)-10,13-다이메틸-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-테트라데카하이드로-1H-사이클로펜타[a]페난트렌-3-일옥시카본일옥시}-2-페닐-2-(4-피롤리딘-1-일-페닐)-6-메톡시카본일-2H-벤조[b]피란;
(PCDC-27) 2-페닐-2-{4-[4-(4-메톡시-페닐)-피페라진-1-일]-페닐}-9-하이드록시-8-메톡시카본일-2H-나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-28) 2-페닐-2-{4-[4-(4-메톡시-페닐)-피페라진-1-일]-페닐}-9-하이드록시-8-(N-(4-부틸-페닐))카밤오일-2H-나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-29) 2-페닐-2-{4-[4-(4-메톡시-페닐)-피페라진-1-일]-페닐}-9-하이드록시-8-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-2H-나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-30) 1,3,3-트라이메틸-6'-(4-에톡시카본일)-피페리딘-1-일)-스피로[인돌린-2,3'-3H-나프토[2,1-b][1,4]옥사진];
(PCDC-31) 1,3,3-트라이메틸-6'-(4-[N-(4-부틸페닐)카밤오일]-피페리딘-1-일)-스피로[인돌린-2,3'-3H-나프토[2,1-b][1,4]옥사진];
(PCDC-32) 1,3,3-트라이메틸-6'-(4-(4-메톡시페닐)피페라진-1-일)-스피로[인돌린-2,3'-3H-나프토[2,1-b][1,4]옥사진];
(PCDC-33) 1,3,3-트라이메틸-6'-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-스피로[인돌린-2,3'-3H-나프토[2,1-b][1,4]옥사진];
(PCDC-34) 1,3,3,5,6-펜타메틸-7'-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐))-스피로[인돌린-2,3'-3H-나프토[2,1-b][1,4]옥사진];
(PCDC-35) 1,3-다이에틸-3-메틸-5-메톡시-6'-(4-(4'-헥실옥시-바이페닐-4-카본일옥시)-피페리딘-1-일)-스피로[인돌린-2,3'-3H-나프토[2,1-b][1,4]옥사진];
(PCDC-36) 1,3-다이에틸-3-메틸-5-[4-(4-펜타데카플루오로헵틸옥시-페닐카밤오일)-벤질옥시]-6'-(4-(4'-헥실옥시-바이페닐-4-카본일옥시)-피페리딘-1-일)-스피로[인돌린-2,3'-3H-나프토[2,1-b][1,4]옥사진];
(PCDC-37) 2-페닐-2-{4-[4-(4-메톡시-페닐)-피페라진-1-일]-페닐}-5-카보메톡시-8-(N-(4-페닐)페닐)카밤오일-2H-나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-38) 2-페닐-2-{4-[4-(4-메톡시-페닐)-피페라진-1-일]-페닐}-5-카보메톡시-8-(N-(4-페닐)페닐)카밤오일-2H-플루오안테노[1,2-b]피란;
(PCDC-39) 2-페닐-2-{4-[4-(4-메톡시-페닐)-피페라진-1-일]-페닐}-5-카보메톡시-11-(4-{17-(1,5-다이메틸-헥실)-10,13-다이메틸-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-테트라데카하이드로-1H-사이클로펜타[a]페난트렌-3-일옥시카본일옥시}페닐)-2H-플루오안테노[1,2-b]피란;
(PCDC-40) 1-(4-카복시부틸)-6-(4-(4-프로필페닐)카본일옥시)페닐)-3,3-다이메틸-6'-(4-에톡시카본일)-피페리딘-1-일)-스피로[(1,2-다이하이드로-9H-다이옥솔라노[4',5':6,7]인돌린-2,3'-3H-나프토[2,1-b][1,4]옥사진];
(PCDC-41) 1-(4-카복시부틸)-6-(4-(4-프로필페닐)카본일옥시)페닐)-3,3-다이메틸-7'-(4-에톡시카본일)-피페리딘-1-일)-스피로[(1,2-다이하이드로-9H-다이옥솔라노[4',5':6,7]인돌린-2,3'-3H-나프토[1,2-b][1,4]옥사진];
(PCDC-42) 1,3-다이에틸-3-메틸-5-(4-{17-(1,5-다이메틸-헥실)-10,13-다이메틸-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-테트라데카하이드로-1H-사이클로펜타[a]페난트렌-3-일옥시카본일옥시}페닐)-6'-(4-(4'-헥실옥시-바이페닐-4-카본일옥시)-피페리딘-1-일)-스피로[인돌린-2,3'-3H-나프토[2,1-b][1,4]옥사진];
(PCDC-43) 1-부틸-3-에틸-3-메틸-5-메톡시-7'-(4-(4'-헥실옥시-바이페닐-4-카본일옥시)-피페리딘-1-일)-스피로[인돌린-2,3'-3H-나프토[1,2-b][1,4]옥사진];
(PCDC-44) 2-페닐-2-{4-[4-(4-메톡시-페닐)-피페라진-1-일]-페닐}-5-메톡시카본일-6-메틸-2H-9-(4-(4-프로필페닐)카본일옥시)페닐)-(1,2-다이하이드로-9H-다이옥솔라노[4',5':6,7])나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-45) 3-(4-메톡시페닐)-3-(4-(4-메톡시페닐)피페라진-1-일)페닐)-13-에틸-13-하이드록시-6-메톡시-7-(4-(4-프로필페닐)카본일옥시)페닐)-3H,13H-[1,2-다이하이드로-9H-다이옥솔라노[4",5":6,7][인데노[2',3':3,4]]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-46) 3-페닐-3-(4-(4-메톡시페닐)피페라진-1-일)페닐)-13-에틸-13-하이드록시-6-메톡시-7-(4-(4-헥실페닐)카본일옥시)페닐)-3H,13H-[1,2-다이하이드로-9H-다이옥솔라노[4",5":5,6][인데노[2',3':3,4]]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-47) 4-(4-((4-사이클로헥실리덴-1-에틸-2,5-다이옥소피롤린-3-일리덴)에틸)-2-티엔일)페닐-(4-프로필)벤조에이트;
(PCDC-48) 4-(4-((4-아다만탄-2-일리덴-1-(4-(4-헥실페닐)카본일옥시)페닐)-2,5-다이옥소피롤린-3-일리덴)에틸)-2-티엔일)페닐-(4-프로필)벤조에이트;
(PCDC-49) 4-(4-((4-아다만탄-2-일리덴-2,5-다이옥소-1-(4-(4-(4-프로필페닐)피페라진일)페닐)피롤린-3-일리덴)에틸)-2-티엔일)페닐 (4-프로필)벤조에이트;
(PCDC-50) 4-(4-((4-아다만탄-2-일리덴-2,5-다이옥소-1-(4-(4-(4-프로필페닐)피페라진일)페닐)피롤린-3-일리덴)에틸)-1-메틸피롤-2-일)페닐 (4-프로필)벤조에이트;
(PCDC-51) 4-(4-((4-아다만탄-2-일리덴-2,5-다이옥소-1-(4-{17-(1,5-다이메틸-헥실)-10,13-다이메틸-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-테트라데카하이드로-1H-사이클로펜타[a]페난트렌-3-일옥시카본일옥시}페닐)피롤린-3-일리덴)에틸)-1-메틸피롤-2-일)페닐 (4-프로필)벤조에이트;
(PCDC-52) 4-(4-메틸-5,7-다이옥소-6-(4-(4-(4-프로필페닐)피페라진일)페닐)스피로[8,7a-다이하이드로티아페노[4,5-f]아이소인돌-8,2'-아다멘탄]-2-일)페닐(4-프로필) 페닐 벤조에이트;
(PCDC-53) N-(4-{17-(1,5-다이메틸-헥실)-10,13-다이메틸-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-테트라데카하이드로-1H-사이클로펜타[a]페난트렌-3-일옥시카본일옥시}페닐-6,7-다이하이드로-4-메틸-2-페닐스피로(5,6-벤조[b]티오펜다이카복시이미드-7,2-트라이사이클로[3.3.1.1]데칸);
(PCDC-54) N-사이아노메틸-6,7-다이하이드로-2-(4-(4-(4-프로필페닐)피페라진일)페닐)-4-메틸스피로(5,6-벤조[b]티오펜다이카복시이미드-7,2-트라이사이클로[3.3.1.1]데칸);
(PCDC-55) N-페닐에틸-6,7-다이하이드로-2-(4-(4-(4-헥실벤조일옥시)페닐)피페라진-1-일)페닐-4-메틸스피로(5,6-벤조[b]티오펜다이카복시이미드-7,2-트라이사이클로[3.3.1.1]데칸);
(PCDC-56) N-페닐에틸-6,7-다이하이드로-2-(4-(4-(4-헥실벤조일옥시)페닐)피페라진-1-일)페닐)-4-사이클로프로필스피로(5,6-벤조[b]티오펜다이카복시이미드-7,2-트라이사이클로[3.3.1.1]데칸);
(PCDC-57) N-페닐에틸-6,7-다이하이드로-2-(4-(4-(4-헥실벤조일옥시)페닐)피페라진-1-일)페닐-4-사이클로프로필스피로(5,6-벤조[b]푸로다이카복시이미드-7,2-트라이사이클로[3.3.1.1]데칸);
(PCDC-58) N-사이아노메틸-6,7-다이하이드로-4-(4-(4-(4-헥실벤조일옥시)페닐)피페라진-1-일)페닐-2-페닐스피로(5,6-벤조[b]티오펜다이카복시이미드-7,2-트라이사이클로[3.3.1.1]데칸);
(PCDC-59) N-[17-(1,5-다이메틸-헥실)-10,13-다이메틸-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-테트라데카하이드로-1H-사이클로펜타[a]페난트렌-3-일옥시카본일-6,7-다이하이드로-2-(4-메톡시페닐)페닐-4-메틸스피로(5,6-벤조[b]티오펜다이카복시이미드-7,2-트라이사이클로[3.3.1.1]데칸);
(PCDC-60) N-사이아노메틸-2-(4-(6-(4-부틸페닐)카본일옥시-(4,8-다이옥사바이사이클로[3.3.0]옥트-2-일))옥시카본일)페닐-6,7-다이하이드로-4-사이클로프로필스피로(5,6-벤조[b]티오펜다이카복시이미드-7,2-트라이사이클로[3.3.1.1]데칸);
(PCDC-61) 6,7-다이하이드로-N-메톡시카본일메틸-4-(4-(6-(4-부틸페닐)카본일옥시-(4,8-다이옥사바이사이클로[3.3.0]옥트-2-일))옥시카본일)페닐-2-페닐스피로(5,6-벤조[b]티오펜다이카복시이미드-7,2-트라이사이클로[3.3.1.1]데칸); 및
(PCDC-62) 3-페닐-3-(4-피롤리딘일페닐)-13,13-다이메틸-6-메톡시-7-(4-(4-(4-(4-(6-(4-(4-(4-오닐페닐카본일옥시)페닐)옥시카본일)페녹시)헥실옥시)페닐)피페라진-1-일)인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란.
몇몇 추가적인 실시양태에서, 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 광변색성-이색성 화합물은 하나 이상의 하기 화합물로부터 선택될 수 있다:
(PCDC-a1) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-10-[4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)벤즈아미도)페닐]-13,13-다이메틸-12-브로모-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a2) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-10-[4-((4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페녹시)카본일)페닐]-6,13,13-트라이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a3) 3-(4-플루오로페닐)-3-(4-피페리디노페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-6-트라이플루오로메틸-11,13,13-트라이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a4) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-10-[4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)벤즈아미도)페닐]-5,7-다이플루오로-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a5) 3-(4-메톡시페닐)-3-(4-피페리디노페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-5,7-다이플루오로-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a6) 3-(4-메톡시페닐)-3-(4-모폴리노페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-5,7-다이플루오로-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a7) 3-(4-플루오로페닐)-3-(4-피페리디노페닐)-10-[4-((4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페녹시)카본일)페닐]-12-브로모-5,7-다이플루오로-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a8) 3-페닐-3-(4-피페리디노페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-12-브로모-5,7-다이플루오로-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a9) 3-페닐-3-(4-피페리디노페닐)-10-[4-((4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페녹시)카본일)페닐]-12-브로모-5,7-다이플루오로-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a10) 3-(4-플루오로페닐)-3-(4-피페리디노페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-12-브로모-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a11) 3,3-비스(4-메톡시다이노페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-12-브로모-6,7-다이메톡시-11,13,13-트라이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a12) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-6-트라이플루오로메틸-12-브로모-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a13) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-10,12-비스[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-6-트라이플루오로메틸-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a14) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-5,7-다이플루오로-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a15) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-6-트라이플루오로메틸-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a16) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-5,7-다이플루오로-12-브로모-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a17) 3-(4-플루오로페닐)-3-(4-모폴리노페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-6-트라이플루오로메틸-13-메틸-13-부틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a18) 3-(4-플루오로페닐)-3-(4-모폴리노페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-5,7-다이플루오로-12-브로모-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a19) 3-페닐-3-(4-메톡시페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-6-트라이플루오로메틸-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a20) 3-페닐-3-(4-모폴리노페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-6-트라이플루오로메틸-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a21) 3,3-비스(4-플루오로페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-6-트라이플루오로메틸-12-브로모-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a22) 3,3-비스(4-플루오로페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-6-트라이플루오로메틸-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a23) 3-(4-메톡시페닐)-3-(4-부톡시페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-6-트라이플루오로메틸-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a24) 3-(4-플루오로페닐)-13,13-다이메틸-3-(4-모폴리노페닐)-10-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-6-(트라이플루오로메틸)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a25) 3-(4-부톡시페닐)-3-(4-플루오로페닐)-13,13-다이메틸-10-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-6-(트라이플루오로메틸)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a26) 3-(4-(4-(4-메톡시페닐)피페라진-1-일)페닐)-13,13-다이메틸-10-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-3-페닐-6-(트라이플루오로메틸)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a27) 3-(4-부톡시페닐)-3-(4-플루오로페닐)-13,13-다이메틸-10-(4-(((트랜스,트랜스-4'-펜틸-[1,1'-바이(사이클로헥산)]-4-일)옥시)카본일)페닐)-6-(트라이플루오로메틸)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a28) 3-(4-플루오로페닐)-13-하이드록시-13-메틸-10-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-3-(4-부톡시페닐)-6-(트라이플루오로메틸)-3,13-다이하이드로 인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a29) 3-(4-메톡시페닐)-13,13-다이메틸-10-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-3-(4-트라이플루오로메톡시)페닐)-6-(트라이플루오로메틸)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a30) 3,3-비스(4-하이드록시페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-6-트라이플루오로메틸-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a31) 3-(4-모폴리노페닐)-3-페닐-13,13-다이메틸-10-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-6-(트라이플루오로메틸)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a32) 3-(4-모폴리노페닐)-3-(4-플루오로페닐)-13,13-다이메틸-10-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-6-(트라이플루오로메틸)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a40) 12-브로모-3-(4-부톡시페닐)-3-(4-플루오로페닐)-13,13-다이메틸-10-(4-((4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일)옥시)벤즈아미도)-6-(트라이플루오로메틸)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a41) 3-(4-부톡시페닐)-5,7-다이클로로-11-메톡시-3-(4-메톡시페닐)-13,13-다이메틸-10-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a42) 3-(4-부톡시페닐)-3-(4-플루오로페닐)-13,13-다이메틸-10-(4-((4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일)옥시)벤즈아미도)-6-(트라이플루오로메틸)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a43) 5,7-다이클로로-3,3-비스(4-하이드록시페닐)-11-메톡시-13,13-다이메틸-10-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a44) 6,8-다이클로로-3,3-비스(4-하이드록시페닐)-11-메톡시-13,13-다이메틸-10-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a45) 3-(4-부톡시페닐)-5,8-다이플루오로-3-(4-플루오로페닐)-13,13-다이메틸-10-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a46) 3-(4-부톡시페닐)-3-(4-플루오로페닐)-13,13-다이메틸-10-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일)피페라진-1-일)-6-(트라이플루오로메틸)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a47) 3-(4-모폴리노페닐)-3-(4-메톡시페닐)-10,7-비스[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)페닐]-5-플루오로-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a48) 3-(4-모폴리노페닐)-3-(4-메톡시페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)-2-(트라이플루오로메틸)페닐]-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a49) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)-2-(트라이플루오로메틸)페닐]-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a50) 3-(4-모폴리노페닐)-3-(4-메톡시페닐)-10-[4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페닐)벤즈아미도)-2-(트라이플루오로메틸)페닐]-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
PCDC-a51) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-13,13-다이메틸-10-(2-메틸-4-(트랜스-4-((4'-((트랜스-4-펜틸사이클로헥실)바이페닐-4-일옥시)카본일)사이클로헥산카복스아미도)페닐)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a52) 3-(4-(4-(4-부틸페닐)피페라진-1-일)페닐)-3-(4-메톡시페닐)-13,13-다이메틸-10-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)바이페닐-4-일카복스아미도)-2-(트라이플루오로메틸)페닐)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a53) 3-(4-(4-(4-부틸페닐)피페라진-1-일)페닐)-3-(4-메톡시페닐)-13,13-다이메틸-10-(2-메틸-4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)바이페닐-4-일카복스아미도)페닐)-7-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)벤즈아미도)페닐)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a54) 3-(4-메톡시페닐)-13,13-다이메틸-7,10-비스(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)바이페닐-4-일카복스아미도)페닐)-3-페닐-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a55) 3-p-톨릴-3-(4-메톡시페닐)-6-메톡시-13,13-다이메틸-7-(4'-(트랜스,트랜스-4'-펜틸바이(사이클로헥산-4-)카본일옥시)바이페닐카본일옥시)-10-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)바이페닐-4-일카복스아미도)페닐)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a56) 10-(4-(((3S,8S,9S,10R,13R,14S,17R)-10,13-다이메틸-17-((R)-6-메틸헵탄-2-일)-2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-테트라데카하이드로-1H-사이클로펜타[a]페난트렌-3-일옥시)카본일)피페라진-1-일)-3-(4-메톡시페닐)-13,13-다이메틸-3-(4-모폴리노페닐)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a57) 6-메톡시-3-(4-메톡시페닐)-13,13-다이메틸-3-(4-((S)-2-메틸부톡시)페닐)-10-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)바이페닐-4-일카복스아미도)페닐)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-a58) 6-메톡시-3-(4-메톡시페닐)-13,13-다이메틸-3-(4-((S)-2-메틸부톡시)페닐)-7-(4'-(트랜스,트랜스-4'-펜틸바이(사이클로헥산-4-)카본일옥시)바이페닐카본일옥시)-10-(4-(4'-트랜스-4-펜틸사이클로헥실)바이페닐-4-일카복스아미도)페닐)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란; 및
(PCDC-a59) 6-메톡시-3-(4-메톡시페닐)-13,13-다이메틸-3-(4-((S)-2-메틸부톡시)페닐)-10-(4-(((3R,3aS,6S,6aS)-6-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)바이페닐카본일옥시)헥사하이드로푸로[3,2-b]푸란-3-일옥시)카본일)페닐)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란.
일부 추가적인 실시양태에서, 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 광변색성-이색성 화합물은 하기 화합물로부터 선택될 수 있다:
(PCDC-b1) 3-(4-플루오로페닐)-3-(4-(피페리딘-1-일)페닐)-13-메톡시-13-에틸-6-메톡시-7-(4'-((4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)벤조일)옥시)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일옥시)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b2) 3-(4-플루오로페닐)-3-(4-(피페리딘-1-일)페닐)-13-메톡시-13-에틸-6-메톡시-7-(4-(4'-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일옥시)벤조일옥시))-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b3) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-13-메톡시-13-에틸-6-메톡시-7-(4'-((4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)벤조일)옥시)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일옥시)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b4) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-13-메톡시-13-에틸-6-메톡시-7-(4-(4'-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일옥시)벤조일옥시))-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b5) 3-(4-플루오로페닐)-3-(4-(피페리딘-1-일)페닐)-13-메톡시-13-에틸-6-메톡시-7-(4'-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일옥시))-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b6) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-13-메톡시-13-에틸-6-메톡시-7-((트랜스,트랜스)-4'-펜틸-[1,1'-바이(사이클로헥산)]-4-카본일옥시)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b7) 3,3-비스(4-플루오로페닐)-13-메톡시-13-에틸-6-메톡시-7-(4'-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일옥시)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일옥시)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b8) 3-(4-메톡시페닐)-3-(4-(피페리딘-1-일)페닐)-13-메톡시-13-에틸-6-메톡시-7-(4'-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일옥시)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일옥시)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b9) 3-(4-메톡시페닐)-3-(4-모폴리노페닐)-13-메톡시-13-에틸-6-메톡시-7-(4'-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일옥시)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일옥시)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b10) 3-(4-(4-메톡시페닐)피페라진-1-일)-3-페닐-13-메톡시-13-에틸-6-메톡시-7-(4'-(4-(2-하이드록시에톡시)벤조일옥시)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일옥시)-[1,1'-바이페닐]-4-카본일옥시)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b11) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-13-메톡시-13-에틸-6-메톡시-7-(3-페닐프로피올로일옥시)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b12) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-13-메톡시-13-에틸-6-메톡시-7-(2-메틸-4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b13) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-6,13-다이메톡시-7-(4-(4-(트랜스,트랜스-4'-펜틸-[1,1'-바이(사이클로헥산)]-4-카본일옥시)페닐)피페라진-1-일)-13-트라이플루오로메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b14) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-6-메톡시-7-(4-(4-(트랜스,트랜스-4'-펜틸-[1,1'-바이(사이클로헥산)]-4-카본일옥시)페닐)피페라진-1-일)-13-하이드록시-13-트라이플루오로메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b15) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-6,7-다이(4-(4-(트랜스,트랜스-4'-펜틸-[1,1'-바이(사이클로헥산)]-4-카본일옥시)페닐)피페라진-1-일)-13-메톡시-13-트라이플루오로메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b16) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-6-메톡시-7-(4-(4-((트랜스,트랜스)-4'-펜틸-[1,1'-바이(사이클로헥산)]-4-카본일옥시)페닐)피페라진-1-일)-13-플루오로-13-트라이플루오로메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b17) 3-(4-플루오로페닐)-3-(4-(피페리딘-1-일)페닐)-7-(2-메틸-4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-11-트라이플루오로메틸-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b18) 3-(4-부톡시페닐)-3-(4-메톡시페닐)-7-(2-메틸-4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-11-트라이플루오로메틸-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b19) 3-(4-(N-모폴린일)페닐)-3-페닐-7-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-10,12-다이플루오로-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b20) 3-(4-플루오로페닐)-3-(4-(피페리딘-1-일)페닐)-7-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-10,12-다이플루오로-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b21) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-6-메톡시-7-(2-메틸-4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b22) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-6-메톡시-7-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b23) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-6-메톡시-7-(2-메틸-4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)벤즈아미도)페닐)페닐)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b24) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-6-메톡시-7-(2-메틸-4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)벤즈아미도)벤즈아미도)페닐)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b25) 3-(4-메톡시페닐)-3-페닐-6-메톡시-7-(2-메틸-4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b26) 3-(4-메톡시페닐)-3-페닐-6-메톡시-7-(2-메틸-4-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)벤즈아미도)페닐)페닐)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b27) 3-(4-메톡시페닐)-3-페닐-6-메톡시-7-(2-메틸-4-(4-((트랜스,트랜스)-4'-펜틸-[1,1'-바이(사이클로헥산)]-4-카복스아미도)벤즈아미도)페닐)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b28) 3-(4-메톡시페닐)-3-페닐-6-메톡시-7-(2-메틸-4-(트랜스-4-(((4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일)옥시)카본일)사이클로헥산카복스아미도)페닐)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b29) 3-(4-N-모폴리닐페닐)-3-페닐-6-메톡시-7-(2-메틸-4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b30) 3-(4-N-모폴리노페닐)-3-페닐-6-메톡시-7-(2-메틸-4-(트랜스-4-(((4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일)옥시)카본일)사이클로헥산카복스아미도)페닐)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b31) 3-(4-N-모폴리노페닐)-3-페닐-6-메톡시-7-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b32) 3-(4-N-모폴리노페닐)-3-(4-메톡시페닐)-6-메톡시-7-(2-메틸-4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b33) 3-(4-N-모폴리노페닐)-3-(4-메톡시페닐)-6-메톡시-7-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b34) 3-페닐-3-(4-(피페리딘-1-일)페닐)-6-메톡시-7-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)벤즈아미도)-2-(트라이플루오로메틸)페닐)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b35) 3,3-비스(4-플루오로페닐)-6-메톡시-7-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b36) 3,3-비스(4-플루오로페닐)-6-메톡시-7-(트랜스-4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일옥시카본일)사이클로헥산카본일옥시)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b37) 3-(4-(피페리딘-1-일)페닐)-3-페닐-6-메톡시-7-(트랜스-4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일옥시카본일)사이클로헥산카본일옥시)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b38) 3-(4-(N-모폴리노)페닐)-3-페닐-6-메톡시-7-(트랜스-4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일옥시카본일)사이클로헥산카본일옥시)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b39) 3-(4-(N-모폴리노)페닐)-3-페닐-6-메톡시-7-(4-(4-((트랜스,트랜스)-4'-펜틸-[1,1'-바이(사이클로헥산)]-4-카본일옥시)페닐)벤조일옥시)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b40) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-6-메톡시-7-(4-(4-((트랜스,트랜스)-4'-펜틸-[1,1'-바이(사이클로헥산)]-4-카본일옥시)페닐)벤조일옥시)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b41) 3-(4-플루오로페닐)-3-(4-(피페리딘-1-일)페닐)-6-메톡시-7-(4-(4-((트랜스,트랜스)-4'-펜틸-[1,1'-바이(사이클로헥산)]-4-카본일옥시)페닐)벤조일옥시)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b42) 3-(4-플루오로페닐)-3-(4-(피페리딘-1-일)페닐)-6-메톡시-7-(트랜스-4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일옥시카본일)사이클로헥산카본일옥시)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b43) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-6,13-다이메톡시-7-(트랜스-4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일옥시카본일)사이클로헥산카본일옥시)13-에틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b44) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-6-메톡시-7-(4-(4-(트랜스,트랜스-4'-펜틸-[1,1'-바이(사이클로헥산)]-4-카본일옥시)페닐)피페라진-1-일)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b45) 3,3-비스(4-하이드록시페닐)-6-메톡시-7-(4-(4-(트랜스,트랜스-4'-펜틸-[1,1'-바이(사이클로헥산)]-4-카본일옥시)페닐)피페라진-1-일)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b46) 3,3-비스(4-플루오로페닐)-6-메톡시-7-(4-(4-(트랜스,트랜스-4'-펜틸-[1,1'-바이(사이클로헥산)]-4-카본일옥시)페닐)피페라진-1-일)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b47) 3-(4-메톡시페닐)-3-(4-N-모폴리노페닐)-6-메톡시-7-(4-(4-(트랜스,트랜스-4'-펜틸-[1,1'-바이(사이클로헥산)]-4-카본일옥시)페닐)피페라진-1-일)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b48) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-6-메톡시-7-(4-(4-(트랜스-4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일옥시카본일)사이클로헥산카본일옥시)페닐)피페라진-1-일)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b49) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-6-메톡시-7-(4-(4-(트랜스-4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-페닐옥시카본일)-사이클로헥산카본일옥시)페닐)피페라진-1-일)-10,12-다이(트라이플루오로메틸)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b50) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-7-(4-(4-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)페녹시카본일)페닐)-11-메틸-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b51) 3-(4-플루오로페닐)-3-(4-(피페리딘-1-일)페닐)-6-메틸-7-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-11-트라이플루오로메틸-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b52) 3,3-비스(4-하이드록시페닐)-6-메틸-7-(4-(4'-(트랜스-4-펜틸사이클로헥실)-[1,1'-바이페닐]-4-일카복스아미도)페닐)-11-트라이플루오로메틸-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b53) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-6-메톡시-7-(4-(4-(트랜스,트랜스-4'-펜틸-[1,1'-바이(사이클로헥산)]-4-카본일옥시)페닐)피페라진-1-일)-11-트라이플루오로메틸-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란;
(PCDC-b54) 3-(4-(4-메톡시페닐)피페라진-1-일)-3-페닐-6-메톡시-7-(4-((4-(트랜스-4-프로필사이클로헥실)페녹시)카본일)페닐옥시카본일)-13,13-다이메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란; 및
(PCDC-b55) 3,3-비스(4-메톡시페닐)-7-(4-([1,1':4',1"-터페닐]-4-일카밤오일)피페라진-1-일)-6,13-다이메톡시-13-트라이플루오로메틸-3,13-다이하이드로-인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란.
더욱 일반적으로, 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 광변색성-이색성 화합물은 (a) 예를 들어 피란, 옥사진 및 펄가이드로부터 선택될 수 있는 하나 이상의 광변색성 기(PC) 및 (b) 광변색성 기에 부착된 하나 이상의 연장제(lengthening agent) 또는 연장 기를 포함한다. 이러한 광변색성-이색성 화합물은 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 7,342,112 B1 호의 칼럼 5 35행 내지 칼럼 14 54행, 및 표 1에 상세하게 기재되어 있다. 다른 적합한 광변색성 화합물 및 이들을 제조하기 위한 반응식은 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 7,342,112 B1 호의 칼럼 23 37행 내지 칼럼 78 13행에서 찾아볼 수 있다.
광변색성-이색성 화합물의 광변색성(PC) 기가 선택될 수 있는 열 가역성 광변색성 피란의 비한정적인 예는 벤조피란; 나프토피란, 예를 들어 나프토[1,2-b]피란, 나프토[2,1-b]피란, 미국 특허 제 5,645,767 호에 개시되어 있는 것과 같은 인데노-융합된 나프토피란, 및 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 5,723,072 호, 제 5,698,141 호, 제 6,153,126 호 및 제 6,022,497 호에 개시되어 있는 것과 같은 헤테로환상-융합된 나프토피란; 스피로-9-플루오레노[1,2-b]피란 같은 스피로플루오레노[1,2-b]피란; 페난트로피란; 퀴노피란; 플루오로안테노피란; 스피로피란, 예를 들어 스피로(벤즈인돌린)나프토피란, 스피로(인돌린)벤조피란, 스피로(인돌린)나프토피란, 스피로(인돌린)퀴노피란 및 스피로(인돌린)피란을 포함한다. 나프토피란 및 보완적인 유기 광변색성 성분의 더욱 구체적인 예가 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 5,658,501 호에 기재되어 있다. 스피로(인돌린)피란은 또한 본원에 참고로 인용되는 문헌[Techniques in Chemistry, Volume III, "Photochromism", 제3장, 브라운(Glenn H. Brown) 편집, John Wiley and Sons, Inc., 뉴욕, 1971]에 기재되어 있다.
PC 기가 선택될 수 있는 광변색성 옥사진의 비한정적인 예는 벤즈옥사진, 나프트옥사진, 및 스피로-옥사진, 예를 들어 스피로(인돌린)나프트옥사진, 스피로(인돌린)피리도벤즈옥사진, 스피로(벤즈인돌린)피리도벤즈옥사진, 스피로(벤즈인돌린)나프트옥사진, 스피로(인돌린)벤즈옥사진, 스피로(인돌린)플루오르안텐옥사진 및 스피로(인돌린)퀸옥사진을 포함한다. PC가 선택될 수 있는 광변색성 펄가이드의 비한정적인 예는 미국 특허 제 4,931,220 호(본원에 참고로 인용됨)에 개시되어 있는 펄기마이드, 및 3-퓨릴 및 3-티엔일 펄가이드 및 펄기마이드, 및 전술한 임의의 광변색성 물질/화합물의 혼합물을 포함한다.
일부 실시양태에 따라, 광변색성-이색성 화합물은 둘 이상의 광변색성 기(PC)를 포함할 수 있으며, 이 경우 PC는 개별적인 PC 상의 연결기 치환기를 통해 서로 연결될 수 있다. 예를 들면, PC는 중합성 광변색성 기 또는 호스트 물질에 상용성이도록 적합화된 광변색성 기("상용화된 광변색성 기")일 수 있다. PC가 선택될 수 있고 본원에 개시되는 다양한 비한정적인 실시양태와 함께 유용한 중합성 광변색성 기의 비제한적인 예는 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 6,113,814 호에 개시되어 있다. PC가 선택될 수 있고 본원에 개시되는 다양한 비제한적인 실시양태와 함께 유용한 상용화된 광변색성 기의 비한정적인 예는 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 6,555,028 호에 개시되어 있다.
다른 적합한 광변색성 기 및 보완적인 광변색성 기는 미국 특허 제 6,080,338 호의 칼럼 2 21행 내지 칼럼 14 43행; 제 6,136,968 호의 칼럼 2 43행 내지 칼럼 20 67행; 제 6,296,785 호의 칼럼 2 47행 내지 칼럼 31 5행; 제 6,348,604 호의 칼럼 3 26행 내지 칼럼 17 15행; 미국 특허 제 6,353,102 호의 칼럼 1 62행 내지 칼럼 11 64행; 및 제 6,630,597 호의 칼럼 2 16행 내지 칼럼 16 23행에 기재되어 있으며, 상기 언급된 특허의 개시내용은 본원에 참고로 인용된다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 광변색성-이색성 화합물은 하나 이상의 광변색성 잔기(하나 이상의 PC 잔기 또는 기)를 포함하며, 각각의 광변색성 잔기는 인데노-융합된 나프토피란, 나프토[1,2-b]피란, 나프토[2,1-b]피란, 스피로플루오레노[1,2-b]피란, 페난트로피란, 퀴놀리노피란, 플루오로안테노피란, 스피로피란, 벤즈옥사진, 나프트옥사진, 스피로(인돌린)나프트옥사진, 스피로(인돌린)피리도벤즈옥사진, 스피로(인돌린)플루오르안텐옥사진, 스피로(인돌린)퀸옥사진, 펄가이드, 펄기마이드, 다이아릴에텐, 다이아릴알킬에텐, 다이아릴알켄일에텐, 열 가역성 광변색성 화합물, 및 비-열 가역성 광변색성 화합물, 및 이들의 혼합물로부터 독립적으로 선택될 수 있다.
광변색성-이색성 화합물은 광변색성-이색성 제품이 목적하는 수준의 광변색성 활성 및 목적하는 수준의 이색성 활성 같은 목적하는 광학 특성을 나타내도록 하는 양(또는 비)으로 광변색성-이색성 층에 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서 광변색성-이색성 층에 존재하는 광변색성-이색성 화합물의 특정한 양은 중요하지 않으나, 단 목적하는 효과를 생성시키기 위하여 충분한 양 이상이 존재한다. 비제한적으로 설명하기 위하여, 광변색성-이색성 층에 존재하는 광변색성-이색성 화합물의 양은 광변색성-이색성 화합물의 흡수 특징, 광변색성 활성화시 광변색성-이색성 화합물의 색상 및 강도, 이색성 활성화시 광변색성-이색성 화합물의 이색성 활성의 수준, 및 광변색성-이색성 화합물을 광변색성-이색성 층에 혼입시키는데 이용되는 방법 같은(이들로 한정되지는 않음) 다양한 인자에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 광변색성-이색성 제품의 광변색성-이색성 층은 일부 실시양태에서 광변색성-이색성 층의 중량에 기초하여 0.01 내지 40중량%, 또는 0.05 내지 15중량%, 또는 0.1 내지 5중량%의 양으로 하나 이상의 광변색성-이색성 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 광변색성-이색성 제품의 광변색성-이색성 화합물은 당 업계에 알려져 있는 방법에 따라 제조될 수 있다. 일부 실시양태에서, 광변색성-이색성 화합물은 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 7,256,921 호의 칼럼 35 28행 내지 칼럼 66 60행에 제공되는 기재내용에 따라 제조될 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 광변색성-이색성 층은 각각 동일하거나 상이할 수 있는 광변색성-이색성 화합물을 포함하는 단일 층 또는 다중 층을 포함할 수 있다. 광변색성-이색성 층은 하나 이상의 플라스틱 시트 또는 필름의 경우와 같은 적층; 주형 내 코팅 같은 주형 내 제조; 필름 캐스팅; 및 코팅 방법을 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 당 업계에서 인정되는 방법에 의해 제조될 수 있다. 일부 실시양태에서는, 광변색성-이색성 코팅 조성물로부터 광변색성-이색성 층을 제조한다. 광변색성-이색성 코팅 조성물은 예를 들어 2성분 코팅 조성물의 경우와 같은 주위 온도; 열 경화되는 코팅 조성물의 경우와 같은 승온(예를 들어, 150℃ 내지 190℃에서 5 내지 60분간); 또는 자외선 경화성 코팅 조성물의 경우와 같은 화학선에 노출시킴으로써 경화될 수 있는 경화성 광변색성-이색성 코팅 조성물일 수 있다.
광변색성-이색성 층은 전형적으로 열가소성 유기 매트릭스 및/또는 가교결합된 유기 매트릭스 같은 유기 매트릭스를 포함한다. 광변색성-이색성 층의 유기 매트릭스의 적어도 일부는 일부 실시양태에서 본원에서 더욱 상세하게 논의되는 바와 같이 액정 물질, 첨가제, 올리고머 및/또는 중합체 같은 이방성 물질을 포함할 수 있다. 유기 매트릭스에 덧붙여 또는 유기 매트릭스와 다르게는, 광변색성-이색성 층은 예를 들어 실란 연결기, 실록산 연결기 및/또는 티탄에이트 연결기를 포함하는 무기 매트릭스를 포함할 수 있다. 광변색성-이색성 층의 유기 매트릭스는 각각의 경우에 예를 들어 아크릴레이트 잔기(또는 단량체 단위) 및/또는 메타크릴레이트 잔기; 비닐 잔기; 에터 연결기; 모노설파이드 연결기 및/또는 폴리설파이드 연결기를 비롯한 설파이드 연결기; 카복실산 에스터 연결기; 카본에이트 연결기(예를 들어, -O-C(O)-O-), 우레탄 연결기(예를 들어, -N(H)-C(O)-O-) 및/또는 티오우레탄 연결기(예컨대, -N(H)-C(O)-S-)를 포함할 수 있다.
광변색성-이색성 층은 임의의 적합한 두께를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 광변색성-이색성 층은 0.5 내지 50μ, 예를 들어 1 내지 45μ, 또는 2 내지 40μ, 또는 5 내지 30μ, 또는 10 내지 25μ의 두께를 갖는다.
몇몇 실시양태에서, 광변색성-이색성 제품의 광변색성-이색성 층은 적어도 부분적으로 배향되는 매트릭스 상 및 적어도 부분적으로 배향되는 게스트 상을 포함하는 상-분리된 중합체를 추가로 포함한다. 광변색성-이색성 층의 게스트 상은 광변색성-이색성 화합물을 포함하고, 광변색성-이색성 화합물은 상기 광변색성-이색성 층의 게스트 상의 적어도 일부와 적어도 부분적으로 정렬된다.
본 발명의 추가적인 실시양태에 따라, 광변색성-이색성 층은 적어도 부분적으로 배향되는 이방성 물질 및 중합체 물질을 포함하는 상호 침투 중합체 망상 구조를 추가로 포함한다. 광변색성-이색성 층의 이방성 물질은 광변색성-이색성 화합물을 포함하고, 광변색성-이색성 화합물은 광변색성-이색성 층의 이방성 물질의 적어도 일부와 적어도 부분적으로 정렬된다.
본 발명의 몇몇 실시양태에서, 광변색성-이색성 층은 이방성 물질을 추가로 포함한다. 본원에 사용되는 용어 "이방성"은 하나 이상의 상이한 방향에서 측정될 때 그 값이 상이한 하나 이상의 특성을 가짐을 의미한다. 따라서, "이방성 물질"은 하나 이상의 상이한 방향에서 측정될 때 그 값이 상이한 하나 이상의 특성을 갖는 물질이다. 광변색성-이색성 층에 포함될 수 있는 이방성 물질의 비한정적인 예는 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 임의적인 제 1 및 제 2 정렬 층과 관련하여 본원에서 추가로 기재되는 액정 물질을 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다.
일부 실시양태에서, 광변색성-이색성 층의 이방성 물질은 액정 물질을 포함한다. 액정 물질의 부류는 액정 올리고머, 액정 중합체, 메소제닉(mesogenic) 화합물 및 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 국한되는 것은 아니다.
일부 실시양태에서, 광변색성-이색성 층은 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 7,910,019 B2 호의 칼럼 43 내지 90에 개시되어 있는 바와 같이 각각의 경우에 (i) 단량체 메소제닉 화합물로부터 적어도 부분적으로 제조되는 액정 올리고머 및/또는 중합체; 및/또는 (ii) 메소제닉 화합물을 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시양태에 따라, 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물은 그 자체가 적어도 부분적으로 배향된 그 층의(또는 그 층 내에 존재하는) 이방성 물질과의 상호작용에 의해 적어도 부분적으로 정렬된다. 비한정적인 예시로서, 이색성 상태의 광변색성-이색성 화합물의 장축이 광변색성-이색성 층의 이방성 물질의 일반적인 방향에 본질적으로 평행하도록, 광변색성-이색성 화합물의 적어도 일부를 정렬할 수 있다. 또한, 요구되는 것은 아니지만, 광변색성-이색성 화합물은 광변색성-이색성 층의 적어도 부분적으로 배향된 이방성 물질의 적어도 일부에 결합될 수 있거나 이 이방성 물질의 적어도 일부와 반응할 수 있다.
광변색성-이색성 층의 이방성 물질을 배향하거나 이 이방성 물질 중으로 배향을 도입하는 방법은 자기장, 전기장, 선형 편광된 자외선, 선형 편광된 적외선, 선형 편광된 가시광선 및 전단력중 하나 이상에 이방성 물질을 노출시킴을 포함하지만, 이것으로 한정되지는 않는다. 다르게는 또는 또한, 이방성 물질중 적어도 일부를 다른 물질 또는 구조체와 정렬시킴으로써 이방성 물질을 적어도 부분적으로 배향시킬 수 있다. 예를 들어, 아래 본원에서 더욱 상세하게 기재되는 정렬 층 같은(이것으로 국한되지는 않음) 정렬 층(또는 배향 설비)으로 이방성 물질을 정렬시킴으로써, 이방성 물질을 적어도 부분적으로 배향할 수 있다.
이방성 물질의 적어도 일부를 배향함으로써, 광변색성-이색성 층의 이방성 물질 내에 함유되거나 달리 이방성 물질에 연결된 광변색성-이색성 화합물의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 정렬시킬 수 있다. 요구되는 것은 아니지만, 광변색성-이색성 화합물은 활성화된 상태에서 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 몇몇 실시양태에서는, 개별적인 광변색성-이색성 층을 도포 또는 형성하기 전에, 도포 또는 형성하는 동안, 또는 도포 또는 형성한 후에 이방성 물질을 배향시키고/시키거나 광변색성-이색성 화합물을 정렬할 수 있다.
광변색성-이색성 층을 도포 또는 형성하는 동안 광변색성-이색성 화합물과 관련 이방성 물질을 각각 독립적으로 정렬 및 배향할 수 있다. 비제한적인 예시로서, 이방성 물질이 가해지는 전단력의 방향에 대략 평행하게 적어도 부분적으로 배향되도록, 도포하는 동안 이방성 물질에 전단력을 도입하는 코팅 기법을 이용하여 광변색성-이색성 층을 도포할 수 있다. 또한 비한정적으로 설명하기 위하여, 예를 들어 광변색성-이색성 화합물 및 이방성 물질을 포함하는 용액 또는 혼합물(임의적으로는 용매 또는 담체 중의)을, 도포되는 물질에 대해 기판의 표면이 상대적으로 움직임으로써 도포되는 물질에 전단력이 도입되도록, 기판(또는 하나 이상의 앞서 도포된 층) 위에 코팅할 수 있다. 적어도 충분한 전단력을 도입할 수 있는 코팅 방법의 예는 커튼 코팅 방법이다. 전단력은 이방성 물질의 적어도 일부를 표면의 이동 방향에 대해 실질적으로 평행한 일반적인 방향으로 배향시킬 수 있다. 상기 논의된 바와 같이, 이방성 물질의 적어도 일부를 이러한 방식으로 배향함으로써, 광변색성-이색성 화합물의 적어도 일부를 정렬할 수 있다. 또한, 임의적으로는, 광변색성-이색성 화합물을 활성화된 상태로 전환시키도록 광변색성-이색성 화합물의 적어도 일부를 커튼 코팅 공정 동안 화학선에 노출시킴으로써, 활성화된 상태 동안 광변색성-이색성 화합물의 적어도 부분적인 정렬을 또한 달성할 수 있다.
광변색성-이색성 층을 도포 또는 형성한 후 광변색성-이색성 화합물과 이방성 물질을 정렬 및 배향할 수 있다. 비한정적인 예시로서, 광변색성-이색성 화합물과 이방성 물질의 용액 또는 혼합물(임의적으로는 용매 또는 담체 중의)을 기판(또는 하나 이상의 앞서 도포된 층)의 적어도 일부 위에 회전-코팅할 수 있다. 그 후, 예를 들어 자기장, 전기장, 선형 편광된 자외선, 선형 편광된 적외선, 선형 편광된 가시광선 및/또는 전단력에 이방성 물질을 노출시킴으로써 이방성 물질의 적어도 일부를 배향할 수 있다. 다르게는 또는 또한, 정렬 층 같은 다른 물질 또는 구조체와 이방성 물질을 정렬함으로써 이방성 물질을 적어도 부분적으로 배향할 수 있다.
광변색성-이색성 층을 도포하기 전에 광변색성-이색성 화합물 및 관련 이방성 물질을 각각 독립적으로 정렬 및 배향할 수 있다. 비한정적으로 설명하기 위하여, 광변색성-이색성 화합물과 이방성 물질의 용액 또는 혼합물(임의적으로는 용매 또는 담체 중의)을 배향된 중랍체 시트 위에 도포하여 그 위에 층을 형성시킬 수 있다. 그 후, 이방성 물질중 적어도 일부를 아래에 놓인 배향된 중합체 시트와 정렬시킬 수 있다. 그 후, 중합체 시트를 예컨대 당 업계에서 인정되는 적층 또는 결합 방법에 의해 광변색성-이색성 제품의 기판 위에 가할 수 있다. 다르게는, 당 업계에서 인정되는 방법, 예컨대 고온 스탬핑에 의해, 배향된 광변색성-이색성 층을 중합체 시트로부터 아래에 놓인 구조체(예컨대, 기판 또는 하나 이상의 앞서 도포된/형성된 층)로/위로 전달할 수 있다.
일부 실시양태에서, 광변색성-이색성 층은 매트릭스 상; 및 매트릭스 상에 분포된 게스트 상을 포함하는 상-분리된 중합체를 포함할 수 있다. 매트릭스 상은 독립적으로 적어도 부분적으로 배향된 액정 중합체를 포함할 수 있다. 게스트 상은 독립적으로 적어도 부분적으로 배향된 이방성 물질 및 적어도 부분적으로 정렬될 수 있는 광변색성-이색성 화합물의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 적어도 부분적으로 정렬된 광변색성-이색성 화합물을 적어도 부분적으로 배향된 이방성 물질과의 상호작용에 의해 적어도 부분적으로 정렬할 수 있다.
비한정적으로 설명하기 위하여, 일부 실시양태에서, 액정 물질을 포함하는 매트릭스 상 형성 물질 및 이방성 물질과 광변색성-이색성 화합물을 포함하는 게스트 상 형성 물질을 포함하는 상-분리 중합체 시스템을 기판(또는 하나 이상의 앞서 도포된 층) 위에 도포한다. 상-분리 중합체 시스템을 도포한 후, 매트릭스 상의 액정 물질의 적어도 일부와 게스트 상의 이방성 물질의 적어도 일부를, 광변색성-이색성 화합물의 적어도 일부가 게스트 상의 적어도 부분적으로 배향된 이방성 물질의 적어도 일부와 정렬되도록, 적어도 부분적으로 배향한다. 상-분리 중합체 시스템의 매트릭스 상 형성 물질과 게스트 상 형성 물질을 배향하는 방법은 도포되는 층을 자기장, 전기장, 선형 편광된 적외선, 선형 편광된 자외선, 선형 편광된 가시광선 및 전단력중 하나 이상에 노출시킴을 포함하지만, 이것으로 한정되지는 않는다. 다르게는 또는 또한, 매트릭스상 형성 물질과 게스트 상 형성 물질을 배향시키는 것은 본원에서 더욱 상세하게 기재되는 바와 같이 아래에 놓이는 정렬 층과의 상호작용에 의한 이들의 정렬을 포함할 수 있다.
매트릭스 상 형성 물질 및 게스트 상 형성 물질을 배향한 후, 중합 유도되는 상 분리 및/또는 용매 유도되는 상 분리에 의해 게스트 상 형성 물질을 매트릭스 상 형성 물질로부터 분리할 수 있다. 본원에서는 매트릭스 및 게스트 상 형성 물질의 분리를 매트릭스 상 형성 물질로부터 분리되는 게스트 상 형성 물질과 관련하여 기재하지만, 이 용어는 두 상 형성 물질 사이의 어떠한 분리도 포괄하고자 한다. 즉, 이 용어는 매트릭스 상 형성 물질로부터의 게스트 상 형성 물질의 분리 및 게스트 상 형성 물질로부터의 매트릭스 상 형성 물질의 분리뿐만 아니라 두 상 형성 물질의 동시 분리 및 이들의 임의의 조합을 포괄하고자 한다.
몇몇 실시양태에 따라, 매트릭스 상 형성 물질은 액정 단량체, 액정 선중합체 및 액정 중합체로부터 선택되는 액정 물질을 포함할 수 있다. 게스트 상 형성 물질은 일부 실시양태에서 액정 메소겐, 액정 단량체, 및 액정 중합체 및 선중합체로부터 선택되는 액정 물질을 포함할 수 있다. 이러한 물질의 예는 상기 기재된 것들 및 임의적인 정렬 층과 관련하여 본원에 추가로 기재되는 것을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
몇몇 실시양태에서, 상-분리 중합체 시스템은 액정 단량체를 포함하는 매트릭스 상 형성 물질, 액정 메소겐을 포함하는 게스트 상 형성 물질 및 광변색성-이색성 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 비한정적인 실시양태에서, 게스트 상 형성 물질을 매트릭스 상 형성 물질로부터 분리시키는 것은 중합 유도되는 상-분리를 포함할 수 있다. 전형적으로는, 매트릭스 상의 액정 단량체를 중합시킴으로써 게스트 상 형성 물질의 액정 메소겐의 적어도 일부로부터 분리시킬 수 있다. 중합 방법의 예는 광-유도되는 중합 및 열-유도되는 중합을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
몇몇 추가적인 실시양태에서, 상-분리 중합체 시스템은 액정 단량체를 포함하는 매트릭스 상 형성 물질, 매트릭스 상의 액정 단량체와는 상이한 작용기를 갖는 저점도 액정 단량체를 포함하는 게스트 상 형성 물질, 및 광변색성-이색성 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다. 본원에 사용되는 용어 "저점도 액정 단량체"는 실온에서 자유 유동하는 액정 단량체 혼합물 또는 용액을 가리킨다. 전형적으로, 게스트 상 형성 물질을 매트릭스 상 형성 물질로부터 분리시키는 것은 중합 유도되는 상-분리를 포함한다. 예를 들면, 매트릭스 상의 액정 단량체의 적어도 일부를, 게스트 상의 액정 단량체를 중합시키지 않는 조건하에서 중합시킬 수 있다. 매트릭스 상 형성 물질의 중합 동안, 게스트 상 형성 물질은 전형적으로 매트릭스 상 형성 물질로부터 분리된다. 그 후, 게스트 상 형성 물질의 액정 단량체를 별도의 중합 공정에서 중합시킬 수 있다.
상-분리 중합체 시스템은 몇몇 실시양태에서 액정 중합체를 포함하는 매트릭스 상 형성 물질, 매트릭스 상 형성 물질의 액정 중합체와는 상이한 액정 중합체를 포함하는 게스트 상 형성 물질, 및 광변색성-이색성 화합물의 하나 이상의 공통 용매 중의 용액을 포함할 수 있다. 게스트 상 형성 물질을 매트릭스 상 형성 물질로부터 분리시키는 것은 전형적으로 용매 유도되는 상-분리를 포함한다. 전형적으로는, 공통 용매중 적어도 일부를 액정 중합체의 혼합물로부터 증발시킴으로써 두 상을 서로 분리한다.
추가적인 실시양태에서, 광변색성-이색성 층은 상호 침투 중합체 망상 구조를 포함할 수 있다. 적어도 부분적으로 배향된 이방성 물질과 중합체 물질이 상호 침투 중합체 망상 구조를 형성할 수 있으며, 이 망상 구조에서는 중합체 물질의 적어도 일부가 적어도 부분적으로 배향된 이방성 물질의 적어도 일부와 상호 침투한다. 본원에 사용되는 용어 "상호 침투 중합체 망상 구조"는 하나 이상이 가교결합된(서로 결합되지는 않음) 중합체의 얽힌 조합체를 의미한다. 그러므로, 본원에 사용되는 용어 상호 침투 중합체 망상 구조는 반-상호 침투 중합체 망상 구조를 포함한다. 예를 들어, 스펄링(L.H. Sperling)의 문헌[Introduction to Physical Polymer Science, John Wiley & Sons, 뉴욕 (1986), 페이지 46]을 참조한다. 또한, 하나 이상의 적어도 부분적으로 정렬된 광변색성-이색성 화합물의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 배향된 이방성 물질과 적어도 부분적으로 정렬시킬 수 있다. 또한, 중합체 물질은 등방성 또는 이방성일 수 있으나, 단 전체적으로 광변색성-이색성 층은 이방성이다. 이러한 광변색성-이색성 층을 제조하는 방법은 아래 본원에 더욱 상세하게 기재된다.
일부 실시양태에 따라, 광변색성-이색성 화합물이 목적하는 속도로 제 1 상태에서 제 2 상태로 변환되도록 이방성 물질을 적합화시킬 수 있다. 일반적으로, 종래의 광변색성 화합물은 화학선에 응답하여 하나의 이성질체 형태에서 다른 이성질체 형태로 변형될 수 있으며, 이 때 이들 각각의 이성질체 형태는 특징적인 흡수 스펙트럼을 갖는다. 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 광변색성-이색성 화합물은 유사한 이성질체 변형을 거친다. 임의의 이론에 얽매이고자 하지 않으면서, 이 이성질체 변형(및 역 변형)이 일어나는 속도는 부분적으로는 광변색성-이색성 화합물("호스트"로 일컬어질 수 있음)을 둘러싸는 국부적인 환경의 특성에 따라 달라진다. 본원을 한정하지 않으면서, 입수된 증거에 기초하여, 광변색성-이색성 화합물의 변형 속도는 부분적으로는 호스트의 쇄 분절의 가요성, 더욱 구체적으로는 호스트의 쇄 분절의 이동도 또는 점도에 따라 달라지는 것으로 생각된다. 따라서, 임의의 이론에 얽매이고자 하지 않으면서, 광변색성-이색성 화합물의 변형 속도는 뻣뻣하거나 단단한 쇄 분절을 갖는 호스트에서보다 가요성 쇄 분절을 갖는 호스트에서 통상 더 빠른 것으로 생각된다. 이로써, 또한 일부 실시양태에 따라, 이방성 물질이 호스트인 경우, 광변색성-이색성 화합물을 목적하는 속도로 다양한 이성질체 상태 사이에서 변형시킬 수 있도록 이방성 물질을 적합화시킬 수 있다. 예를 들어, 이방성 물질의 분자량 및/또는 가교결합 밀도를 조정함으로써 이방성 물질을 적합화시킬 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 광변색성-이색성 층은 액정 중합체를 포함하는 매트릭스 상 및 매트릭스 상 내에 분포된 게스트 상을 포함하는 상-분리된 중합체를 포함한다. 게스트 상은 이방성 물질을 포함할 수 있다. 전형적으로는, 일부 실시양태에서, 광변색성-이색성 화합물의 대부분은 상-분리된 중합체의 게스트 상 내에 함유될 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 광변색성-이색성 화합물의 변형 속도가 부분적으로는 그가 함유되거나 존재하는 호스트에 따라 달라지기 때문에, 일부 실시양태에서 광변색성-이색성 화합물의 변형 속도는 실질적으로 게스트 상의 특성에 따라 달라진다.
몇몇 실시양태에서, 또한 본원에서 더욱 상세하게 논의되는 바와 같이, 본 발명의 광변색성-이색성 제품은 정렬 층(또한 정렬 또는 배향 설비로 불림)을 포함할 수 있다. 일부 추가적인 실시양태에서, 광변색성-이색성 제품은 기판의 제 1 표면과 광변색성-이색성 층 사이에 끼인 정렬 층을 포함할 수 있으며, 이 때 정렬 층과 광변색성-이색성 층은 적어도 부분적으로 서로 인접한다. 정렬 층은 또한 본원에서 배향 설비로도 일컬어질 수 있다. 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물은 아래에 놓인 정렬 층과의 상호작용에 의해 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다.
일부 실시양태에서는, 고정-편광된 층이 기판의 제 1 표면과 광변색성-이색성 층 사이에 끼워지며, 이 경우 임의적인 정렬 층이 고정-편광된 층과 광변색성-이색성 층 사이에 끼이고, 정렬 층과 광변색성-이색성 층은 적어도 부분적으로 서로 인접한다. 몇몇 다른 실시양태에서는, 광변색성-이색성 층이 기판의 제 1 표면과 고정-편광된 층 사이에 끼워지며, 이 경우 임의적인 정렬 층이 기판의 제 1 표면과 광변색성-이색성 층 사이에 끼이고, 정렬 층과 광변색성-이색성 층은 적어도 부분적으로 서로 인접한다.
도 6을 참조하면, 광변색성-이색성 제품(3)은 기판(11)과 광변색성-이색성 층(30) 사이에 끼인 정렬 층(45)을 포함한다. 도 6에 도시되는 본 발명의 비한정적인 실시양태에서는, 고정-편광된 층(24)이 기판(12)의 제 1 표면(15)과 광변색성-이색성 층(30) 사이에 끼이고, 이에 따라 정렬 층(45)이 고정-편광된 층(24)과 광변색성-이색성 층(30) 사이에 끼인다. 또한, 정렬 층(45)은 위에 놓인 광변색성-이색성 층(30)의 적어도 일부와 인접하는 관계이고, 상응하게 광변색성-이색성(30)은 아래에 놓인 정렬 층(45)의 적어도 일부와 인접하는 관계이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 정렬 층(45)과 고정-편광된 층(24)은 적어도 부분적으로 인접하는 관계이다. 일부 실시양태에서는, 하나 이상의 추가적인 층이 고정-편광된 층(24)과 정렬 층(45) 사이에 끼일 수 있다.
도 6에 도시된 비한정적인 실시양태에서, 광변색성-이색성 제품(3)은 또한 기판(12)의 제 1 표면(15)과 고정-편광된 층(24) 사이에 끼인 프라이머 층(48)을 포함한다. 도 6의 광변색성-이색성 제품(3)은 또한 광변색성-이색성 층(30) 위에 존재하는 탑코트 층(51)을 포함한다. 일부 실시양태에서는, 탑코트 층(51)과 광변색성-이색성 층(30) 사이에 하나 이상의 추가적인 층(도시되지 않음)이 끼일 수 있다.
본원에 사용되는 용어 "정렬 층"은 그의 적어도 일부에 직접적으로 및/또는 간접적으로 노출되는, 하나 이상의 다른 구조체의 위치 결정을 촉진할 수 있는 층을 의미한다. 본원에 사용되는 용어 "배향"은 다른 구조체 또는 물질과의 정렬 또는 일부 다른 힘 또는 효과에 의한 것과 같은, 적합한 배향 또는 위치로 만드는 것을 의미한다. 그러므로, 본원에 사용되는 용어 "배향"은 다른 구조체 또는 물질과의 정렬에 의한 것과 같이 물질을 배향하는 접촉 방법, 및 외부 힘 또는 효과에의 노출에 의한 것과 같이 물질을 배향하는 비-접촉 방법 둘 다를 포괄한다. 용어 배향은 또한 접촉 방법과 비-접촉 방법의 조합도 포괄한다.
예를 들어, 정렬 층과의 상호 작용에 의해 적어도 부분적으로 정렬되는 광변색성-이색성 화합물은 활성화된 상태의 광변색성-이색성 화합물의 장축이 정렬 층의 적어도 제 1의 일반적인 방향에 본질적으로 평행하도록 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 일부 실시양태에서, 정렬 층과의 상호작용에 의해 적어도 부분적으로 정렬되는 광변색성-이색성 화합물은 정렬 층에 결합되거나 정렬 층과 반응한다. 물질 또는 구조체의 배향 또는 정렬과 관련하여 본원에서 사용되는 용어 "일반적인 방향"은 물질, 화합물 또는 구조체의 우세한 배열 또는 배향을 가리킨다. 또한, 당 업자는 물질, 화합물 또는 구조체가 하나 이상의 우세한 배열을 갖는 경우, 물질, 화합물 또는 구조체의 배열 내에 약간의 변화가 있다고 하더라도, 물질, 화합물 또는 구조체가 일반적인 방향을 가질 수 있음을 알 것이다.
정렬 층은 몇몇 실시양태에서 적어도 제 1의 일반적인 방향을 가질 수 있다. 예를 들어, 정렬 층은 제 1의 일반적인 방향을 갖는 제 1의 배향된 영역, 및 제 1의 일반적인 방향과 상이한 제 2의 일반적인 방향을 갖는 제 1의 배향된 영역에 인접한 하나 이상의 제 2의 배향된 영역을 포함할 수 있다. 또한, 정렬 층은 각각 목적하는 패턴 또는 디자인을 형성하도록 나머지 영역과 동일하거나 상이한 일반적인 방향을 갖는 복수개의 영역을 가질 수 있다. 정렬 층은 예를 들어 적어도 부분적으로 배향된 정렬 매질을 포함하는 코팅, 적어도 부분적으로 배향된 중합체 시트, 적어도 부분적으로 처리된 표면, 랑뮈르-블라지트(Langmuir-Blodgett) 필름 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
정렬 층은 일부 실시양태에서 적어도 부분적으로 배향된 정렬 매질을 포함하는 코팅을 포함할 수 있다. 정렬 층과 함께 사용될 수 있는 적합한 정렬 매질의 예는 광-배향 물질, 마찰-배향 물질, 및 액정 물질을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 정렬 매질의 적어도 일부를 배향하는 방법은 아래 본원에 더욱 상세하게 기재된다.
정렬 층의 정렬 매질은 액정 물질일 수 있고, 정렬 층은 액정 정렬 층으로 칭해질 수 있다. 액정 물질은 그의 구조 때문에 통상 일반적인 방향을 취하도록 배향 또는 정렬될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 액정 분자가 막대형 또는 원반형 구조, 단단한 장축 및 강한 쌍극자를 갖기 때문에, 액정 분자는 분자의 장축이 공동 축에 대략 평행한 배향을 취하도록 외부 힘 또는 다른 구조체와의 상호 작용에 의해 배향되거나 정렬될 수 있다. 비한정적으로 설명하기 위하여, 자기장, 전기장, 선형 편광된 적외선, 선형 편광된 자외선, 선형 편광된 가시광선 또는 전단력으로 액정 물질의 분자를 정렬시킬 수 있다. 또한, 배향된 표면으로 액정 분자를 정렬시킬 수도 있다. 비한정적으로 설명하자면, 마찰, 홈 또는 광-정렬 방법에 의해 배향된 표면에 액정 분자를 도포한 다음, 액정 분자 각각의 장축이 표면의 배향의 일반적인 방향에 대략 평행한 배향을 취하도록 액정 분자를 정렬시킬 수 있다. 정렬 매질로서 사용하기 적합한 액정 물질의 예는 액정 중합체, 액정 선중합체, 액정 단량체 및 액정 메소겐을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 본원에 사용되는 용어 "선중합체"는 부분적으로 중합된 물질을 의미한다.
정렬 층과 함께 사용하기에 적합한 액정 단량체의 부류는 일작용성 및 다작용성 액정 단량체를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 액정 단량체는 일부 실시양태에서 광 가교결합성 액정 단량체 같은 가교결합성 액정 단량체로부터 선택될 수 있다. 본원에 사용되는 용어 "광 가교결합성"은 화학선에 노출될 때 가교결합될 수 있는 단량체, 선중합체 또는 중합체 같은 물질을 의미한다. 예를 들어, 광 가교결합성 액정 단량체는 중합 개시제를 사용하거나 사용하지 않으면서 자외선 및/또는 가시광선에 노출될 때 가교결합될 수 있는 액정 단량체를 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다.
정렬 층에 포함될 수 있는 가교결합성 액정 단량체의 예는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알릴, 알릴 에터, 알킨, 아미노, 안하이드라이드, 에폭사이드, 하이드록사이드, 아이소사이아네이트, 차단된 아이소사이아네이트, 실록산, 티오사이아네이트, 티올, 우레아, 비닐, 비닐 에터 및 이들의 블렌드로부터 선택되는 작용기를 갖는 액정 단량체를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 정렬 층에 포함될 수 있는 광 가교결합성 액정 단량체의 예는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알카인, 에폭사이드, 티올 및 이들의 블렌드로부터 선택되는 작용기를 갖는 액정 단량체를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
정렬 층에 포함될 수 있는 액정 중합체 및 선중합체는 주쇄 액정 중합체 및 선중합체, 및 측쇄 액정 중합체 및 선중합체를 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다. 주쇄 액정 중합체 및 선중합체에서는, 막대형 또는 원반형 액정 메소겐이 주로 중합체 주쇄에 위치한다. 측쇄 액정 중합체 및 선중합체에서는, 막대형 또는 원반형 액정 메소겐이 주로 중합체의 측쇄 내에 위치한다. 또한, 액정 중합체 또는 선중합체는 가교결합성일 수 있고, 또한 광 가교결합성일 수 있다.
정렬 층에 포함될 수 있는 액정 중합체 및 선중합체의 예는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알릴, 알릴 에터, 알킨, 아미노, 안하이드라이드, 에폭사이드, 하이드록사이드, 아이소사이아네이트, 차단된 아이소사이아네이트, 실록산, 티오사이아네이트, 티올, 우레아, 비닐, 비닐 에터 및 이들의 블렌드로부터 선택되는 작용기를 갖는 주쇄 및 측쇄 중합체 및 선중합체를 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다. 정렬 층에 포함될 수 있는 광 가교결합성 액정 중합체 및 선중합체의 예는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알킨, 에폭사이드, 티올 및 이들의 블렌드로부터 선택되는 작용기를 갖는 중합체 및 선중합체를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
정렬 층에 포함될 수 있는 액정 메소겐은 서모트로픽(thermotropic) 액정 메소겐 및 리오트로픽(lyotropic) 액정 메소겐을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 정렬 층에 포함될 수 있는 액정 메소겐의 추가적인 부류는 컬러매틱(columatic)(또는 막대형) 액정 메소겐 및 디스코틱(discotic)(또는 원반형) 액정 메소겐을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
정렬 층에 포함될 수 있는 광-배향 물질의 예는 광-배향성 중합체 망상 구조를 포함하지만 이들로 한정되지는 않는다. 광-배향성 중합체 망상 구조의 더욱 구체적인 예는 아조벤젠 유도체, 신남산 유도체, 쿠마린 유도체, 페룰산 유도체 및 폴리이미드를 포함하지만, 이들로 국한되는 것은 아니다. 일부 실시양태에서, 정렬 층은 아조벤젠 유도체, 신남산 유도체, 쿠마린 유도체, 페룰산 유도체 및/또는 폴리이미드로부터 선택되는 적어도 부분적으로 배향된 광-배향성 중합체 망상 구조를 포함할 수 있다. 정렬 층에 포함될 수 있는 신남산 유도체의 예는 폴리비닐 신남에이트 및 파라메톡시신남산의 폴리비닐 에스터를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
본원에 사용되는 용어 "마찰-배향 물질"은 물질의 표면중 적어도 일부를 다른 적합한 텍스쳐를 갖는 물질로 마찰함으로써 적어도 부분적으로 배향될 수 있는 물질을 의미한다. 예를 들어, 마찰-배향 물질을 적합한 텍스쳐를 갖는 천 또는 벨벳 솔로 마찰시킬 수 있다. 정렬 층에 포함될 수 있는 마찰-배향 물질의 예는 (폴리)이미드, (폴리)실록산, (폴리)아크릴레이트 및 (폴리)쿠마린을 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 일부 실시양태에서, 정렬 층은 폴리이미드를 포함할 수 있고, 마찰 정렬 층의 표면의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 배향하도록 제 정렬 층을 벨벳 또는 면 천으로 마찰시킬 수 있다.
일부 실시양태에서, 정렬 층은 적어도 부분적으로 배향된 중합체 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시트를 연신(예컨대, 1축 연신)시킴으로써 폴리비닐 알콜의 시트를 적어도 부분적으로 배향할 수 있고, 이어 연신된 시트를 기판의 표면중 적어도 일부에 또는 일부 위에 결합시켜 배향 설비를 형성할 수 있다. 다르게는, 예를 들어 압출에 의해 제조하는 동안 중합체 쇄를 적어도 부분적으로 배향하는 방법에 의해 배향된 중합체 시트를 제조할 수 있다. 또한, 액정 물질의 시트를 캐스팅하거나 달리 형성한 다음, 시트를 적어도 부분적으로 배향함으로써, 예를 들어 시트를 자기장, 전기장 및/또는 전단력에 노출시킴으로써, 적어도 부분적으로 배향된 중합체 시트를 제조할 수 있다. 또한, 광-배향 방법을 이용하여 적어도 부분적으로 배향된 중합체 시트를 제조할 수 있다. 예를 들어, 캐스팅에 의해 광-배향 물질의 시트를 형성한 다음, 선형 편광된 자외선에 노출시킴으로써 적어도 부분적으로 배향시킬 수 있다.
본 발명의 광변색성-이색성 제품의 정렬 층은 적어도 부분적으로 처리된 표면을 포함할 수 있다. 본원에 사용되는 용어 "처리된 표면"은 물리적으로 변형시켜 표면의 적어도 일부 상에 하나 이상의 배향된 영역을 형성시킨 표면의 적어도 일부를 가리킨다. 처리된 표면의 예는 마찰된 표면, 에칭된 표면 및 엠보싱된 표면을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 예를 들어 포토리소그래픽(photolithographic) 또는 인터페로그래픽(interferographic) 공정을 이용하여 처리된 표면을 패턴화시킬 수 있다. 일부 실시양태에서, 정렬 층의 표면은 예를 들어 화학적으로 에칭된 표면, 플라즈마 에칭된 표면, 나노에칭된 표면(예를 들어, 주사형 터널 현미경 또는 원자력 현미경을 이용하여 에칭된 표면), 레이저 에칭된 표면 및/또는 전자-빔 에칭된 표면으로부터 선택되는 처리된 표면일 수 있다.
일부 실시양태에 따라, 정렬 층이 처리된 표면을 포함하는 경우에는, 표면(예를 들어, 정렬 층 자체의 표면 또는 프라이머 층의 표면)의 적어도 일부 상으로 금속 염(예를 들어, 금속 산화물 또는 금속 플루오르화물)을 침착시킨 후 침착물을 에칭시켜 처리된 표면을 형성시킴으로써, 처리된 표면을 형성시킬 수 있다. 금속 염을 침착시키는 당 업계에서 인정되는 방법은 플라즈마 증착, 화학적 증착 및 스퍼터링을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 본원에서 이미 기재된 것과 같은 당 업계에서 인정되는 방법에 따라 에칭을 수행할 수 있다.
본원에 사용되는 용어 "랑뮈르-블라지트 필름"은 표면 상의 하나 이상의 적어도 부분적으로 배향된 분자 필름을 의미한다. 예를 들어, 기판이 적어도 부분적으로 분자 필름으로 덮이도록 기판을 액체에 1회 이상 침지시킨 다음 액체와 기판의 상대적인 표면 장력 때문에 분자 필름의 분자가 실질적으로 하나의(또는 단일의) 일반적인 방향으로 적어도 부분적으로 배향되도록 기판을 액체로부터 제거함으로써, 랑뮈르-블라지트 필름을 제조할 수 있다. 본원에 사용되는 용어 분자 필름은 일분자 필름(본원에서 단분자층으로도 칭해질 수 있음) 및 하나보다 많은 단분자층을 포함하는 필름을 가리킨다.
일부 실시양태에서, 광변색성-이색성 층의 상-분리된 중합체는 적어도 일부가 아래에 놓인 정렬 층과 적어도 부분적으로 정렬되는 매트릭스 상, 및 이방성 물질을 포함하는 게스트 상을 포함할 수 있으며, 이 때 게스트 상은 매트릭스 상에 분산된다. 게스트 상의 이방성 물질의 적어도 일부는 아래에 놓인 정렬 층의 적어도 일부와 적어도 부분적으로 정렬될 수 있으며, 광변색성-이색성 화합물은 이방성 물질의 적어도 일부와 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 또한, 상-분리된 중합체의 매트릭스 상은 액정 중합체를 포함할 수 있고, 게스트 상의 이방성 물질은 액정 중합체 및 액정 메소겐으로부터 선택될 수 있다. 이러한 물질의 비한정적인 예는 상기에 상세하게 기재되어 있다. 기재된 바와 같은 상-분리된 중합체를 포함하는 경우, 광변색성-이색성 층은 실질적으로 헤이즈를 갖지 않을 수 있다. 헤이즈는 ASTM D 1003 투명한 플라스틱의 헤이즈 및 시감 투과율의 표준 시험 방법에 따라 평균 2.5°보다 큰 각도로 입사 빔으로부터 편향되는 투과된 광의 백분율로서 정의된다. ASTM D 1003에 따른 헤이즈 측정을 수행할 수 있는 기기의 예는 비와이케이-가드너(BYK-Gardener) 제품인 헤이즈-가드 플러스(Haze-Gard Plus)™이다.
본 발명의 광변색성-이색성 제품은 일부 실시양태에서 정렬 층과 광변색성-이색성 층 사이에 끼이는 정렬 전달 물질을 추가로 포함할 수 있다. 정렬 층과의 상호 작용에 의해 정렬 전달 물질을 정렬시킬 수 있으며, 따라서 정렬 전달 물질과의 상호 작용에 의해 광변색성-이색성 화합물을 정렬시킬 수 있다. 정렬 전달 물질은 일부 실시양태에서 적합한 배열 또는 위치를 정렬 층으로부터 위에 놓인 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물로 전파 또는 전달함을 촉진할 수 있다.
정렬 전달 물질의 예는 본원에 개시된 정렬 매질과 관련하여 상기 기재된 액정 물질을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 액정 물질의 분자를 배향된 표면과 정렬시킬 수 있다. 예를 들어, 배향된 표면에 액정 물질을 도포한 다음, 액정 분자의 장축이 표면의 동일한 전반적인 배향 방향과 대략 평행한 배향을 취하도록 정렬시킬 수 있다. 액정 물질의 분자의 장축이 예를 들어 배향 설비의 제 1의 일반적인 방향에 대략 평행하도록 정렬 층으로 정렬시킴으로써 정렬 전달 물질의 액정 물질을 적어도 부분적으로 배향시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 정렬 층의 일반적인 방향이 액정 물질에 전달될 수 있으며, 이 액정 물질은 다시 일반적인 방향을 다른 구조체 또는 물질로 전달할 수 있다. 또한, 정렬 층이 함께 디자인 또는 패턴을 형성하는 일반적인 방향을 갖는 복수개의 영역을 포함하는 경우, 액정 물질을 정렬 층의 다양한 영역과 정렬시킴으로써 이 디자인 또는 패턴을 액정 물질에 전달할 수 있다. 또한, 요구되는 것은 아니지만, 본원에 개시되는 다양한 비한정적인 실시양태에 따라, 정렬 전달 물질의 액정 물질중 적어도 일부를, 정렬 층의 적어도 일부와 적어도 부분적으로 정렬하면서, 자기장, 전기장, 선형 편광된 적외선, 선형 편광된 자외선 및 선형 편광된 가시광선에 노출시킬 수 있다.
일부 실시양태에 따라, 광변색성-이색성 화합물을, 비교적 가요성 쇄 분절을 갖는 이방성 물질(예컨대, 액정 물질)로 캡슐화시키거나 오버코팅한 다음, 비교적 단단한 쇄 분절을 갖는 다른 물질에 분산 또는 분포시킬 수 있다. 캡슐화 이방성 물질은 적어도 부분적으로 배향될 수 있다. 예를 들어, 캡슐화된 광변색성-이색성 화합물을 비교적 단단한 쇄 분절을 갖는 액정 중합체에 분산 또는 분포시킨 다음, 혼합물을 도포하여 특정 광변색성-이색성 층을 형성시킬 수 있다.
추가적인 실시양태에서, 광변색성-이색성 층은 중합체 시트에 의해 한정되며, 중합체 시트는 광변색성-이색성 화합물을 포함하고, 중합체 시트는 제 2 측방향을 따라 측방향으로 정렬되며, 광변색성-이색성 화합물은 제 2 측방향을 따라 실질적으로 측방향으로 정렬된다. 중합체 시트는 일부 실시양태에서 1축 연신될 수 있다. 중합체 시트의 1축 연신 같은 연신은 전형적으로 그 안의 광변색성-이색성 물질을 정렬 및 배향시킨다. 광변색성-이색성 층은 일부 실시양태에서 각각 독립적으로 동일하거나 상이할 수 있는 광변색성-이색성 화합물을 함유하는 둘 이상의 중합체 시트를 포함할 수 있으며, 이 때 각각의 중합체 시트는 동일한 방향으로 연신될 수 있다.
제 1 및 제 2 광변색성-이색성 층으로서 사용되거나 광변색성-이색성 층을 형성하는데 사용될 수 있는 중합체 시트의 예는 연신된(예를 들어, 1축 연신된) 중합체 시트, 배향된 액정 중합체 시트, 및 광-배향된 중합체 시트를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 광변색성-이색성 층의 중합체 시트를 형성하는데 사용될 수 있는 액정 물질 및 광-배향 물질 외의 중합체 물질의 예는 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트 및 폴리카프로락탐을 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다. 중합체 시트를 적어도 부분적으로 배향하는 방법의 비제한적인 예는 아래에 더욱 상세하게 기재된다.
일부 실시양태에 따라, 하나 이상의 이방성 물질을 도포하고, 이미 도포된 이방성 물질 중으로 광변색성-이색성 화합물을 흡수시키고, 이방성 물질을 배향한 다음, 광변색성-이색성 화합물을 배향된 이방성 물질의 적어도 일부와 정렬시킴으로써, 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 광변색성-이색성 층을 형성시킬 수 있다. 광변색성-이색성 화합물을 흡수시키기 전에, 흡수시키는 동안 또는 흡수시킨 후에 이방성 물질을 배향시킬 수 있다. 일부 실시양태에서는, 광변색성-이색성 화합물을 활성화된 상태에 있는 동안 정렬시킬 수 있다.
이미 도포된 이방성 물질 중으로 광변색성-이색성 화합물을 흡수시키는 것은 몇몇 실시양태에서 담체중 광변색성-이색성 화합물의 용액 또는 혼합물을 이미 도포된 이방성 물질에 도포하고, 예를 들어 가열하면서 또는 가열 없이 광변색성-이색성 화합물을 이방성 물질 중으로 확산시킴을 포함할 수 있다. 이미 도포된 이방성 물질은 상기 기재된 바와 같이 상-분리된 중합체 코팅의 일부일 수 있다.
본 발명의 광변색성-이색성 제품은 일부 실시양태에서 임의적으로 자외선 흡수제를 포함하고 고정-편광된 층 및 광변색성-이색성 층 둘 다의 위에 존재하는 탑코트 층을 포함한다. 도 6과 관련하여, 탑코트 층(51)은 광변색성-이색성 층(30) 위에 존재하고, 고정-편광된 층(24)이 기판(12)의 제 1 표면(15)과 광변색성-이색성 층(30) 사이에 끼인다. 일부 다른 실시양태에서, 탑코트 층은 고정-편광된 층 위에 존재하고, 광변색성-이색성 층이 기판의 제 1 표면과 고정-편광된 층 사이에 끼인다(도 6에 도시되지 않음).
탑코트 층은 단일 층 또는 그 중 하나 이상이 자외선 흡수제를 임의적으로 포함하는 다중 층을 포함할 수 있다. 탑코트 층은 전형적으로 열가소성 유기 매트릭스 및/또는 가교결합된 유기 매트릭스 같은 유기 매트릭스를 포함한다. 유기 매트릭스에 덧붙여 또는 유기 매트릭스와 다르게는, 탑코트 층은 예를 들어 실란 연결기, 실록산 연결기 및/또는 티탄에이트 연결기를 비롯한 무기 매트릭스를 포함할 수 있다. 유기 매트릭스는 예를 들어 아크릴레이트 잔기(또는 단량체 단위) 및/또는 메타크릴레이트 잔기; 비닐 잔기; 에터 연결기; 모노설파이드 연결기 및/또는 폴리설파이드 연결기를 비롯한 설파이드 연결기; 카복실산 에스터 연결기; 카본에이트 연결기(예를 들어, -O-C(O)-O-), 우레탄 연결기(예컨대, -N(H)-C(O)-O-) 및/또는 티오우레탄 연결기(예를 들어, -N(H)-C(O)-S-)를 포함할 수 있다.
하나 이상의 플라스틱 시트 또는 필름의 경우에서와 같은 적층; 주형 내 코팅 같은 주형 내 성형; 필름 캐스팅; 및 코팅 방법을 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 당 업계에서 인정되는 방법에 의해 탑코트 층을 형성할 수 있다. 전형적으로, 탑코트 층은 탑코트 코팅 조성물로부터 제조될 수 있다. 탑코트 코팅 조성물은 예를 들어 2성분 코팅 조성물의 경우에서와 같은 주위 온도; 열 경화되는 코팅 조성물의 경우에서와 같은 승온(예를 들어, 150℃ 내지 190℃에서 5 내지 60분간); 또는 자외선 경화성 코팅 조성물의 경우에서와 같은 화학선에 노출됨으로써 경화될 수 있는 경화성 탑코트 코팅 조성물이다.
탑코트 층은 임의의 적합한 두께를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 탑코트는 0.5μ 내지 10μ, 예를 들어 1 내지 8μ, 또는 2 내지 5μ(인용된 값 포함)의 두께를 갖는다.
일부 실시양태에서, 탑코트 층은 선-경화되는 아크릴레이트계 조성물로부터 제조되는 유기 매트릭스를 포함하고, 따라서 탑코트 층은 아크릴레이트계 탑코트 층으로 기재될 수 있다.
(메트)아크릴레이트 단량체 및/또는 (메트)아크릴산 단량체를 사용하여 아크릴레이트계 탑코트 층을 제조할 수 있다. (메트)아크릴레이트 단량체는 1개, 2개, 3개, 4개 또는 5개의 (메트)아크릴레이트기를 포함할 수 있다. 에폭시 단량체, 예를 들어 에폭시(또는 옥시란) 작용기를 함유하는 단량체, (메트)아크릴레이트 작용기와 에폭시 작용기를 둘 다 함유하는 단량체 등과 같은 추가적인 공중합가능한 단량체도 (메트)아크릴레이트계 탑코트 층을 제조하는데 사용되는 배합물에 존재할 수 있다. (메트)아크릴레이트계 탑코트 층을 제조하는데 사용되는 단량체는 복수개, 예컨대 다량, 즉 50중량%를 넘는 양의 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함하여, "(메트)아크릴레이트계 탑코트 층"으로 일컬어진다. (메트)아크릴레이트계 탑코트 층을 제조하는데 사용되는 배합물은 또한 하나 이상의 아이소사이아네이트(-NCO)기를 갖는 성분, 예를 들어 유기 모노아이소사이아네이트, 유기 다이아이소사이아네이트, 및 유기 트라이아이소사이아네이트도 함유할 수 있으며, 이로써 우레탄 연결기가 탑코트 층 내로 혼입될 수 있다.
(메트)아크릴레이트계 탑코트 층은 전형적으로 예를 들어 투명도, 아래에 놓이는 제 2 광변색성-이색성 층으로의 접착력, 알칼리금속 수산화물 수용액에 의한 제거에 대한 저항성, 그의 표면에 도포되는 광학 내마모성 코팅(예컨대, 경질 코트 층)과의 양립가능성, 및 내긁힘성을 비롯한 물리적 특성을 보유한다. 몇몇 실시양태에서, (메트)아크릴레이트계 탑코트 층은 제 2 광변색성-이색성 층의 경도보다 더 큰 경도를 갖는다.
예를 들어 전자 빔 경화(EB) 및/또는 자외선(UV)을 이용하여 (메트)아크릴레이트계 중합체 시스템의 선 경화를 달성할 수 있다. 자외선 경화는 전형적으로 하나 이상의 광 개시제의 존재를 필요로 하는 반면, EB 기법에 의한 경화는 광 개시제를 필요로 하지 않는다. 광 개시제의 존재 또는 부재를 제외하고는, UV 또는 EB 선 기법에 의해 경화되는 (메트)아크릴레이트계 배합물은 다른 면에서는 동일할 수 있다.
선-경화성 (메트)아크릴레이트계 중합체 시스템은 중합체 분야에서 널리 공지되어 있고, 임의의 이러한 시스템을 사용하여 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 (메트)아크릴레이트계 탑코트 층을 생성시킬 수 있다. 몇몇 실시양태에 따라, 하나 이상의 자유-라디칼 개시되는 (메트)아크릴레이트 단량체 및/또는 (메트)아크릴레이트 올리고머와 하나 이상의 양이온 개시되는 에폭시 단량체의 조합 또는 혼화성 블렌드를 포함하는 조성물로부터 (메트)아크릴레이트계 탑코트 층을 형성시킨다. 단량체의 이 블렌드를 경화시키면, 중합물 형태의 (메트)아크릴레이트계 탑코트 층이 형성되며, 이는 중합체 성분의 상호 침투 망상 구조를 포함한다.
(메트)아크릴레이트계 탑코트 층을 형성할 수 있는 조성물에 포함될 수 있는 (메트)아크릴레이트 단량체의 예는 예를 들어 1개, 2개, 3개, 4개 또는 5개의 (메트)아크릴레이트기를 갖는 다작용성 (메트)아크릴레이트, 및 일작용성 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 단일 (메트)아크릴레이트기, 하이드록시-치환된 (메트)아크릴레이트 및 알콕시실릴 알킬아크릴레이트(예컨대, 트라이알콕시실릴프로필메타크릴레이트)를 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 에틸렌성 작용기를 함유하는 단량체((메트)아크릴레이트 단량체 외의) 같은 다른 반응성 단량체/희석제도 존재할 수 있다.
(메트)아크릴레이트계 탑코트 층을 형성할 수 있는 조성물, 및 이러한 조성물을 도포 및 경화시키는 방법은 본 원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 7,452,611 B2 호의 칼럼 16 14행 내지 칼럼 25 3행에 개시되어 있다.
탑코트 층이 형성되는 조성물은 접착 촉진제, 커플링제, 자외선 흡수제, 열 안정화제, 촉매, 자유 라디칼 소거제, 가소화제, 유동 첨가제 및/또는 정적인 착색제 또는 정적인 염료(즉, 광변색성이 아닌 착색제 또는 염료)를 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, (메트)아크릴레이트계 탑코트 층을 형성할 수 있는 조성물은 접착 촉진제를 추가로 포함할 수 있다. 접착 촉진제는 예를 들어 아미노유기실란 같은 유기-실란, 유기 티탄에이트 커플링제, 유기 지르콘에이트 커플링제 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 아크릴레이트계 탑코트 층을 형성할 수 있는 조성물에 포함될 수 있는 접착 촉진제의 예는 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 7,410,691 B2호의 칼럼 5 52행 내지 칼럼 8 19행에 개시되어 있는 것을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는다.
탑코트 층은 일부 실시양태에서 자외선 흡수제를 포함한다. 자외선 흡수제는 예컨대 하나 이상의 2,2,6,6-테트라메틸 N-치환된 피페리딘기를 포함할 수 있는 장애 아민, 벤조페논 및/또는 벤조트라이아졸을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 자외선 흡수제의 하나 이상의 당 업계에서 인정되는 부류로부터 선택될 수 있다. 자외선 흡수제는 전형적으로 효과량 이상으로, 예를 들면 탑코트 층이 제조되는 코팅 조성물의 총 고형분 중량에 기초하여 0.1 내지 10중량%, 또는 0.2 내지 5중량%, 또는 0.3 내지 3중량%로 존재한다.
본 발명의 광변색성-이색성 제품은 일부 실시양태에서 탑코트 층 위에 존재하는 경질 코트 층을 포함한다. 도 6을 참조하면, 광변색성-이색성 제품(3)은 탑코트 층(51) 위에 존재하는 경질 코트 층(54)을 포함한다. 경질 코트 층은 단일 층 또는 다중 층을 포함할 수 있다.
경질 코트 층은 유기 실란을 포함하는 내마모성 코팅, 선-경화된 아크릴레이트계 박막을 포함하는 내마모성 코팅, 실리카, 티타니아 및/또는 지르코니아 같은 무기 물질을 기제로 하는 내마모성 코팅, 자외선 경화성인 유형의 유기 내마모성 코팅, 산소 차단-코팅, UV-차폐 코팅, 및 이들의 조합을 비롯한 내마모성 코팅으로부터 선택될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 경질 코트 층은 선-경화된 아크릴레이트계 박막의 제 1 코팅 및 유기-실란을 포함하는 제 2 코팅을 포함할 수 있다. 시판중인 경질 코팅 제품의 비제한적인 예는 각각 에스디씨 코팅즈, 인코포레이티드(SDC Coatings, Inc.) 및 피피지 인더스트리즈, 인코포레이티드 제품인 실뷰(SILVUE)®124 및 하이-가드(HI-GARD)® 코팅을 포함한다.
유기-실란 내마모성 코팅 같은 당 업계에서 인정되는 경질 코트 물질로부터 경질 코트 층을 선택할 수 있다. 흔히 경질 코트 또는 실리콘계 경질 코팅으로 불리는 유기-실란 내마모성 코팅은 당 업계에 널리 공지되어 있고, 에스디씨 코팅즈, 인코포레이드 및 피피지 인더스트리즈, 인코포레이티드 같은 다양한 제조업체에서 시판중이다. 유기-실란 경질 코팅을 기재하고 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 4,756,973 호의 칼럼 5 1행 내지 45행 및 미국 특허 제 5,462,806 호의 칼럼 1 58행 내지 칼럼 2 8행 및 칼럼 3 52행 내지 칼럼 5 50행을 참조한다. 또한, 유기-실란 경질 코팅을 기재하고 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 4,731,264 호, 제 5,134,191 호, 제 5,231,156 호 및 국제 특허 공개 WO 94/20581 호를 참조한다. 회전 코팅 같은 당 업계에서 인정되는 방법에 의해 경질 코트 층을 도포할 수 있다.
경질 코트 층을 제조하는데 사용될 수 있는 다른 코팅은 다작용성 아크릴 경질 코팅, 멜라민계 경질 코팅, 우레탄계 경질 코팅, 알키드계 코팅, 실리카 졸계 경질 코팅 또는 다른 유기 또는 무기/유기 하이브리드 경질 코팅을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
일부 실시양태에서 경질 코트 층은 유기-실란 유형의 경질 코팅으로부터 선택된다. 본 발명의 광변색성-이색성 제품의 경질 코트 층이 선택될 수 있는 유기-실란 유형의 경질 코팅은 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 7,465,414 B2 호의 칼럼 24 46행 내지 칼럼 28 11행에 개시된 것들을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 광변색성-이색성 제품은 프라이머 층을 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 프라이머 층은 기판의 제 1 표면과 광변색성-이색성 층 사이에 끼인다. 몇몇 추가적인 실시양태에서, 프라이머 층은 기판의 제 1 표면과 고정-편광된 층 사이에 끼인다. 비한정적으로 설명하기 위하여, 또한 도 6을 참조하면, 프라이머 층(48)은 기판(12)의 제 1 표면(15)과 고정-편광된 층(24) 사이에 끼이고, 더욱 구체적으로 프라이머 층(48)은 기판(12)의 제 1 표면(15)에 인접하고, 고정-편광된 층(24)에 인접한다.
프라이머 층은 단일 층 또는 동일하거나 상이할 수 있는 다중 층을 포함할 수 있다. 프라이머 층은 전형적으로 열가소성 유기 매트릭스 및/또는 가교결합된 유기 매트릭스 같은 유기 매트릭스를 포함한다. 유기 매트릭스에 덧붙여 또는 유기 매트릭스와 다르게는, 프라이머 층은 예컨대 실란 연결기, 실록산 연결기 및/또는 티탄에이트 연결기를 비롯한 무기 매트릭스를 포함할 수 있다. 유기 매트릭스는 예를 들어 아크릴레이트 잔기(또는 단량체 단위) 및/또는 메타크릴레이트 잔기; 비닐 잔기; 에터 연결기; 모노설파이드 연결기 및/또는 폴리설파이드 연결기를 비롯한 설파이드 연결기; 카복실산 에스터 연결기; 카본에이트 연결기(예를 들어, -O-C(O)-O-), 우레탄 연결기(예컨대, -N(H)-C(O)-O-); 및/또는 티오우레탄 연결기(예를 들어, -N(H)-C(O)-S-)를 포함할 수 있다.
하나 이상의 플라스틱 시트 또는 필름에서와 같은 적층; 주형 내 코팅 같은 주형 내 성형; 필름 캐스팅; 및 코팅 방법을 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 당 업계에서 인정되는 방법에 의해 프라이머 층을 형성시킬 수 있다. 전형적으로는, 프라이머 코팅 조성물로부터 프라이머 층을 형성시킨다. 프라이머 코팅 조성물은 예를 들어 2성분 코팅 조성물의 경우에서와 같은 주위 온도; 열 경화되는 코팅 조성물의 경우와 같은 승온(예를 들어, 150℃ 내지 190℃에서 5 내지 60분간); 또는 자외선 경화성 코팅 조성물의 경우와 같은 화학선에 노출시킴으로써 경화될 수 있는 경화성 프라이머 코팅 조성물일 수 있다.
프라이머 층은 임의의 적합한 두께를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 프라이머는 0.5μ 내지 20μ, 예를 들어 1 내지 10μ, 또는 2 내지 8μ, 또는 3 내지 5μ(인용된 값 포함)의 두께를 갖는다.
일부 실시양태에서, 프라이머 층은 우레탄 연결기를 포함하는 유기 매트릭스를 포함한다. 일부 실시양태에 따라, 우레탄 연결기를 함유하는 프라이머 층은 하이드록실, 티올, 1급 아민, 2급 아민 및 이들의 조합으로부터 선택되는 활성 수소 작용기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체; 3,5-다이메틸 피라졸 같은 적합한 차단기 또는 이탈기로 차단된 다이아이소사이아네이트 및/또는 트라이아이소사이아네이트 등의 차단된 아이소사이아네이트; 및 접착 촉진제, 커플링제, 자외선 흡수제, 열 안정화제, 촉매, 자유 라디칼 소거제, 가소화제, 유동 첨가제 및/또는 정적인 착색제 또는 정적인 염료(즉, 광변색성이 아닌 착색제 또는 염료)를 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 하나 이상의 첨가제를 포함하는 경화성 코팅 조성물로부터 제조된다.
활성 수소 작용성 (메트)아크릴레이트 공중합체가 제조될 수 있는 (메트)아크릴레이트 단량체의 예는 C1-C20 (메트)아크릴레이트, 하이드록실, 티올, 1급 아민 및 2급 아민으로부터 선택되는 하나 이상의 활성 수소 기를 갖는 C1-C20 (메트)아크릴레이트를 포함하나, 이들로 한정되는 것은 아니다. (메트)아크릴레이트의 C1-C20 기는 예를 들어 C1-C20 선형 알킬, C3-C20 분지된 알킬, C3-C20 사이클로알킬, C3-C20 융합 고리 폴리사이클로알킬, C5-C20 아릴 및 C10-C20 융합 고리 아릴로부터 선택될 수 있다.
프라이머 층이 제조되는 프라이머 코팅 조성물에 사용될 수 있는 추가적인 폴리올은 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 7,465,414 호의 칼럼 15 22행 내지 칼럼 16 62행에 기재되어 있는 것과 같은 당 업계에서 인정되는 물질을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 프라이머 층이 제조되는 프라이머 코팅 조성물에 사용될 수 있는 아이소사이아네이트는 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 7,465,414 호의 칼럼 16 63행 내지 칼럼 17 38행에 기재되어 있는 것과 같은 당 업계에서 인정되는 물질을 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다. 프라이머 층이 제조되는 프라이머 코팅 조성물에 사용될 수 있는 촉매는 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 7,465,414 호의 칼럼 17 39행 내지 62행에 기재되어 있는 것과 같은 당 업계에서 인정되는 물질을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
프라이머 층은 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 자외선 흡수제; 장애 아민 광 안정화제(HALS) 같은 안정화제; 산화방지제, 예를 들어 폴리페놀계 산화방지제; 비대칭 다이아릴옥살아마이드(옥사닐리드) 화합물; 일중항 산소 활성 감소제(quencher), 예를 들어 유기 리간드를 갖는 니켈 이온 착체; 및 이러한 광변색성 성능 향상 첨가제 물질의 혼합물 및/또는 조합을 포함할 수 있으나, 이들로 국한되지는 않는다.
프라이머 층은 분무 도포, 회전 코팅, 독터(또는 드로-다운) 블레이드 도포 및 커튼 도포를 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 당 업계에서 인정되는 방법에 의해 기판 상에 도포될 수 있다.
프라이머 층은 커플링제의 적어도 부분적인 가수분해물, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 본원에 사용되는 "커플링제"는 하나 이상의 표면 상의 기와 반응, 결합 및/또는 회합할 수 있는 하나 이상의 기를 갖는 물질을 의미한다. 일부 실시양태에서, 커플링제는 유사하거나 상이한 표면일 수 있는 둘 이상의 표면의 계면에서 분자 가교로서의 역할을 할 수 있다. 커플링제는 추가적인 실시양태에서 단량체, 올리고머, 선중합체 및/또는 중합체일 수 있다. 이러한 물질은 실란, 티탄에이트, 지르콘에이트, 알루민에이트, 알루민산지르코늄, 이들의 가수분해물 및 이들의 혼합물 같은 유기-금속을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 본원에 사용되는 구 "커플링제의 적어도 부분적인 가수분해물"은 커플링제 상의 가수분해 가능한 기중 적어도 일부 내지 전부가 가수분해됨을 의미한다.
커플링제 및/또는 커플링제의 가수분해물에 덧붙여 또는 다르게는, 프라이머 층은 다른 접착 향상 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본원을 한정하지는 않지만, 프라이머 층은 접착-향상량의 에폭시-함유 물질을 추가로 포함할 수 있다. 프라이머 층에 포함되는 경우 에폭시-함유 물질의 접착-향상량은 후속 도포되는 코팅 또는 층의 접착을 개선할 수 있다. 프라이머 층이 형성되는 조성물에 포함될 수 있는 에폭시(또는 옥시란) 작용성 접착 촉진제의 부류는 옥시란-작용성-알킬-트라이알콕시실란, 예컨대 감마-글라이시드옥시프로필트라이메톡시실란 및 베타-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트라이메톡시실란을 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 광변색성-이색성 제품은 반사 방지 코팅 같은 추가적인 코팅을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서는, 경질 코트 층 위에 반사 방지 코팅을 도포할 수 있다. 반사 방지 코팅의 예는 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 6,175,450 호 및 국제 특허 공개 WO 00/33111 호에 기재되어 있다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 광변색성-이색성 제품은 중합체를 포함하는 복굴절성 층을 추가로 포함한다. 복굴절성 층은 고정-편광된 층과 광변색성-이색성 층 사이에 끼인다. 도 2를 인용하면, 광변색성-이색성 제품(4)은 고정-편광된 층(24)과 광변색성-이색성 층(30) 사이에 끼인 복굴절성 층(57)을 포함한다. 복굴절성 층은 또한 본원에서 보상 층 또는 지연 층으로도 일컬어질 수 있다. 복굴절성 층은 단일 층 또는 다중 층으로 구성될 수 있다. 복굴절성 층이 다중 층으로 구성되는 경우, 각각의 층은 동일할 수 있거나, 또는 다중 층중 둘 이상의 층이 상이할 수 있다. 복굴절성 층은 하나 이상의 중합체 시트, 하나 이상의 코팅 조성물 및 이들의 조합으로부터 제조될 수 있다.
일부 실시양태에서, 복굴절성 층은 본 발명의 광변색성-이색성 제품에 색상 향상 특성 및/또는 스펙트럼 여과 특성을 제공하기 위해 포함된다. 일부 실시양태에 따라, 그에 의해 제공되는 색상 향상, 스펙트럼 여과, 원형 편광 및/또는 타원형 편광의 정도 같은 복굴절성 층의 특성은 복굴절성 층의 두께, 굴절률 및 이방성 배향의 수준중 하나 이상의 조정함으로써 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서 복굴절성 층의 이방성 배향 수준은 당 업계에서 인정되는 방법에 따라 복굴절성 층을 단방향 연신시키고/시키거나 복굴절성 층 내에서 하나 이상의 액정 물질을 이방성으로 배향시킴으로써 조정될 수 있다.
본 발명의 일부 실시양태에 따라, 복굴절성 층은 투과된 선을 원형 편광시키거나 투과된 선을 타원형 편광시키도록 작동될 수 있다. 복굴절성 층과 관련하여 본원에 사용되는 용어 "투과된 선"은 일부 실시양태에서 복굴절성 층을 통해 투과되는 선을 의미한다. 일부 실시양태에서, 복굴절성 층은 1/4 파장판 또는 층을 포함한다. 다른 몇몇 실시양태에 따라, 복굴절성 층은 1/4 파장판을 한정한다.
복굴절성 층은 일부 실시양태에서 복굴절성 층에 목적하는 패턴을 형성하도록 제 1의 일반적인 방향을 갖는 제 1 배향된 영역, 및 제 1의 일반적인 방향과 동일하거나 상이한 제 2의 일반적인 방향을 갖는 제 1의 배향된 영역에 인접한 하나 이상의 제 2의 배향된 영역을 포함한다. 목적하는 패턴은 문자숫자 같은 표식 및 디자인을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
복굴절성 층을 제조할 수 있는 물질은 일부 실시양태에서 당 업계에 공지되어 있는 복굴절성 물질을 포함한다. 예를 들어, 중합체 필름, 액정 필름, 자가-조립 물질, 또는 액정 물질이 정렬된 필름을 복굴절성 층으로서 또는 복굴절성 층을 제조하는데 사용할 수 있다. 복굴절성 층의 예는 각각 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 6,864,932 호의 칼럼 3 60행 내지 칼럼 4 64행; 미국 특허 제 5,550,661 호의 칼럼 4 30행 내지 칼럼 7 2행; 미국 특허 제 5,948,487 호의 칼럼 7 1행 내지 칼럼 10 10행에 기재된 것을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
일부 실시양태에서, 복굴절성 층은 중합체 코팅을 포함한다(또는 중합체 코팅 조성물로부터 제조된다). 일부 추가적인 실시양태에서, 중합체 코팅(또는 중합체 코팅 조성물)은 자가-조립 물질 및/또는 필름-형성 물질을 포함할 수 있다.
복굴절성 층을 형성할 수 있는 시판중인 복굴절성 필름 또는 시트의 예는 니토 코포레이션(Nitto Corporation; 일본) 또는 니토 덴코 아메리카, 인코포레이티드(Nitto Denko America, Inc; 뉴저지주 뉴 브룬스윅)에서 시판중인 양의 복굴절성 1축 필름인 필름 모델 NRF-140; 및 그라픽스, 인코포레이티드(GRAFIX, Inc.;오하이오주 클리블런드)의 자회사인 그라픽스 플라스틱스(GRAFIX Plastics)에서 시판중인 옵티그라픽스(OPTIGRAFIX) 원형 편광 필름을 포함한다.
복굴절성 층은 하나 이상의 중합체를 포함한다. 복굴절성 층에 포함될 수 있고/있거나 복굴절성 층을 제조할 수 있는 중합체의 예는 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리(C1-C12) 알킬 메타크릴레이트, 폴리옥시(알킬렌 메타크릴레이트), 폴리 (알콕실화 페놀 메타크릴레이트), 셀룰로즈 아세테이트, 셀룰로즈 트라이아세테이트, 셀룰로즈 아세테이트 프로피온에이트, 셀룰로즈 아세테이트 부티레이트, 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(비닐 알콜), 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리(비닐피롤리돈), 폴리((메트)아크릴아미드), 폴리(다이메틸 아크릴아미드), 폴리(하이드록시에틸 메타크릴레이트), 폴리((메트)아크릴산), 열가소성 폴리카본에이트, 폴리에스터, 폴리우레탄, 폴리티오우레탄, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리스티렌, 폴리(알파 메틸스티렌), 코폴리(스티렌-메틸메타크릴레이트), 코폴리(스티렌-아크릴로니트릴), 폴리비닐부티랄; 및 폴리올(알릴 카본에이트)단량체, 일작용성 아크릴레이트 단량체, 일작용성 메타크릴레이트 단량체, 다작용성 아크릴레이트 단량체, 다작용성 메타크릴레이트 단량체, 다이에틸렌 글라이콜 다이메타크릴레이트 단량체, 다이아이소프로펜일 벤젠 단량체, 알콕실화 다가 알콜 단량체 및 다이알릴리덴 펜타에리트리톨 단량체로 이루어진 군의 일원의 중합체; 및 특히 자가-조립 물질, 폴리카본에이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리(메트)아크릴레이트, 다환상 알켄, 폴리우레탄, 폴리(우레아)우레탄, 폴리티오우레탄, 폴리티오(우레아)우레탄, 폴리올(알릴 카본에이트), 셀룰로즈 아세테이트, 셀룰로즈 다이아세테이트, 셀룰로즈 트라이아세테이트, 셀룰로즈 아세테이트 프로피온에이트, 셀룰로즈 아세테이트 부티레이트, 폴리알켄, 폴리알킬렌-비닐 아세테이트, 폴리(비닐아세테이트), 폴리(비닐 알콜), 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(비닐폼알), 폴리(비닐아세탈), 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리에스터, 폴리설폰, 폴리올레핀, 이들의 공중합체 및/또는 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 일부 실시양태에서, 복굴절성 층은 각각 복굴절성 층에 포함될 수 있는 중합체 및/또는 복굴절성 층이 제조될 수 있는 중합체와 관련하여 인용된 예와 같은(이들로 한정되지는 않음) 하나 이상의 중합체를 포함한다.
일부 실시양태에 따라, 복굴절성 층은 자가-조립 물질, 폴리카본에이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리(메트)아크릴레이트, 다환상 알켄, 폴리우레탄, 폴리(우레아)우레탄, 폴리티오우레탄, 폴리티오(우레아)우레탄, 폴리올(알릴 카본에이트), 셀룰로즈 아세테이트, 셀룰로즈 다이아세테이트, 셀룰로즈 트라이아세테이트, 셀룰로즈 아세테이트 프로피온에이트, 셀룰로즈 아세테이트 부티레이트, 폴리알켄, 폴리알킬렌-비닐 아세테이트, 폴리(비닐아세테이트), 폴리(비닐 알콜), 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(비닐폼알), 폴리(비닐아세탈), 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리에스터, 폴리설폰, 폴리올레핀, 이들의 공중합체 및/또는 이들의 혼합물을 포함하는 중합체 시트를 포함한다.
복굴절성 층은 일부 실시양태에서 복굴절성 층의 느린 축 방향(평면에서 굴절률이 가장 큰 방향)이 광변색성-이색성 층의 정렬 방향과 관련하여 배향되어 원형 편광 또는 타원형 편광 같은 목적하는 편광이 생성되도록 하는 방식으로 위치될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 1/4 파장판은 광변색성-이색성 층의 광변색성-이색성 화합물의 정렬 방향과 관련하여 45°+/-5° 또는 45°+/-3°의 각도로 배향된다.
본 발명의 광변색성-이색성 제품의 일부 실시양태에 따라, 기판은 제 1 편광 축을 포함하고, 본원에서 선형 편광 기판으로 일컬어질 수 있다. 광변색성-이색성 화합물을 포함하고 본원에서 이미 기재된 바와 같이 제 2 편광 축을 갖는 광변색성-이색성 층이 기판 위에 위치한다. 기판의 제 1 편광 축 및 광변색성-이색성 층의 제 2 편광 축은 서로에 대해 0°보다 크고 90° 이하인 각도로 배향된다. 일부 실시양태에서, 선형 편광 기판은 임의적으로 고정 착색제를 포함한다.
비한정적으로 설명하기 위해 도 3을 인용하면, 광변색성-이색성 제품(3)은 제 1 표면(63) 및 제 2 표면(66)을 갖는 기판(60)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 기판(60)의 제 1 표면(66)은 화살표(21)로 표시되는 입사 화학선을 향한다. 기판(66)은 또한 양방향 화살표(69)로 표시되는 제 1 편광 축을 갖는다. 광변색성-이색성 제품(5)은, 기판(60)의 제 1 표면(63) 위에 위치하고, 층 내에서 측방향으로 정렬되고 양방향 화살표(33)로 표시되는 제 2 편광 축을 한정하는 광변색성-이색성 화합물을 포함하는 광변색성-이색성 층(30)을 추가로 포함한다. 광변색성-이색성 층 및 그의 광변색성-이색성 화합물은 각각 본원에서 이미 기재되어 있다.
기판(60) 같은 선형 편광 기판의 임의적인 고정 착색제는 일부 실시양태에서 고정-편광된 층(24) 같은 고정-편광된 층과 관련하여 본원에 이미 기재되어 있다. 기판(60) 같은 선형 편광 기판은 일부 실시양태에서 이러한 기판의 부류 및 예로부터 선택될 수 있고, 예컨대 기판(12)과 관련하여 본원에서 이미 기재된 바와 같은 하나 이상의 임의적인 접착제를 포함할 수 있다. 고정-편광된 층(24) 같은 고정-편광된 층과 관련하여 본원에서 이미 기재된 바와 같은 방법 및 절차를 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 당 업계에서 인정되는 방법에 따라 선형 편광 기판의 선형 편광 특성을 수득할 수 있다. 선형 편광 기판은 이색성 화합물, 이색성-고정-착색제, 용매, 광 안정화제[예를 들어, 자외선 흡수제 및 장애 아민 광 안정화제(HALS) 같은 광 안정화제, 이들로 한정되지는 않음], 열 안정화제, 이형제, 레올로지 조절제, 레벨링제(예를 들어, 계면활성제, 이것으로 국한되지는 않음), 자유 라디칼 소거제 및 접착 촉진제(예를 들어, 헥산다이올 다이아크릴레이트 및 커플링제) 같은(이들로 한정되지는 않음), 고정-편광된 층과 관련하여 본원에서 이미 기재된 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
선형 편광 기판의 제 1 편광 축 및 광변색성-이색성 층의 제 2 편광 축은 서로에 대해 0°보다 크고 90° 이하인 각도(예를 들어, 0.1° 내지 90°, 또는 1° 내지 90°, 또는 10° 내지 90°, 또는 25° 내지 90°, 또는 45° 내지 90°, 또는 60° 내지 90°, 인용된 값 포함)로 배향된다. 일부 실시양태에서, 선형 편광 기판의 제 1 편광 축과 광변색성-이색성 층의 제 2 편광 축이 서로에 대해 90°의 각도로 배향되는 경우, 본 발명의 광변색성-이색성 제품은 입사 화학선의 최소 투과율 수준을 가지나, 단 광변색성-이색성 화합물은 직사광선에 노출될 때와 같이 입사 화학선에 노출될 때 광변색성 활성화(예를 들어, 착색된 상태로 전환됨) 및 이색성 활성화 둘 다를 겪는다. 예시하기 위하여 도 3을 비한정적으로 참조하면, 선형 편광 기판(60)의 제 1 편광 축(69)과 광변색성-이색성 층(30)의 제 2 편광 축(33)은 서로에 대해 실질적으로 90°의 각도로 배향된다.
일부 실시양태에 따라, 본 발명의 광변색성-이색성 제품은 중합체를 포함하는 복굴절성 층을 추가로 포함하며, 이 때 복굴절성 층은 기판(예컨대, 선형 편광 기판)과 광변색성-이색성 층 사이에 끼인다. 설명하기 위하여 도 4를 비한정적으로 인용하면, 광변색성-이색성 제품(6)은 기판(60)(본원에서 선형 편광 기판으로 칭해질 수 있음)과 광변색성-이색성 층(30) 사이에 끼인 복굴절성 층(72)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 복굴절성 층(72) 같은 복굴절성 층은 복굴절성 층(57)과 관련하여서와 같이 본원에 이미 기재된 바 있다.
기판(60) 같은 선형 편광 기판을 포함하는 본 발명의 광변색성-이색성 제품은 정렬 층, 프라이머 층, 탑코트 층, 경질 코트 층 및/또는 반사 방지 층 같은 본원에 이미 기재된 하나 이상의 추가적인 층을 포함할 수 있다(도 3 및 도 4에는 도시되지 않음).
추가적인 실시양태에서, 본 발명의 광변색성-이색성 제품은 안과용 제품 또는 요소, 디스플레이 제품 또는 요소, 창, 거울, 수축 포장재 같은 포장재, 및 능동 및 수동 액정 셀 제품 또는 요소로부터 선택될 수 있다.
안과용 제품 또는 요소의 예는 단초점 렌즈 또는 다초점 렌즈[이는 구획이 나누어지거나 나누어지지 않은 다초점 렌즈(예를 들어, 이초점 렌즈, 삼초점 렌즈 및 누진 다초점 렌즈, 이들로 한정되지는 않음)일 수 있음]를 비롯한 교정용 및 비-교정용 렌즈, 및 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 확대 렌즈, 보호 렌즈, 및 보호용 가리개 같은 가리개를 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 시력을 교정하거나 보호하거나 향상시키는데(미용 면에서 또는 다른 면에서) 사용되는 다른 요소를 포함하지만, 이들로 국한되는 것은 아니다.
디스플레이 제품, 요소 및 소자의 예는 스크린, 모니터, 및 보안 마크 및 인증 마크를 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 보안 요소를 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
창의 예는 자동차 및 항공기 투명부, 필터, 셔터 및 광학 스위치를 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
일부 실시양태에서, 광변색성-이색성 제품은 보안 요소일 수 있다. 보안 요소의 예는 출입 카드 및 통행권, 예를 들어 티켓, 뱃지, 신분 증명 카드 또는 멤버쉽 카드, 직불카드 등; 양도성 증서 및 비-양도성 증서, 예를 들어 어음, 수표, 채권, 주식, 양도성 예금 증서, 증권 등; 정부 문서, 예를 들어 현금, 자격증, 신분 증명 카드, 복리후생 카드, 비자, 여권, 공문서, 권리증 등; 소비재, 예를 들어 소프트웨어, 콤팩트 디스크("CD"), 디지털-비디오 디스크("DVD"), 소형 가전 제품, 소비자용 전자 제품, 스포츠용품, 차 등; 신용 카드; 및 상품 표, 라벨 및 포장재 같은, 기판의 적어도 일부에 연결되는 보안 마크 및 인증 마크를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.
추가의 실시양태에서는, 투명 기판 및 반사성 기판으로부터 선택되는 기판의 적어도 일부에 보안 요소를 연결할 수 있다. 다르게는, 반사성 기판이 요구되는 추가적인 실시양태에 따라, 기판이 반사성이 아니거나 의도되는 용도에 충분히 반사성이 아닌 경우, 보안 마크를 도포하기 전에 먼저 반사성 물질을 기판의 적어도 일부에 도포할 수 있다. 예를 들어, 보안 요소를 형성시키기 전에 반사성 알루미늄 코팅을 기판의 적어도 일부에 도포할 수 있다. 또한 또는 다르게는, 착색되지 않은 기판, 착색된 기판, 광변색성 기판, 착색된-광변색성 기판, 선형 편광 기판, 원형 편광 기판 및 타원형 편광 기판으로부터 선택되는 기판의 적어도 일부에 보안 요소를 연결할 수 있다.
뿐만 아니라, 전술한 실시양태에 따른 보안 요소는, 미국 특허 제 6,641,874 호에 기재되어 있는 것과 같은 시야각 의존 특징을 갖는 다층 반사성 보안 요소를 형성하기 위하여, 하나 이상의 다른 코팅 또는 필름 또는 시트를 추가로 포함할 수 있다.
당 업자가 다수의 변형 및 변화를 용이하게 알 수 있기 때문에 예시만 하고자 하는 하기 실시예에서 본 발명을 더욱 구체적으로 기재한다. 달리 명시되지 않는 한, 모든 부 및 모든 백분율은 중량 기준이다.
실시예
코팅 #1의 제조가 제1A부 및 제1B부에 기재되어 있고, 코팅 #2의 제조가 제2부에 기재되어 있다. 기판의 세정 절차가 제3부에 기재되어 있고, 광 정렬 층 및 코팅 #1과 #2의 코팅 절차가 제4A부 내지 제4D부에 기재되어 있다. 전이 코팅 용액(탑코트)의 제조 및 코팅 도포 절차가 제5부에 기재되어 있다. 보호 코팅(경질 코트)의 제조 및 코팅 도포 절차가 제6부에 기재되어 있다. 광변색성-이색성 성능 시험이 제7부에 기재된다. 실시예 1, 1A와 1B 내지 3, 3A와 3B 및 대조예 1, 1A와 1B의 결과가 표 1에 포함된다.
제1A부: 이방성 물질의 용액의 제조
비와이케이 케미, 유에스에이에서 시판중인 아르알킬 개질된 폴리-메틸-알킬-실록산인 것으로 보고되어 있는 비와이케이®-322 첨가제(0.004g)과 아니솔(3.990g)의 혼합물을 함유하는 적합한 플라스크에, C33H32O10의 화학식을 갖는 것으로 보고되어 있는 RM-257(3.000g) 및 C23H26O6의 화학식을 갖는 것으로 보고되어 있는 RM-105(3.000g)[이들 둘 모두는 이엠디 케미칼즈, 인코포레이티드(EMD Chemicals, Inc.)에서 시판중임], 4-메톡시페놀(0.006g), 및 시바-가이기 코포레이션(Ciba-Geigy Corporation)에서 시판중인 광 개시제인 어가큐어(IRGACURE)® 819(0.090g)를 첨가하였다. 생성된 혼합물을, 육안 관찰에 의해 결정할 때 고체가 용해될 때까지 60℃에서 2시간동안 교반하고, 약 26℃로 냉각시켰다.
제1B부: 이방성 물질과 이색성 물질의 코팅 #2의 제조
미쓰비시 케미칼(Mitsubishi Chemical)에서 시판중인 하기 세 가지 이색성 염료를 사용하여 고정-착색제 회색 액정 단량체 용액(LCMS)을 제조하였다. 단량체 고형분 기준으로 하기 중량%(FT-38 19.0%, FT-49 11.0% 및 FT-104 70%)를 제1A부에서 제조된 단량체 용액에 첨가함으로써 그레이-LCMS를 제조하였다. 용액을 60분간 90℃로 가열한 다음 약 26℃로 냉각시켰다.
제2부: 이방성 물질과 광변색성-이색성 물질의 코팅 #2의 제조
아니솔(3.990g)과 비와이케이®-322 첨가제 0.004g의 혼합물을 함유하는 적합한 플라스크에 RM-257(1.500g), RM-105(1.500g) 및 C39H44O10의 화학식을 갖는 것으로 보고되어 있는 RM-82(1.500g), 아래 기재되는 LCM-1(1.500g), 그레이 광변색성-이색성 염료 조합(염료의 하기 중량%의 혼합물 0.720g: 20% 광변색성-이색성 #1, 황갈색 활성화 색상을 나타내는 인데노나프토피란; 15% 광변색성-이색성 #2, 녹청색 활성화 색상을 나타내는 인데노나프토피란; 및 65% 광변색성-이색성 #3, 청록색 활성화 색상을 나타내는 인데노나프토피란; 60분간 80℃로 가열한 다음 약 26℃로 냉각시킴), 4-메톡시페놀(0.006g) 및 어가큐어® 819(0.090g)를 첨가하였다. 생성된 혼합물을 60℃에서 2시간동안 교반하고 약 26℃로 냉각시켰다.
LCM-1은 미국 특허 공보 제 2009/0323011 호의 실시예 17에 기재된 절차에 따라 제조된 1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(8-(4-(4-(4-(8-아크릴로일옥시헥실옥시)벤조일옥시)페닐옥시카본일)페녹시)옥틸옥시)-6-옥소헥실옥시)-6-옥소헥실옥시)-6-옥소헥실옥시)-6-옥소헥실옥시)-6-옥소헥실옥시)-6-옥소헥실옥시)-6-옥소헥실옥시)-6-옥소헥산-1-올이고, 이 액정 단량체 개시내용은 본원에 참고로 인용된다.
제3부: 기판 세정
CR-39® 단량체로부터 제조된 5.08cm×5.08cm×0.318cm(2인치×2인치×0.125인치) 크기의 정사각형 기판을 호멀라이트, 인코포레이티드(Homalite, Inc.)로부터 구입하였다. 아세톤으로 적신 티슈로 닦음으로써 각 기판을 세정하고, 기류로 건조시킨 다음, 고압 변압기가 있는 탄텍 이에스티 시스템즈(Tantec EST Systems) 일련번호 020270 발전기 HV 2000 씨리즈 코로나 처리 설비에서 컨베이어 벨트 위로 통과시킴으로써 코로나 처리하였다. 3ft/분의 벨트 속도로 컨베이어 상에서 이동시키면서 53.99KV, 500와트에 의해 발생된 코로나에 기판을 노출시켰다.
제4A부: 제 1 광 정렬 층의 코팅 절차
용액 약 1.0mL를 분배하고 기판을 800rpm으로 3초간, 이어 1,000rpm으로 7초간, 이어 2500rpm으로 4초간 회전시킴으로써, 시험 기판의 표면의 일부 상에서의 회전-코팅에 의해 광 정렬 물질인 스타얼라인(Staralign)™ 2200 CP2[반티코, 인코포레이티드(Vantico, Inc.)]를 시험 기판에 도포하였다. 로렐 테크놀로지즈 코포레이션(Laurell Technologies Corp.)으로부터의 회전 프로세서(WS-400B-6NPP/LITE)를 회전 코팅에 사용하였다. 그 후, 코팅된 기판을 120℃로 유지되는 오븐에 30분간 넣어두었다. 코팅된 기판을 약 26℃로 냉각시켰다.
400와트 전력이 공급되는 다이맥스 코포에이션(DYMAX Corp.) 제품인 다이맥스® UVC-6 UV/컨베이어 시스템을 이용하여 선형 편광된 자외선에 노출시킴으로써, 각 기판 상의 건조된 광 정렬 층을 적어도 부분적으로 배향하였다. 선이 기판의 표면에 수직인 평면에서 선형 편광되도록 광원을 배향하였다. 이아이티 인코포레이티드(EIT Inc) 제품인 UV 파워 퍽(Power Puck)™ 고에너지 복사계(일련번호 2066)를 사용하여, 각 광 정렬 층이 노출되는 자외선의 양을 측정하였으며, 그 값은 다음과 같았다: UVA 0.126W/cm2 및 5.962J/cm2; UVB 0.017W/cm2 및 0.078J/cm2; UVC 0W/cm2 및 0J/cm2; 및 UVV 0.046W/cm2 및 2.150J/cm2. 광-배향성 중합체 망상 구조의 적어도 일부를 배향한 후, 기판을 약 26℃로 냉각시키고 커버를 씌운 채로 유지하였다.
제4B부: 코팅 #1의 코팅 절차
적어도 부분적으로 배향된 광 정렬 물질 상으로 2000rpm의 속도로 10초간 회전 코팅함으로써 코팅 #1(약 2.0mL)을 각 기판에 도포하였다. 각각의 코팅된 기판을 60℃의 오븐에 30분간 두었다. 그 후, 2ft/분의 속도로 컨베이어 벨트 상에서 이동시키면서, 질소 대기 중에서, 벨칸 엔지니어링(Belcan Engineering)에서 디자인 및 제작한 UV 경화 오븐기에서, 2개의 자외선 램프 하에서, UVA 0.445W/cm2 및 UVV 0.179W/cm2의 피크 강도 및 UVA 2.753J/cm2 및 UVV 1.191J/cm2의 UV 조사량으로 기판을 경화시켰다. 3ft/분의 벨트 속도로 컨베이어 상에서 이동시키면서, 각 경화된 층을 53.00KV, 500W에 의해 발생된 코로나에 노출시켰다.
제4C부: 제 2 광 정렬 층의 코팅 절차
제 2 광 정렬 물질의 도포는 제4A부의 절차에 따랐다. 제 2 광 정렬 층을 건조시키고, 기판을 적절한 각도로 회전시키고 이를 제4A부에 기재된 바와 같이 선형 편광된 자외선에 노출시킴으로써, 제 1 정렬 층에 대해 0°, 30°, 60° 또는 90° 배향으로 적어도 부분적으로 배향시켰다.
제4D부: 코팅 #2의 코팅 절차
800rpm의 속도로 3초간, 이어 1,000rpm의 속도로 7초간, 이어 2500rpm의 속도로 4초간 회전 코팅시킴으로써, 코팅 #2(약 2.0mL)를 제4C부에서 제조된 적어도 부분적으로 배향된 광 정렬 층 상으로 도포하였다. 각각의 코팅된 기판을 60℃의 오븐에 30분간 두었다. 그 후, 제4B부에 기재된 바와 같이 질소 대기 중에서 벨칸 엔지니어링에서 디자인 및 제작한 UV 경화 오븐기에서 2개의 자외선 램프 하에서 기판을 경화시켰다. 후속 코팅 층이 도포되어야 하는 경우에는, 3ft/분의 벨트 속도로 컨베이어 상에서 이동시키면서, 각 경화된 층을 53.00KV, 500W에 의해 발생된 코로나에 노출시켰다. 아닌 경우에는, 샘플을 105℃에서 3시간동안 후 소성시켰다. 코팅 1에 대해 30° 배향된 코팅 #2를 갖는 기판이 실시예 1이었고; 코팅 #1에 대해 60° 배향된 코팅 #2가 실시예 2였으며; 코팅 #1에 대해 90° 배향된 코팅 #2가 실시예 3이었고; 코팅 1에 대해 0° 배향된 코팅 #2가 대조예(CE) 1이었다.
제5부: 전이 코팅(TC)의 코팅 절차
전이 코팅 용액을 다음과 같이 제조하였다:
자기 교반 막대가 장치된 50mL들이 호박색 유리병에 하기 물질을 첨가하고 실온에서 2시간동안 교반하였다:
시그마-알드리치(Sigma-Aldrich) 제품인 하이드록시 메타크릴레이트(1.242g);
사토머(Sartomer) 제품인 네오펜틸 글라이콜 다이아크릴레이트(13.7175g) SR247;
사토머 제품인 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트(2.5825g) SR350;
바이엘 머티리얼 사이언스(Bayer Material Science) 제품인 데스모듀어(DESMODUR)® PL 340(5.02g);
시바 스페셜리티 케미칼즈(Ciba Speciality Chemicals) 제품인 어가큐어(IRGACURE)®-819(0.0628g);
시바 스페셜리티 케미칼즈 제품인 다로큐어(DAROCUR)® TPO(0.0628g);
폴리부틸 아크릴레이트(0.125g);
모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈(Momentive Performance Materials) 제품인 3-아미노프로필프로필트라이메톡시실란(1.4570g) A-1100;
파마코-아퍼(Pharmaco-Aaper) 제품인 200 인증 완전 무수 에탄올(1.4570g).
전이 코팅(약 4.0mL)을 경화된 코팅된 기판 상으로 1,400rpm의 속도로 7초간 회전 코팅하였다. 그 후, 6ft/분의 속도로 컨베이어 벨트 상에서 이동시키면서 질소 대기 중에서 벨칸 엔지니어링에서 디자인 및 제작한 UV 경화 오븐기에서 2개의 자외선 램프 하에서 UVA 1.887W/cm2 및 UVV 0.694W/cm2의 피크 강도 및 UVA 4.699J/cm2 및 UVV 1.787J/cm2의 UV 조사량으로 기판을 경화시켰다. 3ft/분의 벨트 속도로 컨베이어 상에서 이동시키면서, 경화된 전이 층을 53.00KV, 500W에 의해 발생된 코로나에 노출시켰다.
제6부: 보호 코팅(PC)의 코팅 절차
다음과 같이 보호 코팅을 제조하였다: 첨가물 1을 깨끗하고 건조한 비커에 첨가하고 교반하면서 5℃의 빙욕에 넣어두었다. 첨가물 2를 첨가하였더니, 발열반응이 반응 혼합물의 온도를 50℃로 높였다. 생성된 반응 혼합물의 온도를 20 내지 25℃로 냉각시키고, 첨가물 3을 교반하면서 첨가하였다. 첨가물 4를 첨가하여 pH를 약 3에서 약 5.5로 조정하였다. 첨가물 5를 첨가하고, 용액을 30분간 혼합하였다. 생성된 용액을 공칭 0.45μ 캡슐 필터를 통해 여과하고 사용할 때까지 4℃에서 저장하였다.
첨가물 1
글라이시드옥시프로필트라이메톡시실란: 32.4g
메틸트라이메톡시실란: 345.5g
첨가물 2
탈이온수(DI)와 질산의 용액(질산 1g/7000g): 292g
첨가물 3
도와놀(DOWANOL)® PM 용매: 228g
첨가물 4
TMAOH(메탄올중 25% 테트라메틸암모늄 하이드록사이드): 0.45g
첨가물 5
비와이케이®-306 계면활성제: 2.0g
생성된 보호 코팅 용액(약 4.0mL)을 경화된 전이 층 코팅된 기판 상으로 2,000rpm의 속도로 10초간 회전 코팅하였다. 코팅된 기판의 후 경화를 105℃에서 3시간동안 종결시켰다.
제7부: 광변색성-이색성 성능 시험
상기 제조된 코팅된 기판 각각을, 에실러, 리미티드(Essilor, Ltd.; 프랑스)에서 제조된 광변색성 측정 벤치("BMP") 광학 벤치 상에서 광변색성 응답에 대해 2회씩 시험하였다. 광학 벤치를 시험 동안 73.4℉(23℃)의 일정한 온도로 유지하였다.
광학 벤치 상에서 시험하기 전에, 각 코팅된 기판을 약 14cm의 거리에서 365nm의 자외선에 약 10분간 노출시켜, 광변색성-이색성 물질을 활성화시켰다. 기판에서의 UVA(315 내지 380nm) 복사 조도는 리커(LICOR)® 모델 Li-1800 분광 복사계로 측정하였으며, 22.2W/m2인 것으로 밝혀졌다. 이어, 기판을 약 36cm의 거리에서 500W 고강도 할로겐 램프 아래에 약 10분간 위치시켜, 광변색성-이색성 물질을 블리치(불활성화)시켰다. 리커® 분광 복사계로 기판에서의 복사 조도를 측정하였으며, 21.4Klux인 것으로 밝혀졌다. 이어, 기판을 광학 벤치 상에서 시험하기 전에 1시간 이상동안 실온(70 내지 75℉, 또는 21 내지 24℃)에서 어두운 환경에 유지시켰다. 광학 벤치 측정 전에, 기판을 390nm에서의 자외선 흡광도에 대해 측정하였다.
BMP 광학 벤치에 2개의 150W 오리엘(ORIEL)® 모델 #66057 제논 아크 램프를 서로 수직으로 설치하였다. 3mm 쇼트(SCHOTT)® KG-2 밴드-패스 필터 및 요구되는 UV 및 부분적인 가시광 복사 조도 수준에 기여하는 적절한 중성 밀도 필터를 통해 램프 1로부터의 광 경로를 유도하였다. 보완되는 가시광 복사 조도를 제공하기 위하여 3mm 쇼트® KG-2 밴드-패스 필터, 쇼트® 단대역 400nm 컷오프 필터 및 적절한 중성 밀도 필터를 통해 램프 2로부터의 광 경로를 유도하였다. 각 램프에 대해 45°에 있는 2인치×2인치 50% 폴카 도트 빔 스플리터를 이용하여 두 개의 빔을 혼합한다. 중성 밀도 필터의 조합 및 제논 아크 램프의 전압 제어를 이용하여 복사 조도의 강도를 조정하였다. BMP 상에서 특허 소프트웨어를 사용하여 타이밍, 복사 조도, 공기 전지 및 샘플 온도, 셔터링, 필터 선택 및 응답 측정을 제어하였다. 기판을 통한 광 전달을 위해 광섬유 케이블을 갖는 자이스(ZEISS)® 분광 광도계 모델 MCS 501을 응답 및 색상 측정에 사용하였다. 명소(photopic) 응답 측정치 및 4개의 선택 파장에서의 응답을 각 기판 상에서 수집하였다.
광학 벤치의 전력 출력, 즉 기판이 노출되는 광의 조사량을 315 내지 380nm로부터 통합된 6.7W/m2 UVA 및 380 내지 780nm로부터 통합된 50Klux 복사 조도로 조정하였다. 시력 측정계 및 BMP 내에 함유된 소프트웨어를 사용하여 전력 출력을 측정하였다.
초기 불활성화된 투과율을 확립하고, 제논 램프(들)로부터 셔터를 개방하고, 선택된 시간 간격에서 활성화를 통한 투과율을 측정함으로써, 불활성화 또는 블리치 상태에서 활성화 또는 착색된 상태로의 광학 밀도 변화(ΔOD)로서의 응답 측정치를 결정하였다. 광학 밀도 변화는 하기 식에 따라 결정하였다:
ΔOD=log(10)(%Tb/%Ta)
여기에서, %Tb는 블리치 상태에서의 % 투과율이고, %Ta는 활성화된 상태에서의 % 투과율이다.
광학 밀도 측정치는 명소 광학 밀도에 기초하였다.
이 시험의 결과가 아래 표 1에 제공되는데, 이 때 포화시 ΔOD는 활성화한지 15분 후이고, 페이드 반감기("T½") 값은 코팅중 광변색성/이색성 물질의 활성화된 형태의 ΔOD가 활성화 광원을 제거한 후 73.4℉(23℃)에서 15분 ΔOD의 절반에 도달하는 시간 간격(초)이다. 보고된 결과는 각 실시예 및 대조예의 2회 시험 기판의 산술 평균이다.
표 1에서, 실시예 1은 코팅 #1에 대해 30° 배향된 코팅 #2를 갖고; 실시예 1A는 실시예 1에 도포된 전이 코팅(TC)을 가지며; 실시예 1B는 실시예 1A에 도포된 보호 코팅(PC)을 가지며; 실시예 2는 코팅 #1에 대해 60° 배향된 코팅 #2를 갖고; 실시예 2A는 실시예 2에 도포된 TC를 갖고; 실시예 2B는 실시예 2A에 도포된 PC를 가지며; 실시예 3은 코팅 #1에 대해 90° 배향된 코팅 #2를 갖고; 실시예 3A는 실시예 3에 도포된 TC를 갖고; 실시예 3B는 실시예 3A에 도포된 PC를 가지며; 대조예(CE) 1은 코팅 #1에 대해 0° 배향된 코팅 #2를 갖고; CE 1A는 CE 1에 도포된 TC를 가지며; CE 1B는 CE 1A에 도포된 PC를 갖는다.
광변색성-이색성 실시예 및 대조예의 성능
실시예 # % Ta 포화시 ΔOD T½ 초
1 5.2 0.57 148
1A 5.9 0.51 178
1B 6.1 0.49 174
2 8.4 0.36 122
2A 9.0 0.34 145
2B 9.2 0.33 142
3 3.6 0.70 142
3A 4.3 0.63 175
3B 4.5 0.61 171
CE-1 9.6 0.33 109
CE-1A 10.2 0.31 134
CE-1B 10.4 0.30 132
본 발명의 특정 실시양태의 구체적인 세부사항을 참조하여 본 발명을 기재하였다. 이러한 세부사항은, 이들이 첨부되는 특허청구범위에 포함되는 경우 또한 포함되는 한도까지를 제외하고는, 본 발명의 영역을 한정하는 것으로 간주하고자 하지 않는다.

Claims (30)

  1. (a) 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 기판; (b) 상기 기판의 상기 제 1 표면 위에 위치되는 고정-편광된(fixed-polarized) 층; 및 (c) 상기 기판의 상기 제 1 표면 위에 위치되는 광변색성-이색성(photochromic-dichroic) 층을 포함하는 광변색성-이색성 제품으로서, 이 때
    상기 고정-편광된 층이 제 1 편광 축을 가지며,
    상기 고정-편광된 층이 고정 착색제(fixed colorant)를 추가로 포함하고,
    상기 광변색성-이색성 층이 광변색성-이색성 화합물을 포함하고,
    상기 광변색성-이색성 화합물이 상기 광변색성-이색성 층 내에서 측방향으로 정렬되고(laterally aligned) 상기 광변색성-이색성 층의 제 2 편광 축을 한정하며,
    상기 제 1 편광 축과 상기 제 2 편광 축이 서로에 대해 0°보다 크고 90° 이하인 각도로 배향되는, 광변색성-이색성 제품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정-편광된 층이 상기 기판의 상기 제 1 표면과 상기 광변색성-이색성 층 사이에 끼이는, 광변색성-이색성 제품.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정-편광된 층이 중합체를 포함하고, 상기 중합체가 상기 고정-편광된 층 내에서 제 1 측방향을 따라 측방향으로 정렬되고 상기 고정-편광된 층의 상기 제 1 편광 축을 한정하는, 광변색성-이색성 제품.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정-편광된 층의 상기 고정 착색제가, 아조 염료, 안트라퀴논 염료, 잔텐 염료, 아짐 염료, 요오드, 요오다이드 염, 폴리아조 염료, 스틸벤 염료, 피라졸론 염료, 트라이페닐메탄 염료, 퀴놀린 염료, 옥사진 염료, 티아진 염료, 폴리엔 염료 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 고정 염료를 포함하는, 광변색성-이색성 제품.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 층이 이방성(anisotropic) 물질을 추가로 포함하는, 광변색성-이색성 제품.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 층의 상기 이방성 물질이 액정 물질을 포함하는, 광변색성-이색성 제품.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 층이 중합체 시트에 의해 한정되고, 상기 중합체 시트가 상기 광변색성-이색성 화합물을 포함하며, 상기 중합체 시트가 제 2 측방향을 따라 측방향으로 정렬되고, 상기 광변색성-이색성 화합물이 상기 제 2 측방향을 따라 실질적으로 측방향으로 정렬되는, 광변색성-이색성 제품.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 층이, 적어도 부분적으로 배향된(ordered) 매트릭스 상 및 적어도 부분적으로 배향된 게스트 상을 포함하는 상-분리된 중합체를 추가로 포함하고,
    상기 게스트 상이 상기 광변색성-이색성 화합물을 포함하고,
    상기 광변색성-이색성 화합물이 상기 광변색성-이색성 층의 상기 게스트 상의 적어도 일부와 적어도 부분적으로 정렬되는, 광변색성-이색성 제품.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 층이, 적어도 부분적으로 배향된 이방성 물질 및 중합체 물질을 포함하는 상호 침투 중합체 망상 구조를 추가로 포함하고,
    상기 광변색성-이색성 층의 상기 이방성 물질이 상기 광변색성-이색성 화합물을 포함하고,
    상기 광변색성-이색성 화합물이 상기 광변색성-이색성 층의 상기 이방성 물질의 적어도 일부와 적어도 부분적으로 정렬되는, 광변색성-이색성 제품.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 층이, 염료, 정렬 촉진제, 수평 정렬제, 운동 향상 첨가제, 광 개시제, 열 개시제, 중합 억제제, 용매, 광 안정화제, 열 안정화제, 이형제, 레올로지 조절제, 레벨링제, 자유 라디칼 소거제 및 접착 촉진제로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하는, 광변색성-이색성 제품.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 층이, 아조메틴, 인디고이드, 티오인디고이드, 메로사이아닌, 인단, 퀴노프탈론 염료, 페릴렌, 프탈로페린, 트라이페노다이옥사진, 인돌로퀸옥살린, 이미다조-트라이아진, 테트라진, 아조 및 (폴리)아조 염료, 벤조퀴논, 나프타퀴논, 안트라퀴논 및 (폴리)안트라퀴논, 안트라피리미딘온, 요오드 및 요오다이드로부터 선택되는 하나 이상의 이색성 물질을 추가로 포함하는, 광변색성-이색성 제품.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 화합물이 하나 이상의 광변색성 잔기를 포함하며,
    각각의 광변색성 잔기가 인데노-융합된 나프토피란, 나프토[1,2-b]피란, 나프토[2,1-b]피란, 스피로플루오로에노[1,2-b]피란, 페난트로피란, 퀴놀리노피란, 플루오로안테노피란, 스피로피란, 벤즈옥사진, 나프트옥사진, 스피로(인돌린)나프트옥사진, 스피로(인돌린)피리도벤즈옥사진, 스피로(인돌린)플루오르안텐옥사진, 스피로(인돌린)퀸옥사진, 펄가이드, 펄기마이드, 다이아릴에텐, 다이아릴알킬에텐, 다이아릴알켄일에텐, 열 가역성 광변색성 화합물, 및 비-열 가역성 광변색성 화합물, 및 이들의 혼합물로부터 독립적으로 선택되는, 광변색성-이색성 제품.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 제품이, 상기 기판의 상기 제 1 표면과 상기 광변색성-이색성 층 사이에 끼인 정렬 층을 추가로 포함하고,
    상기 정렬 층과 상기 광변색성-이색성 층이 적어도 부분적으로 서로 인접하는, 광변색성-이색성 제품.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 제품이 자외선 흡수제를 포함하는 탑코트 층을 추가로 포함하고, 상기 탑코트 층이 상기 고정-편광된 층 및 상기 광변색성-이색성 층 둘 다의 위에 존재하는, 광변색성-이색성 제품.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 제품이 경질 코트 층을 추가로 포함하고, 상기 경질 코트 층이 상기 탑코트 층 위에 존재하는, 광변색성-이색성 제품.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 제품이 중합체를 포함하는 복굴절성 층을 추가로 포함하고, 상기 복굴절성 층이 상기 고정-편광된 층과 상기 광변색성-이색성 층 사이에 끼이는, 광변색성-이색성 제품.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 복굴절성 층이, 투과된 선(radiation)을 원형 편광시키거나 또는 투과된 선을 타원형 편광시키도록 작동될 수 있는, 광변색성-이색성 제품.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 복굴절성 층이, 상기 복굴절성 층에 목적하는 패턴을 형성하도록, 제 1의 일반적인 방향(general direction)을 갖는 제 1의 배향된 영역, 및 제 1의 일반적인 방향과 동일하거나 상이한 제 2의 일반적인 방향을 가지며 제 1의 배향된 영역에 인접한 하나 이상의 제 2의 배향된 영역을 포함하는, 광변색성-이색성 제품.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 복굴절성 층이, 자가-조립(self-assembling) 물질 또는 필름-형성 물질을 포함하는 중합체 코팅을 포함하는, 광변색성-이색성 제품.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 복굴절성 층이, 자가-조립 물질, 폴리카본에이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리(메트)아크릴레이트, 다환상 알켄, 폴리우레탄, 폴리(우레아)우레탄, 폴리티오우레탄, 폴리티오(우레아)우레탄, 폴리올(알릴 카본에이트), 셀룰로즈 아세테이트, 셀룰로즈 다이아세테이트, 셀룰로즈 트라이아세테이트, 셀룰로즈 아세테이트 프로피온에이트, 셀룰로즈 아세테이트 부티레이트, 폴리알켄, 폴리알킬렌-비닐 아세테이트, 폴리(비닐아세테이트), 폴리(비닐 알콜), 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(비닐폼알), 폴리(비닐아세탈), 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리에스터, 폴리설폰, 폴리올레핀, 이들의 공중합체 또는 이들의 혼합물을 포함하는 중합체 시트를 포함하는, 광변색성-이색성 제품.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 복굴절성 층이 1/4 파장판(quarter-wave plate)을 한정하는, 광변색성-이색성 제품.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 제품이 안과용 제품, 디스플레이 제품, 창, 거울, 및 능동 액정 셀 제품 및 수동 액정 셀 제품으로부터 선택되는, 광변색성-이색성 제품.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 제품이 안과용 제품으로부터 선택되고, 상기 안과용 제품이 교정용 렌즈, 비-교정용 렌즈, 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 확대 렌즈, 보호 렌즈 및 가리개(visor)로부터 선택되는, 광변색성-이색성 제품.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 제품이 디스플레이 제품으로부터 선택되고, 상기 디스플레이 제품이 스크린, 모니터 및 보안 요소로부터 선택되는, 광변색성-이색성 제품.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판이, 착색되지 않은 기판, 착색된 기판, 광변색성 기판 및 착색된-광변색성 기판으로부터 선택되는, 광변색성-이색성 제품.
  27. (a) 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 기판; 및 (b) 상기 기판의 상기 제 1 표면 위에 위치되는 광변색성-이색성 층을 포함하는 광변색성-이색성 제품으로서, 이 때
    상기 기판이 제 1 편광 축을 가지며,
    상기 기판이 고정 착색제를 추가로 포함하고,
    상기 광변색성-이색성 층이 광변색성-이색성 화합물을 포함하고,
    상기 광변색성-이색성 화합물이 상기 광변색성-이색성 층 내에서 측방향으로 정렬되고 상기 광변색성-이색성 층의 제 2 편광 축을 한정하며,
    상기 제 1 편광 축과 상기 제 2 편광 축이 서로에 대해 0°보다 크고 90° 이하인 각도로 배향되는, 광변색성-이색성 제품.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 광변색성-이색성 제품이, 중합체를 포함하는 복굴절성 층을 추가로 포함하고,
    상기 복굴절성 층이 상기 기판과 상기 광변색성-이색성 층 사이에 끼이는, 광변색성-이색성 제품.
  29. 삭제
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 고정 착색제가, 아조 염료, 안트라퀴논 염료, 잔텐 염료, 아짐 염료, 요오드, 요오다이드 염, 폴리아조 염료, 스틸벤 염료, 피라졸론 염료, 트라이페닐메탄 염료, 퀴놀린 염료, 옥사진 염료, 티아진 염료, 폴리엔 염료 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 고정 염료를 포함하는, 광변색성-이색성 제품.
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