DE2112059A1 - Hygrometer with visual display - Google Patents
Hygrometer with visual displayInfo
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Hygrometer mit visueller AnzeigeHygrometer with visual display
Priorität: 12. März 1970; U.S.A. Nr. 18 921Priority: March 12, 1970; U.S.A. No. 18,921
Die Erfindung bezieht sich auf ein Hygrometer, daständerungen der raltiven Feuchtigkeit visuell anzeigt und bei dem doppelbrechende Kristalle, deren Doppelbrechung auf Änderungen der relativen Feuchtigkeit anspricht, zwischen einem Polarisator und einem Analysator angeordnet sind, so daß Änderungen der Doppelbrechung beobachtet werden können. Durch Auswahl geeigneter doppelbrechender Kristalle, deren Doppelbrechung entweder beginnt oder endet bei verschiedenen relativen Feuchtigkeiten, wird eine Reihe von visuell genau ansprechenden Darstellungen erhalten, die ein sehr wirksames Hygrometer bilden.The invention relates to a hygrometer, dast changes the raltiven moisture indicates visually and in the case of birefringent crystals, their birefringence changes the relative humidity responds, are arranged between a polarizer and an analyzer, so that changes in the Birefringence can be observed. By choosing suitable birefringent crystals, their birefringence either starting or ending at different relative humidities, a number of will be visually appealing Obtain representations that make a very effective hygrometer.
Es sind eine Reihe von genau arbeitenden Hygrometern bekannt, deren Arbeitsweise von Faktoren wie erstens der Änderung der Länge eines Haares oder einer Membran als Folge der Feuchtigkeitsänderung, zweitens der Fähigkeit eines hygroskopischenThere are a number of accurately working hygrometers known, the functioning of factors such as first of all, the change in Length of a hair or membrane as a result of the change in humidity, second, the ability of a hygroscopic
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Bayerische Vereinsbank Mündien 820993Bayerische Vereinsbank Mündien 820993
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Lösungsfilmes, seinen elektrischen Widerstand mit der Änderung als Folge der Änderungen des Feuchtigkeitsgehaltes des darüber befindlichen Gasesfariitens der Fähigkeit eines hygroskopischen polymeren Sensors, seinen elektrischen Widerstand als Folge der Änderung der Feuchtigkeit zu ändern, und viertens der Fähigkeit eines hygroskopischen Aluminiumoxydfilms, seinen elektrischen Widerstand mit der Änderung der Luftfeuchtigkeit zu ändern, abhängt. Es sind auch eine Reihe von Feuchtigkeitsmessern erhältlich, die die Feuchtigkeit einer gasförmigen Umgebung in Abhängigkeit der Differenz zwischen feuchten Kugel- und Trockenkugel-Thermometern anzeigen. Es sind schließlich noch Typen erhältlich, die in Abhängigkeit der Elektrolyse des Wassers in dem Gasstrom zur Bestimmung seiner Konzentration und somit der Feuchtigkeit anzeigen. Andere arbeiten mit Abkühlung des Gases zur Bestimmung seines Taupunktes, der auf die Feuchtigkeit bezogen werden kann mithilfe geeigneter Tabellen. Alle diese Vorrichtungen sind entweder mechanischer Art und benötigen eine spezielle Handhabung, um abgelesen zu werden, oder eine äußere Kraft, oder sie sind sehr kompliziert. Obgleich die dadurch bedingten Beschränkungen im allgemeinen tolerierbar sind, besteht doch ein Bedürfnis nach einem sogenannten sekundären Hygrometer, das leicht abgelesen werden kann, das kompakt ist und unabhängig von einer äußeren Kraft als Warnungsgerät bei komplizierten Vorrichtungen arbeiten kann. Die Feuchtigkeitssteuerung hat heute große Bedeutung, und es kann zu großen Zerstörungen führen, wenn sie nicht vorgenommen wird.Solution film, its electrical resistance with the change as a result of the changes in the moisture content of the gas tariffs above Ability of a hygroscopic polymer sensor to change its electrical resistance as a result of the change of humidity, and fourthly, the ability of a hygroscopic alumina film to change its electrical resistance to change with the change in humidity depends. There are also a number of moisture meters obtainable that the humidity of a gaseous environment as a function of the difference between show wet bulb and dry bulb thermometers. Finally, there are still types available that depend on the electrolysis of the water in the gas stream to determine its concentration and thus the moisture Show. Others work with cooling the gas to determine its dew point, which is due to the moisture can be obtained using suitable tables. All of these devices are either mechanical in nature and need special handling to be read, or some external force, or they are very complicated. Although the restrictions imposed by it are generally tolerable, there is a need for a so-called secondary hygrometer, that can be easily read, that is compact and independent of any external force as a warning device can work on complex devices. Humidity control is very important today, and it can lead to great destruction if it is not carried out.
Es besteht ein sehr einfaches Hygrometer, das auf der Tatsache beruht, daß eine bestimmte KobaltkomponenteThere is a very simple hygrometer on the Fact is that a certain cobalt component
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ihre Farbe von Blau nach Rot ändert, wenn die Feuchtigkeit ansteigt. Diese Vorrichtung wird bei Bedarf weitgehend benutzt. Es ist jedoch schwierig, die Feuchtigkeit mithilfe dieser !Technik genau zu bestimmen aufgrund der Farbverschiebungen. Außerdem ist die Änderung nicht mit einer Ejektion verbunden und so nicht geeignet als visuelle Alarmanlage.changes color from blue to red as humidity increases. This device is used when necessary widely used. However, it is difficult to accurately determine humidity using this technique due to the color shifts. Besides, the change doesn't come with an ejection and such not suitable as a visual alarm system.
Entsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Hygrometer mit visueller Anzeige zu schaffen, bei dem eine f Anzahl von abgegrenzten Bereichen vom Blauschwarz zum Brillantweiß oder umgekehrt als Folge der Feuchtigkeit szunähme durchlaufen werden.Accordingly, it is an object of the invention to provide a visual display hygrometer in which an f Number of delimited areas from blue-black to brilliant white or vice versa as a result of moisture to be traversed.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer visuellen Feuchtigkeitsalarmanzeige, in der ein relativ weiter Bereich vom Blauschwarz nach Brillantweiß oder umgekehrt sich ändert, wie sich die Feuchtigkeit in einem gewünschten Bereich ändert. In einer solchen Vorrichtung können einem Betrachter geeignete Warnzeichen erscheinen, wenn die Feuchtigkeit einen bestimmten Bereich überschritten hat.Another object of the invention is to provide a visual moisture alarm display in which a A relatively wide range from blue-black to brilliant white or vice versa changes how the humidity changes changes in a desired area. In such a device, a viewer can find suitable Warning signs appear when the humidity exceeds a certain range.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung visueller Mittel zur Bestimmung von Grlasflußmustern in Leitern, Abzügen usw., indem ein feuchtes Gas auf einen doppelbrechenden Kristall, der feuchtigkeitsempfindlich ist, auftrifft, wobei der Kristall zwischen durchbohrten, einen räumlichen Abstand voneinander aufweisenden Polarisator und Analysator in Sandwich-Bauweise angeordnet ist.Another object of the invention is to provide visual means for determining grass flow patterns in ladders, fume cupboards, etc., by placing a moist gas on a birefringent crystal, which is sensitive to moisture is, with the crystal between pierced, a spatial distance from each other having polarizer and analyzer is arranged in a sandwich construction.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines besonderen Hygrometers, das eine visuelle Anzeige hat. Begrenzte Bereiche sollen beispielsweise aufeinanderfolgend von Blauschwarz bis nach Brillantweiß oder umgekehrt bei abfallender Feuchtigkeit (als folge eines Temperaturansteiges) durchlaufen werden in einem abgeschlossenen System mit einer bestimmten absoluten Feuchtigkeit.Another object of the invention is to provide a special hygrometer which has a visual display Has. Limited areas should, for example, follow one another from blue-black to brilliant white or vice versa in case of falling humidity (as a result of a rise in temperature) they are run through in a closed System with a certain absolute humidity.
In Abwandlung davon erhält man, wenn man eine feuchtigkeitsempfindliche Komponente, die bei hoher Feuchtigkeit doppelbrechend und bei geringer Feuchtigkeit nicht doppelbrechend ist, auf ein geeignetes Substrat aufbringt und dieses in ein Doppelfeldfenster einschließt, wie es für Isolationszwecke verwendet wird, und das Ganze zwischen zwei gekreuzte Polarisatoren bringt, ein temperaturanzeigendes System. Ist eine geeignete absolute Feuchtigkeit in dem abgeschlossenen System vorhanden, dann steigt bei auffallendem Sonnenlicht die Temperatur des Systems, die relative Feuchtigkeit fällt entsprechend, die Doppelbrechung hört auf, und das System überträgt nicht langer merklich Licht,In a modification of this, if you have a moisture-sensitive Component that is birefringent at high humidity and not at low humidity is birefringent, applies to a suitable substrate and encloses this in a double field window, such as it is used for isolation purposes and puts the whole thing between two crossed polarizers temperature indicating system. Is there a suitable absolute humidity in the closed system, then the temperature of the system rises when sunlight falls, the relative humidity falls accordingly, the birefringence ceases and the system no longer noticeably transmits light,
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer visuellen Anzeige der Feuchtigkeit, in der begrenzte Bereiche aufeinanderfolgend von Blauschwarz nach Brillantweiß oder umgekehrt wechseln zur Anzeige der relativen Feuchtigkeit des Systems und so sekundär den Feuchtigkeitsgehalt des zu testenden Materials wie etwa Papier, Tabak oder Wolle anzeigt.Another object of the invention is to provide a visual indication of the moisture in which it is limited Areas successively change from blue-black to brilliant white or vice versa to display the relative Humidity of the system and thus, secondarily, the moisture content of the material to be tested such as paper, tobacco or wool.
Diese Aufgaben werden durch ein Hygrometer mit visueller Anzeige gelöst, das gemäß der Erfindung eine chemischeThese objects are achieved by a hygrometer with visual display which, according to the invention, is a chemical
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Komponente enthält, die einen Lichtstrahl bei einer ersten relativen Feuchtigkeit doppelt und bei einer zweiten relativen Feuchtigkeit nicht doppelt bricht.Contains component that doubles a light beam at a first relative humidity and at a second relative humidity does not break double.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren und der Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Von den Figuren zeigen:Other features and purposes of the invention result from the figures and the description of exemplary embodiments. From the figures show:
Fig. 1 ein typisches System mit Transmission;1 shows a typical system with transmission;
ein System mit Transmission mit einem Stück polarisierenden Materials;a transmission system with a piece of polarizing material;
ein System mit Transmission zur Kontrolle der relativen Feuchtigkeit eines Gasstromes senkrecht zu dem Polarisator und Analysator;a transmission system for controlling the relative humidity of a gas stream perpendicular to the polarizer and analyzer;
ein typisches System vom RefLekti ons typ;a typical reflection type system;
ein typisches System vom Transmissionstyp unter Anwendung aufeinanderfolgender Marken relativer Feuchtigkeit sowiea typical transmission type system below Applying successive marks of relative humidity as well
Pig. 6 eine weitere Ausführung vom Transmissionstyp gemäß Fig. 1.Pig. 6 shows another embodiment of the transmission type according to FIG. 1.
In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kommtIn the embodiment shown in Fig. 1 comes
ein Lichtstrahl von einer Lichtquelle 5, beispielsweise ja light beam from a light source 5, e.g. j
einem Fenster, einer Wolframlampe, einer Fluoreszenz- ™a window, a tungsten lamp, a fluorescence ™
lampe oder ähnlichem und läuft durch einen Polarisator und wird durch diesen polarisiert. Der Lichtstrahl läuft dann durch ein transparentes oder durchscheinendes Substrat 2, etwa Glas oder isotropes Plastik wie Zellulose-Triacetat, auf dem eine Kristallschicht 3 aufgebracht ist.lamp or the like and runs through a polarizer and is polarized by this. The ray of light then runs through a transparent or translucent substrate 2, such as glass or isotropic plastic such as cellulose triacetate, on which a crystal layer 3 is applied.
Nachdem der Strahl die Schicht 2 und den Kristall 3 durchsetzt hat, läuft er durch den Analysator 4, dessen Polarisationsrichtung im allgemeinen senkrecht zur Polarisationsrichtung des Polarisators 1 ist, so daß Auslöschung eintritt.After the beam has passed through the layer 2 and the crystal 3, it passes through the analyzer 4, its The direction of polarization is generally perpendicular to the direction of polarization of the polarizer 1, so that Extinction occurs.
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Befindet sich der Kristall 3 auf dem Substrat 2 in seinem nicht doppelbrechenden Zustand, dann läuft nur wenig Licht durch den Analysator 4 hindurch, und das System erscheint einem Betrachter 6 als dunkles Feld. Ändert sich die Feuchtigkeit hinreichend, dann wird der Kristall 3 doppelbrechend. Läuft ein Lichtstrahl durch das doppelbrechende Material, dann wird er in zwei Komponenten aufgespalten, in einenIf the crystal 3 is on the substrate 2 in its non-birefringent state, then Only a small amount of light passes through the analyzer 4 and the system appears to a viewer 6 as dark field. If the humidity changes sufficiently, the crystal 3 becomes birefringent. Runs in Light beam through the birefringent material, then it is split into two components, one
wo, ordentlichen und einen außerordentlichen Strahl,/bei die Schwingungsrichtungen der beiden Strahlen senkrecht aufeinander stehen und unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeiten haben, so daß eine Phasendifferenz zwischen den beiden Phasen ist. Die eine Komponente ist gegen die andere verzögert. Man spricht dann von elliptischer Polarisation. Die beiden von dem doppelbrechenden Material ausgehenden Komponenten treffen auf den Analysator 4 und werden in einen planpolarisierten Strahl zerlegt. Es besteht jedoch eine Phasendifferenz zwischen den beiden Komponenten dieses Strahles, und so besteht eine notwendige Bedingung für die Interferenz. Mit einer sogenannten weißen Lichtquelle treten aus dem Analysator 4 brillante Farben aus, wenn die Schicht in große Kristalle kristallisiert. Sind die Kristalle sehr klein, dann besteht eine Mischung der Farben, und die Kristallmasse erscheint weiß. Aber in beiden Fällen leuchtet das Feld, das vorher wegen des nur geringen Lichtdurchganges Blauschwarz war, jetzt brillant auf.where, ordinary and an extraordinary ray, / at the directions of oscillation of the two beams are perpendicular to each other and have different propagation speeds, so that a phase difference between the two phases. One component is delayed against the other. One then speaks of elliptical polarization. The two components emanating from the birefringent material hit onto the analyzer 4 and are broken down into a plane-polarized beam. However, there is a phase difference between the two components of this ray, and so there is a necessary condition for interference. With a so-called white light source, 4 brilliant colors emerge from the analyzer when the layer crystallized into large crystals. If the crystals are very small, there is a mixture of colors, and the crystal mass appears white. But in both cases the field that was previously only lit up because of the low light transmission was blue-black, now brilliant on.
Fig. 2 zeigt im wesentlichen dieselbe Vorrichtung wie in Fig. 1. Die dort gezeigte Vorrichtung ist jedochFig. 2 shows essentially the same device as in Fig. 1. However, the device shown there is
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besser für die Massenproduktion geeignet. Hier ist ein Stück polarisierenden Materials gefaltet, dessen Polarisationsrichtung unter 45° verläuft. Damit werden zwei Polarisationsschichten 1 und 4 gebildet, deren Polarisationsrichtungen senkrecht aufeinander stehen, wodurch ein dunkles Feld erzeugt wird, wenn der Beobachter 6 diese gefalteten Schichten zwischen sich und die Lichtquelleyhält. Es wird dann ein Substrat mit einer darauf aufgebrachten bezüglich der relativen ä more suitable for mass production. Here a piece of polarizing material is folded, the direction of polarization of which is less than 45 °. Two polarization layers 1 and 4 are thus formed, the polarization directions of which are perpendicular to one another, as a result of which a dark field is generated when the observer 6 holds these folded layers between himself and the light source. There is then a substrate with a applied with respect to the relative Ä
Feuchtigkeit empfindlichen Schicht 3 dazwischen eingelegt, so daß die daraus entstandene Anordnung in Sandwich-Weise gebaut ist und auf die relative Feuchtigkeit anspricht. Die Schicht 3 kann gegebenenfalls auch auf den beiden inneren Flächen der Schicht 1 und 4 aufgebracht werden, so daß gar kein besonderes Substrat notwendig wird.Moisture-sensitive layer 3 inserted in between, so that the resulting assembly is sandwiched and responsive to relative humidity. The layer 3 can optionally also be applied to the two inner surfaces of the layers 1 and 4 so that no special substrate is necessary.
Fig. 3 zeigt ein System vom Transmissionstyp zur Kontrolle der Feuchtigkeit (und Gleichförmigkeit der Feuchtigkeit und/oder Luftverteilung) von aus Leitungen austretender Luft. Ein Luftstrom 7 tritt durch Öffnungen hindurch, die in einem Polarisator 1 vagesehen sind, der % durch eine Lampe 5 beleuchtet wird. Der Luftstrom trifft dann auf eine feuchtigkeitsempfindliche Schicht 3» die auf einem Substrat 2 aufgebracht ist. Ein Beobachter betrachtet das System durch einen Analysator 4 und stellt fest, ob die Doppelbrechung gleich bleibt.Figure 3 shows a transmission type system for controlling the humidity (and uniformity of humidity and / or air distribution) of air exiting ducts. An air flow 7 passes through apertures which are vaguely seen in a polarizer 1, the% is illuminated by a lamp. 5 The air flow then hits a moisture-sensitive layer 3 which is applied to a substrate 2. An observer looks at the system through an analyzer 4 and determines whether the birefringence remains the same.
Fig. 4 zeigt ein System vom Reflektionstyp, in dem Lichtstrahlen von einer Lichtquelle 5 durch einen Polarisator 10 hindurchgehen und dabei polarisiert werden. Sie treffen dann auf eine feuchtigkeitsempfindliche Schicht 3, die auf einem Substrat 2 aufgebracht ist, treten durch dieseFig. 4 shows a system from R e flektionstyp in which light rays from a light source 5 pass through a polarizer 10 and is polarized thereby. They then hit a moisture-sensitive layer 3 which is applied to a substrate 2 and pass through it
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hindurch und treffen auf einen die Polarisation beibehaltenden Spiegel 9· Der Spiegel reflektiert den Strahl zurück durch den Polarisator 10, der jetzt als Analysator dient. Als Abwandlung dieses Systems kann ein Zirkularpolarisator anstelle eines gewöhnlichen Linearpolarisators verwendet werden. Ist die Schicht 3 dann nicht doppelbrechend, so wird kein Licht durch den Analysator 10 reflektiert, weil der Zirkularpolarisator den Strahl in Rechtsrichtung oder Linksrichtung polarisiert hat, so daß er nicht wieder zurück durch den Zirkularpolarisator 10 austreten kann. Wird die Schicht 3 doppelbrechend, dann ist die Polarisationsform des Lichtes so, daß das von dem Spiegel reflektierte Licht geändert ist und durch den Polarisator 10 austreten kann.through and hit a polarization-maintaining mirror 9 · The mirror reflects the beam back through the polarizer 10, which now serves as an analyzer. As a modification of this In the system, a circular polarizer can be used instead of an ordinary linear polarizer. If the layer 3 is then not birefringent, no light is reflected by the analyzer 10 because the circular polarizer has polarized the beam in the right direction or left direction so that it does not can exit back through the circular polarizer 10. If layer 3 becomes birefringent, then the polarization form of the light is such that the light reflected by the mirror is changed and can exit through the polarizer 10.
Die beschriebenen Hygrometer können wie Feuchtigkeitsmesser durch einfaches Einschließen des Hygrometers in das hygroskopische Material, dessen Feuchtigkeitsmesser zu bestimmen ist, verwendet werden, so daß die Salze in einen Gleichgewichtszustand mit der Atmosphäre über den hygroskopischen Material kommen. Ein Hygrometer kann so einfach in ein Produkt wie Getreide eingegraben werden und lang genug darin gelassen werden, bis ein Gleichgewicht mit den Körnern erreicht wird. In anderen Fällen wird das Material, dessen Feuchtigkeitsgehalt zu bestimmen ist, zusammen mit einem Hygrometer in einen Behälter eingeschlossen, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist. In jedem Fall muß natürlich ein Diagramm vorbereitet werden für die zu dem speziellen Produkt gehörende relative Luftfeuchtigkeit über dem Produkt gegen den absoluten Feuchtigkeitsgehalt in dem Produkt bei dieser relativen Luftfeuchtigkeit. Aus dieser Karte kann man damybeiThe hygrometers described can be used like moisture meters by simply enclosing the hygrometer in the hygroscopic material whose moisture meter is to be determined, so that the salts come into a state of equilibrium with the atmosphere via the hygroscopic material. A hygrometer can be buried in a product like grain as easily and long enough in it left until equilibrium with the grains is achieved. In other cases, the material whose moisture content is to be determined, enclosed in a container together with a hygrometer, until a state of equilibrium is reached. In each In this case, of course, a diagram must be prepared for the relative value associated with the particular product Humidity above the product versus the absolute moisture content in the product at this relative Humidity. From this card you can get damybei
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bekannter relativer feuchtigkeit den Feuchtigkeitsgehalt des Produkts bestimmen.known relative humidity determine the moisture content of the product.
Das Substrat, auf dem die feuchtigkeitsempfindliche Schicht aufgebracht wird, kann glattes Material wie isotropes Glas sein, wenn die Vorrichtung in horizontaler Ebene verwendet werden soll. Wird die/Torrichtung jedoch in vertikaler Ebene verwendet, dann läuft d±e feuchtigkeitsempfindliche Schicht, wenn sie | sich im flüssigen Zustand befindet, auf den Boden der Platte. In diesem Fall sollte die Oberfläche beispielsweise mit einem Sandstrahlgebläse behandelt oder geätzt werden, damit die Lösung die rauhe Oberfläche besser benetzen kann und damit die Flüssigkeit durch die rauhe Oberfläche einen besseren Halt hat und nicht einfach nach unten abläuft. Eine solche Einheit ist in Fig. 5 gezeigt, in der die Schichten 3> 3'» 3" usw. auf geätzten Bereichen des Substrates 2 aufgebracht sind.The substrate on which the moisture-sensitive Layer is applied can be smooth material such as isotropic glass when the device is in horizontal Level should be used. However, if the / gate direction is used in the vertical plane, then the moisture-sensitive layer runs when it | is in the liquid state, on the bottom of the plate. In this case the surface should for example Treated with a sandblast or etched to let the solution remove the rough surface can wet better and so that the liquid has a better hold due to the rough surface and not just runs down. Such a unit is shown in Fig. 5, in which the layers 3> 3 '»3" etc. are applied to etched areas of the substrate 2.
Zur weiteren Steuerung von Abflußproblemen können die ^For further control of drainage problems, the ^
Lösungen der feuchtigkeitsempfindlichen Masse in ganz ™ kleinen Bereichen von runder Form in glatten oder geätzten Punkten auf dem Substrat aufgebracht werden. Diese Trapfchön können auf die Oberfläche aufgedruckt oder durch Sprühen durch Öffnungen in einer Maske über das Substrat aufgebracht werden. Die Tröpfchen der Lösung können analog zu den Punkten, welche Halbtonbilder umfassen, zur Bildung von Marken, Relative-Luftfeuchtigkeits-Symbolen, Alarmanlagen u. ä. aufgebracht werden.Solutions of moisture sensitive mass in whole ™ small areas of round shape can be applied in smooth or etched points on the substrate. These Trapfschön can be printed on the surface or applied over the substrate by spraying through openings in a mask. The droplets the solution can be analogous to the points, which comprise halftone images, for the formation of marks, Relative humidity symbols, alarm systems, etc. be applied.
Andere Verfahren können verwendet werden zur Schaffung von wirksamen visuellen Darstellungen von bezüglich derOther methods can be used to create effective visual representations of the subject
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relativen Luftfeuchtigkeit empfindlichen Salzschichten. Dazu werden kleine Glaskugeln von der Art, wie sie bei der Herstellung von reflektierenden Zeichen verwendet werden, mit einem passenden Zement wie etwa Epoxyd auf ein Substrat aufgebracht. Die Kügelchen haben nur einen geringen Abstand voneinander, und eine nicht hinreichende Menge Klebemittel wird zum Ausfüllen der Zwischenräume verwendet. Auf diese Weise entsteht eine große Zahl von kleinen Hohlräumen »wischen den Kügelchen. Eine feuchtigkeitsempfindliche Salzlösung kann in diese Hohlräume eindringen und eine visuell wirksame Darstellung bilden, wenn Wasser verdampft und Kristallisation eintritt.relative humidity sensitive salt layers. To do this, small glass spheres of the kind used in the manufacture of reflective signs are used are applied to a substrate with a suitable cement such as epoxy. The globules are only a short distance from each other and insufficient amount of adhesive is added to the Used to fill in the spaces. In this way a large number of small cavities are created the beads. A moisture-sensitive saline solution can penetrate these cavities and form a visually effective representation when water evaporates and crystallization occurs.
Feuchtigkeitsempfindliche Salzlösungen können auch in engen Kanälen oder Löchern aufgebracht werden, die sich in Substraten wie transparentem Acryl befinden. Solche Kanäle dienen zum Festhalten des Salzes in seiner gelösten Form, die wirksame Anordnungen nach dem Verdunsten der Flüssigkeit und der Bildung/doppelbrechenden Kristallen ergeben. Die Kanäle können den speziellen relativen Feuchtigkeitsgehalt des die Kanäle füllenden Salzes anzeigende Zahlen bilden oder rechteckige Anzeigetafeln usw.Moisture-sensitive saline solutions can also be applied in narrow channels or holes that open up reside in substrates such as clear acrylic. Such channels serve to hold the salt in its dissolved state Form, the effective arrangements after evaporation of the liquid and the formation / birefringent crystals result. The channels can control the specific relative humidity of the salt filling the channels display numbers or rectangular display boards, etc.
Die Lösungen der feuchtigkeitsempfindlichen Komponenten werden vorzugsweise gemischt mit nicht hygroskopischen Benetzungsmitteln zur Erniedrigung der Oberflächenspannung, so daß sie das gewählte Substrat benetzen. Da Salze oder andere Polarkomponenten für die Verwendung als feuchtigkeitsempfindliche Komponenten gewählt werden, sind benetzende Stoffe meist von nicht ionischer Form.The solutions of the moisture-sensitive components are preferably mixed with non-hygroscopic wetting agents to lower the surface tension, so that they wet the chosen substrate. As salts or other polar components for use selected as moisture-sensitive components, wetting substances are mostly of a non-ionic form.
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Zum Sicherstellen einer wirksamen, aber gesteuerten Benetzung des Substrates wird das hinreichende Benetzungsmittel vorzugsweise in die lösung gemischt, um eine Oberflächenspannung zu erzielen, die nahe, aber nicht unterhalb, der kritischen Oberflächenspannung des Substrates liegt. Auf diese Weise wird ein kleiner Kdntaktwinkel sichergestellt, aber die Benetzung tritt nicht spontan über die ganze Oberfläche auf, so daßThis is sufficient to ensure effective but controlled wetting of the substrate Wetting agents preferably mixed into the solution in order to achieve a surface tension that is close to but not below the critical surface tension of the substrate. This way one becomes smaller Contact angle ensured, but the wetting occurs not spontaneously over the entire surface, so that
das Problem des Abfließens der Flüssigkeit nach unten m the problem of drainage of the liquid downwards m
nicht auftritt.does not occur.
Obwohl im allgemeinen eine gute Benetzung gewünscht wird, ist in einigen besonderen Fällen eine geringe Benetzung von Vorteil zur Schaffung von Meldeanlagen. Dazu wird eine Lösung einer bezüglich der relativen Feuchtigkeit empfindlichen Masse mit einer natürlichen hohen Oberflächenspannung auf ein Substrat aufgesprüht in derart konzentrierter Form, daß sie bei der beim Sprühen vorhandenen Temperatur und/oder relativen Luftfeuchtigkeit sofort trocknet. Dieser bezüglich der relativen Feuchtigkeit empfindliche Film auf seinem ^ Trägersubstrat kann dann in einem typischen Hygrometer βAlthough good wetting is generally desired, in some special cases it is low Wetting beneficial for creating alarm systems. To do this, a solution is given with regard to the relative Moisture-sensitive mass with a naturally high surface tension is sprayed onto a substrate in such a concentrated form that they are present at the spraying temperature and / or relative Humidity dries immediately. This relative humidity sensitive film on its ^ The carrier substrate can then be β in a typical hygrometer
von Transmissions- oder Reflektionstyp angeordnet werden, in dem eine beleuchtete doppelbrechende Oberfläche bestehen bleibt,solange die relative Feuchtigkeit unterhalb einem kritischen Punkt liegt, der typisch für die spezielle Masse ist. Oberhalb der kritischen relativen Feuchtigkeit nimmt der hygroskopische Film Feuchtigkeit aus der Luft auf, und die doppelbrechenden Kristalle gehen in Lösung über. Die hohe Oberflächenspannung der Lösung bewirkt dann ein Zusammenziehen in Tröpfchen. Auf diese Weise kann auch in dem Fall, in dem die gefährlich hohe relative Feuchtigkeit anschließend wieder gesunken ist, durch einfache Betrachtung des Filmesof transmission or reflection type, in which an illuminated birefringent surface persists as long as the relative humidity is below a critical point, which is typical for the special crowd is. The hygroscopic film increases above the critical relative humidity Moisture from the air and the birefringent crystals go into solution. The high surface tension the solution then causes it to contract into droplets. In this way, even in the case in which the dangerously high relative humidity then sank again, simply by looking at the film
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durch das Vorhandensein von Tröpfchen festgestellt werden, daß der Gefahrenpunkt überschritten worden ist. Eine solche Signaleinrichtung ist insbesondere wichtig für beispielsweise die lagerung von verpackten Ausrüstungen im Freien in den Tropen, wo große Temperaturschwankungen große Schwankungen der relativen Feuchtigkeit in abgeschlossenen Packungen erzeugen. Gegen Ende der Einsatzfähigkeit von dehydrierenden Agenzien wie beispielsweise Silicagel kann die relative Feuchtigkeit in Packungen bei hochliegenden Tagestemperaturen niedrig genug sein, aber bei niedrigen Nachttemperatüren gefährlich hoch werden. Eine Vorrichtung der oben beschriebenen Art stellt eine Signaleinrichtung dar, die über den ganzen Tag hinweg gefährlich hohe Feuchtigkeiten anzeigt.the presence of droplets indicates that the hazard point has been exceeded is. Such a signaling device is in particular important for, for example, the storage of packaged equipment outdoors in the tropics, where large Temperature fluctuations Large fluctuations in relative humidity in sealed packages produce. Towards the end of the operational life of dehydrating Agents such as silica gel can reduce the relative humidity in packs at high altitude Daytime temperatures may be low enough, but become dangerously high at low nighttime temperatures. A device of the type described above is a signaling device that operates throughout the day shows dangerously high humidity.
Der verwendete Stoff kann von der Art sein, daß er vom doppelbrechenden Zustand in den nicht doppelbreehenden Zustand bei anwachsender relativer Feuchtigkeit umschlägt. Ein Mechanismus, durch den dieses geschehen kann, liegt im Einbeziehen der Bildung von unstabilen Hydraten, die doppelbrechend sind. Das doppelbrechende Hydrat ist stabil oberhalb einer speziellen relativen Feuchtigkeit und wandelt eich in nicht doppelbrechendeβ Material von entwässerter Form oder von niedrigerem Grad von Hydration um, wenn die Feuchtigkeit bis unter eine kritische Feuchtigkeit skonzentration absinkt. Ein gutes Beispiel für ein solches Material ist das Tetrakalium-Salz der 3» 3'-4» 4•-Benzophenon-Tetrakarbondianhydride, die doppelbrechend werden bei ungefähr 46 i» relativer Feuchtigkeit. Das Material bleibt doppelbrechend, bie die relative Feuchtigkeit einen Punkt erreicht, an demThe substance used can be of the type that it changes from the birefringent state to the non-birefringent state with increasing relative humidity. One mechanism by which this can happen is to involve the formation of unstable hydrates that are birefringent. The birefringent hydrate is stable above a specific relative humidity and converts to a non-birefringent material of dehydrated form or of a lower degree of hydration when the humidity drops below a critical humidity concentration. A good example of such a material is the tetra potassium salt of the 3 '3' 4 '4 • benzophenone-Tetrakarbondianhydride that are birefringent at approximately 46 i "relative humidity. The material remains birefringent until the relative humidity reaches a point where
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ein Zerfließen der Kristalle in Lösung die Doppelbrechung abrupt unterbricht. Das tritt bei etwa 65 fo relativer Feuchtigkeit ein.a flowing of the crystals in solution interrupts the birefringence abruptly. This occurs at about 65 % relative humidity.
Es gibt zwei Grundtypen von Substanzen, die als aktive Agenzien in temperaturempfindlichen oder für relative feuchtigkeitsempfindlichen Vorrichtungen verwendet werden können. Der erste Typ umfaßt die Stoffe, die im hydratierten Zustand doppe!brechend und im entwässerten Zustand ύ oder, wenn das Hydrationswasser unterhalb einem kritischen Punkt liegt, im nicht doppelbrechenden Zustand sind. Es gibt eine große Anzahl von Stoffen, die Doppelbrechung zeigen, wenn sie zwischen Polarisator und Analysator betrachtet werden. Viele dieser Komponenten sind wasser haltig. Die meisten von ihnen sind jedoch unpraktisch für.die Verwendung als Sensoren bezüglich der relativen Feuchtigkeit oder der Temperatur, weil das Hydrationswasser so fest in der Struktur gebunden ist. Ist einmal eine Hydrationverbindung geschaffen aus einer Lösung, dann kann das Wasser langsam ausgetrieben werden, aber gewöhnlich nur durch die Verwendung von unpraktisch niedrigen Feuchtigkeiten und ausgesprochen hohen Tempe- ™ raturen. Das zerstört gewöhnlich unglücklicherweise die Mechanik dieser fest gebildeten Strukturen und Puderformen. Das heißt, daß jeder Kristall so zerkleinert wird, daß er nicht leicht wieder in seine ursprüngliche kohärente doppelbrechende Form durch einfaches Erhöhen der relativen Feuchtigkeit auf das ursprüngliche Niveau, bei dem das hydratierte Material stabil war, gebracht werden kann. Derartige Vorrichtungen mit polarisiertem Lich.t, wie sie hier beschrieben worden sind, sind daher nicht ausführbar.There are two basic types of substances that can be used as active agents in temperature sensitive or for relative humidity sensitive devices. The first type comprises those substances which are double refractive in the hydrated state and in the dehydrated state ύ or, if the water of hydration is below a critical point, in the non-birefringent state. There are a large number of substances that show birefringence when viewed between the polarizer and analyzer. Many of these components contain water. However, most of them are impractical for use as sensors of relative humidity or temperature because the water of hydration is so tightly bound in the structure. Once a hydration compound is created from solution, the water can be slowly driven off, but usually only through the use of impractically low humidities and extremely high temperatures. Unfortunately, this usually destroys the mechanics of these solid structures and powder forms. That is, each crystal is crushed so that it cannot easily be restored to its original coherent birefringent shape by simply increasing the relative humidity to the original level at which the hydrated material was stable. Such devices with polarized light, as they have been described here, are therefore not feasible.
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Die Erfindung gibt neue Verbindungen an, die einen
solchen visuellen Sensor möglich machen. Solche Filme aus solchen Substanzen werden charakterisiert durch
submikroskopische Öffnungen der Struktur, die es ermöglichen, daß Wasser leicht in das System hinein-
und au3 diesem heraustreten kann. Das heißt, daß
die hydratieierte doppelbrechende Struktur schnell und leicht unter geeigneten Bedingungen gebildet und die
entwässerte oder weniger wasserhaltige nicht doppelbrechende Form leicht wieder hergestellt werden kann,
wenn ursprüngliche Bedingungen wieder eingetreten sind.The invention provides new compounds that one
make such a visual sensor possible. Such films made from such substances are characterized by
submicroscopic openings in the structure that allow water to easily enter the system.
and can step out of it. It means that
the hydrated birefringent structure is formed quickly and easily under suitable conditions and the
dehydrated or less hydrous non-birefringent form can easily be restored when the original conditions have been re-established.
Diese Materialien sind die Salze von relativ symmetrischen Bestandteilen, die wenigstens zwei Ringe mit Karboxyl-,
Hydroxyl- oder Sulfongruppen haben. Die ""Inge werden
abgebunden durch eine Bindung oder Bindungen von einem Typ, der wahrscheinlich eine Ringdrehung um die Bindung
ermöglicht, so daß voluminöse, nicht ebene Strukturen daraus resultieren. Gewöhnliche ebene Moleküle bilden
kompakte, hoch-gegliederte Strukturen. Es wird jedoch angenommen, daß die Moleküle der neuen Klasse von Bestandteilen
Kristallstrukturen bilden, die ganz offen sind für den Durchgang von Wassermolekülen. Insbesondere
umfassen diese Bestandteile die Alkalisalze rein oder gemischt von Molekülen, die wenigstens zwei Ringe mit
Karboxyl-, Hydroxyl*- oder Schwefelgruppen als
Substitutienten tragen. Die Substitutienten können an denselben oder an separaten Ringen sein.These materials are the salts of relatively symmetrical components that have at least two rings with carboxyl, hydroxyl, or sulfonic groups. The "" will be Inge
bound by a bond or bonds of a type likely to allow a ring to rotate about the bond to result in bulky, non-planar structures. Ordinary planar molecules form compact, highly structured structures. It is believed, however, that the molecules of the new class of constituents form crystal structures that are entirely open to the passage of water molecules. In particular, these components include the alkali salts, pure or mixed, of molecules that have at least two rings with carboxyl, hydroxyl * or sulfur groups as
Wear substitutes. The substitutes can be on the same or on separate rings.
Solche Gruppen wie -OK, -OORb und -SO-Na machen
Ionen zu Hydraten, und diese individuellen Gruppen
werden hochpolar. Sind solche Gruppen asymmetrisch
verteilt, dann resultieren Moleküle, welche ein hohesMake such groups as -OK, -OORb and -SO-Na
Ions to hydrates, and these individual groups
become highly polar. Are such groups asymmetrical
then result in molecules which have a high
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Dipolmoment haben. Auf der anderen Seite kann die am stärksten polare Gruppe, wenn sie durch andere polare Gruppen ausgeglichen wird, einen Teil der Moleküle umfassen, welche als ganze im wesentlichen nicht polar sind. Durch eine symmetrische Verteilung um das Molekül besitzen die polaren Gruppen Ionen, die hydratisieren können. Es wird eine Struktur gebildet, die hydratisieren oder entwässern kann, und die einzelnen Moleküle werden nicht in feste intermolekulare Orientierung durch polare Effekte gezogen. % Have dipole moment. On the other hand, the most polar group, when balanced by other polar groups, may comprise a portion of the molecules which as a whole are essentially non-polar. Due to a symmetrical distribution around the molecule, the polar groups have ions that can hydrate. A structure is formed that can hydrate or dehydrate, and the individual molecules are not drawn into fixed intermolecular orientations by polar effects. %
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß molekulare Konfigurationen nicht gleich oder genau eingerichtet werden können. Es kann jedoch ein weiter Bereich von molekularen Formen erwartet werden in Abhängigkeit von der allgemeinen Konfiguration und dem Typ und der Anordnung der substituierenden Gruppen, von Molekülen, in denen der Ring im wesentlichen eben ist (kleines Volumen) bis zu solchen, in denen die Ringe starke von einer Ebene abweichen (stark voluminös). Es wird angenommen, daß das Hydratationswasser sich innerhalb und außerhalb von Molekülanhäufungen der ursprünglichen jIn summary, it can be said that molecular configurations are not set up identically or precisely can be. However, a wide range of molecular shapes can be expected depending on the general configuration and the type and arrangement of the substituting groups, of molecules, in which the ring is essentially flat (small volume) to those in which the rings are strong from deviate from one level (very voluminous). It is believed that the water of hydration is within and outside of molecular clusters of the original j
Moleküle bewegt, die fest mit beträchtlich mehr Schwie- ^ rigkeit gepackt werden können als mit den letzteren. Anders ausgedrückt ist eine relativ niedrige Antriebkraft (wie ein niedriger Wasserdampfdruck) angemessen zur Bewegung des Wassers zu den Alkalimetallionen einer offenen Salzstruktur, wobei alles andere gleich ist, wenn es mit einer Rechtsstruktur verglichen wird*Molecules moved firmly with considerably more difficulty than with the latter. In other words, it is a relatively low driving force (like a low water vapor pressure) appropriate to move the water to the alkali metal ions of an open salt structure, where everything else is the same, when compared to a legal structure *
Die besten Substanzen, die bei einer ersten relativen Feuchtigkeit doppelbrecheadύ&ά bei einer zweiten relativen Feuchtigkeit nicht doppeIbrächend sind, sind Alkalimetallsalze der 3, 31» 4, 4I-Benzophenon-Tetrakarboxyld!anhydride und Alkaliaetallsalze der 1, 1, 3-The best substances, the relative at a first moisture doppelbrechead ύ & ά at a second relative humidity are not doppeIbrächend are alkali metal salts of 3, 3 1 "4 4 I benzophenone-Tetrakarboxyld anhydrides! And Alkaliaetallsalze of 1, 1, 3-
5?ri=lethyl-5-Karboxyl-3- (p-Karboxylphenyl)-Indane ♦ 109839/12345? Ri = 1 ethyl-5-carboxyl-3- (p-carboxylphenyl) indanes ♦ 109839/1234
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Die Molekülstruktur von ihnen ist unten angegeben bei einer ungefähren relativen Feuchtigkeit, bei der verschiedene Alkalimetallsalze von ihnen doppelbrechend werden:The molecular structure of them is given below at an approximate relative humidity at which various alkali metal salts of them birefringent will:
Alkali-Metall-Salze von l,l,3-Trimethyl-5-Karboxyl-3-(p-Karboxylphenyl) IndanAlkali metal salts of 1,3-trimethyl-5-carboxyl-3- (p-carboxylphenyl) indane
Λ >Λ>
mit A = einem Alkali-Metallwith A = an alkali metal
Li2-SaIz » 74 $> Na2-SaIz = 62 $> K2 -Salz = 53 1° 45 #Li 2 salt »74 $> Na 2 salt = 62 $> K 2 salt = 53 1 ° 45 #
Alkali-Metall-Salze der 3t3*»4»4t-Benzophenon Tetrakarbotyl-DianhydrideAlkali metal salts of 3t3 * »4" t 4 Tetrakarbotyl benzophenone dianhydride
nn
00
mit A = einem Alkali-Metallwith A = an alkali metal
6"6 "
1098??/12341098 ?? / 1234
Li4-SaIz m 68Li 4 -SaIz m 68
Im allgemeinen umfassen die Alkalimetalle Natrium und Kalium, die aus Bequemlichkeit und Wirtschaftlichkeit bevorzugt werden, wie auch Silizium, Rubidium undIn general, the alkali metals include sodium and Potassium, which are preferred for convenience and economy, as well as silicon, rubidium and
Cäsium. \ Cesium. \
Obwohl nicht s^gut wie die oben beschriebenen Alkalimetallsalze der Indan- und Benzophänon-Substanzen,sind auch die Zusammensetzung der Alkalimetallsalze des Nap/fchochromgrün, dessen Di-Natriumsalz doppelbrechend ist bei einer relativen Feuchtigkeit von etwa 84 $, bevorzugte Substanzen.Though not s ^ good as the alkali metal salts described above the indane and benzophenone substances are also the composition of the alkali metal salts of the Nap / fchochrome green, the disodium salt of which is birefringent are preferred substances at a relative humidity of about $ 84.
Andere geeignete Substanzen sind die Alkalimetallsalze der 1,1·-Binaphthyl-8-8·- Dikarboxyl-Säure. Die Na2-Salze beginnen Doppelbrechung zu zeigen bei etwa 53 i° relativer Feuchtigkeit und 210C. Das Natriumsalz wurde * bestrichen, um Kristallisation auszulösen, und nach wiederholtem Pendeln wurde die Doppelbrechung irreversible. Das Kp-SaIa kristallisierte nicht, so daß keine Wahrnehmung vorhanden war.Other suitable substances are the alkali metal salts of 1,1 · -Binaphthyl-8-8 · -dicarboxylic acid. The Na 2 salts begin to show birefringence was at about 53 ° i relative humidity and 21 0 C. The sodium salt * coated, to initiate crystallization, and after repeated commuting the birefringence was irreversible. The Kp-SaIa did not crystallize so that there was no perception.
Andere geeignete Zusammensetzungen sind Alkalimetallsalze der Benzophenon-^^'-Dikarboxylsäure, deren Natriumsalz bei etwa 96 fo relativer Feuchtigkeit doppelbrechend wird und deren Kaliumsala bei etwa 85 $> und deren Rubidiumsäfe bei etwa 75 fo relativer Feuchtigkeit doppelbrechendOther suitable compositions are alkali metal salts of the benzophenone - ^^ '- dicarboxylic acid, the sodium salt is birefringent, at about 96 fo relative humidity and their Kaliumsala whose Rubidiumsäfe birefringent at about 75 fo relative humidity at about 85 $> and
O *vS %j s \ O * vS% js \
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Die folgende Liste enthält geeignete Alkalimetallsalze von Substanzen, die getestet wurden. Etwa bei den angegebenen Temperaturen wurden die Alkalimetallsalze doppelbrechend:The following list contains suitable alkali metal salts of substances that have been tested. At around the temperatures indicated, the alkali metal salts were birefringent:
Substanzsubstance
Alkalimetall Alkali metal
Temperatur 0GTemperature 0 g
BemerkungenRemarks
3,3-Bie-U-Hydroxy phenyl) Oxindol3,3-Bie-U-hydroxy phenyl) oxindole
123123
2,4' Benzophe non-Dikarboxylsäure 2,4 'Benzophe non-dicarboxylic acid
8080
o-Benzoyl-Phenyl-Ameisensäure o-Benzoyl-phenyl-formic acid
K NaK Well
RbRb
149149
2,4,48-Trihydroxy Bensophenon K2,4,4 8 -trihydroxy bensophenone K
105105
Wurde gestrichen zum Induzieren der Doppelbrechung, die nach einigen Perioden irreversibel wurde.Deleted to induce birefringence after a few periods became irreversible.
Zuerst bildet sich ein Slasfilm (nicht doppelbrechend), der dann kristallisiert und eine Beobachtung möglich macht.First a slas film forms (not birefringent), which then crystallizes and an observation is possible power.
Keine Entwässerung bei 149 (kein Aufhören der Doppelbrechung)No drainage at 149 (no cessation of birefringence)
Keine Entwässerung bei 149 (kein Aufhören der Doppelbrechung)No drainage at 149 (no cessation of birefringence)
Filme sind schwierig zu beobachten, weil glasartige Filme schwierig kristallisieren. Beträchtliche Hintergrunddoppelbrechung ist bei K-SaIz bei über 149 vorhanden.Films are difficult to watch because glass-like films are difficult crystallize. Considerable background birefringence is above 149 for K-SaIz available.
Es bedarf eines dünnen Filmes zur EntwässerungA thin film is required for drainage
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Substanzsubstance
Alkalimetall Alkali metal
Temperatur BemerkungenTemperature remarks
2-Hydroxy -4»-Methoxy -Benzophenon-5-Sulfonsäure K0 2-Hydroxy -4 »-methoxy-benzophenone-5-sulfonic acid K 0
135 Kein Bestreichen zum Induzieren der Doppelbrechung nötig.135 No coating necessary to induce birefringence.
2-Hydroxy -4-Methoxy Benzophenon 2-hydroxy -4-methoxy benzophenone
2,2»-Dihydroxy 4,4*-Dimethoxy Benzophenon 2,2 »-dihydroxy 4,4 * -dimethoxy Benzophenone
50 Zur Induzierung der Doppelbrechung eines Filmes ist Überstreichen erforderlich. 50 To induce birefringence in a film, it is necessary to paint over it.
121121
2-(-Hydroxy -Ben2 - (- hydroxy -bene
zoyl)-Phenyl-zoyl) -phenyl-
AmeisensäureFormic acid
105105
2,2* Dihydroxy
Benzophenon2.2 * dihydroxy
Benzophenone
121121
o-Hydroxy Benzophenon o-hydroxy benzophenone
4545
4,4* Dihydroxy
Benzophenon4.4 * dihydroxy
Benzophenone
127127
Chlorobenzoyl-Phenyl-Ame isensäure Chlorobenzoyl-phenyl-formic acid
143 Neigt zur Bildung einer143 Tends to form a
beträchtlichen Hintergrunddoppelbrechung beim Pendeln.considerable background birefringence when commuting.
2,4 Dihydroxy Benzophenon 2,4 dihydroxy benzophenone
K, Keine Entwässerung (kein Verschwinden der Doppelbrechung) bei 149 C.K, no drainage (no disappearance of birefringence) at 149 C.
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SBE 2880SBE 2880
Substanzsubstance
Alkali- Temperatur Metall 0C BemerkungenAlkali Temperature Metal 0 C Remarks
Natrium 2,2V Na Dihydroxy -4,4*-Dimethoxy 5-Sulfobenzophenon Sodium 2.2V Na Dihydroxy -4,4 * -Dimethoxy 5-sulfobenzophenone
NaK, Keine Unterbrechung der Doppelbrechung bei 149 C.NaK, no break in birefringence at 149 C.
Kein Verschwinden der Doppelbrechung bei 149° C.No disappearance of the birefringence at 149 ° C.
Tetrahydroxy -
Benzophenon2.2 ·, 4.4 · -
Tetrahydroxy -
Benzophenone
4-Biphenylkarbonsäure K4-biphenyl carboxylic acid K
Naphthol Keine Entwässerung (keine Unterbrechung der Doppelbrechung bei 149 C).Naphthol No drainage (no Interruption of birefringence at 149 C).
Es werden dünne Schichten benötigt für die Entwässerung und das Verschwinden der Doppelbrechung. Eine verbleibende Doppelbrechung hält an nach der hauptsächlichen Entwässerung.Thin layers are needed for drainage and disappearance the birefringence. A remaining birefringence stops after major drainage.
Keine Entwässerung (keine Unterbrechung der Doppelbrechung tritt bei 149 C auf).No dehydration (no break in birefringence occurs at 149 C on).
Keine Entwässerung (keine Unterbrechung der Doppelbrechung bei 149 C).No drainage (no break in birefringence at 149 C).
Keine Entwässerung (keine Unterbrechung der Doppelbrechung bei 149 C).No dewatering (no break in birefringence at 149 C).
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SBE 2880SBE 2880
Substanzsubstance
Alkali-Metall BemerkungenAlkali metal remarks
4,4f Biphenyldisulfonsäure K4,4 f biphenyl disulfonic acid K
Et»,Et »,
Phenolphthalein KPhenolphthalein K
Bisphenol ΑBisphenol Α
130130
Büiydroxy -Büiydroxy -
Kumarin, (3,3f-Methylenb:i3-Coumarin, (3.3 f -ethylene b: i3-
65 6565 65
Κ,/Γ-Hydroxy ^ KumarinJΚ, / Γ-hydroxy ^ Coumarin J.
nJnJ
Methylen-Disalizyl-Säure KMethylene disalicylic acid K
124 124124 124
Keine Entwässerung (keine Unterbrechung der Doppelbrechung bei 149 C.)No drainage (no break in birefringence at 149 C.)
Keine Entwässerung (keine Unterbrechung der Doppelbrechung bei 149 C.)No drainage (no break in birefringence at 149 C.)
In konzentrierter Lösung ungefähr 100 H mehr KOH benötigt als theoretisch für Κ,-Salz zur Bildung von ^SaIz, das doppelbrechend ist. Auch dann ist ein Überstreichen des Filmes erforderlich zur Ausrichtung der Moleküle und zur Entwicklung der DoppeIbre chung.In concentrated solution, about 100 H more KOH is required than theoretically for Κ, salt to form ^ salt, which is birefringent. Even then, it is necessary to paint over the film in order to align the molecules and to develop the doubling.
Neigt zur graduellen Bildung von doppelbrechenden Kristallen, die nicht langer dissoziieren bei Erwärmung.Tends to gradually form birefringent crystals that are not dissociate longer when heated.
Neigt zur Bildung von glasigen FilmenTends to form glassy films
BenzilsäureBenzilic acid
Rb Keine Entwässerung bei 149° C.Rb No drainage at 149 ° C.
Strenge Kristallformation mit hoher DoppelbrechungStrict crystal formation with high birefringence
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SBE 2880SBE 2880
Substanzsubstance
Alkali-Metall TemperaturAlkali metal temperature
BemerkungenRemarks
Diphenyl-Acetylsäure Diphenyl acetylic acid
Dichlorophen-Dichlorophene
/2,2»-Methylen-/ 2.2 »-Methylene
b±s-(4-ChlorophenolJ7b ± s- (4-chlorophenolJ7
6,6 Bi-(p-Hydroxy phenyl)-3-(l-Hydroxy 1-Me thy1 Äthyl)-He ptan säure G-amma Lakton6,6 Bi- (p-Hydroxyphenyl) -3- (1-Hydroxy 1-Methy1 Ethyl) -He ptane acid G-amma lactone
K, Langsame Entwässerung mit starker verblQibender Unte rgrunddoppelbrechung.K, slow drainage with strong retention Subsurface birefringence.
Keine Entwässerung bei 149 C, d. h. keine Unterbrechung der Doppelbrechung. Starker kristalliner doppelbrechender Film.No dehydration at 149 C, i.e. H. no interruption of the birefringence. Strong crystalline birefringent film.
Keine Entwässerung bei 149° C.No drainage at 149 ° C.
Hexachlorophen,
/~2,2« Methylenbis
-(3,4,6-Dichloro- -2-Hydroxy phenyl) Methan7Hexachlorophene,
/ ~ 2,2 'methylenebis - (3,4,6-dichloro- -2-hydroxy phenyl) M e than7
Pan-SäurePan Acid
2,6-Divanillylidenecyclohexanon 2,6-divanillylidenecyclohexanone
4',5,7-Trihydroxy Flavenon4 ', 5,7-trihydroxy Flavenone
4,4· Oxydiphenol4.4 · oxydiphenol
2,2·-Thiobi2.2 · -Thiobi
(4»6-Dichlorophenol)(4 »6-dichlorophenol)
^2^ 2
'3 123'3 123
Kr 143 Kr 143
Keine Entwässerung bei 149 C, d. h. keine Unterbrechung der Doppelbre chung.No dehydration at 149 C, i.e. H. no interruption of the double bre chung.
Sind beide -GOOH oder beide -COOH plus- beide
OH neut., dann wird bei 149 G keine Entwässerung beobachtet, d. h. die Doppelbrechung wird nicht
unterbrochen.
Die Salze neigen zur Bildung von Gläsern, welche mit großer Geschwindigkeit
kristallisieren.If both -GOOH or both -COOH plus- both OH are neutral, no drainage is observed at 149 G, ie the birefringence is not interrupted.
The salts tend to form glasses which crystallize at great speed.
Keine Entwässerung (keine Unterbrechung der der Doppelbrechung) bei 149 G.No drainage (no interruption of the birefringence) 149 G.
Keine Entwässerung(keine Unterbrechung der Doppelbrechung) bei 149 C.No drainage (no interruption of the birefringence) at 149 C.
Starke verbleibende Doppelbrechung nach Erreichen von 143 C.Strong remaining birefringence after reaching 143 C.
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Substanzsubstance
Alkali-Metall Alkali metal
Temperaturtemperature
BemerkungenRemarks
2,2· Dithio-2.2 dithio
diphenyl-diphenyl
AaeisensäureFormic acid
Na,N / A,
Dihydroxy Diphenylsulfon Dihydroxy diphenyl sulfone
5,5 Thiodi-Salizylsäure 5.5 thiodisalicylic acid
110110
115115
Keine KristallisationNo crystallization
Kristallisation geht nur langsam vor sich. Starke verbleibende Doppelbrechung nach Erreichen von 110 C.Crystallization is slow. Strong remaining birefringence after reaching 110 C.
Verbleibende Doppelbrechung nach Erreichen von 115 C.Remaining birefringence after reaching 115 C.
Keine Entwässerung (keine Unterbrechung der Doppelbrechung bei 149 C.)No drainage (no break in birefringence at 149 C.)
Wie K2-SaIz.Like K 2 -SaIz.
Es besteht ein weiterer Faktor, der bei der Auswahl der molekularen Konfiguration zu berücksichtigen ist für die Schaffung eines Sensors, der für die relative Feuchtigkeit oder die Temperatur empfindlich ist und industriell besonders gut verwertbar ist. Wie bereits ausgeführt wurde, wird angenommen, daß die substituierenden Gruppen beitragen zur Verformung der Ringe in räumliche offene Konfigurationen, wobei der Grad des Bäumlichen zum Teil von den Substituenten abhängt. Obwohl jedoch die Moleküle in gelöstem Zustand ungeordnet in einer Lösung sind, mit der sie aufgebracht werden, kommen starke intermolekulare Kräfte ins Spiel, wenn Wasser verdampft, und die Moleküle werden enger zusammengetrieben. Aus der Beobachtung folgt, daß einige Moleküle von der als wirksam gefundenen Art in der Lage sind, total in eine feste enge molekulare Gruppierung während der Verdampfung des Wassers überzugehen. Das entwässerte Material zeigt keine Doppelbrechung nach tausenden von Dehydrations-Hydrations-Perioden. Andere Moleküle entwickeln jedoch dae, was man als Untergrundschleifer, eine teilweise DoppelbrechungThere is another factor to consider when choosing the molecular configuration for that Creation of a sensor that is sensitive to relative humidity or temperature and especially industrial is easily usable. As already stated, it is assumed that that the substituting groups contribute to the deformation of the rings into spatial open configurations, the degree of treeiness depends in part on the substituents. However, although the molecules are in a dissolved state are disordered in a solution with which they are applied, strong intermolecular forces come into play, when water evaporates, and the molecules are driven closer together. It follows from observation that some molecules of the kind found to be effective are capable of being totally in a tight close molecular grouping during evaporation of the water to pass. The dehydrated material shows no birefringence after thousands of dehydration-hydration periods. However, other molecules develop what is known as an underground grinder, a partial birefringence
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SBE 2880 - 24 -SBE 2880 - 24 -
in der entwässerten Form bei Beobachtung in polarisiertem Licht bezeichnet. Manchmal entwickelt eich dieser neblige Untergrund sofort, manchmal in wiederholten Perioden durch die Phasen "entwässert fest hydratisiert fest - entwässert fest".in the dehydrated form when observed in polarized Called light. Sometimes this foggy background develops immediately, sometimes repeatedly Periods through the phases "dehydrated solid hydrated solid - dehydrated solid".
Es wird angenommen, daß dieser Nebel sich entwickelt, weil ein kleiner !Teil der Moleküle intermolekularen Anordnung erzeugenden Kräften unterliegt, da die Ringe einen beträchtlichen Rotationsfreiheitsgrad anstelle der Wirkung der substituierenden Gruppen haben. Der Zufall kann so einige Moleküle in einen fest aufgebauten doppelbrechenden Mikrokristall bringen, der nicht schon durch Zerfließen zerstört wird. Wie bereits ausgeführt wurde, sind einige molekulare Strukturen gänzlich frei von solchen Nebeltendenzen, und diese werden bevorzugt für die Verwendung bei Anzeigevorrichtungen. Obgleich das Vorhandensein des Untergrundnebel3 die Verwendung dieser Substanzen als Indikatoren nicht verhindert, ist der Effekt doch wesentlich stärker, wenn das Feld von Blauschwarz nach großer Helligkeit oder umgekehrt umschlägt.It is believed that this fog develops because a small part of the molecules are intermolecular Arrangement is subject to generating forces, since the rings take a considerable degree of freedom of rotation the effect of the substituting groups. Coincidence can put some molecules in a firmly built structure Bring birefringent microcrystalline that is not destroyed by melting. As already stated some molecular structures are entirely free from such fogging tendencies, and these are preferred for use in display devices. Although the presence of the underground fog3 the use these substances as indicators are not prevented, the effect is much stronger when the field of Turns blue-black after great brightness or vice versa.
Diese Tendenz einiger Molekülarten, diesen eine Ordnung erzeugenden Kräften zu unterliegen und so vom isotropen zum doppelbrechenden Zustand unter bestimmten Bedingungen überzugehen, kann diese für die industrielle Verwendung wertvoll machen. Insbesondere wurde herausgefunden, daß einige Arten (z. B. die Alkalisalze des 1,1,3-Trimethyl-5-Karboxy -3~(p-Karboxy phenyl) Indans, wie es in Tabelle enthalten ist) höchst stabil im entwässerten Zustand (oder bei minimaler Hydratation) sind, was charakterisiert wird durch ihre Isotropie beim Betrachten zwischen gekreuzten Polarisatoren. Erreicht die umgebende Feuchtigkeit ein kritisches Hiveau, bei dem die SubstanzThis tendency of some types of molecules to succumb to these order-producing forces and so from the isotropic going to the birefringent state under certain conditions can make it suitable for industrial use make valuable. In particular, it has been found that some species (e.g. the alkali salts of 1,1,3-trimethyl-5-carboxy -3 ~ (p-carboxy phenyl) indans, as shown in table is contained) are highly stable in the dehydrated state (or with minimal hydration), which characterizes is characterized by its isotropy when viewing between crossed polarizers. Reaches the surrounding moisture a critical level at which the substance
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hydratisiert und doppelbrechend wird, dann beginnen die eine Ordnung erzeugenden Kräfte zu wirken. In einer ganz begrenzten Zeit, die von einigen Stunden bis zu einigen Sagen schwankt, entwickelt sich e ine neue, im wesentlichen irreversibel doppelbrechende Kristallstruktur* Das heißt, daß auch bei einem anschlie Senden Abfallen der relativen Feuchtigkeit unterhalb der kritischen relativen Feuchtigkeit, bei der die Doppelbrechung ursprünglich einsetzte, der Film permanent doppelbrechend bleibt.becomes hydrated and birefringent, then the order-creating forces begin to act. In A very limited time, which varies from a few hours to a few sagas, develops new, essentially irreversibly birefringent crystal structure * That means that also with a subsequent Sending drop in relative humidity below the critical relative humidity at which birefringence originally began, the film remains permanently birefringent.
Diese Speichereigenschaft einiger Molekülstrukturen ist von unschätzbarem Wert. Wie bereits ausgeführt wurde, gibt es eine Reihe von industriellen Anwendungsbereichen, bei denen zyklische Änderungen der relativen Feuchtigkeit auftreten und bei denen es darauf ankommt, daß eine kritische Feuchtigkeit (wie die, bei der die Schimaie lentwi ck lung beginnt) nicht erreicht werden sollen. Die gerade beschriebenen Substanzen sind ausgezeichnet geeignet als billige visuelle Alarmanzeigen, die unterhalb der kritischen relativen Feuchtigkeit unbestimmt inaktiv sind, aber die prompt reagieren und ihre Nachricht für die nächste Ablesung speichern. λ This storage property of some molecular structures is invaluable. As already stated, there are a number of industrial applications in which cyclical changes in the relative humidity occur and in which it is important that a critical humidity (such as that at which the Schimaie development begins) should not be reached. The substances just described make excellent inexpensive visual alarm indicators which are indefinitely inactive below the critical relative humidity, but which react promptly and save their message for the next reading. λ
Es besteht noch ein anderer Faktor neben der inne wohnenden Voluminösität der zyklischen organischen Strukturen, die die Offenheit des Endfilmes beeinflußt. Das hat mit der zur Neutralisierung der Säuremoleküle gewählten Basen zu tun. Da die Atomvolumen und Strukturen der verschiedenen für die Kombination mit den organischen Molekülen ausgewählten Kationen variiert, wird die räumliche Anordnung der gesamten Moleküle, von denen sie kommen, um einen Teil zl* umfassen, auch beeinflußt. Das wiederum beeinflußt die Art, in der die Moleküle andere ähnlicheThere is another factor besides the inherent bulkiness of the cyclic organic structures that affects the openness of the final film. This has to do with the base chosen to neutralize the acid molecules. Because the atomic volume varies and structures of the various selected for combination with the organic molecules cations, the spatial arrangement of the entire molecules, from which they come, comprise a T e il * zl, also affected. This in turn affects the way in which the molecules resemble others
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Moleküle abbinden zur Bildung einer Makrostruktur. So können verschiedene Kationen in Abhängigkeit von der Natur des entgegengesetzten Ions von hoher Voluminösität und Komplexität ausgewählt werden. Durch eine geschickte Auswahl von Anionen und Kationen können Substanzen bereitet werden, welche verschieden schwer hydratisieren und dehydratisieren. Das wiederum heißt, daß Substanzen für die Verwendung als empfindliche Agenzien zur visuellen Anzeige dafür erhältlich sind, daß die Substanz bei Aufbringen auf geeignete Substrate und Betrachtung mit polarisiertem Licht die Existenz verschiedener relativer Feuchtigkeitsniveaus oder Temperaturen anzeigen. Molecules bind to form a macrostructure. So can different cations depending on the nature of the opposite ion of high bulk and complexity. With a skilful selection of anions and cations, substances can be prepared which are different difficult to hydrate and dehydrate. That in turn means that substances for use as sensitive Agents for visual indication are available that the substance when applied to appropriate Substrates and viewing with polarized light indicate the existence of various relative humidity levels or temperatures.
Bei einer bestimmten Temperatur ist es der Wasserdampfdruck um das Molekül herum, der entscheidet, ob eine bestimmte molekulare Substanz Wasser aufnimmt oder abgibt. Die meisten Hygrometer werden verwendet in einem verhältnismäßig engen Temperaturbereich von etwa 0° C bis 40° C, also in Bereichen, in denen die relative Feuchtigkeit verhältnismäßig hoch ist. Daher sind Strukturen nötig, in denen das Hydratationswaeser nur lose gebunden ist. Geeignete Substanzen sind in Tabelle gezeigt, zusammen mit den Prozentwerten der relativen Feuchtigkeit, bei denen die Doppelbrechung einsetzt, wenn die relative Feuchtigkeit ansteigt, oder bei abfallender relati.ver Feuchtigkeit beendet wird im Fall niedriger Massenablagerung der in diesen Sensoren verwendeten Art. Da die Alkalimetalle eine isomorphe Reihe von Substanzen bilden, wird die relative Feuchtigkeitsantwort der speziellen hygroaetrischen Reihen gesteuert durch die Verwendung verschiedener Mol-Verhältnisse der Alkalimetalle wie der Kationen.At a certain temperature, it is the water vapor pressure around the molecule that decides whether a certain molecular substance absorbs or releases water. Most hygrometers are used in one relatively narrow temperature range of around 0 ° C up to 40 ° C, i.e. in areas where the relative humidity is relatively high. Hence are Structures needed in which the water of hydration only is loosely tied. Suitable substances are shown in the table, together with the percentages of the relative Humidity at which birefringence begins when the relative humidity increases, or at falling relative humidity is terminated in the case of lower mass deposition in these sensors used. Since the alkali metals form an isomorphic series of substances, the relative humidity response of the special hygroometric series controlled by the use of different mole ratios the alkali metals as well as the cations.
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SBB 2880SBB 2880
labelie 1labelie 1
Doppelbrechung, labile Hydrate mit folgender Antwort auf die relative FeuchtigkeitBirefringence, labile hydrates with the following Response to relative humidity
bon -Bianhydridphenon tetrakar
bon bianhydride
SBE 2880 - 28 -SBE 2880 - 28 -
Pur industrielle Zwecke besteht neben der Notwendigkeit nach einfachen Hygrometern die Notwendigkeit für einfache visuelle Temperaturanzeiger, die eine große Oberfläche für hohe Erkennungswerte haben. Diese Indikatoren können verwendet werden zur Überwachung temperaturempfindlicher Ausrüstungen, zur Anzeige der Temperatur eines Grases in einem Raum durch eine öffnung&indureh, wie etwa Leitungen und abgeschlossene Räume, zur Anzeige von Temperaturverteilung über relativ große Bereiche wie in der Schaffung von elektrischen Eisen, Heizplatten usw. Solche Indikatoren und Warnanzeigen sollen gewöhnlich bei etwas höheren Temperaturen, insbesondere oberhalb von etwa 40 C arbeiten. Für solche Yerwendungen sind Substanzen gewünscht, in denen das Wasser verhältnismäßig fest gebunden ist, da der Wasserdampfdruck in offener Luft, die auf hohe Temperaturen erhitzt worden ist, sehr niedrig ist. Der schnelle Abfall in relativer Feuchtigkeit bei angestiegener Temperatur ist in Tabelle 2 gezeigt.Purely industrial purposes exist alongside the necessity after simple hygrometers the need for simple visual temperature indicators that cover a large surface area for high recognition values. These indicators can be used for temperature sensitive monitoring Equipment for displaying the temperature of a grass in a room through an opening & indureh, such as pipes and closed rooms, for displaying the temperature distribution over relatively large areas as in the creation of electric irons, heating plates, etc. Such indicators and warning displays should usually be at slightly higher temperatures, especially above about 40C work. For such uses, substances are desired in which the water is relatively tightly bound, because the water vapor pressure in open air that has been heated to high temperatures is very low. Of the rapid drops in relative humidity with increased temperature are shown in Table 2.
io relativer Feuchtigkeit gegen die Lufttemperatur 4,536 Gramm Feuchtigkeit/453t6 Gramm trockene Luft io relative humidity to the air temperature 4,536 grams of moisture / 453t6 grams of dry air
Temp. 0C % relat. Temp. 0C i» relat. Feuchtigkeit ' Feuchtigkeit Temp. 0 C% rel. Temp. 0 C i » relat. Moisture 'moisture
2,52.5
2,02.0
1,61.6
1,41.4
SBE 2880 - 29 -SBE 2880 - 29 -
Hauptsächlich wegen der verhältnismäßig breiten Grenzen, die ein einfaches Alarmsystem kennzeichnen, kann die äußere relative Feuchtigkeit, die den Dampfdruck von Wasser (oder den Gegendruck, der zur Verhinderung der Hydratisierung von der Dissoziation wirkt) anzeigt, als bei verhältnismäßig hohen Tempe-Mainly because of the relatively wide limits that characterize a simple alarm system, can be the external relative humidity, which is the vapor pressure of water (or the back pressure leading to the Preventing hydration from dissociation) indicates than at relatively high temperatures
Λ 4-Λ 4-
raturen konstant betrachi/werden. So kann die Temperatur, bei der verschiedene Hydrate die Doppelbrechung unterbrechen, gemessen werden mit der Kenntnis, daß Änderungen der umgebenden relativen Feuchtigkeit (bei Zimmertemperatur) eine kleine Wirkung auf die Temperatur haben, bei der die Doppelbrechung verschwindet. Tabelle 3 enthält verschiedene Substanzen,zusammen mit den Temperaturen, bei denen die Doppelbrechung verschwindet. temperatures are constantly affected. Thus, the T e mperature in which various hydrates interrupt the birefringence can be measured with the knowledge that changes in the ambient relative humidity have (at room temperature) has a small effect on the temperature at which the birefringence disappears. Table 3 lists various substances, along with the temperatures at which the birefringence disappears.
Substanzen und Temperaturen, bei denen die Doppelbrechung verschwindetSubstances and temperatures at which birefringence disappears
Substanzen Temperaturen 0CSubstances temperatures 0 C
Kaliumsalz der o-Hydroxy benxophenone 44Potassium salt of the o-hydroxy benxophenone 44
" " 2-Hydroxy -4-Methoxy -"" 2-hydroxy -4-methoxy -
Benzophenone 50Benzophenones 50
Kaliumsalz des Phenol-Rot 66Phenol Red 66 potassium salt
11 der 2,4f-Benzophenondikarboti 11 of the 2.4 f -benzophenone dicarboti
säure 80acid 80
" des ©,o'-Biphenol^p'-Di-hydroxy- 90"des ©, o'-biphenol ^ p'-di-hydroxy- 90
« 2-(p-Hydroxy benzoyl)- phenyl) «2- (p-Hydroxybenzoyl) - phenyl)
Phenyl-Ameisensäure 105Phenyl formic acid 105
" der 2,2'-Dihydroxy -4,4f-"the 2,2'-dihydroxy -4.4 f -
Dimethoxy -Benzophenone 121Dimethoxy -Benzophenone 121
M M o-Benzoyl-Phenyl-Ameisensäure 149 MM o-Benzoyl-Phenyl-Formic Acid 149
10 9 8 3 9/123410 9 8 3 9/1234
SBE 2880 - 30 - ώΙΙ^υυαSBE 2880 - 30 - ώΙΙ ^ υυα
Andere Substanzen können vorteilhafterweise im Aufbauen geeigneter ansprechender Reihen verwendet werden. Unter den Substanzen, in denen Alkalimetallsalze geeignet antworten auf verschiedene Temperaturen, sind die folgenden:Other substances can be used to advantage in building suitable responsive arrays. Under The substances in which alkali metal salts respond appropriately to various temperatures are the following:
ρ,p-Biphenol (ρ,ρ *-Di-hydroxybipheny1) 2,2» Diphensäureρ, p-biphenol (ρ, ρ * -di-hydroxybipheny1) 2.2 »diphenic acid
PhenolphthaleinPhenolphthalein
Bisphenol A (4,4f-Di-(hydroxy-phenyl)-propan) BishydroxykumarinBisphenol A (4,4 f -di (hydroxyphenyl) propane) bis-hydroxycoumarin
MethylendisalizylsäureMethylenedisalicylic acid
2,4,4*-Trihydroxy-benzophenon2,4,4 * -trihydroxy-benzophenone
2,2f Dihydroxybenzophenon2.2 f dihydroxybenzophenone
4,4' Dihydroxybenzophenon4,4 'dihydroxybenzophenone
2-Hydroxy-4-Methoxy-Benzophenon-5-Sulfonsäure 3»3f-Bis-(4-hydroxyphenyl)-oxindol 2,ö-DivanillylidenecycloHexanon2-Hydroxy-4-methoxy-benzophenone-5-sulfonic acid 3 »3 f -Bis- (4-hydroxyphenyl) -oxindole 2, 6-divanillylidenecyclohexanone
Diese labilen Substanzen können auch verwendet werden als Itetektoren verschiedener Arten und für Strahlungen. So können entweder reine Substanzen oder solche mit Farbstoffen, die sie beispielsweise fir ein ausgewähltes Strahlungsband stark absorbierend machen, als Strahlungsdetektoren verwendet werden. Zur weiteren Erhöhung der Empfindlichkeit können die Substanzen auf ein Substrat aufgebracht werden, welches die Strahlung, die visuell angezeigt werden soll, absorbiert.These labile substances can also be used as detectors of various kinds and for radiations. So either pure substances or those with dyes, which they for example for a selected Make radiation band highly absorbent, can be used as radiation detectors. To further increase the Sensitivity, the substances can be applied to a substrate, which is the radiation that is visible should be displayed, absorbed.
Eine große Anzahl von Materialien absorbiert akustische und elektromagnetische Strahlung verschiedener Wellenlängen. Gewöhnlich wird ein Teil der absorbierten Strahlung umgewandelt in kinetische Energie, was eineA large number of materials absorb acoustic and electromagnetic radiation of various wavelengths. Usually some of the absorbed radiation is converted into kinetic energy, which is a
1 0 Ί 8 3 3 / 1 2 31 0 Ί 8 3 3/1 2 3
SB, 2880 -J1-SB, 2880 -J 1 -
Erhöhung der Temperatur des Materials und seiner Umgebung mit sich bringt. Infrarot-Heizfelder und Mikrowellen-Heizöfen kennzeichnen Anwendungen von verschiedenen Strahlungsbändern. Als Teil von einer richtigen Anwendung von verschiedenen Arten von Strahlung ist es wünschenswert, schnell die Verteilung der Strahlung zu bestimmen und dabei festzustellen, ob sie direkt von eineminfrarotfeld oder einem Ultraschallerzeuger von. einem Reinigungstank oder vielleicht von einer entfernten Strahlungsquelle erzeugt und λ Bringing an increase in the temperature of the material and its surroundings. Infrared heating fields and microwave heating ovens characterize applications of different radiation bands. As part of a proper application of various types of radiation, it is desirable to quickly determine the distribution of the radiation, thereby determining whether it is coming directly from an infrared field or from an ultrasonic generator. a cleaning tank or perhaps a remote radiation source and λ
durch eine strahlungsübe^rtragende Linse fokusiert wird. Für eine solche Anzeige sind große leicht beobachtbare Strahlungsdetektorenfelder sehr nützlich. Für solche Feuchtigkeitssensoren mit Doppelbrechung können hochlabile Hydrate auf ein geeignetes Substrat aufgebracht und zwischen gekreuzte Polarisatoren gebracht werden. Wenn die Substanzen und/oder Substrate Strahlung absorbieren, wird die Temperatur der Materialien und des darüber liegenden Gases anwachsen mit der begleitenden Dissoziation der Hydrate und der Unterbrechung der Doppelbrechung. Zur Vergrößerung der Empfindlichkeit des Systems können die Polarisatoren, die empfindliche Substanz und das Substrat ein abgedichtetes System um- j| fassen. Die relative Feuchtigkeit des eingekapselten Gases wird vorzugsweise so ausgewählt, daß sie nahe der kritischen Feuchtigkeit liegt, bei der Doppelbrechung aufhört bei der Umgebungstemperatur des Vorganges. Auf diese Weise bewirkt nur eine kleine Menge absorbierter Strahlung ein Ansteigen der Temperatur, eine Verringerung der relativen Feuchtigkeit des Gases, ein Verdampfen des Hydratationswassers und eine Unterbrechung der Doppelbrechung. Weniger empfindlich alsfocused by a radiation-transmitting lens will. Large, easily observable radiation detector arrays are very useful for such a display. For such moisture sensors with birefringence, highly labile hydrates can be deposited on a suitable substrate applied and placed between crossed polarizers. When the substances and / or substrates radiation absorb, the temperature of the materials and the overlying gas will increase with the accompanying Dissociation of hydrates and disruption of birefringence. To increase the sensitivity the system can use the polarizers that are sensitive Substance and the substrate form a sealed system around- j | grasp. The relative humidity of the encapsulated gas is preferably selected to be close to the critical humidity, at which birefringence ceases at the ambient temperature of the process. In this way, only a small amount of absorbed radiation causes the temperature to rise, a decrease in the relative humidity of the gas, an evaporation of the water of hydration, and an interruption the birefringence. Less sensitive than
109839/1234109839/1234
das beschriebene System ist ein solches, das auf dem Auftreten der Doppelbrechung Substanzen fußt, die ihre Doppelbrechung eingestellt haben, weil sie zerflossen sind.the system described is one that is based on the occurrence of birefringence substances, who have stopped their birefringence because they have melted away.
Es sind natürlich eine große Anzahl von Abwandlungen möglich. So kann das in Fig. 2. gezeigte flexible Substrat 2 ,auf dem die Kristallschicht 3 aufgebracht ist, in Rollenform ausgeführt sein, so daß die hydratisierte Kristallschicht und das Substrat sich ausrollen und enger zusammenrollen kann zu einem erwärmten, seitlich bewegbaren Schreibstift in einem Aufnahmemedium. Dann bildet sich eine enge Reihe von nicht doppelbrechenden, dehydratisierten Kristallen unter dem erhitzten Schreibstift. Nach dem Durchgang zwischen Polarisator 1 und Analysator 4 wird eine "Kurve" beobachtet, die durch den Schreibstift gezogen wird. Diese Kurve ist permanent, wenn das Substrat/ Kristall bewahrt bleibt unterhalb einer bestimmten kritischen relativen Feuchtigkeit. Aber die Kurve kann ausgelöscht werden, und der Film kann durch einfaches Aussetzen in eine hohe Feuchtigkeit zur Rehydratisierung der vorher dehydratisierten Kristalle wieder verwendet werden.A large number of modifications are of course possible. So the flexible shown in FIG Substrate 2 on which the crystal layer 3 is applied is to be made in roll form so that the hydrated crystal layer and the substrate Unroll and roll up closer together can become a heated, laterally movable pen all in one Recording medium. Then a tight line of non-birefringent, dehydrated crystals under the heated pen. After the passage a "curve" is observed between polarizer 1 and analyzer 4, which is drawn by the pen will. This curve is permanent if the substrate / crystal is kept below a certain level critical relative humidity. But the curve can be obliterated, and the film can be by simple Exposure to high humidity to rehydrate the previously dehydrated crystals can be used again.
Für die Verwendung in den oben beschriebenen Vorrichtungen wird ein Zusatzagens zur Verbindung mit den beschriebenen Materialien angegeben. Dieses Agens enthält eine Zahl von anorganischen Substanzen mit großer Oberfläche und geringer oder keiner eigentlichen Doppelbrechung. Werden diese Materialien den Lösungen der aktiven organischen Substanzen, die bereits beschrieben wurden, zugesetzt, dann wird eine neueFor use in the devices described above, an adjunct agent is used in association with the materials described. This agent contains a number of inorganic substances with large surface and little or no actual birefringence. These materials become the solutions of the active organic substances already described is added, then a new one is added
1 0 9 8 3 1J / i 2 3 41 0 9 8 3 1 Y / i 2 3 4
Empfindlichkeit gegenüber dem Wechsel von Feuchtigkeit beobachtet in den getrockneten Tröpfchen oder Filmen, die von solchen Suspensionen gebildet werden. Das ist von großer industrieller Bedeutung, daesoft wichtig ist, eine Änderung der relativen Feuchtigkeit festzustellen. Tatsächlich geben viele Hersteller von mechanischen Feuchtigkeitsmessern die Zeit an, die ihre Geräte für die Einstellung auf einen neuen Wert benötigen. Bei Verwendung der Agenzien mit großem Oberflächenbereieh sind nur einige Sekunden nötig,Sensitivity to the change in humidity is observed in the dried droplets or films formed by such suspensions. This is of great industrial importance as it is often important to detect a change in relative humidity. In fact, many mechanical moisture meter manufacturers report the time it takes their devices to adjust to a new value. When using the agents with a large surface area, only a few seconds are necessary
damit der empfindliche Film ein neues Gleichgewicht ä so that the sensitive film a new balance etc.
annimmt, wenn sich die relative Feuchtigkeit verschoben hat. Es wird weiter eine viel höhere Triebkraft (niedrige relative Feuchtigkeit) zur Dehydratisierung des Filmes benötigt, so daß die Doppelbrechung verschwindet, wenn die Agenzien mit hohem Oberflächenbereich nicht verwendet werden. Tabelle 4 zeigt grafisch die neue Empfindlichkeit, zu der diese Agenzien beitragen. assumes when the relative humidity has shifted. It will continue to be a much higher driving force (low relative humidity) needed to dehydrate the film so that the birefringence disappears, when the high surface area agents are not used. Table 4 shows graphically the new sensitivity that these agents add to.
»eile 4»Hurry 4
ia relative Feuchtigkeit, bei der die Doppelbrechung generally relative humidity at which the birefringence
verschwindet (als Folge der Entwässerung), wenndisappears (as a result of drainage) when
Agenzien mit hohem Oberflächenbereieh verwendet werden λ High surface area agents are used λ
(Rb2 Phenylindan Dikarboxylat ist die bezüglich relativer Feuchtigkeit empfindliche Substanz)(Rb 2 phenylindane dicarboxylate is the substance sensitive to relative humidity)
Bindumrsas-ens *"■ ^a~ , gr< ASens/ # relat.Feuchtig-Bindumrsas-ens * "■ ^ a ~, gr <A S ens / # relative humid-
Binaungsagens bereich M./gr. 1 gr. Rb Salz keit,bei derBinaungsagens area M./gr. 1 gr. Rb salt speed, with the
Doppelbrechung verschwindetBirefringence disappears
SBE 2880 - 34 -SBE 2880 - 34 -
ia relat. Feuchtigkeit, ia relat. Humidity,
Bindungs- gr. Agens/ bei der Doppel-Bindungsagens bereich 1 gr. brechung verschwin-M./gr. Rb Salz det Binding size agent / in the case of the double binding agent area 1 big break disappears . Rb salt det
Pyrogene Mischung
von Kieselerde
und Aluminiumoxyd (1,3 # Al2O5)
Pyrogenic mixture
of silica
and aluminum oxide (1.3 # Al 2 O 5 )
Diese selben Mischungsagenzien haben den weiteren Nutzen, daß sie bewirken, daß die Dicke des niedergeschlagenen empfindlichen Filmes nicht kritisch wird. Bei einigen Arten von Molekularstrukturen wurde, wenn sie sich in reiner, nicht gemischter Form in dicken Schichten niedergeschlagen hatten, beobachtet, daß sie auch weiterhin doppelbrechend waren, wenn eine Hydratation eingetreten war und auch, wenn die Feuchtigkeit darauffolgend weit unter einen Punkt reduziert wurde, bei dem sie ihr Wasser aufgeben soILten. Die große Dicke, verglichen mit molekularen Dimensionen, stabilisiert offenbar das System. Die Verwendung von Mischagenzien mit großem Flächeninhalt reduzieren oder eliminieren dieses Phänomen der Dickenabhängigkeit aus. Es wurde theoretisch abgeleitet, daß die empfindlichen Moleküle sich selbst über die große Oberfläche der zugefügten Festteilchen verteilen, so daß tatsächlich eine zweidimensionale Struktur der Luft ausgesetzt wird.These same mixing agents have the further benefit of causing the thickness of the deposited sensitive film is not critical. With some types of molecular structures was when they had deposited themselves in thick layers in a pure, unmixed form, observed that they were continued to be birefringent when hydration occurred and also when moisture was subsequently reduced well below a point at which they should give up their water. The big fat one compared to molecular dimensions, apparently stabilizes the system. The use of mixing agents with a large area reduce or eliminate this phenomenon of thickness dependency. It was theoretically deduced that the sensitive molecules distribute themselves over the large surface of the added solid particles, so that actually a two-dimensional Structure exposed to air.
Es wurde bereits ausgeführt, daß zwei Grundtypen von Substanzen bestehen, die als aktive Agenzien für die Temperaturmessung oder Messung der relativen Feuchtigkeit gut zu verwenden sind. Der erste Typ und die benötigten Strukturen sind nun beschrieben. Der zweite Typ, der in gleicher Weise verwendbar ist, wurde auch schon genannt.It has already been stated that two basic types of Substances exist that act as active agents for temperature measurement or measurement of relative humidity are good to use. The first type and the structures required are now described. The second type that is in can be used in the same way has already been mentioned.
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Er umfaßt solche Substanzen, die im festen Zustand doppelbrechend sind und die zerfließen, so daß die doppelbrechenden Kristalle ihre Doppelbrechung als Folge die Auflösung bei einer kritischen relativen feuchtigkeit einstellen. Es wurde herausgefunden, daß Materialien, die als geeignete Indikatoren verwendet werden können, solche chemischen Substanzen sind, die in doppelbrechenden Kristallen kristallisieren und deren gesättigte Lösungen einen Dampfdruck zwischen 1,0 und 17,5 mm Quecksilber bei 19° C haben.It includes substances which are birefringent in the solid state and which dissolve so that the birefringent crystals their birefringence as a consequence the dissolution at a critical relative adjust humidity. It was found that materials used as suitable indicators are chemical substances that crystallize in birefringent crystals and their saturated solutions have a vapor pressure between 1.0 and 17.5 mm mercury at 19 ° C.
Es wurde weiter herausgefunden, daß dieselben Substanzen, die eine geringe oder keine Doppelbrechung, aber einen hohen Oberflächenbereich haben, gut geeignet sind, wenn sie mit der zweiten Art von Substanzen verwendet werden. Sie verbessern wesentlich die Empfindlichkeit der Materialien gegenüber kleinen Änderungen der relativen Feuchtigkeit. Sie werden vorteilhaft gemischt mit der Lösung der empfindlichen Substanz vor dem Aufbringen auf ein Substrat.It was further found that the same substances, which have little or no birefringence, but one having high surface area are well suited when used with the second type of substances. They significantly improve the sensitivity of the materials to small changes in the relative value Humidity. They are advantageously mixed with the solution of the sensitive substance before application on a substrate.
Wie bereits ausgeführt wurde, wird das Aufbringen der aktiven Materialien in Schichten, Tröpfchen, Kanälen und Zwischenräumen gewählt, so daß die Dicken der Schichten nicht wesentlich größer als 0,1 mm und vorzugsweise nicht größer als 0,05 mm sind. Das stellt eine angemessene Brillanz des zu betrachtenden Bildes dar und minimalisiert doch die Zeitverzögerung infolge der Diffusion von Wasser in die Indikatorschicht oder die Partikel hinein oder aus diesen heraus. Im allgaBinen sollte die aufgebrachte Schicht, die die doppelbrechende Substanz enthält, wenigstens 0,001 mm, vorzugsweise wenigstens 0,005 mm dick sein.As already stated, the active materials are applied in layers, droplets, channels and spaces are chosen so that the thicknesses of the layers are not substantially greater than 0.1 mm and preferably are not larger than 0.05 mm. This provides an adequate brilliance of the image to be viewed and yet minimizes the time lag due to the diffusion of water into the indicator layer or the particles in or out of them. In general the applied layer containing the birefringent substance should be at least 0.001 mm, preferably be at least 0.005 mm thick.
1 0 9 £ J "J / 1 2 31 0 9 £ J "J / 1 2 3
Im Gebrauch absorbiert ein Partikel des aufgebrachten Materials beim Ansteigen der relativen Feuchtigkeit Wasser und löst sich schließlich. Bei weiterem Ansteigen der relativen Feuchtigkeit wachsen die Lösungströpfchen in ihrem Tolumen, behalten aber ihre strukturelle Ganzheit und bleiben an der Stelle des Substrates. Wächst die relative Feuchtigkeit noch weiter an, dann wird Wasser von den Tröpfchen abgegeben, und an einem Schlüsselpunkt setzt Doppelbrechung wieder ein. Auf diese Weise stellen die Tröpfchen, wenn sie in einem polarisierten Lichtfeld beobachtet werden, einen wirksamen Indikator für die relative Feuchtigkeit dar. Eine Reihe von Substanzen kann ausgewählt werden, deren Doppelbrechung als Folge von Auflösung bei anwachsender relativer Feuchtigkeit aufhört. Eine typische Reihe kann aus den folgenden Substanzen entnommen werden:In use, a particle absorbs the applied Materials water when the relative humidity rises and eventually dissolves. With further increase the solution droplets grow with the relative humidity in their tolumen, but retain their structural integrity and remain in place of the substrate. The grows relative humidity increases even further, then water is given off from the droplets, and at a key point starts birefringence again. This way, the droplets represent when they are in a polarized light field are an effective indicator of relative humidity. A range of substances can be selected whose birefringence as a result of dissolution with increasing relative humidity stops. A typical series can be taken from the following substances:
$ relat. Feuchtigkeit Substanz$ relat. Moisture substance
30 Kaliumsalz der Lävulinsäure30 potassium salt of levulinic acid
40 - Kaliumsalz der Phthalsäure40 - potassium salt of phthalic acid
50 Kaliumsalz der Bernsteinsäure50 potassium salt of succinic acid
60 Kaliumsalz der Adipinsäure60 potassium salt of adipic acid
70 Kaliumsalz der 1,2,4,5-Benzol-70 potassium salt of 1,2,4,5-benzene
TetrakarbonsäureTetracarboxylic acid
80 Kaliumsalz der Fumarsäure80 potassium salt of fumaric acid
90 Kaliumsalz der o-Benzoyl-Phenyl-90 potassium salt of o-benzoyl-phenyl-
AmeisensäureFormic acid
Es handelt sich dabei um eine Reihe von Kaliumsalzen, es kann aber auch eine Reihe von and eren Substanzen verwendet werden, je nachdem, welcher Bereich relativerThese are a number of potassium salts, but can also be a number of other substances used, whichever area is more relative
1 Q B :·...,/ i 2 31 Q B: · ..., / i 2 3
21122112
SBE 2880 - 37 - £M£SBE 2880 - £ 37 - £ M
Luftfeuchtigkeit gemessen werden soll. Tabelle 6 zeigt eine andere Reihe von geeigneten chemischen Substanzen, die von Natrium- und Kaliumsalzen aus-Humidity should be measured. Table 6 shows another set of suitable chemical Substances that are separated from sodium and potassium salts
.si na
gesuchy, weil diese relativ leicht erhältlich sind..si na
gesuchy because these are relatively easily available.
35 Dikaliumsalz der Tetrahydrophthalsäure35 Dipotassium salt of tetrahydrophthalic acid
40 Kaliumsalz der Krotonsäure40 potassium salt of crotonic acid
46 Dikaliumsalz der Maleinsäure46 Dipotassium salt of maleic acid
50 Natriumsalz der 4-Chlorophthalsäure50 sodium salt of 4-chlorophthalic acid
60 Dinatriumsalz der Azelainsäure60 Azelaic acid disodium salt
65 Tetranatriumsalz der 1,2,4,5-Benzol-Tetrakarbonsäure 65 Tetrasodium salt of 1,2,4,5-benzene-tetracarboxylic acid
73 Kaliumsalz der Glyoxylsäure73 potassium salt of glyoxylic acid
85 Natriumsalz der Anthranilsäure85 sodium salt of anthranilic acid
90 Dinatriumsalz der Adipinsäure90 disodium salt of adipic acid
Verschiedene chemische Substanzen können gemischt werden in verschiedenen Verhältnissen, so daß Mischkristalle entstehen, die andere zu messende Bereiche überspannen als die reinen Komponenten. Anorganische Komponenten wie Natriumnitrat können natürlich auch für die Anzeige der relativen Feuchtigkeit wie die organischen Komponenten verwendet werden.Different chemical substances can be mixed in different proportions, so that mixed crystals arise that span other areas to be measured than the pure components. Inorganic Components like sodium nitrate can of course also be used for the display of relative humidity like that organic components are used.
Verschiedene Zusätze können in den auf den Trägersubstanzen zu verwendenden Salzlösungen zugegeben werden. Etwa können Farbstoffe gewünscht werden, um dem Kristall ein attraktivesVarious additives can be added to the carrier substances too using salt solutions are added. For example, dyes may be desired to make the crystal attractive
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Aussehen zu geben. Antischaumbildner können sich als nützlich erweisen, um die Schaumbildung auf ein Minimum zu reduzieren während der Anwendung der Oberflächenspannung zu Salzlösungen auf dem Substrat. Es können auch verschiedene Stoffe zum Verdicken nützlich sein, damit die Salzlösung eine hinreichende Viskosität erhält und leicht auf geeignete Substrate "aufgedruckt" werden kann. Für diesen letzteren Fall wird insbesondere ein Material ausgewählt wie ein anorganisches Silikat, das keine Doppelbrechung aufweist. So bleibt das Feld Blauschwarz, bis Kristallisation der empfindlichen Substanz auftritt. In einigen Fällen kann das Material zum Verdicken zwei Funktionen ausüben, nämlich sowohl die Lösung verdicken, als auch einen großen Oberflächenbereich darstellen zur Erhöhung der Empfindlichkeit gegenüber der Änderung der relativen Feuchtigkeit.To give appearance. Antifoam agents can come in handy to prevent foaming on a Reduce minimum during the application of surface tension to salt solutions on the substrate. Various substances can also be useful to thicken the salt solution Preserves viscosity and can easily be "printed" onto suitable substrates. For the latter case In particular, a material such as an inorganic silicate that has no birefringence is selected. The field remains blue-black until the sensitive substance crystallizes. In some cases the thickening material can perform two functions, namely both thickening the solution and one represent large surface area to increase the sensitivity to the change in relative Humidity.
Eine andere Art der Anwendung der Erfindung besteht, wie in Fig. 6 gezeigt ist, in der Möglichkeit, die Tröpfchen der Lösung der bezüglich der relativen Feuchtigkeit empfindlichen Substanzen zu dispergieren in nichtwasserhaltigen Trägern wie Lacken und Firnißmitteln. Diese Träger können dann auf geeignete Substrate aufgebracht werden, wo nach Verdanpfung der nichtwasserhaltigen Lösung die Tröpfchen eingekapselt in den fest gewordenen Träger bleiben. Werden Träger gewählt, die die richtige Feuchtigkeitstransmissionscharakteristik haben, dann können die eingekapselten Stoffe ihr Wasser abgeben und doppelbrechende Kristalle bilderj/bei entsprechend niedriger relativer Feuchtigkeit. Bei ansteigender relativer Feuchtigkeit ziehen die Kristalle dann Feuchtigkeit in den Tröpfchenhohlraum zum Lösen ein,Another way of applying the invention, as shown in FIG. 6, consists in the possibility of the To disperse droplets of the solution of the relative humidity sensitive substances in non-aqueous carriers such as paints and varnishes. These carriers can then be placed on suitable substrates be applied, where after evaporation of the non-aqueous solution the droplets are encapsulated in the solid become bearers remain. Carriers are chosen that have the correct moisture transmission characteristics then the encapsulated substances can release their water and birefringent crystals image accordingly low relative humidity. When the relative humidity rises, the crystals then pull Moisture in the droplet cavity to dissolve,
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SBE2880 ..„.SBE 2880 .. ".
so daß die Doppelbrechung verschwindet. Solche aufgebrachten Substrate können dann zwischen zwei Polarisatoren gebracht werden und ein Hygrometer der bereits beschriebenen Art bilden.so that the birefringence disappears. Such applied substrates can then be placed between two polarizers and form a hygrometer of the type already described.
Die Präparation der stark bevorzugten Alkalimetallsalze des l,l,3-Trimethyl-5-Karboxy -3-(p-Karboxy phenyl)-Indans und des 3»3f,4,4'-Benzophenon-Tetrakarbondianhydrids werden beschrieben.The preparation of the highly preferred alkali metal salts of l, l, 3-trimethyl-5-carboxy -3- (p-carboxy phenyl) indane and 3 »3 f , 4,4'-benzophenone tetracarbon dianhydride are described.
Zur Bildung der Indansäure kann ein geeigneter Kohlenwasserstoff teilweise oxidiert werden durch Luftoxidation, wie es in dem Artikel von Towle und Baldwin "Make Most Aromatic Acids Using Mid-Century Oxidation Process", veröffentlicht in Hydrocarbon Processing, 43 (11)» 149 (1964) oder durch Chrom-Anhydrid-Oxidation, wie sie in einem Artikel von Ipatieff et al, J. Am. Chem. Soc, 70, 2123 (1948) beschrieben ist. Der Artikel von Ipatieff et al beschreibt ein allgemeines Verfahren für die Herstellung eines geeigneten Kohlenwasserstoffs durch Reaktion eines Olefins wie Trimethyläthylen mit p-Cymol in Gegenwart von Schwefelsäure oder Hydrogen-Fluorid-Katalisatoren. In der TJ.S. Patentschrift 3 102 135 | wird die Erzeugung der l-(Karboxy phenyl)-Indan-Karbonsäuren beschrieben. Auf diese beiden Artikel und diese Patentschrift wird hier Bezug genommen.To form the indanoic acid, a suitable hydrocarbon can be partially oxidized by air oxidation, as stated in Towle and Baldwin's article "Make Most Aromatic Acids Using Mid-Century Oxidation Process ", published in Hydrocarbon Processing, 43 (11)» 149 (1964) or by chromium anhydride oxidation as described in an article by Ipatieff et al, J. Am. Chem. Soc, 70, 2123 (1948). The Ipatieff et al article describes a general procedure for the production of a suitable hydrocarbon by reacting an olefin such as trimethylethylene with p-cymene in the presence of sulfuric acid or hydrogen fluoride catalysts. In the TJ.S. Patent Specification 3 102 135 | is the production of l- (carboxy phenyl) indane carboxylic acids described. These two articles and this specification are incorporated herein by reference.
Die Herstellung von 3»3'»4,4'-Benzophenon-Tetrakarbondianhydrid wird beschrieben in der U.S. Patentschrift 3 078 279, und in der U.S. Patentschrift 3 297 727 werden Verfahren zur Erzeugung von relativ reinem Benzophenon-Dianhydrid beschrieben. Auf diese Patentschriften wird hier ebenfalls Bezug genommen.The preparation of 3 »3 '» 4,4'-Benzophenone Tetracarbondianhydride is described in U.S. U.S. Patent 3,078,279, and U.S. Patent No. 3,078,279. U.S. Patent 3,297,727 describes processes for producing relatively pure benzophenone dianhydride. On these patents is also referred to here.
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Im allgemeinen können karboxy-substituierende Diaryl-Ketone von Diarylmethsnen wie Paraditolyl-Methan durch Oxidation davon mit Luft erhöhter Temperatur und Druck, beispielsweise 90° C undIn general, carboxy-substituting Diaryl ketones of diaryl methsnene such as paraditolyl methane by oxidation thereof with air of elevated temperature and pressure, for example 90 ° C and
ρ
20,25 kg pro 6,4516 cm hergestellt werden zur Erzeugung von Benzophenon 4»4'-Dikarbonsäure, wie
es in der U.S. Patentschrift 3 075 007 von Mc Cracken
et al beschrieben ist. Eine Abart der Diarylketon-Karbonsäuren
kann hergestellt werden durch Oxidation mit Salpetersäure mit einer Anfangskonzentration von
etwa 5 bis etwa 70 $> einer Temperatur von über 110
bis 350° C für etwa eine Minute bis 48 Stunden, wobei ein 1,1-Diarylalkan im allgemeinen durch die folgende
Strukturformel dargestellt wird:ρ
20.25 kg per 6.4516 cm are produced to produce benzophenone 4 »4'-dicarboxylic acid, as described in US Pat. No. 3,075,007 to Mc Cracken et al. A variation of the diaryl ketone-carboxylic acids can be prepared by oxidation with nitric acid having an initial concentration of about 5 to about 70 $> a temperature of 110 to 350 ° C for about one minute to 48 hours to obtain a 1,1-diarylalkane generally is represented by the following structural formula:
R
H-Il-R2 R.
H-II-R 2
Rl R l
wobei R und R1 Arylgruppen sind, die als Kernsubstituenten Alkylradikale. mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und Rp ein Alkylradikal mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen sind. Das Molarverhältnis der Salpetersäure bei 100 % Salpetersäure zu den Diarylalkanen liegt zwischen 8,0 und 17»0.where R and R 1 are aryl groups which are alkyl radicals as core substituents. having 1 to 8 carbon atoms and Rp is an alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms. The molar ratio of nitric acid at 100% nitric acid to the diarylalkanes is between 8.0 and 17 »0.
Die Herstellung der Alkalimetallsalze der vorgenannten Benzophenon-Dianhydride und der Benzophenon 4,4'-Dikarbonsäure folgt nun.The preparation of the alkali metal salts of the aforementioned benzophenone dianhydrides and the benzophenone 4,4'-dicarboxylic acid now follows.
Herstellung der Lithium- und Kalium-Salze der karboxy -substituierenden Diary!ketoneManufacture of the lithium and potassium salts of the carboxy-substituted diary! Ketones
27,0 Gramm Benzophenon-4 ,4 ' -Dikarbonsäure worden <mge rührt in 2UÜ Gramm destilliertem Wasser zur27.0 grams of benzophenone-4,4'-dicarboxylic acid were stirred in 2UÜ grams of distilled water for
1 U a b u' / i2341 U a b u '/ i 234
21 1 ?(Ί ξ21 1? (Ί ξ
SBE 2880 - 41 -SBE 2880 - 41 -
glatten gleichmäßigen Breies. Dem werden 8,4 Gramm Lithiiimhydroxidmonohydrat, die in 50 Gramm destilliertem Wasser gelöst sind, zugesetzt. Während des Rührens wird die Masse auf 65° C erwärmt und so lange auf dieser Temperatur gehalten, bis das suspendierte Material reagiert hat und eine klare Lösung dee Dilithiumsalzes bildet, was normalerweise etwa 15 Minuten dauert. Die Lösung wird dann durch einen Filter mit Filterpapier Nr. 40 zum Ausfiltern üblichen Abriebes usw. gefiltert und abgekühlt. Die Lösung kann in dieser Form veiwendet^llsaiederschlagsagens für Glas, Zellulosetriacetat, Polymethylmethacrylat oder ähnliche Substanzen zur Erzeugung eines Filmes, der nach dem Trocknen auf die relative Feuchtigkeit anspricht. Wird ein empfindlicherer Film gewünscht, dann kann man der gefilterten Lösung 17»0 Gramm eines geeigneten anorganischen Stoffes mit großem Oberflächenbereich zusetzen; so wurde beispielsweise pyrogene Kieselsäure zugesetzt und verteilt. Ein Hochleistungsmixer wie ein Waring-Mixer ist gut geeignet für die Dispersion von Kieselsäure. Die eingedickte Salzlösung kann dann verwendet werden als Niederschlagsagens, genauso wie die klar gefilterte Lösung. g smooth even pulp. 8.4 grams of lithium hydroxide monohydrate dissolved in 50 grams of distilled water are added to this. While stirring, the mass is heated to 65 ° C. and kept at this temperature until the suspended material has reacted and a clear solution of the dilithium salt forms, which normally takes about 15 minutes. The solution is then filtered through a filter with No. 40 filter paper for filtering out common debris, etc., and cooled. In this form, the solution can be used as precipitation agent for glass, cellulose triacetate, polymethyl methacrylate or similar substances to produce a film which, after drying, responds to the relative humidity. If a more sensitive film is desired, 17 »0 grams of a suitable inorganic material with a large surface area can be added to the filtered solution; fumed silica, for example, was added and distributed. A high performance mixer such as a Waring mixer is well suited for dispersing silica. The thickened saline solution can then be used as a precipitation agent, as can the clear filtered solution. G
35,8 Gramm Benzophenon 3,3'»4,4♦-Tetrakarbonsäure (oder 32,2 Gramm Benzophenon 3,3f»4,4'-Tetrakarbondianhydrid) werden verrührt in 400 Gramm destillierten Wassers zur Erzeugung eines gleichmäßigen Breies. Dem werden/50 Gramm destillierten Wassers gelöste 22,4 Gramm Kaliumhydroxid zugegeben. Während des Rührens wird die Suspension auf 65° C erwärmt und solange auf dieser Temperatur gehalten, bis die Säure (oder das Anhydrid) reagiert hat und eine Lösung des Tetrakaliumsaizes ergibt. Das dauert etwa 10 bis 15 Minuten. Die Lösung wird dann durch ein Filterpapier35.8 grams of benzophenone 3,3 '' 4,4 ♦ -Tetrakarbonsäure (or 32.2 grams benzophenone 3.3 f »4,4'-Tetrakarbondianhydrid) are stirred in 400 grams of distilled water to produce a uniform slurry. To this are added / 50 grams of distilled water dissolved 22.4 grams of potassium hydroxide. While stirring, the suspension is heated to 65 ° C. and kept at this temperature until the acid (or the anhydride) has reacted and a solution of the tetrapotassium salt is obtained. This takes about 10 to 15 minutes. The solution is then passed through a filter paper
1 ü 9 8 i 0 / 1 2 3 41 ü 9 8 i 0/1 2 3 4
Nr. 40 gefiltert zum Herausfiltern aller Spuren unlöslicher Verunreinigungen.# 40 filtered to filter out all traces of insoluble impurities.
Die Herstellung von Alkalimetallsalren der bereits beschriebenen Indansubstanz wird durch das folgende Beispiel beschrieben:The production of alkali metal salts of the indane substance already described is carried out by the following Example described:
Herstellung des Natriumsalzes der Phenylindan-DikarbonsäurePreparation of the sodium salt of phenylindane dicarboxylic acid
32,4 Gramm l,l,3-Trimethyl-5-Karboxy -3-(p-Karboxy phenyl)Indan wird in 300 Gramm destillierten Wassers verrührt zur Erzeugung einer gleichmäßigen Suspension. Dem werden 8 Gramm Natriumhydroxid, die in 30 Gramm destillierten Wassers gelöst sind, zugegeben. Während des Rührens wird die Suspension auf 65° C erhitzt und etwa 15 Minuten auf dieser Temperatur gehalten, während die Säure reagiert und das Di-Natriumsalz bildet. Die Lösung wird durch ein Filterpapier Nr. 40 gefiltert, so daß man eine klare Lösung erhält, die auch auf gegeignete Substrate aufgebrecht werden kann zur Bildung eines Filmes, der auf die relative Feuchtigkeit anspricht,32.4 grams of 1,3-trimethyl-5-carboxy -3- (p-carboxy phenyl) indane is stirred in 300 grams of distilled water to produce a uniform suspension. To this are added 8 grams of sodium hydroxide dissolved in 30 grams of distilled water. While While stirring, the suspension is heated to 65 ° C. and kept at this temperature for about 15 minutes the acid reacts and forms the disodium salt. The solution is filtered through a No. 40 filter paper, so that you get a clear solution that is also suitable Substrates can be erected to form a film that is sensitive to relative humidity
Es können auch andere Alkalimetellsalze einschließlich des Rubidium- und Cäsiumsalzes bereitet werden anstelle des Lithium-, Kalium- oder Natriumsalzes, die in den Beispielen I, II und III beschrieben sind. Mit diesen Alkalimetallsalzen werden im wesentlichen gleiche Ergebnisse erzielt.Other alkali metal salts including the rubidium and cesium salts can be prepared instead of the lithium, potassium or sodium salt, which are described in Examples I, II and III. With these Alkali metal salts give essentially the same results.
Patentansprüche: 10983 9/1234 Claims: 10983 9/1234
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