DE2255235C3 - Temperature indicating substance - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft wärmeempfindliche Gemische, die sich als Temperaturanzeigesubstanzen in Wegwerfthermometern eignen.The invention relates to heat-sensitive mixtures, which are suitable as temperature display substances in disposable thermometers.
Die wärmeempfindlichen Substanzen gemäß der Erfindung haben ein verbessertes Rekri! .allisationsvermögen. Die Erfindung bezieht sich besonders auf die Verwendung von bestimmten Keimbildnern, vorzugsweise auf inerten Trägern, um eine bedeutende Beschleunigung der Rekristallisation von bestimmten wärmeempnndlichen Gemischen zu erzielen.The heat-sensitive substances according to the invention have an improved record! .allization ability. The invention particularly relates to the use of certain nucleating agents, preferably on inert supports to significantly accelerate the recrystallization of certain to achieve heat-sensitive mixtures.
In der DT-OS 21 34 314 sind Wegwerf thermometer und wärmeempfindliche Substanzen beschrieben, die bisher in der Technik zur Temperaturmessuni verwendet worden sind. Die wärmeempfindlicher Substanzen, die auch als Temperaturanzeigemasser bezeichnet werden, sind feste Lösungen von minde stens zwei Bestandteilen, welche lineare Zusammen setzungs-Schmelzpunktskurven aufweisen.In the DT-OS 21 34 314 are disposable thermometers and heat-sensitive substances described so far in the technology for Temperaturmessuni have been used. The heat sensitive substances, also called temperature indicators are called solid solutions of at least two components, which are linear together have settlement melting point curves.
In US-PS 37 04 985 wird die Verwendung be stimmter organischer Verbindungen beschrieben, die mit den obengenannten wärmeempfindlichen Sub-In US-PS 37 04 985 the use of certain organic compounds is described which with the above-mentioned heat-sensitive sub-
ίο stanzen eutektische Gemische bilden und verwende: werden, um die visuelle Feststellung der Änderung des Aggregatzustandes der wärmeempfindlichen Substanzen zu beschleunigen. Hierdurch erreicht mar eine schnellere und genauere Messung der Temperatür des Patienten.ίο punch form eutectic mixtures and use: to be able to visually determine the change in the physical state of the heat-sensitive substances to accelerate. In this way, mar achieves a faster and more precise measurement of the temperature of the patient.
Bei Thermometern dieser Art, die von den obengenannten wärmeempfindlichen Substanzen Gebrauch machen, tritt häufig die Schwierigkeit auf, daß der Indikator mitunter der Einwirkung höherer Temperaturen ausgesetzt wird, bevor er für die Temperaturmessung verwendet werden soll. Hierdurch gehen diese wärmeempfindlichen Substanzen von dem festen in den flüssigen Zustand über, und dies kann zu einer vorzeitigen Temperaturanzeige führen.Thermometers of this type make use of the above-mentioned heat-sensitive substances make, the problem often arises that the indicator is sometimes exposed to higher temperatures before it is to be used for temperature measurement. Go through this these heat-sensitive substances change from the solid to the liquid state, and this can lead to a premature temperature display.
Wenn diese wärmeempfindlichen Substanzen erst einmal geschmolzen sind, bleiben sie mehrere Minuten und mitunter sogar mehrere Stunden flüssig, bis sie schließlich rekristallisieren. Häufig müssen solche Thermometer aber kurz nach der Einwirkung ungünstiger Temperaturbedingungen in Benutzung genommen werden. Daher ist es wichtig, daß die wärmeempfindlichen Substanzen schnell wiedererstarren. Die Erfindung betrifft den durch den Patentanspruch 1 angegebenen Gegenstand.Once these heat sensitive substances are melted, they stay for several minutes and sometimes even for several hours until they finally recrystallize. Often they have to However, thermometer was used shortly after exposure to unfavorable temperature conditions will. It is therefore important that the heat-sensitive substances quickly re-solidify. The invention relates to the subject matter specified by claim 1.
Besonders bevorzugt für Temperaturmessungen im klinischen Bereich werden als feste Lösungen (a) solche aus o-Chlornitrobenzol und o-Bromnitrobenzol. Bevorzugte Keimbildner sind Natriumborat (Na2B4O7- 10H2O), Kryolith (NaAl2F4) oder Na-Particularly preferred solid solutions (a) for temperature measurements in the clinical field are those made from o-chloronitrobenzene and o-bromonitrobenzene. Preferred nucleating agents are sodium borate (Na 2 B 4 O 7 - 10H 2 O), cryolite (NaAl 2 F 4), or Na
triumacetat (CH3COONa · 3 H2O).trium acetate (CH 3 COONa · 3 H 2 O).
Es ist vorteilhaft, wenn sich der Keimbildner auf einem geeigneten inerten Träger befindet. Besonders bevorzugte inerte Träger sind Talkumpulver, Gemische aus Magnesiumoxid und Siliciumdioxid, Magnesiumsilicat, Wismuttrioxid, durch Hochtemperaturpyrolyse hergestelltes hygroskopisches oder hydrophobes Siliciumdioxid und Aluminiumoxid.It is advantageous if the nucleating agent is on a suitable inert support. Especially preferred inert carriers are talc powder, mixtures of magnesium oxide and silicon dioxide, magnesium silicate, Bismuth trioxide, hygroscopic or hydrophobic produced by high temperature pyrolysis Silica and alumina.
Die Verwendung von Keimbildnern zum Auslösen der Kristallisation ist zwar an sich bekannt; jedoch sprechen nicht alle Gemische auf Keimbildner in der gleichen Weise oder im gleichen Grade an. Der Zusatz von Keimbildnern führt zwar schließlich irgendwann einmal zur Rekristallisation des flüssigen Gemische, dem sie zugesetzt werden; die Erfindung be-The use of nucleating agents to trigger crystallization is known per se; However not all mixtures respond to nucleating agents in the same way or to the same extent. The addition of nucleating agents eventually leads to recrystallization of the liquid mixture, to which they are added; the invention
ruht jedoch auf der! Feststellung, daß gewisse Keimbildner die Rekristallisation der obengenannten wärmeempnndlichen Substanzen bedeutend beschleunigen, so daß sie in sehr kurzer Zeit vollständig ist. Hierdurch wird die wirksame Ausnutzung dieser Thermometer gewährleistet, selbst wenn sie kurz vor ihrer Anwendung zur Temperaturmessung erhöhten Temperaturen ausgesetzt worden sind.however rests on the! Finding that certain nucleating agents significantly accelerate the recrystallization of the above-mentioned heat-sensitive substances so that it is complete in a very short time. This will ensure the effective use of these thermometers, even if they are about to their application for temperature measurement have been exposed to elevated temperatures.
Es gibt zwar viele Keimbildner, die den obengenannten Anforderungen entsprechen und daher im Sinne der Erfindung verwendet werden können; es wurde jedoch gefunden, daß gewisse, im Anspruch 1 definierte Keimbildner besonders vorteilhaft sind, weil sie eine hochgradige Beschleunigung der Re-There are many nucleating agents that meet the above requirements and are therefore im Can be used within the meaning of the invention; However, it has been found that certain, in claim 1 defined nucleating agents are particularly advantageous because they accelerate the regeneration
kristallisation der wärmeempfindlichen Substanzen zur Folge haben.crystallization of the heat-sensitive substances result.
Nachfolgend werden außer den bereits genannten weitere Keimbildner genannt, die erfindungsgemäß verwendet werden können:In addition to those already mentioned, further nucleating agents are mentioned below which are according to the invention can be used:
Kupfer(H)-chlorid, CuCl2
Kaliumpyrosulfat, K2S2O7
Hydroxylamin-hydrochlorid, NH2OH · HCl
Metaborsäure (F. 199—200° C), HBO.,
Kupfer(II)-bromid, CuBr2
Kaliumäthylsulfat, KC2H5SO4
Talkumpulver, USP, Mg3[Si4O10(OH)].,
Howlit, Ca2(OH)5B5SiO9
Florisil, MgO + SiO2
Oxalsäure, (COOH)2
Molybdändioxid, MoO.,
Magnesiumsilicat, Mg3[Si4O10(OH)],
Titanit, CaTiOSiO4
Bauxit, (Guyana) (Gibbsit), Al(OH)3
Bauxit, (Arkansas) (Gibbsit), Al(OH)3
Sepiolith, (Spanien), H4Mg2Si3O10
Lepidolith, Purpur, KLi2Al(F · OH)2
Stilbit, Ca(Al2Si7O18) · 7H2O
Petalit, LiAlSi4O10
Calciumaluminat, CaAl4O7
Datolit, Ca(OH)BSiO4
Azurit, Cu(CO3)2(OH)2 Copper (H) chloride, CuCl 2
Potassium pyrosulfate, K 2 S 2 O 7
Hydroxylamine hydrochloride, NH 2 OH · HCl
Metaboric acid (m.p. 199-200 ° C), HBO.,
Copper (II) bromide, CuBr 2
Potassium ethyl sulfate, KC 2 H 5 SO 4
Talc powder, USP, Mg 3 [Si 4 O 10 (OH)].,
Howlite, Ca 2 (OH) 5 B 5 SiO 9
Florisil, MgO + SiO 2
Oxalic acid, (COOH) 2
Molybdenum dioxide, MoO.,
Magnesium silicate, Mg 3 [Si 4 O 10 (OH)],
Titanite, CaTiOSiO 4
Bauxite, (Guyana) (Gibbsite), Al (OH) 3
Bauxite, (Arkansas) (gibbsite), Al (OH) 3
Sepiolite, (Spain), H 4 Mg 2 Si 3 O 10
Lepidolite, purple, KLi 2 Al (F · OH) 2
Stilbite, Ca (Al 2 Si 7 O 18 ) • 7H 2 O
Petalite, LiAlSi 4 O 10
Calcium aluminate, CaAl 4 O 7
Datolite, Ca (OH) BSiO 4
Azurite, Cu (CO 3 ) 2 (OH) 2
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in der gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind.To further explain the invention, reference is made to the drawings, in the same Parts are identified by the same reference numerals.
F i g. 1 ist eine Draufsicht auf ein typisches Thermometer, auf das die Erfindung anwendbar ist;F i g. Fig. 1 is a plan view of a typical thermometer to which the invention is applicable;
Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt nach der LinieH-II der F ig. 1;Fig. 2 is a vertical section on the line H-II the fig. 1;
Fig. 3 ist ein Kurvendiagramm zur Erläuterung der beschleunigten Rekristallisation (oder Wiedererstarrung) einer wärmeempfindlichen Substanz, die Natriumborat (Borax) als Keimbildner enthält;Fig. 3 is a graph for explaining accelerated recrystallization (or resolidification) a heat sensitive substance containing sodium borate (borax) as a nucleating agent;
F i g. 4 ist ein anderes Kurvendiagramm zur Erläuterung der beschleunigten Rekristallisation einer wärmeempfindlichen Substanz, die Kryolith als Keimbildner enthält;F i g. Fig. 4 is another graph for explaining the accelerated recrystallization of a thermosensitive one Substance containing cryolite as a nucleating agent;
Fig. 5 ist ein Kurvendiagramm zur Erläuterung der günstigen Wirkung von Natriumacetat als Keimbildner. Fig. 5 is a graph showing the beneficial effects of sodium acetate as a nucleating agent.
In Fig. 1 weist das Thermometer 1 einen Handgriffteil 3 und einen Indikatorteil 5 auf, der z. B. zum Einsetzen in den menschlichen Mund zur Temperaturmessung ausgebildet sein kann.In Fig. 1, the thermometer 1 has a handle part 3 and an indicator part 5 which z. B. for insertion into the human mouth for temperature measurement can be formed.
Der Indikatorteil S enthält eine Anzahl von Vertiefungen oder Bereichen 7, die auf Abstand voneinander stehen. Jede Vertiefung 7 ist mit einer Temperaturanzeigesubstanz 9 gefüllt, die in ihrem Schmelzpunkt von den Schmelzpunkten der Substanzen aller anderen Bereiche abweicht. Die Temperaturanzeigesubstanz 9 ist ein Gemisch aus wärmeempfindlichen Substanzen und einem Keimbildner. Jeder Bereich enthält also eine Temperaturanzeigesubstanz mit einem Schmelzpunkt (Temperatur des beginnenden Schmelzens), der sich von den Schmelzpunkten der Substanzen in allen anderen Bereichen unterscheidet. Während F i g. I eine Mehrzahl von Bereichen 7 zeigt, braucht nur ein einziger solcher Bereich vorhanden zu sein, wenn der Temperaturanzeiger dazu verwendet werden soll, nur eine einzige bestimmte Temperatur festzustellen.The indicator part S contains a number of wells or areas 7 that are at a distance from one another. Each well 7 is provided with a temperature indicating substance 9 filled, which deviates in its melting point from the melting points of the substances in all other areas. The temperature indicating substance 9 is a mixture of heat sensitive substances and a nucleating agent. So each area contains a temperature indicator substance with a melting point (temperature of the beginning melting), which differs from the melting points which distinguishes substances in all other areas. While F i g. I a plurality of Areas 7 shows, there need only be one such area if the temperature indicator should be used to determine only a single specific temperature.
Gemäß F i g. 2 weist das Thermometer I eine Trägerfolie 11 auf, in der sich die Vertiefungen 7 befinden. Zum besseren Verständnis sind zwei solche Vertiefungen in vergrößertem Maßstab dargestellt.According to FIG. 2, the thermometer I has a carrier film 11, in which the wells 7 are located. For a better understanding there are two such wells shown on an enlarged scale.
Die Trägerfolie 11 ist eine biegsame Folie aus wärmeleitendem Werkstoff, wie eine Aluminiumfolie. Hierdurch wird der schnelle Wärmeübergang von dem Patienten zu den Temperaturanzeigesubstanzen in den Vertiefungen gewähn'eistet. Statt Aluminiumfolie kann man auch biegsame, wärmeleitende Folien aus anderen Werkstoffen, wie z. B. Kupfer, Silber, Gold, rostfreiem Stahl usw., verwenden. Die wärme-The carrier film 11 is a flexible film made of thermally conductive Material like an aluminum foil. This ensures the rapid transfer of heat from the patient is accustomed to the temperature display substances in the depressions. Instead of aluminum foil you can also use flexible, thermally conductive films made of other materials, such as. B. copper, silver, Use gold, stainless steel, etc. The heat-
ao leitende Folie 11 muß aus einem Werkstoff bestehen, der eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine verhältnismäßig große Oberfläche für den Kontakt mit dem zu messenden Objekt und eine möglichst geringe Dicke aufweist, bei der noch der bauliche Zusammenhalt erhalten bleibt, damit die Wärme schnell zu den wärmeempfindlichen Stoffen in den Vertiefungen geleitet wird. Wenn man Aluminiumfolie als Trägerfolie verwendet, so kann deren Dicke etwa 0,025 bis 0,1 μ betragen. Die Wahl geeigneter wärmeleitender Trägerfolien liegt im Bereich des fachmännischen Könnens.ao conductive foil 11 must consist of a material which has a high thermal conductivity, a relatively large surface area for contact with the object to be measured and as thin as possible, while still maintaining structural cohesion is retained so that the heat quickly reaches the heat-sensitive materials in the depressions is directed. If aluminum foil is used as the carrier foil, its thickness can be approximately 0.025 to 0.1 μ. The choice of suitable thermally conductive carrier films is within the range of the expert Can s.
Über der temperaturanzeigenden Substanz und in engem Kontakt mit derselben befindet sich eine Indikatorschicht 13, die von einer Abdeckschicht 15 bedeckt wird. Der aus Indikatorschicht und Abdeckschicht bestehende Schichtstoff wird hier als »Indikatorsystem« oder »Indikator« bezeichnet.There is an indicator layer over the temperature indicating substance and in close contact with it 13, which is covered by a cover layer 15. The one made up of the indicator layer and the cover layer Existing laminate is referred to here as an "indicator system" or "indicator".
Eine durchsichtige Schicht 17, die z. B. aus Polypropylen, Polyäthylenterephthalat, Nitrocellulose, Polyvinylchlorid usw. bestehen kann, ist an der Trägerfolie 11 als Deckfolie befestigt und hat die gleiche Ausdehnung wie die Trägerfolie. Um den baulichen Zusammenhalt dei Thermometers zu gewährleisten und den Kontakt zwischen dem menschlichen Mund und der Aluminiumfolie zu verhindern, weist die Trägerfolie 11 auf ihrer Unterseite eine Deckschicht 19 (aus einem ähnlichen Werkstoff wie die Deckschicht 17) auf, die die gleiche Ausdehnung wie die Trägerfolie hat und sich den Umrissen der Vertiefungen anpaßt. Die untere Deckschicht ist gewöhnlich an die Trägerfolie angeklebt. Die Dicke der unteren Deckschicht beträgt im allgemeinen etwa 0,025 bis 0,075 μ, um den schnellen Wärmeübergang von dem Patienten zu der Trägerfolie 11 und mithin zu den wärmeempfindlichen Substanzen in den Vertiefungen zu erleichtern.A transparent layer 17, e.g. B. made of polypropylene, polyethylene terephthalate, nitrocellulose, Polyvinyl chloride, etc. may exist, is attached to the carrier film 11 as a cover film and has the same Expansion like the carrier film. To ensure the structural cohesion of the thermometer and to prevent contact between the human mouth and the aluminum foil, the Carrier film 11 has a cover layer 19 on its underside (made of a material similar to that of the cover layer 17), which is the same size as the carrier film and follows the outline of the indentations adapts. The lower cover layer is usually glued to the carrier film. The thickness of the bottom Top layer is generally about 0.025 to 0.075 μ to allow rapid heat transfer from the patient to the carrier film 11 and therefore to the heat-sensitive substances in the depressions to facilitate.
Gegebenenfalls kann man zu der unteren Deckschicht 19 ein wärmeleitendes Metallpulver zusetzen, um deren Wärmeleitfähigkeit zu erhöhen. Aluminiumpulver hat sich für diesen Zweck als besonders geeignet erwiesen.If necessary, a thermally conductive metal powder can be added to the lower cover layer 19, to increase their thermal conductivity. Aluminum powder has proven to be special for this purpose proved suitable.
Fig. 3, 4 und 5 werden im Zusammenhang mit den nachstehenden Beispielen erörtert.Figures 3, 4 and 5 are discussed in connection with the examples below.
Zwanzig einzelne kleine Aluminiumschalen aus geprägtem Aluminium mit Durchmessern von je 9,5 mm werden mit Anteilen einer festen LösungTwenty individual small aluminum bowls made of embossed aluminum with diameters of each 9.5 mm with portions of a solid solution
von o-Chlornitrobenzol und o-Bromnitrobenzol Aus den obigen Beispielen ist ersichtlich, daß dieof o-chloronitrobenzene and o-bromonitrobenzene From the above examples it can be seen that the
(F. 35,23° C) beschickt. Zu jeder Schale wird Na- Verwendung von Keimbildnern einen bedeutenden(M.p. 35.23 ° C) charged. For every shell, Na use of nucleating agents becomes a significant one
triumborat (welches 1,8 Gewichtsprozent ungebunde- Vorteil darstellt, weil dadurch die Rekristallisationtrium borate (which represents 1.8 percent by weight unbound advantage because it causes recrystallization
nes Wasser enthält) in solchen Mengen zugesetzt, der von dem festen in den flüssigen Zustand über-nes water) is added in such amounts that it changes from the solid to the liquid state.
daß das Gemisch in jeder Schale zu 20 Gewichts- 5 gegangenen wärmeempfindlichen Substanz beschieu-that the mixture in each bowl is bombarded with 20% by weight of heat-sensitive substance that has passed
prozent aus Natriumborat und zu 80 Gewichtspro- nigt wird. Die obigen Beispiele beziehen sich zwarpercent sodium borate and 80 percent by weight. The above examples relate
zent aus der festen Lösung besteht, und die Gemi- auf die Verwendung von festen Lösungen voncent consists of the solid solution, and the Gemi- on the use of solid solutions of
sehe werden dann gründlich gerührt, um den Keim- o-Chlornitrobenzol und o-Bromnitrobenzol; manThe seeds are then stirred thoroughly to produce the germ o-chloronitrobenzene and o-bromonitrobenzene; man
bildner in der festen Lösung gut zu verteilen. Jede kann aber auch andere wärmeempfindliche Substan-to distribute formers well in the solid solution. But each can also have other heat-sensitive substances
Schale wird mit einer durchsichtigen thermoplasti- io zen in ebenso wirksamer Weise verwenden, und inShell is made with a clear thermoplasti- io zen in just as effective a way, and in
sehen Folie thermisch verschlossen, und alle Scha- allen Fällen wird der am besten geeignete Keimbild-see the foil thermally sealed, and in all cases the most suitable germination
len werden eine halbe Stunde in einen auf 54,5° C ner auf Grund der oben angegebenen Gesichtspunktelen are half an hour in a to 54.5 ° C ner based on the considerations given above
gehaltenen Ofen eingesetzt, bis die festen Lösungen, ausgewählt.kept oven inserted until the solid solutions were selected.
jedoch nicht der Keimbildner, vollständig geschmol- Die Anwendung von Keimbildnern im Sinne der zen sind. Dann werden die Aiuminiumschalen aus 15 Erfindung hat aber noch einen anderen wesentlichen dem Ofen herausgenommen und die Gemische auf Vorteil. Wenn man z. B. ein Thermometer, wie es beginnende Rekristallisation untersucht. Dabei wird eingangs beschrieben wurde, welches eine wärmebeobachte!, daß nach 5 Minuten der Inhalt aller Alu- empfindliche Substanz ohne Keirnbildner enthält, miniumschalen vollständig rekristallisiert ist. Dieser zum Messen der Temperatur eines flüssigen Bades, Arbeitsgang wird mehrmals wiederholt, wobei jedes- 20 z. B. einer Temperatur von 37,8° C, verwendet, wird mal die Aluminiumschalen aus dem Ofen herausge- in 15 bis 30 Sekunden ein Gleichgewicht erreicht, nommen werden und die Rekristallisation, wie oben und das Thermometer zeigt eine Temperatur von beschrieben, beobachtet wird. 37,8° C an. Wenn das Thermometer aber vor der Das obige Verfahren wird noch in zwei weiteren Messung längere Zeit, z. B. mehrere Minuten, in dem Versuchen wiederholt. Bei dem einen Versuch wird 25 flüssigen Bad gehalten worden ist, zeigt es eine hönatürliches Natriumborat verwendet, während der here Temperatur an, obwohl die Badtemperatur imzweite Versuch (Kontrollversuch) ohne Keimbildner rner noch 37,8° C beträgt. Diese höhere Temperatur durchgeführt wird. Natürliches Natriumborat enthält kann 38,0° C oder sogar 38,3° C betragen, und da nur 0,5 Gewichtsprozent freies Wasser. Die Ergeb- die Temperaturmessung mit diesem Thermometer nisse dieses Beispiels sind graphisch in F i g. 3 dar- 30 durch visuelle Anzeige der Änderung des Aggregatgestellt, in der der Prozentsatz der Schalen, deren zustandes der wärmeempfindlichen Substanz erfolgt Inhalt nach 5 Minuten vollständig rekristallisiert ist, und diese Anzeige irreversibel ist, ist es wichtig, daß gegen die Anzahl der Arbeitsgänge aufgetragen ist. die Temperatur innerhalb etwa 30 Sekunden bis Die unterste Kurve stellt den Kontrollversuch dar, 2 Minuten gemessen wird. Es wurde nun überdie oberste, ausgezogene Kurve entspricht dem mit 35 raschenderweise gefunden, daß der Zusatz eines natürlichem Natriumborat durchgeführten Versuch, Keimbildners zu der wärmeempfindlichen Substanz und die gestrichelte Kurve entspricht dem mit dem verhindert, daß eine längere Einwirkung der Verctwas Feuchtigkeit enthaltenden Natriumborat durch- suchsperson auf den Indikator zu einer solchen högeführten Versuch. heren Temperaturanzeige führt. Wenn das Thermo-Wie die Kurven zeigen, wird durch den Zusatz des 40 meter also verwendet wird, um die Temperatur des Keimbildners ein bedeutender technischer Fortschritt oben beschriebenen Flüssigkeitsbades zu messen, erzielt, und die Anwesenheit einer geringen Menge kann man es, wenn die wärmeempfindliche Substanz von Feuchtigkeit beeinträchtigt die Wirksamkeit des einen Keimbildner enthält, verhältnismäßig lange in Keimbildners nicht. dem Bad belassen, ohne daß die Temperaturanzeige, Beispiel 2 45 die der tatsächlichen Temperatur des Flüssigkeitsbades entspricht, dadurch beeinträchtigt wird. but not the nucleating agent, fully molten. The use of nucleating agents in the sense of the zen are. Then the aluminum bowls from 15 invention but has another essential aspect taken out of the oven and the mixtures to advantage. If you z. B. a thermometer like it incipient recrystallization investigated. It was described at the beginning which one heat-observed! that after 5 minutes the contents of all aluminum-sensitive substances contain no nucleating agents, minium shells is completely recrystallized. This for measuring the temperature of a liquid bath, The operation is repeated several times, with each 20 z. B. a temperature of 37.8 ° C is used times the aluminum shells out of the oven reach equilibrium in 15 to 30 seconds, be taken and the recrystallization as above and the thermometer shows a temperature of described, is observed. 37.8 ° C. If the thermometer but before the The above procedure is still in two more measurements for a longer time, z. B. several minutes in which Try repeatedly. In one attempt, a 25 liquid bath has been held, it shows a human natural Sodium borate is used during the higher temperature, although the bath temperature is the second Test (control test) without nucleating agents is still 37.8 ° C. This higher temperature is carried out. Natural sodium borate containing it can be 38.0 ° C, or even 38.3 ° C, and there only 0.5 percent by weight free water. The result is the temperature measurement with this thermometer The details of this example are graphically shown in FIG. 3 represented by a visual display of the change in the unit, in which the percentage of peelings whose state of heat-sensitive substance occurs Contents are completely recrystallized after 5 minutes, and this indication is irreversible, it is important that is plotted against the number of operations. the temperature within about 30 seconds The bottom curve represents the control experiment, which is measured for 2 minutes. It was now over The uppermost, solid curve corresponds to the one found with 35 surprisingly that the addition of a Natural sodium borate attempted to nucleate the heat-sensitive substance and the dashed curve corresponds to the one that prevents prolonged exposure to the Verctwas Sodium borate containing moisture Attempt. higher temperature display leads. If the thermo-like the curves show, the addition of the 40 meter is used to measure the temperature of the Nucleating a significant technical advance to measure the liquid bath described above, achieved, and the presence of a small amount can be seen when the heat-sensitive substance Moisture impairs the effectiveness of a nucleating agent it contains for a relatively long time Nucleating agent not. leave the bath in the bath without affecting the temperature display, example 2 45, which corresponds to the actual temperature of the liquid bath.
Man arbeitet nach Beispiel 1, jedoch mit Kryolith Ferner wurde gefunden, daß man noch bedeutenals Keimbildner. In einem Versuch wird der Kryolith dere Verbesserungen in der Rekristallisationsgezunächst bis zur Gewichtskonstanz getrocknet, in schwindigkeit dieser wärmeempfindlichen Substanzen dem anderen Versuch enthält er 0,36% Feuchtigkeit. 50 erzielt, wenn die mit den wärmeempfindlichen Sub-Die Ergebnisse dieses Beispiels sind in Fig. 4 dar- stanzen gemischten Keimbildner sich auf geeigneten gestellt. Die untere Kurve entspricht dem Kontroll- Trägern befinden. Es wird angenommen, daß das versuch, die obere, ausgezogene Kurve entspricht Keimbildungsmittel, wenn es ohne Träger der wärmedem den getrockneten Kryolith enthaltenden Gemisch, empfindlichen Substanz zugesetzt wird, zum Zusam- und die gestrichelte Kurve entspricht dem Gemisch, 55 menballen und Absetzen am Boden der Vertiefungen welches den einen Feuchtigkeitsgehalt von 0,36 Ge- neigt, in denen sich die wärmeempfindlichen Subwichtsprozent aufweisenden Kryolith enthält. stanzen befinden. Dies führt dazu, daß der Keim-Aus dieser Zeichnung geht hervor, daß Kryolith bildner eine geringere Oberfläche darbietet, wodurch als Keimbildner sich sehr vorteilhaft verhält, beson- die Rekristallisationsgeschwindigkeit des Gemisches ders wenn er etwas Feuchtigkeit enthält. 60 vermindert wird. Wenn der Keimbildner sich aberThe procedure is as in Example 1, but with cryolite. It was also found that one still means as Nucleating agents. In one trial, the cryolite will begin with its improvements in recrystallization Dried to constant weight at the speed of these heat-sensitive substances in the other experiment it contains 0.36% moisture. 50 scored when using the heat-sensitive sub-die Results of this example are shown in FIG. 4 when mixed nucleating agents are found to be suitable placed. The lower curve corresponds to the control carriers located. It is believed that the try the upper, solid curve corresponds to nucleating agents when it is without a carrier of the heat dem the mixture containing the dried cryolite, sensitive substance is added to and the dashed curve corresponds to the mixture, balling and settling at the bottom of the wells which tends to have a moisture content of 0.36, in which the heat-sensitive sub-weight percent containing cryolite. punch located. This leads to the germination This drawing shows that cryolite former presents a smaller surface area, whereby behaves very advantageously as a nucleating agent, especially the rate of recrystallization of the mixture if it contains some moisture. 60 is decreased. But if the nucleator does
B e i s ρ i e 1 3 auf einem Segnete" Träger befindet und in dieserB eis ρ ie 1 3 is located on a blessed "carrier and in this
v Form mit der wärmeempfindlichen Substanz gemischt v form mixed with the heat-sensitive substance
Man arbeitet nach Beispiel 1, jedoch mit Natrium- wird, werden die RekristallisationsgeschwindigkeitenThe procedure is as in Example 1, but with sodium, the recrystallization rates are
acetat als Keimbildner. Die Ergebnisse dieses Bei- dieser Stoffe bedeutend erhöht, weil der Keimbildneracetate as a nucleating agent. The results of these two substances increased significantly because of the nucleating agents
spiels sind in Fig. 5 dargestellt. Die untere Kurve 65 nun eine höhere effektive spezifische Oberfläche auf-game are shown in FIG. The lower curve 6 5 now has a higher effective specific surface
entspricht dem Kontroll versuch, die obere Kurve weist.corresponds to the control experiment, the upper curve shows.
entspricht dem mit dem Keimbildner durchgeführten Als Träger kommen für die Keimbildner im Sinnecorresponds to that carried out with the nucleating agent
Versuch. der Erfindung Stoffe in Betracht, die sich gegenüberAttempt. of the invention into consideration of substances that face each other
den wärmeempfindlichen Substanzen chemisch indifferent verhalten und in ihnen unlöslich oder praktisch unlöslich sind. Ferner müssen die Träger auch gegen das Keimbildungsmittel chemisch indifferent sein. Geeignete Träger sind Talkumpulver Mg3[Si4O10(OH)].,, Florisil (ein Gemisch aus MgO und SiO*), Magrlesiumsilicat, Wismuttrioxid, durch Hochtemperaturpyrolyse hergestelltes hygroskopisches Siliciumdioxid, durch Hochtemperaturpyrolyse hergestelltes hydrophobes Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und Gemische dieser Stoffe.behave chemically indifferent to heat-sensitive substances and are insoluble or practically insoluble in them. Furthermore, the carriers must also be chemically indifferent to the nucleating agent. Suitable carriers are talc powder Mg 3 [Si 4 O 10 (OH)]. ,, Florisil (a mixture of MgO and SiO *), magnesium silicate, bismuth trioxide, hygroscopic silicon dioxide produced by high temperature pyrolysis, hydrophobic silicon dioxide produced by high temperature pyrolysis, aluminum oxide and mixtures of these substances .
Der Keimbildner kann nach bekannten Methoden, z. B. durch Absorption, Aufsprühen, Beschichten usw., auf dem Träger abgelagert werden. Die günstige Menge an Keimbildner, gleich ob er sich auf einem Träger befindet oder nicht, kann im Bereich von etwa 0,1 bis 50 Gewichtsprozent variieren und liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 1 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf die wärmeempfindliche Substanz. Wenn der Keimbildner auf einem Träger angewandt wird, beträgt die Menge des Trägers gewöhnlich etwa 0,1 bis 50 Gewichtsprozent und vorzugsweise etwa 1 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf die wärmeempfindliche Substanz.The nucleating agent can be prepared by known methods, e.g. B. by absorption, spraying, coating etc., are deposited on the carrier. The cheapest amount of nucleating agent, regardless of whether he is on or not on a carrier can vary in the range of about 0.1 to 50 weight percent and is preferably in the range of about 1 to 25 percent by weight based on the heat-sensitive Substance. When the nucleating agent is applied to a carrier, the amount of the carrier is usually about 0.1 to 50 percent by weight and preferably about 1 to 25 percent by weight, based on on the heat-sensitive substance.
Die folgenden Beispiele erläutern die Anwendung von auf Trägern vorliegenden Keimbildnern.The following examples illustrate the use of supported nucleating agents.
329 g Borsäure (H3BO3) werden unter ständigem Rühren in 1190 ml siedendem Wasser gelöst. Nach Zusatz von 200 g Wismuttrioxid (Bi2O3) bei 95 bis 1000C wird das Reaktionsgefäß in ein Eisbad eingesetzt und das Rühren fortgesetzt, bis die Temperatur des Gemisches auf 5° C gesunken ist. Dann läßt man das Gemisch 25 Minuten bei dieser Temperatur absitzen und filtriert den Niederschlag durch Glasfaserfilterpapier ab. Der Niederschlag wird in einer Abdampfschale durch 18 Stunden langes Erhitzen im Vakuumofen auf 140° C getrocknet. Das getrocknete Material wird aus der Abdampfschale entnommen, auf Raumtemperatur erkalten gelassen und 2 Minuten in einem Sears-Mischer gemahlen, und aus dem gemahlenen Material werden die Teilchen mit Größen von über 0,15 mm ausgesiebt. Die Teilchen mit Größen von weniger als 0,15 mm werden wieder in eine Abdampfschale eingegeben und 18 Stunden im Vakuumofen auf 1400C erhitzt. Das getrocknete Material wird aus dem Ofen ausgetragen und in einem Glashafen mit 0,5 Gewichtsprozent durch Hochtemperaturpyrolyse hergestelltem Sio2, bezogen auf das Gesamtgewicht aus Keimbildner und Träger, versetzt, um das Fließvermögen zu verbessern. Der so erhaltene Keimbildner besteht im wesentlichen aus 200 g Metaborsäure, 1 g SiO2 und 200 g Wismuttrioxid. 329 g of boric acid (H 3 BO 3 ) are dissolved in 1190 ml of boiling water with constant stirring. After addition of 200 bismuth trioxide (Bi 2 O 3) g at 95 to 100 0 C, the reaction vessel is placed in an ice bath and stirring continued, has dropped to 5 ° C until the temperature of the mixture. The mixture is then allowed to settle for 25 minutes at this temperature and the precipitate is filtered off through glass fiber filter paper. The precipitate is dried in an evaporation dish by heating in a vacuum oven at 140 ° C. for 18 hours. The dried material is removed from the evaporation dish, allowed to cool to room temperature and ground for 2 minutes in a Sears mixer, and the particles with sizes greater than 0.15 mm are sieved out of the ground material. The particles with sizes of less than 0.15 mm are again placed in an evaporation dish and heated to 140 ° C. in a vacuum oven for 18 hours. The dried material is discharged from the oven and 0.5 percent by weight of Sio 2 produced by high-temperature pyrolysis, based on the total weight of nucleating agent and carrier, is added in a glass port in order to improve the flowability. The nucleating agent obtained in this way consists essentially of 200 g metaboric acid, 1 g SiO 2 and 200 g bismuth trioxide.
Die vorteilhaften Ergebnisse der Verwendung von auf Trägern befindlichen Keimbildnern werden in einer Reihe von Versuchen nachgewiesen, bei denen Thermometer der oben beschriebenen Art verwendet werden, die je 45 Temperaturmeßbereiche: aufweisen und eine Temperaturspanne von 35,5 bis 40,4° C in Temperaturabständen von jeweils 0,10C umfassen. In allen Vertiefungen befinden sich als wärmeempfindliche Substanzen feste Lösungen von o-Chlornitrobenzol und o-Bromnitrobenzol. In einer Versuchsreihe werden die gemäß diesem Beispiel hergestellten, auf Trägern befindlichen Keimbüdner zu jedem Temperaturmeßbereich zugesetzt, während in einer anderen Versuchsreihe nur Metaborsäure ohne Träger verwendet wird. In beiden Versuchsreihen ist die Menge des Keimbildners die gleiche. In allen Fällen werden die Thermometer in einen Ofen von 49° C eingesetzt und dann auf Raumtemperatur erkalten gelassen, wobei die für die Rekristallisation ίο erforderlichen Zeitspannen verzeichnet werden. Die Ergebnisse finden sich in den Tabellen II und III.The advantageous results of the use of nucleating agents located on carriers are demonstrated in a series of experiments in which thermometers of the type described above are used, each of which has 45 temperature measuring ranges and a temperature range of 35.5 to 40.4 ° C. at temperature intervals of each include 0.1 ° C. Solid solutions of o-chloronitrobenzene and o-bromonitrobenzene are found in all wells as heat-sensitive substances. In one series of experiments, the nuclei produced according to this example and located on carriers are added to each temperature measuring range, while in another series of experiments only metaboric acid without carrier is used. The amount of nucleating agent is the same in both series of experiments. In all cases, the thermometers are placed in an oven at 49 ° C and then allowed to cool to room temperature, the time periods required for recrystallization being recorded. The results can be found in Tables II and III.
Temperaturempfindliche Substanzen mit Zusatz von auf Trägern befindlichen KeimbildnernTemperature-sensitive substances with the addition of nucleating agents on carriers
Ofenbehandlung bei 49° COven treatment at 49 ° C
Für die Rekristallisation erforderliche Zeitspanne hTime required for recrystallization h
16
21
43
7516
21
43
75
2 3 3 52 3 3 5
Temperaturempfindliche Substanzen mit Zusatz von Keimbildnern ohne TrägerTemperature-sensitive substances with the addition of nucleating agents without a carrier
Ofenbehandlung bei 49° C
hOven treatment at 49 ° C
H
Für die Rekristallisation erforderliche Zeitspanne hTime required for recrystallization h
12
3612th
36
8 88th 8th
Ein Vergleich der Ergebnisse dieser beiden Tabellen zeigt, daß die Rekristallisation dieser temperaturempfindlichen Substanzen beträchtlich beschleunigt wird, wenn das Keimbildungsmittel sich auf einem Träger befindet; dies macht sich auch noch nach langzeitiger Einwirkung erhöhter Temperaturen bemerkbar.A comparison of the results of these two tables shows that the recrystallization of these temperature-sensitive Substances are accelerated considerably when the nucleating agent is on a carrier; this is also still possible noticeable after long-term exposure to elevated temperatures.
In diesem Beispiel wird als Keimbildungsmitte] Kupfer(Il)-chlorid (CuCl2) auf durch Hochtemperaturpyrolyse hergestelltem "hydrophobem SiO2 verwen-In this example, copper (II) chloride (CuCl 2 ) on "hydrophobic SiO 2 " produced by high-temperature pyrolysis is used as the nucleation agent].
det. 1,0 g Kupferchlorid wird in 50 ml 95prozentigeri Äthanols gelöst. Nach Zusatz von 9,0 g SiO2 zu dei Lösung rührt man, bis sich ein dicker Brei bildet. Dei Brei wird durch 24stündiges Erhitzen im Vakuumofen auf 1100C getrocknet, wobei sämtliches Äthanol abgetrieben wird. Das getrocknete Material wire in einem rotierenden Mischer in ein lockeres Pulvei übergeführt. Dieser auf einem Träger befindlich* Keimbildner wird gemäß Beispiel 4 untersucht unc mit dem gleichen Keimbildner (CuCl.,), aber ohn< Träger, verglichen. Während das auf dem Träger be findliche CuCl2 seine Keimbildungsaktivität nocl nach 34 Stunden bei 54° C beibehält, nimmt die Ak tivität des keinen Träger aufweisenden Keimbildner: schon nach 6,5stündiger Einwirkung der gleicher Temperatur ab.det. 1.0 g of copper chloride is dissolved in 50 ml of 95 percent strength ethanol. After adding 9.0 g of SiO 2 to the solution, the mixture is stirred until a thick paste is formed. The pulp is dried by heating in a vacuum oven to 110 ° C. for 24 hours, all of the ethanol being driven off. The dried material is turned into a loose powder in a rotating mixer. This nucleating agent located on a carrier is examined according to Example 4 and compared with the same nucleating agent (CuCl.,), But without carrier. While the CuCl 2 on the carrier retains its nucleation activity after 34 hours at 54 ° C, the activity of the nucleator without carrier decreases after 6.5 hours of exposure to the same temperature.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
709 636/201709 636/201
Claims (5)
o-Chlornitrobenzol und o-Bromnitrobenzol, 1-Menthol und dl-Menthol,
4-ChIorpropiophenon und 4-Brompropiophenon, (a) a solid solution
o-chloronitrobenzene and o-bromonitrobenzene, 1-menthol and dl-menthol,
4-chloropropiophenone and 4-bromopropiophenone,
Λ-Chlorzimtaldehyd und a-Bromzimtaldehyd undn-butyl sulfoxide and n-butyl sulfone or
Λ-chlorocinnamaldehyde and a-bromocinnamaldehyde and
Kryolith (NaAl2F4) oderSodium borate (Na 0 B 4 O 7
Cryolite (NaAl 2 F 4 ) or
3H2O)10H 2 O),
3H 2 O)
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