DE69101833T2 - Harzzusammensetzung für ultravioleten lumineszenten Schirm. - Google Patents
Harzzusammensetzung für ultravioleten lumineszenten Schirm.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung sieht eine Harzzusammensetzung vor, die unter gewöhnlichem sichtbaren Licht farblos ist, unter Bestrahlung mit ultraviolettem Licht rote Farbe entwickelt und für einen ultravioletten lumineszenten Schirm verwendet wird.
- Lumineszente Schirme,hergesteilt durch Verwendung lumineszenter anorganischer Verbindungen sind in vielen Patenten vorgeschlagen worden, so zum Beispiel in den japanischen offengelegten Patenten SHO 49-89688(1974), 49-122490(1974),53-33986(1978),55-149375(1980), 56-8485(1981) und 57-23676(1982).
- Fluoreszierende Materialien, die für diese Schirme verwendet werden, sind anorganische Ionen oder Oxide und sie müssen in einem trüben Zustand verwendet werden, weil sie in dem Harz keine Lichtdurchlässigkeit haben. Als Folge kann eine klare Erscheinung nicht erreicht werden, wenn nicht ultraviolettes Licht zur Anregung die Vorderseite des Schirms anstrahlt.Jedoch birgt die Bestrahlung der Vorderseite ein hohes Risiko für Augenschäden durch reflektiertes Licht.Als Ergebnis war es sehr erwünscht, einen transparenten Harz - Schirm zu entwickeln, der von der Rückseite angestrahlt werden kann.
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein fluoreszierendes Material vorzusehen, das keinerlei Empfindlichkeit gegenüber sichtbarem Licht aufweist, bei ultraviolettem Licht rote lumineszente Farbe entwickelt und eine hohe Löslichkeit in dem Harz hat.
- Als Ergebnis einer intensiven Untersuchung, um das obige Ziel zu erreichen, haben die Erfinder dieser Anmeldung festgestellt, daß eine Komplex-Ion-Verbindung aus Tetra(benzoyltrifluoraceton)europium-Base und eine Komplex-Ion-Verbindung aus Tetra(thenoyltrifluoraceton)europium-Base zufriedenstellende Eigenschaften haben und sie haben die Erfindung abgeschlossen.
- Das heißt, Gegenstand der Erfindung ist eine Harzzusammensetzung für ultraviolett lumineszierenden Schirm, enthaltend eine oder mehrere lumineszierende Verbindung, die durch die Formel (I)
- repräsentiert wird, worin X
- ist, worin R&sub1;, R&sub2;,R&sub3; und R&sub4;individuell ein Wasserstoffatom, Halogenatom,Alkyl,Alkoxy,Amino,Alkylamino,Dialkylamino,Aryl oder Aralkyl und Y Perfluoralkyl ist und A&spplus; ein Kation darstellt, das durch die Formel (II)
- repräsentiert wird, worin R&sub5;,R&sub6;,R&sub7; und R&sub8; indivividuell ein Wasserstoffatom,Alkyl oder Aralkyl sind und miteinander verbunden sein können unter Bildung eines Ringes oder eines Pyridinium-Kations,welches einen Substituenten haben kann, oder eines Phosphonium -Kations.
- Der lumineszierende Schirm, der durch Verwendung der Zusammensetzung dieser Erfindung erhalten wird, hat eine Transparenz,welche durch den lumineszierenden Schirm, der aus anorganischen lumineszenten Verbindungen hergestellt wurde, die herkömmlich benutzt werden, nicht erlangt werden konnte.
- Des weiteren kann ein stark lumineszenter Schirm aus der Harzzusammensetzung erhalten werden, die aus Tetra (benzoyltrifluoraceton)europium-Komplex oder Tetra(thenoyltrifluoraceton)europium-Komplex besteht. Daher ist die vorliegende Erfindung in der praktischen Anwendung sehr wertvoll.
- Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im einzelnen dagestellt werden.
- Die lumineszente Verbindung der Erfindung wird durch die obige Formel (I) repräsentiert und als Tetra(benzoyltrifluoraceton)europium-Komplex oder Tetra(thenoyltrifluoraceton)europium-Komplex bezeichnet.
- In der Formel (I) ist X eine Gruppe, repräsentiert durch
- und R&sub1;,R&sub2;,R&sub3;und R&sub4; schließen zum Beispiel ein Wasserstoffatom, Halogenatome wie Chlor,Fluor und Brom;Alkylgruppen wie Methyl,Ethyl und Isopropyl;Alkoxygruppen wie Methoxy,Ethoxy und Butoxy; Amino;Dialkylaminogruppen wie Dimethylamin und Diethylamin; Alkylaminogruppen wie Methylamin und Ethylamin Arylgruppen wie Phenyl und p-Toluol und Aralkylgruppen wie Benzyl,Phenethyl, und 3-(2-methylphenyl)propyl ein, Y ist eine Perfluoralkylgruppe, welche Trifluormethyl,Pentafluorethyl und Heptafluorpropyl einschließt.
- Wenn das Kation in der Formel (I) ein Ammonium-Kation ist, repräsentiert durch die Formel (II)
- schließen R&sub5;,R&sub6;,R&sub7; und R&sub8; vor allem ein Wasserstoffatom;Alkylgruppen wie Methyl,Ethyl,Butyl und Octyl sowie Aralkylgruppen wie Benzyl und Phenetyl ein.
- Das Ammonium-Kation schließt zum Beispiel ein:
- Tetraethylamonium, Tetra-n-butylammonium, Methyltri-n-octylammonium,Trimethylbenzylammonium, Dimethyl ( β-phenyl)ethylammonium, Tri-n-butyl ( β-phenyl) ethylammonium,Dimethyldiethylammonium, Tetra-n-octylammonium,N-methylpiperidinium, N,N-dimethylpiperidinium,N-ethylpyrrolidinium, N,N-diethylpyrrolidinium
- Beispielhafte andere Kationen, die durch A &spplus; repräsentiert werden, schließen Pyridinium-Kationen wie N-benzylpyridinium, N-methylpyridinium und 1,4-Dimethylpyridinium sowie Phosphonium-Kationen wie Tetraphenylphosphonium und Tetrabutylphosphonium ein.
- Die Verbindung, repräsentiert durch die obige Formel (I), kann leicht durch die Reaktion von Europiumperchlorat mit einer Benzoyltrifluoraceton-Verbindung oder einer Thenoyltrifluoraceton-Verbindung in Aceton in Anwesenheit von Natriumhydroxid und darauf folgender Umwandlung der sich ergebenden Verbindung zu einem Komplex-Ion durch Einwirkung von A &spplus;X &supmin;, worin A&spplus; dasselbe wie oben und X&supmin;ein Anion wie ein Halogen-Ion ist, hergestellt werden.
- Tetra(benzoyltrifluoraceton)europium-Komplex-Verbindungen, die für den Schirm dieser Erfindung verwendet werden können, sind in Tabellen 1 und 2 dargestellt.Tabelle stellt die Verbindungen mit Paare bildenden Ionen der Ammoniumbase dar.Tabelle 2 illustriert die Verbindungen mit Paare bildenden Ionen der Pyridiniumbase und der Phosphoniumbase.
- Tetra(thenoyltrifluoraceton)europium-Komplex-Verbindungen, die für den Schirm der Erfindung verwendet werden können, sind in Tabellen 3 und 4 dargestellt.Tabelle 3 stellt die Verbindungen mit Paare bildenden Ionen der Ammoniumbase dar. Tabelle 4 illustriert die Verbindungen mit Paare bildenen Ionen der Pyridiniumbase und der Phosphoniumbase.
- Die Harze, die für die Harzzusammensetzung der Erfindung benutzt werden können, sind optisch transparent und schließen zum Beispiel Polyvinylalkohol,Polyvinylbutyral, Diethylenglycol,Bisallycarbonatharz, Polymethacrylat und seinen Copolymer, Polyvinylacetat, Celluloseerzeugnisse, Polyester, Polycarbonat,Polystyrol undseinen Copolymer, Epoxynarz,Di(meth)acrylat-Harz von Bisphenol A oder halogeniertem Bisphenol A und seinem Copolymer,Nylonharz und Polyurethan ein.
- In der Karzzusammensetzung der Erfindung ist der Gehalt der obigen lumineszenten Verbindung in dem Harz so lange nicht begrenzt, wie die Transparenz des Harzes zurückgehalten wird.Die Menge beträgt gewöhnlich von 0,001 bis 10 Gew.-%,vorzugsweise von 0,01 bis 5 Gew.-% für das Harz.
- Das Verfahren zur Herstellung des Schirms durch Vermischen der lumineszenten Verbindung der Formel (I) in dem Harz schließt ein Verfahren zur Auflösung dieser lumineszenten Verbindung in ein Monomer des Harzes und nachfolgender Durchführung der Polymerisation des Harzes, ein Verfahren zum Kneten dieser Verbindung mit dem Harz und Ausführung des Spritzgießens der sich ergebenden Zusammensetzung sowie ein Verfahren zur Auflösung dieser Verbindung in einem Lösungsmittel zusammen mit dem Harz und Verdampfung des Lösungsmittels, ein.
- Schirme wurden aus den Harzzusammensetzungen hergestellt, die individuell die in den Tabellen 1 bis 4 dargestellten Verbindungen enthalten.Diese Schirme entwickelten durch Bestrahlen mit ultraviolettem Licht klare rote Farbe.Nach einem Bewitterungstest in einem Sonnenschein-Bewitterungsapparat betrug der Rückgang der lumineszenten Stärke nur 2% und eine ausgezeichnete Stabilität wurde nachgewiesen. Tabelle 1 Verbindung Nr. Formel (I) Formel (II) Tabelle 1 (Fortsetzung) Verbindung Nr. Formel (II) Fußnote: +1 Z.T.=Zersetzungs-Temperatur (ºC) +2 L.F.=Lumineszente Farbe Tabelle 2 Verbindung Nr. Formel (I) Fußnote: +1 Z.T=Zersetzungs-Temperatur +2 L.F.=Lumineszente Farbe Tabelle 3 Verbindung Nr. Formel (I) Formel (II) Tabelle 3 (Fortsetzung) Verbindung Nr. Formel (II) Schirm-Herstellungsverfahren Harz Verfahren Polyvinylalkohol Polyvinylbutyral Polymethacrylat Fußnote: +1 L.F.=Lumineszente Farbe +2 (a)Gieß-Polymerisationsverfahren wie in Beispiel 1 (b) Schmelz-Spritzguß-Verfahren wie in Beispiel 2 (c)Gieß-Verdampfungs-Verfahren wie in Beispiel 3 Tabelle 4 Verbindung Nr. Formel (I) Tabelle 4 (Fortsetzung) Verbindung Nr. Schirm-Herstellungsverfahren Harz Verfahren&spplus;² Polyvinylacetat polyethylentetraphtalat polycarbonat polystyrol Fußnote +1 L.F. = Lumineszente Farbe +2 (a)Gieß-Polymerisationsverfahren wie in Beispiel 1 (b) Schmelz-Spritzguß-Verfahren wie in Beispiel 2 (c)Gieß-Verdampfungs-Verfahren wie in Beispiel 3
- Die Harzzusammensetzung für den ultravioletten lumineszenten Schirm dieser Erfindung wird nachfolgend im einzelnen durch Beispiele weiter erläutert.
- In den Beisoielen bedeutet Teil Gewichtsteil
- Durch- Auflösung von 3 Teilen Tetrabutylammoniumtetra(benzoyltrifluoraceton)eurropium-Komplex [Verbindung (1)] in 100 Teilen Methylmethacrylat wurde eine Lösung erlangt und der Guß polymerisation in Anwesenheit von Azobisisobutyronitril als Polymerisationsinitiator unterworfen, um eine Harzplatte herzustellen.
- Der so erlangte Harzschirm war unter einer gewöhnlichen fluoreszierenden Lampe und draußen tranparent und farblos und entwickelte klare rote lumineszente Farbe unter Bestrahlung mit ultraviolettem Licht.
- Das lumineszente Spektrum und das Anregungsspektrum des Harzschirms wurden mit einem Fluorphotometer FP-770 (Warenzeichen der Nippon Bunko Co.)gemessen. Die maximale lumineszente Wellenlänge war 619 nm und die maximale Anregungswellenlänge betrug 349 nm.Der Schirm wurde einen Monat lang draußen stehen gelassen. Nach der Belichtung behielt der Schirm beinahe dieselbe lumineszente Stärke wie im anfänglichen Stadium und auf dem Harz wurde keine Verschlechterung festgestellt.
- Eine Mischung, zusammengesetzt aus 0,2 Teilen n-Tetrabutylammonium-tetra(benzoylfluoraceton)europium-Komplex [Verbindung (1)] und 100Teilen Polystyrolwurde bei 200ºC schmelzgeknetet und spritzgegossen um einen Harzschirm herzustellen.Der Harzschirm entwickelte klare rote lumineszente Farbe unter Bestrahlung mit ultraviolettem Licht.Der Bewitterungstest wurde 300 Stunden lang in einem Sonnenschein-Bewitterungsapparat ausgeführt. Nach dem Test betrug der Rückgang der lumineszenten Stärke nur 2% Die Bewitterungsstabilität war daher ausgezeichnet.
- Eine durch Auflösung von 0,01 Teilen Dimethyldodecylammonium-tetra [(p-chlorbenzoyl)trifluoraceton] europium- Komplex [Verbindung (6)] und 1 Teil Polyvenylbutyral-Harz in 10 Teilen Tetrahydrofuran gewonnene Lösung wurde auf einer glatten Glasoberfläche gegossen.Unter atmosphärischem Druck wurde Tetrahydrofuran-Lösungsmittel allmählich verdampft, um den Guß-Schirm zu erhalten.Der so gewonnene Harz-Schirm entwickelte rote lumineszente Farbe von hoher Stärke und zeigte nach der Belichtung, wie sie in Beispiel 1 durchgeführt wurde, ausgezeichnete Stabilität.
- Durch Auflösung von 0,03 Teilen Tetrabutylphosphoniumtetra(benzoyltrifluoraceton)europium-Komplex [Verbindung (17)] und 3 Teilen Polyvinylbutyral in einer Lösungsmischung, bestehend aus 20 Teilen Toluol und 10 Teilen Methylketon wurde eine Lösung gewonnen.
- Die Lösung wurde auf einer glatten Glasplatte gegossen und unter atmosphärischem Druck wurde Lösungsmittel allmählich verdampft, um einen Guß-Schirm herzustellen.
- Der so erlangte Harz-Schirm war unter einer gewöhnlichen fluoreszierenden Lampe und draußen tranparent und farblos und entwickelte unter Bestrahlung mit ultraviolettem Licht klare rote lumineszente Farbe.
- Das lumineszente Spektrum und das Anregungsspektrum des Harzschirms wurden mit einem Fluorphotometer FP-770 (Warenzeichen der Nippon Bunko Co.) gemessen.Die maximale lumineszente Wellenlänge war 618 nm und die maximale Anregungswellenlänge betrug 361 nm. Der Schirm wurde einen Monat draußen stehen gelassen.Nach der Belichtung behielt der Schirm beinahe dieselbe lumineszente Stärke wie im anfänglichen Stadium und auf dem Harz wurde keine Verschlechterung festgestellt.
- Durch Auflösung von 0,3 Teilen Tetrabutylammoniumtetra(thenoyltrifluoraceton)europium-Komplex in 1000 Teilen Methylmethacrylat wurde eine Lösung gewonnen und in Anwesenheit von Azoisobutyronitril als Polymerisationsinitiator der Gießpolymerisation unterworfen, um eine Harzplatte herzustellen.
- Der so erlangte Harzschirm war unter einer gewöhnlichen fluoreszierenden Lampe und draußen transparent und farblos und entwickelte unter Bestrahlung mit ultraviolettem Licht klare lumineszente Farbe.
- Das lumineszente Spektrum und Anregungsspektrum des Harzschirms wurden mit einem Fluorphotometer FP-770 (Warenzeichen der Nippon Bunko Co.) gemessen. Die maximale lumineszente Wellenlänge war 620 nm und die maximale Anregungswellenlänge betrug 350 nm. Der Schirm wurde einen Monat lang draußen stehen gelassen.Nach der Belichtung behielt der Schirm beinahe dieselbe lumineszente Stärke wie im anfänglichen Stadium und auf dem Harz wurde keine Verschlechterung festgestellt.
- Eine Mischung, zusammengesetzt aus 0,2 Teilen n-Tetrabutylammoniumtetra(thenoylfluoraceton)europium-Komplex und 1000 Teilen Polystyrol wurde bei 200ºC schmelzgeknetet und spritzgegossen, um einen Harzschirm herzustellen.Der Harzschirm entwickelte klare rote lumineszente Farbe unter Bestrahlung mit ultraviolettem Licht.Der Bewitterungstest wurde 300 Stunden lang in einem Sonnenschein-Bewitterungsapparat ausgeführt.Nach dem Test betrug der Rückgang der lumineszenten Stärke nur 2%.Die Bewitterungsstabilität war daher ausgezeichnet.
- Durch Auflösung von 0,1 Teilen Dimethyldodecylammoniumtetra [(4-chlor)thenoyltrifluoraceton]europium-Komplex und 100 Teilen Polyvinylbutyral-Harz in 100 Teilen Tetrahydrofuran wurde eine Lösung gewonnen.
- Die Lösung wurde auf einer glatten Glasoberfläche gegossen und das Lösungsmittel unter atmosphärischem Druck allmählich verdampft, um einen Guß-Schirm herzustellen.
- Der Harzschirm entwickelte rote Farbe von hoher lumineszenter Stärke und zeigte nach derselben Belichtung, wie sie in Beispiel 5 durchgeführt wurde, ausgezeichnete Stabilität.
- Durch Auflösung von 0,3 Teilen Tetrabutylphosphoniumtetra(thenoyltrifluoraceton)europium-Komplex und 30 Teilen Polyvinylbutyral-Harz in einer Lösungsmittelmischung, zusammengesetzt aus 200 Teilen Toluol und 100 Teilen Methylethylketon. wurde eine Lösung hergestellt.
- Die so erlangte Lösung wurde auf einer glatten Glasoberfläche gegossen und die Lösungsmittel wurden unter atmospärischem Druck allmählich verdampft, um einen Guß-Schirm herzustellen.
- Der so erlangte Harzschirm war unter einer gewöhnlichen fluoreszierenden Lampe und draußen transparent und farblos und entwickelte unter Bestrahlung mit ultraviolettem Licht klare lumineszente Farbe.
- Das lumineszente Spektrum und Anregungsspektrum des Harzschirms wurden mit einem Fluorphotometer Fp-770 (Warenzeichen der Nippon Bunko Co.) gemessen.Die maximale lumineszente Wellenlänge war 620 nm und die maximale Anregungswellenlänge betrug 365 nin.Der Schirm wurde einen Monat lang draußen stehen gelassen.Nach der Belichtung behielt der Schirm beinahe dieselbe lumineszente Stärke wie im anfänglichen Stadium und auf dem Harz wurde keine Verschlechterung festgestellt.
Claims (1)
- Harzzusammensetzung für ultraviolett lumineszierenden Schirm, enthaltend eine oder mehrere lumineszierende Verbindung, die durch die Formel (I)repräsentiert wird, worin Xist, worin R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; individuell ein Wasserstoffatom, Halogenatom, Alkyl, Alkoxy, Amino, Alkylamino, Dialkylamino, Aryl oder Aralkyl und Y Perfluoralkyl ist und A&spplus; ein Kation darstellt, das durch die Formel (II)repräsentiert wird, worin R&sub5;, R&sub6;, R&sub7; und R&sub8; individuell ein Wasserstoffatom, Alkyl oder Aralkyl sind und miteinander verbunden sein können unter Bildung eines Ringes oder eines Pyridium Kations, welches einen Substituenten haben kann oder eines Phosphonium Kations.
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