【発明の詳細な説明】
放射線量表示器並びにランプ及びかかる放射線量
表示器を備える日焼け装置
本発明は光学的活性層を備える放射線量表示器に関する。本発明は更にかかる
放射線量表示器を備えるランプに関する。本発明は更にかかる放射線量表示器を
備える日焼け装置に関する。
放射線量表示器は、特定の波長の放射線量を時間の関数として合計することが
重要である適用分野に使用される。かかる波長範囲は電磁スペクトルの紫外（Ｕ
Ｖ）、可視又は赤外（ＩＲ）部に存在するものである。かかる測定は、ＩＲ−又
はＵＶ−ランプのようなランプの全有効寿命を決定するのに重要である。これに
より、ランプを取り換えなければならない時期を簡単な方法で示すことができる
。放射線量計器は、人間が放射線を照射される適用分野で、個々の処置あたり又
は一連の処置あたりに受ける放射線の量を決定するためにも使用することができ
る。
最初の段落に記載した型の放射線量表示器はそれ自体は知られている。例えば
日本国特許出願公開ＪＰ６３−１６０１４６号公報の要約には、ガス放電ランプ
に放射線量表示器を設けることが記載されている。該表示器の作用は、放射線の
影響により着色表示紙が退色することに基づいている。表示紙の色が参照紙の色
と同じ程度にまで退色した場合に、ランプの予想寿命がほぼ終了する。
従来の表示器は欠点を有する。まず第一に、従来の表示器は信頼度及び正確度
が比較的低いことである。かかる欠点は、脱色及び／又は退色作用に基づくほと
んどの放射線量表示器が有することである。更に別の参照表示器が必要であるこ
とである。
本発明の目的は、上記欠点を有さない放射線量表示器を提供することである。
更に本発明は特に、高い信頼度と、高い正確度の双方を兼ね備えた放射線量表示
器を提供することを目的とする。更に本発明の表示器は安価でなくてはならない
。本発明は更に、かかる放射線量表示器を備えるランプ並びに日焼け装置を提供
することを目的とする。
本発明のこれらの目的及び他の目的は最初の段落に記載した型の放射線量表示
器により達成され、これは、光学的活性層が液晶性物質並びに、液晶性物質の秩
序を変化するようにして放射線の影響により転化する放射線過敏性化合物を含む
ことを特徴とする。
本発明は、放射線過敏性化合物及び液晶性物質を組み合わせることにより、放
射線量表示器が比較的簡単かつ経済的に有効な方法で製造することができるとい
う知見に基づく。
本発明の表示器の作用は、光学的活性層の液晶性物質の秩序状態と無秩序状態
の間の転移に基づく。秩序または異方性状態においては、液晶性物質は不透明で
、一方無秩序又は等方性状態においては、該物質は光学的に透明である。かかる
転移は放射線過敏性化合物の影響により誘発されることができる。かかる化合物
は放射線の影響で転化する。かかる化合物の転化生成物は、液晶性物質の分子秩
序を変化するような構造を有する。かかる変化は、一方では秩序状態から無秩序
状態への転化であり、他方では無秩序状態から秩序状態への転化である。前者の
場合には、ある一定の量の放射線を受けた後に、不透明な等方性液晶性物質が透
明な等方性物質に転化する。後者の場合は、ある一定の量の放射線を受けた後に
、透明な等方性液晶性物質が不透明な異方性材料に転化する。
表示器が変化する時は、特に、測定する放射線に対する化合物の感受性、光学
的活性層中の放射線過敏性化合物の濃度、光学的活性層の液晶性物質のタイプ、
光学的活性層の厚み、本発明の表示器の作動温度及び測定する放射線の強度に依
存する。特に前記パラメーターは、当業者が、意図する用途に適切である表示器
を簡単な方法で組み立てることを可能とする。
上記したように、原則として液晶性物質の２つのタイプの転移が可能であり、
即ち無秩序状態から秩序状態へ、及びその逆である。実際には、秩序状態から無
秩序状態への転移が実現容易であることを見い出した。従って、本発明の表示器
の好適例においては、光学的活性層は、放射線過敏性化合物が転化した後には破
壊する液晶秩序を示すことを特徴とする。
放射線過敏性化合物が放射線の影響で分解する表示器により、良好な結果が達
成された。かかる化合物の例としては、液晶性物質の秩序を阻害しない配座を有
するトラン化合物がある。この種に属するいくつかの適切な例としては、化学式
中に表示されているような式１（Ｃｒ ２８Ｓ３７Ｎ４４．９Ｉ）、式２（Ｃｒ
２２Ｓ２８Ｉ）、式３（Ｃｒ ５８Ｉ）及び式４（Ｃｒ ４０Ｎ５７Ｉ）があ
る。これらの化合物はＵＶ放射線の影響により分解する。得られた分解生成物は
、液晶秩序を阻害する。光学的活性層がトリル化合物と液晶性シアノビフェニル
化合物との組み合わせを含有する放射線表示器が、極めて適切であることを確め
た。二種の極めて適切なシアノビフェニル化合物を化学式中の式５（Ｃｒ ２１
Ｓ３３Ｎ４０Ｉ）及び式６（Ｃｒ １４Ｎ２８Ｉ）に示す。カッコ内に示す省略
は、結晶性（Ｃｒ）相、コレステリック（Ｓ）相、ネマチック（Ｎ）相及び等方
性（Ｉ）相のような種々の液晶相の転移温度を表示する。
本発明の放射線表示器の他の好適例は、トランス異性体を放射線過敏性化合物
として用い、これを放射線の影響により対応するシス異性体に転化することを特
徴とする。トランス異性体からシス異性体へのこのような転化は、液晶性物質の
分子秩序を強く阻害することを見い出した。ほぼロッド形状構造のトランス異性
体は、ほぼバナナ形状構造の対応するシス異性体よりは、液晶秩序とより良く調
和する。これらのシス／トランス異性体の場合には、表示器の変化がおこる時間
を、放射線の影響により分解する上記化合物の場合よりも、より正確にチェック
することができる。
本発明の表示器に極めて有効に用いることができる放射線過敏性トランス異性
体の種類は、化学式中の式７で表わされる化学構造を有する。かかる式中、Ａ及
び／又はＢは
ＣnＨ2n+1-，ＣnＨ2n+1Ｏ−，ＣnＨ2n+1-Ｐh-（Ｐhはフェニル），ＣnＨ2n+1Ｏ
−Ｐh-，ＣnＨ2n+1-Ｈx-（Ｈxはシクロヘキシル），ＣnＨ2n+1Ｏ−Ｈx-，ＣnＨ2 n+1
-Ｐh-Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｐh-，ＣnＨ2n+1−Ｐh-Ｃ（Ｏ）Ｏ−， ＣnＨ2n+1Ｏ−Ｐ
h-Ｃ（Ｏ）Ｏ−，ＣnＨ2n+1Ｏ−Ｐh-Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｐh-又はＣnＨ2n+1ＣＨ(ＣＨ3
)−(ＣＨ2)mＯ−，
（式中ｎ＝１〜１２，ｍ＝０〜６を示す）で表わされる置換基を示す。ＡはＢと
同じであってもよい。Ａ及び／又はＢは互いに塩素基又はシアノ基であってもよ
い。Ｘ及びＹはＣ（Ｈ）、Ｃ(ＣＨ3)、Ｃ（Ｃｌ）、Ｃ（ＣＮ）又はＮ基を示す
。ＸはＹと同じであってもよい。
未飽和Ｘ−Ｙ結合により連結された、この種の化合物の芳香環は、トランス化
合物の入射吸収帯での放射線の影響によりトランス化合物からシス化合物への異
性化の変化がおこる。従ってかかる吸収帯は放射線量が測定されるスペクトル部
分とすべきである。
本発明の表示器の他の好適例においては、液晶性物質並びに放射線過敏性化合
物を、等方性高分子マトリックス中に分散させることを特徴とする。かかる配合
の物質を通常ＰＤＬＣ−物質（ポリマー分散液晶）と称す。液晶性物質はマトリ
ックスとの混合性があまり良くないため、放射線過敏性化合物を含む液晶性物質
を光学的活性層中に、小さな液滴の形態で存在させ、該液滴は等方性高分子マト
リックスにより取り囲まれる。主に液晶性物質から成り、光学的活性層の代わり
にＰＤＬＣ層を使用することは、いくつかの重大な利点を有する。例えば本発明
の表示器中のＰＤＬＣ物質は、必要な液晶性物質が少ないため安価である。更に
本例においては、光学的活性層を、自立（自己支持）層として製造することがで
きる。
マトリックス物質として適切に使用することができる等方性ポリマーは、等方
性状態における液晶性物質の屈折率とほぼ同じ屈折率を有する。溶液又は溶融体
から製造することができる、ポリスチレン及びポリカーボネートのような芳香族
ポリマーは、極めて適切であることを確かめた。しかし、最も好適なマトリック
スポリマーは、エポキシのような熱硬化性配合物又は多官能価（メタ）アクリレ
ートのような光硬化性配合物である。良好なモノマーを選択することにより、マ
トリックスの屈折率を、等方性液晶性物質の屈折率と同じにすることができる。
多官能価モノマーを使用することによる更なる利点は、前記ポリマーを用いて製
造した光学的活性層が良好な機械的安定性を有することである。光学的活性層中
の等方性ポリマーの量と液晶性物質の量との間の比（重量％で測定）は、好まし
くは０．５〜２の範囲である。最適な比は約１である。
本発明の多の好適例においては、液晶性物質の分子が、共有結合を介して高分
子構造の一部分を形成することを特徴とする。放射線過敏性化合物と組み合わせ
ることで、いわゆる“液晶性ポリマー”は光学的活性層を形成することができる
。しかし、該ポリマー及び該化合物は、等方性高分子マトリックス中に分散され
ることが好ましい。このような組み合わせは通常ＰＤＬＣＰ（ポリマー分散液晶
ポリマー）と称される。液晶性基が共有結合を介してポリマーと結合しているの
で、これらの基は、例えば蒸発又は滲出により、光学的活性層から容易に抜け出
すことができない。この問題は例えば表示器をランプの透明なエンベロープに設
けた場合のような、表示器を高温で使用した場合に、特に発生する。
本例の表示器がＰＤＬＣＰ物質の光学的活性層を備える場合には、高分子構造
の該物質はいくつかの必要条件に合致しなければならない。それは等方性高分子
マトリックス材料と不混和性であるか又は混和性が低くなければならないことで
ある。更に、等方性相の高分子構造の物質の屈折率は、等方性高分子マトリック
スの屈折率とほぼ同じとすべきである。しかし、光学的活性層が液晶性物質及び
放射線過敏性化合物のみ、又はほとんどこれらのみを含む場合でも、本例の本発
明測定の効果は達成できることは深く注意すべきことである。
本発明の放射線量表示器の他の好適例においては、放射線過敏性化合物が共有
結合を介して高分子構造の一部分を形成することを特徴とする。これにより、放
射線過敏性化合物が光学的活性層から滲出することを排除する。このことは、本
発明の表示器の正確度及び信頼度を更に向上させることとなる。
好ましくは、シロキサンを高分子構造用の物質として用いる。他の多くのポリ
マーの中でシロキサンが有する重要な利点は、シロキサンが良好な熱安定性及び
機械的安定性を示し、従って老化が比較的遅いことである。適用できる場合は、
液晶性基、及び放射線過敏性化合物を側基として高分子構造に結合することが好
ましい。これは、これらの基の易動度を増加させ、従って表示器の変化の感度を
増大させることとなる。線状シロキサンを用いる場合には、高分子構造には５〜
１００モノマー単位を含有することが好ましい。かかる範囲においては、高分子
構造の特性は最適となる。しかし、環状シロキサンを用いる場合には、高分子構
造は３〜７モノマー単位を好ましくは含有すべきであり、これにより最適特性が
得られる。
本発明の表示器のユーサーフレンドリーな例、従って極めて有効な例において
は、光学的活性層を着色基板上に設け、更に光学的活性層は基板の色と対照をな
す染料を含むことを特徴とする。本例により、白色／透明の組合せの代わりに、
任意の所望の色の組み合わせを用いることが可能となる。表示器における変化が
おこる前は光学的活性層の色が支配し、一方表示器における前記変化がおこった
後では基板の色が支配する。基板は、色を均一とする必要はない。選択的に、着
色テキスト又は着色特性を備えた透明な基板を用いることも可能である。かかる
テキスト又は特性は、表示器が、予定された量の放射線を受けた後には視覚的に
認識できるようになる。
本発明は更にランプに関する。かかるランプは、上記したような放射線量表示
器を備えることを特徴とする。前記ランプは放電ランプであることが可能で、該
ランプにおいてはランプが作動している間放電管中の電極の間に放電アークが発
生するものである。かかるランプの例としては、高圧Ｎａ，Ｈｇ又は金属ハロゲ
ン化物ランプのような高圧放電ランプ、又は螢光ランプ若しくは低圧Ｎａランプ
のような低圧放電ランプがある。この場合には、表示器を前記放電管に備え付け
ることができる。しかし、選択的に、ランプは、減圧エンベロープ中に白熱体を
含む白熱電球（ランプ）とすることも可能である。エンベロープは排気されるか
、又は充填ガスを含有することができる。前記充填ガスは不活性又はハロゲンガ
スを基体とすることができる。ハロゲンランプは後者のタイプのランプの良好な
例である。この場合、表示器をランプエンベロープ上に設けることができる。
本発明は日焼け装置に関する。前記装置は、上記したような放射線量表示器を
備えることを特徴とする。前記表示器は、該装置を動作している間にはユーザー
の体により覆われない装置の一部に設ける。
本発明のこれら及び他の特質は以下に記載する例を参照して明確となる。
図中：
図１は本発明の放射線量表示器の多くの例の概略断面図、
図２は本発明の放射線量表示器の透過率を、固定した波長での時間の関数とし
てプロットした線図、
図３は本発明の放射線量表示器を備える２種のランプを示す図、
図４は本発明の放射線量表示器を備える日焼け装置を示す図である。
明確にするために、図の様々な部分の寸法は正確ではないことに注意すべきで
ある。
図１−Ａは本発明の放射線量表示器の一例の概略断面図である。かかる放射線
表示器は光学的活性層１を備え、該活性層は基板２上に設けられる。図示された
例において、光学的活性層に保護被覆３を設けて、光学的活性層に対する損傷を
防止する。しかし前記保護被覆３は本発明の表示器が適切に動作するのに必要と
されるものではない。
基板には、ガラス又は他の無機材料が使用できる。しかし選択的に、基板には
可撓性合成樹脂を使用することもできる。これは特に表示器を平坦でない基板上
に設けなければならない場合に望ましい。測定される放射線が基板を介して光学
的活性層に向かう場合には、基板はかかる放射線に対して透明でなければならな
い。基板の存在は本発明の表示器が適切に機能するのに必ずしも必要でないこと
に注意すべきである。光学的活性層が自立（自己支持）層として用いるのに十分
な強度を有する場合に、このことが当てはまる。この場合、製造した後に、光学
層を基板から取り出す。
光学的活性層は液晶秩序を有する物質を含有する。前記液晶性物質はネマチッ
ク、コレステリック又はスメクチック特性を示すことができる。かかる液晶秩序
により、層は不透明である。該層中に染料が存在しない場合には、白色がかった
（不透明）外観を有する。該層は更に、転化プロセス後に液晶秩序をこわす放射
線過敏性化合物を含む。これにより液晶性物質は等方性となり、従って透明にな
る。
図１−Ａの放射線量表示器を以下のようにして製造した。ポリエチレンテレフ
タレートの２枚の透明な合成樹脂箔を、スペーサーにより相互に短い距離で設置
した。次いで、薄い光学的活性層を毛管充填により箔の間に設けた。かかる層は
、化学式中の式１のトランを５０重量％と、化学式中の式５のシアノビフェニル
化合物を５０重量％含む混合物から構成された。第１の箔は基板として機能する
。第２の箔は被覆層として機能して、液晶性分子の蒸発を防止する。このように
して得られた表示器は、約２．１０4Ｊ／ｃｍ2の放射線量が蓄積した後に変化し
た。
図１−Ｂは本発明の表示器の第２の例を示す。かかる表示器は光学的活性層１
、ガラスの基板２及び接着合成樹脂箔から成る保護被覆３を備える。少量の染料
を光学的活性層中に添加する。微細格子構造４の赤色物質を光学的活性層と基板
との間に設ける。格子中のアパーチャは、基板を介して光学的活性層に放射線を
導く作用を呈する。異方性相中においては、染料の色彩が表示器において支配す
る。放射線過敏性転化がある程度おこった後には、当該色は消失し、格子の赤色
が支配することとなる。
図１−Ｂに示す表示器を次のようにして製造した。ガラス基板に、プリント技
術により所望の格子構造の５ミクロメーターの厚みの層を、５×２０ｍｍの表面
域にわたり設けた。格子の物質はビスフェノール−Ａ／アミン−エポキシ系から
成り、これは室温で硬化し、その中には５重量％の赤色顔料を分散させた。ガラ
スへの接着性は満足すべき良好なものであった。更に、格子は硬化処理中には流
れ出さなかった。
光学的活性層を該格子上に設けた。かかる層は５０重量％のビスフェノールＡ
エポキシ、主にＥＰＯ−Ｔｅｋ３０１−２（エポキシテクノロジー社製）と３５
重量％の液晶性混合物Ｅ７（メルック（Ｍｅｒｃｋ）社製）と１５重量％の構造
式８で示されるトランス−シアノスチルベンとの混合物から構成された。かかる
層を、格子を備える基板上に湿潤膜として広く延在させた。次いで、該光学的活
性層を、温度８０℃で３時間、又は室温で３日間の処置をして硬化させた。最後
に、薄い透明な被膜を該光学層上に設けて、前記光学層を接触から保護した。こ
のようにして製造した表示器は、５４００Ｊ／ｃｍ2のエネルギーを有する放射
線にさらされた後には白色から赤色に変化した。
本発明の表示器の第３の例を、次のようにして製造した。光学的活性層を、可
撓性ポリエステル基板上に溶融体から設けて広く延在させた。かかる光学的活性
層は化学式中の式９の構造を有するコポリマーから構成された。かかるコポリマ
ーは第２の実施例において記載した光学的活性層と同様の活性成分を含有する。
しかし、本例において記載された層は、より高い機械的安定性と、耐老化性を有
する。最適に機能する表示器を得るために、ｍ：ｎの比は約１：５でなければな
らない。ポリマーを調製するにあたり、重合度（ｍ＋ｎ）は５〜１００の範囲で
ある。選択的に、環状シロキサンを線状ポリマーの代わりに用いることもできる
。このような条件下では、液晶性物質の蒸発を低い割合とし並びに変換時間を十
分に迅速にすることを兼ね備えるために、重合度は３〜７でなければならない。
本発明の表示器の第４の例を、次のようにして製造した。例３に記載したコポ
リマーを等方性ビスフェノール−Ａエポキシに分散させた。使用した出発物質は
５０重量％のコポリマーと５０重量％の等方性ポリマーから構成された。２重量
％の量の青色染料Ｍ−８４３ＡＱ（三井東圧社製）をかかる混合物に添加した。
このようにして得られた“ポリマー分散液晶ポリマー”（ＰＤＬＣＰ）を赤色基
板上に塗布して広く延在させ、硬化させた。コポリマーの液晶秩序が原因で、表
示器は外観が青色であった。該表示器を波長が３６０ｎｍの放射線に長期にさら
した後には、液晶秩序は破壊され、前記表示器は、下方に位置する、対照をなす
赤色基板の色を呈した。
図２は、本発明の優れた表示器の第４の例の透過率（Ｔは％）を時間の関数で
表したものである。透過率は４５０ｎｍで測定した。最初の４５０時間において
は、透過率は低いレベル（約５％）で安定したままである。その後、透過率は約
８５％の最大値に急激に増加する。実際には、色は青色から赤色への変換が行わ
れる。
図３は、本発明の表示器を備える２種のランプを示す。図３−Ａはガス放電ラ
ンプである。図３−Ｂに示すランプは白熱電球（ランプ）である。図３−Ａのラ
ンプは管状エンベロープ１１を備え、該エンベロープはその端部に、電気的連結
接点１３を備える封止部１２が設けられている。放射線量表示器１４はエンベロ
ープに設けられる。かかる表示器の色及び／又は透明度は、かかるガス放電ラン
プがある一定の燃焼時間たった後に変化する。該表示器はＵＶ光を発光する放電
ランプに極めて有効に用いることができる。
図３−Ｂは、ガラスエンベロープ２１、フィラメント２２及び電気連結部２３
を備える白熱電球である。放射線量表示器２４はエンベロープ上に設けられる。
かかる表示器の色及び／又は透明度は、該電球がある一定の燃焼時間がたった後
に変化する。該表示器は、ＩＲ光を発光する白熱電球に極めて有効に用いること
ができる。
図４は放射線量表示器を備える日焼け装置の部分切り欠き図である。前記装置
はボックス型ハウジング３１を備え、該ハウジングはその主表面にカバープレー
ト３２を備える。かかるプレートは、３１５ｎｍを超える波長の紫外線に対して
透過性を有する。この放射線は、多数の平行な管状低圧水銀放電ランプ３３によ
り発生される。カバープレート３２には、交換できる放射線量表示器３４が設け
られている。日焼け装置を何時間も動作させた後には、該表示器の色及び／又は
透明度が変化する。このことは、ある一定量の放射線が発光されたことを示す。
かかる変化は、ユーザーが一周期又はそれ以上の周期の使用における間に、ある
一定量の放射線を受けたことを示すことができる。しかし、前記変化は、代わり
に、装置のランプを取り換えなければならないことを示す。
本発明は、製造するにあたり比較的安価であり、信頼度と正確度が高い放射線
量表示器を提供する。該表示器は、放射線過敏性化合物と組み合わせた液晶性物
質を含有する光学的活性層に基づく。放射線過敏性化合物の転化生成物は液晶性
物質の秩序を変化する。かかる変化は視覚的に観察することができる。本発明の
優れた表示器は、ＵＶランプ及びＩＲランプ、並びに日焼け装置に極めて有効に
用いることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Radiation dose indicators and lamps and such radiation dose
Tanning device with indicator
The invention relates to a radiation dose indicator comprising an optically active layer. The invention further relates to
The present invention relates to a lamp including a radiation dose indicator. The present invention further provides such a radiation dose indicator.
The present invention relates to a tanning device provided.
The radiation dose indicator can sum the radiation dose of a specific wavelength as a function of time.
Used for important application areas. Such a wavelength range corresponds to the ultraviolet (U
V) in the visible or infrared (IR) region. Such a measurement is IR- or
Is important in determining the overall useful life of a lamp, such as a UV-lamp. to this
Better way to indicate when lamps need to be replaced
. Radiation dosimeters are used for individual procedures or in applications where humans are exposed to radiation.
Can also be used to determine the amount of radiation received per series of procedures
You.
Radiation dose indicators of the type described in the first paragraph are known per se. For example
The abstract of Japanese Patent Application Publication JP63-160146 discloses a gas discharge lamp.
Is provided with a radiation dose indicator. The function of the indicator is
This is based on the fact that the colored display paper fades due to the influence. Display paper color is reference paper color
When the color has faded to the same extent as the above, the expected life of the lamp is almost finished.
Conventional displays have disadvantages. First of all, conventional indicators are not reliable and accurate
Is relatively low. Such disadvantages are mostly due to bleaching and / or fading effects.
This is what most radiation dose indicators have. The need for additional reference indicators
And
It is an object of the present invention to provide a radiation dose indicator that does not have the above disadvantages.
In addition, the present invention is particularly applicable to radiation dose display having both high reliability and high accuracy.
The purpose is to provide a vessel. Furthermore, the display of the present invention must be inexpensive
. The invention further provides a lamp and a tanning device provided with such a radiation dose indicator.
The purpose is to do.
These and other objects of the invention are directed to a radiation dose indicator of the type described in the first paragraph.
This is achieved by an optically active layer in which the optically active layer is a liquid crystalline material as well as an ordered liquid crystalline material.
Contains radiation-sensitive compounds that are altered by the effects of radiation in an altered manner
It is characterized by the following.
The present invention provides a release by combining a radiation sensitive compound and a liquid crystal substance.
The radiation dose indicator can be manufactured in a relatively simple and economically effective way.
Based on knowledge.
The operation of the display of the present invention is based on the ordered state and the disordered state of the liquid crystalline substance in the optically active layer.
Based on the transition between In the ordered or anisotropic state, the liquid crystalline material is opaque.
On the other hand, in the disordered or isotropic state, the material is optically transparent. Take
Metastasis can be triggered by the effects of radiation-sensitive compounds. Such compounds
Is converted under the influence of radiation. The conversion product of such a compound is the molecular order of the liquid crystal material.
It has a structure that changes the order. Such changes, on the other hand, change from an ordered state to disorder.
A transition from a disordered state to an ordered state. Former
In some cases, after receiving a certain amount of radiation, the opaque isotropic liquid crystalline material becomes transparent.
Converts to clear isotropic material. In the latter case, after receiving a certain amount of radiation
The transparent isotropic liquid crystalline material is converted into an opaque anisotropic material.
When the indicator changes, in particular, the sensitivity of the compound to the radiation to be measured, the optical
Concentration of the radiation-sensitive compound in the optically active layer, type of liquid crystalline substance in the optically active layer,
It depends on the thickness of the optically active layer, the operating temperature of the display of the invention and the intensity of the radiation to be measured.
Exist. In particular, said parameters are those which are suitable for the intended use by those skilled in the art.
Can be assembled in a simple manner.
As mentioned above, in principle, two types of transition of liquid crystalline substances are possible,
That is, from a disordered state to an ordered state and vice versa. In fact, nothing
It has been found that the transition to the ordered state is easy to realize. Therefore, the display of the present invention
In a preferred embodiment, the optically active layer breaks after the radiation sensitive compound has been converted.
It is characterized by exhibiting breaking liquid crystal order.
Good results are achieved with indicators where radiation-sensitive compounds degrade under the influence of radiation
Was made. Examples of such compounds have a conformation that does not inhibit the order of the liquid crystalline substance.
There are tolan compounds. Some suitable examples belonging to this species include the chemical formula
Equation 1 (Cr 28S37N44.9I), Equation 2 (Cr
22S28I), Equation 3 (Cr 58I) and Equation 4 (Cr 40N57I)
You. These compounds decompose under the influence of UV radiation. The resulting decomposition products are
Inhibits the liquid crystal order. Optically active layer is tolyl compound and liquid crystalline cyanobiphenyl
Confirmation that radiological indicators containing combinations with compounds are extremely suitable
Was. Two very suitable cyanobiphenyl compounds are represented by the formula 5 (Cr 21
S33N40I) and Formula 6 (Cr14N28I). Abbreviations shown in parentheses
Are crystalline (Cr) phase, cholesteric (S) phase, nematic (N) phase and isotropic
The transition temperatures of various liquid crystal phases such as the (I) phase are indicated.
Another preferred embodiment of the radiological indicator of the present invention is a radiosensitive compound
And converting it to the corresponding cis isomer under the influence of radiation.
Sign. Such a conversion from the trans isomer to the cis isomer is a
It has been found that the molecular order is strongly inhibited. Trans-isomer with almost rod-shaped structure
The body is better aligned with the liquid crystal order than the corresponding cis isomer, which is almost banana-shaped.
Sum up. In the case of these cis / trans isomers, the time at which the indicator changes
Is more accurately checked than with the above compound, which decomposes under the influence of radiation
can do.
Radiation-sensitive trans isomers which can be used very effectively in the display according to the invention.
The body type has a chemical structure represented by Formula 7 in the chemical formula. In this formula, A and
And / or B is
CnH2n + 1-, CnH2n + 1O-, CnH2n + 1-Ph- (Ph is phenyl), CnH2n + 1O
-Ph-, CnH2n + 1-Hx- (Hx is cyclohexyl), CnH2n + 1O-Hx-, CnHTwo n + 1
-Ph-C (O) O-Ph-, CnH2n + 1-Ph-C (O) O-, CnH2n + 1OP
h-C (O) O-, CnH2n + 1O-Ph-C (O) O-Ph- or CnH2n + 1CH (CHThree
)-(CHTwo)mO-,
(In the formula, n = 1 to 12, m = 0 to 6). A is B
It may be the same. A and / or B may be a chlorine group or a cyano group.
No. X and Y are C (H), C (CHThree), C (Cl), C (CN) or N group
. X may be the same as Y.
The aromatic rings of such compounds, linked by unsaturated XY bonds, are
The effect of radiation at the incident absorption band of the compound causes the conversion of trans to cis compounds.
A change in sex occurs. Therefore, such an absorption band is a part of the spectrum where the radiation dose is measured.
Should be a minute.
In another preferred embodiment of the display of the present invention, a liquid crystalline substance and a radiation sensitive compound are provided.
The material is dispersed in an isotropic polymer matrix. Such a formulation
Is usually referred to as PDLC-material (polymer dispersed liquid crystal). Liquid crystal material is matri
Liquid crystalline material containing radiation-sensitive compounds due to poor compatibility with
Is present in the form of small droplets in the optically active layer, and the droplets are isotropic polymer matrices.
Surrounded by Rix. Mainly composed of liquid crystalline material, instead of optically active layer
The use of a PDLC layer has several significant advantages. For example, the present invention
The PDLC substance in the display of (1) is inexpensive because the required liquid crystalline substance is small. Further
In this example, the optically active layer can be manufactured as a free-standing (self-supporting) layer.
Wear.
Isotropic polymers that can be suitably used as matrix materials are isotropic
It has a refractive index substantially the same as the refractive index of the liquid crystalline substance in the neutral state. Solution or melt
Aromatics such as polystyrene and polycarbonate that can be made from
The polymer proved to be very suitable. But the most suitable matrix
The polymer can be a thermosetting compound such as an epoxy or a polyfunctional (meth) acrylic polymer.
A photocurable formulation such as a sheet. By choosing good monomers,
The refractive index of the trix can be made the same as the refractive index of the isotropic liquid crystalline material.
A further advantage of using multifunctional monomers is that
The optically active layer produced has good mechanical stability. In optically active layer
The ratio between the amount of the isotropic polymer and the amount of the liquid crystalline material (measured in% by weight) is preferred.
In the range of 0.5 to 2. The optimal ratio is about 1.
In many preferred embodiments of the present invention, the molecules of the liquid crystalline substance are separated via covalent bonds.
Forming a part of the child structure. Combination with radiation-sensitive compounds
By doing so, the so-called "liquid crystalline polymer" can form an optically active layer
. However, the polymer and the compound are dispersed in an isotropic polymer matrix.
Preferably. Such a combination is usually called PDLCP (polymer dispersed liquid crystal).
Polymer). The liquid crystalline group is linked to the polymer via a covalent bond
These groups can easily escape from the optically active layer, for example, by evaporation or leaching.
I can't do it. This problem can be caused, for example, by placing the indicator on the transparent envelope of the lamp.
This occurs particularly when the indicator is used at a high temperature, such as in the case of shaking.
If the display of this example comprises an optically active layer of PDLCP material, the polymer structure
The material must meet several requirements. It is an isotropic polymer
Must be immiscible or miscible with the matrix material
is there. Further, the refractive index of a material having a polymer structure of an isotropic phase is determined by an isotropic polymer matrix.
Should be approximately the same as the refractive index of the However, the optically active layer has a liquid crystal material and
Even if only the radiation-sensitive compounds or almost all of them are contained,
It is important to note that the effects of light measurement can be achieved.
In another preferred embodiment of the radiation dose indicator of the present invention, the radiation sensitive compound is shared.
It is characterized in that a part of the polymer structure is formed through bonding. This allows
Eliminates radiation sensitive compounds leaching out of the optically active layer. This is a book
The accuracy and reliability of the display of the invention will be further improved.
Preferably, siloxane is used as the material for the polymer structure. Many other poly
An important advantage of siloxanes among polymers is that siloxanes have good thermal stability and
It shows mechanical stability and therefore relatively slow aging. If applicable,
It is preferable to bond to the polymer structure with a liquid crystal group and a radiation sensitive compound as side groups.
Good. This increases the mobility of these radicals and thus the sensitivity of the indicator changes
Will increase. When using linear siloxane, the polymer structure has
It preferably contains 100 monomer units. Within this range, the polymer
The characteristics of the structure are optimal. However, when a cyclic siloxane is used, the polymer structure
The structure should preferably contain from 3 to 7 monomer units, whereby optimal properties
can get.
In a user-friendly example of the indicator of the present invention, and thus a very useful example
Provides an optically active layer on a colored substrate, and the optically active layer contrasts with the color of the substrate.
It is characterized by containing soot dye. According to this example, instead of the white / transparent combination,
Any desired color combination can be used. Changes in the display
Prior to the occurrence, the color of the optically active layer dominated, while the change in the indicator occurred
Later, the color of the substrate will dominate. The substrate need not be uniform in color. Selectively wear
It is also possible to use transparent substrates with colored text or coloring properties. Take
The text or characteristic is displayed visually after the indicator has received the intended amount of radiation.
Be able to recognize.
The invention further relates to a lamp. Such lamps have a radiation dose display as described above.
It is characterized by having a vessel. The lamp can be a discharge lamp,
In lamps, a discharge arc is generated between the electrodes in the discharge tube while the lamp is operating.
It is the one that produces it. Examples of such lamps include high pressure Na, Hg or metal halide.
High pressure discharge lamps such as fluoride lamps, or fluorescent lamps or low pressure Na lamps
There are low pressure discharge lamps such as In this case, a display is provided on the discharge tube.
Can be However, optionally, the lamp may contain incandescent bodies in the decompression envelope.
Included incandescent lamps (lamps) are also possible. Is the envelope exhausted
Or a filling gas. The filling gas is inert or halogen gas.
The substrate can be a substrate. Halogen lamps are a good choice for the latter type of lamps.
It is an example. In this case, the indicator can be provided on the lamp envelope.
The present invention relates to a tanning device. The device comprises a radiation dose indicator as described above.
It is characterized by having. The indicator is used by the user while operating the device.
Provided on a part of the device that is not covered by the body.
These and other aspects of the invention will be apparent with reference to the examples described below.
In the figure:
FIG. 1 is a schematic sectional view of many examples of the radiation dose indicator of the present invention;
FIG. 2 shows the transmittance of the radiation dose indicator of the present invention as a function of time at a fixed wavelength.
Plotted,
FIG. 3 is a diagram showing two types of lamps provided with the radiation dose indicator of the present invention;
FIG. 4 is a view showing a tanning device provided with the radiation dose indicator of the present invention.
Note that for clarity, the dimensions of the various parts of the figures are not accurate.
is there.
FIG. 1-A is a schematic sectional view of an example of the radiation dose indicator of the present invention. Such radiation
The display comprises an optically active layer 1, which is provided on a substrate 2. Illustrated
In the example, a protective coating 3 is provided on the optically active layer to prevent damage to the optically active layer.
To prevent. However, the protective coating 3 is necessary for the indicator of the present invention to operate properly.
It is not something to be done.
Glass or other inorganic materials can be used for the substrate. But optionally, the substrate
Flexible synthetic resins can also be used. This is especially true if you place the display on an uneven substrate.
This is desirable when it is necessary to provide The radiation to be measured is optically transmitted through the substrate
When facing the active layer, the substrate must be transparent to such radiation.
No. The presence of a substrate is not necessary for the indicator of the present invention to function properly
It should be noted that Optically active layer is sufficient for use as a free-standing (self-supporting) layer
This is the case when having a high strength. In this case, after manufacturing, optical
The layer is removed from the substrate.
The optically active layer contains a substance having a liquid crystal order. The liquid crystal substance is a nematic
Cholesteric or smectic properties. Such liquid crystal order
By the way, the layer is opaque. When no dye was present in the layer, it was whitish
It has an (opaque) appearance. The layer further provides radiation that breaks the liquid crystal order after the conversion process.
Contains hypersensitivity compounds. This makes the liquid crystalline material isotropic and thus transparent.
You.
The radiation dose indicator of FIG. 1-A was manufactured as follows. Polyethylene terev
Two transparent synthetic resin foils of tarate are installed at a short distance from each other by a spacer
did. A thin optically active layer was then provided between the foils by capillary filling. Such a layer
50% by weight of the tran of the formula 1 in the chemical formula and the cyanobiphenyl of the formula 5 in the chemical formula
It consisted of a mixture containing 50% by weight of the compound. The first foil functions as a substrate
. The second foil functions as a coating layer and prevents evaporation of liquid crystal molecules. in this way
The obtained display is approximately 2.10FourJ / cmTwoChanges after the radiation dose accumulates
Was.
FIG. 1B shows a second example of the display device of the present invention. Such a display comprises an optically active layer 1
, A glass substrate 2 and a protective coating 3 made of an adhesive synthetic resin foil. Small amount of dye
Is added to the optically active layer. The red substance having the fine lattice structure 4 is used as an optically active layer and a substrate.
Between the two. Apertures in the grating direct radiation through the substrate to the optically active layer.
It has a guiding effect. In the anisotropic phase, the color of the dye dominate the display
You. After some degree of radiation-sensitive conversion, the color disappears and the red
Will dominate.
The display shown in FIG. 1-B was manufactured as follows. Printing technique on glass substrate
A 5 micrometer thick layer of the desired lattice structure is surgically applied to a 5 x 20 mm surface.
Provided over the area. The lattice material is from bisphenol-A / amine-epoxy system
This cured at room temperature with 5% by weight of red pigment dispersed therein. Gala
The adhesion to the metal was satisfactory and satisfactory. In addition, the grid may flow during the curing process.
Did not start.
An optically active layer was provided on the grating. Such a layer comprises 50% by weight of bisphenol A
Epoxy, mainly EPO-Tek 301-2 (manufactured by Epoxy Technology) and 35
% By weight of the liquid crystalline mixture E7 (from Merck) and 15% by weight of the structure
It consisted of a mixture with trans-cyanostilbene of formula 8. Take
The layer was extended as a wet film over the substrate with the grid. Then, the optical activity
The active layer was cured by treatment at a temperature of 80 ° C. for 3 hours or at room temperature for 3 days. last
Next, a thin transparent coating was provided on the optical layer to protect the optical layer from contact. This
5400 J / cmTwoRadiation with the energy of
The color changed from white to red after exposure to the line.
A third example of the display of the present invention was manufactured as follows. Optically active layer
It was provided from a melt on a flexible polyester substrate and extended widely. Such optical activity
The layer was composed of a copolymer having the structure of Formula 9 in the chemical formula. Such copolymer
-Contains the same active ingredients as the optically active layer described in the second embodiment.
However, the layers described in this example have higher mechanical stability and aging resistance.
I do. In order to obtain an optimally functioning display, the ratio of m: n should be about 1: 5.
No. In preparing the polymer, the degree of polymerization (m + n) is in the range of 5 to 100.
is there. Alternatively, cyclic siloxanes can be used instead of linear polymers
. Under such conditions, the evaporation of the liquid crystalline substance is kept at a low rate and the conversion time is sufficient.
The degree of polymerization must be between 3 and 7 in order to combine speed in minutes.
A fourth example of the display of the present invention was manufactured as follows. Copo described in Example 3
The limer was dispersed in isotropic bisphenol-A epoxy. The starting material used is
It consisted of 50% by weight of the copolymer and 50% by weight of the isotropic polymer. 2 weight
% Of the blue dye M-843AQ (Mitsui Toatsu) was added to the mixture.
The “polymer dispersed liquid crystal polymer” (PDLCP) obtained in this manner is
It was spread on a plate, spread widely, and cured. Due to the liquid crystal order of the copolymer,
The indicator was blue in appearance. The display is exposed to radiation with a wavelength of 360 nm for a long time.
After that, the liquid crystal order is destroyed and the indicator is contrasted with the underlying one.
It took on the color of a red substrate.
FIG. 2 shows the transmittance (T =%) of a fourth example of an excellent display of the present invention as a function of time.
It is a representation. Transmittance was measured at 450 nm. In the first 450 hours
, The transmittance remains stable at a low level (about 5%). After that, the transmittance is about
It increases sharply to a maximum of 85%. In fact, the color is converted from blue to red
It is.
FIG. 3 shows two lamps provided with the display of the present invention. Fig. 3-A shows a gas discharge lamp.
It is a pump. The lamp shown in FIG. 3-B is an incandescent lamp (lamp). Fig. 3-A
The pump comprises a tubular envelope 11, which at its end is electrically connected.
A sealing portion 12 having a contact 13 is provided. Radiation dose indicator 14
Provided to the group. The color and / or clarity of such an indicator is dependent on the gas discharge run.
Changes after a certain burn time. The display emits UV light.
It can be used very effectively for lamps.
FIG. 3B shows the glass envelope 21, the filament 22, and the electric connection portion 23.
It is an incandescent lamp provided with. The radiation dose indicator 24 is provided on the envelope.
The color and / or clarity of such an indicator is such that after a certain burning time of the bulb,
Changes to The indicator should be used very effectively for incandescent lamps that emit IR light.
Can be.
FIG. 4 is a partial cutaway view of a tanning device with a radiation dose indicator. The device
Has a box-shaped housing 31, which has a cover plate on its main surface.
３２32 is provided. Such a plate is suitable for ultraviolet light having a wavelength exceeding 315 nm.
It has permeability. This radiation is provided by a number of parallel tubular low-pressure mercury discharge lamps 33.
Is generated. A replaceable radiation dose indicator 34 is provided on the cover plate 32.
Have been. After operating the tanning device for hours, the color of the indicator and / or
Transparency changes. This indicates that a certain amount of radiation has been emitted.
Such a change may be during the user's use of one or more cycles.
It can indicate that a certain amount of radiation has been received. But the change is instead
Indicates that the lamps on the device must be replaced.
The present invention is relatively inexpensive to manufacture and has high reliability and accuracy.
Provide a quantity indicator. The indicator is a liquid crystalline material combined with a radiation sensitive compound.
Based on optically active layers containing quality. Conversion products of radiation-sensitive compounds are liquid crystalline
Changes the order of matter. Such changes can be visually observed. Of the present invention
Excellent indicators are extremely useful for UV and IR lamps and tanning equipment
Can be used.
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フロントページの続き
(72)発明者 ヘインデリックス イングリッド エミリ
ーヌ ヨアンナ リタ
オランダ国 5621 ベーアー アインドー
フェン フルーネヴァウツウェッハ １────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(72) Inventor Heindelix Ingrid Emily
ヌ ne Joanna Rita
Netherlands 5621 Behr Eindow
Fen Flenewowswech 1