PT96707A - Reducao da luz visivel em dispositivo de luz quimica nao visivel - Google Patents

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Description

\
Antecedentes da Invento A Patente Norte Americana 4»379„32£< divulga e reivindica um dispositivo de luz química do tipo que compreende tuna mistura quimiluminescente líquida num contentor transparente ou translúcido» Estes dispositivos sSo do tipo que á consti.tui.do por um compartimento fechado s flexível exterior que contém componentes de uma mistura quimiluminescente, em que cada um deltas se encontra separado por elementos frangíveis no interior do compartimento, tais como uma ampola de vidro ou de plástico. Por dobragem do compartimento, os elementos frangíveis fracturam--se e os componentes da mistura quimiluminsscente são deixados misturarem-se para produzirem uma luz que é emitida através das paredes do contentor»
NormaImante, a mistura quimiluminescente compreende um composto quimiluminescente, tal como um diéster de oxalato, que reage com um componente? de peróxido, normal mente peróxido de hidrogénio, e um elemento fluorescente que ê activadc através da reacção quimiluminsscente» Podem-se também incluir catalisadores ou activadcn-es, normalmente combinados com o peróxido, e todos os componentes estão normalmente presentes na forma líquida dissolvida num solvente. só podem ser
Um tipo de dispositivo de luz química que provou ser eficaz, especialmente para utilizações militares, á aquele que compreende um elemento fluorescente que emite na zona dos IV do espectro, i»e,.·, a um comprimento de onda igual ou superior a 70© nanómetros» Estes dispositivos são úteis como marcadores em locais onde se deseja que a detscção não seja notada, i»e, locais onde a infiltração deva ser mantida num valor mínimo» Estes marcadores, porque apenas emitem na zona dos IV, f
detectadas por meia da utilização tís aparelhos de detseção de irt f raverme 1 hos»
Um dos problemas com que a indústria se tem enfrentado cont..inuamente é a tendência que as dispositivos de luz infravermelha têm para produzir quantidades detectáveis de luz visível, o que diminui a eficácia dos dispositivos. A emissão de luz visível ê normalmente devida à presença de quantidades vestigiais Í de impurezas que podem ser constituídas por derivados do elemento fluorescente de IV ou por outros componentes utilizados na produção do elemento fluorescente de IV. Até à data, tem-se tentado eliminar a luz visível por purificação contínua do elemento fluorescenfce, por exempla através ds uma série de recristalizações, etc», para se removerem as impurezas, ou por utilização de elevadas concentrações do elemento fluorescente de IV no dispositivo de luz química, de modo que a luz visível seja autoabsorvida. Ambos os métodos anteriores de redução da luz
visível, para além de serem muito caros, não foram bem sucedidos na resolução do problema, na medida em que a utilização de altas concentrações de elemento fluorescente ou a purificação não resultaram totalmente na eliminação de toda a luz visível. Por outro lado, a elevadas concentrações, o elemento fluorescente de IV, mas não as impurezas emissoras de luz visível, tem tendência para precipitar da solução após um período determinado d© tempo, originando um problema de luz visível ainda mais grave.
Deste modo, mantém-se a necessidade de dispositivos de luz química que (í) emitam na gama dos XV; (Ξ) não apresentem emissão de nenhuma quantidade de luz visível e (3) possam ser produzidos a um preço que os torne em dispositivos viáveis comerciávelmente. A satisfação desta necessidade proporcionará um benefício público valioso num campo muito importante.
Resumo do Invento 0 presente invento refere-se a um dispositivo de luz química que consiste numa mistura quimiXuminascente que contém um elemento fluorescente dentro de um contentor e que tem associado ao mesmo um material capas de absorver a luz visível emitida pela mistura quimiluminescente ou capaz de deslocar por dispersão a luz visível para comprimentos de onda na zona dos IV»
Descrição do Invento Incluindo os Hodelos de Realização Preferidos 0 presente inventa refere-se a um dispositivo de luz química constituído por Cí> uma mistura quimiluminescente que contém um elemento fluorescente de IV activado pela reacção de um composto quimiluminescente com um componente de peróxido, todos eles contidos dentro de um contentor transparente ou translúcido, e (2) um material capaz de absorver ou deslocar o comprimento de onda da luz visível emitida pela mistura fluorescente associada ao mesmo»
Os novos dispositivos deste invento compreendem um contentor para a mistura quimiluminescente ande está contida um material que absorve a luz visível ou desloca o respectiva comprimento de anda para a zona das IV» 0 material pode ser ía> incorporado nas paredes do contentor, fb) incorporado numa manga polimérica disposta em vai ta da parte exterior do contentor, ou posicionada no interior do mesmo, íc> revestido sobre as paredes interiores ou. exteriores do contentor ou (d) disperso ou dissolvido nos conteúdos líquidos quimiluminescentes do contentor» Prefere-se que o material seja incorporado nas paredes do contentor. 0 material de absorção da luz visível ou de deslocamento do comprimento de onda não deve apenas absorver ou. deslocar o comprimento de onda da luz visível, mas deve também deixar passar a luz IV emitida pela mistura fluorescente de IV, de preferência com exclusSo total de qualquer absorção de iuz IV. Os materiais úteis de absorção ou de deslocamento do comprimento de onda da luz visível podem ser tintas, pigmentos, etc., as quais podem eles próprios ser ou não fluorescentes» Eles podem ser orgânicos ou inorgânicos. Prefere-se que os absorvedores de luz visível ou que os deslocadores do comprimento de onda da luz visível nSo sejam materiais fluorescentes emissores de luz visível, i*e», se eles forem fluorescentes nâ:o devem ser susceptíveis de serem excitados de modo a emitirem luz no espectro visível, quer luz emitida pelo material fluorescente, quer emitida de outra forma. íé ainda mais preferível que os absorvedores ríe luz visível ou que os deslocadores do seu comprimento de onda sejam capazes de emitir IV depois de terem sido estimulados pela luz visível.
Exemplos de absorvedores de luz visível e de deslocadores do respectivo comprimento de onda incluem nigrosinas, azos solúveis em óleo, diazos, antraquinonas, pirazoles, quinoftalonas, quirolinas, ftaloperinonas, pigmentos de cádmio, óxidos de ferro, aluminatos de cobalto, espinelas negras, cinzento de óxido de crómio, ferrocianeto de amónio férrico, azul ultramarino, ftalocianina, amarelo de azo de níquel, violeta de carbazoiE·, negro de fumo, pigmentos nacarados, pigmentos de aparas metálicas, pigmentos fluorescentes è. luz do dia, concentradas de cores, etc,, e suas misturas,
Ds materiais sólidos absorvedores da luz visível ou deslocadores do seu comprimento de onda devem de preferência ter uma dimensão de partícula maior do que cerca de 2 mícrones de diâmetro. 6 -
Exemplos de materiais que não absorvam apenas a luz visíveis mas que emitam aa mesmo tempo luz IV após estimulação,, são sulfureto de zinco, seleneto de zinca e zinco, germanato vítreo, germãnio impuro, silício do tipo n, silício revestido com S,0o, silício adulterado ccm arsénio, etc., ver "Applied Optics", Vol. 5, N2 12, páginas 1899-1901, Dezembro de 1966, aqui incorporado por referência. i
A quantidade de material absorvedor de luz visível ou de material deslocador do comprimento de onda da luz visível empregue varia entre cerca de 0,5 e cerca de 1@%, em peso, com base no peso do polímero ou da solução onde o referida material é disperso ou é dissolvido, ou sobre o qual será revestido, de preferência entre cerca de Ι,Θ e cerca de 7,5%, em peso, relativamente è mesma base. 0 material pode ser incorporado nas paredes do contentor, as quais são de preferência feitas de um material plástico translúcido ou transparente, e mais preferivelmente de uma poliolefina tal como polietileno, polipropilena, etc., por técnicas conhecidas, tais como por mistura a seco do material com o plástico -em pó ou na forma granular, etc., seguida por moagem, misturação de Banhury, mo 1 dação, fundição, extrusão, ate., para se obter um contentor flexível tal como um capa, uma manga, um tubo, uma bolha, etc. A espessura das paredes do contentor regula a concentração do material de absorção ou de deslocação do comprimento de onda da luz visível incorporado nas mesmas, ou seja, quanto mais grossas forem as paredes, menor será a concentração do material necessário, i.e,, deve?—se—á manter uma densidade óptica desejada na zona espectral visível. Quando o material de absorção ou de deslocamento do comprimento de onda da luz visível é colocado num dispositivo com a configuração de uma manga, ele pode ser adaptado sobre ou dentro do compartimento que contêm o material fluorescente de IV que compreende a mistura quimilurninescente, desde- que a manga cubra toda a superfície do 7 contentor. Se d dispositivo apresentar a forma de uma capa9 esta pode ser aplic»ada contra a parede exterior do contentar, numa ou em ma is camadas».
Dado que a luz visível nos dispositivos de IV varia inversamente em relação à concentração de material fluorescente de IVj, a concentração do material absorvedor ou deslocador do comprimento de onda da luz visível utilizado deve ser ajustada em consonância, i.e», quando a concentração do material fluorescente diminuir, a quantidade da luz emitida deve diminuir» tara níveis de material fluorescente de IV superioras a cerca de 0,3% no componente oxalato, são necessárias concentrações muito baixas de material absorvedor ou deslocador da comprimento de onda da luz visível, por exemplo cerca de ©,5% numa parede de 50 milésimas de espessura. Para níveis baixos de material absorvedor de IV {0,5---2,0%), são necessários cerca de 2% de material absorvedor ou deslocador do comprimento de onda da luz visível, numa parede de 50 milésimos de espessura»
Os dispositivos de luz quimiluminescente são bem conhecidos na técnica, ver por exemplo a Patente Norte Americana 3.539.794; 3.729.425, 3.893.938 e 4.814.949, todas incorporadas aqui por referência. Normalmente, estes dispositivos funcionam todas da mesma forma, na medida em que são constituídos por compartimentos que contêm ampolas de vidro que separam, por exemplo, misturas de componentes quimiluminescentes entre elas, antes da actxvação do dispositivo. Como referido anteriormente, uma mistura compreende normalmente uma solução solvente do oxalato e do material fluorescente e a outra mistura, compreende normalmente uma solução solvente do peróxido e do catalisador. Os solventes adequados são o ftalato de dibutilo ou o benzasto de butilo, isolados ou em mistura com álcool t-butílico. Qualquer material fluorescente de IV pode ser utilizado com os indicados δ na Patente Norte Americana NQ 3.630.941, incorporadas aqui por referência.
Estes materiais fluorescentes t®m a fórmula
1 em que R e R , individualmente, são grupos alquilo de 1-18 átomos de carbono, inclusive.
Além disso, podem-se utilizar materiais fluorescentes de IV tais como a dietiloxatricarbocianina.
Os materiais químicos quimilumlnescentes divulgados naspa tentes atrás referidas são úteis aqui.
Os seguintes exemplos são apresentados apenas a título ilustrativo e não devem entendidos como limitações ao presente invento, com excepçSo para o referido nas reivindicações anexas. Todas as partes e percentagens são em peso, a menos que indicado em contrário.
Nos seguintes exemplos, todos os ensaios sSo realizados com dispositivos de IV que são tubos de cerca de 152 mm (6 polegadas) de comprimento. Nos casos em que o tubo contém uma determinada quantidade de material absorvedor ou deslocador do
X comprimento de onda da luz visível incorporado na sua parede, aquele ê adicionado às peletes de plástico ipolietileno), é revolvido desordenadamente para ser misturado e é extrudido para os moldes» 0 termo "corrente", quando aqui utilizado, significa o componente das misturas quimiluminescentes do dispositivo de luz química comerciaIsente disponível» 0 material fluorescente de IV é em cada caso a 16,17-dideciloxiviolantrona (DDV).
Ememalo 1
Um componente de oxalaio corrente de um dispositivo corrente de luz química emissor de IV contendo 0,377% de DDV é diluído numa solução de oxalato livre de material fluorescente, de maneira a se obterem soluções de amostra de 50%, 40%, 30% a de 20% com a concentração corrente» fts soluções de oxalato resultantes são colocadas ía) num tubo de polietileno de 152,4 mm (L·-" > transparente com uma extremidade fechada e íb> colocam-se em dimensões iguais do mesma tubo o pigmento azul fluorescsnte Radiant K 6ΘΘ 39 que é disperso no plástico» oxalato não diluída C10Θ%) ê é activada com uma solução de então medida um (1) minuto após
Além disso, a solução de também tratada» Cada dispositivo peróxido padrão e a luz visível à a activação» Os resultados são apresentados no Quadro X, seguinte» A luz visível proveniente do tubo transparente ê vermelha e a luz visível proveniente do tubo pintado a azul é branca-azula-d a»
Quadro I
Lu.7. Visível
Concentração de DDV ΐ% de Padrão) (Luminãncia-Pá Lambert x 1€> __{Duas Amostras Cada)_
Tuba Transa
Tuba Asul 100 €J ,i ©4 5Φ 0, ÍÒ 0,00 ©, 15 0,00 0,20 0,00 0,21 0,00 3Θ 0,24 0,01 ©,27 0,00 20 0,45 0,03 0,50 0,02 é evidente que a presença da tinta asul na parede da tuba de paiietilena evita eficas e eficientemente a saída de lus visível emitida a partir da dispositivo» Mote-se também que pela presença da tinta a.sul se obtém uma redução da. concentração de elemento fluorescente de IV para 40% relativamente ao material corrente, o que constitui uma vantagem dos presentes dispositivos» Em cada caso, a quantidade de lus IV é praticamente igual» o
Ei-i fgffig IQ
Um conjunto de invólucros de polietileno é preparado a partir de um polímero composto» Adiciona-se corante à resina de polímero e esta é misturada e extrudida em peletes, As peletes são extrudidas novamente e depois são moldadas dentro dos invólucros. Estes apresentam uma cor muito uniforme» Emprega-se a mesma tinta do Exemplo 1« Adiciona-se aos invólucros», depois de se ter fechado uma das suas extremidades, uma solução de cxalato que contém ô,128% de DDV e esta é activada com uma solução corrente de peróxido» A luz visível é medida um minuto depois da activação e cinco minutos depois da activação, por utilização de um Medidor de Manchas de Espectros - Modelo UB 1/4 equipado com um filtro fototrópico» Os resultadas são apresentadas no Quadro II, seguinte»
Quadro II
Lu.:··: Visível —o (Luminância—Pé Lambert x 1& -> _(Duas Amostras Cada)__
Tubo TransB= Tuba Azul
Activação mais i minuto 9,21 e,01 Activação ma is 5 minutos 9,13 0,00
Todos as invólucros obedecem às especificações de irradiância. Apenas os invólucros azuis obedecem âs especificações da luz visível»
Exemplo 5 0 processo do Exemplo 1 ê seguido novamente, excepto que os dispositivos ensaiados são produzidos de acordo com a Patente Norte Americana MS» 4»814=949» Os dispositivos apresentam uma forma arredondada. Um primeiro dispositivo é constituído a partir de uma película de polietileno com pigmentos azuis que contém uma mistura da três pigmentos a uma concentração de cerca de 15¾. Um segundo dispositivo é constituído a partir de uma película de polipropileno transparente. Após aciivação, o dispositivo produzido a partir da película de polipropileno transparente apresenta uma quantidade de luz visível excessiva, a qual torna-se muito visível para os olhos adaptados ao escuro. A luz visível é ensaiada a ®,®9 x 1® ^ Pés Lamberts. O dispositivo produzida a partir da película de polipropileno pigmentada a azul é ensaiada a menos de ®,®®1 x 1® Pés Lamberts.
Exemplos 4-13
Seguindo-se o processo do Exemplo i, substitui-se o pigmento azul por vários pigmentos e tintas. Os resultados são praticamente os mesmos que os obtidos no Exempla 1.
Verde de óxido de crómio Amarela azo de níquel Violeta de carbazole. <A> Oxicloreto de bismuto Sulfureto de zinco. ** Seleneta de zinca e zinca. 4. Azul daiglo 1®. 5. Azul ftalo. íA) 11. ó. Azul u.ltramarino. (A) 12. 7. Azul cobalto. 13. 8. Negro de fumo <2M*)» 14. «* 9. Ca/Hg sulfureto sólida 15.
Sol. - 13 - Ρ
% ‘ '
Partículas de 2 m.ícrans<B de diâmetro dispersas na componente de oxalata ds. mistura quimiluminescenfce. u i m i1uminss- (A) = dissolvido na componente axaiato da mistura cente. m
Emissão de IV DDV f1uorescente do dispositivo aumentada durante a utilização da de ϊV5 isoladamente,
»

Claims (1)

  1. REIVINDICAÇÕES li» ~ Dispositivo de luz química, caraeterizado por compreender i> uma mistura quimiluminescente que contêm um material que produz fluorescência IV, o qual é sctivado por reacçSo de um componente quimiluminescente com um componente peróxido, em que todos eles estio contidos dentro de um contentor transparente ou translúcido e 2) um material capaz de absorver au de alterar o comprimento de onda da lus visível emitida pela mistura produtora de fluorescência IV associada ao referido contentcr» 2íS, - Dispositivo de luz química de acordo com a reivindicação 1, caraeterizado por o material ahsorvetíor da luz visível, ou que é capaz de alterar o comprimento de onda da mesma, ser disperso no plástico que constitui as paredes do referido contentor que contém por sua vez a mistura quimilamines-cenie» 3§„ - Dispositivo de luz química de acorda cam a reivindicação 1, caracterizado por o material absorvedor da luz visível, ou que é capas de alterar o comprimento de onda da mesma, ser disperso nu.ma manga plástica que envolve a parte exterior do referido contentor que contém a mistura quimiluminescente» 4ã» - Dispositivo de luz química de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o material produtor de fluo— tescwncia IV ser uma ló,17-dialcóxi-violantrona» de acordo produtor de com a fluo— aà. - Dispositivo de luz química reivindicação 4, caracterizado por o material reseência IV ter a fórmulas 9
    IS
    na qual R e são, indivitíualmente, grupas alquila de '1-18 átomos de carbono, inclusivé» 6§« - reivindicação 5, 7â. - reivindicação 5, Dispositivo de luz química de acorda caracterxzada por R e R1 serem decila. Dispositivo de luz química de acordo caracterizado por R e R1 serem hexilo» 8ã. - Dispositivo de luz rei v i n d icação 1, carac ter i zado por o visível, ou que mesma, ser um coi è capaz de rante azul * alterar coífi a com a química de acordo com & material absorvedor de luz o compr imento de onda ÚB. 9a. Dispositivo de luz química de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por possuir a forma de um tubo, 1Θ§» - Dispositivo de luz química de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material absorvedor de luz visível, ou que é capaz de alterar o comprimento de onda da mesma, ser um material produtor de fluorescência não visível. iiã - “ Dispositivo de luz reivindicm,**0 1 , caracterizado por o visível, ou que è capaz de alterar mesma, emitir luz IV, química ds acordo material absorvedor de luz o comprimento de onda da com a 12§ rei v i nd i c aç ão visível, ou mesma, estar * Dispositivo de luz química de acordo com a 1, caracterizado por o material absorvedor de luz que é capaz de alterar o comprimento de onda da presente como uma dispersão na referida mistura quimiluminescen te =, 13i. - Dispositivo de luz química de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o material absorvedor de luz visível, ou que é capaz de alterar o comprimento de onda da mesma, estar presente na forma tíe partículas dispersas» a uz da um 14§» uispositivo tíe luz química de acordo cont reivindicação 12, caracterizado por o material absorvedor de 1 visível, du que à capaz de alterar o comprimento de onda mesma, estar presente na forma de um corante dissolvido ou de pigmento tí isso1vido. Lisboa, S de Fevereiro de 1991
    J. PEREIRA DA CRUZ Agente Oficial da Propriedade Industriei RUA VICTOR CORDON, 10-A 3« 1200 LISBOA
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