WO2011099375A1 - 化学発光用酸化液およびそれを含んでなる化学発光システム - Google Patents

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solvent
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fluorescent
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正隆 小林
裕之 佐野
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株式会社ルミカ
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • C09K11/07Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials having chemically interreactive components, e.g. reactive chemiluminescent compositions

Definitions

  • the present invention relates to a chemiluminescent oxidizing solution and a chemiluminescent system comprising the chemiluminescent oxidizing solution. More particularly, the present invention relates to a chemiluminescent oxidizing solution using a specific solvent, and a chemiluminescent system comprising the chemiluminescent oxidizing solution and the chemiluminescent fluorescent solution.
  • a solvent is used in the fluorescent solution or the oxidizing solution so that the concentration of the contents is adjusted and the reactive species in both solutions are uniformly mixed and reacted.
  • aromatic solvents such as phthalic acid esters and benzoic acid esters are used as the solvent.
  • Patent Document 2 discloses that citric acid esters are used as a solvent for a fluorescent liquid and an oxidation liquid using such a nonaromatic solvent.
  • JP 2002-138278 A JP, 2006-104266, A
  • an object of the present invention to provide an oxidation solution for chemiluminescence which does not contain a phthalic acid compound and which has improved fire safety more than before without lowering the light emission performance. .
  • the inventors of the present invention conducted intensive studies on a solvent suitable as an oxidation liquid from the viewpoint of both light emission performance such as light emission luminance and fire protection performance, and as a result, an oxidation liquid satisfying these requirements by mixing two or more specific solvents. It has been found that the present invention is obtained.
  • the present invention relates to the following inventions (1) to (5).
  • An oxidizing solution for a chemiluminesce containing hydrogen peroxide and a solvent, which produces a chemiluminescence phenomenon when mixed with a fluorescent solution containing oxalate ester and a fluorescent substance, wherein the flash point of the oxidizing solution is The oxidizing solution for a chemiluminescent substance, wherein the temperature is 60 ° C. or higher, and the solvent contained in the oxidizing solution is a mixture of at least two or more species other than phthalic acid compounds.
  • the solvent for the oxidation solution is triethyl citrate, tributyl acetyl citrate, benzyl benzoate, 3-methoxy-3-methylbutanol, hexylene glycol, propylene glycol, butyrolactone, polyethylene glycol, triethylene glycol, triacetin,
  • the solvent for the oxidation solution is at least one selected from triethyl citrate, tributyl acetyl citrate and benzyl benzoate, 3-methoxy-3-methylbutanol, hexylene glycol, propylene glycol, butyrolactone,
  • the chemiluminescent substance according to the above (1) or (2) which is a mixture of at least one selected from polyethylene glycol, triethylene glycol, triacetin, diethylene glycol diethyl ether, sebacic acid, diethylene glycol dimethyl ether and dipropylene glycol dimethyl ether Oxidation solution.
  • a chemiluminescent system comprising the oxidizing solution for a chemiluminescent substance according to any one of (1) to (4), and a fluorescent solution containing an oxalate ester and a fluorescent substance.
  • the oxidative solution for chemiluminescent body of the present invention has a higher flash point than conventional oxidizing solutions, and a chemiluminescent system with excellent safety while maintaining chemiluminescent performance. I will provide a.
  • the present invention is an oxidizing solution for a chemiluminescent substance containing hydrogen peroxide and a solvent, which causes a chemiluminescence phenomenon when mixed with a fluorescent solution containing an oxalate ester and a fluorescent substance.
  • the present invention relates to an oxidizing solution for a chemiluminescent substance, which has a flash point of 60 ° C. or higher.
  • the oxidizing solution for a chemiluminescer according to the present invention is a fluorescent solution for a chemiluminescent body (hereinafter simply referred to as “an oxalic acid ester and a fluorescent substance (luminescent agent).
  • an oxalic acid ester and a fluorescent substance (luminescent agent).
  • the oxidizing solution contains hydrogen peroxide, which is an oxidizing agent, as an essential component, adjusts the concentration of the hydrogen peroxide, improves the compatibility (mixability) with the light emitting agent in the fluorescent solution described later, and further improves the luminous efficiency.
  • a solvent for improving the solubility of salicylate and the like added to improve the
  • One of the features of the present invention is to use, as the oxidation solution, one having a flash point of 60 ° C. or higher, preferably 70 ° C., particularly preferably 100 ° C. or higher.
  • the flash point means a value measured by the rapid equilibrium sealing method defined in JIS K 2265-2. If the flash point of the oxidation solution is less than 60 ° C, it violates the cargo regulations in the Aviation Act, and it becomes the handling of dangerous goods in international mail, but the oxidation solution of the present invention has a flash point of 60 ° C or more Therefore, there is an advantage that it does not infringe the cargo regulations in the above-mentioned aviation law. Furthermore, when the flash point in the oxidation liquid of the present invention reaches 70 ° C.
  • the hazardous substance designated by the Fire Service Law is designated 70-200 ° C., and the safety rank is further raised. Furthermore, when the flash point in the oxidizing solution of the present invention is 100 ° C. or more, the safety of the fire protection surface is significantly enhanced.
  • this oxidizing solution is not a phthalic acid type compound.
  • Phthalic acid compounds have been discussed as potential environmental hormone substances as described above, and they are excluded from the viewpoint of constructing a safer oxidation solution, and hence a system for light emission.
  • solvent contained in the oxidation solution in the present invention include triethyl citrate (flash point: 151 ° C.), tributyl acetyl citrate (flash point: 204 ° C.), benzyl benzoate (flash point: 148 ° C.), 3-Methoxy-3-methylbutanol (flash point: 67 ° C), hexylene glycol (flash point: 96 ° C), propylene glycol (flash point: 99 ° C), butyrolactone (flash point: 98 ° C), polyethylene glycol (flash point Points: 171-235 ° C., triethylene glycol (flash point: 177 ° C.), triacetin (flash point: 148 ° C.), diethylene glycol diethyl ether (flash point: 71 ° C.), diethylene glycol monomethyl ether (flash point: 93 ° C.), Diethylene glycol monoethyl ether (flash point
  • the flash point of the mixed solvent (oxidant) is preferably 60 ° C. or more, more preferably 70 ° C. or more, and particularly preferably 100 ° C. or more.
  • the oxidizing solution comprises at least one solvent (solvent A) selected from triethyl citrate, tributyl acetyl citrate and benzyl benzoate, 3-methoxy-3-methylbutanol, hexylene glycol, propylene glycol, It is preferably a mixture with at least one solvent (solvent B) selected from butyrolactone, polyethylene glycol, triethylene glycol, triacetin, diethylene glycol diethyl ether, sebacic acid, diethylene glycol dimethyl ether and dipropylene glycol dimethyl ether.
  • solvent A selected from triethyl citrate, tributyl acetyl citrate and benzyl benzoate, 3-methoxy-3-methylbutanol, hexylene glycol, propylene glycol
  • solvent B solvent selected from butyrolactone, polyethylene glycol, triethylene glycol, triacetin, diethylene glycol diethyl ether, sebacic acid, diethylene
  • the solvent A triethyl citrate and benzyl benzoate are particularly preferred.
  • the solvent B triacetin, 3-methoxy-3-methylbutanol and hexylene glycol are particularly preferably used.
  • the mixing ratio of the solvent is appropriately determined depending on the use of the final product, the required safety and the like.
  • the ratio (volume%) of solvent A to solvent B is generally 1 to 99:99 to 1, preferably 10 to 90:90 to 10, More preferably, it is 20 to 80:80 to 20.
  • solvent A such as triethyl citrate and benzyl benzoate is a main solvent for the oxidation solution
  • solvent B such as 3-methoxy-3-methylbutanol and hexylene glycol is an auxiliary solvent. Both have a function, and together they form an oxidation solution with good light emission performance.
  • the quantitative ratio of hydrogen peroxide to solvent (total amount) in the oxidizing solution can be appropriately selected according to the purpose of use, but usually the concentration of hydrogen peroxide is 0.5 to 10% by weight, preferably 3 To 6% by weight.
  • a small amount of salicylic acid such as lithium salicylate, lithium t-butyl salicylate, sodium salicylate, tetraalkyl ammonium salicylate and the derivatives thereof as a catalyst component in a small amount (usually 0.001 to 0) is usually used as an oxidation solution for a chemiluminescent substance. 1% by weight) is desirable.
  • the fluorescent solution contains an oxalate ester, a fluorescent substance and a solvent, and causes a chemiluminescence phenomenon when mixed with an oxidizing solution containing hydrogen peroxide.
  • oxalic acid ester (oxalate) used in the present invention oxalic acid derivatives such as oxalic acid halide, oxalic acid ester, oxalic acid oxamide and the like can be used, and typical oxalate is, for example, bis (2,4,5 And -trichloro-6-carbobutoxyphenyl) oxalate, bis (2,4,5-trichloro-6-carbopentoxyphenyl) oxalate and the like.
  • the fluorescent substance is not particularly limited as long as it has a spectral emission at 300 to 1200 nm and is at least partially soluble in a solvent.
  • conjugated polycyclic aromatic rings having fused rings such as anthracene, substituted anthracene, benzoanthracene, phenanthrene, substituted phenanthrene, naphthacene, substituted naphthacene, pentacene, substituted pentacene, perylene, substituted perylene, biolanthrone, substituted biolanthrone, etc.
  • the compounds are exemplified.
  • the substituent of the above compound is not particularly limited as long as it does not prevent the light emission reaction, and examples thereof include a phenyl group, a lower alkyl group, a chloro group, a bromo group, a cyano group, an alkoxy group and a phenylnaphthyl group.
  • Specific fluorescent substances include 2-chloro-9,10-bis (4-methylethynyl) anthracene, 9,10-bis (phenylethynyl) anthracene, 1-methoxy-9,10-bis (phenylethynyl) anthracene Perylene, 1,5-Dichloro-9,10-bis (phenylethynyl) anthracene, 1,8-Dichloro-9,10-bis (phenylethynyl) anthracene, Monochloro and dichloro-substituted 9,10-bis (phenylethynyl) Anthracene, 5,12-bis (phenylethynyl) tetracene, 9,10-diphenylanthracene, 16,17-dihexyloxybiolanthrone, 2-methyl-9,10-bis- (phenylethynyl) anthracene, 9,10- Bis- (4-methoxyphenyl)
  • Lumogen red (LUMOGEN RED, perylene dicarboximide fluorescent agent emitting red, BASF company trade name), lumogen yellow (LUMOGEN YELLOW, perylene dicarboimide fluorescence emitting yellow)
  • BASF trade name
  • Lumogen Orange (LUMOGEN ORANGE, an orange-emitting perylene dicarboximide fluorescent agent, BASF, trade name) is preferably used.
  • tributyl acetyl citrate ATBC
  • BeB benzyl benzoate
  • DDM dipropylene glycol dimethyl ether
  • it is not particularly limited as long as the flash point of the fluorescent liquid is equal to or higher than the flash point (60 ° C.) required for the oxidizing liquid.
  • phthalic acid esters such as dimethyl phthalate and dibutyl phthalate are not used not only as the solvent for the oxidizing solution but also as the solvent for the fluorescent solution.
  • the composition ratio of each component in the fluorescent liquid can be arbitrarily selected according to the purpose to be used.
  • the quantitative ratio (molar ratio) of oxalate to fluorescent substance is an amount sufficient to generate chemiluminescence, but is preferably 20: 1 to 40: 1.
  • the amount ratio of the solvent to the oxalic acid ester can also be appropriately selected depending on the purpose of use, but the concentration of the oxalic acid ester is usually 0.01 to 0.5 mol / l, preferably 0.05 to 0.3.
  • the solvent is used in an amount of mol / liter.
  • additives such as surfactant
  • an oxidation liquid and a fluorescence liquid in the range which does not impair the essence of this invention as needed.
  • the oxidizing solution and the fluorescent solution can be used by being supported on a light emitting base material such as non-woven fabric, woven fabric, glass, plastic and the like.
  • the oxidation solution for a chemiluminescence body of the present invention causes a chemiluminescence phenomenon when it is mixed with a fluorescence solution for a chemiluminescence body containing an oxalate ester and a fluorescent substance. That is, the oxidizing solution of the present invention constitutes a chemiluminescent system in combination with the above-mentioned fluorescent solution.
  • a catalyst component or a fluorescent substance can be supported on the substrate to be illuminated, and a chemiluminescent system can be made to contact other solutions.
  • the oxidizing solution of the present invention and the chemiluminescence system using the same have excellent chemiluminescence performance and can provide a highly safe system.
  • the solvent used and the symbol of each solvent in the following Table 1 are as follows. Triethyl citrate (TEC), benzyl benzoate (BeB), 3-methoxy-3-methylbutanol (MMB), hexylene glycol (HG), tributyl acetyl citrate (ATBC), propylene glycol (PPG), butyrolactone (BL) ), Polyethylene glycol (PEG), triethylene glycol (TEG), triacetin (TA), diethylene glycol diethyl ether (EGDEE), sebacic acid (DES), dipropylene glycol dimethyl ether (DMM)
  • the oxidizing solution contains hydrogen peroxide (3 wt%) and sodium salicylate (2.0 mM).
  • the luminescence luminance was measured by the following method using a luminance meter (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd .: LS-100). In a dark room, a transparent container is installed at a distance that satisfies the measurement field of the luminance meter, 1 ml of a fluorescent solution and 1 ml of an oxidation solution are mixed with this, and vigorously stirred using a small stirring homogenizer. The value with the highest intensity at this time was taken as the light emission luminance immediately after the start of the reaction. Thereafter, the device and the sample were allowed to stand, and after 5 minutes, the light emission luminance was measured again.
  • Flash point measurement method (unit: ° C) The flash point was measured using a flash point tester (type 33000-0 JIS) (manufactured by Tanaka Scientific Instruments Mfg. Co., Ltd.) according to K 2265-2 (rapid equilibrium sealing method) by means of a setter closed type.
  • Example 1 Preparation of fluorescent solution used for examination of oxidation solution (comparison test of emission brightness) (emission color green) 20 parts by volume of benzyl benzoate (BeB) and 10 parts by volume of dipropylene glycol dimethyl ether (DMM) were added to 70 parts by volume of tributyl acetyl citrate (ATBC), and heated to 100 ° C. to give a nitrogen gas, which was further added While continuing, 2 mM equivalent of bis (2,4,5-trichloro-6-carbopentoxyphenyl) oxalate (CPPO) was added to dissolve all the amount.
  • CPPO tributyl acetyl citrate
  • Table 1 shows the composition of the oxidizing solution and its flash point. (3) Measurement of Luminescent Luminance The fluorescent liquid (1) and the oxidizing liquid (2) were stirred and mixed, and the luminous luminance after starting the reaction and after 5 minutes was measured according to the method of measuring the luminous luminance. The results are shown in Table 1 together.
  • Example 1 Comparative Example 1 In Example 1, an experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that only TEC was used as a solvent for the oxidizing solution, and the light emission luminance was measured. The results are shown in Table 1 together.
  • Example 2 In Example 1, the experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that TEC and ethanol (EtOH) were used as shown in Table 1 as the solvent constituting the oxidation solution, and the luminescence luminance was measured. The results are shown in Table 1 together.
  • the oxidation solution for a chemiluminant according to the present invention has a flash point higher than that of a conventional oxidation solution, and provides a chemiluminescent system excellent in safety while maintaining chemiluminescence performance.

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Abstract

 従来の酸化液に比べ高い引火点を有し、化学発光性能を維持したままで安全性に優れた化学発光体用酸化液および化学発光システムを提供する。 シュウ酸エステルおよび蛍光物質を含有する蛍光液と混合した際に化学発光現象を生じる、過酸化水素および溶媒を含有する化学発光体用酸化液であって、該酸化液の引火点が60℃以上であり、酸化液に含有される溶媒がフタル酸系化合物以外からなる少なくとも2種以上の混合物である化学発光体用酸化液および当該酸化液と蛍光液とを含んでなる化学発光システム。

Description

化学発光用酸化液およびそれを含んでなる化学発光システム
 本発明は、化学発光用酸化液および当該化学発光用酸化液を含んでなる化学発光システムに関する。より詳しくは、特定の溶媒を使用する化学発光用酸化液、およびその化学発光用酸化液と化学発光用蛍光液とを含んでなる化学発光システムに関するものである。
 既に化学発光を利用した製品が数多く上市されており、シュウ酸エステルおよび蛍光物質(色素)を含有する溶液(蛍光液)と、酸化剤(主として過酸化水素)および触媒成分(たとえばサリチル酸塩)を含有する溶液(酸化液)とを混合することにより、任意の時機に化学発光を起こさせ、目的に供することが一般に行われている。
 そして、蛍光液や酸化液には、内容物の濃度を調節し、両液中の反応種が均一に混合して反応するように、溶媒が使用されている。たとえば、特許文献1にて開示された蛍光液には、溶媒としては、フタル酸エステル類、安息香酸エステル類などの芳香族系溶媒が使用されている。
 しかしながら、近年、これらの芳香族系溶媒の安全性に問題があることが指摘されており、特にフタル酸系の溶媒は環境ホルモン物質としての疑いがあることから、欧州等で規制の動きが見られている。化学発光体は、子供が玩具として使用する機会が多いことから、安全性の高い非芳香族系溶媒を使用した化学発光体用蛍光液および化学発光体用酸化液が望まれている。特許文献2には、このような非芳香族系溶媒を使用した蛍光液、酸化液の溶媒として、クエン酸エステル類を使用することが開示されている。
 一方、近年、防火面からもより安全な溶媒が求められている。従来、蛍光液の溶媒の組成としては、アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)、安息香酸ベンジル(BeB)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)を混合した溶液が多用されており、これらの溶媒は引火点が高く、混合状態でも100℃以上の引火点を有するものである。
 しかし、従来、酸化液として使用されている溶液はフタル酸系、非フタル酸系のいずれも引火点の低いエタノールなどのアルコ-ルを含んでいるため20℃~40℃程度の低い引火点を示していた。このように化学発光組成物の酸化液の引火点が低いため、危険物としての取り扱いが厳しく、航空貨物としても制限を受ける等の課題があった。
特開2002-138278号公報 特開2006-104266号公報
 これらの状況を鑑みて、本発明は、発光性能を低下させることなく、従来よりも防火安全性を向上させた、フタル酸系化合物を含まない化学発光用酸化液を提供することを目的とする。
 本発明者らは、発光輝度等の発光性能と防火性能の両面から、酸化液として適切な溶媒について鋭意検討した結果、特定の溶媒を2種以上混合することにより、これらの要求を満たす酸化液が得られることを見出し、本発明に到達した。
 即ち、本発明は次の(1)から(5)の発明に係るものである。
(1)シュウ酸エステルおよび蛍光物質を含有する蛍光液と混合した際に化学発光現象を生じる、過酸化水素および溶媒を含有する化学発光体用酸化液であって、該酸化液の引火点が60℃以上であり、酸化液に含有される溶媒がフタル酸系化合物以外からなる少なくとも2種以上の混合物である化学発光体用酸化液。
(2)前記酸化液の引火点が70℃以上である前記(1)記載の化学発光体用酸化液。
(3)前記酸化液の溶媒が、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチル、安息香酸ベンジル、3-メトキシ-3-メチルブタノール、ヘキシレングリコール、プロピレングリコール、ブチロラクトン、ポリエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリアセチン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、セバシン酸、ジエチレングリコールジメチルエーテルおよびジプロピレングリコールジメチルエーテルから選ばれた少なくとも2種以上の混合物である前記(1)または(2)記載の化学発光体用酸化液。
(4)前記酸化液の溶媒が、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチルおよび安息香酸ベンジルから選ばれた少なくとも1種以上と、3-メトキシ-3-メチルブタノール、ヘキシレングリコール、プロピレングリコール、ブチロラクトン、ポリエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリアセチン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、セバシン酸、ジエチレングリコールジメチルエーテルおよびジプロピレングリコールジメチルエーテルから選ばれた少なくとも1種以上との混合物である前記(1)または(2)記載の化学発光体用酸化液。
(5)前記(1)から(4)のいずれかに記載の化学発光体用酸化液とシュウ酸エステルおよび蛍光物質を含有する蛍光液とを含んでなる化学発光システム。
 本発明の化学発光体用酸化液は、化学発光体用蛍光液同様、従来の酸化液に比べ高い引火点を有しており、化学発光性能を維持したままで安全性に優れた化学発光システムを提供する。
 以下、本発明を詳細に説明する。先ず、本発明は、シュウ酸エステルおよび蛍光物質を含有する蛍光液と混合した際に化学発光現象を生じる、過酸化水素および溶媒を含有する化学発光体用酸化液であって、該酸化液の引火点が60℃以上であることを特徴とする化学発光体用酸化液に係るものである。
 ここに、本発明の化学発光体用酸化液(以下単に「酸化液」ということがある。)は、シュウ酸エステルおよび蛍光物質(発光剤)を含有する化学発光体用蛍光液(以下単に「蛍光液」ということがある。)と混合した際に化学発光現象を生じさせる作用を有するものである。酸化液は、酸化剤である過酸化水素を必須成分とし、この過酸化水素の濃度を調整し、後述する蛍光液中の発光剤との相溶性(混合性)を向上させ、更には発光効率を向上させるために添加されるサリチル酸塩等の溶解度を向上させるための溶媒を含有する。
 本発明の特徴の一つは、この酸化液として、引火点が60℃以上、好ましくは70℃、特に好ましくは100℃以上のものを使用することにある。
 ここで、引火点とは、JISK 2265-2に規定される迅速平衡密閉法により測定した値をいう。
 酸化液の引火点が60℃未満である場合には、航空法における貨物規制に抵触し、国際郵便における危険物の扱いとなるが、本発明の酸化液は、引火点が60℃以上であるため、前記航空法における貨物規制に抵触しないという利点がある。
 更に、本発明の酸化液における引火点が70℃以上になると、消防法上の危険物 第3石油類指定70~200℃が適用されるため、安全性ランクが一段あがる。
 更に、本発明の酸化液における引火点が100℃以上になると、防火面の安全性が格段に高まる。
 更に、この酸化液に含まれる溶媒が、フタル酸系化合物ではないことが特徴である。フタル酸系化合物は、前述の如く環境ホルモン物質としての疑いが議論されており、より安全な酸化液、ひいては発光用システム構築上からこれを除外したものである。
 本発明における酸化液に含まれる溶媒の具体的例としては、クエン酸トリエチル(引火点:151℃)、アセチルクエン酸トリブチル(引火点:204℃)、安息香酸ベンジル(引火点:148℃)、3-メトキシ-3-メチルブタノール(引火点:67℃)、ヘキシレングリコール(引火点:96℃)、プロピレングリコール(引火点:99℃)、ブチロラクトン(引火点:98℃)、ポリエチレングリコール(引火点:171-235℃)、トリエチレングリコール(引火点:177℃)、トリアセチン(引火点:148℃)、ジエチレングリコールジエチルエーテル(引火点:71℃)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(引火点:93℃)、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(引火点:96℃)、トリエチレングリコールジメチルエーテル(引火点:113℃)、エチレングリコールイソプロピルエーテル(引火点:44℃)、ジエチレングリコールジブチルエーテル(引火点:118℃)、セバシン酸(引火点:220℃)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(引火点:58℃)またはジプロピレングリコールジメチルエーテル(引火点:60℃)である。
 これらは、酸化剤である過酸化水素や触媒であるサリチル酸塩等の易溶解性、また蛍光物質を含有する蛍光液との相溶性に優れている。
 これらの溶媒は、少なくとも2種以上を混合して使用され、混合した溶媒(酸化液)の引火点は、60℃以上となる。なお、防火性の観点からは、これらの溶媒単独での引火点が、60℃以上が好ましく、70℃以上がより好ましく、100℃以上が特に好ましい。
 上記溶媒の中でも、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチル、安息香酸ベンジル、3-メトキシ-3-メチルブタノール、ヘキシレングリコール、プロピレングリコール、ブチロラクトン、ポリエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリアセチン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、セバシン酸、ジエチレングリコールジメチルエーテルまたはジプロピレングリコールジメチルエーテルから選ばれた少なくとも2種以上の混合物であることが好ましい。
 特に、酸化液が、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチルおよび安息香酸ベンジルから選ばれた少なくとも1種以上の溶媒(溶媒A)と、3-メトキシ-3-メチルブタノール、ヘキシレングリコール、プロピレングリコール、ブチロラクトン、ポリエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリアセチン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、セバシン酸、ジエチレングリコールジメチルエーテルおよびジプロピレングリコールジメチルエーテルから選ばれた少なくとも1種以上の溶媒(溶媒B)との混合物であることが好ましい。
 溶媒Aとしては、特にクエン酸トリエチル、安息香酸ベンジルが好ましく、溶媒Bとしては、特に、トリアセチン、3-メトキシ-3-メチルブタノール、ヘキシレングリコールが好ましく使用される。
 上記溶媒の混合割合は、最終製品の用途や要求される安全性等により適宜決定される。溶媒が溶媒Aと溶媒Bの混合溶媒の場合には、溶媒Aと溶媒Bの比(容量%)が、一般には、1~99:99~1、好ましくは、10~90:90~10、より好ましくは、20~80:80~20である。
 単独での使用は、従来使用されるエタノールやブタノール等の低級アルコールに比べ、酸化剤である過酸化水素や触媒であるサリチル酸塩等との相溶性、また蛍光物質を含有する蛍光液との相溶性において、前記低級アルコールと同等あるいは同等以上の酸化液とすることが難しい。
 上記の溶媒の組み合わせにおいて、クエン酸トリエチル、安息香酸ベンジル等の溶媒Aは、酸化液の主溶媒であり、3-メトキシ-3-メチルブタノール、ヘキシレングリコール等の溶媒Bは、補助溶媒としての機能を有し、両者が相俟って発光性能の良い酸化液が構成される。
 酸化液中の過酸化水素と溶媒(合計量)との量比は、使用する目的により適宜選択することができるが、通常、過酸化水素の濃度が0.5から10重量%、好ましくは3から6重量%である。
 なお、化学発光体用酸化液には、通常触媒成分として、例えば、サリチル酸リチウム、t-ブチルサリチル酸リチウム、サリチル酸ナトリウム、サリチル酸テトラアルキルアンモニウム塩等のサリチル酸およびその誘導体を少量(通常0.001から0.1重量%)含有することが望ましい。
 次に本発明の化学発光体用蛍光液について説明する。蛍光液は、シュウ酸エステル、蛍光物質および溶媒を含有し、過酸化水素を含有する酸化液と混合した際に化学発光現象を生じるものである。
 本発明で使用するシュウ酸エステル(オキサレート)としては、シュウ酸ハライド、シュウ酸エステル、シュウ酸オキサミド等のシュウ酸誘導体が使用でき、代表的なオキサレートとしては、例えば、ビス(2,4,5-トリクロロ-6-カルボブトキシフェニル)オキサレート、ビス(2,4,5-トリクロロ-6-カルボペントキシフェニル)オキサレート等が挙げられる。
 蛍光物質としては、300~1200nmにスペクトル発光を有し、且つ、溶媒に少なくとも部分的に可溶な蛍光化合物であれば特に制限はない。これらの蛍光化合物としては、アントラセン、置換アントラセン、ベンゾアントラセン、フェナントレン、置換フェナントレン、ナフタセン、置換ナフタセン、ペンタセン、置換ペンタセン、ペリレン、置換ペリレン、ビオラントロン、置換ビオラントロンなどの縮合環を有する共役多環芳香族化合物が例示される。上記化合物の置換基としては、発光反応を妨げない限りにおいて特に制限はなく、フェニル基、低級アルキル基、クロロ基、ブロモ基、シアノ基、アルコキシ基、フェニルナフチル基などが例示される。
 具体的な蛍光物質としては、2-クロロ-9,10-ビス(4-メチルエチニル)アントラセン、9,10-ビス(フェニルエチニル)アントラセン、1-メトキシ-9,10-ビス(フェニルエチニル)アントラセン、ペリレン、1,5-ジクロロ-9,10-ビス(フェニルエチニル)アントラセン、1,8-ジクロロ-9,10-ビス(フェニルエチニル)アントラセン、モノクロロおよびジクロロ置換9,10-ビス(フェニルエチニル)アントラセン、5,12-ビス(フェニルエチニル)テトラセン、9,10-ジフェニルアントラセン、16,17-ジヘキシルオキシビオラントロン、2-メチル-9,10-ビス-(フェニルエチニル)アントラセン、9,10-ビス-(4-メトキシフェニル)-2-クロロアントラセン、9,10-ビス-(4-エトキシフェニル)-2-クロロアントラセン、5,12-ビス-(フェニルエチニル)ナフタセン、5,6,11,12-テトラフェニルナフタセン(ルブレン)およびこれらの混合物が例示される。
 これらの蛍光物質の製品としては、例えば、ルモゲン・レッド(LUMOGEN RED、赤色を発するペリレンジカルボキシイミド蛍光剤、BASF社、商品名)、ルモゲン・イエロー(LUMOGEN YELLOW、黄色を発するペリレンジカルボキシイミド蛍光剤、BASF社、商品名)、ルモゲン・オレンジ(LUMOGEN ORANGE、オレンジ色を発するペリレンジカルボキシイミド蛍光剤、BASF社、商品名)が好適に使用される。
 本発明の蛍光液において、溶媒としては、一般にアセチルクエン酸トリブチル(ATBC)、安息香酸ベンジル(BeB)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)等が単独であるいは混合して使用される。本発明においては、蛍光液の引火点が酸化液に要求される引火点(60℃)以上であれば、特に限定されるものではない。
 なお、本発明では、フタル酸ジメチル、フタル酸ジブチル等のフタル酸エステル類を、酸化液の溶媒のみならず蛍光液の溶媒としても使用しない。
 蛍光液における各成分の組成割合は、使用される目的に応じて任意に選択することが出来る。一般に、シュウ酸エステルと蛍光物質の量比(モル比)は、化学発光を生じるのに十分な量とされるが、好ましくは20:1~40:1である。溶媒とシュウ酸エステルとの量比も使用する目的により適宜選択することができるが、通常、シュウ酸エステルの濃度が0.01~0.5モル/リットル、好ましくは0.05~0.3モル/リットルとなる量の溶媒を使用する。
 なお、酸化液、蛍光液には、必要に応じ界面活性剤等の添加剤を本発明の本質を損なわない範囲で加えることができる。また、酸化液、蛍光液は不織布、織布、ガラスやプラスチック等の被発光基材に担持させて用いることもできる。
 本発明の化学発光体用酸化液は、シュウ酸エステルおよび蛍光物質を含有する化学発光体用蛍光液と混合した際に化学発光現象を生じる。即ち、本発明の酸化液は、上記の蛍光液と組合せて化学発光システムを構成する。
 被発光基材を使用した場合は、触媒成分や蛍光物質をこれらの被発光基材に担持させ、それ以外の溶液を接触させる化学発光システムとすることができる。
 本発明の酸化液およびそれを使用した化学発光システムは、優れた化学発光性能を有し、安全性の高いシステムを提供することができる。
 以下、本発明を実施例により詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
 なお、使用した溶媒および下記の表1における各溶媒の略号は以下の通りである。
 クエン酸トリエチル(TEC)、安息香酸ベンジル(BeB)、3-メトキシ-3-メチルブタノール(MMB)、ヘキシレングリコール(HG)、アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)、プロピレングリコール(PPG)、ブチロラクトン(BL)、ポリエチレングリコール(PEG)、トリエチレングリコール(TEG)、トリアセチン(TA)、ジエチレングリコールジエチルエーテル(EGDEE)、セバシン酸(DES)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)
 なお、共通組成として、酸化液には過酸化水素(3wt%)、サリチル酸ナトリウム(2.0mM)を含む。
 発光輝度の測定方法(単位:cd/m2
 発光輝度の計測は、輝度計(コニカミノルタ社製:LS-100)を使用し、次の方法により測定した。
 暗室内で、輝度計の計測視野を満たす距離に透明容器を装置し、これに蛍光液1mlと酸化液1mlを混合し、小型撹拌型ホモジナイザを使用して強撹拌する。このときの最も強度の高い値を反応開始直後の発光輝度とした。その後、装置と試料を静置し5分後に再度発光輝度を計測した。
 引火点の測定方法(単位:℃)
 引火点は、引火点試験器(33000-0JIS形)(田中科学機器製作所製)を使用し、 K 2265-2(迅速平衡密閉法)に準じセタ密閉式により測定した。
 実施例1
(1)酸化液の検討(発光輝度の比較試験)に使用する蛍光液の作製(発光色緑)
 アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)70容量部に安息香酸ベンジル(BeB)20容量部と、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)10容量部を加え、100℃に加温しながらチッソ曝気を施し、更にこれを継続しながらビス(2,4,5-トリクロロ-6-カルボペントキシフェニル)オキサレート(CPPO)2mM相当量を添加し全量を溶解した。更に、発光色素として9,10-ビス(フェニルエチニル)アントラセン(BPEA)を10mM添加し全量を溶解した。これを放冷した後、カラムに充填したモレキュラーシーブに通液した。このようにして得られた溶液を蛍光液(緑色発光)とした。
(2)酸化液(TEC(70),EGDEE(30))の作製
 TEC:70容量部にEGDEE:30容量部を加え、これにサリチル酸ナトリウム2.0mM添加し全量を溶解した。これに更に過酸化水素水を過酸化水素として3重量部となるように添加し撹拌し、酸化液を得た。酸化液の配合組成およびその引火点を表1に示した。
(3)発光輝度の測定
 上記蛍光液(1)と酸化液(2)を攪拌混合し、前記発光輝度の測定方法に従い、反応開始後と5分経過後の発光輝度を測定した。結果を表1に併せて示した。
 実施例2~9
 表1に示すように酸化液を構成する溶媒および組成比を変更した以外は実施例と同様に実験を行い、発光輝度を測定した。結果を併せて表1に示した。
 比較例1
 実施例1において、酸化液の溶媒としてTECのみを使用した以外は実施例1と同様に実験を行い、発光輝度を測定した。結果を併せて表1に示した。
 比較例2
 実施例1において、酸化液を構成する溶媒を表1に示すようにTECとエタノール(EtOH)を使用した以外は実施例1と同様に実験を行い、発光輝度を測定した。結果を併せて表1に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 上記結果から明らかなように、TECのみを溶媒とした場合は、触媒であるサリチル酸ナトリウムの溶解度が低いため、発光開始直後の発光輝度とその5分後の発光輝度のいずれにおいても発光輝度が低いのが確認された。
 また、比較例2のTECとエタノールの混合溶液の場合は、発光輝度は十分であるが酸化液の引火点が37℃と低かった。
 一方、実施例1~10の酸化液は、いずれもTECとエタノールの混合溶液を溶媒とする酸化液を使用した場合と同等かそれ以上の発光輝度が確認され、更に引火点も60℃以上を示した。
 本発明の化学発光体用酸化液は、従来の酸化液に比べ高い引火点を有しており、化学発光性能を維持したままで安全性に優れた化学発光システムを提供する。

Claims (5)

  1.  シュウ酸エステルおよび蛍光物質を含有する蛍光液と混合した際に化学発光現象を生じる、過酸化水素および溶媒を含有する化学発光体用酸化液であって、該酸化液の引火点が60℃以上であり、酸化液に含有される溶媒がフタル酸系化合物以外からなる少なくとも2種以上の混合物であることを特徴とする化学発光体用酸化液。
  2.  前記酸化液の引火点が70℃以上であることを特徴とする請求項1記載の化学発光体用酸化液。
  3.  前記酸化液の溶媒が、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチル、安息香酸ベンジル、3-メトキシ-3-メチルブタノール、ヘキシレングリコール、プロピレングリコール、ブチロラクトン、ポリエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリアセチン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、セバシン酸、ジエチレングリコールジメチルエーテルおよびジプロピレングリコールジメチルエーテルから選ばれた少なくとも2種以上の混合物であることを特徴とする請求項1または2記載の化学発光体用酸化液。
  4.  前記酸化液溶媒が、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチルおよび安息香酸ベンジルから選ばれた少なくとも1種以上と、3-メトキシ-3-メチルブタノール、ヘキシレングリコール、プロピレングリコール、ブチロラクトン、ポリエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリアセチン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、セバシン酸、ジエチレングリコールジメチルエーテルおよびジプロピレングリコールジメチルエーテルから選ばれた少なくとも1種以上との混合物であることを特徴とする請求項1または2記載の化学発光体用酸化液。
  5.  請求項1から4のいずれかの項に記載の化学発光体用酸化液とシュウ酸エステルおよび蛍光物質を含有する蛍光液とを含んでなることを特徴とする化学発光システム。
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