Composiciones quimioluminiscentes.

Composición quimioluminiscente que constituye un sistema en el que la quimioluminiscencia se alcanza mezclando dos tipos de composiciones,

y que comprende

una composición A, en la que está presente un éster oxálico en estado sólido en una primera solución que contiene el éster oxálico y una sustancia luminiscente, ambos disueltos en la misma, y

una composición B, en la que se disuelven peróxido de hidrógeno acuoso y un catalizador en una segunda solución,

en la que una parte del éster oxálico está presente en forma sólida en un material compuesto A, en una cantidad tal que, como mínimo, una parte del éster oxálico permanece en forma sólida cuando se mezclan la composición A y la composición B.

Composiciones quimioluminiscentes.

Campo técnico La presente invención se refiere a una composición quimioluminiscente, tal como se define en las reivindicaciones, destinada a aumentar la luminancia de los elementos luminiscentes que se utilizan en la pesca, la organización de eventos y los juguetes.

Técnica anterior La tecnología anteriormente conocida que se describe en la publicación de la solicitud de patente japonesa examinada 53-47798 se refiere a la utilización de un compuesto luminiscente específico para obtener una quimioluminiscencia que presenta un excelente rendimiento cuántico y una muy elevada intensidad.

El documento US nº 3.749.679 (A) da a conocer una composición destinada a hacerse reaccionar con peróxido de hidrógeno en presencia de un disolvente orgánico, comprendiendo dicha composición un compuesto específico que puede ser, por ejemplo, un derivado del oxalato de bis (fenilo) .

El documento US nº 3.701.738 da a conocer una composición quimioluminiscente destinada a hacerse reaccionar con un hidroperóxido para obtener luz quimioluminiscente, comprendiendo dicha composición (1) un éster específico, (2) rubreno y derivados sustituidos del mismo, y (3) un disolvente orgánico.

El documento US nº 3.893.938 da a conocer un artículo de fabricación que comprende un sustrato en forma de lámina, que tiene incorporado un componente quimioluminiscente, que comprende un bis-éster del ácido oxálico, siendo inerte dicho sustrato a dicho componente.

El mecanismo de reacción de quimioluminiscencia de un éster oxálico general se puede dividir en las tres etapas 30 siguientes.

(1) éster oxálico + peróxido de hidrógeno â óxido cíclico (producto intermedio)

(2) óxido cíclico (producto intermedio) + luminóforo â luminóforo en estado excitado singlete

(3) luminóforo en estado excitado singlete â luminóforo + rayo de radiación

En teoría, el compuesto luminiscente simplemente se excita electrónicamente gracias a la transferencia de la energía química liberada por la descomposición del compuesto intermedio, y el compuesto luminiscente en sí no se descompone. Sin embargo, en todos los ejemplos conocidos se ha comprobado que el compuesto luminiscente, en realidad, sí se descompone. Dado que el peróxido de hidrógeno está disuelto en el mismo sistema, se cree que éste ejerce cierta influencia. Para aprovechar al máximo toda la energía química, debe estar presente una cantidad adecuada de luminóforo para que tenga lugar la etapa (2) . Sin embargo, esta presencia está limitada por la solubilidad de la sustancia luminiscente en el sistema disolvente y por la estabilidad de la misma. En el documento de patente mencionado anteriormente, se ha propuesto un compuesto aromático sustituido con cloro, bromo o un alquilo inferior, y sustituido con un grupo feniletinilo como sustancia luminiscente, que presenta una excelente 45 solubilidad, una excelente estabilidad y una eficiencia elevada.

En consecuencia, se cree que se obtiene un luminóforo de alta luminancia en presencia de un catalizador y peróxido de hidrógeno en una cantidad adecuada para que tenga lugar la reacción de quimioluminiscencia si se permite que el sistema comprenda una concentración elevada de un éster oxálico y una concentración elevada de un compuesto 50 luminiscente, ambos disueltos en dicho sistema. Sin embargo, se ha descubierto que la eficiencia de la quimioluminiscencia disminuye a medida que aumenta la concentración de éster oxálico, debido a que la luminiscencia se ve inactivada por el éster oxálico que permanece sin reaccionar. Por consiguiente, parte de la energía útil para la luminiscencia se pierde a través de un proceso que no produce radiación. En consecuencia, la concentración de éster oxálico está limitada y, por consiguiente, no se puede obtener una composición 55 quimioluminiscente con una luminancia más alta y una vida más prolongada.

Descripción de la invención Los estudios de mercado han puesto de manifiesto que la duración durante la cual se requiere que los elementos 60 luminiscentes de eventos y juguetes produzcan la luz más intensa llega aproximadamente a un valor de entre 3 horas y 4 horas desde el inicio de la luminiscencia. Por consiguiente, la presente invención da a conocer una composición quimioluminiscente con una luminancia que aumenta significativamente durante el período mencionado anteriormente. Además, es deseable que la duración de los elementos luminiscentes para la pesca nocturna sea de entre 5 horas y 6 horas. Sin embargo, dentro de la normalidad, la duración de la luminiscencia puede ser de 6 horas 65 o más, y no está limitada.

Entre los ejemplos de ésteres oxálicos que se utilizan en la presente invención se incluyen el oxalato de bis (2, 4, 5tricloro-carbobutoxifenilo) , el oxalato de bis (2, 4, 5-tricloro-carboisopentiloxifenilo) , el oxalato de bis (6 (butilmonoglicoxicarbonil) -2, 4, 5-triclorofenilo) y el oxalato de bis (2, 4, 5-tricloro-carbopentoxifenilo) (en lo sucesivo abreviado como CPPO) . La presente invención se describe haciendo referencia al CPPO, que en la actualidad se utiliza ampliamente.

Se han dado a conocer diversos tipos de sustancias luminiscentes en el documento descrito anteriormente y otros documentos. Entre los ejemplos de sustancias luminiscentes basadas en el antraceno se incluyen el bisfeniletinilantraceno (BPEA) , el 2-etil-bisfeniletinilantraceno (2-EtBPEA) , el 1, 8-dicloro-bisfeniletinilantraceno (1, 8dcBPEA) , el 1-cloro-bisfeniletinilantraceno (1-cBPEA) y el 2-cloro-bisetoxifenilantraceno (2-cBEPA) . Entre los ejemplos de sustancias luminiscentes basadas en el perileno se incluyen muchos tipos, por ejemplo, la 1, 6, 7, 12tetrafenoxi-N, Nâ?-bis (2, 6-diisopropilfenil) -3, 4, 9, 10-perilendicarboxiimida (nombre comercial: Lumogen Red) y el Lumogen Orange (nombre comercial) .

En cuanto a los catalizadores, se conocen diversos tipos de bases, por ejemplo, salicilato de tetrabutilamonio (TBAS) , salicilato de sodio y benzoato de sodio.

Entre los ejemplos de disolventes se incluyen ésteres del ácido ftálico, el benzoato de bencilo, el benzoato de butilo, el citrato de acetilo, el acetato de etilenglicol monobutil éter, el acetato de dietilenglicol monobutil éter y el t-butanol. El CPPO tiene distintas solubilidades en estos disolventes, y se pueden combinar, como mínimo, dos tipos de los mismos.

Los componentes de la composición quimioluminiscente, según la presente invención, no se limitan a los descritos anteriormente. Entre los ejemplos de composiciones quimioluminiscentes conocidas se incluyen las composiciones siguientes.

Composición A-1

La composición se prepara añadiendo y disolviendo 0, 16 mol de CPPO y 7, 4 x 10-3 mol de 1-cBPEA en ftalato de dibutilo.

Composición B-1

La composición se prepara mezclando 400 mililitros (cc) de ftalato de dimetilo y 100 mililitros (cc) de t-butanol, añadiendo 35 g de peróxido de hidrógeno acuoso al 85% y, a continuación, añadiendo y disolviendo 0, 0008 mol de salicilato de sodio a la mezcla resultante.

En la figura 1 se ilustra un método de medición de la capacidad de luminiscencia y la eficacia luminosa.

El aparato de medición es un Minolta Luminance Meter (mcd/m2) y la temperatura de medición es de 23º C. En adelante, las condiciones serán las mismas.

En la figura 1 mencionada anteriormente, el área total de A, B, C, D, E y F (4 horas) se toma como capacidad de luminiscencia V4. Esta capacidad de luminiscencia V4 se convierte en un valor por mol de éster oxálico y el valor resultante se toma como eficacia luminosa X.

Medición de la luminiscencia La luminiscencia se obtiene mediante la adición de 0, 42 ml de la composición B-1 a 0, 84 ml de la composición A-1.

Tabla 1

2 minutos 15 minutos 60 minutos 120 minutos 180 minutos 240 minutos 300 minutos 360 minutos

A-1, B-1 117100 66535 47615 38815 31250 24235 17255 12126

2/60 x 117100 + 13/60 x 66535 + 45/60 x 47615 + 38815 + 31250 + 24235 = 148330 148330/0, 16 = 927063

Para la composición A-1 y la composición B-1 conocidas, la capacidad de luminiscencia V4 es de 148330 mcd/m2/hora y la eficacia luminosa X es de 927063 mcd/m2/hora/mol. La presente invención tiene por objeto minimizar la reducción de la eficacia luminosa y alcanzar una composición con una luminancia mayor en el 30% o más, deseablemente en aproximadamente el 50% o más, en comparación con la luminancia de una composición conocida. 3

Por consiguiente, la capacidad de luminiscencia total V4 objetivo está comprendida entre 192829 mcd/m2/hora y 222495 mcd/m2/hora.

Intento de aumentar la luminancia aumentando la concentración de... [Seguir leyendo]

1. Composición quimioluminiscente que constituye un sistema en el que la quimioluminiscencia se alcanza mezclando dos tipos de composiciones, y que comprende una composición A, en la que está presente un éster oxálico en estado sólido en una primera solución que contiene el éster oxálico y una sustancia luminiscente, ambos disueltos en la misma, y una composición B, en la que se disuelven peróxido de hidrógeno acuoso y un catalizador en una segunda 10 solución, en la que una parte del éster oxálico está presente en forma sólida en un material compuesto A, en una cantidad tal que, como mínimo, una parte del éster oxálico permanece en forma sólida cuando se mezclan la composición A y la composición B.

2. Composición quimioluminiscente según la reivindicación 1, en la que la sustancia luminiscente también está presente en estado sólido en la primera solución.

3. Composición quimioluminiscente según la reivindicación 1 o 2, en la que el estado sólido de, como mínimo, uno

de entre el éster oxálico y la sustancia luminiscente en la composición A adopta la forma de gránulos o cristales pequeños.

4. Composición quimioluminiscente según la reivindicación 1 o 2, en la que el éster oxálico comprende, como mínimo, un compuesto cualquiera de entre el oxalato de bis (2, 4, 5-tricloro-6-carbopentoxifenilo) y el oxalato de 25 bis (2, 4, 5-tricloro-6-carboisopentiloxifenilo) .

5. Composición quimioluminiscente según la reivindicación 1 o 2, que comprende la composición A, en la que se añaden entre 0, 24 mol/l y 0, 48 mol/l de oxalato de bis (2, 4, 5-tricloro-6-carbopentoxifenilo) a la primera solución, que contiene la sustancia luminiscente disuelta, de modo que el oxalato de bis (2, 4, 5-tricloro-6-carbopentoxifenilo) se disuelve en la primera solución y, además, el oxalato de bis (2, 4, 5-tricloro-6-carbopentoxifenilo) está presente en estado sólido en la primera solución, adoptando la forma de gránulos o cristales pequeños.

6. Composición quimioluminiscente según la reivindicación 1 o 2, que comprende la composición A, en la que se añaden aproximadamente 0, 32 mol/l de oxalato de bis (2, 4, 5-tricloro-6-carbopentoxifenilo) a la primera solución, que contiene la sustancia luminiscente disuelta, de modo que el oxalato de bis (2, 4, 5-tricloro-6-carbopentoxifenilo) se disuelve en la primera solución y, además, el oxalato de bis (2, 4, 5-tricloro-6-carbopentoxifenilo) está presente en estado sólido en la primera solución, adoptando la forma de gránulos o cristales pequeños.

7. Composición quimioluminiscente según la reivindicación 1 o 2, que comprende la composición A, en la que se añaden entre 0, 24 mol/l y 0, 48 mol/l de oxalato de bis (2, 4, 5-tricloro-6-carboisopentiloxifenilo) a la primera solución, que contiene la sustancia luminiscente disuelta, de modo que el oxalato de bis (2, 4, 5-tricloro-6carboisopentiloxifenilo) se disuelve en la primera solución y, además, el oxalato de bis (2, 4, 5-tricloro-6carboisopentiloxifenilo) está presente en estado sólido en la primera solución, adoptando la forma de gránulos o cristales pequeños.

8. Sistema de composición quimioluminiscente según la reivindicación 1 o 2, en el que la composición A y la composición B están mezcladas.