DE10159880B4 - Photochromic UV detection and measuring systems - Google Patents
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Abstract
UV-Detektionssystem, welches in einer Kunststoffmatrix eingebettet mindestens eine photochrome Pyran-Verbindung aufweist, deren durch UV-Licht angeregte langwellige Form langzeitstabil ist, wobei die mindestens eine photochrome Pyran-Verbindung aus 2H-Naphtho[1,2-b]pyranen oder Indeno[2,1-f]naphtho[1,2-b]pyranen ausgewählt ist, deren längstwelliges Absorptionsmaximum λmax im Bereich von 450 bis 700 nm liegt.UV detection system, which has embedded in a plastic matrix at least one photochromic pyran compound whose ultraviolet-excited long-wave form is long-term stable, wherein the at least one photochromic pyran compound of 2H-naphtho [1,2-b] pyranes or Indeno [2,1-f] naphtho [1,2-b] pyranes whose longest wavelength absorption maximum λ max is in the range from 450 to 700 nm.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein UV-Detektionssystem bzw. UV-Dosimeter auf Basis photochromer Pyran-Farbstoffe, die im ultravioletten Wellenlängenbereich empfindlich sind und deren durch UV-Licht angeregte langwellige Form langzeitstabil ist, insbesondere in Form eines UV-Licht-empfindlichen Teststreifens zur Messung von UV-Strahlungsmengen.The The present invention relates to a UV detection system or UV dosimeter based on photochromic pyran dyes, which are in the ultraviolet wavelength range are sensitive and their excited by UV light long-wave Form long-term stability, especially in the form of a UV light-sensitive Test strip for measuring UV radiation levels.
Im Bereich der Bestrahlung und Härtung bestimmter Materialien, z.B. Druckfarben, photovernetzbare Klebstoffe, Beschichtungen von Möbeln, Türen oder anderen Holzerzeugnissen, werden neben Elektrodenstrahlen zunehmend UV-Strahlen verwendet. Die Strahlenhärtung mit UV-Strahlen ist ein wirksames Verfahren zur Erzeugung von Oberflächen mit bestimmten gewünschten Eigenschaften wie Härte, Glanz, Kratzfestigkeit oder Chemikalienbeständigkeit. Dieses Verfahren ist insbesondere sauber, emissionsfrei und relativ energiesparend. Dabei werden UV-Detektionssysteme zur Messung der UV-Strahlungsmengen eingesetzt. Bei der Anwendung der Strahlenhärtung besteht ein Interesse daran, die zugeführte Strahlung exakt zu dosieren. Einerseits muß sichergestellt werden, daß die gewünschte Härtung bis in eine genügende Beschichtungstiefe erfolgt. Andererseits kann durch die Vermeidung einer übermäßigen Bestrahlung Energie gespart, die Produktivität von Anlagen erhöht und eine Überhärtung der zu behandelnden Oberfläche vermieden werden. Zur optimalen, reproduzierbaren Dosierung unter verschiedensten Anwendungsbedingungen ist eine Messung der aktuellen Strahlungsleistung einer UV-Quelle und eine regelmäßige Prüfung der Lampenleistung der UV-Quelle durchzuführen, um eine hohe Bestrahlungs- bzw. Härtungsqualität sicherzustellen.in the Area of irradiation and curing certain materials, e.g. Printing inks, photocrosslinkable adhesives, Coatings of furniture, doors or other wood products, in addition to electrode beams are increasing UV rays used. Radiation curing with UV rays is an effective one Method of producing surfaces with certain desired Properties like hardness, Gloss, scratch resistance or chemical resistance. This method is particularly clean, emission-free and relatively energy-efficient. there UV detection systems are used to measure UV radiation levels used. There is an interest in the application of radiation curing the supplied To dose radiation exactly. On the one hand, it must be ensured that the desired hardening until in a sufficient Coating depth takes place. On the other hand, by avoiding excessive radiation Energy saved, productivity increased by investments and over-curing the surface to be treated be avoided. For optimal, reproducible dosage under various application conditions is a measurement of the current Radiation power of a UV source and regular testing of the Lamp power of the UV source in order to achieve a high irradiation or hardening quality.
Es ist bekannt, UV-Strahlen mit Sensoren auf optoelektronischer Basis oder mit Testmaterialien zu messen, die zur Realisierung photochemischer Umwandlungen bei UV-Bestrahlung eingerichtet sind. Optoelektronische Sensoren sind in der Re gel kompakte Meßgeräte, die wegen der räumlichen Ausdehnung der optoelektronischen Sensoren nicht zusammen mit der zu beschichteten Oberfläche (z.B. Rollenware) an der UV-Quelle vorbeizuführen sind, da der Quellen-Oberflächenabstand nicht ausreicht. Ein weiterer Nachteil von optoelektronischen Sensoren, insbesondere auf der Basis von Lichtleiterfasern, besteht in deren Empfindlichkeit gegen das Auftreten von Staub, Farbnebeln und anderen Verschmutzungen.It is known, UV rays with sensors on optoelectronic basis or to measure with test materials used to realize photochemical Transformations are set up under UV irradiation. Optoelectronic Sensors are generally compact meters, because of the spatial Expansion of the optoelectronic sensors not together with the to coated surface (e.g., rolls) are to be carried past the UV source since the source surface separation not enough. Another disadvantage of optoelectronic sensors, in particular on the basis of optical fibers, is their sensitivity against the appearance of dust, paint mist and other contaminants.
Die Anwendung von UV-Detektionssystemen wird beispielsweise aber auch im Kosmetikbereich vorgesehen, um damit je nach Hauttyp und UV-Intensität den notwendigen Sonnenschutzfaktor festzustellen. Es besteht dabei zweifelsohne ein erhebliches Bedürfnis zum quantitativen Nachweis von UV-B-Strahlung im Spektrum des sichtbaren Lichts, insbesondere auf Grund der in Überdosis gesundheitsschädlichen Wirkung von UV-B-Strahlung. Dieses Bedürfnis sollte infolge des fortschreitenden Abbaus der Ozonschicht in der Erdatmosphäre und des hierdurch bedingten steigenden Anteils an UV-B-Strahlung in der Sonnenstrahlung künftig noch zunehmen.The For example, UV detection systems will also be used provided in the cosmetics sector, depending on skin type and UV intensity the necessary Determine sun protection factor. There is no doubt about it a significant need for the quantitative detection of UV-B radiation in the spectrum of the visible Light, in particular due to overheating harmful in overdose Effect of UV-B radiation. This need was due to the progressive Degradation of the ozone layer in the earth's atmosphere and the resulting increasing proportion of UV-B radiation in solar radiation will increase in the future.
Photochemische Testmaterialien basieren auf photochemischen Umwandlungen infolge von Strahlungsabsorption. So ist aus US-A-4,788,433 bekannt, mit einem photochemischen Testmaterial die Sonnenbestrahlung von Haut zu messen. Ferner wird in US-A-5,411,835 ein photochromatisches Material beschrieben, das bei Absorption im Wellenlängenbereich von 290 bis 365 nm eine Änderung zeigt. Die Farbänderungen von photochemischen Testmaterialien, wie in US-A-5,028,792 und US-A-5,436,115 beschrieben, werden durch UV-induzierten Protonentransfer ausgelöst.Photochemical Test materials are based on photochemical transformations of radiation absorption. Thus, from US-A-4,788,433 is known, with a photochemical test material the sun exposure of skin to eat. Further, in US-A-5,411,835 a photochromic Material described for absorption in the wavelength range from 290 to 365 nm a change shows. The color changes of photochemical test materials as described in US-A-5,028,792 and US-A-5,436,115, are triggered by UV-induced proton transfer.
Insofern sind photochrome UV-Detektionssysteme, welche je nach Eindunklung verglichen mit einem daneben angebrachten fest gefärbten Vergleichsstreifen die Intensität der UV-Strahlung anzeigen, im Stand der Technik bekannt. Die bislang erhältlichen Systeme zeigen jedoch in Abhängigkeit von der Temperatur ein reversibles Verhalten, d.h. die Eindunklung ist wegen der ständig ablaufenden Rückreaktion temperaturabhängig, mit der Folge, daß die Eindunklung nur während der UV-Lichteinwirkung verglichen werden kann, da sie außerhalb der Anre gungsstrahlung sehr rasch abnimmt. Dies führt bei Verwendung außerhalb eines festen Temperaturbereichs zur Verfälschungen des Anzeigewertes.insofar are photochromic UV detection systems, which depending on the darkening compared with an attached fixed colored control strip the intensity of UV radiation, known in the art. The so far available However, systems show depending on the temperature reversible behavior, i. the dimming is because of the constant expiring reverse reaction temperature-dependent, with the result that the Dimming only during the UV light exposure can be compared as they are outside the Excitation radiation decreases very rapidly. This results in use outside a fixed temperature range for the falsification of the displayed value.
US-A-6,132,681 beschreibt ein Einwegdosimeter, umfassend eine Matrix, welche darin verteilt mindestens eine aktive chemische Verbindung und ein Farbsteigerungsmittel aufweist, wobei die aktive chemische Verbindung, wenn UV-Strahlung mit einer Dosis von mindestens 1 MED ausgesetzt, die Farbe irreversibel ändert, wobei das Farbsteigerungsmittel ein organisches Pigment ist und das Farbsteigerungsmittel den Kontrast der Farbänderung der aktiven chemischen Verbindung bis 50°C steigert und beibehält.US-A-6,132,681 describes a disposable dosimeter comprising a matrix contained therein distributes at least one active chemical compound and a color enhancer having, wherein the active chemical compound when UV radiation with a dose of at least 1 MED exposed, the color changes irreversibly, taking the color enhancer is an organic pigment and the color enhancer the contrast of the color change The active chemical compound boosts and maintains up to 50 ° C.
Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein UV-Detektionssystem bereitzustellen, das die Verwendung als UV-Detektor bzw. UV-Dosimeter bzw. UV-Meßfühler in einem breiten Temperaturbereich zulässt. Zum einen soll sich das UV-Detektionssystem in nicht einsehbaren, abgeschlossenen Systemen, wie beispielsweise im Bereich der Kunststoffhärtung durch UV-Bestrahlung, einsetzen lassen, wobei es im Rahmen dessen beliebig oft auslesbar, löschbar und wiederverwendbar sein soll. Zum anderen soll es aber auch im Kosmetikbereich einsetzbar sein, um damit je nach Hauttyp und UV-Intensität den notwendigen Sonnenschutzfaktor festzustellen. Der Meßwert sollte dabei jeweils quantifizierbar sein, wobei das System innerhalb eines festen Temperaturbereichs temperaturunabhängig sein sollte.Consequently The present invention is based on the object, a UV detection system to be used as UV detector or UV dosimeter or UV sensor in a wide temperature range allows. For one, the UV detection system should in non-visible, closed systems, such as in the field of plastic curing by UV irradiation, use let it, as often as possible readable, erasable and should be reusable. On the other hand, it should also be in the cosmetics sector can be used to provide the necessary depending on skin type and UV intensity Determine sun protection factor. The measured value should be quantifiable be, the system being within a fixed temperature range independent of temperature should be.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Ausführungsformen gelöst.These The object is achieved by the embodiments characterized in the claims solved.
Insbesondere wird ein UV-Detektionssystem bzw. UV-Dosimeter bereitgestellt, welches in einer Kunststoffmatrix eingebettet mindestens eine photochrome Pyran-Verbindung aufweist, deren durch UV-Licht angeregte langwellige Form langzeitstabil ist, d.h. die mindestens eine photochrome Pyran-Verbindung zeigt nach Eindunkelung (farbige offene Form der Pyran-Verbindung) praktisch keine Aufhellung durch Umwandlung in die geschlossene farblose Form und wird auch durch Wärme bzw. Temperaturerhöhung im wesentlichen nicht wieder in die farblose geschlossene Form übergeführt.Especially a UV detection system or UV dosimeter is provided which embedded in a plastic matrix at least one photochromic Pyran compound whose excited by UV light long-wave Form is stable for a long time, i. the at least one photochromic pyran compound shows after darkening (colored open form of the pyran compound) virtually no lightening by conversion to the closed colorless form and is also due to heat or temperature increase in the essentially not converted back into the colorless closed form.
Die mindestens eine photochrome Pyran-Verbindung ist aus 2H-Naphtho[1,2-b]pyranen oder Indeno[2,1-f]naphtho[1,2-b]pyranen ausgewählt, deren längstwellige Absorptionsmaximum λmax im Bereich von 450 bis 700 nm, vorzugsweise 480 bis 680 nm, liegt. Insofern das Maximum der Empfindlichkeit des menschlichen Auges für das Tagsehen (zugleich Farbsehen) bei 550 nm liegt, weist die mindestens eine photochrome Pyran-Verbindung, ausgewählt aus 2H-Naphtho[1,2-b]pyranen oder Indeno[2,1-f]naphtho[1,2-b]pyranen, noch mehr bevorzugt ein längstwelliges Absorptionsmaximum λmax bei etwa 550 nm (d.h. im Bereich von etwa 530 bis 570 nm) auf. Die Auswahl der erfindungsgemäß einsetzbaren 2H-Naphtho[1,2-b]pyrane oder Indeno[2,1-f]naphtho[1,2-b]pyrane erfolgt entsprechend dem Anwendungsgebiet nach ihren Absorptionsmaxima im UV-Bereich, wobei die Intensität der relativen UV-Absorptionsmaxima mit steigender Wellenlänge in der Regel abnimmt. Wird nur der UV-A-Bereich zur Bewertung herangezogen, so liegt das relative Absorptionsmaximum λmax UV derartiger erfindungsgemäß einsetzbarer 2H-Naphtho[1,2-b]pyrane oder Indeno[2,1-f]naphtho[1,2-b]pyrane vorzugsweise im Bereich von 335 bis 380 nm, für solare Anwendungen besonders bevorzugt im Bereich von 360 bis 380 nm.The at least one photochromic pyran compound is selected from 2H-naphtho [1,2-b] pyrans or indeno [2,1-f] naphtho [1,2-b] pyrans, whose longest wavelength absorption maximum λ max in the range of 450 to 700 nm, preferably 480 to 680 nm. Insofar as the maximum sensitivity of the human eye for daytime vision (at the same time color vision) is 550 nm, the at least one photochromic pyran compound selected from 2H-naphtho [1,2-b] pyrans or indeno [2,1-f ] naphtho [1,2-b] pyrans, even more preferably a longest wavelength absorption maximum λ max at about 550 nm (ie in the range of about 530 to 570 nm). The selection of the 2H-naphtho [1,2-b] pyrans or indeno [2,1-f] naphtho [1,2-b] pyrans which can be used according to the invention is carried out according to the field of application according to their absorption maxima in the UV range, the intensity of the As a rule, relative UV absorption maxima decrease with increasing wavelength. If only the UV-A range is used for the evaluation, the relative absorption maximum λ max UV of such 2H-naphtho [1,2-b] pyrans usable in accordance with the invention or indeno [2,1-f] naphtho [1,2-b ] pyrans, preferably in the range from 335 to 380 nm, for solar applications particularly preferably in the range from 360 to 380 nm.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die mindestens eine photochrome Pyran-Verbindung aus 2,2-Diaryl-substituierten 2H-Naphtho[1,2-b]pyranen oder 3,3-Diaryl-substituierten Indeno[2,1-f]naphtho[1,2-b]pyranen ausgewählt, wobei jeweils mindestens einer der Arylsubstituenten der 2,2-Diaryl-substituierten 2H-Naphtho[1,2-b]pyrane oder 3,3-Diaryl-substituierten Indeno[2,1-f]naphtho[1,2-b]pyrane aus einer Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Amino, Mono-(C1-C6)-alkylamino, Di-(C1-C6)-alkylamino, am Aromaten un-, mono- oder disubstituiertem Mono- und Diphenylamino, Piperidinyl, Morpholinyl, Carbazolyl und un-, mono- und disubstituiertem Pyrryl.In a particularly preferred embodiment of the present invention, the at least one photochromic pyran compound is 2,2-diaryl-substituted 2H-naphtho [1,2-b] pyrans or 3,3-diaryl-substituted indeno [2,1-f ] naphtho [1,2-b] pyrans, wherein in each case at least one of the aryl substituents of the 2,2-diaryl-substituted 2H-naphtho [1,2-b] pyrans or 3,3-diaryl-substituted indeno [2,1 naphtho [1,2-b] pyrane is selected from the group consisting of amino, mono- (C 1 -C 6 ) -alkylamino, di- (C 1 -C 6 ) -alkylamino, unsubstituted at the aromatic , mono- or disubstituted mono- and diphenylamino, piperidinyl, morpholinyl, carbazolyl and unsubstituted, mono- and disubstituted pyrryl.
Besonders
bevorzugte photochrome Farbstoffe im Rahmen der vorliegenden Er
findung sind beispielsweise 2-(Diphenylaminophenyl)-2-phenyl-2N-naphtho[1,2-b]pyran, 
Als transparentes Kunststoffmaterial, das als Kunststoffmatrix für den bzw. die einzusetzenden photochromen Farbstoff(e) dient, können beispielsweise Poly(C1-C12-alkyl)methacrylate, Polyoxyalkylenmethacrylate, Polyalkoxyphenolmethacrylate, Celluloseacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetatpropionat, Celluloseacetatbutyrat, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polycarbonate, Polyester, Polyurethane, Polyethylenterephthalat, Polystyrol, Poly-α-methyl-styrol, Polyvinylbutyral, Copoly(styrol-methylmethacrylat), Copoly(styrolacrylnitril) und Polymere aus Bestandteilen der Gruppe, bestehend aus Polyol(allyl-carbonat)monomeren, polyfunktionalen Acrylat-, Methacrylat- oder Diethylenglykoldimethacrylatmonomeren, ethoxylierten Bisphenol-A-dimethacrylatmonomeren, Diisopropenylbenzolmonomeren, Ethylenglykolbismethacrylatmonomeren, Poly(ethylenglykol)bismethacrylatmonomeren, ethoxylierten Phenolmethacrylatmonomeren, alkoxylierten Polyalkoholacrylatmonomeren und Diallylidenpentaerythritmonomeren oder Gemischen davon, verwendet werden.Poly (C 1 -C 12 -alkyl) methacrylates, polyoxyalkylene methacrylates, polyalkoxyphenol methacrylates, cellulose acetate, cellulose triacetate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, can be used as the transparent plastic material which serves as a plastic matrix for the photochromic dye (s) to be used. Polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polycarbonates, polyesters, polyurethanes, polyethylene terephthalate, polystyrene, poly-α-methyl-styrene, polyvinyl butyral, copoly (styrene-methyl methacrylate), copoly (styrene-acrylonitrile) and polymers of components of the group consisting of polyol (allyl carbonate) monomeric polyfunctional acrylate, methacrylate or diethylene glycol dimethacrylate monomers, ethoxylated bisphenol A dimethacrylate monomers, diisopropenylbenzene monomers, ethylene glycol bismethacrylate monomers, poly (ethylene glycol) bismethacrylate monomers, ethoxylated phenol methacrylate monomers, alkoxylated polyalcohol acrylate mono and diallylidenpentaerythritol monomers or mixtures thereof.
Insbesondere kann das Kunststoffmaterial ein festes, transparentes Homo- oder Copolymer sein, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Poly(methylmethacrylat), Poly(ethylenglykolbismethacrylat), poly(ethoxyliertem Bis-phenol-A-dimethacrylat), thermoplastischem Polycarbonat, Polyvinylacetat, Polyvinylbutyral und Polyurethan, oder ein Polymer, ausgewählt aus den Bestandteilen der Gruppe, bestehend aus Diethylenglykolbis(allylcarbonat)monomeren, Diethylenglykoldimethacrylatmonomeren, ethoxylierten Phenolmethacrylatmonomeren, ethoxylierten Diisopropenylbenzolmonomeren und ethoxylierten Trimethylolpropantriacrylatmonomeren.Especially the plastic material can be a solid, transparent homo- or Copolymer be selected from the group consisting of poly (methyl methacrylate), poly (ethylene glycol bismethacrylate), poly (ethoxylated bisphenol A dimethacrylate), thermoplastic polycarbonate, polyvinyl acetate, polyvinyl butyral and polyurethane, or a polymer selected from the constituents of the group, consisting of diethylene glycol bis (allyl carbonate) monomers, diethylene glycol dimethacrylate monomers, ethoxylated phenol methacrylate monomers, ethoxylated diisopropenylbenzene monomers, and ethoxylated trimethylolpropane triacrylate monomers.
Vorzugsweise liegt die mindestens eine photochrome Pyran-Verbindung in der Kunststoffmatrix in einer Konzentration von 10 bis 1000 ppm, vorzugsweise 100 bis 500 ppm, bezogen auf das Gewicht des Kunststoffmaterials, vor.Preferably is the at least one photochromic pyran compound in the plastic matrix in a concentration of 10 to 1000 ppm, preferably 100 to 500 ppm, based on the weight of the plastic material.
Das erfindungsgemäße UV-Detektionssystem kann ferner einen oder mehrere Filter umfassen. Der Filter dient zum einen der Abstimmung auf einen spezifischen Wellenlängenbereich und zum anderen der Vermeidung einer Reaktion des photochromen Farbstoffs auf Strahlung anderer Wellenlänge als der UV- Strahlung. In Abhängigkeit von der entsprechenden Anwendung des erfindungsgemäßen UV-Detektionssystems sollte ein solcher Filter für elektromagnetische Strahlung der Wellenlänge 200 nm bis 380 nm selektiv durchlässig sein. Im Fall des Nachweises von UV-B-Strahlung im Emissionspektrum einer Strahlungsquelle, was auch sichtbares Licht umfasst, sollte ein solcher Filter für elektromagnetische Strahlung der Wellenlänge 280 nm bis 315 nm selektiv durchlässig sein. Neben einer möglichst hohen Transmission in diesem Wellenlängenbereich muß der Filter jedoch auch den Durchlaß von sichtbarer Strahlung, d.h. von Strahlung oberhalb einer Wellenlänge von etwa 450 nm gewährleisten, um eine Beobachtung der Eintönung des photochromen Farbstoffs zu ermöglichen. Geeignete Filter sind allgemein solche, die aus einer Vielzahl von einzelnen, wechselweise übereinander angeordneten Interferenzschichten aus Materialien aufgebaut sind, die für sichtbares Licht durchlässig sind und geeignete unterschiedliche Brechungsindices aufweisen, z.B. wechselweise angeordnete Interferenzschichten aus beispielsweise Ta2O5 und SiO2, wie sie im Handel erhältlich sind.The UV detection system according to the invention may further comprise one or more filters. The filter serves on the one hand to tune to a specific wavelength range and on the other hand to avoid a reaction of the photochromic dye to radiation of wavelengths other than UV radiation. Depending on the respective application of the UV detection system according to the invention, such a filter for electromagnetic radiation of the wavelength 200 nm to 380 nm should be selectively permeable. In the case of detection of UV-B radiation in the emission spectrum of a radiation source, which also includes visible light, such a filter for electromagnetic radiation of wavelength 280 nm to 315 nm should be selectively transmissive. In addition to having the highest possible transmission in this wavelength range, however, the filter must also ensure the transmission of visible radiation, ie radiation above a wavelength of about 450 nm, in order to allow observation of the tinting of the photochromic dye. Suitable filters are generally those constructed of a plurality of individual, mutually superposed interference layers of materials which are transparent to visible light and have suitable different refractive indices, eg, mutually arranged interference layers of, for example, Ta 2 O 5 and SiO 2 , as they are are commercially available.
Durch Einbringen von photochromen Pyranen, insbesondere 2H-Naphtho[1,2-b]pyranen oder Indeno[2,1-f]naphtho[1,2-b]pyranderivaten oder einem Gemisch davon, deren durch UV-Licht angeregte langwellige Form langzeitstabil ist, in eine feste Polymermatrix beliebiger Geometrie können erfindungsgemäße UV-Meß- bzw. Detektionssysteme bereitgestellt werden, die ihren Meßwert (Intensität der Eindunklung) über sehr lange Zeit und in einem breiten Temperaturbereich (–40°C bis 80°C; der obere Wert wird nur durch die thermische Beständigkeit des Kunststoffmaterials der Matrix und des Farbstoffs begrenzt) beibehalten. Durch Bestrahlung mit intensivem langwelligem Licht, vorzugsweise in das Absorptionsmaximum der angeregten Form des bzw. der photochromen Farbstoffe auf Pyran-Basis kann die Information wieder gelöscht werden. Das System wird so in seinen Ausgangszustand übergeführt und kann sofort wieder verwendet werden.By Introduction of photochromic pyrans, in particular 2H-naphtho [1,2-b] pyrans or indeno [2,1-f] naphtho [1,2-b] pyrene derivatives or a mixture thereof, whose UV-excited long-wave Form long-term stable, in a solid polymer matrix arbitrary Geometry can UV measuring or detection systems according to the invention be provided that their measured value (intensity of the dimming) over very long time and in a wide temperature range (-40 ° C to 80 ° C, the upper value is only due to the thermal resistance of the plastic material the matrix and the dye limited). By irradiation with intense long-wave light, preferably in the absorption maximum The excited form of the pyran-based photochromic dye (s) may be the information deleted again become. The system is thus transferred to its initial state and can be used immediately again.
Da sich der Meßwert unter Ausschluß intensiven langwelligen Lichts über die Zeit nicht verändert, d.h. der eingesetzte photochrome Farbstoff langzeitstabil ist, können auch UV-Intensitäten in abgeschlossenen, nicht-einsehbaren Systemen, z.B. im Rahmen einer Nochvakuumanlage zur Bestrahlung und Härtung bestimmter Materialien mittels UV-Strahlung gemessen werden. Darüberhinaus kann das er findungsgemäße System auch dahingehend eingesetzt werden, ob und in welcher Intensität UV-Strahlung während Plasma-unterstützter PVD-Verfahren durch die Plasmaquelle emittiert wird. Diese unbeabsichtigte UV-Emission kann empfindliche Kunststoffsubstratoberflächen vorschädigen und zu schlechten Haftfestigkeiten von Hart- und AR-Beschichtungen führen.Since the measured value under exclusion of intense long-wave light does not change over time, ie the photochromic dye used is long-term stable, UV intensities in closed, non-visible systems, for example in the context of a Stillvakuumanlage for irradiation and curing of certain materials UV radiation can be measured. Moreover, he inventive system can also be used to the effect whether and in what intensity UV radiation is emitted during plasma-assisted PVD process by the plasma source. This inadvertent UV emission can damage sensitive plastic substrate surfaces and lead to poor adhesion of hard and AR coatings.
Die Kunststoffmatrix kann schichtförmig auf einem Trägermaterial oder bei genügender Dicke der Kunststoffmatrix als freitragende Detektions- bzw. Dosimeterschicht ausgebildet sein. Das erfindungsgemäße System kann dann beispielsweise im Rahmen von Bestrahlungen von Materialien, die auf einem Transportband an einer UV-Quelle (UV-Strahler, UV-Lampe oder dergleichen) vorbeigeführt werden, eingesetzt werden, wenn die Schichtdicke des Systems kleiner als der Abstand zwischen der UV-Quelle und der Oberfläche des zu bestrahlenden Materials ausgebildet ist. Das Trägermaterial kann beispielsweise ein flexibles oder biegsames Material, z.B. eine Folie, oder ein Material auf der Grundlage von Papier oder auch ein dünnes Metallblech oder eine Glasplatte sein.The Plastic matrix can be layered on a carrier material or if sufficient Thickness of the plastic matrix as self-supporting detection or dosimeter layer be educated. The system according to the invention can then be, for example in the context of irradiations of materials on a conveyor belt at a UV source (UV lamps, UV lamp or the like) are passed past used if the layer thickness of the system is smaller than the distance formed between the UV source and the surface of the material to be irradiated is. The carrier material For example, a flexible or pliable material, e.g. a film, or a paper - based material or also a thin one Be sheet metal or a glass plate.
Zur Anwendung im Kosmetikbereich kann das erfindungsgemäße UV-Detektionssystem vorzugsweise in der Form eines freitragenden Teststreifens bereitgestellt werden. Im Vergleich mit einem entsprechend fest gefärbten Referenzstreifen kann dabei beispielsweise die Intensität der UV-Strahlung zur Festlegung des erforderlichen Sonnenschutzfaktors bestimmt werden.to Application in the cosmetics sector, the UV detection system of the invention preferably provided in the form of a cantilevered test strip become. In comparison with a correspondingly colored reference strip For example, it is possible to determine the intensity of the UV radiation the required sun protection factor are determined.
Zur
Ermittlung der Kinetikwerte wurde der derart hergestellte Probenkörper bei
15°C und
23°C in
einer Kinetikbank PTM II der Fa. Zeiss vermessen (Bestrahlung mit
50 klux gemäß DIN EN
1836 Punkt 6.1.3.1.1.). Die Belichtungszeit betrug 15 min, die Aufhellung
im Dunkeln 15 min. Die Temperatur des Glases wurde über eine
thermostatisierbare Küvette geregelt.
Während
der Belichtung und der Aufhellung wurde die Absorption – bewertet
nach der Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges V(λ) – jeweils
in kurzen Zeitintervallen aufgezeichnet. Aus der
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Owner name: RODENSTOCK GMBH, 80469 MUENCHEN, DE |
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