JP2006104266A

JP2006104266A - 化学発光体用蛍光液および化学発光体用酸化液ならびに化学発光システム

Info

Publication number: JP2006104266A
Application number: JP2004290440A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Nakayama; 弘明中山
Original assignee: OMNIGLOW JAPAN CO Ltd
Current assignee: OMNIGLOW JAPAN CO Ltd
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】化学発光性能および安全性に優れた化学発光体用蛍光液および化学発光体用酸化液ならびにそれらから成る化学発光システムを提供する。
【解決手段】シュウ酸エステル、蛍光物質および溶媒としてクエン酸エステルを含有し、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化学発光体用蛍光液、および、過酸化水素および溶媒としてクエン酸エステルを含有し、シュウ酸エステル及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化学発光体用酸化液。
【選択図】なし

Description

本発明は化学発光体用蛍光液および化学発光体用酸化液に関し、詳しくは、溶媒としてクエン酸エステルを使用し、化学発光性能および安全性に優れた化学発光体用蛍光液および化学発光体用酸化液に関する。本発明は、更に、上記化学発光体用蛍光液および／または化学発光体用酸化液から成る化学発光システムにも関する。

従来より、一方の容器に収容されたシュウ酸エステル及び蛍光物質を含有するＡ液（蛍光液）と他方の容器に収容された過酸化水素および触媒成分（任意成分）を含有するＢ液（酸化液）とを混合することにより化学発光を起こさせるシステムは公知である。

蛍光液および／または酸化液には、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。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（例えば、特許文献１参照）。

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。

特公平３−２２８５２号公報

本発明は、上記の実情に鑑みなされたものであり、その目的は、化学発光性能および安全性に優れた化学発光体用蛍光液および化学発光体用酸化液ならびにそれらから成る化学発光システムを提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、溶媒として安全なクエン酸エステル類を使用することにより上記課題を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の第１の要旨は、シュウ酸エステル、蛍光物質および溶媒を含有し、且つ、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化学発光体用蛍光液であって、蛍光液に含有される溶媒がクエン酸エステルであることを特徴とする化学発光体用蛍光液に存する。

本発明の第２の要旨は、過酸化水素および溶媒を含有し、且つ、シュウ酸エステル及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化学発光体用酸化液であって、酸化液に含有される溶媒がクエン酸エステルであることを特徴とする化学発光体用酸化液に存する。

本発明の第３の要旨は、第１の要旨に記載の化学発光体用蛍光液と、過酸化水素を含有する酸化液とから成る化学発光システムに存する。

本発明の第４の要旨は、第２の要旨に記載の化学発光体用酸化液と、シュウ酸エステル及び蛍光物質を含有する蛍光液とから成る化学発光システムに存する。

本発明の第５の要旨は、第１の要旨に記載の化学発光体用蛍光液と、第２の要旨に記載の化学発光体用酸化液とから成る化学発光システムに存する。

本発明の化学発光体用蛍光液および化学発光体用酸化液は、クエン酸エステルを溶媒に使用しているため、化学発光性能および安全性に優れる。

以下、本発明を詳細に説明する。まず、本発明の第１の要旨である化学発光体用蛍光液について説明する。本発明の化学発光体用蛍光液は、シュウ酸エステル、蛍光物質および溶媒としてクエン酸エステルを含有し、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。

シュウ酸エステル（オキサレート）としては、各種のシュウ酸誘導体（例えば、クロライド、エステル、オキサミド等）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ザレート）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、少なくとも３つ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（Ｃ_１〜Ｃ_１６）、クロロ基、ブロモ基、シアノ基、アルコキシ基（Ｃ_１〜Ｃ_１６）、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、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、１６，１７−ジデシクロキシビオラントロン、ルモゲン・レッド（ＬＵＭＯＧＥＮＲＥＤ、赤色を発するペリレンジカルボキシイミド蛍光剤）、（ＬＵＭＯＧＥＮＹＥＬＬＯＷ、黄色を発するペリレンジカルボキシイミド蛍光剤）、（ＬＵＭＯＧＥＮＯＲＡＮＧＥ、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）、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。

本発明の化学発光体用蛍光液において、溶媒としてクエン酸エステルを使用する。クエン酸エステルは脂肪族系溶媒であり、上記のシュウ酸エステルおよび蛍光物質を良好に溶解し、安全性が高く、化学発光に対して悪影響を及ぼさない。クエン酸エステルとしては、下記式（１）で示されるアシル化クエン酸エステルが好ましい。

式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３はそれぞれ独立に炭素数１〜８、好ましくは２〜６のアルキル基を示し、Ｒ^４は炭素数１〜４のアルキル基を示す。具体的なクエン酸エステルとしては、アセチルクエン酸三エチル、アセチルクエン酸三ｎ−ブチル、アセチルクエン酸三ｎ−ヘキシル、ｎ−ブチリルクエン酸三ｎ−ヘキシル等が挙げられる。

上記の各成分の使用割合は、従来公知の化学発光体に準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２０〜４０：１である。溶媒とシュウ酸エステルとの量比は、使用する目的により任意に選択することが出来、通常、シュウ酸エステルの濃度が０．０５〜０．２モル／リットルとなる量の溶媒を使用する。

本発明の化学発光体用蛍光液は、過酸化水素および触媒成分（任意成分）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。触媒成分（賦活剤）としては、例えば、サリチル酸リチウム、５−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、２−クロロ安息香酸リチウム、酢酸ルビジウム等のサリチル酸およびその誘導体、安息香酸およびその誘導体または酢酸の金属塩またはアンモニウム塩などが挙げらる。

本発明の化学発光体用蛍光液は、上記の酸化液と組合せて化学発光システムとすることが出来る。

次に、本発明の第２の要旨である化学発光体用酸化液について説明する。本発明の化学発光体用酸化液は、過酸化水素および溶媒としてクエン酸エステルを含有し、シュウ酸エステル及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。

本発明の化学発光体用酸化液において、溶媒としてクエン酸エステルを使用する。クエン酸エステルは脂肪族系溶媒であり、過酸化水素および触媒成分（任意成分）を良好に溶解し、安全性が高く、化学発光に対して悪影響を及ぼさない。クエン酸エステルとしては、下記式（２）で示される化合物が好ましい。

式中、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７はそれぞれ独立に炭素数１〜８、好ましくは１〜６のアルキル基を示し、同一であることが好ましい。Ｒ^８は水素またはＣ_ｎＨ_２ｎ＋１ＣＯ基を示し、ｎは１〜４の整数である。好ましい化合物としては、Ｒ^８が水素であり、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７が炭素数１〜６のクエン酸エステル、Ｒ^８がＣＨ_３ＣＯ基（アセチル基、ｎ＝１）であり、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７が炭素数１又は２のアルキル基であるアセチルクエン酸エステル等が挙げられる。具体的なクエン酸エステルとしては、クエン酸三エチル、クエン酸三ｎ−ブチル、アセチルクエン酸三エチル、アセチルクエン酸三ｎ−ブチル、クエン酸三メチル、アセチルクエン酸三メチル等が挙げられる。

本発明の化学発光体用酸化液は、触媒成分（任意成分）を含有することが好ましい。触媒成分（賦活剤）としては、上記第１の要旨で説明した化合物が使用できる。触媒成分の使用量は、通常０．００１〜０．１重量％である。

溶媒クエン酸エステルと過酸化水素との量比は、使用する目的により任意に選択することが出来、通常、過酸化水素の濃度が１〜５重量％となる量の溶媒を使用する。

本発明の化学発光体用酸化液は、助溶媒を使用することが、水溶性成分との相溶性の観点から好ましい。助溶媒としては、第３アルコール（第３級アルコール）が好ましく、具体的には第３ブチルアルコール、２−メチル２−ペンタノール等が挙げられ、特に第３ブチルアルコールが好ましい。

本発明の化学発光体用酸化液は、シュウ酸エステル及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。シュウ酸エステル及び蛍光物質は、上記第１の要旨で説明した化合物がそれぞれ使用できる。

本発明の化学発光体用酸化液は、上記の蛍光液と組合せて化学発光システムとすることが出来る。

本発明の特に好ましい態様は、本発明の第１の要旨に記載された化学発光体用蛍光液と、本発明の第２の要旨に記載された化学発光体用酸化液とから成る化学発光システムである。蛍光液および酸化液の両方に溶媒としてクエン酸エステルを使用することにより、優れた化学発光性能を有し、安全性の高い化学発光システムを得ることが出来る。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。

実施例１：
反応器Ａに、溶媒であるクエン酸エステルとしてアセチルクエン酸三ｎ−ブチル９２．３８重量部を加え、１００℃に加熱し、窒素ガスによってパージした。このアセチルクエン酸三ｎ−ブチル中に、攪拌しながら、シュウ酸エステルとしてシュウ酸ビス（２，４，５−トリクロロ−６−カルボペントキシフェニル）７．５重量部を加え、溶解させた。得られた溶液に、蛍光物質として９，１０−ビス（４−メトキシフェニル）−２−クロロアントラセン（青色蛍光体）０．１２重量部を加え、完全に溶液になるまで撹拌を続け、蛍光液を得た。

反応器Ｂに、溶媒であるクエン酸エステルとしてクエン酸三エチル９６．４２重量部、８０%過酸化水素３．７５重量部および触媒成分としてサリチル酸ナトリウム０．０１重量部を加えて混合し、酸化液を得た。

上記で得られた蛍光液と酸化液とを同容量で混合した。その結果、青色の化学ルミネッセンス発光が生じた。発光性能（発光輝度、発光時間など）は、溶媒としてフタル酸エステルを使用した場合と差が無かった。

実施例２：
蛍光液は実施例１と同様に調製した。酸化液は、クエン酸三エチル３３．４２重量部、クエン酸三ｎ−ブチル５８重量部、第三ブチルアルコール５重量部、８０％過酸化水素３．５７重量部およびサリチル酸ナトリウム０．０１重量部を混合して調製した。得られた蛍光液と酸化液とを同容量で混合した。その結果、青色の化学ルミネッセンス発光が生じた。発光性能（発光輝度、発光時間など）は、溶媒としてフタル酸エステルを使用した場合と差が無かった。

実施例３：
反応器Ａに、溶媒であるクエン酸エステルとしてアセチルクエン酸三エチル９４．９重量部を加え、１００℃に加熱し、窒素ガスによってパージした。このアセチルクエン酸三ｎ−ブチル中に、攪拌しながら、シュウ酸エステルとしてシュウ酸ビス（２，４，５−トリクロロ−６−カルボペントキシフェニル）５重量部を加え、溶解させた。得られた溶液に、蛍光物質として９，１０−ビス（フェニルエチニル）−１−メチルアントラセン（緑色蛍光体）０．１重量部を加え、完全に溶液になるまで撹拌を続け、蛍光液を得た。

反応器Ｂに、溶媒であるクエン酸エステルとしてアセチルクエン酸三エチル９２．１３重量部、助溶媒として第三ブチルアルコール５重量部、７０%過酸化水素２．８６重量部および触媒成分としてサリチル酸ナトリウム０．０１重量部を加えて混合し、酸化液を得た。

得られた蛍光液と酸化液とを同容量で混合した。その結果、緑色の化学ルミネッセンス発光が生じた。発光性能（発光輝度、発光時間など）は、溶媒としてフタル酸エステルを使用した場合と差が無かった。

Claims

シュウ酸エステル、蛍光物質および溶媒を含有し、且つ、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化学発光体用蛍光液であって、蛍光液に含有される溶媒がクエン酸エステルであることを特徴とする化学発光体用蛍光液。
クエン酸エステルが下記式（１）で示される請求項１に記載の化学発光体用蛍光液。
酸化液が触媒としてサリチル酸塩を含有する請求項１又は２に記載の化学発光体用蛍光液。
過酸化水素および溶媒を含有し、且つ、シュウ酸エステル及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化学発光体用酸化液であって、酸化液に含有される溶媒がクエン酸エステルであることを特徴とする化学発光体用酸化液。
クエン酸エステルが下記式（２）で示される請求項４に記載の化学発光体用酸化液。
助溶媒として第３アルコールを含有する請求項４又は５に記載の化学発光体用酸化液。
酸化液が触媒としてサリチル酸塩を含有する請求項４〜６の何れかに記載の化学発光体用酸化液。
請求項１に記載の化学発光体用蛍光液と、過酸化水素を含有する酸化液とから成る化学発光システム。
請求項４に記載の化学発光体用酸化液と、シュウ酸エステル及び蛍光物質を含有する蛍光液とから成る化学発光システム。
請求項１に記載の化学発光体用蛍光液と、請求項４に記載の化学発光体用酸化液とから成る化学発光システム。