Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2454681

(19)

RU

(11)

2454681

(13)

C1

(51) МПК G01T1/04 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.08.2012 - действует Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011102165/28, 21.01.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

21.01.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 21.01.2011

(45) Опубликовано: 27.06.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2225625 С2, 10.03.2004. RU 2298811 С1, 10.05.2007. WO 2008048921 А2, 24.04.2008. US 5099132 А, 24.03.1992.

Адрес для переписки:

152025, Ярославская обл., г. Переславль-Залесский, а/я 71, генеральному директору ЗАО "БИТ" В.Б. Яковлеву

(72) Автор(ы):

Абрамов Владимир Николаевич (RU),

Кочуков Алексей Викторович (RU),

Мещерякова Нина Константиновна (RU),

Яковлев Владимир Борисович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Закрытое акционерное общество по разработке и внедрению новых информационных материалов и технологий "БИТ" (RU)

(54) ЦВЕТОВОЙ ВИЗУАЛЬНЫЙ ИНДИКАТОР ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к химической дозиметрии ионизирующих излучений, а именно к цветовым визуальным индикаторам дозы ионизирующих излучений. Сущность изобретения заключается в том, что цветовой визуальный индикатор поглощенной дозы ионизирующего излучения содержит гибкую подложку, адгезионный подслой, отражающий слой, радиационно-чувствительный слой, состоящий из полимерного связующего, включающего полимеры и сополимеры винилового ряда, люминофора пиразолинового ряда, бромсодержащего сенсибилизатора и пластификатора, и фильтровый слой, при этом в радиационно-чувствительном слое в качестве бромсодержащего сенсибилизатора используют декабромдифенилоксид. Технический результат - повышение чувствительности индикатора, позволяющего определять дозы менее 1,0 кГр. 1 табл.

Изобретение относится к химической дозиметрии ионизирующих излучений, а именно к цветовым визуальным индикаторам дозы ионизирующих излучений, и может быть использовано для экспрессного определения поглощенной дозы гамма- и электронного излучения в радиационной химии и технологии. Широкое применение указанные индикаторы могут найти при массовой радиационной стерилизации изделий медицинского назначения.

Известны индикаторы дозы ионизирующих излучений, которые состоят из галогенсодержащего полимера и кислоточувствительного красителя. Существенный недостаток таких индикаторов - чувствительность к УФ и видимому свету и пороговая двухцветная индикация поглощенной дозы [1].

Наиболее близким к заявляемому индикатору является визуальный индикатор дозы, позволяющий визуально определять поглощенную дозу по изменению окраски [2]. Он выбран в качестве прототипа.

Известный индикатор представляет собой гибкую подложку, на одну сторону которой последовательно нанесены адгезионный подслой, отражающий радиационно-чувствительный и защитный слои. Адгезионный подслой состоит из сополимеров винилового ряда или их смеси; отражающий слой состоит из полимерного связующего, пластификатора и металлов (или их солей и/или оксидов) I-VIII групп; радиационно-чувствительный слой состоит из люминофора, пластификатора, полимерного связующего и бромсодержащего сенсибилизатора; защитный слой - из полимерного связующего и абсорбера ультрафиолетового света (УФ-абсорбера). Переход от одного цветового тона к другому происходит плавно, через множество цветовых оттенков. Цвета до и после облучения достаточно устойчивы во времени при хранении в темноте или при искусственном освещении или рассеянном солнечном свете.

Принцип действия заключается в изменении окраски под действием ионизирующего излучения люминесцирующего красителя ряда 1,3,5 триарилпиразолина - 2 общей формулы:

где R и R 1 - арил или арил, имеющий заместители

R 2 - 1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазолил-4,1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазолил-5 (НБИ*)

или остаток N-фенилнафтальимида, замещенный в положении 4 нафталинового ядра (ФНИ**).

или

В качестве пластификатора как в радиационно-чувствительном, так и в отражающем слоях используют пластификаторы формул (2,3):

где R 3 , R 4 =алкил (C 1 -C 12 ), аралкил, циклоалкил; n 2.

Известный индикатор стабильно и устойчиво работает в диапазоне доз от 1,0 до 200 кГр, обладает хорошей разрешающей способностью при визуальном определении поглощенных доз.

Указанный индикатор не позволяет определять дозы менее 1,0 кГр. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении чувствительности индикатора, позволяющей определять дозы менее 1,0 кГр.

Технический результат достигается тем, что в цветовом индикаторе поглощенной дозы ионизирующего излучения, содержащем гибкую подложку, адгезионный подслой из сополимеров винилового ряда или их смеси, отражающий слой из полимерного связующего, пластификатора и металлов (или их солей и/или оксидов) I-VIII групп, радиационно-чувствительный слой из люминофора формулы (1), пластификатора формулы (2,3), полимерного связующего, включающего полимеры формулы (4) или их сополимеры,

,

где R 5 =H, СН 3 ; R 6 =арил(C 6 -С 10 ), карбалкоксил(С 1 -C 8 ), карбоксил;

бромсодержащий сенсибилизатор, и защитный слой из полимерного связующего и абсорбера ультрафиолетового света (УФ-абсорбера), в радиационно-чувствительном слое в качестве бромсодержащего сенсибилизатора используют декабромдифенилоксид (5):

В предложенном техническом решении радиационно-чувствительный слой имеет следующий состав, мас.%:

пластификатор

2,0-4,0

декабромдифенилоксид

5,0-45,0

люминофор

0,04-0,08

полимерное связующее

остальное

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию «новизна». При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемые изобретения от прототипа, не были выявлены и потому обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «Существенные отличия».

Визуальные индикаторы поглощенной дозы испытывают следующим образом. Изготавливают образцы индикаторов методом полива композиций на полиэтилентерефталатную подложку на поливной машине МП-300 таким образом, чтобы толщины адгезионного, отражающего, радиационно-чувствительного и защитного слоев были идентичны. Образцы индикаторов крепят с помощью клеевого слоя на объект, предназначенный для облучения. Облучают на промышленных радиационных установках с радионуклидными источниками и ускорителями электронов. Поглощенную дозу определяют сравнением цвета облученного образца с дозно-цветовой шкалой, прилагаемой к индикатору.

Примеры конкретного выполнения:

Пример 1 (прототип)

а) В смеси 900 мл ацетона, 250 мл этилцеллозольва растворяют 17 г (25,0 мас.% состава сухого адгезионного подслоя) сополимера винилиденхлорида с акрилонитрилом и 51 г (75,0 мас.% состава сухого адгезионного подслоя) сополимера бутилметакрилата с метилметакрилатом. Полученную композицию адгезионного подслоя наносят методом полива на полиэтилентерефталатную основу и сушат при 70±10°С в течение 30±10 мин. Получают адгезионный подслой толщиной 1,0 мкм.

б) В 1550 мл толуола растворяют 450 г (66,67 мас.% состава сухого отражающего слоя) полистирола, 25 мл (3,70 мас.% состава сухого отражающего слоя) динонилфталата, добавляют при перемешивании 200 г (29,63 мас.% состава сухого отражающего слоя) диоксида титана, диспергируют смесь в бисерной мельнице в течение 45±5 мин, наносят композицию отражающего слоя на адгезионный подслой методом полива и сушат при 60±10°С в течение 30±10 мин. Получают отражающий слой толщиной 40 мкм.

в) В 2600 мл толуола растворяют 48 мл (3,71 мас.% состава сухого радиационно-чувствительного слоя) диоктилфталата, 0,88 г (0,07 мас.% состава сухого радиационно-чувствительного слоя) люминофора красного 2Ж 600 RT формулы (1), 830 г (64,14 мас.% состава сухого радиационно-чувствительного слоя) полистирола и 140 мл (32,08 мас.% состава сухого радиационно-чувствительного слоя) тетрабромэтана, наносят композицию радиационно-чувствительного слоя на отражающий слой методом полива при комнатной температуре в 3 слоя. Сушку 1-го и 2-го слоев проводят при комнатной температуре в течение не менее 1 часа, затем при 60±5°С в течение 1 часа. Сушку 3-го слоя проводят при комнатной температуре в течение не менее 2 часов, затем при 60±5°С в течение 2 часов. Получают радиационно-чувствительный слой толщиной 250±20 мкм.

г) В смеси 900 мл ацетона, 250 мл этилцеллозольва растворяют 34 г (43,59 мас.% состава сухого защитного слоя) сополимера винилиденхлорида с акрилонитрилом, 34 г (43,59 мас.% состава сухого защитного слоя) сополимера бутилметакрилата с метилметакрилатом и 10 г (12,82 мас.% состава сухого защитного слоя) 2-(2 1 -оксифенил)бензтриазола, наносят композицию защитного слоя на регистрирующий слой при комнатной температуре. Получают защитный подслой толщиной 3,0 мкм. Окончательную сушку пленки проводят при комнатной температуре в течение 40±5 часов. Окончательная толщина готовой пленки составляет 270±30 мкм.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 2

Образцы цветового визуального индикатора поглощенной дозы ионизирующего излучения изготавливают и испытывают, как в примере 1, но в состав радиационно-чувствительного слоя вводят 415 г декабромдифенилоксида (32,08 мас.% состава сухого радиационно-чувствительного слоя) вместо тетрабромэтана.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 3

Образцы цветового визуального индикатора поглощенной дозы ионизирующего излучения изготавливают и испытывают, как в примере 2, но в состав радиационно-чувствительного слоя вводят 34,0 мл (3,71 мас.% состава сухого радиационно-чувствительного слоя) диоктилфталата, 0,65 г (0,07 мас.% состава сухого радиационно-чувствительного слоя) люминофора красного 2Ж 600 RT формулы (1), 844 г (91,22 мас.% состава сухого радиационно-чувствительного слоя) полистирола и 46,26 г (5,0 мас.% состава сухого радиационно-чувствительного слоя) декабромдифенилоксида.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 4

Образцы цветового визуального индикатора поглощенной дозы ионизирующего излучения изготавливают и испытывают, как в примере 2, но в состав радиационно-чувствительного слоя вводят 59 мл (3,71 мас.% состава сухого радиационно-чувствительного слоя) диоктилфталата, 1,12 г (0,07 мас.% состава сухого радиационно-чувствительного слоя) люминофора красного 2Ж 600 RT формулы (1), 818 г (51,22 мас.% сухого радиационно-чувствительного слоя) полистирола и 719 г (45,0 мас.% состава сухого радиационно-чувствительного слоя) декабромдифенилоксида.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Как следует из представленных в таблице данных, образец индикатора-прототипа не изменяет свой цвет вплоть до поглощенной дозы 1,0 кГр. Образцы, изготовленные согласно изобретению, показывают визуально-различимую градацию цвета, начиная с поглощенной дозы 0,2 кГр.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент Франции 2226671, МКИ G01T 1/4.

2. Патент РФ 2225625, МКИ G01T 1/04.

Формула изобретения

Цветовой визуальный индикатор поглощенной дозы ионизирующего излучения, содержащий гибкую подложку, адгезионный подслой из сополимеров винилового ряда или их смеси, отражающий слой из полимерного связующего, пластификатора и металлов (или их солей и/или оксидов) I-VIII групп, радиационно-чувствительный слой, включающий люминофор формулы (1),

где R и R 1 - арил или арил, имеющий заместители

R 2 -1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазолил-4,1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазолил-5 (НБИ*)

или остаток N-фенилнафтальимида, замещенный в положении 4 нафталинового ядра (ФНИ**),

или

пластификатор формулы (2, 3)

где R 3 , R 4 =алкил (C 1 -C 12 ), аралкил, циклоалкил; n 2,

полимеры формулы (4) или их сополимеры:

где R 5 =H, СН 3 ; R 6 =арил(C 6 -С 10 ), карбалкоксил(С 1 -C 8 ), карбоксил;

бромсодержащий сенсибилизатор, и защитный слой из полимерного связующего и абсорбера ультрафиолетового света (УФ-абсорбера), в радиационно-чувствительном слое в качестве бромсодержащего сенсибилизатора используют декабромдифенилоксид (5):

при следующем соотношении компонентов радиационно-чувствительного

слоя, мас.%:

пластификатор

2,0-4,0

декабромдифенилоксид

5,0-45,0

люминофор

0,04-0,08

полимерное связующее

остальное