Способ преобразования дневного света в свет, поглощаемый хлорофиллом

 

Изобретенцр относит п к технолеи им иг °брпзования дневного сврта, в частности к способу его преобразоп-зния в спет, поглощаемый хлорофилпом, 1тугем PIO divuibi рации света чрреч полимерный материал с распределенным в нем люминесцентным красителем. Целью изобретения является увеличение доли рассеянного света и повышение устойчивости красителя к миграции. Это достигается использованием в качестве полимерного материала полиэтиленовой ппенки толшиной 100-200 мкм, а в качестве люминесцентного красителя - флуоресцентного пигмента на основе продукта взаимодействия этого красителя с п-толуолом сульфамидом, меламином в 40%-ном водном растворе формальдегида при массовом соотношении люминесцентного красителя, п-толуолсульфамида и меламина, равном 0,04-0,35: :5:1 соответственно, в количестве 0,3-0,7 мас.%. 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичияих

РЕСПУБЛИК (51)5 С 09 К 11/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬЗТИЯМ

ПРИ MHT СССР (46) 30.06.92.Бюл. N 24 (21) 4420467/05 (22) 11,03.88 (72) Г.Л,Бондаренко, Ю.М.Вниецкая, К,М.)1юмаев, Л.И.Кормилова, R.М.Красс— вицкий, R. I). Крыжановск«й, Jl,FI. Ãàëüвникая, R,H.Сесмпноженко, С.В.Цветков и А,С.Чеголя (53) 678.0?9.82(088.8) (56) Патент ФРГ tt 3140397, кл. С 09 К 11/06, опублик. 1983.

1 (54) СНОСОВ HP(.OÁPA30ÂÀÍÈJI, 111ВВ11ОГО

СВЕТА В СВ1;Т, 11ОГс10111ЛЕМИ11 ХДОРОФИЛЦ1ОМ (57) Изс1бретени относится к технологии преобразования дневного света в час:тис стп к способу его преобразоR;IIIèÿ в с вет, поглощаемый хлорофиллом,, путем его фильтрации света через

Изобретение относится к способу преобразования Itttpttttnt о света в свет, поглощаемый хлорснЬиллом, и может быть использовано при вырашивапии овошных культур в тепличных условиях.

Цель изобретения — повышение интенсивпости преобразованного света, увеличение доли рассеянного < вета и .повышение устойчивости люмииесцентного красителя к мигр,ll utt.

Свет фил»T vl т ч pP÷ полиэтиленовую пленку то.ипиной 100-200 нм с распределенным и ней дневным флус ресцентным пигментом ()!ФП) с размером частиц

5-50 мкм цри концентрации пигмента

0,3-7,0 мае.ь .

В tt;«tcст»е дневного флуоресцентпогn п1с r sir it 1 в пс tin!l ь з ) юT т в с pgthlp» 1е т во

„„SU„„3642749 А 1 полимерный материал с распределенным в нем люмииесцентным красителем.

Целью изобретения является увеличение доли рассеянного света и повышЕние, устойчивости красителя к миграции.

Это достигается использованием в качестве полимерного материала полиэтиленовой пленки толшиной 100-200 мкм, а в качестве люминесцентного красителя флуоресцентного пигмента на основе продукта взаимодействия этого красителя с и-толуолом сульфамидом, меламином в 40Х-ном водном растворе формальдегида при массовом соотношении лю- ° минесцентного красителя, и-толуолсульфамида и меламина, равном 0,04-0,35:

:5:1 соответственно, в количестве

0,3-0,7 мас.X. 1 табл. ры люминесцентных красителей в поликон денсационных полимерах типа меламинотолуолсульфамидформальдегидного или ф поликонденсационные полимеры с приви-

tl тыми к ним люминесцетными красителями в

В качестве люминесцентного красителя используют ионогенные или неионогенные соединения, производные нафталимида, пиразолина, ксантена, причем используют как индивидуальные люинноформы синего и красного свечения, так и смеси люминофоров, с резонансным переносом энергии электроиного возбуж- дения.

В отличие от прототипа, в котором используемые индивидуальные красители, растг. римые в полимерном мате1642749

48%.!

70 ®ЖгС1 (Сг (-15) .Р,!

SO Nt 1

О риале,. образуют прозрачный твердый раствор, в предлагаемом способе н качестве добавки, преобразующей свет, 1 используются дневные флуоресцентные пигменты, которые не растворяются в полиэтилене, а равномерно распределяются н нем н виде отдельных тнер- дых частиц, обеспечивающих высокое светорассеяние из-за многократного отражения и преломления проходящего через пленку света.

Пример 1. Дневной снет фильтруют через пленку толщиной 100 мкм, включающую красный дневной флуоресцентньй пигмент в концентрации

1 мас.%.

Для получения дневного флуаресцентногU пигмента 176 г Tl-òî.ffóîëñóëüôàìèда, 34 г мелами«а, 96 мл формалина (40%-ного) и 8 г 4- (!†(4-сульфамидоФеллл) — 5-фелллплреерллллл-З)-(),8нафтоилен)-!, 7-бензпмидазоня (СФПИ) формулы

О за1 ружан)т В колбу В)ярда и при 140 Г выдерживают в течение 3 ч, затем н вакууме еше 3 ч. Ярко крашеннун) napucTgln массу охлаждают в вакууме до комнатной 1 смпсря 1 уры > Выгр жа)пт и В lиа роной иель11и11с пзиельчан)т до размера частиц )-50 мкм. !!Олучают ярко- красный диепной1 флуоресцентный пигмент. !!ь1хад 2 30 г .

Для получения флуоресцентной пленки 9,9 кг (99 ffac, ) гранулирана11ного полиэтилена загружают я смеситель типа "пьяная бачка, добавлян)т дневной флуоресцентный рл)г11епт массо«

О, 1 кг (1 мас.%), полученный как описано выше, 0IrygpeIaEIIIe п)1гиентом f paffy!Ibf поли.)0 этилена за груп:ан)т в зкструзиопгиую мзшину снабже пун устрой -твои для е С с) раздува рукава, и при 150-!70 С перерабатывают я пленку толщиной

100 мкм. Выход))ь)е lf)lfflfbff по «реобра56 заванию света: 100 пм

"МД КЕ: П1)ГЛС)1)!Е1)И)1

625 лм

9 «Elf C ЛЮМН ЯЕСЦГНЦЯ1

8 1) TEI . Elf(11 I)III P (f (fill i!If !7, Пропускание в .области максимального поглощения хлорофилла (Л EfggfEQ 675 нм) 83%

Рассеяние (при

4 675 нм)

Интенсивность преобразованного света (при Я 67S нм), 150

Л р и м е р 2, Дневной свет фильт" руют через пленку толщиной 150 мкм, включающую красный дневной флюорес-.,: центный пигмент в концентрации

5 мас.l.

Красный дневной флуоресцентиый пигмент получают подобно описанному н при!1ере 1, но вместо СФПИ вводят смесь люминесцентных красителей p0- дямина С и фенилимида 4-аминонафталеной кислоты в количестне 2,3 г и 3,2 г соответственно °!

Флуоресцентную пленку получают как описано в примере 1, но перед добавлением пигмента добавляют вазелинаное масло (0,04 кг) и нместо пигмента по примеру 1 вводят пигмент по примеру 2 в концентрации 5 мас.X.

Выход)1ые данные по преобразованию с Вета ° МаКС, ПОГ)1РЦЕКР111 макс. люминесценции

Б атн. люминесценции 13

Прапускапие при

675 пм 86%

Ряссеяпие при

Я 675 ни 47%

Интенсивность npef) 6 Раз <) В I f f ff c) ГО света прп Я 675 нм 160%

П р и и е р 3. Дневной свет фильтруит парез ff. )åffffó толщиной 220 нм>

Вклю1як)щую красный дпевнай флуарес38Х

Рассеяние при

Я 675 нм 41% 35 мокс аоглацеипр

Интенсивность пре- мокс йоминесйекцни

440 и 610 нм

В отн.ломинесцснцип 8

130, ) 45

12 г. Пример 8 (контрольный).

Дневной свет фильтруют через пленку толщиной 150 мкм, включающую красный дневной флуоресцентный пигм"нт н

5g концентрации 1 мас.Х.

Красный дневной флуоресцентный пигмент получают как в примере 1, но СФПИ берут в количестве 1,6,г (0,7%). Пленка содержит СФПИ в концентрации 0,007 иас.%. преобразовайию . Выходные данные по преобразованию света:

490 нм Мокс по rho ь ени И

"а макс воиииасмкоии 615 пм и

@N Выходные данные по света: «. поч оцеим мокс, оминесиекси и

380 нм.

440 нм

5 центный пигмент в коцентрации 1 мас.Х полученный как в примере 2.

Выходные данные по преобразованию светаг ф дакс погооц еи„,g 330 и 570 нм макс. аМииесценаи и

В отн.люминесцейции . 13

Пропускание при ф 675 нм . 87%

Рассеяние при ф 675 нм

Интенсивность преобразованного света при ф 675 нм. 160%

Пример 4. Дневной свет фильтруют через пленку толщиной 150 мкм, включающую пурпурный дневной флуоресцентный пигмент в концентрации

3 мас.X.

Пигмент получают как описано в примере 2, но вместо смеси люминесцентных красителей вводят родамин С в количестве 2,4 г.

Выходные. данные по преобразованию света:

"макс,аог оыение 330 и 560 нм

"мокс.йюмииесцееции 440 и 610 нм

Б отн.люминесцен" ции 11

Пропускание при

Ф 675 нм 86% о разованного света. при ф 675 нм 190Х

Пример 5. Дневной .свет фильтруют через пленку толщиной 150 мкм, включающую белый дневной флуоресцентный пигмент в концентрации 3 мас.Х.

Пигмент получайт как в примере но вместо СФПИ вводят 1-(4-сульфамилфенил)-3(4-хлорфенил -2-пиразолин

i формулы в количестве

42749 6

11РОПускание прн

9, 440 нм . 85%

Рассеяние при

Я 440 нм 68%

Интенсивность преобразованного света при

440 нм ., 120%

Пример 6. Дневной свет фильт10 руют через пленку толщиной 180 нм включающую дневной флуоресцентный пигмент в концентрации 0,3 мас.%, полученный как в примере

Выходные данные по преобразованию света: макс.аогеоцеииу

330 и 560 пм 1 ма с, аюмииеокенсии

440 и 610 пм

В отн.люминесценции 5

Пропускание при

20 ф 675 нм

Рассеяние при

Я 6?5 нм 25%

Интенсивность преоб. разованного света

25 при Я 675 нм 120%, П р и.м е р 7. Дневной ст». т фильтруют через пленку толщиной 150 мкм, включающую дневной флуоресцентный пигмент в концентрации 0,7 мас.Х,пплу30 ченный как в примере 6 (ннливидувльного люминесцентного красителя — родямина С в пленке 0,007 мас.%).

Выходные данные по пр образованию света:

Пропускаиие при

Я 675 нм 89%

Рассеяние при

675 нм 34%

Интенсивность преобразованного света при

Я 675 нм

1642749

15 отн.люмине. цендии . . б

llропускание вобласти

Максимального поглоще" ния снета (ф„ц 675нм) 89%

Рассеяние при Я 675нм. 45%, Интенсивность преобразованного cseòà при

9 675 нм 130%

Пример 9, Дневной свет фильт- 10 рунт через пленку толщиной 160 мкм, включающую дневной флуоресцентный пигмент в концентрации 7 мас.%, полу" ченный как в примере 4.

Выходные данные по преобразованию света 1 мыс, яогооц е и и я

330 и 560 нм

< мокс.. ввмикеецеииии

440 и 610 нм

В от.хпомииесценции 1О

Пропускание при

9, 657 нм 78%

Рассеяние при Я 675 нм 64%.

Ин генсивность преобраЗОванног0 светя при ф 675 Iw 160%.

Спектры пропусканпл измеряют на спектофотометре 330 с интегрирующей сферой. Полное пропускание полу-чают при расположении образца вплотную к интегрирующей сфере. Помещая . 30 образец па расс:тояние 50 см от послед ней, отсекаюг рассеянный свет, Рассеяние определяют по разности значе- .. ний полного пропусклния и пропускания. беэ учета рассеяния.

Спектры флуоресценцни измеряют на установке, состоящей из зеркального монохромаropa ЗИР-3, фотоэлектронного умножптеля ФЭУ-18 или ФЭУ-49б, мик ролмпеометра И-95. Источником возбуж - 40 ценил служит лампа ДРи1-500, из спектра которой выделяют линию 365 нм.

Интенсивность света, преобразованного люмпнесцентной пленкой, в сравнении со светом, пропущенным через плен-.45 ку по про готипу 1, измеряют на установке, состоящей из источника освещения типа С, зеркал»ного монохроматора

ЗИР-3, приемника излучения ФЭУ-18,связанного с чувствительным микроампер50 метром И-95, Для оценки надежности способа согласно ГОСТ 11279.1-5-83 определяют миграционную устойчивость люминесцентных добавок н полиэтftëåH0вых пленках.

5с

Сравнительные данные по прес бразо" ванию света по заявляемому спортс бу и способу-прототипу представлены в таблице, Пример 1О. Использование солнечного света с длиной волны 600 нм для фотосинтеза

Пленкой, описанной в примере 1, накрывают ангарную теплицу. В тепли1 цу высажинают горшечную рассаду огурцов. Срок высадки, " первая декада апреля. Густота посадки 3,5 растения на l кв.м. Площадь делянки под пленкой 100 кв.м., площадь учетной делянки 5 кв.м. Повторность опыта четырехкратная. Одновременно прово" дят контрольный опыт с неокрашенной полиэтиленовой пленкой. Прирост ypdжая по сравнению с контрольным опы том составляет 16%. Место проведения опыта Харьковская область.

Пример 11. Использование солнечного света с длиной волны менее

600 IIN для фотосинтеза.

Пленкой, полученной по примеру 2, накрывают ангарную теплицу. Площадь деллнк . под пленкой 75 кв ° мi IIJI0 щадь учетной делянки 4,2 кв.м, В теплицу высаживают рассаду томатон.

Количество растений на каждой делянке 15 штук. Повторность опыта четырехкратная. Срок высадки рассады

3 июня ° Прирост урожая по сравнению с контрольным опытом составляет 22%.

Место проведения опыта Днепропетровская станция.

Пример 12. В теплицу, накрытую пленкой по примеру 4, высаживают рассаду томатон. Срок высадки — последняя декада мая.Площадь делянки под пленкой 100 кв,м, Площадь учетной делянки 5 кв.м. Прирост урожая по сравнению с контрольным опытоМ составляет 16%. Иесто проведения опыта

Харьсковс1сая область.

Как следует из примеров, достижение цели обеспечивается при содержании пигмента 0,3-7 мас.X. Введение

Дфд в концентрации, пренышающей

7 .:.:,X (например, 1О мас.% - при;мер ll), приводит к снижению пропускани". (до 72%), а рассеяние при этом

,увеличивается (64%).

Снижение концентрации ДФП н пленке до значений менее 0,3 мас,X (например, до 0,2 мас.X — пример 12)" приводит к уменьшению рассеяния (12%).

В предлагаемом способе для преобраэонания света используется полиэтиленовая пленка топщиной 100-200 мкм, обычно применяемая при тепличном выра-., щивании пвпщей.

10 1642749 лом, путем фильтрации света через н 1лимерный материал на основе полизти75

Способ праобраэовання

Толщина плен- нюатс люмнн.

Знаке погпощ. нм йропусканне и

Ннграцнонная устой11птспснвность пргограэсаанпого света,X прч рассеяВ о ты, лкмнВонпентра1rHII люминесцептной добапкн в света нне кн, мкн области макс. поглощения п обл, макс,погпощепн н с с це II

Онн чняостьр баллы

440 нм 675 чм пленке, нас. Х клпрофнлла,2

I ня xlioРо+нчля, I

Слпсоб по прототипу фнльгрутю1нй материал! полнэтнленоаая пленка, включа" аюая днлецплокснвнолантроп (1) полнэтнленовая пленка, включенная 4-(I-фенпл)-5-(4-метокснфеннл)"3)-(I,B-няфтонлеп)-1,2-бенэниндаэоп (II)

Предлагаемый способ по прннерам

2

4

6

lI

625 1 88

150 550

IOO 1

0,007

600 3,0 87

I 00

160 . 510

0,007

625 12 83

605 13 86

605 13 87

610, 11 86

440 85

610 5 90

610 10 78

610 12 72

610 4 . 87

48

47

38

41

68

64

64

100 500

150 330 и 570

200 330 н 570

150 330 н570

150 380

I8O 330 и 560

160 330 и 560

170 560

180 560

I4O

190

5

3

0.3

0,2

120

110

B отн.лю7д неспанппн для пленен, включаювей белый ппгмент с синей флуореспенцмей не проведено, тек как в способе-прототипе добаякн снне7о свечепня не нсполъэуются; по той ке прнчнне сравненне ппя этой пленкн по нптенснаностн отфнльтровапного спста прн с4 440 нн приведено по отноюенню к бесцветной полнэтнленоаой пленке.

Составитель Т. Калинина

Техред С,Иигунова Корре кто р Л. Бе с к ид

Редактор (5.Трубченко

Заказ 2816 Тираж 204 Подписное

l3HHHI1H Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосквав Ж-35в Раушская набтэ д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîð()ä, уЛ. Гагарина, 101

Из представленных двинь(х видно, что предлагаемый способ имеет существенные преимуп(ества по сравнению с прототипом, а именно, является более доступным, так как в качестве фильтрующего материала используется полиэтилен, наиболее доступный и дешевый иэ всех полимеров, расширяет диапазон длин волн преобразуемого света за счет использования пигментов с синей флуоресценцией, поглощающих лучи с длиной волны менее 400 нм, повышает интенсивность свечения в области поглощения хлорофилла и долю рассеянного света при сохранении высокой прозрачности фильтрующего материала.

Применение заявляемого способа создает благоприятные условия для осуа ществления фотосинтеза,,что может быть успешно использовано при тепличHoN выращивании овощей.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ преобразования дневного света в свет, поглощаемый хлорофиллена с распределеннь(м в нем люминес5 центьым красителем, о т л и ч а ю " шийся тем, что, с целью повышения интенсивности преобразованного света, увеличения доли рассеянного света и повышения устойчивости люминесцентного красителя к миграции, в качестве полимерного материала используют полиэтиленовую пленку толщиной 100-200 мкм с распределеннь(м в ней дневным флуоресцентным пигмен15, том на основе продукта взаимодействия люминесцентного красителя с

tl-ò0ËÓÎr1ÑÓËÜôàÌÈÄOÌ, МЕЛаМИНОМ Г

40Х-н(3м водном растворе формальдегида при массовом со(3т71ошении люй(и1(ес20 центного красителя и-толуолсульфамиэ да и меламина, равном 0,04-0,35:5;1 соответственно, в количестве 0,37,0 мас.4.