Noel de Kler Martijn Veen Optical Brighteners Noel de Kler Martijn Veen Welkom iedereen, wij gaan het hebben over fluorescerende pigmenten en optical brighteners. We gaan het eerst hebben over de fluorescerende pigmenten,

Inhoudsopgave Fluorescerende pigmenten Optical brighteners - geschiedenis - Eisen - Gebruik in plastics, textiel en papierindustrie. welke soorten er zijn en hoe deze werken, en waar deze voor gebruikt worden. Vervolgens gaan we ons verdiepen op een bijzonder vorm van fluorescentie, namelijk de optische witmaker. Hier gaan wij wat vertellen over wat deze is precies is, hoe deze functioneert, waar deze gebruikt kunnen worden en vertellen we meer over de plus en minpunten van verschillende soorten witmakers.

Fluorescerende pigmenten Vorm van Luminescentie Begin 20ste eeuw ontdekt Kleur, witmakers en UV bescherming

Stokes shift Golflengte absorptie – emissie Emissie heeft een lagere gemiddelde energie dan het geabsorbeerde licht, dus de golflengte dat wordt uitgezonden zal lager hoger zijn dan de golflengte die wordt geabsorbeerd. efficiëntie gemeten met:

Optical Brighteners (OB) Absorberen vooral UV 340-375nm Emissie vooral 420-470nm Werking afhankelijk van de zuiverheid van het substraat Wit voorwerp lijkt vaak gelig, OB zorgt dat er minder licht wordt gereflecteerd bij langere golflengtes

Geschiedenis OB Optische witmakers zijn ontdekt in 1929 door P krais. Krais ontdekte dat de witheid van kunstzijde kon worden verbeterd door het te behandelen met een esculine-oplossing en vervolgens te drogen. De eerste applicatie in de industrie vond plaats in 1935. Hier werd natrium umbelliferonacetaat en zetmeel gebruikt en later β-methylumbelliferone. Vanaf 1940 konden optical brighteners op grote schaal worden toegepast. Vervolgens ging het tussen 1945-1975 snel met de ontwikkeling van de opwitters. In 1989 waren er meer dan 1000 soorten commerciele witmakers geproduceerd

Eisen voor OB opname van het UV licht 350-375nm optimaal hoge extinctiecoëfficient hoge fluorescentie-intensiteit rond de 415-445nm Lage OB concentratie, als de concentratie te hoog is zal de kleur groenig worden.

OB in plastics Compatibiliteit, haalbaar witmakend effect en de kleurvastheid. bis-benzoxazole witmaker (TiO2)

Kleurvastheid Een OB is altijd minder kleurvast dan een pigment, er ontstaat hierdoor meer vergeling door fotochemische degradatie. De kleurvastheid is ook afhankelijk van het substraat.

Compatibiliteit Om het maximale uit de FWA te halen, is het belangrijk dat de witmaker volledig opgelost kan worden en volledig homogeen verspreidt is in het uiteindelijke product. Voor thermoplastics is het ook belangrijk dat de witmaker niet vluchtig is, en dat deze thermisch stabiel is. In Polyurethaan en PVC coatings kan migratiestabiliteit nog een probleem vormen. Wanneer de witmaker niet geschikt is, kan het gaan ophopen op het oppervlak. Dit geeft een minder wit resultaat of verkleuringen op bepaalde plekken in de coating.

Verschillende structuren van TiO2 Anatase vs. Rutiel bis-(styryl)biphenyl in geplastificeerd PVC (5% TiO2)

Toepasingen in de industrie Optische witmakers worden gebruikt in verschillende industrieën. Er wordt hier dieper ingegaan op de textielindustrie,de papierindustrie en de kunsstofindustrie. Als eerste wordt er gekeken naar de meest geschikte witmaker. Dit is afhankelijk van 3 eigenschappen: - Witkracht van de witmaker - Compatibiliteit - Hechting

Kunstoffen en Vezels Derivaten van -Bis benzo-oxazoles -fenylcoumarines -bis-(styryl)bifenyls

Toevoegen van OB In de meeste gevallen worden de witmakers drooggemengd. adhesie promoter, butylstereaat flexibel PVC bijvoorbeeld worden de Fluorescerende witmakers in een lage concentratie(bijvoorbeeld 10% witmaker gemengd met kalk) als een vloeistof of een dispersie. De lage concentratie zorgt voor een mooie homogeniteit in het plastic. In PET vezels worden sommige types witmaker gemengd tijdens polymerisatie. De witmaker wordt dan tegelijkertijd met de monomeren toegevoegd. Dit kan alleen als het mengsel thermische stabiel en niet vluchtig is.

Textiel Men kan de witmaker oplossen in water-oplosbare stoffen voor natuurlijke textielsoorten en sommige synthetische materialen en direct op het materiaal aanbrengen. De optische witmaker die niet oplosbaar is dispergeren in een synthetisch materiaal.

Papier De effectiviteit van de optical brighteners wordt bepaald door verschillende factoren zoals: UV absorbers, quenching en fillers. Diaminostilbeen disulfonzuur is een goedkope manier van het witmaken van papier. (waterstofbruggen en de vlakke structuur zorgen ervoor dat deze witmaker geschikt is om te gebruiken voor papier)

Tot slot.. Optical brighteners werken door fluorescentie Veel verschillende toepassingen in de industrie Belangrijke aandachtspunten tijdens de selectie van witmakers zijn; Witkracht Hechting Compatibiliteit

Vragen?