Verfahren zur Herstellung optischer, für infrarote Strahlung durchlässiger Filter Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung optischer Filter, welche für infrarote Strahlung durchlässig sind. Oft ist es notwendig, aus einem Licht bestimmte Wellenbereiche auszusondern, das heisst, es müssen Filter verwendet werden, die das Licht bestimmter Wellenlängen nicht durch lassen oder umgekehrt nur Lichtstrahlen bestimmter Wellenlängen durchlassen und das übrige Licht zu rückhalten. So ist es z. B. oft notwendig, den Spek tralbereich von 300 bis 400 m , den Spektralbereich des sichtbaren Lichtes von 400 bis 700 m oder den infraroten Spektralbereich von 0,7 bis 2,5 auszusondern.
Bei Mehrstoffiltern, die nur den letzt genannten infraroten Spektralbereich durchlassen, soll beispielsweise die Durchlässigkeit des Filters zwi schen 0,9 und 0,95 von 1 auf 80% ansteigen.
Für die Aussonderung der genannten Wellen längenbereiche und insbesondere zur Aussonderung ultraroter Wellenlängenbereiche werden beispielsweise Glasfilter benutzt, denen durch Färbung in der Masse die Eigenschaft gegeben wird, bestimmte Spektralbereiche zu absorbieren und andere ge wünschte Wellenlängenbereiche möglichst unge schwächt hindurchzulassen. Die Praxis verlangt dabei einen möglichst steilen Übergangsbereich zwischen dem zu absorbierenden und dem durchzulassenden Bereich. Gleichzeitig werden an Filter dieser Art auch bestimmte Forderungen hinsichtlich mechani scher Festigkeit, beispielsweise gegen Stoss, sowie gegen Wärmebeanspruchungen, sei es durch die die Strahlung erzeugende Quelle oder auch durch sekun däre Erwärmungen, denen das Filter im Zusammen hang mit der gesamten Apparatur, in die es eingebaut ist, ausgesetzt sein kann, gestellt.
Das erfindungsgemässe Verfahren, bei dem auf eine tragende Unterlageschicht mindestens eine wei tere Schicht aufgebracht wird, ist dadurch gekenn- zeichnet, dass die Filterschichten insgesamt mit min destens zwei voneinander verschiedenen Farbstoffen versehen werden. Als Farbstoffe können mindestens ein organischer und mindestens ein anorganischer Farbstoff angewendet werden. Anstelle des anorgani schen Farbstoffes kann auch noch ein weiterer organi scher Farbstoff treten, und es können als organische Farbstoffe mindestens je ein Naphtholfarbstoff und ein Küpenfarbstoff der Anthrachinonreihe Verwendung finden.
Als Material für die tragende Unterlage eignen sich insbesondere Glas oder durchsichtige glasartige Stoffe besonderer chemischer und thermischer Wider standsfähigkeit auf organischer oder anorganischer Basis. Solche Gläser werden durch thermische Be handlung, z. B. durch schnelle Abkühlung, gewöhn licher Gläser erzeugt und/oder durch Anbringen von Zwischenfolien aus Kunstharzen hergestellt und sind insbesondere auch stosssicher. Als Gläser kommen in Frage normales Fensterglas, und zwar mangan- und eisenfreie Gläser, ferner Gläser, welche durch Schmel zen oder Pressen von Salzen entstehen, z.
B. solche aus Kaliumbromid und Kaliumjodid, aus 44% Thäl- liumbromid und 56% Thalliumjodid, oder aus 60 '0 Thalliumchlorid und 40% Thalliumjodid. Vorausset zung ist immer ihre Durchlässigkeit für infrarote Strahlung. Empfehlenswert sind auch Gläser, auf der Basis der Boro-Sifkate, die temperaturwechsel- beständig sind.
Die Gläser können durch Schmelzen und anschliessendes Giessen, durch Züchten als Ein kristalle aus hochgesättigten Salzlösungen oder durch Herstellen von Platten aus Pulvern, wobei die Pulver in Spezialformen Drucken bis zu 500 atü ausgesetzt werden, gewonnen werden. Erwähnt seien auch die Gläser, welche unter den geschützten Warenzeichen Sekurit- und Plexiglas in den Handel kommen. Als Unterlage kommen ferner auch glasartige Stoffe aus Kunstharzen, z. B.
Polymerisationsprodukten aus Acrylestern, Polyvinylbutyral, Polyvinylcarbazol, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid und ähnliche in Frage. Die Verwendung solcher Gläser empfiehlt sich besonders dann, wenn von dem Filter kompli zierte Formen verlangt werden oder eine besondere Sicherheit gegen die Gefahr des Springens bei mecha nischen Beanspruchungen verlangt wird.
Auf diese Glasunterlagen werden vorzugsweise Folien, beispielsweise aus Gelatine, Zellglas, Nitro zellulose oder aus durch Polymerisation hergestellten organischen Stoffen, wie Gummi, gummiähnlichen Verbindungen oder Kunstharzen, z. B. Polyäthylene, oder aus irgendwelchen andern anorganischen oder organischen Ausgangsstoffen, z. B. Silikonen, durch Kleben aufgebracht, wobei diese Folien oder die Schichten des Filters insgesamt mit mindestens zwei voneinander verschiedenen Farbstoffen versehen sind. Die Folien können nach Art der Textilfärberei und ihrer bekannten Methoden oder durch Einbringen von Pigmenten in das Material vor dem Giessen, Zie hen oder Blasen gefärbt werden.
Die Färbung mit zwei Farbstoffen kann entweder in der gleichen aufgetragenen Folie erfolgen, oder es könne je beson dere Folien mit dem betreffenden Farbstoff getränkt und die Folien dann übereinander auf die Glasunter lage aufgetragen werden.
Zweckmässig wird bei der Herstellung eines sicht baren Lichts fast völlig absorbierenden und Ultrarot strahlung fast vollständig durchlassenden Filters so verfahren, dass auf eine geeignete Glasscheibe zu nächst eine Folie aus Nitrozellulose oder klar durch sichtigen Kunstharzgläsern aufgeklebt wird, die mit einem anorganischen Farbstoff gefärbt ist. Auf diese Folie wird eine weitere Folie aufgeklebt, die mit einem organischen Farbstoff, z. B. einem Naphtholfarbstoff, gefärbt ist. Das Aufkleben wird vorzugsweise mittels Klebstoffen vorgenommen, die in Wasser oder organi schen Lösungsmitteln löslich sind. So werden z. B. Folien aus Nitrozellulose oder aus Zellglas mittels Gelatine, Folien auf Polyisobutylenbasis mittels Bu tadienderivaten aufgeklebt.
Als Kleber kommen sowohl organische Kleber wie auch anorganische Kleber, z. B. auf Silikat- oder Phosphatbasis, in Frage, die keine Kationen von Eisen, Nickel, Cobalt, Mangan enthalten.
Die Klebemittel können dabei selbst auch noch mit Farbstoffen gefärbt sein, damit auch sie für die Absorption ausgenutzt sind.
Die gegebenenfalls zu verwendenden anorgani schen Farbstoffe können aus kristallinen Körpern be stehen, die vorzugsweise im Vakuum oder einem Schutzgas bei 40 mm aufgedampft werden, wobei die langwellige Absorptionskante dieser Feststoffe im Grenzgebiet zwischen sichtbaren und infraroten Strahlen liegen soll, also etwa zwischen 0,75 und 1,1 ; vorzugsweise werden Sulfide und/oder Selenide und/oder Telluride des Cadmiums und/oder Queck silbers verwendet.
Im Rahmen der Erfindung hat sich gezeigt, dass als organische Farbstoffe die infrarot- durchlässigen Farbstoffe auf der Basis der Anilin- farben oder sonstiger wasserlöslicher Salze der Farb- basen verwendet werden können, wobei die Folien nach bekannten Methoden vor dem Färben gebeizt werden. Hinzu kommen Farbstoffe der Indanthrene (eingetr.
Warenzeichen) und/oder der Azofarbstoffe allgemein und/oder der Naphthole AS-SR speziell undloder der Alizarine und/oder der Chinolinfarb- stoffe und/oder der Resorcine und/oder der Cyanin- farbstoffe undoder der Triphenylmethanfarbstoffe, insbesondere die blauen Komponenten der Triamino- verbindungen der Triphenylmethän-Farbstoffe. Sehr geeignet sind hierbei die speziellen Farbstoffe der 3-Oxy-2-naphtholsäure und Farbstoffe, die durch Schmelzen von #-Aminoanthrachinon mit KOH er halten werden.
Beispielsweise seien folgende organi schen Farbstoffe genannt: Naphtholfarbstoffe oder Farbstoffe auf #-Aminoanthrachinon-Grundlage. Spe ziell Naphthol AS-SR zusammen mit Echtrotsalz B und'lod'er Echtschwarzsalz K, desgleichen Indanthren- brillantblau (eingetr. Warenzeichen) und Indanthren- direktschwarz (eingetr. Warenzeichen).
Weiterhin solche aus dianotiertem 3-Nitro-4-toluidin und Ac2t- essiganilid oder 2-Nitro-4-chloranilin und Acetessig- 4-chloranilid, weiterhin solche aus Dioxyanthrachinon- chinolin. Spezielle infrarotdurchlässige Azofarbstoffe bestehen aus:
a) dianotiertem 2,4-Dinitroanilin und '3-Naphthol, b) dianotiertem 5-Chlor -4-nitroanilin und f ,-Naph- thol, c) 2,4-Dinitro-6-bromanilin sauer gekuppelt mit 2- Amino-8-naphthol-6-sulfosäure, d) dianotiertem 3-Nitro-4-toluidin- und ss-Naphthol.
Die aufgeklebten Folien werden zweckmässig mit einem Kunstharzlack oder einem keine färbenden Me talloxyde enthaltenden Emaillack geschützt, die vor zugsweise bei Temperaturen bis 180' C eingebrannt werden. Auch diese Schutzschicht kann ihrerseits noch farbige Zusätze erhalten, die die Absorption und Durchlässigkeit in gewünschtem Masse verbessern. Grundsätzlich kommen dabei wieder die vorgenannten Farbstoffe in Frage. Es muss aber keine Identität mit den Farbstoffen vorliegen, welche für die Folien ge braucht worden sind, wesentlich ist nur, dass die vor genannten Bedingungen in bezug auf Durchlässigkeit für infrarote Strahlung erfüllt sind.
Die Oberfläche der Filter lässt sich noch zusätz lich mittels reflexionsverminderter Schichten, die im Vakuum unter Verwendung insbesondere von Fluorid''en aufgedampft werden, versehen, so dass eine maximale Anpassung an das zur Verwendung kommende Wellenbereichgebiet erfolgt.
Es kann zweckmässig sein, nur eine, und zwar die Glasseite des Filters, oder beide Seiten des Fil ters mit einer reflexionsvermindernden Schicht zu versehen. Beispiele für solche reflektionsvermindernde Schichten sind Verbindungen des Calciums, Magne siums oder Lithiums.
In manchen Fällen kann es auch angebracht sein, die tragende Unterlage selbst auch noch anzufärben, wenn die geforderten Absorptions- und Durchlässig keitsbereiche dies als nützlich erscheinen lassen. Es kommen dazu organische und anorganische Farb stoffe in Betracht, beispielsweise Salze (Oxalate der seltenen Erden) oder Oxyde von Cadmium oder Zink-Cadmium-Gemischen, oder Sulfide und/oder Selenide und/oder Telluride von Zink und/oder Cad mium und/oder Quecksilber. Für die Einfärbung von Kunststoffgläsern kommen organische und anor ganische Farbstoffe in Frage, für anorganische Glä ser hochschmelzender Art nur anorganische Farb stoffe. Gläser, die durch Pressen aus Salzen gewon nen werden, können auch mit organischen Farbstoffen versehen sein.
Der Aufbau von erfindungsgemäss hergestellten Filtern ist aus der beiliegenden Zeichnung beispiels weise ersichtlich. In dieser ist in Fig. 1 die Unter lage mit 1 bezeichnet. Mit 2 ist die erste, z. B. blau gefärbte Folie, mit 3 die zweite, z. B. rotgefärbte Folie bezeichnet. 4 ist eine Schutzschicht aus Deck lack, beispielsweise einem Silikonlack.
In der Fig. 2 ist mit 1 wieder die Unterlage be zeichnet. Auf diese ist eine Schicht 6 aus anorgani schen Farbstoffen aufgebracht, im vorliegenden Bei spiel eine durch Aufdampfen erzeugte Schicht aus einem Gemisch aus 90% CdS und 10% CdSe. 2 und 3 bezeichnen wieder die 1. und 2. Folie wie in Fig. 1; mit 4 ist die auf die zweite Folie aufgebrachte Schicht aus Decklack bezeichnet. Eine auf die Glas unterlage aufgebrachte reflexionsvermindernde Schicht ist mit 5 bezeichnet, während eine reflexionsvermin dernde Schicht auf dem Decklack mit 7 bezeichnet ist. Die nicht mit Ziffern versehenen Schichten zwi schen den Folien bestehen in allen Fällen aus dem Kleber.
Der technische Fortschritt des beschriebenen Ver fahrens bzw. der neuen Filter der Mehrstoff-Absorp tion ist vor allen Dingen dadurch gegeben, dass einer der beiden Farbstoffe so gewählt werden kann, dass er die durchzulassende Strahlung so gut wie gar nicht schwächt und von der zu absorbierenden Strahlung nur den Hauptteil fortnimmt. Dem zweiten Farb stoff kommt dann die Aufgabe zu, den geringen An teil an noch zu absorbierender Strahlung, den der erste Farbstoff durchlässt, zu absorbieren. Dabei ergibt sich die Möglichkeit, den zweiten Farbstoff so zu wäh len, dass er ebenfalls den durchzulassenden Wellen längenbereich nicht nennenswert schwächt.
Durch die Farbstoffkombinationen ist ferner die Möglichkeit gegeben, auch eine selektive Absorp tion bzw. selektive Durchlässigkeit zu erreichen. Es lassen sich z. B. auf diese Weise Filter herstellen, die ultraviolett- und ultrarotdurchlässig sind und nur das sichtbare Licht absorbieren.
Das Verhältnis der Absorption lässt sich dabei noch weiter variieren durch die Konzentration der beiden anzuwendenden Farbstoffe. Je nach der gewünschten spektralen Durchlässigkeit werden zweck- mässigerweise 5, 10 oder 20 Gewichtsprozent Folien, berechnet auf das Farbstoffgewicht, aus dem Farb- Stoffbad gefärbt. Je niedriger der Prozentgehalt der Folien bei gleicher Färbezeit und Färbetemperatur liegt, desto weiter kann der Beginn der Transparenz ins infrarote Gebiet verschoben werden.
Filter dieser Art lassen sich bei Farbfilmgeräten verwenden, um beispielsweise aus einem Kohl bogen die störende blaue Strahlung abzusondern, oder sie lassen sich als Graufilter für Fernsehzwecke an wenden. Weiterhin können sie dazu dienen, sämtliche sichtbaren Strahlen auszublenden und nur das ultra rote Gebiet durchzulassen. Auf diese Art lassen sich erfindungsgemäss optische Filter herstellen, die aus einer normalen Lichtquelle das Ultrarot ausson dern, wobei diese Wellenlängen beispielsweise in der Lack- oder Fasertrocknung Verwendung finden oder für medizinische Zwecke verwendet werden können. Beispiel 1 Herstellung gefärbter Folien a) Rotfärbung 300 g Naphthol AS-STR werden mit einer Mischung aus 300 cm3 Alkohol, 75 cm3 NaOH, 38 Bé und 300 cm3 Wasser bei 40 C an gerührt.
Nach einer halben Stunde wird die Lösung in 29 Liter Wasser, dem 450 cm3 NaOH 38 Bé zu gegeben sind, eingebracht. In diesem Bade werden die Folien, beispielsweise Zellglas, 0,03 mm dick eine halbe Stunde behandelt bei 75 C. Anschliessend wird mit der haltbaren Diazoniumverbindung des Echtrot- salzes B eine tiefdunkelrote Farbe erzeugt. Hierzu werden 1800 g des Salzes in 30 Liter Wasser gelöst und die Folien eine halbe Stunde in dem Bad ge lassen.
Die Folien werden getrocknet und anschliessend in einer Seifensodalösung je 2 g auf 1 Liter ausgekocht und gut gespült.
Im allgemeinen werden 15 g Folien mit der an gegebenen Menge Farbstoff gefärbt.
b) 300 g bleu brillant poudre Solanthrene R oder Dianthrachinondihydroazin hochgereinigt werden mit einem Netzmittel beispielsweise Coptal (eingetr. Warenzeichen) 1 : 20 angeteigt und dann mit 1 Liter heissem Wasser verdünnt. Dieser Ansatz wird in 29 Liter Wasser von 75 C eingebracht, dem 900 cm3 NaOH 38 B6 zugesetzt sind. Weiterhin werden 420 g Na-Hydrosulfit hinzugefügt und die Lösung 10 Mi nuten stehengelassen.
Nun werden 10 g Folien in die sem Bade eine halbe Stunde gefärbt und anschlie ssend an der Luft getrocknet und oxydiert. Anschlie ssend wird in einem Spülbad, dem 0" 15 g Natrium- hydrolsulfit pro Liter hinzugefügt sind, gespült und dann mit einer Seifen-Soda-Lösung wie oben gekocht. Herstellung der Mehrstoffilter c) Die Folie a wird zuerst auf eine Glasunter lage von Borosilikat aufgespannt, wozu eine 10%ige Gelatinelösung in Wasser von 65 C verwendet wird.
Durch eine Gummiwalze wird ein gleichmässiges Spannen erreicht. Nach dem Aufwalzen wird mit kaltem Wasser gekühlt und anschliessend die zweite Folie, die aus der Blaufolie b besteht, aufgebracht. Zwischen erster und zweiter Folie wird zum Kleben ebenfalls Gelatine verwendet.
d) Nach etwa zweistündigem Trocknen bei 80 C wird auf die Platte ein Kunstharzlack aufgespritzt, der aus einem Harnstoff-Aldehydkondensationsharz besteht und dann bei 140 C eine Stunde lang in einem Lacktrockenofen gehärtet wird. Das erzeugte Filter zeigt eine Durchlässigkeit bei 1 von 85 % und umfasst einen Spektralbereich von 0,85 bis 2,5 .
<I>Beispiel 2</I> a) Auf eine Glasunterlage aus Sekuritglas. wird bei 40 mm Druck einer getrockneten H2S-Atmosphäre Cadmiumsulfid aufgedampft, so dass eine deutlich rote Färbung entsteht.
b) Auf diese Aufdampfschicht wird eine dunkel blaue Folie, welche nach Beispiel 1 b gefärbt wurde, mittels Gelatine aufgespannt.
c) Anschliessend erfolgt das Behandeln des Fil ters nach Beispiel 1 d. Durchlässigkeit 0,7 bis 2,5 , ab 1 60%.
<I>Beispiel 3</I> a) Auf eine Plexiglas -Unterlage (anorganisches Glas, eingetr. Warenzeichen) wird eine Rotfolie mit tels Gelatine aufgebracht. Die Rotfolie ist nach Beispiel 1 a hergestellt.
b) Eine 10%ige Gelatinelösung wird mit 0,1% Indanthrenblau angerührt, dem noch 0,01% Indanthrendirektschwarz beigefügt ist.
c) Mit dieser Gelatinelösung wird eine hellblaue Folie aufgespannt, die aus einem Färbebad nach 1 b gefärbt worden ist, wobei jedoch das Färbebad von 30 auf 60 Liter verdünnt wurde.
Durchlässigkeit 0,9 bis 2,5 , 80% ab 1 . <I>Beispiel 4</I> Herstellung eines Filters nach Beispiel 1, wobei jedoch anstelle der Cellophan -Folien (eingetr. Wa renzeichen) eine Folie aus Polyäthylen 2/100 mm dick verwendet wurde.
<I>Beispiel 5</I> a) Kaliumbromid wird mit 7 % feingepulvertem Cadmiumsulfoselenid, Korngrösse # 1 , bei dem 20% des Schwefels durch Selen ersetzt ist, fein ge mischt und in einer Form mittels eines Druckes von 500 atü gepresst. Die so entstandene Platte wird als Glasunterlage für die weitere Filterherstellung be nutzt.
b) Auf die Glasunterlage wird mit einem Kunst stoffkleber, beispielsweise Plexigum (eingetr. Wa renzeichen), eine Blaufolie aufgebracht, welche nach Beispiel 1 b hergestellt wurde. Die weitere Behand lung erfolgt wie in Beispiel 1 d angegeben.
Durchlässigkeit von 1 bis 1,8 , maximal 50%. <I>Beispiel 6</I> a) In einen Lack aus Plexiglas werden 30 Ge wichtsprozent Kadmiumsulfid eingebracht, das eine Korngrösse von 1 und darunter besitzt. Mit diesem Lack wird durch Ausgiessen auf eine hochglanz- polierte Glasplatte eine Folie gegossen, welche nach dem Trocknen abgezogen und in üblicher Weise zur Herstellung eines Filters auf eine Unterlage aus Glas aufgeklebt wird. Die Folie kann jedoch auch direkt auf ein Filterglas gegossen werden.
b) Auf diese Folie mit anorganischem Pigment wird eine dunkelblaue Folie, welche nach Beispiel 1 b gefärbt wurde, mittels Gelatine aufgespannt.
c) Anschliessend erfolgt das Behandeln des Fil ters nach Beispiel 1 d. Durchlässigkeit 0,7 bis 2,5 ab 1 60 %. Die Folie zu a soll hierbei eine Stärke von 3/100 mm besitzen.
<I>Beispiel 7</I> a) 15 Gewichtsprozent eines feingepulverten Sulfoselenids, Korngrösse 1 , bei dem 20% des Schwefels durch Selen ersetzt sind, werden in Plasto- pal -Lack (eingetr. Warenzeichen) eingebracht. Der Plastopal -Lack wird vorzugsweise auf eine PVC- Unterlage gespritzt und an der Luft trocknengelassen. Durch Anwärmen der PVC-Unterlage kann die Plastopal -Folie von der Unterlage abgezogen wer den.
Eine andere Herstellungsart der Folie besteht darin, dass der Plastopal -Lack auf eine Steinsalz- oder Kalium-bromid-Platte aufgespritzt und nach Trocknen das Plastopal durch Einbringen in Was ser von dem Steinsalz oder Kalium-bromid getrennt wird. Anschliessend wird die Folie wie üblich weiter verarbeitet.
Schliesslich kann der Plastopal -Lack auch direkt auf die Filterunterlage aufgespritzt werden, wobei darauf zu achten ist, d'ass in der Plastopal -Lack- Folie keine Kratzer entstehen.
<I>b)</I> Auf die Folie nach<I>a</I> wird mit Gelatine oder einem Kunststoffkleber eine Blau-Folie aufgebracht, welche nach Beispiel 1 b hergestellt sein kann. Die weitere Behandlung erfolgt wie in Beispiel 1 d be schrieben.
Durchlässigkeit von 1 bis 1,8 lt ungefähr 50 ,ö. <I>Beispiel 8</I> a) Cadmiumtellurid wird mit einer Korngrösse von 1 ,u zusammen mit einem Desmodur-Desmophen - Gemisch (eingetr. Warenzeichen) verarbeitet, wobei 10 Gewichtsprozent Cadmiumtellurid dem Gemisch zugegeben werden. Das DesmodurrDesmophen -Ge- misch wird dazu benutzt, um nach Beispiel 7 a eine Folie herzustellen und entsprechend weiter zuverarbeiten.
b) Die auf eine Glasunterlage aufgebrachte Cad- miumtellurid enthaltende Folie wird' mit einer Blau folie in üblicher Weise versehen, wobei die Blaufolie nach Beispiel 1 b hergestellt wurde. Die weitere Behandlung erfolgt wie in Beispiel 1d angegeben.
Durchlässigkeit von 1 bis 1,8ft maximal ungefähr 55 ,ö.
Method for producing optical filters which are transparent to infrared radiation The present invention relates to a method for producing optical filters which are transparent to infrared radiation. It is often necessary to separate out certain wave ranges from a light, i.e. filters have to be used that do not let the light of certain wavelengths through or, conversely, only allow light rays of certain wavelengths through and hold back the remaining light. So it is e.g. B. often necessary to weed out the spectral range from 300 to 400 m, the spectral range of visible light from 400 to 700 m or the infrared spectral range from 0.7 to 2.5.
In the case of multi-substance filters that only allow the last-mentioned infrared spectral range to pass through, the permeability of the filter, for example, should increase from 1 to 80% between 0.9 and 0.95.
For the separation of the mentioned wavelength ranges and in particular for the separation of ultra-red wavelength ranges, for example, glass filters are used, which by coloring in the mass is given the property of absorbing certain spectral ranges and allowing other ge desired wavelength ranges to pass through as weakly as possible. In practice, the transition area between the area to be absorbed and the area to be let through is as steep as possible. At the same time, certain requirements with regard to mechanical strength, for example against impact, as well as against thermal stresses, be it through the source generating the radiation or through secondary heating, which the filter in connection with the entire apparatus in which the filter of this type are also required it is built in, can be exposed, put.
The method according to the invention, in which at least one further layer is applied to a load-bearing base layer, is characterized in that the filter layers are provided with at least two different dyes as a whole. At least one organic and at least one inorganic dye can be used as dyes. Instead of the inorganic dye, another organic dye can be used, and at least one naphthol dye and one vat dye from the anthraquinone series can be used as organic dyes.
Particularly suitable materials for the supporting base are glass or transparent glass-like substances of particular chemical and thermal resistance on an organic or inorganic basis. Such glasses are treated by thermal loading, e.g. B. generated by rapid cooling, ordinary Licher glasses and / or made by attaching intermediate sheets of synthetic resins and are especially shockproof. As glasses come into question normal window glass, namely manganese and iron-free glasses, also glasses, which zen by melting or pressing of salts, z.
B. those made from potassium bromide and potassium iodide, from 44% thallium bromide and 56% thallium iodide, or from 60% thallium chloride and 40% thallium iodide. The prerequisite is always that they are permeable to infrared radiation. Glasses based on Boro-Sifkate, which are resistant to temperature changes, are also recommended.
The glasses can be obtained by melting and subsequent casting, by growing them as single crystals from highly saturated salt solutions or by producing plates from powders, whereby the powders are exposed to pressures of up to 500 atmospheres in special forms. Mention should also be made of the glasses which are marketed under the protected trademarks security and plexiglass. Glass-like substances made of synthetic resins, e.g. B.
Polymerization products of acrylic esters, polyvinyl butyral, polyvinyl carbazole, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride and the like are possible. The use of such glasses is particularly recommended when complex shapes are required of the filter or special security against the risk of jumping under mechanical stresses is required.
Foils, for example made of gelatine, cell glass, nitro cellulose or made of organic substances produced by polymerization, such as rubber, rubber-like compounds or synthetic resins, e.g. B. polyethylene, or from any other inorganic or organic starting materials, e.g. B. silicones, applied by gluing, these films or the layers of the filter are provided with a total of at least two different dyes. The films can be dyed according to the type of textile dyeing and its known methods or by introducing pigments into the material before casting, drawing or blowing.
The coloring with two dyes can either be done in the same applied film, or it can each special films soaked with the dye in question and the films are then applied on top of each other on the glass substrate.
When producing a filter that almost completely absorbs visible light and almost completely transmits ultrared radiation, the procedure is that a nitrocellulose film or clear transparent synthetic resin glass that is colored with an inorganic dye is stuck onto a suitable pane of glass. Another film is glued onto this film, which is coated with an organic dye, e.g. B. a naphthol dye is colored. Gluing is preferably carried out by means of adhesives that are soluble in water or organic solvents. So z. B. films made of nitrocellulose or cellulose glass using gelatin, films based on polyisobutylene using Bu tadienderivaten glued.
Both organic and inorganic adhesives, e.g. B. based on silicate or phosphate, which do not contain cations of iron, nickel, cobalt or manganese.
The adhesives themselves can also be colored with dyes so that they are also used for absorption.
The inorganic dyes that may be used can consist of crystalline bodies, which are preferably vapor-deposited in a vacuum or a protective gas at 40 mm, the long-wave absorption edge of these solids being in the border area between visible and infrared rays, i.e. between 0.75 and 1.1; Preferably, sulfides and / or selenides and / or tellurides of cadmium and / or mercury are used.
In the context of the invention it has been shown that the infrared-permeable dyes based on the aniline dyes or other water-soluble salts of the dye bases can be used as organic dyes, the films being stained by known methods before dyeing. There are also dyes of the indanthrenes (tr.
Trademarks) and / or the azo dyes in general and / or the naphthols AS-SR specifically and / or the alizarines and / or the quinoline dyes and / or the resorcinols and / or the cyanine dyes and / or the triphenylmethane dyes, in particular the blue components of the triamino compounds of triphenylmethane dyes. The special dyes of 3-oxy-2-naphtholic acid and dyes that are obtained by melting # -aminoanthraquinone with KOH are very suitable.
The following organic dyes may be mentioned as examples: naphthol dyes or dyes based on # -aminoanthraquinone. Specially naphthol AS-SR together with real red salt B and 'lod'er real black salt K, also indanthrene brilliant blue (registered trademark) and indanthrene direct black (registered trademark).
Furthermore, those made from dianotized 3-nitro-4-toluidine and ac2tessiganilide or 2-nitro-4-chloroaniline and acetoacetic-4-chloroanilide, furthermore those made from dioxyanthraquinone-quinoline. Special infrared permeable azo dyes consist of:
a) dianotated 2,4-dinitroaniline and '3-naphthol, b) dianotated 5-chloro -4-nitroaniline and f, -naphthol, c) 2,4-dinitro-6-bromoaniline acidically coupled with 2- amino- 8-naphthol-6-sulfonic acid, d) dianotated 3-nitro-4-toluidine and ss-naphthol.
The glued-on foils are expediently protected with a synthetic resin lacquer or an enamel lacquer which does not contain any coloring metal oxides and which are baked at temperatures up to 180 ° C. This protective layer can also contain colored additives that improve absorption and permeability to the desired extent. In principle, the aforementioned dyes are again possible. However, there does not have to be any identity with the dyes which have been used for the films, it is only essential that the aforementioned conditions with regard to permeability to infrared radiation are met.
The surface of the filter can also be provided with low-reflection layers, which are vapor-deposited in a vacuum using in particular fluorides, so that maximum adaptation to the wave range area to be used takes place.
It can be useful to provide only one, namely the glass side of the filter, or both sides of the filter with a reflection-reducing layer. Examples of such reflection-reducing layers are compounds of calcium, magnesium or lithium.
In some cases it may also be advisable to dye the supporting base itself if the required absorption and permeability areas make this appear useful. There are organic and inorganic dyes, such as salts (oxalates of the rare earths) or oxides of cadmium or zinc-cadmium mixtures, or sulfides and / or selenides and / or tellurides of zinc and / or cadmium and / or Mercury. For the coloring of plastic glasses organic and inorganic dyes come into question, for inorganic Glä ser high-melting type only inorganic dyes. Glasses that are obtained from salts by pressing can also be provided with organic dyes.
The structure of filters produced according to the invention can be seen, for example, from the accompanying drawings. In this, the document is denoted by 1 in FIG. With 2 the first, z. B. blue colored film, with 3 the second, z. B. designated red colored film. 4 is a protective layer made of top coat, for example a silicone paint.
In Fig. 2, the pad is again marked with 1. A layer 6 of inorganic dyes is applied to this, in the present case a layer produced by vapor deposition and made of a mixture of 90% CdS and 10% CdSe. 2 and 3 again designate the 1st and 2nd foils as in FIG. 1; 4 denotes the layer of topcoat applied to the second film. A reflection-reducing layer applied to the glass substrate is denoted by 5, while a reflection-reducing layer on the top coat is denoted by 7. The layers that are not provided with numbers between the foils consist in all cases of the adhesive.
The technical progress of the process described or the new filter of the multi-substance absorption is given above all by the fact that one of the two dyes can be chosen so that it hardly at all weakens the radiation to be let through and of the radiation to be absorbed Radiation only takes away the main part. The second dye then has the task of absorbing the small amount of radiation that has yet to be absorbed that the first dye lets through. This gives the possibility of choosing the second dye in such a way that it likewise does not significantly weaken the wavelength range to be passed.
The dye combinations also make it possible to achieve selective absorption or selective permeability. It can be z. B. in this way produce filters that are ultraviolet and ultraredransparent and absorb only visible light.
The ratio of absorption can be varied even further through the concentration of the two dyes to be used. Depending on the desired spectral transmittance, it is expedient to dye 5, 10 or 20 percent by weight of films, calculated on the weight of the dye, from the dye bath. The lower the percentage of the films with the same dyeing time and dyeing temperature, the further the beginning of transparency can be shifted into the infrared region.
Filters of this type can be used in color film devices, for example, to separate the annoying blue radiation from a cabbage bow, or they can be used as gray filters for television purposes. They can also be used to block out all visible rays and only allow the ultra-red area to pass. In this way, according to the invention, optical filters can be produced which ausson countries from a normal light source, these wavelengths being used, for example, in drying paint or fibers or being used for medical purposes. Example 1 Production of colored films a) Red coloring 300 g of naphthol AS-STR are stirred with a mixture of 300 cm3 of alcohol, 75 cm3 of NaOH, 38 Be and 300 cm3 of water at 40.degree.
After half an hour, the solution is poured into 29 liters of water to which 450 cm3 of NaOH 38 Bé are added. In this bath, the foils, for example cell glass, 0.03 mm thick, are treated for half an hour at 75 ° C. The durable diazonium compound of the real red salt B is then used to create a deep dark red color. To this end, 1800 g of the salt are dissolved in 30 liters of water and the films are left in the bath for half an hour.
The foils are dried and then boiled 2 g per 1 liter in a soda soap solution and rinsed thoroughly.
In general, 15 g of films are colored with the given amount of dye.
b) 300 g bleu brillant poudre Solanthrene R or dianthraquinone dihydroazine are highly purified with a wetting agent, for example Coptal (registered trademark) 1:20 and then diluted with 1 liter of hot water. This batch is introduced into 29 liters of water at 75 ° C. to which 900 cm3 of NaOH 38 B6 have been added. Furthermore, 420 g of sodium hydrosulfite are added and the solution is allowed to stand for 10 minutes.
10 g of films are then dyed in this bath for half an hour and then dried in the air and oxidized. It is then rinsed in a rinse bath to which 0.15 g sodium hydrolysulphite per liter has been added and then boiled with a soap and soda solution as above. Production of the multi-component filter c) The film a is first placed on a borosilicate glass substrate stretched using a 10% gelatin solution in water at 65 ° C.
Even tensioning is achieved by a rubber roller. After rolling, it is cooled with cold water and then the second film, which consists of the blue film b, is applied. Gelatine is also used for gluing between the first and second film.
d) After drying for about two hours at 80 ° C., a synthetic resin lacquer is sprayed onto the plate, which consists of a urea-aldehyde condensation resin and is then cured in a lacquer drying oven at 140 ° C. for one hour. The filter produced shows a transmission at 1 of 85% and covers a spectral range from 0.85 to 2.5.
<I> Example 2 </I> a) On a glass support made of tempered glass. cadmium sulfide is evaporated on a dried H2S atmosphere at 40 mm pressure, so that a distinctly red color is produced.
b) A dark blue film, which was colored according to Example 1b, is stretched onto this vapor-deposited layer using gelatin.
c) The filter is then treated according to Example 1 d. Permeability 0.7 to 2.5, from 1 60%.
<I> Example 3 </I> a) A red film with gelatine is applied to a Plexiglas substrate (inorganic glass, registered trademark). The red foil is produced according to Example 1a.
b) A 10% gelatin solution is mixed with 0.1% indanthrene blue to which 0.01% indanthrene direct black is added.
c) This gelatin solution is used to stretch a light blue film which has been dyed from a dyebath according to 1b, but the dyebath has been diluted from 30 to 60 liters.
Permeability 0.9 to 2.5, 80% from 1. <I> Example 4 </I> Production of a filter according to Example 1, but instead of the cellophane films (registered Wa renzeichen) a film made of polyethylene 2/100 mm thick was used.
<I> Example 5 </I> a) Potassium bromide is finely mixed with 7% finely powdered cadmium sulfoselenide, grain size # 1, in which 20% of the sulfur has been replaced by selenium, and pressed in a mold using a pressure of 500 atmospheres. The resulting plate is used as a glass base for further filter manufacture.
b) A blue film, which was produced according to Example 1b, is applied to the glass substrate with a plastic adhesive, for example Plexigum (registered Wa renzeichen). The further treatment takes place as indicated in Example 1d.
Permeability from 1 to 1.8, maximum 50%. <I> Example 6 </I> a) 30 weight percent cadmium sulfide, which has a grain size of 1 and below, is introduced into a paint made of plexiglass. With this lacquer, a film is poured onto a high-gloss polished glass plate, which after drying is peeled off and glued in the usual way to a base made of glass to produce a filter. However, the film can also be poured directly onto a filter glass.
b) A dark blue film, which was colored according to Example 1b, is stretched using gelatin on this film with inorganic pigment.
c) The filter is then treated according to Example 1 d. Permeability 0.7 to 2.5 from 1 60%. The film for a should have a thickness of 3/100 mm.
<I> Example 7 </I> a) 15 percent by weight of a finely powdered sulfoselenide, grain size 1, in which 20% of the sulfur has been replaced by selenium, are introduced into Plastopal® lacquer (registered trademark). The Plastopal lacquer is preferably sprayed onto a PVC base and allowed to air dry. The Plastopal film can be removed from the base by heating the PVC base.
Another way of producing the film is that the Plastopal lacquer is sprayed onto a rock salt or potassium bromide plate and, after drying, the Plastopal is separated from the rock salt or potassium bromide by placing it in water. The film is then processed further as usual.
Finally, the Plastopal lacquer can also be sprayed directly onto the filter pad, whereby care must be taken to ensure that the Plastopal lacquer film does not scratch.
<I> b) </I> A blue film, which can be produced according to Example 1b, is applied to the film according to <I> a </I> using gelatine or a plastic adhesive. The further treatment takes place as described in Example 1 d be.
Permeability from 1 to 1.8 lt about 50, ö. <I> Example 8 </I> a) Cadmium telluride with a grain size of 1 μ is processed together with a Desmodur-Desmophen mixture (registered trademark), 10 percent by weight of cadmium telluride being added to the mixture. The DesmodurrDesmophen mixture is used to produce a film according to Example 7a and to process it further accordingly.
b) The film containing cadmium telluride applied to a glass substrate is provided with a blue film in the usual manner, the blue film being produced according to Example 1b. The further treatment takes place as indicated in Example 1d.
Permeability from 1 to 1.8ft maximum about 55, ö.