DE1016960B - Ultrarotfilter - Google Patents

Description

• Ultrarotfilter Die Herstellung von Filtern, die für sichtbares Licht eine verringerte oder keine Durchlässigkeit besitz-en, für ultrarotes Licht jedoch nicht oder nur teil-,eise absorbierend wirken, ist bisher, besonders wenn es sich um die Herstellung großflächiger Filter mit gleichmäßiger Lichtdurchlässigkeit handelt, mit Schwierigkeiten verbunden. Diese treten vornehmlich #lann auf, wenn die Absorption des sichtbaren Licht vollständig sein soll. Filter dieser Art werden mit be-"timmten Pigmenten geschwärzt, mit deren Verwendung der Nachteil verbunden ist, daß für das durchgehende ultrarote Licht nicht mehr die Gesetze der geometrischen Optik gelten.
• Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß ein derartiger Filter aus einem Mischholymerisat besteht, das Acrylnitril, vorzugsweise in einer Menge von mehr als 40 Gewichtsprozent, enthält und auf Temperaturen von über 140°, vorzugsweise auf 1.80 bis 220°, erhitzt wurde.
• Es wurde gefunden, daß organisches Glas besonderer Zusammensetzung bei einer Wärmebehandlung über 140°, vorzugsweise bei einer Erwärmung auf, 180 bis 220°, eine Verfärbung erleidet, die - je nach Temperatur und Erhitzungsdauer - von Gelb über Rot nach Schwarz geht. Während also die Durchlässigkeit für sichtbares Licht abnimmt bzw. aufhört, bleibt die Durchlässigkeit für ultrarote Strahlen von einer Wellenlänge von 1000 bis 3600 m#x in einem Maße erhalten, das die Verwendung des Materials als ultrarot durchlässiges Filter erlaubt. Bei dem erfindungsgemäß zu verwendenden organischen Glas handelt es sich also um Mischpolymerisate, die aus mindestens 40 Gewichtsprozent Acrylsäurenitril neben anderen polymerisierbaren Monomeren, z. B. Acryl- und Methacrylverbindungen, Styrol, Vinylacetat, Vinylidenchlorid oder entsprechenden polymerisierbaren Verbindungen, hergestellt sind. Besonders bewährt haben sich Mischpolymerisate aus Acrylsäurenitril und den Methacrylsäureestern niederer Alkohole. Solche Mischpolymerisate können nach allen bekannten Polymerisationsverfahren hergestellt und nach den für thermoplastische Kunststoffe üblichen Methoden verarbeitet werden.
• Die Absorptionseigenschaften solcher organischen Gläser lassen sich durch Wahl der Erwärmungsbedingungen, also der Temperatur und der Erhitzungsdauer, auf das erforderliche Maß einstellen. Weiterhin vermögen bestimmte Zusätze die bei der Erwärmung auftretende Farbänderung zu intensivieren. Als solche können sowohl Säuren, z. B. Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure oder Trichloressigsäure, als auch saure Salze, z. B. Zinkchlorid, Eisenchlorid oder Aluminiumchlorid, als auch Alkalien, z. B. in Form alkoholischer Kalilauge, benutzt werden. Auch der Zusatz einer kleinen Menge Pyridin vermag die Erwärmungsdauer bis zur Erreichung eines bestimmten Farbtones erheblich abzukürzen. Auch Peroxyde, wie Wasserstoffsuperoxyd oder Dibenzoylperoxyd, sind für den gleichen Zweck brauchbar. Die aufgeführten Stoffe können vor, während oder nach der Polymerisation in das acrylnitril.-haltige Produkt eingebracht werden.
• Die Vorgänge, die bei einer Wärmebehandlung liochacrylnitrilhaltiger Mischpolymerisate zu einer Verfärbung führen, sind im einzelnen noch nicht aufgeeklärt. Für den vorliegenden erfindungsgemäßen Verwendungsz-,veck ist jedoch von Vorteil, daß die Färbung so verläuft, als ob ein Farbstoff im Polymerisat echt gelöst sei, d. h., das Material enthält keine streuenden Farbteilchen, so daß die von färbenden Kolloiden oder Pigmenten her bekannten optischen Nachteile nicht auftreten.
• Neben den guten mechanischen Eigenschaften, die hochacrylnitrilhaltige Mischpolymerisate aufweisen, verdient die hohe Wärmebeständigkeit, insbesondere der wärmebehandelten organischen Gläser, hervorgehoben zu werden, da diese gerade bei der Verwendung des Materials als durchlässiges Ultrarotfilter von erheblicher praktischer Bedeutung ist.
• Die bekannten Bearbeitungsmöglichkeiten der thermoplastischen Kunststoffe ermöglichen eine Verformung des Materials im kautschukähnlichen Zustand und eine spanabhebende Bearbeitung im Glaszustand. Ein gewünschter Absorptionsgrad kann, wie ausgeführt, durch die Wahl geeigneter Erwärmungsbedingungen eingestellt werden und kann darüber hinaus durch Verringerung der Schichtdicke des Filters (durch Abschleifen und nachfolgendes Polieren) außerordentlich genau eingestellt werden.
• Als Beispiel für die zahlenmäßige Veränderung der Absorptionseigenschaften eines hochacrylnitrilhaltigen Mischpolymerisates durch Erwärmung sei ein aus Polyacrylnitril und Acrylnitrilmischpolymerisaten hergestelltes Produkt angeführt; dieses stellt zunächst ein praktisch farbloses Polymerisat dar. Bei einer 5stündigen Erwärmung auf 200° verändert es seine Farbe von Gelb über Rot bis Schwarz. In einer Schichtdicke von 1 mm ist das thermisch behandelte Material praktisch undurchsichtig und läßt von rotem Licht (750mit) nur 111/a durch, während kürzerwelliges Licht vollständig absorbiert wird. Dagegen beträgt die Durchlässigkeit für Strahlen von

  1000 m[. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37,511/o

  1200 mu. ..................... 56 Q/11

  1600 m#t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12,511/o

  1800 m#t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7,50/0

  2020 m[, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Q/o.

  2300 m#t .. .. .. .. ............. 61 Q/o

  2950 mR. ..................... 38 Q/o

  3450 %t ..................... 10 11/a

Claims (1)

1. PATEITANSPnUCI3: Filter mit einer verringerten oder aufgehobenen Durchlässigkeit für sichtbares Licht bei gleichzeitiger Durchlässigkeit für ultrarote Strahlen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Mischpolymerisat besteht, das Acrylnitril, vorzugsweise in einer Menge von mehr als 40 Gewichtsprozent, enthält und auf Temperaturen von über 140°, vorzugsweise auf 180 bis 220°, erhitzt wurde. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 495 499, 2 624 239, 2 624 240; Patentanmeldung R 9451 IV c/39 c.