DE1177320B

DE1177320B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Spektralfiltern

Info

Publication number: DE1177320B
Application number: DEE25010A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Andreas Mannl
Original assignee: Eltro GmbH and Co
Current assignee: Eltro GmbH and Co
Priority date: 1963-06-19
Filing date: 1963-06-19
Publication date: 1964-09-03

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Spektralfiltern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Spektralfiltern, insbesondere Infrarotfiltern, und bezieht sich hinsichtlich des Gesamt aufbaus der Filter vor allem auf das Trägermaterial.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bisher sind Farbfilter bekannt, die beispielsweise aus in der Masse gefärbten Gläsern oder aus Klarglasträgern mit aufgebrachten Folien bestehen.
Infrarotfilter z. B. werden verfahrensmäßig in der Weise hergestellt, daß auf eine Glasplatte eine oder mehrere spezifisch gefärbte Folien mit Gelatine aufgeklebt werden, wobei über dieses Filter ein wasserbeständiger und kratzfester Schutzlack gespritzt wird.
Derartige klassische Filter mit Glas als Trägermaterial sind jedoch nur bis zu Temperaturen von maximal 1000 C geeignet. Neben den hohen Herstellungskosten, mit denen die Herstellungsverfahren für die klassischen Glas-Folienfilter verbunden sind, besitzen diese Filter keine unbegrenzte Lebensdauer, da sie bezüglich der mechanischen Festigkeit den Beanspruchungen bei hohen Temperaturen auf die Dauer nicht genügen. Im Aufbau der Filter sind überdies verschiedene Komponenten enthalten, die ihre erhöhte Störanfälligkeit bedingen. Die verschiedenen Schichten besitzen z. B. jeweils andere Ausdehnungskoeffizienten, und die als Kleber dienende Gelatine ist außerordentlich temperaturempfindlich.
Gemäß der Erfindung wird zur Herstellung von Spektralfiltern ein Verfahren vorgeschlagen, das nach bekannten Verfahren hergestellte Folien benutzt, welche die optischen Eigenschaften eines Filters im wesentlichen bestimmen, und das darin besteht, daß zwischen eine vorteilhafte Anzahl n von Folien sowie jeweils außerhalb der außen befindlichen Folien Kunststoffe eingegossen werden, die nach dem Aushärten die Folien zu einem Filter verbinden, das aus n Folien und (n +1) Kunststoffschichten als Trägern besteht. Als geeignete Kunststoffe kommen dafür beispielsweise kalt- oder heißhärtende Gießharze folgender Eigenschaften in Frage: 1. Gießfähigkeit, d. h. ausreichende Dünnflüssigkeit, 2. mechanische Festigkeit nach dem Aushärten, 3. Temperaturunabhängigkeit nach dem Aushärten über einen Bereich von 50 bis +2000 C, 4. sehr gute Strahlungsdurchlässigkeit im gewünschten Wellenlängenbereich (für Infrarotfilter z. B. zwischen 0,8 und 1,3 ).
Das Verfahren wird gemäß der Erfindung mittels einer besonders ausgebildeten Gießform durchgeführt.
Der wesentliche Erfindungsgedanke liegt darin, Kunststoffe als Trägermaterialien für Spektralfilter zu verwenden, d. h., mit Hilfe der erfindungsgemäßen Gießform ist es möglich, Folien und Kunststoffe derart zu verbinden, daß die Spektralfilter ausgezeichnete und allen Anforderungen genügende Träger besitzen.
Verfahren und Vorrichtung zur Filterherstellung seien beispielsweise für die Herstellung eines Infrarotfilters an Hand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert.
Dabei stellt F i g. 1 die Seitenansicht einer Gießform und F i g. 2 einen Schnitt durch die Gießform bei Draufsicht von oben dar; Fig.3 zeigt den Hauptteil einer Gießform, und aus Fig.4 ist ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäß hergestelltes Infrarotfilter zu entnehmen.
In Fig. 1 befinden sich drei Distanzringe 5, 7, 9 von jeweils gleicher Höhe zwischen zwei massiven, insbesondere hochglanzhartverchromten Seitenplatten 3 und 4. Die Seitenplatte 4 liegt auf der Grundplatte 1, und die Seitenplatte 3 wird von der Deckplatte 2 bedeckt. Bei der Filterherstellung wird zunächst zwischen jeweils zwei Distanzringe eine an sich bekannte farbstofftragende Infrarotfolie gespannt, so daß bei drei Distanzringen demgemäß zwei Folien eingespannt sind.
Wie in F i g. 3 zu sehen ist, befindet sich zwischen den Distanzringen 5 und 7 die Folie 6 und zwischen den Distanzringen 5 und 9 die Folie 8. In dieser Anordnung werden die Distanzringe mit den Folien zwischen die Seitenplatten 3 und 4 eingefügt, die ihrerseits nun mit den Distanzringen an drei Führungsbolzen 10, 11 und 12 (Fig. 1 oder 2) angrenzend zu liegen kommen. In F i g. 2 sind ein Distanzring5 und die drei Führungsbolzen 10, 11 und 12 dargestellt.
Über die Führungsbolzen werden mittels Flügelschrauben 13, 14 und 15 die Deckplatte 2 und damit auch die Seitenplatten 3 und 4 zusammen mit den Distanzringen 5, 7, 9 und den eingespannten Folien gegen die Grundplatte 1 gepreßt.
Nach diesen Vorbereitungen wird die gesamte Form erwärmt, um erstens das Verlaufen des spätel einzufüllenden Gießharzes zu ermöglichen und um zweitens die Folien planparallel zu spannen. Die Folien haben dann einen definierten Abstand voneinander bzw. von der Seitenplatte 3 und von der Seitenplatte 4.
Das Eingießen der kalt- oder heißhärtenden Gießharze erfolgt durch die Einfüllöffnung 16 der Gießform in die scheibenförmigen Hohlräume zwischen den beiden Folien selbst sowie zwischen den außenliegenden Folien und den beiden Seitenplatten 3 bzw. 4. Zur Erzielung des blasenfreien Gusses ist es notwendig, die mit dem Gießharz beschickte Form vor dem Aushärten in einen Vakuumraum zu bringen. Bei richtiger Vorbehandlung der Form mit speziellen Trennmitteln, z. B. Ölen der Siliconreihe, ist ein Nachbehandeln der Filter nicht mehr erforderlich. Nach dem Aushärten der Gießharze kann das aus zwei Folien und drei Kunststoffträgern bestehende Filter aus der Gießform entnommen werden.
Das Filter ist in Fig.4 mit den zwei Infrarotfolien 6 und 8 und drei Kunststoffschichten 17, 18 und 19 als Trägern dargestellt.
Durch geeignete Ausbildung der Gießform ist es möglich, Filter in beliebiger Form und Abmessung herzustellen. Die Anzahl der einzulegenden Distanzringe richtet sich dabei nach der Anzahl der gewünschten Trägerschichten.
Die Vorteile der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Infrarotfilter äußern sich vor allem in hoher mechanischer Stabilität, Temperaturfestigkeit bis 1900 C, UV-Absorptionsvermögen bei Verwendung gefärbter Gießharze zur Schonung der infrarotdurchlässigen Farbträger, hoher Lebens dauer der Filter sowie geringer Störanfälligkeit.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrichtung ist für die Herstellung jeder Art von Spektralfiltern geeignet, bei denen vor allem an das Trägermaterial hohe Anforderungen gestellt werden, wobei auch kompliziert aufgebaute Filter in einem Arbeitsgang hergestellt werden können.
Die Filterherstellung erfolgt in einfacher Weise bei niedrigen Fertigungskosten. Nach experimentellen Ergebnissen besitzen die Spektralfilter hervorragende Eigenschaften hinsichtlich mechanischer Stabilität und Temperaturbeständigkeit.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Spektralfiltern, insbesondere Infrarotfiltern, unter Verwendung von Folien. die die spektrale Charakteristik eines Filters im wesentlichen bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen eine vorteilhafte Anzahl n von Folien sowie jeweils außerhalb der außen befindlichen Folien Kunststoffe eingegossen werden, die nach dem Aushärten die Folien zu einem Filter verbinden, das aus n Folien und (n (n+l) 1) Kunststoffschichten als Trägern besteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Folien bzw. außerhalb der Folien kalt- oder heißhärtende Gießharze eingegossen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet. daß gefärbte Gießharze verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien in gewünschter Anordnung in eine Gießform gespannt werden, in welche die Kunststoffe eingegossen werden.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet. daß die Vorrichtung als Gießform ausgebildet ist. welche aus Distanzringen (5, 7, 9) zwischen massiven, insbesondere hochglanzhartverchromten Seitenplatten (3 und 4), Grundplatte (1) und Deckplatte (2) besteht, wobei nach dem Einspannen der Folien zwischen die Distanzringe die Deckplatte sowie die Seitenplatten zusammen mit den Distanzringen gegen die Grundplatte gepreßt werden und der Kunststoff durch die Einfüllöffnung (16) in die scheibenförmigen Hohlräume zwischen den Folien selbst und zwischen den außenliegenden Folien und den beiden Seitenplatten (3 bzw. 4) planparallel eingegossen werden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenplatten (3 und 4) mit den Distanzringen (5, 7, 9) an drei Führungsbolzen (10, 11, 12) angrenzend liegen, über die mittels Flügelmuttern (13, 14, 15) die Deckplatte (2), die Seitenplatten (3 und 4) und die Distanzringe (5, 7, 9) gegen die Grundplatte (1) gepreßt werden.