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B e s c h r e i b u n g zu der Patentanmeldung der Firma Lichtdurchlässige
Fensterscheibe (Zusatz zu Patent 1901 154) Die iilidun6 bezieht sich auf die Verwendung
von Lichtpolarisatoren in Verbindung mit tragenden bzw. gespannten synthetischen
Kunststoffniaterialien in einer zusammengesetzten Fensterkonstruktion, die infrarote
Strahlung hindurchtreten läßt. Im einzelnen bezieht sich die £Erfindung auf die
Verwendung von hochwelligen Belägen bzw. Schichten, um die Interferenzspektren auszuscheiden,
die von dem polariskopischen Effekt herrühren, der erzeugt wird, wenn ein gespanntes
durchscheinendes Material zwischen zwei Lichtpolarisatoren betrachtet wird.
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Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die unerwünschten
Interferenzspektren auszuschalten, die zusammen mit dem polariskopischen Effekt
auftreten und erzeugt werden, wenn ein gespanntes durchscheinendes Material zwischen
zwei Quellen von polarisiertem Licht betrachtet werden.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine zusammengesetzte Fensterkonstruktion
anzugeben, die sich besonders für unter Druck stehende Plugkabinen eignet und die
ein gespanntes durchsichtiges Teil sowie einen Lichtpolarisator enthält, wobei hindurchtretendes
Licht frei ist von chromatischen Abbildungsfehlern (Abberation), die zusammen mit
dem polariskopischen Effekt auftreten.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, aus synthetischem Kunststoff
bestehende Beläge bzw. -Platten anzugeben, die zu einer Verzögerung bzw. Nacheilung
von wenigstens sieben Wellenlängen befähigt sind.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, Fenster mit variabler
Dichte anzugeben, die mehrere lichtpolarislerende Elemente enthalten sowie ihnen
zugeordnete Mittel, um das hindurchgelassene Licht zu steuern Eine weitere Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Fensterscheibe anzugeben, die ein System von optischen
Komponenten enthält und Infrarotstrahlung hindurchtreten läßt.
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Andere Aufgaben der Erfindung sind teils selbstverständlich, teils
den folgenden Ausführungen zu entnehmen.
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Zum. besseren Verständnis des Wesens und der Natur der Erfindung
wird auf die folgende detaillierte Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen Bezug
genommen.
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Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, bei der Wellenlängen gegen
die relative Durchlässigkeit von weißem Licht aufgetragen sind, das durch die verschiedenen
Verzögerungszonen hindurchgeht, wobei Tmax und Tmin die maximale und minimale mögliche
Durchlässigkeit bei einem gegebenen System sind.
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Die Fig. 2 und 3 sind geschnittene seitliche Ansichten von zusammengesetzten
Pensterkonstruktionen im Bereich der Erfindung; die Fig. 4, 5 und 6 sind geschnittene
seitliche Ansichten von Fensterkonstruktionen, die Unterkombinationen im Rahmen
der Erfindung darstellen; und die Fig. 7 ist eine geschnittene seitliche Ansicht
eines Fensterteils, das mit einem-Laminat eines hochwelligen Belags versehen ist.
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Es ist sehr oft erwünscht, Licht, das in einen Raum oder in ein bewegliches
Fahrzeug eintritt, durch Verwendung von lichtpolarisierendem Material zu dämpfen.
Es kann zusätzlich erwünscht sein, und ist tatsächlich allgemein bekannt, sich einer
Technik zu bedienen, bei der ein Lichtpolarisator relativ zu einem anderen gedreht
wird, um nach Wunsch eine im wesentlichen vollständige Auslöschung von jeglichem
einfallenaen Licht zu erreichen. Die Notwendigkeit für eine solche Dämpfung ist
besonders wichtig bei beweglichen Fahrzeugen und insbesondere bei Flugzeugen, die
oft der direkten Lichteinstrahlung ohne den Vorteil der natürlichen Dämpfung, z.B.
durch Wolkenbildung, ausgesetzt sind.
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Sonnenlicht ist seiner Natur nach ziemlich hoch polarisiert, d.h.
es gibt eine Vorzugsrichtung für die Schwingungen der Lichtwellen infolge einer
Teilchenstreuung und dergleichen, die zu einer mehr oder weniger orientierten Wellenform
im Gegensatz fu der Zufallswellenform führt. Dieser Effekt kann leicht vorgeführt
werden durch Drehen eines Polarisators, der gegen das von dem Himmel einstrahlende
Licht gehalten wird und durch Notieren der Intensitätsunterschiede des hindurchgehenden
Lichts. Wenn die Absorptionsachse des Polarisators parallel zu der primären Schwingungsebene
des einfallenden Lichts verläuft, findet eine partielle Auslöschung in einem größeren
Umfang statt, als dies erreicht würde, wenn die Durchlässigkeitsachse des Polarisators
damit fluchtet.
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Um einen hohen Druck- und Sicherheitsgrad für das Innere eines modernen
Flugzeugs zu erreichen, werden die äußeren Fensterbauteile aus einem sehr hochgespannten
synthetischen Kunststoffmaterial, gewöhnlich Polymethacrylat (Plexiglas, Lucite)
hergestellt, doch lassen sich auch Polycarbonate wie Lexan, die Kondensationsprodukte
aus der Reaktion von Bisphenol A mit Phosgen, und Diäthylenglykol-bis-allylcarbonat
oder andere geeignete durchsichtige Materialien verwenden. Als Notfall-oder Sicherheitsmaßnahme
wird ein zweites synthetisches Kunststoff-Fensterbaulvnaterials das je nach Wahl
ein gespanntes oder nicht gespanntes Material enthält, innenseitig des äußeren gespannten
Teils angebracht. Wenn innenseitig des gespannten Teils bzw. der gespannten Teile
ein Lichtpolarisator angebracht wird, iann man einen polariskopischen Effekt bemerken.
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Dies bedeutet, daß das außen auf das Fenster auftreffende polarisierte
Licht und der an der Fensterinnenseite an.gebrachte Polarisator einen Analysator
bilden, der kräftig und farbig das Spannungsmuster der synthetischen Kunststoff-Fensterteile
abbildet. Der maximale Effekt tritt auf, wenn sich die Polarisator-Absorptionsachse
in einem Winkel von 900 zu der Achse des einfallenden polarisierten Lichts befindet.
Dieses polariskopische Phänomen ist aus ästhetischen Gesichtspunkten recht unerwünscht
und verängstigt oft die Passagiere eines Flugzeugsunnützerweise, zumal sich die
Muster mit Druckschwankungen verändern.
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Die an Flugzeugfenstern mit dem lichtpolarisierenden Element zu beobachtenden
Spannungsmuster sind auf die Doppelbrechung zurückzuführen, die in dem gespannten
Material auftritt. In Polymethylmethacrylat und ähnlichem Fenstermaterial beträgt
die von dieser Doppelbrechung maximal erzeugte Verzögerung bis zu ungefähr drei
Wellenlängen, was eine kräftig gefärbte Fläche ergibt.
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Die Verzögerung kann als. das Produkt der Doppelbrechung und der
Dicke. eines gegebenen Materials angesehen werden.
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Wenn demnach die beiden Brechungsindices eines gegebenen doppelbrechenden
Materials als n und n1, die Doppelbrechung als (n-nl )=d n und die Dicke des Materials
als t angegeben wird, so läßt sich die Verzögerung wiedergeben durch die Gleichung:
Da der Dickenbereich und die Doppelbrechung der für d X Fenster gemäß der Erfindung
verwendeten Teile so sind, daß eine Verzögerung in den Größenordnungsbereicl) von
ungefähr drei Wellenlängen erreicht wird, muß eine Methode gefunden werden, die
eine Depolarisierung verursacht und damit ein im wesentlichen weißes Licht erzeugt.
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Es ist an dieser Stelle zweckmäßig, kurz die Theorie zu erwähnen,
mit der die verschiedenen chromatischen Effekte erzeugt werden, die bei gespanntem
synthetischen Kunststoffmaterial des Typs erzielt werden, hier hier in einer polariskopischen
Anordnung verwendet wird. Wenn man beispielsweise von der Annahme ausgeht, daß an
einem Punkt~in diesem Material die Spannung eine Doppelbrechung verursacht, die
ungefähr eine Verzögerung bzw. Verschiebung um eine viertel Wellenlänge gegenüber
575 mp Licht verursacht, das etwa im Mittelbereich des sichtbaren Spektrums liegt,
so erhält man eine 144 m;i Verzögerung. Wenn nichts anderes vermerkt, so beziehen
sich Hinweise auf eine Verzögerung auf 575 mB Licht. Nach Fig. 2 ist der auf der
Innenseite angebrachte Polarisator so angeordnet, daß er eine maximale Auslöschung
des einfallenden Himmelslichts erzeugt, d.h. daß die Absorptionsachse des Polarisators
parallel zu der primären Schwingungsebene des einfallenden Lichts liegt. Man kann
erkennen,wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, daß für das mittlere Lichtspektrum
eine. Wirkung auf die Durchlässigkeit bei einer Verzögerung um eine viertel Wellenlänge
erreicht wird; dies bedeutet für Licht der Wellenlänge 400 mp 144/400 oder ungefähr
ein drittel Wellenlangenverzögerung; für Licht der Wellenlängen 750 mM bedeutet
dies ungefähr ein fünftel Wellenlängen-Verzögerung. Es ist
offensichtlich,
daß das dabei resultierende Licht schwach blau gefärbt ist. Wenn bei 575 mu Licht
eine Wellenlängenverzöge ung um ungefähr dreiviertel Wellen erzeugt wird, so kann
m.n aus Fig. 1 erkennen, daß das resultierende Licht ungefähr bernsteinfarben sein
müßte. Eine Verzögerung uni eine halbe Wellenlänge gegenüber 575 mu Licht erzeugt
ein grünlichgelbes Licht. In der graphischen Darstellung ist auch die Wirkung von
1,25 und 3,0 Wellenlängen Verzögerung bei 575 mµ Licht auf solches Licht angegeben,
das auf das erfindungsgemäß System einfallen könnte. Für Forderungen bis zu ungefähr
3,5 Wellenlängen Verzögerung werden sehr kräftige einfache Farben progressiv sichtbar
Über 3,5 Wellenlängen hinaus sind die Farben so fließend, daß sie einzeln nicht
voneinander unterschieden werden können und als weniger farbkräftiges Gemisch oder
als weißes Licht erscheinen. Graphisch können diese Ersc'.leinungen als Kurven dargestellt
werden, die viele Maxima und Minima aufweisen.
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Es ist bekannt, daß en lichtpolarisierendes Teil keine wesentliche
Auslöschung von polarisiertem Licht verursacht, wenn seine Absorptionsachse parallel
zu der Lichtschwingungsebene eines doppelbrechenden Materials ist, das zwischen
dem Polarisator und dem polarisierenden Licht angeordnet ist, weil das doppelt brechende
Material die Linearität der hindurchtretenden polarisierenden Lichtwellen verändert
und die Enli6sion Wellen verursacht, die kreisförmig oder elliptisch sind. Wenn
sich eine Spannungsachse im Winkel von 450 zu der Durchlässigkeits- oder Absorptionsachse
der gekreuzten Polarisation vorfindet, so hat sich zusätzlich ergeben, daß eine
maximale Intensität des Interferenzspektrums erreicht wird. Wenn die Spannungsachse
mit der Durchlässigkeits- oder Absorptionsachse des Polarisators zusammenfällt,
läßt sich kein Effekt beobachten. Das resultierende Muster, das sich deshalb einem
Betrachter darbeitet, erscheint als vier deutliche Kreisbögen mit einer maximalen
Intensität im littelpunkt jedes Sektors und mit einer minimalen Intensität entlang
der Polarisatorachsen.
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Wenn nun ein Wellenbelag bzw. eine Wellenplatte mit ungefähr 10 bis
15 Wellenlängen Verzögerung in eine Kombination aus gespanntem Fenstermaterial und
Lichtpolarisator an der Außenseite des Polarisators eingesetzt wird, so hat sich
gezeigt, daß eine wirksame Depolarisierung von einfallendem Licht erreicht wird,
d.h. daß der polariskopische Effekt vermieden wird. Wenn man von der Annahme ausgeht,
daß die Verzögerung des Weilenbelags und des Fenstermaterials additiv ist, so erkennt
man ohne weiteres, daß ein Wellenbelag mit einer Verzögerung von etwa vier Wellenlängen
ausreicht, um im wesentlichen weißes Licht zu erzeugen. Wenn jedoch die Wellenlängen
der durch den Wellenbelag möglichen Verzögerung im Verhältnis zu demjenigen des
gespannten Pensters subtraktiv sind, würden etwa 7 oder 8 Wellenlängen Verzögerung
erforderlich sein. Um eine maximale Wirksamkeit zu erreichen und um die Verzögerung
in Rechnung zu stellen, die dem System durch ungenügende Laminate verliehen werden
könnte, muß die Verwendung von Verzögerern in der Größenordnung von 10 bis 15 Wellenl(ngen
Verzögerung als ideaL angesehen werden. Für praktische Zwecke.kann jedoch jedes
Material, das ungefähr 7 oder mehr Wellenlängen Verzögerungen verursacht, verwendet
werden, z.B. orientierter Polyvinylalkohol, verschiedene orientierte Polyester und
dergleichen. Es hat sich nun überraschend gezeigt, daß die besten Ergebnisse erzielt
werden, wenn Polyäthylenterephthalat (Mylar, Melinex) verwendet wird, das einachsig
orientiert worden ist. Mit einem solchen Material können bis zu 20 Wellenlängen
Verzögerungen und vielleicht noch mehr errei.cht werden. Ein zusätzlicher Vorteil
ergibt sich bei einachsig orientiertem Polyäthylenterephthalat gegenüber anderen
Materialien, da die optischen Achsen dieses Materials dem Betrachter nicht ersichtlich
sind, gleichgültig in welcher Stellung er sich befindet, weil der kritische Winkel
ein innerer bzw. spitzer Winkel ist. Es besteht somit für den Betrachter keine Möglichkeit,
auf eine optische Achse des Materials zu blicken und nur eine schwarze Fläche zu
sehen, die von einer farbigen Umgebung umgeben ist.
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Be: allen Ausführungsformen der Erfindung wird die größte Wirksamkeit
erreicht, wenn die Ebene der optischen Achsen des Wellenbelags sich in einem Winkel
von 45° zu den Achse des starren lichtpolaris ierenacn Elements befindet. Wenn die
Ebene der optischen Achsen der Wellenbeschichtung eine Achse des lichtpolarisierenden
Elements erreicht, geht die Wirksamkeit verloren, bis die Polerisatorachse und die
Ebene der Wellenbeschichtungsachse zusammenfällt, ein Punkt, an dem die Wellenbeschichtung
ist mehr die beabsichtigten Ergebnisse herverrufen kajin.
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Jedes geeignete Material, das den gewünschten lichtpolarisierenden
Effekt hervorruft, kann für die Zwecke der Erfindung verwendet werden. Es hat sich
jedoch gezeigt, daß polymeres, lichtpolarisierendes schichtförmiges Material am
leichtesten diese Funktion übernehmen kann. Das bevorzugte Material ist eine durchsichtige
Schicht aus Polyvinylalkohol, der im wesentlichen orientierte Moleküle von dehydratisiertem
Vinylalkohol enthält und der seine lichtpolarisierenden Eigenschaften im wesentlichen
von den dehydratisierten Molekülen ableitet. Vergleiche zum beispiel die USA-Patentschriften
2 173 304; 2 255 940; 2 306 108; 2 397 231; 2 445 555; 2 453 186 und 2 674 159.
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Die Sonnenbestrahlung, die durch die Atmosphäre bis zur Erdoberfläche
hindurchgelassen ird, enthält im allgemeinen eine Gesamtstrahlungskraft von etwa
170 Milliwatt/cm² durch eine Atmosphäre, wenn die Sonne am Zenith steht und ein
klarer Himmel vorherrscht. Etwa 83 % dieser zusammengesetzten Strahlung ist mit
den Augen sichtbar. Strahlung vom oberen Ende de sichtbaren Bereichs bei etwa 720
m bis etwa 1400 mp enthält den nahen infraroten Bereich, der unter bestimmten Bedingungen
auf das ungeschützte Auge schädliche Wirkungen ausüben kann. Im wesentlichen alle
Infrarotenergie oberhalb von 1400 mu Wellenlänge wird absorbiert und leicht zerstrcut
durch die Hornhaut und wässrige Flüssigkeit des Auges, bevor die Strahlen den Netzhautbereich
erreichen.
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Das normale menschliche Auge ist physiologisch angepaßt, um die durchschnittlichen
Helligkeitswerte zu ertragen, die bei einem üblichen Düsenflugzeug auftreten können,
das in Höhen bis zu 5200 m (40.000 Fuß; etwa 1000 Millilamberts) fliegt.
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Der Pupillendurchmesser bei diesen Iielligkeitswerten beträgt 2.
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etwa 2,0 mm (etwa 3,45 mm Öffnung). Wenn ein einzelnes lichtpolarisierendes
Element der hier beschriebenen Art in einer derartigen Höhe als Komponente eines
Flugzeugfensters verwendet wird, so wird der Wort für das sichtbare Licht auf etwa
400 Millilamberts verringert mit einer entsprechenden Erweiterung des Pupillendurchmessers
auf etwa 2,4 mm (4,52 mm² Öffnung), um sich an die geringeren Helligkeitswerte anzupassen.
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Wenn zwei lichtpolarisierende Elemente als funktionelle Komponenten
eines Flugzeugfensters mit variablem Lichtdurchr lässigkeitssystem verwendet werden,
wird der Wert für das sichtiarq Licht auf etwa 300 Millilamberts verringert, wobei
die Achsen des Polarisators sich parallel zueinander befinden und auf etwa 30 Millilamberts,
wenn die Polarisatorachsen senkrecht aufeinander stehen; dies führt zu einer Vergrößerung
des Pupillendurchmessers auf etwa 2,5 mm (etwa 4,90 mm2 Öffnung) bzw. auf etwa 3,1
mm (etwa 7,25 mm2 Öffnung).
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Obwohl der Helligkeitswert im Inneren eines Flugzeugs, bei. dem Fenster
mit variabler Lichtdurchlässigkeit zur Anwendung gekommen siiid, bis praktisch zur
Auslöschung vermindert wird, so wird die doch die im allgemeinen hindurchgelassene
Infrarotkomponente der Strahlung nur bis auf etwa 60 % der ursprünglichen Intensität
verringert, wenn die Polarisatoren gegeneinander gekreuzt sind. Es ist deshalb ohne
weiteres verständlich, daß zum Erzielen des optimalen Komforts für einen Fluggast
es hinsichtlich des durch ein erfindungsgemäßes Fenster hindurchtretenden Lichts
besonders erwünscht ist, daß in dem Fenster ein System vorhanden ist, mit dessen
Hilfe die Infrarotkomponente des hindurchtretenden Lichts wesentlich verringert
oder sogar ausgeschaltet werden kann.
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Aus diesem Grund werden erfindungsgemäß zwei besondere Arten von
Infrarot verschluckenden Systemen vorgeschlagen, wobei eines ein System von Absorbern
is-t, die im wesentlichen die Infrarotstrahlung absorbieren und zerstreuen und das
andere ein Reflexionssystem ist, um Infrarotstrahlung von den Augen des Betrachters
weg zu reflektieren. Das zuerst erwähnte System wird für die Zwecke der Erfindung
bevorzugt und enthält insbesondere Infrarotabsorber, die Metallkomplexe von Bis-/cis-1,2-(alkyl-,
wasserstoff-, aryl- oder heterocyclischen)-äthylen-1,2-dithiolaten/ sind (vgl. USt-Patenbschrift
3 588 216). Infrarot absorbierende Materialien, die sich für die Zwecke der Erfindung
eignen, sind in der belgischen Pa tentschrift 759 538 beschrieben. Die in der Patent
literatur beschriebenen Absorber können allein oder in Verbindung mit zwei oder
mehreren derartige Substanzen verwendet werden Das besonders bevorzugte absorbierende
System enthält im 1,79: 1-Gewchtsverhältnis die Verbindungen der allgemeinen Formeln
Wenn auch spezielle Infrarot-Absorber hier angegeben worden sind,
so ist doch für den Fachmann selbstverständlich, daß alle Infrarot absorbierenden
Materialien, die keine schädliche Wirkung auf die Fensteranordnung ausüben, für
die Zwecke der Erfindung verwendet werden können. Ferner können derartige Absorber
praktisch in jedem Bestandteil des lichtdurchlässigen Fensters gemäß der Erfindung
eingearbeitet sein, doch sind sie vorzugsweise in einer synthetischen Kunststoffschutzschicht
angeordnet, die vorugsweis-e Celluloseacetatbutyrat enthält, das an gegenüberliegenden
Seiten jedes lichtdurchlässigen Elements angebracht ist.
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Zum Beseitigen von Infrarotstrahlung sind auch reflektierende Systeme
geeignet, die im allgemeinen dünne Schichten von Metallen insbesondere Gold enthalten
(vgl. belgische Patentschrift 729 300). Dort ist angegeben, daß Filme durch Aufdampfen,
vorzugsweise in Vakuum abgeschieden werden können.
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Entsprechend den Angaben in dieser belgischen Patentsehri.ft lassen
dünne Goldfilr.ie beispiels:.e se Licht mit Wellenlängen zwischen etwa 450 und 600
nm hindurchtreten, während Licht über 600 nm im wesentlichen reflektiert wird.
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Andere Patentschriften, in denen die Verwendung von metallischen
Filmen zur Verzögerung der Durchlässigkeit von Infrarotstrahlen angegeben sind,
sind die USA-Patentschriften 2 854 349; 2 087 802 und 3 118 781. Diese Infrarot
reflektierenden Systeme können an jeder Stelle der lichtdurchlässigen Fensteranordnung
eingearbeitet sein. Vorzugsweise befindet sich jedoch ein metallischer Infrarot
reflektierender Film etwa in dem starren lichtpolarisierenden Element gemäß Fig.
3 zwischen der Wellenplstte und dem durchsichtigen synthetischen Kunststoff-Trägermaterial.
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Als allgemeine Regel kann man davon ausgehen, daß weder der PularisHt;or
noch die Wellenbeschichtung strukturell so starr sind, daß sie als solehe verwendet
werden können. Deshalb
sind bei den meisten bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung sowohl der Polarisator als auch die Wellenbeschichtung zu einem starren
synthetischen plastischen Material laminiert, z.B. auch Polymethylmethacrylat, bevor
die Fensterkonstruktion zusammengebaut wird. Im Fall der Wellenplatte hat sich gezeigt,
daß es vorzuziehen ist, sie mit dem zusammengesetzten lichtpolarisierenden Element
zu laminieren. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß gegebenenfalls die Wellenplatte
uc1 auf ein gespanntes oder nicht gespanntes synthetisches Kunststoff-Flugzeugfensterbestandteil
laminiert werden kann. Falls es auf ein gespanntes Teil laminiert werden soll, das
in seiner Standardausführung den äußersten Fensterbestandteil darstellt, wird es
vorzugsweise auf der Kabineninnenseite angebracht, wie dies aus Fig. 4 hervorgeht.
Technisch gesprochen ist die Wellenplatte für den für sie vorgesehenen Zweck arbeitsfähig,
wenn sie auf der Außenseite des äußersten Teils laminiert wird. Das ständige Aussetzen
der Elemente spricht jedoch gegen eine solche Ausführungsform. Hinsichtlich der
inneren oder Si-cherheits-Komponente kann die Wellenplatte entweder a der Innen
oder Außenseite dieses Fensterbestandteils angebracht bzw. laminiert sein, wie dies
in den Fig. 5 und 6 angedeutet ist. Das hauptsächliche Kriterium für die Ermittlung
der befriedigenden Lage der Wellenpiatte ist das, daß es zwischen den Que] len des
polaYisierten Lichts, d.h. dem Hinimel und dem lichtpolarisierenden Element angeordnet
sein muß; Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der eine Wellenplatte
außenseitig eines lichtpolarisierenden Elements und innenseitig eines gespannten
ensterteils in einem Flugzeugfenster verwendet wird. Fig. 3, die weiter unten näher
beschrieben wird, zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wobei ein
erstes lichtpolarisierendes Material zwischen Rautei].en laminiert wird, die ein
durchsichtiges snthetisches Kunststoff-Trägermaterial enthalten, wobei eine Wellenplatte
auf die Außenseite der zusammcngesctzten lichtpolarisierenden
Einheit
laminiert ist. Auf der Innenseite dieses Teils ist ein zweiter Lichtpolarisator
zwischen durchsichtigem synthetischen Kunststoff-Trägerbaumaterial laminiert, wobei
das zusammengesetzte Teil nach Wahl so gedreht werden kann, daß die Achsen des zweiten
Lichtpolarisators In verschiedene Winkel zu dem ersten Lichtpolarisator gebracht
werden können, um dadurch wechselnde Äuslöschungsgrade bzw.
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wechselnde Durchlässigkeit von einfallendem Licht zu erzielen.
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Jeder für das Laminieren des Wellenplatten-Polarisator-Träger materials
geeignete Kunststoff kann verwendet werden, solange der Klebstoff die Durchlässigkeit
von Licht nicht hindert.
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Klebstoffe, die sich für die Zwecek der Erfindung eignen, enthalten
im allgemeinen niedermolekulare Polyester, die mit einem geeigneten Vernetzungsmittel
in situ vernetzt werden. Beispiele für solche Materialien sind Adcote 1069 der Morton
Chemical Company, ein niedermolekulares Polyäthylenterephthalat-Material, das vermutlich
endständige Hydroxylgruppen aufweist, in Verbindung mit einem Polyisocyanat-Vernetzungsmittel.
Andere für diesen Zweck geeignete Polyester sind duPont-Elebstoff Nr. 46960 und
National Starch-Klebstoffe Nr. 76-2575; 30-9057 und 30-9066. Diese Klebstoffe sind
typischerweise Polyester, die in Verbindung mit einem geeigneten Vernetzungsmittel
wie einem Polyisocyanat verwendet werden. Diese Klebstoffe können allein oder in
Verbindung mit anderen Klebstoffen angewendet werden. Die am meisten bevorzugte
Ausführungsforni der Erfindung bedient sich einer einachsig orientierten Polyäthylenterephthalat-twJellenplatte,
die direkt an ein Polymethylmethacryiat-Trägertei3 gebunden ist. Die bevorzugte
Verbindungaflethode besteht in einem Überzug der Wellenplatte mit einem Polyesterklebstoff,
z.B. dem duPont-Klebstoff 46960 mit einem Polyisoeyahat als Vernetzungsmittel. Auf
diesen Überzug wird eine dünne Schicht eines Celluloseacetatbutyrats aus Lösung
aufgebracht. Darauf kommt eine dünne Schicht aus niedermolekularem Polyester mit
einem Polyisocyanat als Vernetzungsmittel. Diese mit Überzügen versehene Struktur
wird dann unter hinwendung einer üblichen Druckwalzentechnik mit dem Polymethylmethacrylat
-Trä£erteil
unter Verwendung eines Klebstoffs laminiert, der aus ungefähr 4 % Cellulosenitrat
rait einer Viskosität von ungefähr 600 bis 1000 Sekunden besteht, gelöst in Methylmethacrylat
und verwendet mit einem Diisopropylpercarbonat-Katalysator in einer Menge von etwa
1 Gew.-%. Dieser letztere Klebstoff ist in der USA-Patentschrift 3 639 311 näher
beschrieben.
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Um optimale Eigenschaften hinsichtlich der Schrumpfung und Rißbildung
an dern lichtpolarisierenden Material zu erzielen, hat es sich als wünschenswert
erwiesen, den Polarisator zwischen Schichten aus Celulloseacetatbutyrat cder ähnlichen
Materialien zu laminieren (vgl.. die USA-Patentschriften 2 674 159; 3 588 216 und
5 620 888). Das Laminieren der Celluloseacetatbutyrat-Schiehten mit dem lichtpolarisierenderl
Material kann beispielsweise erfolgen, indem man auf das Celluloseacetatbutyrat-Material
eine geeignete Verbindung, z.B.
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Cellulosenitrat, als Überzug aufbringt, worauf dieses überzogene Material
mit der Polyvinylalkohol-Lichtpolarisations schicht unter Verwendung der bekannten
Druckwalzentechnik mit einem typischen Klebstoff für ein solches Material laminiert
wird, z.B. mit einer 2 %-igen Polyvinylalkohollösung.
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Man kann aber auch das Laminieren dadurch bewirken, daß man die Oberfläche
des Celluloseacetatbutyrats in Cellulose umwandelt, die Oberfläche mit Polyvinylalkohol
überzieht und das mit dem Überzug versehene Celluloseacetatbutyrat ,it dem lichtpolarisierenden
Material unter Druck laminiert.
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Die Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei
der ein gespanntes Fensterteil mit einer Dicke von etwa 1,27 cm außenseitig eines
gespannten oder nicht gespannten Sicherheitsfensterteils von etwa 0,63 bis 1,27
cm (0,25 bis 0,5") Dicke angebracht wird, das seinerseits sich außenseitig eines
starren lichtpolarisierenden Teils befindet, das ein Laminat darstellt. Dieses Laminat
besteht von außen nach innen aus einer Wellenplatte mit einer Dicke von
ungefähr
38,1 bis 125 Mikron (1,5 bis 5 mil) und vorzugsweise von 76,2 Mikron (3 mil), einem
durchsichtigen, synthetischen Kunststoffträgerteils mit einer Dicke von ungefähr
782 bis 3175 Mikron (30 bis 125 mil) und vorzugsweise von etwa 1526 Mikron (O0 mil),
einer durchsichtigen synthetischen Kunststoff-Schutzmterialschicht mit einer Dicke
von ungefähr 101,6 bis 762 Mikron (4 bis 30 mil), vorzugsweise von etwa 125 mikron
(5 mil)4 einem lichtpolarisierenden Teil, wie es oben beschrieben worden ist, mit
einer Dicke von ungefähr 19,05 bis 38,1 Mikron (0,75 bis 1,5 mil) und vorzugsweise
von etwa 19,05 Mikron (0,73 mil) und aus einer zweiten synthetischen Kunststoffschicht
und einer zweiten durchsichtigen Trägerschicht der gleichen Abmessungen wie die
erste Trägerschicht.
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Innenseitig des oben beschriebenen Teils befindet sich ein drehbares
Teil, welches ein synthetisches Kunststoff-Trägerteil aufweist, eine synthetische
Kunststoff-Schutzschicht, ein lichtpolarisierendes Material, eine zweite synthetische
Kunststoff-Schutzschicht und ein zweites durchsichtiges Trägerteil. Alle diese Schichten
haben die gleichen Abmessungen wie sie bei dem oben beschriebenen Element angegeben
worden sind.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform enthalten die synthetischen Schutzsehichten
Celluloseacetatbutyrat. Die entsprechenden Bestandteile der zusammengesetzten Pensterstruktur
können durch geeignete Befestigungsmittel zusammengehalten werden, z.B. durch eine
Öffnung, in der die oben beschriebenen lichtdurchlassigen Elemente quer zu der Öffnung
festgehalten werden, etwa ein zylindrisches- Teil mit geeigneten, die Elemente haltenden
Flanschen.
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Die Fig. 4, zu 5 und 6 zeigen Untorkombinationen von anderen Ausführungsformen
gemäß der Erfindung und geben schematisch die verschiedenen Stellungen an, die die
Wellenpiatte in der hier beanspruchten Vorrichtung einnehmen kann. Die Bindungsmethoden
und die jeweils verwendeten Klebstoffe zum Verbinden der Wgllenplatte mit einem
bestimmten Fensterteil sind identisch mit denjenigen, die oben beim Laminieren der
Wellenplatte mit einem Trägerteil beschrieben worden sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit wechselnder Dichte kann
nach Belieben ein zweiten starres, lichtpolarisierendes Element mit seinen Achsen
parallel zu dem ersten lichtpolarisierenden Element angebracht we2'den. Durch Drehen
des drehbaren lichtpolarisierenden Elements erhält man dann eine vollstandige Auslöschung
des einfallenden Lichts, wodurch die Wirksæzlkeit des Systems weiter verbessert
werden kann. Bei einer derartigen Ausführungsform ist es vorzuziehen, das drehbare
Element zwischen den starren lichtpolarisierenden Elementen anzuordnen.
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in dieser Beschreibung wurden wiederholt die Ausdrücke innenseitig1
und "außenseitig" verwendet. Mit "außenseitig" wird die Seite bezechnet3 durch die
das Licht in die erfindungsgemäße Vorrichtung eintreten kann, während "innenseitig"
sich auf oe Seite bezieht, durch die das hindurchtretende Licht aus dieser Vorrichtung
austritt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nicht nur in Flugkörpern, sondern
auch in Eisenbahnzügen, Schiffen und dergleiehen verwendet werden.
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Patentansprüche