DE711153C

DE711153C - Process for the manufacture of polarizing filters

Info

Publication number: DE711153C
Application number: DEK151106D
Authority: DE
Inventors: Erwin Kaesemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1938-06-29
Filing date: 1938-06-29
Publication date: 1941-09-26

Description

Verfahren zur Herstellung von Polarisationsfiltern Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polarisationsfiltern, die als Vorsatzfilter zur Projektion und als Polarisationsbrillen zur Betrachtung von Stereofilmen, zur Erzielung einer blendfreien Fahrzeugbeleuchtung als photographische Filter und für ähnliche. Anwendungszwecke verwendet werden können. .Method of Making Polarizing Filters The present The invention relates to a method for the production of polarization filters which are used as Attachment filters for projection and as polarization glasses for viewing stereo films, to achieve glare-free vehicle lighting as photographic filters and for similar. Applications can be used. .

Es ist bekannt, daß gefärbte Cellulosematerialien, wie z. B. Cellulosehydratfolien, wenn sie mechanisch gestreckt werden, ein gewisses Polarisationsvermögen erhalten. Das den bekannten Erzeugnissen innewohnende Polarisationsvermögen reicht aber für zu technischen Zwecken bestimmte Polarisationsfilter nicht ohne weiteres aus.It is known that dyed cellulosic materials such. B. cellulose hydrate films, when they are mechanically stretched, they acquire a certain polarizability. The polarization power inherent in the known products is sufficient for polarization filters that are used for technical purposes are not readily selected.

Es wurde nun gefunden, daß Polarisationsfilter mit besonders hohemPolarisationsvermögen und besonders hoher Transparenz aus Folien von organischen Kolloiden, wie z. B. Cellulosehydrat, die in irgendeinem Stadium ihres Herstellungsprozesses oder während des ganzen Herstellungsprozesses eine starke mechanische Streckung - erfahren haben, in der Weise erhalten werden können, daß man die Oberflächenschichten einfärbt. Abweichend von bekannten Verfahren, bei denen die Folien im wesentlichen durch und durch gefärbt werden, werden bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung nur die äußeren Schichten gefärbt. Je mehr Farbstoff in den Oberflächenschichten festgehalten und je weniger Farbstoff in das Innere der Folie eintritt, um so besser sind die Polarisationseigenschaften der Folien. Folien, die beispielsweise zu etwa 9/5 des ganzen Querschnittes eingefärbt sind, erwiesen sich als außerordentlich wirksam. Aber auch bei Folien, bei denen von beiden Oberflächen aus der Farbstoff bis -zu 1/s der Foliendecke eingedrungen ist, zeigen ein noch wesentlich besseres Polarisationsvermögen als Folien, bei denen der Farbstoff das gesamte Innere der Folie durchdrungen hat.It has now been found that polarization filters with a particularly high polarization capacity and particularly high transparency from films of organic colloids, such as. B. Cellulose hydrate at any stage of its manufacturing process or during have experienced a strong mechanical stretching of the entire manufacturing process, can be obtained by coloring the surface layers. Deviating from known methods in which the films are essentially through and by being colored, in the method of the present invention, only the colored outer layers. The more dye retained in the surface layers and the less dye enters the interior of the film, the better it is Polarization properties of the foils. Foils that are, for example, about 9/5 des are colored across the entire cross-section, have proven to be extremely effective. But also with foils where the dye is up to -to from both surfaces 1 / s of the film cover has penetrated, show an even better polarization capacity than films in which the dye has penetrated the entire interior of the film.

Es ist schon bekannt, dichroltische Substanzen, wie z. B: dichroitische Farbstoffe, auf die Oberfläche einer Folie aus durchsichtigem Material aufzubringen. Ein Eindringen dieser Substanzen in die Oberflächenschichten der Folien erfolgt aber bei diesem bekannten Verfahren nicht. Um die erfindungsgemäße Einfärbung der Oberflächenschichten der Folien zu erzielen, muß man es vermeiden, daß die Folien während des Färbeprozesses eine Aufquellti;iQ>.. erfahren, bmv. Folien zu färben, die Ser.: aufgequollen sind. plan darf daher bei ',der Färbung und bei den der Färbung uniliittelbar vorllergell°adelf Arbeitsgängen gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung keine Ouellung bewirkenden Zusätze, wie Alkalien bzw. sonstige basische Substanzen oder Salze, verwenden. Ferner ist es vorteilhaft, wenn man die Folien unmittelbar vor und gegebenenfalls auch während des Färbens einer Behandlung mit adstringierend wirkenden Stoffen, wie z. B. starken Säuren, wie z. ß. Jodwasserstoffsäure, sauren Metallsalzen, wie z. B. Alaune, Tannin, Formaldehyd o. .dgl., unterwirft. Da mechanisch stark gestreckte Folien weniger leicht zur Quellung neigen als normale Folien, ist es zweckmäßig, die Einfärbung erst nach crfolgter Streckung vorzun;hinen. Durch Mikrotonlschnitte läßt sich ohne weiteres kontrollieren, wie weit der Farbstoff -von der Oberfläche aus in die Folien eingedrungen ist, und unter Beachtung der vorstehend angegz:beneil Maßnahmen läßt sich bei entsprechender Bemessung der Einwirkungszeit, der Farbstoffkonzentratioii und der Einwirkungstemperatur eine Färbung, die weitgehend auf die Oberfläche beschränkt ist, erzielen.It is already known to use dichroic substances such. B: dichroic Dyes, applied to the surface of a sheet of transparent material. These substances penetrate into the surface layers of the films but not with this known method. To the invention To achieve coloring of the surface layers of the foils, one must avoid that the foils experience a swelling during the dyeing process, bmv. Foils to color, the ser .: are swollen. plan may therefore with ', the coloring and with that of the coloration immediately preceding it, according to the further development According to the invention, no swelling-causing additives, such as alkalis or other basic substances Substances or salts. It is also advantageous if the foils immediately before and possibly also during the dyeing of a treatment with astringent substances, such as B. strong acids, such as. ß. Hydriodic acid, acidic metal salts, such as. B. alums, tannin, formaldehyde o. Because mechanically strongly stretched films tend to swell less easily than normal ones Foils, it is advisable to do the coloring only after stretching. How far the dye can be checked by means of microtonal sections - has penetrated the foils from the surface, and taking into account the Abegz: beneil measures can be taken with appropriate measurement of the exposure time, the dye concentration and the exposure temperature a color that largely is limited to the surface.

Zur Färbung werden die zum Färben von organischen Kolloidfolien üblichen Farbstoffe, insbesondere Substantive Baumwollfarbstoffe (z. B. lichtechte Siriusfarben), verwendet. So sind u. a. Kunstseidenschwarz und Direktgrau, Mischungen aus Oxamingrün G, Diailiinbraun und Diaminblau geeignet. Als zur Färbung geeignet seien ferner lo-l, Selen, Wismut, Tellur usw. erwähnt, wobei Jod vorzugsweise in Form von Jodwasserstoffsäure oder Jodwasserstoffsä ure abspaltenden Jodverbindungen Anwendung findet. _ Bei der Benutzung substantiver Farbstoffe ist zwar die gefärbte Oberflächenschicht nicht so exakt begrenzt wie beispielsweise bei der Färbung mit Jodwasserstoffsäure, jedoch ist die erzielte Polarisationswirkung auch hierbei um so größer, je mehr Farbstoff in den Ob.erflächenschicht@en vorhanden ist und je weniger Farbstoff in das Innere der Foli< eindringt.For coloring, those customary for coloring organic colloid films are used Dyes, especially nouns cotton dyes (e.g. lightfast Sirius colors), used. So are i.a. Artificial silk black and direct gray, mixtures of oxamine green G, diamond brown and diamond blue are suitable. They are also considered suitable for coloring lo-l, selenium, bismuth, tellurium, etc. mentioned, with iodine preferably in the form of hydriodic acid or iodine compounds which split off hydroiodic acid is used. _ In the The use of substantive dyes is not the dyed surface layer as exactly limited as, for example, when staining with hydriodic acid, however the polarization effect achieved here too, the greater the more dye in the Ob.erflächeenschicht@en is present and the less dye in the interior the foli <penetrates.

Abweichend von .den üblichen Färbeinethoden finit Substantiven Farbstoffen kominen diese Farbstoffe ohne quellend wirkende Zusätze, insbesondere Salzzusätze, zur Anwendung.Deviating from the usual dyeing methods, finite noun dyes These dyes come without swelling additives, especially salt additives, to use.

Die Einfärbung mit Jod erfolgt zwecki n, ißi unter Verwendung von wäßrigen Jorl--wasserstoffsäurelösungen, wobei gegebenenfalls noch schwach wirkende Oxydationsmittel mitverwendet werden. @'orteilbaft ist die Einfärbung so vorzunehmen, daß eine i#ansparenz von 2o bis 50 °/o erzielt wird. ;:hie Einfärbung mit Metallen bzw. Jletalläiden, wie Wismut, Selen, Tellur, erfolgt durch Reduktion ihrer Sauerstoffsäuren mittels Hydrazinhydrats oder seinen Salzelf. Wesentlich ist, daß diese Säuren in hoher Konzentration zur Anwendung gelangen und nur kurz. auf die zu färbenden Folien einwirken. Falls bei Anwendung der Säuren in hoher, z. B. in der -Nähe- der Sättigung ge-;egeilen Konzentration diese infolge der geringen Quellung nicht genügender Menge aufziehen, empfiehlt es sich, die Folien durch Eintauchen in Wasser leicht anquellen zu lassen. Basisch wirkende Ouellzusätze sollen jclocli hierbei vermieden werden. Die leicht vorgequollenen Folien werden dann in die konzentrierten Säurelösungen eingetaucht, so daß das Eindringen der Säuren iin wLseiitliehen durch Diffussion erfolgt. wolxi rlie Eindrmgtiefe durch die zur Diffusion erforderliche Zeit bestimmt ist. hierauf erst bringt man die Folien in die Reduktionsmittellösungen, in denen dann die Ausfällung der färbenden Substanzen erfolgt.The coloring with iodine is best carried out using aqueous hydrochloric acid solutions, with the use of weakly acting oxidizing agents if necessary. The coloring is to be carried out in such a way that a transparency of 20 to 50 % is achieved. ;: Here coloring with metals or Jletalläiden, such as bismuth, selenium, tellurium, is done by reducing their oxygen acids with hydrazine hydrate or its salt elf. It is essential that these acids are used in high concentrations and only briefly. act on the foils to be colored. If when using the acids in high, z. For example, when the concentration is close to saturation, if these are not absorbed in sufficient quantities due to the slight swelling, it is advisable to allow the foils to swell slightly by immersing them in water. Basic oil additives should be avoided here. The slightly pre-swollen foils are then immersed in the concentrated acid solutions so that the acids penetrate into the water by diffusion. wolxi rlie depth of penetration is determined by the time required for diffusion. only then are the films placed in the reducing agent solutions in which the coloring substances are then precipitated.

Falls zum Einfärben der Folien Substanzen verwendet werden, d_e eine gewiss Flüchtigkeit besitzen, empfiehlt es sich, die Folien mit einer Schutzschicht, die die Folien tipporös macht, zu überziehen. Als geeignete Materialien hierfür haben sich -N itro- und Acetylcellulose, Celluloid, farblose Kunstharze und ähnliche :Materialien, die in geeigneten Lösungsmitteln zur Anwendung kommen, erwiesen.If substances are used to color the foils, d_e one have a certain volatility, it is advisable to cover the foils with a protective layer, which makes the foils tip-porous. As suitable materials for this have -N itro- and acetyl cellulose, celluloid, colorless synthetic resins and the like : Materials proven to be used in suitable solvents.

Besonders wirksame Polarisationsfilter werden aus Cellulosehydratfolien erhalten, deren Herstellung in der Weise erfolgte, daß das nach dein Ausgießen der Viscose erhaltene Band zunächst, zweckmäßig in einem n @utralen Salzbad, ankoaguliert, hierauf einer mechanischen Streckung und anschließend der endgültigen Auskoagulation unterworfen wurde. Das Ausgießen der Viscose kann unter Verwendung einer Gießunterlage, wie z. B. .einer Gießtrommel, erfolgen. Man kann aber auch ohne Verwendung einer Unterlage arbeiten, also beispielsweise die Viscose direkt in das Koagul.ationsbad einspritzen. Das neutrale Salzbad kann beispielsweise aus einer Lösung voll Ammoniumsulfat bestehen. Durch das Ankoagulieren in dieseln Bad erfährt :las Viscoseband eine erhebliche Verfestigung, so daß es von der Gießunterlage abgenommen und einer besonders kräftigen Streckung unterworfen werden kann. Die Streckung erfolgt zweckmäßigerweise bis kurz vor die Zerreißgrenze. Das Band wird dann in gestrecktem Zustand in einem sauren Bad endgültig auskoaguliert, und die Weiterbehandlung und Färbung erfolgt in der von der Herstellung gefärbter Cellulosehydratfolien her bekannten Weise. Da nach Beendigung der Auskoagulation die Einzelteilchen des kolloidalen Materials der Folie in ihrer Struktur weitgehend fixiert sind, braucht die Weiterbehandlung nicht unbedingt in gestrecktem Zustand zu erfolgen.Cellulose hydrate films are particularly effective polarization filters obtained, the production of which was carried out in such a way that after your pouring out the Ribbon obtained from viscose initially, expediently in a neutral salt bath, coagulated, then a mechanical stretching and then the final coagulation was subjected. The pouring of the viscose can be done using a pouring pad, such as B. a casting drum. But you can also do this without using a Work underlay, for example the viscose directly into the coagulation bath inject. The neutral salt bath can, for example, consist of a solution full of ammonium sulfate exist. By coagulating in a diesel bath: read viscose tape a considerable amount Solidification, so that it is removed from the casting base and a particularly strong one Can be subjected to stretching. The stretching is expediently carried out up to short before the ultimate breaking point. The tape is then stretched in an acidic The bath is finally coagulated, and further treatment and coloring takes place in the known from the production of dyed cellulose hydrate films. Thereafter Completion of the coagulation, the individual particles of the colloidal material of the film are largely fixed in their structure, further treatment does not necessarily need to be done in the stretched state.

Bei der Herstellung :der erfindungsgemäßen Polarisationsfilter hat sich herausgestellt, daß Folien, die in Form eines endlosen Bandes hergestellt sind, besonders stark gestreckt werden können, ,da bei ihnen ;die Gefahr des Zerreißens geringer als bei einem endlosen Band ist. Die Herstellung des endlosen Bandes erfolgt in -der Weise, daß die Viscose auf die Oberfläche einer Trommel gegossen wird. Die mit der Viscose bedeckte Trommel wird dann in ein neutrales Salzbad gebracht, die ankoagulierte Viscoseschicht von der Trommel abgenommen und über zwei in gleichem Drehsinn sich drehende Walzen, die mittels einer Spannvorrichtung kontinuierlich in steigendem Maße voneinander entfernt werden können, gelegt. Die Streckung erfolgt dann durch die Betätigung der Spannvorrichtung.During manufacture: the polarizing filter according to the invention has it turned out that foils which are made in the form of an endless belt, can be stretched particularly strongly, because with them; the danger of tearing is less than that of an endless belt. The production of the endless belt takes place in such a way that the viscose is poured onto the surface of a drum. the The drum covered with the viscose is then placed in a neutral salt bath, which coagulated viscose layer removed from the drum and over two in the same Direction of rotation rotating rollers, which are continuously operated by means of a tensioning device can be increasingly separated from each other. The stretching takes place then by actuating the jig.

Ferner wurde gefunden, daß Folien mit besonders guter Polarisation dann erhalten werden, wenn der Herstellungs- und Strekkungsprozeß der neuen Folien so geführt wird, daß die fertige gefärbte Folie eine Breitenschrumpfung auf t/4 bis % der ursprünglichen Breite und mehr erfahren hat. Auch wenn die Breitenschrumpfung nicht so weit getrieben wird, werden brauchbare Folien erhalten. Die vorstehend erwähnte Breitenschrumpfung wird im wesentlichen durch eine starke mechanische Streckung erzielt. Begünstigt wird das angestrebte Ziel dadurch, daß man als Ausgangsmaterial Zellstoffe verwendet, die einen besonders hohen Gehalt an a-Cellulose (etwa 9o bis aufweisen bzw. Zellstoffe, die .aus Baumwollinters hergestellt sind. Auch die Art der Herstellung der Viscose ist für die Erzielung einer hinreichenden Breitenschrumpfung von Bedeutung. So wurde gefunden, daß eine Viscose, .die bei einer Temperatur von etwa 2o' einer zweitägigen Vorreife unterworfen wurde und bei deren Nachreife ein Salzpunkt von etwa a bis 3 eingehalten wurde, `bei der Ankoagulation im neutralen Salzbad eine Folie liefert, die eine für die anschließende Streckung und für die angestrebte Breitenschrumpfung besonders günstige Mizellarstruktur aufweist. Die Folien für die neuen Polarisationsfilter werden zweckmäßigerweise in einer Stärke unter o,oa mm verwendet. Als besonders geeignet haben sich Folien mit einer Stärke von 0,005 mm erwiesen. Die Viscose wird zu diesem Zweck auf die Gießunterlage in einer Stärke von 0,25 bis 0,3 mm ausgegossen.It has also been found that films with particularly good polarization are obtained if the production and stretching process of the new films is carried out in such a way that the finished colored film has shrunk in width to t / 4 to% of the original width and more. Even if the shrinkage in width is not taken as much, usable films are obtained. The above-mentioned shrinkage in width is essentially achieved by strong mechanical stretching. The desired goal is favored by the fact that the starting material used is cellulose which has a particularly high content of α-cellulose (about 90 to about 100%) or cellulose made from cotton lint. The type of production of the viscose is also important for achieving this It was found that a viscose which was subjected to a two-day preliminary ripening at a temperature of about 20 'and a salt point of about a to 3 was maintained during its after-ripening, a Provides a film which has a micellar structure which is particularly favorable for the subsequent stretching and for the desired shrinkage in width. The films for the new polarization filters are expediently used in a thickness of less than 0.05 mm. Films with a thickness of 0.005 mm have proven to be particularly suitable For this purpose, the viscose is applied to the casting base in a thickness of 0.25 to 0.3 mm poured out.

Auch Cellulosehydratfolien, die nach dem Kupferoxyd-Ammoniakverfahren hergestellt wurden, können für die Herstellung der neuen Filter Verwendung finden. Auch hierbei wird die Streckung vor der endgültigen Auskoagulation vorgenommen.Also cellulose hydrate films, which are made according to the copper oxide-ammonia process can be used to manufacture the new filters. Here, too, the stretching is carried out before the final coagulation.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Polarisationsfolien werden, nachdem sie mit einer Schutzschicht überzogen sind, zweckmäßig, nachdem noch eine Schicht von Kanadabalsam oder einem ähnlichen Material auf die Folien aufgebracht ist, mit Schutzgläsern versehen. Dabei empfiehlt .es sich, solche Glassorten zu verwenden, .die ein hohes Absorptionsvermögen für kurzwellige Strahlen (Ultraviolett), wie z. B. Bleigläser, besitzen.The polarizing films obtained according to the invention are after they are covered with a protective layer, expediently after another layer of Canada balsam or a similar material is applied to the foils, with Provided with protective glasses. It is advisable to use such types of glass .which have a high absorption capacity for short-wave radiation (ultraviolet), such as z. B. lead glasses own.

Die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angeführten Einzelheiten bilden nur insoweit Gegenstand der Erfindung, als sie mit dem Inhalt der Ansprüche übereinstimmen.Those mentioned when carrying out the method according to the invention Details only form the subject matter of the invention to the extent that they relate to the content of claims match.

Claims

1'ATENTAnsPRi: c: tiL: i. Process for the manufacture of polarizing filters using colored, highly stretched films of organic colloids, such as B. cellulose hydrate, characterized in that the surface layers to be colored. z. Method according to claim i, characterized in that the coloring takes place while avoiding swelling of the foils. 3. The method according to the claims i and a, characterized in that immediately before coloring or during After coloring, the foils are treated with astringent substances. d .. Method according to claim i or the following, characterized in that the coloring takes place after the films are mechanically stretched. 5. Procedure according to Art i or following, characterized in that, when using oxygen acids, from which the coloring substances are obtained by reduction, these in high I <concentration can be brought into effect on the foils.