DE2747919A1 - Photochrome glaeser mit dichroismus, doppelbrechung und farbanpassung - Google Patents
Photochrome glaeser mit dichroismus, doppelbrechung und farbanpassungInfo
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Description
Anmelderin: Corning Glass Works
Corning, N.Y., ü S A
Corning, N.Y., ü S A
Photochrome Gläser mit Dichroismus, Doppelbrechung und Farbanpassung
Die Erfindung betrifft photochrome Gläser mit einem Silberhalidanteil
und ihre Behandlung zur Herstellung optisch anisotroper Eigenschaften.
Die grundlegende US-PS 3,208,860 beschreibt anorganische Silikat·
glaser, welche submikroskopisch kleine Kristalle eines Silberhalids,
z.B. SilberChlorid, -bromid oder -jodid, enthalten.
Diese Kristalle werden bei aktinider Bestrahlung, z.B. mit UV-Licht
dunkler, nehmen aber ihre ursprüngliche Farbe wieder an, wenn die Bestrahlung aufhört.
Dieses Verhalten von Silberhalid in photochromen Gläsern kann
als photolytische Umsetzung erklärt werden, wobei ultraviolettes Licht die Entstehung lichtabsorbierender Silberpartikel in oder
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auf der Silberhalidphase verursacht. Weil die Kristalle in einer glasigen Matrix eingebettet sind, können sie nicht wegdiffundieren
und kehren nach Aufhören der Strahlung in ihren ursprünglichen Zustand zurück.
Dieses Verhalten der Silberhalidkristalle ist nicht unbedingt abhängig von der die Matrix bildenden Glaszusammensetzungen,
sondern es findet in zahlreichen Silikat-, Borat- und Phosphatgläsern statt. Während umkehrbar photochrome Gläser auch mit
anderen photochromen Phasen wie Kupfer-Cadmiumhaliden, Hackmanit,
Cerium oder Europium entwickelt wurden, sind Gläser mit Silberhalid
am gebräuchlichsten.
Die Wiederaufhellung vom gedunkelten zum klaren Zustand bei Fehlen aktinider Strahlung kann als Rückverbindung des bei der
photolytischen Zersetzung entstandenen Silbermetalls mit den an den Silberhalidkristallsteilen von der Glasmatrix eingefangenen
Halogenen verstanden werden, und zwar in Form von zwei unabhängig voneinander ablaufenden Vorgängen: einer natürlichen, thermischen,
durch Erhitzen beschleunigbaren und als thermische Wiederaufhellung bezeichneten Erholung, und durch Belichtung, meist, wenn
auch nicht immer, mit einer längeren Wellenlänge, also niedrigerer Energie als der dunkelnden aktiniden Bestrahlung, was als optische
Bleichung bezeichnet wird.
Beide Vorgänge werden durch mehrere, sehr komplexe Faktoren beeinflußt.
Als Regelfall können jedenfalls photochrome Silberhalidgläser mit einem je nach der Glaszusammensetzung und der zur
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Ausfällung der Silberhalidphase im Glas angewandten Wärmebehandlung
unterschiedlichen Leistungsgrad optisch gebleicht werden.
Zur Polarisierung von Licht sind Kunststoffe und linear polari sierende Gläser geeignet. Letztere werden auch als dichroitische
Gläser bezeichnet, weil das Glas hinsichtlich seines Absorptionskoeffizienten optisch anisotrop ist und durch das Glas fallendes
Licht je nach seiner Polarisationsrichtung verschieden stark absorbiert wird. Die US-PS 2,319,816 beschreibt dichroitische
Gläser, welche durch Strecken einer geringe Anteile von Blei oder Gold enthaltender Gläser erzeugt werden. Ein polarisierendes
Glas mit einer langgestreckten Silberphase beschreiben Araujo und
Stookey in Apllied Optics, Band 7, Nr. 5, S. 777 - 779 (1968).
Im klaren Zustand nicht polarisierende Gläser können durch Strecken im gedunkelten Zustand polarisierend wirken. Sie enthalten
nach der US-PS 3,540,793 parallel ausgerichtete, langgestreckte Silberhalidkristalle mit umkehrbar photochromen und dichroitischen
Verhalten. Seward beschreibt in der US-PS 3,954,485 gestreckte, Kupfer-Cadmiumhalid enthaltende photochrome Gläser
mit umkehrbarer Polarisationsfähigkeit·
Wie Araujo in der genannten US-PS bemerkt, wird in einer Richtung parallel zur Richtung der Kristallstreckung polarisiertes
Licht stärker absorbiert, als senkrecht hierzu polarisiertes Licht; er schlägt als Erklärung eine bevorzugte Absorption der
Kristalle in Richtung ihrer Ausrichtung vor. Land bemerkt, daß die anisotrope Absorption in seinen Gläsern in einem weiten
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Lichtwellenlängenbereich erfolgen kann oder andererseits in einem sehr engen Band erfolgt, je nach dem für den Einbau in
das Glas gewählten Metell. So könnten Gläser hergestellt werden, die für ein Wellenlängenband oder eine Farbe stark polarisieren,
für andere Wellenlängen dagegen nur schwach oder gar nicht polarisierend wirken.
Ein ähnlicher, von der Wellenlänge abhängender Dichroismus wurde in Silberchlorid enthaltenden photographischen Emulsionen beobachtet,
welche chemisch oder optisch gedunkelt und dann mit polarisiertem Licht gebleicht wurden, vgl. hierzu Cameron und
Taylor, in Journal of the Optical Society of America, Band 24, S. 316 - 330 (1934).
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, daß bestimmte photochrome Gläser im gedunkelten Zustand durch Behandlung
mit polarisierendem Bleichungslicht oder einer entsprechend wirksamen Bestrahlung optisch anisotrop gemacht werden können,
und dadurch dichroitisch und doppelbrechend wirken, d.h. der Absorptionskoeffizient und der Brechungsindex ändert sich je nach
der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts.
Zur Erzielung dieser Wirkung wird ein in der photochromen Phase Silberhalid enthaltendes Glas im wenigstens teilweise gedunkelten
Zustand mit linear polarisierendem, bleichendem Licht bestrahlt, das offenbar auf die gedunkelten Silberhalidkristalle
einwirkt und ihre lichtabsorbierenden und brechenden Eigenschaften verändert.
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Das behandelte Glas zeigt eine Reihe überraschender Eigenschaften.
Erstens wurde beobachtet, daß die Stärke der Lichtpolarisation durch das gedunkelte Glas (Polarisationswirkungsgrad oder dichroitisches
Verhältnis) von der Lichtwellenlänge abhängt. Zum Nachweis dieses Verhältnisses wird das Durchlässigkeitsspektrum
des gedunkelten Glases für linear polarisiertes Licht mit den verschiedenen Ausrichtungen: parallel und senkrecht zur Polarisationsrichtung
des zur Entwicklung des dichroitischen Verhaltens verwendeten Bleichungslichts, gemessen.
Die Figur 1 zeigt die erfindungsgemäß erhaltenen spektralen Durchlässigkeitskennlinien
für das Beispiel eines photochromen Glases im gedunkelten und ungedunkelten Zustand. TQ bezeichnet die Durchlässigkeit
im klaren oder ungedunkelten Zustand. T^1 und T^ die
Durchlässigkeit für parallel bzw. senkrecht polarisiertes Licht im gedunkelten Glaszustand. Die parallele Durchlässigkeit ist
größer bei längeren und mittleren Wellen, und gleich der senkrechten
Durchlässigkeit bei kürzerer Wellenlänge, in diesem Falle bei etwa 400 nm.
Die Wellenlänge der gleichen Durchlässigkeit (parallel und senkrecht)
hängt von dem Glas und der zur Bleichung eingesetzten Wellenlänge ab. Der Durchschnitt der beiden Durchlässigkeiten
erreicht bei oder nahe der Bleichungslichtwellenlänge ein Maximum, sodaß das Glas die Farbe des Bleichungslichts annimmt. Dieser Farbeffekt
tritt auch dann ein, wenn das Bleichlicht nicht polarisiert ist.
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Zweitens wurde beobachtet, daß je nach dem gewählten Glas die durch optische Bleichung induzierte optische Anisotropizität
wenigstens teilweise und bisweilen gänzlich vom gedunkelten Glas nach Aufhören der Bestrahlung mit polarisiertem Bleichungslicht
beibehalten wird. Das Glas behält die lichtpolarisierende Fähigkeit also mehr oder weniger dauerhaft bei, solange es sich im gedunkelten
oder teilweise gedunkelten Zustand befindet. Erst wenn das Glas gebleicht oder bis zur vollen Klarheit aufhellen gelassen
wird, verliert es die Fähigkeit zur starken Absorption polarisierten Lichts und damit zur Polarisation.
Drittens wurde überraschend gefunden, daß ein so hergestelltes polarisierendes Glas nach thermischer Aufhellung bis zur völligen
Klarheit nach erneuter Dunklung durch eine beliebige Quelle aktinider Strahlung das ursprüngliche optisch anisotrope Verhalten
ganz oder zumindest teilweise wieder annimmt. Dieser Zyklus kann sogar vielmals wiederholt werden, ohne das anisotrope Verhalten
ganz aufzuheben. Es besteht somit die Möglichkeit ein umkehrbar zwischen einem klaren, optisch isotropen Zustand und einem gedunkelten,
dichroitischen, doppelbrechenden Zustand mit Hilfe aktinider Bestrahlung hin- und herschaltbares Glas herzustellen.
Schließlich konnte noch beobachtet werden, daß eine durch optische
Bleichung induzierte Färbung,ohne Rücksicht darauf, ob das bleichende
Licht polarisierend war oder nicht, im gedunkelten Zustand beibehalten und nach einer Wiederaufhellung und erneuten Dunklung
wiederhergestellt wird. Durch Bestrahlung mit einem farbigen, optisch bleichenden Licht kann also ein umkehrbares, photochromes
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Glas mit einer von seiner normalen Dunkelfärbung verschiedenen Färbung erzeugt werden· Diese Eigenschaft kann als umkehrbare
Farbanpassung bezeichnet werden. Als "normale" Dunkelfärbung
wird hierbei die nach vollständiger Dunklung durch UV-Bestrahlung nach Überführung in den photochromen Zustand durch Wärmebehandlung
erzeugte Färbung bezeichnet. Das farbige optische Bleichungslicht besteht vorwiegend aus einem begrenzten Ausschnitt des sichtbaren
Spektrums.
Die optisch bewirkte Gedächtniswirkung dieser Gläser ist für
zahlreiche Anwendungszwecke von großem Wert. Erwähnt seien nur
die Möglichkeiten der Herstellung automatisch dunkelnder und polarisierender
Linsen, Anzeigetafeln, Rechnergedächtnisse usw.
Das Ausmaß der erfindungsgemäß erzielten optischen Anisotropizität,
insbesondere der nach Aufhören der optischen Bleichung fortbestehenden oder nach völliger Bleichung und erneuter Dunklung wieder entstehenden
Anisotropizität, hängt von den photochromen Eigenschaften des Glases, der Wellenlänge des polarisierten Bleichungslichts, und
den Bedingungen der bleichenden Behandlung ab.
Die Beibehaltung der anisotropen Farbeffekte auch nach Bleichung und Wiederdunklung des behandelten Glases verlangt es, im Regelfall
eine zu starke optische Bleichung beim Gebrauch zu vermeiden. Die völlige optische Bleichung des gedunkelten, dichroitischen oder
farbangepaßten Zustande kann die polarisierende und färbende Wirkung
zerstören. Dies kann u.U. auch von Vorteil sein, z.B. wenn die ursprünglichen Eigenschaften gelöscht und durch andere ersetzt
werden sollen.
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- .ar -
Es wird angenommen, daß alle Silberhalidkristalle enthaltenden photochromen Gläser die geschilderten Wirkungen mindestens bis
zu einem gewissen Grade zeigen. Bei schwächerer Wirkung wird die Feststellung des dichroitischen Verhaltens jedoch infolge
der experimentellen Unsicherheit der verfügbaren Meßmethoden zunehmend schwieriger. Das ist allerdings insofern unschädlich,
als für sehr schwach polarisierende oder doppelbrechende Gläser z.Zt. kaum Anwendungsgebiete bestehen.
Da die Bestrahlung mit linear polarisierendem Licht oder farbigem Licht im gedunkelten Zustand des photochromen Glases erfolgen soll,
kann das Glas vor dieser Behandlung zunächst mit einer geeigneten aktiniden Strahlenquelle, z.B. ultraviolettem Licht, vorbehandelt
werden. Anschließend kann es dann mit polarisierender, optisch bleichender Strahlung behandelt werden, jedoch nicht bis zur völligen
Bleichung des Glases, weil sonst die nach erneuter Dunklung wieder erscheinende optische Anisotropizität sehr gering ist.
Diese Wirkung kann jedoch sehr gesteigert werden, wenn das Glas zumindest während eines zeitlichen Teils der polarisierenden,
optisch bleichenden Bestrahlung einer die Dunklung fördernden aktiniden Strahlung ausgesetzt wird. Dies gestattet eine stärkere
oder längere Behandlung mit der polarisierenden Bestrahlung, ohne Gefahr zu laufen, das Glas völlig zu bleichen. Besonders wirkungsvolle
Effekte können durch zeitlich variierende Intensitäten der aktiniden und/oder optisch bleichenden Bestrahlung erzielt werden.
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Die erfindungsgemäß hergestellten Gläser unterscheiden sich von den durch Strecken erzeugten polarisierenden photochromen Gläsern
der US-PS 3,540,793 in einem sehr wichtigen Punkte: Ihre die photochrome Silberhalidphase enthaltenden Partikel sind
normalerweise nicht langgestreckt und haben typische Aspektverhältnisse unter 2:1. Selbst wenn sie etwas länglich erscheinen,
sind sie willkürlich orientiert und zeigen keinerlei bevorzugte Ausrichtung. Infolgedessen sind sie im Gegensatz zu den gestreckten
Gläsern im klaren Zustand echt optisch isotrop, d.h. weder dichroitisch noch doppelbrechend, während die Gläser nach der US-PS
3,540,793 im klaren Zustand zwar nicht polarisierend, infolge der bevorzugt ausgerichteten, langgestreckten Partikel aber sowohl im
gedunkelten wie im klaren Zustand doppelbrechend sind.
Die ursächlichen Abläufe, welche die optische Anisotropizität und Farbanpassung der erfindungsgemäßen Gläser bedingen, sind noch
nicht voll erkannt. Lediglich als Erklärungsversuch sei die folgende Erwägung angestellt.
Es wird angenommen, daß die Dunklung des Silberhalids in photochromen
Gläsern auf dem Wachstum in etwa anisotrop geformter, willkürlich in oder auf den Silberhalidpartikeln angeordneter Ansammlungen
von Silberatomen beruht. Eine stärkere Lichtabsorption und damit bevorzugte optische Bleichung tritt ein, wenn der elektrische
Vektor des bleichenden Lichts parallel zu einer bestimmten Achse der Silberansammlungen verläuft. Wird daher linear polarisiertes
Bleichungslicht verwendet, so werden die Silberansammlungen selektiv beeinflußt, verlieren ihre richtungswillkürliche Anordnung
und das Material wird polarisierend.
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Die Figur 2a zeigt diesen Effekt der bevorzugten Bleichung an Hand
eines gedunkelten, photochromen Glasgegenstandes mit einer als dunkle Segmente dargestellten Vielzahl willkürlich orientierter
Silberansammlungen. In dem durch linear polarisiertes Licht bestrahlten
Glasbereich werden die in einer parallel zur Polarisationsrichtung (doppelter Pfeil) ausgerichteten Silberansammlungen
geeigneter Größe bevorzugt zerstört. Die aufgelösten Ansammlungen sind durch gestrichelte Segmente angedeutet. Die nach
der bevorzugten Bleichung verbleibenden Ansammlungen sind nicht mehr willkürlich in einer senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung
des bleichenden Lichts liegenden Ebene orientiert. Infolge dessen wird nun ein parallel zur Richtung des bleichenden Lichts verlaufender,
unpolarisierter Lichtstrahl durch die selektive Einwirkung der verbleibenden Silberansammlungen polarisiert.
Das Entsprechende gilt aber auch, wenn die Bleichung mit einem unpolarisierten Licht vorgenommen wird. Bestrahlt man beispielsweise
ein Silberhalid enthaltendes photochromes Glas aus einer quer zur Beobachtungsrichtung verlaufenden Richtung mit unpolarisiertem
Licht, so wird der Beobachter einen deutlichen dichroitischen Effekt wahrnehmen.
Dies ist in der Figur 2b dargestellt. Ein senkrechter Strahl unpolarisierten
Bleichungslichts bleicht bevorzugt die in waagerechten Ebenen im Glas ausgerichteten Silberansammlungen geeigneter
Größe. Es verbleibt eine nicht-willkürliche Orientierung der restlichen Ansammlungen zur Beobachtungsrichtung. Tatsächlich konnte
ein deutlicher dichroitischer Effekt experimentell nachgewiesen werden. Offenbar sind die physikalischen Abläufe ähnlich wie im
809819/0692 ΛΛ
Falle der Bleichung mit linear polarisiertem Licht, da die elektrischen Vektoren des Bleichungslichtsauch bei Verwendung
nichtpolarisierten Bleichungslichts in zur Beobachtungsrichtung horizontalen Ebenen liegen.
Es wird angenommen, daß außer der willkürlichen Orientierung der anisotropen Silberansammlungen auch eine von Glas zu Glas verschiedene
und auch von den Dunklungsbedingungen beeinflußte Verteilung von Formen besteht, welche die gedunkelte Färbung der
photochromen Gläser bestimmt. Diese Verteilung hat weiterhin zur Folge, daß die bleichende Bestrahlung in einem begrenzten Wellenlängenbereich
eine Veränderung der gedunkelten Färbung zur Folge hat, weil eine selektive Zerstörung der zur bevorzugten Absorption
dieser Wellenlängen besitzenden Formen von Silberansammlungen stattfindet. Jedes Silberhalid enthaltende photochrome Glas zeigt
daher grundsätzlich Dichroismus und Farbanpassung, jedoch hängt deren Stärke von dem Ausmaß der Anisotropizität ab, die beim
Dunkeln durch UV-Bestrahlung der Silberansammlungen entsteht.
Da die am Stärksten absorbierte Wellenlänge je nach der Anisotropizität
der Silberansammlungen unterschiedlich ist, ist auch die Wellenlänge des das optimale dichroitische Verhältnis verursachenden
Bleichungslichts je nach dem Glas und der die photochromen Eigenschaften entwickelnden Wärmebehandlung verschieden. Es besteht
auch eine beträchtliche Variationsbreite der zur Dunklung photochromer
Gläser geeigneten Wellenlängen. In einigen Fällen verursacht das bestimmte Silberansammlungen auflösende Licht gleichzeitig
die Bildung neuer Ansammlungen, sodaß die Bestrahlung im
809819/069^2 - 12 -
Gesamtergebnis das Glas sogar dunkelt. Trotzdem wird das Glas auch polarisiert, wenn eine polarisierende Bestrahlung verwendet
wird. So kann in einigen Fällen monochromatisches Licht nicht nur den Dichroismus des Glases hervorrufen, sindern das Glas gleichzeitig
dunkeln. Dies wurde experimentell wiederholt nachgewiesen. Da in diesen Fällen eine optische Bleichung beteiligt ist und Dichroismus
entsteht, sind auch diese Verfahrensausbildungen Teil der Erfindung.
Die Erzeugung des anisotropen Verhaltens durch Dunklung und die optische Bleichung sind als ein dynamischer Prozess aufzufassen;
während einige Silberansammlungen zerstört werden, entstehen andere. Dies kann in günstiger Weise ausgenutzt werden, wenn zu
einem späteren Zeitpunkt eine andere Polarisationsrichtung gewünscht wird. Die Behandlung wird einfach unter Verwendung eines
in einer anderen Richtung polarisierten Bleichungslichts wiederholt. Entsprechend kann auch die gedunkelte Färbung des photochromen
Glases durch Nachbehandlung mit einem anders gefärbten Licht erneut verändert werden.
An Hand der Zeichnungen sei die Erfindung noch weiter erläutert.
Die Figur 1 zeigt als Schaubild die Lichtdurchlässigkeit eines erfindungsgemäßen
dichroitischen, doppelbrechenden Glasgegenstandes in Abhängigkeit von der Wellenlänge des einfallenden Lichtes, an
Hand von drei Kennlinien: eine für das Glas im klaren oder ungedunkelten
Zustand, eine zweite für das gedunkelte Glas für parallel zur Polarisationsrichtung des den Dichroismus erzeugenden bleichenden
Lichts polarisiertes Licht, (T-r^..), und eine für das senkrecht
80981 9/0692
- 13 -
hierzu polarisierte Licht im gedunkelten Glas, (^-n.·)· Die Kennlinien
zeigen deutlich die Wellenlängenabhängigkeit der parallelen und senkrechten Durchlässigkeit.
Die Figur 2a zeigt schematisch-perspektivisch einen teilweise mit polarisiertem Bleichungslicht bestrahlten, gedunkelten photochromen
Glasgegenstand. Das Bleichungslicht ist horizontal polarisiert, wie der doppelte Pfeil auf der Glasoberfläche entsprechend der Ebene
des elektrischen Vektors des auffallenden Lichts andeutet. Das Glas enthält eine Vielzahl, durch dunkle Segmente angedeutete,
willkürlich orientierte Silberansammlungen. In dem von dem polarisierten Bleichungslicht durchsetzten Bereich des gedunkelten photochromen
Glases werden die parallel zur Polarisationsrichtung des Bleichungslichts ausgerichteten Silberansammlungen geeigneter
Größe bevorzugt zerstört. Die sich auflösenden Silberansammlungen sind durch die gestrichelten Segmente angedeutet. Die in dem bevorzugt
gebleichten Bereich verbleibenden Silberansammlungen zeigen von der angegebenen Beobachtungsrichtung her eine nichtwillkürliche Anordnung und absorbieren und polarisieren parallel
zur Beobachtungsrichtung durch den gebleichten Bereich fallendes Licht selektiv. Die gezeigten Partikel sind hier prolat, aber der
gleiche Effekt entsteht bei allen achsial-asymmetrischen Partikeln.
In der Figur 2b wird das Glas einem senkrechten Strahl aus unpolarisiertem
Bleichungslicht ausgesetzt. Wie die Pfeile auf der Glasoberfläche andeuten, sind die elektrischen Vektoren des einfallenden
Lichts willkürlich in einer horizontalen Ebene angeordnet.
-H-809819/0692
Tb
Obwohl das Bleichungslicht nicht linear polarisiert ist, werden
dennoch die in parallel zu horizontalen Ebenen im Glas (senkrecht zur Portpflanzungsrichtung des bleichenden Lichts) liegenden
Silberansammlungen geeigneter Größe bevorzugt zerstört. Die sich auflösenden Segmente sind durch gestrichelte Linien angedeutet.
Die nach der bevorzugten Bleichung verbleibenden Ansammlungen sind aus einer anderen als der Richtung des Bleichungslichts betrachtet
nicht willkürlich orientiert. Infolgedessen wird auch hier das das Glas in der eingezeichneten Beobachtungsrichtung
durchsetzende Licht selektiv absorbiert und polarisiert.
Die Figur 3 zeigt schematisch eine zur Erzeugung dichroitischen, doppelbrechenden Glases geeignete Anordnung. Die Quelle für das
optisch bleichende Licht besteht hier aus einem polarisierten Laser, dessen Licht durch einen Raumfilter fällt und durch eine
Linse auf die zu behandelnde Glasprobe fokussiert wird. Die Belichtungsdauer wird durch einen elektronischen Verschluß A geregelt,
Die Quelle der aktiniden Bestrahlung besteht hier aus einer Lichtbogenlampe, deren Licht durch einen UV-Filter fällt und auf die
Glasprobe fokussiert wird. Die Belichtungsdauer wird durch den unabhängig von dem Verschluß A arbeitenden elektronischen Verschluß
B geregelt.
Die Figuren 4a-e zeigen verschiedene Beispiele für die Herstellung
dichroitischer, doppelbrechender Glasgegenstände. Die Schaubilder zeigen die Intensität des polarisierenden Bleichungslichts, und
des dunkelnden UV-Lichts, als Zeitfunktion. Gezeigt sind die
8098 19/0692
- 15 -
Durchlässigkeiten für parallel (T..^) und senkrecht (T1) zur
Richtung des bleichenden Lichts polarisierten Lichts bei der Wellenlänge 533 mn. Die Impulsfolgen geregelter Dunklungs- und
Bleichungsbestrahlungen ergeben die Durchlässigkeitsänderungen. Der große Unterschied zwischen senkrechter und paralleler Durchlässigkeit
bedingt den zu beobachtenden Dichroismus.
Die Figuren 5a-e zeigen die Spektraldurchlässigkeitskennlinien gedunkelter photochromer Gläser, welche Farbanpassung zeigen,
wenn der Dichroismus durch farbiges, polarisiertes Bleichungslicht
erzeugt wurde. Es sind wiederum die Kennlinien für parallel (TjJ11) und senkrecht (Tj51) zur Polarisationsrichtung des farbigen
Bleichungslicht polarisiertes Licht gezeigt. Jede Figur zeigt die Wirkung einer verschiedenen Bleichungsfarbe, wobei die Pfeile
die jeweilige Wellenlänge bezeichnen. Die beträchtlichen Unterschiede im Verlauf dieser Kurven weisen auf die sehr unterschiedliche
Färbung der Gläser im gedunkelten Zustand hin.
Die Figur 6 zeigt die Ermüdungsfestigkeit der Polarisationsfähigkeit
eines erfindungsgemäßen, dichroitischen, doppelbrechenden Glases nach wiederholter Dunklung und Wiederaufhellung. Die Dunklungs-
und Wiederaufhellungszyklen auf der waagerechten Achse des
Schaubildes wurden durch Bestrahlung mit Sonnenlicht und thermische Wiederaufhellung nach Entzug des Sonnenlichtes bei Zimmertemperatur
erzeugt. Als Glas wurde das Glas Nr. 5 der Tabellen I und III, unten, verwendet. Die auf der senkrechten Achse abgetragenen dichroitischen
Verhältnisse wurden aus parallelen und senkrechten
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Durchlässigkeitsmessungen nach Dunklung des Glases durch UV-Bestrahlung
ermittelt.
Die Einwirkung des Lichts auf die Silber-Silberhalid enthaltenden photochromen Gläser wird sowohl durch die Glaszusammensetzung als
auch die Wärmebehandlung beeinflußt. Jedoch ist die Anzahl der möglichen Zusammensetzungen und Arten der Wärmebehandlung so groß,
daß sich grundsätzliche, allgemeine Regeln für die Vorhersage der Stärke der in bestimmten Gläsern herstellbaren Anisitropizität
nur schwer aufstellen lassen. Es wurde jedenfalls aber gefunden, daß die Fähigkeit zur Erzeugung optisch anisotropen Verhaltens
durch die erfindungsgemäße Behandlung nicht auf einen bestimmten Glastyp beschränkt ist. So konnten gute dichroitische Verhältnisse
nicht nur in zahlreichen Silikatsystemen erzielt werden, sondern auch in Phosphat- und Boratgläsern. Das anisotrope und
farbanpassende Verhalten wird nicht nur durch chemische Veränderungen
und die zur Ausfällung der Silberhalidphase verwendete Wärmebehandlung, sondern auch durch die anschließende thermische
und bestrahlende und möglicherweise die Glasstruktur beeinflussende Behandlung bestimmt. Beispielsweise kann eine Bestrahlung mit
hoher Energie sowohl das anisotrope als auch das photochrome Verhalten des Glases wesentlich verändern.
Die Herstellung von photochromen Glasgegenständen mit hohem Polarisationswirkungsgrad
wird durch Verwendung einer starken Lichtquelle für linear polarisiertes Bleichungslicht gefördert. Geeignete Lichtquellen
sind z.B. Laser, Wolfram-Halogenlampen, Xenon und Quecksilber Lichtbogenlampen, oder Sonnenlicht. Dieses Licht kann z.B.
809819/0692 - 17 -
I < *»■
durch Polarisatoren aus Kunststoff oder Kristall oder eine unter dem Brewster'sehen Winkel angeordnete Stapelplatte polarisiert
werden. Es kann aber auch eine polarisierte Laserquelle verwendet werden. Geeignete Ultraviolettquellen für die Dunklungsbestrahlung
vor oder während der Bleichung sind z.B. Sonnenlicht oder Xenon und Quecksilberbogenlampen.
Wie bereits erwähnt kann durch gleichzeitig mit der Bleichungsbehandlung
vorgenommene Belichtung des photochromen Glases mit aktiniden Strahlen die Bleichungsbehandlung ausgedehnt werden,
sodaß eine stärkere Anisotropizität im gedunkelten Glas erreicht werden kann. Diese kombinatorische Behandlung läßt sich in mannigfacher
Art abwandeln und ausgestalten. Beispielsweise kann ein optisch bleichendes Licht auf ungedunkeltes photochromes Glas gerichtet
werden; das Glas wird dann durch gleichzeitige Belichtung mit aktinider Strahlung gedunkelt, sodaß Farbzentren für die bevorzugte
Bleichung entstehen.
Die Stärke des Dichroismus läßt sich in vielen Fällen durch zeitliche
Veränderungen der Belichtung mit aktinider und bleichender Strahlung erhöhen. Besonders günstig ist es, das ungeduneklte Glas
mit, eine intensive bleichende Komponente, enthaltendem Licht zu bestrahlen, dessen Intensität allmählich abnimmt, und während
dieser Behandlung eine schwache aktinide Komponente allmählich zu verstärken. Die beiden Komponenten können auch als variierende Impulsbestrahlung
zu- bzw. abnehmender Dauer, oder mit kontinuierlich ansteigender bzw. abnehmender Intensität eingesetzt werden,
wie dies in den Figuren 4d und 4e (Impulsbestrahlung) und 4a (kontinuierliche Veränderung) dargestellt ist.
809819/0692
Die Messung des in den Silberhalid enthaltenden photochromen
Gläsern erzeugenden Dichroismus kann z.B. mit einer schwachen Lichtsonde vorgenommen werden. Unabhängig voneinander arbeitende
Sonden bestimmen jeweils getrennt die Durchlässigkeit für parallel und senkrecht zur Polarisationsrichtung des Bleichungslichtes verlaufende
Polarisationskomponenten, welche als Verhältnis der Intensität des durchgelassenen Lichts I zu dem des einfallenden Lichts I
definiert wird. Die Messungen werden meist für eine repräsentative Wellenlänge von 533 nm durchgeführt, gleiche Ergebnisse erhält man
aber auch bei Messungen der Durchlässigkeit für weißes Licht. Der Polarisationswirkungsgrad des Glases wird meist als prozentuale,
im gedunkelten Zustand festzustellende Polarisation berichtet. Der Polarisationswirkungsgrad wird dann definiert als
Φ
TD11
TD11
worin T-n-j-t die Durchlässigkeit des gedunkelten Glases für parallel,
Tn^ für senkrecht zur Polarisationsrichtung des Bleichungslichts
polarisiertes Licht bezeichnet. Der Polarisationswirkungsgrad eines photochromen Glases hängt nicht nur von den inhärenten Absorptionsmerkmalen
des Glases ab, sondern auch von weiteren Kennzeichen, wie der Glasdicke und der Stärke der Dunklung, die beide
die absolute Durchlässigkeit des Glasgegenstandes beeinflussen. Es wird daher auch das dichroitische Verhältnis, als ein von
diesen Faktoren unabhängiger Wert berichtet.
- 19 809819/0692
Es wird definiert als
R = 1n(To/TD1)
worin T die Durchlässigkeit des Glases im ungedunkelten, TD1
und TD11 im gedunkelten für parallel bzw. senkrecht zur Polarisationsrichtung
des bleichenden Lichts polarisiertes Licht bezeichnen. Diese Formel ist besonders wertvoll für den Vergleich
klarer Gläser mit hohen ungedunkelten Durchlässigkeitswerten (T ),
Die Tabelle I enthält einige Beispiele für erfindungsgemäß dichroitisch
und doppelbrechend gemachte Gläser. Die Glaszusammensetzungen sind in Gew. % auf Oxidbasis nach dem Ansatz errechnet,
mit Ausnahme der in üblicher Weise als Element berichteten Halogene und des Silbers. Auch die geeigneten Schmelztemperaturen
und Kühltemperaturen (annealing Temp.) sind angegeben. Die Gläser
können in bekannter Weise durch Zusammenstellung eines Ansatzes aus den die Oxide beim Erschmelzen ergebenden Stoffen, Schmelzen
in Wannen, Tiegeln und dergl. und Formen zu Glaskörpern durch Pressen, Walzen, Ziehen, Zentrifugieren U3W. bei den geeigneten
Viskositäten hergestellt werden.
Die Gläser der Tabelle I sind meist, aber nicht immer photochrom bereits nach der Formung und Kühlung (annealing). Meist werden
sie ohnehin zur Förderung der Entwicklung einer Silberhalidkristallphase
einer anschließenden Wärmebehandlung unterzogen, z.B. bei Temperaturen zwischen der Entspannungstemperatur und der
- 20 809819/0692
Erweichungstemperatur für eine zur Entwicklung der gewünschten photochromen Eigenschaften ausreichenden Zeitdauer, meist 1/4 16
Stunden. Die Tabelle I enthält als Beispiel auch solche Angaben für die Wärmebehandlung zur Entwicklung der photochromen
Eigenschaften. Bei zweistufiger Behandlung sind jeweils zwei
Temperaturen und Haltezeiten, auf einer niedrigeren und einer höheren Temperaturstufe angegeben.
Temperaturen und Haltezeiten, auf einer niedrigeren und einer höheren Temperaturstufe angegeben.
- 21 -
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| 1, | 9 | 13 | — | 3, | 2 | 7 | — | 6 | — | 17 | — |
| 4, | 5 | ,0 | 7, | 1 | 10 | ,0 | 13 | ,9 | ,1 | ||
| 5, | 9 | - | - | ,4 | ,9 | - | |||||
| - | - | 4, | 7 | - | - | 3 | - | ||||
| - | - | - | - | - | 1 | ,4 | |||||
| _ | _ | _ | _ | ,3 | |||||||
Tabelle I
Photochromes Glas
Glas- 123456789 10
Nr.
SiO2 61,1 61,1 61,1 61,1 60,9 61,0 61,8 27,1 3,9
Al2O3 - - - 9,6 9,6 8,0 22,8 30,3 6,7
B2O3 25,5 25,5 25,5 25,5 17,1 16,4 15,1 0,8 1,5 63,4
P2O5 ------- 31,8 43,5 7,6
Li2O -
Na2O -
K2O 13,4 13,4 13,4 13,4
ZrO2 -
CuO 0,016 0,016 0,016 0,054 0,016 0,016 0,018 0,036 0,036 0,016
Ag 0,3 0,3 0,3 0,3 0,5 0,5 0,54 0,1 0,1 0,43
P ----- 1,5 - o,75 0,75
Cl 0,18 0,18 0,54 0,18 0,5 0,5 0,72 0,6 0,6 1,0 Br ---_____ o,3 Schmelz-
temp. 14750C 1475°C H75°C 14750C 145O0C 15000C 145O0C 135O0C 135O0C 115O0J
Kiihl-
temp. 4250C 4250C 4250C 5000C 4350C 475°C 40O0C 4250C 4250C 3000C
Wärmebehänd-500°- 500°- 500°- 5oo0^ 550°- 550°- 550°- keine keine 525°-
lung
(0C-MIn.)30· 30' 30' 30' 30· 30' 30' - - 60'
(0C-MIn.)30· 30' 30' 30' 30· 30' 30' - - 60'
700°- 650°- 700°- 700°- 650°- 650°- 600°- 30'
30' 30' 30« 45' 30· 45'
- 22 9819/0692
a b e 1 ί β I (FcrtSetzung) 2 7 A 7
| Glas- Nr. |
11 | 12 | 1 | 13 | - | 14 | ,3 | 15 | 16 | ,2 | 3 | 17 | 18 | 7 | 19 | 20 |
| SiO2 | 62,2 | 58, | 2 | 23,0 | 3, | ,2 | 60,9 | 47, | 0,024 | 51,1 | 55, | 7,9 | 65,4 | |||
| Al2O3 | 9,8 | 9, | 0 | 38,3 | 15, | ,3 | - | ,3 | 0,3 | - | ■ | 13,1 | 8,3 | |||
| B2O3 | 18,2 | 17, | - | 8, | ,1 | 24,7 | 21, | m | - | 23,0 | 22, | 30,7 | 12,8 | |||
| P2O5 | - | - | 8 | - | 63, | - | - | - | ||||||||
| Li2O | 1,9 | 1, | 6 | - | ,2 | - | - | m | - | 3,9 | ||||||
| Na2O | 7,9 | 5, | - | 3, | - | m | ,3 | 0,18 | - | «1 | - | 8,7 | ||||
| κ2ο | - | - | 4 | - | 14,3 | 12, | • | - | 13,3 | 15, | 0 | - | - | |||
| Cs2O | - | 8, | - | 7 | - | - | ■■ | - | - | |||||||
| MgO | - | - | 38,7 | 2, | - | > | - | - | - | |||||||
| BaO | - | - | - | - | » | - | 0,024 | - | - | |||||||
| La2O3 | - | - | - | - | - | - | 0,3 | 24,5 | - | |||||||
| ZnO | - | - | - | 0 | - | - | - | 23,5 | - | |||||||
| CdO | - | - | - | 2, | - | - | - | - | - | |||||||
| ZrO2 | - | - | - | - | - | 6, | - | - | ||||||||
| Nb2O5 | - | - | - | - | - | 12,6 | - | 0,18 | - | - | ||||||
| Ta2O5 | - | - | 0,032 | 0,016 | - | 4 | - | 19, | - | - | - | - | - | |||
| CuO | 0,016 | 0,5 | 0,8 | 0,1 | 0,28 | 0,024 | 0,024 | 0,020 | 0,12 | |||||||
| Ag | 0,5 | - | - | 0,05 | 0,3 | 0,3 | ,8 | 0,75 | 0,54 | |||||||
| F | - | 0,5 | 0,5 | 2,7 | - | - | Mt | 0,35 | 0,72 | |||||||
| Cl | 0,5 | - | - | 0,18 | 0,18 | ,5 | 0,80 | - | ||||||||
| Br | - | _ | _ | - | - | - | 0,13 | |||||||||
| I | 0,11 | * | ||||||||||||||
| • | ||||||||||||||||
Schmelz—
temp. 145O0C 145O0C 13000C 15000C 14000C 15000C 15000C 15000C 12000C 145O0J
temp. 4750C 435°C 575°C 45O0C 4250C 5000C 5000C 5000C 5000C 4000C
Wärme-
behänd- 5500- 550°- 600°- 62o°- 550°- 725°- 575°- 575°- 700°- 600°-
(0C-MIn.) 30· 30· 30· 45' 30» 30« 30' 30' 60« 16»
630°- 630°- 650°- - 700°- - 675°- 675°-
30- 45' 30' - 30' - 30' 30'
30- 45' 30' - 30' - 30' 30'
8 0 9819/Π692 -23-
| Glas- Nr. |
21 | 22 | - | - | 23 | 2 | 24 | ,2 | • | 25 | 26 | 5 | 27 | 28 | 29 | - | 30 | - |
| SiO2 | 3,8 | 60,6 | 0,016 | 62, | 8 | 62, | 8 | 65,6 | 70,9 | 46,8 | 53,8 | 0,7 | 0,3 | |||||
| Al2O3 | 1,0 | - | 0,30 | 9, | 2 | 9, | 2 | 8,3 | 12,0 | 4,1 | 10,4 | 29,5 | 36,9 | |||||
| B2O3 | 21,3 | 25,3 | - | 18, | 9 | 18, | 9 | 12,8 | 2,3 | 8,9 | 20,2 | - | - | |||||
| Li2O | - | - | 0,18 | 1, | 9 | 1, | 9 | 4,0 | - | 2,9 | 2,8 | - | - | |||||
| Na2O | - | - | - | 7, | 7, | 11,8 | 9,4 | 5,8 | 10,1 | - | - | |||||||
| K2O | - | 13,3 | μ | - | o,7 | 0,3 | 0,4 | - | - | |||||||||
| CaO | - | - | 1,2 | - | - | - | 9,9 | - | ||||||||||
| SrO | - | - | - | - | - | - | - | - | 59,1 | 51,8 | ||||||||
| La2O3 | 49,7 | - | - | - | 29 | - | - | - | - | 0,8 | 1,3 | |||||||
| CdO | 0,7 | - | - | - | 0,016 | - | - | 1,5 | 2,0 | - | 9,7 | |||||||
| ThO2 | - | - | - | - | 0,5 | - | - | - | - | - | - | |||||||
| Ta2O5 | 23,6 | - | - | - | - | - | - | 30,0 | - | - | - | |||||||
| WO3 | 0,8 | - | - | 43 | - | 0,5 | - | - | - | - | - | - | ||||||
| As2O3 | - | 0, | - | - | - | - | 0,13 | - | - | - | ||||||||
| Sb2O3 | - | - | 0,016 | o, | - | - | - | - | 0,032 | 0,032 | ||||||||
| CuO | 0,032 | 0,5 | 0,24 | - | 0,28 | 0,032 | 0,75 | 0,75 | ||||||||||
| Ag | 0,75 | - | 0,54 | 0,47 | 0,37 | - | 0,50 | - | ||||||||||
| F | 0,50 | 0,5 | - | 0,64 | 0,4 | 0,5 | 0,50 | 0,75 | ||||||||||
| Cl | 0,30 | - | 0,72 | 0,65 | 0,47 | 0,4 | - | - | ||||||||||
| Br | - | 0,13 | - | 0,03 | 0,2 | |||||||||||||
| Se | _ | _ | 0,2 | |||||||||||||||
Schmelz-
temp. 125O0C 14750C 145O0C 145O0C 14500C 125O0C 125O0C 13000C 125O0C 125O8
Kiihl-
temp. 65O0C 5000C 435°C 4350C 4000C 45O0C 55O0C 5000C 65O0C 65O0C
Wärme-
behand- 75O0C 575°- 550°- 550°- 550°- keine 65O0C - 700°- 725°-
(°C-Min.)60' 30« 30« 30f 30' - 45' - 60· 60'
700°- 630°- 630°- 630°- -----
30' 30' 30« 30' -
809819/0692 - 24 -
| Glas- Nr. |
31 | 32 | 33 | 34 |
| SiO2 | 9,3 | 9,3 | 9,3 | 9,3 |
| B2O3 | 26,3 | 30 | 33 | 38 |
| La2O3 | 34,5 | 34 | 23 | 9,0 |
| ZnO | 39,3 | 36 | 44 | 53 |
| CaO | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 |
| CuO | 0,023 | 0,024 | 0,024 | 0,024 |
| Ag | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 |
| Cl | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| F | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| Schmelz temperatur |
12000C | 12000C | 12000C | 12000C |
Kühltemperatur 55O0C 55O0C 55O0C 55O0C
Wärmebehandlung 635°-45· 635°C-45' 635°C-45· 635°-45'
(°)
80981 9/0692
Das Glas Nr. 26 der Tabelle I ist ein Beispiel für ein photochromes
Glas mit starker Dunklung bei Bestrahlung mit Licht im kurzen und mittleren sichtbaren Wellenlängenbereich. Das Glas
Nr. 28 enthält kein Silber und ist nach Herstellung noch nicht photochrom, kann aber dadurch photochrom gemacht werden, daß es
z.B. als 2 mm dicke Probe bei 280° während 8 Stunden in eine Salzschmelze aus 36 % AgNO, und 64 % NaNO, (Gew. %) eingetaucht,
und anschließend 1 Stunde lang auf 65O0C erhitzt wird.
Die photochromen Gläser der Tabelle I können in vielfacher Weise
gedunkelt, gebleicht und optisch anisotrop gemacht werden. Einige Beispiele unter Verwendung von Anordnungen entsprechend der Figur 3
und der Behandlung nach den Figuren 4a - 4e enthält die Tabelle II. Sie enthält eine Bezeichnung der Lichtquelle, die Angabe der Dunklungs-
und Bleichungsquelle mit der ausgesendeten Wellenlänge, die integrierte Stärke des bleichenden Laserstrahls nach dem auf die
behandelte Glasprobe fallenden Licht berechnet.
- 26 -
80 9819/0692
Lichtquellenkombination
Dunklung s que11e Polarisation
Blei chung s que11e
Blei chung s que11e
Einfallende Bleichungsenergie
| B | |
| C | |
| •X | |
| O | |
| CO | D |
| OO | |
| E | |
| CD | |
| O | F |
| cn | |
| CO | G |
100 Watt Quecksilber-
bogenlampe
(UV Komponente)
1000 Watt Xenon-Quecksilberbogenlampe (UV Komponente)
450 Watt Xenon
Bogenlampe
(UV Komponente) Helium-Neon-Laser (633 mn)
Krypton Laser (480 mn. 531 nm,
mn)
mn)
Krypton Laser (531 mn)
" " (647 mn)
" " (647 mn)
Watt Xenon-Quecksilberbogenlampe
(sichtbare Komponente)
(sichtbare Komponente)
Helium-Neon Laser (633 mn)
0,15 Watt - cm'
0,5 Watt 0,6 Watt
0,78 Watt 0,2 Watt 0,8 Watt
- cm
- cm
- cm
- cm
- cm
0,15 Watt - cm£
- ar -
Die so erhaltene optische Anisotropizität kann durch Berechnung des dichroitischen Verhältnisses und des Polarisationswirkungsgrades
aus der Durchlässigkeit im ungedunkelten Zustand und der Durchlässigkeit im gedunkelten für parallel und senkrecht zur
Polarisationsrichtung des bleichenden Lichts polarisiertes Licht bestimmt werden.
Die Tabelle III verzeichnet Beispiele für die Gläser der Tabellen I und II, unter Angabe der Glasnummer entsprechend Tabelle I, der
Lichtquelle nach Tabelle II, der Durchlässigkeitswerte T , T^1..,
Tj... (siehe oben), des dichroitischen Verhältnisses R und des
Polarisationswirkungsgrades PE (siehe oben).
Die behandelten Glasproben hatten eine Dicke von 2 mm.
Die Dunklungs- und Bleichungsbehandlung entsprach im wesentlichen
der in der Figur 4d dargestellten.
809819/0692
Nr. 1 1 2 3 4 5 6 6 7 8 9 10 11 12 13 H 15 (Tab. I)
Lichtquelle
(Tab.II) ACAAACACCAAGECAAA
(Tab.II) ACAAACACCAAGECAAA
T0 86,9 91,2 89,2 88,6 87 83,0 86,3 80,5 87,6 82,4 83,1 70,4 92,0 82,5 82,0 75,0 85,0
m TD1 11,4 27,0 13,6 29,2 29,5 6,0 13,0 13,0 3,1 20,9 5,9 7,8 12,5 5,0 11,7 14,7 20,3
S TD11 21,6 32,3 16,8 31,0 32,5 33,5 34,2 33,7 9,8 33,2 7,0 22,4 30,5 22,0 19,8 27,6 27,3
oo
-*■ dichroic itisches
"^ Verhält- ^
° nis 1,48 1,12 1,13 1,07 1,15 2,93 2,01 2,05 1,52 1,50 1,07 1,92 1,81 2,12 1,37 1,62 1,30
κ» Polarisations-
leistungsrad
leistungsrad
31,5 8,9 11,0 3,6 7,8 69,6 44,7 44,3 51,9 22,5 8,5 48,3 41,9 63,0 25,7 30,5 14,7
IV»
VD
VD
27479
KN
ON CM
CO CM
C-CM
VO CM
UN CM
CM
KN CVl
CM CM
CM
CO
VO
CiJ
| VO | VO | |
|
C-
C- |
T- | KN |
| OO | Tf | Tf |
|
Tf
ί- |
i |
O
VO |
| Ο | O^ | O |
|
CM
OO |
CM | UN |
| O | UN | CM |
|
O
VO |
°* | *~ |
| O | O | O |
| 8 | *; |
KN
KN |
| ON | UN | KN |
|
VO
C- |
O | UN |
| VO | UN | |
|
ON
C- |
co | KN |
| °Ί | Tf | O |
|
C-
CO |
ON |
Tf
CM |
| O | UN | O |
|
UN
co |
CM |
Tf
KN |
| O^ | O | Tf |
| O | KN |
OO
m ,ο rt · (β
ιΗ MEHl
| quelle (Tab.II) |
VO
C- |
O |
KN
CM |
|
| O^ | Tf | VO | ||
|
VO
C- |
C- | τ- | ||
| O | CM | |||
|
UN
OO |
O
KN |
Ο
KN |
||
| O | T- | O^ | ||
|
co*
ON |
CM |
KN
KN |
||
| O | O | CM | ||
|
ON
co |
UN
CM |
S" | ||
| Licht |
O
EH |
P
EH |
τ- Ι a EH |
|
C-CM
ON C-
CM
KN KN
CM CM
OO
Tf
CM
VO ON
» CM
O KN
70
CM
ΤΟΝ CM
UN VO
* KN
KN VO
Tf
KN
Tf
O VO
dichroitisches
lt
Verh nis
UN
co"
KN
•b ON
CM
Tf
T-
Tf
UN UN
KN
cn
VO
UN CM
45
KN CM
CM
UN
Tf
KN KN
cn
40,8
M O+> nt -H mti
Η4*·Η ei
ο α) Φ Ph »η
CM
CM
KN
KN CM
8 Π 9 8 1 9 / η 6 9 2
| 31 | 5 | - vs | - | 27479 I9 | |
| H | 4 | T a b e 1 | 1 e III | (Fortsetzung) | |
| Glas- Nr. (Tab.I) |
81, | 3 | 32 | 33 | 34 |
| Licht quelle (Tab.II) |
6, | 13 | H | H | H |
| To | 24, | 85,0 | 84,0 | 82,0 | |
| TD1 | 2, | 4,0 | 4,5 | 6,2 | |
| TD11 | 58 | 11,1 | 21,3 | 22,4 | |
| dichro- itisches Verhältnis |
1,51 | 2,18 | 2,0 | ||
| Polari sationsgrad (Ji) |
47 | 65 | 56 | ||
Geeignet für die erfindungsgemäße Behandlung sind nicht nur durchgehend
photochrome und anisotrope Gläser sondern auch Gläser, welche nur in einem Teilbereich, z.B. der Oberfläche, photochrom
und anisotrop sind bzw. gemacht werden. Möglich ist auch die Herstellung von Gläsern mit mehreren Teilbereichen unterschiedlicher
photochromer und/oder anisotroper, insbesondere lichtpolarisierender Eigenschaften und/oder verschiedener Färbung. Hierfür können
verschiedene Herstellungsmethoden zur Anwendung gelangen, beispielsweise das Verfahren nach der US-PS 3,419,370 für die Herstellung
von Glaskörpern mit einer photochromern Oberfläche.
- 31 -
8nS819/0692
Günstige Anwendungen bestehen sowohl für Gläser, welche umkehrbar sind, d.h. von einem ungedunkelten, optisch isotropen Zustand in
einen absorbierenden, dichroitischen, doppelbrechenden Zustand überführt und in den ersten Zustand wieder zurückgeführt werden
können, als auch für Gläser, welche den anisotropen Zustand dauernd beibehalten, z.B. für die Datenspeicherung. Bekanntlich
besitzen einige Silberhalidjenthaltende pfotochrome Gläser eine
sehr niedrige Aufhellungsrate unter Wärmeeinwirkung und verbleiben bei Fehlen einer bleichenden Bestrahlung daher dauernd im gedunkelten
Zustand. Bekannt sind auch bistabile, photochrome Gläser, welche sowohl den gedunkelten, als auch den klaren Zustand auf
Dauer beibehalten können. Auch solche Gläser können durch die erfindungsgemäße Behandlung optisch anisotrop, dichroitisch und
doppelbrechend werden und können dann zur Speicherung von Daten auf Grundlage der polarisationsrichtung und der Intensität der
bleichenden Lichtquelle besondere günstig sein.
- 32 -
809819/0692
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung Silberhalid enthaltender, photochromer
Glasgegenstände mit Farbanpassung und/oder Dichroismus und Doppelbrechung im gedunkelten Zustand, dadurch gekennzeichnet,
daß ein eine photochrome Silberhalidphase enthaltendes Glas mit farbigem und/oder linear polarisiertem optischen
Bleichungslicht im gedunkelten Zustand bestrahlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
ein Bereich eines zwei oder mehr Bereiche verschiedener polarisierender Eigenschaften bzw. Färbung aufweisenden Glaskörpers
im gedunkelten Zustand mit linear polarisiertem bzw. farbigem optischen Bleichungslicht bestrahlt wird.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gedunkelte Glas der polarisierenden Bestrahlung für
eine kürzere als der zur vollen Bleichung erforderlichen Zeitdauer ausgesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas einer aktiniden Dunklungsstrahlung während eines Zeitraums
ausgesetzt wird, der mindestens teilweise mit der polarisierten, optischen Bleichungsbestrahlung zusammenfällt.
- 33 -
809819/0692
ORIGINAL INSPECTED
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der aktiniden und/oder polarisierten optischen
Bleichungsbestrahlung während der Bestrahlungsdauer verändert
wird.
6. Verfahren nach Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aktinide Bestrahlung nach Aufhören der Bestrahlung
mit polarisiertem, optischen Bleichungslicht fortgesetzt wird,
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet,
daß die aktinide Bestrahlung allmählich verstärkt und/oder die polarisierte, optische Bleichungsbestrahlung
allmählich gelöscht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aktinide Bestrahlung vor der allmählichen Löschung der Bleichungsbestrahlung
verstärkt wird.
9. Nach einem der Ansprüche 1-8 hergestellten Glasgegenstand, dadurch gekennzeichnet, daß die die photochrome Silberhalidphase
enthaltenden Partikel willkürlich orientiert sind.
809819/0692
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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