DE19518147B4 - UV-stabiler Flüssigkeitslichtleiter - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen UV-stabilen Flüssigkeitslichtleiter mit einem Mantel aus einem Kunststoffschlauch und einem lichtleitenden Kern, der eine wässrige Chlorid-Salzlösung enthält, die einen pH-Wert von 7 oder höher hat.
Description
- Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Lichtleiter, der einen Schlauch aus einem Fluor-Kohlenstoff-Polymer, wie Teflon FEP oder PFA (Wz) enthält, welcher mit einer lichtleitenden chloridhaltigen Salzlösung gefüllt und an seinen Enden durch transparente, stopfenartige Fenster verschlossen ist.
- Bei einem aus der
US 4 009 382 A (auch veröffentlicht alsDE 2406424 A1 ) bekannten Flüssigkeitslichtleiter dieser Art besteht der flüssige Kern aus einer wässerigen Calciumchloridlösung mit einer solchen Konzentration, dass sich ein Brechungsindex n von ca. 1,435 ergibt. Höhere Brechungsindices wären zwar wünschenswert, sind in der Praxis jedoch nicht tunlich, da bei höheren Salzkonzentrationen die Gefahr besteht, dass das Salz bei niedrigen Temperaturen ausfällt, wodurch der Lichtleiter unbrauchbar wird. Diese Lichtleiter haben sich in der Praxis gut bewährt und werden in großem Umfang in Verbindung mit Entladungslampen, insbesondere Quecksilberhöchstdrucklampen, zur Photopolymerisation von Kunststoffen verwendet, da die Salzlösung auch im ultravioletten Spektralbereich eine hohe Transmission aufweist. Sie sind auch ausreichend stabil, wenn die übertragene Strahlung, z. B. durch ein vorgeschaltetes Filter, auf Wellenlängen im UVA-Bereich und länger beschränkt wird. Werden derartige Lichtleiter jedoch mit Strahlung kürzerer Wellenlängen, wie UVB-Strahlung (ca. 280 bis 330 nm), beaufschlagt, so nimmt die Transmission im gesamten UV-Bereich rapide ab. UVB-Strahlung, insbesondere Hg-Linien bei 330 nm und 313 nm, ist jedoch insbesondere für die Photopolymerisation der Oberfläche von Kleberschichten sehr wirksam. - Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, die UV-Stabilität eines Flüssigkeitslichtleiters der oben angegebenen Art zu verbessern.
- Diese Aufgabe wird durch die im vorliegenden Anspruch 1 definierte Erfindung gelöst. Der pH-Wert der wässerigen Chlorid-Salzlösung wird auf neutral bis basisch, insbesondere 7 und darüber, eingestellt. Bevorzugt wird ein pH-Bereich von 8 bis 9 ggf. bis 10. pH-Werte über etwa 11 oder 12 sind im allgemeinen nicht zweckmäßig, da stärker basische Lösungen dazu neigen, die den Kunststoffschlauch verschließenden Glas- bzw. Quarzglasstopfen mit der Zeit anzugreifen. Eine CaCl2-Lösung mit einem Brechungsindex von etwa 1,435 hat einen pH-Wert von etwa 4. Gemäß der Erfindung wird diese Lösung, deren pH im sauren Bereich liegt, durch Zusatz von Alkali zumindest neutralisiert, vorzugsweise basisch gemacht. Bei der erwähnten Calciumchloridlösung hat sich ein Zusatz von KOH bewährt.
- Beispiel
- Zu 2000 ml CaCl2-Lösung mit einer Konzentration, die einen Brechungsindex n = 1,4355 ergibt, wird 1 ml KOH-Lösung aus 12 g KOH·H2O/100 ml H2O zugesetzt. Die resultierende Lösung hat einen pH-Wert von etwa 8. Ein mit dieser basischen CaCl2-Lösung (pH = 8) gefüllter Lichtleiter und ein mit der üblichen CaCl2-Lösung gefüllter Lichtleiter (pH = 4), beide mit einer Länge von 3000 mm und einem Kerndurchmesser von 5 mm, wurden mittels einer 200 W-Quecksilberhöchstdrucklampe mit Strahlung im Wellenlängenbereich von 280 bis 450 nm beaufschlagt. Die Lichtausgangsleistung betrug in diesem Bereich 3 W. Anfänglich hatten beide Lichtleiter bei der wichtigen Hg-Linie 365 nm eine Transmission von 74%. Nach 100 Stunden war die Transmission des konventionellen Lichtleiters auf 56% abgefallen, die des erfindungsgemäßen Lichtleiters betrug nach wie vor noch 74%.
- Das obige Beispiel lässt sich z. B. dadurch abwandeln, dass anstelle von KOH ein anderes Alkalihydroxid, insbesondere NaOH, oder irgend eine andere geeignete alkalische Substanz, z. B. Ca(OH)2 verwendet wird. Anstelle von CaCl2 oder zusätzlich zu diesem kann die den Kern des Lichtleiters bildende Lösung auch andere Chloride enthalten.
Claims (5)
- Lichtleiter mit einem Mantel aus einem Kunststoffschlauch und einem lichtleitenden Kern aus einer wässerigen Calciumchloridlösung, dadurch gekennzeichnet, dass die Calciumchloridlösung ein Alkali- oder Erdalkalihydroxid enthält und dadurch einen pH-Wert im Bereich von 7 bis 10 hat.
- Lichtleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Calciumchloridlösung KOH und/oder NaOH enthält.
- Lichtleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzlösung einen Brechungsindex von 1,435 hat.
- Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Entladungslampe optisch gekoppelt ist.
- Lichtleiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungslampe eine Quecksilberhöchstdrucklampe ist.
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