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Verfahren zur Herstellung von Hohlformen aus Gelatine und anderen Kolloiden für Zwecke der Drueliformerzeuglmg.
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Hohlformen aus Gelatine und andern Kolloiden, wie sie zur Erzeugung von Druckstöcken, z. B. für Hochdruck, verwendet werden.
Bei diesem Verfahren wird die zu reproduzierende Schrift, Illustration od. dgl. auf photo- mechanischem Wege auf einen Chromatgelatinefilm od. dgl. übertragen. Die belichteten Stellen werden dabei gegerbt bzw. unlöslich gemacht, während die ungegerbten Stellen der Gelatine od. dgl. aus- gewaschen werden. Zur Herstellung von Druckformen kann das so erhaltene Relief abgeformt werden, nachdem es zweckmässig auf einer festen, planen und gegebenenfalls geeignet vorbereiteten Unterlage aufgeklebt oder aufmontiert ist. Zur Abformung eignen sieh beispielsweise bei erhöhten Temperaturen in mehr oder weniger formbaren Zustand überführbare Stoffe, wie Kunstharze, zelluloidähnliehe Körper u. dgl., oder auch duktile Metallfolien.
Das Abformen wird dabei etwa in der Weise vorgenommen, dass man Folien aus verformbaren Materialien der genannten Art und von entsprechender Schichtstärke unter Druck und gegebenenfalls bei erhöhten Temperaturen in die auf photomechanischem Wege her- gestellten vertieften Vorlagen einpresst und auf diese Weise die gewünschten Druckformengebilde erhält.
Man kann auch Metallschmelzen als Abformungsmaterial verwenden, wenn man dieselben mit Hilfe des bekannten Spritzverfahrens in die photomechanisch hergestellten Reliefs einbringt.
Bei dieser Herstellung der Druckformen mit Hilfe auf photomechanischem Wege hergestellter
Reliefs, z. B. aus Chromatgelatine, ist es ein Grunderfordernis, dass die erhaltenen Druckformen auch nach der mehrere tausend Male sich wiederholenden Anwendung keine wesentliche Beeinträchtigung ihrer Schärfe od. dgl. erleiden. Das Bestreben bei der Herstellung der Schablone muss daher darauf gerichtet sein, möglichst grosse Höhenunterschiede zu erhalten, so dass die zur Verfügung stehende Höhe der damit hergestellten Druckformen eine möglichst lange Benutzungsdauer unter Erhaltung der ur- sprünglichen Druckbildschärfe gestattet.
Es ist zwar bereits erwähnt worden, dass man bei der Gelatine-Reliefbildherstellung die fertigen
Reliefbilder in gequollenem Zustande verwenden kann, wodurch man einerseits ein langwieriges
Trocknen spart, anderseits grössere Reliefhöhenunterschiede schaffen kann. Es hat sich aber gezeigt, dass in diesem Falle doch mit einer Schwingung gerechnet werden muss und dass hiebei ausserdem zumeist noch gleichzeitig Verzerrungen im Reliefbild sich geltend machen, da in vielen Fällen, namentlich bei
Verwendung solcher Abformungsmaterialien, welche zur Erreichung genügender Verformbarkeit die
Anwendung erhöhter Temperaturen für den Verformungsvorgang bzw. die Anwendung auf höhere Tem- peraturen erwärmter Verformungsmaterialien voraussetzen, durch die Verdampfung von Wasser aus der Gelatine sich zahlreiche Unannehmlichkeiten und auch Unsicherheiten geltend machen.
Aus diesen Gründen sind für die Auswahl geeigneter Materialien für die Herstellung von Druck- formen nach auf photomechanischem Wege hergestellten Reliefgebilden verhältnismässig enge Grenzen gesetzt. Insbesondere ist man bei Verwendung von Metallen oder Metallegierungen, welche an sieh den erheblichen Vorteil bieten, dass damit direkt verwendbare Druckstücke entstehen, auf die Einbringung des Metalls mit Hilfe des Zerstäubens der geschmolzenen Metalle oder auf die Anwendung verhältnis- mässig sehr teurer Legierungen niedrigen Schmelzpunktes, wie z. B. von Wood-Metall, Rose-Metalle od. dgl., angewiesen. Die letztgenannten Legierungen müssen infolge ihres hohen Preises für die Anwen- dung vollkommen ausscheiden. Auch das Spritzverfahren stellt eine nur unvollkommene Lösung dar.
Die ausgespritzten Metalltröpfchen erfahren, zumal da man in Rücksicht auf eine Schrumpfungsgefahr
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der Gelatinesehablone auf mittlere Temperaturen angewiesen ist, eine ausserordentlich schnelle Erhärtung und führen daher zu einer weitgehend porösen Ausbildung des Druckstoekes, die beim Druck zu Unebenheiten in den zu bedruckenden Flächen führen müssen. Weiterhin werden auch feine, z. B. punktförmige Stellen bei Reliefbilder, z. B. bei Rasterbildern, nicht erfasst bzw. verformt.
Diesen Nachteilen etwa dadurch zu begegnen, dass man, um eine Verdunstungsgefahr auszu- schliessen, die Gelatineschablone weitgehend oder vollkommen entquellen lässt, hat sich als praktisch nicht vorteilhaft erwiesen, da man hiedurch an sieh zwar bei höheren Temperaturen arbeiten kann, aber einmal hiedurch zu geringe Profilhöhen und damit eine ausserordentlich schnelle Abnutzung der damit erzeugten Druckformen in Kauf nehmen muss und anderseits auch die Gefahr von Troekenverzerrungen ausserordentlich erhöht wird.
Es wurde nun gefunden, dass man Schablonen bzw. Reliefbilder von gewünschten Höhenunterschieden herstellen und dabei die im vorstehenden geschilderten Nachteile vollkommen vermeiden kann, vor allem die Anwendung von Metallegierungen höheren Schmelzpunktes bzw. von bei höheren Temperaturen ausreichende Formbarkeit annehmenden Metallegierungen ermöglichen kann, wenn man die Gelatinereliefs od. dgl. in sich derart ausbildet, dass sie dem Schrumpfen einen mehr oder weniger grossen Widerstand entgegensetzen und bei geringerer Temperaturempfindlichkeit eine grössere Druekhärte aufweisen.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass man in der Gelatine oder sonstigen geeigneten Materialien für die Gegenwart skelettartig sieh einlagernder Zusatzstoffe, vorteilhaft solcher, welche eine gerbende Wirkung auszuüben vermögen und dabei vor Belichtung lichtdurehlässig sind bzw. so fein verteilt sich einlagern, dass sie eine Beeinträchtigung der Lichtdurchlässigkeit nicht oder nur in geringem Masse hervorrufen können, Sorge trägt. Als derartige Skelettbildner kommen beispielsweise Kieselsäure, Zinnhydroxyd, Eisenhydroxyd u. dgl. in Frage, die neben einer skelettartigen Ein- lagerungsmöglichkeit gleichzeitig auch mehr oder weniger gerbende Wirkungen zu entfalten vermögen.
Es können aber auch Stoffe Verwendung finden, welche, wie Bariumsulfat, Caleiumsulfat u. dgl., als gerbende Zusätze nicht in Frage kommen.
Die Einlagerung kann dabei derart geschehen, dass die Zusatzstoffe vor der Belichtung bzw. der
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der Reliefbilder oder Schablonen diesen zugesetzt werden. Dabei kann man bereits z. B. in den Gelatinefilmen vor Belichtung oder nach derselben durch Einwirkung geeigneter Komponenten Einlagerunggerüste erzeugen. Wird die Einlagerung vor der Belichtung vorgenommen, so ist es erforderlich, solche Stoffe zu wählen, die. wie kolloide Kieselsäure, Zinnsäure u. dgl., keine Beeinträchtigung der für das Gerben der lichtempfindlichen Schichten nötigen Belichtung mit sieh bringen, d. h. sie müssen durchsichtig sein und dabei möglichst fein und sehr gleichmässig in der Schicht zur Verteilung kommen.
Für die Einlagerung in die bereits fertigen Reliefbilder oder Schablonen können neben oder an Stelle der erwähnten Stoffe auch solche wie Bariumsulfat, Calciumcarbonat od. dgl. oder Gemische solcher Stoffe in Betracht kommen.
Sofern man die Einlagerung vor der Belichtung vornimmt, stellt man vorteilhaft diese erst innerhalb der die Reliefbilder oder Schablonen bildenden Materialien, wie z. B. Gelatine, selbst her, man kann aber auch zunächst vor Belichtung die Lichtempfindlichkeit nicht beeinträchtigende Komponenten einlagern, die erst mit nach erfolgter Belichtung zugesetzten weiteren Komponenten skelettartige, die Festigkeit, Temperaturunempfindliehkeit u. dgl. erhöhende Einlagerungen bilden, wobei man insbesondere so vorgehen kann, dass man besonders zu schützende Sehiehtenteile mit besonders starken Einlagerungen ausstattet und/oder nach bekannten Verfahren zusätzlich härtet.
Zur Herstellung von Einlagerungen innerhalb der die Reliefbilder oder Schablonen bildenden Materialien kann man beispielsweise derart vorgehen, dass man zehn Teile einer Gelatine in 100 Teilen Wasser löst, u. zw. bei etwa 35six und in diese Lösung allmählich unter sorgfältiger Verteilung Wasserglas einrührt. Die Menge des Wasserglases kann etwa 50% und mehr, bezogen auf das Gelatinegewicht, betragen. Durch Eintropfenlassen einer etwa ein Viertel n-Essigsäure unter ständigem Rühren wird alsdann Kieselsäure in sehr feiner Verteilung in der Gelatine niedergeschlagen. Von dem so erhaltenen Stoff kann man eine entsprechende Schicht auf eine Unterlage aufgiessen, die nach dem Trocknen einen etwa 0-2 mm dicken Film bildet, diesen Film mit z. B.
Biehromat in üblicher Weise lichtempfindlich machen, trocknen und nach Aufbringen einer Kopiervorlage belichten. Der Film wird dann auf eine starre, plane Unterlage nach Anfeuchten aufgequetscht und mit zweckmässigerweise warmem Wasser ausgewaschen, um die unbelichteten und damit löslich gebliebenen Teile der Gelatine herauszulösen. Man erhält hiedurch aus dem gegerbte Teil der Gelatine eine völlig durchbrochene Schablone, die gegebenenfalls noch mit Weichmachungsmitteln, wie z. B. Glycerin, behandelt werden kann und hierauf getrocknet wird.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Herstellung von Druckformen Gelatine od. dgl. mit Wasserglas zu versetzen, das so erhaltene Gemisch auf eine Unterlage aufzubringen, zu trocknen und dann in ilblieher Weise zu verfahren. Durch diesen Wasserglaszusatz wird die Lichtempfindlichkeit z. B. von Biehromatgelatine stark herabgesetzt. Durch dieses starke Herabsetzen der Empfindlichkeit wird eine
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ordentlich schwerwiegenden, ihn mehr wie aufhebenden Nachteil verknüpft, dass auf Grund dieser weitgehenden Herabsetzung der Liehtempfindlichkeit die Belichtungszeiten ungewöhnlich stark verlängert werden müssen.
Demgegenüber wird im Rahmen des vorliegenden Verfahrens die Erkenntnis nutzbar gemacht, dass man gerade im sauren Gebiet eine erhöhte Lichtempfindliehkeit erreicht. Dieses wird in einfachster Weise dadurch erzielt, dass man aus dem primär eingeführten Wasserglas durch Zusatz von Säure freie Kieselsäure erzeugt und so neben den besonderen Vorzügen einer derartigen gerbend wirkenden skelettartigen Einlagerung auch noch den Vorteil einer erhöhten Lichtempfindlichkeit erreicht.
Zum Schutz der oberflächlichen Schichten und, um die Gelatine zu schonen, aber doch ein scharfes Abformen zu ermöglichen, kann man gegebenenfalls diese Schichten noch besonders schützen, indem man sie oberflächlich mit einer schlecht wäremeleitenden, fein pulverigen Schicht von z. B. Bariumsulfat, Talkum od. dgl. versieht, z. B. einpudert, oder aber indem man die oberflächlichen Schichten der Schablonen bzw. die der Oberfläche nahe liegenden Schichten der Schablonen bzw. die der Oberfläche nahe liegenden Schichten mit besonders starken Einlagerungen und/oder geeigneten Niederschlägen, wie z. B. von Bariumsulfat, versieht. Beispielsweise kann man dabei folgendermassen vorgehen :
Die obenerwähnte Fällung der Kieselsäure aus dem Wasserglas wird mit einer z. B. ein Viertel n-Schwefelsäurelösung ausgeführt.
Dadurch ist in dem fertigen Gelatinefilm Natriumsulfat vorhanden. Werden nun die fertigen Reliefbilder in einem Bariumchloridbad behandelt, so entsteht oberflächlich eine Bariumsulfatschicht, die nach dem Auf trocknen wärmeisolierend wirkt.
An Stelle einer Aufpuderung von z. B. Talkum kann man gegebenenfalls auch dünne Schichten von Öl od. dgl. vorsehen.
Es hat sich gezeigt, dass derartige gemäss Erfindung in der lichtempfindlichen Schicht, sei es vor oder nach der Belichtung, angeordnete Ein-bzw. Auflagerungen die Temperaturempfindlichkeit und
Quellbarkeit derartig beschränken, anderseits die Druckhärte so weitgehend erhöhen, dass auch in den feinsten Einzelheiten scharfe Bildkonturen erhalten werden, die Auswahl an zur Verformung geeignete Materialien wesentlich vergrössert wird und die Herstellungsarbeit der Druckformen vereinfacht und gesichert wird.
Nach einem bekannten Verfahren werden Druckformen durch galvanische Abformung von vor dem Aufquellen leitend gemachten photographischen Gelatinequellreliefs hergestellt, wobei der leitende Überzug durch Einwalzen der belichteten Gelatineschicht mit einem Bindemittel, wie Wachsfirnis und Einstäuben mit einem leitenden Pulver, wie Graphit oder Metallbronze, erzeugt wird. Nach einem andern bekannten Verfahren werden Gelatinequellreliefs durch Erzeugung eines oberflächlichen Niederschlages von Silber oder Schwefelsilber vor dem Aufquellen der Gelatine für die galvanoplastische Abformung vorbereitet. Nach diesem Verfahren werden also keine skelettartigen Einlagerungen in den Gelatinereliefs erzeugt, sondern die Gelatinereliefs mit einem leitenden Überzug versehen.
Zwar wird nach einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens die Oberfläche der mit skelettartigen Einlagerungen versehenen Kolloidreliefs, z. B. mit Bariumsulfat, Talk oder Öl überzogen. Jedoch verwendet man als Über- zugsstoffe schlecht wärmeleitende, während es sich bei dem bekannten Verfahren um gutleitende Stoffe handelt. Es wird darauf hingewiesen, dass elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit fast ausnahmslos Hand in Hand gehen. So sind die nach vorliegendem Verfahren bevorzugten Bariumsulfatbzw. Talküberzüge keine leitenden Überzüge.
Die gemäss Erfindung erhaltenen, durchbrochenen Schablonen sind hart, u. zw. verhältnismässig hart schon in noch nicht völlig trockenem Zustande, so dass sie sich zum Abformen durch Prägen, ohne
Verzerrungen zu erleiden, vorzüglich eignen. Durch ihre weitgehende Unempfindlichkeit gegen höhere
Temperaturen gestatten sie die Anwendung wesentlich höher schmelzender bzw. bei wesentlich höheren
Temperaturen noch genügend plastischer Materialien, insbesondere billiger Metallegierungen, als solche bei Verwendung bisher bekannter Gelatinefilme, die bereits bei 1600 C nachteilige Veränderungen erleiden.
Gemäss Erfindung hergestellte Schablonen bleiben selbst bei Temperaturen von 230 C und noch höher unbeeinträchtigt.
Im Gegensatz zu bisher bekannten Gelatinereliefbildern sind die Produkte gemäss
Anmeldung auch in wesentlich geringerem Masse quellbar und zeigen infolgedessen auch eine erheblich geringere Schrumpfung beim Trocknen, so dass der Höhenunterschied zwischen feuchtem und trockenem
Zustande nur sehr gering ist. Aus diesem Grunde lässt sich mit derartigen Schablonen die wesentliche, jedoch bisher nicht erfüllbare Forderung nunmehr erstmalig erfüllen, solche durchbrochene Schablonen herzustellen, die beim Abformen die gewünschte Höhe und Schärfe der Druckformen ergeben und behalten.
Die Abformungsarbeit kann in jeder beliebigen Weise vorgenommen werden. Als Abformungs- stoffe kommen die verschiedensten Massen, insbesondere geschmolzene Metalle oder andere Stoffe oder
Stoffgemische in Frage, deren Auswahl, da sie bis zu verhältnismässig hohen Temperaturen zur Erzielung von Verformbarkeit gebracht werden können, eine erheblich grosse ist.
Die Abformung kann in beliebiger Weise, z. B. durch Ausgiessen, Prägen od. dgl., geschehen, die erhaltenen Druckstöcke sind gleichmässig und von grosser Konturenschärfe.
Es wurde bereits vorgeschlagen, Hochdruckformen aus einer gefärbten, mit Füllstoffen versehenen
Leimmasse herzustellen. Nach diesem Verfahren werden Massen aus Leim und Füllstoffen, z. B. Kreide, verwendet, die mit wasserunlöslichen Farben bemalt werden. Nach dem Auswaschen der nicht bemalten
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Stellen und Abheben der löslichen Stoffe durch aufsaugende Stoffe, wie Löschpapier, werden die Druckformen getrocknet und sind druckfertig.
Im Gegensatz zu diesem Verfahren werden nach der Erfindung die Kolloidreliefs nicht mit beliebigen Füllstoffen vermischt, sondern in den Kolloidreliefs skelettartige Einlagerungen durch doppelte Umsetzung erzeugt. Dass diese Einlagerungen infolge der bei der chemischen Reaktion erfolgenden Verteilung den Kolloidreliefs eine ganz andere Widerstandsfähigkeit verleihen, als dies beim blossen Vermischen von Kolloiden mit Füllstoffen der Fall ist, ist ohne weiteres einleuchtend. Ausserdem ist auch
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weil diese Hochdruekformen nicht abgeformt, sondern direkt verwendet werden, wogegen nach vorliegendem Verfahren die durch skelettartige Einlagerungen versteiften Kolloidreliefs vorzugsweise unter Anwendung von hoch erhitzten Stoffen abgeformt werden.
Auch könnten die im bekannten Verfahren zum Bemalen der Leimfüllstoffmassen vorgeschlagenen wasserunlöslichen Farben nach dem Verfahren der Anmeldung nicht verwendet werden, da sich diese Farbkörper beim Belichten der Gelatinesehiehten infolge ihrer Liehtabsorptionsfähigkeit unangenehm bemerkbar machen bzw. sogar das Durehbelichten von dicken Gelatineschichten unmöglich machen würden.
Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Druckplatten aus Chromatleim bekannt, wonach der quellfähige Leim im flüssigen Zustand mit einem abbindefähigen hydraulischen Bindemittel in einem solchen Verhältnis gemischt wird, dass die Quellfähigkeit des. Leimes erhalten bleibt. Als abbindefähige Bindemittel werden Zement und Gips genannt. Zur Erhöhung der Abbindung des Bindemittels wird ein weiterer Zusatz von feingemahlenem Quarz hinzugefügt. Diese Füllstoffe verleihen zwar der Druckplatte eine grössere Widerstandsfähigkeit, insbesondere bei der Beanspruchung auf Zug. Diese Widerstandsfähigkeit kann aber bei weitem nicht mit derjenigen der Kolloidreliefs nach vorliegendem Verfahren verglichen werden, die in erster Linie widerstandsfähig in bezug auf Druck sind.
Die in den Kolloidreliefs durch doppelte Umsetzung erzeugten skelettartigen Einlagerungen sind durch die chemische Reaktion ganz anders verteilt und wesentlich zusammenhängender, dadurch auch widerstandsfähiger als die Füllstoffe nach dem bekannten Verfahren. Ausserdem muss darauf hingewiesen werden, dass es für das bekannte Verfahren wesentlich ist, die Quellfähigkeit des Leims zu erhalten, während nach vorliegendem Verfahren die Quellfähigkeit der Gelatine durch die Zusätze vermindert wird.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Hohlformen aus Gelatine und andern Kolloiden für Zwecke der Druckformerzeugung, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Kolloiddispersionen bzw. der Kolloidschichten vor oder nach dem Belichten solche Chemikalien zur doppelten Umsetzung gebracht werden, die nach dem Trocknen der Kolloidschicht in dieser fein verteilte, skelettartige, die Lichtdurchlässigkeit nicht oder nur wenig beeinträchtigende, gegebenenfalls gerbende Einlagerungen bilden.