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Träger zur mechanischen Aufzeichnung von Schwingungen als auf optischem Wege wiedergebbare
Schwingungsspur.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Träger, der zur mechanischen Aufzeichnung von Schwin- gungen, insbesondere Schallschwingungen, geeignet ist, wobei dieses Aufzeichnen derart erfolgt, dass die erhaltene Spur auf optischem Wege kopiert (d. h. vervielfacht) oder zum Wiedergeben der Originalschall- oder sonstigen Schwingungen, z. B. mittels photoelektrischer Apparate, verwendet werden kann. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Träger, der mit einer Schicht versehen ist, die für Aufzeichnungszwecke besonders geeignet ist und aus Gelatine besteht. Bekanntlich bewährt sich dieses Material beträchtlich besser zum Anbringen einer solchen Aufzeichnung als sonstige bereits zu diesem
Zwecke benutzte Stoffe, z. B. Zelluloid.
Es ergibt aber auch dieses Material Schwierigkeiten bei der Aufzeichnung. Durch Anwendung der vorliegenden Erfindung können diese Schwierigkeiten jedoch erheblich herabgesetzt werden.
Eine grosse Schwierigkeit besteht darin, dass die erhaltene Schwingungsspur nicht gleichmässig durchscheinend ist, sondern einigermassen mattiert aussieht, wodurch das für die Wiedergabe zu Verwendung kommende Licht zerstreut wird. Zur Erläuterung dieser Schwierigkeit sei bemerkt, dass bekanntlich, infolge der totalen Reflexion und Zerstreuung des durchfallenden Lichtes, eine mattierte Glasplatte weniger als eine normale ebene Glasplatte für Licht durchlässig ist. Dies ist der Tatsache zuzusehreiben, dass eine mattierte Oberfläche eine grosse Anzahl kleiner Flächen besitzt, welche die verschiedensten Winkel miteinander bilden und demnach das Licht in ganz verschiedenen Richtungen reflektieren. Es treten infolgedessen Lichtverluste ein, wenn eine mattierte Schwingungsspur wiedergegeben wird, und ausserdem veranlasst sie störende Geräusche.
Um beim Kopieren eine Kopie mit scharfen Rändern zu erhalten, d. h. eine Kopie, bei der sich die Schwingungsspur durch einen klaren Schwarz-Weiss-Kontrast ohne verschwommenen Umriss von ihrer Umgebung unterscheidet, verwendet man mit parallelen Strahlen hindurchgehendes Licht. Der zu kopierende Träger wird dabei mit der Seite, auf der die Aufzeichnung vorgenommen worden ist, auf die lichtempfindliche Seite des Trägers der Kopie gelegt. Falls aber parallele Lichtstrahlen durch eine mattierte Spur hindurchgehen, werden sie auf die gleiche Weise wie bei der vorgenannten mattierten Glasplatte zerstreut.
Es ist daher ersichtlich, dass es beim Kopieren einer auf mechanischem Wege erhaltenen mattierten Spur, die eine Höhlung zwischen dem zu kopierenden Träger und jenem Träger herbeiführt, auf den die Kopie in üblicher Weise aufgebracht werden soll, unmöglich ist, auch bei parallel durchfallenden Lichtstrahlen, eine an den Kanten hinreichend scharfe Kopie einer solchen Spur zu erhalten.
Diese Schwierigkeiten sind wahrscheinlich auf Rechnung der Tatsache zu stellen, dass infolge der Klebrigkeit der Gelatine im Zustand, in dem sie für die Aufzeichnung verwendet wird, das Schneidorgan nicht imstande ist, das Aufzeichnungsmaterial ununterbrochen zu entfernen. Es hat sich herausgestellt, dass während des Aufzeichnungsvorganges das Aufzeichnungsorgan nicht eine schneidende Wirkung, sondern vielmehr eine Hobelwirkung ausübt, da sich der Meissel nicht ununterbrochen durch das Material hindurchbewegt. Infolgedessen ist der sich beim Aufzeichnungsvorgang entgegensetzende Widerstand grösser als im idealen Fall, in dem eine vollkommen ebene Spur geschnitten wird. Hiedurch wird der Energieverbrauch stark erhöht.
Es wäre nicht unmöglich, dass die erwähnte unterbrochene Bewegung
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gepresst wird, das die Gelatine vor der Schneide des Aufzeichnungsorgans klebriger macht und auf diese Weise dem Aufzeichnungsorgan einen grösseren Widerstand entgegensetzt, als für eine gleichmässige Bewegung dieses Werkzeuges zulässig ist.
Dieses Kleben hat insbesondere den Nachteil, dass Unreinigkeiten des Aufzeichnungsmaterials gelockert werden und am Schneidorgan festhaften, wodurch während der weiteren Aufzeichnung die Spur beschädigt wird, was nachher bei der Wiedergabe Verzerrungen herbeiführt.
Es hat sich gezeigt, dass die genannten Nachteile erheblich herabgesetzt werden können, wenn nach der Erfindung dafür Sorge getragen wird, dass der Wassergehalt der Gelatine derart ist, dass er mit einem relativen Feuchtigkeitsgrad zwischen 20 und 50% im Gleichgewicht ist.
Die Erfindung wird an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
In Fig. 1 ist eine sogenannte Schwellisotherme"für eine Gelatinegattung in Pulverform dargestellt. Fig. 2 zeigt zwei Schwellisothermen"für zwei andere Gelatinegattungen in Plattenform.
Es hat sich herausgestellt, dass der Wasssergehalt der Gelatine für ihre Schneideigenschaften von wesentlicher Bedeutung ist. Für jede Gelatinegattung lassen sich zwei Grenzen für den Wassergehalt angeben, zwischen denen die Schneidbearbeitung mit Erfolg vorgenommen werden kann. Unterhalb der unteren Grenze ist das Material zu spröde und ausserhalb der oberen Grenze ist es zu klebrig, was sich auf die beschriebene Weise bemerkbar macht.
Ferner ist dargelegt worden, dass der Wassergehalt der Gelatine von dem realtiven Feuchtigkeitgrad der Umgebung abhängig und nahezu unabhängig von der Temperatur ist. Diese Beziehung ist für verschiedene Gelatinearten nicht genau die gleiche, sondern weist eine charakteristische Übereinstimmung auf. In Fig. 1 ist eine sogenannte"Schwellisotherme"für eine bestimmte Gelatinegattung in Pulverform dargestellt. Der relative Feuchtigkeitsgrad der Umgebung (p/po) ist längs der Abszissenachse und der Wassergehalt der Gelatine als Ordinaten abgetragen.
Der relative Feuchtigkeitsgrad der Umgebung ist das Verhältnis zwischen dem bestehenden Druck des Wasserdampfes in der Umgebung (p) und dem Sättigungsdruck des Wasserdampfes bei der herrschenden Temperatur (po). Der Feuchtigkeitsgrad kann durch eine Verhältniszahl oder prozentual ausgedrückt werden. Beides ist üblich. Durch den Ausdruck"Schwellisotherme"wird angegeben, dass die Kurve bei gleichbleibender Temperatur bestimmt wurde und dass die Zunahme des Wassergehalts mit der Volumenzunahme der Gelatine in engem Zusammenhange steht. Die Kurve deutet für jeden relativen Feuchtigkeitsgrad den Wassergehalt der Gelatine im Gleichgewichtszustand an.
Aus Fig. 1 geht hervor, dass, wenn man von der absoluten Trockenheit der Gelatine ausgeht, der Wassergehalt des Materials in bezug auf die Zunahme der relativen Feuchtigkeit ziemlich stark zunimmt.
Oberhalb eines relativen Feuchtigkeitsgrads von ungefähr 0-2 erfolgt die Wasserabsorption nicht so schnell und oberhalb eines relativen Feuchtigkeitsgrads von 0'7 ist die spezifische Zunahme des Wassergehaltes sehr gross.
Zur Erläuterung sei erwähnt, dass, wenn Gelatine mit einem bestimmten Wassergehalt in eine Atmosphäre mit einem beliebigen relativen Feuchtigkeitsgrad eingeführt wird, es verhältnismässig lang dauert, bis der Gleichgewichtszustand erreicht worden ist. Zur Bestimmung von Kurven, wie in der Zeichnung dargestellt, ist eine lange Beobachtungszeit erforderlich. Das Erreichen des Gleichgewichtszustandes zwischen dem Wassergehalt der Gelatine und dem relativen Feuchtigkeitsgrad der Umgebung erfordert weniger Zeit, wenn der Zustand der Gelatine durch einen Punkt des oberen steilen Teiles der Kurve bedingt wird, als wenn dies durch einen Punkt des unteren Teiles der Kurve erfolgt. Das Material wird empfindlicher gegen Feuchtigkeit, wenn der Zustand der Gelatine durch einen Punkt auf dem oberen steilen Teil der Kurve bedingt wird.
Man könnte sagen, dass das gebundene Wasser, das mit einem relativen Feuchtigkeitsgrad bis ungefähr 0'7 im Gleichgewicht ist, stärker gebunden ist als das oberhalb dieses Gehaltes gebundene Wasser.
Die in Fig. 1 dargestellte Kurve bezieht sich auf Gelatine in Pulverform, während sich die Kurven nach Fig. 2 auf zwei Gelatinegattungen in Plattenform beziehen. Für diese Gelatinegattungen, die sich also in jener Form befinden, in der sie für Aufzeichnungszwecke verwendet werden, wächst die spezifische Zunahme des Wassergehaltes bereits beträchtlich, wenn der relative Feuchtigkeitsgrad 0-55 überschreitet.
Wie aus den verschiedenen Kurven hervorgeht, ist der absolute Wassergehalt von dem Zustand (Pulver oder Platte) abhängig, in dem sich die Gelatine befindet, und weiter von den die Gelatinegattung bestimmenden Verunreinigungen und Zusätzen. Es zeigen aber sämtliche Kurven einen entsprechenden Verlauf. Sie haben alle die charakteristische Eigenschaft, dass zwischen einem relativen Feuchtigkeitsgrad zwischen 0'2 und 0-5 die Steilheit der Kurve einen Mindestwert-hat. Es hat sich erwiesen, dass in diesem Bereich die Schneideigenschaften am günstigsten sind.
Wenn der Zustand der Gelatine durch einen Punkt der Kurve ausserhalb dieses Gebietes, also auf einem der steileren Teile der Kurve, bestimmt wird, so sind die Schneideigenschaften ganz erheblich ungünstiger und sie werden noch schlechter, wenn man sich weiter von dem Teil mit der geringsten Steilheit entfernt. Angesichts dieses charakteristischen Verlaufes der Schwellisothermen"für die verschiedenen Gelatinegattungen und die entsprechenden Schneideigenschaften, kann angenommen werden, dass der Zustand der Gelatine in den drei Teilen der
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Kurve verschieden ist.
Jener Zustand der Gelatine, in dem sie für Schneidzwecke geeignet ist, wird durch den relativen Feuchtigkeitsgrad bedingt, mit dem der Wassergehalt im Gleichgewicht ist, während die Grenzen des absoluten Wassergehalts variieren, je nach dem Zustand, in dem sie verwendet wird, und den vorhandenen Verunreinigungen und Zusätzen. Zweckmässig wird Gelatine mit einem Wassergehalt benutzt, der mit einem relativen Feuchtigkeitsgrad von annähernd 0'3 bis 0'4 oder 30-40% im Gleich- gewicht ist.
Die Art des umgebenden Mediums ist nicht wichtig und dieses kann durch Luft oder ein beliebiges anderes Gas oder Gemisch gebildet werden, wenn es die Gelatine nur nicht chemisch angreift.
Der gewünschte Zustand der Gelatine kann durch ein Trocknungsverfahren während der Bereitung des Trägers erzielt werden. Zu diesem Zweck kann z. B. über den Träger ein Gasstrom mit sehr geringem Wassergehalt, zweckmässig im Gegenstrom, geführt oder der Träger durch einen Raum hindurchgeführt werden, in dem ein bestimmter niedriger Feuchtigkeitsgrad aufrechterhalten wird.
Der Feuchtigkeitsgrad und die Zeit, während welcher das Material in diesem Raum verbleiben muss, sind von der benutzten Gelatinegattung abhängig.
Es gibt noch andere Verfahren zum Entfernen des weniger stark gebundenen Wassers. Es ist z. B. möglich, den Träger im lufttrockenen Zustand durch ein Alkoholbad hindurchzuführen. Durch eine geeignete Wahl der Alkoholkonzentration kann das weniger starkgebundene Wasser im gewünschten Masse entfernt werden.
Natürlich besitzen auf die vorgenannte Weise hergestellte Träger, da sie auf besondere Weise bereitet worden sind, einen Wassergehalt, der im allgemeinen nicht mit dem relativen Feuchtigkeitsgrad der Atmosphäre im Gleichgewicht ist, d. h., dass der Druck des Wasserdampfes in der Gelatine nicht dem Druck des Wasserdampfes in der Atmosphäre entspricht.
Es sollen daher die Träger in für Wasser undurchlässigem Verpackungsmaterial aufbewahrt werden.
Dies bedeutet aber nicht, dass während der Schneidebearbeitung eine hinderliche Absorption oder Wasserabgabe zu befürchten ist, weil diese Absorption oder Abgabe sehr langsam erfolgt, wie bereits oben erwähnt wurde.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Träger, der mit einer aus einer photographischen Gelatinegattung mittlerer Härte bestehenden Schicht versehen ist, derart getrocknet, dass filtrierte Luft aus der die Trockenvorrichtung umgebenden Atmosphäre in diese Vorrichtung eingesaugt wird, worauf der Feuchtigkeitsgrad der Luft mittels des Taupunktes und der Temperatur ermittelt und schliesslich die Luft derart erhitzt wird, dass sie den erforderlichen relativen Feuchtigkeitsgrad besitzt. Mittels dieser Luft wird die Gelatine getrocknet.
Es werden vorzügliche Ergebnisse erzielt, wenn in der beschriebenen Weise behandelte Luft in einer Menge von 30 m3 je Stunde durch einen Raum hindurchgeführt wird, der einen Querschnitt von etwa 40 x 40 cm hat und in dem das zu trocknende Material bei einer solchen Temperatur enthalten ist, dass der relative Feuchtigkeitsgrad beim Luftzutritt angenähert 30-35% beträgt.