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Träger zum mechanischen Aufzeichnen einer auf optischem Wege wiederzugebenden Sehwingungsspur, Verfahren zur Herstellung von derartigen Trägern und Träger, die eine solche Schwingungsspur enthalten.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Träger, insbesondere einen Film, zum mechanischen Aufzeichnen einer auf optischem Wege wiederzugebenden Schwingungsspur, ferner auf ein Verfahren zur Herstellung von derartigen Trägern sowie auf einen Träger, der eine solche Schwingungsspur enthält.
Insbesondere betrifft die Erfindung einen Träger, der aus einer durchsichtigen Unterlage, einer daran anschliessenden, weicheren, zum Schneiden besonders geeigneten durchsichtigen Aufzeichnungsschicht und einer auf diese aufgebrachten, dünnen undurchsichtigen Deckschicht besteht, die während des Aufzeichnen teilweise entfernt wird.
Der Begriff "undurchsichtig" soll hiebei so verstanden werden, dass das Material Lichtstrahlen mit den Wellenlängen, die während der Wiedergabe und/oder des photographischen Kopierens verwendet werden, stark absorbiert.
Zweck der Erfindung ist die Herstellung eines Trägers, insbesondere eines Films der obengenannten Art, bei dem die Deckschicht nach dem Aufbringen nicht nachbehandelt zu werden braucht und eine scharfe Trennungslinie zwischen der Spur und ihrer Umgebung ergibt. Eine weitere Bedingung ist dabei, dass die Deckschicht eine hohe Deckfähigkeit besitzt, d. h. dass sie im oben angegebenen Sinne selbst bei Anwendung von sehr geringen Schichtdicken undurchsichtig ist. Insbesondere die zwei letztgenannten Bedingungen sind zur Erzielung einer guten Kopier-und Wiedergabefähigkeit der Sehwingungsspur, insbesondere bei hohen Frequenzen, notwendig.
Es hat sich ergeben, dass sämtliche Bedingungen von den bisher bekannten Trägern nicht erfüllt werden.
Es sind z. B. Träger bekannt mit einer Deckschicht aus einer belichteten und entwickelten üblichen photographischen Emulsion. Wenn eine derartige Deckschicht, wie üblich, als unbelichtet Emulsion auf einer Auszeichnungsschicht, z. B. aus Gelatine, das vorzüglich zum Schneiden geeignet ist, angebracht und nachher geschwärzt wird, werden die Schneideigenschaften der Aufzeichnungsschicht oft dadurch verschlechtert, dass bei dieser Behandlung immer eine gerbende Wirkung auftritt und das Material der Aufzeichnungsschicht hart und spröde wird. Des weiteren zeigt sich, dass die Ränder einer aus dieser Schicht herausgeschnittenen Spur keine scharfen Begrenzungslinien, sondern eine unter dem Mikroskop sehr deutlich wahrnehmbare verwischte Grenzzone mit einer allmählichen Abnahme der Schwärzung aufweisen.
Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass es sich bei diesen Emulsionen um verhältnismässig harte und grosse Silberkörner handelt, die in einer elastischen Masse, wie Gelatine, eingebettet sind. Die Deckfähigkeit genügt den gestellten Anforderungen nur, wenn die Schichtdicke eine untere Grenze nicht unterschreitet. Diese Grenze liegt meistens bei etwa 5 Mikron.
Für das Aufzeichnungsverfahren ist es von grosser Wichtigkeit, dass man diese Grenzdicke heruntersetzen kann, denn je dünner die Schicht ist, desto kleiner können die Schwingungsamplituden des Meissels sein, die bei kleinster Energie noch ein Freilegen der transparenten Unterlage herbeiführen.
Andere Deckschichten, z. B. aus Lack, Tinte oder Farbstoff, haben zwar den Vorteil, dass sie im allgemeinen nicht nachbehandelt zu werden brauchen. Sie weisen aber den Nachtei] auf, dass sie eine
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ungenügende Deekfähigkeit besitzen, die zur Bildung von kleinen Rissen in der Oberfläche Anlass geben können. Während des Schneidens entsteht meistens kein glatter, sondern ein faseriger Rand.
Der erfindungsgemässe Träger ist dadurch gekennzeichnet, dass der lichtabsorbierende Stoff der Deckschicht aus Metallen oder Metallverbindungen besteht, deren Teilchen kolloidale Abmessungen haben. Unter Teilchen mit kolloidalen Abmessungen werden hier Teilchen verstanden, die bei einer etwa 100 fachen Vergrösserung unter dem Mikroskop einzeln nicht mehr sichtbar sind.
Es ist schon bekannt, dass mit photographischen Emulsionen die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn man eine lichtempfindliche Emulsion von Metallen oder Metallverbindungen benutzt, deren Teilchen kolloidale Abmessungen besitzen.
Diese Emulsionen sind aber direkt auf einer harten, praktisch nicht zum mechanischen Aufzeichnen geeigneten Unterlage, wie Glas oder Zelluloid, angebracht und haben überdies den Nachteil, dass sie nach der zur Erzielung der erforderlichen Undurehsichtigkeit erhaltenen Schwärzung wegen der Dicke der Schicht nicht gleichmässig, sondern nach der einen Seite verlaufend stärker geschwärzt sind. Sie sind also zur mechanischen Schallaufzeichnung und besonders für eine solche, bei der eine äusserst scharfe Trennung zwischen Spur und Umgebung erzielt werden soll, nicht geeignet.
Des weiteren ist der Nachteil vorhanden, dass die Kohäsion der Teilchen unter sich grösser ist als die Adhäsion der Teilchen mit der Unterlage, so dass bei der mechanischen Bearbeitung zu viel Teilchen entfernt werden und die Ränder der Spur verzerrt sind. Die Anwendung von Teilchen mit kolloidalen Abmessungen hilft also nicht, wenn man Schall in einem derartigen Material mechanisch aufzeichnen will.
Ein anderer Nachteil bezüglich der Verschlechterung der Schneideeigenschaften der Aufzeichnungschicht, die darauf zurückzuführen ist, dass die Schwärzung der Emulsion erst stattfindet, nachdem sie auf dem Träger angebracht ist, wurde bereits oben angegeben.
Demgegenüber betrifft die Erfindung das Aufzeichnen auf einen Träger, insbesondere einen Film, mit einer besonders zum Schneiden geeigneten'Aufzeichnungsschicht und einer darauf liegenden undurchsichtigen dünnen Deckschicht, die schon in geschwärztem Zustand aufgebracht ist. Die obengenannten Nachteile treten dann nicht auf, weil die mechanischen Schneideigenschaften der Aufzeichnungsschicht durch irgendwelche Nachbehandlung nicht verschlechtert werden und kein überflüssiges Herausreissen von Teilchen der Deckschicht stattfindet.
Es liegt des weiteren nicht ohne weiteres auf der Hand, Teilchen von kolloidalen Abmessungen zu verwenden, da Teilchen von molekularen Abmessungen, die sogenannte amorphe Schichten ergeben, viel zweckdienlicher erscheinen. Solche Schichten sind aber mit Metallen oder Metallverbindungen, die gerade wegen ihrer grossen Deekfäl igkeit erfindungsgemäss benutzt werden sollen, schwer zu erhalten.
Das Anbringen des erfindungsgemässen lichtabsorbierenden Stoffes kann ausserdem derart erfolgen, dass eine praktisch homogene, undurchsichtige Deckschicht entsteht, die einen scharfen Übergang zwischen den weggeschnittenen und den zurückbleibenden Teilen ergibt statt wie bei den bekannten Trägern eine Deckschicht, deren Undurehsichtigkeit von dem Rande der Spur aus gesehen nach innen allmählich abnimmt. Ausserdem tritt gegenüber der photographisehen Emulsion in dieser Hinsicht noch der Vorteil auf, dass das Lichtabsorptionsvermögen der erfindungsgemässen Deckschicht auch als Funktion der Tiefe konstant ist und nicht allmählich abnimmt. Auch dadurch wird eine sehr scharfe Trennungslinie an den Rändern der Spur erzielt.
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Ein weiterer Vorteil ist der, dass die Deckschicht erheblich dünner als die bekannten Schichten sein kann, denn die Deckfäligkeit ist dadurch, dass sehr feine Teilchen aus Metallen oder Metallverbindungen verwendet werden, äusserst gross. Da Graphit in dieser Hinsicht dieselbe Eigenschaft aufweist, wird hier unter Metallen auch Graphit verstanden.
Es zeigt sich, dass man mit Deckschichten mit einer Dicke von etwa 2 Mikron auskommen kann.
Das Anbringen der erfindungsgemässen Deckschicht geschieht dadurch, dass die Teilchen in undurch- sichtigem kolloidalem Zustand, z. B. durch Aufwalzen oder Aufspritzen einer entsprechenden Kolloidlösung, aufgebracht werden.
Um zu vermeiden, dass die Teilchen des Kolloids in eine gröbere Dispersionsphase übergehen, kann es erwünscht sein, das Kolloid bei der Herstellung der Schicht dadurch zu stabilisieren, dass ein Schutzkolloid zugesetzt wird, bevor die Deckschicht auf dem Träger angebracht wird.
Zur Erzielung einer zusammenhängenden und gut haftenden Schicht wird vorzugsweise ein Bindemittel, wie Gelatine, zugesetzt. Unter Umständen kann dieses Material gleichzeitig auch die Funktion eines Schutzkolloids haben.
Zweckmässig werden Metallsulfid, insbesondere Queeksilbersulfid, als lichtabsorbierende Stoffe benutzt.
Beispiel 1 : Ein wässeriges Quecksilbersulfidsol, das 4-5 g Quecksilbersulfid (HgS) und etwa 2 g Gelatine pro 100 cm3 Wasser enthält, wird bei einer Temperatur von etwa 400 C mittels einer Walze auf einer mit einer Gelatineschicht versehenen Unterlage angebracht, wonach das Ganze getrocknet wird. Um ein gutes Verstreichen der Lösung während des Walzens zu ermöglichen, werden zweckmässig
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der Kolloidlösung Benetzungsmittel zugesetzt. Hiebei ist darauf zu achten, dass das Benetzungsmittel die Stabilität des Kolloidsystems nicht verkleinert. So kann z.
B. das im Handel unter der Bezeichnung
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als Schutzkolloid und bringt dadurch den Vorteil mit sich, dass der sonst für die Stabilisierung des HgS-Soles benötigte Schwefelwasserstoff HS grösstenteils entfernt werden kann ; ausserdem dient dieselbe Gelatine in der Deckschicht als Bindemittel.
Die Deckfähigkeit des Quecksilbersulfids ist derart gross, dass die Deckschicht dünner als 2 Mikron sein kann.
Beispiel 2 : Eine Kolloidlosung von Berlinerblau (Ferri-Ferrocyanid) in Wasser, die 5 g Berlinerblau auf 100 cm3 Wasser enthält und der 1 g Pepton als Schutzkolloid und ferner 2 g Gelatine als Bindemittel zugesetzt sind, wird z. B. auf die im Ausführungsbeispiel 1 angedeutete Weise oder durch Aufspritzen auf einen Träger, z. B. auf eine Gelatineschicht, gebracht.
Wenn man die Lösung durch Spritzen aufbringt, empfiehlt es sich, sie bis auf das vier-oder Fünffache zu verdünnen.
Die erzielte Schicht ist blau durchsichtig, hat aber bei einer Dicke von etwa 3 Mikron im roten und infraroten Teil und im violetten und ultravioletten Teil des Spektrums eine sehr grosse Lichtabsorptionsfähigke'it. Diese grosse Absorptionsfähigkeit im roten und infraroten Teil des Spektrums ist für die direkte Wiedergabe der Spur mittels einer photoelektrischen Zelle notwendig, weil die heutzutage verwendeten Zellen ihre Maximalempfindlichkeit gerade in diesem Teil des Spektrums haben. Die grosse Absorptionsfähigkeit im violetten und insbesondere im daran anschliessenden ultravioletten Teil des Spektrums ist für das photographische Kopieren sehr vorteilhaft, namentlich wenn dies mittels ultravioletten Lichtes mit einer Wellenlänge von zwischen 3000 und 4000 vorgenommen wird.
Beispiel 3 : Eine kolloidale Silberlösung, die mit einem Schutzkolloid versehen ist, z. B. das im Handel unter der Bezeichnung Collargol"bekannte Präparat, wird mit Wasser oder mit wässerigem
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pro 100 em3 zugesetzt worden ist. Diese Lösung kann auf die im Ausführungsbeispiel l beschriebene Weise auf eine Unterlage aufgebracht werden. Wenn man die Lösung durch Spritzen aufbringen will, so muss sie auf das Vier- bis Fünffache verdünnt werden.
Die so hergestellte Schicht erfordert bei der Wiedergabe eine andere als die im Ausführungsbeispiel 2 erwähnte Photozelle, nämlich eine Zelle, die ihre maximale Empfindlichkeit mehr im grünen und blauen Teil des Spektrums hat.
In den Figuren der Zeichnung wird der mit einem Träger nach des Erfindung zu erzielende Effekt an Hand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Durchschnitt eines Schallaufzeichnungsträgers in der Gestalt eines Films und Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil dieses Films.
Der Film besteht aus einer durchsichtigen Unterlage 1, z. B. aus Zelluloid, einer weicheren Zwischenschicht 2, z. B. aus Gelatine, und einer undurchsichtigen Deckschicht 3 gemäss der Erfindung. Mit einem V-förmigen Meissel. dessen Schneiden einen Winkel a von etwa 174'einschliessen und der in der'Richtung der Pfeile entsprechend den aufzuzeichnenden Schwingungen in Schwingung versetzt werden kann, wird eine Aufzeichnungsspur mit Breitenänderungen nach Fig. 2 erhalten. Der Meissel schneidet dabei durch die undurchsichtige Deckschicht 3 hindurch und entfernt auch Teile der weichen Zwischenschicht 2.
Dabei wird die Deckschicht keilförmig abgeschnitten, und es ist einleuchtend, dass der Übergang zwischen lichtabsorbierenden und lichtdurchlässigen Teilen des Trägers um so schärfer ist, je dünner die Deckschicht gewählt werden kann. Die so erhaltene Spur ist zur direkten optischen Wiedergabe mittels einer Photozelle geeignet.
In der oberen Hälfte der Fig. 2 ist angegeben, wie die Spur an dem Innenrand aussieht, wenn eine der eingangs erwähnten bekannten Deckschichten angewendet wird. Der Übergang zwischen dem durchsichtigen und dem undurchsichtigen Teil ist keine scharfe Linie, sondern eine Zone, deren Schwärzung von aussen nach innen allmählich abnimmt und deshalb eine Verwischung der Spur darstellt. Besonders bei den höheren Frequenzen des aufzuzeichnenden Gebietes tritt dieser Umstand hinderlich in den Vordergrund, weil die Spitzen der Aufzeichnung bei diesen Frequenzen derart dicht nebeneinander liegen, dass in den Tälern zwischen den Spitzen eine Überlappung stattfindet. Hiedurch wird die Wiedergabe, wie bekannt, stark beeinträchtigt und überdies Nebengeräusch verursacht.
In der unteren Hälfte der Fig. 2 ist dargestellt, wie der Rand der Spur einer erfindungsgemässen Deckschicht aussieht. Es ist hier eine scharfe Trennungslinie zwischen den durchsichtigen und undurchsichtigen Teilen des Trägers vorhanden.
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