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Bildaufzeichnungsverfahren
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Widerstand an den Berührungsflächen mit ultrarot absorbierenden Bildstellen der Vorlage bei Einwirkung von Wärme um wenigstens etwa zwei Zehnerpotenzen niedriger liegt. Vorzugsweise liegt dieser bei der
Wärmebestrahlung abgesunken spezifische Widerstand der Harzschicht unter 1010 - 1012 n. cm.
Die Eignung einer Harzschicht für das erfindungsgemässe Verfahren wird beispielsweise dadurch festi gestellt, dass man den elektrischen Durchgangswiderstand der Schicht in Abhängigkeit von der Tempera- tur ermittelt, wobei sich zeigt, ob bei Temperaturerhöhung eine ausreichende Widerstandsabnahme ein- tritt. Die Widerstandsabsenkung der auf die Unterlage aufgebrachten Harzschicht mit steigender Tempe- ratur kann bei einigen Harzen durch Zusatz von Weichmachern zu dem betreffenden Harz - bei Polysty- rol ist beispielsweise Trikresylphosphat geeignet-verbessert werden, so dass sich ein sehr günstiges Widerstandsverhalten einstellt.
Die Brauchbarkeit der Harze für das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich auch auf eine einfache
Weise dadurch ermitteln, dass man die Lösung eines solchen Harzes auf ein Trägermaterial, z. B. auf eine
Papierfolie aufgiesst, das Lösungsmittel in einem mässig warmen Luftstrom entfernt, dann eine Vorlage auf die Schicht auflegt, mit einer Wärmestrahlung für kurze Zeit durch die Vorlage bestrahlt und an- schliessend die Schicht durch eine Coronaentladung auflädt und die so aufgeladene Schicht mit einem elektroskopischen Pulver in Berührung bringt. Wenn bei der angewendeten Temperatur eine genügende Widerstandsdifferenzierung aufgetreten ist, so erhält man ein Bild der Vorlage.
Als Harze, die unter den oben genannten Bedingungen erfindungsgemäss zu verwenden sind, kom- men sowohl Kunst- als auch Naturharze in Frage, beispielsweise Polyolefine, wie Polyäthylen, Polyiso- butylen, Polypropylen, Polybutylen, Polyvinylverbindungen, wie Polyvinylchlorid, nachchloriertes Poly- vinylchlorid, Polyvinylacetat, Polystyrol, besonders modifiziertes Polystyrol, Mischpolymerisate und Po- lymerisatmischungen aus vorgenannten Verbindungen, Polyester, wie Polyterephthalsäureester, Cellulo- seester, wie Celluloseacetat, Cellulosepropionat, Maleinatharze, Cumaronharze und Ketonharze.
Unter den natürlichen Harzen weist beispielsweise Schellak Vorzüge auf, die seine Verwendung ge- mäss der Erfindung vorteilhaft machen. Auch Umwandlungsprodukte von natürlichen Harzen, wie poly- merisierte Harze, sind gut geeignet.
Die Harze, auf denen die Widerstandsbilder erzeugt werden, können als solche in selbsttragender
Form verwendet werden oder auf eine Unterlage aufgebracht sein, z. B. in bekannter Weise in Form einer
Schmelze oder aus Lösungsmitteln oder in Form von Dispersionen. Die Dicke der aufgetragenen Harz- schicht kann in weiten Grenzen variieren. Man kann z. B. Schichten zwischen 10 und 30 Jl aufbringen.
Auch dünnere oder dickere Schichten können Verwendung finden. Wenn man die Widerstandsbilder - in der weiter unten noch zu beschreibenden Weise - sichtbar machen will, ist es oft zweckmässig, Schich- ten nicht unter 5 li zu wählen, um beim Aufbringen elektrostatischer Ladung ein Durchschlagen zu ver- hindern. Als Trägermaterial kommen sehr verschiedene Stoffe, beispielsweise solche aus Papier, Kunst- stoffen, Metallen, Keramik, Glas, in Frage. Besonders zweckmässig werden Folien aus diesen Stoffen verwendet.
Die oben erwähnten latenten elektrischen Widerstandsbilder können in ein sichtbares Bild übergeführt werden. Hiezu lädt man die Widerstandsbilder mit einer Coronavorrichtung auf. Dabei bleibt an den nicht erwärmten Stellen eine Ladung erhalten, während an den erwärmten Stellen, die einen wesentlich geringeren Widerstand besitzen, die Ladung mindestens teilweise wieder abfliesst, so dass man ein dem
Widerstandsbild entsprechendes elektrostatisches Bild erhält, das in bekannter Weise durch Inberührung- bringen mit einem fein verteilten gefärbten Harz oder Russpartikelchen in ein sichtbares Bild umgewan- delt wird, das durch Erwärmen oder durch Einwirkung von Lösungsmitteldämpfen fixiert werden kann.
Für den eben genannten Fall werden günstigerweise die Harze auf Träger aufgebracht, die ausreichende elek- trische Leitfähigkeit besitzen, also beispielsweise Folien oder Platten aus Metall, für elektrische Ladun- gen oberflächlich leitfähig gemachte Glasplatten, Papier, Platten oder Folien aus elektrisch leitendem faserfreiem Material (Kunststoffe, Harze). Als ausreichend elektrisch leitfähig im Sinne der Erfindung gelten solche Stoffe, deren spezifischer Widerstand höchstens 1011 n. cm beträgt. Verwendet man Papier als Unterlage für die in der Wärme leitfähig werdende Schicht, so empfiehlt es sich, das Papier gegen das Eindringen der Beschichtungslösung vorzubehandeln, z.
B. mit Methylcellulose oder Polyvinylalkohol, beide in wässeriger Lösung oder mit der Lösung eines Mischpolymerisates aus Acrylsäuremethylester und
Acrylnitril in Aceton und Methyläthylketon oder mit Lösungen von Polyamiden in wässerigen Alkoholen.
Auch wässerige Dispersionen solcher zum Vorbehandeln der Papieroberfläche geeigneter Stoffe können verwendet werden.
Verwendet man als Harz Celluloseacetat auf einem wasserfesten Trägermaterial, so kann man nach
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tels oberflächlicher Verseifung des Celluloseacetats an den bildfreien Stellen, z. B. durch alkoholische Kalilauge, diese Stellen für die Wasserführung geeignet machen und damit Druckformen für den Flachdruck herstellen.
Bei transparentem Trägermaterial kann man Zwischenoriginale zum Weiterpausen auf beliebigem lichtempfindlichem Material erhalten.
Will man die Widerstandsbilder für Registrierzwecke verwenden, so muss man dafür'sorgen, dass die Harzschicht genügend Wärmestrahlen absorbiert. Das kann dadurch erfolgen, dass man der Schicht einen Ultrarotstrahlen absorbierenden Stoff, wie Russ, einverleibt oder dass man in Kontakt mit der Schicht eine entsprechend absorbierende Schicht anbringt. Man kann die Harzschicht z. B. auf ultrarot-absorbierendes Trägermaterial, beispielsweise schwarz gefärbtes Papier, aufbringen. Die nach der Einwirkung von Wärme erhaltenen Widerstandsbilder können dann durch elektrostatisches Aufladen und Entwickeln mit einem weissen oder anders gefärbten Harzpulver sichtbar gemacht werden. Man kann auch farbloses Material verwenden, wenn man es während der Bestrahlung mit Ultrarotstrahlen in engen Kontakt mit einem Ultrarot-absorbierenden Körper bringt.
Dazu lässt man beispielsweise das Registriermaterial über eine geschwärzte Walze während der Wärmeeinwirkung laufen oder bringt es während dieser Zeit in engen Kontakt mit einem geschwärzten Film, beispielsweise einem geschwärzten Silberfilm.
Beispiel 1: Ein Rohpapier vom Flächengewicht 80 g/m2 wird durch Extrusion mit Polyäthylen beschichtet, so dass die Schichtdicke etwa 15 li beträgt. Auf die Polyäthylenschicht wird eine einseitig beschriftete Vorlage aufgelegt. Das so angeordnete Kopiermaterial wird im engen Kontakt mit einer Geschwindigkeit von einigen Metern pro Minute an einem fokussierten 1350 W-Ultrarotstrahler vorbeigeführt.
Durch die Ultrarotabsorption in der Vorlage entsteht ein Wärmebild, das durch den engen Kontakt auf die Polyäthylenschicht übertragen wird. Der spezifische elektrische Widerstand der Polyäthylenschicht sinkt an den Bildstellen ab und man erhält eine Widerstandsdifferenzierung, die den Bildstellen der Vorlage entspricht. Um dieses latente"Widerstandsbild"sichtbar zu machen, wird die Polyäthylenschicht mit einer Coronavorrichtung auf ein Oberflächenpotential von etwa 300 V positiv gegen Erde elektrostatisch aufgeladen. Das latente"Widerstandsbild"verwandelt sich dabei in ein latentes Ladungsbild, das ein Negativ zum Original darstellt, da die an den durch die Übertragung des Wärmebildes erzeugten Stellen geringeren Widerstandes aufgebrachten Ladungen sofort wieder abfliessen.
Nur an den nicht erwärmten, den bildfreien Stellen des Originals entsprechenden Flächen bleibt die aufgebrachte elektrostatische Ladung haften. Das elektrostatische, zum Original negative Ladungsbild wird sichtbar gemacht durch einen Entwickler, der z. B. aus 100 Gew.-Teilen Glaskugeln von der Korngrösse 300 - 400 Jl und 25 Gew.-Teilen eines Harzpuders der Korngrösse 20 - 50 Jl besteht.
Den Harzpuder erhält man durch Zusammenschmelzen von 30 Gew.-Teilen Polystyrol, 30 Gew. - Teilen harzmodifiziertem Maleinsäureharz [Beckacite (R) K 105] und 3 Gew.-Teilen Russ [Peerles (R) Black Russ 552], anschliessendes Vermahlen und Sichten.
Beispiel 2 : Mit einer Lösung von 10 Gew.-Teilen Polyvinylchlorid in 75 Vol.-Teilen Äthylace- tat wird ein Wachsrohpapier vom Flächengewicht 40 g/m2 maschinell zweiseitig beschichtet. Nach dem Trocknen der Schichten wird das Kopiermaterial auf eine ein-oder zweiseitig beschriftete Vorlage gelegt und von der der Vorlage abgekehrten Seite her einer Bestrahlung mit Ultrarot ausgesetzt. Man erhält auf der Oberfläche der Polyvinylchloridschicht eine Differenzierung im Widerstandsverhalten, die den Bildstellen der Vorlage entspricht und die bis zu 1 h in ausreichendem Masse erhalten bleibt, so dass auch nach dieser Zeit noch eine Umwandlung in ein elektrostatisches Ladungsbild, wie sie im Beispiel 1 näher beschrieben ist, möglich ist. Das Ladungsbild wird in bekannter Weise durch Einstäuben mit einem gefärbten Harzpuder sichtbar gemacht.
Beispiel 3 : Auf ein mit Melaminharz wasserfest gemachtes Papier yom Flächengewicht 140 g/m2 wird eine 30 u starke Folie aus Celluloseacetat aufkaschiert. Die Celluloseacetatschicht wird unter einer Filmvorlage einer kurzen intensiven Bestrahlung mit Ultrarot ausgesetzt. Das auf der Acetatschicht entstandene latente Bild wird sichtbar gemacht, indem die Acetatschicht mit Hilfe einer Corona elektrostatisch positiv aufgeladen und das entstandene Ladungsbild mit dem in Beispiel 1 näher beschriebenen Entwickler aus Glaskügelchen und Harzpuder sichtbar gemacht wird. Nach Fixierung des Puderbildes durch kurze Erwärmung ist es möglich, die erhaltene Kopie in eine Flachdruckform zu überführen.
Dazu überwischt man die bildtragende Acetatschicht mit einer methanolischen Lösung von Kalilauge, die man erhält, indem man 12 Gew.-Teile Kaliumhydroxyd in 90 Vol. -Teilen Methanol löst und mit Wasser auf 150 Vol. -Teile auffüllt. Durch die methanolische Kalilauge wird der Acetatfilm an den bildfreien Stellen verseift, während die aus dem fixierten Harzpuder bestehenden Bildstellen erhalten bleiben. Die
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bildfreien Stellen sind wasserführend im Gegensatz zu den Bildstellen, die mit fetter Farbe eingefärbt werden können. Mit der erhaltenen Papierdruckfolie kann in einem Flachdruckapparat gedruckt werden.
Beispiel 4 : Eine Lösung von 22 Gew. -Teilen eines Maleinatharzes vom Erweichungspunkt 95 bis 105 C in 200 Vol.-TeilenÄthylalkohol wird auf ein gegen das Eindringen organischer Lösungsmittel vorgestrichenes Papier vom Flächengewicht 110 g/m2 maschinell aufgetragen. Nach dem Trocknen der Schicht wird das Kopiermaterial unter einer positiven Filmvorlage einer kurzen Bestrahlung mit Ultrarot ausgesetzt. Um das latente Bild sichtbar zu machen, wird die Maleinatharzschicht mit Hilfe einer Coronaentladung elektrostatisch positiv aufgeladen. Nur an den vom Original her nicht erwärmten Stellen der Kopierschicht bleibt die elektrostatische Ladung haften. Es entsteht ein zum Original negatives Ladungsbild.
Dieses wird sichtbar gemacht durch Behandlung mit dem im Beispiel 1 beschriebenen Entwickler aus Glaskügelchen und einem gefärbten Harzpuder. Die Fixierung des Puderbildes erreicht man durch eine kurze Nachbehandlung mit Trichloräthylen-Dämpfen.
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Image recording method
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Resistance at the contact surfaces with ultra-red absorbing image areas of the original when exposed to heat is at least about two powers of ten lower. This is preferably at
Heat irradiation dropped the specific resistance of the resin layer below 1010 - 1012 n. Cm.
The suitability of a resin layer for the method according to the invention is determined, for example, by determining the electrical volume resistance of the layer as a function of the temperature, which shows whether a sufficient decrease in resistance occurs when the temperature increases. The lowering of the resistance of the resin layer applied to the substrate with increasing temperature can be improved with some resins by adding plasticizers to the resin in question - with polystyrene, for example, tricresyl phosphate is suitable, so that a very favorable resistance behavior is established.
The usefulness of the resins for the process according to the invention can also be demonstrated in a simple manner
Way to determine that the solution of such a resin on a carrier material, for. B. on a
Pour paper foil, remove the solvent in a moderately warm air stream, then place a template on the layer, irradiate it with thermal radiation for a short time through the template and then charge the layer by means of a corona discharge and apply an electroscopic powder to the layer thus charged Brings touch. If there is sufficient resistance differentiation at the temperature used, an image of the original is obtained.
Resins to be used according to the invention under the above-mentioned conditions include both synthetic and natural resins, for example polyolefins such as polyethylene, polyisobutylene, polypropylene, polybutylene, polyvinyl compounds such as polyvinyl chloride, post-chlorinated polyvinyl chloride, Polyvinyl acetate, polystyrene, particularly modified polystyrene, copolymers and polymer mixtures of the aforementioned compounds, polyesters such as polyterephthalic acid esters, cellulose esters such as cellulose acetate, cellulose propionate, maleate resins, coumarone resins and ketone resins.
Among the natural resins, shellac, for example, has advantages which make its use according to the invention advantageous. Conversion products of natural resins, such as polymerized resins, are also well suited.
The resins on which the resistance images are created can be self-supporting as such
Form can be used or applied to a base, e.g. B. in a known manner in the form of a
Melt or from solvents or in the form of dispersions. The thickness of the applied resin layer can vary within wide limits. You can z. B. apply layers between 10 and 30 Jl.
Thinner or thicker layers can also be used. If you want to make the resistance images visible - in the way to be described below - it is often advisable to choose layers not below 5 li, in order to prevent strike through when the electrostatic charge is applied. Very different substances, for example those made of paper, plastics, metals, ceramics, glass, can be used as carrier material. Films made from these substances are particularly useful.
The above-mentioned latent electrical resistance images can be converted into a visible image. To do this, the resistance images are loaded with a corona device. A charge is retained at the unheated areas, while at the heated areas, which have a significantly lower resistance, the charge at least partially flows off again, so that one can
An electrostatic image corresponding to the resistance image is obtained, which is converted in a known manner by contacting a finely divided colored resin or soot particles into a visible image which can be fixed by heating or by the action of solvent vapors.
In the case just mentioned, the resins are expediently applied to substrates that have sufficient electrical conductivity, for example foils or plates made of metal, glass plates, paper, plates or foils made of electrically conductive, fiber-free material that have been made superficially conductive for electrical charges ( Plastics, resins). Substances with a specific resistance of at most 1011 n. Cm are considered to be sufficiently electrically conductive within the meaning of the invention. If paper is used as a base for the layer that becomes conductive in the heat, it is advisable to pretreat the paper to prevent the coating solution from penetrating, e.g.
B. with methyl cellulose or polyvinyl alcohol, both in aqueous solution or with a solution of a copolymer of methyl acrylate and
Acrylonitrile in acetone and methyl ethyl ketone or with solutions of polyamides in aqueous alcohols.
Aqueous dispersions of such substances suitable for pretreating the paper surface can also be used.
If cellulose acetate is used as the resin on a waterproof carrier material, one can use
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means of superficial saponification of the cellulose acetate in the non-image areas, e.g. B. by alcoholic potassium hydroxide to make these places suitable for the water supply and thus produce printing forms for planographic printing.
In the case of transparent carrier material, intermediate originals can be obtained for further pausing on any light-sensitive material.
If you want to use the resistance images for registration purposes, you have to make sure that the resin layer absorbs enough heat rays. This can be done by incorporating a material that absorbs ultrared rays, such as carbon black, into the layer, or by applying a correspondingly absorbing layer in contact with the layer. You can use the resin layer z. B. on ultra-red-absorbing carrier material, such as black colored paper, apply. The resistance images obtained after exposure to heat can then be made visible by electrostatic charging and development with a white or differently colored resin powder. A colorless material can also be used if it is brought into close contact with an ultrared-absorbing body while it is being irradiated with ultrared rays.
For this purpose, for example, the recording material is allowed to run over a blackened roller during the action of heat or it is brought into close contact with a blackened film, for example a blackened silver film, during this time.
Example 1: A base paper with a surface weight of 80 g / m2 is coated with polyethylene by extrusion so that the layer thickness is about 15 li. A template labeled on one side is placed on the polyethylene layer. The copying material arranged in this way is guided past a focused 1350 W infrared lamp in close contact at a speed of a few meters per minute.
The infrared absorption in the original creates a thermal image that is transferred to the polyethylene layer through close contact. The specific electrical resistance of the polyethylene layer drops at the image areas and a resistance differentiation is obtained which corresponds to the image areas of the original. In order to make this latent "resistance image" visible, the polyethylene layer is electrostatically charged with a corona device to a surface potential of about 300 V positive to earth. The latent "resistance image" is transformed into a latent charge image, which is a negative of the original, since the charges applied to the areas of lower resistance created by the transfer of the thermal image immediately flow away again.
The applied electrostatic charge only adheres to the unheated areas corresponding to the non-image areas of the original. The electrostatic charge image, negative to the original, is made visible by a developer, e.g. B. consists of 100 parts by weight of glass spheres with a grain size of 300-400 Jl and 25 parts by weight of a resin powder with a grain size of 20-50 Jl.
The resin powder is obtained by melting together 30 parts by weight of polystyrene, 30 parts by weight of resin-modified maleic acid resin [Beckacite (R) K 105] and 3 parts by weight of carbon black [Peerles (R) Black Russ 552], followed by grinding and sifting .
Example 2: With a solution of 10 parts by weight of polyvinyl chloride in 75 parts by volume of ethyl acetate, a wax base paper with a basis weight of 40 g / m 2 is coated on two sides by machine. After the layers have dried, the copy material is placed on an original which is inscribed on one or two sides and exposed to irradiation with ultrared from the side facing away from the original. A differentiation in the resistance behavior is obtained on the surface of the polyvinyl chloride layer, which corresponds to the image areas of the original and which is retained to a sufficient extent for up to 1 h so that after this time there is still a conversion into an electrostatic charge image, as detailed in Example 1 is described is possible. The charge image is made visible in a known manner by dusting with a colored resin powder.
Example 3: A 30 micron thick cellulose acetate film is laminated onto a paper made waterproof with melamine resin and having a weight per unit area of 140 g / m 2. The cellulose acetate layer is exposed to a short, intensive irradiation with ultrared under a film. The latent image formed on the acetate layer is made visible by the acetate layer being electrostatically positively charged with the aid of a corona and the resulting charge image made visible with the developer of glass beads and resin powder described in more detail in Example 1. After fixing the powder image by briefly heating it, it is possible to transfer the copy obtained into a planographic printing form.
For this purpose, the image-bearing acetate layer is wiped over with a methanolic solution of potassium hydroxide solution, which is obtained by dissolving 12 parts by weight of potassium hydroxide in 90 parts by volume of methanol and making up to 150 parts by volume with water. The acetate film is saponified in the non-image areas by the methanolic potassium hydroxide solution, while the image areas consisting of the fixed resin powder are retained. The
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Image-free areas are water-bearing in contrast to the image areas, which can be colored with bold color. The paper printing film obtained can be used for printing in a planographic printing apparatus.
Example 4: A solution of 22 parts by weight of a maleate resin with a softening point of 95 to 105 C in 200 parts by volume of ethyl alcohol is applied by machine to paper with a surface weight of 110 g / m 2 which has been prepainted to prevent the penetration of organic solvents. After the layer has dried, the copy material is briefly exposed to ultra-red radiation under a positive film master. In order to make the latent image visible, the maleate resin layer is electrostatically positively charged with the aid of a corona discharge. The electrostatic charge only adheres to the areas of the copy layer that are not heated from the original. The result is a negative charge image compared to the original.
This is made visible by treatment with the developer described in Example 1, composed of glass beads and a colored resin powder. The fixation of the powder image is achieved by a short after-treatment with trichlorethylene vapors.