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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines perforierten Hohlzylinders von selbsttragender Wandstärke durch elektrolytische Ablagerung auf einem anschliessend entfernbaren zylindrischen Metallträger.
Es ist bekannt, durch Elektrolyse eine dicke Metallablagerung auf einer leitenden zylin- drischen Matrize herzustellen. Die Stärke dieser Ablagerung ist praktisch unbegrenzt, solange es sich um einen festhaftenden und gleichmässigen Überzug handelt. Dies ist der Fall, wenn es darum geht, eine zylindrische Matrize zwecks Veränderung ihres Durchmessers zu beschichten.
Dagegen tauchen schwer überwindbare Schwierigkeiten bei der Herstellung eines perforierten
Hohlzylinders auf. Bekannt sind Verfahren zur Sensibilisierung einer Matrize mit Hilfe einer lichtempfindlichen Harzschicht, auf der durch photographische Aufnahme und Belichtung ein Raster reproduziert wird, worauf die Schicht entwickelt wird. Die nicht belichteten Flächenbereiche werden von der Schicht befreit, und die Metallfläche der Matrize wird in diesen Bereichen blossgelegt, während die lichtempfindliche isolierende Schicht in den belichteten Bereichen haften bleibt, wo sie eine Schutzschicht sowohl gegen chemische als auch gegen elektrische Einflüsse darstellt.
Die elektrolytische Ablagerung auf einer so behandelten Matrize ist theoretisch oft von grossem
Nutzen ; sie ermöglicht nämlich die Herstellung eines nahtlosen Hohlzylinders (im Gegensatz zu aufgewickelten Folien). Praktisch ist dieses elektrolytische Verfahren jedoch infolge der unüber- windlichen Nachteile bei dem jetzigen Stand der Technik kaum entwickelt.
Ausser der oft unsicheren und mit der Dauer des Ablagerungsprozesses abnehmenden Haftung der in einem elektrolytischen
Bad aufgebrachten Schutzschicht bestehen die wesentlichen Nachteile in : - der Veränderung der Konturen und besonders der Verringerung der Fläche der Raster- punkte sowie folglich der Perforierungen bei zunehmender Stärke der Ablagerung - diese
Wirkung wird hauptsächlich durch den "Spitzeneffekt" des elektrischen Stroms verursacht ; - dem Entformen des Zylinders, d. h. dessen Trennung von der Matrize ; um ein einwand- freies Entformen zu ermöglichen, müssen die Flexibilität der Ablagerung, die Länge der
Matrize und die Stärke der abgelagerten Schicht so sein, dass der Ring sich elastisch verformen und sich auf diese Weise von der Matrize abheben lässt.
Bei dem augenblicklichen Stand der Technik besteht ein elektrolytisch hergestellter, perforierter und gerasteter Zylinder aus einer dünnen Folie, die kaum stärker ist als die lichtempfindliche Harzschicht. Wenn man die Stärke der Ablagerung erhöht, verformt sich das Rastermuster schnell und ungleichmässig, die Perforierungen verstopfen sich, und es wird praktisch unmöglich, den immer steifer werdenden Hohlzylinder von der Form zu trennen (diese Forderung für die Entformbarkeit begrenzt somit erheblich die Länge des Zylinders). Die Anwendung des bekannten Verfahrens beschränkt sich deshalb auf die Herstellung von Zylindern zum Drucken.
Die Dünne der Wände (maximal 0, 2 mm) der geringe Flächenanteil der Perforierungen (maximal 10% der Gesamtfläche) und die Grösse des Rasters ermöglicht es nicht, dieses elektrolytisch niedergeschlagene Metall lang anhaltenden Belastungen auszusetzen, und auch nicht, eine feine Reproduktion in der Art einer Heliogravur zu erhalten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zu schaffen zur Herstellung eines Hohlzylinders, der entweder auf seiner Gesamtfläche oder nur partiell perforiert ist, aus einer dicken Wandung besteht und durch elektrolytische Ablagerung auf einer Matrize hergestellt werden kann, von der er danach wieder abgenommen wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Raster oder Muster auf einem photographischen Film entsprechend dem Muster, das auf dem Zylinder reproduziert werden soll, auf photographischem Wege erzeugt wird und gleichzeitig ein dicker und regelmässiger Niederschlag einer lichtempfindlichen Harzschicht auf einem zylindrischen Metallträger vorbereitet wird, worauf der Film auf den Metallträger aufgebracht, belichtet und die lichtempfindliche Harzschicht, die auf dem Metallträger aufgetragen ist, entwickelt wird und dass anschliessend auf den Metallträger durch Eintauchen in ein elektrolytisches Bad eine elektrolytische Ablagerung erzeugt wird, worauf der so erhaltene Hohlzylinder von der Oberfläche des Metallträgers abgelöst wird.
Es ist in der AT-PS Nr. 304587 eine Matrize zur Herstellung eines Zylinders durch Elektroablagerung beschrieben. Diese Matrize besteht aus einem elastischen, leitenden Mantel, einem
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Gummimantel sowie aus einem zentralen Hohlraum. Der Gummimantel ist mit Flüssigkeit oder mit
Gas gefüllt und der Hohlraum mit komprimiertem Gas. Ein Luftanschluss ermöglicht es, den Hohlraum zu füllen oder zu leeren. Im Gegensatz zu der Erfindung besteht hier die Matrize aus einer elastischen Hülle. Das in dieser Druckschrift beschriebene Verfahren bedient sich keines in einem photographischen Verfahren auf den Zylinder aufgetragenen Rasters. Es ist kaum vorstellbar, wie durch den in dieser Druckschrift beschriebenen Prozess ein perforierter Zylinder hergestellt werden kann. Die Mäntel müssten Ausbuchtungen haben, die eine Begrenzung des Niederschlages erlauben.
In diesem Fall kann die Matrize nur für eine einzige Zylinderart gebraucht werden.
Im Gegensatz dazu kann der Metallträger gemäss der Erfindung für mehrere verschiedene Per- forationsmuster gebraucht werden.
Der Vorgang der Passivierung der sensibilisierten, kopierten und entwickelten Matrize be- wirkt, dass die Haftung zwischen dem Metall der Matrize und dem Metall der Ablagerung so klein wie möglich gehalten wird. Durch das erfindungsgemässe Verfahren können eine Reihe von Vor- bereitungsvorgängen ausgeführt und Betriebsbedingungen festgelegt werden, die regelmässige Per- forierungen und ein Entformen ohne Verformung gewährleisten.
Ferner wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die Oberfläche des Metallträgers und die
Harzschicht thermisch behandelt werden, bevor sie ins elektrolytische Bad eingetaucht werden, wobei diese langsam erwärmt, die erhöhte Temperatur beibehalten wird und sodann in der Um- gebungsluft abgekühlt werden, um die Qualität der elektrischen Isolation, der chemischen Wider- standsfähigkeit und der Haftbarkeit an dem kopierten und entwickelten Kunstharz zu erhöhen.
Das Bad muss während der ganzen Dauer des Ablagerungsprozesses auf einer völlig konstanten
Temperatur gehalten werden. Diese Temperatur wird je nach Grösse und Richtung der inneren
Spannungen des abgelagerten Metalls festgelegt.
Weiters wird vorgeschlagen, dass die Temperatur des elektrolytischen Bades während der ganzen Dauer des Ablagerungsvorganges genau konstant gehalten wird, wobei die Höhe dieser
Temperatur je nach der gewünschten Grösse und Richtung der inneren Spannungen des abgelagerten Metalls festgelegt wird.
Ein weiteres Verfahrensmerkmal wird darin gesehen, dass die Stromdichte während der ganzen
Dauer der dicken Ablagerung konstant gehalten wird, indem zur Bestimmung der Anfangsstromstärke zunächst die leitende Oberfläche nach dem Entwicklungsvorgang gemessen wird und dann die Stromstärke regelmässig in dem Ausmass nachgeregelt wird, wie die Fläche der Ablagerung durch zunehmende Überdeckung des Harzes sich von dem Zeitpunkt an vergrössert, in welchem die Dicke des abgelagerten Metalls grösser wird als die des isolierenden Harzes, das die Matrize in den den gewünschten Perforierungen entsprechenden Bereichen überdeckt.
Die Stromdichte wird also während der ganzen Dauer der Ablagerung konstant gehalten.
Zu diesem Zweck wird die nicht isolierte Fläche exakt berechnet, um die ursprüngliche Stromstärke zu bestimmen. Diese Stärke wird dann regelmässig in dem Masse korrigiert, wie die Fläche der Ablagerung durch fortschreitende Überdeckung des Harzes zunimmt, wenn die Dicke des abgelagerten Metalls grösser wird als die der isolierenden Harzschicht, die den ursprünglichen Umriss der Perforierungen bestimmt.
Die Stärke des Zylinders verändert die Oberfläche und die Genauigkeit der ursprünglichen Konturen der durch den photographischen Raster bestimmten Löcher oder Perforierungen. Die Merkmale des Rasters werden deshalb in Abhängigkeit von der gewünschten Ablagerung und besonders von der Endstärke ausgewählt, wobei der Raster von einem herkömmlichen Raster auf photographischem Wege hergestellt wird. Jedesmal wird also für einen bestimmten Zylinder ein besonderer Raster angefertigt, der durch den Umriss des Rasterpunktes, die Anzahl der Punkte pro Quadratzentimeter und die Breite der Brücken oder Stege zwischen zwei nebeneinanderliegenden Rasterpunkten bestimmt ist.
Vorteilhaft ist es, wenn der verwendete Raster zur Schaffung eines praktisch gleichmässigen elektrischen Feldes bei der Ablagerung unter minimaler Verformung der Brücken sechseckförmige Rasterpunkte aufweist, so dass mit der Vergrösserung der Scheitelwinkel (1200) eines sechseckigen Pnktes gegenüber denen eines normalen quadratischen Punktes (900) die nur wenig über der Breite der Stege liegende Ablagerungsbreite und ein minimaler Spitzeneffekt derart gegeneinander ausge-
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glichen werden, so dass eine praktisch gleichmässige Wandstärke entsteht.
Die Matrize wird mit einer lichtempfindlichen Harzschicht sensibilisiert, deren Stärke und
Gleichmässigkeit je nach der gewünschten Ablagerung genau kontrolliert werden. Der gerasterte
Film mit konstanten Massen wird auf die Harzschicht gelegt und durch Belichtung der empfind- lichen Schicht in deren ganzer Stärke kopiert, worauf die Schicht entwickelt wird ; die Matrize stellt dann das Negativ des kopierten Rasters dar.
Die Widerstandseigenschaften des Harzes werden durch eine gleichmässige thermische Behand- lung auf dessen ganzer Fläche verbessert. Auf diese Weise verbessert man solche Eigenschaften wie die elektrische Isolation, den Widerstand gegen chemische Einflüsse und die Haftung zwischen
Matrize und Harz, so dass eine dicke elektrolytische Ablagerung hergestellt werden kann, ohne auf die Festigkeit des in einem elektrolytischen Bad eingetauchten Harzes, die Eintauchdauer oder die Stromdichte achten zu müssen.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren kann also ein Hohlzylinder bestehend aus einem zylindrischen Ring mit dicker Wandung geschaffen werden, der durch elektrolytische Metallab- lagerung auf einer leitenden zylindrischen Matrize gebildet worden ist, die zuvor mit einer licht- empfindlichen Schicht überzogen worden ist, welche die Rasterpunkte eines Films wiedergibt. Der zylindrische Ring weist Perforierungen auf, die jeweils einem Rasterpunkt entsprechen. Der Umriss dieser Perforierungen besteht aus'konvex gekrümmten Seiten, die durch den Spitzeneffekt während der Ablagerung und der partiellen Überdeckung der Harzschicht entstanden sind. Dieser Zylinder ist inneren Spannungen ausgesetzt, die versuchen, den Zylinder zu dehnen und dadurch von der durch die Matrize gebildeten Form zu trennen.
Die Struktur des erhaltenen gerasterten Hohlzylinders zeichnet sich einerseits durch die
Art und die Dichte der Perforierungen und anderseits durch die Wandstärke aus, die so ausgewählt ist, dass ein starrer Ring entsteht und dass das Verhältnis der Fläche der Perforierungen zur
Fläche der Stege der Art und Menge des abzulagernden Materials entspricht.
Zur näheren Erläuterung wird die Erfindung nachstehend an Hand eines Ausführungbeispiels beschrieben. Es zeigen : Fig. l eine vergrösserte Teilansicht eines Rasters zum Kopieren auf eine zylindrische Matrize bei der erfindungsgemässen Herstellung eines Zylinders durch elektro- lytische Ablagerung ; die Fig. 2, 3 und 4 die aufeinanderfolgenden Stufen der Vorbereitung der Matrize und der photographischen Reproduktion des Rasters auf der lichtempfindlichen Harzschicht ;
Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung einer Wanne für die elektrolytische Ablagerung des Metalls auf den nichtisolierten Flächen der Matrize ;
Fig. 6 in perspektivischer und vergrösserter Darstellung einen Teil der auf der zylindrischen Fläche der Matrize erhaltenen Ablagerung ; die Fig. 7 und 8 im Schnitt die Entwicklung der Struktur der elektrolytisch abgelagerten Metallschicht mit Zunahme ihrer Dicke ; Fig. 9 eine Innenansicht des Umrisses einer Perforierung, die einem anfänglich sechseckigen Rasterpunkt entspricht ; die Fig. 10, 11 und 12 das Entformen des dicken zylindrischen Rings durch Aufweiten im Verhältnis zur Matrize ; Fig. 13 eine Darstellung der Bestandteile eines Spannungsmessers zur Kontrolle der inneren Spannungen des abgelagerten Metalls und Fig. 14 die Anwendung dieses Spannungsmessers, um die optimalen Bedingungen für eine elektrolytische Ablagerung festzulegen.
Bei Herstellung eines Rasters wird durch ein normales photographisches Verfahren ein Raster, bestehend aus einem flexiblen durchsichtigen Träger von konstanten Abmessungen hergestellt, der von einer lichtempfindlichen Harzschicht bedeckt ist, auf welche der Raster reproduziert wird. Der Raster wird durch ein Netz von Punkten --3-- gebildet. Fig. 1 stellt einen Raster von Punkten --3-- dar, die einen sechs eckigen Umriss --4-- aufweisen.
Bei Herstellung des Rasters wird die Stärke --5-- des gewünschten Zylinders --6-- (Fig. 12), die Eigenschaften der Perforierungen --7-- dieses Zylinders und die Art der Verwendung berücksichtigt, für welche dieser Zylinder bestimmt ist. Beispielsweise für einen Hohlzylinder zur Herstellung eines dicken Überzugs in gleichmässiger Bedeckung wird der Raster zunächst von der Anzahl der Punkte --3-- pro Einheitsfläche, der Fläche (oder dem Durchmesser) --8-- jedes einzelnen Punktes und dem Abstand zwischen zwei benachbarten Punkten definiert.
Dieser Abstand wird durch die Breite --9-- der Brücke oder des Steges --10-- zwischen zwei Seiten gekennzeichnet (Fig. 1). Die Perforierungen --7-- der Metallablagerung sind verformte Abbilder der Raster- punkte-3- (Fig. 7).
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in den Eckenbereichen --12-- diePunkten --3-- gebildet sind, regelmässiger ist als mit einem klassischen Raster mit quadratischen
Punkten (in diesem Fall wäre der Abstand --13-- gleich der Breite des Steges multipliziert mit f2'). Der sechseckige Umriss stellt keine Beschränkung dar, und die Form der Punkte bestimmt sich nach dem gewünschten Ergebnis.
Die zylindrische Metalloberfläche --14-- der Matrize wird mit einer dünnen lichtempfind- lichen Harzschicht --15-- überzogen. Für einen herkömmlichen Hohlzylinder mit einer Wandstärke von 0, 06 bis 0, 08 mm ist eine Harzschicht von einigen Mikron ausreichend. Für einen dicken
Zylinder von 0, 5 bis 0, 7 mm Wandstärke muss die Schichtdicke demgegenüber leicht erhöht werden (0, 04 bis 0, 05 mm).
Die Stärke der Metallablagerung ist etwas grösser als die Stärke der Harzschicht --15-- (Fig. 7 und 8). Daher hängt die Fläche der Perforierungen --7-- für eine bestimmte Wandung von dem Zeitpunkt ab, bei dem die Harzschicht anfängt, bedeckt zu werden, d. h. von der Dicke der Schicht --15--.
Die Harzschicht --15-- verbleibt während einer bestimmten Zeitspanne im elektrolytischen
Bad (Fig. 5). Während des ganzen Ablagerungsvorganges, muss die Harzschicht an der Matrize ein- wandfrei haften. Dies setzt vor dem Überziehen der Matrize eine besonders sorgfältige Reinigung und Aktivierung ihrer Oberfläche-14- (Fig. 2) sowie die Verwendung eines Harzes mit ausge- zeichneten Isoliereigenschaften und einer guten Beständigkeit gegen chemische Einflüsse voraus.
Zur Abbildung des Rasters auf der Matrize wird nach Trocknung der lichtempfindlichen Harz- schicht der mit dem Raster --1-- versehene Film, dessen Abmessungen genau denen der Matrize entsprechen, auf die Harzschicht --5-- gelegt. Der Film --2-- weist klare (durchsichtige) Zonen auf, die z. B. genau der Form der Rasterpunkte entsprechen, und lichtundurchlässige Zonen, welche die Abstände zwischen diesen Punkten bestimmen. Der Film --2-- wird dann auf die Schicht-15kopiert. Um eine scharfe Kopie der Konturen der Rasterpunkte zu gewährleisten, wird die Schicht in ihrer vollen Stärke belichtet. Unter den lichtundurchlässigen Zonen des Films, d. h. auf der ganzen Fläche der Brücken oder Stege --10-- bleibt das Licht ohne Wirkung auf die Harzschicht.
Um ganz scharfe Konturen zu erzielen, wird vorzugsweise eine grelle Lichtquelle verwendet, deren Strahlen --17-- praktisch lotrecht auf die zu kopierenden Flächen fallen (Fig. 3).
Das Harz wird in allen Bereichen aufgelöst, die den Brücken oder Stegen des Rasters entsprechen. In diesen Bereichen wird die Metallfläche blossgelegt, während die Punkte --3-- des Rasters von einer Isolierschicht geschützt bleiben (Fig. 4).
Um eine Verbesserung des Widerstandes und der Festigkeit des Harzes zu erzielen, werden die Matrize --11-- und die beim Entwickeln verbleibenden Rückstände --16-- einer dem verwendeten Harz angepassten thermischen Behandlung unterworfen. Es handelt sich meistens um eine langsame Erwärmung bis auf eine relativ hohe Temperatur (100 bis 150 C), die eine gewisse Zeit beibehalten wird, und dann um eine Abkühlung auf Zimmertemperatur.
Zwei Faktoren sind für das elektrolytische Bad und die Bedingungen für die Ablagerung wesentlich, nämlich die Temperatur des Bades und die Stromdichte. Die Temperatur des Bades wird konstant gehalten, beispielsweise auf 60 C. Ebenso muss während der elektrolytischen Ablagerung die Stromdichte konstant bleiben.
Die Anfangsfläche der Ablagerung auf der von der Matrize unter Berücksichtigung der blossgelegten Flächen gebildeten Kathode wird genau berechnet. Die Stärke der Ablagerung wird mit Hilfe eines Zählers durch einfaches Ablesen der Strommenge gemessen, die durch das Bad seit Beginn der Ablagerung eines bestimmten Metalls (z. B. Nickel) hindurchgeflossen ist. Wenn diese Stärke die der lichtempfindlichen Harzschicht erreicht hat, vergrössert sich die Oberfläche der Ablagerung zunehmend (Fig. 7 und 8). Dann muss gleichzeitig die Gesamtstromstärke geändert werden, um die Stromdichte konstant zu halten.
Die Stärke der Metallablagerung kann z. B. 0, 6 mm erreichen oder überschreiten, während
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die Dicke der isolierenden Harzschicht sich bei einigen 100stel mm bewegt (das Verhältnis von
1 : 10 kann überschritten werden).
Der Spitzeneffekt, den das magnetische Feld und die Form der leitenden Oberflächen ent- stehen lassen, verursacht eine partielle Überdeckung der Rückstände --16-- und demzufolge eine
Verringerung der Flächengrösse der Löcher oder Perforierungen --7-- und eine Verbreiterung der Brücken --18--. Diese Entwicklung nimmt mit der Stärke der Ablagerung zu. Ein Loch --7-- weist dann in der Draufsicht eine grundsätzlich sechseckige Form auf, die von gekrümmten Rändern begrenzt ist, und seine Flächengrösse ist geringer als die des ursprünglichen Rasterpunktes --3--, der sich auf der Innenseite der Zylinderwandung im Relief wiederfindet (Umriss --20-- von gleicher
Stärke wie die Harzschicht, die den Rückstand --16-- bildet, in den Fig. 6, 7,8 und 9).
Die Ränder --19-- stellen die sichtbaren Seiten der Brücken oder Stege --18a-- dar, welche die dicke
Wandung des Zylinders bilden.
Die Fig. 7 und 8 zeigen die Entwicklung der Ablagerung, nämlich den Querschnitt einer
Brücke. ist die Stärke kaum grösser als die Dicke der Harzschicht, überwiegt der Spitzeneffekt, und die Überdeckung verursacht seitliche Wulste --21 und 22-aus abgelagertem Metall. Der ursprüngliche Rasterpunkt bestimmt dabei die mittlere Stärke-20- (Fig. 2). Nimmt die Stärke der metallischen Ablagerung zu, füllt sich die konkave Form der Aussenseite allmählich auf, und am Ende der Ablagerung bleibt nur eine schmale Linie --23-- in konkaver Form auf dieser Aussen- seite-24- (Fig. 8).
Das elektrolytische Bad --25-- befindet sich in einer Behandlungswanne-26--. Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung, in der die Matrize --11-- völlig eingetaucht ist und dabei um eine waagrechte
Achse gedreht wird. Die kathodenseitigen Lager --27-- des Bades sind mit Kohlebürsten --28-- versehen, die mit dem Minuspol eines (nicht gezeigten) Gleichrichters verbunden sind. Die sensibili- sierte Matrize dreht sich vor den Anoden --29--, die z. B. an einer Schiene --30-- oberhalb des
Bades aufgehängt sind, welche mit dem Pluspol des Gleichrichters verbunden ist. Wenn an den
Klemmen des Gleichrichters eine Spannung erzeugt wird, geht der Strom von der Kathode zu den Anoden durch das gleitende Bad (z. B. auf Chlorid-oder Nickelsulfamatbasis).
Die positiven
Metallionen (Ni++) lagern sich auf den leitenden Flächen der Minuselektrode ab, d. h. auf den nichtisolierten Bereichen der Matrize Die für die Behandlung notwendigen Geräte (Pumpe, Geräte zum Erwärmen und Regelung der Temperatur, elektrischer Zähler) sind bekannt und daher nicht dargestellt.
Die Fig. 13 und 14 stellen ein als Spannungsmesser bezeichnetes Gerät --31-- dar, das die inneren Spannungen einer elektrolytischen Ablagerung quantitativ und ihrer Richtung nach wiedergibt. Der Spannungsmesser --31-- enthält eine Grundplatte --32-- aus massivem nichtleitendem Metall, eine starre Stange --33--, die senkrecht auf der Grundplatte befestigt ist und an ihrem freien Ende eine Befestigungsvorrichtung --34-- für ein Metallband --35-- trägt, einen Ring - -36--, der auf die Stange --33-- in der Nähe des Sockels --32-- drehbar aufgeschoben ist und ein zylindrisches Drehsegment --37-- trägt, dessen Aussenrand --38-- verzahnt ist,
eine Klemmhülse --39-- mit einer Klemmschraube --40-- zum Festklemmen am Ring --36-- und ein Zahnrad --41-- mit einem damit drehenden Zeiger --42--, der sich vor einer Skala --43-- bewegt, wenn das Zahnrad --41-- vom gezahnten Drehsegment --37-- übersetzt angetrieben wird (Fig. 13). Alle diese Teile, mit Ausnahme des Metallbandes --35--, bestehen aus nichtleitendem Material.
Der Einsatz und die Funktion des Spannungsmessers --31-- sind nachstehend erläutert.
Das Band --35--, z. B. ein Band aus Federstahl, wird an seinen Enden --35a und 35b-- einerseits an der Stange --33-- mittels der Befestigungsvorrichtung --34-- und anderseits an dem Ring --36-- mittels der Klemmeinrichtung --39, 40-- festgelegt. Beim Auftreten einer inneren Kraft in dem schraubenförmig aufgewickelten Band --35-- dreht sich dessen unteres Ende --35-- im Vergleich zum oberen Ende --35a-- um die Schraubenachse. Diese Drehbewegung nimmt den Ring --36--, das Drehsegment --37-- und über die Zahnübersetzung --38 bis 41-- den Zeiger - mit, der sich dadurch an der festen Skala --43-- entlang bewegt.
Die Richtung der Kraft wird durch die Bewegungsrichtung des Zeigers --42-- angegeben, während ihr absoluter Wert proportional den Zeigerausschlag an der Skala --43-- ist.
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Eine solche Vorrichtung schafft nach Eichung der Skala --42-- die Möglichkeit, die inneren
Spannungen der elektrolytischen Ablagerung zu kontrollieren, zu messen und zu korrigieren, wenn sich die Vorrichtung innerhalb des elektrolytischen Bades --25-- befindet und mit den Enden - -35a, 35b-- des metallischen Bandes --35-- an eine Gleichstromquelle angeschlossen ist (Fig. 14).
Die Fig. 10, 11 und 12 geben schematisch den Vorgang des Entformens wieder. Für einen
Hohlzylinder von beispielsweise 2 m Länge und 0, 6 mm Wandstärke wird eine Ablagerung auf einer zylindrischen Matrize --11-- von etwa 2, 5 m Länge hergestellt. Am Ende des Ablagerungsvorganges wird der Zylinder von der Matrize abgehoben, indem man z. B. eine dünne Platine --44-- zwischen die beiden Metalloberflächen der Matrize und des Hohlzylinders schiebt (Fig. 10). Die Platine wird nur an einem Ende der Matrize und nicht tief eingeführt.
Dieser Vorgang hat den Zweck, die inneren Spannungen in dem abgelagerten Metall freizu- setzen und eine leichte Dehnung des Zylinders --6-- im Vergleich zur Matrize hervorzurufen, wobei die vorangegangene Passivierung der Matrize die Entstehung der Dehnung erleichtert. Im
Grunde wird eine"Abhebewelle"ausgelöst, die man dadurch vorantreibt, dass man einerseits die
Platine auf der Leitlinie des Zylinders entlangschiebt und anderseits eine Walze --45-- unter
Druck auf der Aussenseite der Ablagerung auf der ganzen Länge des Zylinders entsprechend den
Pfeilen 46 und 47 (Fig. 10 und 11) abrollt. Wenn der Hohlzylinder auf seiner ganzen Fläche abge- hoben ist, kann er von der Matrize --11-- getrennt werden, indem man ihn längs der Matrizen- achse in Pfeilrichtung 48 (Fig. 12) gleiten lässt.
Der Anwendungsbereich eines perforierten Hohlzylinders mit dicker Wandung ist sehr gross.
Es seien nur einige Anwendungsmöglichkeiten als nichteinschränkende Beispiele genannt.
Ein auf seiner ganzen Fläche perforierter Zylinder ermöglicht die Herstellung eines gleich- mässigen Anstrichs von grosser Stärke durch Ablagerung eines Anstrichmaterials durch die Per- forierung hindurch.
Wenn der Zylinder unterschiedliche Formen oder Muster von Perforierungen aufweist, ermög- licht er die Herstellung einer Reliefablagerung von sich ändernder Dicke : Man kann z. B. mit einem einzigen Zylinder Ablagerungsstärken mit Plastisol (Polyvinylchlorid) erreichen, die Materialmengen zwischen 100 g/m2 und 1 kg/m2 entsprechen.
Der Zylinder ermöglicht die Veränderung des Oberflächenzustandes oder der Struktur eines Erzeugnisses und die Perforierungen werden wie Düsen verwendet, durch die ein Fluid (gasförmig oder flüssig) hindurchtritt.
Der Zylinder ermöglicht es, einen beliebigen Harztyp, z. B. ein thermoklebendes Material, Punkt für Punkt durch die Perforierungen hindurch abzulagern.
Der dickwandige Hohlzylinder kann wegen seiner Streifigkeit als Gegenwalze zu einem Vollzylinder verwendet werden, wobei eine klebende Harzschicht durch die Perforierungen abgelagert wird, um zwei Träger zu kleben, die zwischen den zwei Zylindern hindurchgeführt werden.
Der Hohlzylinder kann selbstverständlich auf herkömmliche Weise als Druckwalze verwendet werden.
Nachstehend werden die numerischen Werte der verschiedenen Herstellungsvorgänge eines dickwandigen Hohlzylinders angegeben. Die Stärke der lichtempfindlichen Schicht beträgt 0, 05 mm.
Die Dichte der Rasterpunkte pro Flächeneinheit ist in grossem Masse variabel unter der Bedingung, dass sie einen Rasterpunkt von grösserem Durchmesser als die Überdeckung des Harzes bewirkt.
Die Wandstärke des gewünschten Hohlzylinders beträgt 0, 6 mm. Eine Ablagerungsbedingung ist, dass sich die Matrizen gänzlich im Bad befinden und um eine waagrechte Achse mit zirka 30 Umdr/min drehen. Das Bad ist auf Nickelsulfamatbasis aufgebaut. Es werden keine Ver- änderungen des Bades während des Ablagerungsvorganges durchgeführt. Korrekturen können zwischen zwei Behandlungen ausgeführt werden. Ein Zusatz wird zur Erzielung von Schrumpfspannungen (Blankmacher) und ein anderer für Dehnungsspannungen (Saccharin) beigefügt. Beide Zusätze werden mit Hilfe des Spannungsmessers dosiert. Andere Zusätze in Form von Borsäure und Nickelchlorül können beigegeben werden. Der pH-Wert des Bades beträgt zirka 4, 5. Als Anoden werden Nickelkugeln in Filtriersäcken eingesetzt.
Die Geschwindigkeit der Ablagerung hängt von der Stromdichte ab, liegt aber bei zirka 0, 12 mm pro h bei 12 Ampere/dm2. Die Ablagerung erfolgt über einen Zeitraum von 5 h.
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Diese Werte werden nur als Hinweis angegeben. Der Rahmen der Erfindung wird durch eine Veränderung der verwendeten Erzeugnisse, deren Dosierung usw. nicht verlassen. Für einen bestimmten Raster z. B. wird das Verhältnis Steg/Loch verändert, indem man die Stärke der Harzschicht verändert.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren erhält man bis zu 80% perforierte Fläche auf einer Wandung von 0, 5 mm Stärke. Die bekannten Verfahren lassen nur Werte von 9 bis 10% zu.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines perforierten Hohlzylinders von selbsttragender Wandstärke durch elektrolytische Ablagerung auf einem anschliessend entfernbaren zylindrischen Metallträger, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Raster oder Muster auf einem photographischen Film entsprechend dem Muster, das auf dem Zylinder reproduziert werden soll, auf photographischem Wege erzeugt wird und gleichzeitig ein dicker und regelmässiger Niederschlag einer lichtempfindlichen Harzschicht auf einem zylindrischen Metallträger vorbereitet wird, worauf der Film auf den Metallträger aufgebracht, belichtet und die lichtempfindliche Harzschicht, die auf dem Metallträger aufgetragen ist, entwickelt wird und dass anschliessend auf den Metallträger durch Eintauchen in ein elektrolytisches Bad eine elektrolytische Ablagerung erzeugt wird,
worauf der so erhaltene Hohlzylinder von der Oberfläche des Metallträgers abgelöst wird.