DE1953298A1 - Verfahren zur Bilderzeugung auf Kunststoffoberflaechen - Google Patents

Description

Verfahren zur Bilderzeugung auf Kunststoffoberflächen

Die Erfindung bezieht sich auf ein neues einfaches Verfahren zur Bilderzeugung auf hochohmigen Kunststoffoberflächen durch mechanischen Druck.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Reliefvorlage an eine KunststoffOberfläche anpreßt und das nach Trennen von Vorlage und Oberfläche erhaltene latente Bild mittels bekannter elektrophotographischer Entwicklungsverfahren sichtbar macht und gegebenenfalls fixiert.

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■".,. Als Reliefvorlage kann an sich jedes bekannte, aus den verschiedensten Materialien bestehende Relief verwendet werden. So können Kunststoff- oder Gummireliefs eingesetzt werden. Besonders sind solche mit scharfer Differenzierung der erhabenen und vertieften Bereiche scharfe Ätzkonturen, wie sie beispielsweise bei Metallklischees mit einfacher Bildausführung, wie Schriftzeichen oder Strichzeichnungen, vorhanden sind - geeignet, Auch kurzzeitig auf die Oberfläche aufgedrückte Schriftzeichen und Bildelemente, wie zum Beispiel Schreibmaschinentypen, führen zu latenten, entwickelbaren Abbildungen.

Als Kunststoffmaterialien kommen solche in Frage, die einen Oberflächenwiderstand von y 10 Ohm besitzen. Hierzu gehören Polyester, wie zum Beispiel Polyethylenterephthalat, Polyolefin, wie zum Beispiel Polyäthylen und Polypropylen, oder Polyvinylchlorid oder PoIycarbonat. Besonders bevorzugt werden Folien aus PoIyäthylenterephthalat oder Polypropylen eingesetzt.

Im Falle der Verwendung von Folien können diese als Einzelformate oder in Form planer Endlosbahnen vorliegen, wobei die Folien vorteilhaft auf möglichst

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glatten polierten Unterlagen, insbesondere auf solchen aus Polymethacrylsaureestern (zum Beispiel PLEXI-GLASvV ), bei Anwendung des mechanischen Druckes aufliegen. Es lassen sich ferner auch Kunststoffteile mit gekrümmter Oberfläche, sogenanntes Halbzeugmaterial (zum Beispiel Kunststoffrohre), nach dem erfindungsgemä'ßen Verfahren bebildern, wobei das Format der Reliefvorlage diesen Materialien angepaßt sein muß. Vor dem Anpressen der Reliefvorlage werden die zu bebildernden Folien bzw. Kunststoffteile zweckmäßigerweise entladen. Dies kann mit Hilfe einer Wechselspannungscorona geschehen.

Der erforderliche mechanische Druck zur Bildwiedergabe soll angemessen sein, d.h., er kann nicht über die Festigkeitseigenschaften der Kunststoffolien hinaus gesteigert werden und ist nach unteren Werten begrenzt durch die Bilderzeugung selbst. Dabei ist es von Wichtigkeit, daß die Druckverteilung über die gesamte Bildvorlage konstant ist, damit keine störenden Ladungsunterschiede entstehen, welche im späteren Verlauf des Verfahrens zu unklaren Bildern führen. Die Druckaufgabe kann durch einfache handbetriebene Geräte, wie zum Beispiel Rollen, Handroller oder Pressen, oder durch

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maschinenbetriebene Walzenpaare erfolgen. Ferner reicht auch der Anschlag der Schrifttypen in handelsüblichen Schreibmaschinen aus, um auf Kunststoffolien der genannten Art latente, entwickelbare Abbildungen zu erzeugen.

Nach dem Anpressen der Reliefvorlage an die Kunststofffolie muß bei dem Trennvorgang darauf geachtet werden, daß keine Verschiebung von Vorlage und Folie auftritt, da sonst ein Verwischen stattfindet, das zu unscharfen, nicht brauchbaren Bildern führt. Bei der kurzzeitigen Einwirkung von Schreibmaschinentypen, die nur etwa 0,5 /Usec dauert, besteht diese Gefahr einer gegenseitigen Verschiebung von Vorlage und Folie nicht.

Das beim Anpressen und Wiederabheben des Reliefs auf der Oberfläche entstandene latente Bild wird anschließend durch bekannte elektrophotographxsche Entwicklungsverfahren - Betonerung - sichtbar gemacht. Man kann den bildmäßig aufgebrachten Toner fixieren, so daß sich ein wischfestes Bild der Reliefvorlage ergibt. Im Falle, daß man das Tonerbild auf der Folie nicht thermisch fixiert, ist auch eine bildmäßige Übertragung auf Papier oder andere Folien möglich.

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Da das erzeugte latente Bild anhand des mit Hilfe einer feinauflösenden elektrostatischen Meßsonde bestimmten Ladungsprofils nachgewiesen werden kann, darf gefolgert werden, daß es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im wesentlichen um elektrostatische Ladungseffekte handelt. In Abbildung 1 wird ein solches Ladungsprofil beispielsweise gezeigt, das durch Anpressen eines Zinkklischees an eine Polyäthylenterephthalatfolie entstanden ist.

Es ist zwar bereits ein reprographisches Verfahren zur Bilderzeugung durch Einwirkung von mechanischem Druck bekannt, jedoch bezieht sich dieses ausschließlich auf elektrophotographische Kopiermaterialien, d.h. auf anorganische oder organische Photoleiterschichten, die entweder sich auf einer Unterlage befinden oder aus einer selbsttragenden Schicht bestehen. Im Gegensatz hierzu setzt das erfindungsgemäße Verfahren das Vorhandensein photoleitender Eigenschaften in dem durch mechanischen Druck beanspruchten Material nicht voraus, sondern ist auf jedes Kunststoffmaterial anwendbar, das die eingangs beschriebenen Eigenschaften besitzt.

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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere durch seine Einfachheit aus. So ist es nun möglieh, lediglich durch Anpressen einer Reliefvorlage und ohne Zuhilfenahme weiterer Verfahrensschritte latente Bilder auf hochohmigen Kunststoffoberflächen zu erzeugen, die durch Betonern sichtbar gemacht werden können. Nach, dem erfindungsgemäßen· Verfahren ist es möglich., auf einfache Weise Schriftbilder zu erzeugen, wie sie etwa im C'omputerausdruck zustande kommen, oder es können Linien- oder Rasterbilder erzeugt werden, sowohl im einfachen Foliendruck als auch im Mehrfarbendruck.

Ferner können die im Zeitungsrotationsdruck verwendeten Klischees mittels geeigneter Kunststoffolien nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgegriffen und im Offsetverfahren wiedergegeben werden.

Darüber hinaus stellt die beschriebene Methode die Grundlage für ein einfaches Transferverfahren dar, bei dem beispielsweise auf eine auf einen Zylinder aufgespannte Folie ein Hochdruckbild wie beschrieben übertragen wird, das Puderbild jedoch nicht eingebrannt, sondern auf Papier aufgebracht wird.

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Die Möglichkeit, unter Zuhilfenahme normaler Schreibmaschinen latente, entwickelbare Bilder von Schriftzeichen auf Kunststoffolien herzustellen, bietet den Vorteil, daß hierbei kein Farbband und somit kein sich relativ rasch abnutzendes Hilfsmaterial zur Bilderzeugung erforderlich ist. Die abzubildenden metallischen Typen selbst besitzen infolge ihrer geringen zeitlichen Abnützung eine sehr hohe Lebensdauer und verschmutzen wesentlich weniger als bei Verwendung von Farbbändern.

Eine weitere Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Registrierung von Meßdaten. Anstelle der üblicherweise verwendeten Papierstreifen können in Registriergeräten Folienbänder aus Kunststoffen der obengenannten Art eingesetzt werden und auf diese durch geeignete mechanische Punktdrucker Meßwerte in Form latenter Ladungsbilder aufgedruckt werden. Diese lassen sich dann entweder durch Entwicklungsprozesse der oben geschilderten Art direkt sichtbar machen und fixieren oder unter Zuhilfenahme elektrostatischer Meßsonden abgreifen und an eine oder mehrere andere Stellen (zum Beispiel Meßwarten bzw. Auswertzentren von Meßdaten) auf elektrischem Wege übertragen. Bei letzterer Methode können sowohl quer über die Folienbahn traversierende

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Meßsonden verwendet werden als auch solche, die auf elektronischem Wege automatisch dem latenten, aus einzelnen Meßpunkten bestehenden Registrogramm auf der Kunststoffolie nachgeführt werden. Meßsonden mit genügend hohem Auflösungsvermögen stehen, dem Stand der Technik entsprechend, hierfür zur Verfügung. Abbildung 2a zeigt schematisch ein solches für Registrierzwecke verwendetes, seitlich geführtes Kunststoff-Folienband 1. Ein mechanischer traversierbarer Drucker 2 erzeugt hierbei auf der Kunststoffolie eine punktweise oder kontinuierliche Aufzeichnung von Meßdaten 3. Diese existieren als latentes Ladungsbild auf der Folie; sie sind jedoch in Abbildungen 2a und b zum besseren Verständnis als punktierte Meßkurve eingezeichnet. Eine

ebenfalls traversierbare elektrostatische Meßsonde 4 greift, vom Meßwert selbst gesteuert, diesen entweder kontinuierlich oder entsprechend einem bestimmten Zeitplan ab und überträgt ihn unter Zuhilfenahme der bekannten elektronischen yerstärkermöglichkeiten an die in Frage kommenden Stellen. Soll eine Traversierung der Meßsonde vermieden werden, so kann auch nach Art der ' Abbildung 2b quer zur Folienbahn eine beliebige Anzahl

gleichartiger Sonden 5 fest installiert werden. Jeweils ■ die dem ankommenden Meßpunkt nächstbenachbarte Sonde 6

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kommt hierbei zum Ansprechen und übernimmt die Datenübertragung.

Die Bildwiedergabe nach dem vorliegenden Verfahren ist insofern überraschend, als sämtliche bekannten elektrostatischen Bilderzeugungsmethoden besonderer Verfahrensschritte zur Aufladung und Belichtung bedürfen. Es war deshalb nicht von vornherein zu erwarten, daß die Anwendung von mechanischem Druck allein zur Bilderzeugung ausreicht.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

Beim einfachsten Verfahren wird das abzubildende Klischee 7 entsprechend Abbildung 3 mit Hilfe einer Gummiwalze 8, wie sie zum Beispiel in der Phototechnik üblich ist, von Hand auf eine 50 yU dicke Kunststofffolie 9 aus Polyäthylenterephthalat, die auf einer geerdeten Metallplatte 10 aufliegt, aufgepreßt.

Dieser Vorgang kann dahingehend variiert werden, daß die Einzelfolie 9 unterhalb oder oberhalb der Hochdruckplatte 7 liegt bzw. noch durch eine zusätzliche

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Deckplatte 11 aus Kunststoff oder Metall gegen die Gummiwalze hin abgedeckt ist (Abbildungen 3a₃ 3b, 3c).

Die Betonerung der Bilder erfolgt mittels eines Staubgeneratorsj der mit Preßluft betrieben wird und ein gleichmäßiges Zerstäuben elektrophotographiseher Toner gestattet. Für die vorliegenden Versuche wird ein elektrophötographischer Doppeltoner (ELPOLID Gx ₉ KALLE AG) verwendet, der sich durch kurzzeitiges Einbrennen im Ofen (3 min bei 100° C) thermisch fixieren läßt.

Beispiel 2

Zur Bilderzeugung auf einer ebenen Polypropylenoberfläche wird in zu Beispiel 1 analoger Weise verfahren. Hinsichtlich der Bildqualität bestehen zwischen PoIyäthylenterephthalat und Polypropylen keine Unterschiede.

Beispiel 3

Besonders gute Bilder ergeben sich durch Zusammenpressen von Kunststoffolie und Klischee in einer hydraulischen Presse 12 nach Art der Abbildung 4. Hierbei werden reine Normalkräfte aufgebracht. Da ein Verrutschen von

Folie 9 und Klischee 7 relativ zueinander bei dieser

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Anordnung nicht auftritt, ist eine höhere Bildschärfe als bei den Beispielen 1 und 2 gewährleistet. Die Folie liegt zwecks einwandfreier und möglichst grundfreier Bildwiedergabe auf einer möglichst glatten polierten Folienunterlage 13 auf, die aus PLEXIGLASVV besteht. Bei Verwendung rauher oder gemaserter Unterlagen wird das Oberflächenprofil beim Preßvorgang mit auf die Kunststoffolie übertragen und tritt beim Betonern als störender Bildgrund in Erscheinung. Der Preßdruck beträgt 50 atm. Zur Schonung des Klischees 7 und zur Verbesserung der Druckverteilung dient zweckmäßig die Gummiplatten-Zwischenlage 14.

Beispiel 4

Nach Art der Abbildung 5 wird das Anpressen der Folie auf das Klischee 7> das sich auf einer Halterung 15 befindet j mit Hilfe einer evakuierbaren Kammer 16 vorgenommen. Die Folie 9 bildet den oberen Abschluß dieser Kammer und wird durch Metallring 17 an diese angepreßt. Beim Evakuieren der Kammer 16 wird die Folie 9 nach innen gegen das Zinkklischee 7 gedrückt; Die anschließende Trennung· erfolgt durch Belüften.

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Beispiel 5

Eine Polyäthylenterephthalat-Folie von 30 ,u Dicke (DIN A 4-Format) wird auf bekannte Weise in eine normale Schreibmaschine eingelegt. Nach Entfernen des Farbbandes und sorgfältiger Beseitigung jeglicher Farbreste auf den Schreibmaschinentypen wird der gewünschte Text durch normale Betätigung der Tasten auf die Kunststoffolie geschrieben. Das auf der Folie erzeugte Ladungsbild wird durch Betonern in einer einfachen Entwicklerwanne oder durch Anblasen mit einem Staubgenerator sichtbar gemacht und anschließend auf bekanntem Wege thermisch fixiert.

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Claims (8)

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   Patentansprüche

   (jU) Verfahren zur Bilderzeugung auf hochohmigen Kunststoffoberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Reliefvorlage an eine Kunststoffoberfläche anpreßt und das nach Trennen von Vorlage und Oberfläche erhaltene latente Bild mittels bekannter elektrophotographxscher Entwicklungsverfahren sichtbar macht und gegebenenfalls fixiert.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reliefvorlage ein Metallklischee ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Reliefvorlage Schreibmaschinentypen dienen.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Oberflächen aus Polyäthylenterephthalat oder Polypropylen bebildert.
5. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Folien aus Polyäthylenterephthalat oder Polypropylen einsetzt.

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6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man glatte, polierte Unterlagen verwendet.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6_a dadurch gekennzeichnet, daß man als Unterlage PLEXIGLASv£/ verwendet.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das erzeugte latente Ladungsbild mittels
   bekannter elektrostatischer Meßsonden abtastet und
   auf elektronischem Wege überträgt.

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