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Dünne Folie aus sich Eindrückungen anpassendem Material und Verfangen
zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft eine dünne Folie aus sich Eindrückungen
anpassendem Material und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
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Bei der Anfertigung von Farbabdrucken, beispielsweise Fingerabdrucken,
wird gewöhnlich Farbe auf den abzudruckenden Bezirk eines Fingers aufgetragen und
dann der eingefärbte Bezirk des Fingers gegen eine Druckaufnahmefläche, wie eine
Papierkarte, gedrückt, um eine gefärbte Reproduktion des
Fingerabdruckes
zu bilden. Die derartige Herstellung von Abdrucken ist lästig und zeitraubend und
offensichtlich schmutzig und unhygienisch0 Erfindungsgemäß ist eine Folie vorgesehen,
mit deren Hilfe Fingerabdrucke und Abdrucke anderer Oberflächen allgemein schnell
und bequem in einer sauberen und hygienischen Weise gemacht werden können. Die dünne
Folie aus sich Eindrückungen anpassendem Material ist dadurch gekennzeichnet, daß
sie aus einem harzartigen Elastomer und einem innerhalb des Elastomers gleichmäßig
verteiltem Füller besteht und eine Folienseite mindestens teilweise mit einem Farbmittel
versehen ist.
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Die Erfindung richtet sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung
der Folie aus sich Eindrückungen anpassendem Material sowie auch auf ihre Verwendung
zur Herstellung einer geeigneten Abdruckvorrichtung0 Das erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung der Folie ist dadurch gekennzeichnet, daß ein dünner harzartiger
Überzug aus einem speziell zusammengesetzten harzartigen Elastomer in einem flüssigen
Lösungsmittel auf eine Bahn aufgetragen, der harzartige Überzug unter Bildung eines
Films getrocknet, ein nasser Farbüberzug auf die offenliegende Oberfläche des von
der Bahn gestützten Filmes aufgebracht und schließlich der Film von der Bahn entfernt
wird. Das flüssige Lösungsmittel wird während des Trocknungsvorganges verdampft,
wobei ein dünner, extrem glatter Film mit ausgezeichneten Rückhalte-Eigenschaften
für die Farbe
zurückgelassen wird0 Darüberhinaus führt die Glätte
des Films bzw. der Folie zu einem ebenen Farbüberzug. Es wird deshalb bet Verwendung
der Folie zur Anfertigung von Abdrucken ein klarer und genauer Abdruck ohne fleckige
oder verwischte Stellen erhalten, Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung
und den Ansprüchen0 Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder
zu mehreren bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht seinO In der Zeichnung
zeigen Fig0 1 eine Darstellung einer Abdruckvorrichtung der Erfindung in auseinandergezogener
Anordnung, Fig. 2 eine teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht der Abdruckvorrichtung
nach Fig. 1, Fig0 3 eine Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung
in auseinandergezogener Anordnung,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die
Ausführungsform nach Fig. 3, Fig. 5 einen Querschnitt entlang der linie 5 - 5 nach
Fig. 4 und Fig. 6 und 7 schematische Darstellungen von geeigneten Vorrichtungen
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Zu Beginn sei bemerkt, daß die Abdruckvorrichtung nach der Erfindung
außer für die spezielle Anfert@gung von Fingerabdrücken auf graphischem Gebiet allgemein
dort anwerdbar ist, @o @in Abdruck einer gegebenen Bezugsoberfläche erw@nscht ist.
So ist die erfindungsgemäße Abdruckvorrichtung beispielsweise gut geeignet für medizinische
Identifizierungs@w@cke in Krankenhäusern und dergleichen, wie etwa fur Fußabdrücke
von hind.ernt oder als Gerät für Künstler bei der Anfertigung von Bildern.
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Zur Vereinfachung und zum erleichterten Verständnis wird in der folgenden
Beschreibung jedoch mehrfach auf die Herstellung von Fingerabdrücken Bezug genommen,
Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist zu ersehen, daß
die Abdruckvorrichtun.g im wesentlichen einen Rahmen 1 mit einem Fenster 2, einer
dünnen Folie 3 aus sich einem Eindruck anpassenden Material, die über das Fenster
2 angebracht ist, Farbmaterial auf einer Seite der Folie aus dem sich einem Druck
anpassenden Material und ein eine Druckaufnahmefläche 4 bildendes Blatt mit einem
zentralen Druckaufnahmebezirk 6' aufweist. Wie zu ersehen ist, befindet sich das
Farbmaterial auf der Seite des sich einem Druck anpassenden Materials, welche durch
das Fenster 2 hindurch dcr Druckaufnahmefläche 4 zugewandt i.t, wobei der Rahmen
1 Die
Druckaufnahmefläche 4 und das Parbmaterial gewöhnlich durch
einen Zwischenraum voneinander getrennt hält. Durch diese Anordnung wird eine unvorhergesehene
Übertragung von Farbe auf die Druckaufnahmefläche mit Vorteil vermieden. Der Rahmen
2 besteht aus Pappe, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material und hat eine
Dicke von ca. 1,6 mm (1/16 inch). Die Folie 3 besteht aus einem dünnen sich einem
Eindruck anpassenden Material und ist dünn und flexibel genug, um sich Vertiefungen
und Erhöhungen in der einzelnen abzudruckenden Bezugsoberfläche genau anzupassen.
Ein geeignetes Material ist eine Polyurethanfolie mit einer Dicke von ca. 0,0025
bis 0,025 mm (ca. 0,0001 bis 0,001 inch), worauf später noch näher eingegangen wird.
Eine Dicke von ca. 0,01 mm (0,0004 inch) ist bevorzugt. Auch andere Materialien,
wie Polyäthylen oder Polyester (Mylar), können für die Folie 3 verwendet werden.
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Das Farbmittel kann ein Überzug aus einer langsam trocknenden Tinte
sein, der, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, an der Unterseite der Folie 3
anhaftet. Andererseits kann das Farbmittel auch aus einer trockenen, pulverähnlichen
Substanz, wie Mogul I-Ruß von der Cabot Corporation zusammengesetzt sein. Der Ruß
kann auf die Oberfläche des Films 3 entweder in trockener Form durch Aufreiben aufgebracht
werden1 es kann aber auch eine flüssige Suspension von Ruß in einem niedrig siedenden
Lösungsmittels auf den Film aufgetragen werden, die man dann trocknen läßt wobei
der Buß als entfernbarer Rückstand zurückbleibt. Wird trockenes, undurchsichtiges
Materials wie Ruß, als Farbmittel verwendet, dann wird die Druckaufnahmefläche 4
zweckmäßigerweise mit einem Klebstoffüberzug versehen, der die Übertragung des Fingerabdrucks
auf die Oberfläche 4 bewirkt. Ein geeigneter Klebstoff ist der Klebstoff Nr. SR
585 von General Electric.
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Der Klebstoffüberzug wird auf die Druckaufnahmefläche auf geeignete
Weise bis zu einer Dicke von ca. 0,0125 mm (0,0005 inch) aufgetragen.
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Zur Herstellung eines Abdruckes mit Hilfe der in den Figuren 1 und
2 gezeigten Abdruckvorrichtung wird eine Bezugsoberfläche 14, beispielsweise ein
in Figur 2 gezeigter Finger einer Person, leicht gegen die Folie 3 gedrückt und
zwar gegen die Seite der Folie, die der das Farbmittel tragenden Seite gegenüber
liegt, 1m die gefärbte Oberfläche in Kontakt mit dem zentralen Druckaufnahmebezirk
6' auf der Druckaufnahmefläche 4 zu bringen. Der Film 3 wird hierdurch gedehnt und
paßt sich den Erhöhungen und Vertiefungen, die den Fingerabdruck der Einzelperson
bilden an, und es entsteht eine gefärbte bzw. geschwärzte Reproduktion auf der Druckaufnahmefläche
4.
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Bei der iusführungsform nach den Figuren 3 bis 5 weist die Abdruckvorrichtung
im wesentlichen einen Rahmen 1 mit einem Fenster 2, eine dünne Folie 3 aus sich
einem Eindruck anpassenden Material, die quer über das Fenster 2 befestigt ist,
und Farbmittel in Form eines feuchten Farbüberzuges auf, der an der Oberfläche des
Films anhaftet, die durch das Fenster im Rahmen 1 schaut. Wie auch bei der Ausführungsform
nach den Figuren 1 und 2 hält der Rahmen die gefärbte Oberfläche der Folie 3 in
einem Abstand von der Druckaufnahmefläche 4, auf die der Abdruck der Bezugsoberfläche
14 aufgebracht werden soll.
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Wie auch bei der Ausführungsrorm nach den Figuren 1 und 2 kann der
Rahmen aus Pappe, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material mit einer Dicke
von ca. 1,6 mm (1/16 inch) bestehen. Die Folie 3 ist anpassu;ilgsfahig in
dem
Sinne, daß sie dünn und flexibel genug ist, um sich Vertiefungen und Erhohungens
die die einzelne abzudruckende Bezugsoberfläche bilden bzw. begrenzen, genau anzupassen.
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Wie oben in Verbindung mit der Ausführungsform nach den Figuren 1
und 2 bereits erwähnt, ist eine Polyurethanfolie mit einer Dicke von ca. 0,0025
bis 0,025 mm (0,0001 bis 0,001 inch) ein geeignetes Material für die Folie, wobei
eine Dicke von ca. 0,01 mm (0,0004 inch) bevorzugt ist.
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Auf der Druckaufnahmefläche 4 befinden sich eine Reihe von vorgedruckten
Linien 5, welche vorbestimmte Druckaufnahmebezirke 6 begrenzen. Jeder Druckaufnahmebezirk
kann am Fußende bzw. Kopf mit einer geeigneten Beschriftung 7 für die Identifizierung
des einzelnen im Bezirk enthaltenen Druckes versehen sein. Die Druckaufnahmefläche
weist gewöhnlich eine Leerstelle von standardisiertem Format, beispielsweise die
normalerweise von Polizeibehörden sum Zwecke der Aufzeichnung und Klassifizierung
der Fingerabdrücke einer Einzelperson verwendete standardisierte freie Fläche auf.
Bei einer solchen Anwendung würde die Bezugsoberfläche aus einem Finger einer Person
bestehen und jeder Druckaufnahmebezirk würde den Abdruck eines einzelnen Fingers,
wie Zeigefinger, Daumen usw. bezeichnen.
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Es sei bemerkt, daß die Anwesenheit des feuchten Farbüberzuges den
beschichteten Teil der normalerweise durchsichtigen Folie undurchsichtig macht und
so die Lage der Druckaufnahmebezirke vor d!r Sicht verbirgt. Um die Lage der Druckaufnahmebezirke
leicht feststellen zu können, sind
Einrichtungen vorgesehen1 um
die Auizeichnungskarte sIchtbar in Sektionen zu teilen, die entsprechend der Lage
der Druckaufnahmebezirke 6 angeordnet sind.
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Wie aus den Figuren 3 und 4 zu ersehen ist, ist hierzu in dem Folienmaterial
3 eine durchsichtige Stelle 9 vorgesehen, die über das Fenster im Rahmen 1 zu liegen
kommt. Die durchsichtige Stelle 9 wird dadurch gebildet, daß der Rand entlang einer
Seite des Folienmaterials frei von Farbstoff gelassen wird, so daß Teile der Grenzlinien
5 der Druckaufnahmebezirke 6 durch das Fenster 2 im Rahmenteil 1 frei sichtbar sind.
Die Breite des durchsichtigen Randes muß so groß sein, daß er sich über eine ausreichende
Entfernung über das Fenster 2 im Rahmen 1 erstreckt, so ciaß mindestens ein gewisser
Teil der Grenzlinien 5 der darunterliegenden DruckauSnahmebezirke 6 deutlich sichtbar
ist. Wie sich aus Fig. 4 ergibt, kann mit Vorteil noch eine zusätzliche Breite vorgesehen
werden, um auch die Beschriftungen 7, die jeden Druckaufnahmebezirk identifizieren,
offenzulegen.
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Bei dieser Anordnung kann die allgemeine Lage eines jeden Druckaufnahmebezirks
durch Ansehen sicher bestimmt werden.
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Soll ein Abdruck gemacht werden, dann braucht die Bezugsoberfläche
14 lediglich unter die richtige Beschriftung zwischen imaginäre Verlängerungen der
Grenzlinien 5 gesetzt und gegen den gefärbten Teil des sich Eindrückungen anpassenden
Folienmaterials gedrückt zu werden, um dessen gefärbte Oberfläche in Kontakt mit
dem vorbestimmten Druckaufnahmebezirk 6 auf der Druckaufnahmefläche 4 zu bringen.
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In den Figuren 6 und 7 ist eine Vorrichtung zur Herstellung der Abdruckvorrichtungen
in (1) eine Bahnbeladungszone A, (2) eine Trocknungszone B, (3) eine Farbbeschichtungszone
C und (4) eine Verbindungszone D eingeteilt.
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Eine Bahn 19 wird-von einer geeigneten Vorratsrolle 20 abgewickelt
und zunächst durch die Bahnbeladungszone A geführt, in der ein dünner Überzug aus
einem harzartigen filmbildenden Material auf die Oberseite der Bahn aufgebracht
wird. Die Bahn wird dann durch die Trocknungszone B geleitet, in der der harzartige
Überzug mit Hilfe von Heißluft unter Bildung eines Filmes getrocknet wird, und dann
gegebenenfalls auf eine geeignete Aufnahmerolle 21 aufgewickelt.
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Ist die Aufnahmerolle ausreichend voll, dann wird der gestützt Film
abgetrennt und die Aufnahmerolle in einer der ursprünglichen Wicklungsrichtung entgegengesetzten
Richtung abgewickelt. Wie in Figur 7 gezeigt ist, liegt der Film 21 nun auf der
Unterseite der Bahn 19. In dieser Lage wird die Bahn nun durch die Farbbeschichtungszone
C geführt, in der ein Überzug aus feuchter Farbe bzw. Tinte auf die freiliegende
Oberfläche des von der Bahn gestützten Filmes aufgetragen wird. Für den oben erwähnten
Zweck wird die Farbe bzw. Tinte in einer solchen Weise aufgetragen, daß entlang
einer Seite des Filmes ein Streifen farbstofffrei bleibt.
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Der von der Bahn getragene Film wird schließlich in die Bindungszone
D geführt, in der der Film über eine Vielzahl von Rahmenteilen 1 gelegt wird, wobei
die gefärbte Oberfläche des Filmes durch die Fenster 2 eines jeden Rahmenteils schaut.
Der Film, der sich immer noch an der Bahn
befindet, wird auf geeignete
Weise mit den Rahmenteilen verbunden. Bestehen die Rahmen beispielsweise aus Pappe,
dann kann der Film mit Hilfe eines geeigneten Klebstoffes, etwa eines solchen auf
Basis von Methyl-äthyl-keton, auf den Rahmen befestigt werden. Bestehen die Rahmenteile
andererseits aus Kunststoff, dann kann das Verbinden durch Wärme zufuhr an den Kanten
des Filmes, die über den Rahmenteilen liegen, vorgenommen werden, indem der Rahmen
und der Film miteinander verschmolzen werden.
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Nach Abschluß des Verbindungsvorganges wird die Bahn von dem Film
bzw. der Folie abgezogen und auf eine geeignete Rolle 23 aufgewickelt, um dann später
weggelegt zu werden.
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Die Rahmenteile werden dann durch Durchtrennen der Folienteile 18,
die die einzelnen Rahmenteile miteinander verbinden, voneinander getrennt, zur Eiltfernung
von über die Kanten der Rahmenteile überhängender Folie an den Kanten beschnitten
und in geeignete Behälter für den Versand an den Verbraucher verpackt.
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Das harzartige filmbildende Material, welches in Form eines dünnen
Verzugs auf die Bahn aufgebracht wird, besteht aus einem harzartigen Elastomer,
wie Polyurethan, und einem Füller, wie Diatomeenerde, in einem flüssigen insungsmittelträger.
Dieses Material wird zubereitet, indem ein organisches 1osungsmittel mit einem geeigneten
Verdünnungsmittel unter Bildung des flüssigen Lösungsmittelträgers vermischt wird.
Diesem Träger wird dann ein harzartiges Elastomer in einer Menge im Bereich zwischen
ca. 5 bis 50 Teile pro 100 Gewichtsteile Lösungsmittelträger zugesetzt, wobei die
optimale Menge bei ca. 15 Teilen harzartigem Elastomer pro 100 Gewichtsteile iFbsungsmittelträger
liegt. Der
Lösungsmittelträger enthält im allgemeinen 3 Teile organisches
Lösungsmittel pro Gewichtsteil Verdünnungsmittel. Das Lösungsmittel ist vorzugsweise
Tetrahydrofuran (TRF), das Verdünnungsmittel vorzugsweise Aceton. Das Polyurethan
ist vorzugsweise Estane Urethane Chip Nr. 570, das von der B. F. Goodrich Corporation
hergestellt wird.
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Diese Mischung wird solange in eine geeignete Verkleinerungseinheit,
wie eine Kugelmühle, eingeführt, bis das harzartige Elastomer in Lösung gebracht
ist. Wird beispielsweise eine Kugelmühle mit einem Trommeldurchmeser von ca. 28
bis 30 cm (11 bis 12 incb) und Karborund als Verkleinerungsmedium verwendet, dann
ist eine Zeitdauer von ca. 8 bis 12 Stunden bei 45 bis 55 Umdrehungen pro Minute
ausreichend.
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Der so gebildeten Lösung wird dann Diatomeenerde in einer Menge von
ca. 5 bis 40 Teilen pro 100 Gewichtsteile harzartiges Elastomer zugesetzt. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform wird als Diatomeenerde"Celite 499", hergestellt von
der Johns-Manville Corporation, verwendet und der Lösung in einer Menge von ca.
10 Teilen pro 100 Gewichtsteile harzartiges Elastomer zugesetzt.
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Diese Mischung wird dann ihrerseits der Einwirkung einer Kugelmühle
wahrend einer ausreichenden Zeit unterworfen, um die Eatomeenerde vollständig und
gleichmäßig innerhalb der Mischung zu dispergieren, was normalerweise ca. 20 Stunden
erfordert.
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Der flüssige Lösungsmittelträger wird wahrend des Trocknungsvorganges
verdampft, wobei ein dünner, schmiegsamer Film mit einer solchen Dicke zurückgelassen
wird, daß die
später abgelöste Folie sich Eindrückungen in dem
oben de£i nierten Sinne anpaßt. Eine Filmdicke von ca. 0,0025 bis 0,025 (0,0001
bis 0,001 inch) erweist sich als in hohem Maße zufriedenstellend.
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Die fertige Dispersion hat, obwohl sie frei fließend ist, eine Viskosität,
die dazu beiträgt, daß auf die Bahn ein dünner Überzug aufgebracht wird, dessen
Dicke während des Trocknungsvorgangs im wesentlichen gleich bleibt. Der genaue Viskositätsbereich
für die Dispersion wird hauptsächlich durch die im einzelnen verwendete Vorrichtung
für das Auftragen der Dispersion auf die Bahn in der Beladungszone A bestimmt. Zum
Auftragen kann1 wie in Figur 6 gezeigt, eine AuStragvorrichtung 24 herkömmlicher
Bauart mit gegenläufigen Walzen verwendet werden. Bei einer solchen Anordnung werden
mit einer Viskosität im Bereich zwischen 125 und 150 Centipoises die besten Ergebnisse
erhalten. Die Viskosität wird durch Verwendung der richtungen Menge an Lösungsmittel
eingestellt. Der Überzug kann aber auch mit Hilfe einer herkömmlichen einstellbaren
Beschichtungseinrichtung mit einer Klinge auf die Bahn aufgetragen werden, wobei
die Klingeneinstellung so vorgenommen wird, daß man eine Filmdicke von ca. 0,004
bis 0,006 mm (0,00015 bis 0,00025 inch) erhält. Ein geeigneter Klingenbeschichter
ist der einstellbare flingenbeschichter der Boston Bradley Co.
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Der Farbüberzug wird auf die freiliegende Oberfläche des von der Bahn
gestützten Filmes vorteilhafterweise mit Hilfe einer Rotationstiefdruckpresse 25,
die in Fig. 7 schematisch dargestellt ist, unter Verwendung eines Fartzylinders
26 mit 10 Furchen pro mm (250 pro inch) aufgetragen. Solche Pressen sind bekannt
und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden.
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Die Farbbeschichtung selbst besteht aus einer Lösung, die 4 Teile
in Übereinstimmung mit Formulierung 8A-7070 der von der Cilco Co. veröffentlichten
Beschreibungen hergestellte reine Tinte enthält, die mit 1 1/2 Teilen lösungsmittel,
wie V. M. & P. Naphtha verdünnt sind.Die auf den Film aufgetragene Farbbeschichtung
bleibt naß in dem Sinne, daß sie feucht ist und langsam trocknend aber nicht naß
genug, um die Qualität des Druckes zu beeinträchtigen. Dem Fachmann auf dem Gebiet
der Druckfarben ist es klar, daß auch andere nicht trocknende Farben verwendet werden
können.
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Eine geeignete Bahn zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens
besteht aus wieder freigebendem Papier, wie z.B.
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mit Ton beschichtetem, gebleichtem Papier mit einer Außenschicht aus
einem hochglänzenden, glatten Lack. Ein solches Papier wird von der S. D. Warren
Co. unter der Katalognummer AV ClS hergestellt.
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Die erfindungsgemäß hergestellte Folie hat unüblich gute Rückhalteeigenschaften
für das Farbmittel, d.h. die Elebebindung zwischen dem nassen Farbüberzug und der
sich Eindrückungen anpassenden Folie ist recht fest. Diese Eigenschaft ist hauptsächlich
auf die Anwesenheit der einheitlichen Dispersion von DiaMmeenerde zuräckzuführen,
welche vorteilhafterweise einen Teil des flüssigen Trägers, in welchem die Farbtinte
enthalten ist, adsorbiert. Die Diatomeenerde verändert auch die Oberflächenenergie
der Folie, so daß die Tinte besser benetzt und fester anhaftet. Die Diatomeenerde
verleiht der Folie zwar eine milchige Färbung, doch ist die Folie trotzdem ausreichend
durchsichtig, so daß durch die Teile der Folie, die nicht mit der Farbtinte überzogen
sind, klar durchgesehen werden kann.
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Weiterhin wirkt die Diatome enerde auch als Einebrungsmittel und macht
die Oberfläche der Folie extrem glatt und eben und im wesentlichen frei von Unregelmäßigkeiten.
Die Glätte der Folienoberfläche ermoglicht ihrerseits ein gleichmäßiges Auf tragen
des Farbüberzuges, so daß der fertige Abdruck scharf und klar ohne Schwankungen
i2 der Intensität ist