DE3003454C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Stammplatte für die magnetische Vervielfältigung.

Bei den magnetischen Vervielfältigungsverfahren, die bisweilen auch als Magnetographie bezeichnet werden, wird das auf der Stammplatte ausgebildete magnetische Bild mit einem magnetisch anziehbaren Pulver pulverbehandelt, und das Pulverbild wird dann direkt oder über einen Zwischen­ träger auf ein Aufnahmematerial, welches hauptsächlich aus Papier besteht, übertragen und auf diesem Material fixiert.

Verschiedene Verfahren sind zur Herstellung einer Stamm­ platte für die magnetische Vervielfältigung bekannt. Gut bekannte Verfahren sind das thermomagnetische Verfahren und das elektrophotographische Verfahren.

Bei den thermomagnetischen Verfahren wird die Eigenschaft ausgenützt, daß die magnetischen Materialien ihren Magnetismus oberhalb einer bestimmten Temperatur (der sogenannten Curie-Temperatur) verlieren, welche bei jedem magnetischen Material unterschiedlich ist. Bei einer der einfachsten Ausführungsformen des thermomagnetischen Verfahrens wird die Stammplatte erhalten, indem ein aus einem nicht-magnetisierbaren Träger mit einer permanent magne­ tisierbaren Schicht hierauf aufgebautes Material magnetisiert wird, indem die magnetisierte Schicht auf eine Temperatur kurz unterhalb der Curie-Temperatur der magnetisierbaren Schicht erhitzt wird und die heiße Schicht bild­ weise mit einer Strahlung bestrahlt wird, die ausreichend Energie zur weiteren Erhitzung der magnetischen Schicht bis zur Curie-Temperatur oder kurz oberhalb der Curie- Temperatur enthält. Eine ausführlichere Beschreibung dieses Verfahrens und weiterer thermomagnetischer Verfahren ist in den niederländischen Patentanmeldungen 65 01 279, 68 02 268 und 68 06 473 sowie der US-Patentschrift 27 93 135 gegeben. Das Material, woraus bei den thermomagnetischen Verfahren die Stammplatte hergestellt ist, enthält vorzugsweise ein permanent magnetisierbares Material mit einer niedrigen Curie- Temperatur. Jedoch sind die Materialien mit einer niedrigen Curie-Temperatur, beispielsweise das häufig auf diesem tech­ nologischen Gebiet eingesetzte Chromdioxid, ziemlich teuer, und weiterhin liegt deren Curie-Temperatur immer noch ziemlich hoch, absolut betrachtet, so daß, falls die thermomagnetischen Verfahren ausgeübt werden, eine ziemlich große Energiemenge für die Bildausbildung verbraucht wird.

Ein weiterer Nachteil verschiedener Ausführungsformen des thermomagnetischen Verfahrens, beispielsweise der vorstehend geschilderten Ausführungsformen, liegt darin, daß eine exakte Temperatursteuerung zur Vorerhitzung des Materials, aus dem die Stammplatte herzustellen ist, auf eine exakte Temperatur notwendig ist.

Bei den elektrophotographischen Verfahren, wie sie im einzelnen in der US-Patentschrift 35 26 191 beschrieben sind, wird die Stammplatte hergestellt, indem nach bekannten elektrophotographischen Verfahren ein Ladungsbild in einem photo­ leitenden Material ausgebildet wird, dieses Ladungsbild mit einem permanent magnetisierbaren Entwicklungspulver entwickelt wird und anschließend das Pulverbild auf dem photo­ leitenden Material selbst oder durch Übertragung desselben auf einem Aufnahmeträger und Fixierung desselben auf dem letzteren fixiert wird. Ein Nachteil der elektrophotographischen Verfahren liegt darin, daß für die Herstellung der Stamm­ platten eine vollständige elektrophotographische Kopiervor­ richtung, die zahlreiche Behandlungsstationen umfaßt und infolgedessen kostspielig ist, erforderlich ist, wodurch diese Verfahren nicht attraktiv werden, insbesondere zur Erreichung niedrigerer Vervielfältigungszahlen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Stammplatte anzugeben, welches die Verwendung von komplizierten Geräten, wie elektrophotographischen Kopiergeräten, erübrigt und keine Verwendung von speziellen magnetischen Materialien mit niedriger Curie-Temperatur erfordert.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung von Stammplatten für die magnetische Vervielfältigung dadurch gelöst, daß die folgenden Verfahrensschritte in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden:

• a) Bilderzeugung durch bildmäßige Perforation einer homogenen, permanent magnetisierbaren Schicht und
• b) Magnetisierung der magnetisierbaren Schicht in einem homogenen magnetischen Feld.

Im Hinblick auf die bekannten Verfahren hat das Verfahren gemäß der Erfindung den Vorteil, daß es einfach ausgeübt werden kann und nicht die Anwendung von speziellen, relativ teueren Materialien und Apparaturen erfordert.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ausgehend von einem Material, welches z. B. aus einem Träger mit einer permanent magnetisierbaren Schicht hierauf besteht, eine Stammplatte für die magnetische Vervielfältigung hergestellt, indem die magnetisierbare Schicht bildweise in Form eines Musters aus Perforationen entfernt wird und das Material in einem homogenen magnetischen Feld magnetisiert wird. Auf diese Weise werden magnetische Unterschiedlichkeiten an der Oberfläche der magnetisierbaren Schicht an den Stellen, wo diese Schicht entfernt ist, erzeugt, wodurch das magnetisch anziehbare Pulver oder die magnetisch anziehbare Druckfarbe eingezogen werden und auf diesen Stellen zurückgehalten werden.

Die aus Perforationen bestehenden Bildteile können auf verschiedene Weise in der homogenen, permanent magnetisier­ baren Schicht ausgebildet werden. Sie können beispielsweise durch Abschneiden, Ausradieren oder Perforieren der magnetisierbaren Schicht mit einem scharfen Gegenstand, beispiels­ weise einer Perforationsnadel, oder durch Abschmelzen oder Abbrennen der Schicht, beispielsweise mit Hilfe einer heißen Nadel ausgebildet werden. Ein weiteres geeignetes Verfahren besteht im Schmelzen der Perforationen in der permanent mag­ netisierbaren Schicht mittels elektrischer Entladungen, welche durch eine oder mehrere Nadelelektroden erzeugt werden, die in Kontakt mit oder dicht oberhalb der Oberfläche der magnetisierbaren Schicht untergebracht sind. Die Erregung der Nadelelektrode oder Nadelelektroden kann durch eine Rastervorrichtung gesteuert werden, welche das zu vervielfältigende Original rastet. Vorrichtungen zur Durch­ führung dieses Verfahrens sind technisch erhältlich und werden bei Schablonendruckverfahren zum Schneiden der Bilder in Schablonen angewandt. Derartige Vorrichtungen umfassen zwei Trommeln, die mit einer Klammervorrichtung ver­ sehen sind, wobei die Trommeln den gleichen äußeren Durch­ messer besitzen und mit der gleichen Geschwindigkeit um eine Welle rotieren. Auf einer dieser Trommeln ist das zu vervielfältigende Original befestigt, und auf der anderen Trommel ist das Material (Schablone) befestigt, auf der das dem Original entsprechende Bild aufzutragen ist. Oberhalb der Trommel, die das Original trägt, ist eine optische Rastervorrichtung angebracht, die einen schmalen Streifen des Originales rastert und welche, wenn die Apparatur betätigt wird, sich parallel zur Achse der Trommel von einem Ende zum anderen Ende der Trommel bewegt. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Rastervorrichtung ist so, daß bei jeder Umdrehung der Trommel die Rastervorrichtung einen Abstand abge­ deckt hat, der gleich ihrer Arbeitsbreite ist, welche üblicherweise zwischen 25 und 200 µm liegt. Oberhalb der anderen Trommel ist eine Nadelelektrode angebracht, welche sich synchron mit der Rastervorrichtung bewegt. Die optischen Signale der Rastervorrichtung werden in einem elektronischen Teil der Appartur in elektrische Signale umgewandelt, die ein Hochfrequenzerregung der Nadelelektrode jedesmal bewirken, wenn ein Bild durch die Rastervorrichtung fest­ gestellt wird.

Bei den handelsüblichen Vorrichtungen zum Schneiden von Bildern in Schablonen bewegen sich die Rastervorrichtung und die Nadelelektrode in der gleichen Richtung, so daß dadurch eine Stammplatte (Schablone) mit einem richtig abgelesenen Bild erhalten wird. Falls derartige Apparaturen beim erfindungs­ gemäßen Verfahren eingesetzt werden, werden Stammplatten mit einem richtig abgelesenen Bild erhalten, wobei diese Platten in einer magnetographischen Vervielfältigungs­ apparatur angewandt werden können, bei der das auf der Stamm­ platte gebildete Pulverbild über einen Zwischenträger zu dem abschließenden Aufnahmematerial transportiert wird. Falls man für die magnetische Vervielfältigung eine Vervielfältigungs­ apparatur anwenden will, bei der das Pulverbild direkt von der Stammplatte auf das schließlich eingesetzte Aufnahme­ material übertragen wird, muß ein Spiegelbild des Bildes aus dem Original auf der Stammplatte ausgebildet werden. Die handelsüblichen Schneidapparaturen können in einfacher Weise zur Ausbildung eines Spiegelbildes geeignet gemacht werden, indem die Antriebsvorrichtung entweder für die Rastervorrichtung oder für die Nadelelektrode in der Weise modifiziert werden, daß die Antriebsrichtung umgekehrt wird.

Nachdem die aus Perforationen bestehenden Bildteile in der magnetisierbaren Schicht der Stammplatte aufgebracht sind, wird die Stammplatte magnetisiert, indem sie durch ein homogenes magnetisches Feld von ausreichender Stärke gefördert wird. Die Stammplatte kann auch magnetisiert werden, bevor die aus Perforationen bestehenden Bildteile in der magnetisier­ baren Schicht aufgebracht sind, jedoch ist diese Reihen­ folge weniger attraktiv, da die Reste der magnetisierbaren Schicht, die freikommen, wenn die Perforationen aufgebracht werden, auf den verbliebenen Teilen der Schicht zurückgehalten werden und kaum von der Schicht entfernt werden können.

Um ausreichend scharfe Bilder bei der magnetischen Verviel­ fältigung zu erzielen und auch eine ausreichend hohe Auf­ lösung zu erhalten, darf der Durchmesser der Perforationen, woraus die Bildteile aufgebaut sind, nicht zu groß sein, während weiterhin der Abstand zwischen benachbarten Perforationen im gleichen Bildteil nicht zu groß sein darf. Gute Ergebnisse werden erhalten, wenn der Durchmesser der Perforationen sowie der Abstand zwischen benachbarten Perforationen zwischen den Durchmesser der kleinsten, bei der magnetischen Vervielfältigung eingesetzten Pulverteilchen und dem fünffachen des Durchmessers der größten bei der Ver­ vielfältigung eingesetzten Pulverteilchen liegt. Vorzugs­ weise beträgt der Durchmesser der Perforationen sowie der Abstand zwischen benachbarten Perforationen das 1- bis 2fache des Durchmessers der größten bei der magnetischen Vervielfältigung eingesetzten Pulverteilchen.

Da üblicherweise Pulver mit einer Teilchengröße zwischen 5 und 50 µm verwendet werden, beträgt der Durchmesser der Perfo­ rationen sowie der Abstand zwischen benachbarten Perforationen infolgedessen 5 bis 250 µm, vorzugsweise etwa 50 bis 100 µm.

Das Material, woraus die Stammplatten gemäß der Erfindung hergestellt sind, kann aus jedem nicht-magnetisierbaren Träger, beispielsweise Papier, Kunststoffolien oder Metall­ folien bestehen, auf die auf einer Seite eine homogene, permanent magnetisierbare Schicht aufgebracht ist. Unter einer homogenen, permanent magnetisierbaren Schicht wird eine permanet magnetisierbare Schicht verstanden, deren magnetischer Fluß, nachdem die Schicht in einem homogenen magnetischen Feld, magnetisiert wurde, so einheitlich ist, daß kein magnetisierbares Pulver durch die Schicht zurückgehalten wird.

Die homogene magnetisierbare Schicht besteht vorzugsweise aus einem oder mehreren filmbildenden Bindern, worin das permanent magnetisierbare Material einheitlich und fein dispergiert ist. Die Teilchengröße des permanent magnetisier­ baren Materials ist vorzugsweise kleiner als 1 µm, da mit solch feinen Teilchen die einheitlichsten Schichten erhalten werden. Das Gewichtsverhältnis zwischen dem permanent magnetisierbaren Material und dem filmbildenden Binder kann 1 : 1 bis 10 : 1 betragen und liegt vorzugsweise zwischen 3 : 1 und 8 : 1. Beispiele für geeignete filmbildende Binder sind Polyvinylacetat, Polyvinylbutyral, Polyvinylalkohol, Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat, Polymethylacrylat, Polyäthylacrylat, Polymethylmethacrylat, Polyäthylmethacrylat, Polystyrol, Copolymere von Styrol mit Acrylnitril und/oder Butadien, Polyacrylnitril, Siliconharze, Epoxyharze, Polyvinylchlorid und Polyvinylindenchlorid. Beispiele für permanent magnetisierbare Materialien sind γ-Ferrioxid, Chromdixoid und Ferrite wie Barium- und Eisenferrit.

Wenn die Stammplatte, wie vorstehend beschrieben, mit einem Bild durch Schneiden mit Hilfe von elektrischen Entladungen ausgestattet ist, muß die permanent magnetisierbare Schicht auf einer elektrisch leitenden Unterschicht aufgebracht sein. Die elektrische Leitfähigkeit der Unterschicht ist um mindestens einen Faktor 1000 größer als diejenige der permanent magnetisierbaren Schicht, wobei die letztere Schicht üblicher­ weise eine elektrische Leitfähigkeit von 10^-10 bis 10^-15 ohm/cm besitzt. Die elektrisch leitende Unterschicht kann durch den Träger selbst gebildet werden, falls ein leitender Träger verwendet wird, beispielsweise eine Metallfolie, oder durch ein Papier oder eine Kunststoffolie, welche mittels leitender Zusätze wie Ruß oder Metallpulver leitend gemacht wurde. Falls der Träger isolierend ist, wird eine elektrisch leitende Schicht zwischen dem Träger und der permanent magnetisierbaren Schicht aufgetragen. Diese elektrisch leitende Schicht kann beispielsweise eine dünne Metallschicht sein oder sie kann aus einer Dispersion eines leitenden Pigmentes wie Ruß oder einem Metallpulver in einem film­ bildenden Binder bestehen. Geeignete elektrisch leitende Schichten der letztgenannten Art sind beispielsweise in den britischen Patentschriften 9 12 837 und 12 46 480 beschrieben. Wenn das Bild mittels elektrischer Entladungen geschmolzen wird, muß die elektrisch leitende Schicht geerdet werden. Es ist häufig schwierig, eine gute Erdung der dünnen Zwischenschicht zu erreichen. Diese Störung kann behoben werden, indem die leitende Schicht auf beiden Seiten des Trägers aufgebracht wird und die beiden Schichten mittels Perforationen in dem Träger verbunden werden, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 31 18 789 beschrieben ist. Während der Bildausbildung kann die leitende Schicht dann leicht an der Rückseite der Stammplatte geerdet werden.

Die die Bildteile ausbildenden Perforationen können in der permanent magnetisierbaren Schicht auf verschiedene Weise hergestellt werden. Vorzugsweise werden sie durch Schneiden unter dem Einfluß von elektrisch durch eine Nadelelektrode erzeugten Entladungen ausgebildet, deren Betätigung durch eine Rastervorrichtung gesteuert wird, welche das Bild des zu vervielfältigenden Originales rastert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des Beispieles erläutert

Beispiel

Eine Polyäthylenterephthalatfolie, die mit feinen Perfo­ rationen ausgebildet ist und auf die auf beide Seiten eine leitende Schicht, die aus Celluloseacetatbutyrat und Kohlenstoff im Gewichtsverhältnis von 2 : 1 bestand, auf­ gebracht war, wurde an einer Seite mit einer homogenen permanent magnetisierbaren Schicht in Form einer Disper­ sion ausgestattet, die aus

81 gγ-Fe₂O₃ 20,6 geines Copolymeren aus Vinylacetat und einem Acrylat 1,1 gKohlenstoff 4,8 gDibutylphthalat 3,2 geines Benetzungsmittels auf der Basis eines Phosphor­ säureesters 80 gButylacetat und 80 gÄthylacetat

bestand.

Vor der Anwendung wurde die Dispersion in einer Kugelmühle während 16 Stunden gemahlen. Die ausgebildete magnetisier­ bare Schicht hatte ein Trockengewicht von 12 g/m².

Das in dieser Weise erhaltene magnetisierbare Material wurde mit einem aus Perforationen aufgebauten Bild durch Schneiden in einer Schablonenschneidapparatur ausgestattet. In dieser Schneid­ apparatur war die Antriebsrichtung der Nadelelektrode umge­ kehrt worden, so daß auf dem Stammblatt ein Spiegelbild des Bildes aus dem Original ausgebildet wurde.

Die Stammplatte wurde in einem homogenen magnetischen Feld von 2 Bügelmagneten, die gegenüberstehend angebracht waren, magnetisiert. Die Feldstärke des Magnet­ feldes betrug 1000 Oerstedt.

In einer magnetographischen Vervielfältigungsvorrichtung wurden mehrere 100 Kopien von guter Qualität aus der Stammplatte erhalten. Gleich gute Ergebnisse wurden erhalten, wenn ein magnetisierbares Material der vorstehend beschriebenen Struktur aufgebracht wurde, welches jedoch anstelle von γ-Fe₂O₃ eine gleiche Menge an Chromdioxid enthielt, und wenn ein aus einer Aluminiumfolie mit einer Stärke von 100 µm bestehendes Material angewandt wurde, wobei auf diese Folie eine magnetisierbare Schicht mit einem Gewicht von 10 g/cm² mittels einer Dispersion auf­ gebracht worden war, welche

 80 gγ-Fe₂O₃,  37 geiner 60%igen Lösung eines Siliconharzes in Xylol und 240 gToluol

enthielt

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer Stammplatte für die magnetische Vervielfältigung, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Verfahrensschritte in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden:

• a) Bilderzeugung durch bildmäßige Perforation einer homogenen, permanent magnetisierbaren Schicht und
• b) Magnetisierung der magnetisierbaren Schicht in einem homogenen magnetischen Feld.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforation der magnetisierbaren Schicht durch Schmelzen ausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzen mittels elektrischer Entladungen vor einer Nadelelektrode, die gegenüber oder oberhalb der magnetisier­ baren Schicht angebracht ist, ausgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der Nadelelektrode durch eine Rastervorrichtung gesteuert wird, welche das zu vervielfältigende Original rastert.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchmesser der Perforationslöcher sowie der größte Abstand zwischen benachbarten Perforationslöchern in dem gleichen Bildteil höchstens das 5fache des Durchmessers der zur magnetischen Vervielfältigung eingesetzten größten Toner­ teilchen beträgt.