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Verfahren zum Herstellen von Kolloidrehefs für das Prägen oder Abformen
von Druckformen Die Erfindung betrifft die Herstellung von Kolloidreliefbildern,
wie sie zur Erzeugung von Druckstöcken, z. B. für Hochdruck, verwendet werden. Bei
diesem Verfahren wird die zu reproduzierende Schrift, Illustration o. dgl., tauf
photomechanischem Wege auf einen Chromatgelatinefilm o. dgl. Übertragen. Die belichteten
Stellen werden dabei gegerbt bzw. unlöslich gemacht, während die ungegerbten Stellen
der Gelatine o. dgl, ausgewaschen werden. Zur Herstellung von Druckformen kann das
so erhaltene Relief abgeformt werden, nachdem es zweckmäßig auf einer festen, planen
und gegebenenfalls geeignet vorbereiteten TJnterlage aufgeklebt oder aufmontiert
ist. Zur Abformung eignen sich beispielsweise bei erhöhten Temperaturen in mehr
oder weniger plastischen Zustand überführbare Stoffe, wie Kunstharze, celluloidähnliche
Körper u. dgl., öder auch duktile Metallfolien. Das Abformen wird dabei etwa in
der Weise vorgenommen, -daß man Folien aus verformbaren Materialien der genannten
Art und von entsprechender Schichtstärke unter Druck und gegebenenfalls bei erhöhten
Temperaturen in die auf photomechanischem Wege hergestellten vertieften Vorlagen
einpreßt und auf diese Weise die gewünschten Druckformengebilde erhält. Man kann
auch Metallschmelzen als Abformungsmaterial verwenden, wenn man - dieselben mit
Hilfe des bekannten Spritzverfahrens in die photomechanisch hergestellten Reliefs
einbringt.
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Bei dieser Herstellung der Druckformen mit Hilfe auf photomechanischem
Wege-hergestellter Reliefs, z. B. aus Chromatgelatine,, ist es ein Grunderfordernis;
daß die erhaltenen Druckformen auch nach der mehrere tausend Male sich wiederholenden
Anwendung keine wesentliche Beeinträchtigung ihrer Schärfe o: dgl. erleiden. Das
Bestreben bei der Herstellung der Reliefs muß.daher dahin gehen, möglichst große
Höhenunterschiede zu erhalten, so daß die zur Verfügung. stehende Höhe der damit
hergestellten Druckformen eine möglichst lange Benutzungsdauer- unter Erhaltung
der 'ursprünglichen Druckbildschärfe gestatten.. .
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Bei der bisherigen Herstellung -der Gela= tinereliefblder zeigen diese
im gequollenen Zustand die entsprechenden gewünschten Höhenunterschiede;. diese
erleiden aber bald eine Schwindung; wenn.- das üblicherweise: notwendige Auftrocknen
der Vorlagen eingesetzt hat, wobei außerdem zumeist noch gleichzeitig sich Verzerrungen
im Reliefbild geltend - machen. Man - hat zwar schon versucht, nässe Gelatinereliefs
in. gequollenem Zustunde abzuformen. In vielen Fällen ist aber ein derartiger Ausweg.
nicht möglich, da
namentlich bei Verwendung- solcher -Abformungsmaterauen,.
welche' cür Erreichung genügender - Verförxnbarkeit..leine Anwendung erhöhter -Temperaturen-
füx-den Verformungsvorgang voraussetzen, beispielsweise selbst auf erhöhte Temperaturen,
z. B. ioo° und darüber, gebracht werden müssen; durch die Verdampfung von Wasser
aus der Gelatine sich zählreiche Unannehmlichkeiten und auch Unsicherheiten geltend
machen.
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Aus diesen Gründen sind für die Auswahl geeigneter Materialien. für
die Herstellung von Druckformen nach auf'photomechandschem Wege hergestellten Reliefgebilden
verhältnismäßig enge Grenzen gesetzt. Insbesondere ist man bei Verwendung von Metallen
oder -Metallegierungen, welche an sich den erheblichen Vorteil bieten, däß damit
direkt verwendbare Druckformen die Einbringung des Metalls mit Hilfe des Zerstäübens
der geschmolzenen Metalle oder -auf de-Anwendung verhältüismäßig-sehr teurer Legierungen
niedrigen Schmelzpunktes, -wie z.. B. von Wöod-Metäll, Rose=Metä;ll, angewiesen.
- Die letztgenannten Legierungen müssen infolge ihres hohen Preises für' die-präktische
Anwendung vollkommen ausscheiden. Auch das Spritzverfahren stellt eine .nur unvollkommene
Lösung dar. Die ausgespritzten Metalltropfchen -erfahren,. zumal -da:
-man in Rücksicht auf eine Schrumpfungsgefahr- -der.- Gelatineschablone auf`
- mittlere Temperaturen angewiesen ist;. eine außerordentlich- * schnelle Erhärtung
und führen daher zu einer- weitgehend porösen Ausbildung-_der Druckform, die beim
Druck zu Unebenheiten in den zu bedruckenden Flächen führen müssen. Weiterhin werden
auch feine, .z.'$:. punktförmige Stellen der Reliefs, z. B. bei Rasterbildern, nicht
erfäßt bzw. verformt.
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Diesen- Nachteilen etwa- dadurch- zu begegnen, daß man, um eine Verdunstungsgefahr
auszuschließen; das :_ Gelatinerelief weitgehend oder vollkommen entquellen läßt,
hat sich :als praktisch nicht :vorteilhaft er-Wiesen; da man hierdurch an sich zwar
bei höheren. Temperaturen arbeiten kann, - aber einmal hierdurch zu geringen Profilhöhen
und damit eine außerordentlich schnelle Abnutzung der -damit erzeugten :Druckformen
in Kauf nehmen müß und andererseits auch die `Gefahr von Trockenverzerrungen, außerordentlich-erhöht
wird: - -- -Es: wurde * nun gefunden, .däß man Schablonen bzw. - Reliefbilder von
gewünschten Höhenunterschieden herstellen und dabei 'die im vorstehenden geschilderten
Nachteile-vollkomme Ü -vermeiden kann, vor allem die Anwendung von Metallegierungen
höheren Schmelzpunktes bzw. von bei höheren Temperaturen ausreichende Plastizität
annehmenden Metallegierungen ermöglichen kann, wenn man die Kollöldreliefs in sich
derart ausbildet, daß sie dem Schrumpfen einen mehr oder weniger großen Widerstand
entgegensetzen und bei geringerer Temperaturempfindlichkeit eine größere Druckhärte
aufweisen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man innerhalb der Kolloiddispersionen
bzw. Kolloidschichten vor oder nach dem Belichten solche Chemikalien zur doppelten
Umsetzung bringt,. die nach dem Trocknen der Kolloidschichten in diesen fein verteilte
skelettartige Einlagerungen bilden, die gegebenenfalls gerbende Wirkungen .auszuüben
vermögen und dabei lichtdurchlässig bzw. so fein verteilt eingelagert .sind, daß
sie die Lichtdurchlässigkeit -nicht". oder nur in geringem Maße beeinträchtigen
können. Als derartige Skelettbildner kommen beispielsweise Kieselsäure, Zinnhydroxyd,
Eisenhydroxyd u. dgl. in Frage, die : neben einer skelettartigen Einlagerungsmögliehkeit
gleichzeitig auch mehr oder -weniger gerbende Wirkungen zu entfalten vermögen. Es
können aber auch Stoffe-Verwendung finden, welche, wie Bariümsulfät, Calciümsulfat
u. dgl., als gerbende Zusätze nicht in Frage kommen. Die Einlagerung kann dabei
derart geschehen; daß :die Zusatzstoffe-vor der Belichtung bzw. der Lichtgerbung
den lichtempfindlichen Schichten bzw. :den Ausgangsmaterialien oder nach Fertigstellung--der-
Reliefbilder diesen zugesetzt -werden. Dabei kann man in den Gelatinefilmen vor
Belichtung oder nach derselben durch Einwirkung geeigneter Kom- -ponenten Einlagerungsgerüste
erzeugen.. Wird die Einlageruüg vor - der Belichtung vorgenommen,; so ist es -erforderlich,
solche Stoffe zu wählen, -die, wie- kolloide Kieselsäure, Zinnsäure _u. dgl., keine
Beeinträchtigung der für --das Gerben der lichtempfindlichen Schichten nötigen
Belichtung mit sich bringen, d. h. sie iriüssen. =durchsichtig' sein und -dabei
.möglichst fein' und .sehr gleichmäßig in der Schicht zur Verteilung kommen.
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Für die Einlagerung in :die bereits fertigen Reliefbilder können neben:
oder an Stelle der erwähnten Stoffe -auch solche' wie Bariumsulfat, Cälciüincarbonat
o-. dgl_ oder Gemische solcher Stoffe in Betracht kommen.
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Sofern man die Einlagerung vor der Belichtung vornimmt, stellt man
vorteilhaft die Stoffe- erst innerhalb .der Kolloiddispersion selbst'her,.man kann
aber auch zunächst vor Belichtung die Lichtempfindlichkeit nicht beeinträchtigende
Komponenten -einlagern, die erst mit nach erfolgter Belichtung -zugesetzteh weiteren-
Komponenten skelettartige; die Festigkeit, Temperaturunempfindliellkeitu. dgl. erhöhende
Einlagerungen bilden, wobei man insbesondere .so. vorgehen kann, daß man besonders
zu
schützende Schichtenteile mit besonders starken Einlagerungen ausstattet und bzw.
oder nach bekannten Methoden zusätzlich härtet.
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Beispiel i io Teile einer Gelatine werden bei etwa 35° in ioo Teilen
Wasser gelöst und in diese Lösung allmählich unter sorgfältiger Verteilung eine
2,5'/, Si 02 enthaltende Natriumsilikatlösung eingerührt, deren Menge etwa 5o0/,
und- mehr, bezogen auf das Gelatinegewicht; betragen kann. -Hierauf wird das entstandene
Gemisch - mit '1/4n-Essigsäure unter ständigem Rühren versetzt, wobei Kieselsäure
in sehr feiner Verteilung in der Gelatine niedergeschlagen wird. - Das Versetzen
mit Säure erfolgt durch Eintropfenlassen in Gegenwart eines Indikators bis zum Umschlagspunkt,
d. h. es wird so viel Säure zugesetzt, bis sämtliches hydrolysierbares Natriumhydroxyd
aus der Wasserglaslösung neutralisiert ist. Von dem so erhaltenen Material kann
man auf eine Unterlage eine entsprechende Schicht aufgießen, die nach dem Trocknen
einen etwa o;2 mm dicken Film bildet, diesen Film. z. B. mit Bichromat in fiblicher
Weise sensibilisieren, trocknen und unter einer Kopiervorlage belichten. Der Film
wird dann auf eine starre, plane Unterlage nach Anfeuchten aufgequetscht und mit
zwecl@näßigerweise warmem Wasser ausgewaschen, um die unbelichteten und damit löslich
gebliebenen Teile der Gelatine-herauszulösen. Man erhält hierdurch aus dem gegerbten
Teil der Gelatine ein - Relief, das gegebenenfalls noch mit Weichmachungsmitteln,
wie z. B. Glycerin, behandelt werden kann und hierauf getrocknet wird.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Herstellung von Druckformen
Gelatine o. dgl. mit Wasserglas zu versetzen, das so erhaltene Gemisch auf eine
Unterlage aufzubringen, zu trocknen und dann in üblicher Weise zu verfahren. Durch
diesen Wasserglaszusatz wird die Lichtempfindlichkeit, z.- B. von Bichromatgelatine,
stark herabgesetzt: Durch dieses starke Herabsetzen der Empfindlichkeit wird eine
gewisse Lagerbeständigkeit erreicht. Für die Zwecke der Technik ist dieser Vorteil
jedoch mit dem außerordentlich- schwerwiegenden, ihn mehr wie aufhebenden Nachteil
verknüpft, daß auf Grund dieser weitgehenden Herabsetzung der Lichtempfindlichkeit
die Belichtungszeiten ungewöhnlich stark verlängert werden müssen. Demgegenüber
wird im Rahmen des vorliegenden Verfahrens die Erkenntnis nutzbar gemacht, daß man
gerade im sauren Gebiet eine erhöhte Lichtempfindlichkeit erreicht. Dieses wird
in einfachster Weise dadurch erzielt, daß man aus dem - primär eingeführten Wasserglas
durch Zusatz von Säure freie Kieselsäure erzeugt -=und so neben- den besörideren
Vorzügen einer derartigen gerbend wirkenden skelettartigen Eirifagerung auch- noch
den Vorteil einer erhöhten Lichtempfindlichkeit erreicht. Beispiel 2 io-Teile einer
Gelatine werden in ioö Teilen Wasser gelöst und in die Lösung allmählich 2o g einer
2 g Zinntetrachlorid enthaltenden wäßrigen Lösung zugeführt. Anschließend wird unter
Verwendung eines Indikators die zur Neutralisation der hydrolytisch aus dem Zinntetrachlorid
gebildeten Salzsäure nötige äquivalente Menge Ammoniäklösung unter energischem Rühren
zufließen gelassen. Die dabei zur Ausfällung kommende kolloide Zinnsäure ist in
dem Gemisch sehr 'fein verteilt. -Außer den vorerwähnten Stoffen kommen weiter z.
B. Zinkhydroxyd, dargestellt aus Zinkchlorid; ferner Wolframsäure, dargestellt aus
Natriumwolframaf, in Betracht. Im ersteren Falle verwendet.man zweckmäßig z. B.-
auf so g Gelatine q: g Zinkchlorid -und fällt, wie im Beispiel ä für Zinntetrachlorid
beschrieben, mit Ammoniak: Im letzteren Falle verwendet man z. B. auf io g Gelatine
z g Natriumwolframat und fällt unter Rühreis in der berechneten Menge Salzsäure.
In allen Fällen werden die äquivalenten Mengen an Fällüngsmitteln verwendet und
diese entweder durch die Gegenwart von Indikatören "oder durch Berechnung ermittelt.
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.Zum Schütz der oberflächlichen Schichten, um die Gelatine zu schonen,
aber doch ein scharfes Abformen zu ermöglichen, kann man gegebenenfalls diese Schichten
noch besonders-schützen, indem man sie oberflächlich mit einer schlecht wärmeleitenden,
feinpulverigen Schicht von z. B. Bariumsulfat, Talkum o. dgl. versieht, z. B. einpudert,
oder aber indem man sie mit' besonders starken Einlagerengen und bzw. oder geeigneten
Niederschlagen, wie z. B. von Bariumsulfat, versieht.. Beispielsweise kann man dabei
folgendermaßen vorgehen: Die obenerwähnte Fällung der Kieselsäure wird mit einer
z. B. 1/4n-Schwefelsäurelösung ausgeführt. Dadurch ist in dem fertigen Gelatinefilm
Natriumsulfat vorhanden. Werden nun die fertigen Reliefbilder in einem Bariumchloridbad
behandelt, so entsteht oberflächlich eine Bariumsulfatschicht, die nach dem Auftrocknen
wärmeisolierend wirkt.
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Bei der Einlagerung von Bariumsulfat geht man ferner am zweckmäßigsten
z. B. derart vor, daß man dem Sensibilisierungsbad für die Gelatine, also beispielsweise
einem Bichromatbad, Ammonsülfat in einer etwa o,6
bis z o[o- =betra:genden-
Konzentration zufügt. Nach der `Belichtung. setzt man dem Auswaschbad Bariumchlorid
beispielsweise in einer Konzentration von 5 °/o zu. Dadurch entsteht an den oberflächlichen
Schichten der Gelatinereliefs eine Bariumsülfatausfällung, die härtende und wärmeisolierende
Eigenschaften aufweist. - ` An Stelle einer Aufpuderung von z. B. Talkum kann man
gegebenenfalls auch dünne Schichten von Öl o. dgl.-' vorsehen.
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Es hat sich gezeigt,- Saß derartige gemäß Erfindung- in der lichtempfindlichen
Schicht, sei- es vor oder nach der Belichtung, angeordnete Ein- bzw. Auflagerungen
die Temperaturempfindlichkeit und Quellbarkeit derartig beschränken,: andererseits
die Druckhärte so weitgehend erhöhen,:. daß auch in den feinsten Einzelheiten scharfe-
Bildkonturen erhalten werden; die: Auswahl an zur Verformung geeigneten Stoffen
wesentlich vergrößert wird und die Herstellungsarbeit der Druckformen vereinfacht
und gesichert wird: Die gemäß Erfindung erhaltenen Reliefs sind hart; _ und zwar
verhältnismäßig hart schon in noch nicht völlig trockenem Zustande, so daß sie sich
zum Abformen durch Prägen; ohne Verzerrungen zu erleiden, vorzüglich. eignen. Durch
ihre weitgehende Uli= empfindlichkeit gegen höhere Temperaturengestatten sie die
Anwendung wesentlich höher schmelzender bzw.. bei wesentlich höheren Temperaturen
noch genügend plastischer Stoffe; insbesondere billiger Metallegierungen,. als-
solche bei- Verwendung, bisher bekannter Gelatinefilme, die bereits bei i
6o ° C nachteilige Veränderungen erleiden. Gemäß Erfindung hergestellte Reliefs
bleiben selbst bei Temperaturen von 230°C und.2noch höher unbeeinträchtigt. Im.
Gegensatz zu bisher bekannten Gelätinereliefbildern sind die Erzeugnisse gemäß Erfindung
auch in wesentlich geringerem Maße quellbar und .zeigen infolgedessen auch eine
erheblich geringere Schrumpfung beim Trocknen, so daß -der Höhenunterschied zwischen
feuchtem und trockenem Zustande nur sehr gering ist. Aus diesem Günde läßt sich
mit derartigen Reliefs die- wesentliche; jedoch bisher nicht erfüllbare Forderung
nunmehr erstmalig erfüllen, solche Reliefs herzustellen, die, beim- Abformen die
gewünschte Höhe und Schärfe der Druckfermen ergeben und behalten.
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Die Abförmungsarbeit kann in -jeder beliebigen Weise vorgenommen
werden. Zur Abformung kommen die verschiedensten Massen, insbesondere geschmolzene
Metalle oder andere Stoffe oder Stoffgemische, in Frage; deren Auswahl; da sie bis
zu verhältnismäßig hohen Temperaturen zur Erzielung von Verformbarkeit gebracht
weiden können, eine. erheblich große ist: Die Abformung kann in beliebiger Weise,
z. B. durch Ausgießen, Prägen, geschehen, die erhaltenen Druckformen sind-gleichmäßig
und von großer Konturenschärfe.