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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Aufzeichnung eines Bildes sowie eine Filmstruktur dafür.
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Es ist bekannt, einen anisotropen Polymerfilm, der in einer
spezifischen Richtung molekular orientiert worden ist,
zwischen zwei polarisierenden Filmen anzuordnen, um eine
Farbe zu entwickeln. Der Grund, warum eine Farbe entwickelt
wird, ist wie folgt: wird, wie in Fig. 1 gezeigt, ein
anisotroper molekular orientierter Film 2 zwischen zwei
polarisierenden Filmen 1 und 3 angeordnet, deren
Polarisationsrichtungen im rechten Winkel zueinander stehen,
und bilden die Achsen der orientierten Moleküle einen Winkel
von 45º zu den Polarisationsrichtungen der polarisierenden
Filme, geht das Licht aus einer Lichtquelle durch den
polarisierenden Film 1, um linear polarisiertes Licht 4 zu
bilden, das dann zu elliptisch polarisiertem Licht 5
abgeändert wird, wenn es den anisotropen molekular
orientierten Film 2 durchläuft. Das elliptisch polarisierte
Licht 5 geht durch den zweiten polarisierenden Film 3 und
verändert sich zum polarisierten Licht 6, das gefärbt gesehen
wird.
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Dieses Prinzip ist auf Fasern oder Textilien angewandt
worden, um irisierende Strickware, Stufen-Ware, Innenvorhänge
und gefärbte Anzeigeelemente herzustellen; siehe die Liste
von Vorträgen beim Jahrestreffen 1986 der Faser-Gesellschaft
von Japan, Seite 153, von Kiyokazu Matsumoto et al..
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Die obigen Versuche sind alle auf die Entwicklung einer Farbe
konzentriert. Keine andere Funktion ist untersucht worden.
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Durch die vorliegende Erfindung wird ein neues Verfahren zur
Aufzeichnung eines Bildes durch Anwendung des obigen Phänomen
angegeben. Das Verfahren beinhaltet, daß man
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(i) einen anisotropen molekular orientierten Film zwischen
zwei polarisierenden Filmen anordnet, deren
Polarisationsrichtungen parallel oder im rechten Winkel
zueinander vorliegen, so daß die Anisotropie des orientierten
Films in einem Winkel von 45 ± 10º bezüglich der
Polarisationsrichtungen der polarisierenden Filme liegt, und
daß man
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(ii) die Anisotropie eines Bildteilbereichs im orientierten
Film vollständig oder unvollständig abbaut.
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Durch die vorliegende Erfindung wird auch eine Filmstruktur
zur Bildaufzeichnung bereitgestellt, wobei die Struktur zwei
polarisierende Filme, deren Polarisationsrichtungen parallel
oder im rechten Winkel zueinander angeordnet vorliegen, und,
dazwischen sandwichartig angeordnet, einen anisotropen
molekular orientierten Film umfaßt, dessen Anisotropie in
einem Winkel von 45 ± 10º bezüglich der Polarisationsrichtung
der polarisierenden Filme liegt, wobei die Filmstruktur auch
einen Bildteilbereich aufweist, dessen molekulare
Orientierungsanisotropie vollständig oder unvollständig durch
Hitze oder Licht abgebaut ist.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann einer der
polarisierenden Filme durch einen reflektierenden Film
ersetzt sein.
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Fig. 1 ist eine schematische Zeichnung, die das der
vorliegenden Erfindung zugrundeliegende theoretische Prinzip
veanschaulicht.
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Fig. 2 ist eine Zeichnung, die das
Bildaufzeichnungsverfahren der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht.
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Fig. 3 zeigt Front- und Seitenansichten einer
Ausgestaltungsform einer Vorrichtung, die in der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann.
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Fig. 4 ist ein schematischer Querschnitt eines
Positivoder Negativ-Films.
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Fig. 5 zeigt schematisch das Umwandlungssystem von Positiv
und Negativ.
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Fig. 6 zeigt die Ergebnisse von Beispielen.
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Der in der vorliegenden Erfindung angewandte polarisierende
Film ist nicht eingeschränkt, bevorzugt sind aber diejenigen,
die gute physikalische Stabilitäten, wie Hitze-, Wetter- und
Wasserbeständigkeit, und auch einen guten Polarisiergrad
aufweisen. Der polarisierende Film kann im Handel erhältlich
sein, einschließlich KAYAPOLAR KPL-23 und NITTO T-1205.
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Der anisotrop molekular-orientierte Film der vorliegenden
Erfindung ist ein Polymerfilm, der 1,5- bis 6-fach uniaxial
oder biaxial orientiert ist, um die Achsen der
Polymermoleküle parallel zur Polymerfilmoberfläche zu
anzuordnen. Beispiele der Polymerfilme sind Polyvinylchlorid,
Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyethylen, Polypropylen,
Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polyvinylalkohol und dgl..
Zur Steigerung des Änderungsvermögens der Anisotropie kann
ein Additiv (wie ein Weichmacher und ein Farbstoff) dem
Polymerfilm zugefügt sein. Der anisotrope molekular
orienierte Polymerfilm kann aus einer oder mehreren
Schichten zusammengesetzt sein. Die Mehrfachschichten können
entweder aus den gleichen Polymermaterialien, die
unterschiedliche Streck-Prozentwerte aufweisen, oder aus
unterschiedlichen Polymermaterialien hergestellt sein. Der
Polymerfilm kann aus einem fotoabbaubaren Polymer hergestellt
sein, das belichtet und dann einer Hitzeeinwirkung ausgesetzt
wird, um die Anisotropie der molekularen Orientation
abzubauen. Der Polymerfilm kann auch aus einem mit Licht
isomerisierbaren Polymer hergestellt sein. Die
Isomerisierungsreaktion ermöglicht es, den Abbau der
Anisotropie der molekularen Orientation reversibel
umzuwandeln, wodurch die Bildung und Beseitigung von Bildern
reversibel gestaltet werden können. Beispiele der mit Licht
isomerisierbaren Polymeren sind im Detali in "Lectures of
Chemical Fibers" von Eiichi Kobayashi et el., Vol. 44, S. 95
(1987), angegeben.
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In der vorliegenden Erfindung sind die zwei polarisierenden
Filme so angeordnet, daß die Polarisationsrichtungen parallel
oder senkrecht zueinander vorliegen, und der anisotrope
molekular orientierte Film wird so dazwischen angeordnet, daß
der Winkel der Achsen der molekularen Orientation und der
Polarisationsrichtungen ca. 45º beträgt. In der vorliegenden
Erfindung sollen die Winkelangaben, einschließlich parallel
und senkrecht, nicht strikt definiert sein, so daß ein Winkel
von 45º beispielsweise so zu verstehen ist, daß er eine
Abweichung von ca. ± 10º aufweisen kann.
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In der vorliegenden Erfindung werden ganz allgemein zwei
polarisierende Filme angewandt, aber einer der
polarisierenden Filme kann in einen reflektierenden Film
(oder eine entsprechende Platte) abgeändert sein, um dieselbe
Funktion der vorliegenden Erfindung zu erfüllen. Der
reflektierende Film (oder die Platte) schließen einen
Spiegel, einen Metall (z.B. Aluminium) - Abscheidungsfilm und
dgl. ein.
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Der anisotrope molekular orientierte Film der vorliegenden
Erfindung weist einen Bildteilbereich auf, dessen Anisotropie
der molekularen Orientation durch Hitze- oder Lichteinwirkung
abgebaut wird. Der Abbau der Anisotropie wird vollständig
oder unvollständig durchgeführt. Bei unvollständigem Abbau
kann der Bildteilbereich gefärbt sein, weil ein gewisser Grad
der Anisotropie der molekularen Orientation zurückbleibt. Bei
vollständigem Abbau ist der Bildteilbereich entweder farblos
oder schwarz, abhängig vom Winkel (d.h. parallel oder
senkrecht) der Polarisationsrichtungen der beiden
polarisierenden Filme. Der Abbau durch Hitze wird ganz
allgemein durchgeführt, indem man den Bildteilbereich des
Films einem Laser vom Erhitzungstyp oder einem Hitzekopf
aussetzt. Wird der Abbau durch Lichteinwirkung vorgenommen,
sind ein digitales Aufzeichnungsverfahren mit einem
Laserstrahl, ein analoges Aufzeichnungsverfahren mit einer
Quecksilberlampe und dgl. bevorzugt. Weist der anisotrope
Film mehr als eine Schicht auf, kann der Abbau stufenweise
durchgeführt werden, und es ist daher leicht, die
Farbentwicklung zu steuern.
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Das Bildaufzeichnungsverfahren der vorliegenden Erfindung
wird durch Fig. 2 erläutert. Fig. 2 (a), (b) und (c) zeigen
schematisch Querschnitte der Filmstruktur der vorliegenden
Erfindung, und Fig. 2 (d) und (e) zeigen ebene Ansichten der
Struktur der vorliegenden Erfindung. Der anisotrope molekular
orientierte Film 2 ist zwischen den beiden polarisierenden
Filmen 1 und 3 angeordnet. Die Anisotropie der molekularen
Orientation wird durch Hitze- oder Lichteinwirkung abgebaut,
wie in Fig. 2 (b) gezeigt, und der abgebaute Teilbereich
erlaubt den Durchgang des Lichts nicht und entwickelt ein
schwarzes Bild, wie in Fig. 2 (c) und (e) gezeigt, wodurch
das Aufzeichnungsverfahren beendet wird. Da in Fig. 2 der
Winkel der Polarisationsrichtungen der beiden polarisierenden
Filme 90º beträgt, läßt der abgebaute Teilbereich der
Anisotropie das Licht nicht durch und entwickelt eine
schwarze Farbe, wodurch man ein positives Bild erhält. Sind
die Polarisationsrichtungen der beiden polarisierenden Filme
parallel, läßt der abgebaute Teilbereich, im Gegensatz dazu,
das Licht durch und bildet ein negatives Bild.
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Als eine der Anwendungsformen der oben genannten Struktur und
des entsprechenden Verfahrens wird eine Druckvorrichtung
erläutert, wie in Fig. 3 bis 5 gezeigt. Fig. 3 zeigt eine
Frontansicht und eine Seitenansicht der Vorrichtung. Fig. 3
zeigt eine Lichtquelle 11 und eine Abdeckung 12, welche mit
einer Kombination eines anisotropen molekular orientierten
Films, der einen Bildteilbereich aufweist, und eines weiteren
polarisierenden Films unter Vakuum in Kontakt steht. Ein
Trägerkörper 13 enthält eine Vakuumpumpe, eine
Lichtsteuerungsanlage und dgl.. Die Lichtquelle 11 und der
Trägerkörper 13 unterscheiden sich nicht von denen in einer
herkömmlichen Druckvorrichtung, die Abdeckung 12 ist aber ein
gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeter polarisierender
Film.
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Fig. 4 zeigt schematisch einen Querschnitt der Abdeckung 12
und der oben genannten Filmkombination. Fig. 4 zeigt den
Träger 13 und einen Rahmen 14 für die Abdeckung 12. Zwischen
der Abdeckung 12 und dem Träger 13 sind der anisotrope
molekular orientierte Film 15, der weitere polarisierende
Film 16 und eine lichtempfindliche Druckplatte 17
sandwichartig angeordnet. In der vorliegenden Erfindung ist
die Abdeckung 12 ein polarisierender Film, der so
ausgestaltet ist, daß er (teilweise) beseitigt bzw. zerstört
werden kann, so daß die Umwandlung von Positiv und Negativ
sehr leicht durchgeführt wird, indem man die Richtung der
Polarisation der Abdeckung 12 verändert.
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Das Umwandlungssystem ist aus Fig. 5 leicht verständlich. Die
Umwandlung kann durchgeführt werden, indem man die
Polarisierrichtung des weiteren polarisierenden Films 16
ändert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Umwandlung eines
Positivbildes und eines Negativbildes leicht durchgeführt,
indem man den Winkel der polarisierenden Achsen der beiden
polarisierenden Filme verändert. Der polarisierende Film und
der anisotrop molekular-orientierte Film sind beide im Handel
als Industrieprodukte erhältlich und daher preiswert genug,
um die Herstellkosten herabzusetzen. Die Filme sind
großflächig erhältlich, und das erhaltene Bild wird ebenfalls
großflächig hergestellt. Da man beim Verfahren der
vorliegenden Erfindung keinen flüssigen Entwickler verwendet
und keine Entwicklungs- und Fixierstufen enthalten sind, wird
ein sehr vereinfachtes Verfahren durchgeführt. Auch beruht
das Verfahren auf physikalischer Bildbildung und
unterscheidet sich daher von einem herkömmlichen Verfahren,
bei dem viele chemische Reaktionen zur Anwendung gelangen.
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Auch wird die Auswahl der Farben durch Steuerung der
Hitzeeinwirkung oder Belichtungsmenge ohne Einsatz von
Farbstoften durchgeführt. Ferner ist der Farbkontrast von
Weiß und Schwarz in hohem Maße ausreichend, um
lichtempfindliche Druckplatten und dgl. anzuwenden.
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In der Druckvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die
Umwandlung von Negativ und Positiv leicht und einfach
durchgeführt werden.
Beispiele
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Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele
erläutert, auf deren Details die vorliegende Erfindung jedoch
nicht eingeschränkt sein soll.
Beispiel 1
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Ein uniaxial orientierter Polyethylen-Film wurde zwischen
zwei senkrecht zueinander polarisierende Filme gebracht und
mit einem Klebstoff laminiert, um eine Filmstruktur zu
bilden, die eine hellgelbe Farbe aufwies. Die Struktur wurde
einem Halbleiter-Laser ausgesetzt, wie in Fig. 2 gezeigt. Die
Bedingungen der Bildbildungen sind in Fig. 6 gezeigt.
Beispiel 2
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Eine Filmstruktur wurde erhalten, wie ganz allgemein in
Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme, daß statt dessen
die beiden Filme parallel polarisierende Filme waren. Der
erhaltene Film zeigte eine dunkelblaue Farbe. Die Struktur
wurde einem Halbleiterlaser ausgesetzt, wie in Fig. 2
gezeigt. Die Bedingungen der Bildbildungen sind in Fig. 6
gezeigt.
Beispiel 3
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Ein uniaxial orientierter Lichtabbau-Film (Polyvinylchlorid,
das mit Hexachloraceton behandelt war) wurde zwischen zwei
senkrecht zueinander polarisierende Filme gegeben und mit
einem Klebstoff laminiert, um eine Filmstruktur zu bilden,
die eine hellgelbe Farbe aufwies. Die Struktur wurde mit
einem UV-Laser belichtet, wie in Fig. 2 gezeigt, und bei
100ºC erhitzt. Die Bedingungen der Bildbildungen sind in Fig.
6 gezeigt.
Beispiel 4
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Ein uniaxial orientierter Film mit der folgenden chemischen
Struktur wurde zwischen zwei senkrecht zueinander
polarisierende Filme gebracht und mit einem Klebstoff
laminiert, um eine Filmstruktur zu bilden, die eine hellgelbe
Farbe aufwies.
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(worin n = 11 bis 13)
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Die Struktur wurde mit Licht von 527 nm und dann mit Licht
von 546 nm belichtet. Die Bedingungen der Bildbildungen sind
in Fig. 6 gezeigt.
Beispiel 5
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Ein uniaxial orientierter Polyvinylalkohol-Film wurde
zwischen zwei parallel zueinander polarisierende Filme
gebracht und mit einem Klebstoff laminiert, um eine
Filmstruktur mit einer grünen Farbe zu bilden. Die Struktur
wurde einem Halbleiter-Laser ausgesetzt, wie in Fig. 2
gezeigt, die Belichtungszeit wurde aber auf ca. ½ von
Beispiel 1 herabgesetzt. Dann wurde ein weiterer Teilbereich
der Struktur der Lasereinwirkung ausgesetzt, die
Belichtungszeit wurde aber auf ca. 1/3 von Beispiel 1
herabgesetzt. Die Bedingungen der Bildbildungen sind in Fig.
6 gezeigt.
Beispiel 6
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Ein biaxial orientierter Polyethylen-Film wurde auf einen
biaxial orientierten Polypropylen-Film geklebt und dann
zwischen zwei senkrecht zueinander polarisierende Filme
gelegt. Die drei Filme wurden mit einem Klebstoff laminiert,
um eine Filmstruktur mit roter Farbe zu bilden. Die Struktur
wurde einem Halbleiter-Laser ausgesetzt, wie in Fig. 2
gezeigt, Belichtungszeit bzw. -menge wurden aber auf die 2-
und 3-fachen Werte von Beispiel 1 abgeändert bzw.
heraufgesetzt. Die Bedingungen der Bildbildungen sind in Fig.
6 gezeigt.