DE939873C

DE939873C - Verfahren zum Herstellen von Vervielfaeltigungsschablonen

Info

Publication number: DE939873C
Application number: DED9971A
Authority: DE
Inventors: Keith S Hoover
Original assignee: AB Dick Co
Current assignee: AB Dick Co
Priority date: 1950-08-08
Filing date: 1951-08-07
Publication date: 1956-03-08
Also published as: FR1064683A; US2699113A; GB696563A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Schablonen, die zur Verwendung bei den üblichen Vervielfältigungsverfahren dienen, und insbesondere auf ein vollständig neuartiges Verfahren zur Herstellung dieser Schablonen.

Das Verfahren besteht darin, daß ein aus Kunststoff bestehender, für Farbe undurchlässiger, leicht schmelzbarer Film auf die Vorlage aufgelegt und bestrahlt wird, wobei die Strahlen in dem über den dunklen Buchstabenumrissen vorhandenen Material des Films absorbiert und in Wärme umgewandelt werden, so daß in den entsprechenden Stellen des Films Öffnungen entstehen, durch die die Farbe hindurchzutreten vermag.

Bisher sind Schablonenöffnungen, durch die die Farbe hindurchtreten konnte, in einem Schablonenblatt dadurch hergestellt worden, daß eine zusammendrückbare Masse, die die Schablonenunterlage durchtränkte und sie für Farbmassen undurchlässig machte, verlagert wurde. Die Verlagerung dieser verhältnismäßig weichen, zusammendrückbaren Masse erfolgte unter Anwendung von Kraft, beispielsweise mittels eines Griffels oder mittels des Aufschlages der Schreibmaschinentype. Derartige

zur Herstellung von Schablonen verwendete Mittel haben die Verwendung der Schablone begrenzt und die Aufnahme von Schablonenvervielfältigungsverfahren bei Büroarbeiten erschwert, wie dies beispielsweise in Büros u. dgl. der Fall ist.

Gemäß der Erfindung kann eine Schablone für die üblichen Vervielfältigungsverfahren dadurch hergestellt werden, daß die Vorlage unmittelbar auf oder in Oberflächenberührung mit einem aus ίο Kunststoff bestehenden Film gelegt und bestrahlt wird. Die strahlende Energie wird durch die hellen Flächen der Originalvorlage zurückgeworfen oder zerstreut und durch die die dunklen Flächen oder die gedruckten Flächen der Originalvorlage bildenden Materialien absorbiert und dadurch in Wärme verwandelt. Die in diesen bestrahlten Flächenräumen erzeugte Wärme muß genügend groß sein, um Öffnungen zu erzeugen, durch, die in normalen Vervielfältigungsvorgängen die Vervielfältigungsao farbe hindurchzutreten vermag.

Strahlende Energie, die nach Absorbierung in den aus den dunklen Flächen der Vorlage bestehenden Materialien Wärme zu erzeugen vermag, kann von Lichtquellen herrühren, die reich an Infrarotstrahlen sind, mit einer Wellenlänge im Bereich von 8000 bis 40 000 Ä. Diese Wellen liegen oberhalb des Sichtbarkeitsbereichs, aber unter dem äußersten Ende des Infrarotbereichs. Strahlende Energie, die die obenerwähnte Erscheinung hervorzurufen vermag, kann in genügend hoher Konzentration in einer gewöhnlichen Blitzlichtlampe oder in einer Wolframlampe, in einer Kohlebogenlampe, Infrarotlampe od. dgl. erzeugt werden. Die Menge der entwickelten Wärme hängt in der Hauptsache von der Belichtungsdauer und der Stärke der in den Lichtbündeln vorhandenen strahlenden Energie ab. Die Menge der entwickelten Wärme hängt auch von der Farbtiefe der Vorlage und der Art des Materials ab, aus dem die Buchstaben in der Vorlage gebildet sind und das als »Strahlung absorbierendes •—Wärme erzeugendes« Material bezeichnet werden kann.

Die mikroskopische Prüfung des aus Kunststoff bestehenden Films, der in der beschriebenen Weise behandelt und von der Vorlage, auf die die strahlende Wärme gerichtet worden war, getrennt wurde, zeigt eine große Zahl von öffnungen, die den Wärme erzeugenden Zeichen der Vorlage entsprechen. Die öffnungen besitzen genügend große Abmessungen, daß Farbe bei gewöhnlichen Vervielfältigungsvorgängen durchtreten kann. Das harzartige Material, das früher die Stelle der öffnungen einnahm, scheint sich verlagert zu haben und zu Kügelchen oder Fäden umgebildet zu sein, die ein Gitterwerk über die Buchstäben- oder Schablonenöffnungen bilden, so daß die Schleifenbuchstaben ungebrochen gehalten und ein größerer Zusammenhalt dem sich selbsttragenden Film gegeben wird.

Kunststoffilme, die für' Farbmassen undurchlässig sind und die beschriebenen Kennzeichen haben, können hergestellt werden aus Kunststoffen, z: B. Polyvinylidenchlorid und Mischpolymerisaten davon mit Vinylchlorid und Vinylacetat, Polystyrol, Polyamiden, die durch die Umsetzung einer mehrbasischen Säure, vorzugsweise einer zweibasischen Säure, mit einem Polyamin, vorzugsweise einem Diamin, gebildet sind, Polytetrafluoräthylen, Polychlortrifluoräthylen, Polyäthylen, Kautschukhydrochlorid, Styrol-Isobutylen-Mischpolymerisaten, Styrol-Acrylnitril-Mischpolymerisaten, Polyvinylchlorid, Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisat, Polyvinylacetalen, Zelluloseäthern und -estern, wie beispielsweise Zellulosepropionatbutyrat, Äthylzellulose, Nitrozellulose u. dgl.

Es scheint auch, daß der elastische Zusammenhang eines gestreckten oder orientierten Films die gewünschte Neuanordnung zur Trennung des harzartigen Materials in öffnungen und in verbindende Stege begünstigt; Es wurde gefunden, daß eine bessere Schablone bei einer niedrigeren Temperatur mit einem gestreckten oder orientierten, sich selbst tragenden Film erzielt wird als mit einem gewöhnlichen Film aus Kunststoff. Durch die Verwendung eines gestreckten Films ist es möglich, eine größere Anzahl von öffnungen je Flächeneinheit zu erhalten.

Orientierungen der beschriebenen Art können bei Filmen erhalten werden, die aus Polyvinylidenchlorid, Polystyrol, Polyteträfluoräthylen, Polyäthylen, Kautschukhydrochlorid, Styrol-Isobutylen-Mischpolymerisat und Styrol-Acrylnitril-Mischpolymerisat hergestellt sind.

Es besteht auch Grund zur Annahme, daß die gewünschten Schablonenöffnungen in dem Kunststofffilm auf Grund eines thermischen Vorgangs auftreten können, beispielsweise durch Zersetzung oder durch chemische Änderung in dem harzartigen Stoff, aus dem der aus Kunststoff bestehende Film hergestellt ist, besonders bei harzartigen Stoffen, die eine Halogengruppe aufweisen, z. B. Filme aus Polyvinylidenchlorid und Mischpolymerisaten davon mit Vinylchlorid oder Vinylacetat, Polyvinylchlorid, Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisaten, chloriertem Kautschuk,-oder durch Weglassen von Stabilisierungsmitteln aus dem harzartigen Material oder durch Zusatz von Zersetzungskatalysatoren zu dem Filmmaterial.

Filmdicken im Bereich von 0,00254 mm bis 0,0763 mm sind am günstigsten, jedoch kann auch ein Film geringerer Dicke genommen werden/wenn er die Fähigkeit besitzt, den Durchtritt von Farbe zu verhindern. Größere Filmstärken können ebenfalls verwendet werden, insbesondere dann, wenn der erwärmte Kunststoff unter der Behandlung ziemlich flüssig wird.

Bei Verwendung einer für Photozwecke dienenden Blitzlichtlampe können Temperaturen über 2oo° in Bruchteilen einer Sekunde entwickelt werden. Bei anderen Strahlern ist es schwieriger, iao schnell und wirtschaftlich Temperaturen über 175⁰ bis 235° durch Bestrahlen der Vorlage zu entwickeln. Das harzartige Material kann mit Weichmachungsmitteln verbunden oder verändert werden, um einen Erweichungs- oder Verflüssigungspunkt iaj zu erhalten, der innerhalb des Temperaturbereichs

von 65° bis 235 ° liegt. Wenn die Bedingungen zur Entwicklung höherer Temperaturen gegeben sind, kann der Erweichungsbereich eines geeigneten Materials entsprechend breiter gewählt werden.
Geeignete Plastizierungsmittel für bestimmte harzartige Stoffe oder zelluloseartige Materialien können von Fachleuten auf dem Gebiete der Kunststoffindustrie und Harzverarbeitung leicht gewählt werden. Beispielsweise kann Polystyrol mit Arylphosphaten, wie z. B. Tricresylphosphat, chloriertem Diphenyl, Dibutylphthalat weichgemacht werden. Für gewöhnlich genügt eine Menge bis zu 35 Gewichtsprozent des Weichmachungsmittels, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, was aber

xs natürlich von dem Molekulargewicht des Polystyrols abhängt.

Polyvinylchlorid und Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisate können mit Dibutylphthalat, Diamylphthalat, Dioctylphthalat, Äthylenglykoldibutyläther, Tricresylphosphat weichgemacht werden, und Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisat kann auch mit Glycerinestern, Kampfer, Triacetin u. dgl. weichgemacht werden. Mengen bis zu 40 Gewichtsprozent können mit den obigen Harzen erfolgreich verwendet werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

Polyvinylidenchlorid, welches in plastisch-erwärmtem Zustande oder in unterkühltem Zustande orientiert werden kann, kann auf den gewünschten Grad mittels irgendeines der zahlreichen Weichmachungsmittel oder Kombinationen dieser Mittel weichgemacht werden, einschließlich Polychlorderivaten von aromatischen Kohlenwasserstoffen und Äthern, wie Polychlordiphenyl, Polychlorbenzol und Polychlordiphenyloxyd, Dibenzyläther, Aralkyläther, Tricresylphosphat, Hexachloräthylen, Styroloxyd, Phenoxypropylenoxyd u. dgl.

Acrylsäureestermischpolymerisate, wie Butylmethacrylat, Äthylacrylat, Methylmethacrylat

u. dgl., können, wenn notwendig, in Mengen bis zu 40 Gewichtsprozent mit Dibutylphthalat, Dibutoxyäthylphthalat, chloriertem Diphenyl, Tricresylphosphat u. dgl; weichgemacht werden.

Geeignete Polyamide, die vorzugsweise aus einer Dicarboxylsäure und einem Diamin gebildet sind, sind an sich schon genügend verwendungsfähig, sobald sie aus einem Polymerisat ausgewählt sind, das ein niederes Molekulargewicht und einen Schmelzpunkt unter 200⁰ hat, jedoch kann der wärmeempfindliche Punkt durch Zusatz von Erweichungsmitteln gesenkt werden, beispielsweise durch Sulfonamide, wie p-Toluolsulfonamid.

Bei der Durchführung der in Fig. 1 schematisch dargestellen Erfindung wird ein Kunststoffilm 10 der beschriebenen Art auf die Oberseite einer Originalvorlage 11 aufgelegt, wobei der bedruckte Teil 12 nach oben und nächst dem aus Kunststoff bestehenden Film liegt.

Über den zusammengelegten Bogen wird eine Photoblitzlichtlampe 13 zur Entzündung gebracht. Die entwickelte und auf die Vorlage in Richtung der Pfeile zur Einwirkung gebrachte strahlende Wärme wird von den hellen Flächen der Vorlage im wesentlichen reflektiert und zerstreut, während sie von dem »Strahlung absorbierenden — Wärme erzeugenden« Material der Vorlage (den dunkleren Flächen) absorbiert und in Wärme verwandelt wird. Die entwickelte Wärme ist so groß, daß eine Neuordnung der entsprechenden Flächenräume des aus Kunststoff bestehenden Films erfolgt. Über der ganzen erwärmten Fläche werden zahlreiche öffnungen 14 gebildet, die das harzartige Material zwischen den Öffnungen in der Form von Fasern oder Stegen stehenlassen (Fig. 2).

Der von der Vorlage getrennte Film hat die Merkmale einer Schablone, von der mit gewöhnlichen Vervielfältigungsvorgängen eine Anzahl Duplikate der Vorlage hergestellt werden können.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann der aus Kunststoff bestehende Film 20 auf die Unterseite der Vorlage 21 gelegt werden, wobei der bedruckte und zu vervielfältigende Teil 22 nach oben liegt. Eine weitere Abänderung besteht darin, daß die zusammengelegten Teile bestrahlt werden, indem ein mit Strom versorgter Wolframdraht 23 über die Vorlage weggeführt wird, um Strahlung 24 auf die bedruckte Seite der Vorlage 21 zu richten. Diese Strahlen werden hierbei durch die hellen Flächen der Vorlage zerstreut oder im wesentlichen reflektiert, während die Strahlen durch das in den dunklen Flächen der Vorlage befindliche Material in Wärme umgewandelt werden. Die Wärme wird durch die Vorlage hindurch auf den Film 20 zur Einwirkung gebracht, in dem Schablonenöffnungen 25 gebildet werden, die durch entsprechende Flächen des aus Kunststoff bestehenden Films hindurchtreten. Nach dem Trennen kann der aus Kunststoff bestehende Film als Schablone bei den üblichen' Vervielfältigungsverfahren verwendet werden.

Ausgezeichnete Erfolge sind erzielt worden, sobald der Film 10 oder 20 aus einem Polyvinylidenchloridharz bestand, das in einem unterkühlten Zustande oder in einem wärmeplastischen Zustande orientiert worden war. Das Polyvinylidenchlorid kann als ein Mischpolymerisat mit Vinylchlorid oder Vinylacetat verwendet werden, und das Harz oder das Mischpolymerisat kann mit bis zu 40 Gewichtsprozent eines geeigneten Weichmachungsmittels weichgemacht werden.

An Stelle eines Polyvinylidenchlorids kann der Film aus einem vorzugsweise orientierten Kautschukhydrochlorid mit einem Erweichungspunkt von 96 bis I2O° oder aus einem Styrolisobutylenmischpolymerisat mit einem Erweichungspunkt von 93 bis 150⁰ bestehen. Wird der Film aus Polystyrol hergestellt, so wird ein Harz verwendet, das ein Molekulargewicht zwischen 35000 und 65000 besitzt. Wenn derartige Polymerisate oder Polymerisate von höherem Molekulargewicht verwendet werden, können die gewünschten Eigenschaften ohne Erweichen der harzartigen Stoffe erhalten werden, jedoch kann das Polymerisat mit bis zu 30 Gewichtsprozent Diphenyl oder Tricresylphosphat weichgemacht werden. Polyvinylchlorid mit einem Erweichungspunkt von etwa 93 bis 150⁰ kann mit oder ohne Erweichungsmittel verwendet

werden. Mischpolymerisate aus Vinylchlorid-Vinylacetat mit einem Schmelzpunkt zwischen 93 bis 150" können mit oder ohne Weichmachungsmittel ebenfalls als filmbildende Kunststoffe verwendet werden. Es wurde gefunden, daß die beste Schärfe der Kopie erreicht wird, wenn der Schablonenbogen in unmittelbarer Berührung oder sehr dicht an den wärmeerzeugenden Flächen der Vorlage liegt. Es wurde auch gefunden, daß die Schärfe verbessert

wird, wenn genügend Wärme durch die aufgenommene Strahlung in einer Mindestzeit entwickelt, wird. Wenn zur Entwicklung gegenüber Wärme eine längere Belichtung erfolgt, so hat die Wärme das Bestreben, von den Öffnungen weg nach seitwärts zu fließen und eine verschwommene und undeutliche Kopie zu erzeugen. Um die gewünschte kurzfristige, aber konzentrierte Belichtung zu erhalten, wird vorzugsweise eine photographische Blitzlichtlampe verwendet, wie sie in Fig. 1 dar-

gestellt ist. An Stelle dieser Lampe können aber auch Vorrichtungen verwendet werden, bei denen die Quelle für das die Infrarotstrahlen enthaltende Licht bei hoher Wattzahl durch einen kapazitiven Widerstand erzeugt wird, wie er ähnlich bei Punkt-

schweißmaschinen zur Verwendung gelangt. Eine andere Vorrichtung zur Erzielung der gewünschten, nur kurzzeitigen Belichtung mit starken Strahlen besteht aus einer verhältnismäßig langen, aber schmalen Quelle von Infrarotstrahlung, z. B. aus

einem Draht oder einer Wolframlampe, deren Strahlung auf die Vorlage durch Verwendung von geeigneten Linsen und Reflektoren konzentriert wird und die an der Vorlage mit gleichbleibender Geschwindigkeit vorbeiwandert, so daß die Belich-

tung jedes Linienelementes durchweg in gleicher Stärke erfolgt. Noch eine weitere Vorrichtung zur Erreichung der gewünschten kurzen, aber intensiven Belichtung besteht in einer Punktquelle von Infrarotstrahlung, z. B. aus einer Glühlampe, in der die Strahlung zu einem verhältnismäßig kleinen Punkt durch ein System geeigneter Linsen und Reflektoren auf die Oberfläche des Schablonenbogens zur Einwirkung gebracht wird, der mit der Vorlage auf einem sich schnell drehenden Zylinder liegt.

Während des Umlaufs des Zylinders bewegt sich die punktförmige Lichtquelle mit gleichförmiger Geschwindigkeit in einer Richtung parallel zur Achse des Zylinders, bis jedes Punktelement der Vorlage der konzentrierten Strahlung ausgesetzt worden ist. so

Wie aus der Beschreibung ersichtlich, kann gemäß der Erfindung ein Schablonenblatt hergestellt werden, das bei der Herstellung einer großen Zahl von Kopien verwendet werden kann, die genau der Vorlage gleichen. Infolge der Einfachheit des Her-Stellungsverfahrens, der geringen Kosten der verwendeten Materialien und des. Fehlens jeder Möglichkeit, die Vorlage während der Herstellung der Schablone zu beschädigen, kann diese nach Verwendung vernichtet werden, da ein oder mehrere Schablonen leicht wieder von der Vorlage hergestellt werden können. Gewünschtenfalls kann die Schablone gereinigt und für spätere Verwendung bei der Herstellung weiterer Kopien aufgehoben werden.

Werden die Lichtstrahlen auf bestimmte Flächen gerichtet, so ist es möglich, durch dieses Verfahren Schablonen zum Vervielfältigen kleinerer Teile von Schriftstücken oder Zeichnungen herzustellen.

Es ist selbstverständlich, daß ein physikalischer Träger mit dem Film verwendet werden kann, um dem Film eine größere Festigkeit zu geben, so daß er den bei der Handhabung auftretenden Kräften widersteht und hinsichtlich der Handhabung und Verpackung wünschenswertere Eigenschaften zeigt. Ein derartiger Träger kann in Form eines Zwischenbogens oder eines Siebes vorgesehen sein oder kann aus einem siebähnlichen Tuch bestehen, das an dem Kunststoff befestigt oder in den Kunststoff eingebettet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Herstellen von Vervielfältigungsschablonen, dadurch gekennzeichnet, daß eine (Schrift- oder Bild-)Vorlage in Berührung mit einem leichtschmelzenden, farbundurchlässigen thermoplastischen Film Wärmestrahlen ausgesetzt wird, bis entsprechend den dunklen Stellen der Vorlage in dem Film öffnungen für den Durchtritt der Vervielfältigungsfarbe entstanden sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines gestreckten Kunststoffilms. ·

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 664 2.56