NO129779B - - Google Patents

Description

Stensil.

Nærværende oppfinnelse vedrbrer stensiler for elektrisk gnist-skjæring ved hjelp av en elektrisk stylus. Med det her anvendte uttrykket "stensil" menes et billedfritt stensil-emne,

bortsett fra når det spesielt angis at stensilen er påfort tekst eller bilde.

Det er velkjent at stensiler som skal gnist-skjæres elektrisk, vanligvis har to-sjikts-struktur. Sjiktet som ligger nær den elektriske stylus, har en hbyere elektrisk motstand enn det andre sjiktet, og det er trykksverte-ugjennomtrengelig i ukuttet (ikke utskåret) tilstand. Det er mulig for de to sjiktene å være udelt i form av en selv-bærende termoplastisk film, som for konstruksjonen beskrevet i U.S. patent nr. 2.664.043, eller det er mulig å bære oppe sjiktet med hoyere elektrisk motstand ved hjelp av et trykksverte-gjennomtrengelig porost ark av stensil-silkepapir, mens sjiktet med lavere elektrisk motstand enten er overtrukket på baksiden av det forste sjiktet eller båret oppe separat på et underlagsark, og som beskrives i britisk patent nr. 1.042.585. Kjente stensiler som er oppbygd på en av de nevnte måter lider imidlertid av de ulemper at de ikke er i stand til å reprodusere nbyaktig kontinuerlige toneendringer fra fotografiske originaler, og ved at de gir dårlig respons på skjæring med hoy hastighet.

Nærværende oppfinnelse fremskaffer en stensil for gnistskjæring

ved bruk av en elektrisk stylus, bestående av to termoplastiske sjikt egnet for å anvendes" sammenhengende, hvor hvert sjikt har elektrisk ledende partikler dispergert deri, idet sjiktet som er nærmest stylus er trykksverte-ugjennomtrengelig og har en hoyere elektrisk motstand enn det andre sjiktet, og er karakterisert ved at sjiktet med den hoyere elektriske motstand inneholder dispergerte halv-ledende såvel som ledende partikler. Fortrinnsvis danner de to termoplastiske sjiktene en helt selv-bærende film, som er båndaktig montert på et ark bestående av et egnet losgjorende papir. Filmen blir derefter utskåret in situ mens den ennå er montert på det losgjorende papiret, og det sistnevnte, bortsett da fra et bånd som anvendes for å underlette an-bringelsen, fjernes fra det forstnevnte umiddelbart for bruk.

Ifolge en alternativ konstruksjon er sjiktet med den hoye elektriske motstand en selvbærende film, mens det andre sjiktet er overtrukket på underlagsarket slik at de to ved bruk er sammenhengende. I denne forbindelse skal uttrykket "sammenhengende" referere seg til de elektriske egenskapene til de to lagene (sjiktene), og nær-

vær av et tynt lag av et annet materiale mellom dem, f.eks. para-finvoks, hvilket ikke interfererer med deres onskede elektriske egenskaper, hindrer dem ikke i.å være "sammenhengende" i nevnte betydning.

Det er funnet at stensiler av denne sort er meget bedre i stand

til å reprodusere kontinuerlige fargetoneoriginaler enn tidligere kjente stensiler som ikke inneholder lalv-ledende partikler. Man antar at forekomsten av. halv-lederen i den termoplastiske filmen

minsker det lavineaktige nedbrytningsfeltet for filmen, hvorved den elektriske utskjæringen underlettes. F.eks. er det lavineaktige nedbrytningsfeltet for silisium, som er en foretrukket halv-leder til bruk ifblge nærværende oppfinnelse, lo^ volt pr. cm, slik at produksjonen av en elektron-lavine i en partikkel,

som er 1/2 mikron i diameter, krever en potensial på 5o volt.

I motsetning til en film som er tilvirket av polyvinylklorid,

vil et egnet termoplastisk filmdannende materiale, som anvendes ifblge nærværende oppfinnelse, nedbrytes ved et felt på 5 x lo volt pr. cm, slik at 1/2 mikron tykkelse krever en potensial på 25o volt. Fblgelig antas det at nærvær av halv-leder-partikler hovedsakelig reduserer potensialen ved hvilken lavine-lignende sammenbrudd for filmen opptrer.

Andre halv-leder-materialer, hvilke kan anvendes ifblge nærværende oppfinnelse, er foruten silisium, f.eks. germanium, kuprooksyd, kadmiumsulfid, kadmiumselenid og indiumoksyd. Gjennom-snittlig partikkelstbrrelse for halv-leder-partiklene bor ligge i området o,l til 5 mikron, hvorved minst 8o% av partiklene har en dimensjon innenfor nevnte område. Disse partikler anvendes fortrinnsvis i et forhold på 1 - 2o vekts-% av harpiksen i sjiktet hvor de forekommer. Harpiksen selv (sammen med anvendt mykner, når mykner anvendes) oppgår til 3o til 85 vekts-% av sjiktet, og de ledende partiklene, f.eks. karbon, oppgår til 8 til ca. 69 vekts-% av sjiktet.

I stedet for å være en del av en selv-bærende film, så kan sjiktet med hby elektrisk motstand være impregnert inn i et konvensjonelt ark av et slikt stensil-silkepapir som anvendes ved tilvirkningen av stensiler som skal utskjæres mekanisk, og som foretas med skrivemaskin. Et slikt stensil-silkepapir veier 6 til 13 gram pr. m 2, tykkelsen er o,o33 mm til o,o635 mm, og inneholder lo til 4o% hulrom. Det er i hovedsak gjennomtrengelig for dupliserings-sverte, og gir en stbtte med adekvat styrke for det trykksverte-ugjennomtrengelige termoplastiske sjikt med hoyere elektrisk motstand. I denne konstruksjon er det mulig å overtrekke sjiktet med lavere elektrisk motstand, enten på baksiden av sjiktet med hoyere elektrisk motstand, d.v.s. den side som er lengst borte fra den elektriske stylus, eller alternativt på tilgrensende overflate av et ark av underlagspapir som er en temporær bærer for arket av stensil-silkepapir.

Ifblge en utfbrelsesform av nærværende oppfinnelse så er sjiktet med hoyere elektrisk motstand et multi-sjikt, i den enkleste form et dobbelt-sjikt, og de to eller flere sjiktene, hvilke sammen utgjor sjiktet med hoyere elektrisk motstand, bor ha den samme gjennomsnittlige tykkelse og vekt som enkelt-sjiktet med hoyere elektrisk motstand når bare et sjikt anvendes. ' Denne konstruksjon har den fordel at den er i stand til å bli utskåret med hoyere hastigheter. Selv om stensilene med et enkelt-sjikt med hoyere elektrisk motstand kan utskjæres tilfredsstillende ved hjelp av konvensjonelle scanner-maskiner, som har en trommelhastighet på 18o til 24o omdr./min. så gir de nå tilgjengelige scanner-maskinene, som har en trommelhastighet på 3oo til 4oo og opptil 800 omdr./min., ikke så gode resultater med slike stensiler. Mikroskopisk under-søkelse av stensilene, hvilke har blitt utskåret ved å anvende scanner-maskinene med hby hastighet, viser områder som ikke har blitt punktert av den elektriske gnist. Fblgelig er stensilene ikke tilstrekkelig sensible for tilfredsstillende utskjæring ved disse hbye hastigheter. En ytterligere ulempe når det gjelder stensiler, hvilke består av et enkelt sjikt med hoyere elektrisk motstand og hvormed en forverring fås ved hoyere trommelhastig-heter, er dårlig hulldannelse og ujevn hullstbrrelse. Disse ulemper unngås ved å konstruere sjiktet med hoyere elektrisk motstand som et multi-sjikt. Man antar at den forbedrede utfbrelse som fås med stensiler, som lages på denne måte, forårsakes av hoyere homogenitet når det gjelder hvert enkelt sjikt.

Man har videre funnet at når stensiler tilvirkes på denne måte,

så er det mulig å inkludere i det ytterste sjikt, d.v.s. sjiktet som ligger nærmest den elektriske stylus, et hvitt pigment, f.eks. titandioksyd, sinkoksyd eller sinksulfid eller blandinger derav, slik at stensilen har en grå overflate. En slik overflate mulig-gjbr at man lettere kan se det utskårede bilde på stensilen.

De termoplastiske sjiktene i stensilene ifblge oppfinnelsen er fortrinnsvis basert på termoplastisk vinylpolymer, f.eks. polyvinylklorid, polyvinylidenklorid, polyvinylbutyral, polyvinylformal, eller kopolymerer av vinylklorid og vinylacetat, hvor selv-bærende sjikt er nbdvendig. Det er også mulig å anvende blandinger av harpikser, f.eks. en blanding av vinylharpikser, for å gi bnskede styrke-egenskaper til det termoplastiske sjiktet. Slike polymerer kan være mykgjort på forskjellig måte med myknere, såsom dioktylftalat, dinonylftalat, dioktyladipat, dioktylsebacat eller trikre-sylfosfat. Når det termoplastiske sjiktet impregneres inn i arket av stensil-silkepapir, og som beskrevet tidligere, så kan dette sjiktet baseres på f.eks. mykgjort nitrocellulose, på samme måte som for stensiler som er tilvirket for utskjæring av typer, eller det kan være basert på celluloseacetat-propionat. I ethvert tilfelle så er den totale andelen av harpiks pluss mykner (når sådan forekommer) 3o til 85 vekts-% av det aktuelle termoplastiske sjikt, hvorved man ikke inkluderer vekten av eventuelt anvendt stensil-silkepapir som bærer for nevnte sjikt. Disse overtrekk påfeires fra egnede organiske løsningsmidler på kjent måte.

Mens det er mulig å variere motstanden til sjiktene med forskjellig elektrisk motstand ved enkel variasjon av andelen av ledende partikler i sjiktene, så foretrekker man å anvende partikler med hoyere elektrisk motstand i sjiktet med hoyere elektrisk motstand, sammenlignet med det andre sjiktet. Fblgelig er det foretrukket at karbonpartiklene, som er nærværende i sjiktet med hoyere elektrisk motstand, har en elektrisk motstand stbrre enn o,79 ohm-cm ved en tilsynelatende tetthet på 7o5 kg pr. m 3. På den annen side har karbonpartiklene i sjiktet med lavere elektrisk motstand fortrinnsvis en elektrisk motstand på o,ol8 til o,o39 ohm-cm ved samme tilsynelatende tetthet. Som kjent er den elektriske lednings-evnen spesielt for karbon avhengig av et antall faktorer som omfatter oksygen-rest-innhold og partikkel-struktur. Karbonpartikler med en godt utviklet åpen struktur og et lavt oksygen-rest-innhold har vanligvis relativt hby ledningsevne og betegnes ofte som "elektrisk-.ledende kjbnrbk". Karbon av denne type (hvilken er tilgjengelig kommersielt til bruk i deler såsom beltemateriale i kullminer og fly-dekk) anvendes fortrinnsvis i sjikt med lavere elektrisk motstand, mens andre mindre ledende karboner anvendes i sjiktet med hoyere elektrisk motstand.

Sjiktet eller sjiktene med hoyere elektrisk motstand har fortrinnsvis en motstand på fra 3o.ooo til 2.000.000 ohm, hvilken måles mellom elektrodene som hver har en overflate på 1 cm<2> og med 1 cm avstand, hvorved hver overflate presses mot nevnte sjikt med en vekt på 2 kg. Dette sjikt eller disse sjikt har ved anvendelse av oven beskrevne multi-sjikt-konstruksjon fortrinnsvis en total vekt på 2o til 80, spesielt 2o til 5o gram pr. m 2 samt en total tykkelse på o,ol3 til o,o58 mm. I den oven beskrevne multi-sjikt-konstruksjonen bor ikke noe sjikt være mer enn 9 ganger så tykt eller tungt som et annet sjikt, og fortrinnsvis har begge eller alle sjiktene omtrent samme tykkelse og samme vekt.

Sjiktet med lavere elektrisk motstand er i alt vesentlig lettere og fortrinnsvis veier dette bare 1 til 5 gram pr. m 2. Dets elektriske motstand er meget lavere, og er målt med ovenstående metode til å være fortrinnsvis 25o til 35oo ohm. (Tallene som her angis for de elektriske motstander til de to sjiktene er den som gjelder for den endelige stensilen, d.v.s. verdien til hvert sjikt er målt med det andre sjiktet plassert på baksiden av sjiktet mot de to elektrodene.)

Andelen av ledende partikler i sjiktet eller sjiktene, hvilke også inneholder halv-ledere, er som allerede nevnt 8 til ca. 69% av den totale vekten av harpiksen, eventuell mykner, elektrisk ledende partikler og halv-leder-partikler. Når ikke halv-ledere er nærværende, d.v.s. i sjiktet med lavere elektrisk motstand, så er andelen elektrisk ledende partikler fortrinnsvis lo til 7o% av den totale vekten av harpiks, eventuelt mykner og elektrisk ledende partikler. Når et hvitt pigment er nærværende i det ytterste sjiktet, så kan disse utgjore opptil 4o% av sjiktets vekt.

De nye stensilene ifblge nærværende oppfinnelse kan tilvirkes på eksakt samme måte som kjente stensiler bare ved å modifisere sammensetningen av sjiktene og/eller antallet av sjikt på oven beskrevne måte. Fblgelig kan de forskjellige bestanddeler til hvert sjikt blandes omhyggelig, f.eks. i en kulemblle, og sammen med et egnet flyktig løsningsmiddel for det termoplastiske filmdannende materialet, hvorved den således erholdte suspensjonen påfbres et egnet underlag for derved å gi et overtrekk av bnsket faststoff-innhold, og hvorved losningsmidlet fordampes. Ytterligere sjikt kan, som oven angitt, deretter overtrekkes på det fbrste sjikt eller på en separat bærer når sådan brukes.

Fblgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

Fblgende sammensetning ble overtrukket på et underlagsark, som var forsynt med et frigjbrings-sjikt, f.eks., polyetylen-overtrukket kraft-papir.

Harpiksen ble fullstendig opplost i metyletylketon, hvoretter dioktylftalat og kjbnrbk ble tilsatt. Blandingen ble malt i en kulemblle i 18 timer. Den erholdte suspensjonen ble påstrbket polyetylen-overtrukket kraft-papir, hvorved det torre overtrekket oppviste en vekt på 1 til 2 gram pr. m 2. Det erholdte sjiktet hadde en overflatemotstand på loo ohm, målt på tidligere angitte måte.

Et andre sjikt med hoyere elektrisk motstand ble overtrukket på det således erholdte sjikt under dannelse av en enhetlig film, som

kan fjernes fra det polyetylen-overtrukkede kraft-papiret. Det ovennevnte andre sjikt hadde fblgende sammensetning:

Harpiksen ble opplost i blandingen av løsningsmidler, de andre ingrediensene ble tilsatt og hele blandingen ble malt i en kulemblle i 18 til 24 timer. Den således erholdte suspensjonen ble overtrukket på det tidligere beskrevne overtrekk på konvensjonell måte, hvorved det torre overtrekket hadde en vekt på 24 til 28 g pr. m 2. Dette sjikt danner med det fdrste sjiktet en enhetlig fjernbar stensilfilm, som er egnet for reproduksjon av fotografiske toneverdier ved anvendelse av en konvensjonell og kommersielt tilgjengelig scanner-rnaskin.

Eksempel 2

En stensil ble tilvirket på samme måte som beskrevet i eksempel

1, men ved å erstatte den andre komposisjonen med fblgende:

Man erholdt i hovedsak samme resultater som med stensiler ifblge eksempel 1.

Eksempel 3

Et ark bestående av polyetylen-overtrukket kraft-papir ble overtrukket med den i eksempel 1 fbrstnevnte sammensetning:

Av disse materialer ble det tilvirket en dispersjon som beskrevet

i eksempel 1 og denne dispersjon blir deretter overtrukket på basis-sjiktet for å gi en torr film med o,ol8 mm tykkelse. På toppen av det således erholdte sjiktet ble et ytterligere sjikt på o,oo76 mm tykkelse (tort) overtrukket ved å anvende samme blanding. I alt

vesentlig samme resultater ble oppnådd når tykkeIses-forholdet mellom de to ytre sjiktene var fra 1:4 til 4:1, hvorved den totale tykkelsen var o,o254 mm. Fortrinnsvis er imidlertid de to sjiktene av hovedsakelig samme tykkelse.

En stensil tilvirket på denne måte er mer homogen enn en konvensjonell stensil med bare to sjikt og gir en bedre toneverdi-respons og en mer jevn og regulær hull-fordeling etter billed-givning med en scanner-maskin.

I eksemplene 1-3 kan "V.Y.N.S."-harpiksen erstattes med en lignende mengde av en blanding bestående av V.Y.N.S. (5o vekts-deler) og V.A.G.H. (en kopolymer av vinylklorid med vinylacetat og vinyl-alkohol i forholdet 91:3:6; Union Carbide Corp.) i en mengde på

lo vekts-deler.

Eksempel 4

En stensil ble tilvirket på samme måte som beskrevet i eksempel 3 bortsett fra at det påfbrte tredje sjiktet hadde fblgende sammensetning :

Denne sammensetning- ble overtrukket slik at man fikk et ytre sjikt som var o,o57 mm tykk i torr tilstand. Nærvær av titandioksyd påvirker ikke stensilens elektriske egenskaper i ugunstig retning, og har den fordelen at det gjor billed-områdene synlig. Titandioksyd kan erstattes med en lignende mengde av sinkoksyd, og herved får man stort sett samme resultat.

Eksempel 5

Et bære-ark av papir som var forsynt med et frigjbrings-sjikt, ble overtrukket med fblgende sammensetning, hvorved man fikk et tort overtrekk som veide 2 g pr. ra 2i

Harpiksen ble opplost i losningsmidlet i et dispergeringsapparat med hby hastighet, og de andre ingrediensene ble deretter tilsatt, og hele blandingen ble malt i en kulemblle i 14 til 16 timer. Dis-persjonen ble deretter overtrukket på papiret ved å anvende en konvensjonell og reverserbar rulle-applikator. Når losningsmidlet var fullstendig fordampet, ble et andre overtrekk med hby elektrisk motstand påfbrt ved en torr overtrekks-vekt på 18 g pr. m 2, og hvorved fblgende sammensetning ble anvendt:

Harpiksen ble opplost i losningsmidlet, de gjenværende ingrediensene ble så tilsatt til den erholdte lbsningen og hele blandingen ble malt i en kulemblle i 2o til 24 timer.

Til slutt ble et tredje sjikt overtrukket på det således erholdte sjiktet ved en overtrekks-vekt på 6 g pr. m ved å anvende fblgende sammensetning:

Den til slutt erholdte stensilen ga god reproduksjon av kontinuerlige toneverdi-originaler og kunne anvendes i scanner-maskiner med hby hastighet, og som roterte med 3oo til 4oo eller opp til 800 omdr. pr. min. På grunn av nærvær av titandioksyd i det ytterste sjiktet, kunne man dessuten lett bedbmme billed-stensilen visuelt, og ikke noe separat maskerings-sjikt var nbdvendig.

Eksempel 6

Et ark av konvensjonelt stensil-silkepapir, som var tilvirket av Yoshino-fibre, ble impregnert med fblgende sammensetning:

Nitrocellulosen ble opplost i løsningsmidler, hvoretter de andre ingrediensene ble tilsatt, og hele blandingen ble deretter tilfort en kulemblle og malt i 12, fortrinnsvis 24 timer inntil man fikk en jevn dispersjon. Denne dispersjon ble deretter påfbrt stensil-silkepapiret ved å anvende den samme stensil-overtrekks-teknikken som anvendes ved tilvirkning av konvensjonelle stensiler til bruk i skrivemaskin. Løsningsmidlene fikk deretter fordampe, hvorved man fikk et overtrekk som veide 25 g pr. m 9.

Sjiktet med lav motstand kan enten påfbres direkte baksiden av dette sjikt med hby motstand, hvorved man anvender løsningsmidler som ikke skadelig påvirker det sistnevnte sjikt, eller det kan påfbres separat på et ark av bære-papir. Hvis det sistnevnte system anvendes, kan sammensetningen, som ble beskrevet forst i eksempel 1, påfbres et ark av bære-papir, hvorved det impregnerte ark av stensil-silkepapir festes til det overtrukkede bære-papiret langs en kant. Alternativt kan et overtrekk med lav motstand påfbres direkte på ryggen av overtrekket med hby motstand ved å anvende fblgende sammensetning: Dette overtrekk påfbres pa ryggen av overtrekket, som allerede er beskrevet, med en overtrekks-vekt på ca. 2 g pr. m 2etter at løs-ningsmidlene er fordampet. Overtrekket har en motstand på looo til 2ooo ohm når det måles ved den allerede nevnte metoden.

Sammensetningen som er basert på nitrocellulose og som er, beskrevet ovenfor, kan erstattes med det fblgende:

I alt vesentlig samme resultater erholdes.

Claims (7)

1. Stensil for gnist-skjæring ved bruk av en elektrisk stylus, bestående av to termoplastiske sjikt egnet for å anvendes sammenhengende, hvorved hvert sjikt inneholder i sjiktet dispergerte elektrisk ledende partikler, idet sjiktet nærmest stylus er trykksverte -ugjennomtrengelig, og at dette sjikt har en hoyere elektrisk motstand enn det andre sjiktet, karakterisert ved at nevnte sjikt med hoyere elektrisk motstand oppviser såvel halv-leder-partikler som elektriske leder-partikler.

2. Stensil ifblge krav 1, karakterisert ved at nevnte halv-leder-partikler, som er dispergert i nevnte sjikt, består av silisium, germanium, kuprooksyd, kadmiumsulfid, kadmiumselenid eller indiumoksyd.

3. Stensil ifblge krav 1 eller 2, karakterisert ved at minst 8o% av halv-leder-partiklene har en partikkelstbrrelse innen området o,l til 5 mikron.

4. Stensil ifblge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at sjiktet nærmest stylus består av 1 - 2o% halv-leder-partikler, beregnet i vekts-% av harpiksen i sjiktet, 3o - 85 vekts-%, beregnet på hele sjiktet, av termoplastisk harpiks og vilkårlig mengde mykner for harpiksen, samt 8 til 69 vekts-%, beregnet på sjiktet, av leder-partikler.

5. stensil ifblge krav 1-4, karakterisert ved at sjiktet med hoyere elektrisk motstand er et multi-sjikt.

6. Stensil ifblge krav 5, karakterisert ved at det ytterste sjiktet omfatter et hvitt pigment slik at stensilen har en grå overflate.

7. Stensil ifblge ett av kravene 1-4, karakterisert ved at sjiktet med hoyere elektrisk motstand er impregnert inn i et konvensjonelt ark bestående av stensil-silkepapir, som veier 6 til 13 gram pr. m , en tykkelse på o,o33 mm til o,o63 mm, og som inneholder lo til 4o% hulrom, og at det annet sjikt enten er påfbrt på sjiktet med hoyere elektrisk motstand eller på tilgrensende flater av arket som utgjor bære-papir.