DE1621783A1 - Verfahren zur Nachbildung,insbesondere eines Deformationsbildes - Google Patents
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Description
;. 16 a 1783
Patentanwälte Dipl.-Ing, R "Weickmann, Dr. Ing. ä.V]eickmann
Dipl. -Ing. H. We ι g km αν ν, Dipl.-Ph ys. Dr. K. Fincke
Dipl.-Ing. K A.Weigkmann» Dipl.-Chem. B, Huber
SBPO ' ; ■"■-..";.':■, ;
XEROX CORPORATION, . s München 27, den 7.
Rochester, W*Y. 14 603/TTSA möhlstrasse 22» rufnummer 483921/22
Verfahren zur Fachbildung insbesondere
eines Deformationsbildea
Die Erfindung bezieht sich auf ein
insbesondere auf ein Verfahren zur ITaöhbildung eines Deformationsbildes. ...;■- ;-. "
insbesondere auf ein Verfahren zur ITaöhbildung eines Deformationsbildes. ...;■- ;-. "
Zur Erzeugung von Bildmustern auf der Oberfläche thermoplastisch
"werf ormbar er Staff £ sind zwei Verfahren allgemein bekannt. Das erste, mit dem 'Matttierurigsbildei·1' erzeugt
werden, ist in den TJS-Patentschriften 3 196 008,
3 196 001 und 3 258 336 beschrieben. Das zweite,mit dem
"Reliefbilder" erzeugt werden, ist in den WS-Patentschriften
3 055 006, 3 063 87,2 und 3 113 179 -beschrieben* Bei Jedem
dieser Verfahren reagiert die Oberfläche eines erweichten thermoplastischen Stoffes auf elektrostatische Kräfte durch
Verformung. Der grundlegende unterschied zwischen^^"Mattierung"
und "Relief" besteht jedoch darin, daß die Mattierung auf
gleichmäßig geladenen ELächenteilen als eine gleichmäßige
1098 14/1735
Verteilung von Oberflächenfalten oder -runzelungen auftritt,
während die Reliefbildung nur durch elektrostatische G-radienten
verursacht wird und längs der durch einen Ladungsgradienten
gebildeten Linie eine einzelne Deformationsliiiie auftritt.
Eine ReIi eisbildung ergibt sich nicht bei gleichmäßiger LadungsTirerteilung.
Dies ist ein. wichtiger unterschied» der
nicht nur für den Anwendungs zweck, sondern auch für den
verschiedenartigen Mechanismus beider Verfahren Bedeutung
hat. Bei der gebräuchlichen Erzeugung νοκMattierungsbildern
wird auf einem nichtleitenden film, der z.B. durch Einwirkung
von Hitze oder Lösungsmitteldampf erweichbar ist, ein
latentes elektrostatisches Bild oder Ladungsmuster erzeugt.
Danach wird der 'Film erweicht, bis die elektrostatischen
Kräfte des Ladungsmusters die Oberflächenspannungskräfte
des Films überwiegen. Ist dieser Schwellwert erreicht, so
werden auf der Oberfläche des Films spontan sehr kleine Oteerflächenfalten. oder -runzelni gebildet, deren Tiefe in
einem jeweiligen Flächenteil im allgemeinen von der jeweils
vorhandenen Ladungsstärke und der Dicke des Films abhängt.
Dadurch erhält das Bild eine matte Erscheinungsform. In
einer anderen Ausführung kann der Film vor der Aufbringung
des Ladungsmusters erweicht werden, wenn er im erweichten
Zustand eine zur Speicherung der Ladung ausreichend schlechte
Leitfähigkeit hat· Das Mattierungsbild wird fixiert, indem
der Film wieder eratarrt» Für eine wiederholt zu Vverwendende
Bildplatte ist es normalerweise erwünscht, das fixierte Bild
1098U/173S
durch nochmalige Erweichung des thermoplastischen Films zu
löschen und eine ausreichend geringe "Viskosität für gewisse
Zeit beizubehalten, um durch die Oberflächenspannung eine
Glättung der Filmoberfläche zu erreichen.
In jüngerer Zeit wurde gefunden, daß die Bilderzeugung durch
Obuerflachendeformatipm speziell geeignet für die Holographie
ist. "Wie von Dennis Gabor in dem Aufsatz "A New Microscopic
Principle" in Nature 161, Seiten 777 bis 778,(1940) beschrieben wird, besteht das holographische Verfahren aus zwei
Schritten, wobei das Defraktionsblld eines mit kohärenter
Strahlung, z.B. Laserlicht, beleuchteten Objektes auf eine
strahlungs empfindliche Schicht aufgezeichnet wird. Diese
Aufzeichnung, unter der Bezeichnung Hologramm bekannt, wird
dann zur Rekonstruktion einer ein Bild erzeugenden Wellenfront durch Beleuchtung mit kohärenter elektromagnetischer
Strahlung -verwendet. Dieses Verfahren wurde weiterentwickelt,
es wird ein außerhalb der optischen Achse liegender Bezugsstrahl verwendet, der aus kohärentem licht gebildet ist und
unter einem Winkel gegenüber dem zur Beleuchtung des Hologramms verwendeten kohärenten Lichtstrahl einfällt, wodurch
auf der lichtempfindlichen Aufzeichnungsplatte ein Interferenzmuster
entsteht. Nach der Entwicklung wird diese Platte oder das Hologramm nochmals mit kohärenter Strahlung
beleuchtet, und das Bild wird außerhalb der optischen Achse unter einem Winkel rekonstruiert, der dem Einfallswinkel
des Originalbezugsstrahles proportional ist. Dieses Verfahren
109814/1735
Is E§IÄ umi j« x^§Aai§fe§ M mm.
t&§ Optical Society of ifiirieä mit
in iä®mm&&eM
35* ifWi 35ezeüib§* iilf l
sili mit sich*" Beispielsweise kann ein
eines dreidimensioiialen Bildes eaber i&M- AÄfaeiöh1siM^:untersihiödiiciien lilfeilen-
wOdiiroh sieh eine1 stärke
^r ist e^nt'sichert üBerträgtöig von
eine öJctrem- feom^li^ieä
därsteiit und wenig oder keine M mini ittit ä&& ©rigiöal aufweist·- leriier kann es zur scMeilen
§r Bild§i* eines öriginiibiljäes
dä: bei seiner Mfteilung in eine Aiiiähl
Eifi#eibild di e gesamte zurv Rekoins truifeti on
iss irigÜa^Lbildis erf örderiidhe nölögraphiöche
Obwohl inL der iporschung am meisten mit Amplitudenhologrammen
gearbeitet wurde, ist es auch möglich, Phasenhologramme heräustellen*
bei denen die Bilderzeugung in einem phasenmodulierten Muster statt einem ampliimdenmodulierten Muster gespeichert
wird, wie dies beispielsweise in einem Aufsatz von
G-* ii. Rogers in Proceedings of the Royal Society, Edinberg*
193, 1953, sowie in einem .Aufsatz -vonW-T.Cathey ir. in '
Journal of the Optical Society of America, 55r 457 (1965)
beschrieben wird. Derartige Phasenhologramme wurden bisher '■■■;.
von üblichen Silberholograiiffiien durch Ausbleichen des Silbers
und Verwendung eines Phasenunterschiedes hergestellt, der
durch Änderungen der G-el-Schwellung und/oder des. Refraktionsindex
verursacht wird. Obwohl gegenüber den Amplitudenhologrammen
gewisse Vorteile vorhanden sind, ist die Herstellung von Phasenhologrammen extrem schwierig und kompliziert.
Kürzlich wurde entdeckt, daß die verstehend beschriebenen
Deformationsabbildungs-^erfahren zur Herstellung -won Phasen?-
hologrammen ausgezeichneter Qualität, verwendet werden k.önnait.
Dieses Verfahren ist in der Patentanmeldung R 45 090 IXa/42h
beschrieben. Hierbei werden Phasenhologramme auf einer -werformbaren
thermoplastischen Schicht erzeugt^ die sich als Überzug auf einer fubtoleitfähigen Schicht befindet. l)ie ver>formbare
Schicht wird gleichmäßig elektrostatlisch aufgeladen und mit dem Objekt sowie mit Bezugsstrahlen kohärenter Strah>lung
belichtet, für die der Fotoleiter empfindlich ist· ¥ach
der Belichtung, wird die verfprmbar© Schicht nochmals geladon,
und die Platter ,-wird auf die Brweichungstemperaifcur dei*· "werformbaren
Schicht erhitzt. Bei dieser Temperatur tritt
spontane Oberflächendeformation entspreohtnd dem
Muster auf. Die Schicht wird dann zur Fixierung der. holographischen.
Auf zeichnung abgekühlt. Falls erwünsohts kann did Er«
hitzung währeiid der Belichtung stattfinden» so daß das
10S8U/1736
BAD ORlGiNAL
«■? f 'V
struierte.Bild gleichzeitig mit der Erzeugung d"es Hologramms
beobachtet werden kann. ,Dieses Verfahren ermöglijcht die? einfache Erzeugung von, Phasenhologrammen*ausgezeichneter■ Quali-?;
tat und Auflösung. Blei Betrachtung mt normalem Licht er-.|? ;
scheint die Bildfläche Jedoch als· ein willkürlich.Trerteilt.es:
Mustsr sehr: feiner, fast unsichfbarer Erhebungen und Vertief
ungern. Da die mittlere Tiefe dieser Verformungen oft weniger
als 1 Mikron beträgt, können sie mit "bloßem Auge nicht erkannt^ werden.,
Trotz der ausgezeichneten Qualität haben diese Phasenhologramme auch gewisse Fachteile. Die leicht TFerformbaren Stoffe
schmelzen oft bei geringen Temperaturen, haben eine klebrige Oberfläche und sind weich, Sie M5xmen leicht durch fälsche
Handhabung, "versehentliche Einwirkung von Staub oder durch
mäßig hohe Temperaturen beeinträchtigt werden. Während eine
wünschenswerte Eigenschaft darin besteht» daß die verformbaren
Platten zur Wiederverwendung durch nochmaliges Erweichen der Schicht und Glättung der Oberfläche durch Yiskositätskräfte
gelöscht werden kann% ist diese Temperaturempfindlichkeit
für eine dauerhafte Auf zeichnung unerwünscht·
Es ist schwierig» von. eimern Originalhologramm Nachbilder her-Euatellea,^
cüadi® Qtierflache des Originals leicht ¥ersohlechitert
wird* Dir Abguß^^ eines holographisohen Originals mit
einer Sohiaeise ist schwierig, da die Erhitzung des Originals
eine Zerstc&ung des holographischen Mustere bewirktf Auch sind
Sto£f· in vic^Ien Löeungamitteln lÖsljLcEcr die
J φ. jjK I / C5 säp
ss %-m
*st hierbei eint* SüiiiiitStoiiöii größe
oft l^iilnia^äüntei'fcMiäe vmm wönigei ä$§ 1 Μ&
ztir IfieKbiicteiig eiaes
«ötäi
Gelöst wird diöse Aufgabt durch 6in Verfahren zur
insbesondere eines Deförffiationsbiläes, das aus folgenden
Sohrüiten bssteh-fcs
a) BLlddng einer ersten, negativen Mutterplat-te, indem
an dem Deformationsbild bei einer Temperatur
unter 95°C eine Schicht eines härtbaren, gegenüber der Bildoberfläche neutralen Stoffes verformt und
- als negative Nachbildung von dieser abgezogen wird,
b) Bildung einer zweiten, positiven Mutterplatte, indem ein verflüssigter, filmbildender Stoff auf
die. erste Mutterplatte gegossen und als positive Nachbildung vo& dieser abgezogen wird·
BAD ORIGINAL
1098U/173S
Ein: Ausfuhrtmgatoeispiel dös erfindungsgemiäßen Verfahrens
wird im folgenden anhand der Figur beschrieben, in der der
Ablauf eines Nachbildungsverjfahrens dargestellt ist.
Wie aus der Mgur liörviirgjsht, wird das nachzubildende
DeformationBMid zuerst nach eiaiem üblichen Verfahren erzeugt. Vorzugsweise soll die Oberfläche dieses Originalbildes zur Härtung oder Verfestigung behandelt werden, wie
W iiti folgenden noch beschrieben wird*
Dann wir d; eine erste Nachbildung erzeugt ,indem ein Stoff
auf das öriginalbild^ gegossen wird, t der dieses nicht beeinträchtigte
• Dann, wird τοη der ersten Fachbildung: eine zweite Fachbildung
gegjossen. .--.'■ . ■ . - ; --. - ; ■ . .'- / ■■".■■
^ Die so erzeugteι zweites Nachbildung wird dann auf einen Bildträger
übertragen,, so daß sich eine endgültige positive
Hackbildung des Qriginalbildesergibt, und die erste Uachbil4iang
wird wieder als eine Mutterplatte verwendet oder es wird auf üir eine dünne Silberschiclit uMud darauf eine
elefctrißch gebildet»
Ist eins dritte Iiaohbilduag mit Silber und Niofcel hergestellt
so kaim diese entweder als eine Preßmatrize für Kurzbetrieb
■verwendet weEäen>
oder es wird mit ihr eine festere Uickel-
713
platte, nach Passimerung geMläei?!! die als? P*eima1*»iz@
längeren Betrieb verwendet
qind "bei äem in^ des? figur
viele Än^LerTingen mcjgligiip w-fce. npeJi feesfiiirie^in vd-3?d
YiTie noqli eyläute^i; wird, feonnen eiilige dea? veis
n^nnrfcen TerfaJjrensschrilite Mnaiphtliph. der
gungen, Stoffe? gewiinscktien j^zsiil van Kppieniiisw»
werden. Iiieaes Verfahren ermöglicht die Hersljellung von laeh-"bildungen
eines Originals, das sehr empfindlißh gegen Druck,
Lösungsmittel oder Hitze ist,-"'fflat auöergewöhiilioh guter
Qualität, ; v.
Bas nachzubildende DeformatipnSMld kann nach, ^äem geeigneten
Verfahren hergestellt werden, Pas erfindungsgemße Verfahren
ist speziell aur fachbildung vom Phasenholögraminen der iii
der Patentanmeldung R 45 090 IXa/42h feeschriefeenert tot geeignet. Es ist ferner zur Nachbildung vo?i Matiaerungsbildern
der in der UB-Patentschrift 5"-XS& 001 heschrieiienen Art und
von Reliefbildern der in\ der US-Patentschrifi; 5 005 006 beschriebenen Art geeignet. Die nach diesen Verfahren erzeugten
Deformationsbilder sind im allgemeinen zerb3?eehliehimii gegenüber Hitzö oder Reibung empfindlich* Diese Bilder werdsii. erzeugt,
indem auf einer Oberflache eines Terfoq^ba^on thermo*·
plastischen" Stoffes ein elektrostatisches
10981471730 : : ■■": -." "Cνΐίΐ:ν
' ■ ■ ...... :: -^ BAD
1i21783
> 10 -τ '..'■'. ■'. _■
&§? $h§rmppia,§tisphe Stoff ajaf seine
wodurch 4^P DiioimtipnsMja spontan
» Sie oft weiiig pl3e3t?lialfe
Ζμα? ErzeugvKg <|g3 naehzuMläen^eii Originallaildea lcami geig ge-
y tlieriiioplastisalie Stpffe
-diei (ilya0i?pl-s xmä l?mta,ßi*ythjel-bol.eateT' wop. teilweise /
Κρίρρίιρηΐιρι, Polya.lphacnietJb.ylstyrPl, Terpolymere
Styrpl, Inden wad Isopren? Piccolyte S-70 und S^lOO (PoIy-
vpm Bet^-Pinen, erhältlieh iron der Pennsylvania
Industrial Chemical Company mit naoh Ring- und Eugelanalyse
ermittelten Schmelzpunktenvy;om 7O0C bzw. 10O0C)~<* Piccopale
70 SF und Picöopale 85 (nichtreagierende Olefindienharze der
Pennsylvania Industrial Chemical Company mit Schmelzpunfcten
von. 700C und 85>°C und Molekulargewichten von 800 bzw. 100O)J
Piecolastic:"Α·75» D-IOQ und E'-IOO (Polystyrolharze mit Schmelzpunkten von 750G, 1000C und 100°C der Pennsylvania Industrial
Chemical Company)! Amberol ST-137 X (ein. nichtreagierendes,
nichtmodifiziertes Phenolformaldehydharz der Firma Eöhm & Haas)?
Neolyn 23 (©in. U.kydharz der Hercules Chemical Company); Polycarbonate,
Poly0ulfonef Polyvinylchlorid, Mischmigen von Silikon-
und StyrolhäTzek mit geringem Molekulargewicht sowie Mischungen
dieser Stofft* ?ors5ugsweis© soll der thermoplsstische Stoff
wenig ©"barfeial^,' Zimmertemperatur w©ioh werden und bei der Ir*
1621703
weichungstemp^ratur nichtleitend sein, so daß sich seine
Oberfläche inJ richtiger Weise anhängig von dem OlaerflächeBi-■■■"
■"■■ --'-' '■'■■' -i ■-'"-'--"" ; : . :<
"" ■■-■■".. -; '■"■" ' - -.:. ■ - - :
ladungsmuster verfoxmt. Im allgemeinen sind diese Vorzugsweisen
Stoffe bei Zimmertemperatur etwas weich und kletorig,
und die Obsrflächendefoimationsmiistier verschlechtern sieh
bei leichter Erhitzung oder Berührung mit den meisten organischen
MsungsmittelBL·. Daher-müssen die mit einem' Bild ver.*·
sehenen Blätter sorgfältig behandelt werden»
Palis erwünscht j kann die thermoplastische Isolierstoff schicht
auf einer fotoleitfähigen Ispliers t off schicht vorgesehen sein
oder durch Einlagerung geeigneter fotbleitfähiger Stoffe oder.
durc& S ensiti vierung des Harzes zur Bildung eines foot öl ei tfähigen
ladungsubertragenden Kompiexstoffes fotoleitfähig
gemacht werden· Irisch® als Überzug aufzubringende fotoleitfähige
SchichteEL bestehen aus amorphem Selen» aus Pigmentstoff
und Biädemittei mit fotoleitfähigen Pigmentstoffen,
Kadmiumsulfid> Kadmiumseienid, Ziaksulfid, Zinkselenid,
, Bleijjodid, Bleiselenid,
dispergiert ini einem BichtXeitenden* filmbildenden Bindemittel, wie ein Silikonharz^^^eIn. Styrol-Butadienharz o.ä,
Geeignete organische Ifffeöleiter können auch als tiberzugsschichten
ausgebildet öderviä-die wärmeverformbare Schicht
eingemischt seim* WgLts erwünscht, Minnen diese iOtoleiter
sensitivi'ert werden, wo|su geringe Anteile vom Sarben oder
Iiewissäuren 'imxwe^jä^i»:1i70r4θ^-»V..!ξj0iβ-ehe. organische iOtoleiter
sind lf4^icyanHa&£iii$^in^^
bad original
-.12 -
oxidiazol* N-VinylcärbazolJ Phthalocyanine, Chinacridone
und deren Mischungen. Besteht die verformbare Schicht aus
einem geeigneten aromatischen Polymer, so kann sie selbst
durch Zusammensetzung mit einer geeigneten Lewissäure fotoleitfähig gemacht werden. Typische Lewissäuren sind 2,4,7-Trinitro-g-flu.orenon,
4-,4*-bis-(Dimethyl-amino) benzophenon,
tetra-Chlorphthalsäureanhydrid, Ghloranil, Picrinsäure,
t 1,3*5-Iranitrο-benzol und deren Mischungen.
Das Oberflächendeformationsbild kann auf der erhitzt.en verformbaren
Schicht nach Jedem geeigneten Verfahren gebildet werden. Allgemein gesprochen, bestehen die Bilderzeugungsschritte
aus einer, gleichförmigen elektrostatischen Aufladung
der Schichtoberfläche, Belichtung der Oberfläche mit einem
zu reproduzierenden Lichtmuster und Erweichung der Schicht zur spontanen Ausbildung des Oberflächendeformationsbildes.
Befinden sich die verformbare Schicht und/oder die fotoleitfähige
Schicht auf einer leitfähigen Unterlage, wie z.B. einer
Metallfolie oder einem polymeren PiIm mit einem transparenten
leitfähigen Überzug, so kann die gleichförmige elektrostatische
Ladung beispielsweise durch Koronaentladung erfolgen, wie sie
in. der US-Patentschrift 2 588 699 beschrieben ist. Selbstverständlich
können durch diese Aufladung jedoch auch andere Verfahren
verwirklicht werden, beispielsweise durch reibungselektrische
Aufladung, wie sie in der US-Patentschrift 2 297 691 beschrie·
beiL ist. Sind die wärmeverformbare Schicht und/oder die foto-
, 1 0 98 U/17 3-5
IB21783
leitfähige Schicht selbsttragend ausgeführt oder befinden
sie sich auf einer nichtleitenden Unterlage, so kann die
gleichförmige Aufladung beispielsweise mit dem Doppelkoronarverfahren
erfolgen, wie es in der US-Patentschrift 2:885 556 "beschrieben! ist. Soll ein Mattierungs- oder Reliefbild erzeugt
werden, so wird eine Belichtung mit einem zu reproduzierenden Id öht-S chat ten-Must er vorgenommen. Ist die verAormbare Schicht
von sich aus fotoleitfähig, so kann auf den BeIichtungsschritt
unmittelbar die Entwicklung folgen. Ist die verformbare Schicht
als Überzug auf einen Fotoleiter aufgebracht, so ist es im
allgemeinen "vorteilhaft, die Oberfläche der verfombareii
Schicht beispielsweise durch' Koronaladung nochmals zu laden,
um ein für die Entwicklung geeignetes Oberflächenladüngsmuster zu erzeugen.- Soll ein Phasenhologramm hergestellt werdenr so
wird die Belichtung nach dem in der oben genannten Patentanmeldung
beschriebenen Verfahren vorgenommen. Die Entwicklung kann
auf jede geeignete Weise erfolgen, wobei die Oberfläche der
verformbaren Schicht zur Ausbildung des Deformationsbildes
erreicht wird. Im allgemeinen wird die Platte vorzugsweise
auf die Erweichungstemperatur der verformbaren Schicht erwärmt,
das Deformationsbild erzeugt und dann, die Platte zur
Fixierung des Bildes unter die Erweichungstemperatur abgekühlt·
Auch kann die Oberfläche, falls dies erwünscht ist» duroh Aufbringen
einer Lösungsmittelflüssigkeit oder von Dampf erweicht werden.
Mit diesen Verfahren ergeben sich OriginalMlderhoher Auf-■
• 1098U/173S
■1.621793
lösung auf Stoffen,, die durch. Hitze, Lösungsmittel oder Abrieb
beeinträchtigt werden können. Die Deformationsbilder.werden
iff allgemeinen gelöscht, wenn die Oberfläche der Deformati onsschicht
durch Hitze oder Lösungsmittel erweicht wird, nachdem
das bildmäßig verteilte Ladungsmuster abgeleitet wurde.
Als ein. erster Schritt bei der Erzeugung von Nachbildungen
. eines Deformationsbildes soll das OriginaTbild vorzugsweise
derart behandelt wenden,, daß sich eine "Oberflächenhaut" mit
einer Stärke größer als ca, 0-r3 Mikron bildet. Die Fixierung
der Oberflächendeformation durch Bildung derartiger Oberflächenhäute
ist eingehender in der Patentanmeldung R 41 261 IXa/57e
beschrieben. Diese Oberflächenhaut ist härter und weniger löslich
und gibt damit dem Originalbild eine höhere Widerstandskraft
gegenüber Abrieb, geringer Erhitzung oder Berührung mit
geringen Mengen Lösungsmitteldampf. Zur Bildung der Oberflächenhaut
kanm jedes geeignete Verfahren angewendet werden. Sie kann
an Ort und Stelle oder durch Aufbringen eines Stoffes auf einen
anderen Stoff erzeugt werden. Typische Verfahren zur Hautbildung
sind die Belichtung mit aktivierendem Licht, X-Strahlen,
Betastrahlen, Gammastrahlen, Elektronenbeschuß, Koronaentladung, Hochspannungsentladungt Belichtung mit sichtbarem Licht,
Einwirkung von Luft, Einwirkung von chemischen Stoffen, wie Oxydationsmittel und/oder Mittel zur Bildung von Querverbindungen,
Beifügung von SensitivierungsmittelzL zur Erhöhung der
Empfindlichkeit der wärmeverformbaren Schicht gegenüber der
Behandlung zur Hautbildung, Sprühen, Tauohüberzug, sowie
1098U/173S
jede geeignete Kombinationen der Verfahren* Abhängig von
der Zusammensetzung der verformbaren Schicht können der Grad und die Dauer der Belichtung mit den verschiedenen
Strahlungsquellen zur Bildung einer geeigneten Oberflächenrhaut
geändert werden. FUr die vorzugsweise anzuwendenden deformierbaren Stoffe wurde gefunden, daß eine ausreichend
lange Belichtung mit ultravioletter Strählung eine Oberflächenhaut
ergibt, die ausgezeichnete iixierungseigenschaften
zeigt. Daher ist die XJltraviolettbelichtung das
vorzugsweise anzuwendende Verfahren zur Bildung der1 Oberflächenhaut.
Der zweite Schritt bei dem erfindungsgemäßen Nachbildungsverfahren
ist die Herstellung einer negativen Nachbildung durch Abguß des originalen Deformationsbildes.
Jeder geeignete härtbare Stoff kann zur Erzeugung der
negativen Nachbildung verwendet werden. Es ist wichtig,
daß der Stoff die Erzeugung einer Nachbildung mit hoher
Auflösung ermöglicht. Ferner darf die Schrumpfung bei Verfestigung
des Stoffes nur gering sein. Außerdem soll eine
Erhitzung über 93°C zur Verfestigung nicht nötig sein umd
während.der Härtung keine Wärme erzeugt werden. Da. die
meisten Stoffe der Deformationsbilder gegenüber Beschädigung durch die meisten organischen Lösungsmittel empfindlieh
sind, soll der aufzugießende Stoff keine Anteile dieser Lq-
109814/1 73 5
öungsmit-tiel. enthalten* Typische härtlare Stoffe siiMMetalllegierungen: mit^^ jüiedrigem Schmelzpunkt, wie Cerralow 117,.
eine Wismüt-In^ium-Ijegierung der Cerro Corporation, Wachse,
wie Epolene Ο-12>.; ein Polyäthylenwachs mit geringem Moleku?-
largewicht, erhältlich, von, der Eastman Chemical Co, J Gelatine*
wie das Von der Knox Gelatin Company erzeugte Nahrungsmittel
produktivι Polyvinylalkohole, wie Elvanol 71-30 und Elvanol
72-60,; erhältlich von duPont ElectrochemicalJ Silikonkaut*-
schukarten mit einer oder mehreren Komponenten, wie RTV-Il, RTV-20, RTV-60, RTV-112, RTV-116 und RTV-118, erhältlich, von
General Electric, Silastic RTV-501, Silastic RTV S-5137A,
Silastic RTV S-5138A, Silastic RTV S-5302 und Silastic RTV S-5303,; erhältlich toil Dow Corning, sowie Mischungen dieser
Stoffe. Vorzugsweise wird diese erste negative Nachbildung mit einem aushärtbaren Stoff hergestellt. Optimale Ergebnis-"
se ermöglichen Silikonkautschukverbindungen, die bei Temperaturen unter ca. 93°C aushärten. Silikonkautschuk ergab) die
Nachbildung mit der höchsten Auflösung unter allen getesteten härtbaren Stoffen. Silikonkautschukarten werden aus Silikongpmmi
gebildet» Diese Gummiarten, bestehen weitgehend aus Polymeren von. Dimethylsilikon.. Sie können Dimethyl siloxane
kopplymerisiert mit geringeren Mengen eines weiteren zweiwertigen
Silikons enthalten. Beispielsweise können PoIydimethylsiloxane mit ca. 5 bis ca. 15 $ Diphenylsilikon,
DiäthylsilikorL oder Methylphenylsililmrai kopolymerisiert sein.
Das Silikongummi kann ferner aktive Gruppen, wie SiH? SiOH
oder SiOC2^, enthalten, und Vinyl-, Fluorkohlenstoff- oder
1098U/T73S
bad
NitrilgrüpperL könnem in das Siiikönmolekul. ein'gefügt sein.
!Falls erwünscht, können, fein mrteilte'^i'ülliaittel, "wie
Silikagel, ■ Kaliumcarbonat, Titandioxid, Eisenoxid odeir
deren Mischungen mit dem Silikongummi g-smisoht sein., um
die Spannungsfestigkeit der endgültigenSilikoiakautschük:-
nachbildung zu ""erhöhen". Im allgemeinen erhöht sick die Bildauflösung
Tdei abnehmendem mittleren Durchmesser der MODL-.
stoff teilchen. Typische Füllstoffe haben einen Teilchendurchmesser
von ca. 10 Millimikron "bis ca. 1 Mikron* Jeder geeignete Katalysator, wie Metallseifen, Peroxide und andere
Stoffe zur Erzeugung freier Radikale, kann zur Aushärtung
der Silikongunmii-Kerbindungen, die einen Katalysator benötigen,
verwendet werden. !Typische Katalysatoren sind Benzoylperoxid,
Oichlorbenzoylperoxid, di-tert-Butylperoxid,,. t-Batylperoxid
und deren MischuHgen. Die Geschwindigkeit der Aushärtung
hängt τοπ der relativen Menge des v.eiiwendeten Katalysators
ab. Befriedigende AushärtungsgeschwiriidigkBiten erreicht
man bei bis zu 5 Gew.-^ Katalysator, bezogen auf
das Gewicht des Silikonkautschuks, Man nimmt an, daß die
Aushärtung durch die Bildung von Siloxanquer^erbiBdmgen
zwischen den pOlymeren Ketten auftritt« Der aushärtbare
Stoff wird Mr Entfernung eingeschlossener Iiuft in ein
"VTakuum eingegeben und dann im Schmelze mit deia^ zu reproduzierenden
Deforaiationsbild in Berührung gebracht«
er ausgehärtet und von dem Originalbild abgezogen«
Λ 4 /173 S bad original
Der nächste Schritt des erfindungsgemäßen: Nachb:p/dungsver- : .
fahrens besteht in der Herstellung einer zweiten, positiven
Nachbildung, die von der ersten, negativen Nachbildung abgegossen
wird. Hierzu kanm jeder geeignete filmbildende Stoff,
der verflüssigt werden kann und nicht an der ersten ■Nachbildung
haftet, verwendet werden. Er wird in einem lösungsmittel
aufgelöst. Die relative Menge der verwendeten Lösung ist unkritisch,,
am wichtigsten ist lediglich die endgültige Bildung eimes kontinuierlichen Filmes. Typische filmbildende Stoffe
sind LösuBgem von Polystyrol in. Toluol, Polymethylmethaerylat
im Methyläthylketon, Polyäthylmethacrylat in Äthylendichlorid, Zelluloseacetatbutyrat im Äthylacetat, aushärtbare Epoxydharze,
aushärtbare Polyesterharze, geschmolzenes Polystyrol, geschmolzenes
Polymethylmethaerylat, geschmolzenes Polyäthylen, Plastisole,
wie Polyvinylchloridharz, dispergiert in 2-Xthylphenylester
und Mischungen dieser Stoffe» Acrylharze, insbesondere Polyisobutylmethacrylaty werden vorzugsweise verwendet, da sie
gleichmäßig ohne Blasenbildung aushärten und mit der im allgemeinen
verwendeten Unterlage verträglich sind, die oft, aus Acrylstoffen besteht. Daher werden diese Stoffe zur Herstellung der zweiten,, positiven Nachbildung vorzugsweise verwendet.
Zur Bildung einer flachen, zweiten Nachbildung: wird der Stoffe
als dümjieg flüpsige Schicht auf eine Unterlage und/oder auf
die erste Nachbildung aufgebracht· Während, vor oder nach der
■Verfestigung der flüssigen Schicht oder-Schichten wird die
Unterlage auf die erste Nachbildung W&ßX leichtem Druck auf ge-
#« Ist die Verfestigiüng vor dem Auf legen neeh night
treten* so läßt man die flüssige Söhieht oder Schichten lange
genug aushärten oder troctaeu* i)as (Mprödukt ist eine stärke
fläölie zweite (-positive) li^^ibildsiög des OaiiginalTiildes* läßt
man eine flüssige Schioiit des Süßstoffes auf de£
dea? ersten Jaehbildung sieH lierfestigeii, Htävör die
atxfgelegt wia?dr so wird die Übertragung der /v^erfestigten BehiQht
auf iiie IDhterlötge gelegentlich dureli die Einwirkutög iron Wärme
atif die tJhterläge Tor öder während der tfbertragung -werlüessert,
insbesondere wentt die Verfestigte Schicht niehtkieliend ist*
Die; ¥erf estigümg der fliissigieii Schient auf der Oberfläche der
ersten Nachbildung vor der ttbertragiing^ wird jedoch Tcorgezogen,
da eine schnellere irodtiktioit abglich ist, insbiesoiidere/wenn
fiOjaibildende Stoffe verwendet werden, die in einem flüchtigen
lösungsmittel aufgelöst sind· Reicht der IJrucik: "bei der libertragung
des tderfestigten Stoffes nicht zum Anh^ten d
gossenen Sehichii an der Iffiiterläge aus# so kann eine |irweichung
der Schicht und/oder der Mterlag# mit einem Lösungsmittel
diirohgeführt werden* oder e^Mrd^ #^er geeignete üb^
Klebstoff zur^ Bindung der Schicht aii:der Unterlage angewendet
» jbie itoterlage kann jede geeignete Stärke habenV starr
oder 1£ieMbe^f ^
durchsiehtig sein, und kantt als BandV Blatt» Platte ο ·ä, aus-'
.■ gjefSi&3?t sein* BLe tteterlage soll Jedoch zumindest eine glatte
\ Oberfläche haben, die die zweite ifeöhbildung ohne Zerstörung
des Bildes tragt· üie erste liaehbildung kanm als Miitt^rplatte
- m
zur Erzeugung einer Vielzahl endgültiger zweite:?»
Hac^toiXdtWD^eii ^ea^wendet werden. Das -yiorzugsweise Terfahren
zur Erzeugung derzweiten Ifacihl^ldung besteht aus den Sciiritten
der ferfegtigung des härtbaren Süßstoffes in einen klebrigen Zustand und der iJbertragung des verfestigten Stoffes
durch I?ruofceipyirfeung auf die Oberfläche einer Unterlage.
Der verwendete Druck ist nicht kritisch, er soll jedoch zu«
mitidest zum guten Komtakt zwischen dem Gußstoff und der Oberfläche,
der Unterlage ausreichen, Ausgezeichnete Nachbildungen
erhält man» wenn, der &ußstoff so klebrig ist» daß er innerhalb^
TPoni 5 Sekunden^^ unter leichtem Druck, d.h. Daumendimck.,
an einem. Blatt aus klarem Zelluloseacetat anhaftet und nach
!DrenMing der ersten Faehbildung haften bleibt. Obwohl ge-»
schmolzen oder härtbare G-ußstoffe Trerwendet werden sollen,
erhält !Βοή auch optimale Ergebnisse mit Lösungen von film^
biidenden !Polymeren iii fnichtigen lösungsmitteln. Lösungen
YQXi. filmbildenden Polieren erreichen den klebrigen Zustand
schneller als andere härtbare Stoffe mit weniger Energieauf-·
wand und erzeugen Bilder mitgrößerer Auflösung. Die Menge
der Gußlösting; sqII zur Bildting einer trockenen Schicht mit
glatter^^ deformätionsfreier Außenfläche ausreichen,
f eine Itotterplatte aus Metall erwuisscht, so wird eine
KaOhbilditing^ iBit Metalloberfläche hergestellt. Uaeh chemischer
Reiniguiag und Sensiti-Tierung der pberflache der zweiten Nach**·
bildung wird ein Metall* wie Silber, ßhemisch reduziert und
auf die zweite Kachbildung bis zu einer Stärke 89afgesprühtt
■..-■■ tO9S14/ft:3S
BAD
die das Nichtvorhandensein von, Poren gewährleistet -und den
nachfolgend einwirkenden elektrischen {Mlvanisierungsstrom
aushält. Diese Stärke beträgt vorzugsweise ca. 7,5 oder
10 χ 10"~ cm für diese Zwecke. Dieser Überzug schafft die
zur galvanischen Herstellung einer guten Metallmutterplatte erforderliche sehr leitfähige Oberfläche. Bin geeignetes
Verfahren zur Sensitivierung und ¥ersilberung wird von
A. M. Max in "Application of Electroforming to the Manufacturing of Disk Records" in ASM Special Technical Publication
Fr, 318. (1962) beschrieben. Die zweite Nachbildung '
wird dann in ein, G-aXvanisierungsbad aus UickeXsuXfamat
gegeben, und auf die leitfähige,Oberfläche wird*nickel
galvanisch aufgebracht. Das Bad wird auf einer Temperatur
vom ca. 54°0 gehalten, während der Strom für eine Platte
von 30 cm ca. 50 Ampere beträgt. Die Galvanisierung wird
fortgesetzt, bis die Schicht ein© zum Selbsttragen ausreichende
Stärke hat. Eine optimale Schichtbeschaffenlaeit und
Sicherheit gegen Bildzerstörung ergeben sich mit einer Dicke der UTi ekel schicht zwischen ca* O9I? "und Ör3 nmu Danm wird
die Metallschicht vom der Piastikunterläge abgehoben, wobei
sie sich leicht von dieser trennt» und ergibt so eine dritte,
versilberte lietällmutterplatte mit negativem Bild*. Dies© Metallmutterplatte
kann nun zum Pressen iron -iiaohbilaiingesi des
originalen Deformationsbildes ^iisrondet -we&lfiatj wosu dl.© ;s
3aaehst©lxend beschriebenen Preßvarfahren dienen« Is kann -Jedoch/
falls erv^ünschtp auQh eiaa- ümsrhattape
platt© hmgeätsXXt wa3?<ä@ja<. ^orsugswelse werdest
109814/1736.
BAD ORIGINAL
' - 22 -
Mder -verwendet, da sich mit diesen eine schnelle und gleichmäßige
Ablagerung ergibt. .- · / ■ . "
Zur Bildung einer dauerhafteren Metalliiachbildung wird die
Oberfläche der dritten, negativen Nachbildung mit einer
Kaliumdichromatlösung behandelt, um die Oberfläche chemisch
zu passivieren. Diese Behandlung erlaubt die Galvanisierung
einer ganz aus Nickel bestehenden Nachbildung auf der ver-"'
silherten !Fläche, verhindert jedoch eine Bindung beider
Metalle aneinander. Es ergibt sich daraus eine dauerhafte, vierte Nickelnachbildung mit positivem Bild. Falls erwünscht,
kann, auch eine fünfte Nickelnachbildung mit negativem Bild
aus der "wierten Nachbildung gewonnen werden. Auch kann, falls
erwüEijscht,. die Oberfläche verchromt werden, um die lebensdauer der Preßplatte zu verlängern*.
Unabhängig von dem Yerfahren zur Herstellung der endgültigen
Y Metallpreßplatte werden die endgültigen Kachbildungen des
originalen Defonaationsbildes mit dem verstehend beschrie- ·
b.eaen lierfahrert zur Herstellung eimei* Yielzahl endgültiger
isweiter Uächbildungen oder durch Pressen hergestellt« Das
im folgenden baschriebene Verfahren nach der ErfiMung ist,
ei»L Keißpreß-«?erfahren. EIel dütoter, trockeiier thermoplastischer;·
(Zelluloseaeetat, mit- oiiösr £$täa?l£ö -won. oa^: 0,08 bis ca.
efber erh^^t«ö; ^ciMi^p^eßplatte uiaid
i&s'Äsolr-s^ia'lÄöa <jdei\-4ie Konturen
l^ der nega«
■- m■*:
tiven Preßplaiite haben kianit, 3Jer Ifoermoplas tische
vorher auf eine Temperatur erhitzt, 80 daß keine
Schpckwi-ekungen auftreten, wenm er gegen die noch
Preßplatte gedrückt wirft* Da die Tiefe der Cflaerflachende^
inehesondere im Jalle eines hplograpMseiien Qris
nitr sehr geriEig iai; (im der Großenordiiung von
0,5 Mikrjon) triti; wenig oder kein. Zerfließen^ des
auf r heahsiiens eine leichte Yerlageruriig, Am Ende der
geit wird die gepreßte thenaoplastische Folie gjelöst,
raschenderweise; ist; dies ohne eine vorherige
lieh. Man, erhält eine heiß gepreßte FachlDildi3ng des originalen
DeformatiQBisMldes mit guter Qwalität. FUr dieses ?erfahren
kann, geder geeignete thermpplastisehe Stoff verwendet werden,
O)ypisehe derartige Stoffe sind leetate, wie Zellwloseaaetat?
wie Polyvinylchlorid, 'Sol.jm&i'onharze und liisehungen dieser-Stoffe,
Zufriedenstellende lilder ergjehen sipii mit den soei^
sten getesteten theamoplasti^chen Stoffen "bfii eiiiem Preßdruck
zwischen ca? 27 imcL 4018 atutf wenn eine Vorerwäriaung des
thermopläStiSQhen lilms ^is üngeföhr mx Irweichungstempera?-
tiir vorgenommen wird» eine Pr-eJßplattentemjerain^r von cat
49Q0 feis ca» 204^G waäreine P^eßgeit von weniger als ca,
30 Sekunden verwendet wii»d«. Im allgemeinen sind höhere I|ruck^
örf-orderlichji wenm geringere Preßplattentemperaturen
werden. Es zeigte sich, daß die liesten Nachbildung
auf ^elliil<?seäe:etat entstehen, werin ein Preßdruck von ca*
'BAD
27 "bis-408- a tu, eine Yorerhitzungstemperatur Ms zu ca,
930O, eine Preßplattentemperatur von ca. 490G Ms ca. 1490C
und eine Preßzeit von ca. 1 Ms 10 Sekunden angewendet werden.
Diese Werte werden- deshalb zum Heißpreßen der genauesten
Nachbildungen auf Zelluloseacetat verwendet. Jedoch kann auch jeder andere, geeignete Stoff hierzu dienen. Auch kann ein
Kaltpreß"werfahren angewendet werden. Das Heißpreßen wird
jedooh vorzugsweise angewendet, da ein, geringerer Druck aus τ
reicht und die Zerstörung der Bildfläche wesentlich verringert
ist. Zur Herstellung holographischer Eeflexionsbilder.
können metallülierzogene Plastikfilme verwendet werden. Auch
kann eins durchsichtige PlastiknachMldung nach der Herstellung
des Bildes metallisiert werden« Beide Seiten der Plastikfolie
können gleichzeitig oder nacheinander mit demselben
oder verschiedenen Hologrammen gepreßt werden. SelbstverstäEidlich
känm die Preßmutterplatte entweder eben oder auf
einen Zylinder aufgezogen sein,, mit dem sie über die thermoplastischen FoIiem gerollt wird..
Es sei laemeirkt, daß mit dem vorstehend beschriebenen Heiß-.
preßverfahren der thermoplastische Film für vergleichsweise
kurze Zeit unter Druck steht und dann heiß abgelöst wirdr
so daß der erweichte Kunststoff während der Abkühlung nicht
in der Preßform verbleibt. Überraschenderweise ergibt sich
bei direkter Betrachtung des Bildes keine Formänderung trotz:
der Tatsache, daß der Stoff vor der Entfernung aus der Preßform nicht abgekühlt wurde..Dies macht eine Temperaturver-
1Ö98U/173S
. — -25.- '.;,■■■-
ringerung der Preßf orm nach, der Erz euigung einer jeden Nachbildung überflüssig und erlaubt eine extrem schnelle Herstellung einer Anzahl sehr guter Nachbildungen mit einer
einzigen Mutterplatte. Im Gegensatz zu einer Erweichung mit !lösungsmitteln hat dieses Heißpreßverfahren, den Vorteil,
daß es völlig trocken-arbeitet und eine Auffrischung ·
oder Nachlieferung vom lösungsmitteln nicht erfordert» -
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung
des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Nachbildung eines
Deformationsbildes* Alle Anteile "beziehen sich auf das
G-ewicht, falls mächt anders angegeben. Die Beispiele
stellen vorzugsweise Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.
Zunächst wird ein holographisches Originalbild hergestellt.
Es wird eine Überzugslösung gebildet, die ca* 20 Teile Polyvinylcarbazol,
ca. 0*1 Teil Brilliant ö-reen Special (ein.
Triphenylmethanfarbstoff der Allied Chemical Company), ca·
100 Teile Dioxän und ca. 110 Teile Dichlormethaifc. enthält·.
Diese Lösung" wird auf die leitfähige Ofcerflache einer HBSA-G-lasplatte
(Ölasunterläge, überzogen mit einer extrem dünnen,
durchsichtigen Zimaioxydschicht, erkäitlieji von der, Pitt©"bu3?g
Plate Glass Company) Eb zu einsi? trocKeHen Stärke von esa, '
7 Mikroa aufgebracht.*; Aixf\~άίea© fotoleitfäMg© Sohisfet
BAD OBSG'NAL
eine Schicht aus Staybjelite-Ester 10 (ein (rlycerolester von
60 $ig hydriertem Kolophonium, erhältlich von der Hercules
Chemical Company) "bis zu einer trockenen Stärke von ca,
1 Mikron aufgebracht. Diese Schicht wird aufgebracht, indem
ihre· Unterlage mit einer Geschwindigkeit von ca. 12y5 cm
pro Minute aus einer 20 foigen lösung des Harzes ia einem
Kerosenlösungsmittel herausgezogen wird. Nach Trocknung besteht
die vollständige Bildplatte aus einer leitfähigen Unterlage, einer fotoleitfähigen Schicht und einer deformierbaren
thermoplastischen Schicht. Diese Platte wird bei Dunkelheit
mit Koronaentladung auf eine Oberflächenspannung; von.
ca. 500 ToIt aufgeladen. Die Platte wird dann in einer An-Ordnung
belichtet, wie sie in Fig. 1 der Patentanmeldung R 45 090 IXa/42k'dargestellt ist. Dabei erfolgt eine Belichtung
mit Objekt- und Bezugsstrahlen, unter Verwendung
eines Helium-Neon-Dauerstrich-Iiasers, der im Tem-00-Betrieb
bei 6328 Angstrom arbeitet (Modell 5200 der Perkin Eimer
Company)· Der. Bezugs strahl fällt unter einem Winkel von ca,
30° ein«
Mach- nochmaliger Aufladung wird die Platte dann langsam auf
ihre Erweiohungstemperatur erhitzt. Das rekonstruierte Bild
ist gleichzeitig mit der Bildung des Hologramms zu beobachten,
lfaoh guter Ausbildung der Deformatiomen. wird die Platte zur
Pixiermig &©s Bildes abgekühlt. Es ergibt sich eine holo-Auf
E@ielmi2ög ausges^iohnster Qualität mit eimer
-■ 27
Auflösung τοή ca, 800 Linien pro mm.
Das Hologramm wird ca. 6 Stunden lang dem ultravioletten
licht einer Qaecksilber-Bogenlampe der General Electric von.
100 Watt in einem Abstand von ca. 15 cm ausgesetzt. Wie oben
beschrieben, wird dadurch die Oberfläche widerstandsfähig gemacht,
■"■"■". " ■■"..."" -■"-' -
Ga, 100 Teile RTV-Il (eine bei Zimmertemperatur vulkanisierende
Silikonkautschukverbizidurig der General Electric Company) werden
mit ca. 0,3 Teilen, eines zugehörigen Katalysators gemischt«
Diese Mischung wird in einem Vakuumtrockner bei einem Druck
von weniger als 0,17 atii gehalten» um eingeschlossene Luftblasen
zu entfernen· Auf der Oberfläche der Mischung wird dadurch
eine SchaumMlduiig verursacht. Nach ca. 5 Minuten wird
der Druck langsam auf Atmösphärendruck gßbracht. Das Originalhologramm wird. dann, mit der Bildfläche nach oben "in den Boden
einer rechteckf örmigen ireßftorm von. 12*7 mm gelegt, Fach Anstreichen
der Oberfläche der evakuierten Silikoiikautschukr·
mischung wird diese sorgfältig in die Form bis zu einer Höhe
vom ca. 9>5 mm eingegossen, so daß>
alle Konturen vollständig gefüllt sind. Das Harz wird dann auf Zimmertemperatur 48 Stunden
lang abgekUhlt. Mit größeren Mengen des Katalysatoips kann
die Aushärtungszeil; wesentlich abgekürzt werden. Der ausge-v
härtete Kautschuk wird dann von, dem Original abgezogen. Es
ergibt sieh eine flexible, dauerhafte, erste, negative Mutter-
10981 4/1 731 bad
nachbildung aus Kautschuk. Das Originalhologranm wird durch
diesen Abguß nicht beschädigt.
~1B±ne Gußlösung wird dann hergestellt* imdern ca* 17 Teile
pmlverisiertes Elvaeite Nr. 2045· (ein Polyisobutylmethacrylathar.z,
erhältlich von E. I. duPont de Nemours & Go.) tmd ca. 28 Teile gereinigtes Äthylendichlorid gelöst werden.
Die Lösung wird einige Stunden lang stehen gelassen, um
Luftblasen aus der gerührten flüssigkeit austreten zu lassem*
Ein Stück klares Plexiglas (Polymethylmethacrylat, erhältlich von. der !Firma Rohm & Haas) mit einer Stärke von ca.
dLp35 ram wird etwas größer als die Kautschukplatte zugeschnittem.
Ein. dickeni'Guß der Nachbildungslösuag wird auf eine Kante
der Plexiglasplafofce und auf eine Kante der Kautschukform aufgegossen.
Dann wird die Lösung auf beiden Flächen mit Glasstafeen
zu einer dünnen Schicht ausgewalzt. Die überzogene Plastikunterlage wird sofort derart auf die überzogene Kautschukfläche gelegt, daß ein Zusammenschluß beider Flächen
v.ozL einer Seite zur anderen wie beim Schließen einer Tür erfolgt* loch verbleibende Luftblasen werden dadurch herausgedrückte
Dann wird ein. Gewicht, das einen Druck von ca* 0,01 at
auf, die Lösungsschicht erzeugt, au£' die Plastikplatte auf ge·*·
setst, und die Anordnung wird ca* 3 Stunden lang bei Zimmer-•fcemperatur
getrocknet. Es ergibt sich eine starre, durchsichtige, zweite, positive Nachbildung aus Plastik mit guter
Qualität, Die erste Mutterplatte aus Silikonkautschuk bleibt
109814/17 3 5
1821733
dabei unbeschädigt.
Dann wird ein Hologramm in Form einer Metallnachbildung hergestellt·
Nach chemischer Reinigung und Sensitivierumg der
Oberfläche der !zweiten Nachbildung mit einer Zinnoxychlorid-Ib'sung
wird Silber aus einer ammoniakhaltigen ,Silbernitrat·-
lösung chemisch reduziert, während diese auf die Plastiknaehbildung
aufgesprüht wird. Die erhaltene Silberschicht hat eine Stärke von ca. 7»β χ 10°" cm. Der SiIberufeerzug bildeli;
die zur Herstellung einer guten galvanischen MetallBächbildung
erforderliche sehr leitfähige Oberfläche« Die Nickelschicht
mit einer Stärke voni ca. O?3 mm wird dann galvanisch
auf die Silberfläche in einem Hickelsulfamatbadl bei einer
Temperatur von ca. 540C und einem G-esamtstrom für eine 30 cm··
Platte von 50 Ampere aufgebracht. Nach der G-al^wanialerung
wird das mit Nickel belegt« Silber leicht aus der Plastikform genommen und es ergibt sieh eine dritte j negative Metallmutterplatte
mit einer Silberofeerflache· Diese-Nachbildung
ist als Preßplatte für Kurzbetrieb geeignet;»
Unter Verwendung dieser Platte werden dann mehrere NaohbiX-dungen
des Originalhologramms hergestellt· Bin trooksner
Zelluloseacetatfilm mit einer Stärke von ca, 0,18 mm wird
auf ca. 880C erhitzt. Die Metallmutterplatte wird auf ca.
138°c erhitzt und unter einem Druck von ca» 54i atü auf den,
Zelluloseacetatfilm gegen ein flaches Polster gedrückt* Druck
109814/T 7 3 6
und Temperatur werden ca. 5 Sekunden lang beibehalten. Am
Ende der Preßzeit wird der Plastikfilm ohne vorherige Abkühlung gelöst. Es ergibt sich eine ausgezeichnete Nachbildung
des Originalhologramms. über 100 weitere Nachbildungen
werden in. ähnlicher Weise heiß gepreßt, bevor ein merklicher Qualitätsabfall zu beobachten ist.
Wie in Beispiel I werden, eint Originalhologramm, eine katalytisch gebildete erste und eine gegossene zweite Mutterplatte
hergestellt. In diesem Falle soll eine dauerhaftere Mutterplatte heiß gepreßt werden, so daß eine größere Anzahl
vom Nachbildungen hergestellt werden kann. Nach dem Überziehen der Plastiknachbildung mit Silber und einer 0,3 mm
starken, galvanisch gebildeten Nickelschicht wird die Silberoberfläche
zur Passivierung mit einer Kaliumdichromatlösung behandelt». Dies ermöglicht die Galv/anA si erung einer weiteren
Nickelschicht auf die SiIberoberfläche, ohne eine Silber-Nickel-Bindung
zu erzeugen. Nach derartiger Bildung einer 0,25 mm starken Nickelschicht, wird diese vom der Silber-Nickel-Mutterplatte getrennt» Es ergibt sieh eine dauerhafte, ganz aus
Nickel b-estehende, positive vierte Nachbildung. Diese kann
in einem Heißpreß-werfahren, wie es in Beispiel I besehrieben
ist» zur Herstellung gepreßter negativer Plastiknachbildungen
verwendet werden. Jfür viele holographische Anwendungs zwecke
ist die negative Nachbildung geeignet. Palis erwünscht, kann.
1098U/1735
diese Metallmutterplattemiteinem Chromüberzug Versehen
werden, der ihre Lebens dauerweiter verlängert, wozu ein
Strom von ca. 575 -Ampere mit eijater 55 cm-Platte verwendet wird.
BEISEEEI1 III ;
Die insgesamt aus Nickel gebildete (positive) vierte Nachbildung aus- Beispiel II wird mit einer Lösung von ca. 16 g
Polyisobutylmethacryla-fe^ gelöst in ca· 200 ml Methyläthylketon,
durch Aufstreichen überzogen. Der gebildete Flüssigkeitsfdlm.
wird an der Luft beiZimmertemperatur ca. 20 Sekunden
lang getrocknet;, bis er einen klebrigen Zustand erreicht. Eine dünne Zelluloseacetatfolie mit eiBer Stärke
von ca. 0,15 mm wird gleichmäßig mittels einer Gummiwalze
auf die klebrige Schicht gedrückte Die Zelluloseacetatfolie
wird dann von der vierten Mutterplatte abgezogeno Der übertragene Film zeigt eine gute Bafiung an der Zelluloseacetatfolie. Über 100 weitere Nachlä-ldüngen werden auf ähnliche
Weise mit der vierten Naehbildung; hergestellt, wobei kein
merklicher Abfall der Qualität auftritt.
BEISPIEL XT . '-'-.-.. —
Ein Origiaalhologramm sowie eine katalytisch gegossene erste
Mutterpiattß werden wie in Bseispiel I hergestellt-* In diesem
!•alle soll eine zweite Nachbildung schneller als in Beispiel
I gebildet werdeni. Die erste Mutterplatte wird in ein
Bad von. ca· 2 g Polymethylmethacrylat, gelBst in 200 ml
10 9 B14/17 3 S
/ . ._■■■-
■■■■■- 32 - . . ;
Methyläthylketon, getaucht "und. langsam innerhalb von 3 Sekunden
herausgezogen. Der gebildete Flüssigkeitsfilm wird an IiUft bei Zimmertemperatur'ca. 30 Sekunden lang getrocknet, bis er einen klebrigen Zustand erreicht. Der klebrige
Film wird dann an eine dünne Zelluloseacetatbutyrat-Folie
mit einer Stärke von ca. 0,25 mm gedrückt. Die erste Mutterplatte wird unmittelbar nach der Druckeinwirkung abgezogen.
Der übertragene Film zeigt überraschend starke Haftung an
der Folie* Die insgesamt zur Bildung der zweiten Nachbildung
erforderliche Zeit ist fast 36Omal schneller als die für
die zweite butterplatte in Beispiel I beschriebenen Herstellungsschritte. Die erste Mutterplatte wird nochmals in der
■vorstehend toe sehr !ebenen Weise zur Herstellung von mehr als
100 guten zweiten Nachbildungen ohne merklichen Qualitätsabfall verwendetβ Eine der auf diese Weise erzeugten zweiten
Nachbildungen wird dann, zur Herstellung einer dritten Mutterplatte
wie in. Beispiel I verwendet.
' BEISPIEL· Y .:"'..
Das Im Beispiel IV beschriebene Verfahren wird wiederholt
mit dem Unterschied, daß eine Polyäthylenterephthalat-Folie
mit einer Stärke vom Q93 am anstelle der Zelluloseacetatbutyrat-Folie
verwendet wird. Die hergestellten zweiten Nachbildungen ©ntsprechen in ihrer Qualität denjenigen aus Beispiel
IV9 λ
SAO
10 98 U/1735
■ ■ ' ' . .■:; - 33 - ■ ;■'■ ; ,;■";. V
BEISPIEL·■ l/I - '".
Das in Beispiel 17 beschriebene Tierfahren wird wiederholt
mit dem Unterschied, daßJder I^ssigkeitsfilm auf die Oberfläche
der ersten Mutterplatte aufgewalzt wird, wonach er
ca. 1 Minute bis zu einem niohtklebrigen Zustand trocknet
und dann ca. 4 Sekunden/lang gegen eine Zelluloseacetat.-butyrat-Folie
gedrückt wird, die sich auf einer heißen Platte
mit einer Temperatur von ca. IDQ0G befindet. Die erste
Mutterplatte wird dann von dem übertragenen ^iIm g,etrennt*
Sie wird in der vorstehend beschriebenen Weise zur Herstellung von meh:r als 100 zw.eiten Nachbildungen guter Qualität
verwendet. Eine der zweiten HachToildungen wird dann zur Herstellung
einer dritten ItotterplattB wie in. Beispiei I verwendet.
- -■■ - ■ :
Obwohl spezielle-Bestandteile und Stoffmengen in der vorstehenden Beschreibung vorzugsweiser Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens angegeben wurden» können auch ^
andere Stoffe und Bedingungen? wie sie weiter oben aufgeführt sind, mit ähnlichen Ergebnissen angewendet werden. Zusätzlich
können weitere Stoffe zu den verschiedenen liachbildungsstoffen
hinzugefügt werden, um eine aynergetisohe, TEerbessernde oderanderweitig abändernde Auswirkung auf deren EigensohaÄten zu
erzielen. Beispielsweise können lemperaturänderumgen oder
AblöBungsmittel V/erwendet werden, falls dies erwünscht ist*
109014/173 5 -V 8AD OBIG^AU
- 34 Weitere Ausführungsformen mid Änderungen der vorliegenden
Erfindung sind dem Fachmann nach Kenntnis der vorstehenden
Beschreibung möglich. Diese werden insgesamt durch den
Grundgedanken der Erfindung umfaßt» ·
1Q98U/T13S
Claims (18)
- - 55 - ·Pate η t a η s ρ r ü c h e s1«. Yerfahren zur Nachbildung insbesondere eines Peformationsbildes, gekennzeichnet durch, folgende Schrittesa) Bildung einer ersten, negativen Mutterplatte, indem an dem Deformationsbild "bei einer Temperatur unter 93°C eine Schicht eines härtbaren, gegenüber der BiIdoberflache neutralen Stoffes verformt und als negative i ÜTachbildung von. dieser abgezogen wird,b) Bildung einer zweiten, positiven Mutterplätte, indem ein verflüssigter, filmbildender Stoff auf die erste Mutterplatte gegossen und als positive fachbildung von dieser ,abgezogen wird».
- 2. ¥erfahren nach. Jbaspruch 1, dadurch gekennzeichnet g daß der fumbildende Stoff durch Auflösung in einem Lösungsmittel verflüssigt wird. . "
- 3» Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet9 daß die Lösung des filmbildenden Stoffes auf die erste, negative .Mufterplatte ia einer Menge abgelagert wird, die zur Bildung einer dünnen, trockenen Schicht mit einer glatten* deformatiönsfreien Außenfläche ausreicht, und daß die glatte Oberfläche einer Unterlage gegen die glatte, deformationsfrei e Außenfläche vor der Trennung der Mutterplatiie uad der.· Fachbildung gedrückt wird.1098 14/1735 BAD. - 36- ■
- 4* Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung des filmbildenden Stoffes bis zum klebrigen Zustand getrocknet wird, bevor er mit der glatten Oberfläche der IJnterläge zusammengebracht wird.
- 5* Verfahren:nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die glatte Oberfläche der Unterlage vor dem Zusammenbringen mit der dünnen, getrockneten Schicht erhitzt wird,
- 6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der filmbildende Stoff ein Kunstharz istv
- 7. VerfaJirennabh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Trennung der Mutterplatte und der Nachbildung eine dritte, negative Nachbildung durch Ablagerung einer dünnen Silberschicht auf der Oberfläche der zweiten, positiven Nachbildung, Galvanisierung einer Nickelschicht auf die Silberschicht und Trennung der Silberschicht von der zweiten, positiven Nachbildung hergestellt wird.
- 8. ' Verfahren nach Altspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die , Silberschicht bis zu einer Stärke von 7,6 χ 10~" cm bis 10 χ 10 om aufgebracht wird\.
- 9. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelschicht bis zu einer Stärke von 0,13 mm bis 0,3 mm aufgebracht wird.V 1098 U/1735 ■:783
- 10. !/"erfahren nach einem der. Ansprüche 7 Ms 9» dadurch gekennzeichnet, daß von dem Deformatiönsbild eine vierte, positiveMetallnachbildung durch Passivierung der Silber oberfläche der dritten, negativen Nachbildung, G-alvanisierung einer Niekelschioht auf die Silber oberfläche und Trennung der Silberfläche von der vierten, positiven Nachbildung hergestellt wird.■■■■■■■.■ ■:'■■:■.'■■■■■. : ■ \
- 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9»dadurch gekennzeichnet, daß eine vierte, positive Nachbildung durch Preßen der dritten Nachbildung gegen die Oberfläche eines verformbaren thermoplastischen Films hergestellt wird, wobei der· Druck zur Verformung der Oberfläche des thermOplastischen Films in bildmäßiger Verteilung ausreicht·
- 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekönrtsseichnetj daß die viertet OÖsitive Nachbildung duroli Auflegen des thermoplastisehen Films auf eine Unterlage, Vor erwärmung des thermopla* stisehen Films, Vorerwärmung der dritten Nachbildung, Preßen der dritten Nachbildung gegen den; thermoplastischen Film für eine Zeit von weniger als 30 Sekunden und Abaiahs« des· so gebildeten vierten, positiven N&öhbildung von der dritten Nachbildung hergestellt wird, wobei die dritte Nachbilduag die Preßtemperatur beibehält,
- 13· Verfahren nach Anspruch 11 oder 12> dadurch, geksniizeiohnetf109814/17351021783daß der thermoplastische !Film, aus Zelluloseacetat mit einer Stärke von 0,08 mm bis 0,25 mm besteht."
- 14, Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ■ vierte, positive Nachbildung durch Auflegen des thermoplastischen Films auf eine Unterlage, Erhitzung des thermoplastischen Films auf eine Vortemperatur'im BrweichungsbeiEeich, Erhitzung der dritten Nachbildung auf eine Vortemperatur zwischen 490G und 2040G, Preßen der dritten Nachbildung gegen den thermoplastischen Film, für eine Zeit-von weniger als 30 Sekunden und Abziehen der so gebildeten vierten Nachbildung von der dritten Nachbildung hergestellt wird, wobei die dritte Nachbildung auf der Preßtemperatur bleibt.
- 15. Verfahrea nach einem der AEßsprüche β bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine dünne Schicht des verflüssigten Kunstharzes auf die erste Nachbildung aufgebracht wird, und daß die freie Oberfläche der dünnen Schicht vor dem Abziehen der so gebildeten zweiten, positiven Nachbildung von der ersten Nachbildung mit einer Unterlage in Berührung-gebracht wird. ■ ;
- 16.» Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Schicht des verflüssigten Harzes vor der Berührung der freien Oberfläche mit der Unterlage bis zu einem klebrigen Zustand ausgehärtet wird*1098HZ1735■ \ ;- 39 - '■'■' ■; ■.-*..'■
- 17. Verfahrennach Anspruch 15 1 dadurch gekennzeiohnet, daß die dünne Schicht des verflüssigten Harzes nach BJerührung der freien Oberfläche mit der "unterlage ausgehärtet wird.
- 18. Verfahren nach Anspruch 15* dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Schicht des verflüssigten Harzes vor der Berührung der freien Oberfläche mit der Unterlage ausgehärtet wird und daß zumindest der Unterlage gleichzeitig mit der Übertragung der dünnen Schicht des ausgehärteten Harzes auf die Unterlage Wärmeenergie zugeführt wird.19* Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite, positive Nachbildung durch Ablagerung einer dünnen Schicht des verflüssigten Harzes auf die Oberfläche einer Unterlage und Abguß der dünnen Schicht des verflüssigten Harzes gegen die erste, negative Nachbildung hergestellt wird.20». Verfahren nach einem der Asisprüche 6 bis 19» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite, positive !fachbildung aus einer lösung eines Acrylharzes im einem organischen lööungsmittel gebildet wird*23U Verfahrennach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite, positive Nachbildung aus einem geschmolzenen thenttoplastischen Harz gebildet wird.9 8 14 / 1 7 3 5 BAD 0RiG1NAL22· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis .21, dadurch gekennzeichnet, daß der aushärtbare Stoff ein Silikonkautschuk ist. :23· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Herstellung der ersten, negativen Nachbildung das nachzubildende Deformationsbild zur Erzeugung einer Oberflächenhaut behandelt wird, die aus einem härteren Stoff mit einer höheren Viskosität bei Erweichungstemperatür der Originalbildfläche besteht als derjenige des originalen Deformationsbildes·24· Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Objerflächenhaut eine Stärke von mindestens 0,3 Mikron besitzt.25ο Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl praktisch identischer holographischer Bilder, gekennzeichnet durch folgende Schritte:a) Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes auf einem deformierbaren thermoplastischen Stoff, welches einem holographischen Interferenzmuster entspricht,b) Erhitzung des verformbaren thermoplastischen Stoffes bis zur Verformung in ein Muster von Erhebungen und Vertiefungen entsprechend dem Ladungsbild,c) Belichtung des so erzeugten holographischen Originals mit aktivierender Strahlung für eine zur Bildung einer Oberflächenhaut aus einem Stoff mit höherer Viskosität10 98 14/1735■ ν \ ' ; . ■' ■ ".-.■ ' BADals der thermoplastische. Stoff bei Erweichungstemperatur ausreichende Zeit derart, daß die Oberfläehenhaut eine Stärke von.-zumindest 0,3 Mikron erhält, ;d) Erzeugung einer ersten, negativen !fachbildung; des holographischen Bildes durch; ;.1.) Verformung einer Schicht aus einer Mischung einesaushärtbaren Silikonkautschuks an dem Bild, 2.) Aushärtung des Kautschuks, und 3.) Abziehen der so geformten.negativen !fachbildung,'e) Erzeugung einer zweiten, positiven Nachbildung durch: 1.) Aushärtung einer dünnen Schicht eines verflüssigten,aushärtbaren Harzes an der ersten, negativen Nachbildung, -und : - . 2.) Entfernung der so gebildeten zweiten, positiven Fachbildung von der ersten Fachbildung, .f) Erzeugung einer dritten, negativen Metallmutterplatte durchs1.) Bildung einer Silberschicht mit einer Starke von '7,6 bis 10 χ 10". cm auf der Oberfläche der .zweiten,positiven Nachbildung,,
2.) G-alvanisierung einer Nickelschicht bis zu einerStärke von 0,13 bis 0,3 mn. auf die Silbersohieh'-ft,- und 3.) Trennung der Silberschicht von der zweiten, positiven Fachbildung, wodurch eine dritte Fachbildung in Pona einer Metallmutterplatte entsteht, .g) Erzeugung einer vierten, positiven Fachbildung durchsBAD . Ί 0 9-« 7 4/1735■ - 42 -1») Aufbringen eines Films aus thermoplastischem Stoff mit einer Stärke von 0,08 bis 0,25 mm und einer Erweichungstemperatur von· 490C bis 2040C auf eine Unterlage, 02..) Erhitzung des themoplas tischen Films auf eine Yortemperatur bis zu 93°O,3..)j Erhitzung der Metallmutterplatte auf eine Temperatur vom 490C bis 2040C,, '4«.) Preßen der Metallmutterplatte gegen den thermoplastischen Stoff, für eine i2eit von weniger als 50 Sekunden bei einem Druck von 27 atü bis 408 atü, und '5.) Abziehen der so hergestellten vierten, positivenMachbildung vom der Metallmutterplatte, während diese ihre·Preßtemperatur beibehält, und h) Wiederholung des Schrittes g,) zumindest einmal mit neuem thermoplastischem Stoff:· ■1098 14/1735
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