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Die Erfindung betrifft eine Nagelfeile und ein Verfahren zu
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ihrer Herstellung.
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Typische bekannt Nagelfeilen bestehen aus: A. Nickel-plattierten Feilen
mit einem Gehalt an Aluminiumoxidpulver; B. durch Elektroformung hergestellten Nickelfeilen;
C. Feilen, erhalten durch Bearbeitung von Eisenplatten mit einem Diamantschneider
oder einem Carbidschneider und D. Feilen, erhalten durch Auftragen von Schleifmitteln
auf papier- oder plattenförmige Materialien mit Hilfe von Klebstoffen.
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Die erwähnten nickel-plattierten Feilen A werden dadurch hergestellt,
daß zunächst unter Rühren Aluminiumoxid (Al203)-Pulver mit einer Nickel-Plattierungslösung
vermischt wird, unter gleich förmiger Verteilung des Aluminiumoxidpulvers in der
Nickel-Plattierungslösung, worauf eine Nickel-Plattierungsschicht aus der Nickel-Plattierungslösung
erzeugt wird, in der das Aluminium oxidpulver enthalten ist. Die auf der Oberfläche
der Nickel-Plattierungsschicht befindlichen Aluminiumoxidpulve rte i 1 chen stellen
die Zähne der Feile dar. Nachteilig an diesen Feilen A ist, daß der Herstellungsprozeß
dieser Feilen vergleichsweise schwierig ist und daß, da die Anordnung der aus der
Nickel-Plattierungsschicht herausragenden Aluminiumoxidteilchen sehr verschieden
sein kann, die Feileigenschaften der Nagelfeilen, die nach diesem Verfahren hergestellt
werden, nicht gleichförmig ist, sondern von Produkt zu Produkt variiert.
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Die durch Elektroformung hergestellten Nickelfeilen B lassen sich
nach einem Film-Plattierungsverfahren herstellen, bei dem ein Prototyp mit dem gewünschten
Muster einer Nagelfeile als Anode geschaltet und auf dem Prototyp in einer Nickel-Plattierungslösung
eine dicke Plattierungsschicht erzeugt wird. Das erzeugte
Feilenexemplar
wird dann von dem Prototyp entfernt. Nachteilig an diesen durch Elektroformung hergestellten
Nickelfeilen B ist, daß die Produktivität des Verfahrens gering ist, und zwar deshalb,
weil eine vergleichsweise lange Plattierungsdauer erforderlich ist. Nachteilig ist
ferner, daß die Feilqualität der auf diese Weise erzeugten Nagelfeilen nicht besonders
gut ist, und zwar deshalb nicht, weil die Erzeugung von scharfen Zähnen schwierig
ist, da die Feilen B von dem Prototyp abgezogen werden.
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Die Feilen C, hergestellt durch Bearbeitung von Eisenplatten lassen
sich leicht und einfach herstellen. Jedoch ist die Bildung von feinen Feilenzähnen
schwierig und die Feileneigenschaften sind nicht besonders gut, aufgrund des Vorhandenseins
einer richtenden Eigenschaft in den Feilenzähnen. Nachteilig an den Papierfeilen
D ist, daß sie für den praktischen Gebrauch nicht besonders geeignet sind, weil
die Haltbarkeit dieser Feilen nur sehr gering ist.
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Somit ergibt sich, daß die bekannten üblichen Nagelfeilen die Nachteile
haben, daß ihre Feileneigenschaften vergleichsweise schlecht sind, die Feileneigenschaften
nicht gleichförmig sind und sich von Feile zu Feile unterscheiden und daß die Produktivität
der Herstellungsverfahren gering ist.
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Aufgabe der Erfindung war es demzufolge, eine neue Nagelfeile bereitzustellen,
die durch ausgezeichnete, gleichförmige und konstante Feileneigenschaften gekennzeichnet
ist und eine vorteilhafte Lebensdauer aufweist. Des weiteren sollte ein Verfahren
zur Herstellung einer solchen Nagelfeile geschaffen werden, das sich durch eine
besonders vorteilhafte Produktivität auszeichnet.
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Gegenstand der Erfindung sind eine Nagelfeile und ein Verfahren zur
Herstellung einer Nagelfeile wie sie bzw. wie es in den Ansprüchen gekennzeichnet
ist.
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Kennzeichnend für eine erfindungsgemäße Nagelfeile ist somit, daß
sie eine Anzahl oder Vielzahl von Feilenblättern aufweist, die von den Randlinien
konkaver Abschnitte gebildet werden, die in die Oberfläche oner flachen Metallplatte
eingeätzt sind, und zwar willkürlich oder irregulär, wobei der Durchmesser dieser
konkaven Abschnitte oder Teile bei 100 bis 300 Mikron liegt und die Tiefe dieser
konkaven Abschnitte bei 10 bis 80 Mikron liegt, wobei der Abstand zwischen einander
benachbarten Randlinien der konkaven Abschnitte bei 10 bis 100 Mikron liegt.
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Eine solche Feile läßt sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch
herstellen, daß man: (1) auf die Oberfläche einer flachen Metallplatte eine Schicht
aus einem photosensitiven Harz aufbringt; (2) auf photographischem Wege das gewünschte
Muster von Feilenzähnen auf die beschichtete Metallplatte aufkopiert und die photosensitive
Harzschicht entwickelt, unter Erzeugung eines Photoresistmusters, entsprechend dem
gewünschten Feilenzahnmuster und daß man (3) die erhaltene Metallplatte ätzt unter
Erzeugung der Feilenzähne durch die Kantenlinien von konkaven Abschnitten, die willkürlich
oder irregulär in die Oberfläche der flachen Metallplatte eingeätzt sind, wobei
der Durchmesser der konkaven Abschnitte 100 bis 300 Mikron beträgt, die Entfernung
zwischen benachbarten Randlinien der konkaven Abschnitte bei 10 bis 100 Mikron liegt
und wobei die Tiefe der konkaven Abschnitte 10 bis 80 Mikron beträgt.
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Die Zeichnung dient der näheren Erläuterung der Erfindung. Im einzelnen
sind dargestellt in: Figur 1 eine schematische, perspektivische Ansicht, einer Ausgestaltung
einer erfindungsgemäßen Nagelfeile;
Figur 2 ein vergrößerter schematischer
Schnitt durch eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Nagelfeile; Figur 3 eine
schematische Vorderansicht, die eine Ausgestaltung des Originalmusters der Feilenzähne
einer erfindungsgemäßen Feile vor der Verkleinerung darstellt; Figur 4 eine schematische
Vorderans-icht, einer Ausgestaltung von Feilenzähnen einer erfindungsgemäßen Nagelfeile,
wobei die Verkleinerung von dem Muster der Figur 3 1:64 (one-sixty fourth) beträgt;
Figur 5 eine schematische Vorderansicht eines Beispieles eines Musters von Feilenzähnen,
die willkürlich oder irregulär angeordnet sind; Figur 6 eine schematische Vorderansicht,
die ein Beispiel eines Musters von Feilenzähnen darstellt, die regulär angeordnet
sind; Figur 7 eine Fließschema, das die einzelnen Herstellungsstufen einer erfindungsgemäßen
Nagelfeile veranschaulicht; Figur 8 eine schematische Darstellung des Herstellungsprozesses
einer erfindungsgemäßen Nagelfeile, die veranschaulicht: (a) die Bestrahlung, (b)
das Atzen und (c) die Resistfilm-entfernung und Figur 9 eine graphische Darstellung,
welche die Beziehungen zwisdlenBeanspruchung und Mengen an Nagelspänen bezüglich
drei Proben darstellt.
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Gemäß Figuren 1 und 2 weist eine erfindungsgemäße Nagelfeile 10 Feilenzähne
11 auf mindestens einer Oberfläche einer flachen oder ebenen Metallplatte auf, wobei,
wie sich aus Figur 2 ergibt, eine Anzahl oder Vielzahl von Feilenblättern durch
Randlinien 12 der konkaven Abschnitte 13 in der Feilenzahnung 11 erzeugt werden.
Wie bereits angegeben, liegt der Durchmesser eines konkaven
Abschnittes
13 (d.h. beträgt die Blattentfernung) 100 bis 300 Mikron, vorzugsweise 100 bis 150
Mikron. Die Tiefe b der konkaven Abschnitte 13 (d.h. die Blatthöhe) liegt bei 10
bis 80 Mikron, vorzugsweise 50 bis 60 Mikron und die Entfernung zwischen einander
benachbarten Randlinien 12 (d.h. der Kopfdurchmesser) liegt bei 10 bis 100 Mikron,
vorzugsweise 40 bis 60 Mikron.
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Der Winkel o der Blätter liegt unter 900, vorzugsweise bei etwa 70°.
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In dem Falle, in dem der Durchmesser a größer als 300 Mikron ist,
wird die Funktionsweise der Feile beeinträchtigt weil Nägel beim Feilen in die konkaven
Abschnitte 13 gelangen können.
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Im Gegensatz hierzu wird die Funktionsweise der Nagelfeile ebenfalls
beeinträchtigt, wenn der Durchmesser bei unter 100 Mikron liegt weii die zu feilondell
Nägel sich über #weI oder mel1r«re Köpfe 14 erstrecken können (d.1i. die Abschnitte
liegen zwischen den benachbarten Randiinie#i).
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Ganz allgemein läßt sich sagen, daß die Menge an Nagelspänen mit der
Tiefe b der konkaven Abschnitte 13 ansteigt. In dem Falle jedoch, indem die Tiefe
b der konkaven Abschnitte bei über 80 Mikron liegt, gestaltet sich ein Feilen der
Nägel schwierig, und zwar aufgrund der Zunahme des Feilwiderstandes.
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Liegt demgegenüber die Tiefe b der konkaven Abschnitte bei weniger
als 10 Mikron, so wird die Menge an Nagelspänen merklich vermindert. Dies bedeutet,
daß die Tiefe b der konkaven Abschnitte, d.ii. die Höhe der Blätter bei 10bis 60
Mikron liegen sollte.
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Weiterhin soll die Entfernung c zwischen einander benachbarten Randlinien
12 der konkaven Abschnitte, d.h. der Durchmesser der Köpfe 14 bei 10 bis 100 Mikron
liegen. In dem Falle, indem die Entfernung c mehr als 100 Mikron beträgt, nehmen
die Feileigenschaften ab, da die zu feilenden Nägel dann leicht über die Oberfläche
der Köpfe gleiten können. Liegt andererseits die Entfornung c i unter 10 Mikron,
so werden keile effektiven oder wirksamen Blätter erzeugt, da zwischen einander
benachbarten Randlinien der konkaven Teile 13 kein wesentlicher Abstand c vorliegt.
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Der Winkel e der Blätter sollte bei weniger als 900 liegen.
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In dem Falle, in dem der Winkel e bei 900 oder darüber liegt, lassen
sich Nägel nicht fein feilen, und zwar aufgrund des Anstieges des Feilwiderstandes.
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Abgesehen von den erwähnten Erfordernissen sollen die konkaven Abschnitte
13 willkürlich oder irregulär in der Oberfläche einer Metallplatte vorliegen.
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In figur 3 sind vergrößert Originalmuster A des konkaven Teiles einer
erfindungsgemäßen Nagelfeile dargestellt. Die Form der einzelnen Muster (pattern)
A kann verschieden sein, d.h. A kann beispielsweise eine kreisrunde Form haben,
eine elipsoide Form, eine polygonale Form und dergleichen, solange die einzelnen
Muster willkürlich verteilt angeordnet sind. Die Originalmuster A, die willkürlich
in einem geeigneten Medium, z.B. einem photographischen Film verteilt sind, werden
auf photographischem Wege auf die Oberfläche der Metallplatte kopiert, wie es in
Figur 4 dargestellt ist, und zwar in verkleinerterlorm. Die Muster B in Figur 4
sind dabei in einem Maßstab von 1:64 der Muster A in Figur 3 (one-sixty fourth)
verkleinert. Der im Einzelfalle günstigste Verkleinerungsmaßstab kann leicht bestimmt
werden, so daß die angegebenen Erfordenisse bezüglich der Dimensionen a, b und c
erfüllt werden können.
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Da die Feilenzahnung (d.h. die konkaven Abschnitte) der erfindungsgemäßen
Nagelfeile willkürlich verteilt vorliegen, weisen die erfindungsgemäßen Nagelfeilen
keine richtenden Eigenschaften auf. Als Folge hiervon lassen sich Nägel wirksam
einer erfindungsgemäßen Nagelfeile feilen, unabhängig von der Feilrichtung. Liegt
beispielsweise, wie in Figur 5 dargestellt, ein willkürliches Muster C vor, so lassen
sich die Nägel in allen Richtungen, wie durch die Pfeile angedeutet, feilen. Liegt
demgegenüber, wie in Figur o dargestellt, ein Muster D vor, so ist offensichtlich,
daß die Nägel wirksam nicht in allen durch die Pfeile X dargestellten Richtungen
gefeilt werden können.
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Hinzu kommt, daß, da die Oberfläche einer erfindungsgemäßen Nagelfeile
flach ist, keine Gefahr besteht, daß die Nägel beim Feilen beschädigt werden. Eine
erfindungsgemäße Nagelfeile eignet sich des weiteren zum Abschneiden oder Schleifen
von Schwielen oder Hornhaut oder verhärteter Haut an beispielsweise Ellenbogen,
Knien und Hacken.
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Aufgrund der beschriebenen Struktur der erfindungsgemäßen Nagelfeile,
lassen sich mit dieser ausgezeichnete Feileffekte erielen.
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Wie sich beispielsweise aus Figur 9 ergibt, ist die Menge an Nagelspänen,
die mittels einer erfindungsgemäßen Nagelfeile abgefeilt werden kann (vergleiche
Kurve 1 von Figur 9) beträchtlich höher als die Menge, die mit einer üblichen Aluminiumoxidpulver
enthaltenden Nickel-plattierten Nagelfeile (vergl. Kurve 2 von Figur 9) abgefeilt
werden kann und beträchtlich größer als die Menge, die mit einer üblichen durch
Elektroformung hergestellten Feile auf Nickelbasis erhalten wird (vergl. Kurve 3
von Figur 9) innerhalb eines geeigneten Belastungsbereiches beim Nagelfeilen, der
im allgemeinen bei etwa 40 bis 130 g liegt. Es hat sich gezeigt, daß die Menge an
Nagelspänen, die bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Nagelfeile erzielt wird,
beträchtlich mit der Kraft ansteigt, die auf die Nagelfeile ausgeübt wird. Die Menge
an Nagelspänen, die mit einer erfindungsgemäßen Feile abgefeilt wird, ist höher,
und zwar etwa doppelt so groß wie die Menge, die mit einer üblichen Aluminiumoxidpulver
enthaltenden Nickelplattierten Nagelfeile bei einer Belastung oder Kraft von 130
g erhalten wird. Des weiteren ist die Menge an Nagelspänen, die mittels einer erfindungsgemäßen
Feile abgefeilt werden kann, etwa 10 mal so groß wie die Menge, die bei Verwendung
einer üblichen durch Elektroformung hergestellte Nickelfeile bei entsprechender
Belastung abgefeilt werden kann.
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In den Figuren 7 und 8 ist beispielsweise dargestellt, wie sich eine
erfindungsgemäße Nagelfeile herstellen läßt.
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Vorzugsweise wird eine Metallplatte 15, beispielsweise aus rostfreiem
Stahl zunächst einer Vorbehandlung unterworfen, einschließlich einer Entfettung,
worauf eine Schicht 16 aus einem üblichen photosensitiven Harz auf die Oberfläche
der Metallplatte 15 aufgebracht
und aufgetrocknet wird. Gleichzeitig
wird eine Vorlage hergestellt, beispielsweise in Form eines Filmnegativs 17 mit
dem negativen Abbild des gewünschten Zahnungsmusters. Die photosensitive Harzschicht
16 auf der Metallplatte 15 wird dann bildweise durch das Filmnegativ 17 mittels
einer geeigneten Lichtquelle 18, wie in Figur 8 (a) dargestellt, belichtet.
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Auf diese Weise wird das gewünschte Muster auf die photosensitive
Harzschicht 16 aufkopiert.
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Das latente Bild des Zahnungsmusters wird dann in üblicher Weise entwickelt,
worauf die Rückseite (back surface) der Metallplatte 15 mit einer Harzbeschichtungsmasse
beschichtet werden kann. Die Metallplatte 15 mit der Resistschicht 19 wird dann
geätzt, derart, daß die Ätztiefe der konkaven Abschnitte 20 10 bis 80 Mikron beträgt.
Eine solche Photo-Ätztechnik ist in der Praxis als photomechanisches Verfahren bekannt,
doch läßt sich zur Herstellung erfindungsgemäßer Feilen jede übliche Photo-Ätztechnik
anwenden.
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In vorteilhafter Weise läßt sich beispielsweise eine wäßrige Ferrichloridlösung
mit einer kleinen Menge Mineralsäure (z.B.
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C1#lorwasserstoffsäure) als Ätzlösung verwenden, wenn eine Platte
aus rostfreiem Stahl verwendet wird. Die im Einzelfalle optimale Ätzzeit läßt sich
leicht bestimmen. Sie hängt von dem Typ der Metallplatte, dem Typ der im Einzelfalle
verwendeten Ätzlösung und dergleichen ab. Die flache Metallplatte 15 mit der Resistschicht
19 kann beispielsweise etwa 1 Minute bis mehrere Minuten lang unter Erzeugung konkaver
Abschnitte 20 mit einer Tiefe von 10 bis 30 Mikron geätzt werden. Auf diese Weise
wird eine geätzte Metallplatte 15 mit einer Resistschicht 19, wie in Figur 8 (b)
dargestellt, erhalten. Nach dem Ätzen wird die Resistschicht 19 entfernt, beispielsweise
durch Abbürsten oder Abreiben oder mittels eines geeigneten Lösungsmittels, wobei
eine Metallplatte 21 mit dem gewünschten Muster von Zähnen 22 auf der Oberfläche
der Platte, wie in Figur 8 (c) dargestellt, erhalten wird. Diese Metallplatte 21
wird dann mit wasser gewaschen und getrocknet. Die auf diese Weise erhaltene Metallplatte
kann dann zu Nagelfeilen entsprechender geeigneter Größe zurechtgeschnitten werden.
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Da die erfindungsgemäßen Nagelfeilen nach einer Photo-Ätztechnik hergestellt
werden können, läßt sich eine Massenproduktion von Nagelfeilen leicht durchführen,
im Gegensatz zu den bekannten Ve fahren zur Herstellung von Nagelfeilen. Durch die
Erfindung läßt sich somit die Herstellungsproduktivität von Nagelfeilen merklich
erhöhen und die Produktionskosten der Nagelfeilen lassen sich vermindern. Hinzu
kommt, daß sich erfindungsgemäß eine stabile Feilenzahnung in der Oberfläche der
Nagelfeile erzeugen läßt. Erfindungsgemäß lassen sich zur Herstellung der Nagelfeilen
flache oder ebene Platten aus den verschiedensten Metallen verwenden, beispielsweise
aus rostfreiem Stahl, Kupfer, Nickel, Aluminium und Eisen, ganz allgemein aus Metallen,
wie sie üblicherweise zur Herstellung von üblichen Nagelfeilen verwendet werden.
Zu berücksichtigen ist dabei jedoch, daß Kupfer, Eisen und Aluminium zum Rosten
und Korrodieren neigen und daß Nickel die menschliche Haut reizen kann und teuer
ist. Demgegenüber lassen sich erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise Platten aus
rostfreiem Stahl verwenden, da eine Photo-Ätztechnik angewandt wird. Hinzu kommt,
daß rostfreier Stahl eine ausgezeichnete Korrosionswiderstandsfähigkeit und Härte
aufweist, im Vergleich zu den oben erwähnten üblichen Metallplatten und daß rostfreier
Stahl billiger ist als Aluminium und Nickel. Rostfreier Stahl ist infolgedessen
das bevorzugte Ausgangsmaterial zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Nagelfeile.
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Das folgende Beispiel soll die Erfindung näher veranschaulichen.
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Das folgende Beispiel dient jedoch lediglich der Erläuterung und soll
die vorliegende Erfindung nicht begrenzen.
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Beispiel Ein willkürliches Muster wie in Figur 3 dargestellt, wurde
als Original-Prototyp verwendet. Ausgehend von diesem Prototyp wurde ein Negativ
mit dem Muster auf photographischem Wege hergestellt.
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Dies Filmnegativ wurde dann in einem Maßstab von 1:64 (onesixty fourth)
verkleinert. Es wurden 12 verkleinerte Filmnegative zu einem Filmnegativ mit den
willkürlichen Mustern kombiniert.
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Auf eine flache Platte aus rostfreiem Stahl vom Typ 18 Cr-8Ni, die
zunächst entfettet und gewaschen wurde, wurde eine photosensitive Polyvinylalkohollösung
der folgenden Zusammensetzung aufgetragen: Polyvinylalkohol (Polymerisationsgrad
= 500, 80 g teilweise verseift) Ammoniumbichromat 17 g Wasser 1000 ml Die beschichtete
Platte aus rostfreiem Stahl wurde dann bei Raumtemperatur getrocknet.
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Das in der beschriebenen Weise hergestellte Filmnegativ wurde dann
auf die beschichtete Platte gebracht, worauf die photosensitive Polyvinylalkoholschicht
durch das Filmnegativ 40 Sekunden lang belichtet wurde. Die belichtete Schicht wurde
dann mit einem Entwicklungsmittel entwickelt. Dabei wurden keine belichteten Teile
abgelöst, d.h. die belichteten Teile blieben auf der Oberfläche der Platte. Auf
diese Weise wurde auf der Oberfläche der Platte ein Photoresistfilm erzeugt.
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Nachdem die Rückseite der Platte mit einer niedrig-molekularen Acrylharz-Beschichtungsmasse
beschichtet worden war, wurde die erhaltene Platte geätzt, und zwar unter Verwendung
einer wäßrigen Ferrichloridlösung (der eine geringe Menge an Chlorwasserstoffsäure
zugesetzt wurde) bei einer Lösungstemperatur von 400C. Die Ätzdauer lag bei 2 Minuten
und 20 Sekunden. Es wurden keine belichteten Teile geätzt. Die Tiefe der eingeätzten
Abschnitte lag bei ungefähr 50 Mikron. Nach dem Ätzen wurde der Photoresistfilm
durch Abschleifen entfernt, worauf die erhaltene Platte mit den eingeätzten konkaven
Abschnitten mit Wasser gewaschen wurde . Die auf diese Weise erhaltene Platte wurde
dann zu Nagelfeilen gewünschter Größe zerschnitten. Die beschriebenen Verfahrensstufen
sind in Figur 7 schematisch dargestellt.
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Die auf diese Weise hergestellten Nagelfeilen hatten konkave Abschnitte,
die willkürlich in den Oberflächen der Feilen verteilt
waren. Die
konkaven Abschnitte hatten einen Durchmesser von etwa 200 Mikron und eine Tiefe
von etwa 50 Mikron. Die Entfernung zwischen benachbarten Randlinien der konkaven
Abschnitte lag bei etwa 40 Mikron. Die Feileigenschaften der Nagelfeilen waren ausgezeichnet,
wie sich aus Kurve 1 von Figur 9 im Vergleich zu den Ergebnissen mit üblichen Nagelfeilen
(vergl. Kurven 2 und 3 von Figur 9) ergibt.