Registrierpapier. Zur Prüfung und Festlegung physikali scher und technischer Vorgänge mannig facher Art benutzt man bekanntlich selbst schreibende Apparate (Recorder genannt), die selbsttätig irgend eine dabei beteiligte veränderliche Grösse (Temperatur, Druck, Wärmemenge, Stromverbrauch, Geschwindig keit, Arbeitsleistung, usw.) fortlaufend mes sen und dem Betrag nach in einem Diagramm festgehalten.
Es dient dazu ein zwangsläufig bewegter Stift, der auf Papier Schriftzüge hinterlässt, wobei es sich als besonders zweck mässig gezeigt hat, zum Aufzeichnen der Diagrammkurven ein Registrierpapier oder Schichtpapier zu verwenden, das mit einer dünnen Deckschicht versehen ist, deren Farbe sich von der des Grundpapieres abhebt.
Unter diesem Sehicht-Registrierpapier wird ein Papier verstanden, das mit einer mehr oder weniger undurchsichtigen Schicht versehen ist, die durch Ritzen oder Schaben mit einem Metallstift leicht entfernbar ist und den Papieruntergrund, der in der Regel von anderer Farbe als die Schicht ist, nur an diesen geritzten Stellen erkennen lässt. Die Festigkeitseigenschaften der Schicht müssen derartig sein, dasst die so erhaltenen Aufzeich nungen scharf begrenzt und deutlich sind.
Die Schicht darf demnach nicht zu weich, nicht zu hart sein, sie soll am Grundpapier genügend haften, aber trotzdem sich leicht entfernen lassen. Die Schicht darf nicht ab blättern, weder beim Biegen des Papiergis noch beim Schreiben.
Zufolge der vielen Anforderungen, die man an die Schicht eines Schicht- oder Re- gistrierpapieres stellt, ist es nicht leicht, eine geeignete Masse zur Schicht zusammen zu stellen und es gibt nicht viele Stoffe, die hier zu geeignet sind, namentlich da man zunächst Pigmente zusetzte, die selbst keine Binde fähigkeit hatten wie Kreide, Zinkweiss, Litho- pone usw. Dazu kommt, dass die sonst ge bräuchlichen Bindemittel, wie Leinöl, Harz lösungen usw. glasklar sind, so dass man immer auf Mischungen angewiesen war.
Dann musste Rücksicht auf die Eigenschaft des Papieres genommen werden.
Schliesslich zeigte es sich, dass neben ver schiedenen Wachsen, Paraffin, Ozokerit und Fettsäuren, insbesondere die Stearinsäure zur Herstellung der deckenden Schicht geeignet war und diese zeigt die Eigenschaft, dass sie sowohl selbst eine deckende Schicht bilden konnte, wie als Bindemittel für die Pigmente, wie Kreide. Magnesia brauchbar war.
Es ist nun auch ein Registrier- oder Schichtpapier bekannt geworden, dessen Zu sammensetzung auf den vorhergehenden Er wägungen beruht und dessen weiche, un durchsichtige Deckschicht aus Stearin oder einem Gemisch von Stearin und Paraffin, denen noch weitere Stoffe zugesetzt werden können, besteht, so dass die Deckschicht. leicht von dem Metallstift bis auf den Grund geritzt. werden kann.
Diese bekannten Schichtpapiere haben aber den Nachteil, dass sie nur bis zu einer solchen Temperatur beständig und verwen dungsfähig sind, die eben unter dem Schmelz punkt der Stearinsäure, dem Hauptbestand teil der Masse, liegt. Da reine Stearinsäure bei 69 C schmilzt und dieser Schmelzpunkt durch Zusatz von Paraffin oder dergleichen und auch von :Mineralfarben heruntergedrückt wird, ist es auf diese Weise nicht möglich, Schichten herzustellen, deren Wärmeemp- findlichkeitsgrenze höher als 69 liegt.
Diese Papiere sind also überall da von der Ver wendung ausgeschlossen, wo durch geleitete oder gestrahlte Wärme diese Temperatur er reicht werden kann. beispielsweise in Kessel häusern. Maschinenräumen, auf Kraftwagen, die in der Sonne oder in heissen Ländern fahren.
Da die üblichen Stearinsorten des Han dels durch andere Fettsäuren mehr oder weniger verunreinigt sind, müssen deren Schmelzpunkte unter 69 liegen, wie aus der organischen Chemie hervorgeht. Auch der Zusatz von Wachsen, wenn diese für sich allein auch höher schmelzen, erniedrigt den Schmelzpunkt der Stearinsäure. Nun hat sich herausgestellt, dass für sol che Registrierpapiere die genannte Tempera turgrenze viel zu niedrig ist und derartiges Papier in vielen Fällen überhaupt nicht be nutzt werden kann.
Werden beispielsweise die Registrierapparate (Recorder), wie es sehr häufig der Fall ist, auf Lokomotiven, in Ma- schinenräumeii, in Kesselhäusern, bei Hoch öfen, in Taxametern, Luftschiffen usw. ver wendet, so kann ein derartiges Papier mit Stearinsäureschichtr3überhaupt nicht mehr ge braucht werden, denn, sowie die Temperatur von 69 überschritten wird, schmilzt die Schicht und wird vollständig klar und durch sichtig und bleibt auch so, wenn die Tem peratur später etwa wieder unter die Tem peratur des Schmelzpunktes sinken sollte.
Anderseits braucht man an die Wärme- widerstandsfähigkeit des Papieres nicht allzu hohe Anforderungen zu stellen. denn die Temperaturen, bei denen.sich-das Papier noch verwenden lassen soll, liegen selten über <B>125</B> .
Es wurde nun gefunden, dass man be deutend wärmefestere Schichtpapiere für Messgeräte erhält, wenn man als Deckschicht ein Metallsalz einer hochmolekularen organi schen Säure, das erst bei Temperaturen über etwa<B>90'</B> C schmilzt, verwendet.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist also ein Schichtpapier für Messgeräte mit einer weichen, von einem Schreibstift bis auf den Papiergrund ritzbaren Deckschicht, deren Farbe sich von der des Papiergrundes ab hebt, dadurch gekennzeichnet, dass die Deck schicht aus einem Metallsalz einer hochmole kularen organischen Säure besteht, das erst bei Temperaturen über etwa 90 C schmilzt.
Als besonders geeignet erweisen sich zum Beispiel stearinsaures Magnesium, stearin- saures Zink, naphthensaures Kupfer, ferner die Salze der Erdalkalimetalle mit Fett säuren, Wachssäuren, Harzsäuren, Naphthen, säuren usw. Soll das Schichtpapier eine far bige Schicht auf weissem Papiergrund auf weisen, so sind besonders die entsprechen den Salze von Kupfer, Kobalt, Mangan,
usw. brauchbar. Solche Metallsalze in organischen Flüssig keiten gelöst, hinterlassen beim Verdunsten des Lösungsmittels eine mehr oder weniger klare Deckschicht.
Da die Metallsalze bei ihrer Herstellung fein verteilt ausgefällt werden können, so kann man durch Verwendung eines Über schusses von Metallsalzen eine vollständig deckende Schicht erhalten, indem der Über schuss -wie ein Pigment wirkt. Das Metallsalz ist also gleichzeitig Decl.- und Bindemittel.
Das Verfahren zur Herstellung des er findungsgemässen Schichtpapieres ist dadurch gekennzeichnet, dass das in einem organischen Lösungsmittel dispergierte Metallsalz einer hochmolekularen organischen Säure auf das Papier aufgetragen wird, wo es nach Ver dunsten des Lösungsmittels zurückbleibt.
Man verfährt dabei zweckmässig in der Weise, dass man ein in organischen Lösungs mitteln lösliches oder quellfähiges Metallsalz in dem organischen Lösungsmittel ganz oder teilweise löst oder quellen lässt. Die Masse kann dann auf das Grundpapier nach den aus der Lackier- und Anstrichtechnik in mannig faltigster Art bekannten Verfahren auf gebracht werden. Nach dem Verdunsten des Lösungsmittels bleibt die Metallsalzschicht zurück, Fettsäure, Paraffin und Wachs sind aber als Zusätze ausgeschlossen.
Als besonders geeignet hat sich stearin- saures Magnesium erwiesen, das bei 125 bis 127 C zu einer klaren, durchsichtigen Masse schmilzt und nach dem Erkalten weiss und undurchsichtig ist, sich in Benzol, Ben zin, Äther klar löst. Das Magnesiumstearat ist gleichzeitig als Bindemittel und als Pig ment zu verwenden, wenn es als Deckschicht bei Registrierpapier benutzt wird.
<I>Beispiel:</I> ä Gewichtsteile steariusaures Magnesium werden in 50 Gewichtsteilen Benzin-Benzol- gemisch unter schwachem Erwärmen. teil- meise gelöst. Diese Lösung wird mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung auf das Papier gebracht. Nach dem Verdunsten des Lö sungsmittels hinterbleibt eine deckende weisse Schicht, die Temperaturen bis 125, ja bis <B>150'</B> C standhält. Man kann auch einen Überschuss von Magnesiumstearat in die Lö sung einbringen, der dann ungelöst bleibt.
Das gelöste Stearat stellt also das Bindemittel dar, das nach dem Verdampfen des Benzins das ungelöste Stearat, das als Pigment an gesehen werden kann, zusammenbindet, wo durch eine gleichmässige, aus einem einzigen Stoff bestehende Schicht erhalten wird.
Neben dem Magnesiumstearat lassen sich auch andere fettsaure Magnesiumverbindun- gen mit demselben Erfolg benutzen, z. B. Magnesiumpalmitat, auch kann statt Mag nesium ein anderes Metall (Zink, Aluminium) benutzt werden.
Die mit solchen Metallseifen hergestellten Schichten sind elastisch, von grosser Gleich mässigkeit und Glätte und vertragen Tem peraturen bis weit über 100 C, je nach der Art der Metallseife.
Gegebenenfalls kann man die Bindefähig keit des gelösten Anteils durch geeignete Zu sätze (z. B. gollodium) verstärken oder die Deckkraft des ungelösten Anteils durch Zu satz von geeigneten Pigmenten (z. B. Zink weiss, Talkum) erhöhen.
Registrierpapier nach der Erfindung bie tet auch den weiteren Vorzug, dass man die darauf eingeritzten Diagramme sehr gut durch irgend ein Lichtpausverfahren verviel fältigen kann.
Ausserdem sind die Diagramme an sich besser, weil eine bessere Deckschicht entsteht, als bei dem bisher bekannten Registrier- papier.
Es hat sich auch gezeigt, dass solches Re gistrierpapier für die Tropen besonders ge eignet ist, denn die Deckschicht ist un- schmelzbar und kann aus solchen Metallseifen hergestellt werden, die giftig sind, wodurch sie auch gegen den Angriff von Organismen geschützt wird.
Registration paper. It is well known that self-writing apparatuses (called recorders) are used to test and determine various kinds of physical and technical processes, which automatically measure any variable involved (temperature, pressure, amount of heat, power consumption, speed, work performance, etc.) continuously sen and recorded according to the amount in a diagram.
A pen that moves inevitably is used to leave writing on paper, whereby it has been shown to be particularly useful to use a recording paper or layered paper with a thin cover layer, the color of which differs from that of the base paper, to record the graph curves takes off.
This visual recording paper is understood to mean a paper that is provided with a more or less opaque layer that can be easily removed by scratching or scraping with a metal pen and only touches the paper background, which is usually of a different color than the layer reveals these scratched spots. The strength properties of the layer must be such that the recordings obtained in this way are sharply delimited and clear.
The layer must therefore not be too soft or too hard; it should adhere sufficiently to the base paper, but still be easy to remove. The layer must not peel off, neither when bending the paper gis nor when writing.
As a result of the many requirements that are placed on the layer of a layer or registration paper, it is not easy to put together a suitable mass for the layer and there are not many substances that are too suitable here, especially since pigments are first used added that had no binding ability such as chalk, zinc white, lithopone, etc. In addition, the otherwise common binders such as linseed oil, resin solutions, etc. are crystal clear, so that one always had to rely on mixtures.
Then consideration had to be given to the properties of the paper.
Finally, it turned out that, in addition to various waxes, paraffin, ozokerite and fatty acids, stearic acid in particular was suitable for producing the covering layer and this shows the property that it could both form a covering layer itself and as a binder for the pigments, like chalk. Magnesia was usable.
It is now also a recording or layered paper has become known, the composition of which is based on the previous He considerations and whose soft, opaque top layer of stearin or a mixture of stearin and paraffin, which can be added to other substances, so that the top layer. slightly scratched from the metal pin to the bottom. can be.
However, these known layered papers have the disadvantage that they are stable and usable only up to a temperature that is just below the melting point of stearic acid, the main component of the mass. Since pure stearic acid melts at 69 C and this melting point is suppressed by the addition of paraffin or the like and also of mineral paints, it is not possible in this way to produce layers whose heat sensitivity limit is higher than 69.
These papers are therefore excluded from use wherever this temperature can be reached by conducted or radiated heat. for example in boiler houses. Engine rooms, on vehicles that drive in the sun or in hot countries.
Since the usual stearins of the trade are more or less contaminated by other fatty acids, their melting points must be below 69, as can be seen from organic chemistry. The addition of waxes, if they also melt higher on their own, lowers the melting point of the stearic acid. It has now been found that the temperature limit mentioned is much too low for such recording papers and that such paper cannot be used at all in many cases.
If, for example, the recorders are used, as is very often the case, on locomotives, in machine rooms, in boiler houses, near blast furnaces, in taximeters, airships, etc., then such paper with a stearic acid layer can no longer be used at all needed, because as soon as the temperature of 69 is exceeded, the layer melts and becomes completely clear and transparent and remains that way if the temperature should later drop below the temperature of the melting point again.
On the other hand, the demands on the thermal resistance of the paper are not too high. because the temperatures at which the paper should still be usable are seldom above <B> 125 </B>.
It has now been found that significantly more heat-resistant layered papers for measuring devices are obtained if a metal salt of a high molecular weight organic acid which only melts at temperatures above about 90 ° C is used as the cover layer.
The present invention therefore relates to a layered paper for measuring devices with a soft cover layer that can be scratched by a pen down to the paper base, the color of which contrasts with that of the paper base, characterized in that the cover layer consists of a metal salt of a high molecular weight organic acid which only melts at temperatures above about 90 C.
Magnesium stearic acid, zinc stearic acid, copper naphthenic acid, and also the salts of the alkaline earth metals with fatty acids, wax acids, resin acids, naphthenic acids, etc., for example, if the layered paper should have a colored layer on a white paper base, prove to be particularly suitable are especially the corresponding salts of copper, cobalt, manganese,
etc. usable. Such metal salts, when dissolved in organic liquids, leave behind a more or less clear top layer when the solvent evaporates.
Since the metal salts can be precipitated in finely divided form during their production, a completely covering layer can be obtained by using an excess of metal salts in which the excess acts like a pigment. The metal salt is therefore both a declaration and a binding agent.
The process for producing the layered paper according to the invention is characterized in that the metal salt of a high molecular weight organic acid, which is dispersed in an organic solvent, is applied to the paper, where it remains after the solvent has evaporated.
It is expedient to proceed in such a way that a metal salt which is soluble or swellable in organic solvents is wholly or partially dissolved or allowed to swell in the organic solvent. The mass can then be applied to the base paper in a wide variety of wrinkled ways known from painting and painting technology. After the solvent has evaporated, the metal salt layer remains, but fatty acids, paraffin and wax are excluded as additives.
Magnesium stearic acid has proven to be particularly suitable; it melts to a clear, transparent mass at 125 to 127 C and, after cooling, is white and opaque and dissolves clearly in benzene, benzine, and ether. The magnesium stearate is to be used as a binder and as a pigment at the same time when it is used as a top layer on recording paper.
<I> Example: </I> ä Parts by weight of magnesium stearate are mixed in 50 parts by weight of a gasoline-benzene mixture with gentle heating. partly solved. This solution is applied to the paper using a suitable device. After the solvent has evaporated, a covering white layer remains that can withstand temperatures of up to 125, even <B> 150 </B> C. You can also introduce an excess of magnesium stearate into the solution, which then remains undissolved.
The dissolved stearate thus represents the binding agent which, after the gasoline has evaporated, binds the undissolved stearate, which can be seen as a pigment, and is obtained by a uniform layer consisting of a single substance.
In addition to magnesium stearate, other fatty acid magnesium compounds can also be used with the same success, e. B. Magnesium palmitate, another metal (zinc, aluminum) can also be used instead of magnesium.
The layers produced with such metal soaps are elastic, of great uniformity and smoothness, and can withstand temperatures well over 100 C, depending on the type of metal soap.
If necessary, the binding capacity of the dissolved part can be increased by adding suitable additives (e.g. gollodium) or the covering power of the undissolved part can be increased by adding suitable pigments (e.g. white zinc, talc).
Recording paper according to the invention also offers the further advantage that the diagrams scratched on it can be reproduced very well by any kind of blueprint method.
In addition, the diagrams are actually better because a better top layer is created than with the previously known recording paper.
It has also been shown that such registration paper is particularly suitable for the tropics, because the top layer is infusible and can be made from metal soaps that are toxic, which also protects it against attack by organisms.