DE1549101C3 - Speichermaterial zur Aufzeichnung hochfrequenter Signale - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Speichermaterial zur Aufzeichnung hochfrequenter Signale mittels energiereicher Strahlen unter Umfärbung solcher chromogener Substanzen, die bei Verschiebung des pH-Gleichgewichtszustands ihre Farbe ändern.

Die Möglichkeit, die Verfärbbarkeit einiger organischer Verbindungen zur Aufzeichnung von Daten zu nutzen, ist bereits bekannt.

Es ist z. B. vorgeschlagen worden, eine Spiropyran enthaltende Speicherschicht mittels energiereicher Strahlen zu Umfärbereaktionen zu veranlassen, wobei weiterhin durch die Zufügung einer in Radikale aufspaltbaren Substanz die Umfärbung irreversibel gestaltet werden kann. Ferner ist es bekannt, basisch chromogene Substanzen zu verfärben. Die die Verfärbung auslösende örtliche Verschiebung des pH-Werts wird dabei durch einen relativ komplizierten Prozeß erreicht, der eine durch die Bestrahlung bewirkte öffnung von Spiropyranen und eine anschließende Behandlung mit gasförmigem SO₂ umfaßt, aus der sich eine Erhöhung des Säuregehalts ergibt, was schließlich die erwünschte Verfärbung des Chromogens bewirkt (holländische Patentschrift 66 Ol 139).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Speichermaterial zu schaffen, das eine einfache Datenspeicherung mit hoher Aufzeichnungsgeschwindigkeit ermöglicht.

Die Erfindung besteht darin, daß das Speichermaterial neben den chromogenen Substanzen wenigstens eine durch die aufzeichnenden Strahlen spaltbare und dadurch den pH-Wert der Schicht verschiebende Substanz enthält.

Das erfindungsgemäße Speichermaterial unterscheidet sich in vorteilhafter Weise von den bekannten bzw. vorgeschlagenen Materialien darin, daß das Arbeiten mit der Säurephase wegfällt bzw. keine Spiropyrane benötigt werden.

Im folgenden wird auf die Realisierung von Speichermaterialien näher eingegangen, denen der Erfindungsgedanke zugrunde liegt.

Als Schichtbildner für das Speichermaterial können Monomere oder entsprechende Polymere Verwendung finden, die durch Polymerisation oder durch Abdunsten einer Polymerlösung Speicherschichten mit Einschluß der übrigen vorher darin gelösten Bestandteile bilden. Die Speicherschichten können auf einem Träger (Glas, Metall, polymere Filme) aufgebracht werden oder selbsttragend sein. Als Polymere kommen z. B. in Frage:

a) Polyäthylenglykole mit höherem Molekulargewicht

b) Polyvinylester und deren Mischpolymerisate, z. B. Polyvinylazetat und/oder Polyvinylazetat-acrylat

c) Polyvinylchlorid und dessen Mischpolymerisate z. B. Polyvinylchlorid und/oder Polyvinylchloridazetat

d) Polyvinylidenchlorid und dessen Mischpolymerisate z. B. Polyvinylidenchlorid und/oder PoIyvinylidenchlorid/Acrylnitril bzw. Polyvinylidenchlorid/Vinylazetat bzw. Polyvinylidenchlorid/ Vinylidenchlorid (Saran)

e) Polystyrol

f) Zelluloseester und deren Mischpolymerisate z. B. Zelluloseazetatbutyral und/oder Zellulosesuccinat

g) Polymethacrylat

h) Additionspolymerisierbare Verbindungen wie z. B. Pentaerythroltetramethacrylat, 1,2,4-Butantrioltrimethacrylat, 1,3-Propandiol-diacrylat, Glycerintriacrylat oder die Bisacrylate und Bismethacrylate von Polyäthylen-glycolen

i) Stickstoffhaltige Verbindungen mit äthylenischen ungesättigten Gruppen wie z. B. Diäthylen-trismethacrylamid, Methylen-bis-methacrylamid, N-Vinylcarbazol, Methylen-bis-acrylamid, N,N-Bis-(/5-methacryloxyäthyl) acrylamid, Äthylenglykolbis-[N-vinyl-carbaminsäureester]

j) Polyvinylacetat wie z. B. Polyvinylbutyral oder Polyvinylformal oder Mischpolymerisat aus Vinylacetalen wie z. B. Vinylazetal/Chlorazetal.

Die Ausgangsmonomere können jeweils ebenfalls unter geeigneten Bedingungen polymerisiert werden.

Träger der Verfärbung in dem erfindungsgemäßen Speichermaterial sollen chromogene Substanzen sein. Das sind solche Substanzen, die bei Verschiebung des pH-Gleichgewichtszustands ihre Farbe ändern, also z. B. alle pH-Indikatoren. Hierunter fallen:

a) Phenolphthalein;

b) basische chromogene Substanzen wie Leukauramine, z. B. die N-Halogenphenylderivate von ihnen, darunter besonders N-(2,5-DichIorphenyl)-leukauramin, und die N-Alkylhalogenphenylderivate von ihnen.

c) Azylauramine z. B. N-Benzoylauramine und N-Azetylauramin;

d) Rhodamin-B-Lactame, z. B. N-(p-Nitrophenyl)-rhodamin-B-Lactam;

e) Styrylfarbstoffe wie 4-(p-Dimethylaminostyryl)-chinolin und 2-(p-DimethyIaminostyryl) chinolin;

f) Salze der Styrylfarbe, z. B. 2-(p-Dimethylaminostyryl)-l-äthyl-chinoliniumjodid (Chinaldinrot);

g) 4,4',4",4"'-(Oxydimethylidyn) tetrakis (N,N-dimethylanilin).

Als bei Spaltung den pH-Wert verschiebende Substanzen im Sinne der Erfindung kommen insbesondere halogenartige organische Verbindungen in Betracht. Als Beispiele hierfür seien aufgeführt:

Tetrabrommethan

α,α,α',α'-Tetrabrom-o-xylol

α,α'-Hexachlor-m-xylol

α,α'-Hexachlor-p-xylol

α,α,α-Tribrom-tert-butylalkohol Chloroform

Tribromäthanol

Bromoform ^1S

Hexachloraceton

1,1,2,2-Tetrabromäthan

Hexachlorcyclopentadien

Hexachlor-1,3-butadien

1-Cl-Antrachinon 2-Cl-Antrachinon

2,3-DichIornaphtochinon

Bromtriphenylmethan

Trichlorazetaldehydmonoäthylazetal

1,1,1 -Trichloro^-^^^-trichloro-1 -hydroxyäthoxy)-2-methylpropan-tert.-2-Butylanthrachinon.

Der der Verfärbung zugrundeliegende Mechanismus ist etwa der folgende.

Durch die Strahlungseinwirkung (z. B. Lichtstrahlen oder Elektronenstrahlen) werden die den pH-Wert verschiebenden Substanzen abgebaut. Die Abbauprodukte verändern direkt oder durch Reaktion mit anderen Bestandteilen der Speicherschicht das pH-Gleichgewicht innerhalb der Schicht. Beispielsweise wird durch Entstehen von HX die Schicht »saurer«, wobei X ein Säurerest sei. Die örtliche Verschiebung des pH-Werts entsprechend den aufzeichnenden Strahlen bewirkt dort ein Ansprechen der chromogenen Materialien und somit die gewünschte Aufzeichnung.

Manche der pH-Wert verschiebenden Substanzen sprechen nur auf verhältnismäßig energiereiche Strahlen an, z. B. auf kurzwelliges UV-Licht. Um auch bei solchen Substanzen heute verfügbare Aufzeichnungsstrahlquellen wie Laser verwenden zu können, die eine Lichtwellenlänge von etwa 350 bis 400 nm aufweisen, ist es vorteilhaft, der Speicherschicht Sensibilisatorsubstanzen hinzuzufügen. Hierbei kann es sich z. B. um Benzophenon, Diphenylamin oder 2-Azetylnaphthalin handeln.

Allgemein handelt es sich um solche Substanzen, bei denen durch die langwellige Strahlung ein Triplett-Zustand angeregt wird, dessen Energie in Folge der relativ langen Lebensdauer durch Stoß auf Moleküle der den pH-Wert verschiebenden Zusatzsubstanz übertragen werden kann und dort die an sich durch die energiereiche Bestrahlung hervorzurufende Aufspaltung dieser Zusatzsubstanz bewirkt. Der Umfärbungsprozeß wird also durch langwelligeres Licht hervorgerufen.

Abschließend seien noch zwei Beispiele für die erfindungsgemäßen Speicherschichten aufgeführt.

a) Methanolische Lösungen von 2-(p-Dimethylaminostyryl)-1 -äthyl-chinoliniumjodid (Chinaldinrot), Tribromäthanol, Benzophenon(ChinaldinrotO,3°/oo, Tribromäthanol 2,5 %, Benzophenon 1 %) mit methanolischer Lösung von Polyvinylazetat (20 %) im Verhältnis 3:1 gemischt, auf Träger aufgetragen und gemischt.

b) Lösung von 2-(p-Dimethylaminostyryl)-l-äthylchinoliniumjodid (Chinaldinrot) Tribromäthanol, Benzophenon in Methyläthylketon (Chinaldinrot 0,2°/oo. Tribromäthanol 5%, Benzophenon 1 %) mit benzolischer Lösung von Polystyrol (20%) gemischt, auf Träger aufgetragen und getrocknet.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Speichermaterial zur Aufzeichnung hochfrequenter Signale mittels energiereicher Strahlen unter Umfärbung solcher chromogener Substanzen, die bei Verschiebung des pH-Gleichgewichtszustands ihre Farbe ändern, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermaterial neben den chromogenen Substanzen wenigstens eine durch die aufzeichnenden Strahlen spaltbare und dadurch den pH-Wert verschiebende Zusatzsubstanz enthält.

2. Speichermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzsubstanz einen HX-Lieferanten darstellt, wobei X ein Säurerest ist.

3. Speichermaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzsubstanz eine halogenhaltige Verbindung darstellt.

4. Speichermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis Ansprüche 3, gekennzeichnet durch die Verwendung von Tribromäthanol als Zsuatzsubstanz.

5. Speichermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermaterial eine zusätzliche Sensibilisatorsubstanz enthält.

6. Speichermaterial nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Verwendung von Benzophenon, Diphenylamin oder 2-Acetylnaphthalin als Sensibilisatorsubstanz.