DE1979874U - Registrierkoerper. - Google Patents

Description

Renker-Belipa G.m.b.H., Lendersdorf-Krauthausen über Düren

(Post: 5165 ÜTiederau

Hdeggener Str. 38)

Postfach: 516 Düren 445

5.9.1967 sf/hn

Registrierkörper

Die leuerung betrifft Registrierkörper, insbesondere Glühstiftpapier, mit einem flächigen !rager und einer Markierungsschicht, in der unter Wärmeeinwirkung Aufzeichnungen erzeugbar sind.

Es ist oft zweckmäßig, zur Registrierung, vornehmlich schnell ablaufender Torgänge, wärmeempfindliche, flächig geformte Registrierkörper zu verwenden.

Unter wärmeempfindlichen, flächig geformten Registrierkörpern sind solche Materialien zu verstehen, bei denen eine Aufzeichnung unter Einwirkung von Wärmeenergie entsteht.

So verwendet man z.B. für die Aufzeichnung von Elektrokardiogrammen, von Schallwellen, Tonfrequenzen sowie für die Registrierung anderer Meßgrößen oder Meßvorgänge, wie auch für viele andere Zwecke, z.B. zur bildlichen Wiedergabe, ein warmeempfindlich.es Aufzeichnungsmaterial, das mit einer Glühnadel oberflächlich berührt wird, wobei eine Aufzeichnung entsteht. Die oberflächliche Berührung des wärmeempfindlichen Registriermaterials mit einer Glühnadel ist nicht das einzige Mittel zur Erzeugung solcher Aufzeichnungen. Es ist z.B. auch möglich, auf anderem Wege erzeugte und in eng begrenzten flächenabsehnitten wirksame thermische Energie

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wie z.B. Strahlungsenergie mit einem hohen Ultrarotanteil, wie sie Wärmestrahlungen besitzen, zur Erzeugung der Aufzeichnungen zu verwenden.

Flächig geformte Eegistriermaterialien sind für den Handelsgebraueh meistens in Blattform, z.B. in Form präparierter Papierblätter, ausgebildet. Man stellt sie in der Weise her, daß ein Trägermaterial, welches selbst gefärbt sein kann oder eine besondere farbige Oberflächenschicht besitzt, mit einer zusätzlichen, das Eegistrierblatt nach oben begrenzenden Markierungsschicht versehen wird, die bei der Einwirkung von Wärmeenergie verschmilzt, verbrennt oder verdampft oder die Farbe ändert.

Als flächig geformtes Trägermaterial wird vorwiegend Papier verwendet, welches üblicherweise im Stoff schwarz eingefärbt ist oder an der Oberfläche eine schwarzgefärbte Farbstoffschicht besitzt. Man kann aber auch jede beliebige zu der Markierungsschicht im Kontrast stehende Färbung für die Farbstoffschicht oder für den Träger wählen. Neben Papier sind besonders dann, wenn eine hohe Maßbeständigkeit oder eine gegenüber Papier weitergehende Beständigkeit verlangt wird, andere Materialien, wie Natur- oder _f Kunststoffolien, Glasfasergewebe, Papiere aus synthetischem Fasermaterial, Asbestpapiere, mit Kunststoff durchtränkte Papiere, aber auch Metallfolien u. a. m., verwendbar. Zweckmäßig wird ein Trägermaterial von so hoher Elastizität verwendet, daß es sich leicht aufrollen läßt und daß es durch die mechanischen Intriebs-

Vorrichtungen der Registriergeräte nicht geschädigt oder übermäßig gedehnt wird. Is soll sich auch durch die Hitzeeinwirkung "beim Auf ζ ei chnungs Vorgang nicht wesentlich verändern.

Die Neuerung kommt insbesondere inBetracht für Glühstiftpapiere, ohne daß sie auf Papiere und auf die Aufzeichnung mittels einer G-lühnadel beschränkt ist.

Es sind bisher verschiedene, für die Aufzeichnung mittels thermischer Energie geeignete "Glühstiftpapiere" hergestellt worden, die im allgemeinen aus einemschwarz eingefärbten oder nicht eingefärbten Papierträger bestehen, wobei der nich-^ingefärbte Papierträger eine zusätzliche Farbstoffschicht an der Oberfläche besitzt. Auf solchen Stoff oder auf andere an der Oberfläche gefärbte Träger wird eine Markierungsschicht aufgebracht, die vornehmlich aus Hitrocellulosen, Äthylcellulosen, einheitlich oder gemischten Celluloseestern, wie Celluloseacetaten, Celluloseacetobutyraten u. a., oder aus Polyvinylchlorid, nachchlorierten Polyvinylchloriden oder deren Mischpolymerisaten mit einem Chlorgehalt von 30 - 60 #, Polyvinylidenchlorid oder Polymethaerylsäureestern besteht.

Üblicherweise werden derartigen Kunststoffen verträgliche, aber auch bei Zimmertemperatur unverträgliche Weichmachungsmittel zugesetzt. Die Weichmachungsmittel haben die Aufgabe, die Registriertemperatur der Registrierschicht zu erniedrigen bzw. der thermischen Charakteristik des Gerätes anzupassen, sie dienen aber außerdem zur Verbesserung der SeMchteigenschaften wie der Haftung auf dem

Trägermaterial,der Elastizität, der Abriebfestigkeit zur Verminderung der Wasserauf nähme sowie der Bedruckbarkeit. Aueli die Zugabe derartiger Mengen Weichmacher, die die opake Schicht "bei Zimmertemperatur nicht, aber bei Eegistriertemperatur zur transparenten Schicht lösen, ist wertvoll. Als Weichmachungsmittel können Ester mit Alkoholen, wie z. B. Adipate, Phthalate, Sebazate, Phosphate, synthetische oder natürliche Fettsäuren, Oxyfettsäuren, Ketofettsäuren oder deren Cyclisierungsprodukte oder Polymerisate, Kunststoffe, halogenierte oder polymerisierte Kohlenwasserstoffe, Sulfonamide, Weichharze, Melaminmethyloläther, Wachse, aliphatisch^ Polyäther, Acetalisierungsprodukte von Kohlenhydraten aber auch niedermolekular polymerisierte Polymerisate wie Poly-a-methylstyrol, Polyacrylate und andere verwendet werden. Auch kann der Zusatz von Antistatika zweckmäßig sein.

Bei anderen durch Wärmeeinwirkung beschriftbaren Registrierpapieren wird für die Deckschicht ein Grandmaterial - wie etwa Wachs - verwendet, das durch die Berührung des beheizten Schreibstiftes schmilzt und die Markierung ersichtlich werden läßt. Mit der Verwendung von Wachsen und ähnliehen Produkten ist jedoch naturnotwendig eine mehr oder weniger große Weichheit der Deckschicht verbunden, die nicht den Forderungen nach ausreichender Wisehfestigkeit entspricht und auch nicht durch Zusätze - wie etwa Harze - in ausreichendem Maße behoben werden kann.

Mam hat versucht, eine genügende Filmfestigkeit und Abriebfestigkeit durch verschiedene Zusätze zu erzielen. Beispielsweise werden den vorgenannten Substanzen üblicherweise Weichmachungsmittel, vor allem Phthalsäure- oder Dicarbonsäureester höherer geradkettiger, verzweigter oder aromatischer Alkohole oder ihrer Polymeren, ferner auch aromatische Sulfonamide, Olein, Rizinusöl oder andere Ester der Fett- oder Harzsäuren, die auch polymerisiert oder hydriert sein können, zugesetzt. Weiterhin werden Substanzen mit Pigmentcharakter, vornehmlich Titandioxid, Metallseifen von Fettsäuren, Blanefix, Zinkoxid, Aluminiumoxid, lithopone, oder auch körnige Kunststoffe dann zugesetzt, wenn die durch die Einwirkung thermischer Energie veränderliche Markierungssehicht besonders weiß ausgebildet werden soll. Die zur Erzielung der Markierungsschicht vorstehend beschriebenen Substanzen werden üblicherweise in gelöster oder dispergierter Form auf den gefärbten Träger aufgetragen. Gebräuchlich ist zur Zeit Papier, das eine hellfarbige vornehmlich weißgraue Markierungsschicht besitzt.

Es ist auch bekannt, Wachse und ähnliche Stoffe in Kombination mit fettsauren Metallsalzen, wie Stearaten, zu verwenden. Infolge des breiten Schmelzbereiches der Wachse und der zum Schmelzen der fettsauren Metallsalze erforderlichen großen Wärmemenge besteht die Gefahr, daß die erhaltene Markierung unscharf erscheint. Auch reicht bei hohen Schreibgeschwinfigkeiten die Wärmeeinwirkung des beheizten Metallstiftes, dessen Temperatur aus verständlichen Gründen nicht zu hoch liegen darf, bei dem erwähnten Aufbau der Deckschicht nicht aus, um eine scharfe und kontrastreiche Zeichnung zu erzielen.

Man hat auch, verschiedene Harze wie Polystyrol, Polymethylenmethacrylat oder Celluloseester in wäßriger Emulsion zur Herstellung von Deckschichten verwendet. JLußer dem Nachteil der umständlichen Emulsionsherstellung ist es nicht möglich, eine reine weiße Deckschicht auf diese Weise zu erhalten. Auch läßt sich durch die Verwendung des Wassers das lästige Rollen der Papierbahn nicht vermeiden.

Trotz dieser verschiedenen Versuche haben die bisher "bekannten Registrierkörper den Nachteil, daß die Filmoberfläche Kratzern gegenüber recht empfindlich ist und bei längerer Aufbewahrung leicht unansehnlich, wird. Außerdem sind die mit Brennhebelschreibern aufgenommenen Diagramme wegen der Abbremsung des Schreibstiftes auf der Oberfläche nicht ganz exakt. Weitere laehteile sind die geringe Wasserfestigkeit vieler Registrierschiehten und ihre Schweißempfindlichkeit, die sich durch fingerabdrücke oftmals unangenehm bemerkbar macht. Schließlieh zeigen viele Markierungsschichten eine gewisse Klebrigkeit, was zum sogenannten Blocken des zu Rollen gewickelten Registrierpapiers führt.

Hier schafft die Neuerung Abhilfe. Sie bezweckt, die vorstehend geschilderten lachteile des Standes der Technik zu vermeiden und löst die Aufgabe, thermosensitive Registrierkörper zu schaffen, die sich durch klebfreie, abriebfeste Oberfläche der Markierungsschicht bei gleichzeitig guter Wasserfestigkeit und Sehweißunempfindlichkeit auszeichnet.

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DieseAufgabewird neuerungsgemäß dadurch, gelöst, daß die Markierungsschicht mit einem dünnen Überzug aus einer feinen Dispersion eines Wachses oder Wachsgemisches mit einer Penetration von 3-4 versehen ist.

Die Penetrationsbestimmung erfolgt bei 25° G, 5 Sek. unter einer Nadelbelastung von 100 g. Die Penetration ist ein Maß für die Härte der Wachse. Wachse mit einer Penetration unter 2.5-3 ergeben zu harte brüchige Schichten und Wachse mit einer Penetration über 4.5 sind zu weich und ergeben eine klebende Beschichtung. (Die Kopien hängen aneinander). Die richtige Penetration (Härte) liegt bei etwa 3-4·

Die Auswahl der Wachse nach vorstehender Bedingung kann dem lachmann überlassen bleiben. Ir wird, falls ihm im Einzelfall ein modifiziertes Wachs mit dieser Härte nicht zur Verfügung steht, eine Kombination von Hart- und Weichwachs im richtigen Verhältnis einsetzen oder das verfügbare Wachs durch andere Zusätze auf die gewünschte Penetration einstellen. Als Beispiele geeigneter Wachse sind zu nennen:

Echte mikrokristalline Wachse, d.h. amorphe bis mikrokristalline Kohlenwasserstoffe, die aus Rohoelrückständen durch selektive Trennung in enge Schmelzpunktbereiche gewonnen werden;

Montansäure 90/92

die halbsynthetischen Wachse, die unter den Handelsbezeichnungen

S, KPE, R 21, E, V, 0 und OP bekannt sind;

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G-emisehe aus Methacrylsäureester und Paraffin und ander eBartwachse.

Die physikalischen Kenndaten der vorgenannten Handelsprodukte sind in der nachstehenden Tabelle

zusammengefaßt s

Bezeichnung Tropfpunkt ⁰C Erstarrungspunkt ° G Säurezahl Verseifungszahl

Dichte bei 20^w C

Wachse auf
Basis Montanwachse

Säurewachse S	78-83	73-77
Bsterwachse E	76-81	70-74
Emulgatοrhal- tige Ester wachse KPE	76-81	69-73
Teilverseifte Esterwachse OP	100-105	74-79
Teilverseifte Esterwachse 0	100-105	77-82
Wachse auf
anderer Basis
R 21	105-110	88-93

45-50

40-45

15-20

20-30

10-15

10-15

3-10

155-175	1,00- 1,02	i	hellgelb lieh
140-160	1,01- 1,03	)	hellgelb lieh
115-130	1,00- 1,02	)	gelblich
100-115	1,01- 1,03	S	beige
100-115	1,01- 1,03	)	beige

3-10

0,93- ) 0,95 )

0,93- ) 0,95 ]

hellgelblich

fast weiß

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Die Auswahl der Wachse richtet sich ferner danach, ob sie in den jeweils in Frage kommenden Lösungs- bzw. Dispergiermitteln stabile, streichfähige Dispersionen ergeben. Die hierzu verwendbaren Flüssigkeiten werden ihrerseits durch die Zusammensetzung der Markierungsschicht und bisweilen auch durch die Hatur des flächigen Trägers bestimmt. Solche Materialien, die von organischen Flüssigkeiten, etwa Kohlenwasserstoffen, angelöst oder angequollen werden, können nicht mit Dispersionen von Wachsen in Benzin beschichtet werden und so fort, während beispielsweise wässrige Waehsdispersionen geeignet sind, luch die Abstimmung von Träger, Markierungsschicht und Wachsdispersion bzw. Dispersionsmittel aufeinander kann vom Fachmann an Hand orientierender Versuche leicht vorgenommen werden.

Durch die feuerung wird nicht nur erreicht, daß der dünne, die Markierungsschicht abdeckende Wachsfilm, der sieh aus sehr kleinen Wachströpfehen bzw. -Teilehen zusammensetzt, die Oberfläche des ■ Eegistrierkörpers gegen den Einfluß von Feuchtigkeit unempfindlicher macht, sondern als weiterer überraschender Vorteil wird auch eine verbesserte Aufzeichnung durch den Glühstift erreicht. Praktische Versuche haben eine deutliche Steigerung des Frequenzumfanges und Vergrößerung der Amplitude bei neuerungsgemäßen Registrierkörpern gegenüber solchen Materialien ergeben, die keinen Wachsfilm aufwiesen, im übrigen jedoch die gleiche Zusammensetzung hatten. Dieser Effekt ist wahrscheinlich auf eine geringere Bremsung des Brennhebels bei Vorhandensein des dünnen Wachsfilmes zurückzuführen und insbesondere für transistorisierte Batteriegeräte mit geringer Heizleistung wichtig.

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Es können auch Wachse verwendet werden, deren Schmelzpunkt oder deren spezifische Schmelzwärme größer ist als die der darüberliegenden Registrierschicht. In diesem Palle bildet sich ein eisschollenähnlicher Effekt; die Gleitnadel dringt nicht in die Schmelze ein, sondern gleitet auf den Schollen.

Die Neuerung ist ia Nachstehenden an Hand zweier Beispiele näher

erläutert.

Beispiel 1

Auf ein 40 g-Papier wurde eine Markierungsschicht aus einer Präparation folgender Zusammensetzung aufgestrichen:

4 Gew.-Teile Ithylcellulose, 19 Gew.-Teile Äthanol und 2 Gew.-Teile Weichmacher.

Zwischen dem Papierträger und der Markierungsschicht war in an sich bekannter Weise eine Rußlackschicht aufgetragen worden.

Auf die Markierungsschicht wurde mittels luftbürste ein dünner PiIm einer wässrigen Wachsdispersion folgender Zusammensetzung aufgebracht:

ein Gewichtsteil E-Waehs, 0,1 Gew.-Teile Emulgator, 6,9 Gew.-Teile Wasser.

Zur Bereitung der Wachsdispersion wurde das Ε-Wachs mit dem Emulgator verschmolzen und mit der angegebenen Menge Wasser langsam vermischt. Die Mischung wurde bis zum Erkalten weiter gerührt. Diese etwa 15 $ige Lösung wurde im Verhältnis 1 : 6,5 mit Wasser

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weiter verdünnt. Beim Auftragen der wässrigen Wachsdispersion auf die Markierungsschient ergab sich eine gute Verträglichkeit der "beiden Schichten. Versuche mit den benzingelösten Wachsen, z.B. S-faehse, Y-Wachs oder Mikrowachs brachten hier jedoch keine befriedigenden Resultate, da das Benzin zusammen mit den noch im PiIm verbleibenden Lösungsmittelresten die Äthylcellulose anlöst und den Weißegrad der Schicht stört.

Beispiel 2

Auf das gleiche mit Eußlack beschichtete Papier wie in Beispiel 1 wurde eine Markierungsschicht aus einer Präparation folgender Zusammensetzung aufgestrichen:

4- Gew.-Teile Kollodiumwolle, 16 &ew.-Teile Essigester, 8 Gew.-Teile Benzin HO/HO, 13 Gew.-Teile Methanol, 1 Gew.-Teil Weichmacher, 1 Gew.-Teil Triolein und 1 Gew.-Teil Äthylcellulose.

Diese Markierungsschicht wurde ähnlich wie in Beispiel 1 mit einer Wachsdispersion überzogen. In diesem EaIl wurden jedoch zur Bereitung der Wachsdispersion 15 Gew.-Teile Mikrowachs in 50 Gew.-Teilen Benzin heiß gelöst. Die Lösung wurde schnell unter Rühren abgekühlt und unter 25° G mit weiteren 35 Gew.-Teilen Benzin versetzt, wobei die Mischung mit einem hochwirksamen Dispergieraggregat behandelt wurde.

In beiden Beispielen wurde durch den Wachsüberzug eine optimale Steigerung des geforderten Irequenzumfanges erzielt. Gleichzeitig

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ermöglichte die Markierungsschicht die Erzeugung von 10 $> und mehr Überschwingern, bei Prüfung des Registrierkörpers in einem transistorierten Batterie-Elektrokardiographen.

Ähnliche Ergebnisse wurden bei Registrierkörpern erreicht, die mit einem Film aus einem der anderen vorgenannten Wachse überzogen waren.

Das beigefügte Modell entspricht dem vorstehenden Beispiel 1 .

Claims (2)

RA. 577 601*10.167 Schutzansprüche:

1. Eegistrierkörper, insbesondere G-lühstiftpapier, mit einem flächigen Träger und einer Markierungsschicht, in der unter Wärmeeinwirkung Aufzeichnungen erzeugbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungsschicht mit einem dünnen Üteerzug aus einer feinen Dispersion eines Wachses oder Wachsgemisches mit einer Penetration von 3-4 versehen ist.

2. Segistrierkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wachs Mikrowachs, S-Wachs, Wachs B- 21 oder E-Wachs ist.