DE2513526A1

DE2513526A1 - Verfahren zur druckmessung

Info

Publication number: DE2513526A1
Application number: DE19752513526
Authority: DE
Inventors: Kenji Ariyasu; Yasuhiro Ogata
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1974-03-26
Filing date: 1975-03-26
Publication date: 1976-02-26
Also published as: JPS50126479A; NL160939B; FR2266153A1; FR2266153B1; ES435847A1; NL160939C; AU7949275A; NL7503536A; GB1447217A; BE827140A; US4003245A

Description

PAVEN TANWXLTE

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 2 5 I O O Z O

DR. M. KÖHLER DlPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

TELEFON = 555476 8000 M 0 N CH E N 2,

TELEGRAMME: KARPATENT MATHI LDENSTRASSE 12 TELEX: 529068 KARP D

W 42293/75 - Ko/Zi 26. März 1975

Fuji Photo Film Co., Ltd. Minami Ashigara-Shi,
Kanagawa (Japan)

Verfahren zur Druckmessung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung von Drücken und insbesondere ein Verfahren zur Messung von Drücken unter Anwendung von Mikrokapseln,welche einen praktisch farblosen Farbbildner (eine elektronenabgebende organische Verbindung), der bei Kontakt mit einem Farbentwickler (ein elektronenaufnehmendes Material) zur Farbbil'dung befähigt ist, enthalten.

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Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Messung von Drücken angegeben, bei dem ein Material, dessen Druck gemessen werden soll, gegen einen Aufzeichnungsbogen gepresst wird, wobei ein Farbbild» aufgrund des Drucks gebildet wird und die Veränderungen der optischen Farbdichte der Farbschattierung des erhaltenen Farbbildes auf dem Aufzeichnungsbogen gemessen wird, wobei die Ausbildung des Farbbildes aufgrund des Drucks dadurch herbeigeführt wird, daß eine einen Farbbildner enthaltende Mikrokapselschicht mit einer Farbentwicklerschicht unter Druck in Berührung gebracht wird.

In den letzten Jahren haben dynamische Meßmethoden für verschiedene Drücke beispielsweise einer planaren und linearen Natur zunehmende Bedeutung erlangt. Jedoch ist keine einfache Methode zur Messung dieser Drücke bekannt, und die derzeit zur Verfügung stehenden Methoden bestehen in komplizierten Maßnahmen. Zu Drücken, die man durch derartige Methoden zu messen wünscht, gehören beispielsweise der Spanndruck von Bolzen allgemein in Betriebsanlagen, die Druckerzeugung von Fahrzeugbremsen, der Druck von Formen, der Formspanndruck, der Verbindungsdruck zwischen der Formwand und dem Harz in der Form, der 'Formungsdruck innerhalb der Form bei der Herstellung thermoplastischer und wärmehärtbarer Harze, der Berührungsdruck von Federn, die planaren Klemmdrücke von Vergaserdichtungen₅ Kraftstoffleitungen, Kraftstofftanks und dergleichen in Kraftsoffsystemen, der Zusammenstoßdruck zwischen dem menschlichen Körper und anderen Gegenständen bei einer Autokollision, die linearen und planaren Drücke von Kautschuk- und Kunststoffwalzen, die effektive Begrenzung und Wirksamkeit von Dichtungen, der hydraulische Druck in Bremsen, der Zahnberührungsdruck von GetriäDen, der planare Berührungsdruck zwischen Feststoffen, der Berührungsdruck eines Hahns in einem Absperrventil, der Berührungsdruck zwischen gekrümmten Oberflächen, der Berührungsdruck von Walzen für Stahlmaterialien während des Betriebs, der Druck zwischen der Fußsohle einer Person und der Bodenoberfläche und der Druck zwischen dem menschlichen

Körper und Stühlen.

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Übliche Druckmessmethoden "bestehen-"beispielsweise
in der Anwendung eines Spannungsmessers unter Anwendung der Beziehung zwischen Spannung und Dehnung, in der Verwendung
eines Belastungsmessers oder in der Verwendung eines druckempfindlichen Anstrichmittels (gegenüber Beanspruchung
empfindliche Lacke).

Die Verwendung von Dehnungsmessern zur Messung planarer und linearer Drücke erfordert jedoch nicht nur verschiedene Einrichtungen_ywie "beispielsweise einen Verstärker, Detektor oder Aufzeichner sondern auch Techniken zu deren Betätigung und komplizierte Berechnungen unter Einschluß der Materialdynamik. Ferner "besitzt diese Methode den Nachteil, daß das zu messende Material eine glatte Oberfläche aufweisen muß.
Spannungsmesser sind im einzelnen "beispielsweise in J. Yarnell, STRAIN GAUGE, veröffentlicht von Electronic Engeneering Co., Ltd. (London), 1951, beschrieben.

Die Methode unter Anwendung eines druckempfindlichen
Anstrichmittels weist den Nachteil der Überzugsungleichmäßigkeit und nicht zufriedenstellenden Haftung auf und
erfordert ein kompliziertes Vorgehen.

Andererseits kann ein Belastungsmesser nicht in kleinen Ausmaßen hergestellt werden und das Verfahren zu seiner Anwendung ist zur Messung von planaren und linearen Drücken
ungeeignet.

Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem ein druckempfindliches Laminat gemäß der US-PS 3 64-7 504 verwendet
wird. In dieser US-Patentschrift wird ein Aufzeichnungspapier vom Einzelbogentyp beschrieben, welches Markierungsflüssigkeiten verschiedener Farben aufweist, die in Mikrokapseln mit verschiedenen Wandstärken enthalten sind. Da
verschiedene Kapseln aufgebrochen werden, wenn verschiedene drücke aufgegeben werden, unterscheiden sich natürlich die
Farben der zerbrochenen Kapseln.

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Das Ausmaß des angewendeten Drucks kann somit aus der erhaltenen Farbe bewertet werden. Diese Methode ermöglicht die qualitative Bewertung von Drücken, es ist jedoch schwierig, die gemessenen Drücke genau zu berechnen. Ferner wird ein großes Färbungsausmaß mit .dem druckempfindlichen Laminat gebildet und somit werden Hände oder Kleidung verschmutzt.

Eine erste Aufgabe der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Messung von Drücken einer Vielzahl von Materalien, ohne die Notwendigkeit großtechnischer Einrichtungen, eines großen Ausmaßes an Verfahrensgeschick und komplizierter Berechnungen.

Eine zweite Aufgabe der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Messung von Drücken durch eine einfache dynamische Messung unter Anwendung von Aufzeichnungsbögen und Druckerkennungsbögen.

Eine dritte Aufgabe der Erfindung besteht in einem Aufzeichnungsbögen, der in der Lage ist, die Verteilung von Drücken zusätzlich zu den bloßen Drücken an einzelnen Punkten in einfacher Weise zu messen.

Eine vierte Aufgabe der Erfindung besteht in einem Druckmessbogen, der befähigt ist, die gemessene Verteilung von Drücken während längerer Zeiträume zur zukünftigen Wiederauffindung beizubehalten.

Eine fünfte Aufgabe der Erfindung besteht in einem Druckmessaufzeichnungsbogen, der die Hände oder Kleidung nicht beschmutzt.

Die obigen Aufgaben können durch das Verfahren der Erfindung erreicht werden, bei dem ein Material, dessen Druck gemessen werden soll, gegen einen Aufzeichnungsbögen gepresst wird, wobei sich ein Farbbild aufgrund des Drucks ausbildet und die Veränderungen in der optischen Farbdichte oder der Farbschattierung des erhaltenen Farbbildes auf dem Aufzeich-

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nungsbogen bewertet wird, wobei die Farbausbildung aufgrund des Drucks dadurch bewirkt wird, daß eine einen Farbbildner enthaltende Mikrokapselschicht mit einer Farbentwicklungsechicht unter Druck in Berührung gebracht wird.

Die Zeichnung ist eine graphische Wiedergabe der Beziehung zwischen dem auf verschiedenen Arten von Aufzeichnungsbögen angewendeten Druck und der gebildeten optischen Dichte nach dem erfindungsgemäßen Terfahren.

Der im Verfahren der Erfindung verwendete Aufzeichnungsbogen umfaßt einen Träger und eine einen Farbbildner enthaltende Mikrokapselschicht und eine auf der gleichen Oberfläche oder gegenüberliegenden Flächen des Trägers gebildete Farbentwicklerschicht. In einer alternativen Ausführungsform wird die Mikrokapselschicht auf der Oberfläche eines Trägers gebildet und die Farbentwicklerschicht auf der Oberfläche eines anderen Trägers.

Derartige Aufzeichnungsbögen sind als druckempfindliche Aufzeichnungsbögen oder druckempfindliche Kopierbögen bekannt und beispielsweise in den US-PS 2 712 507, 2730 456, 2 730 457, 3 418 250, und 3 425 327 beschrieben. Um das Verfahren der Erfindung in wirksamer Weise durchzuführen, wird es bevorzugt, Aufzeichnungsbögen zu verwenden, deren Eigenschaften sich von üblichen druckempfindlichen Aufzeichnungsbögen oder druckempfindlichen Kopierbögen unterscheiden. Im Verfahren der Erfindung ist es notwendig, daß eine Wechselbeziehung innerhalb des zu messenden Druckbereichs zwischen dea angewendeten Druck zum Zeitpunkt der Messung der Drücke, wie beispielsweise planaren oder linearen Drücken und der optischen Dichte oder Farbschattierung des durch die Farbreaktion gebildeten Farbproduktes besteht. Dies wird mit Bezug auf die Zeichnung erklärt, welche eine graphische Wiedergabe der Beziehung zwischen dem angewendeten Druck und der optischen Dichte ist.

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In der Zeichnung gibt die Kurve A die Veränderung der optischen Farbdichte gegen den angewendeten Druck je Flächeneinheit eines handelsüblichen druckempfindlichen Papiers wieder. Wenn der zu messende Druckbereich im Bereich von 200 kg/cm bis 1 000 kg/cm liegt, erreicht die optische Farbdichte praktisch einen Sättigungspunkt bei einem Druck von etwa 400 kg/cm bei einem derartigen, üblichen, druckempfindlichen Kopierpapier. Somit besteht kaum irgendeine Wechselbeziehung zwischen dem angewandten Druck und der optischen Farbdichte bei einem Druck von etwa 400 bis 1 000 kg/cm . Folglich sind druckempfindliche Kopierbogen mit den durch die Kurve A gezeigten Eigenschaften hinsichtlich ihrer Verwendung begrenzt, wenn der

zu messende Druckbereich beispielsweise 2oo kg/cm bis 1 000 kg/cm beträgt. Das heißt, Aufzeichnungsbögen, in denen die optische Farbdichte keine Sättigung innerhalb des zu messenden Druckbereichs erreicht, können in vorteilhafter Weise gemäß der Erfindung eingesetzt werden. Am günstigsten besitzen derartige Aufzeichnungsbögen, die durch die Kurve B in der Zeichnung angegebene Charakteristik, in der eine geradlinige Wechselbeziehung zwischen dem angewandten Druck je Flächeneinheit und der optischen Farbdichte in dem zu messenden Druckbereich wiedergegeben ist, oder die durch die Kurven C und D in den Zeichnungen wiedergegebenen Charakteristiken, die anzeigen, daß der angewandte Druck je Flächeneinheit, selbst obgleich nicht exakt linear, der optischen Farbdichte innerhalb des zu messenden Druckbereichs proportional ist.

Die obige Erklärung bedeutet jedoch nicht, daß übliche druckempfindliche Aufzeichnungsbögen oder druckempfindliche Kopierbögen gemäß der Erfindung nicht verwendet werden können. Im Gegenteil, es können handelsübliche druckempfindliche Kopierbogen gemäß der Erfindung verwendet werden, wenn der

zu messende Druckbereich bei 1oo bis 400 kg/cm liegt.

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Zu der Mikroeinkapselungsmethode, welche zur Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Aufzeichnungsbögen verwendet kann, gehören "beispielsweise Koazervierungsmethoden, "beispielsweise gemäß den US-PS 2 800 457, 2 800 458, 3 041 289 und 3 687 865, Grenzflächenpolymerisationsmethoden, beispielsweise gemäß den GB-PS 950 433, 1 046 469 und 1 091 141 und den US-PS 3 492 380 und 3 577 515, innere Polymerisationsmethoden, "beispielsweise gemäß der G-B-PS 1 237 498 und den französischen Patentschriften 2 060 818 und 2 090 862 und äußere Polymerisationsmethoden,beispielsweise gemäß der GB-PS 989 264 und den japanischen Patentveröffentlichungen 12 380/62, 14 327/62, 29483/70, 7 313/71 und 30 282/71.

Das Lösungsmittel zur Auflösung des Farbbildners ist gemäß der Erfindung nicht begrenzt und es können sämtliche bekannten Lösungsmittel eingesetzt werden. Beispiele derartiger Lösungsmittel sind aromatische, synthetische Öle, wie beispielsweise alkylierte Napbftaline, alkylierte Biphenyle, hydrierte Terphenyle oder alkylierte Diphenylmethane, wobei diese Verbindungen 1 bis 4 Alkylgruppen mit,jeweils etwa 1 bis 5 Kohlenstoffatomen enthalten, Erdölfraktionen, wie beispielsweise Kerosin, Naphtha oder Paraffinöl, aliphatische synthetische öle, wie beispielsweise chlorierte Paraffine, pflanzliche öle, wie beispielweise Baumwollsamen-Öl, Sojabohnenöl oder Leinsamenöl oder Gemische dieser Öle. Die Konzentration des Farbbildners in der Lösung ist nicht besonders begrenzt.

Der Farbbildner, auf den hier Bezug genommen wird, ist eine praktisch farblose Verbindung, die nach Berührung mit einem Farbentwickler, wie beispielsweise einer festen Säure, eine Farbe bildet, und kann auch als eine elektronenabgebende, farblose organische Verbindung definiert werden.

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Die Art und Eigenschaften des Farbbildners haben keinen wesentlichen Effekt auf die vorliegende Erfindung und somit können sämtliche verfügbaren Arten von Farbbildnern verwendet werden. Beispiele geeigneter Farbbildner sind Triarylmethanverbindungen, Diarylmethanverbindungen,Xanthenverbindungen, Thiazinverbindungen und Spiropyranverbindungen.

Spezifische Beispiele für Triphenylmethanverbindungen sind 3j3-Bis(p-dimethylaminophenyl)-6-dimethylaminophtibalid (d.h., Kristallviolettlacton), 3,3-Bis(p-dimethylaminophenyl)-phthalid, 3-(p-Dimethylaminophenyl)-3-(1,2-dimethylindol-3-yl)-phttoalid, 3-(p-Dimethylaminophenyl)-3-(2-methylindol-3-yl)-phöbalid, 3-(p-Dimethylaminophenyl)-3-(2-phenylindol-3-yl)-phthalid, 3,3-Bis(1,2-dimethylindol-3-yl)-5-dimethylaminophthalid, 3,3-Bis(1 ^-dimethylindol^-ylX-e-dimethylaminophttoalid, 3,3-Bis(9-äthylcarbazol-3-yl)--5-dimethylaminophthalid,3,3-Bis-(2-phenylindol-3-yl)dimethylaminoph1halid und 3-p-Dimethylaminophenyl-3-(l-methylpyrrol-2-yl)-6-dimethylaminophöialid.

Spezifische Beispiele für Diphenylmethanverbindungen sind 4,4'-Bis-dimethylaminobenzhydrinbenzylather, N-Halogenphenylleucoauramine und N-2,4,5-Trichlorphenylleucoauramin.

Spezifische Beispiele für Xanthenverbindungen sind Rhodamin-B-anilinolactam, Rhodamin-(p-nitroanilino)lactam, Rhodamin-B-(p-chloranilino)lactam, 7-Dimethylamino-2-methoxyfluoran, 7-Diäthylamino-2-methoxyfluoran, 7-Diäthylamino-3-chlor-2-methylfluoran, 7-Diäthylamino-3-(acetylmethylamino)fluoran, 7-Diäthylamino-3-(dibenzylamino)fluoran, 7-Diäthylamino-3-(methylbenzylamino)-fluoran, 7-Diäthylamino-3-(chloräthylmethylamino)fluoran und 7-Diäthylamino-3-(diäthylamino)fluoran.

Spezifische Beispiele für Thiazinverbindungen sind Benzoylleucomethylen^ilau und p-Nitrobenzoylleucomethylen— blau.

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Spezifische Beispiele für Spiroverbindungen sind 3-Methyl-spirodinaphihopyran, 3-Äthyl-spiro-dinaphihopyran, 3,3'-Dichlor-spiro-dinaphihopyran, 3-Benzyl-spiro-dinaphttopyran, 3-Methyl-naphiho-(3-methoxy-benzo) spiropyran und 3-Propyl-spiro-dibenzo-dipyran.

Die obigen Farbbildner können entweder einzeln oder als ein Gemisch von zwei oder mehreren, je nach Wunsch, verwendet werden.

Durch Lösung dieser Farbbildner in einem Lösungsmittel kann eine Mikrokapsellösung erhalten werden. Die Mikrokapseln haben zweckmäßig eine mononukleare Struktur. Polynukleare Mikrokapseln können auch für den Zweck der Erfindung verwendet werden. Die Größe der Mikrokapseln liegt gewöhnlich bei etwa 0,1 bis 500 Mikron, bevorzugt etwa 0,5 bis 50 Mikron und deren Wandstärke beträgt etwa 5 Millimikron bis 5 Mikron, bevorzugt etwa 10 Millimikron bis 3 Mikron. Gemäß der Erfindung können gegebenenfalls Mikrokapseln der gleichen Größe verwendet werden.

Da die Mikrokapsellösung gewöhnlich eine Dispersion von Mikrokapseln ist, kann sie direkt auf einen Träger aufgezogen werden. Mit oder ohne Trennung der Mikrokapseln von der Mikrokapseldispersion kann ein Binder, beispielsweise ein Latex, zum Beispiel ein Styrol/Butadienkautschuklatex oder ein wasserlösliches polymeres Material, zum Beispiel Stärke, Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol, Gummiarabi'cum, Casein oder Gelatine, vor dem Aufziehen zugesetzt werden. Ein Kapselverstärkungsmittel kann auch in die Kapsellösung oder die Mikrokapselschicht eingearbeitet werden. Beispiele geeigneter Verstärkungsmittel sind ein feines Cellulosepulver (beispielsweise gemäß der US-PS 2 711 375), ein feines Pulver eines Polymeren gemäß der US-PS 3 625 736, ein feines Stärkepulver gemäß der britischen Patentschrift 1 232 347 und Mikrokapseln, welche keine Farbbildnerlösung enthalten, wie beispielsweise in der

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britischen Patentschrift 1 235 991 beschrieben. Vorzugsweise liegt das Kapselverstärkungsmittel dispergiert durch die Mikrokapselschicht oder auf der Oberfläche der Mikrokapselschicht anstatt in einer Schichtform vor.

Der Träger, auf welchen die Mikrokapsellösung aufgezogen wird, kann beispielsweise ein Kunststoffilm, eine Metallfolie, Papier, ein harzüberzogenes Papier oder ein synthetischer papierartiger Bogen sein.

Die Mikrokapselschicht wird auf wenigstens eine Oberfläche des Trägers aufgezogen oder auf die Oberseite oder den Unterteil einer zu beschreibenden Farbentwicklerchicht oder auf die Oberfläche des Trägers, welche der Farbentwicklerschicht gegenüberliegt. Die auf den Träger aufzuziehende Mikrokapselmenge beträgt etwa 0,1 bis 40 g/m , bevorzugt 0,5 bis 20 g/m .

Die für den erfindungsgemäß eingesetzten Aufzeichnungsbogen erforderliche Eigenschaft besteht darin, daß eine Wechselbeziehung, beispielsweise in einem direkten oder umgekehrten Verhältnis, zwischen dem angewandten Druck und der Veränderung der optischen Dichte oder der 3?arbschattierung eines durch Druckkontakt innerhalb des zu messenden Druckbereichs gebildeten Farbbildes besteht. Eine derartige Beziehung kann vorgeschrieben werden, indem der mittlere Teilchendurchmesser dei· Mikrokapseln, die Verteilung der Teilchendurchmesser der Mikrokapseln oder die Wandstärke der Mikrokapseln geregelt wird, wobei gemischte Mikrokapseln verschiedene mittlere Teilchendurchmesser besitzen oder die Menge des Kapselverstärkungsmittels oder das zu der Mikrokapsellösung zuzusetzende wasserlösliche Polymere geregelt wird oder eine Kombination von zwei oder mehr dieser Techniken angewandt wird.

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Gemäß vorliegender Anmeldung "bezeichnet der Farbentwickler eine feste Säure oder insbesondere eine elektronenaufnehmende feste Säure. Der Farbentwickler ist in den oben angeführten Patentschriften beschrieben, und einige spezifische Beispiele von Farbentwicklern sind Tone,wie beispielsweise saurer Ton, Aktivton oder Attapulgit, organische Säuren,wie beispielsweise aromatische Carbonsäureverbindungen, zum Beispiel Salicylsäure, aromatische Hydroxyverbindungen, zum Beispiel para-tert.-Butylphenol, p-tert.-Amylphenol, ο-Chlorphenol, m-Chlorphenol oder p-Chlorphenol oder Metallsalze dieser Verbindungen, zum Beispiel die Zinksalze, Gemische von organsichen Säuren und Metallverbindungen, zum Beispiel Zinkoxid und saure Polymere.,wie beispielsweise Phenol-Formaldehydharze oder Phenol-Acetylenharze. Farbentwickler sind beispielsweise in den US-PS 3 501 331, 3669 711, 3 427 180, 3 455 721, 3 516 845, 3 634 121, 3 672 935 und 3 732 120 und den japanischen Patentanmeldungen 48545/70, 49339/70, 93245/70, 92246/70, 93247/70, 94874/70, 109872/70, 112040/70, 112753/70, 112754/70, 118978/70, 118979/70. und 86950/71 beschrieben.

Der Farbentwickler kann auf einen Träger zusammen mit einem Binder aufgezogen werden. Geeignete, verwendbare Träger sind solche, die vorstehend beschrieben wurden. Beispiele geeigneter Binder sind synthetische Latices wie beispielsweise ein Styrol/Butadienkautschuklatex oder Styrol/Bu^adien/Acryl^nitrillatex; wasserlösliche, natürliche polymere Verbindungen, zum Beispiel Proteine^wie beispielsweise Gelatine, Gumm!arabicum, Albumin oder Casein, Cellulosearten wie beispielsweise Carboxymethylcellulose oder Hydroxyäthylcellulose oder Sacdsride, wie beispielsweise Agar, Natriumalginat, Stärke oder Carboxymethylstärke; wasserlösliche synthetische polymere Verbindungen, wie beispielsweise Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylsäure oder Polyacrylamid und polymere Verbindungen, die in organischen Lösungsmitteln löslich sind, wie beispielsweise Nitrocellulose, Äthylcellulose,

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Polyester, Polyvinylacetat, Polyvinylidenchlorid oder ein Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymeres. Diese Binder können auch als Binder für die Mikrokapseldispersion verwendet werden.

Bekannte Zusätze können auch in die Farbentwicklerschicht eingearbeitet werden.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Aufzeichnungsbogen an einem speziellen Punkt eines zu messenden Materials angeordnet und Druck wird auf diesen Punkt aufgegeben. Der angewandte Druck führt zu einer Verfärbung des Aufzeichnungsbogens entsprechend dem angewandten Druck. Dann wird die "Veränderung der optischen Farbdichte oder Farbschattierung abgelesen und der angewandte Druck wird bestimmt. Der angewandte Druck kann mit einer übliche Einrichtung^wie beispielsweise einem Densitometer bestimmt werden oder unter Anwendung einer getrennt hergestellten Aufnahmetabelle oder Kalibrierkarte, welche die Beziehung zwischen der optischen Farbdichte oder Farbschattierung und dem angewandten Druck wiedergibt.

Die Druckmessmethode der Erfindung ist im Vergleich zu üblichen Methoden zur Messung von planaren oder linearen Drücken unter Anwendung von Mitteln wie beispielsweise einem Spannungsmesser, einem Belastungsmesser oder einem druckempfindlichen Anstrichmittel einfach und erfordert keine großräumige Vorrichtung mit Verstärker, Detektor und Aufzeichnungsvorrichtung. Die Durchführung dieses Verfahrens erfordert weder ein hohes Ausmaß an Geschick noch eine Materialdynamik einschließende komplizierte Berechnung. Ferner wird das Verfahren durch die Oberflächenglätte des zu messenden Materials kaum beeinflußt und dies ermöglicht es, daß ein weiter Bereich von Materialien nach dem Verfahren der Erfindung gemessen werden kann.

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Ferner sind die meisten üblichen Methoden auf die Messung von Drücken an einzelnen Punkten gerichtet, jedoch ermöglicht das Verfahren zur Druckmessung gemäß der Erfindung die Messung eines weiten Druckverteilungsbereichs^, wie beispielsweise linearer oder planarer Drücke. Darüberhinaus kann die Druckverteilung während längerer Zeiträume in einem sauberen Aufzeichnungsbogen beibehalten werden und es besteht keine Wahrscheinlichkeit der Verschmutzung von Händen oder Kleidung durch den Aufzeichnungsbogen.

Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung und zeigen die einfache Durchführbarkeit der erfindungsgemäßen Druckmessmethode.

In diesen Beispielen beziehen sich sämtliche Teile, Prozentgehalte, Verhältnisse und dgl. auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben.

Die in diesen Beispielen verwendeten Mikrokapselüberzugslösungen und die Farbentwicklerlösungen wurden nach dem folgenden Verfahren hergestellt.

Herstellung der Mikrokapselüberzugslösung A Zehn Teile säurebehandelte Schweinehautgelatine und zehn Teile Gummiarabicum wurden in 400 Teilen Wasser bei 40⁰C gelöst und 0,2 Teile Türkisch rotöl wurden als Emulgiermittel zugesetzt. 40 Teile eines Farbbildneröls wurden in der Lösung disperglert und der Teilchendurchmesser der Mikrokapseln wurde auf 2 bis 3 Mikron durchschnittlich eingestellt. Das Farbbildneröl war eine Lösung von Kristallviolettlacton in einem Öl, das 4 Teile Diisopropylnaphthalin und 1 Teil Kerosin in einer Konzentration von 2 % enthielt. Wasser von 40⁰C wurde zu der Dispersion zugegeben und die Menge der gesamten Dispersion wurde auf 900 Teile eingestellt. Die Dispersion wurde kontinuierlich gerührt. Zu

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diesem Zeitpunkt wurde dafür gesorgt, daß die Temperatur der Dispersion nicht unter 40⁰C abfiel. Dann wurde eine 10$ige wässrige Essigsäurelösung zur Einstellung des pH-Wertes der Dispersion auf 4,0 bis 4,2 zugesetzt und auf diese Weise die Koazervierung eingeleitet. Das Rühren wurde weiter fortgesetzt, und nach 20 Minuten wurde die Dispersion mit Eiswasser gekühlt, wobei die rund um die Öltröpfchen abgeschiedenen koazervierten Membranen gelierten. Wenn die Temperatur der Flüssigkeit 2O⁰C erreichte, wurden 7 Teile einer 37%igen wässrigen Formaldehydlösung zugegeben. Als die Temperatur. 10⁰C betrug, wurden 40 Teile einer 7-gewichtsprozentigen Lösung von Natriumcarboxymethylcellulose zugesetzt. Eine 15$ige wässrige Fatriumhydroxidlösung wurde tropfenweise zu dem Gemisch zugegeben, um den pH-Wert des Gemische auf 9 einzustellen. Die Zugabe des Natriumhydroxids erfolgte mit großer Sorgfalt. Unter Rühren wurde das Gemisch 20 Minuten erhitzt, um die Temperatur der Flüssigkeit auf 50⁰C zu bringen. Die Temperatur des Gemische wurde ferner unter Herstellung der Mikrokapselüberzugslösung A auf 30⁰C eingestellt.

Herstellung der Mikrokapselüberzugslösung B Eine Mikrokapselüberzugslösung B wurde in der gleichen Weise wie oben bei der Herstellung der Mikrokapselüberzugslösung A beschrieben, hergestellt mit der Ausnahme, daß die Größe der Öltröpfchen auf 30 bis 40 Mikron verändert wurde und 20 Teile Celluloseflocken und 10 Teile Weizenstärke zu der Mikrokapselüberzugslösung zugegeben wurden.

Herstellung der Mikrokapselüberzugslösung C Eine Mikrokapselüberzugslösung C wurde in der gleichen Weise wie oben bei der Herstellung der Mikrokapselüberzugslösung A beschrieben, hergestellt mit der Ausnahme, daß die Größe der Öltröpfchen auf 18 bis 20 Mikron verändert wurde.

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Herstellung der Mikrokapseltiberzugslösung D Drei Teile Rhodamin-B-lactam und drei Teile 3-Diäthylamino-7-methylfluoran wurden in 30 Teilen alkyliertem Diphenylmethan gelöst und 4 Teile eines Adduktes aus Toluylendiisocynat und Trimethylolpropan (Molverhältnis 3:1), 4 Teile eines Adduktes aus Hexamethylendiisocyanat und Trimethylolpropan und 2 Teile eines Adduktes aus Äthylendiamin und und Propylenoxid (Molverhältnis 3:1) wurden in der erhaltenen Lösung gelöst. Die Lösung wurde in einer Lösung aus 2 Teilen Carboxymethylcellulose und 2 Teilen Polyvinylalkohol in 40 Teilen Wasser dispergiert. Die Teilchengröße der Mikrokapseln wurde auf durchschnittlich 1 "bis 2 Mikron eingestellt und die Temperatur der Lösung zum Zeitpunkt der Emulgierung wurde auf 20⁰C eingestellt. Nach der IDmulgierung wurden 150 Teile Wasser zugesetzt und unter Rühren wurde die Dispersion auf 70⁰C erhitzt. Die Temperatur der Dispersion wurde dann auf 30⁰C eingestellt und 10 Teile Celluloseflocken und 5 Teile oxidierte Stärke wurden zur Herstellung der Mikrokapselüberzugslösung D zugesetzt.

• Herstellung der Farbentwicklerüberzugslösung A

100 Teile mit Schwefelsäure behandelter saurer Ton, 20 Teile Nitrocellulose und 350 Teile Äthylacetat wurden 24 Stunden in einer Kugelmühle zur Herstellung der Farbentwicklerüberzugslösung A geknetet.

Herstellung der Farbentwicklerüberzugslösung B 50 Teile einesp-Phenylphenol/Formaldehydharzes, 100 Teile Butylacetat und 100 Teile Toluol wurden 24 Stunden in einer Kugelmühle unter Erzeugung der Farbentwicklerüberzugslösung B geknetet.

Herstellung der Farbentwicklerüberzugslösung C 60 Teile Zink-3,5-ditert.-"butylealicylat, 20 Teile Kaolin, 10 Teile Äthylcellulose, 100 Teile Äthanol und 100 Teile Isopropylacetat wurden 24 Stunden in einer Kugelmühle unter Herstellung der Farbentwicklerüberzugslösung C geknetet.

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• Beispiel 1

Die Mikrokapselüberzugslösung 2) wurde auf einen synthetischen Harzfilmträger (ein Polyäthylenterephthalatfilm, der einer Coronaentladungsbehandlung unterzogen wor-

den war) zu einem Feststoffgehalt von 5 g/m durch Walzenüberziehen aufgezogen und dann getrocknet. Dann wurde oben auf die Schicht die Farbentwicklerüberzugslösung A zu einem

Ausmaß von 6 g/m (Feststoffgehalt nachfolgend dff gleiche) aufgezogen und anschließend unter Bildung eines Aufzeichnungsbogens getrocknet.

Der erhaltene Aufzeichnungsbogen wurde in einer Form zum Spritzguß von Kunststoffen gebracht und es wurde durch Druck eine Farbe ausgebildet, um den Berührungsdruck zwischen dem Harz in der Form und der Wand der Form zu messen.

Aufzeichnungsbogen der gleichen Art wurden gesondert hergestellt und es wurden Farben ausgebildet unter Anwendung verschiedener Drücke, die mit 100 kg/cm begannen und

um 100 kg/cm jeweils zunahmen, um entsprechende Vergleichsproben zu bilden.

Der in die Form gebrachte Aufzeichnungsbogen wurde herausgenommen und mit den Vergleichsproben verglichen. Der Berührungsdruck zwischen dem Harz in der Form und der Wand der Form konnte aus der gebildeten Farbdichte gemessen werden.

Als Ergebnis dieser Messung wurde der Druck zum Einspritzen des Harzes in die Form, der Fluß des Harzes und die Füllbedingungen der Formöffnung, die bisher vollständig unbekannt waren, klar und eine Anzahl von Punkten wie beispielsweise die Ausbildung der Formen, der Betrieb und die Bearbeitung der Formen, der Einspritzdruck, die Einstellung der Formtemperatur oder die Einstellung der Zylindertemperatur konnte verbessert oder untersucht werden.

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Zum Vergleich wurde der obige Druck gemessen, indem ein Spannungsmesser (ein Produkt der Baldwin Locomotive Works) in die Form zur Spritzgußformung eingesetzt wurde. Da die Messmethode aufgrund des Spannungsmessers eine großiäimige Vorrichtung mit Verstärker, Detektor und Aufzeichnungsvorrichtung erforderte und auf die Messung eines Drucks an einem Punkt gerichtet war, konnte die Druckverteilung über einen weiten Bereich der Form nicht geklärt werden, wie sie durch die Druckmessmethode der Erfindung ermittelt werden kann.

Dies zeigt, daß die Druckmessmethode der Erfindung im Vergleich zu der Methode unter Verwendung eines Spannungsmessers äußerst einfach ist und die Druckverteilung über einen weiten Bereich ermittelt werden kann und nicht auf die Druckmessung an einzelnen Punkten begrenzt ist.

Beispiel 2

Die Mikrokapselüberzugslösung B wurde auf ein Papier zu einem Ausmaß von 5 g/m durch Luftmesserüberziehen aufgetragen und unter Herstellung eines Farbbildnerbogens getrocknet.

Dann wurde die Farbentwicklerüberzugslösung A auf ein anderes Papier zu einem Ausmaß von 8 g/m durch Luftmesserüberziehen aufgetragen und unter Herstellung eines Farbentwicklerbogens getrocknet.

Unter Anwendung des sich ergebenden Aufzeichnungsbogens (die Kombination des Farbbildnerbogens und des Farbentwicklerbogens) wurden die obigen Bögen auf die Oberfläche einer Straße mit den überzogenen Oberflächen gegeneinander gebracht, und ein Auto wurde auf diese Bögen unter Bildung einer Farbe durch Druck gefahren.

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Getrennt ließ man die gleichen Aufzeichnungsbögen mit den überzogenen Oberflächen gegeneinander unter An-Wendung verschiedener Drücke im Bereich von 1 bis 15 kg/cm mit Zunahmen von 0,2 kg/cm unter Bildung von Vergleichsproben Farben ausbilden.

Der Aufzeichnungsbogen, der eine "Farbe unter Druck zwischen dem Autoreifen und der Straßenoberfläche ausbilden konnte, wurde genommen und mit den obigen Vergleichsproben verglichen. Aus den Farbdichten konnten die zwischen dem Autoreifen und der Straßenoberfläche erzeugten planaren Drücke und die Verteilung dieser Drücke gemessen werden.

Zum Vergleich wurde· ein Belastungsüberzug (ein Produkt der Magnaflux Corporation, U. S. A.), bekannt als spannungsempfindlicher Lack oder druckempfindlicher Anstrich, in gleicher Weise zwischen den Reifen eines Autos und die Straßenoberfläche gebracht und die dazwischen erzeugten Drücke wurden gemessen.

Die Ungleichmäßigkeit des Überzugs aus spannungsempfindlichem Lack trat leicht auf, wenn der spannungsempfindliche Lack verwendet wurde und es ergaben sich auch Schwierigkeiten in Bezug auf die Haftfestigkeit des Lacks. Ferner war es, da der Vorgang äußerst kompliziert war und diese Methode auf die Messung von Drücken an einzelnen Punkten gerichtet war, unmöglich, die zwischen dem Autoreifen und der Straßenoberfläche erzeugten planaren Drücke und das Druckverteilungsmuster wie im Verfahren der Erfindung zu ermitteln.

Dies zeigt, daß das Verfahren der Erfindung im Vergleich zu Methoden unter Anwendung druckempfindlicher Anstrichmassen sehr einfach und brauchbar ist.

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Beispiel 3

Die Mikrokapselüberzugslösung A wurde auf eine Aluminiumfolie zu einem Ausmaß von 5 g/m durch Walzenüberziehen aufgetragen und unter Herstellung eines Farbbildnerbogens getrocknet.

Die Farbentwicklerüberzugslösung C wurde auf eine an-

dere Aluminiumfolie zu einem Ausmaß von 6 g/m aufgezogen und unter Herstellung eines Farbentwicklerbogens getrocknet.

Um den Verbindungsdruck einer zwischen einem Zylinderblock und einem Zylinderkopf eines Motors befindlichen Dichung zu messen, wurden die erhaltenen Aufzeichnungsbögen gegeneinander zwischen die Dichtung und den Zylinderkopf gelegt und man ließ eine Farbe durch Druck ausbilden.

Getrennt wurden die gleichen Aufzeichnungsbö*gen gegeneinandergelegt und man ließ eine Farbe durch Anwendung von Drücken innerhalb des Bereichs von 100 kg/cm bis 1000 kg/cm

mit Zunahmen von 50 kg/cm ausbilden. Die gefärbten Markierungen wurden durch einen Densitometer gemessen und es wurde eine Kalibrierkarte des Drucks gegen die Dichte hergestellt.

Die zwischen die Dichtung und den Zylinderkopf gebrachten Aufzeichnungsbögen wurden entferni; und die gefärbten Bilder auf dem Farbentwicklerbogen wurden unter Verwendung des Densitometers gemessen. Der Druck wurde durch Vergleich der gemessenen Dichte mit der obigen Kalibrierkarte abgelesen.

Die Druckmessmethode der Erfindung ist somit in gleicher Weise sehr einfach und günstig im Vergleich zu den anderen Druckmessmethoden.

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- 20 Beispiel 4

Die Mikrokapselüberzugslösung C wurde auf einen

Papierbogen zu einem Ausmaß von 6 g/cm duch Luftmessertiberziehen unter Herstellung eines Farbbildnerbogens aufgezogen.

Die Farbentwicklerüberzugslösung A wurde auf einen Papierbogen zu einem Ausmaß von 6 g/cm durch Luftmessertiberziehen unter Herstellung eines Farbentwicklerbogens aufgezogen.

Um den Klemmdruck zwischen einer Bremstrommel und der Auskleidung einer Bremstrommel eines schweren Fahrzeugs wie beispielsweise eines Lastwagens, eines Busses oder eines Baufahrzeugs zu ermitteln, wurden der Farbbildnerbogen und der Farbentwicklerbogen gegeneinander zwischen die Trommel' und die Auskleidung gebracht und man ließ durch Druck eine Farbe ausbilden.

Getrennt wurden die gleichen Aufzeichnungsbögen gegeneinandergebracht und man ließ unter Anwendung von Drücken innerhalb des Bereichs von 10 kg/cm bis 100 kg/cm mit Zunahmen von 10 kg/cm zur Bildung von Vergleichsproben eine Farbe ausbilden.

Die Aufzeichnungsbögen, die eine Farbe zwischen der Bremstrommel und der Bremstrommelauskleüung bilden konnten, wurden entfernt und mit den Vergleichsproben verglichen, wobei der Klemmdruck zwischen der Bremstrommel und der Bremstrommelauskleidung abgelesen werden konnte..

Die Druckmessmethode der Erfindung war in gleicher Weise sehr einfach und zweckmäßig im Vergleich zu anderen Druckmessmethoden.

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Die Erfindung wurde vorstehend anhand "bevorzugten Ausführungsfornien beschrieben, ohne darauf "begrenzt zu sein.

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Claims

Patentansprüche

Λ λ Verfahren zur Messung von Drücken, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Material, dessen Druck gemessen werden soll, gegen einen AufzeichnungslDogen presst, wobei sich ein Farbbild aufgrund des Drucks ausbildet und die Veränderungen der optischen Farbdichte oder der Farbschattierung des erhaltenen Farbbildes auf dem Aufzeichnungsbogen bewertet, wobei die Ausbildung des Farbbildes aufgrund des Drucks dadurch bewirkt wird, daß eine einen Farbbildner enthaltende Mikrokapselschicht mit einer Farbentwicklerschicht unter Druck in Berührung gebracht wird.
2. Verfahren zur Messung von Drücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsbogen einen Träger aufweist, der auf einer Oberfläche, die den Farbbildner enthaltende Mikrokapselschicht und auf der gegenüberliegenden Oberfläche die Farbentwicklerschicht enthält.
3. Verfahren zur Messung von Drücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsbogen einen Iräger aufweist, der auf einer Oberfläche die den Farbbildner enthaltende Mikrokapselschicht und auf der gleichen Oberfläche die Farbentwicklerschicht enthält.
4. Verfahren zur Messung von Drücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsbogen eine Aufasichnungseinheit ist, welche

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einen Farbbildnerbogen, der einen Träger mit einer den Farbbildner enthaltenden Mikrokapselschicht aufweist und einen Farbentwicklerbogen, welcher einen Träger mit einer darauf befindlichen Farbentwicklerschicht aufweist, umfaßt.
5. Verfahren zur Messung von Drücken nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderungen der optischen !Farbdichte rait Bezug auf die Drücke direkt proportional sind.
6. Verfahren zur Messung von Drücken nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Proportionalität linear ist.
7. Verfahren zur Messung von Drücken nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsbogen zur Messung von Drücken im Bereich von etwa 100 bis 1000 kg/cm verwendet werden kann.
8. Verfahren zur Messung von Drücken nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbbildner eine praktisch farblose, elektronenabgebende, organische Verbindung ist und der Farbentwickler ein el'ektronenanziehendes Material ist.
9. Verfahren zur Messung von Drücken nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbbildner eine Triarylmethanverbindung, eine Diarylmethanverbindung, eine Xanthenverbindung, eine Thiazin-Verbindung, eine Spiropyranverbindung oder ein Gemisch dieser Verbindungen ist, und der Farbentwickler ein Ton, eine aromatische Carbonsäure, eine aromatische Hydroxyverbindung, ein Metallsalz einer aromatischen Carbonsäure, ein Metallsalz einer aromatischen Hydroxyverbindung, ein saures Polymeres oder ein Gemisch dieser Verbindungen ist.

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10, Verfahren zur Messung von Drücken nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertung der Veränderungen der optischen Farbdichte oder der Fartschattierung des erhaltenen Farbbildes die Ablesung der optischen Farbdichte oder der Farbschattierung und den Vergleich der Ablesung mit einer Kalibrierung der optischen Dichte oder der Farbschattierungsveränderungen des erhaltenen Aufzeichnungsbogens bei variierenden bekannten Drücken umfaßt.

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