AT207596B

AT207596B - Datenspeichervorrichtung und aus dieser bestehender Datenspeicher

Info

Publication number: AT207596B
Application number: AT269458A
Authority: AT
Original assignee: Ncr Co
Priority date: 1957-04-23
Filing date: 1958-04-15
Publication date: 1960-02-10

Description

Datenspeichervorrichtung und aus dieser bestehender Datenspeicher
EMI1.1
gewandelt und nach Belieben wieder in den ur- sprünglichen, farblosen Zustand durch elektromagnetische Bestrahlung anderer Wellenlänge übergeführt werden.

Beispielsweise kann der Oberzug des TrägermateriaLs durch Auflösen einer farblosen, photochromen Verbindung in 01 und Herstellen einer Emulsion mit einer wässerigen Lösung eines durchscheinenden filmlbilden. den Marerials erzeugt werden. Die Emulsion wilrd einer Koacervierung unterzogen, wodurch ein Film oder einzelne Kapseln aus ölundurchlässigem Material um die Öl- tröpfchen herum gebildet werden.

Das Blatt, Gewebe oder ein anderes Material wird mit der koacervierten Mischung überstrichen, so dass sich beim Eintrocknen ein Oberzug bildet, welc'her der Bestrahlung ausgesetzt werden kann.

In einer abgeänderten Form kann die photochrome Verbindung in einem flüchtigen Lösungsmittel gelöst und mit einer Lösung aus einem filmbildenden, durchsichtigen Material, z. B. Polyvinylidinchlorid, gemischt werden. Die sich ergebende Mischung kann einen Film bilden, wobei die photochrome Verbindung einen Teil davon darstellt.

Eine andere Methode zum Empfindlichmachen des Trägermaterials besteht darin, dass eine öllösung der photochromen Verbindung in einem Sol aus hydrophilem filmbildenden Material emulgiert word, welches auf das PapierbLatt aufgetragen und getrocknet werden kann, wodurch eine durchlaufende Schicht aus Flüssigkeits- tröpfchen der photochromen Verbindung entsteht.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Zeichnungen erläutert : Fig. l Ist eine perspektivische Ansicht eines Aufzeichnungsträgers, welcher mit mikroskopisch kleinen Kapseln bedeckt ist, von denen jede einen öltropfen mit dem photochromen farblosen Ma- terial enthält.

Fig. 2 zeigt den Aufzeichnungsträger der Fig. 1 mit einer darübergelegten Lichtblende, welche einen Buchstaben und Verschlüsselungslöcher darstellende Ausschnitte enthält, wobei gezeigt wird, wie die Blende und deren Ausschnitte den Licht-

EMI2.1

Wellenbandes ausgesetztForm umwandeln.

Fig. 3 zeigt den Aufzeichnungsträger der Fig. 1 und 2 mit den jetzt farbigen Buchstaben und den
EMI2.2
gemäss Fig. 2.

Fig. 4 zeigt den Aui eichnungsträger der Fig.

3, nachdem er einem Licht von einer'Wellenlän- ge, welches den Buchstaben und die Punkte aus- zulöschen vermag, ausgesetzt worden ist.

Die Fig. 5,6, 7 und 8 sind Struktumformeln der 6'-Nitro-, 8'-Nitro-, 8'-Methoxy-6'nitro-und 8'Methoxy-5'nitro-Derivate bzw. der 1, 3, 3,-Trimethyl-spiro-(1',2'-benzopyran-2', 2-indolin), welche ihr elektromagnetisches Absorptionsvermögen
EMI2.3

! l'lenlängen reversibelIn der folgenden Beschreibung wind der Einfachheit halber die verwendete elektromagnetische Strahlung, unabhängig davon, ob es sich um den sichtbaren, den ultravioletten oder den infraroten Bereich der Wellenspektrums handelt, als Licht" bezeichnet. Die Veröffentlichung The International Dictionary of Physics and Electro- nics"herausgegeben 1956 von D.

Van Nostrand Company, Incor-potated, of Princetown, New Jersey ; New York, Toronto and London, bezeichnet mit dem Ausdruck Licht"die Bereiche sichtbaren, ultravioletten und infraroten Lichtes,
EMI2.4

Im vorgezogenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wurden die in den Fig. 5,6, 7 und 8 gezeigten phowohrottnen Verbindungen als besonders geeignet rur eine Datenspeichervorrichtung gewählt, da sie bei Raumtemperatur zufriedenstellend arbeiten. Andere photochrome Verbindungen arbeiten nur bei Temperaturen weit oberoder unterhalb der Raumtemperatur. Als Raumtemperatur wird in diesem Falle eine Temperatur von annähernd 21 C angesehen.

Die in den Fig. 5,6, 7 und 8 gezeigten Verbindungen sind entweder in synthetischem, pflanzE. - chem, tierischem oder in Mineralöl löslich. Als Beispiele dafür seien genannt : Trichlordiphenyl, Methylsalicylat, Lebertran, Rizinusöl, Olivenöl, Walratöl, Petroleumfraktionen, wie z. B. Di- äthylbenzol, Toluol, Ligroin u. ä. Das verwen- dette vol soll weitgehend farblos und durchsichtig sein, so dass die Farbe der fanbändernden Verbindung nicht verdeckt-wird.

Diejenige Ausführungsform der Erfindung, die am besten den Erfindungsgedanken verwirklicht, benützt eine Schablone als Blende. Diese ist aus einemMaterialhergestellt, welchesdasfarbenändernde Licht nicht hindurchlässt. Die Ausschnitte der Blende jedoch erlauben einer angelegten elek- tromagnetischen Bestrahlung, das Blatt oder das Gewebe entsprechend der erwünschten Abbildung zu verändern. Die vorzugsweise verwendeten Verbindungen sind zwedkmässigerweise in dem einen Zustand farblos und nehmen bei elektromagnetischer Bestrahlung einen farbigen Zustand an. Sie sind ferner in beiden Zuständen stabil, solange der Aufzeichnungsträger nicht einer elektromagnetischen Bestrahlung von einer Wellenlänge ausgesetzt wird, welche den entgegengesetzten Zustand hervorruft.

Die vorzugsweise verwendete Blende kann bei gleicher Winkung durch ein gesteuertes elektromagnetisches Strahlenbündel ersetzt werden.

Wie Fig. 1 zeigt, ist ein Aufzeichnungsträger 20, z. B. Papier, mit mikroskopisch kleinen Kap- seln überzogen, von denen jede einen kleinen tropfen enthält, in dem eine kleine Menge eines oder mehrerer der photochromen Stoffe der Fig.

5-8 gelöst ist. Ein Verfahren zum Herstellen solcher mikroskopisch kleiner öl-enthaltender Kapseln durch Koacervierung und zum Auftragen dieser Kapseln auf einen Träger ist in der deutschen Patentschrift Nr. 1010822 beschrieben.
Die oben genannte Schicht wird in den Fig. 1, 2,3 und 4 mit der Bezugszahl 21 bezeichnet.

Dabei handelt es sich um die. bevorzugte Form eines Aufzeichnungsträgers, bei dem die Kapseln das öl an seinem Platz festhalten. Da jedes öltröpfchen, in dem der photochrome Stoff gelöst ist, von einer undurchlässigen Kolloidschale umgeben ist, kann keine Wanderung des photochromen Stoffes erfolgen. Die genannte Schicht wird als sahnige, weisse Flüssigkeit aufgetragen. Im getrockneten Zustand haften die klebrigen Kapseln am. Papier a. ls'unsichtbarer Film, wenn nicht durch Licht eine Farbe entwickelt wurde. Falls eine Wanderung des photochromen Stoffes ohne Belang ist, kann der Farbstoff in gelöster Form in öltröpfchen und einer Emulsion des Öls in Gelatine enthalten sein.

Diese Emul- sion wird auf das Papier aufgetragen und bildet nach dem Trocknen einen zusammenhängenden, aus Zellen bestehenden Film, in dem die Öltröpfchen und damit der photochrome Stoff als mikroskopisch (kleine, flüssige Einlagerungen eingeschlossen sind, die jedoch nicht voneinander isoliert sind, wie dies bei der aus Kapseln bestehenden Beschichtung der Fall ist.

Ein solcher Film ist in der deutschen Patentschrift Nr. 862753 beschrieben.

Ein typisches Beispiel für die Speicherung von Daten auf einem mit Kapseln überzogenen Blatt ist in Fig. 2 gezeigt. Eine Blende 22 befindet sich unmittelbar über dem Blatt. Die genannte Blende weist einen Ausschnitt 23 in Form eines "N"und Löcher 24, durch welche das Licht hindur. c1htre- ten kann, auf. Das Material der Blende ist undurchlässig für Licht, welches von einer Quelle 25 stammt, die Licht von einer Wellenlänge unter 4000 E ausstrahlt. Die Reaktion erfolgt ohne merkliche Verzögerung, und die vom Licht getroffenen Teile der Schicht 21 werden farbig.
Wird das in Fig. 5 gezeigte 6'-Nitro-'Derivat des 1,3,3-Trimethyl-spiro-(1',2'-benzopyran-2',2indolin) verwendet, so wird die Farbe'des N"

und der Punkte dunkelblau.

Wird das 8'-NitroDerivat der Fig. 6 verwendet, so entsteht eine blauviolette Färbung. Bei Verwendung des 8'- Met'hoxy-6'-nitro-Derivates der Fig. 7 entsteht eine dunkelviolette Färbung, mit dem S'-Meth- oxy-S'-nitro-Derivat der Fig. 8 eine graublaue Färbung.

Zum Löschen der Daten wird sichtbares Licht von einer Wellenlänge über 4000AE verwendet.

Als Quelle dient hier eine Lampe 27 (Fig. 4). Durch Bestrahlen mit dem Licht dieser Lampe nimmt die Schicht 21 den normalerweise weissen oder farblosen Zustand wieder an. Die Strichpunktlinien auf der Schicht 21 der Fig. 4 zeigen
EMI3.1
Löschen befanden. Diese Datenspeicherung und Löschung kann beliebig oft an ein und derselben Stelle vorgenommen werden.

Es ist nicht notwendig, zwei verschiedene Lichtquellen 25 und 27 zu benutzen. Eine an ultra- violettem Licht reiche Blitzlichtlampe kann benützt werden, um die Verbindung in den farbigen Zustand zu versetzen. Dieselbe Blitzlichtlampe kann zusammen mit einem geeigneten vorgeschalteten Filter auch wieder zur Umwandlung der Verbindung in den farblosen Zustand dienen.

Eine weitere Verbindung, welche in dem angegebenen Falle vorteilhaft verwendet werden kann, ist 1, 2, 3-Trimethyl-6'-chlor-8'-nitro-spiro- (l', 2'-benzopyran-2', 2-indolin). Diese Verbindung ist normalerweise schwach grünlich und wird beim Bestrahlen mit Licht unter 4000 E dunkelblau. Das Zurückversetzen in den ursprünglichen Zustand geschieht durch sichtbares Licht bei Raumtemperatur. Diese Verbindung hat eine ähnliche, wie in Fig. 6 gezeigte Struktur, weist aber zusätzlich eine Chlor-Substitution in 6'-Stellung auf.

Verschiedene. andere, nicht angegebene Verbin- dungen weisen photochrome Eigenschaften auf ; die angegebenen Verbindungen jedoch besitzen diese Eigenschaften bei Raumtemperatur. Sie sind daher besonders ; zur Verwendung in einer einfachen Datenspeichervorrichtung. geeignet.

Es ist selbstverständlich, dass, wenn die gespei- cherten Daten festgehalten werden sollen, die empfindlichen Verbindungen keinem Licht v Jn einer Wellenlänge ausgesetzt werden dürfen, das ein Verändern in den andern Zustand bewirkt.

Die hier angegebenen Verbindungen können durch Kondensation von 2-Methylen-l, 3, 3-trime- thylindolin mit dem erforderlichen Salicylaldehyd in Athanor hergestellt werden. Das 2-Methylen-l, 3, 3-trimethylindolin ist ebenso wie einige der Salicylaldehyde handelsüblich. Zum Herstellen der Verbindung der Fig. 5 wird das han- delsÜlbliche 5-Nitrooalicytlaldehyd verwendet. Das '-Nitro-Derivat der Fig. 6 wird durch Nitrieren von Salycylaldehyd mit Salpetersäure in Gegenwart von Essigsäure hergestellt, wodurch eine Mischung aus 3-Nitro-Salicylaldehyd und 5-Ni- tro-Salicylaldehyd entsteht.

Die 3-Nitro-Fraktion wird durch Umwandeln beider Fraktionen in ihre Natriumsalze abgetrennt, wobei das Natriumsalz der 3-Nitro-Fraktion durch den Löslichkeitsunterschied erihalten wird, da das 3-Nitro-Derivat in Wasser löslich ist und das 5-Nitro-Derivat nicht. Zum Herstellen der Verbindung der Fig. 7 wird handelsüblicher 3-Methoxy-Salicylaldehyd mit Salpetersäure in Gegenwart von Essigsäure nitriert, wodurch 3-Methoxy-5-nitroSalicylalde- hyd entsteht. Zum Herstellen der Verbindung der Fig. 8 wird handelsüblicher 3-Methoxy-Salicyl- aldehyd mit Benzolsulfochlorid in einer wässeri- gen Lösung von Kaliumhydroxyd kondensiert, wodurch das entsprechende Benzolsulfonat entsteht.

Das Benzolsulfonat wird durch eine Mischung aus konzentrierter und rauchender Salpetersäure nitriert. Dadurch entsteht der Ester der 3-Methoxy-6-nitro-Verbindung. Dieser Ester wird durch Behandlung mit Kaliumhydroxyd in Ktb- anol hydrolysiert, wodurch der 3-Methoxy-6-nitro-Salicylaldehyd entsteht. Das erwähnte, aber nicht in der Zeichnung gezeigte 1, 3, 3-trimethyl- 6'-chlor-8'-nitro-spiro- (1',2'-benzopyran-2',2-indolin) wird durch dasselbe Kondensationsverifahren unter Verwendung von 3-Nitro-S-chlorsalicylal- dehyd gewonnen, der durch Nitrierung des handelsüblichen 5-Chlors'alicylaldehyds mit Salpetersäure und Essigsäure hergestellt wird.

Obwohl die Erfindung an Hand einer Daten- speichervo11fiohtung, bei der die Daten In lesbarer Form (Klartext) gespeichert werden, erläutert wurde, sei besonders darauf hingewiesen, dass eine besonders geeignete Anwendung des photochro- men Schalters" in einer binären digitalen Speichervorrichtung gegeben ist. Das Aufzeichnungsblatt kann mit aktivierbaren Stellen der er-
EMI3.2
sprechend ihrer Lage digitale Daten, wobei die farblosen und farbigen Formen der Stellen jeweils entweder den Wert #Null" oder den Wert #Eins" ausdrücken.

Die Markierungen als solche können auf'dem Aufzeichmungsiblatt vor Gebrauch gedruckt werden, oder es wird das ganze Aufzeich- nungstblatt durch die Verbindung empfindlich gemacht, wobei die Marklerungsstellen durch Lo- cher einer Blende bestimmt werden. Das Material dieser Blende lässt kein Licht von derjenigen Wel- lenlänge durch, mit der ein Wechsel in den farbigen Zustand oder umgekehrt bewirkt werden kann, jedoch können diese Lichtwellen durch die Löcher in der Blende hindurchtreten.

In einer abgeänderten Form kann das ganze Blatt als Speicherzelle der Speichervorrichtung betrachtet werden. Dabei wird das ganze Blatt so verändert, dass es eine binäre Eins"anzeigt, und durch Zurückbringen in den Anfangszustand so beeinflusst, dass es eine binäre Null" anzeigt.

Die verwendeten elektromagnetischen Wellen können beide innerhalb und ausserhalb des sichtbaren Bereiches liegen. Das entstehende Bild kann sichtbar oder unsichtbar sein. Ist es sichtbar, so

kann es durch das menschliche Auge oder durch photoelektrische Vorrichtungen ausgewertet wer- den. Befindet sich das entstehende Bild ausserhalb des sichtbaren Bereiches, so kann es durch photoelektrische Vorrichtungen der verschiedensten Eigenchaften abgetastet werden.

Drei verschiedene Wellenlängen der elektro- magnetischen'Wellen. können zum Schreiben, Ablesen und Löschen benutzt werden. Bei einigen Verbindungen hat das am stärksten absorbierte Licht nur eine kleine oder überhaupt keine wir- kung beim Bilden oder Zerstören der Farbe. Aus diesem Grunde tkann dasjenige Licht, das den stärksten sichtbaren Kontrast hervorruft, zum zerstörungsfreien Ablesen benutzt werden.

PATENTANSPiRUCHE :
1. Datenspeichervorrichtung unter Verwendung einer zwei stabile Zustände aufweisenden photo- chrocien Spiropyranverbinduag, dadurch gekennzeichnet, dass ein Derivat der genannten Verbindung, das bei normaler Zimmertemperatur auf Licht Wellenlängen unter und über 4000 ÄE anspricht und dabei jeweils einen der stabilen Zustände einnimmt, in einem durchsichtigen Film eingeschlossen ist.
EMI4.1

Claims

Vorrichtung nachkennzeichnet, dass das photochrome Spiropyranderivat von einer an sich bekannten Kapsel aus gelierter, hydrophiler Kolloidmasse umschlossen ist, die ein Öltröpfchen enthält. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das photochrome Spiropyran-derivat in Cltropffchen aufgelöst ist, die von einem zusammenhängenden,. aus hydrophiler Kolloid- masse bestehenden Überzug umschlossen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das photochrome Spiropyranderivat in einem flüchtigen Lösungsmittel gelöst und mit Polyvinylidinchlorid gemischt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiropyran- EMI4.2 8'-Nitro-, 8'Methoxy-6'-'benzopyran-2, 2'-imdolin) ist. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,. dadurch gekennzeichnet, dass das Derivat so gewählt ist, dass es zum Schreiben von Daten auf Licht einer ersten Wellenlänge und zum Löschen von Daten auf Licht einer zweiten, von der ersten verschiedenen Wellenlänge anspricht, während es zum Ablesen der gespeicherten Daten ohne Zerstörung derselben gegenüber Licht einer dritten, von. der ersten und zweiten verschiedenen Wellenlänge stark absorbierend ist. 7. Datenspeicher, bestehend aus Vorrichtungen EMI4.3