DE2930434C2 - Verfahren zur Herstellung von Schallplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren dsr im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannter. Art Schallplatten werden nach dem heutigen Stand der Technik überwiegend aus thermoplastischen Kunststoffen hergestellt, die Polymere auf Vinylchloridbasis sind, beispielsweise aus Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer. Solche Schallplatten, die aus Kunststoffen auf Vinylchloridbasis hergestellt sind, weisen eine nur mäßige Abnutzungsbeständigkeit und vor allem den Nachteil auf, daß sie an ihrer Oberfläche elektrostatische Ladungen sammeln. Durch die elektrostatische Aufladung werden Staubteilchen aus der umgebenden Atmosphäre angezogen, wodurch nicht nur die Oberfläche der Schallplatte verschmutzt wird, sondern bei wiederholtem Spielen der Schallplatte auch das Rauschen spürbar verstärkt wird. Aufgrund dieser unerwünschten Eigenschaften sind zahlreiche Versuche unternommen worden, die Oberflä-

3C cheneigenschaften von Schallplatten aus Kunststoffen auf Vinylchloridbasis zu verbessern. Im Rahmen dieser Versuche sind insbesondere chemische Mittel eingesetzt worden, die auf die Oberfläche aufgebracht wurden und so deren Eigenschaften verbessern sollten. Diese Versuche haben jedoch zu keinem ausreichenden Ergebnis geführt Bislang ist daher noch kein Mittel und kein Verfahren bekannt, das es ermöglicht, die elektrostatische Oberflächenaufladung von Schallplatten zu unterdrücken und gleichzeitig deren mechanische Festigkeit zu verbessern, speziell die Abnutzungsbeständigkeit zu verbessern, und zwar mit Mitteln, die ohne eine wesentliche Kostenerhöhung für die Herstellung der Schallplatte direkt vom Produzenten der Schallplatte eingesetzt werden können.

Trotz aller Bemühungen ist es bislang insbesondere noch nicht gelungen, eine technisch und insbesondere wirtschaftlich zufriedenstellende Lösung für dieses Problem zu finden. Vor allem ist es nicht gelungen, die Oberflächeneigenschaften von Schallplatten, die aus Kunststoffen auf Vinylchloridbasis bestehen, wirklich dauerhaft zu verbessern. So kann insbesondere das Auftreten einer elektrostatischen Ladung auf den Schallplattenoberflächen nur kurzfristig verhindert werden. So können beispielsweise bestimmte oberflächenaktive Substanzen enthaltende Lösungen auf die Schallplattenoberfläche aufgesprüht werden. Der auf diese Weise erzielte antistatische Effekt hält jedoch nicht lange vor. Häufig bereits nach einmaligem Abspielen der Schallplatte wird deren Oberfläche wieder stark elektrostatisch aufgeladen. Diese Art der Oberflächenbehandlung von Schallplatten ist insbesondere also kein Verfahren, das vom Hersteller der Schallplatte zur Unterdrückung der elektrostatischen Aufladung eingesetzt werden kann.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und effektives Verfahren zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften von Schallplatten zu schalifen, die ?i;s einem Kunst stoff auf Vinylchloridbasis hergestellt sind, wobei die Oberflächeneigenschaften insbesondere im Hinblick auf die Abnutzungsbeständigkeit und eine Unterdrückung der Neigung zum Ansammeln elektrostatischer Ladung auf der Schallplattenoberfläche verbessert werden sollen, durch welche Verbesserungen vriederum letztlich auch bei mehrmaligen Abspielen der Schallplatte das Auftreten von Rauscheffekten unterdrückt bzw. ausgeschaltet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale aufweist.

Zusammengefaßt schafft die Erfindung also ein Verfahren, nach dem die aus Kunststoffen auf Vinylchloridbasis hergestellten Schallplatten der Behandlung in einem kalten Plasma ausgesetzt werden, wobei das Gas, in dem das Plasma erzeugt wird, zumindest unter den im Plasma herrschenden Bsdingungeti keine polymerisierbaren Bestandteile enthält Durch eine solche Behandlung erhalten die Schallplattenoberflächen einen überraschend stark ausgeprägten antistatischen Effekt und zeigen weiterhin eine überraschend verbesserte Abnutzungsbeständigkeit, wodurch das Signal/Rausch-Verhältnis beim Abspielen der Schallplatte selbst nach vielmaligem Abspielen der Schallplatte wesentlich verbessert werden kann. Das Verfahren zur Verbesserung der Oberflächen von Schallplatten, die aus einem Kunststoff auf Vinylchlo ridbasis bestehen, enthält als wesentlichen Schritt also die Behandlung der Schallpla ttenoberfläche mit einem kalten Gasplasma, also den Schritt, daß die Oberfläche der Schallplatte der Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt wird. Das Gas, in dem das kalte Plasma erzeugt wird, wird dabei so gewählt, daß es unter den Bedingungen des

Plasmas bei einem Druck im Bereich von 0,0013 bis 13,3 mbar keine Polymerisierbarkeit zeigt, also keine Bestandteile enthält, die unter diesen Bedingungen polymerisieren können. Solche polymerisierbaren Bestandteile wurden sich dann auf der Oberfläche der Schallplatte niederschlagen und hier störend auswirken.

Die Schallplatten, auf die das Verfahren der Erfindung gerichtet ist, bestehen aus Kunststoffen auf Vinylchloridbasis. Unter diesem Begriff sind Lm Rahmen der Erfindung sowohl homopolymere PVC-Harze als auch die verschiedensten Copolymeren zu verstehen, deren Hauptkomponente in einer Menge von beispielsweise mindestens ungefähr 50 Gew.-% Vinylchlorid ist. Speziell sind die meisten zur Herstellung von Schallplatten verwendeten Kunststoffe Copolymere des Vinylchlorids mit verschiedenen anderen Comonomeren wie beispielsweise Vinylestern, insbesondere Vinylacetat Olefinen, beispielsweise Ethylen und Propylen, Acrylmonomere» beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure und deren Ester, sowie andere Comonomere dieser ArL Häufig sind auch mehr als zwei dieser Comonomeren gleichzeitig mit dem Vinylchlorid (»polymerisiert, und zwar je nach den vorgegebenen Spezifikationen für die einzelnen Schallplatten. Auch werden zur Schallplattenherstellung die verschiedensten Arten von Pfropfpolymeren auf Vinylchloridbasis verwendet All diese für die SchaUplattenherstellung üblicherweise verwendeten Kunststoffe werden im Rahmen dieser Beschreibung als Kunststoffe auf Vinylchloridbasis zusammengefaßt

Die Formulierung der Formmassen zur Herstellung von Schallplatten ist an sich bekannt Diese Formmassen können üblicherweise neben dem Harz die verschiedensten Zusätze enthalten, insbesondere Weichmacher, Antistatika, Stabilisatoren, Gleitmittel und andere. Auch- all diese gebräuchlicherweise verwendeten Zusätze sollen unter dem hier verwendeten Begriff »Kunststoffe auf Vmylchloridbasis« mit eingeschlossen sein. Das Verfahren der Erfindung ist mit gleichem Erfolg auf alle vorgenannten Werkstoffe zur Schallplattenherstellung anzuwenden.

Bei dem Verfahren der Erfindung wird die aus den Formmassen auf Vinylchloridharzbasis gepreßte Schallplatte, die die verschiedensten vorstehend genannten Zusätze enthalten kann, der Behandlung mit einem kalten Gasplasma ausgesetzt das unter Plasmabedingungen nicht polymerisierbar ist also keine Bestandteile enthält die unter Plasmabedingungen polymerisieren und sich auf der Schallplattenoberfläche niederschlagen.können. Die zur Behandlung der Schallplattenoberfläche verwendeten kalten Plasmen sind an sich bekannt Dabei handelt es sich bei einem kalten Plasma um eine mit elektrisch geladenen Teilet in angereicherte Gasatmosphäre, bei der die Temperatur der Gasatmosphäre unabhänig von der Energie der geladenen Teilchen an sich im Vergleich zur Umgebungstemperatur nicht wesentlich höher ist Ein kaltes Plasma wird nach dem heutigen Stand der Technik hauptsächlich durch eine Glimmentladung in einer Gasatmosphäre erzeugt Das kalte Plasma wird vorzugsweise im Druckbereich von 0,0013 bis 133 mbar (entsprechend 0,001 bis 10 Torr) erzeugt, wobei die Anregungsfrequenz, mit der die Glimmentladung erzeugt wird, keinen speziellen Einschränkungen unterworfen ist und prinzipiell irgendwo im bereich zwischen Gleichstrom und dem Mikrowellenbereich liegen kann. Vorzugsweise werden zur Anfügung des kalten Plasmas jedoch Frequenzen im sogenannten Hochfrequenzbereich verwendet, da in diesem Frequenzbereich besonders einfach stabile Plasmaentladungen eingestellt und aufrechterhalten werden können. Vorzugsweise werden aus diesem Bereich die Frequenzen 13,56 MHz oder 27,12 MHz verwendet da diese Frequenzen außerhalb der üblichen Rundfunkfrequenzen liegen und damit nicht mehr den verschiedenen Verwaltungsvorschriften über den Rundfunkbetrieb unterliegen.

Geometrie und Anordnung der Elektroden sind vorliegend so lange nicht kritisch, wie sie d^:^ Aufrechterhaltung einer stabilen Plasmaentladung in dem Raum gewährleisten, in den die Oberfläche der zu behandelnden Schallplatte eingebracht wird. Mit anderen Worten, es muß gewährleistet sein, daß auf die zu behandelnde Oberfläche der Schallplatte das kalte Plasma tatsächlich auch einwirkt So können beispielsweise innenliegende Elektrodenpaare, außenliegende Elektrodenpaare oder eine Elektrodenspule verwendet werden, wobei im einzelnen die Ausbildung der Elektroden eine Funktion der zur Erzeugung des Plasmas verwendeten Vorrichtung, des Plasmagenerators ist Die Elektroden können bei Hochfrequenzbeaufschlagung entweder kapazitiv oder induktiv an den Hochfrequenzgenerator angekoppelt sein.

Die Intensität oder Leistungsdichte des kalten Plasmas und die erforderliche Verweilzeit für die Einwirkung des kalten Plasmas auf die Schallplattenoberfläche sind voneinander abhängige Parameter. Aufgrund der bis heute nur unzureichenden Kenntnisse über die komplexen Vorgänge und die komplizierte Natur der Plasmaatmosphäre ist es bislang nicht möglich, eine explizite Definition der Leistungsdichte eines kalten Plasmas zu geben. Für die praktische Durchführung des Verfahrens der Erfindung wird daher die für die Einwirkung des kalten Plasmas auf die Schallplattenoberflächen erforderliche Behandlungsdauer vorab durch Vorversuche mit Testschallplatten experimentell ermittelt. Dabei können verschiedene Parameter verändert werden, beispielsweise die elektrische Leistung, mit der der Plasmagenerator beaufschlagt wird. Diese Vorversuche können bei kontinuierlicher Produktion für jede neue Plattencharge erneut durchgeführt werden und so zu einer ständigen Überwachung und Überprüfung der Produktionsbedingungen beitragen. Mit den heute gebräuchlichen Vorrichtungen zur Plasmaerzeugung (»Plasmageneratoren«) erzielbare Leistungsdichten reichen im allgemeinen Verweilzeiten der Schallplatte im kalten Plasma im Bereich von wenigen Sekunden bis zu einigen 10 min zur Durchführung des Verfahrens aus. Nur in Ausnahmefällen mögen längere Zeiten angezeigt oder kürzere Zeiten wünschenswert sein. Wesentlicher Parameter bei der Einwirkung des kalten Plasmas auf die Schallplattenoberfläche ist dabei lediglich, daß durch die vom kalten Plasma entwickelte Wärme kein thermischer Abbau des Schallplattenwerkstoffs an der Oberfläche eintritt.

Weitere Parameter, die bei der Plasmabehandlung der Schallplatten zu berücksichtigen sind, sind die Art des Gases oder Gasgemisches, in dem das Plasma erzeugt wird und der Druck dieser Gasatmosphäre. Der Druck der Gasatmosphäre im Plasmagenerator sollte im Bereich von 0,0013 bis 13,3 mbar, vorzugsweise im Bereich von 0,013 bis 1,33 mbar, liegen, um eine stabile Plasmaentladung im Bereich der kalten Plasmen zu gewährleisten. Die Gase, mit denen der Plasmagenerator gefüllt wird, sollten keine Bestandteile enthalten, die unter Plasmabedingungen polymerisierbar sind. Anderenfalls würde sich die durch Polymerisation bildende Substanz in uner-

wünschter Weise auf der Schallplatte niederschlagen. Unter diesen Gesichtspunkten werden als Gase, in denen das kalte Plasma erzeugt wird, vorzugsweise inerte anorganische Gase verwendet, und zwar insbesondere die folgenden: Helium, Neon, Argon, Stickstoff, Distickstoffoxid, Stickstoffdioxid, Sauerstoff, Luft, Chlor, Chlorwasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Wasserstoff. Diese Gase können entweder einzeln oder im Gemisch miteinander, auch als Mehrkomponentengemisch, verwendet werden. Unter den vorstehend genannten Gasen wird vorzugsweise insbesondere Argon oder ein Gasgemisch eingesetzt, das Argon enthält Aus nicht bekannten Gründen werden im Rahmen der Durchführung des Verfahrens der Erfindung insbesondere bei Schallplatten bei der Verwendung von Argon oder argonhal tigen Gasen besonders gute Ergebnisse erzielt

Die Behandlung der Schallplattenoberflächen im kalten Plasma in der vorstehend beschriebenen Weise

ίο bewirkt weiterbin.eine verbesserte Affinität zu Wasser, also eine verbesserte Benetzbarkeit mit Wasser, so daß bei der zusätzlichen Verwendung eines Antistatikums eine wesentliche weitere Verbesserung des antistatischen Effekts erzielt werden kann, wobei das Antistatikum und die Plasmabehandlung sich gegenseitig ausgeprägt im Sinne eines synergistischen Effekts ergänzen. Darüber hinaus werden in der Oberfläche der in dem kalten Plasma behandelten Schallplatte Vernetzungen erhalten, die ein Ausschwitzen sowohl des Weichmachers als auch anderer in der Formmasse eingearbeitete Antistatika sowie gegebenenfalls weiterer Hilfsmittel und Zusätze der Formmasse unterdrücken. Durch diese Unterdrückung der Ausschwitzung der Formmassenbestandteile an der Oberfläche der Schallplatten kann weiterhin die Abnutzungsbeständigkeit der Schallplattenoberfläche spürbar verbessert werden.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erJäutert

Beispiel 1

100 Gew.-Teile eines Copolymere mit einem mittleren Polymerisationsgrad von ungefähr 400, bestehend aus Vinylchlorid und Vinylacetat im Gew.-Veihältnis von 88 :12,1,0 Gew.-Teile eines epoxidmodifizierten Sojabohnenöls, 0,2 Gew.-Teile eines oberflächenaktiven Mittels, 1,0 Gew.-Teile Dibutylzinnmercaptid und 03 Gew.-Teile Calciumstearat werden zu einer homogenen Formmasse vermischt Die erhaltene Formmasse wird auf gebräuchlichen Schallplattenproduktionsmaschinen zunächst nach Vorheizen auf 140⁰C dann anschließend bei 165°C zu Schallplatten verpreßt
Die so gepreßte Schallplatte wird anschließend in einen Plasmagenerator eingebracht, in dem ein kaltes Plasma so erzeugt wird, daß es auf die gesamte Oberfläche der Schallplatte einwirkt Das Hocfifrequenzplasma wird bei einer Frequenz von 13,56 MHz und einer elektrischen Hochfrequenzleistung von 50 W erzeugt Die Verweilzeit der Schallplatten im kalten Plasma beträgt 5 min. Unter laufender Vakuumpumpe wird im Plasmagenerator ein Argondruck von 0,27 mbar eingestellt und aufrechterhalten.

Das Signal/Rausch-Verhältnis der auf diese Weise mit dem kalten Plasma behandelten Schallplattenoberfläehe wird im Bereich der Einführungslinie am Außenrand der Schallplatte (»Einführungsbereich«) und im Bereich der Ausschaltlinie zum Zentrum der Schallplatte hin (»Ausführungsbereich«) gemessen. Eine erste Messung wird während des ersten Abspielens der Platte nach dem Pressen, eine zweite Messung nach einhundertmaligem Abspielen der Schallplatte vorgenommen. Die erhaltenen Meßergebnisse sind ein direktes Maß für die Oberflächenabnutzung, die ihrerseits ein Maß für die Summe der die Abmessung beeinflussenden Parameter, insbesondere arch die elektrostatische Aufladung, ist Die erhaltenen Werte werden mit den Werten für das Signal/ Rausch-Verhältnis in den gleichen Einführungsrillen und Ausführungsrillen von Schallplatten verglichen, die nicht der Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt waren. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengestellt

45	Tabelle 1	Einfuhrungsbereich Anfangswert	Nach Abspielen	Ausführungsbereich Anfangswert	Nach Abspielen
	Plasmabehandlung	56,0 dB 56,OdB	53,5 dB 56,0 dB	57,0 dB 57,2 dB	55,0 dB 57,0 dB
50	ohne mit

Die in der Tabelle 1 gezeigten Daten lassen deutlich erkennen, daß die im kalten Plasma behandelte Schallplatte ein wesentlich stabileres Signal/Rausch-Verhältnis aui weist als die nicht behandelte Schallplatte. Dies ist ein Anzeichen dafür, daß die im kalten Plasma behandelte Schallplatte wesentlich widerstandsfähiger gegen eine Abnutzung als die unbehandelte Platte ist.

Beispiel 2

In der im Beispiel 1 beschriebenen Weise wird eine Schallplatte hergestellt und in einem Plasmagenerator der Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt. Das Plasma wird mit einer Hochfrequenz von 13,56 MHz bei einer Hochfrequenzleistung von 80 W angeregt Die Verweilzeit der Schallplatte im kalten Plasma beträgt 5 min. Bei ständig laufender Vakuumpumpe wird im Plasmagenerator nach Spülen ein Stickstoffdruck von 0,40 mbar aufrechterhalten.

An der so behandelten Schallplatte wird in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise das Signal/Rausch-Verhältnis gemessen. Zum Vergleich wird das Signal/Rausch-Verhältnis für eine Schallplatte aufgenommen, die nicht mit dem kalten Piasina behandelt worden ist Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 zusammengefaßt.

Tabelle 2	Einführungsbereich Anfangswert	29 30 434	Ausführungsbereich Anfangswert	Nach Abspielen
Plasmabehandlung	55,8 dB 55,7 dB	Nach Abspielen	56,7 dB 56,9 dB	54,4 dB 56,8 dB
ohne mit	54,OdB 55,5 dB

Beispiel 3

Eine in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellte Schallplatte wird in einem Plasmagenerator der Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt, das bei einer elektrischen Hochfrequenzleistung von 100 W und einer Frequenz von 1336 MHz angeregt wird. Die Verweilzeit der Schallplatte im kalten Plasma beträgt 5 min. Das Plasma wird in einem Gemisch aus Kohlenmonoxid und Argon im Volumenverhältnis von 85 :15 erzeugt. Unter ständig laufender Vakuumpumpe wird im Plasmagenerator der Druck dieses Gasgemisches auf einen Wert von 0,13 mbar eingestellt.

An den im kalten Plasma behandelten Schallplatten wird in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise das Signal/Rausch-Verhältnis gemessen. Außerdem wird das Signal/Rausch·Verhältnis in gleicher Weise an Schallplatten gemessen, die nicht einer Piasmabehandiung ausgesetzt waren. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 zusammengefaßt.

Tabelle 3

70 Gew.-Teile eines Copolymerharzes mit einem mittleren Polymerisationsgrad von ungefähr 500 bestehend aus Vinylchlorid und Vinylacetat im Gew.-Verhältnis von 87,5 :123,30 Gew.-Teile eines homopolymeren Vinylchloridharzes mit einem mittleren Polymerisationsgrad von ungefähr 700,1,0 Gew.-Teile eines epoxidmodifizierten Sojabohnenöls, 1,0 Gew.-Teile Dibutylmercaptid und 03 Gew. Teile Calciumstearat werden, zu einer homo- genen Formmasse vermischt In der im Beispiel 1 beschriebenen Weise wird die so erhaltene Formmasse zu Schaüpiatten verpreSt

Die auf diese Weise gepreßten Schallplatten werden in einem Plasmagenerator der Einwirkung eines kalten Plasmas ausgesetzt Das Plasma wird mit einer elektrischen Hochfrequenzleistung von 150 W bei einer Frequenz von 1336 MHz erzeugt Die Verweilzeit der Schallplatte im Plasma beträgt 5 min. Das Plasma wird in einer Argonatmosphäre erzeugt. Bei laufender Vakuumpumpe wird der Argondruck im Plasmagenerator auf einen Wert von 0,93 mbar eingestellt

An den so im kalten Plasma behandelten Schallplatten wird in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise das Signal/Rausch-Verhältnis gemessea Außerdem wird das Signal/Rausch- Verhältnis an gleichen Schallplatten der gleichen Pressung gemessen, die nicht der Einwirkung des kalten Plasmas ausgesetzt waren. Die bei diesen Messungen erhaltenen Werte sind in der Tabelle 4 zusammengestellt

Tabelle 4

Plasmabehandlung	Eim'ührungsbereich Anfangswert	Nach Abspielen	Ausführungsbereich Anfangswert	Nach Abspielen
ohne mit	56,1 dB 553 dB	54,OdB 55,8 dB Beispiel 4	56,8 dB 56.7 dB	54,5 dB 56,5 dB

Plasmabehandlung	Einführungsbereich Anfangswert	Nach Abspielen	Ausführungsbereich Anfangswert	Nach Abspielen
ohne mit	56,2 dB 56,4 dB	53,8 dB 56,2 dB	573 dB 57,1 dB	54,7 dB 563 dB

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Schallplatten aus einem Kunststoff auf Vinylchloridbasis mit verbesserten Oberflächeneigenschaften, dadurchgekenn zeichnet, daß die Schallplatte der Einwirkung eines kalten Plasmas in einem Gas oder Gasgemisch ausgesetzt wird, das unter den Plasmabedingungen im Druckbereich von 0,0013 bis 13,3 mbar keine Polymerisierbarkeh zeigt

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck auf Werte im Bereich von 0,013 bis 133 mbar eingestellt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kalte Plasma unter ίο elektrischer Hochfrequenzanregung erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Plasmabedingungen nicht polymerisierbare Gas Helium, Neon, Argon, Stickstoff, Distickoxid, Stickstoffdioxid, Sauerstoff, Luft, Chlor, Chlorwasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid oder Wasserstoff oder ein Gemisch von 2 oder mehreren dieser Gase ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Plasmabedingungen nicht polymerisierbare Gas Argon oder ein Argon enthaltendes Gasgemisch ist