CH636901A5

CH636901A5 - Procede de lubrification de substrats d'enregistrement et composition pour sa mise en oeuvre.

Info

Publication number: CH636901A5
Application number: CH862978A
Authority: CH
Inventors: Robert P Pardee
Original assignee: Ball Corp
Priority date: 1977-08-15
Filing date: 1978-08-14
Publication date: 1983-06-30
Also published as: SE7808513L; IT7850723A0; GB2002813B; IT1157156B; JPS5464265A; SE443369B; FR2400746B1; DE2835663A1; BE869731A; DE2835663C2; GB2002813A; FR2400746A1; CA1102781A; NL7808456A

Description

La présente invention concerne un procédé de lubrification de substrats d'enregistrement ainsi qu'une composition de lubrification destinée à la mise en œuvre du procédé. Les substrats d'enregistrement traités selon le procédé font également partie de l'invention. Ils ont un faible coefficient de frottement et sont résistants à l'usure, car ils portent un revêtement formé par cette composition. Lesdits substrats comprennent les enregistrements sonores et visuels tels que les phonogrammes et les disques phonographiques, les disques vidéo, etc.

L'importance de la lubrification des substrats sur lesquels des signaux ont été emmagasinés, et à partir desquels lesdits signaux peuvent être restitués par des moyens dynamiques, n'a généralement pas été perçue et, lorsqu'on a essayé de lubrifier de tels substrats, ils ne se sont pas révélés pleinement satisfaisants. En particulier, les substrats qui posent ce problème particulier comprennent les matières thermoplastiques synthétiques et naturelles ainsi que leurs combinaisons, et comprennent les résines, le shellac, l'acétate de poly-vinyle, le chlorure de polyvinyle, l'acétate de cellulose, le poly(mé-thacrylate de méthyle), le nitrate de cellulose, et leurs dérivés, ainsi que de nombreuses autres compositions que l'on met généralement sous la forme, à l'aide de différents moyens de moulage à la presse, de disques ou d'enregistrements phonographiques, ou bien sous la forme de structures thermoplastiques semblables comportant des contours de sillons pouvant être suivis par un organe de lecture et reproduisant, à partir de ces sillons, des signaux enregistrés monophoniques, stéréophoniques ou vidéo.

Comme on le sait généralement, une tête de lecture phonographique sert à transformer les variations présentées par les parois et/ou le fond des sillons d'un enregistrement phonographique en signaux électriques de telle sorte que les variations ou la forme ondulée des sillons déterminent la fréquence et l'amplitude des vibrations sonores. La tête de lecture comporte un style ou aiguille de lecture habituellement sous la forme d'un diamant ou d'un saphir, qui a généralement une pointe hémisphérique ou ellipsoïdale qui glisse ou s'enfonce dans le sillon du disque et se déplace sous l'effet des variations du profil dudit sillon. Le style est lui-même généralement fixé à un induit qui se déplace avec le style en induisant des variations d'un champ électrique ou magnétique sous l'effet du déplacement du style. Cela engendre un signal électrique représentatif de la forme du sillon, qui peut alors être amplifié et servir à alimenter des haut-parleurs. Ici encore, le style est amené à vibrer mécaniquement sous l'effet des variations d'amplitude et de fréquence des ondulations de la paroi du sillon du disque qui forment le signal enregistré.

Un style doit suivre plusieurs contours de sillons espacés régulièrement avec des signaux enregistrés à une fréquence de l'ordre de 15 à 20 000 Hz. En outre, avec l'apparition des dispositifs d'enregistrement à quatre canaux distincts ou dispositifs quadriphoniques, il faut qu'un style suive facilement le sillon avec les signaux enregistrés de façon à provoquer des vibrations dont la fréquence atteint jusqu'à 50000 Hz. A mesure que le style se déplace dans le sillon du disque, le style relativement dur abrase ou use la matière thermo-plastique relativement molle du disque qui forme le sillon. Il n'a jusqu'à présent été découvert aucune solution satisfaisante pour résoudre le problème de l'usure du disque due au glissement du style dans le contour du sillon de ces renregistrements.

La détérioration de la qualité du son fournie par les disques à mesure que le nombre d'auditions augmente, par usure de leurs sillons sous l'effet d'utilisations répétées, a pour résultat que les disques deviennent inutilisables et sont souvent jetés très rapidement. Un certain nombre de facteurs sont responsables de l'usure, y

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

636 901

compris l'usure générale par l'intermédiaire de mécanismes d'abrasion et d'adhésion, dans une mesure proportionnelle à la charge du style. Cette charge est représentée non seulement par le poids mort du style qui pèse sur le disque, lequel peut être compris entre environ 1 et 4 g, mais comporte aussi les forces d'inertie dynamique dues à la masse du style et à la fréquence des variations de direction du style à mesure qu'il suit les ondulations du sillon. Comme on le sait, une diminution du poids mort et de la masse du style diminue la vitesse d'usure du sillon, mais il n'est pas possible de supprimer totalement l'usure et la perte de fidélité de reproduction qui en résulte. En tout cas, la plupart des tentatives antérieures faisant appel à des agents de nettoyage des disques ou à de prétendus lubrifiants n'ont eu d'autres résultats que de nettoyer le disque ou de déposer des pellicules chimiques sur les disques, sans être couronnées de succès, car ces produits réduisent généralement la fidélité du disque en raison de l'usure rapide du sillon dans le cas du nettoyage ou en raison de l'amortissement hydrodynamique de l'avance du style dans le cas du dépôt de substances huileuses. En outre, on observe souvent, lorsqu'on utilise ces produits, que le niveau de bruit augmente, en raison surtout de la poussière emprisonnée, ainsi que de la formation d'un dépôt collant sur le style. Par ailleurs, il a été observé que les tentatives d'utilisation de lubrifiants solides en poudre tels que le graphite, le bisulfure de molybdène et les produits similaires présentent plusieurs inconvénients, car non seulement elles réduisent la fidélité, mais aussi elles augmentent le bruit sous l'effet d'une interaction des particules avec les sillons du disque.

En général, différentes silicones et cires d'hydrocarbures ainsi que certaines compositions télomères fluorées ont été utilisées comme lubrifiants dans diverses applications. Un exemple déjà connu est un produit résultant de la télomérisation de l'éthylène avec du trichlorotrifluoréthane permettant d'obtenir des produits de poids moléculaire relativement élevé. Pour obtenir une sorte de cire, il faut qu'un second télogène actif intervienne dans le processus de télomérisation. En général, ces télogènes actifs sont des composés hydrogénés comprenant des hydrocarbures tertiaires, des alcools ali-phatiques, des composés du soufre divalent, des aminés tertiaires ali-phatiques, des éthers aliphatiques, des composés carbonylés et des phosphites de dialkyle. Etant donné que ces télogènes actifs contiennent de l'hydrogène, les télomères résultants contiennent des proportions appréciables d'hydrogène, par exemple de 0,05 à 2% en poids.

Un autre exemple antérieur est celui de compositions qui ne contiennent pas d'hydrogène et ont un bas point de fusion. En effet, ces compositions dérivent des produits obtenus par télomérisation du tétrafluoréthylène avec certains haloalcanes. En fait, ces compositions sont préparées par chloruration ou fluoruration de certaines fractions de mélanges d'iodure de télomère permettant de remplacer l'iode par du chlore ou du fluor. L'utilité de ces compositions réside dans leur application comme lubrifiant sec général, pour le traitement protecteur des surfaces, comme agents lipofuges et hydrofuges, et comme compositions de démoulage et antiadhérence.

L'état de la technique comprend un procédé permettant de rénover, de resurfacer et de préserver un disque phonographique en revêtant le disque d'une composition composée essentiellement d'un polymère acrylique, d'une émulsion de polyéthylène, d'un détergent, d'un éther et d'eau, à brosser les sillons du disque avec une brosse enduite de la composition, à enlever l'excès éventuel de composition, à sécher et à faire jouer le disque phonographique.

L'état de la technique comprend également un procédé, une composition et un article permettant d'améliorer la lubrification et la résistance à l'abrasion, et d'abaisser le coefficient de frottement de substrats tels que les films photographiques, les surfaces magnétiques et autres éléments d'enregistrement, en appliquant sur ces substrats une solution comprenant un télomère de tétrafluoréthylène et un copolymère de chlorure de vinyle et de trifluorochloréthylène dans un solvant volatil, à sécher et à enlever l'excès de solution, ainsi que les substrats lubrifiés de cette façon. Il a été montré, en effet, que l'association d'un lubrifiant, à savoir le télomère de tétrafluoréthylène, et d'un produit non lubrifiant, à savoir le copolymère de trifluorochloréthylène et de chlorure de vinyle, permet d'obtenir un coefficient de frottement inférieur à celui du lubrifiant lui-même.

La présente invention permet d'appliquer un revêtement lubrifiant résistant à l'usure sur les disques phonographiques et les produits similaires, au moyen d'une solution comprenant essentiellement un ester lubrifiant, un agent antistatique et un solvant volatil approprié. On peut facilement appliquer la composition sur un nombre quelconque de substrats thermoplastiques généralement utilisés dans le domaine des disques ou des phonogrammes, sur lesquels les signaux sont enregistrés sous la forme d'ondulations ou de sillons, de façon à obtenir un revêtement brillant qui favorise une augmentation marquée de ses propriétés de lubrification.

Selon la présente invention, on applique une composition capable de donner à différents substrats, y compris un disque phonographique, un faible coefficient de frottement, ladite composition comprenant de 0,001 à 3,000% en poids d'un ester fluoralrylique d'un acide aliphatique carboxylique en C3 à C30, un agent antistatique choisi dans le groupe comprenant les aminés, les composés gras d'ammonium quaternaire, les esters d'acides gras, les phosphates organiques et les composés éthoxylés, et de 97,00 à 99,999% en poids d'un solvant volatil, puis on élimine le solvant.

Les esters lubrifiants selon la forme de réalisation préférée qui sera décrite ci-après sont solubles dans le solvant et, pour la plupart, n'existent pas dans la composition selon l'invention sous la forme de particules ou sous la forme de suspensions colloïdales. En effet, la composition selon la présente invention est généralement une solution sensiblement homogène, c'est-à-dire qu'elle présente une composition uniforme dans l'ensemble de son volume.

Le terme de substrat tel qu'il est utilisé ici englobe différentes surfaces d'articles pouvant être traités par les compositions selon l'invention, et désigne les substrats de matières plastiques, les substrats métalliques, les combinaisons de substrats de matières plastiques et métalliques, et en particulier les éléments de reproduction de son ou d'image en matières thermoplastiques synthétiques, naturelles ou combinées, comprenant les résines, le shellac, les esters poly-vinyliques tels que l'acétate de polyvinyle, le polyvinylbenzène, le chlorure de polyvinyle, l'acétate de cellulose, le poly(méthacrylate de méthyle), le butyrate de cellulose, le nitrate de cellulose, leurs dérivés, ainsi que leurs copolymères et leurs mélanges. En particulier, le terme de substrats comprend les surfaces qui sont faites de nombreuses compositions qui sont généralement mises, à l'aide de différents moyens de moulage à la presse, sous la forme d'enregistrements ou de disques phonographiques, ainsi que des structures thermoplastiques semblables portant des contours de sillons pouvant être suivis par un organe de lecture et qui, lorsqu'on les utilise conjointement à certains moyens dynamiques tels que les styles, sont capables de suivre lesdits contours et de reproduire, à partir de ces derniers, des signaux enregistrés monophoniques, stéréophoniques et vidéo.

Les compositions selon la présente invention, qui donnent à un substrat donné un faible coefficient de frottement, comprennent donc un ester lubrifiant dérivant d'un alcool aliphatique par fluora-tion. En général, les esters fluoralkyliques peuvent être les esters d'un acide monocarboxylique, c'est-à-dire les monoesters fluoralkyliques; les esters d'un acide dicarboxylique, c'est-à-dire les diesters fluoralkyliques; les esters d'un acide tricarboxylique, c'est-à-dire les triesters fluoralkyliques, et les esters d'un acide tétracar-boxylique, c'est-à-dire les tétraesters fluoralkyliques. Ici, les esters fluoralkyliques sont des composés dérivés des acides carboxyliques par remplacement de l'atome d'hydrogène ionisable par un radical fluoralkyle.

La partie fluoralkyle de la molécule est sa fraction alcool et a généralement d'environ 2 à environ 20 atomes de carbone. Les esters fluoralkyliques d'acide monocarboxylique préférés sont l'acétate de fluoralkyle, le laurate de fluoralkyle et le stéarate de fluoralkyle; les esters fluoralkyliques d'acide dicarboxylique préférés sont le malo-nate de fluoralkyle et l'azélate de fluoralkyle, et l'ester fluoralkylique d'acide tricarboxylique préféré est le citrate de fluoralkyle. On peut

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

636 901

4

facilement préparer ces esters fluoralkyliques par des techniques chimiques classiques. En général, on peut préparer les monoesters fluoralkyliques par condensation de fluoralcools avec des acides monocarboxyliques aliphatiques. En outre, on peut facilement préparer des polyesters fluoralkyliques par réaction de fluoralcools avec des acides polycarboxyliques, du type aliphatique ou du type aromatique. On prépare aussi facilement des esters mixtes, par exemple ceux qui sont formés à partir des produits de condensation de l'anhydride pyromellitique avec un mélange de fluoralcools.

Les esters mentionnés ci-dessus englobent les esters des alcools à atomes de fluor terminaux, dans lesquels un pont contenant un groupement alkylène est interposé entre la partie totalement fluorée et la liaison ester. Il va de soi que l'alcool fluoré peut avoir aussi bien une chaîne ramifiée qu'une chaîne droite.

En particulier, on peut facilement préparer les esters fluoralkyliques utilisés dans la composition selon la présente invention à partir des alcools aliphatiques perfluoralkyliques (c'est-à-dire les al-canols 2-perfluoralkyliques) de formule CnF2n+i (CH2)mOH, dans laquelle n est un nombre d'environ 3 à 14 et m est un nombre de 1 à 3, et de l'acide carboxylique correspondant, par des modes opératoires connus dans la technique. Par exemple, on peut facilement procéder à la réaction d'estérification en utilisant l'acide paratoluène-sulfonique ou l'acide sulfurique comme catalyseur, l'alcool et l'acide carboxylique étant en solution dans le benzène, et en chauffant ces ingrédients, en éliminant l'eau de réaction par codistillation avec le benzène, et en éliminant ensuite le résidu éventuel par distillation pour isoler les esters donnés. On peut préparer les perfluoralkyl-éthanols par hydrolyse des sulfates acides de fluoralkyle que l'on obtient eux-mêmes par réaction des iodures de perfluoralkyléthyle avec de l'oléum. D'autre part, on peut préparer les iodures de perfluoralkyléthyle par des réactions connues de l'iodure de perfluoralkyle avec l'éthylène, ainsi que par des réactions de télomérisation connues. On peut faire appel à des techniques de séparation classiques pour isoler les fractions choisies; par exemple, on peut séparer par distillation les iodures correspondants dont la fraction perfluoralkyle a entre 6 et 14 atomes de carbone.

Les esters fluoralkyliques peuvent généralement être des mélanges que l'on peut éventuellement, si on le désire, raffiner encore par distillation fractionnée ou par Chromatographie. Néanmoins, ces esters peuvent couvrir une gamme assez large; par exemple, un ester fluoralkylique commun tel que le malonate de fluoralkyle peut généralement être un mélange d'esters dont environ 70 à 80% sont constitués par l'ester perfluorohexylique et l'ester perfluoroheptylique, l'ester perfluorobutylique et les esters inférieurs, à raison de moins de 5% environ, et l'ester perfluorodécylique et les esters supérieurs formant le reste du mélange.

Les acides carboxyliques aliphatiques qui forment la partie acide des esters lubrifiants mentionnés ci-dessus comportent de 3 à 30 atomes de carbone. La fraction acide carboxylique aliphatique de l'ester peut soit être saturée, soit contenir des doubles liaisons, par exemple des liaisons éthyléniques. Des acides carboxyliques représentatifs sont les acides gras, saturés ou insaturés, et comprennent les acides acétique, malonique, butyrique, isovalérique, azélaïque, caproïque, caprylique, caprique, laurique, myristique, palmitique, palmitolique, stéarique, oléique, ricinoléique, vaccénique, linoléique, linolénique, éléostéarique, licanique, parinarique, arachidique, gado-léique, arachidonique, béhénique, cétoléique, érucique, lignocérique, sélacholéique et cérotique, les acides laurique, malonique, azélaïque, stéarique, citrique, oléique et palmitique ayant la préférence.

Dans les compositions décrites ici, on peut inclure certains télomères à bas poids moléculaire d'hydrocarbures fluorés, et notamment des télomères du tétrafluoréthylène. Tel qu'il est utilisé ici, le terme de télomères englobe les homotélomères et les cotélomères, le terme de télomérisation englobe l'homotélomérisation et la cotélo-mcrisation, et le terme de télomères à bas poids moléculaire désigne des télomères dont le poids moléculaire moyen maximal est de 3700 environ.

Un groupe de télomères préférés peut être représenté par la formule développée générale ci-dessous:

R-(CF2CF2)aX (III)

dans laquelle R est un radical haloalkyle contenant de 1 à 4 atomes de carbone, X est choisi dans le groupe comprenant le chlore, l'iode et le fluor, et a est un nombre entier d'environ 6 à environ 16. Une composition préférée selon la présente invention est une composition dans laquelle X est le chlore ou le fluor et le radical R est un groupement ayant la formule développée ci-dessous:

R.

I

R2-C-I

F

dans laquelle Ri et R2 représentent chacun indépendamment un radical perfluoralkyle ou monochloroperfluoralkyle dont chaque fraction alkyle a de 1 à 4 atomes de carbone. Ce télomère de tétrafluoréthylène est disponible dans le commerce sous le nom commercial MP-51. En général, ces télomères sont des télomères complètement halogénés, car ils ne contiennent pas d'hydrogène, et ils ont un poids moléculaire qui s'échelonne entre 800 environ et 1800 environ.

D'autres groupes de télomères apparentés et préférés sont ceux qui ont la formule ci-dessous:

R'(CF2 —CF2)bY (IV)

dans laquelle R' est une fraction hydrogénée d'un télogène, ledit té-logène étant choisi dans le groupe composé des hydrocarbures tertiaires, des alcools aliphatiques, des composés du soufre divalent, des aminés tertiaires aliphatiques, des éthers aliphatiques, des composés carbonylés aliphatiques, des dialkylamides et des phosphites de dialkyle, et Y est un atome de chlore ou un radical chlorofluor-alkyle dont la partie alkyle a 1 ou 2 atomes de carbone, et b est un nombre entier d'environ 3 à environ 50. En général, ces télomères de tétrafluoréthylène, à la différence des télomères susmentionnés, contiennent de l'hydrogène, par exemple de 0,05 à 2% en poids d'hydrogène.

Les télomères de tétrafluoréthylène qui contiennent de l'hydrogène sont disponibles sous la marque Vydax AR. Ces télomères ont un poids moléculaire moyen maximal de 3700 environ, une densité de 2,16 environ, un point de fusion de 300° C, et sont généralement fournis à diverses concentrations, y compris une suspension à 20% de matières solides dans du trichlorotrifluoréthane.

Il s'est révélé possible de séparer du Vydax AR une fraction de poids moléculaire un peu moindre, par les procédés classiques d'extraction, de décantation, de filtration ou de centrifugation. Par de tels procédés, on obtient une fraction choisie dans laquelle, dans la formule développée IV susmentionnée, b a une valeur d'environ 3 à environ 8. En général, l'absence de trouble ou la clarté de la solution est une bonne indication d'une telle fraction choisie. Le poids moléculaire moyen de cette fraction inférieure est compris entre environ 400 et 900, cette fraction étant aisément soluble dans les solvants organiques décrits ici. Le point de fusion de cette fraction est généralement inférieur à 120° C.

Pour les télomères qui contiennent de l'hydrogène, par exemple le Vydax AR, il a été constaté, pour certaines formes de réalisation préférées, que l'emploi de la fraction à poids moléculaire plus bas, c'est-à-dire de la fraction dont le poids moléculaire est inférieur à 900 environ, permet d'obtenir des propriétés favorables pour certains usages finals qui sont décrits ici. C'est ainsi que, au cours de l'avance du style sur un enregistrement stéréophonique ou quadri-phonique revêtu d'une composition selon la présente invention, on n'observe aucune usure importante par dépôt de particules sur le style, par rapport à un enregistrement non traité. En outre, il n'y a pas d'obturation ou d'interaction réelle des ondulations du sillon, même en une seule alternance, avec un disque pour les fréquences atteignant jusqu'à 45 000 Hz, qui peut n'occuper pas plus d'environ 0,02 mm linéaire le long du sillon de l'enregistrement.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

636 901

En général, la concentration de l'additif télomère susmentionné peut varier dans des limites relativement larges, mais un intervalle d'environ 2,0% en poids à environ 0,001% en poids du poids total de la composition s'est révélé le plus efficace. En pratique, une concentration comprise entre environ 0,15 et environ 0,005% en poids 5 s'est révélée satisfaisante pour traiter les enregistrements phonographiques.

Il a été noté au cours des recherches que certains esters lubrifiants présentent en fait la propriété de réduire efficacement la charge statique sur un substrat sans incorporation d'un agent antis- io tatique distinct en tant que tel. Toutefois, on utilise un agent antistatique pour rendre les compositions selon l'invention plus efficaces du point de vue pratique, car de telles compositions dans lesquelles ledit agent est incorporé suppriment ou réduisent sensiblement la charge électrostatique sur les surfaces des enregistrements phonographiques 15 sur lesquelles ces compositions sont appliquées, en réduisant ainsi les forces d'attraction qui provoquent la migration des poussières et des autres particules étrangères indésirables vers la surface du disque. La charge électrostatique peut avoir plusieurs causes, mais on l'observe tout particulièrement au moment où l'on retire un disque de sa chemise protectrice, quand on essuie sa surface avec un chiffon ou 20 une brosse ou qu'on touche ou frotte d'une autre manière la surface du disque. Les aminés tertiaires, y compris les dialcanolamines, sont représentatives d'un groupe d'agents antistatiques préférés qui se sont révélés très efficaces dans les compositions selon l'invention. Ces aminés se sont révélées compatibles quant à leur solubilité dans 25 les solvants décrits ici.

Les dialcanolamines particulières qui se sont révélées très bien convenir pour la composition décrite ici peuvent être représentées par la formule développée générale ci-dessous:

hoch2ch2nch2ch2oh 30

Alcools isopropanol isobutanol

R"

dans laquelle R" est un radical alkyle ayant d'environ 4 à environ 20 atomes de carbone. Ces dialcanolamines ont un poids moléculaire d'environ 150 à environ 400. Sont représentatives de ces dialcanolamines la N,N-bis-(2-hydroxyéthyl)dodécylamine, la N,N-bis-(2-hydroxyéthyl)tétradécylamine et la N,N-bis-(2-hydroxyéthyl)-tétradécylamine. On peut facilement préparer ces dialcanolamines par des techniques chimiques classiques faisant partie de l'état de la technique.

On peut aisément incorporer d'autres agents antistatiques convenables et préférés, si on le désire, aux compositions selon l'invention. Ces agents doivent être solubles dans le solvant utilisé. C'est ainsi que d'autres agents antistatiques comprennent des composés gras d'ammonium quaternaire, des esters d'acides gras, des phosphates organiques et des composés éthoxylés. Les composés éthoxylés comprennent des compositions comme les polyéthylèneglycols ainsi que les triglycérides éthoxylés, le sorbitol éthoxylé, etc. La concentration de l'agent antistatique peut varier dans de larges limites dans la mesure où elle permet de réduire ou de supprimer la charge électrostatique. Une concentration d'environ 1,0 à environ 0,001% du poids de la composition totale s'est révélée la plus efficace.

Les solvants utilisés avec les compositions selon la présente invention comprennent les solvants organiques ainsi que l'eau. Certains solvants sont utiles, pourvu qu'il n'y ait pas d'effet néfaste sur le substrat, mais le trichlorotrifluoréthane est tout particulièrement indiqué en raison de son pouvoir de dissolution des matières organiques, de sa grande volatilité, et de son absence essentielle d'effet physique ou chimique sur le substrat. Le trichlorotrifluoréthane peut être l'un ou l'autre de ses isomères, c'est-à-dire le 1,1,1-trichloro-2,2,2-trifluorêthane ou le l,l,2-trichloro-l,2,2-trifluoréthane.

D'autres solvants utilisables, que ce soit isolément ou en associations miscibles, comprennent les suivants:

Alcools méthanol éthanol n-propanol

Cétones acétone méthyléthylcétone méthylpropylcétone

Esters acétate d'éthyle acétate de propyle acétate d'isopropyle

35

Cétones méthylisopropylcétone méthylisobutylcétone diéthylcétone

éthylpropylcétone

éthylisopropylcétone

Esters acétate de butyle

Hydrocarbures halogênês tétrachlorure de carbone chloroforme toluène chlorure de méthylène xylène méthylchloroforme pentane tétrachloréthylène hexane trichloréthylène heptane dichloréthane octane dichloréthylène perfluorodiméthylcyclobutane benzotrifluoride

Hydrocarbures Ethers benzène éther isopropylique

éther diéthylique dioxanne

Le pouvoir pénétrant, ou coefficient de pénétration, d'un solvant donné est important pour qu'on puisse obtenir la répartition appropriée et efficace du lubrifiant, surtout dans les fins sillons et les petites fissures d'un enregistrement, d'un support ou d'un substrat phonographique, ou d'un produit similaire, portant des impressions dynamiques. Par exemple, les sillons des disques sont généralement très rapprochés, les fissures en forme de U ayant une ouverture d'environ 7,6 |i, avec un rayon de fond qui est souvent égal ou inférieur à 5,1 n- Pour parvenir à l'intérieur des sillons du disque, le solvant lui-même doit obligatoirement avoir un fort pouvoir pénétrant, propriété qui dépend apparemment d'un certain nombre de facteurs, y compris la tension superficielle, la viscosité, la volatilité, etc. Apparemment, les solvants qui se sont révélés les plus efficaces pour cela sont ceux dont la tension superficielle est inférieure à environ 20 dyn/cm (à 20° C). C'est pour cette raison que le trichlorotrifluoréthane est un solvant indiqué.

Une composition préférée selon la présente invention se compose d'un ester lubrifiant, d'un solvant organique et d'un agent antistatique qui est de préférence une amine tertiaire telle que définie ci-dessus.

On peut procéder à la lubrification des substrats selon la présente invention en appliquant sur un substrat donné la composition décrite ici, en en faisant évaporer le solvant et en frottant légèrement, le cas échéant, le substrat ainsi revêtu, de façon à obtenir un revêtement transparent. On peut procéder à l'application de la composition par de nombreux moyens, comprenant la pulvérisation, le trempage, le brossage, l'essuyage, le coulage et le raclage. Dans la plupart des cas, la pulvérisation et l'essuyage sont préférables, en raison de la couverture complète et uniforme qu'ils permettent.

On peut ajouter à la composition selon la présente invention de petites quantités de différents composants classiques comprenant les antioxydants, les pigments, les durcisseurs, les charges, les liants, les parfums, les colorants, etc., si besoin est, et dans la mesure où ces ingrédients sont solubles ou dispersibles dans le solvant et n'affectent pas les résultats procurés par les compositions selon l'invention.

Les esters lubrifiants selon l'invention sont solubles dans les solvants susmentionnés et, pour la plupart, n'existent pas dans les compositions décrites ici sous la forme de particules ou sous la forme de suspensions colloïdales. En effet, les compositions selon la présente invention sont généralement des solutions essentiellement transparentes et homogènes, c'est-à-dire que chacune présente une composition uniforme dans tout son volume sans aucun trouble.

Les esters lubrifiants sont utilisés dans des proportions allant de 3,0 à 0,001% du poids total de la solution, de préférence de 0,2 à 0,01 % en poids, et plus particulièrement de 0,1 à 0,03% en poids. On obtient l'article traité résultant, qui fait également partie de l'invention, en appliquant la composition sur sa surface et en éliminant son véhicule, de manière que soit déposé sur l'article un revêtement de l'ester à raison de 0,3 à 3 |ig/cm2.

636 901

6

On peut procéder au traitement des différents substrats en appliquant les compositions décrites ci-dessus, et en faisant évaporer le solvant de façon à former un revêtement ou une pellicule qui comprend un ester. En pratique, une concentration comprise entre 0,1 et 0,03% en poids s'est révélée satisfaisante pour traiter les disques phonographiques. En outre, il s'est révélé intéressant de frotter ou polir après le traitement, pour donner un bon lustre à la surface exposée du disque.

On va donner ci-dessous des exemples préférés de la composition lubrifiante selon l'invention, ainsi que de sa méthode d'utilisation.

Exemple 1

On a préparé une solution comprenant 99,96% en poids de trichlorotrifluoréthane (Freon TF) et 0,04% en poids de citrate de perfluoralkyle (ce triester est disponible sous la marque Zonyl TBC chez la firme E.I. Du Pont de Nemours & Co., Wilmington, Delaware, U.S.A.), sa fraction perfluoralkyle ayant en moyenne 7 ou 8 atomes de carbone. Il s'est formé une solution homogène limpide que l'on a pulvérisée sur un disque phonographique d'essai propre (disque d'essai N° 12-5-98 de la National Association of Broad-casters, NAB), on a laissé s'évaporer le trichlorotrifluoréthane, et on a légèrement frotté la surface du disque pour y laisser subsister une fine couche dudit ester.

On a procédé à la mesure du coefficient de frottement style-sillon sur ce disque phonographique pendant et après le traitement décrit, en mesurant la variation de la vitesse de décélération du disque phonographique tournant librement sur un plateau de tourne-disques, cette variation de décélération étant provoquée par le contact du style du bras de lecture avec le sillon du disque. On transforme cette variation de décélération en coefficient de frottement style-sillon en utilisant la formule suivante:

f_ It (At—Ab) sin 45°

SR

dans laquelle f est le coefficient de frottement;

It est le moment d'inertie de l'ensemble du système tournant;

At est la décélération angulaire totale provoquée par le style et par les pivots du plateau;

Ab est la décélération angulaire provoquée par les seuls pivots du plateau;

s S est la force exercée par le style sur le disque, et

R est le rayon médian du disque au niveau du sillon dans lequel le style se déplace.

En utilisant la formule ci-dessus, on a constaté que le coefficient de frottement avant revêtement avec la composition de citrate sus-io mentionnée était égal à 0,35, et que, après application de ladite composition, ce coefficient de frottement était ramené à 0,18.

On a préparé une autre composition comme ci-dessus, à ceci près que l'on a utilisé 0,04% en poids de stéarate de fluoralkyle à la place du citrate susmentionné, ce monoester étant vendu par la firme E.I. 15 Du Pont de Nemours & Co. susmentionnée. La fraction perfluoralkyle dudit monoester avait en moyenne 7 ou 8 atomes de carbone. Le coefficient de frottement du disque non traité était égal à 0,33, tandis que celui du disque traité par le stéarate de fluoralkyle était égal à 0,11.

20

Exemple 2

On a procédé à des essais d'usure accélérée de disques phonographiques sur des disques d'essai de la NAB que l'on avait traités par des compositions décrites ici. On a comparé les résultats obtenus 25 avec des disques nettoyés et traités aux résultats de l'essai d'usure mené sur un disque d'essai nettoyé qui n'avait pas été traité conformément à la présente invention. On a établi une échelle graduée allant d'une cotation de 0 pour un état d'aspect propre et neuf à une cotation de 100 pour une surface très recouverte de débris d'usure. 30 Pour l'essai, on a utilisé un plateau de tourne-disques automatique de type normal tournant à 33 'A tr/min, le style du bras de lecture étant réglé à une charge de 9,5 g sur la surface du disque. On a utilisé cette forte charge de style pour accélérer le processus d'usure et obtenir ainsi une meilleure discrimination entre les traitements des 35 disques. On a appliqué différentes compositions selon la présente invention sur les surfaces des disques, conformément aux modes opératoires décrits dans l'exemple 1. Des résultats des essais après 125 à 127 cycles d'audition sont présentés dans le tableau ci-dessous:

Identification du disque d'essai phonographique

Composition de la solution de traitement du disque: trichlorotrifluoréthane plus les produits suivants (% en poids)

Aspect de la surface du disque à la fin de l'essai, et cotation relative

A

0,04% en poids de citrate de fluoralkyle (la partie perfluoralkyle a en moyenne 7 ou 8 atomes de carbone)

Surface relativement propre; fines particules d'usure dispersées; cotation =15

B

0,04% en poids de stéarate de fluoralkyle (la partie fluoralkyle a en moyenne 7 ou 8 atomes de carbone)

Très propre; très fines particules dispersées; cotation = 7

C

Disque témoin (disque nettoyé avec un détergent doux)

Surface recouverte de très nombreuses particules de débris d'usure de différentes dimensions; cotation = 100

Les exemples ci-dessus montrent que les compositions selon la présente invention permettent d'éviter l'usure des sillons d'un disque phonographique, car les résultats des essais ci-dessus indiquent que les compositions décrites ici ralentissent de manière importante l'usure sur un grand nombre d'auditions réelles.

Exemple 3

On a préparé une solution comprenant 99,96% en poids de trichlorotrifluoréthane (Freon TF) et 0,04% en poids de malonate de perfluoralkyle, dont la partie perfluoralkyle avait en moyenne 7 ou 8 atomes de carbone. Il s'est formé une solution limpide et homogène que l'on a pulvérisée sur un disque d'essai phonographique propre (disque d'essai N° 12-5-98 de la National Association of Broadcasters, NAB), on a laissé s'évaporer le trichlorotrifluoréthane, et on a légèrement frotté la surface du disque pour y laisser subsister une fine couche de diester.

On a procédé à la mesure du coefficient de frottement style-sillon conformément à l'exemple 1. Le coefficient de frottement style-sillon déterminé sur le disque traité était égal à 0,18. En comparaison, le coefficient de frottement déterminé sur les disques NAB non traités était en moyenne de 0,32 environ.

On a également procédé à l'essai d'usure accélérée sur le disque conformément à l'exemple 2, et on a obtenu un disque ayant un aspect superficiel très propre indiquant une très faible usure, en donnant une cotation relative de 1,0.

60

7

636901

Exemple 4

On a préparé une solution comprenant 99,97% en poids d'alcool dénaturé (90% d'alcool éthylique, 5% d'alcool méthylique et 5%

d'eau) et 0,03% en poids de monostéarate de polyoxyéthylèneglycol, le poids moléculaire de la partie polyoxyéthylèneglycol étant de 400 5 environ. Il s'est formé une solution limpide que l'on a pulvérisée sur un disque d'essai phonographique de la National Association of Broadcasters (NAB), on a laissé l'alcool s'évaporer, et on a frotté légèrement la surface du disque pour y laisser subsister une fine couche dudit monoester. On a ensuite fait jouer le disque et on l'a 10 comparé à un disque non traité pour déterminer les variations éventuelles du bruit de surface. Pour cela, on a injecté dans un oscilloscope à affichage le signal provenant du style, suivant le sillon du disque avec une charge de 1 g. Au cours des premières auditions, le disque revêtu a présenté un bruit de surface nettement moindre IS qu'un disque non revêtu; et progressivement, au cours de quelque 120 auditions, le niveau du bruit de fond ou de surface du disque revêtu a fini par atteindre le niveau de bruit que le disque non traité présentait dès la première audition.

20

Exemple 5

On a préparé une solution comprenant environ 99,02% en poids d'alcool dénaturé (90% d'alcool éthylique, 5% d'alcool méthylique et 5% d'eau), environ 0,05% en poids de monostéarate de polyoxy- 25 éthylèneglycol, et environ 0,03% en poids d'alkyldiéthanolamine. Le poids moléculaire de la partie polyoxyéthylèneglycol du stéarate

était de 400 environ, et la partie alkyle de l'alkyldiéthanolamine avait de 12 à 14 atomes de carbone. Il s'est formé une solution limpide que l'on a pulvérisée sur un disque d'essai NAB, on a laissé l'alcool s'évaporer, et on a légèrement frotté la surface du disque. On a procédé à l'essai d'usure accélérée tel qu'il est décrit dans l'exemple 2 sur le disque traité et on a constaté que le disque avait une surface très propre indiquant une très faible usure, donnant une cotation relative de 2,0.

Exemple 6:

On a procédé à une autre série d'essais d'usure accélérée sur des disques d'essais NAB que l'on avait traités par les compositions décrites ci-après. On a comparé les résultats obtenus avec des disques nettoyés et traités aux résultats de l'essai d'usure mené sur un disque d'essai nettoyé que l'on n'avait pas traité conformément à la présente invention. On a établi une échelle graduée allant d'une cotation de 0 pour un état d'aspect neuf et propre à une cotation de 100 pour une surface couverte de très nombreux débris d'usure. Dans cet essai, on a utilisé un plateau de tourne-disques automatique de type normal tournant à 33 Vî tr/min, le style du bras de lecture étant réglé à une charge de 9,5 g sur la surface du disque. On a utilisé cette forte charge de style afin d'accélérer le processus d'usure et d'obtenir ainsi une meilleure discrimination entre les traitements des disques. On a appliqué sur les surfaces des disques différentes compositions selon la présente invention, conformément aux modes opératoires décrits dans l'exemple 1. Les résultats des essais, après 125 à 127 cycles d'audition, sont présentés dans le tableau ci-dessous:

Identification du disque d'essai phonographique

Aspect de la surface du disque à la fin de l'essai, et cotation relative

A

1,0% de concentré de télomère de tétrafluoréthylène (20% de matières solides) Vydax AR (décanté), plus 0,02% de monolaurate de polyéthylèneglycol (le poids moléculaire de la partie polyéthylèneglycol était de 600 environ)

Surface très propre; petit nombre de fines particules d'usure; cotation = 3

B

0,03% de monolaurate de polyéthylèneglycol (le poids moléculaire de la partie polyéthylèneglycol était de 600 environ)

Surface très propre; quelques fines particules d'usure; cotation = 2

C

0,06% de stéarate de fluoralkyle (la partie perfluoralkyle avait en moyenne 7 ou 8 atomes de carbone) plus 0,04% de monolaurate de polyéthylèneglycol (le poids moléculaire de la partie polyéthylèneglycol était de 600 environ)

Surface très propre; quelques fines particules d'usure; cotation = 3

D

Disque témoin (disque nettoyé avec un détergent doux)

Surface couverte d'un très grand nombre de particules de débris d'usure de différentes grosseurs; cotation =100

Les exemples ci-dessus montrent que les compositions selon la présente invention permettent d'éviter l'usure des sillons des disques phonographiques, car ces compositions ont démontré qu'elles ralentissaient nettement l'usure sur un grand nombre d'auditions réelles.

R

Claims

636 901

2

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement d'une surface d'un moyen d'enregistrement pour la lubrifier et la rendre résistante à l'usure, caractérisé en ce qu'il consiste à traiter cette surface par une solution comprenant de 0,001 à 3,000% en poids d'une composition soluble contenant un ester carboxylique dérivé d'un alcool fluoralkylique et d'un acide ali-phatique carboxylique comportant de 3 à 30 atomes de carbone choisi dans le groupe composé des acides monocarboxyliques et des acides polycarboxyliques, un agent antistatique choisi dans le groupe composé des aminés, des composés gras d'ammonium quaternaire, des esters d'acides gras, des phosphates organiques et des composés éthoxylés, et de 97,0 à 99,999% en poids d'un solvant volatil, et à en éliminer le solvant.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ester est un ester fluoralkylique choisi dans le groupe composé des monoesters fluoralkyliques, des diesters fluoralkyliques, des triesters fluor-alkyliques et des tétraesters fluoralkyliques.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les aminés sont des dialcanolamines.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le solvant est un hydrocarbure halogéné.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on élimine le solvant en frottant la surface avec un objet mobile.
6. Composition pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de 0,001 à 3,000% en poids d'une composition soluble contenant un ester carboxylique dérivé d'un alcool fluoralkylique et d'un acide aliphatique carboxylique comportant de 3 à 30 atomes de carbone choisi dans le groupe composé des acides monocarboxyliques et des acides poly-carboxylliques, un agent antistatique choisi dans le groupe composé des aminés, des composés gras d'ammonium quaternaire, des esters d'acides gras, des phosphates organiques et des composés éthoxylés, et de 97,0 à 99,999% en poids d'un solvant volatil.
7. Composition selon la revendication 6, caractérisée en ce que les aminés sont des dialcanolamines et le solvant est un hydrocarbure halogéné.
8. Composition selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend de 0,01 à 0,20% en poids de ladite composition soluble, dans laquelle ledit acide est choisi dans le groupe composé des acides monocarboxyliques et des acides polycarboxyliques, et de 99,80 à 99,99% en poids d'un solvant volatil.
9. Composition selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'ester est un ester fluoralkylique choisi dans le groupe composé des monoesters fluoralkyliques, des diesters fluoralkyliques, des triesters fluoralkyliques et des tétraesters fluoralkyliques, et en ce que le solvant est un hydrocarbure halogéné.
10. Composition selon l'une des revendications 6 ou 8, caractérisée en ce que le solvant est choisi dans le groupe composé des alcools, des cétones, des esters, de l'eau, des hydrocarbures halogé-nés, des hydrocarbures et de leurs mélanges.
11. Composition selon l'une des revendications 6, 8, 9 ou 10, caractérisée en ce que les aminés sont des dialcanolamines.
12. Moyen d'enregistrement obtenu par le procédé selon la revendication 1, sur la surface duquel est déposée une composition comprenant un carboxylate organique dérivé d'un alcool fluoralkylique et d'un acide aliphatique carboxylique comportant de 3 à 30 atomes de carbone choisi dans le groupe composé des acides monocarboxyliques et des acides polycarboxyliques et un agent antistatique choisi dans le groupe composé des aminés, des composés d'ammonium quaternaire de la série grasse, des esters d'acide gras, des phosphates organiques et des composés éthoxylés.
13. Moyen d'enregistrement selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'ester est un ester fluoralkylique choisi dans le groupe composé des monoesters fluoralkyliques, des diesters fluoralkyliques, des triesters fluoralkyliques et des tétraesters fluoralkyliques.
14. Moyen d'enregistrement selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce qu'il consiste en un disque phonographique sur la surface duquel est déposée ladite composition.