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Schallplatte Die Erfindung betrifft einte Schallplatte aus Polystyrolmas-sen
mit Zusätzen von Füllstoffen, deren Teilchengröße höchstens 10 #x beträgt, Formgleitmitteln,
Wachs und Pigmenten.
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Es. ist bekannt, der Schallplatten-Kunststoffmasse verschiedene Füllmittel
zuzufügen, wodurch die-Eigenschaften der Platte verbessert werden: Als derartiges
Füllmittel wurde insbesondere amorpher Kohlenstoff, z. B. Ruß oder natürliche pulvrige
Minerale wie Tonarten, verwendet, der eine Teilchengröße von etwa 10 #t aufweist
und in Mengen bis zu 2,5% der Schallplattenanasse zugefügt wurde.
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Ferner sind auch Schallp.lattenmas-,sen aus Vinylharz bekannt, die
Cellulose, sehr feine Teilchen aus Chromoxyd oder andere im Vergleich zu. Bor- oder
Siliciumcarbid verhältnismäßig weiche Abriebsto.fFe enthalten. Diese daraus hergestellten
Schallplatten haben aber den Nachteil, daß die Rillen; verhältnismäßig schnell ausgeschliffen
werden und daß winzige Kanten und Eckender feinen, beigemischten Teillchen in die
Rillen hineinragen und ldie Tonqualität ungünstig beeindflus@sen, Es. wurde nun
überraschend festgestellt, daß man die Lebens,daner von Schallplatten wesentlich
erhöhen. kann, wenn man für die Herstellung der Platten eine Polystyrolmasse verwendet,
die neben bekannten Zusätzen eine geringe Menge feinzerteilter Teilchen. sehr großer
Härte enthält, deren Kanten durch einen Mahlvorgang in Gegenwart geringer Mengen.
Polystyrol abgerundet wurden.
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Die Erfindung besteht darin, -daß die Schallplatten als. Füllstoff
Teilchen großer Härte, vorzugsweise Bar-oder Silicumcarbidteilchen, in durch einen
Mahlvorgang abgeschliffener Form, in, einem Verhältnis von 0,01 bis 0,035 Gewichtsteilen
auf 100 Gewichtsteile Polystyrol enthält.
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Die Plattenmasse kann in Weiterbildung der Erfindung noch. andere
an sich bekannte Füllmittel .und Zusätze enthalten, z. B. 1,5 bis 8 Teile Wachs
und 1 Teil Formgleitmittel je 100 Teile Polystyrol.
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Die neuartige Schallplattenmasse eignet sich besonders für Langspielplatten,
die mit 331/3 oder 45 U/min abgespielt werden:. Sie kann aber auch für Normalplatten
(78 U/min) verwendet werden.
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Dieerfindungsgemäße Schallplattenmassekanndurch Spritzen verarbeitet
werden, wodurch sich geringere Herstellungskosten ergeben. Sie paßt sich feinsten
Vertiefungen und Erhöhungen der Matrize an, was für eine gute Wiedergabe notwendig
ist. Da der Am.-teil der harten Teilchen in der KunstGtoffmasse sehr gering ist,
tritt weder eine stärkere Naidelabnutzung noch eine Erhöhung des Nadelgeräusches
auf. Selbst nach sehr häufigem Abspielen ist keine Zunahme des Nadelgeräusches festzustellen.
Größere Mengen an Siliciumcarbid bewirkeneine stärkere Nadelabnutzung, erhöhen aber
andererseits .di;e Wi;ders@tandsfähigkeit Schallplatte gegen Abnutzung.
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Die Schallplattenmasse kann auch mittels Preßverfahren verarbeitet
werden.
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Um die beschriebene Schallplattenmasse herzustellen, werden zunächst
die Teilchen; großer Härte in feinzerteilter Form mit einer geringen; Menge Polystyrol
zusammen so lange vermahlen, bis ihre scharfen Kanten ab,gerund#--t sinld, und dann
wird der Rest der Polystyrolmasise hinzugefügt. Man stellt also zunächst eine besondere
SilRciumcarbid-Polystyrolharz-Grundmischung her. Diese wird in der Weise bereitet.,
daß man feinzerteiltes Siliiciumcarb id mit Teiilchengröße von maximal etwa 10 #t
mit einer geringen Menge, Polystyrol in einer Zweiwalzernnühle vermahlt, bis beispielsweise
nach 1 Stunde die scharfen Kanten der unregelmäßig geformten Carbidteilchen abgeschliffen
sind. Gleichzeitig hat sich auch die Teilchengröße in einem gewissen Ausmaß verringert.
Außerdem werden. durch diesen Verfahrensschritt die Siliciumcarbidteilchen völlig
mit Polystyrol benetzt, so -daß hierdurch ein leichteres Dispergieren .der Teilchen
in,der endgültigen Verarbeitungsmasse und ein besseres: Haften am Polystyrolmaterial
erreicht- wird. Der Weg über die besonders vorbereitete Grundmasse ermöglicht die
Kontrolle -der Wirkung des Sil:iciunncarbidzusatzes auf die Nadelabnutzunig und
macht ein. optimales Einstellen zwischen geringer Nadelabnutzung einerseits und
ausreichender Widerstandsfähigkeit der Schallplatte -andererseits möglich.
Langspielschallplatten,
die aus der 'beschriebenen Masse gepreßt oder gespritzt werden, sind- frei von rauhen
Stellen, wie -diese bei Schallplatten vorkommen, können, die aus Massen mit dem
üblichen, unvorbearbeiteten Füllmaterial -hergestellt werden.
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Schallplatten, die aus Massen mit weniger als 0,01 Teile Siliciumcarbid
auf 100 Teile Polystyrol. hergestellt werden und die nicht besonders verarbeitet
wunden;, weisen eine verminderte Qualität auf, indem die Oberfläche nach längerem
Spielen matt und raub wird, wodurch die Klangqualität nachläßt.
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Um die Verteilung der beim Abschleifen der Teilchen in Gegenwart von
etwas Polystyrol erhaltenen Grundmasse in der endgültigen; Mischung zu erleichtern
und zu vollenden, wird dieGrundmasse aus Siliciumcarbid und Polystyrol zuerst noch
weiter mit zusätzl.ichiem Harz und Zinkstearat in. .einem Gummi-1, neter sowie in
einer Zwehvälzenmühle verarbeitet, um so eine Polystyrol-Siiciumcarb,i.d-Mis-chung
mit einer ganz bestimmten Menge an Füllstoff, z. B. mit 3,5% Siliciumcanbid, zu
erhalten. Von dieser Mischung wird dann eine kleine Menge zur Herstellung der endgültigem:
Schallplattenmasse verwendet, die ich dann, nachdem sie granuliert wurde, durch
Spritzen oder Pressen zu Schallplatten verarbeiten läßt.
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Beispiel 1 Eine typische Mischung einer Spritzgußmasse für schwarze
Schallplatten ist folgendermaßen zusammengesetzt:
| Bestandteile Gewichtsteile |
| Polystyrolh.arz ............... 100 |
| Carnaubawachs, ;gelb . . . . . . . . . . 3 |
| Feinkristallines Paraffinwachs |
| (Schmelzpunkt 91 bis 93° C) . . 3 |
| Zin'kstearat ................... 1 |
| Benetzungs- und Emulgiermittel 0,25 |
| Ruß ......................... 2 |
| Siliciumcarbid . . . . . . . . . . . . . . . . 0,01 bis 0,035 |
Damit eine gute Spritzgußmasse für Schallplatten erhalten wird, bereitet man zunächst
die Grundmasse wie folgt:
| Bestandteile Gewichtsteile |
| Siliciumcarbid ........................ 2,0 |
| Polystyrol.harz ........................ 1,99 |
| 2,6-Di-(t-butyl)-p-cresol . . . . . . . . . . . . . . . 0,002 |
| Zinksfiearat ... .. .. .................... 0,01 |
Das antioxydierend-wirkende 2,6 Di-(t-butyl)-p-cresol wurde zugegeben, um einen
schädlichen Abbau des Kunstharzes zu verhindern, Das Zinkstearat wirkt als. Gleitmittel
und erleichtert die Abtrennung des Materials aus .der Walzenmühle nach der Verarbeitung.
An Stelle des obergenannten Antioxydationsmittels kann man auch Dipbenyi-p-phenylendiamin
oder eine Mischung von Mono- und Diheptyldiphenylamin oder andere geeignete Antioxydantien
verwenden.. An Stelle des Zinkstearates kann man z. B. Calcium-, Magnesium-, Barium-,
Blei- oder Manganstearat verwenden.
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Das Polystyrol, Siliciumcarbiidpulver, Zinkstearat und Antioxydans
wird zuerst vorgernischt und dann meine Zweiwalzenmühle übergeführt, deren Walzenoberflächen
auf 160 bis 165° C gehalten werden. Die Mischung wird auf der Walzenmühle verarbeitet,
um ein gleichmäßiges Vermischen des Siliciumoarbids und ein vollständiges Vermahlen.
der Teilchen zu, gewährleisten. Der Grundgedanke beruhtdarin, so: Bange zu vermahlen,
bis sämtliche. Bestandteile vollständig miteinander vermischt und .die Ecken der
Teilchen abgerundet sind.
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Die obige Grundmasse wird dann unter Zugabe von mehr Polystyrol in,
einem Gummikneter oder einer Walzenmühle bei 160 bis 165° C weiterverarbeitet, wobei
folgende Mengenverhältnisse angewendet werden:
| Gewichtsteile |
| Grundmasse ... .. .. .................. 28 |
| Polystyrolbarz ... .. .. .. .............. 370 |
| Zinkstearat ... .. .. .. .. ............... 2 |
Man erhält eine Polystyrol-Siliciumcarbid-Mischung, die 14 Teile Siliciumca.rbid
in 385 Teilen Harz enthält. Wenn das Gemisch in einem Gummikneter vor Überführung
in die Walzenmühle kräftig vorgemischt wird, braucht man nur noch etwa 15 Minuten
mach Zugabe- der Bestandteile zu vermahlen, um das Sili,ciumcarbid im Harz völlig
zu verteilen. Danach wird .das ,Gemisch geanuliert, um es leichter abwiegen zu können.
-Die Herstellung der Grundmasse und,die der Po.lystyro.l-Sili.oiumearbid-Mischung
können gegebenenfalls vereinigt werden. Das. Abschleifen der muhen und scharfen
Kantender S-iliciu&ncarb.idteikhenerfo.lgt um so schneller, je geringer die
Harzmenge ist. Sie soll jedoch,ausreichen, um die Teilchen. zu -binden und sie gegeneinander
wind, gegen idie Oberflächen der Walzen mahlen zu lassen: Gleichzeitig verhindert
-das Harz, daß die Teilchen so heftig gegeneinander oder gegen .die Walzen stoßen,
daß die scharfen Kanten abbrechen und sich wieder neue scharfe Kanten bilden. Zu
weitgehende- Verteilung der Teilchen bewirkt eine zu geringe Berührung der Teilchen.
miteinander oder mit den Walzenoberflächen -innerhalb einer gegebenen Zeitspanne
und führt zu einem ungenügenden Abschleifen der scharfen Kanten der Teilchen. Vermischen
von unbehandeltem Siliciumcarbid mit Polystyrol in Mengen, in denen es in der endgültigen
Plattenmasse vorhanden ist, und Vermahlen dieses Gemisches führt nicht zu dem gewünschten
Ergebnis. Bei der Herstellung der Polystyrol-Si,liciumcarbi@d-Mischwng sollen die
Canbidteilchen in einer relativ großen Menge Harz verteilt werden"da in dem nächsten
Verfahrensschritt eine so geringe Teilchenmenge verwendet wird, daß .diese besser
mit Hilfe einer verdünnten, Dispersion statt mit einer konzentrierteren Dispersion
verteilt wird. Gegebenenfalls kann mär auch etwas mehr oder weniger als 370 Teile
Polystyrol verwenden, jedoch -bewirkt idie obererwähnte Menge gleichzeitig bei genügend
intensivem Mischren eine. Verdünnung der Grundmasse und gewährleistet eine ausreichende
Verteilung .der Teilchen in der endgültigen Preßm.asse, ohne daß hierbei ein zweimaliges
Verarbeiten größerer Materialmengen nötig ist. Inder angegebenen. Polystyrolmenge
ist auch die Menge enthalten, die zusammen mit den CarbiidteiLchem zugegeben wurde.
Dies muß .bei der Zugabe des Polystyrole berücksichtigt werden. Das in der Grundmasse
verwendete Antioxydans wird in der Preßmasse so stark -verdünnt, -daß es in der
oben angegebenen Zusammensetzung nicht -eigens aufgeführt ist. Das Carnaubawachs
kann ganz oder teilweise durch feinkristalline, verseifbare Wachse ersetzt werden,
die so modifiziert wurden, daß sie Schmelzpunkte von: 180 bis 185° C, Säurezahlen
von 20 bis 25 und Verseif ungszahlen von 55 bis 65 aufweisen. Ferner eignen sich
pflanzliche Wachse, wie Candelillawa.chs. -Als, weitere Wachskomponente ist ein
feinkristallines Paraffinwachs mit verzweigter Kette von 50 his.
65
Kohlenstoff atomen geeignet. Es hat einen Schmelzpunkt zwischen 9-1 und 93° C und
eine Säurezahl, Verseifungszahl und Jodzahl, .die nahezu gleich Null ist.
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Das bevorzugt verwendete Netzmittel ist ein Polyäthylenglycololeyäther.
Es stellt ein Gel: mit einem Schmelzpunkt von 45° C dar. Die Menge an Netzmittel
kann man bis zu 0,5 Teilen oder sogar etwas darüber steigern. Bei mehr als dieser
Menge kann. es, jedoch während der Verformung ausschwitzen, während Mengen unter
etwa 0,25 Teilen nicht ausreichen, um auf die anderen Bestandteile einen Einfluß
auszuüben. Auch andere nichtionische Netz- und Emulgiermittel mit äh.nlichenEigenschaften
könnenverwendetwerden.
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Das Zinkstearat oder eine ähnliche Substanz soll die Gleitfähigkeit
der Masse verstärken und das Ablösen der Schallplatte aus. der Form erleichtern,
ohne d.aß dabei aber der Erweichungspumkt :der Masse erhiedrigt wird.. Die Zinkstearatmenge
kann zwischen: 0,25 und 2,0 Teilen schwanken. Geringere Mengen ergeben nicht,die
gewünschteGleitfähiigkeit, ibei größerenMengen wird,die Schallplatte leichter zerbrechlich.
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Ein vorzugsweise verwendetes Pigment ist Ruß, der ;auch als Füllmittel
dient. Am besten bewährt hat sich ein Gasruß mit einer Teilchengröße von 0,01 bis
0,17 #t. Andere @Gasrußarten mit Teilchengrößen von 9 bis 29 #L können auch verwendet
werden. Jedoch tritt bei Verwendung größerer Teilchen ein stärkeres Nadelgeräusch
auf, während der Ruß mit geringerer Teilchengröße schwieriger in dem Harz zu verteilen
ist. Flammenruß von 0,0, 25 bis 0,065 #L wurde bereits verwendet; dadurch
wird aber .das: Nadelgeräusch etwas höher und die Abnutzungswiderstandsfähigkeit
etwas geringer als bei den vorzugsweise verwendeten Ruß-. arten. Ungefähr 2 Teile
dieses Rußes geben optimale Klangreinheit und Widerstandsfähigkeit. Die Rußmenge
kann zwischen 0,5 und 4 Teilen schwanken. Außerhalb dieses Bereiches verschlechtern
sich, die Ton- und Abnutzungseigenschaften.
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Beim Herstellen .der Plattenformmasse werden, @d:ie Bestandteile,
vorzugsweise in, flockiger oder gran.ulierterForm, miteinander vermischt und in
einem Gummikneter gegeben, der :z. B. mit 11 bis 13,5 atü Dampfdruck -im Mantel
und in den Walzen arbeitet. Beispiel 2 Für die Verarbeitung in Preßformen eignet
sich hauptsächlich folgende Mischung:
| Bestandteile Gewichtsteile |
| Po.lystyrolharz ....................... 100 |
| Carnaub.awachs ...................... 2,5 |
| Feinkriistallines Wachs |
| (Schmelzpunkt 180 bis 185° C) . . . . . . . . 1,0 |
| Zinks,tearat .......................... 1,0 |
| Netzmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 0;25 |
| Ruß ... .. .. .. .. .. .. .................. 2,0 |
| Siliciumcarbid,aus der Grundmasse . ... 0,025 |
| Diphenyl-p-phenylendiamin ........... 0,1 |
Außerdem wurde noch ein Antioxydans zugefügt, um .das Material während .des Verformens
an: -der Luft auf der vorgeheizten Platte zu schützen. Diese Maßnahme ist nicht
unibedingt erforderlich. Die Masse für die Preßformung ergab bei gleichem Sil`iciumcarbd%dgehalt
eine geringere Abschleifwirkung auf die Nadel als die Spritzgußmischung. Eine größere
Verfo.rmurngsp:las@tizität der Massen kann durch Zugabe von 1 bis 10% o-, m- oder
p-Diphen@ylbenz.ol oder deren, Mischungen bzw. von chlorierten Di- o(der Po.lyphenylverbindungen:
erreichet werden.
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Au:chPolyäthylbenzole, insbesondere das sehrwenig flüchtige Penta-
und Hexaäthylbenzol, sind hierfür gut geeignet.
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Die Schallplattenmasse kann man auch aus einer wäßrigen Wachsemulsion
und einer wäßrigen Harzemulsion (mit Ausnahme des in: der Grundmasse und. bei der
Bereitung der Polystyrol-Siliciumcarbi,d-Mischung verwendeten Harzes) herstellen,
die man mit Ruß, und Netzmittel vermischt, trocknet und mahlt. Anschließend wird
das gemahlene Produkt mit ider entsprechenden Menge Polystyrol-Siliciumcarbi,d-Misohung
und den übrigen Zusätzen z. B. auf ein-er Zweiwalzenmühle oder in einem Gummikneter
verarbeitet. Durch dieses Verfahren wird eine Mischung sehr fein emulgierter Harz-
und Wachsteilchen erhalten.. Nach. dem Trocknen dieser Emulsion enthält das Produkt
keine größeren; Wachsteilchen., so (daß ein schnelles und kräftiges Durchmischen
der gesamten Formmasse ermöglicht wird.
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Um farbige Schallp:lattenmastsen herzustellen, wird kolloidales Siliciumdioxyd
an Stelle von Ruß verwendet, und es werden. entsprechende Farben oder Pigmente hinzugefügt.
Das Siliciumdioxyd kann z. B. einen durchschnittlichen Teilchend'urchmesEer von
0,03 [t .aufweisen. Die Wachsmenge in,der Masse kann bis zu & Teilen. gesteigert
werden. Wenn die Masse zur Erhöhung.der Plastizität du,rchZugabe von Streckmitteln,
z. B. durch Diphanylbenzole, chlorierte Poh yphenyle und Äthylbenizole, mo-d-ifiziert
wird, kann die Wachsmenge bis auf 2,5 Gewichtsteile je 100' Teile Harz verringert
werden.