DE2759812C2

DE2759812C2 - Aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE2759812C2
Application number: DE2759812A
Authority: DE
Inventors: Robert P. Boulder Col. Pardee
Original assignee: BALL BROTHERS RESEARCH CORP BOULDER COL US
Current assignee: BALL BROTHERS RESEARCH CORP BOULDER COL US
Priority date: 1977-11-17
Filing date: 1977-11-17
Publication date: 1986-05-28

Description

is Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufzeichnungsmedium mit magnetisch oder mechanisch gespeicherten Signalen, die durch dynamische Maßnahmen wieder abgenommen werden.

Beispiele für solche Aufzeichnungsmedien sind Computeraufzeichnungsscheiben, Magnet-Aufzeichnungselemente bzw. Magnet-Tonaufnahmeelemente, sowie Ton- und Videoaufzeichnungen, z. B. Grammophon- oder phonographische Aufzeichnungen, Videoscheiben und dergleichen.

Tonaufzeichnungsmedien werden seit einigen Jahren in mindestens drei Hauptgebieten ausgedehnt verwendet, nämlich bei der Herstellung von Schallplatten, von Aufzeichnungsmedien für Diktiermaschinen, wo sie in Form von endlosen Bändern, Blättern, Scheiben oder anderen Formen vorliegen können und in der Computertechnik, um Daten in verschiedenen kunststoffbeschichteten Oberflächen in Form von Trommeln, Scheiben und dgl. aufzuzeichnen.

Die Schmierung von verschiedenen Medien und insbesondere von Aufzeichnungsmedien, auf denen aufgezeichnete Signale gespeichert worden sind und von denen diese Signale durch dynamische Maßnahmen wieder abgenommen werden können, hat sich im allgemeinen nicht als eine einfache Sache erwiesen. Versuche, solche Medien zu schmieren, haben sich nicht als vollständig zufriedenstellend erwiesen. Aufzeichnungsmedien, bei denen dieses spezielle Problem besonders auftritt, sind zum Beispiel synthetische und natürliche thermoplastisehe Materialien sowie Kombinationen davon, beispielsweise Harze, Schellack, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Celluloseacetat, Cellulosenitrat, Polyvinylbenzol und ihre Derivate. Es werden zahlreiche andere Zusammensetzungen in Betracht gezogen und insbesondere solche, die im allgemeinen durch verschiedene Pressverformungsmaßnahmen zu phonografischen Aufzeichnungsmaterialien oder Schallplatten verformt werden, sowie ähnliche thermoplastische Gebilde, die darauf verfolgbare schneckenförmige Rillen haben, bei denen mit bestimmten dynamischen Einrichtungen wie Fühlern, welche den Konturen folgen, aufgezeichnete mono- und stereophone und Videosignale reproduziert werden können.

Bekanntlich werden im Tonabnehmer die Variationen auf den Wänden der Rillen der Schallplatte in elektrische Signale umgewandelt, wobei die Variationen oder das Wellenmuster der Rillen die Frequenz und die Amplitude der Tonvibrationen bestimmt. Der Tonabnehmer enthält einen Fühler oder eine Aufnahmenadel, gewöhnlich in Form eines Diamanten oder eines Saphirs, die im allgemeinen eine halbkugelförmige oder ellipsoide Spitze hat, die in die Rillen der Schallplatte hineinreicht und sich entsprechend der Variation des Musters der Rille bewegt. Der Fühler ist seinerseits an eine Einrichtung angefügt, die sich mit dem Fühler bewegt, um Variationen eines elektrischen oder magnetischen Feldes in Beantwortung zu der Bewegung des Fühlers zu bewirken. Hierdurch wird ein elektrisches Signal erzeugt, welches für die Rillenkonfiguration repräsentativ ist. Dieses kann sodann verstärkt und zum Antrieb der Lautsprecher verwendet werden. Der Fühler vibriert mechanisch in Beantwortung der Variationen der Amplituden der Frequenz der Ondulationen der Rillenwand der Schallplatte, die das aufgezeichnete Signal enthält.

Ein Fühler muß eine Vielzahl von in gleichmäßigen Abständen angeordneten Rillenkonturen verfolgen, wobei die aufgezeichneten Signale in der Größenordnung zwischen 15—20 und 20 000 Hz sind. Mit der Einführung von Vierkanal-Aufzeichnungssystemen oder Quadrophoniesystemen muß der Fühler die Rillen mit den aufgezeichneten Signalen verläßlich verfolgen, um Vibrationen bis zu 50 000 Hz zu erzeugen. Wenn der Fühler sich in der Rille der Schallplatte befindet, dann schleift der relativ harte Fühler das relativ weiche thermoplastische Material der Schallplatte, die die Rille aufweist, weg. Bislang hat man noch keine leichte Lösung gehabt, um das Problem des Verschleißes de>· Schallplatte zu vermindern, welcher durch den Fühler bewirkt wird, der in den Rillenkonturen solcher Aufzeichnungselemente läuft.

Die Verschlechterung der Tonqualität von Schallplatten mit steigendem Abspielen durch Verschleiß der Rillen führt dazu, daß sie innerhalb einer kurzen Zeitspanne unbrauchbar werden und oftmals weggeworfen werden müssen. Für den Verschleiß ist eine Anzahl von Faktoren verantwortlich mit Einschluß des allgemeinen Verschleißes durch den Abrieb und von klebenden Verschleißmechanismen, die der Fühlerlast proportional sind.

Diese Last ist nicht nur die Totlast des Fühlers auf der Schallplatte, die etwa 1 —4 g betragen kann, sondern sie schließt auch dynamische Trägheitskräfte ein, die durch die Fühlermasse und die Frequenz der Richtungsveränderungen des Fühlers beim Verfolgen der Spuren einschließt. Bekanntlich ergibt eine Verringerung der Totlast und der Fühlermasse eine Erniedrigung der Rate des Rillenverschleißes, doch können hierdurch der Verschleiß jj|

und der damit verbundene Verlust der Wiedergabequalität nicht vollständig eliminiert werden. Die meisten bisherigen Versuche zur Behebung dieser Probleme mittels Schallplattenreiniger oder Schmiermittel haben im wesentlichen nur dazu geführt, daß die Schallplatten gereinigt wurden oder daß Filme aus chemischen Substanzen darauf abgeschieden wurden. Diese Versuche sind jedoch nicht erfolgreich gewesen, da solche Materialien im allgemeinen die Aufzeichnungsqualität aufgrund eines raschen Rillenverschleißes, wenn gereinigt wird, oder

einer hydrodynamischen Dämpfung der Fühlerspur, wenn ölige Substanzen abgeschieden werden, vermindern. Es wird weiterhin oftmals beobachtet, daß bei Verwendung dieser Materialien der Geräuschpegel erhöht wird, was hauptsächlich auf Staub zurückzuführen ist, der eingefangen wird, wodurch eine klebrige Abscheidung auf dem Fühler erzeugt wird. Weiterhin wurde festgestellt, daß Versuche, pulverförmige feste Schmiermittel wie Graphit, Molybdändisulfid und dgL zu verwenden, mehrere Nachteile haben, daß sie nicht nur die Wiedergabequalität vermindern, sondern auch Geräusche aufgrund einer besonderen Störung der Schallplattenrillen erhöhen.

Aus der DE-OS 25 44 125 und 25 44126 sind bereits magnetische Speichermedien bekannt, die auf der Magnetschicht Verbindungen aufgebracht enthalten, welche die Abriebfestigkeit verbessern sollen. Es handelt sich hierbei um Organosiliciumverbindungen spezieller chemischer Konstitution, die ziemlich komplexe Verbindüngen darstellen.

Aus der DE-OS 22 50 382 ist weiterhin ein magnetisches Speicherelement bekannt, welches als Gleitmittel eine Kombination von Aminen und Arylsulfonsäuren enthält

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Aufzeichnungsmedium der eingangs erwähnten Art zur Verfügung zu stellen, das unter Verwendung eines einfacheren Mittels und in weniger aufwendiger Weise herstellbar ist

Die Erfindung baut sich auf der Entdeckung auf, daß bestimmte Dialkanolamine extrem wirksame Schmiermittel auf versthiedenen Aufzeichnungsmedien sind, jedoch insbesondere auf solchen Aufzeichnungsmedien mit dynamischen Aufzeichnungen darauf, wie zum Beispiel phonographische Aufzeichnungen, Schallplatten, Tonbänder u. dgl.

Die hierin verwendete Bezeichnung »Aufzeichnungsmedium« soll verschiedene Oberflächen von Gegenständen umfassen, die mit dem erfindungsgemäßen Mittel behandelt werden können. So handelt es sich zum Beispiel um Kunststoffsubstrate, Metallsubstrate, Kombinationen aus Kunststoff- und Metallsubstraten und insbesondere um Abspielelemente aus synthetischen oder natürlichen thermoplasiischen Materialien und Kombinationen davon, wie z. B. Harzen, Schellack, Polyvinylester, wie Polyvinylacetat, Polyvinylbenzol, Polyvinylchlorid, Celluloseacetat, Cellulosebutyrat, Cellulosenitrat ihre Derivate sowie Copolymere und Gemische davon. Insbesondere umfaßt die Bezeichnung »Aufzeichnungsmedien« solche Substrate, die aus zahlreichen Zusammensetzungen hergestellt werden, die durch verschiedene Pressverformungsmaßnahmen zu phonografischen Aufzeichnungsmaterialien oder Schallplatten sowie ähnlichen thermoplastischen Strukturen mit verfolgbaren Rillenkonturen, bei denen mit bestimmten dynamischen Einrichtungen, z. B. Fühlern, die Konturen abgefühlt werden können und aufgezeichnete mono- und stereophone sowie Videosignale abgenommen werden können, verformt worden sind. .

Gegenstand der Erfindung ist ein Aufzeichnungsmedium mit magnetisch oder mechanisch gespeicherten Signalen, die durch dynamische Maßnahmen wieder abgenommen werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß auf seiner reproduzierenden Oberfläche ein nichtflüchtiges N-alkylsubstituiertes Ν,Ν-Dialkanolamin der allgemeinen Formel

(HORO2N-R2,

in der R_t für eine Alkylengruppe mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen steht und R₂ für einen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen steht, aufgebracht ist.

Beispiele für eine Alkylengruppe mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen sind die Äthylen-, Isopropyien- und Propylengruppe. Beispiele für Kohlenwasserstoffgruppen mit etwa 4 bis 20 Kohlenstoffatomen sind Alkyl-, Aryl- und Alkarylgruppen, d. h. alkylsubstituierte Arylgruppen, z. B. die Tolylgruppe.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Aufzeichnungsmedium eine Scheibe, insbesondere eine Schallplatte.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Aufzeichnungsmedium ein magnetisches Aufzeichnungselement.

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium, welches mit einer Abrieb- bzw. Verschleißbeständigkeit versehen worden ist, wird dadurch erhalten, daß man die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums mit einer etwa 0,001 bis etwa 1,0 Gew.-% Lösung eines N-alkylsubstituierten Ν,Ν-Dialkanolamin behandelt und das Lösungsmittel abdampft.

Hierzu wird vorzugsweise ein Mittel verwendet, das eine etwa 0,001 bis 1,0 Gew.-% Lösung eines N-alkylsubstituierten Ν,Ν-Dialkanolamins in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel ist.

Geeignete Ν,Ν-Dialkanolamine sind zum Beispiel:

N-Butyi-N.N-beta.beta'-diäthanolamin

N-Butyl-N.N-beta.beta'-diisopropanolamin

N-Octyl-N,N-beta,beta'-diäthanolamin

N-Octyl-N.N-beta.beta'-diisopropanolamin N-Octyl-N.N-gamma.gamma'-diisopropanolamin

N-Decyl-N.N-beta-beta'-diäthanolamin

N-Decyl-N.N-beta.beta'-diisopropanolamin

N-Decyl-N.N-gamma.gamma'-diisopropanolamin

N-Lauryl-N,N-beta,beta'-diäthanolamin N-Lauryl-N.N-beta.beta'-diisopropanolamin

N-Lauryl-N.N-gamma.gamma'-Dipropanolamin

N-Myristyl-N,N-beta,beta'-diäthanolamin

g N-Myristyl-N.N-beta.beta'-diisopropanolamin

^ N-Myris^l-N,N-gamma^amma'-dipropanolamin

$ N-Butyllauryl-N.N-beta.beta'-diäthanolamin

~- N-Butyllauryl-N.N-beta.beta'-diisopropanolamin

A 5 N-Butyllauryl-N,N-gamma,gamm.t'-dipropanolamin

'[_:. N-Stearyl-N.N-beta.beta'-diäthanolamin

:' N-Stearyl-N,N,beta,beta'-diisopropanolamin

U N-Stearyl-N.N-gamma^amma'-dipropanolamin

'. N-Phenyl-N,N-beta,beta*-diäthanolamin

r ίο N-meta-Tolyl-N.N-beta.beta'-diäthanolamin

;, Die Dialkanoiamine können leicht durch bekannte chemische Techniken hergestellt werden. Bei einem

bekannten Verfahren zur Herstellung von verschiedenen N-alkylsubstituierten N,N-Beta,beta'-Dialkanolaminen geht man so vor, daß man N,N-Beta,beta*-diäthanolamine oder N,N-Beta,beta'-Diisopropanolamine mit be stimmten höhermolekularen Alkylhalogeniden in Gegenwart von spezifischen zugesetzten organischen Sub-

■ stanzen umsetzt, die die Eigenschaft haben, als beiderseitiges Lösungsmittel für die Reaktionsteilnehmer zu wirken, die jedoch relativ hohe Ausbeuten der N-alkyl-substiiuierten Ν,Ν-Dialkanolamine ergeben.

► Die hier in Betracht gezogenen Dialkanoiamine können in Mengen von etwa 1,0 bis etwa 0,001 Gew.-%

bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, vorzugsweise von etwa 0,05 bis etwa 0,01 Gew.-% und insbe- |fv 20 sondere von etwa 0,03 bis etwa 0,01 Gt w.-% verwendet werdea Der resultierende behandelte Gegenstand, der ebenfalls einen Teil der Erfindung bildet, wird in der Weise hergestellt, daß man das Mittel auf die Oberfläche aufbringt und den Träger entfernt, wodurch die Dialkanoiamine in Mengen von etwa 03 bis 3 n^g/cm² abgeschieden werden.

Ein zur Herstellung des Aufzeichnungsmediums gemäß der Erfindung bevorzugt verwendetes Mittel besteht aus einer Lösung eines Dialkanolamins und eines Trägers hierfür. Bevorzugte Dialkanoiamine sind die folgenden Verbindungen:

(HOCH₂CH₂J₂NC₁₂H₂₅

(HOCH₂CH₂J₂NC₁₃H₂₇

(HOCH₂CH₂J₂NC₁₄H₂₉

Im allgemeinen haben diese Dialkanoiamine eine Dichte von etwa 0,89 g/ml bei ca. 23,9⁰C.

Der bevorzugte Träger für das Mittel ist Trichlortrifluoräthan. Es gibt jedoch eine Anzahl von anderen flüchtigen Lösungsmitteln, die einsetzbare Träger für Dialkanoiamine sind, wobei die einzige Voraussetzung ist, daß sie auf die Substrate keinen nachteiligen Effekt ausüben und die angemessene Lösungskraft für Dialkanoiamine haben. Das Trichlortrifluoräthan, das entweder l,l,l-Trichlor-2,2,2-trifluoräthan oder 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan sein kann, ist ein besonders zweckmäßiger Träger zum Aufbringen von Dialkanolaminen auf Kunststoffsubstrate wegen seiner Verträglichkeit mit den meisten Kunststoffmaterialien mit Einschluß derjenigen, die bei der Herstellung von phonografischen Aufzeichnungselementen, Videoscheiben und anderen Aufzeichnungsmedien verwendet werden.

Die anderen vorgenannten einsetzbaren Träger können in das erfindungsgemäß verwendete Mittel entweder einzeln oder in mischbaren Kombinationen miteinander oder mit: Trichlortrifluoräthan eingearbeitet werden, vorausgesetzt, daß sie keinen nachteiligen Effekt auf das Substrat ausüben. Solche anderen Träger sind z. B. die folgenden Verbindungen:

■ ' Alkohole

Methanol Äthanol n-Propanol Isopropanol

Ketone

Aceton

Methyläthylketon Methylpropylketon

Methylisopropylketon Methylisobutylketon Diäthylketon

Äthylpropylketon Äthylisopropylketon

Ester

Äthylacetat Propylacetat Isopropylacetat

Butylacetat

Halogenierte Kohlenwasserstoffe
Tetrachlorkohlenstoff
Chloroform
Methylenchlorid

Methylchloroform Tetrachloräthylen
Trichlorethylen
Dichloräthan
Dichloräthylen

Perfluordimethylcyciobutan Benzotrifluorid

Kohlenwasserstoffe
Benzol

Toluol Xylol
Pentan
Hexan
Heptan
Octan

Die Behandlung der hier in Betracht gezogenen verschiedenen Substrate kann in der Weise geschehen, daß man das oben beschriebene Mittel in einer Konzentration von im allgemeinen weniger als 1 Gew.-°/o Dialkanolamin im Verhältnis zu dem flüchtigen Träger auf das Substrat aufbringt, und den Träger davon abdampft, um einen Überzug oder einen Film darauf zu erzeugen, der im wesentlichen aus dem nicht flüchtigen Teil des Mittels, d. h. dem Dialkanolamin besteht Die Aufbringung des Mittels kann auf zahlreiche Art und Weise geschehen, beispielsweise durch Aufsprühen, Tauchen, Aufbürsten, Aufbringen mit einem Lappen, Auffließenlassen und Aufbringen mit der Rakel.

Für die meisten Zwecke sind Aufsprühen und Aufbringen mit dem Lappen bevorzugte Methoden, da hierdurch eine vollständige gleichmäßige Bedeckung erhalten werden kann.

Nachstehend werden bevorzugte Beispiele der Schmiermittel und Verfahren zu ihrer Verwendung beschrieben. Allgemein wird der Erfindungsgedanke der vorliegenden Erfindung darin gesehen, daß ein flüchtiger Träger ein im wesentlichen nicht flüchtiges Material transportiert, welches letztere Material einen Film auf einem gegebenen Substrat bildet, nachdem der Träger sich verflüchtigt hat

Beispiel 1

Es wurde eine Lösung hergestellt, die aus 99,97 Gew.-% Trichlortrifiuoräthan (Freon TF) und 0,03 Gew.-% Antistat 237C, ein handelsübliches N,N-Bis(2-hydroxyäthyl)aIkylamin, wobei der Alkylteil Dodecyl bis Tetradecyl war, bestand. Es wurde eine klare Lösung erhalten, welche auf eine Testschallplatte aufgebracht wurde (National Association of Broadcasters (NAB) Testschallplatte Nr. 12-5-98). Das Trichlortrifluoräthan wurde abdampfen gelassen, und die Abspieloberfläche wurde leicht geschwabbelt bzw. poliert wodurch ein dünner Überzug des Alkylamins darauf zurückblieb. Die Schallplatte wurde sodann abgespielt und mit einer unbehandelten Schallplatte verglichen, um Veränderungen des Oberflächengeräusches zu bestimmen. Hierzu wurde das Signal von dem Fühler, der mit einer Last von 1 g in den Schallplattenrillen lief, einem Speicherungsdarstellungs-Oszillographen (Tetronix 5100) zugeführt Während der ersten Anzahl der Abspielungen zeigte die beschichtete Schallplatte ein signifikant niedrigeres Oberflächengeräusch als eine unbeschichtete Schallplatte. Im Verlauf von 120 Abspielungen erreichte nacheinander der Hintergrundpegel oder das Oberflächengeräusch der beschichteten Schallplatte schließlich den Geräuschpegel, den die unbeschichtete Schallplatte beim ersten Abspielen zeigte.

Beispiel 2

Schnell-Schallplattenabriebtests wurden mit NAB-Testschallplatten durchgeführt, die erfindungsgemäß behandelt worden waren. Die bei behandelten Schallplatten erhaltenen Ergebnisse wurden mit den Ergebnissen von Abriebtests verglichen, die mit einer gereinigten Testschallplatte erhalten worden waren, die nicht gemäß der Erfindung behandelt worden war. Bei einem Test wurde ein automatischer Standardplattenspieler mit 33V3 UpMverwendet wobei der Fühler auf dem Tonarm mit einer Last von 9,5 g auf der Schallplattenoberfläche auflag' Diese hohe Fühlerlast wurde deswegen verwendet, um den Verschleiß- bzw. Abriebprozeß zu beschleunigen und hierdurch eine bessere Unterscheidung zwischen den Schallplattenbehandlungen zu erhalten. Es wurden verschiedene Mittel gemäß der Erfindung auf die Oberflächen der Schallplatten gemäß der Arbeitsweise des Beispiels 1 aufgebracht Die erhaltenen Ergebnisse sind in folgender Tabelle zusammengestellt

Identifizierung Anzahl der der

Testschallnlatte Ahsnjeli

Zusammensetzung der

Schallplattenbehandlungslösung:

Trichlortrifluoräthsn

plus das Folgende (Gew.-%)

Aussehen der Schallplattenoberfläche ΐίΐΤΐ ■ CStCHuC und relative Bewertung

129

108

130

128

0,03 Gew.-%

N,N-Bis(2-hydroxyäthyI)aIkyI-amin, (Alkyl = Q₂-Ci₄), Anti-Stat 273C

0,018 Gew.-%

N,N-Bis(2-hydroxyäthyl)alkylamin (Alkyl = C₁₂-Cm), Anti-Stat 273C.

0,03 Gew.-%

N,N-Bis(2-hydroxyäthyl)alkylamin, (Alkyl = Ci₈), Anti-Stat 273E.

Keine; Kontrollschallplatte. Die Schallplattenoberfläche wurde mit einem Samttuch gewischt, welches mit Trichlortrifluoräthan allein gesättigt war.

0 = sauber 100 = stark mit Abriebschmutz bedeckt Saubere Oberfläche, keine sichtbaren schwachen Teilchen. Bewertung = 0

Praktisch sauber — 1 oder 2 sichtbare Abriebteiichen. Bewertung = 1

Praktisch sauber — wenige Abriebteilchen. Bewertung =12 j

Die Oberfläche war gleichmäßig gefleckt mit sichtbaren, jedoch kleinen weißen Verschleißschmutzteilchen. Bewertung = 75

Die obigen Beispiele zeigen, daß die verwendeten Mittel wirksam den Verschleiß bzw. den Abrieb der Rillen von phonografischen Aufzeichnungsmaterialien verhindern und daß sie die ursprünglich aufgezeichnete Klangqualität konservieren. Die Mittel vermindern weiterhin ausgeprägt das Hintergrund- oder Oberflächengeräusch, wenn sie auf eine Schallplatte aufgebracht werden, und sie verzögern in signifikanter Weise den Geräuschan-₃₅ stieg über einer großen Anzahl von Abspielungen.

Claims

Patentanspruch:

Aufzeichnungsmedium mit magnetisch oder mechanisch gespeicherten Signalen, die durch dynamische Maßnahmen wieder abgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf semer reproduzierenden Oberfläche ein nichtflüchtiges N-alkylsubstituiertes Ν,Ν-Dialkanolamin der allgemeinen Formel

in der Ri für eine Alkylengruppe mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen steht und R₂ für einen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen steht, aufgebracht ist