DE2856375A1

DE2856375A1 - Verfahren zur herstellung von schallplattenmatrizen

Info

Publication number: DE2856375A1
Application number: DE19782856375
Authority: DE
Inventors: Jiro Ikeda
Original assignee: CBS Sony Records Inc
Current assignee: Sony Music Entertainment Japan Inc
Priority date: 1977-12-28
Filing date: 1978-12-27
Publication date: 1979-08-02
Also published as: FR2413194B1; DE2856375B2; GB2013959A; FR2413194A1; NL7812556A; US4190503A; GB2013959B; DE2856375C3

Description

CBS SONY RECORDS INCORPORATED
1561-2 Aikawa, Ohikawa-machi
Shita-gun, Shizuoka-ken

Japan

Verfahren zur Herstellung von Schallplattenmatrizen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Herstellung von Schallplatten und sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Plattenmatrizen aus Lackmatrizen.

Bei der technischen Fabrikation von Schallplatten für Plattenspieler wird zunächst eine Lackmatrize, die Schallrillen aufweist, fabriziert, dann wird aus der Lackmatrize eine Plattenmatrize hergestellt, die ein Band erhabener Konturen (projection strip), welche der Schallrille entsprechen bzw. mit dieser koinzidieren, aufweist, und aus der Plattenmatrize werden dann Schallplatten gepreßt. Soll eine große Zahl von Schallplatten gepreßt werden, dann wird aus der Plattenmatrize, welche eine erste Matrize darstellt, eine "Mutter" gefertigt, und danach werden aus der "Mutter" ein oder mehrere "Metall-Söhne" oder zweite Matrizen hergestellt, deren jede die oben erwähnten erhabenen Konturen aufweist, und aus jedem "Metall-Sohn" wird eine Anzahl von Schallplatten fabriziert. Gemäß einer bekannten Methode zur Herstellung der Plattenmatrize aus der Lackmatrize wird eine Oberflächenmetallschicht aus Nickel mittels stromloser Plattierung auf der Oberfläche der Lackmatrize, wel-

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ehe die Schallrillen eingedrückt enthält, gebildet, so daß die OberflächenmetallschiGht mit einem den Schallrillen entsprechenden Band erhabener Konturen gebildet wird. Die verstärkende Schicht, z.B. eine Nickelschicht, wird dann durch Aufbringen einer Metallschicht auf die Oberflächenmetallschicht vermittels galvanischer Plattierung 'gebildet., und danach wird die Verstärkungsschicht zusammen mit der Oberflächenmetallschicht von der Lackmatrize abgenommen oder abgetrennt, um so die Plattenmatrize zu bilden.

Gemäß einer bekannten Verfahrensweise zum Abscheiden von z.B. Nickel durch stromloses Plattieren zwecks Bildung der Oberflächenmetallschicht auf der Lackmatrize bei dem vorerwähnten Verfahren zur Fabrikation einer Plattenmatrize wird die zu plattierende Oberfläche zunächst durch Spülen mit einem neutralen Waschmittel entfettet und dann mit Wasser gewaschen, ehe sie einer sogenannten Verankerungsbehandlung vermittels 30 Sekunden langem Eintauchen in ein Chromsäuregemisch unterworfen wird. Im Anschluß an eine derartige Verankerungsbehandlung, die feine konkave und konvexe Teile auf der zu plattierenden Oberfläche erzeugt, wird die Lackmatrize erneut mit Wasser gewaschen und danach 3 Minuten lang in ein Stannochlorid-Bad und ein Palladiumchlorid-Bad getaucht, um die Sensibilität und die Aktivität der zu plattierenden Oberfläche zu verstärken. Hiernach werden eine Metallsalzlösung, die ungefähr 0,19 Mol/l Nickelsulfat und 0,95 Mol/l Ammoniumchlorid enthält, und eine Reduktionslösung, die 0,05 Mol/l Natriumborhydrid enthält, gemeinsam mit inerten und reduzierenden Gasen gegen die zu plattierende Oberfläche gesprüht.

Dank der sogenannten Verankerungsbehandlung, die zu dem oben erwähnten stromlosen Plattierungsprozeß gehört, greift die plattierende Nickelschicht, welche aus den aufgesprühten Metallsalz- und Reduktionslösungen resultiert, in die vorgenannten

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feinen konkaven und konvexen Flächenteile ein, und auf diese Weise wird die Haftung der Plattxerungsschicht an der Oberfläche der Lackmatrize verstärkt. Die oben angeführte Verankerungsbehandlung erfordert jedoch einen beträchtlichen Arbeitsaufwand, und es kann dann, wenn man elektrischen Strom an die stromlos plattierte Schicht anlegt - beispielsweise um ein weiteres galvanisches Vernickeln auf der stromlos plattierten Schicht zwecks Erzeugung einer Verstärkungsschicht zu bewirken - ein gewisses Ablösen einzelner Flächenteile oder die Bildung von blasenartigen Fehlstellen (scabs) in der Plattierungsschicht erfolgen. Mit anderen Worten ist bei der eben erwähnten, zum Stand der Technik gehörenden Methode die Verankerungsbehandlung erforderlich, um eine adäquate Abscheidung der stromlos aufgebrachten Nickelschicht auf der Oberfläche der Lackmatrize sicherzustellen, doch weist die entstandene, stromlos aufgebrachte Plattierungsschicht Oberflächen-Unregelmäßigkeiten auf, die den feinen konkaven und konvexen Flächenteilen entsprechen, welche bei der Verankerungsbehandlung gebildet wurden, und als Folge hiervon werden im Verlauf der anschließenden galvanischen Nickelplattierung der stromlos plattierten Schicht die blasenartigen Fehlstellen, Vorsprünge, Risse oder abgelöste Flächenteile erzeugt, die verhängnisvolle Defekte im Zuge der Fabrikation einer Plattenmatrize darstellen. Darüberhinaus ist das zur Verankerungsbehandlung verwendete Chromsäuregemisch eine schädliche Quelle für das Einschleppen von Verunreinigungen, die nur schwer auszumerzen sind.

Ein Gegenstand der Erfindung ist die Entwicklung einer Arbeitsmethode zur Herstellung einer Plattenmatrize aus einer Lackmatrize, welche die oben erwähnten Schwierigkeiten, die mit den für diesen Zweck bisher verwendeten bekannten Arbeitsweisen verbunden sind, vermeidet.

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Zum Gegenstand der Erfindung gehört das Verfügbarmachen einer Verfahrensweise zur Herstellung einer Plattenmatrize mit einem Band erhabener Konturen, die mit hoher Wiedergabetreue und Reproduzierbarkeit mit einer Schallrille in der Oberfläche der Lackmatrize koinzidieren.

Bei der Herstellung der Plattenmatrize wird gemäß einem Aspekt der Erfindung eine basische Reduktionslösung, die eine Borhydridverbindung enthält, und eine saure Metallsalzlösung, die ein Nickelsalz, ein Ammoniumsalz und Milchsäure enthält, auf die Oberfläche der Lackmatrize, welche die Schallrillen aufweist, aufgesprüht, so daß die Lackmatrize hierdurch einer stromlosen Nickelplattierung unterworfen und eine Oberflachenmetallschxcht gebildet wird, die auf ihrer einen Seite erhabene Konturen aufweist, welche mit der Schallrille koinzidieren, und hiernach wird z.B. durch galvanisches Plattieren eine Verstärkungsschicht auf die Oberflächenmetallschicht aufgebracht, und dann werden die Oberflachenmetallschxcht und die Verstärkungsschicht von der Lackmatrize an der dazwischenliegenden Grenzfläche abgezogen und so eine Schallplattenmatrize gebildet.

Diese und weitere Gegenstände sowie-Merkmale und Vorteile, die mit der vorliegenden Erfindung verbunden sind, gehen deutlich aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist.

Die Fig. 1 bis 8 einschließlich stellen Fragmente von Querschnitten dar, auf die im Zuge der Erläuterung der einzelnen Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Schallplattenmatrizen Bezug genommen wird, und in den

Fig. 9 bis 11 einschließlich wird die Geschwindigkeit der Nickelabscheidung, der elektrische Widerstand der abgeschiedenen Nikkeischicht und die Zugspannung derselben in Abhängigkeit von

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den wechselnden Milchsäuremengen, die in der in der stromlosen Plattierungsstufe erfindungsgemäß verwendeten sauren Metallsalzlösung enthalten sind, kurvenmäßig dargestellt.

Wie sich bei der Betrachtung der Zeichnungen im Detail und zunächst aus Fig. 1 ergibt, setzt die Fabrikation der Schallplatten mit einer Metallgrundplatte 1 ein, auf der eine Lackschicht 2 aufgebracht ist. Eine Schallrille 4, die einem Originalton entspricht, ist in der exponierten Fläche der Lackschicht 2 bis zu einer Tiefe von etwa 50 ,u (Mikron) gebildet, um so insgesamt die Lackmatrize 3 zu bilden.

Als nächstes wird, wie in Fig. 2 wiedergegeben wird, eine Nickelschicht durch stromlose Plattierung auf die Schicht 2 der Lackmatrize 3 aufgebracht, um darauf eine Oberflächenmetallschicht 5 von einer Dicke von etwa mehreren Mikron zu bilden, die eventuell zu einem Oberflächenmaterial auf einer ersten Plattenmatrize wird. Danach wird Nickel, Cobalt oder Kupfer durch galvanische Plattierung auf die Oberflächenmetallschicht 5 aufgebracht, um so eine Verstärkungsschicht 6 zu bilden, welche die Stärke der eventuellen Plattenmatrize bestimmt.

Danach werden entsprechend der Darstellung in Fig. 3 die Metallschicht 5 und die Verstärkungsschicht 6 gemeinsam von der Lackschicht 2 an der Grenzfläche zwischen Metallschicht 5 und Lackschicht 2 abgenommen, um so die erste Matrize 8 zu erhalten, die aus der Verstärkungsschicht 6 und der Oberflächenmetallschicht 5 besteht und in der sich ein Band 7'von erhabenen Konturen, die der Schallrille 4 auf der Lackmatrize entsprechen bzw. mit ihr koinzidieren, von der Oberflächenmetallschicht 5 ausbreitet.

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Von dieser ersten Matrize 8 kann direkt eine Schallplatte gepreßt werden. Soll jedoch eine beträchtliche Zahl von Schallplatten gepreßt werden, dann wird wenigstens eine zweite Matrize von der ersten Matrize 8 hergestellt, und es wird dann eine gewisse Anzahl von Schallplatten von jeder zweiten Matrize gepreßt. Zu diesem Zweck wird die erste Matrize 8 als Metallmatrize benutzt, und die Oberfläche derselben, welche das sich davon ausbreitende Band 7 mit den erhabenen Konturen aufweist, wird einer Oxidationsbehandlung unterworfen. Die entstandene Oxidschicht, welche das Abziehen von der Oberfläche erleichtert, ist nur dünn und weist ein gewisses Maß an Leitfähigkeit auf. Danach wird eine Metallschicht 9 durch galvanische Plattierung auf der oxidierten Oberfläche der Matrize 8, welche das Band 7 mit den erhabenen Konturen aufweist, abgeschieden, wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist. Eine Metallschicht 9 wird durch galvanische Plattierung von Nickel allein bis zu einer vorbestimmten Dicke gebildet, oder durch galvanische Verkupferung auf einer verhältnismäßig dünnen Schicht des galvanisch aufgebrachten Nickels.

Als nächstes wird die Metallschicht 9 von der Matrize 8 an der abschälbaren Oxidschicht abgezogen, um so eine Metall-Mutter 11 zu bilden, die - wie in Fig. 5 veranschaulicht ist - eine Schallrille 10 aufweist, die mit dem Band 7 mit den erhabenen Konturen übereinstimmt.

Es wird dann die Oberfläche der Metall-Mutter 11 mit der darin eingedrückten Schallrille 10 einer Oxidationsbehandlung unterworfen, und die entstandene Oxidschicht erleichtert das Abziehen von der Metall-Mutter 11. In diesem Fall wird die Oxidationsbehandlung so durchgeführt, daß die Oberfläche der Metall-Mutter einen gewissen Grad an Leitfähigkeit aufweist. Es wird so eine Metallschicht 12, z.B. aus Nickel, durch galvanisches Plattieren auf die Oberfläche der Metall-Mutter 11, welche die Schallrille 10 aufweist und auf welcher die abziehbare Oxidschicht abgeschieden ist, aufgebracht, wie es in Fig. 6 dargestellt ist.

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Die Metallschicht 12 wird von der Metall-Mutter 11 abgenommen, und sie wird auf der abgezogenen Fläche der Metallschicht 12 chrom-plattiert, um darauf eine Oberflächenmetallschicht 14 zu bilden. In dieser Weise wird, wie in Fig. 7 veranschaulicht ist, eine Metallmatrize 16 als zweite Matrize gebildet, welche das Band 15 mit den erhabenen Konturen, die der Schallrille 10 entsprechen bzw. mit ihr koinzidieren, aufweist.

Zum Schluß kann eine Schallplatte 17 von der Metallmatrize durch Heißpressen hergestellt werden, wie es in Fig. 8 dargestellt ist. Die so erzeugte Schallplatte 17 weist eine Schallrille 18 auf, die dem Band 15 mit den erhabenen Konturen entspricht bzw. mit ihm koinzidiert und ebenso auch der Schallrille 4 entspricht, die ursprünglich in der Lackmatrize 3 gebildet worden war.

Nach der Lehre der vorliegenden Erfindung wird das stromlose Nickelplattieren auf der Lackschicht 2 zwecks Bildung der Oberflächenmetallschicht 5 der ersten Matrize 8 nach folgender Methode durchgeführt:

Um die Lackmatrize 3 mittels stromloser Plattierung mit einem Nickelüberzug zu versehen, werden eine Reduktionslösung und eine saure Metallsalzlösung, die vorher separat hergestellt worden sind, gleichzeitig auf die Lackmatrize 3 aufgesprüht und miteinander auf der Lackmatrize 3 oder nahe bei der Oberfläche derselben vermischt, um so eine Nickelschicht auf der Lackmatrize 3 abzuscheiden. Die Lackschicht 2 wird vor ihrer stromlosen Plattierung vorbehandelt, und diese Vorbehandlung kann insgesamt mit Hilfe einer Sprühmethode durchgeführt werden. Bei einer solchen Vorbehandlung wird die Oberfläche der Lackschicht 2 auf der Lackmatrize 3 durch Spülen mit einem schwach alkalischen Spülmittel entfettet. Danach wird die Oberfläche der Lackschicht 2 einer Sensibilisierungsbehandlung und dann

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einer Aktivierungsbehandlung unterworfen, bevor das Besprühen mit der Reduktionslösung und der Nickelsalz- oder Metallsalzlösung vorgenommen wird.

Die Reduktionslösung enthält empfehlenswerterweise eine Borhydridverbindung, z.B. 0,015 bis 0,03 Mol/l NaBH., und ihr ρ wird auf 10,5 bis 11,5 z.B. mit 0,01 bis 0,1 Mol/l Ammoniak eingestellt, die Nickelsalzlösung kann empfehlenswerterweise 0,02 bis 0,04 Mol/l Nickelsalz, 0,02 bis 0,04 Mol/l Ammoniumsalz und 0,02 bis 0,07 Mol/l Milchsäure und in manchen Fällen auch 0,01 bis 0,06 Mol/l Borsäure enthalten, und ihr p„ wird

rl

auf 2,0 bis 3,0 eingestellt. Die vorerwähnte Reduktionslösung und die Metallsalzlösung werden jeweils aus Düsen auf die zu plattierende Oberfläche unter solchen Bedingungen aufgesprüht, daß die Strömungsgeschwindigkeit der auf die Lackschicht ge-

2 sprühten Nickelsalzlösung 10 bis 1000 ml/Sek.m beträgt,und das Mischungsverhältnis der Reduktionslösung zur Nickelsalzlösung soll zwischen 2 : 1 und 1 : 2 liegen. Das Nickel wird auf der zu plattierenden Oberfläche bei einer Plattierungstemperatur von 5 bis 40° C und bis zu einer Dicke von 0,01 bis 0,5 ,um abgeschieden.

Das in der Metallsalzlösung verwendete Nickelsalz kann aus Nickelacetat, Nickeljodid, Nickelnitrat, Nickelsulfat udgl. bestehen.

Das Ammoniumsalζ kann aus der folgenden Gruppe von Salzen ausgewählt werden: Ammoniumacetat, Ammoniumbromid, Ammoniumcarbamat, Ammoniumcarbonat, Ammoniumchlorid, Ammoniumeitrat, Ammonium-^· dihydrogenphosphat, Ammoniumhydrogencarbonat-carbamat, Ammoniumhydrogencarbonat, Ammoniumhydrogenphosphit, Ammoniumhydrogensulfat, Ammoniumjodat, Ammoniumjodid, Ammoniummetaborat, Ammoniumnitrat, Ammoniumoxalat, Ammonium-peroxodisulfat, Ammoniumphosphat,

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Ammonium-natriumhydrogenphosphat, Ammoniumamidosulfat, Ammoniumsulfat, Ammoniumsulfit, Ammoniumthiocyanat, Ammoniumthiosulfat und dergleichen.

In der zu plattierenden Lackmatrize 3 kann die Grundplatte 1

LacK-aus einer geglätteten Aluminiumplatte bestehen; die^Schicht 2 weist empfehlenswerterweise eine Dicke von 0,1 bis 0,3 mm auf und sie besteht aus einem Harz, vornehmlich Nitrocellulose, die einen Zusatz an einem Plastifizierungsmittel enthält. In diesem Fall soll das Gewichtsverhältnis zwischen Harz und Plastifizierungsmittel größenordnungsmäßig zwischen 75 : 25 und 55 : 45 liegen. Als Nitrocellulose dient vorzugsweise ein polymeres Material, das als Dehydratationskondensat von Glukose, die 3 Hydroxylgruppen je Glukoseanhydrid-Einheit der Cellulose enthält, erhalten und in zweckentsprechender Weise durch eine Nitrierungsreaktion modifiziert worden ist. Es ist wünschenswert, wenn ein mittlerer Wert von 1,5 bis 2,8, vorzugsweise 1,9 bis 2,5, der 3 Hydroxylgruppen in der Glukoseanhydrid-Einheit nitriert sind. Der Polymerisationsgrad, ausgedrückt als die Zahl von Glukoseanhydrid-Einheiten in einem Molekül, soll empfehlenswerterweise 45 bis 70 betragen. Das oben beschriebene Harz besteht zwar hauptsächlich aus Nitrocellulose, doch können auch andere Harze, wie Naturharze, z.B. Shellack, Kolophonium, Kopal, Dammar und dergleichen, in einer Menge von nicht über 20 Gew.%, bezogen auf die gesamte Harzmenge, verwendet werden. Das Plastifizierungsmittel kann aus einem Phthalatweichmacher, z.B. Dibutylphthalat, Di-cyclohexylph+haJat, Dioctylphthalat usw. oder aus Riciniusöl-Weichmachern, z.B. Ricinusöl, geblasenem Ricinusöl, einem ricinusöl-modifizierten Alkydharz und dergleichen bestehen.

Es werden nun mehrere Beispiele angeführt, welche das stromlose Nickelplattieren auf der oben erwähnten Lackmatrize gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung erläutern.

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Beispiel 1

Die Lackmatrize 3 wird mit einer schwach alkalischen Waschflüssigkeit gespült um alles Fett von der Oberfläche der Lackmatrize zu entfernen.

Danach wird die entfettete Oberfläche der Lackschicht 2 durch Besprühen mit einer Lösung sensibilisiert, die folgende Zusammensetzung aufweist:

Zusammensetzung der Sensibilisierungslösung SnCl₂ · 2 H₂O 0,2 Mol/l HCl 0,12 Mol/l

Die so sensibilisierte, zu plattierende Oberfläche wird dann durch Besprühen mit einer Lösung, welche die nachstehende Zusammensetzung aufweist, aktiviert.

Zusammensetzung der Aktivierungslösung

PdCl₂ 0,003 Mol/l

HCl 0,12 Mol/l

Die Oberfläche, die in der vorangehend angegebenen Weise behandelt worden ist, wird dann mit einer Reduktionslösung und einer Nickelsalzlösung besprüht, welche die unten stehenden Zusammensetzungen aufweisen, und zwar unter solchen Bedingungen, daß die Lösungen bei Raumtemperatur und in gleichen Mengen miteinander vermischt werden unmittelbar ehe sie auf die zu plattierende Oberfläche auftreffen.

Zusammensetzung der Reduktionslösung

NaBH₄	909t	3	1	/O	0	,023	80	Mol/l	,5	(mit Ammoniak
^PH				10,5	bis 11		eingestellt)

				5

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Zusammensetzung der Nickelsalzlösung

NiSO₄ · 6 H₂O 0,024 Mol/l

(NHJ₀SO. 0,020 Mol/l

4^4

CH₃CH(OH)COOH 0,04 Mol/l

H₃BO₃ 0,034 Mol/l

P_H 2, 0 bis 3,0.

Wenn die vorangehend beschriebenen Behandlungen auf der Oberfläche der Lackschicht 2 durchgeführt werden und die Lackschicht 2 in Kontakt gebracht wird mit der stromlos aufzubringenden Nikkelplattierungsflüssigkeit, d.h. dem Gemisch aus der obigen Reduktionslösung und der Metallsalzlösung, dann wird eine Nickelschicht abgeschieden.

Beispiel 2

Die Lackmatrize 3 wird mit einer schwach alkalischen Waschflüssigkeit gespült, um das Fett von der Oberfläche zu entfernen.

Die entfettete Oberfläche der Lackmatrize 3 wird durch Besprühen mit einer Lösung der nachstehenden Zusammensetzung sensibilisiert.

Zusammensetzung der Sensibilisierungslösung SnCl₂ · 2 H₃O 0,25 Mol/l

HCl 0,19 Mol/l

Es werden dann eine Reduktionslösung eine Nickelsalzlösung, welche die unten stehenden Zusammensetzungen aufweisen, auf die zu plattierende Oberfläche aufgesprüht, welche hierbei den obigen Behandlungen unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 unterworfen wird:

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Zusammensetzung der Reduktionslösung NaBH₄ 0,015 Mol/l

P_H 10,5 bis 11,5 (mit Ammoniak ein

gestellt) .

Zusammensetzung der	Nickelsalzlösung	Mo 1/1
NiSO₄ · 6 H₂O	0,02	Mol/l
(NH.) »SO. 4 2 4	0,04	Mo 1/1
CH₃CH(OH)COOH	0,07	Mo 1/1
H₃BO₃	0,01	bis 3,0.
Ptt	2,0

Wenn die vorstehend beschriebenen Behandlungen durchgeführt werden, wird eine Nickelschicht auf der Oberfläche der Lackschicht 2 durch deren Inkontaktkommen mit der stromlos aufzubringenden Nickelplattierungsflüssigkeit, d.h. dem Gemisch aus der obigen Reduktionslösung und der Metallsalzlösung, chemisch abgeschieden.

Beispiel 3

Die Lackmatrize 3 wird Behandlungen unterworfen, die den in Beispiel 1 beschriebenen Entfettungs-, Sensibilisierungs- und Aktivierungsbehandlungen entsprechen. Danach werden eine Reduktionslösung und eine Nickelsalzlösung, welche die unten stehenden Zusammensetzungen aufweisen, auf die Oberfläche der zu plattierenden Matrize in einer Weise aufgesprüht, die jener des Beispiels 1 analog ist, um darauf eine Nickelschicht abzuscheiden.

Zusammensetzung der Reduktionslösung NaBH₄ 0,015 Mol/l

p„ 10,5 bis 11,5 (mit Ammoniak

eingestellt)

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Zusammensetzung der Nickelsalzlosung	Beispiel	0,03	Mo 1/1	Mo 1/1
NiSO₄ * 6 H₂O	0,035 Mol/l	MO1/1
NH₄Cl	0,06	2,0 bis 3,0.
CH₃CH(OH)COOH	0,02	4
H3BO3
Ph

Die Lackmatrize 3 wird Behandlungen unterworfen, die den in Beispiel 1 beschriebenen Entfettungs-, Sensxbilisierungs- und Aktivierungsbehandlungen entsprechen. Danach werden eine Reduktionslösung und eine Nickelsalzlösung, v/elche die unten stehenden Zusammensetzungen aufweisen, auf die Oberfläche der zu plattierenden Matrize in einer Weise aufgesprüht, die jener des Beispiels 1 entspricht, um darauf eine Nickelschicht abzuscheiden.

Zusammensetzung der Reduktionslösung

NaBH₄ 0,025 MO1/1

p„ 10,5bis 11,5 (mit Ammoniak

eingestellt)

Zusammensetzung der Nickelsalzlösung

NiCl₂ · 6 H₂O 0,04 Mol/l (NH₄J₂SO₄ 0,02 Mo1/1

CH₃CH(OH)COOH 0,02 Mo1/1 H₃BO₃ 0,015 Mol/l

P_H 2,0 bis 3,0.

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Beispiel 5

Die Lackmatrize 3 wird Behandlungen unterworfen, die den in Beispiel 1 beschriebenen Entfettungs-, Sensibilisierungs- und Aktivierungsbehandlungen entsprechen. Danach werden eine Reduktionslösung und eine Nickelsalzlösung, welche die unten stehenden Zusammensetzungen aufweisen, auf die zu plattierende Oberfläche in einer Weise aufgesprüht, die jener des Beispiels 1 entspricht, um darauf eine Nickelschicht abzuscheiden.

Zusammensetzung der Reduktionslösung NaBH₄ 0,03 Mol/l

P_H 10,5 bis 11,5 (mit Ammoniak

eingestellt).

Zusammensetzung der Nickelsalzlösung

NiCl₂ · 6 H₂O 0,05 Mol/l

NH₄Cl 0,03 Mol/l

CH₃CH(OH)COOH 0,06 Mol/l

H₃BO₃ 0,06 Mol/l

p„ 2,0 bis 3,0.

Beispiel 6

Die Lackmatrize 3 wird Behandlungen unterworfen, die den in Beispiel 1 beschriebenen Entfettungs-, Sensibilisierungs- und Aktivierungsbehandlungen entsprechen. Danach werden eine Reduktionslösung und eine Nickelsalzlösung, welche die unten angegeben Zusammensetzungen aufweisen, auf die zu plattierende Oberfläche in einer Weise aufgesprüht, die jener des Beispiels 1 entspricht, um darauf eine Nickelschicht abzuscheiden.

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Ni	(NO	3>2	• 6
NH	4CI
CH	3^CH	(OH)	COOH
^H3	BO₃

- 18 -

Zusammensetzung der Reduktionslösung NaBH₄ 0,02 Mol/l

ρ 10,5 bis 11,5 (mit Ammoniak

eingestellt)

Zusammensetzung der Nickelsalzlösung

) 0,035 Mol/l 0,025 Mol/l 0,05 Mol/l 0,05 Mol/l P_H 2,0 bis 3,0

Die nickel-plattierte Schicht eines jeden der obigen Beispiele kann bei hoher Reaktionsgeschwindigkeit ohne jedes sprungweise Fortschreiten (skip) und in einer Dicke von beispielsweise 0,1 ,um gebildet werden, die ausreicht, um ihr diejenige Leitfähigkeit zu verleihen, die für das hernach darauf durchzuführende galvanische Plattieren erforderlich ist. Die plattierte Oberfläche weist darüberhinaus eine hohe Gleichmäßigkeit auf, und es worden bei dem galvanischen Plattieren, das auf der stromlos erzouqton, nickel-plattierten Oberfläche vorgenommen wird, keine Risse oder blasenartigen Fehlstellen (scabs) erzeugt.

Die Ursache dafür, daß die nach der Lehre der Erfindung stromlos aufgebrachte Nickelplattierungsschicht eine so gute Haftfestigkeit und andere wertvolle Eigenschaften aufweist, liegt darin, daß die Spannungen, die in der plattierten Schicht erzeugt werden, verringert werden, und die Festigkeit der plattierten Schicht selbst wird durch den Zusatz der Milchsäure, d.h. der Verbindung der Formel CH CH(OH)COOH, zur Nickelsalzlösung verbessert. Ferner kann durch den Zusatz der Milchsäure die Reaktionsgeschwindigkeit stark gesteigert werden, und es kann

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verhindert werden, daß Wasserstoffgas usw. in der plattierten Schicht eingeschlossen wird.

^In Fig. 9 wird die gemessene Beziehung zwischen der Plattierungsgeschwindigkeit und wechselnden Mengen Milchsäure graphisch dargestellt, wobei eine Methode angewendet wurde, die ansonsten die gleiche wie in Beispiel 1 ist. Aus dieser Kurve ist deutlich zu ersehen, daß bei einer zugesetzten Milchsäuremenge von 0,03 Mol/l die Abscheidungsgeschwindigkeit des Nickels einen Höchstwert erreicht. Jedoch auch dann, wenn die Abscheidungsgeschwindigkeit ein wenig unter diesem Höchstwert liegt, ist die Herabsetzung der Spannung in der abgeschiedenen Schicht, die durch die erhöhten Milchsäuremengen zustandekommt, sehr erwünscht. Daher kann die Milchsäure in einer Menge von mehr als 0,03 Mol/l zugesetzt werden, übersteigt allerdings die zugesetzte Menge Milchsäure 0,07 Mol/l, dann wird die Reaktionsgeschwindigkeit der Plattierungslösung zu groß mit der Folge, daß die Reduktionslösung und die Nickelsalzlösung miteinander reagieren, ehe sie an der zu plattierenden Oberfläche ankommen, und infolgedessen wird die auf der Oberfläche abgeschiedene Nickelmenge zu klein. Ist die zugesetzte Milchsäure kleiner als etwa 0,02 Mol/l, dann ist die Reaktionsgeschwindigkeit der Plattierungslösung gering. Selbst wenn die Nickelsalzlösung mit der Reduktionslösung gemischt wird, fließen die gemischten Lösungen von der Oberfläche der Lackschicht 2 ab, bevor Nickel abgeschieden wird, und daher ist die abgeschiedene Nickelmenge zu klein.

In Fig. 10 wird die Beziehung zwischen dem elektrischen Widerstand der abgeschiedenen Nickelschicht und der Menge Milchsäure, die zur Nickelsalzlösung bei der Arbeitsweise des Beispiels 1 zugegeben wurde, graphisch dargestellt. Aus der Kurve der Fig. ist zu ersehen, daß dann, wenn die Abscheidungsgeschwindigkeit des Nickels hoch ist, der Widerstandswert der entstandenen Nickelschicht erwünscht niedrig ist.

Die in Fig. 11 abgebildete Kurve veranschaulicht die Beziehung zwischen der Menge Milchsäure, die zur Nickelsalzlösung zugegeben wurde, und der Zugspannung (tensile stress) der Nickelpia ttierungsschicht, die nach der Arbeitsmethode des Beispiels abgeschieden worden ist. Die Messung der Zugspannung wurde mit einem Spiralspannungsmesser vorgenommen. Aus der Kurve der Fig. 11 ist zu ersehen, daß mit zunehmender Milchsäuremenge die Zugspannung herabgesetzt wird. Wird keine Milchsäure zugegeben, wie es dem Stand der Technik entspricht, dann werden in der Vernickelungsschicht Risse und blasenartige Fehlstellen erzeugt, und zwar im Zuge des Ansprechens auf das Anlegen eines elektrischen Stroms an sie, wenn nämlich ein galvanisches Metallisieren über der stromlos plattierten Schicht vorgenommen wird. Der Grund für den vorerwähnten Umstand mag der sein, daß die Zugspannung der ohne Milchsäure aufgebrachten Nickelplattierungsschicht hoch ist.

Aus den Kurvenbildern der Fig. 9 bis 11 ist zu ersehen, daß in dem Fall, in dem die Menge der der Plattierungsflüssigkeit, besonders der Nickelsalzlösung, zugesetzten Milchsäure zwischen ungefähr 0,02 Mol/l und 0,07 Mol/l liegt, die entstandene Nickelschicht eine Überlegenheit in Bezug auf ihre Zugspannung aufweist.

Es ist weiter festgestellt worden, daß bei Zusatz von 0,01 bis 0,06 Mol/l Borsäure zur Nickelsalzlösung, wie er in den vorstehenden Beispielen erfolgt ist, die Lösung stabil wird und die gleichmäßige Abscheidung des Nickels verbessert wird. Die zugesetzte Borsäuremenge wurde deshalb zwischen 0,01 und 0,06 Mol/l gewählt, weil dann, wenn die Menge weniger als 0,01 Mol/l beträgt, fast kein Effekt durch den Borsäurezusatz zu erzielen ist, wohingegen dann, wenn die Menge 0,06 Mol/l übersteigt, die Borsäure dazu neigt, sich aus der Lösung abzuscheiden oder aus der Lösung ausgefällt zu werden.

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Die Strömungsgeschwindigkeit der Nickelsalzlösung soll während des Aufsprühens ungefähr 10 bis 1000 ml/Sek.m betragen, weil dann, wenn die Sprüh- oder Strömungsgeschwindigkeit weniger

als 10 ml/Sek.m beträgt, die Plattierung zu viel Zeit benötigt und leicht Hohlräume zwischen der Plattierungsschicht und der zu plattierenden Oberfläche erzeugt werden, wohingegen dann, wenn die Sprüh- oder Strömungsgeschwindigkeit 1000 ml/Sek.m übersteigt, die Plattierungslösung überreichlich vorhanden ist und leicht Hohlräume, die Wasserstoffgas enthalten, in der plattierten Schicht erzeugt werden.

Man muß auch bedenken, daß beim erfindungsgemäßen stromlosen Plattieren die Lackmatrize deshalb, weil die Reduktionslösung und die Nickelsalzlösung gerade vor dem Aufprall auf die Oberfläche der zu plattierenden Lackmatrize gemischt werden, stets mit einer sauberen Plattierungslösung besprüht wird und demzufolge eine Nickelschicht von guter Qualität auf der Oberfläche der Lackmatrize gebildet werden kann. Ferner werden die Reduktionslösung und die Nickelsalzlösung solange, bis sie versprüht werden, voneinander getrennt gehalten werden, so daß sie lange Zeit gelagert werden können. In den Schallrillen der Lackmatrize befindlicher Schmutz, Staub oder dergleichen wird durch das Aufsprühen der Lösungen hiergegen entfernt, und das bei der Reaktion erzeugte Wasserstoffgas kann wirksam zum Abströmen gebracht werden. Daher ist die abgeschiedene Nickelplattierungsschicht von überlegener Qualität.

Da es beim erfindungsgemäßen stromlosen Plattieren nicht erforderlich ist, die Verankerungsbehandlung mit dem Chromsäuregemisch durchzuführen, wie es beim stromlosen Nickelplattieren gemäß dem zum Stand der Technik gehörigen Verfahren erforderlich ist, tritt auch keine Beeinträchtigung der Genauigkeit der Schallrille durch konkave und konvexe Teile ein, wie sie bei der Verankerungsbehandlung ausgelöst werden kann. Dank des Fortfalls der Verankerungsbehandlung wird nicht allein die Verfahrens-

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weise vereinfacht, sondern es wird auch eine Verschmutzung, die bei der praktischen Durchführung der Verankerungsbehandlung unvermeidbar eintritt, vermieden.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, ist sowohl die Plattenmatrize 8 als auch die Metallmatrize 16, die nach der Lehre der vorliegenden Erfindung hergestellt worden sind, frei von konkaven und konvexen Teilen, wie sie durch eine Verankerungs-Vorbehandlung gemäß dem Stand der Technik verursacht werden, und es kann auch die Bildung von Fehlstellen udgl. vermieden werden, so daß Schallplatten von hoher Wiedergabetreue, die von Nebengeräuschen frei sind, fabriziert werden können.

Wenn hier auch spezifische Beispiele des Verfahrens zum stromlosen Plattieren gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, so ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf diese genauen Beispiele beschränkt. Der Fachmann kann zahlreiche Modifikationen und Variationen vornehmen, ohne daß hierdurch vom Prinzip der vorliegenden Erfindung abgewichen wird, wie es in den Patentansprüchen definiert ist.

/0^80

Claims

Patentansprüche

(Iy Verfahren zur Fabrikation von Schallplattenmatrizen durch

Herstellung einer Lackschicht mit einer darin befindlichen Schallrille,

gemeinschaftliches Besprühen der genannten Lackschicht mit einer Reduktionslösung und einer Metallsalzlösung eines Nickelsalzes zwecks stromloser Abscheidung einer Nickelplattierung auf der besagten Lackschicht und Bildung einer Oberflächenmetallschicht mit einem sich davon ausbreitenden Band erhabener Konturen, die der genannten Schallrille in der erwähnten Lackschicht entsprechen,

Bildung einer Verstärkungsschicht auf der genannten
Oberflächenmetallschicht und

Abziehen der besagten Verstärkungsschicht zusammen mit der genannten Oberflächenmetallschicht von der erwähnten Lackschicht längs der dazwischenliegenden Grenzfläche,

28S6375

dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Reduktionslösung 0,015 bis 0,03 Mol/l einer Borhydridverbindung enthält und einen ρ -Wert von 10,5 bis 11,5 aufweist, und die

ri

besagte Metallsalzlösung eines Nickelsalzes 0,02 bis 0,04 Mol/l des Nickelsalzes, 0,02 bis 0,04 Mol/l eines Ammoniumsalzes und 0,02 bis 0,07 Mol/l Milchsäure enthält und einen ρ -Wert von 2,0 bis 3,0 aufweist.
2. Verfahren zur Herstellung einer Schallplattenmatrize gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der genannten Metallsalzlösung zur besagten Reduktionslösung, wie sie auf die genannte Lackschicht aufgesprüht werden, etwa 2 : 1 bis 1 : 2 beträgt.
3. Verfahren zur Herstellung einer Schallplattenmatrize gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Metallsalzlösung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10 bis 1000 ml/

2
Sek.m aufgesprüht wird.
4. Verfahren zur Herstellung einer Schallplattenmatrize gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte stromlose Plattieren bei einer Temperatur von etwa 5 bis 40° C durchgeführt wird.
5. Verfahren zur Herstellung einer Schallplattenmatrize gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Metallsalzlösung ferner 0,01 bis 0,06 Mol/l Borsäure enthält.
6. Verfahren zur Herstellung einer Schallplattenmatrize gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der genannten Metallsalzlösung zur besagten Reduktionslösung, wie sie auf die erv/ähnte Lackschicht aufgesprüht werden, etwa 2 : 1 bis 1 : 2 beträgt und die genannte Metallsalzlösung mit einer

Ström wird.

Strömungsgeschwindigkeit von 10 bis 1000 ml/Sek.m aufgesprüht
7. Verfahren zur Herstellung einer Schallplattenmatrize gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte stromlose Plattieren bei einer Temperatur von etwa 5 bis 40 C durchgeführt wird und die besagte Metallsalzlösung ferner 0,01 bis 0,06 Mol/l Borsäure enthält.
8. Verfahren zur Herstellung einer Schallplattenmatrize gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Nickelsalz aus der Stoffgruppe Nickelacetat, Nickeljodid, Nickelnitrat und Nickelsulfat ausgewählt ist und das besagte Ammoniumsalz aus der Stoffgruppe ausgewählt ist, die ihrerseits besteht aus Ammoniumacetat, Ammoniumbromid, Ammoniumcarbamat, Ammoniumcarbonat, Ammoniumchlorid, Ammoniumeitrat, Ammoniumdihydrogenphosphat, Ammoniumhydrogencarbonat-carbamat, Ammoniumhydrogencarbonat, Ammoniumhydrogenphosphit, Ammoniumhydrogensulfat, Ammoniumjodat, Ammoniumjodid, Ammoniummetaborat, Ammoniumnitrat, Ammoniumoxalat, Ammonium-peroxodisulfat, Ammoniumphosphat, Ammonium-natriumhydrogenphosphat, Ammoniumamidosulf at, Ammoniumsulfat, Ammoniumsulfit, Ammoniumthiocyanat und Ammoniumthiosulfat.