DE2857719A1

DE2857719A1 - Reinigungs- und schmiermittelzusammensetzung

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Publication number: DE2857719A1
Application number: DE19782857719
Authority: DE
Inventors: Thomas J. Boulder Col. Loran
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-29
Filing date: 1978-07-28
Publication date: 1981-07-02
Also published as: US4213870A; JPS5758397B2; CA1105441A; GB2058831A; WO1979000075A1; JPS5445456A; EP0008598A1; GB2058831B

Description

AC

rechtsanwaltsbüro dr. renaud

6200 WIESBADEN

KIRCHGASSE 33 rOSTFACH «825 TELEFON 06121-3720 38/39 TELEX 04166 504 luf d

Patentanmeldung P 28 57 719.7

(ehemalige europäische Patentanmeldung 78 900 067.6 frühere PCT-Anmeldung PCT/US 78/00052)

Anmelder: Thomas J. Loran

Neue Patentansprüche 11 und 12

11. Lösung der Zusammensetzung nach Anspruch 7 in Chlorfluorkohlenwasserstoff lösungsmitteln.

12. Lösung der Zusammensetzung nach Anspruch 8 in Trichlortrifluoräthan.

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Sprechstunde nach Vereinbarung

BUrozelt: montags bis freitagt 9—12 Uhr und 15—17 Uhr, Mittwoch nachmittags geschlossen Femmündliche Auskünfte und Besprechungen sind unverbindlich

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gegenstand der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Reinigungs- und Schmiermittelzusammensetzungen zur Verwendung auf sich bewegenden festen Oberflächen, und zwar insbesondere Schmiermittelzusammensetzungen, die Halogenverbindungen enthalten. Ferner betrifft die Erfindung Lösungen Halogenverbindungen enthaltender Reinigungsund Schmiermittelzusammensetzungen in einem Lösungsmittel. Die Erfindung betrifft weiterhin Vorrichtungen und Verfahren zur Anwendung solcher Zusammensetzungen und schließlich Gegenstände, die unter Anwendung solcher Reinigungs- und Schmiermittelzusammensetzungen hergestellt wurden.

2. Stand der Technik

Mechanisch ausgedrückt, werden viele feste Gegenstände dadurch benutzt, daß man sie in mechanischen Kontakt mit anderen bringt, wobei beide eine Relativbewegung gegeneinander ausüben. Um in solchen Systemen eine übermäßige mechanische Abnutzung zu vermeiden, werden einer oder mehrere dieser Gegenstände aus abriebfestem Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten hergestellt oder mit Schmiermitteln überzogen, um ihren Reibungskoeffizienten herabzusetzen. Auf dem Gebiet der Informationsspeicherung stellt die Wahl eines geeigneten abriebfesten Materials oder eines passenden Schmiermittels ein besonders schwieriges Problem dar. Die moderne Technik verfügt über Mittel für die dynamische Speicherung und Wiedergabe von Informationen in Form solcher Mittel wie Schallaufzeichnungsplatten (Schallplatten), magnetischen Bändern und Platten und projek- ' tierbaren photographischen Filmen. Ganz allgemein gesprochen erfolgt sowohl bei der Aufnahme als auch bei der Wiedergabe durch derartige Mittel eine Relativbewegung zwischen dem Mittel und einem übertrager. Sogar in den elegantesten Systemen erleiden diese Mittel durch ihren Gebrauch einen gefährlichen Abrieb, was dazu führen kann, daß sie schnell und unwiderruflich

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zerstört werden können, wenn nicht Schritte zu ihrem Schutz unternommen werden.

Die vielleicht am meisten verwendete Form von Tonträgern ist die Schallplatte. Mit dem Aufkommen hochentwickelter High-Fidel ity-Wiedergabegeräte haben die Tonliebhaber sowohl in Ausrüstungen als auch in Schallplatten beträchtlich viel investiert. Wegen der extremen Empfindlichkeit moderner Wiedergabegeräte kann die geringste Unvollkommenheit,etwas Abrieb oder Schmutz auf der Schallplatte zu einer großen ästhetischen Irritierung des Hörers führen. Dazu kommt noch, daß eine Schallplatte-sich durch ständigen Gebrauch abnützt, wodurch ihre Zweckbestimmung möglicherweise zerstört wird, es sei denn, sie wird auf irgendeine Weise geschützt. Ähnliche Probleme gibt es bei den magnetischen Tonträgern und bei den photographischen Filmen. Bei jedem dieser Mittel erfolgt durch die Relativbewegung zwischen ihnen und dem übertrager eine beträchtliche Reibung und Abnutzung.

Aufgrund ihrer Natur sind diese ganzen Mittel nur schwer gegen schädlichen Abrieb zu schützen. Im Vergleich mit den Antriebsund übertragersystemen, mit denen sie zusammen verwendet werden, sind diese Mittel im allgemeinen relativ weich. Um sie deshalb nutzbringend zu gebrauchen,bei gleichzeitiger Vermeidung ihrer Zerstörung,ist es notwendig, daß sie hinsichtlich der Umgebung, die sie zu durchlaufen haben, einen niedrigen Reibungskoeffizienten haben. Vorzugsweise werden sie mit einem Abriebschutzüberzug versehen, der seinerseits einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat. Auf diese Weise stellt der überzug sowohl eine Fläche mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten dar als auch eine solche, die quasi durch Abrieb geopfert wird, während der wirkliche Ton- oder Bildträger intakt bleibt.

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Es ist schwierig, eine einzige Zusammensetzung anzugeben, die in gleicher Weise ar den verschiedensten Substraten, wie z.B. Kunststoffschallplatten, metallischen oder polymeren Magnetträgern und photographischen Filmen, bestehend aus einem plastischen Polyester- oder Acetatsubstrat, das mit einer weichen Emulsion überzogen ist, gleichermaßen haften und diese schützen. Weiterhin muß ein solcher überzug so dünn sein, nämlich etwa

um

3 bis 36 Mikrozoll (0,07 bis 0,90 -»-9«?θβ) , daß der überzug die Tonwiedergabe von mechanischen oder magnetischen Aufzeichnungsträgern weder yermindert noch stört. Wo andererseits der überzug für photographische Filme verwendet wird, muß er sowohl transparent als auch farblos sein.

Zur Schmierung solcher Mittel sind sowohl öle und Wachse als auch überzüge bekannt, die öle und Wachse enthalten. So sind z.B. in den üS-Patentschriften 3,490,946 und 3,862,860 für diesen Zweck fluorierte Schmiermittel beschrieben. Daneben gibt es aber noch zahllose andere Patente, die die Oberflächenschmierung und den Oberflächenschutz betreffen. Interessant sind in diesem Zusammenhang die neueren US-Patentschriften 3,778,308 und 3,919,719. Es ist jedoch nicht bekannt, daß grenzflächenaktive Mittel als abriebresistente überzüge oder Schmiermittel eingesetzt werden können.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Zusammensetzungen, die fluorierte Alkylester enthalten und die es gestatten, die Oberfläche eines Gegenstandes mit einem überzug zu versehen, der einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat. Diese Zusammensetzungen sind sowohl für die Reinigung als auch für die Herabsetzung des Reibungskoeffizienten der Oberflächen verschiedener Gegenstände nützlich. Bei verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung enthalten die Zusammensetzungen auch Tetrafluoräthylentelomere und/oder antistatische Materialien. Normalerweise werden

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fluorierte Alkylester nur als grenzflächenaktive Mittel verwendet.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zusammensetzung zu schaffen, die in der Lage ist, durch das Aufbringen auf eine Oberfläche gleichzeitig diese zu säubern und ihren Reibungskoeffizienten zu verringern.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zusammensetzung und ein Verfahren zu schaffen, die es ermöglichen, eine Oberfläche mit einem Schutzüberzug zu versehen.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Zusammensetzung und eines Verfahrens, die es ermöglichen, Schallplatten mit einem reibungsvermindernden Schutzüberzug zu versehen.

Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten dünnen Überzuges auf Datenträgern, die bei ihrer Benutzung einer mechanischen Bewegung ausgesetzt sind.

Die vorgenannten sowie andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung seien nunmehr anhand der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung erläutert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die erfindungsgemäßen fluorierte Alkylester enthaltenden Zusammensetzungen lassen sich als überzug auf die Oberflächen eines Gegenstandes aufbringen, um einen Abriebwiderstand zu bilden und gleichzeitig eine Oberfläche mit niedriger Reibung,

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wobei der überzug in der Lage ist, hohen Belastungen, die
normalerweise eine Oberfläche beschädigen würden, standzuhalten. Die Zusammensetzungen zeichnen sich außerdem durch eine sehr
geringe Oberflächenspannung aus, sodaß sie Oberflächen fast
jeden Materials ohne Rücksicht auf deren Reinheitsgrad leicht benetzen und daran haften. Die Zusammensetzungen bestehen aus einem Gemisch, das relativ hochmolekulare, normalerweise feste fluorierte Alkylester enthält, die einen harten abriebbeständigen überzug auf der Matrix bilden.

Es ist sehr überraschend, daß fluorierte Alkylester in diesen Zusammensetzungen als brauchbare Überzugsgrundsubstanz wirken können, da diese Materialien normalerweise nur als grenzflächenaktive Mittel verwendet werden. Die beim Gegenstand der
Erfindung vorzugsweise eingesetzten besonderen fluorierten
Alkylester sind ein Produkt der 3M-Company, das unter dem
Warenzeichen Fluorad fluorchemische grenzflächenaktive Mittel in den Handel gebracht wird. Genauer gesagt wurde festgestellt, daß die fluorierten Alkylester der mit den Bezeichnungen

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FC-4 30, FC-431 und FC-43 2 versehenen Fluorad-Netzmittel sich als Grundsubstanzbindemittel für die Zwecke der vorliegenden Erfindung hervorragend eignen. Diese Zusammensetzungen haben eine chemische Struktur mit einem hydrophobem fluorierten Alkylende und auf der anderen Seite eine hydrophile Estergruppierung. Es heißt, daß diese Materialien folgende Strukturformel haben:

R(CF₂)_nCOOR¹,

wobei R H, CF^ oder eine Alkylverbindung ist, R eine kurzkettige Alkylverbindung und η eine positive ganze Zahl, so daß das Molekulargewicht der Verbindung gleich oder größer als 300 ist. Die Verwendbarkeit dieser Zusammensetzungen als überzugsgrundsubstanz ist höchst überraschend, indem diese Materialien primär nur als grenzflächenaktive Mittel verwendet werden und nicht als Überzugsgrundsubstanzen. Als zusätzlicher Vorteil kommt hinzu, daß die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen aufgrund ihrer grenzflächenaktiven Eigenschaften, wenn sie als Uberzugsgrundsubstanz in einer flüssigen Lösungsmittelzusammensetzung verwendet werden, für eine ausgezeichnete Benetzung der zu überziehenden Oberfläche und eine gute Ausbreitung der Überzugszusammensetzung auf der Oberfläche sorgen. Dies scheint ihre Eigenschaften als gut haftende Überzugszusammensetzungen zu verbessern. Vorzugsweise werden die fluorierten Alkylester eingesetzt, deren Molekulargewicht bei 300 oder darüber liegt. FC-432 hat ein höheres Molekulargewicht als FC-431, das wiederum ein höheres Molekulargewicht als FC-430 hat. Bei den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch Mischungen dieser fluorierten Alkylester verwendet werden.

Wenn sie als Überzugszusammensetzungen verwendet werden, dann stellen die fluorierten Alkylester einen thermoplastischen

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überzug dar. Der Begriff "thermoplastisch" wird hier in seinem normalen Sinn gebraucht. Fluorierte Alkylester können nach einer Reihe von Verfahren hergestellt werden. Bei einem dieser Verfahren wird eine fluorierte Alkylsäure mit einem organischen Alkohol zur Reaktion gebracht, um den gewünschten Ester zu erzeugen. Bei einem anderen Verfahren wird ein fluoriertes Alkyl gewünschter Kettenlänge so umgesetzt, daß sein Ende entweder eine Alkohol- oder eine Säuregruppe enthält. Diese Substanz wird dann mit einem organischen Alkohol oder einer organischen Säure umgesetzt, um den gewünschten Ester zu liefern.

Die bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung eingesetzten Tetrafluoräthylentelomere sind von verschiedenen Produzenten erhältlich. So liefert z.B. die E. I. du Pont de Nemours & Company ein Produkt unter dem Warenzeichen VYDAX AR. Die Substanz hat ein durchschnittliches Molekulargewicht von ungefähr 3700 und schmilzt bei etwa 300⁰C. Weitere Daten über geeignete Tetrafluoräthylentelomere finden sich in der US-Patentschrift 3,067,362.

Die Erfindung ist nicht auf die speziellen im Handel erhältlichen Zusammensetzungen, die hier beispielsweise genannt sind, beschränkt. In manchen Fällen ist es wünschenswert, die handelsüblichen Chemikalien für die Zwecke der Erfindung zu reinigen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Lösungsmittel, in denen die handelsüblichen Zusammensetzungen gelöst sind, verdampft werden, und die verbleibenden Feststoffe in einem anderen Lösungsmittel gelöst werden, worauf die frisch gelösten Komponenten durch Decantieren oder irgendein anderes Verfahren abgetrennt und wieder zur Trockne eingedampft werden. Ein für die Zwecke der Erfindung in einem derartigen Reinigungsschritt geeignetes Lösungsmittel ist Trichlortrifluoräthan, doch können auch andere Lösungsmittel eingesetzt werden einschließlich halogenierter aliphatischen Kohlenwasserstoffe.

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Es hat nicht den Anschein, als ob die Molekulargewichte der bei der Erfindung verwendeten Tetrafluoräthylenteloraere von Bedeutung wären. Bei den fluorierten Alkylestern sollten jedoch die Molekulargewichte über etwa 300 liegen, so daß sie unter normalen Bedingungen fest sind.

Außer den fluorierten Alkylestern und den Tetrafluoräthylentelomeren können bei der erfindungsgemäßen Zusammensetzung noch andere Bestandteile mit Vorteil eingesetzt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können in dem Überzug antistatische Mittel eingelagert werden. Diese sind ein besonders nützliches Additiv bei überzügen für Informationsträger, bei denen eine statische Aufladung der Träger eine Anhäufung von Schmutz und Staub begünstigt, die für ihren Betrieb und ihren Abrieb schädlich ist. Für diesen Zweck kann jedes verträgliche handelsübliche antistatische Mittel verwendet werden. So z.B. das von der PVO International, Inc. unter dem Warenzeichen Drewplast 017 vertriebene Produkt, ein Ester der folgenden Strukturformel:

H H H, p III² Il H-C-C-C-O-C-I I

OH OH

wobei R H oder ein organischer Rest mit 6 oder weniger Kohlenstoffatomen ist.

Ein anderes nützliches antistatisches Mittel, das der Zusammensetzung beigegeben werden kann, dessen chemische Struktur aber nicht bekannt ist, ist Sandin PU, ein Produkt der Sandoz Colours and Chemical Company. Sandin PU ist ein Amin.

Es gibt viele Möglichkeiten, die Zusammensetzungen der Erfindung auf Substrate, wie z.B. Schallplatten, Magnetbänder und

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photographische Filme, aufzubringen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die im einzelnen ijn der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Serial

81.0 232

Number - 1 -9—?€-)· beschrieben ist, wird die Zusammensetzung auf ein Hilfssubstrat aufgebracht und trocknen gelassen. Die Zusammensetzung wird dann auf das zu überziehende Substrat aufgebracht, indem die Oberfläche mit dem die Zusammensetzung enthaltenden Hilfssubstrat gewischt wird. Bei anderen ebenfalls vorzugsweise angewendeten Verfahren wird die Zusammensetzung als Lösung in einem geeigneten Lösungsmittel auf das Substrat aufgebracht, woraufhin man das Lösungsmittel verdampfen läßt. Diese Lösungsaufbringung erfolgt vorzugsweise durch Sprühen entweder mit Hilfe eines Pumpmechanismus oder aus einem Aerosolbehälter. Natürlich können auch andere Verfahren des Überzugs mit einer Lösung verwendet werden, wenn gewünscht. Dazu gehören beispielsweise Bürsten, Flutlackieren, Eintauchen, Aufstreichen und andere bekannte Verfahren.

Die bevorzugten Gegenstände, die mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zu überziehen sind, sind zwar normalerweise aus Kunststoff oder sonstigem festem Polymerisatmaterial, doch können auch andere feste Materialien, wie Holz, Metall, Glas, Papier und Leder, mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen behandelt werden, um deren Reibungskoeffizienten zu verringern und ihre Abriebeigenschaften zu verbessern. In manchen Fällen kann ein trocknes Schwabbeln des Überzugs nach seiner Aufbringung die Einheitlichkeit und Verteilung des Überzugs verbessern. Das Trockenschwabbeln ist jedoch jeweils eine Sache der Wahl. Während sich die besten Resultate dann erhalten lassen, wenn die verschiedenen Bestandteile der Zusammensetzung vor der Anwendung vermischt werden, lassen sich gemäß den Lehren der Erfindung in manchen Fällen vorteilhafte Wirkungen erzielen, wenn entweder die fluorierten Alkylester oder andere Bestandteile, wie das Tetrafluoräthylentelomere t

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einzeln auf das Substrat aufgebracht, wonach dann die übrigen Bestandteile appliziert werden. In manchen Fällen ergibt das Resultate, die ebenso befriedigend sind wie wenn die Zusammensetzung als Gemisch aufgebracht wird. Die Dicke der Überzüge, die von den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen geliefert wird/ ist zwar nicht kritisch, doch gibt es bevorzugte Dicken, von denen einige wichtig sind, je nachdem, für welchen Zweck der erfindungsgemäße überzug eingesetzt werden soll. So ist z.B.

[Am

eine Überzugsdicke von mindestens etwa 0,025 - (1 Mikrozoll) ein Überzug minimaler Dicke, der befriedigende Ergebnisse liefert. Zum Schmieren und Schützen von Trägern, wie Schallplatten, magnetischen Trägern und photographischen Filmen sind Uberzugsdicken im Bereich von etwa 0,07 bis etwa 0,90 -(ungefähr 3 bis 3 6 Mikrozoll) erwünscht. Im Zusammenhang mit Schallplatten hat es sich gezeigt, daß Uberzugsdicken von etwa

fit*}

0,12 bis etwa 0,50 Mikron (etwa 5 bis 20 Mikrozoll) besonders wirksam sind und einen guten Abriebschutz liefern, ohne Verzerrungen oder Signalverluste zu ergeben. Uberzugsdicken von mehr als etwa 2,0 - (etwa 80 Mikrozoll) werden für eine Schmierung oder für einen Abriebschutz selten notwendig sein, obwohl es natürlich möglich ist, dickere Überzüge anzubringen, wenn sie sich beim Gebrauch des überzogenen Objektes nicht als schädlich erweisen.

Die Zusammensetzungen der Erfindung können etwas variiert werden, jedoch sollten sie bei dem Artikel, zu deren Überzug sie gedient haben, immer entweder den Reibungskoeffizienten verringern oder den Abrieb verbessern. Wo Zusammensetzungen von fluorierten Alkylestern und Tetrafluoräthylentelomeren in Kombination verwendet werden, können die Ester etwa 2 bis etwa 95 Gew.-% der Zusammensetzung ausmachen, während die Telomere in einer Menge von etwa 5 bis etwa 98 Gew.-% vorliegen können. Eine bevorzugte Zusammensetzung enthält etwa

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5 Gew.-% fluorierte Allylester und etwa 95 Gew.-% Tetrafluoräthylentelomere. Wo Zusammensetzungen von fluorierten Alkylestern und antistatischen Mitteln im Kombination verwendet wer*den, können die Ester etwa 15 bis etwa 85 Gew.-% der Zusammensetzung ausmachen und die antistatischen Mittel ebenso. Eine bevorzugte Zusammensetzung besteht aus etwa 25 Gew.-% fluorierten Alkylestern und etwa 75 Gew.-% antistatischen Mitteln. Wo die Zusammensetzungen fluorierte Alkylester, TetrafluoräthyIentelomere und antistatische Mittel enthalten, können sie etwa 1 bis etwa 98 Gew.-% Ester, etwa 1 bis etwa 85 Gew.-% Telomere und etwa 1 bis etwa 60 Gew.-% antistatische Mittel enthalten. Eine bevorzugte Zusammensetzung besteht aus etwa 5 Gew.-% fluorierten Alkylestern, etwa 48 Gew.-% Tetrafluoräthylentelomeren und etwa 7 Gew.-% antistatischen Amin-Agentien.

Zusätzlich zu den Tetrafluoräthylentelomeren und den antistatischen Mitteln können die Zusammensetzungen der Erfindung auch andere Bestandteile, wie z.B. konventionelle Füllstoffe, Färbemittel, Duftstoffe u. dgl., enthalten, solange deren Menge nicht dazu führt, daß die Zusammensetzung auf den Substratoberflächen nicht mehr haftet und die Zusammensetzung keine Schmiereigenschaften mehr aufweist.

In vielen Anwendung.sfällen werden die Zusammensetzungen der Erfindung in geeigneten Lösungsmitteln gelöst und als Lösung aufgebracht. Geeignete Lösungsmittel für diesen Zweck sind z. B.: fluorierte Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Äthylenchlorid, Trichloräthan, Methylenchlorid, Chloroform, Kohlenstofftetrachlorid und Perchloräthan; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol und Toluol; Heptan; und Chlorfluorkohlenwasserstoffe, wie Trichlortrifluoräthan. Die Zusammensetzungen sind in Wasser, Alkoholen, Acetaten und Ketonen leicht löslich. Die Wahl der Lösungsmittel und die Konzentration der Zusammensetzung hängt von dem Verwendungszweck der Lösung ab.

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Sollen dünne Überzüge erzielt werden, dann genügen verdünnte Lösungen mit einem Gehalt an mindestens etwa 0,01 bis etwa 0,10 Gew.-% Feststoffen. Beim überziehen von Schallplatten durch Aufsprühen werden beispielsweise vorzugsweise Lösungen mit einem Feststoffgehalt von etwa 0,08 Gew.-% verwendet. Die Zahl der Anwendungsfälle, wo eine Lösung mehr als etwa 5 Gew.-% an Feststoffen enthalten müßte, dürften sehr selten sein.

Die Zusammensetzungen der Erfindung sind transparent und farblos und können deshalb gleichermaßen auch eingesetzt werden, um photographische Filme ohne irgendwelche nachteilige Effekte zu schützen.

Beispiel I

Es wurde eine erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung mit 25 Gew.-% fluorierten Alkylestern und etwa 75 Gew.-% gereinigten Tetrafluoräthylentelomeren hergestellt. Diese Zusammensetzung wurde zur Herstellung einer 2-gew.-%igen Lösung in Trichlortrifluoräthan gelöst. Die Lösung wurde auf eine magnetische Scheibe aufgesprüht und der Überzug auf Dauerhaftigkeit getestet. Die Untersuchung erfolgte mit Hilfe der bekannten "pin and disk"-Methode, bei der ein mit einem Gewicht von 80 g beladener keramischer Ball von einem Durchmesser von ein viertel Zoll auf eine Scheibe aufgebracht wird, die 60 Umdrehungen pro Minute vollführt. Diese Belastung hielt die aufgebrachte Zusammensetzung 84 0 Umdrehungen lang aus.

Unter Verwendung ähnlicher Methoden wurde ein überzug, der nur 2 Gew.-% eines gereinigten Tetrafluoräthylentelomers enthielt, auf eine Scheibe aufgebracht und die Scheibe getestet. Dieser Überzug hielt dem Keramikball nur 600 Umdrehungen lang stand. Daraus ergibt sich, daß eine vorzugsweise verwendete erfindungsgemäße Zusammensetzung einen Abriebwiderstand hat, der 40 %

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größer ist als der eines Überzugs, der nur aus Tetrafluoräthylentelomeren bestand.

Beispiel II

Es wurde festgestellt, daß die Verwendung einer Zusammensetzung aus fluorierten Alkylestern mit antistatischen Mitteln den Reibungskoeffizienten sowohl des Esters als auch des antistatischen Mittels herabsetzt und somit eine brauchbare Zusammensetzung ergibt, die gut schmiert und den Abrieb vermindert. So wurde .beispielsweise eine Zusammensetzung, bestehend aus 5,6 g gereinigtem fluoriertem Alkylester und 6,0 g eines konventionellen antistatischen Amin-Agens, wie Sandin PU, zur Herstellung einer 0,12-gew.-%igen Lösung in Trichlortrifluoräthan gelöst. Die Lösung wurde dann durch Aufsprühen auf die in Tabelle I wiedergegebenen Substrate aufgebracht und der Reibungskoeffizient nach der "incline plane"-Methode, die in SMPTE Journal, Vol. 80, Sept. 1971, S. 734 bis 739, beschrieben ist, bestimmt.

Für Vergleichszwecke wurden Lösungen hergestellt, die einerseits nur den fluorierten Alkylester und andererseits nur das antistatische Mittel enthielten. Auch diese wurden wie oben beschrieben getestet.

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- yr -

Tabelle I

Substrat

Zustand

Reibungskoeffizient

Kinofilm-Startstreifen (Movie Film Leader)

Kinofilm-Startstreifen

Magnetband
Magnetband

unbehandelt	0,30+
überzogen nur mit fluoriertem Alkyl- ester	0,13
überzogen nur mit antistatischem Mittel	0,12
mit überzug des Beispiels II	0,10
unbehandelt	0,30
mit überzug des Beispiels II	0,20

Wie ersichtlich, verbessert die Zusammensetzung, die sowohl einen fluorierten Alkylester als auch ein antistatisches Mittel enthält, den Reibungskoeffizienten des behandelten Materials beträchtlich.

Wie weiterhin aus Tabelle I ersichtlich, vermindert die Verwendung sowohl des Esters als auch des antistatischen Mittels allein schon den Reibungskoeffizienten, doch zeigt die Kombination des Esters und des antistatischen Mittels einen synergistischen Effekt mit einer 20 bis 3 0%igen Erniedrigung des Reibungskoeffizienten gegenüber den Einzelkomponenten.

Ähnliche Resultate ergaben sich, wenn die Zusammensetzung aus fluoriertem Alkylester und antistatischen Mitteln zunächst auf ein Hilfssubstrat aufgebracht, getrocknet und dann auf den

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Filinstartstreifen gewischt wurde. Mit dieser Methode der Trockenapplikation von einem Hilfssubstrat wurde die Reibung des Startstreifens von 0,30 auf 0,11 gesenkt.

Beispiel III

Auf eine Schallplatte wurde ein Überzug mit 50 Gew.-% fluoriertem Alkylester und 50 Gew.-% antistatischem Mittel aufgebracht, wonach die Schallplatte viermal mit Wolle gerieben wurde. Auf der Oberfläche der Schallplatte konnte keine statische Aufladung erzeugt werden. Wenn die gegenüberliegende unbehandelte Seite derselben Schallplatte viermal mit Wolle gerieben wurde, entstand eine statische Aufladung, die noch nach 30 min vorhanden war.

Beispiel IV

Eine Zusammensetzung mit ungefähr 5 Gew.% fluorierten Alkylestern, 53 Gew.-% gereinigten Tetrafluoräthylentelomeren und 42 Gew.-% antistatischem Amin-Agens wurde zu einer 0,08-gew.-%igen Lösung in Trichlortrifluoräthan gelöst. Die resultierende Lösung wurde benutzt, um Schallplatten zu reinigen und mit einem Überzug zu versehen. Wie festgestellt werden konnte, wurden die·Platten wirksam gereinigt und mit einem antistatischen Überzug versehen. Außerdem wurde die Abnutzung der Schallplatte eliminiert oder zumindest verringert. Es stellte sich weiterhin heraus, daß die Rillen der Schallplatte nicht verklebt wurden. Auch wiederholte Anwendungen der Zusammensetzung führten nicht zu einer übermäßigen Verdickung des Überzuges oder zu einer Auffüllung der Schallplattenrillen. Von großer Bedeutung war, daß diese Überzugszusammensetzung den Frequenzausgang der Schallplatte nicht veränderte und daß sie die harmonische Verzerrung niedrig hielt.

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Außerdem waren GleichlaufSchwankungen merklich geringer,und die Testdaten zeigten, daß die Schallplatte mit Überzug einen bedeutend geringeren Reibungskoeffizienten hatte als ohne überzug. Ein einziger durch Sprühen aufgebrachter überzug genügte für mindestens 50 Abspielungen der Schallplatte, ohne daß der überzug zerstört wurde, wobei durchschnittliche Umdrehungszahlen, Abtastnadeln und Auflagegewichte zugrunde lagen, über längere Zeiträume hinweg wurde festgestellt, daß dieser überzug aufgrund mangelnder statischer Aufladung der Schallplatte Staubansammlungen verhinderte.

Beispiel V

Die Zusammensetzung des vorangegangenen Beispiels wurde auf ein Hilfssubstrat übertragen und zur Trockne gebracht. Wenn das Hilfssubstrat auf einer Schallplatte gerieben wurde, stellte sich heraus, daß die beim Beispiel IV gefundenen Resultate verdoppelt werden konnten. Die Verwendung von Trockenapplikatoren kann für den Umweltschutz bedeutend sein, da der Einfluß, den Chlorfluorkohlenwasserstofflösungen auf die Atmosphäre und die die Erde umgebende Ozonschicht haben, wachsendes Interesse gewinnt.

Aus den vorangegangenen Beispielen und der Beschreibung geht hervor, daß die Erfindung Zusammensetzungen liefert, die geeignet sind, den Abrieb zu verbessern und den Reibungskoeffizienten zu verringern. Die Kombination fluorierter Alkylester mit anderen Bestandteilen, einschließlich Tetrafluoräthylentelomerer und antistatischer Ingredenzien, liefert überzüge, deren Reibungskoeffizienten niedriger sind als die der ursprünglichen Gegenstände oder der Einzelkomponenten. Weiterhin wurden Verfahren zum Überziehen von Materialien dargestellt, die dazu führen, daß deren Abriebeigenschaften verbessert und

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Reibungskoeffizienten verringert werden. Ferner wurden Anwendungsvorrichtungen mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erläutert. Mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen überzogene Artikel haben verbesserte Abriebeigenschaften und niedrigere Reibungskoeffizienten.

In der vorangegangenen Beschreibung wurden mehrere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es liegt jedoch für den Fachmann auf der Hand, daß die Erfindung darüber hinaus noch zahlreiche Abänderungen und Modifikationen umfaßt, die alle noch im Rahmen der beigefügten Ansprüche liegen.

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Claims

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PCT-Anmeldung
PCT/US 78/00052 )

Thomas J. Loran

Reinigungs- und Schmiermittelzusammensetzungen

Patentansprüche

Reinigungs- und Schmierraittelzusammensetzungen, die

fluorierte Alkylester und mindestens einen anderen Bestandteil einschließen.
2. Zusammensetzungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Bestandteil aus der Gruppe Tetrafluoräthylentelomere, verträgliche antistatische Mittel und Mischungen von Tetrafluoräthylentelomeren und verträglichen antistatischen Mitteln gev/ählt ist.

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Sprechstunde n*<h Vereinbarung

BUrozelt: montagi bli frelUgi 9-12 Uhr und 15-17 Uhr, Mittwodt nadimltUg· gexhloiftn Femmflndlicha Auskünfte und Besprechungen «lnd unverbindlich

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12. Lösung, die die Zusammensetzung nach Anspruch 8 in Trichlortrifluoräthan einschließt.

13. Verfahren zum Schmieren mindestens eines Teils einer Oberfläche eines Gegenstandes durch Aufbringung der Zusammensetzungen nach Anspruch 1 auf mindestens einen Teil der Oberfläche des Gegenstandes.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzungen die Zusammensetzungen nach Anspruch 5 sind.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzungen die Zusammensetzungen nach Anspruch 7 sind.

16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung die Lösung nach Anspruch 12 ist.

17. Trockenvorrichtung zum Reinigen und Schmieren mindestens eines Teils einer Oberfläche eines Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Substrat und die von diesem Substrat getragenen Zusammensetzungen nach Anspruch 26 einschließt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Substrat getragenen Zusammensetzungen die Zusammensetzungen nach Anspruch 5 sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Substrat getragenen Zusammensetzungen die Zusammensetzungen nach Anspruch 8 sind.

20. Gegenstand, der eine Oberfläche einschließt, von der mindestens ein Teil mit einem dünnen äußeren überzug der Zu-

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3. Zusammensetzungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Bestandteil Tetrafluoräthylentelomere einschließt.
4. Zusammensetzungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Bestandteil verträgliche antistatische Mittel einschließt.

5. Zusammensetzungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen Bestandteile Gemische aus Tetrafluoräthylentelomeren und verträglichen antistatischen Mitteln einschließen.

6. Zusammensetzungen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus etwa 1 bis etwa 98 Gew.-% fluorierten Alkylestern, etwa 1 bis etwa 85 Gew.-% Tetrafluoräthylentelomeren und etwa 1 bis etwa 60 Gew.-% verträglichen antistatischen Mitteln besteht.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus etwa 5 Gew.-% fluorierten Alkylestern, etwa 48 Gew.-% Tetrafluoräthylentelomeren und etwa 47 Gew.-% verträglichen antistatischen Mitteln besteht.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das antistatische Mittel ein Amin ist.

9. Lösung, die die Zusammensetzungen nach Anspruch 1 in einem Lösungsmittel einschließt.

10. Lösung, die die Zusammensetzungen nach Anspruch 5 in einem Lösungsmittel einschließt.

11. Lösung, die die Zusammensetzungen nach Anspruch 7 in Chlorfluorkohlenwasserstofflösungsmitteln einschließt.

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- ⁴' 28577^9

sammensetzungen nach Anspruch 1 überzogen ist.

21. Gegenstand nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,

μίτη

daß die Dicke des Überzuges über etwa 0,07 liegt.

22. Gegenstand nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Überzugs im Bereich von etwa 0,07 bis etwa
0,90 Mikron liegt.

23. Gegenstand nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand eine Schallplatte ist und der Überzug eine

/im

Dicke im Bereich von etwa 0,50 bis etwa 0,70 hat.

24. Gegenstand nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß er ein magnetisches Aufnahmemittel ist.

25. Gegenstand nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß er ein photographischer Film ist.

26. Reinigungs- und Schmiermittelzusammensetzungen, bestehend im wesentlichen aus mindestens 0,01 bis etwa 98 Gew.-% eines fluorierten Alkylesters und etwa 2 bis etwa 99,9 Gew.-% eines Verdünnungsmittels, wobei der fluorierte Alkylester ein Molekulargewicht von mindestens etwa 300 hat und nicht polymer und bei Abwesenheit eines Lösungsmittels unter Normalbedingungen fest ist, wobei das Verdünnungsmittel die reinigenden und schmierenden Eigenschaften des fluorierten Alkylesters nicht
beeinträchtigt.

27. Gegenstand nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Filmpositiv für die Lithographie ist.

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Thomas J. Loran

PCT-Anmeldung

PCT I US 78/00052

Europäische Patentanmeldung 78 900 067.6 Deutsche Patentanmeldung P 28 57 719.7

Patentansprüche

(für die PCT-Anmeldung,eingereicht mit Eingabe vom 4. Januar 1979)

1. Reinigungs- und Schmiermittelzusammensetzungen, bestehend im wesentlichen aus wenigstens einem reinigenden und schmierenden fluorierten Alkylester der Formel

R(CF₀) COOR¹, ζ η

wobei RH, CF₃ oder eine Alkylverbindung ist, R eine kurzkettige Alkylverbindung und η eine positive ganze Zahl, so daß das Molekulargewicht der Verbindung gleich oder größer als ist, und einem weiteren Bestandteil aus der Gruppe Tetrafluoräthylentelomere, verträgliche antistatische Mittel, Füllstoffe, Färbemittel, Duftstoffe und Lösungsmittel und Gemische von

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Sprechstunde nach Vereinbarung

Bilrozeit: montagt bis freitags 9-12 Uhr und 15-17 Uhr, Mittwoch nachmittag« geschloffen Fernmündliche Auskünfte und Besprechungen sind unverbindlich

Tetrafluoräthylentelomeren, verträglichen antistatischen Mitteln, Füllstoffen, Färbemitteln, Duftstoffen und Lösungsmitteln, wobei diese anderen Bestandteile die reinigenden und schmierenden Eigenschaften der fluorierten Alkylester nicht beeinträchtigen und wobei die fluorierten Alkylester unter Normalbedingungen und in Abwesenheit eines Lösungsmittels fest sind.

2. Zusammensetzungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Bestandteil aus der Gruppe Tetrafluoräthylentelomere,verträgliche antistatische Mittel, Füllstoffe, Färbemittel und Duftstoffe und Gemische von Tetrafluoräthylentelomeren, verträglichen antistatischen Mitteln, Füllstoffen, Färbemitteln und Duftstoffen gewählt ist.

3. Zusammensetzungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Bestandteil Tetrafluoräthylentelomere einr schließt.

4. Zusammensetzungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen Bestandteile verträgliche antistatische Mittel einschließen.

5. Zusammensetzungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen Bestandteile Gemische aus Tetrafluoräthylentelomeren und verträglichen antistatischen Mitteln einschließen.

6. Zusammensetzungen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus etwa 1 bis etwa 98 Gew.-% fluorierten Alkylestern, etwa 1 bis etwa 85 Gew.-% Tetrafluoräthylentelomeren und etwa 1 bis etwa 60 Gew.-% verträglichen antistatischen Mitteln bestehen.

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7. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus etwa 5 Gew.-% fluorierten Alkylestern, etwa 48 Gew.-% Tetrafluoräthylentelomeren und etwa 47 Gew.-% verträglichen antistatischen Mitteln besteht.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das antistatische Mittel ein Amin ist.

9. Lösung, die die Zusammensetzungen nach Anspruch 1 in einem Lösungsmittel einschließt.

10. Lösung, die die Zusammensetzungen nach Anspruch 5 in einem Lösungsmittel einschließt.

11. Lösung, die die Zusammensetzungen nach Anspruch 7 in Chlorfluorkohlenwasserstofflösungsmitteln einschließt.

12. Lösung, die die Zusammensetzung nach Anspruch 8 in Trichlortriflucräthan einschließt.

13. Verfahren zum Schmieren mindestens eines Teils einer Oberfläche eines Gegenstandes durch Aufbringung der Zusammensetzungen nach Anspruch 1 auf mindestens einen Teil der Oberfläche des Gegenstandes.

14. Verfahren zum Schmieren der Oberfläche eines Gegenstandes durch Aufbringung der Zusammensetzung nach Anspruch 5.

15. Verfahren zum Schmieren der Oberfläche eines Gegenstandes durch Aufbringung der Zusammensetzungen nach Anspruch

16. Verfahren zum Schmieren der Oberfläche eines Artikels durch Aufbringung der Lösung nach Anspruch 12.

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17. Trockenvorrichtung zum Reinigen und Schmieren mindestens eines Teils einer Oberfläche eines Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Substrat und die von diesem Substrat getragenen Zusammensetzungen nach Anspruch 1 einschließt.

18. Trockenvorrichtung zum Reinigen und Schmieren der Oberfläche eines Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Substrat und die von diesem Substrat getragenen Zusammensetzungen nach Anspruch 5 einschließt.

19. Trockenvorrichtung zum Reinigen und Schmieren der Oberfläche eines Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Substrat und die von diesem Substrat getragenen Zusammensetzungen nach Anspruch 7 einschließt.

20. Gegenstand,der eine Oberfläche einschließt, von der mindestens ein Teil mit einem dünnen äußeren überzug überzogen ist, der die Zusammensetzungen nach Anspruch 1 einschließt.

21. Gegenstand nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Überzuges über etwa 0,07 Mikron liegt.

22. Gegenstand nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Überzugs im Bereich von etwa 0,07 bis etwa 0,90 Mikron liegt.

23. Gegenstand nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand eine Schallplatte ist und der überzug eine Dicke im Bereich von etwa 0,50 bis etwa 0,70 Mikron hat.

24. Gegenstand nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß er ein magnetisches Aufnahmemittel ist.

25. Gegenstand nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß er ein photographischer Film ist.

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26. Gegenstand nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Filmpositiv für die Lithographie ist.

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