DE3119076A1

DE3119076A1 - "aufzeichnungstraeger, vorzugsweise in form einer kunststoff-platte, und pressmischung zu seiner herstellung"

Info

Publication number: DE3119076A1
Application number: DE19813119076
Authority: DE
Inventors: Pabitra Cranbury N.J. Datta
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1980-05-19
Filing date: 1981-05-14
Publication date: 1982-03-04
Also published as: US4299736A; JPS5716045A

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufzeichnungsträger - vorzugsweise in Form einer Kunststoff-Platte - zum hochdichten Informationsspeichern mit einer für einen bei 900 MHz unter etwa 500 Ohm cm liegenden Bahnwiderstand des Kunststoffs ausreichenden Menge feinverteilter, leitender Teilchen, welcher eine durch ein Oberflächenreliefmuster gebildete Informationsspur aufweist und mit Hilfe einer zum Wiedergeben von Signalen einer wenigstens mehrere Megahertz umfassenden Bandbreite ausgebildeten Nadel durch Relativbewegung zwischen Platte und Nadel bei vorgegebener Geschwindigkeit abzuspielen ist. Die Erfindung betrifft ferner eine insbesondere zum Herstellen des Aufzeichnungsträgers vorgesehene leitende Preß- bzw. Gießmischung, bestehend aus einem Polyvinylchlorid-Polymer, einem festen Merkapto-Zinn-Stabilisiermittel, einer Akryl-Prozeßhilfe, einem inneren Schmiermittel und einer ausreichenden Menge leitender Teilchen zum Einstellen eines spezifischen Bahnwiderstandes der Mischung unter etwa 500 0hm cm bei 900 Megahertz. Durch die Erfindung sollen eine verbesserte, leitende, mit Kohlenstoff versetzte Preßmischung und ein Informationen hochdicht speichernder Träger mit erhöhter Wiedergabeleistung geschaffen werden.

In den US-PSen 3 842 194, 3 842 217 und 3 909 517 wird eine leitende Bildplatte beschrieben. Diese besteht aus einer gepreßten Kunststoffplatte, die in der Oberfläche Bild- und Toninformationen in Form von geometrischen Veränderungen in einer Spiralrille besitzt. Die Platten werden zunächst mit einem leitenden, als erste Elektrode wirkenden Material, z.B. einem Bietall, und dann mit einer nicht leitenden Schicht, z.B. einer inerten Polymerschicht, bedeckt. Mit Hilfe einer eine Metallspitze aufweisenden, und als zweite Elektrode eines Kondensators wirkenden Nadel werden die in der Spiralrille gespeicherten Signale abgetastet. Die Nadel registriert dabei Kapazitätsänderungen zwischen Nadelspitze und Plattenoberfläche

als .in Form von Vertiefungen gespeicherte Information, während die Plattenoberfläche bei Einstellung einer vorgegebenen Relativgeschwindigkeit zwischen Platte und Nadel unter der Nadel hinweggleitet.

Die weitere Entwicklung dieses Systems hat zu einer Video-Platte geführt, die aus leitendem Kunststoffmaterial, z.B. einem eine ausreichende Menge leitender Teilchen, wie Kohlenstoff- bzw. Rußpartikel, enthaltenden Polyvinylchlorid-Copolymer-Harz, so hergestellt wird, daß sie als Kapazitätsausleseeinrichtung geeignet ist. Die Kohlenstoffpartikel werden dabei von organischem Material, z.B. Kunstharz, Schmiermittel usw., umgeben, die eine nicht leitende Oberflächenschicht der leitenden Teilchen darstellen. Nach dieser Entwicklung entfiel das Erfordernis getrennter Schichten aus Metall und Nichtleiter auf der Kunststoffplatte und damit wurde der wirtschaftliche Wert des Systems stark erhöht.

Mit anderen Entwicklungen wurden Bildplatten, die keine gerillte Oberfläche benötigen, ebenfalls verbessert. Die Nadel wurde dabei mit Hilfe von elektrischen Signalen an den Seiten der Informationsspur und nicht mechanisch durch die Ränder einer Rille mit dem Informationsmuster synchronisiert gehalten.

Bisher bekannte mit Kohlenstoffpartikeln versetzte PVC-Preßmischungen weisen verschiedene Nachteile auf. Beispielsweise werden durch Hinzufügen großer Mengen leitender Kohlenstoffpartikel zur Preßmischung die Schmelzviskosität der geschmolzenen Preßmischung und dadurch die Sprödigkeit der aus der Mischung geformten Platte stark erhöht. Wenn gleichmäßige Plattenreproduktionen mit sehr kleinen und genauen Informationsmustern hergestellt werden sollen, müssen große Mengen von Weichmachern bzw_o Piastiziermitteln und Bearbei-

tungshilfen zur Preßmischung hinzugefügt werden. Hierdurch wird jedoch die thermische Formbeständigkeit des Harzes herabgesetzt, und es wird an heißen Tagen so labil, daß ein Kräuseln und Schrumpfen mit der Folge der Unbrauchbarkeit der jeweiligen Platte auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verarbeituarkeit von mit Kohlenstoff verfüllten bzw. versetzten Preßmischungen ebenso wie die thermische Formbeständigkeit und die mechanischen und elektrischen Eigenschaften daraus hergestellter Träger weiter zu verbessern. Bei dem eingangs genannten Aufzeichnungsträger zum hochdichten Informationsspeichern ist die erfindungsgemäße Lösung gekennzeichnet durch mit einem Fettsäurechlorid oberflächenbehandelte Kohlenstoff partikel bzw. Rußpartikel als leitende Teilchen.

Durch das erfindungsgemäße Oberflächenbehanfeln von Kohlenstoff- bzw. Rußteilchen mit Chloriden insbesondere langkettiger Fettsäuren vor dem Hinzufügen der Kohlenstoffteilchen zu einer Schmelzmischung auf der Basis von Polyvinylchlorid ergeben sich Preßmischungen als Ausgangsmaterial zum Herstellen der Aufzeichnungsträger mit verminderter Schmelzviskosität, verbesserter Verteilung der Partikel im Preßharz, verbesserter Verarbeitbarkeit und erhöhter elektrischer Leitfähigkeit. Die erfindungsgemäß' geschaffenen Preßmischungen führen zu für eine hochdichte Informationsspeicherung geeigneten Trägern mit gesteigerter Leistungsfähigkeit bzw. verbessertem Betriebsverhalten.

Teilweise anhand der Zeichnung werden weites Einzelheiten der Erfindung erläutert. Die einzige Figur zeigt als Diagramm die scheinbare Schmelzviskosität mehrerer Preßmischungen in Abhängigkeit von der Scher- bzw. Gleitgeschwindigkeit .

Für die Teilchen ist im vorliegenden Zusammenhang elektrisch hochleitender, feinverteilter Ruß, vorzugsweise solcher mit niedrigem Raumgewicht, geeignet. In einem Ausführungsbeispiel wurde ein von der Firma Armak Co. hergestelltes Produkt, nämlich Ketjenblack EC, bevorzugt, das ein scheinbares Raumgewicht von etwa 140 bis 160 g/Liter und eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 30 Nanometern aufweist. Diese Rußteilchen besitzen eine große wirksame Oberfläche und einen hohen Porenanteil in den Teilchen, wie sich durch Messungen mittels Dibutylphthalat-Absorption ergeben hat. Wegen dieser Eigenschaften kann Strom zwischen den in eine nichtleitende polymere Matrix eingebetteten, leitenden Teilchen sehr wirksam fließen. Es können auch andere die vorgenannten elektrischen Anforderungen erfüllende Rußarten verwendet werden. Dichtere Kohlenstoffteilchen erfordern jedoch in der Regel eine höhere Befüllung, um eine gleichwertige Leitfähigkeit zu erreichen. Letztere soll zum Wiedergeben von Video-Signalen beim Abspielen mit einer Nadel mit Metallspitze mindestens etwa 500 0hm cm bei etwa 900 MHz betragen.

Erfindungsgemäß werden die Kohlenstoffteilchen zum Herstellen der Preßmischung vor dem Vermengen mit dem Harz auf PVC-Basis mit einem Fettsäurechlorid oder einem Chlorid einer langkettigen Fettsäure oberflächenbehandelt.

Als Fettsäurechlorid kann dabei ein Chlorid jeder langkettigen Fettsäure verwendet werden. Bevorzugt werden jedoch Fettsäurechloride mit etwa 5 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen (pro Molekül). Für das erfindungsgemäße Oberflächenbehandeln der leitenden Kohlenstoff- bzw. Rußpartikel werden mit bestem Erfolg Caprinsäurechlorid, das Chlorid einer Fettsäure mit 10 Kohlenstoffatomen, und Stearinsäurechlorid, das Chlorid einer Fettsäure mit 18 Kohlenstoffatomen, verwendet.

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Die durch die Oberflächenbehandlung hervorgerufene Modifikation der leitenden Kohlenstoffteilchen wird vorzugsweise bewirkt, indem eine dünne Lösungsmittel-Lösung mit etwa
1 bis 2 Gew.% des Fettsäurechlorids in einem Lösun^pnittel, wie Toluol, hergestellt wird. Die das Fettsäurechlorid enthaltende Lösung wird dann zusammen mit den Kohlenstoffpartikeln in einen Hochgeschwindigkeits-Mischer gefüllt, wo
die beiden Stoffe mit hoher Geschwindigkeit so lange miteinander gemischt werden, bis das Fettsäurechlorid auf den leitenden Kohlenstoffpartikeln adsorbiert worden ist. Während der Adsorption des Fettsäurechlorids an der Oberfläche der leitenden Kohlenstoffpartikel scheint sich eine chemische
Bindung zwischen dem Fettsäurechlorid und der Kohlenstoffoberfläche zu bilden. Die in dieser Weise oberflächenbehandelten Kohlenstoffpartikel werden vor dem Einbringen in eine Preßmischung gelagert und getrocknet.

Die entstehenden modifizierten Kohlenstoffteilchen werden in eine Preßmischung auf PVC-Harz-Basis eingebracht und mit dieser gemischt und extrudiert. Durch die Anwesenheit der "oberflächenveredelten" Kohlenstoffpartikel wird die Schmelzviskosität der Mischung gegenüber dem Fall der Verwendung derselben Menge nicht oberflächenbehandelter bzw. unveredelter Kohlenstoffteilchen herabgesetzt. Gleichzeitig wird die Verarbeitbarkeit der Mischung durch die Anwesenheit der veredelten Kohlenstoffteilchen gegenüber dem Fall der Verwendung nicht veredelter Kohlenstoffteilchen verbessert. Außerdem führen die veredelten Kohlenstoffteilchen beim Hinzufügen zur Mischung zu gleichmäßigeren Dispersionen der Mischungen als unveredelte Kohlenstoffteilchen. Aus der Mischung geformte Gegenstände weisen bei Verwendung veredelter Kohlenstoffteilchen eine höhere Leitfähigkeit auf. Schließlich besitzen aus der erfindungsgemäßen Mischung hergestellte Träger, insbesondere Platten

- ίο -

für hochdiclite Informationsaufzeichnung ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Signal-Rauschspannungsverhältnis (Störabstand) sowie eine gesteigerte Leistungsfähigkeit bzw. ein verbessertes Betriebsverhalten.

Die erfindungsgemäß oberflächenbehandelten, leitenden Kohlenstoffteilchen werden mit einem geeigneten, zu den gewünschten Produkten zu verarbeitenden Kunststoff vermischt. Dieser wird entsprechend seinen physikalischen Eigenschaften ausgewählt, z.B. unter Berücksichtigung der Preß- bzw. Gieß- und Formfähigkeit, der Sprödigkeit, der Temperaturformbeständigkeit, der Schmelztemperatur, der Viskosität der Schmelze, der Härte, der Alterungseigenschaften und ähnlichem. Es kommt daher weniger auf eine spezielle Mischung als auf diese Eigenschaften an. Viele geeignete Kunststoff-Mischungen sind allgemein erhältlich, beispielsweise Polyvinylchlorid-Homopolymere, Polyvinylchlorid-Copolymere und -üDerpolymere mit Comonomeren, wie Polyvinylazetat, Propylen, Äthylen, Propylen-Athylen-Copolymere, Akrylpolymere und ähnliche .

Der ausgewählte Kunststoff kann mit verschiedenen Beimengungen gemischt werden. Hierzu gehören wie üblich Stabilisier- und Schmiermittel sowie Prozeßhilfen.

Zu den für den Aufzeichnungsträger verwendbaren Antioxidations-Stabilisiermitteln gehören von Metallen, wie Zinn, Blei, Zink, Barium und Kadmium, abgeleitete metallorganische Verbindungen, wie Dibutyl-Zinn-Beta-Merkaptoproprionat, Dibutyl-Zinn-Maleat und ähnliche. Auch verwendet werden können Epoxide, Phosphite und alkylierte Phenole, z.B. t-Butylcatechol. Im allgemeinen werden der Mischung etwa 1 bis 3 Gew.% eines Stabilisators beigefügt.

In der Regel werden den Mischlingen mit PVC-Basis innere und äußere Schmiermittel beigegeben. Hierzu gehören Fettsäuren und Ester, wie Stearinsäure, Fettsäureester von Alkoholen und Säuren, Mehrzwecksäure- und Alkoholester, Seifen, wie Kalziumstearat, Fettsäureamide, wie Stearinsäureamid, Oleamid (Ölsäureamid), Äthylen und bis- Stearamid und ähnliche, sowie Silane, wie Dimethylsiloxan. Geeignetes Schmiermittel wird der Mischung hinzugegeben, um eine hohe Gleitreibung bei dem Verarbeiten bzw. beim Betrieb und ein Kleben der Mischung an der Form beim Herstellen zu vermeiden. Ein bevorzugter Schmiermittelzusatz besteht aus einer Mischung von inneren und äußeren Schmiermitt ein.

Geringere Mengen, z.B. 1 bis 3 Gew.9*> der Mischung, sollen aus der Mischung hinzugefügten Prozeßhilfen, z.B. Polyvinylchlorid- Terpolymere, Polymethylmethakrylat-Polymere u.a. bestehen. Die Menge der verwendeten Additive hängt von dem speziellen polymeren Grundmaterial auf PVC-Basis und der Menge der hinzugefügten leitenden Teilchen ebenso ab wie von dem sich anschließenden Form- bzw. Preßvorgang.

Auf der Oberfläche der erfindungsgemäßen Träger hoher Informationsdichte ist eine dünne Isolierschicht erforderlich. Diese nicht leitende Schicht wird im allgemeinen durch die Anwesenheit eines jedes leitende .Teilchen umgebenden, dünnen Films aus dem Kunststoff der Preß- bzw. Gießmischung und durch die Anwesenheit des Schmiermittels in der Mischung, welches an die Oberfläche treten und dort ebenfalls einen dünnen nicht leitenden Film bilden kann, erreicht. Es kann jedoch außerdem ein dünner Schmiermittelfilm als separate Schicht auf die Platte aufgebracht werden. Ein solcher Film dient sowohl als zusätzliche Isolierschicht als auch als Mittel zum Vermindern der Nadelabnutzung. Ein vorteilhaft zu verwendendes Schmiermittel ist ein Methylalkylsiloxan der Formel

311907G

-SiC-

worin R eine Alkylgruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen und χ eine ganze Zahl bedeutet. Dieses Schmiermittel kann aus der Lösung aufgesprüht oder kann aufgedampft werden.

Die oberflächenveredelten, leitenden Teilchen können den Beimengungen der Mischung entweder vor dem Mischen oder nach dem Schmelzen hinzugefügt werden. Beispielsweise können ein Gummikneter, ein Brabender-Apparat oder ein Doppelsehrauben-Extruder zum Mischen des Kunststoffs und der oberflächenveredelten, leitenden Teilchen verwendet werden. Die mit den leitenden Teilchen versetzte Mischung kann auf einem Zweirollenwalzwerk ausgewalzt, anschließend tablettiert und zum Pressen bzw. Formen gelagert werden.

Die Brauchbarkeit des erfindungsgemäßen Kunststoffs zum Herstellen von Aufzeichnungsträgern mit hoher Informationsdichte, insbesondere in Form von Platten, wurde durch Messung bestimmter dielektrischer Eigenschaften beim Abspielen des fertigen Trägers überprüft. Bei der Messung wird ein Testsignal bei einer Trägerfrequenz von 5 MHz aufgenommen. Das in Millivolt (mV) von Spitze zu Spitze gemessene Trägerniveau (C) bei 5 MHz hängt von dem spezifischen Widerstand der versetzten Mischung ab und erhöht sich grundsätzlich mit fallendem spezifischen Widerstand, Bekannte, eine Metallschicht aufweisende Platten können ein wiedergegebenes Trägerniveau von

etwa 7,4 mV von Spitze zu Spitze besitzen; ein ähnliches Niveau sollen die erfindungsgemäß herzustellenden Platten aufweisen, wenn auch gute Bilder schon bei geringeren Niveaus von etwa 1 mV von Spitze zu Spitze entstehen.

Eine weitere Eigenschaft zum Bestimmen der Qualität wiedergegebener Video-Bilder ist das Verhältnis von Träger-zu-Rauschniveau (C/N), welches beim Abspielen eines bei 5 MHz aufgenommenen Signals erhalten wird und so hoch wie möglich sein, d.h. bei handelsüblichen Bedingungen wenigstens etwa 40 Dezibel (dB) betragen soll.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.

Beispiel I

Zum Erzielen der erstrebten Verbesserung werden Kohlenstoffteilchen des Typs Ketjenblack EC vor dem Hinzufügen zu der Preßharzmischung mit Fettsäurechloriden oberflächenbehandelt. Hierzu wird zunächst eine dünne Lösung des Fettsäurechlorids in einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. Toluol, vorbereitet» Anschließend werden die Kohlenstoffteilchen durch Suspendieren bzw. Eintauchen oder Aufschlemmen in der Lösungsmittel-Lösung behandelt. Das Fettsäurechlorid wird dem Toluol (oder einem anderen Lösungsmittel) in einer solchen Menge zugefü-gt, daß die entstehende Lösung etwa 1 bis 2 Gew.% Fettsäurechlorid enthält. Zwei repräsentative Fettsäurechloride bei den Versuchen sind Stearinsäurechlorid und Caprinsäurechlorid. Es können aber auch andere Fettsäurechloride mit etwa 5 bis 20 Kohlenstoffatomen zum Erzielen der erfindungsgemäß erreichbaren Vorteile verwendet werden.

In einem Versuch wurde eine zum Herstellen einer Lösung mit 1 Gew.$Hj Fettsäurechlorid ausreichende Menge Stearinsäurechlorid in Toluol gelöst. Danach wurden 150 g Kohlenstofftelchen des Typs Ketjenblack EC in einen Hochgeschwindigkeits-

mischer eingebracht und dort etwa zwei Minuten lang zum Brechen der Kohlenstoffteilchen in ein aufgelockertes Material gemischt. Dann wurden 300 g der Stearinsäurechlorid-Lösung langsam zu den Kohlenstoffteilchen hinzugegeben, und das entstehende Gemenge wurde 5 Minuten gemischt. Es wurde eine schnelle Adsorption der Lösung in der porösen Struktur der Kohlenstoffteilchen beobachtet. Die so oberflächenbehandelten Kohlenstoffteilchen wurden in Kunststoffsäcken gelagert, bei 120⁰C vakuumgetrocknet und für die weitere Verwendung in Polyäthylensäcken aufbewahrt.

Zum Bestätigen der Oberflächenbehandlung der vorgenannten mit Stearinsäurechlorid behandelten Kohlenstoffteilchen vom Typ Ketjenblack EC wurden diese im Vergleich zu unbehandelten Kohlenstoffteilchen desselben Typs einer infrarot-spektroskopischen Fourieranalyse unterzogen. Hierbei wurden die behandelten und unbehandelten Partikel zunächst bei etwa 120⁰C getrocknet und dann zum Herstellen geeigneter Tabletten mit Kaliumbromid gemischt. Die mit dem Stearinsäurechlorid behandelte Oberflächen aufweisenden Ketjenblack-Partikel zeigten zu aliphatischen Kohlenwasserstoff- und Carbonylester-Funktionsgruppen gehörende IR-Spektralbanden, welche im IR-Spektrum der unbehandelten Ketjenblack-Partikel nicht vorhanden waren. Ferner wurden für die Säurechlorid-Gruppe charakteristische IR-Adsorptions-Banden an den behandelten Proben nicht beobachtet. Aus dem Vorstehenden kann geschlossen werden, daß die Säurechlorid-Gruppen und Kohlenstoffhydroxyl-Gruppen unter Bildung von Ester-Funktionsgrüppen reagierten, womit bestätigt wird, daß die Fettsäuren chemisch mit der Oberfläche der Kohlenstoff teilchen verbunden werden»

Ähnliche Ergebnisse wie mit Stearinsäurechlorid werden erhalten, wenn als Fettsäurechlorid zum Behandeln der Oberfläche von Kohlen-stoffteilchen des Typs Ketjenblack EC Caprinsäurechlorid verwendet wird. -

Beispiel II

In einem Waring-Mischer wurde durch 4 Minuten dauerndes Mischen eine Zusammenstellung hergestellt, die aus mit einem Fettsäurechlorid oberflächenbehandelten Kohlenstoff-Tdzw. Rußteilchen und aus einer Preß- bzw. Gießmischung bestand, wobei letztere aus 95 Teilen AP 480, einem Vinylchlorid-8% Propylen-Copolymer der Firma Air Products & Chemicals, Inc.; 2 Teilen eines Dibutyl-Zinn-Beta-Merkaptoproprionat-Stabilisators, der unter der Bezeichnung T 35 von der Firma M & T Chemical Co. Inc. vertrieben wird; 0,75 Teilen Loxiol G-30, einem Monofettsäureester-Schmiermittel aus Alkoholen und Säuren verschiedenen Molekulargewichts und 0,25 Teilen Loxiol G-70, einem Mehrzweck-Säureester-Schmiermittel, das ebenso wie G-30 von der Firma Henkel International GmbH vertrieben wird; und zwei Teilen K-175, einer von der Firma Röhm & Haas Co. vertriebenen Acrylharz-Prozeßhilfe hergestellt wurde. Nach Abkühlen auf Zimmertemperatur wurden je 50 Teile dieser Mischung in einen Brabender Plasticorder gegeben und dort bei 33 Umdrehungen pro Minute auf 150⁰C gehalten. In diesem Zustand wurde das Gleichgewichts-Drehmoment der Schmelze gemessen.

Die gemessenen Werte wurden in Tabelle 1 zusammengestellt. Darin betreffen der Vergleich A^- den Fall einer Mischung ohne Ruß-Füllstoff und der Vergleich B den Fall einer Mischung mit. 15% unbehandeltem bzw. im Sinne der Erfindung unveredeltem Ruß-Füllstoff. Die in der ¹SDeIIe 1 angegebene Bandbreite stellt ein Maß der Verarbeitbarkeit und Elastizität der Harzmischungen dar; eine niedrige Bandbreite zeigt eine gute Verarbeitbarkeit an. Die Gleichgewichtstemperatur des Materials ist die beim Gleichgewichts-Drehmoment gemessene Temperatur des Materials. Eine niedrige Gleichgewichts-Temperatur bedeutet ebenfalls ein Anzeichen für eine gute Verarbeitbarkeit.

Tabelle 1

Probe

Mischung

Gleichgewichts-

drehmoment

m/g

Gleichgewichtstemperatur

Bandbreite m/g

Vorgleich A
Vergleich B

100 Teile Preßini o chung

85 Teile Preßmi ο chung, 15 Teile Ruß

85 Teile Preßmic;chung, 15 Teile vorher mit 1 Gew.'X> Stearoylchlorid-Toluol-Lösung behandeltem Ruß

85 Teile Preßmicchung, 15 Teile vorher mit 1 Gew.'X> Decanoylchlorid-Toluol-Löoung behandeltem Ruß

3500 5200

3400

3600

162

100

350

225

230

■--J CT)

Die beigefügte Zeichnung enthält ein Diagramm der scheinbaren Schmelzviskosität (in Poise) als Funktion der Gleitbzw. Schergeschwindigkeit (1/s) von Preßmischungen ähnlich denjenigen gemäß Tabelle 1. Die scheinbaren Schmelzviskositäten wurden aus den für diese Mischungen bestimmten Werten der Schub- bzw. Scherspannung und der Gleit- bzw. Schergeschwindigkeit errechnet. Die Linie A des Diagramms repräsentiert die Probe gemäß Vergleich A nach Tabelle 1, die Linie B entspricht der Probe gemäß Vergleich B, die Linie C einer mit 1 bezeichneten Probe und die Linie D der mit 2 bezeichneten Probe nach Tabelle 1. Aus dem Diagramm ist zu ersehen, daß die scheinbare Schmelzviskosität der mit einem Fettsäurechlorid oberflächenbehandelte Kohlenstoffpartikel enthaltenden Preßmischungen für alle Schergeschwindigkeiten wesentlich niedrigere Werte besitzt als eine ähnliche Preßmischung, die eine identische Menge von erfindungsgemäß aber nicht behandelten Ketjenblack-Partikeln enthält.

Die erhaltenen und zusammengestellten Ergebnisse zeigen also, daß mit einem Fettsäurechlorid oberflächenbehandelte Kohlenstoff partikel des Typs Ketjenblack bei Zugabe zu einem Harz auf Polyvinylchlorid-Basis zu einer Preßmischung führen, welche eine niedrigere Reibungswärme und eine verminderte Schmelzviskosität aufweisen.

Beispiel III

Der spezifische elektrische Widerstand verschiedener Mischungen von Beispiel II wurde bestimmt und mit dem spezifischen elektrischen Widerstand einer Λ5% des unbehandelten Kohlenstoffs enthaltenden Mischung, Beispiel II, Vergleich B, verglichen. Die Ergebnisse wurden in Tabelle 2 zusammengestellt.

Tabelle 2:

Probe

Mischung

We chselspannung (900 MHz)

spez. Widerstand (Ohm cm)

Gleichspannung

Vergleia

1 2

ι Β siehe
Tabelle

4-6

1,5 2,5

4-10

0,3 2,5

Tabelle 2 zeigt, daß die Mischung durch die mit Hilfe von Fettsäurechlorid oberflächenbehandelten Kohlenstoffpartikel im Vergleich zu den Werten bei unveredelten Kohlenstoffteilchen verbesserte elektrische Eigenschaften erhält.

Beis-piel IV

Es wurden Platten mit hoher Informationsdichte sowohl aus der erfindungsgemäß veredelte Kohlenstoffpartikel enthaltenden Preßmischung von Probe 1 des Beispiels II als auch aus einer unbehandelten Kohlenstoff enthaltenden Preßmischung gemäß Vergleich B in Beispiel II gepreßt. Die Bestandteile wurden in einem Brabender-Einschraubenextruder und mit Hilfe eines in den eingangs genannten US-PS^!en 33 42 194, 38 42 217 und 39 09 517 beschriebenen Masters gepreßt. Auf die Oberfläche der Platte wurde dann eine dünne Schicht eines von der Firma General Electric Company unter der Bezeichnung SF-1147 erhältlichen Methylalkylsiloxan-Schmiermittels aufgedampft. Die fertigen Platten wurden mit Hilfe einer Diamantnadel auf einer in den vorgenannten US-Patentschriften beschriebenen Wiedergabeeinrichtung abgespielt.

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Für die durchschnittliune aus der Preßmisohung von Probe 1 hergestellte Platte ergaben sich eine "bessere Träger-Ausgangsleistung, ein besseres Video-Träger-zu-Rauschspannungsverhältnis ein besseres Ton-Signal-zu-Rauschspannungsverhältnis, und die Platte schien sich besser abspielen zu lassen als die durchschnittliche aus einer Preßmischung nach Vergleich B hergestellte Platte (vergl. Tabelle 3).

Die einen Defekt anzeigende Träger-Ausfallzeit wird definiert als Summe der Zeitabschnitte in Sekunden (bei Wegfall von Intervallen mit einer Zeitdauer von weniger als 10 Mikrosekunden), während derer beim Abspielen der gesamten Platte der Hochfrequenzausgang des Tonabnehmers kleiner als 150 mV von Spitze zu Spitze ist und während derer der Hochspannungsausgang über 8,6 MHz oder unter 3,1 MHz liegt. Derartige Fehler werden vom Beobachter als Bildausfälle registriert. Bei Endkontrollen sind bei einer Bildplatte maximal 3 Sekunden Träger-Ausfallzeit in 30 Minuten Spielzeit zulässig. Von einer guten Bildqualität spricht man, wenn die Träger-Ausfallzeit unterhalb von 0,3 Sekunden in 30 Minuten Spielzeit liegt. Die Zeit wurde für eine Gruppe von 6 Platten gemessen. Die Platten wurden einmal gespielt, dann durch Lagern während 44 Stunden in einem Raum mit 90?£ relativer Feuchte und etwa 38⁰C belastenden Einflüssen ausgesetzt und zweimal abgespielt. Es wurde dann ein Verschleißtest' ausgeführt, in dem dasselbe äußere 12-Minuten-Band 40 mal abgespielt wurde. Diesem Verschleißtest folgte ein Abspielen von 10 Minuten Dauer auf demselben äußeren Band. Die bei diesem Schluß-Abspielen ermittelte Träger-Ausfallzeit wurde durch Multiplizieren mit 3 auf 30 Minuten normiert.

Außerdem wurde die Nadelabnutzung durch Ausmessen der Nadel vor und nach dem Spielen bestimmt. Die in den vorstehenden

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Versuchen gemessenen Werte wurden in Tabelle 3 zusammengestellte Die Preßmischungen der Platten wurden in Beispiel II und in Tabelle 1 angegeben.

9 hk

Tabelle

Platten-Mischung

Träger-Ausgangs spannung Spitze-zu-Spitze mV

Video- Ton-

Träger-Rauschspannungsverhältnis

dB

Vergleich B Probe 1

1,3 - 3,5 7,9 -

44 48 -

22 - 24 25 - 28

Platten-Mischung

Vergleich B Probe 1

Träger-Ausfallzeit/30 Minuten Ausgangs- nach Beanspruchung nach

werte

0,1 0,1 -

LAbspiel 2.Abspiel;

3-10 3,3 - 5,9

1 3,1 - 4,1

Verschleiß

Nadel-Abnutzung

0,08 0,03

Leerseite

Claims

Patentansprüche:

C 1,JAufzeichnungsträger - vorzugsweise in Form einer Kunststoff-Platte - zum hochdichten Informationsspeichern mit einer für einen bei 900 MHz unter etwa 500 0hm cm liegenden Bahnwiderstand des Kunststoffs ausreichenden Menge feinverteilter, leitender Teilchen, welcher eine durch ein Oberflächenreliefmuster gebildete Informationsspur aufweist und mit Hilfe einer zum Wiedergeben von Signalen einer wenigstens mehrere Megahertz umfassenden Bandbreite ausgebildeten Nadel durch Relativbewegung zwischen Platte und Nadel mit vorgegebener Geschwindigkeit abzuspielen ist, g e k e η η zeichnet durch mit einem Fettsäurechlorid oberflächenbehandelte Kohlenstoffpartikel als leitende Teilchen.
2. Aufzeichnimgsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffpartikel ein scheinbares Raumgewicht von etwa 140 bis 16O g/Liter besitzen.
3. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine die Informationsspur enthaltende und zur Aufnahme bzw. zum Führen der Nadel ausgebildete Spiralrille auf der Plattenoberfläche.
4. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch, eine Polyvinylchlorid-Preß- bzw. -Gießmischung als Kunststoff.
5. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffpartikel vor dem Einbringen in den Kunststoff mit dem Fettsäurechlorid oberflächenbehandelt sind.
6. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffpartikel durch Suspendieren bzw. Aufschlemmen in einer Lösungsmittellösung des Fettsäurechlorids oberflächenbehandelt sind.
7. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein etwa 5 bis etwa 20 Kohlenstoffatome enthaltendes Fettsäurechlorid verwendet ist.
8. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fettsäurechlorid Stearinsäure- oder Caprinsäurechlorid ist_Q
9. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 Ms 8, gekennzeichnet durch eine Schicht eines auf eine Platte aufgebrachten Methylalkylsiloxan-Schmiermittels der Formel

CH,

-SiO-

-Si(CH,).,

wobei R eine Alkylgruppe mit 4 Ms 20 Kohlenstoffatomen und χ eine ganze Zahl bedeutet.
10. Leitende Preß- bzw. Gießmischung, insbesondere zum Herstellen des Aufzeichnungsträgers nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, bestehend aus einem Polyvinylchlorid-Polymer, einem festen Merkapto-Zinn-Stabilisiermittel, einer Akryl-Prozeßhilfe, einem inneren¹ Schmiermittel und einer ausreichenden Menge leitender Teilchen zum Einstellen eines spezifischen Bahnwiderstandes der Mischung unter etwa 500 0hm cm bei 900 MHz, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Teilchen an ihrer Oberfläche mit einem Fettsäurechlorid behandelte Kohlenstoffpartikel sind.
11. Mischung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffpartikel ein scheinbares Raumgewicht von etwa 140 bis 160 g/Liter besitzen.

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12. Mischung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch g e kennz e ichnet, daß das innere Schmiermittel aus mindestens zwei Schmiermitteln zusammengesetzt ist, von denen das eine ein Esterwachs von Monofettsäuren oder Alkoholen und das andere ein Esterwachs von Mehrzweck-Säuren und -Alkoholen ist.
13. Mischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 "bis 12, gekennzeichnet durch etwa 1 bis 3 Gew.% StaMlisiermittel.
14. Mischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch etwa 1 bis 3 Gew.% Prozeßhilfe.
15. Mischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffpartikel vor dem Einbringen in das Kunststoffmaterial der Platte mit dem Fettsäurechlorid oberflächenbehandelt sind.
16. Mischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffpartikel durch Suspendieren bzw. Aufschlemmen in einer Lösungsmittellösung des Fettsäurechlorids oberflächenbehandelt sind.
17. Mischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein etwa 5 bis 20 Kohlenstoffatome enthaltendes Fettsäurechlorid verwendet ist.
18. Mischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Fettsäurechlorid Stearinsäure- oder Caprinsäurechlorid ist.