DE3301511A1

DE3301511A1 - Verfahren zum herstellen eines geschichteten aufzeichnungstraegers

Info

Publication number: DE3301511A1
Application number: DE19833301511
Authority: DE
Inventors: Kerry Dennis 08619 Trenton N.J. O'Mara
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1982-01-26
Filing date: 1983-01-19
Publication date: 1983-08-04
Also published as: US4390487A; GB8300734D0; GB2113602A; IT8225040A1; JPS58132524A; GB2113602B; IT1153946B; FR2520288A1; IT8225040A0

Description

33U1511

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines geschichteten Aufzeichnungsträgers mit einer auf einander gegenüberliegenden Seiten eines Kerns befindlichen Außenschicht eines ersten Materials. Der Aufzeichnungsträger wird insbesondere als Platte, z.B. Bildplatte, ausgebildet.

In der US-Patentschrift 38 42 194 wird ein kapazitives Videoplattensystem beschrieben. Der Aufzeichnungsträger besteht dabei aus einer Kunststoffplatte, die in ihrer Oberfläche eine mit einer Nadel abzuspielende Informationsspur mit Ton-, Bild- und Farbinformationen in Form eines Oberflächenreliefmusters enthält. Diese Videoplatte ist mit leitendem Material beschichtet, um die für die kapazitive Aufnahme erforderliche Leitfähigkeit zu schaffen. Auf der leitenden Schicht befindet sich eine dünne Isolierschicht. Eine Elektrode an der Abspielnadel vervollständigt den Kondensator.

Gemäß DE-OS 28 10 367 läßt sich das System nach der vorgenannten US-Patentschrift verbessern, wenn der Körper des Aufzeichnungsträgers bzw. der Platte aus einem leitenden Kunststoff hergestellt wird. Hierzu kann eine Masse auf Basis Polyvinylchlorid mit einer bestimmten Menge feinverteiltem Ruß versetzt werden, so daß die resultierende Mischung die zum kapazitiven Abspielen erforderliche Leitfähigkeit besitzt. Da jedes der leitenden Rußteilchen eine dünne Deckschicht aus Polyvinylchlorid aufweist, ist eine dünne Isolierschicht auch an der Oberfläche des Gesamtkörpers vorhanden. Bei Verwendung eines leitenden Kunststoffs erübrigen sich getrennte Metall- und Isolierstoffschichten auf der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers bzw. der Platte, und die Platte ist entsprechend einfach herzustellen.

Die Platte nach der DE-OS 28 10 367 wird ausgehend von einem aus einer mit Ruß versetzten PreBmischung bestehenden Vorformling hergestellt, indem der Vorformling zwischen die Druckplatten einer Plattenpresse gesetzt wird. Die erhitzten Platten werden mit solchem Druck gegen den Vorformling gepreßt, daß das Material des Vorformlings radial nach außen fließt und dabei den durch die Druckplatten begrenzten Formhohlraum ausfüllt. Das zugehörige Verfahren wird in der DE-OS 30 15 107 beschrieben. Der Vorformling selbst kann in einer Formpresse hergestellt werden, von der aus der jeweils fertige Vorformling automatisch in die Plattenpresse gelangt. Eine entsprechende Formeinrichtung wird in der US-PS 42 81 816 beschrieben.

Die Rußteilchen sind im Körper des Aufzeichnungsträgers nach der DE-OS 28 10 367 überall vorhanden, obwohl sie mit Rücksicht auf die gewünschte elektrische Leitfähigkeit nur an der Körperoberfläche erforderlich wären. Es ist daher wünschenswert, die Rußteilchen auf diese Oberflächenbereiche zu beschränken. Dadurch würden die Menge des zum Herstellen eines Aufzeichnungsträgers erforderlichen Rußes vermindert und die Kosten zum Herstellen des Aufzeichnungsträgers reduziert.

Aufzeichnungsträger, insbesondere in Plattenform, mit aus einem vom Kernmaterial unterschiedlichen Material bestehenden Außenschichten sind bekannt. Es gibt verschiedene Verfahren zum Herstellen solcher geschichteten Aufzeichnungsträger bzw. Mehrschicht- oder Verbundplatten. Bei einem ersten Verfahren werden mehrere Scheiben z.B. eine Scheibe aus Kernmaterial zwischen zwei Scheiben aus Außenschichtmaterial zwischen die Druckplatten einer Presse gelegt. Die erhitzten Druckplatten werden dann

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gegen die aufeinander geschichteten Scheiben gepreßt, so daß die Scheiben miteinander verbunden werden und zugleich das die Information enthaltende Oberflächenmuster in die Außenschichten eingepreßt wird. Verfahren dieser Art werden in den US-PS ■ en 32 47 298 und 35 84 094 beschrieben. Ein anderes Verfahren besteht darin, einen Vorformling aus Kernmaterial zwischen zwei Scheiben aus dem Material der Außenschichten in die Form zu setzen. Hierbei kann nach dem Verfahren gemäß US-PS 24 52 821 vorgegangen werden. Bei einem weiteren in den US-PS■en 42 13 927 und 42 48 818 beschriebenen Verfahren wird eine Scheibe aus Kernmaterial eingesetzt. In allen Fällen besteht beim Herstellen geschichteter Aufzeichnungsträger eine Schwierigkeit darin, daß mehrere Einzelteile, z.B. mehrere Scheiben oder eine Scheibe und ein oder mehrere Vorformlinge zu handhaben und einander genau zuzuordnen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines geschichteten Aufzeichnungsträgers, insbesondere einer geschichteten Platte, eingangs genannter Art zu schaffen, bei dem von einem einzigen Vorformling ähnlich wie bei dem Verfahren nach der DE-OS 30 15 107 ausgegangen wird. Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß ein Vorformling mit einer das Material des Kerns umgebenden Schale gebildet wird, daß der Vorformling zwischen die Druckplatten einer Plattenpresse gesetzt wird, daß die Druckplatten aufgeheizt und gegen den Vorformling geschlossen und dadurch die Materialien des ' Vorformlings erhitzt sowie zusammengepreßt werden, bis sie radial nach außen fließen und den zwischen den Druckplatten verbleibenden Formhohlraum ausfüllen und daß der so geformte Aufzeichnungsträger zum Härten gekühlt wird.

Demgemäß wird ein aus einem mit einer leitenden Außenschicht umgebenen Kern bestehender geschichteter Aufzeichnungsträger - im folgenden auch "Platte" genannt - ausgehend von einem Vorformling hergestellt, der bereits aus einem mit dem leitenden Material umgebenen Kern besteht. Im Prinzip wird der Vorformling in einer Form hergestellt, in die nacheinander zunächst das leitende Material und dann das Kernmaterial - in das bereits vorhandene leitende Material hinein - eingespritzt werden.

Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine geschichtete Platte;

Fig. 2 eine Prinzipansicht einer Vorrichtung zum Herstellen eines Vorformlings;

Fig. 3 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, einer in der Vorrichtung nach Fig. 2 verwendeten Injektionsdüse;

Fig. 4 Querschnitte einer Vorform-Presse in den verschiebis 9 denen Verfahrensstufen zum Herstellen des Vorformlings; und

Fig. 10 Querschnitte eines Teils einer Plattenpresse zum und 11 Herstellen einer geschichteten Platte nach Fig. 1.

In Fig. 1 wird ein Aufzeichnungsträger in Form einer Bildplatte insgesamt mit 10 bezeichnet. Die Platte 10 ist im wesentlichen eben und kreisförmig und besitzt einen Kern 12 aus Kunststoff sowie eine Außenschicht 14 aus

Kunststoff mit darin enthaltenden Rußteilchen. Die Außenschicht 14 kann aus einem Material bestehen, wie es in der DE-OS 28 10 367 beschrieben wird. Gemäß Zeichnung wird der Kern 12 auf seiner ganzen Fläche einschließlich des Umfangsrands und der Innenfläche des Zentrallochs 16 von der Außenschicht 14 umhüllt. Es ist jedoch nicht wesentlich, daß sich die Außenschicht 14 über den Umfangsrand des Kerns 12 hinweg erstreckt. Der prozentuale Anteil des Kerns 12 am Gesamtgewicht der Bildplatte 10 kann variieren, der Anteil des Kerns 12 am Gesamtgewicht von erfindungsgemäß hergestellten Bildplatten 10 betrug bis zu etwa 69%. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel besteht die Bildplatte 10 aus einem keine Aufzeichnungen tragenden Zentralbereich 18, einem schmalen Außenrand 20 und einem die aufzuzeichnenden Informationen enthaltenden Hauptteil 22, zwischen den Zentralbereichen 18 und dem Außenrand 20.

Die Außenschicht 14 soll aus einer thermoplastischen, leitenden Preßmischung bestehen, in die die Aufzeichnung einzubringen ist und die kapazitiv abgespielt werden kann. Vorzugsweise wird die Außenschicht 14 aus Polyvinylchlorid mit darin enthaltenen leitenden Rußteilchen hergestellt. Demgegenüber kann der Kern 12 aus irgendeiner thermoplastischen Preßmischung bestehen. Vorzugsweise wird zum Herstellen des Kerns ein weniger teures Material als zum Herstellen der Außenschicht 14 eingesetzt. Grundsätzlich läßt sich der Kern 12 zwar aus demselben Kunststoff wie die Außenschicht 14 herstellen, zweckmäßig werden die Rußteilchen dem Kernmaterial aber nicht beigegeben, wenn dadurch die Kosten dieses Materials oder eines anderen Polymers bzw. Copolymers herabzusetzen sind. Alternativ kann der Kern aus aufgearbeitetem Abfall der Außenschicht hergestellt werden. Als Abfall können auch Ausschußplatten

und/oder beim Abgraten gepreßter Platten gewonnenes Material eingesetzt werden. Für die Auswahl des Kernmaterials spielen also in erster Linie nicht die Materialzusammensetzung sondern die Materialkosten eine Rolle.

Die Bildplatte 10 wird aus einem Vorformling 24 gemäß Fig. 10 hergestellt. Der Vorformling 24 besteht aus einem Kern 26 aus thermoplastischem Kunststoff und einer Schale 28 aus leitendem Kunststoff, die den Kern 26 völlig umgibt. Form und Größe des Vorformlings 24 werden vorzugsweise entsprechend den Angaben in der DE-OS 30 15 107 gewählt. Im allgemeinen soll der Vorformling 24 einen kreisförmigen Außenumfang 30, kreisförmige, ebene Ober- und Unterseiten 32 bzw. 34 und konische Randbereiche 36 bzw. 38 besitzen, die sich zwischen dem Außenumfang 30 und der Oberseite 32 bzw. Unterseite 34 erstrecken. Wie in der DE-OS 30 15 107 beschrieben wird, lassen sich durch diese Form Oberflächenfehler, die durch Luft- oder Gaseinschlüsse zwischen Vorformling und den Oberflächen der Formbacken verursacht werden können, vermeiden.

Fig. 2 zeigt eine insgesamt mit 39 bezeichnete Formpresse zum Herstellen des Vorformlings 24 im Prinzip. Die Presse 39 enthält eine im folgenden beschriebene, zweiteilige Form 40. Die obere Formbacke 42 der Form 40 wird an das Ende des Kolbens 44 eines hydraulischen Zylinders 46 angesetzt. Mit Hilfe des Kolbens 44 kann die obere Formbacke 42 relativ zur unteren Formbacke 48 der Form 40 vor- und zurückbewegt werden. An den Boden der unteren Formbacke
48 wird eine Y-förrnige Injektionsdüse 50 angeschlossen. Mit den Armen 56 und 58 der Düse 50 werden getrennte

Extruder 52 bzw. 54 verbunden. Der eine Extruder, z.B. der Extruder 52, gibt leitendes Kunststoffmaterial ab, während der andere Extruder, z.B. der Extruder 54, das Kernmaterial, z.B. einen nicht leitenden Kunststoff, liefern kann.

Fig. 3 zeigt einen, das Ausgangsende der Düse 50 bildenden Schenkel 60. In dem Schenkel 60 befindet sich eine längliche Kammer 62, die an dem Ausgangsende des Schenkels eine Öffnung 64 besitzt. Am anderen Ende der Kammer 62 erstreckt sich durch den Arm 56 der Düse ein erster Kanal 66 in die Kammer. Ein zweiter Kanal 68 befindet sich ebenfalls am anderen Ende der Kammer 62 im Arm 58 der DuGe 50. Durch die Kammer 62 erstreckt sich ferner als Verlängerung des zweiten Kanals 68 ein Rohr 70 bis in die Nahe der Öffnung 64; das Rohr 70 endet jedoch mit. Abstand von der Öffnung 64 innerhalb der Kamner 62. Soweit das Rohr 70 aus dem zweiten Kanal 68 vorspringt, ist es vollständig von der Kammer 62 umgeben. Dabei soll das Rohr 70, insbesondere im Bereich seines freien Endes, im wesentlichen parallel zur Längsrichtung und koaxial zur Kammer 52 angeordnet sein.

Gemäß Fig. 4 besitzt die obere Formbacke 42 in ihrer der unteren Formbacke 48 gegenüberliegenden Fläche eine konkave Ausnehmung 72. Die Ausnehmung 72 wird so ausgebildet, daß sie der Form eines Teils des Vorformlings 24 entspricht. Die Ausnehmung 72 besitzt daher eine ebene Bodenfläche 74, einen konischen Randbereich 76 und einen zylindrischen Umfangsbereich 78. Der konische Randbereich 76 stellt die Verbindung zwischen Bodenfläche 74 und Umfangsbereich 78 dar. Die untere Formbacke 78 besitzt einen zylindrischen Randbereich 80 einer solchen Form, daß

er angepaßt an den zylindrischen Umfangsbereich 78 in die obere Formbacke 42 einzustecken ist. Radial nach aussen über den zylindrischen Randbereich 80 der unteren Formbacke 48 hinaus erstreckt sich ein Randstreifen 82. Die untere Formbacke 48 besitzt eine konkave Ausnehmung 84 in der der oberen Formbacke 42 gegenüberliegenden Oberfläche. Die Ausnehmung 84 enthält einen konischen Bereich 86, der sich von der Peripherie des zylindrischen Randbereichs 80 bis zu einer im Boden der unteren Formbacke 48 vorgesehenen Öffnung 88 erstreckt. Das freie Ende des Schenkels 60 der Düse 50 wird so ausgebildet und in die Öffnung 88 eingepaßt, daß es eine im wesentlichen ebene Bodenfläche der Ausnehmung 84 darstellt.

Zum Vorbereiten des Herstellens eines Vorformlings 24 in der Form 40 wird der Zylinder 46 zunächst so beaufschlagt, daß der Kolben 44 die obere Formbacke 42 gegen die untere Formbacke 48 bewegt, bis der zylindrische Randbereich 80 der unteren Formbacke 48 in die Ausnehmung 72 eintritt und die obere Formbacke 42 an dem Randstreifen 82 der unteren Formbacke 48 anschlägt. In dieser Stellung der Formbacken 42 und 48 ist der zwischen den Ausnehmungen 72 und 84 aufgespannte Formhohlraum kleiner als das Endvolumen des herzustellenden (fertigen) Vorformlings 24. Nach Einschalten des Extruders 52 wird leitendes Kunststoffmaterial 90 durch den Kanal 66 in die Düsenkammer 62 extrudiert und gemäß Fig. 4 durch die Öffnung 64 in den Formhohlraum eingebracht.

Wenn dann die Ausnehmungen 72 und 84 die gewünschte Menge an leitendem Kunststoffmaterial 90 enthalten, wird der Extruder 52 aus- und der Extruder 54 eingeschaltet. Mit Hilfe des Extruders 54 wird aus Kunststoff bestehendes Kernmaterial 92 durch den zweiten Düsenkanal 68, das Rohr 70 und die Öffnung 64 in den Formhohlraum eingebracht.

Gemäß Fig. 5 wird dabei das Kernmaterial 92 in das Zentrum des bereits in der Form 40 befindlichen leitenden Kunststoffmaterials 90 gepreßt, wobei der Kern 26 des Vorformlings 24 gebildet und das leitende Kunststoffmaterial 90 nach außen gedrängt wird. Beim Einpressen des Kernmaterials 92 in das leitende Kunststoffmaterial 90 wird die obere Formbacke 42 weg von der unteren Formbacke 48 gedrückt, so daß sich der Formhohlraum zwischen den Ausnehmungen 72 und 84 vergrößert, bis die Kante des zylindrischen Randbereichs 80 der unteren Formbacke 48 an die freie Kante des zylindrischen Umfangsbereichs 78 der Ausnehmung 72 der oberen Formbacke 42 gelangt ist. Diese gegenseitige Position der Formbacken 42 und 48 wird in Fig. 6 dargestellt. Der zwischen den Ausnehmungen 72 und 84 aufgespannte Formhohlraum ist dann gleich dem gewünschten Volumen des herzustellenden Vorformlings 24.

Wenn die gewünschte Menge an Kernmaterial 92 in den Formhohlraum extrudiert worden ist, wird der Extruder 54 abgeschaltet und der Extruder 52 wieder eingeschaltet. Gemäß Fig. 7 wird hierbei etwas leitendes Kunststoffmaterial 90 in die Öffnung 64 der Düse 50 eingepreßt, um das Kernmaterial 92 von der Außenfläche des fertigen Vorformlings wegzudrängen, so daß dieser gemäß Fig. 8 einen vollkommen in leitendes Kunststoffmaterial eingehüllten Kern enthält. Schließlich werden der Extruder 52 abgeschaltet und der Hydraulikzylinder eingeschaltet sowie im Sinne eines Trennens der Formbacken 42 und 48 beaufschlagt. Hierbei wird gemäß Fig. 9 der Vorformling 24 freigegeben, so daß er aus der Form 40 genommen werden kann.

Die vorgeschriebene, in die Form 40 zu extrudierende Menge an leitendem Kunststoffmaterial und Kernmaterial wird über die Zeit gesteuert, während der jeder der Extruder 52 bzw. 54 eingeschaltet wird. Der Taktablauf der Extruder kann über einstellbare Zeitgeber, die auf die elektrischen Zuleitungen der Extruder zu schalten sind, gesteuert werden. Stattdessen kann die Menge des in die Form 40 zu extrudierenden Kernmaterials auch über einen Endschalter an der oberen Formbacke 42 gesteuert werden. Der Endschalter kann dabei beispielsweise betätigt werden, wenn die Formbacken auf den gewünschten Abstand auseinandergefahren sind.

Die Kunststoffmaterialien werden zum Injizieren in die Form 40 auf eine Temperatur erhitzt, bei der sie fließen. Wenn das leitende Kunststoffmaterial 90 in den Formhohlraum injiziert wird, trifft es auf die Oberfläche der Ausnehmung 72, welche kühler als das Kunststoffmaterial 90 ist, und kühlt sich langsam ab, so daß der Vorformling 24 sich zu bilden beginnt. Weiteres in den Formhohlraum gelangendes Kunststoffmaterial - leitendes Material oder Kernmaterial - verschiebt jeweils das heißeste, bereits in der Form befindliche Material, welches die niedrigste Viskosität besitzt. Das leitende Kunststoffmaterial 90, das mit den Flächen des Formhohlraums in Berührung kommt, kühlt am schnellsten und wird so ausreichend fest, daß die Form des Vorformlings beim Entnehmen aus der Form 40 - nach dem Trennen der Formbacken 42 und 48 - erhalten bleibt. Bei Verwendung einer dreiteiligen Form, v/ie sie z.B. in der vorgenannten US-PS 42 81 816 beschrieben wird, kann der fertige Vorformling auch automatisch von der Form in eine Plattenpresse weitergeleitet werden.

Zum Herstellen einer Platte 10 aus dem Vorformling 24 wird dieser in eine teilweise in den Fig. 10 und 11 dargestellte Plattenpresse 94 gegeben. Diese besteht aus oberen und unteren Druckplatten 96 und 98, die so gelagert werden, daß wenigstens eine von Ihnen relativ zur anderen zu bewegen ist. Die Druckplatten 96 und 98 besitzen durchgehende, aufeinander ausgerichtete Zentralöffnungen 100 bzw. 102, in denen Zentrierplatten 104 bzw. 106 gelagert werden. Auf den sich gegenüberliegenden Oberflächen der Druckplatten 96 und 98 werden Matrizen 108 bzw. 110 befestigt. Die Matrizen 108 und 110 sind dünne Metallplatten, deren Oberfläche das Negativ des in die Oberfläche der herzustellenden Platte einzupressenden Reliefs enthält. Die Matrizen 108 und 110 werden zum Teil durch die Zentrierplatten 104 bzw. 106 auf den Druckplatten 96 bzw. 98 befestigt. Durch die Zentrierplatte 104 der oberen Druckplatte 96 erstreckt sich verschiebbar ein zum Herstellen eines Zentrallochs in der zu formenden Platte dienender Zapfen 112.

Beim Herstellen einer mit Aufzeichnungen versehenen Platte 10 werden die Druckplatten 96 und 98 voneinander getrennt, und der Vorformling 24 wird mit den Ober- und Unterseiten 32 bzw. 34 direkt zwischen die Zentrierplatten 104 bzw. 106 gesetzt. Die Druckplatten 96 und 98, die Zentrierplatten 104 und 106 und der zum Bilden des Zentrallochs vorgesehene Zapfen 112 werden erhitzt .und die Druckplatten 96 sowie 98 werden bis zum Kontakt mit dem Vorformling 24 aufeinander zubewegt. Durch die Hitze der Druckplatten 96 und 98 wird der Vorformling 24 erwärmt, so daß - beim weiteren Schließen der Druckplatten 96 und 98 - das erhitzte Material des Vorformlings 24 radial nach außen gedrängt wird und den zwischen den Druckplatten 96 und 98 gebildeten Formhohlraum beim vollständigen Schließen der Form ganz ausfüllt. Der Zapfen

112 wird durch das Material des Vorformlings 24 bewegt, so daß das darunter befindliche Material nach den Seiten weggedrängt wird und ein Zentralloch 16 der fertigen Platte 10 gemäß Fig. 11 entsteht. Sobald die Druckplatten 96 und 98 vollständig aufeinander zu bewegt worden sind und der Zapfen 112 durch das Material des Vorformlings 24 gedrückt worden ist, werden die Druckplatten 96 und 98 sowie der Zapfen 112 gekühlt, um das Material der Platte 10 zu erhärten. Daraufhin werden die Druckplatten 96 und 98 voneinander getrennt, um ein Entnehmen der fertigen Platte 10 zu ermöglichen.

Wenn das Material des Vorformlings 24 mit Hilfe der Druckplatten 96 und 98 radial nach außen gepreßt wird, fließt auch das Kernmaterial 26 radial nach außen, bleibt aber innerhalb der aus leitendem Material bestehenden Schale 28, so daß eine Platte 10 mit einem Kern 12 und einer leitenden Außenschicht 14 entsteht. Ferner wird beim Pressen des zum Bilden des Zentrallochs dienenden Zapfen 112 durch das Material des Vorformlings 24 leitendes Material 90 so durch das in der Platte gebildete Loch 16 gepreßt, daß die innere Oberfläche des Lochs ebenfalls eine Beschichtung aus leitendem Material erhält.

Um zu verhindern, daß Kernmaterial 92 beim Pressen der Platte 10 durch das leitende Material 90 nach außen an die Oberfläche dringt, soll das Kernmaterial 92 eine Viskosität besitzen, die annähernd gleich der oder größer als die Viskosität des leitenden Materials 90 ist. Die Viskosität der Materialien hängt während der Zeit des Pressens der Platte von der jeweils gewählten Materialzusammensetzung und der Materialtemperatur zur Zeit des Pressens des Vorformlings ab. Die Temperatur der Materialien des Vorformlings wiederum hängt von dem Temperaturzyklus ab, den die Materialien beginnend mit der Injektion in die Vorformling-Form 40 durchlaufen. Während der

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Zeit des Pressens des Vorformlings 24 kann dessen aus leitendem Material 90 bestehende Schale 28 kalter sein und daher eine höhere Viskosität besitzen als das Kernmaterial 92 des Kerns 26. Während des Transports des Vorformlings 24 aus seiner Form 40 zur Formpresse 94 kann die Temperaturdifferenz zwischen Schale 28 und Kern 26 abhängig von der Zeitdauer des Transfers abnehmen. Mit der Verminderung der Temperaturdifferenz geht eine Verminderung der Viskositätsdifferenz zwischen den beiden Teilen des Vorformlings 24 einher.

Wenn die erhitzten Druckplatten 96 und 98 der Formpresse 94 in Kontakt mit dem Vorformling 24 kommen, wird dessen Schale 28 schneller erhitzt als der Kern 26. Die Viskosität der Schale 28 wird also relativ zur Viskosität des Kerns 26 herabgesetzt. Durch Steuern der Temperatur der Druckplatten 96 und 98 sowie des Preßzyklus in der Plattenpresse kann die Viskosität der Schale 28 im wesentlichen auf die Viskosität des Kerns 26 oder auf einen noch kleineren Wert herabgesetzt werden.

Beispiel I

Mit Hilfe einer Vorrichtung nach Fig. 2 wurden Vorformlinge gemäß Fig. 10 hergestellt. Die Vorformlinge wurden aus 114 g leitendem Kunststoff (für die Schale) und 54 g nichtleitendem Kunststoff (für den Kern) hergestellt. Der herzustellende Vorformling enthielt also 52 Gew.% nichtleitendes Material. Als leitendes Material wurde ein Kunststoff auf Basis Polyvinylchlorid mit feinverteilten Rußteilchen und üblichen Zusätzen eingesetzt. Ein Beispiel einer solchen Mischung wird in der US-PS 42 28 050 beschrieben.

Als nichtleitendes Material wurde ein Titandioxidpigmente und Schmiermittel enthaltendes Polyvinylchlorid eingesetzt. Als Extruder wurden 3/4"-Brabender-Schraubenextruder verwendet. Jeder Extruder wurde an seinem Eingangsende, in das das Material eingefüllt wird, auf 160° erhitzt. Die Temperatur am Ausgangsende angrenzend an die Düse wurde auf 180 C und in der Mitte im Bereich zwischen den Enden auf etwa 170 C eingestellt. Die Arme der Düse wurden auf 180⁰C erhitzt. Der Extruder für den leitenden Kunststoff wurde mit 100 Umdrehungen pro Minute und der Extruder für das nichtleitende Kernmaterial mit 80 Umdrehungen pro Minute rotiert. Die Formbacken der Vorformling-Formpresse wurden auf etwa 132°C erhitzt. Die Vorformlinge wurden in eine Vier-Ständer-Presse ähnlich derjenigen gemäß Fig. 10 gesetzt. Die Presse enthielt jedoch keinen Zapfen zum Bilden eines Zentrallochs. Außerdem waren die Mittelteile der beiden Matrizen mit Hilfe von Zentrierplatten mit relativ ebenen Oberflächen an den Formplatten befestigt. Es wurden 16 Platten mit nichtleitendem Kern und leitender Außenschicht gepreßt. Ein Durchbruch des weißen Kernmaterials wurde nicht festgestellt. Die Zentrallöcher wurden einzeln in jede Platte eingebracht.

Beispiel II

Es wurden Vorformlinge ähnlich wie im Beispiel I hergestellt, jeder Vorformling enthielt jedoch 102 g leitenden Kunststoff und 66 g nichtleitendes Kernmaterial, so daß der Gewichtsanteil des Kernmaterials 39% betrug. Die Vorformlinge wurden wie im Beispiel I zu Platten verarbeitet. Es wurden drei Platten gepreßt.

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Beispiel III

Es wurden Vorformlinge ähnlich wie im Beispiel I hergestellt. Jeder Vorformling enthielt jedoch 52,5 g leitenden Kunststoff und 106 g nichtleitendes Kernmaterial, so daß jeder Vorformling 66,9 Gew.% nichtleitenden Kunststoff enthielt. Ferner wurden die Düsenarme des Extruders wie folgt erhitzt:

	leitender Kunststoff	nichtleitender Kunststoff
Einlaßende	170°C	160⁰C
Mitte	180°C	165°C
Auslaßende	185°C	175°C
Düse	175°C	175°C

Der Extruder für das leitende Material wurde mit 100 Umdrehungen pro Minute und der Extruder für das nichtleitende Material mit 20 Umdrehungen pro Minute rotiert. Die obere Formbacke wurde auf etwa 115,6 C und die untere Formbacke auf etwa 126,7°C erhitzt. Unter Verwendung dieser Vorformlinge wurden Platten in der im Beispiel I beschriebenen Weise gepreßt.

-Beispiel IV

Es wurden Vorformlinge ähnlich wie im Beispiel III hergestellt; jeder Vorformling enthielt jedoch 53 g leitendes Material und 106 g nichtleitendes Material, so daß der Gewichtsanteil des nichtleitenden Kunststoffs 66%

betrug. Die Vorformlinge wurden in einer von der Alpha-Toolex Company (Schweden) gelieferten Plattenpresse zu Platten verarbeitet. Die Presse besitzt im wesentlichen die Konstruktion der Einrichtung nach Fig. 10. Es wurden zehn' Platten mit eingeformtem Zentralloch hergestellt, bei denen sich der nichtleitende Kunststoff durch die Innenfläche des Zentrallochs erstreckte.

Beispiel V

Es wurden Vorformlinge ähnlich wie im Beispiel I hergestellt, jeder Vorformling enthielt jedoch 49 g leitenden Kunststoff und 119 g nichtleitenden Kunststoff, so daß der Gewichtsanteil an nichtleitendem Kunststoff etwa 70,8% betrug. Ferner wurden die Düsenarme des Extruders wie folgt erhitzt:

	leitender Kunststoff	nichtleitender Kunststoff
Einlaßende	170⁰C	155°C
Mitte	180°C	155°C
Auslaßende	190⁰C	155°C
Düse	170°C	160⁰C

Der Extruder für den leitenden Kunststoff wurde mit 130 Umdrehungen pro Minute und der Extruder für den nichtleitenden Kunststoff mit 180 Umdrehungen pro Minute rotiert. Die Vorformling-Form besaß zylindrische Formbacken, die auf 180 C erhitzt wurden. Unter Verwendung der Vorformlinge wurden acht Platten in der in Beispiel I beschriebenen Weise gepreßt.

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Beim Herstellen dieser Platten wurde die Zeit zwischen dem Entnehmen der Vorformlinge aus der Vorformling-Form und dem Einsetzen des jeweiligen Vorformlings in die Plattenpresse variiert. Es wurden drei Platten aus Vorformlingen gepreßt, die unmittelbar - mit einer Zeitdifferenz von weniger als 15 Sekunden - von der einen in die andere Form gesetzt worden waren. Eine Platte wurde aus einem Vorformling gepreßt, bei dem der Transfer von der einen zur anderen Form wenig mehr als 45 Sekunden betragen hatte. Drei Platten wurden aus Vorformlingen hergestellt, bei denen die Zeitdifferenz zwischen der Entnahme aus der Vorformling-Form und dem Einsetzen in die Plattenpresse wenig mehr als 90 Sekunden betragen hatte, eine Platte wurde aus einem Vorformling hergestellt, bei dem die Zeitdifferenz zum Überstellen von der einen in die andere Form drei Zyklen der Plattenpresse, d.h. wenig mehr als 135 Sekunden, betragen hatte.

Bei allen so hergestellten Platten war ein gewisser Durchbruch nichtleitenden Kernmaterials nach außen sichtbar. Es wurde jedoch beobachtet, daß die Durchbruch-Menge in dem Maße abnahm, wie die Transferzeit zum Überstellen des Vorformlings von der einen zur anderen Form vergrößert wurde. Aus unmittelbar, d.h. ohne Zeitverzug, von der einen zur anderen Form überführten Vorformlingen gepreßte Platten zeigten den stärksten. Kerndurchbruch, während Platten, die aus Vorformlingen mit einer Transferzeit von drei Pressen-Zyklen wesentlich weniger Kerndurchbrüche aufwiesen. Die Kerndurchbrüche dieser Platten treten beim Pressen von Vorformlingen auf, deren Kernmaterial eine geringere Schmelzviskosität aufweist als das Material der Außenschicht.

Beim Formen der Vorformlinge in einer Form, deren Temperatur niedriger ist als die Temperatur des extrudierten Kunststoffs, ist die Temperatur der Außenschicht des zu bildenden Vorformlings niedriger als die des Innenkörpers, so daß die Viskositäten entsprechend unterschiedlich sind. Mit zunehmender Zeitverzögerung beim Überstellen des Vorformlings von der einen zur anderen Form wird die Temperatur im Innern des Kunststoffkörpers niedriger mit dem Ergebnis einer gleichmäßigeren Temperaturverteilung über den Querschnitt des Vorformlings. Hierdurch werden die Viskositäten der beiden Materialien einander mehr angenähert. Dadurch wiederum ergeben sich weniger Durchbrüche von innerem Material, wie die Versuchsergebnisse beweisen.

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Claims

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Dr.-lng. Reimar König ■ Dipl.-Iny- Kl&uä Bergen

Cecilienallee "76 4 Düsseldorf 3O Telefon 452QOB Patentanwälte

18.Jan. 1983
34 762 B

RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza,
New York, N.Y. 10020 (V.St.A.)

"Verfahren zum Herstellen eines geschichteten Aufzeichnungsträgers"

Patentansprüche:

(Ty Verfahren zum Herstellen eines geschichteten Aufzeichnungsträgers (10) mit einer auf einander gegenüberliegenden Seiten eines Kerns (12) befindlichen Außenschicht (14) eines ersten Materials, dadurch gekennzeichnet,

a) daß ein Vorformling (24) mit einer das Material des Kerns (26) umgebenden Schale (28) gebildet wird;

b) daß der Vorformling (24) zwischen die - gegebenenfalls das Negativ des die abzuspielende Information bewirkenden Oberflächenreliefs aufweisenden - Druckplatten (96, 98) einer Presse (94) gesetzt wird;

c) daß die Druckplatten (96, 98) aufgeheizt sowie gegen den Vorformling (24) geschlossen und dadurch die Materialien des Vorformlings erhitzt sowie zusammengepreßt werden, bis sie radial nach außen fließen und den zwischen den Druckplatten (96, 98) verbleibenden Formhohlraum ausfüllen; und

d) daß der so geformte Aufzeichnungsträger (10) zum Härten gekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Material (90) ein leitender Kunststoff und als Kernmaterial (92) ein nicht leitender Kunststoff verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Material (90) ein leitender Kunststoff verwendet wird und daß der Kern (12, 26) aus einem wieder aufgearbeiteten Material mit der Zusammensetzung des ersten Materials hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Material (90) ein mit feinverteilten Rußteilchen versetzter Kunststoff verwendet wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff zum Herstellen der Außenschicht (14) und des Kerns (12) Polyvinylchlorid eingesetzt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen des Vorformlings (24) das erste Material (90) in eine Form (40) extrudiert wird und daß dann zum Herstellen des Kerns (26) das Kernmaterial (92) in das erste Material (90) hinein extrudiert wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des Kernmaterials (92) auf einen annähernd gleichen oder einen größeren Wert als derjenige der Viskosität des ersten Materials (90) eingestellt wird.

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8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen des Vorformlings (24) eine Form (40) mit auf einen die Größe des fertigen Vorformlings unterschreitenden Formhohl-

- raum zusammenzuführenden Formbacken (42, 48) verwendet wird, mit denen der Formhohlraum zunächst auf einen Wert kleiner als das gewünschte Volumen des fertigen Vorformlings (24) eingestellt werden kann und die Formbacken (42, 48) dann auf das Maß des fertigen Vorf ormlings (24) auseinanderbewegt werden können, daß das erste Material (90) in den auf den kleineren Wert eingestellten Formhohlraum extrudiert wird und daß das Kernmaterial (92) zum Auseinanderbewegen der Formbacken (42, 48) und Ausdehnen des Formhohlraums auf das endgültige Vorformlingvolumen in das erste Material (90) hinein extrudiert wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Extrudieren des Kernmaterials (92) in das erste Material (90) das Kernmaterial durch Extrudieren weiteren ersten Material (90) in die Form (40) vollständig mit dem ersten Materials (90) umhüllt wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 zur Plattenherstellung, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Druckplatten (96) der Plattenpresse (94) mit einem in den Formhohlraum hineinragenden Zapfen (112) zum Bilden eines Zentrallochs ausgestattet wird und daß der Zapfen (112) beim Schließen der Druckplatten (96, 98) unter Bildung eines Zentrallochs (16) in dem Aufzeichnungsträger (10) durch das Material des Vorformlings (24) hindurchgedrückt wird.

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11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch den dem Bilden des Zentrallochs dienenden Zapfen (112) erstes Material (90) teilweise auf der Innenfläche des Zentrallochs (16) verteilt und dadurch das Kernmaterial (92) auch innerhalb des Zentrallochs (16) mit dem ersten Material (90) überzogen wird.