EP0148377A2

EP0148377A2 - Nickelgalvano in Form einer Press- oder Prägematrize

Info

Publication number: EP0148377A2
Application number: EP84113994A
Authority: EP
Inventors: Johann Becker; Hermann Dr. Rer. Nat. Koop; Hans Schüddekopf
Original assignee: Polygram GmbH
Current assignee: Polygram GmbH
Priority date: 1983-11-22
Filing date: 1984-11-19
Publication date: 1985-07-17
Anticipated expiration: 2004-11-19
Also published as: ATE53865T1; EP0148377A3; DE3482125D1; EP0148377B1; DE3342160A1

Abstract

Für die Herstellung von plattenförmigen Ton- oder Bildträgern werden für die Formpressen Preß- oder Prägematrizen benötigt, die üblicherweise auf galvanischem Weg hergestellt werden. Als Material für solche Preß- oder Prägematrizen kommen elektrolytische Nickelbäder in Frage, weil sich mit Nickel spannungsarme Niederschläge abscheiden lassen und darüber hinaus dieses Metall eine für den beschriebenen Anwendungsbereich große Festigkeit hat. Die Preß- oder Prägematrizen, die im Betrieb auf eine Preßform aufgespannt sind, haben eine relativ geringe Betriebsiebenserwartung, weil im Zuge der aufeinanderfolgende Preßzyklen Reibungen zwischen der Rückseite der Matrize und der Preßform auftreten, die zum Metallabrieb führen. Dieser Metallabrieb führt dann zur sogenannten «_Beulenbil- dung», durch die die Matrize unbrauchbar wird. Um die Betriebslebenserwartung solcher Matrizen wesentlich zu erhöhen, wird vorgeschlagen, ihre informationsfreie Rückseite (5) für eine Rauhigkeit (R) < 1 µm zu gestalten und hierbei die Kristallitoberflächen mit kugelig abgerundeten Erhöhungen (6) zu versehen. Bevorzugte Herstellungsverfahren für derartige Matrizen werden angegeben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Nickelgalvano in Form einer Preß- oder Prägematrize für die Herstellung von platten- oder folienförmigen Informationsträgern unter Anwendung einer Präge-, Preß-, Spritzguß- oder Spritzpreßtechnik.
Preß- oder Prägematrizen für Ton- und Bildplatten werden bekanntlich auf galvanoplastischem Wege in Nickelbädern hergestellt. Die Verwendung von Nickelbädern erweist sich insofern als vorteilhaft, als sich damit bei hoher Abscheidungsrate relativ spannungsarme Niederschläge abscheiden lassen, die für die Abformung der die Information enthaltenden mikroskopischen Oberflächenstruktur unbedingt notwendig sind. Nachteilig ist dagegen die auf der Galvanorückseite auftretende relativ rauhe Oberfläche, deren pickelartigen Unebenheiten bei der unmittelbar an der Preßform befestigten Matrize aufgrund gegenseitiger Reibung zu einem Metallabrieb führen. Dieser . Metallabrieb sammelt sich dann meist.zu kleinen Häufchen, die von hinten gegen die Matrize drücken und auf der Matrizenoberfläche entsprechende "Beulen" verursachen.
Um hier Abhilfe zu schaffen ist es beispielsweise durch die DE-OS 26 43 459 bekannt, die Rauhigkeit der Rückseite des Galvanos in einem elektrolytischen Polierbad ausreichend einzuebnen. Wie die Praxis zeigt, läßt sich hierdurch die Anzahl der mit einer solchen Präge- oder Preßmatrize erzielbaren Betriebspreßzyklen erhöhen, doch lassen die erreichbaren Zahlen von 200 bis 500 die Bemühungen auf diesem Gebiet nicht zur Ruhe kommen, weil derartige Matrizen im Gesamtherstellungsprozeß einen nicht unwesentlichen Kostenteil darstellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Rückseite einer auf galvanischem Wege hergestellten Nickel-, Preß- oder Prägematrize eine Oberflächenstruktur anzugeben, die die Betriebspreßzykluszahl für eine solche Matrize auf wenigstens 1000 erhöht.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die informaticnsfreie Rückseite des Nickelgalvanos eine Rauhigkeit < 1 um aufweist und hierbei die Kiristallitoberflächen kugelig abgerundete Erhöhungen haben.
Wie umfangreiche, der Erfindung zugrunde liegende Untersuchungen ergeben haben, schafft eine Rauhigkeit der informationsfreien Rückseite der Nickelmatrize bei kugelig abgerundeten Erhöhungen der Kristallitoberflächen nicht nur hervorragende Gleiteigenschaften auf der Oberfläche der Preßform sondern ermöglicht darüber hinaus auch die Einlagerung von Metallabrieb in den zwischen den Kristallitoberflächen verbleibenden Hohlräumen, so daß sich mit solchen Nickelmatrizen in der Regel über 1000 Preßzyklen durchführen lassen können,, bevor die Matrize die bereits einleitend erwähnten Verschleißerscheinungen aufzeigt und gegen eine neue Matrize ausgetauscht werden muß.
Für die Herstellung von Nickelmatrizen mit einer Rückseitenoberflächenstruktur nach der Erfindung gibt es verschiedene im folgenden beschriebene bevorzugte Verfahren.
Bei einem ersten bevorzugten Verfahren wird bei der Herstellung des Galvanos von einem zusatzfreien elektrolytischen Bad, beispielsweise Nickelsulfamadbad, Gebrauch gemacht und das fertige Galvano entsprechend der DE-OS 26 43 459 nach Abdecken seiner die Information tragenden Vorderseite mit einer säurefesten, elastischen und.rückstandsfrei entfernbaren Schutzschicht auf der Basis eines Polyvinyl-Kunststoffharzes in einem elektrischen Polierbad mit einer Elektrolytzusammensetzung von 40 % H₃P0₄, 50 % H₂S0₄ und 10 % H₂0 auf seiner Rückseite poliert. In diesem Zusammenhang ist jedoch wesentlich, daß bei Rauhigkeiten > 1 um die in einem zusatzfreien Nickelsulfamatelektrolyten bei Stromdichten bis 60 A/dm² auftreten, die Stromdichte im elektrolytischen Polierbad bei Raumtemperatur 10 bis 30 A/dm² beträgt, und daß außerdem das Nickelgalvano so lange dem elektrolytischen Polierbad ausgesetzt wird, bis die Rauhigkeit .seiner informationsfreien Rückseite nur noch < 1 um ist. Werden nämlich die Parameter für das Nickelbad und das Polierbad, so festgelegt, dann ergeben sich auf der Rückseite des Nickelgalvanos bei der vorgegebenen Rauhigkeit Kristallitoberflächen mit kugelig abgerundeten Erhöhungen, die aufgrund ihrer guten Gleiteigenschaften den Metallabrieb im Zuge aufeinander folgender Preßzyklen herab- und damit die Betriebslebensdauer einer solchen Matrize wesentlich heraufsetzt.
Bei einem weiteren bevorzugten Herstellverfahren für eine solche Nickelmatrize auf galvanischem Wege werden von primären und/oder sekundären Glanzmittelzusätzen im elektrolytischen Bad Gebrauch gemacht. Bei Verwendung eines Nickelsulfamadelektrolyt, z.B. High Speed, mit 50 bis 120 mg/Ltr Butindiolzusatz ergibt sich die gewünschte Rückseitenoberflächenstruktur bei einer Kathodenstromdichte (KD in A/dm²) sowohl für Nickelvorabscheidung als auch für die Nickelhauptabscheidung in den Grenzen KD ≧ 8 KD ≦ 60.
Bei einem dritten bevorzugten Herstellungsverfahren für eine Nickelmatrize erfolgt die Nickelvorabscheidung in einem zusatzfreien Nickelsulfamatelektrolyten bei einer Kathodenstromdichte bis 6 A/dm². Anschließend wird dann die Nickelhauptabscheidung in einem Nickelsulfamatelektrolyten mit 50 bis 120 mg/Ltr Butindiolzusatz bei einer Kathodenstromdichte bis ca. 60 A/dm² vorgenommen.
Zur Veranschaulichung einer Prägematrize mit der erfindungsgemäßen Formgebung der Oberflächenstruktur auf der Rückseite ist in der einzigen Figur eine solche Nickelmatrize 1 im Teilausschnitt dargestellt. Hierbei ist angenommen, daß die Informationsstruktur auf der Vorderseite 2, der einer digitalen Audioplatte entspricht, bei der die digitalen Informationen in Form von aufeinander folgenden Vertiefungen 3 und Erhöhungen 4 vorgegeben sind. Wie die Figur ferner zeigt, weist die Rückseite 5 eine Oberflächenrauhigkeit R auf, die < 1 um beträgt, wobei die Kristallitoberflächen kugelig abgerundete Erhöhungen 6 aufweisen.

Claims

1. Nickelgalvano in Form einer Preß- oder Prägematrize für die Herstellung von platten- oder folienförmigen Informationsträgern unter Anwendung einer Präge-, Preß-, Spritzguß- oder Spritzpreßtechnik, dadurch gekennzeichnet , daß seine informationsfreie Rückseite (5) eine Rauhigkeit (R) < 1 um aufweist und daß hierbei die Kristallitoberflächen kugelig abgerundete Erhöhungen (6) haben.

2. Verfahren zur Herstellung eines Nickelgalvanos nach Anspruch 1, bei dem in einem zusatzfreien elektrolytischen Bad, beispielsweise Nickelsulfamatbad, das Nickelgalvano erzeugt wird und anschließend nach Abdecken seiner die Information tragenden Vorderseite mit einer säurefesten, elastischen und rückstandsfrei entfernbaren Schutzschicht auf der Basis eines Polyvinyl-Kunststoffharzes in einem elektrolytischen Polierbad mit einer Elektrolytzusammensetzung 40 % H₃PO₄, 50 % H₂S0₄ und 10 % H₂0 auf seiner Rückseite elektropoliert wird, dadurch gekennzeichnet daß bei Rauhigkeiten > 1 um, die in einem zusatzfreien Nickelelektrolyten bei Stromdichten bis 60 A/dm² auftreten, die Stromdichte im elektrolytischen Polierbad bei Raumtemperatur 10 - 30 A/dm² beträgt und daß das Nickelgalvano solange dem elektrolytischen Polierbad ausgesetzt wird, bis die Rauhigkeit seiner informationsfreien Rückseite nur noch < 1 um ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines Nickelgalvanos nach Anspruch 1, unter Verwendung primärer und/oder sekundärer Glanzmittelzusätze im elektrolytischen Bad, dadurch gekennzeichnet , daß bei Verwendung eines Nickelsulfamatelektrolyten, z.B. High Speed mit 50 bis 120 mg/Ltr Butindiolzusatz die Kathodenstromdichte KD in A/dm² sowohl für die Nickelvorabscheidung als auch für die Nickelhauptabscheidung in den Grenzen KD ≧ 8/KD ≦ 60 beträgt.

4. Verfahren zur Herstellung eines Nickelgalvanos nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-net, daß die Nickelvorabscheidung in einem zusatzfreien Nickelsulfamatelektrolyten bei einer Kathodenstromdichte bis 6 A/dm²und anschließend die Nickelhauptabscheidung in einem Nickelsulfamatelektrolyten, z.B. High Speed mit 50 bis 120 mg/Ltr Butindiolzusatz bei einer Kathodenstromdichte bis ca. 60 A/dm² vorgenommen wird.