Verfahren zum Erzeugen einer Metall-Seifenschicht als Gleitschicht auf einem metallisierten Aufzeichnungsträger

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer hinreichend dicken Gleitschicht auf der Oberfläche einer über einer Trägerschicht und einer Lackschicht liegenden Aluminiumschicht eines Aufzeichnungsträgers, dessen Rückseite ebenfalls mit einer Lackschicht überzogen ist, bei welchem mindestens einer der beiden Lackschichten eine Fettsäure oder ein Gemisch von Fettsäuren beigemischt wird.

[0002] Ein derartiges Verfahren und seine Weiterentwicklung sind an sich aus der DE-A-3 007 331 und den darauf aufbauenden DE-A-3 011 591, DE-A-3 040 485 und der DE-A-3 040 513 bekannt. Aus der DE-A-3 040 513 ist insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung einer Gleitschicht auf der Oberfläche einer Aluminiumschicht eines Aufzeichnungsträgers, der beidseitig mit einer Lackschicht versehen ist, bekannt, bei dem einer der beiden Lackschichten ein zur Umsetzung mit Fettsäuren geeignetes Metallradikal und der anderen Lackschicht eine Fettsäure oder ein Gemisch von Fettsäuren beigemischt werden.

[0003] Es hat sich nun aufgrund ausgedehnter Versuche gezeigt, daß es wünschenswert wäre, nicht nur die Dicke der zu erzeugenden Gleitschicht beeinflußbar zu machen, sondern auch eine kompakte Metallseifenschicht zu erzielen und, was besonders wichtig erschien, auch einen Einfluß auf die Reaktionszeit zu nehmen.

[0004] Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß vor dem Aufbringen der Aluminiumschicht einer der beiden Lackschichten 0,5 bis 2 Gew.%, bezogen auf den nassen Lack, einer oligomeren Fettsäure oder eines Gemisches von oligomeren Fettsäuren und der anderen Lackschicht 0,1 bis 3 Gew.% eines Metall-Diketons oder eines Metall-Ketoesters beigemischt werden, wobei die Wasserstoff-Form des Metallkomplexes eine deutliche Keto-Enol-Tautomerie aufweist und daß dann nach dem Beschichten des Materials mit Aluminium im Vakuum das Aufzeichnungsträgermaterial zur Rolle aufgewickelt und gelagert wird.

[0005] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0006] Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit entsprechenden technischen Überlegungen näher erläutert, wobei eine Zeichnung die Erfindung noch verdeutlichen soll.

[0007] Die Zeichnung zeigt dabei eine Teilschnittansicht aus einem zu einer Rolle aufgewickelten Aufzeichnungsträger, insbesondere zwei übereinanderliegende Abschnitte eines Aufzeichnungsträgers, bestehend aus einem Substrat 1, z. B. aus Papier, einer Vorderseitenlackschicht 2, einer Metallschicht 3 und einer Rückseitenlackschicht 4.

[0008] Diese beiden Bahnen des Aufzeichnungsträgers liegen so eng aneinander, daß sich eine innige Berührung zwischen der Metallschicht der unteren Bahn und der Rückseitenlackschicht der oberen Bahn ergibt.

[0009] Wenn nun die beiden Lackschichten gemäß der Erfindung beispielsweise einerseits mit 0,1 bis 1 Gew.% Ca-Acetylacetonat bzw. 0,5 bis 2 Gew.% einer oligomeren Fettsäure, bestehend aus etwa 80 bis 90 % Dimer und 20 bis 10 % Trimer oder Tetramer versetzt sind, dann kommt es durch Diffusion der beiden Komponenten in entgegengesetzter Richtung zur Vermischung und damit zu einer Reaktion zwischen der Fettsäure und dem Metallkomplex.

[0010] Eine typische dimere Fettsäure hat folgende Formel:

[0011] Diese Fettsäure wird mit Hilfe eines Metall-Diketons oder eines Metall-Keto-Esters, dessen Wasserstoff-Form eine deutliche Keto-Enol-Tautomerie aufweist, in die gewünschte Metallseife umgewandelt.

[0012] Die Metallkomponente wird im wesentlichen nicht der aufgedampften Metallschicht, sondern dem der einen Lackschicht beigemischten Metall-Komplex entnommen. Damit konzentriert sich die Bildung der Gleitschicht auf die Oberfläche der aufgedampften Aluminiumschicht.

[0013] Diese Vorgänge sollen nunmehr noch im einzelnen in ihrer allgemeinsten Form betrachtet werden.

[0014] Dabei ist folgendes wichtig:

Diese Reaktion wird noch durch die Tautomerie mit dem stabilisierenden Resonanz-Effekt und durch die Wasserstoff-Brücken begünstigt. Die treibende Kraft der Reaktion zur Seifenbildung ist nämlich das Bestreben der Metallsalze der Diketone, ein Wasserstoffatom gegen das Metall auszutauschen, um die stabile Enolform zu erreichen.

[0015] Das soll am Beispiel des Na-Acetylacetonats erläutert werden:

[0016] Acetylaceton steht mit seiner tautomeren Form in folgendem Gleichgewicht:

[0017] Der Resonanz-Effekt, d.h. die Delokalisation von Elektronen hat immer die Stabilisierung des Systems zur Folge.

[0018] Bei der Verbindung mit Natrium sind beide Stabilisierungseffekte aufgehoben:

[0019] Tatsächlich sind die Alkalisalze von Acetylaceton am wenigsten stabil, wobei sich die Stabilität in dieser Reihenfolge erhöht.

[0020] Die zweiwertigen Schwermetalle bilden Chelate, die weitaus stabiler sind:

wobei die Pfeile eine kovalente Bindung darstellen.

[0021] Die Metallsalze des Acetylacetons (2,4-Pentandions) sind bezüglich einer optimalen Reaktion für die Seifenbildung nicht die besten.

[0022] Würde man eine Al-Seife auf dem AI-Papier erzeugen wollen, wäre das Al-Acetessigester ein weniger stabiler Komplex als das AI-Acetylacetonat. Je niedriger die Stabilität des Metallkomplexes liegt, um so schneller erfolgt die Seifenbildung und umso mehr verschiebt sich das Reaktionsgleichgewicht zur rechten Seite der Reaktionsgleichung hin.

[0023] Wegen der niedrigeren Stabilität des Al-Acetessigesters dürfte also diese Verbindung grundsätzlich bessere Ergebnisse liefern.

[0024] Möchte man jedoch aus technischen Gründen das Acetylaceton verwenden, so sollte ein Metall gewählt werden, das einen weniger stabilen Komplex liefert, d.h., ein Metall, das links vom AI in der oben erwähnten Stabilitätsreihe steht.

[0025] Die Bildung der Metallseife verläuft nach folgender Reaktion:

wobei ^RFettsäure außer Ölsäure, Steanrinsäure etc. auch die eingangs erwähnte dimere und trimere ungesättige Fettsäure sein kann und

R₁ und R₂ eine aliphatische Kette, ein Benzolring, ein cyklischer Ring oder ein Ester-Rest sein kann.

[0026] Diese Reaktionsgleichung wird abgekürzt dargestellt als:

[0027] Das thermodynamische Gleichgewicht dieser Reaktion hängt von der Größe der Gleichgewichtskonstante K ab:

[0028] Auch im Falle eines sehr niedrigen Wertes von K läßt sich das Reaktionsgleichgewicht weiter nach rechts verschieben, indem die Komponente D, d.h., die freie Enolverbindung aus der Reaktionszone (Trennfläche zwischen AI-Vorderseite und Papierrückseite) verschwindet und dadurch eine weitere Metallseifenbildung erzwungen wird. Dies erreicht man durch hohe Ausdiffusion bzw. hohe Flüchtigkeit dieser Komponente.

[0029] Es wird also eine höhere Ausbeute an Metallseife im Falle eines Metallkomplexes mit einem symmetrischen Diketon wie 3,5-Heptandion (Dipropionylmethan) und seinem Siedepunkt von 47°C zu erwarten sein, als mit einem unsymmetrischen wie 2,4-Heptandion mit 83,6 % Enolform und einem Siedepunkt von 174°C:

[0030] Die nachfolgende Tabelle soll. einige weitere geeignete Enole als Entscheidungshilfe für die Wahl des Metall-Komplexes wiedergeben:

Cyclohexan -1,2-dion 40

Cyclooctanon 9,3

[0031] Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ergibt sich, wenn man Ca-Acetylacetonat (Schmelzpunkt 175°C) und oligomere Fettsäuren verwendet. Beide sind handelsüblich und in einer Reinheit von mindestens 99 % erhältlich.

[0032] Allgemein hat das Verfahren gemäß der Erfindung die folgenden Vorteile:

1. Metallsalze der β-Diketone sind quellbar bis löslich in organischen Lösungsmitteln und darin genügend stabil.

2. Im Gegensatz zu vielen metallorganischen Verbindungen sind die Metallsalze der Keto-Enole nicht selbstentzündlich und schwer entflammbar.

3. Die Reaktionszeit bzw. Bildungsdauer der Metallseifen läßt sich steuern durch geeignete Wahl des Enols und evtl. des Metalls, wodurch technische Erfordernisse optimal erfüllt werden können. Allerdings kann nur ein solches Metall verwendet werden, das eine gute Seife ergibt: Ca, Ba, AI, Na, etc.

4. Die Reaktionszone läßt sich im wesentlichen auf die Oberfläche der Trennfläche zwischen dem aufgedampften AI und der Rückseitenlackierung beschränken.

5. Es können ziemlich dicke und kompakte Seifenschichten erzeugt werden, so daß der Gleiteffekt auf der AI-Oberfläche wesentlich verstärkt wird, nicht zuletzt deshalb, weil es möglich ist, die oligomeren Seifen nachzupolymerisieren. Dies läßt sich durch die Zugabe einer Manganseife in Form von Palmitat oder Stearat zum Rückseitenlack in einer Menge von 0,1 bis 0,5 % der Naßlackmischung erreichen. Die Mn-Seife wirkt hier als Vernetzungs- oder Polymerisations-Katalysator.

Ansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen einer hinreichend dicken Gleitschicht auf der Oberfläche einer über einer Trägerschicht und einer Lackschicht liegenden Aluminiumschicht eines Aufzeichnungsträgers, dessen Rückseite ebenfalls mit einer Lackschicht überzogen ist, bei welchem mindestens einer der beiden Lackschichten eine Fettsäure oder ein Gemisch von Fettsäuren beigemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der Aluminiumschicht einer der beiden Lackschichten 0,5 bis 2 Gew.%, bezogen auf den nassen Lack, einer oligomeren Fettsäure oder eines Gemisches von oligomeren Fettsäuren und der anderen Lackschicht 0,1 bis 3 Gew.%, bezogen auf den nassen Lack, eines Metall-Diketons oder eines Metall-Ketoesters beigemischt werden, wobei die Wasserstoff-Form des Metallkomplexes eine deutliche Keto-Enol-Tautomerie aufweist und daß dann nach dem Beschichten des Materials mit Aluminium im Vakuum das Aufzeichnungsträgermaterial zur Rolle aufgewickelt und gelagert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete oligomere Fettsäure zu 80 bis 90 % aus Dimer, der Rest aus Trimer und Tetramer besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oligomere Fettsäure dem Vorderseitenlack und das Metall-Diketon dem Rückseitenlack beigemischt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als oligomere Fettsäure das Dimer und das Trimer der Linolsäure und als Metallkomplex das Calcium-Acetylacetonat verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nassen Lackmischung 0,1 bis 0,5 % einer Manganseife in Form von Palmitat oder Stearat beigemischt wird.

Claims

1. Method of making a sufficiently thick gliding layer on the surface of a record carrier aluminum layer applied over a carrier layer and a lacquer layer, the back surface of said record carrier being also coated with a lacquer layer, where at least one of the two lacquer layers comprises an admixed fatty acid or mixture of fatty acids, characterized in that prior to the applying of the aluminum layer 0.5 to 2 % by weight with respect to the liquid lacquer, of an oligomeric fatty acid or of a mixture of oligomeric fatty acids is admixed to one of the two lacquer layers, and to the other lacquer layer 0.1 to 3 % by weight with respect to the liquid lacquer, of a metal-diketone or of a metal-keto-ester is admixed, the hydrogen form of the metal complex showing a distinct keto-enol-tautomerism, and that following the coating of the material with aluminum in a vacuum the record carrier material is wound into a roll, and stored.

2. Method as claimed in claim 1, characterized in that the oligomeric fatty acid used consists to an extent of 80 to 90 % of dimer, and the rest of trimer and tetramer.

3. Method as claimed in claim 1, characterized in that the oligomeric fatty acid is admixed to the front surface lacquer and the metal-diketone to the back surface lacquer.

4. Method as claimed in any one of claims 1 to 3, characterized in that as an oligomeric fatty acid the dimer and the trimer of the linoleic acid, and as a metal complex the calcium-acetyl acetonate are used.

5. Method as claimed in any one of claims 1 to 4, characterized in that 0.1 to 0.5 % of manganese soap are admixed to the liquid lacquer mixture in the form of palmitate or stearate.

Revendications

1. Procédé pour fabriquer une couche de glissement suffisamment épaisse sur la surface d'une couche d'aluminium, située au-dessus d'une couche de support et d'une couche de laque, d'un support d'enregistrement, dont la face arrière est également recouverte par une couche de laque, et selon lequel on ajoute en mélange à au moins l'une des deux couches de laque un acide gras ou un mélange d'acides gras, caractérisé en ce qu'avant le dépôt de la couche d'aluminium, on ajoute en mélange à l'une des deux couches de laque 0,5 à 2 % en poids, rapportés à la laque humide, d'un acide gras oligomère ou d'un mélange d'acides gras oligomères et, à l'autre couche de laque, 0,1 à 3 % en poids, rapportés à la laque humide, d'une dicétone métallique ou d'un ester cétonique métallique, la forme hydrogène du complexe métallique présentant une nette tautomérie céto-énolique et qu'ensuite, après le dépôt d'aluminium sur le matériau, on enroule sous vide le matériau du support d'enregistrement pour former un rouleau et on le stocke.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les acides gras oligomères utilisés sont constitués pour 80 à 90 % par un dimère, le reste étant formé par un trimère et un tétramère.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on introduit en mélange l'acide gras oligomère dans la laque située sur la face avant et la dicétone métallique dans la laque située sur la face arrière.

4. Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise comme acide gras oligomère le dimère et le trimère de l'acide linoléique et en tant que complexe métallique, l'acétylacétonate de calcium.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on introduit en mélange, au mélange de laque humide, 0,1 à 0,5 g d'un savon au manganèse sous la forme de palmitate ou stéarate.

Zeichnung