Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schallplatten und nach diesem Verfahren hergestellte Schallplatte
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Schallplatten, bei dem mittels einer Presse eine Matiize in eine warme weiche Masse gedrückt wird, die mindestens im wesentlichen aus Naturoder Kunstharz besteht. Weiter bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und auf eine mittels des Verfahrens nach der Erfindung hergestellte Schallplatte.
Es ist üblich, dem zur Herstellung einer Schallplatte verwendeten Material beim Pressen Wärme von den Pressstempeln über die Matrize zuzuführen. Gewöhnlich wird, bevor die gebildete Platte aus der Presse herausgenommen wird, ihr die zugeführte Wärme wieder zu einem beträchtlichen Teil entzogen, um die Schallplatte hinreichend formbeständig zu machen, was durch Kühlung der Stempel erfolgt.
Es leuchtet ein, dass eine Beheizung der Stempel und Matrizen zur Erwärmung einer dünnen Materialschicht wärmewirtschaftlich viel zu wünschen übrig lässt. Neben einem unwirtschaftlich grossen Verbrauch von Beheizungs- und Kühlmitteln, ist die dazu erforderliche Investierung beträchtlich, und weiter wird die zur Herstellung einer einzigen Platte erforderliche Zeitdauer, der sogenannte Presszyklus, infolge der langsamen Wärmeübertragung zwischen Stempeln und Pressmasse unrentabel.
Nach der Erfindung werden diese Übelstände durch Verwendung eines zusammengesetzten Plattenmaterials behoben, das aus harzähnlichen Oberflächenschichten und einer elektrisch leitenden Kernschicht besteht; diese Oberflächenschichten werden durch Wärme erweicht, die von einem elektrischen Strom in der Kernschicht erzeugt und an die Oberflächenschichten abgegeben wird.
Beim Verfahren nach der Erfindung entfällt somit die Beheizung der Stempel, und zum Unterschied von dem vorerwähnten üblichen Verfahren ist es nicht notwendig, einen Pressdruck bei der Erwärmung der dünnen harzähnlichen Schichten auszuüben, so dass der Matrizenabdruck von einer leicht verformbaren Masse aufgenommen wird, was weniger Verschleiss der Matrize bedeutet.
Zweckmässig werden ausserdem die Stempel auf eine solche Temperatur eingestellt, dass beim Pressen eine Kühlung der Oberflächenschichten erfolgt. Dann sind die Oberflächenschichten gleich nach dem Matrizenabdruck hinreichend formbeständig, so dass die Schallplatte ohne Beschädigung hantierbar ist.
Um eine gleichmässige Erwärmung der Oberflächenschichten zu bewirken, wird vorteilhafterweise ein zusammengesetztes Plattenmaterial in Form eines Rechteckes oder eines Quadrates benutzt, dessen Kernschicht für jede Längeneinheit eines Querschnittes senkrecht zur Plattenoberfläche annähernd den gleichen elektrischen Widerstand hat; dieses Plattenmaterial wird an zwei parallelen Rändern mit Stromzuführungsorganen versehen. Das Plattenmaterial oder wenigstens der die Matrizenabdrücke aufnehmende Teil liegt zwischen den Matrizen der geöffneten Presse; aber zweckmässig frei davon, und nach Erwärmung mittels des elektrischen Stromes werden die Matrizen zusammengedrückt, wonach eine kreisförmige Platte aus dem rechteckigen oder quadratischen Material ausgeschnitten wird.
Dabei ist Plattenmaterial verwendbar, das vorher in ungefähr viereckige Stücke geschnitten worden ist, oder es kann ein z. B. aufgerolltes Band verwendet werden, das wegen der Materialsteifheit auf eine Rolle mit grossem Durchmesser, z. B. von 100 cm oder mehr, aufgewickelt ist und von dem nach Herstellung einer Platte jeweils ein neues Stück zwischen die Pressstempel geführt wird.
Als Kernmaterial kann eine Platte mit elektrisch leitender Spur verwendet werden, die am Beginn- und Endpunkt mit Stromzuführungsorganen verbunden wird.
Es ist bereits darauf hingewiesen worden, dass die Verwendung eines zusammengesetzten Plattenmaterials beträchtliche Ersparnisse an dem vielfach kostspieligen harzähnlichen Material ergeben kann, und man hat deshalb bereits vorgeschlagen, Metall als Kernschicht zu verwenden. Ein solches zusammengesetztes Material kann, sofern ihm eine geeignete Form gegeben wird, beim Verfahren nach der Erfindung benutzt werden.
Bei diesem Verfahren kann auch eine Kernschicht aus natürlichem Harz oder Kunstharz verwendet werden, das durch eine Beimengung von 30 bis 70% des Gewichtes der Kernschicht an Kohle- oder Metallpulver leitend ist. Besonders geeignet ist eine aus zusammendrückbarem Fasermaterial, wie z. B. schwach kalanderter Pappe, bestehende Kern schicht in der 30 bis 70% Kohle- oder Metallteilchen verteilt sind und deren Zusammendrückbarkeit den Ausgleich geringer Abweichungen von der parallelen Anordnung der Matrizen beim Pressen erlaubt.
Die leitende Kernschicht besteht beispielsweise aus einer nichtleitenden zentralen Schicht, die an beiden Seiten mit einer Metallfolie bedeckt ist. Die zentrale Schicht kann aus einer Fasermasse oder einem natürlichen Harz oder einem Kunstharz bestehen, dem gegebenenfalls Füllmittel beigemischt sind.
Bei diesem Verfahren kann zusammengesetztes Plattenmaterial verwendet werden, bei dem an zwei parallelen Rändern die Kernschicht über ein schmales Stück freiliegt, um eine leichte Anschlussmöglichkeit für die Stromzuführungsorgane zu schaffen.
Die elektrische Leitfähigkeit der Kernschicht bei diesen Ausführungsformen soll derart sein, dass bei der gewählten Grösse der Platte und der elektrischen Spannung eine Erweichung der beiden Schichten aus harzähnlichem Material, mit dem die Kernschicht beiderseits bedeckt ist, in 8 bis 30 Sekunden erfolgt, diese Wahl hängt mit vielen andern Faktoren, wie z. B. der Erweichungstemperatur der Harzschichten, ihrer Dicke, der Grösse der Platte, der Leitfähigkeit der Kernschichten und der verwendeten Stromstärke, zusammen.
Die die Kernschicht beiderseits bedeckenden harz ähnlichen Schichten können aus natürlichen Harzen, wie z. B. Schellack, thermoplastischen harzähnlichen Stoffen, z. B. Vinylchlorid und Kopolymeren von Vinylchlorid und Vinylacetat oder aus thermohärtenden Kunstharzen, wie z. B. Phenolaldehydkondensationsprodukten, und allgemein aus Stoffen bestehen, die zur Herstellung des die Schallrillen tragenden Teils einer Schallplatte vorgeschlagen worden sind und sich als solche bewährt haben.
Diese Stoffe können in Form von Folien verwendet werden, die mittels eines geeigneten Klebemittels, wie z. B. Acetylcellulose, an der Kernschicht festhaften, oder es kann eine Lösung oder eine Dispersion in einer flüchtigen Flüssigkeit auf die Kernschicht aufgetragen und die flüchtige Flüssigkeit verdampft werden.
Zur Durchführung des Verfahrens, bei dem eine elektrisch leitende Spur im zusammengesetzten Plattenmaterial vorgesehen ist, können Metallfolien, z. B.
Aluminiumfolien, verwendet werden, in denen diese Spur ausgeschnitten ist und die, gegebenenfalls zusammen mit einer nichtleitenden Papierschicht, welche die Hantierbarkeit verbessert, an dem zentralen Teil der Kernschicht festgeklebt werden. Es hat sich bewährt, zusammengesetzte Schichten zu verwenden, bei denen die Achse der leitenden Spur wie eine archimedische Spirale verläuft. Ein zusammengesetztes Plattenmaterial von diesem Aufbau wird zweckmässig in Form einer im wesentlichen runden Scheibe benutzt, die für die Stromzufuhr am Umfang mit einem vorstehenden Teil der Kernschicht versehen ist, wobei im Mittelpunkt der Scheibe elektrische Verbindung mit einem andern Stromzuführungsorgan, z. B. in Form eines oder mehrerer Stifte, erzielt werden kann, die durch die harzähnliche Schicht dringen, oder in Form eines Stanzmessers, mit dem die zentrale Öffnung gestanzt wird.
Eine solche Scheibenform ergibt weniger Materialverlust als das Verfahren, bei dem ein Vierkant erwärmt und aus diesem eine runde Scheibe geschnitten wird.
An Hand der beiliegenden Zeichnung wird eine Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Querschnitt einer Presse, in der zusammengesetztes Plattenmaterial in Form eines Bandes erwärmt, anschliessend gepresst und aus dem eine runde Scheibe ausgeschnitten wird.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf diese Vorrichtung.
Fig. 3 ist eine Teildarstellung dieser Vorrichtung.
Fig. 4 ist ein Schnitt des Bandmaterials für die Schallplatten.
Fig. 5 ist eine Draufsicht einer Kernschicht mit einem spiralförmigen Muster.
Zwischen die voneinander entfernten Stempel 1 und 2 nach Fig. 1, an denen die Matrizen 3 und 4 befestigt sind, wird ein aus zusammengesetztem Plattenmaterial bestehendes Band 5 geschoben, von dessen Kernschicht schmale Streifen 6 und 7 an den Seitenrändern aus den Schichten aus harzähnlichem Material vorstehen. Das Band 5 ruht auf Führungsrollen. Die von nichtdargestellten unrunden Scheiben gesteuerten beweglichen Teile 10 und 11 können ein leichtes Einklemmen der vorstehenden Streifen 6 und 7 zwischen diesen Teilen und den Führungen 12 und 13 bewirken, um den Heizstrom einzuschalten. Nachdem die Oberflächenharzschichten des Bandes 5 hinreichend erweicht sind, werden die Stempel 1 und 2 zusammengepresst und der Heizstrom ausgeschaltet, indem die Teile 10 und 11 abgehoben werden.
Infolgedessen wird vom Stanzmesser 14, das mit dem Rand der Öffnung 15 zusammenarbeitet, das zentrale Loch in der Platte erzeugt, und die Matrizenabdrücke werden in den harzähnlichen Schichten an der obern und untern Seite des Bandes 5 gebildet. Beim Pressen ist die Temperatur der Matrizen durch Wasserumlauf in den Kanälen 16 und 17 ein wenig unterhalb des Erwei chungspunktes der harzähnlichen Masse eingestellt, welche die beiden Oberflächen des Bandes 5 bildet.
Sobald die beiden Stempel 1 und 2 fest gegen das Band 5 drücken, werden auch die mit 18 und 19 bezeichneten Messer, die einen an vier Stellen unterbrochenen Kreis bilden, zusammengepresst, wodurch eine kreisförmige Platte ausgeschnitten wird, die noch an vier Punkten mit dem Band 5 zusammenhängt (Fig. 2). Danach werden sowohl die Messer 18, 19 als auch die Pressstempel 1, 2 voneinander entfernt bzw. zurückgezogen und das Band 5 um ein den Durchmesser der Schallplatte etwas übersteigendes Stück in einer Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene verstellt; die Presse ist dann zur Herstellung der nächsten Schallplatte bereit.
Fig. 2 ist eine Draufsicht des Bandes in der Presse.
Mit 20 ist eine der Führungsrollen 20, 21 bezeichnet, die, wie in Fig. 3 im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2 angedeutet, das Band 5 zwischen den Pressstempeln hindurchschiebt, von denen nur der unterhalb des Bandes 5 liegende Pressstempel 2 gestrichelt dargestellt ist. Daneben ist das Band mit der mit ihm nur an vier Punkten 21-25 zusammenhängenden Platte 26 angedeutet, die danach losgelöst wird.
Fig. 4 ist ein in grösserem Massstab gezeichneter Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2 des Bandes 5, in dem mit 27 eine 2,6 mm starke Papierfaserschicht bezeichnet ist, deren Stärke beim Pressen einer Schallplatte unter Anwendung eines Pressdruckes von 100 Atm. noch um etwa 30% herabgesetzt werden kann.
Die Bezugszeichen 28 und 29 bezeichnen zwei je etwa 15 Mikron starke Aluminiumfolien und 30, 31 bezeichnet zwei Schichten aus harzähnlichem Material, je 30 Mikron stark. Eine Platte von 18 x 18 cm wird bei Verwendung einer Leistung von 600 bis 800 Watt in 10 bis 20 Sekunden an der Oberfläche erweicht.
Bei einer andern geeigneten Ausbildung des Bandes 5 wird ein Gemisch gleicher Menge Papierfasern und Graphit zu einer viereckigen Platte verarbeitet.
Diese Platte wird in eine 40% ige Suspension eines Kopolymerisationsproduktes von Vinylchlorid (87%) und Vinylacetat (13%) in Wasser getaucht, anschlie ssend das Wasser verdampft, wonach an zwei parallelen Seiten ein 5 mm breiter Streifen von dem harzähnlichen Produkt befreit wird. Der elektrische Widerstand der Kernschicht hat dabei einen Wert von 4 Ohm je Vierkant. Ein Quadrat dieses Materials mit Seiten von 17cm konnte in 12 Sekunden derart erwärmt werden, dass die harzähnliche Materialschicht mittels eines Stromes von 12 Ampere hinreichend erweicht war. Die Erweichungstemperatur des verwendeten Kunstharzes liegt bei etwa 110 C, und die Matrize wurde durch Warmwasserumlauf in den Pressstempeln auf 50 bis 60 C gehalten.
Es kann auch eine Scheibe verwendet werden, deren Kernschicht aus einem nichtleitenden zentralen Teil in Form einer schwach kalandrierten Faserschicht besteht, auf der beiderseits Metallfolien in Form eines überall gleich breiten spiralförmigen Metallfoliebandes entsprechend Fig. 5 angeordnet sind.
Eine solche Scheibe wird durch das kreisförmige Stanzmesser 14 nach Fig. 1 erwärmt, das bei einer Vorrichtung zur Verarbeitung solcher Scheiben dann eines der beiden Stromzufuhrorgane bildet und dazu bestimmt ist, das zentrale Loch aus der Schallplatte zu schneiden und nach dem Einführen der Platte zwischen die Pressstempel betätigt wird. Am Scheibenrand ist das vorstehende Ende 32 mit einem andern Stromzuführungsorgan verbunden.