ELECTROFORMING OF NICKEL MATRIXES

Abstract: 1. A nickel matrix in the form of an embossing or moulding matrix for the manufacture of information carriers in the form of disks or foils while using an embossing, moulding, injection-moulding or transfer moulding technique, characterized in that its information-free rear side (5) has a roughness (R)<1 mu m and that the crystallite surfaces have spherically rounded bosses (6).

Description: Nickelqalvano in Form einer Press- oder Prägematrize 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 Nickel bädern hergestellt. Die Verwendung von Nickelbädern erweist sich insofern als vorteilhaft, als sich damit bei hoher Ab- scheidungsrate relativ spannungsarme Niederschläge abscheiden lassen, die für die Abformung der die tnfobr'a- tion 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 informationsfreie Rückseite des Nickelgalvanos eine Rauhigkeit < 1 Vm aufweist und hierbei die Kiristallitoberflächen kugelig abgerundete Erhöhungen haben. Wie umfangreche, der Erfindung zugrunde liegende Urte-- suchungen ergeben haben, schafft eine Rauhigkeit der informationsfreien Rückseite der Nickelmatrize bei kugelig abgerundeten Erhöhungen der Kristallitoberflä- chen 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 ssm die in einem zusatzfreien Nickelsulfamatelektrolyten bei Stromdichten bis 60 A/dm2 auftreten, die Stromdichte im elektrolytischen A/dm2 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 informationsfreiln Rückseite nur noch < 1 um ist. Werden nämlich die Parameter für das Nicketbad 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 dev Metallabrieb im Zuge aufeinander folgender Presszyklen herab- und damit die Betriebs lebensdauer 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 Nickel vorab- scheidung 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 2 einer Kathodenstromdichte bis ca. 50 A/dm2 vorgenommen. Zur Veranschaulichung einer Prägematrize mit der erfin dungsgemässen Formgebung der Oberflächenstruktur auf der Rückseite ist in der einzigen Figur eine solche Mickel- matrize 1 im Teilausschnitt dargestellt. Hierbei ist angenommen, dass die Informationsstruktur auf der oder seite 2, der einer digitalen Audioplatte entspricht, bei der die digitalen Infornationen 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. 4 Patentansprüche 1 Figur

Claims: Patentansprüche 1. Nickelgalvano in Form einer Press- oder Prägematrize für die Herstellung von platten- oder folienförmigen Informationsträgern unter Anwendung einer Präge-, Press-, Spritzguss- oder Spritzpresstechnik, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass seine informationsfreie Rückseite (5) eine Rauhigkeit (R) < 1 pm 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-Kunststoff- harzes in einem elektrolytischen Polierbad mit einer Elektrolytzusammensetzung 40 % HP04, 50 % H2SO4 und 10 % H20 auf seiner Rückseite elektropoliert wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei Rauhigkeiten > 1 Rm, die in einem zusatzfreien Nickelelektrolyten bei Stromdichten bis 60 A/dm2 auftreten, die Stromdichte im elektrolytischen Polierbad A/dm2 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , dass die Nickelvorabscheidung in einem zusatzfreien Nickelsulfamatelektrolyten bei einer Kathodenstromdichte bis 6 A/dm2 und 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.

Inventors: BECKER, JOHANN, KOOP, HERMANN, DR. RER. NAT., SCHUDDEKOPF, HANS, Schüddekopf, Hans
Applicants: POLYGRAM GMBH
Application year: 1984
Main classification: C25D1
IPC codes: C25D3, C25D1