DE3240427A1

DE3240427A1 - Verfahren zur herstellung eines mit informationssignalen versehenen mediums vom elektrostatischen kapazitaetstyp

Info

Publication number: DE3240427A1
Application number: DE19823240427
Authority: DE
Inventors: Kazumichi Ichikawa Chiba Miyamoto; Yoshiki Yokohama Nishihara
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1981-11-02
Filing date: 1982-11-02
Publication date: 1983-05-19
Also published as: JPS5880140A; GB2108970B; GB2108970A; FR2515852B1; FR2515852A1; DE3240427C2; US4436683A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Aufzeichnung versehenen Medien, z.B. Videoplatten _r Digital-Schallplatten und dergleichen.

Es sind verschiedene Wiedergabesysteme mit Verwendung unterschiedlicher Arten von mit Aufzeichnung versehenen Medien bekannt. Eines der bekannten Wiedergabesysteme ist das sogenannte elektrostatische Kapazitäts-Wiedergabesystern, bei welchem ein mit aufgezeichneten Informationssignalen versehenes Medium benutzt wird, bei dem Grübchen in einer Ebene oder einer Rille des Mediums entsprechend den beabsichtigten Informationssignalen gebildet wurden» Damit sind die Informationssignale als geometrische Änderungen aufgezeichnet« Wenn die aufgezeichneten Informationssignale wiedergegeben werden, wird eine mit einer Elektrode versehene Abtastnadel über die Aufzeichnungsbahnen an dem Medium bewegt. Es bildet sich dabei eine elektrostatische Kapazität zwischen der Elektrode der Abtastnadel und dem mit Aufzeichnung versehenen Medium. Diese Kapazität ändert sich in Abhängigkeit von den geometrischen Änderungen der Grübchen, und diese Veränderung wird zur Wiedererzeugung der aufgezeichneten Informationssignale verxiendet.

Als mit Informationssignalen versehenes Medium zur Verwendung bei dem elektrostatischen Kapazitätswiedergabesystem der gerade beschriebenen Art wurde ein Medium vorgeschlagen, das einen dünnen Metallfilm als Elektrode enthält mit einer

ο Stärke von z.B. einigen 10nm (einigen 100 A)₅ wodurch eine elektrostatische Kapazität mit der Elektrode der auf der Oberfläche des mit Aufzeichnungen versehenen Mediums aufsitzenden Nadel gebildet wirdj, wobei dieses so druckgeformt ist,, daß beispielsweise die beabsichtigten Änderungen in Grübchen oder in einem geometrischen Muster vorliegt. Auf dem dünnen metallischen Film ist eine dünne dielektrische

Schicht abgeschieden, um den Metallfilm zu schützen, einen Kurzschluß der.Elektroden zu verhindern und die Dielektrizitätskonstante zwischen den Elektroden zu erhöhen. Dieses mit Aufzeichnungen versehene Medium besitzt jedoch den Nachteil, daß eine Anzahl von Herstellungsschritten benötigt werden, darunter das Druckformen des mit Aufzeichnungen versehenen Mediums selbst, das Abscheiden eines dünnen Metallfilms und das Abscheiden eines dünnen dielektrischen Films und dergleichen. Dementsprechend wird die Herstellung kompliziert und mühsam, so daß beim Einrichten einer Massenfabrikation außerordentlich hohe Herstellungskosten anfallen.

Andererseits wurde eine andere Art eines mit Informationssignalen des elektrostatischen Kapazitätstyps versehenen Mediums vorgeschlagen, welches in folgender Weise hergestellt wird; Beispielsweise werden die Ausgangsmaterialien für das Medium, z.B. ein Vinylchloridharz, ein Dibutylzinnstabilisator (dibutyltin stabilizer), ein Epoxid-Stabilisator, Silik/onöl und leitfähiges Rußschwarz in einen Mixer gegeben und ausreichend gemischt. Das Gemisch wird dann in einem normalen Kunststoffextruder geknetet und falls nötig pelletisiert. Die.Pellets werden dann einem Preßformvorgang unterzogen, in der Weise, daß Informationssignale als geometrisches Muster aufgezeichnet werden so daß sich ein mit Informationssignalen vom elektrostatischen Kapazitätstyp versehenes Medium ergibt. Das mit Aufzeichnungen dieses Typs versehene Medium bildet bei der Wiedergabe eine elektrostatische Kapazität zwischen dem mit Aufzeichnungen versehenen Medium selbst und der Elektrode einer Abtastnadel. Damit wird das Abscheiden eines dünnen Metallfilms unnötig, da feine Teilchen aus dem Rußschwarz in dem Harz eingebettet sind, und ebenso braucht keine dünne dielektrische Schicht abgeschieden werden. Damit wird die Herstellung des mit Aufzeichnungen versehenen Mediums vereinfacht, und die Herstellkosten sind gering.

Wenn jedoch dieses mit Aufzeichnungen versehene Medium aus der genannten Masse mit einem leitfähigem Material wie Rußschwarz

hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit ausgesetzt wird, verschlechtern sich seine Eigenschaften beträchtlich, so daß der beträchtliche Nachteil entsteht, daß Defekte bei der Wiedergabe in den wiedergegebenen Informationssignalen häufig auftreten, und das Abspielen damit fast unmöglich wird.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines mit Informationssignalen vom elektrostatischen Kapazitätstyp versehenes Medium zu schaffen, das auch bei relativ hohen Temperaturen und hoher Feuchtigkeit stabil bleibt, wobei die Herstellung mit geringen Kosten so durchgeführt werden soll, daß eine dauerhafte Informationssignalaufzeichnung erreicht wird und bei der Wiedergabe ein gutes Signal/Rausch-Verhältnis erhalten wird.

Dieses Ziel kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, daß bei dem Verfahren zur Herstellung eines mit Informationssignalen versehenen Mediums vom elektrostatischen Kapazitätstyp eine leitfähige Harzmasse aus Vinylchloridharz, etwa 1,5 bis etwa 10 Gewichtsteilen eines Stabilisators für das Harz, etwa 0,1 bis 1,5 Gewichtsteilen eines Silikonöls und etwa 15 bis 70 Gewichtsteilen eines Leitmaterials pro 100 Gewichtsteilen Vinylchloridharz genommen wird, daß die leitfähige Harzmasse bei einer zum Aufschmelzen des Harzes ausreichenden Temperatur geknetet und die geknetete Masse in der Weise preßgeformt wird, daß die beabsichtigten Informationssignale als geometrisches Muster aufgezeichnet werden, um ein mit Aufzeichnungen versehenes Medium zu erhalten, wobei vor oder während des Knetvorganges zu der leitfähigen Harzmasse 0,4 bis 25 Gewichtsteile Wasser zugegeben werden und das Kneten fortgesetzt wird, bis das zugegebene Wasser im wesentlichen entfernt ist.

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Das zugegebene Wasser sollte vor Beendigung des Knetvorgangs verdampft oder aus der Masse entfernt sein. Zu diesem Zweck sollte der Knetvorgang vorzugsweise in einem Temperaturbereich von etwa 140 C bis etwa 200 C durchgeführt werden.Im allgemeinen wird der Knetvorgang in einem Extruder ausgeführt, durch welchen die leitfähige Harzmasse in Form eines Bandes oder einer Schicht extrudiert wird, worauf sie in die gewünschte Größe pelletisiert wird.

Es wurden Untersuchungen angestellt, aus welchem Grund mit Aufzeichnungen versehene Medien aus leitfähigen Harzmassen mit leitfähigen Materialien wie Rußschwarz sich in ihren Eigenschaften so beträchtlich verschlechtern, wenn sie unter relativ hohe Temperaturen und hoher Feuchtigkeit gelagert oder behandelt werden. Dabei hat sich herausgestellt, daß das normal zu dem Vinylchloridharzen zugegebene Rußschwarz unvermeidbar geringe Mengen anorganischer Salze aus Alkalimetallen oder alkalischen Erdmetallen wie Natriumchlorid, Calciumchlorid, Natriumcarbonat und dergleichen enthält. Wenn die Metallsalze enthaltenden, mit Aufzeichnungen versehenen Medien hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit ausgesetzt werden, lagern sich die Metallsalze an der Oberfläche der Medien ab, so daß an dieser Mediumoberfläche Unebenheiten oder andere Defekte entstehen. Bei der Wiedergabe bringen diese Defekte oder Unebenheiten die Nadel zum Springen, oder verursachen ein nur teilweises Ablesen der aufgezeichneten Informationssignale. Damit werden die wiedergegebenen Bildoder Tonereignisse fehlerhaft.

Die Defekte können fast vollständig mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beseitigt werden, und zwar dadurch, daß die leitfähige Harzmasse mit einem Leitmaterial wie Rußschwarz vor , oder während des Knetens mit Wasser behandelt wird oder ihr Wasser zugegeben wird. Durch diesen Vorgang lagern sich in der Masse enthaltene anorganische Metallsalze nicht an dem

mit Informationssignalen versehenen Medium ab, auch wenn dieses relativ hohen Temperaturen und hoher Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Warum dies geschieht, ist nicht vollständig aufgeklärt, jedoch ist es möglich, daß diese anorganischen Verunreinigungen chemisch in stabilere Verbindungen verwandelt werden, oder es kann sein, daß sie vollständiger in der Harzmasse verteilt werden, und das in solchem Ausmaß, daß Ablagerungen einer Größe, die schädliche Auswirkungen bei der Wiedergabe besitzt, nicht gebildet werden.

Es folgt eine Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Für die Herstellung eines Informationssignale enthaltenden Mediums des elektrostatischen Kapazitätstyps kann jede leitfähige Harzmasse verwendet werden, die für diese Zwecke als verwendbar bekannt ist. Der Harzbestandteil ist normalerweise ein Vinylchlorid-Homopolymerharz oder ein Vinylchloridcopolymerharz, das bis zu 91 Gewichtsprozent Vinylchloridmonomer enthält. Diese Harzarten werden von hier ab einfach als Vinylchloridharz bezeichnet. Bei dem Copolymerharz ist der weitere Bestandteil ein mit Vinylchlorid copolimerisierbares Monomer, wie Vinylether mit einer Alkylgruppe, z.B. Butyl, Oktyl oder dergleichen,"ein Olefin mit bis zu 11 Kohlenstoffatomen, wie Ethylen, Propylen, Butylen usw. Unter diesen wird ein Copolymerharz aus Vinylchlorid und Vinylether mit einer Alkylgruppe vorzugsweise eingesetzt. Als Beispiele für den Vinylether werden Büty!vinylether, Okty!vinylether und dergleichen genannt. Im allgemeinen enthält die leitfähige Harzmasse mindestens einen Stabilisator, beispielsweise einen Dibutylzinn- und/oder Epoxidstabilisator,, Diese Stabilisatoren sind auf diesem Fachgebiet wohl bekannt; und darunter finden sich beispielsweise Dibutylzinn-Dilaurat (dibutyltin dilaurate) Dibutylzinn-Maleat (dibutyltin maleate), Di-isodecyl 4,5 Epoxyd-Tetra-Hydrophthalat,, 2-Ethylhexyl-Epoxytallat (2-ethyhexyl epoxytallate) und dergleichen.

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Diese Dibutylzinn-und Epox d-Stabilisatoren können wie üblich einzeln oder kombiniert eingesetzt werden.

Die Erfindung kann bei der Herstellung von mit Aufzeichnungen versehenen Medien mit irgendeinem die erwähnten anorganischen Verunreinigungen enthaltenden leitfähigen Material verwendet werden. Typisch für ein solches leitfähiges Material ist Rußschwarz (carbon black).

Rußschwarz, das dem mit Aufzeichnung versehenen Medium Leitfähigkeit verleiht, wird mit einem Anteil von etwa 15 bis 70 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Vinylchloridharz eingesetzt. Das Rußschwarz wird fein pulverisiert, so daß sich ein Größenbereich von etwa 13 bis 35nm (130 bis 350 R) ergibt. Vorzugsweise wird Rußschwarz der Marken Ketien Black EC, Cabot CSX-150 oder dergleichen eingesetzt.

Außer den genannten Bestandteilen wird ein Silikonöl mit einem Anteil von etwa 0,1 bis 1,5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Vinylchloridharz zugegeben, um eine Schmierung für die aufliegende Abtastnadel an dem mit Aufzeichnungen versehenen Medium zu bekommen. Es kann jedes normalerweise für diesen Zweck eingesetzte Silikonöl verwendet werden.

Diese Ausgangsmaterialien werden gemischt und beispielsweise in einem Extruder bei Temperaturen geknetet, die zum Aufschmelzen des copolymeren Harzes ausreichen, z.B. in einem Temperaturbereich von etwa 140°C bis etwa 200⁰C.

Bezeichnend für das erfindungsgemäße Verfahren ist die Zugabe von Wasser zur Ausgangsmasse vor oder während des Knetvorgangs. Wasser wird mit einem Anteil von etwa 0,4 bis 25 Gewichtsteilen, vorzugsweise mehr als einem Gewichtsteil pro 100 Gewichtsteilen des Vinylchlöridharzes zugegeben.

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Durch die Zugabe von Wasser wird die Masse wirksamer durchmischt oder dispergiert. Es kann genauso gut Dampf in gleichartigem Anteil der Masse zugesetzt werden. In diesem Fall wird der Dampf in die Masse während einer Zeit eingelassen, die ausreicht,, um die Masse naß werden zu lassen, üblicherweise wird ein Dampf mit einer Temperatur von 110 bis 190 C unter einem Druck von O _f5 bis etwa 10bar wirksam eingesetzt.

Während des Knetens bei erhöhter Temperatur wird das Wasser durch Verdampfen entweichen und ist bei Beendigung des Knetvorganges fast vollständig entfernt» Der Knetvorgang wird üblicherweise kontinuierlich ausgeführt und so fortgesetzt> daß die Masse eine Verweilzeit von 0,5 bis 3 Minuten einhält»

Das Kneten kann entweder in einer besonderen Knetvorrichtung oder in einem Extruder durchgeführt werden. Die geknetete Masse itfird dann zu einem Band oder einer Schicht extrudiert und geschnitten, um Pellets zu erhalten. Die Pellets werden in üblicher Weise vorgeformt und druckgeformt in einer Druckpresse f die mit einem Stempgel für Video- oder Audioplatten ausgerüstet ist, so daß sich in üblicher Weise eine Platte des elektrostatischen Kapazitätstyps ergibt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und einem Vergleichsbeispiel besonders erläutert;

Beispiel 1

100 Gewichtsteiie eines Copolymers aus einem vinylether mit einer Alkylgruppe und Vinylchlorid, 1,5 Gewichtsteile eines DibutylsinnstabilisatorSp 2_f0 Gewichtsteile eines EpoxidstabilisatorSi, O„7 Gewichtsteile eine Silikonöls und 22 Gewichtsteile Rußschwarz (z.B. Kotien Black EC) als Leitmaterial

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wurden in einen Mischer gegeben und gerührt, und während des Rührens wurden 25 Gewichtsteile Wasser hinzugegeben, gefolgt von einem ausreichenden Mischvorgang. Das Gemisch wurde in einen Kunststoffextruder gegeben, in welchem es geknetet und als ein Band oder eine Schicht extrudiert wurde. Die Schicht wurde in Form von Pellets geschnitten. Die Pellets wurden dann durch Extrudieren vorgeformt und die vorgeformte Schicht ΐη einer Preßform mit einem Stempel für Videoplatten preßgeformt, so daß sich eine Videoplatte des elektrostatischen Kapazitätstyps ergab.

Beispiel 2

100 Gewichtsteile eines Copolymerharzes aus einem Vinylether mit einer Alkylgruppe und Vinylchlorid, 1,5 Gewichtsteile eines Dibutylzinnstabilisators, 2,0 Gewichtsteile eines Epoxidstabilisätors, 0,7 Gewichtsteile Silikonöl und 22 Gewichtsteile Ketien Black EC wurden in einen Mixer gegeben und ausreichend durchgerührt. Das Gemisch wurde in einen Extruder gegeben und bei einer Temperatur von etwa 18OC drei Minuten lang geknetet, und während dieser Zeit wurde Wasser zugegeben oder Dampf in das Gemisch eingeleitet. Nach dem Kneten wurde das Gemisch in eine Schicht oder ein Band extrudiert und zu Pellets geschnitten. Die Pellets wurden durch Extrudieren vorgeformt und in einer Preßform mit einem Stempel für eine Videoplatte preßgeformt, so daß sich eine Videoplatte des elektrostatischen Kapazitätstyps ergab.

Vergleichsbeispiel

100 Gewichtsteile eines Copolymerharzes aus einem Vinylether mit einer Alkylgruppe und Vinylchlorid, 1,5 Gewichtsteile Dibutylzinnstabilisator, 2,0 Gewichtsteile Epoxidstabilisator, 0,7 Gewichtsteile Silikonöl und 22 Gewichtsteile Ketien Black EC wurden in einen Mixer gegeben und ausreichend durchgerührt.

Das Gemisch wurde in einen Kunststoffextruder gegeben und dort bei einer Temperatur von ungefähr 180° drei Minuten lang geknetet. Das geknetete Gemisch wurde in eine Schicht oder ein Band extrudiert und zu Pellets zerschnitten. Die Pellets wurden durch Extrudieren vorgeformt und dann in einer Preßform mit einem Stempel für Videoplatten preßgeformt, so daß sich eine Videoplatte des elektrostatischen Kapazitätstyps ergab.

Die in den beschriebenen Beispielen und im Vergleichsbeispiel erhaltenen Videoplatten wurden dann einer Temperatur von 50°C und einer relativen Feuchtigkeit von 90% während 96 Stunden ausgesetzt, und jede Platte in einem Wiedergabegerät auf Bildfehler untersucht. Es ergab sich, daß die Platte aus Beispiel 1 einen.Bildfehler pro Minute ergab, die in Beispiel 2 gefertigte Platte 1,5 Bildfehler pro Minute, und die im Vergleichsbeispiel erhaltene Platte mehr als 10 Bildfehler pro Minute. Daraus kann ersehen werden, daß die erfindungsgemäßen Platten außerordentlich überlegene Wiedergabeeigenschaften besitzen.

Das wird, wie bereits angedeutet, auf die Tatsache zurückgeführt, daß die Videoplatte aus dem Vergleichsbeispiel eine Abscheidung von Alkalimetall- oder Alkalierdmetallsalzen an der Oberfläche der Scheibe ergibt, wenn sie unter Einfluß von erhöhter Temperatur und hoher Feuchtigkeit gelangt. Damit werden ein Teil der auf der Platte ausgebildeten Grübchen verdeckt oder Anstiegsdefekte auf der Scheibenoberfläche gebildet, so daß die Nadel nicht korrekt Spur hält und sich Defekte bei der Bildwiedergabe ergeben.

Im Gegensatz dazu ergeben sich bei den Videoplatten nach Beispiel 1 und 2 nur geringe oder gar keine Salzablagerungen an der Plattenoberfläche. Der Grund dafür ist bereits vorher besprochen worden.

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Die Zugabe von Wasser oder Dampf erzeugt den weiteren Vorteil, daß das Preßformen der Videoplatte aus den Pellets bei abgekürzter Preßzeit wirksamer erfolgt. Darüberhinaus wird das leitfähige Material mit Hilfe des Wassers noch besser in dem Harz dispergiert, so daß das Signal/Rausch-Verhältnis beim Abspielen der Platte verbessert wird.

Statt der in den Beispielen genannten Videoplatten als mit Aufzeichnung versehenen Medien können auch digitale Audioplatten hergestellt werden.

Claims

Patent an Sprüche

1 .j Verfahren zur Herstellung eines Informationsignale tragenden Mediums vom elektrostatischen Kapazitätstyp , bei dem eine leitfähige Harzmasse aus Vinylchlordharz, etwa 1,5 bis 10 Gewichtsteile eines Stabilisators für das Copolymer-Harz, etwa 0,1 bis 1,5 Gewichtsteile eines Silikonöls und etwa 15 bis 70 Gewichtsteile eines leitfähigen Materials,, je für 100 Gewichtsteile des Vinylchloridharzes, bei einer Temperatur geknetet wird, die zum Aufschmelzen des Copolymer-Harzes ausreicht und die geknetete Masse in der Weise preßgeformt wird, daß die beabsichtigten Informationssignale in geometrischen Mustern für Herstellung eines mit Aufzeichnung versehenen Mediums aufgezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet , daß zu der leitfähigen

Harzmasse etwa 0,4 bis 25 Gewichtsteile Wasser pro 100 Gewichtsteile Harz vor oder während des Knetvorganges zugegeben werden und der Knetvorgang fortgesetzt wird, bis das zugegebene Wasser im wesentlichen entfernt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Wasser in Form von Dampf zugegeben wird.■
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Knetvorgang in einem Temperaturbereich von etwa 140°C bis etwa 2OO°C ι

von 0,5 bis 3 Minuten ausgeführt wird.

bereich von etwa 140°C bis etwa 2OO C während einer Zeit
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Vinylchloridharz ein Vinylchlorid-Homopolymer ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Vinylchloridharz ein Copolymer mit einem Vinylether-oder einem Olefin-Monomer ist.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Wasser in einem Anteil von mehr als einem Gewichtsteil pro 100 Gewichtsteile Vinylchloridharz zugegeben wird.