DE3240427C2

DE3240427C2 - Verfahren zur Herstellung eines mit Informationssignalen versehenen Mediums vom elektrostatischen Kapazitätstyp

Info

Publication number: DE3240427C2
Application number: DE3240427A
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: 1986-02-13
Also published as: JPS5880140A; GB2108970B; GB2108970A; FR2515852B1; FR2515852A1; DE3240427A1; US4436683A

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines mit Informationssignalen versehenen Mediums vom elektrostatischen Kapazitätstyp wird beschrieben. Das Medium wird aus einer Vinylchloridharzmasse gefertigt, die ein Leitmaterial wie Rußschwarz enthält. Die Harzmasse wird mit Wasser oder Dampf behandelt, während sie bei erhöhter Temperatur geknetet wird, und dadurch werden Ablagerungen von unerwünschten anorganischen Verunreinigungen wie Alkalimetall- oder Alkalierd metallsalzen auf der Mediumoberfläche vermieden, die sonst auftreten. Das Wasser oder der Dampf wird bis zum Ende des Knetvorganges im wesentlichen entfernt.

Description

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

Es sind verschiedene Wiedergabesysteme mit Verwendung unterschiedlicher Arten von mit Aufzeichnung versehenen Medien bekannt. Eines der bekannten Wiedergabesysteme ist da·; sogenannte elektrostatische Kapazitäts-Wiedergabesystem, 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 verwendet

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 Stärke von 2. B. einigen 10 nm (einigen lOOÄ), wodurch eine elektrostatische Kapazität mit der Elektrode der auf der Oberfläche des

ίο mit Aufzeichnungen versehenen Mediums aufsitzenden Nadel gebildet wird, wobei dieses so druckgeforrnt 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, ein Epoxid-Stabilisator, Silikonöl 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 geometrische 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 Herstellungskosten sind gering.

Wenn jedoch dieses mit Aufzeichnungen versehene Medium aus der genannten Masse mit einem leitfähigen 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 Signai/Rausch-Verhältnis erhalten wird.

Diese 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 Vinylchlcridharz genommen wird, daß die ieitfähige 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 Knetverganges 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

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 Grunde 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 anorganische 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 Bild- oder 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 vollständig 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 erfmdungsgemäßen Verfahrens.

Für die Herstellung eines Informationssignale enthaltenden Mediums des elektrostatischen Kapazitätstyps wird ein Vinylchlorid-Homopolymerharz oder ein Vinylchloridcopolymerharz, das bis zu 91 Gewichtsprozent Vinylchloridmonomer enthält, verwendet Diere Harzarten werden von hier ab einfach als Vinylchloridharz bezeichnet Bei dem Copolymerharz ist der weitere Bestandteil ein mit Vinylchlorid copolimerisierbares

ίο 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 Ais Beispiele für den Vinylether werden Butylvinylether, Oktylvinylether uud 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, Dibutylzinn-Maleat, Di-isodecyl 4,5 Epoxyd-Tetra-Hydrophthalat, 2-Ethylhexyl-Epoxytallat und dergleichen.

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

Die Erfindung kann bei der Herstellung von mit Aufzeichnunger, versehenen Medien mit irgendeinem die erwähnten anorganischen Verunreinigungen enthaltenden leitfähigen Material verwendet werden. Typisch für ein solches leitfähiges Material ist Ruß.

Ruß, das dem mit Aufzeichnung versehenen Medium Leitfähigkeit verleiht, wird mit einem Anteil von etwa 15 bis 70 Gewichtsteiien pro 100 Gewichtsteile Vinylchloridharz eingesetzt. Der Ruß wird fein pulverisiert, so daß sich ein Größenbereich von etwa 13 bis 35 nm (130 bis 350 A) ergibt.

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°Cbisetwa200°C.

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 Vinylchloridharzes zugegeben.

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 19O⁰C unter einem Druck von 0,5 bis etwa 10 bar 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 kontinuier-

lieh 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 wird 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, die mit einem Stempel für Video- oder Audioplatten ausgerüstet is;, 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 Gewichtsteile eines Copolymers aus 5 Gew.-% Cetyl-Vinylether und 95 Gew.-°/o Vinylchlorid, 1,5 Gewichtsteile eines Dibutylzinnstabilisators, 2,0 Gewichtsteile eines Epoxydstabilisators, 0,7 Gewichtsteile eines Silikonöls und 22 Gewichtsteile als Leitmaterial 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 in einer Preßform mit einem Stempel für Videoplatten preßgeformt, so daß sich eine Videoplatte des elektrostatischen Kapazitätstyps ergab.

Beispiel 2

100 Gewichtsteile eines Copolymerharzes aus 5 Gew.-% Cetyl-Vinylether und 95 Gew.-% Vinylchlorid, 1,5 Gewichtsteile eines Dibutylzinnstabilisators, 2,0 Gewichtsteile eines Epoxydstabilisators, 0,7 Gewichtsteile Silikonöl und 22 Gewichtsteile Ruß wurden in einen Mixer gegeben und ausreichend durchgerührt Das Gemisch wurde in einen Extruder gegeben und bei einer Temperatur von etwa 180°C 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 des elektrostatischen Kapazitätstyps ergab.

Vergleichsbeispiel

100 Gewichtsteile eines Copolymerharzes aus 5 Gew.-% Cetyl-Vinylether und 95 Gew.-% Vinylchlorid, 1,5 Gewichtsteile Dibutylzinnstabilisator, 2,0 Gewichtsteile Epoxydstabilisator, 0,7 Gewichtsteile Silikonöl und 22 Gewichtsteile Ruß wurden in einen Mixer gegeben und ausreichend durchgerührt

Das Gemisch wurde in einen Kunststoffextruder gegeben und dort bei einer Temperatur von u.igefähr 180⁰C 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 VideoDlatte des elektrostatischen Kapazitätstyps ergab.

Die in den beschriebenen Beispielen und im Vergleichsbeispiel erhaltenen Videoplatten wurden dann einer Temperatur von 50⁰C 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 Ansliegsdefekte 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.

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

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Informationssignale tragenden Mediums vom elektrostatischen Kapazitätstyp, bei dem eine leitfähige Harzmasse aus Vinylchloridharz, 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 wird.

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 200° C während einer Zeit von 0,5 bis 3 Minuten ausgeführt wird.

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 vorangeheüden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser in einem Anteil von mehr als einem Gewichtsteil pro 100 Gewichtsteile Vinylchloridharz zugegeben wird.