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Die Erfindung betrifft Informations-Aufzeichnungsplatten, die
geeignet sind für solche Zwecke wie z. B. optische Scheiben bzw.
Platten.
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Informations-Aufzeichnungsplatten zum Speichern und Lesen von
Informationen durch konvergierende Lichtstrahlen, wie Laser-
Strahlen und ähnliche, auf ein Aufzeichnungsmedium enthaltende
Schichten, sind allgemein bekannt, wobei Plattensubstrate mit
jeweils eines ein Aufzeichnungsmedium enthaltenden Schicht,
direkt oder mit Hilfe von Abstandshaltern, mit Klebemitteln
oder durch Ultraschallverschweißen laminiert sind, so daß die
Schichten einander gegenüberliegen. Bei derartigen
Informations-Aufzeichnungsplatten können die laminierten
Plattensubstrate jedoch auseinandergehen, wenn sie Temperatur- und
Feuchtigkeitszyklen ausgesetzt sind, die während einer langen
Anwendung der Platten auftreten und besonders neigen solche mit
Hilfe von Abstandshaltern laminierten (Platten) dazu,
auseinanderzugehen beginnend an der inneren umlaufenden Seite davon,
auf die die treibende Kraft ausgeübt wird.
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Im Hinblick auf die Umgehung solcher Probleme, wie oben
erwähnt, wurden Informations-Aufzeichnungsplatten vorgeschlagen,
die verstärkt sind durch die Bildung von Schichten aus
gehärtetem Harz (Klebemittel) auf der Randoberfläche eines zentralen
Loches der laminierten Scheibensubstrate (JP-OS 175046/1984)
und informations-Aufzeichnungsplatten, bei denen der umlaufende
Teil des zentralen Lochs der laminierten Plattensubstrate mit
kreisförmig umlaufenden Löchern versehen ist, käfigartige
Verbindungsstäbe in die so entstandenen Löcher eingesetzt sind
und metallische Saugkappen an den oberen und unteren Enden der
so eingesetzten Verbindungsstäbe befestigt sind (JP-OS
119747/1987)
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Bei den oben erwähnten Informations-Aufzeichnungsplatten treten
jedoch solche Probleme auf wie unten erwähnt. D.h. die zuerst
genannten Platten besitzen eine geringe mechanische Festigkeit
gegenüber der Antriebskraft von dem inneren umlaufenden Teil
aus, obwohl sie beständig sind gegenüber den Temperatur- und
Feuchtigkeitszyklen denen sie ausgesetzt sind, und die zuletzt
genannten Platten sind sehr kompliziert in der Struktur,
erfordern Perforationsstufen und Vorrichtungen dafür, wenn die
laminierten Plattensubstrate mit den Verbindungsstäben versehen
werden und führen zu Schwierigkeiten beim Einsetzen der
Verbindungsstäbe in die gelochten Plattensubstrate und beim
Fixieren der metallischen Saugkappen darauf.
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Die EP-A-199136 beschreibt Informations-Aufzeichnungsplatten,
bei denen die laminierten Plattensubstrate durch Dorne oder
Bolzen in den äußeren und/oder inneren umlaufenden Rändern
mindestens eines der Substrate verbunden sind.
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Die EP-A-192244 beschreibt Informations-Aufzeichnungsplatten,
bei denen Plattensubstrate mit Hilfe eines Mittelteils bzw.
einer Nabe miteinander verbunden sind, die aus zwei Hälften
besteht, die in der Mitte der Plattensubstrate miteinander
verbunden sind. Bei den gezeigten Ausführungsformen weist jede
Nabenhälfte eine ringförmige Bindungsvertiefung für ein
Bindemittel an der Endfläche eines inneren Flanschteiles auf, und
die Nabenhälften sind miteinander verbunden durch das
Bindemittel zwischen den inneren Flanschteilen.
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Die vorliegende Erfindung soll die mit dem oben erwähnten Stand
der Technik verbundenen Probleme lösen und die Erfindung möchte
Informations-Aufzeichnungsplatten zur Verfügung stellen, bei
denen der laminierte Teil des inneren umlaufenden Teils des
Plattensubstrats verstärkt ist durch Anwendung einer einfachen
Struktur und wobei gleichzeitig die Stufe des Zusammenfügens
leicht ist und eine hohe Verankerungsfestigkeit erzielt wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Informations-Aufzeichnungsplatte, umfassend eine Mehrzahl von Plattensubstraten, von
denen zumindest eines eine ein Aufzeichnungsmedium enthaltende
Schicht, ein Mittelteil (Nabe) in zwei Stücken, die auf
gegenüberliegenden Seiten der Platte angeordnet sind, wobei dieses
Mittelstück einen Einsatzteil aufweist, der in ein zentrales
Loch der Platte eingesetzt ist, wobei der Einsatzteil eine
flache Endfläche und einen Flanschteil aufweist, der einen Teil
eines Plattensubstrats in der Nähe des zentralen Lochs
überdeckt, und Klebemittelschichten zwischen einem Mittelstück
und einem Plattensubstrat und zwischen den flachen Endflächen
des Einsatzteils und der beiden Mittelstücke aufweist.
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In den beiliegenden Zeichnungen sind die Fig. 1 und 2 Schnitte,
die getrennte Ausführungsformen nach der Erfindung zeigen.
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Fig. 3 ist ein Schnitt, der einen Hauptteil des
Mittelteils zeigt.
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Fig. 4 und 5 sind Schnitte, die Vergleichsbeispiele
zeigen.
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In den Fig. geben die gleichen Bezugszeichen die entsprechenden
Teile an, wobei 1 eine Informations-Aufzeichnungsplatte ist, 2a
und 2b Plattensubstrate sind, 3 ein zentrales Loch, 4 ein
Mittelteil, 5 ein außen umlaufender Abstandshalter, 6 ein innen
umlaufender Abstandshalter ist, 7, 13 und 14 Klebemittel-
Schichten sind, 8 ein in das zentrale Loch einzusetzender Teil
des Mittelteils ist, 9 ein Flanschteil des Mittelteils und 10
der Hauptteil des Mittelteils ist.
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Bei den erfindungsgemäßen Informations-Aufzeichnungsplatten ist
eine Mehrzahl von Scheibensubstraten, üblicherweise zwei
Scheibensubstrate, von denen mindestens eines eine ein
Aufzeichnungsmedium enthaltende Schicht aufweist, so miteinander
laminiert, daß die das Aufzeichnungsmedium enthaltenden Schichten
einander gegenüberliegen und diese Scheibensubstrate können
direkt (siehe Fig. 2) oder über Abstandshalter (siehe Fig. 1)
mit Klebemitteln oder mit Hilfe von Ultraschallschweißverfahren
miteinander laminiert sein.
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Materialien, die zur Herstellung des Scheibensubstrats, des
äußeren Abstandshalters und des inneren Abstandshalters
verwendet werden, sind thermoplastische Harze wie Polycarbonate,
Polymethylmethacrylate und Polyolefine. Bevorzugte Harze sind
Copolymere aus Ethylen und Cycloolefinen, angegeben durch die
folgende allgemeine Formel [I] oder [II]. Bevorzugte Copolymere
sind solche, die 40 bis 85 Mol.-%, vorzugsweise 50 bis
80 Mol.-% Ethylen enthalten. Besonders bevorzugte Harze zur
Herstellung des Plattensubstrats umfassen z. B. statistische
Copolymer-Massen vom Cycloolefin-Typ, die gebildet worden sind
aus den Komponenten:
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(A) einem statistischen Copolymer vom Cycloolefin-Typ,
umfassend eine Ethylen-Komponente und eine
Cycloolefin-Komponente, angegeben durch die folgende allgemeine Formel [I] oder
[II], wobei das Copolymer eine Grenzviskosität [η] von 0,05 bis
10 dl/g, gemessen in Dekalin bei 135ºC, und eine Erweichungs-
Temperatur (TMA) von nicht weniger als 70ºC aufweist, und
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(B) einem statistischen Copolymer vom Cycloolefin-Typ,
umfassend eine Ethylen-Komponente und eine
Cycloolefin-Komponente, angegeben durch die folgende allgemeine Formel [I]
oder [II], wobei das Copolymer eine Grenzviskosität [η] von
0,01 bis 5 dl/g, gemessen in Dekalin von 135ºC, und eine
Erweichungs-Temperatur (TMA) von weniger als 70ºC aufweist,
wobei das Gewichtsverhältnis der Komponente (A)/Komponente (B)
100/0,1 bis 100/10 beträgt. Vorzugsweise enthält die Komponente
(A) 40 bis 95 Mol.-%, vorzugsweise 40 bis 85 Mol.-%,
insbesondere 50 bis 75 Mol.-% Ethylen, und die Komponente (B)
enthält 60 bis 98 Mol.-%, vorzugsweise 60 bis 95 Mol.-% Ethylen.
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wobei n und m jeweils 0 oder eine positive ganze Zahl sind, l
eine ganze Zahl von 3 oder mehr ist und R¹ bis R¹&sup0; jeweils ein
Wasserstoffatom, Halogenatom oder eine Kohlenwasserstoff-Gruppe
bedeuten.
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Geeignete Mittelteile können solche sein, die aus Metallen, mit
magnetischem Material-vermischten Kunststoffen oder an
Metallplatten gebundenen Kunststoffen bestehen. Vom Standpunkt der
Festigkeit und Massenherstellung, sind jedoch die oben
erwähnten an Metallplatten befestigten Kunststoffe bevorzugt. Die
wie oben erwähnt verwendeten Kunststoffe sind vom Standpunkt
der Festigkeit und der Kosten aus günstigerweise Polycarbonate,
obwohl beliebige Harze, wie heißhärtende Harze und ähnliche
neben den oben angegebenen thermoplastischen Harzen verwendet
werden können. Klebemittel, die verwendet werden, um die
Mittelteile miteinander zu verbinden, und die Mittelteile mit
den Scheibensubstraten zu verbinden, sind vorzugsweise solche
vom Epoxy-Typ, besonders Epoxyharze vom UV-härtenden Typ,
obwohl beliebige andere Klebemittel als die oben erwähnten
ebenfalls geeignet sind.
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Informations-Aufzeichnungsplatten, die erfindungsgemäß gemeint
sind, sollen alle Platten umfassen die in der Lage sind,
Informationen auf den ein Aufzeichnungsmedium enthaltenden
Schichten davon aufzuzeichnen, wobei solche optischen Platten
flexible optische Platten bzw. Scheiben sind.
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Die erfindungsgemäßen Informations-Aufzeichnungsplatten können
zusammengesetzt werden durch direktes Laminieren von
Plattensubstraten oder über einen äußeren und einen inneren
Abstandshalter mit Klebemitteln oder durch Ultraschall-
Verschweißverfahren, so daß Aufzeichnungsmedium enthaltende
Schichten der Plattensubstrate einander gegenüberliegen,
Einsetzen von Mittelteilen, von denen jedes einen in das zentrale
Loch von beiden Seiten der laminierten Plattensubstraten
einsetzbaren Teil umfaßt, so daß die Mittelteile in das zentrale
Loch passen, und Aufbringen von Klebemittelschichten zwischen
die Mittelteile und die Scheibensubstrate und zwischen die
Mittelteile um sie miteinander zu verbinden.
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Da die Mittelteile mit den Plattensubstraten durch die in das
zentrale Loch der laminierten Plattensubstrate eingesetzten
Mittelteile und die Flanschteile der Mittelteile miteinander in
Kontakt stehen, sind bei den erfindungsgemäßen Informations-
Aufzeichnungsplatten die Mittelteile über eine
Klebemittelschicht miteinander verbunden, während die Mittelteile und
Scheibensubstrate miteinander über Klebemittelschichten
verbunden sind, und die Scheibensubstrate sind integral mit den
Mittelteilen angeordnet, wobei der innere umlaufende Teil der
Informations-Aufzeichnungsplatte verstärkt ist und die
laminierte Strukturfestigkeit der Platte erhöht ist.
Wirkung der Erfindung
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Da die Mittelteile, von denen jeweils ein Teil in das zentrale
Loch der Scheibensubstrate, die miteinander laminiert werden
sollen, eingesetzt wird, und der Flanschteil in das zentrale
Loch paßt von beiden Seiten davon und die Klebemittelschichten
zwischen den Mittel teilen und den Scheibensubstraten und
zwischen den Mittel teilen selbst gebildet worden sind, besitzen
erfindungsgemäß die dadurch erhaltenen
Informations-Aufzeichnungsplatten eine ausgezeichnete Ankerfestigkeit aufgrund der
Tatsache, daß der laminierte innen umlaufende Teil der
Informations-Aufzeichnungsplatten verstärkt ist durch eine
einfache Anordnungsstufe.
Ausführungsform der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wird unten in Bezug auf die
Ausführungsform, wie sie in den Figuren der beiliegenden Zeichnungen
angegeben ist, erläutert. Die Fig. 1 und 2 sind Schnitte, die
getrennte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Informations-
Aufzeichnungsplatten zeigen und Fig. 3 ist ein Schnitt, der
einen Hauptteil des Mittelteils zeigt.
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Bei den Fig. ist 1 eine Informations-Aufzeichnungsplatte, mit
einer Struktur, in der die Mittelteile 4 in ein zentrales Loch
von zwei Plattensubstraten 2a und 2b passen, die so laminiert
sind, daß Aufzeichnungsmedium enthaltende Schichten 1a und 1b
einander gegenüberliegen. In Fig. 1 sind die Plattensubstrate
2a und 2b über einen äußeren umlaufenden Abstandshalter 5 und
einen inneren umlaufenden Abstandshalter 6 aufeinander gelegt
und durch Ultraschall-Verschweißungen zu einer Luftsandwich-
Struktur laminiert, während in Fig. 2 die Plattensubstrate 2a
und 2b direkt mit einer Klebemittelschicht 7 laminiert sind.
Die Mittelteile 4 umfassen jeweils einen Hauptteil 10 aus
Kunststoff mit einem Teil 8, der in das zentrale Loch 3
eingesetzt wird, und einen Flanschteil 9, eine Metallplatte 11,
die an der Oberfläche des Hauptteils 10 fixiert ist und ein
Loch 12, das im Zentrum davon gebohrt ist. Die Metallplatte 11
ist mit dem Hauptteil 10 des Mittelteils mit Hilfe von
Ausschnitten und erhöhten Punkten oder Vorsprüngen auf der
Metallplatte 11 verbunden und so ausgebildet, daß sie durch
mechanische oder magnetische Kraft angetrieben werden kann (eine
detaillierte diagrammartige Darstellung dieses Punktes ist
weggelassen). Die Teile 8 der Mittelteile 4 sind so ausgebildet,
daß sie in das zentrale Loch 3 eingesetzt werden können und die
Flanschteile 9 des Mittelteils 4 sind so ausgebildet, daß sie
die laminierten Plattensubstrate 2a und 2b in der Nähe des
zentralen Loches 3 bedecken. Klebemittelschichten 13 sind zwischen
den Flanschteilen 9 des Mittel teils 4 und den laminierten
Plattensubstraten 2a und 2b vorgesehen und eine
Klebemittelschicht 14 ist zwischen den Teilen 8 des Mittelteils 4 gebildet
und so sind alle Teile integral miteinander verbunden zu einer
festen Struktur.
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Die Informations-Aufzeichnungsplatten 1, die die
zusammenhängenden Teile umfassen wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, werden
hergestellt durch Laminieren der Plattensubstrate 2a und 2b
direkt mit Hilfe der Klebemittelschicht 7, oder mit Hilfe von
Ultraschall-Verschweißverfahren über den äußeren Abstandshalter
5 und den inneren Abstandshalter 6, so daß die
Aufzeichnungsmedium enthaltenden Schichten 1a und 1b einander
gegenüberliegen, Einsetzen der Teile 8 des Mittelteils 4 in das zentrale
Loch 3 von beiden Seiten aus, Einbringen der
Klebemittelschichten 13 zwischen die Flanschteile 9 der Mittelteile 4, um diese
miteinander zu verbinden, und Einbringen der Klebemittelschicht
14 zwischen die Teile 8 der Mittelteile 4, um diese miteinander
zu verbinden.
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Bei den so hergestellten Informations-Aufzeichnungsplatten
sind, da die Mittelteile 4 mit den Plattensubstraten 2a und 2b
über die Teile 8 und die Flanschteile 9 der Mittelteile 4
miteinander in Kontakt stehen und die Mittelteile 4 selbst
aneinander gebunden sind, mit Hilfe der Klebemittelschicht 14,
während die Mittelteile 4 und die Plattensubstrate 2a und 2b
miteinander über die Klebemittelschichten 13 verbunden sind,
alle Bestandteile integral zu einer festen Struktur verbunden,
wodurch der innere umlaufende Teil der festen Struktur
verstärkt ist und die Bindungs- bzw. Laminierungsfestigkeit davon
erhöht ist.
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Die Fig. 4 und 5 sind Schnitte, die Vergleichsbeispiele von
Informations-Aufzeichnungsplatten zeigen. Die Informations-
Aufzeichnungsplatten, die in den Fig. 4 bzw. 5 angegeben sind,
sind in der Struktur ähnlich den in den Fig. 1 und 2 gezeigten.
Bei diesen Informations-Aufzeichnungsplatten sind jedoch die
Teile 8 der Mittelteile 4, die in das zentrale Loch 3
eingesetzt werden, kurz und es ist keine Klebemittelschicht
zwischen den Teilen 8 vorgesehen, um sie miteinander zu verbinden.
Folglich besitzen die in den Fig. 4 bzw. 5 gezeigten
Informations-Aufzeichnungsplatten an dem inneren umlaufenden Teil
eine geringe Festigkeit.
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Unten sind Versuchsbeispiele für die Informations-
Aufzeichnungsplatten nach der vorliegenden Erfindung und die
Vergleichsbeispiel angegeben.
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Bei den Informations-Aufzeichnungsplatten der Fig. 1, 2, 4 bzw.
5 wurde das oben erwähnte Polyolefin-Harz zur Herstellung der
Plattensubstrate 2a und 2b und des äußeren Abstandshalters 5
und des inneren Abstandshalter 6 verwendet, Polycarbonat wurde
zur Herstellung des Hauptteils des Mittelteils 4 verwendet, und
ein Harz von Epoxy-Typ wurde verwendet zur Herstellung der
Klebemittelschichten 7, 13 bzw. 14. Die Plattensubstrate 2a und
2b besaßen jeweils einen äußeren Durchmesser von 130 mm, einen
Innendurchmesser von 15 mm und eine Dicke von etwa 1,2 mm. Der
Hauptteil 10 des Mittelteils 4 der Fig. 1 hatte A = 15 mm, B =
25 mm, C = 4 mm, D = 1,45 mm und E = 2 mm in dem Hauptteil 10
wie in Fig. 3 gezeigt, während der Wert für D in dem Hauptteil
10 der Fig. 2, 4 bzw. 5, variiert wurde. Diese Informations-
Aufzeichnungsplatten, wie oben erläutert, wurden einem Falltest
unterworfen, bei dem sie aus einer Höhe aus 1 m herunterfielen,
bzw. fallen gelassen wurden.
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Als Ergebnis wurde teilweise ein Lösen der Verbindung in dem
äußeren umlaufenden Raum 5 der Platte der Fig. 1 nach 15-maligem
Fallenlassen beobachtet und der Test wurde fortgesetzt, worauf
kein Lösen der Verbindung der Mittelteile 4 und des inneren
Abstandshalters 6 beobachtet wurde, selbst wenn die Scheibe
weitere 50-mal herunterfiel. Außerdem besaß die Scheibe der Fig.
1 eine Haftfestigkeit von mindestens 10 kg/cm² zwischen dem
Mittelteil und dem Substrat und bestand auch den
Entlaminierungs-Test, der kontinuierlich mindestens 100 000-mal
durchgeführt wurde. Die Scheibe der Fig. 2 wurde 1000 h in
einem Ofen bei 70ºC und 90% relativer Feuchte gehalten und
dann ähnlich dem Test unterworfen, wobei kein Lösen der
Verbindung der Mittelteile 4 auftrat, selbst wenn die Platte
50-mal fallen gelassen wurde. Im Gegensatz dazu wurde ein
teilweises Lösen der Verbindung an dem inneren umlaufenden
Abstandshalter der Scheibe der Fig. 4 beobachtet, wenn diese
12-mal fallen gelassen wurde. Außerdem besaß die Platte der Fig.
4 eine Haftungsfestigkeit von 5 kg/cm² und bestand auch nicht
den Entlaminierungs-Test, der kontinuierlich mindestens
100 000-mal durchgeführt wurde. Die Platte der Fig. 5 wurde dem
gleichen Umgebungstest ausgesetzt wie im Falle der Platte der
Fig. 2 und dann dem Falltest unterworfen, wobei die Mittelteile
4 sich lösten, wenn die Platte 37-mal fallen gelassen wurde.
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In diesem Zusammenhang wurde die Haftungsfestigkeit mit einem
Intesco Universal Material Tester Modell 210 und einem
Zugfestigkeitsgerät gemessen.
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Der Falltest wurde durchgeführt durch Fallenlassen der in einer
Kassette befindlichen Platte aus einer Höhe von 1,5 m auf eine
Kunststoff-Fliese auf dem Boden, und der Test wurde
kontinuierlich durchgeführt, bis sich der Mittelteil von dem Substrat
abschälte und die Anzahl der Test-Wiederholungen bei der der
Mittelteil sich schließlich abschälte wurde notiert.
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Der Entlaminierungs-Test wurde durchgeführt durch Wiederholen
der Entlaminierung der Platte unter Anwendung einer
Antriebsvorrichtung, bis der Mittelteil sich von dem Substrat
abschälte, um die Anzahl der Testwiederholungen festzustellen, bei der
der Mittelteil sich schließlich abschälte.
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Aus den wie oben erhaltenen Ergebnissen geht hervor, daß die
Informations-Aufzeichnungsplatten nach der vorliegenden
Erfindung eine ausgezeichnete Festigkeit des inneren
umlaufenden Teils besaßen und daher sich kaum auseinander trennten,
verglichen mit den Vergleichsbeispielen.