JPH02311568A

JPH02311568A - 静電容量方式情報記録媒体用カーボンブラック及び同方式情報記録媒体

Info

Publication number: JPH02311568A
Application number: JP13149889A
Authority: JP
Inventors: Shin Kobayashi; 伸小林; Noboru Furuki; 登古木; Shiyuushichi Yoshimura; 修七吉村; Yasunori Hiwatari; 樋渡　恭典; Toshiaki Hamaguchi; 濱口　敏明; Toshiki Kasai; 利記河西; Toshio Akai; 赤井　俊夫
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp; Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp; Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1989-05-26
Filing date: 1989-05-26
Publication date: 1990-12-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】偵ン　発明の目的（産業上の利用分−）本発明は、静電容量方式記録媒体、たとえばビデオディ
スクやデジタルオーディオディスクなどの高密度情報記
録媒体、特に情報信号をディスク表面部の幾何学的形状
の変化として記録し、その記録された情報を、記録媒体
表面を相対的に走査する再生針の電極との間の静電容量
が幾何学的形状の変化に応じて変化することを利用して
、情報信号として再生する静電容量型ディスク等の静電
容量方式記録媒体用のカーがンブラック、及び導電材料
として同カーゴンブラックを用いた静電容量方式情報記
録媒体に関するものである。

（従来技術）ビデオディスクやデジタルオーディオディスクなどの静
電容量方式情報記録媒体は、多量の導電性カーボンブラ
ック粉末、及び安定剤等の助剤を塩化ビニル樹脂などの
マトリックス樹脂中に混合・分散して導電性樹脂組成物
とし、その導電性樹脂組成物を金型で加熱圧搾成形して
製造される。

かかる静電容量方式記録媒体は、従来の溝型レコードデ
ィスクと異なり、情報信号がディスク表面部に幾何学的
形状の変化として記録されておシ、その記録された表面
を走査する再生針の電極との間の静電容量が幾何学的形
状の変化に応じて変化することを利用して、記録された
情報を再生信号として取出すものであるので、ディスク
自体は十分な導電性を有する必要がある。

かかるディスクの導電性付与のために、前述のようにデ
ィスクに成形する樹脂組成物中に多量の導電性を有する
カーボンブラックが分散せしめられるが、かかるカーメ
ンブラックには種々の異物（不純物等）が含摩れている
丸めに、ディスク製造上及び製品ディスクの品質上にお
いて種々の問題が生じる。

たとえば、カーボンブラック中には、製造装置の炉材や
配管等から混入してくる粗粒物、及びカーボンブラック
の製造時に生成する微小コークス質物等にもとづく、一
般にグリッドと呼ばれる粒、或いは原料から混入する灰
分等が含まれていて、これらが前述の種々の問題を発生
せしめる原因となりている。

すなわち、グリッドが多量に存在すると、ディスク表面
に突起などの欠陥が生じ、記録信号の再生を阻害したシ
、ディスクの成形時に使用する信号の入った金型（スタ
ンノ４−という）を傷つけるために、スタンパ−の正常
なレプリカできる寿命が短くなる。

また、灰分のうち、水溶性灰分の多いカーボンブラック
を配合した樹脂組成物で成形したディスクは、同灰分の
吸湿にもとづき経時的にディスクに膨らみが生じ、信号
を読取るために定食する再生針をジャンプさせたシ、記
録信号を正しく読取るための位置指示を行なうトラッキ
ング信号の採取ができなくなる。

また、これらの異物や膨らみによって再生針がジャンプ
したのち、その針の落下によってディスク表面を傷つけ
た）、又は異物が針先に付着したシするし、さらＫはそ
の付着物に他の異物が付着して、異物が次第に犬きくな
シ、ディスク表面から針を浮き上らせてしまって、遂に
は信号の再生が不能になってしまうことすらある。かか
る極端な結果にならないにしても、再生画面上でのドロ
ップアウトやトラッキングエラーと々って現われる。

カーボンブラックのかかる異物を除去する方法としては
種々の提案がある。たとえばグリッドの除防去に関しては、カーボンブラックを水スラリーとした
のち、機械的振動篩を用いて除く方法が特開昭５６−１
１９６３号公報に記載されているし、また特開昭５７−
２０９５４号公報には、４４μｍ篩残分を０．００３重
量％程度にしたカーメンブラックを用いて再生画質を向
上させたことが記載されている。

また、灰分の除去に関しては、無機酸による脱灰処理で
、処理前の灰分量０．５重量％を０．１２０重量％にま
で、或いは処理前の灰分量１．５２重量％を０．０８重
量％１Ｃまで低下させることができたが、この場合に得
られたカーボンブラックが−が低くて、ペース樹脂の熱
劣化を促進させる欠陥があったことが、特開昭５７−１
７６５４９号公報に記載されている。また、特開昭５１
１０５４４５号公報には、無機酸洗浄後、４００−１２
００℃で熱処理し、気流分級機で０．０５鴎の異物を除
去して、処理前の灰分量１．５２重量％を０．３０重量
％にまで低下させたことが記載されている。さらに、特
開昭５８−１２７７６５号公報には、カーボンブラック
に界面活性剤を少址添加してドロップアウトやスタンパ
−ライフを改善したことが記載されている。

しかしながら、従来のこれらの公知方法でグリッドを除
去できる程度は、４４μｍ篩残分でたかだか０．Ｏ２Ｎ
２．００１１ｆ％程度までが限界であり、しかも本発明
者らの知見によれば、この程度にまでグリッドを除去し
たカーがンブラックであっても、ディスク表面に突起な
どの欠陥を発生させたシ、記録信号の正常な再生を阻害
したシ、さらにはディスク成形時の信号の入った金型（
スタンパ−）を傷つけたりするのは、なお避けられない
ことが判明した。

（発明の課題）本発明は、従来のカーボンブラックの前記の欠点を除い
た静電容量方式情報記録媒体用の優れたカーがンブラッ
クの提供、及びそのカーがンブラックを用いた優れた静
電容量方式情報記録媒体の提供を目的とするものである
。

（ｂ）　　発明の構成（課題の解決手段）本発明者らは、前記の課題を解決するために種橿研究を
重ねた結果、４４μｍ篩残分１アルカリ土類金属分及び
比表面積がそれぞれ特定の値である特定のカーボンブラ
ックによって前記の課題を解決することができたのであ
る。

すなわち１本発明の静電容量方式情報記録媒体用カーボ
ンブラックは、４４μｍ篩残分１ア、０００５重ｉ％以
下、アルカリ土類金属分が２０重量ｐｐｍ以下、及び比
表面積が１３００　ｍ”７１以上であることを特徴とす
るものである。

また、本発明の静電容量方式情報記録媒体は、樹脂−ｖ
）リックス中に、４４μｍ篩残分１ア、０００５重量％
以下、アルカリ土類金属分が２０重量ｐｐｍ以下、及び
比表面積が１３００　ｍ２／ｇ以上のカーボンブラック
を分散せしめて成形してなることを特徴とするものであ
る。

本発明のカーがンブラックは、このように、４４μｍ篩
残分１ア、０００５重量％以下、アルカリ土類金属分が
２０重量ｐｐｍ以下、及び比表面積が１３００ｍ”／９
以上のものであるが、さらにその体面積平均の一次粒径
が２２ｎｍ以下、好ましくは１８〜２０ｎｍ程度のもの
が好ましく、またジブチルフタレート吸収蓋（以下、ｒ
　ＤＢＰ吸収量」という）が２５０〜３５０１１ｔｔ／
１００ｇ（カーがンブラック）のものが好ましい。

カーがンプ゛ラックの４４μｍ篩残分１ア、ｏ　ｏ　ｏ
　ｓ重量％よりも多くなると、記録信号の再生性が悪く
なっ九シ、ディスク成形時のスタンパ−を傷つけたシす
るし、アルカリ土類金属分が２０重量ｐｐｍよシ多くな
ると、経時的な吸湿によってディスクに膨らみが発生し
て、記録信号の再生性が経時的に悪くなる。さらに、カ
ーがンブラックの比表面積が１３００　ｍ２／ｇ未満に
なると、導電性が悪くなり、記録媒体表面の情報が走査
する再生針の電極間とで本来と異なる情報信号となり、
トラッキングエラーや再生信号の欠落を発生させ、再生
不能となる。

ま九、カーボンブラックの体面積平均の粒径が大きくな
りすぎると、繊細な画像が得られず。

デラツいた画像となる。

また、カーボンブラックのＤＢＰ吸収量が低くずざると
、力−−ンブラックを樹脂マトリックス中に充分分散さ
せることができず、樹脂マトリックスの導電ムラを生じ
、画質の低下、さらには再生不可能となる。ＤＢＰ吸収
量が高すぎると、樹脂組成物の粘性が増加し、精度の高
いディスクの成形が困難になる。

本発明のカーボンブラックにおけるような高い比表面積
は、特に１３００　ｍ”ρ以上の比表面積を持つカーボ
ンブラックは、特開昭６１−７６５５４号公報に記載の
方法により有利に製造することかできる。しかし、この
方法で製造されたカーゲンブもラックと、４４μｍ篩残分１アアルカリ土類金属分の要
件においては１本発明のカーメンブラックの要件を満足
せしめることができないので、さらに精製処理をする必
要がある。その精製方法としては、特開昭６１−８９２
６２号公報に記載された方法が好ましい方法としてあげ
られる。

すなわち、特開昭６１−７６５５４号公報に記載の製造
方法で製造されたカーボンブラックを、特開昭６１−８
９２６２号公報に記載のｆ＃裏方法でＮ製することによ
りて、本発明のカーボンブラックの全要件を満足するカ
ーボンブラックが容易に得られる。

そのカーボンブラックの精製方法（特開昭６１−８９２
６２号公報に記載の精製方法）について詳述すると、カ
ーメンブラックを、まず水又は希酸性水中に均一に懸濁
分散させ、その分散液を超音波撮動篩を通過させ、その
通過後のカーボンブラック懸濁液に有機溶剤（たとえば
ヘキサン、トルエンなど）を添加して、有機溶剤相と水
相の２相を形成させる。次いで、その両相を攪拌してカ
ーがンブラックを水相から有機溶剤相の方に移行させた
のち、有機溶剤相と水相とを分離し、有機溶剤相より有
機溶剤及び水を蒸発して除けば、精製され九カー？ンブ
ラックが得られる。この場合の水スラリーの分散を均一
にするＩ／ｃは、連続式の回転翼の付いた攪拌機を用い
るのが望ましい。スラリ−調製用の水又は希釈水は高純
度の水を用いるのが望ましい。また、超音波振動篩は、
篩目が２８μｍのものが適する。さらに、有機溶剤相か
らの有機溶剤及び水分の蒸発除去は、不活性ガス（たと
えば窒素ガス、炭酸ガス、アルゴンガス等）の気流中で
有機溶剤相を加熱することＫよシ行なわせるのが望まし
く、その蒸発除去装置としては、ディスクドライヤーや
パドルドライヤーなどが使用できる。

このような精製方法でカーボンブラックを精製すると、
４４μｍ篩残分全容易に０．０００５重量％以下、好ま
しくは０．０００２］１［量％以下、さらに好ましくは
０．０００１重量％以下にすることができるし、カルシ
ウムに代表されるアルカリ土類金属分を、容易に、原子
吸光法による検出限界（２０ｐｐｍ　）よりも低い値に
低下させることができる。

以上のような方法を用いて製造された４４μｍ篩残分全
容、ｏ　ｏ　ｏ　ｓ重量％以下、アルカリ土類金属分が
２０重量ｐｐｍ以下、及び比表面積が１３００ｍ”Ａ１
以上の本発明のカーボンブラックを用いてビデオディス
ク等の静電容量方式情報記録媒体を製造すると、カーが
ンブラックのグリッドが少ないために記録媒体の成形時
の金型（スタンパ−）の損傷が少ないばかシでなく、得
られる記録媒体は、カーボンブラックのグリッドが少な
いために記録媒体の突起等の欠陥が少なく、かつカーゴ
ンブラップアウトなどが少ない高画質の再生像等が得ら
れる。

本発明の記録媒体用のマトリックス樹脂としては、ポリ
塩化ビニルをはじめとする種々の樹脂が使用でき、さら
にそのマトリックス樹脂には、熱安定剤、滑剤及びその
他種々の加工助剤、さらにはディスク等の表面潤滑性を
付与するためのシリコーン系潤滑剤等が配合されるが、
これらのマトリックス樹脂及び加工助剤等の種々の配合
剤自体は、公知のものであるので、その詳しい説明を省
略する。

また、本発明の記録媒体を製造するには、ポリ塩化ビニ
ル等のマトリックス用樹脂、本発明のカーｙｊ？ンブラ
ック（カーボンブラックの配合割合は、樹脂組成物に対
して１０〜３０重量％程重量、及び必要な熱安定剤、滑
剤及び加工助剤等を所定量加え、さらにディスク表面の
潤滑性を保持するためにシリコーン系潤滑剤を添加した
ものを、高剪断可能な攪拌機（たとえばヘンシェルミキ
サーなど）に入れて混合し、生成したコン・臂つンドを
ニーグー又はバンバリーミキサ−などの混線機を用いて
混練してから造粒して（レットとする。次いで、得られ
たペレットを、表面に情報信号の施された金型（スタン
ノ！−）を、取付けた成形機に供給して、レプリカによ
り両面情報記録を刻んだ成形体（記録媒体）Ｋ成形する
。

（実施例等）以下に、実施例及び比較例をあげてさらに詳述するが、
本発明はこれらの実施例等によって限定されるものでは
ない・実施例１及び２（カーがンブラックの製造）カーボンブラックは特開昭６１−７６５５４号公報に開
示の方法で製造した。

すなわち、添付の第１図に示す構造のカーボンブラック
製造炉を用い、その第１帯域８に、下記の第２表に示す
組成の燃料（石炭ガス）１９ＯＮｍ”／ｈｒ、及び燃焼
用空気１０００　Ｎｍ／ｈｒを、ノズル２及び３から供
給して燃焼させ、得られた燃焼高温ガス流中に下記の第
１表に示す物性の原料油（クレオソート油）をノズル１
から第３表に示す各流量でそれぞれ供給して、第２帯域
９でカーボンブラック粒子を生成させた。次いで、第２
帯域９と第３帯域ｌＯの境でノズル４から賦活剤の水蒸
気を、ノズル７から補助燃料（第２表に示す組成の石炭
ガス）と空気を、それぞれ第３表に示す流量で導入して
、第２帯域９で生成したカーボンブラックを、第３表に
それぞれ示す賦活温度及び賦活（滞留）時間、第３帯域
１０で保持して、賦活処理をした０次いで、第３帯域１
０の後段においてノズル５や６から反応停止用冷却水を
噴霧して、反応を停止させると同時に生成カーゴンプラ
ツクを冷却したのち、パックフィルターでカーメンブラ
ックを捕集した。反応停止用水は、カー？ンブラック製
造炉出口における生成物温度が約５００℃になる量を噴
霧した。

（カーボンブラックの精製）得られた各カーがンブラックは、特開昭６１−８９２６
２号公報に記載の方法にしたがって灰分及び篩残分をコ
ントロールするための精製処理をした。

すなわち、各カーボンブラックを、まず水に４重食％に
なるように混合し、強力攪拌して５０／イズの粘度の高
濃度カーがンブラック水スラリーとした。次いで、各ス
ラリーを２．５重量％に水で希釈し、同濃度における平
衡粘度に達するまで攪拌し１次いで得られた各スラリー
を、スラリーポンプを用いて濾過圧力０．２ψ貸に昇圧
して、発振周波数１９．５　ｋＨｚ　、発振人力３０　
Ｗ／１ｙｔｔ”　、発振掻輪２０μｍ１発振子と篩網間
のクリアランス３．０　ｍ１ｍ１゜篩目開き２８μｍに
設定された超音波振動篩装置に移送して、水不溶性固形
異物の除去処理をした。

次いで得られたカーボンブラック水スラリーに、有機溶
剤のヘキサンをカーボンブラックｌｏｏｇに対して３０
〇−加えて攪拌し、カーボンブラックをヘキサン相に移
行させると同時に造粒化させた。次いで得られたヘキサ
ン含有カーボンブラックを水と分離し、１８０℃のスチ
ーム乾燥機で約５時間乾燥した。

得られた精製処理後の各カーがンブラックの物性は第３
表に示すとおシであった。

比較例１及び２比較のために、市販カーボンブラックのに＊ｔｊａｎＢ
ｌａｃｋ　（ライオンアクシー社商品名）、及びｃｓＸ
−１５０（キヤゲット社商品名）を、それぞれ比較例１
及び比較例２として、その物性を第３表に示した。

第　１　表　（原料油）第　２　表　（燃料、補助燃料）第　　３　　表第３表の注二拳１・・・電子顕微鏡法で観察し、統計計算によシ体面
積平均径を算出した。

傘２・・・ＢＥＴ法による。装置はツーブトマチック（
カルロエルパ社製）。

中３・・・ＪＩＳ　Ｋ−６２２１−１９８２Ａ法に準拠
。

ただし、サンプルは９ｇ傘４・・・ＪＩＳ　Ｋ−６２２１−１９８２Ａ法に準拠
。

ただし、サンプルはＩＯＱＯｇ・５・・・ＪＩＳ　Ｋ−６２２１−１９８２Ａ法に準拠
。

ただし、サンプルは２（１傘６・・・カー？ンブラック２．０９を秤量し、６Ｎ−
ＨＣｌ　５０ｍで３０分間煮沸したのち室温に冷却した
ものを５ＡＰ紙で濾過後、１００−に定容し、高温フレ
ーム型原子吸光装置で測定した。

実施例Ｉ及び■ 比較例■及び■ 実施例１及び２で得られたカーデンプラツク、並びに比
較例１及び２のカーボンブラックをそれぞれ使用し、下
記の方法によ多情報記録媒体（ビデオディスク）を製造
した。

すなわち、平均重合度５００のグラフト成分セしてエチ
レンと酢酸ビニルとの共重合体を３．２重量シ含有する
塩化ビニルと同共重合体とのグラフト共重合体（徳山覆
水工業株式会社商品名　トセエースＧＫ）１００重量部
に１ジプチル錫メルカプト系安定剤（三共有機合成株式
会社商品名　ＲＥＳ−１）５重量部、脂肪酸グリセリン
エステル系滑剤（理研ビタミン株式会社商品名　ＲＥＳ
−２１０）　２重量部、脂肪酸アルキルエステル系滑剤
（花王石鹸株式会社商品名　ＲＥＳ−３１０）　０．５
重量部、及びジメチルポリシロキサン（信越化学工業株
式会社商品名　Ｒｚｓ−４ｚｌ＞　１．　ｏ　蓋量部を
、０．２μｍのフィルターを通して添加し、ヘンシェル
ミキサーに入れ、高速攪拌して１１０℃まで昇温したの
ち、各カー？ンブラックを第４表に示す割合で配合し、
再び１１０〜１２０℃まで昇温し、２０分間ヘンシェル
ミキサーで高温攪拌してから、室温まで冷却した。次い
で、得られた各コンパウンドを、押出機（ブス社製）を
用いて充分に混練し、造粒した。得られた各ペレットを
φ５０■単軸押出機に入れ、シリンダ一温度１５０℃で
予備成形品に成形してから、さらにスタンノ９−を装着
した圧縮成形機に供給して、各ビデオディスクに成形し
た。

得られた各ベレットの溶融粘度、各成形物（ビデオディ
スク）の体積固有抵抗率、ドロップアウト発生率、及び
ビデオ出力の欠陥は第４表にそれぞれ示すとおりであっ
た。

以下余白第４表の注：傘１・・・高化式フローテスターで測定した１８０℃に
おけるズリ速度１０　ａｎ−’の粘度。

＄　２　・−・日本コム協会標準規格　５ＲＩＳ　２３
０１−１９６９に準じる。

＊５・・・特開昭５９−１９５３５４号公報に記載され
た方法に単じ、出来上がったディスク１０００枚につ込て、ドロラグアウトカウンター（ディ
７エクトチエツカー）で測定した際、３Ｈ以上のドロッ
プアウトが発生した割合で比較したものである。

なお、ドロップアウトのＩＨとは、テレビ画面上で走査線１本の欠落に相当し、３Ｈ未満のド
ロップアウトは再生装置におｈて電気的に処理をすると
完全に補正できるため、許容レベルとして扱りた。

牟４・・・出来上りたビデオディスク１０枚について、
室温及び４０℃、９０％、９６時間の環境負試験を行な
い、これらのディスクについて、ビデオディスクプレヤ
ー（日本ビクター株式会社［ＨＤ−７５００）を用いて、
ビデオ出力の欠陥の本数をそれぞれカウントし、全検査
枚数（１０枚×両面＝２０）で除した値である。

第４表から明らかなように、４４μｍ篩残分全容アルカ
リ土類金属含有量が少なく、かつ比表面の大きい本発明
の特定のカーメン２ラツクを用いた実施例のビデオディ
スクは、比較例のカーボンブラックを用いたディスクと
較べて、ドロップアウト発生率及びビデオ出力の欠陥を
著しく低下させるととができた。また、実施例のビデオ
ディスクは負荷後のビデオ出力の欠陥を著しく低下させ
ることができたが、これは実施例で用いたカーボンブラ
ックがアルカリ土類金属含有量が著しく少ないことによ
るのである。また、実施例のビデオディスクは成形時の
スタンパ−金型の損傷も少なかったが、これはそのカー
ボンブラックが４４μｍ残分が少ないことによるのであ
る。さらに実施例のビデオディスクは安定した再生信号
が得られたが、これはそのカーボンブラックが比表面積
が大で、導電性に優れていることによるのである。

（発明の効果）本発明においては、静電容量方式情報記録媒体における
導電材料として、粗粒分及びアルカリ土類金属分がとも
に少なく、かつ比表面積の大きい特定のカーボンブラッ
クを用いることえよって、同■録媒体のドロップアウト
発生率やビデオ出方欠陥を著しく低下させることができ
、成形時のスタンノ９−金型の損傷及び記録媒体の経時
的な膨らみ等にもとづく再生性能の低下も少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、カーがンブラック製造炉の一例を示す縦断概
略図である。図中の各符号はそれぞれ下記のとおシであ
る。１・・・原料油供給ノズル、２・・・燃料供給ノズル、
３・・・酸素含有ガス供給ノズル、４・・・賦活剤導入
ノズル、５・・・第１冷却水導入ノズル、６・・・第２
冷却水導入ノズル、７・・・補助加熱用高温ガス供給ノ
ズル、８・・・第１帯域、９・・・第２帯域、１０・・
・第３帯域、１１・・・チ、−り（炉内絞り部）、１２
・・・煙道。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）４４μｍ篩残分が０．０００５重量％以下、アル
カリ土類金属分が２０重量ｐｐｍ以下、及び比表面積が
１３００ｍ＾２／ｇ以上であることを特徴とする静電容
量方式情報記録媒体用カーボンブラック。
（２）樹脂マトリックス中に、４４μｍ篩残分が０．０
００５重量％以下、アルカリ土類金属分が２０重量ｐｐ
ｍ以下、及び比表面積が１３００ｍ＾２／ｇ以上のカー
ボンブラックを分散せしめて成形してなることを特徴と
する静電容量方式情報記録媒体。