JPS5848248A - ディスク型記録担体およびその製造方法 - Google Patents

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】 本発明は静電容量式ビデオディスクなどの導電性ディス
クを用いた記録担体およびその製造方法に関するもので
、特に不純物を除去、精製した導電性カーボンブラック
を用いることによシ、信頼性と製造歩留に優れたディス
ク型記録担体を提供しよ、うとするものである。

従来、レコード工業の分野ではディスクを得るために、
たとえば表面に情報信号や施されたスタンパーを用いて
、主に塩化ビニルと酢酸ビニルの共重合体を圧縮成形し
てディスクレコードを製作している。

一方、静電容量式ビデオディスクなどの導電性ディスク
型記録担体においてもほぼ同様の製法により製作され、
第１図〜第３図に示すような形状のディスクを得る。第
１図において、１は円盤状ディスク本体、２は中心に設
けられた孔である。また第１図の一部分を拡大、し、表
面に藤けられたピットの状態を示したものが第２図であ
り、３がピットである。また第３図は第１図のディスク
１の断面を示している。

導電性ディスク型記録キ９体の場合、従来のレコードと
異なり、静電容量的信号読取りが可能になるに充分な導
電性を付与するために、導電性カーボンブラック粒子を
、樹脂材料中に相当な量混入しなければならず、ディス
クの製法あるいは物性上において種々の問題が生じてく
る。たとえば、１カーボンブラツクの比率の増加は、即
ちその中に含まれる灰分等の異物の増加を招き、こ。れ
に起因するディスク表面の欠陥やスタンパ−の損傷など
が大きな問題となっていた。またこのような初期的問題
のほかにも、耐湿特性のような経時的問題が発生するこ
とが多い。即ち高温高湿の雰囲気中にディスクが長時間
置かれた場合、ディスク表面に新たに突起を発生させる
ことがある。°この現象（゛以後経時変化と呼ぶ）の原
因は現在のところ完全に解明されたわけではないが、そ
のひとつはデする結果゛と考えられる。またその他の原
因として、カーボンブラック粒子の表面にある酸素を含
むいわゆる裏面化合物の存在があげられる。これらは水
蒸気との親和力が大きく、上記の現象をひき起す直接的
２間接的原因となっていると考えられる。

本発明はコンダクティブくアーネスブラックに分類され
る導電性に富むクーポンブラックの処理について鋭意検
討した結果、これらのカーボンブラック、に含まれる灰
分の多“くの部分が塩酸や硫酸に可溶であること、無機
酸に可溶な灰分が、上記のような媒体上の欠陥の原因と
なること、灰分除去のための処理にともないカーボンブ
ラックの性質が変化することなどの知見を得たことに基
づくもので、上記の問題を解決する有効な方法およびそ
の方法を用いて作られた信頼性と製造歩留の優れた記録
担体を提供するものである。

本発明の骨子を述べると、まず導電性カーボンブラック
を無機酸で洗浄し、有害な作用をすＸ灰分を除去する。

次に洗浄ブラックを乾燥したのち、非酸化性雰囲気中で
４００〜９００℃好ましくは６００〜７００℃で熱処理
し、表面化合物の一部を熱分解により除去し、ブラック
を安定せしめ、これを熱可塑性樹脂などと混練、成型し
てディスク型記録担体を得るものである。

カーボンブラック中に含まれる灰分の由来は、原料１反
応炉、添加物、冷却水、造粒剤などさまざまであるが、
そのうち最獣比率の高いのは冷却水の中に溶解している
成分によるものである。灰分の中には水に可溶な成分も
あるが、無機酸特に７０℃以上に加熱した酸には非常に
良く溶解するので、導電性カーボンブラックの種類によ
っては灰分のうち９６％以上が除去されるものさえある
◎他方、導電性カーボンブラックと熱可塑性樹脂の混線
物を成型して得られるディスクの表面を観察すると、し
ばしば微細な突起の存在が認められるが、これはディス
クの再生画像にかなりの悪影響を及ぼすものである。こ
のような欠陥をその断面から観察すると、上記突起の下
には異物が見つかるところから、ディスクの成型の際に
異物の近−傍において局部的な歪が残留し、この歪が時
間経過ととも捉解消されるにつれ、突起が形成されると
考えられる。かかる異物をＸ線マイクロアナライザーで
解析すると、水に可溶なアルカリ金属やアルカリ土類金
属の塩のほか、酸に可溶な酸化鉄などの酸化物も確認さ
れる。

また導電性ブラック中に含まれる灰分が多く、特に水溶
性の成分が多い場合には、前記のような経時変化の一因
となるので、その意味からも灰分の除去、が重要となる
。

洗浄されたブラックはぬれているだめ、水分を除くため
に次に乾燥が必要となるが、空気中において１２０℃程
度の温度でも長時間乾燥するとブラックのＰＨ値が低下
することが観察される。これは特に表面積が極めて大き
く、かつ表面活性度の大きいブラックの場合に著し伝。

ＰＨ値が著し−く小さいブラックは熱可塑性樹脂として
塩化ビニ１　　　ルを使用する場合には、加熱混線、成
型などの過程、で塩化ビニルの分解が徒進される結果樹
脂自体の劣化を起すのみならず、塩化水素ガスが発生す
るため、混練装置や、スタンパ−などの腐食を招くなど
の問題をひき起す原因となる。

洗浄ブラックを空気中で乾燥する段階でＰＨ値が減少す
る原因はブラック表面に新たに多量の酸素が結合するた
めであり、これは揮発分の増加からも類推することがで
きる。この場合、洗浄ブラックを非酸化性雰囲気、つま
りＮ２などの不活性ガスや減圧中で加熱乾燥を行なえば
、新たな酸素の結合を軽減することが出来るる 本発明が対象とする記録ｉ体に、適する導電性ブラック
には１〜３％程度の揮発分が含まれている。

これはブラックの製造過程において生成した表面化合物
を主成分とするもので、カルボキシル基。

知られている。これらは加熱により分解し、３００が放
出される。しかし、この揮発分を完全に除去するために
は、ＪＩＳＫ６２２１にも記載されてい゛るように、９
６０℃程度の高温で処理しなければならない。

揮発分を完全に除去したブラックを用いると前記の経時
変化が少いディスクが得られるが、しかし、ブラックの
樹脂中への分散性が低下するために・ブラックの凝集体
が残シやすく、それに起因する初期的欠陥が増加すると
いう問題がある。

本発明において、前記のように洗浄、乾燥したブラック
を、非酸化性雰囲気において４００〜９００Ｃ好ましく
は６００〜７００℃で熱処理することは、ブラックの表
面化合物のうち、比較的低温、で４分解する−のだけを
除去することを意図するも尻であ）、これによシ前記の
経時変化を改善すると−ともに、残された比較的高温で
分解する表面化合物を残すことにより、ブラックの分散
性を確保せんとするものである。この場合、４００．℃
以下では表面化合物の分解が少なく、また９００℃以上
では分解が進みすぎて上記の意図を十分に達することが
難しいためである。

また使用できる無機酸としては塩酸、硫酸、硝酸、燐酸
などがあるが、効果とコストの両観点からすると、塩酸
および硫酸が最も適した無機酸であると云える。

次に本発明に使用出来る熱可塑性樹脂の例をあげると、
塩化ビニル、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、塩化ビ
ニル・エチレン共重合体、塩化ビニル・プロピレン共重
合体、塩化ビニル・（メタ）アクリル酸アルキルエステ
化共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ア
クリロニトリル・スチレン・ブタジェン共重合体、アク
リロニトリル−スチレン・エチレン共重合体、メチルメ
タアクリレート、メチルメタアクリレート・ブタジェン
共重合体などがある。なおこれらの熱可塑性樹脂ととも
に必要に応じて熱安定剤、可塑剤、潤０ 滑剤を使用することは云う迄もない。

本発明において使用するカーボンブラックの樹脂に対す
る添加率については１デイスクからの静電容量的読み取
υが可能になるに充分な導電性を付与する程度の量添加
をしなければならず、その目安は成形物の体積固有抵抗
が１０００Ω・ａ以下、好ましくは１０ｏΩ・儂以下が
よい。これら条件を満足させるに適した導電性微粒子と
してのブラックの添加量は、ディスク構成樹脂１００重
量部に対し１０〜４０重量部、好ましくは１６〜３５重
量部添加する必要があ広。ブラックの添加量が、１６重
量部、特に１０重量部未満ではディスクの導電性を充分
上げることができない。一方、添加量が３６重量部、特
に４０重量部を越えると、混線物の加工性が低下し、出
来あがったディスクの脆性も増すため実用に適さない。

以下本発明の実施例を具体的に説明する。

（実、施１例１　） 粒手径２０ｍμ（電子顕微鏡法）９表面積（窒素吸着法
）１３５０が７１１．吸油量（ＤＢＰ）３２０ｍ／／１
００１１　、ＰＨ８，０，灰分１．６２％の導電性カー
ボンブラック（Ｃａｂｏｔ社製）２００ｇを０．６規定
の塩酸２．５７１１中に分散し、室温で１時間攪拌した
のち吸引濾過し、純水５１で洗浄した。

１．６１で洗浄したのち更に純水３１を用いて洗浄した
。これを空気中で１２０℃１５時間乾燐したところ灰分
含有率は０．０９％に減少した。灰分のうち特に減少率
が大きかったのは、Ｎ　ａ　）　Ｋ　Ｉ　Ｃａ　ｐＭ　
ｇ　ｐ　Ｓ　ｒ　ｐ　Ｎ　ｌ　ｓ　Ｆ　ｅ　Ｉ　Ｓ　ｔ
などであった。洗浄、乾燥後のブラックのＰＨは２．９
となった。

次にこの洗浄、乾燥ブラックを窒素ガス気流中で３００
℃〜１１００℃の種々の温度で２時間熱処理したのち、
室温に冷却して各種熱処理ブラックを作製した。ついで
、 塩化ビニル・ラウリルアクリレート恭重合体、（組成比
９６対５９重合度４３ｏ）・・・・・・・・・・・・安
定剤（三共有機（株）製、スタンＪ　Ｆ　−２０ｕ　）
・・・・・・・・・・・・３部、 滑剤（日本へンケル社製、　ＬｏｘｉｏｌＧＫ−２）・
・・・・・・・・・・・２部、 の組成からなる混合物を高速攪拌機で充分混合した後、
熱ロールによる溶融混練を行ない、次いで圧縮成形を行
ないディスクを作製した。

洗浄乾燥後さ処理を行なわなかったプ、ラック腎よるデ
ィスクも作製したが、この場合、ブラック゛のＰＨが小
さいために、塩化ビニルの分解によると思われ°る塩酸
によりスタンバ−が腐食された形跡が観察された。しか
し熱処理を行なった場合はＰＨが増加し、そのような現
象は起らなかった。

したがって本発明の方法による場合は洗浄ブラックは空
気中で乾燥することができる。

試作したディスク６６枚をとり、表面（両面）を観察し
、直径６０μ飢以上の欠陥の数を測定した。さらに、試
作ディスクを４０’Ｃ相対温度８０％の、雰、囲気中に
２４０時間放置した後に同様にして表面を観察し、増加
した欠陥の数を測定した。

なお比較のために本発明の方法による処理を行な　３ わないブラックについても同様の試験を行ない、結果を
第１表にあわせて示した。

（実施例２） 粒子径３０ｍμ（電子顕微鏡法）１表面積（窒素吸着法
）ｅｓｏｍ／Ｊｉｌ、吸油量（ＤＢＰ）３ｓ。

隨ｅ／　１００　Ｅｌ　ｅ　Ｐ　Ｈ９−０＊灰分０．６
０％の導電性カーボンブラック（日本イージー（株）製
）を用い、０．４規定の硫酸を用いた以外は、実施例１
と同様の処理を行なったところ、灰分含有率は０．１２
％に減少した。灰分のうち時に減少率の大きかったのは
ｌ’Ｊａ、に、Ｃａ、Ｖ、ＡＩ！、Ｆｅ、Ｎｉであった
。なお洗浄、乾燥後のブラックのＰＲは６．６であった
。

このブラックを用いて実施例１と同様の方法で熱処理し
、次にディスクの作製と試験を行なった。

その結果を第２表に示した。

以　　下　　　余　　白 １６ ｎ問昭５８−４８２４８（５） 第１表および第２表より、初期欠陥数は洗浄処理によ−
り著しく減少することおよび熱処理温度が９００　℃を
越えると再び増加の傾向が見られることがわかる。また
耐湿試験による欠陥の増加数は洗浄処理を行なったもの
では４００℃以上の熱処理により非常に少なくなること
がわかる。

゛以上の説明から明らかなように、無機酸による脱灰処
理および非酸化性雰囲気中での４０−〇〜゛９ｏｏ℃の
温度における熱処理を施した導電性カーボンブラックを
用いてディスク型記録担体を作製することにより、灰分
含有率の減少と同時にブラック表面の安定化が行なわれ
る結果、ディスク表面の欠陥の減少および耐湿特性の向
上が可能になった。。これによシ、再生映像はドロップ
アウトや針とびなどが非常に少ないものとなり、品質。

製造歩留りが大幅に向上したディスク励記録担体が得ら
れる。

なお、上記実施例においては窒素ガス雰囲気で熱ニーを
行なったが、真空中で熱処理した場合も’ｂ様の効果が
得られた。

　７

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るディスク型記録担体の上面図、第
２図はその部分拡大図、第３図は断面図である。 １・・・・・・ディスク本体、２・・・・・・中心孔、
３・・・・・・情報信号に対応するピット。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１庖第１
１！Ｉ 第２ｒＩＡ 賄　３１！ｌ！！

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）無機酸による脱灰処理および非酸化性雰囲気中で
   の４００〜９００℃の温度における熱処理を施した導電
   性カーボンブラックと熱可塑性樹脂から成る導電性材料
   をディスク型に成型し、かつその平坦な面に情報信号と
   対応するピットを渦巻状あるいは同心円状に所定の間隔
   を隔てて形成して（２、特許請求の範囲第０）項の記載
   において、熱可塑状樹脂が塩化ビニールを主成分とする
   樹脂であることを特徴とするディスク型記録担体。 （３）　　特許請求の範囲第Ｏ）項の記載において、導
   電性カーボンブラック１０〜４０重量部を熱可塑性樹脂
   １００重量部に含有させてなることを特徴とするディス
   ク型記録担体。 （４）導電性カーボンブラックを無機酸で洗浄、乾燥、
   したのち、非酸化性雰囲気中で４００〜９００℃の温度
   で熱処理し、得られた精製カーボンブラックと熱可塑性
   樹脂を混練して導電性材料を得、この導電性材料を成形
   −加工して、情報信号と対応するピットが平坦な面に渦
   巻状あるいは同心円状に所定の間隔を隔てて形成された
   ディスク型記録担体を得ることを特徴とするディスク型
   記録担体の製造方法。 （６）特許請求の範囲第（４）項の記載において、導電
   −性力−ボンブラックの熱処理温度が６ｏＯ〜７００Ｃ
   であることを特徴とするディスク型記録担体の製造方法
   。