JPS6318255B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ この発明は表面凹凸模様の形で情報を記録した
無被覆レコードに関し、特に容量式再生方式の一
部を成す金属蓄針によつて再生することのできる
無被覆導電性情報レコードに関する。 ＜従来技術＞ 容量式映像記録再生方式に関してはここに引用
する米国特許第3842194号、第3842217号および第
3909517号の各明細書に記載されている。この方
式では、円盤面の渦線溝内に映像信号を表わす容
量変化に対応する幾何学的変化を持つた複製盤を
作ることができる。この円盤はまず導電性金属の
薄膜で被覆され、さらに誘電性薄膜で被覆されて
いる。再生時には金属の蓄針がこの誘電性被膜上
に乗つてコンデンサを構成し、溝内の寸法変化を
検出する。この変化は電気信号に復元され、テレ
ビ受像機による再生に適したビデオ情報に変換さ
れる。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記の凹凸模様や渦線溝の寸法は極めて小さ
く、たとえば１cm当りの溝数が約1970〜3940本
（１インチ当り5000〜10000本）もあるため、その
凹凸模様に適合する金属被膜や誘電被膜を、これ
が溝一ぱいにならないように充分薄く、しかもよ
く密着して対摩耗性があり細孔のない被膜を作る
ために充分厚くするにはどのように被着を行うべ
きかを知るために多大の研究と費用を必要とし
た。 ＜発明の目的＞ この発明は、上記のような金属被膜をおよび誘
電被膜を必要としない情報レコードであつて、特
に導電性炭素黒微粒子を含むプラスチツク材料に
より成形され、搬送波対ノイズ比（Ｃ／Ｎ比）が
少なくとも35dB以上の無被覆導電性レコードを
提供することを目的とする。 ＜発明の概要＞ この発明による再生蓄針と共に使用される無被
覆導電性情報レコードは、上記再生蓄針との間の
所要速度の相対運動により少なくとも数メガヘル
ツの帯域幅を持ち且つ少なくとも35dBの搬送波
対ノイズ比（Ｃ／Ｎ比）をもつた信号が再生され
るような表面凹凸模様の情報トラツクを持ち、体
積比抵抗が900MHzで約500Ω・cm以下となるよ
うに多くても約25部乃至35部の導電性炭素黒微粒
子を含む成形可能なプラスチツク材料により成形
されている。 この発明の情報レコードで使用される導電性炭
素黒微粒子として、現在推奨すべきものはアルマ
ク社（Armak Co.）のケツチエンブラツク（商
標、Ketjenblack）で、見掛けの体積密度が
150gr／、平均粒度が300Åである。この炭素黒
微粒子は、フタル酸ジブチル吸収法で測定したと
き、表面積が大きく、粒子内の空隙比率が高く、
電気的に不導体の重合体質媒体中の導電粒子間を
高効率で電流が流れることができる。他の炭素黒
も電気的要求に合致する限り一部または全部に使
用することができる。炭素黒微粒子の密度が高く
なる程同等の導電度を得るに要する添加量が普通
多くなる。 ここで使用し得る導電性炭素黒微粒子の粒度は
重要ではなく、種々の粒度または粒度の異なるも
のの混合物も、粒度が大きすぎてプラスチツク媒
体中でぶつぶつの表面を形成し、円盤の渦線溝中
の信号の凹凸模様に影響を与えるようなことがな
い限り、使用することができる。しかし、一般に
粒度は約500Å以下であるべきである。 プラスチツク材料に添加される導電性炭素黒微
粒子の添加量は情報レコードの必要な電気的特性
に基づいて決定されるが、特に約900MHzにおけ
るプラスチツク材料の体積比抵抗を約500Ω・cm
以下とするのに充分な量の導電性炭素黒微粒子を
添加する必要がある。次ぎにその理由を説明す
る。 情報レコード、特にビデオ情報レコードから信
号を取り出すピツクアツプ回路の動作周波数（共
振回路に供給される基準周波数）としては、工業
用、科学用、および医学用として割当てられた
902MHz乃至928MHzの一般にIMS帯と称される
周波数帯の周波数が使用される（本願出願人は
915MHzを使用している）。このような点から情
報レコードを成形するプラスチツク材料そのもの
の上記900MHz付近での電気的特性を知ること
は、ノイズの少ない良質の情報を再生する上で重
要である。 プラスチツク材料中に添加される導電性炭素黒
微粒子の量が増すとプラスチツク材料全体の比抵
抗は小さくなり、またプラスチツク材料中に分散
された導電性炭素黒微粒子相互間の間隔が小さく
なる。従つて、このようなプラスチツク材料を成
形して得られたレコード盤では、その局部比抵抗
の変化は滑らかになり、再生された情報中に含ま
れるノイズは小さくなる。このため、ノイズのレ
ベルを小さくするという観点、つまり情報の搬送
波対ノイズ比（Ｃ／Ｎ比）を大きくするという観
点のみから見ると、プラスチツク材料中に可及的
に多量の導電性炭素黒微粒子を添加するのが望ま
しい。しかし、プラスチツク材料中に添加される
導電性炭素黒微粒子の量が多くなると上記プラス
チツク材料の加工性が悪くなり、製品としてのレ
コード盤の脆性が高くなるという不都合が生じ
る。よつて、プラスチツク材料中に添加される導
電性炭素黒微粒子の量は、上記Ｃ／Ｎ比とプラス
チツク材料の加工性およびレコード盤の脆性との
両方を考慮して決定されなければならない。 そこで、実験により915MHzにおけるプラスチ
ツク材料の比抵抗と情報記録用の搬送波周波数
5MHzにおける上記Ｃ／Ｎ比との関係を実験によ
り調べたところＣ／Ｎ比が低くなるレコード盤の
最内側の領域で図示のような結果が得られた。同
図から明らかなように、上記比抵抗が約500Ω・
cmではＣ／Ｎ比は約35dBであつた。この場合は、
再生された情報中に若干のノイズが表われ、観賞
上は良質の再生情報とは言えないまでも実用上十
分のＣ／Ｎを持つた再生情報が得られることがわ
かつた。一方、915MHzにおける上記比抵抗が
500Ω・cm以上になると、Ｃ／Ｎ比は35dB以下に
なり、再生された情報中のノイズが目立ち、実用
的ではないことがわかつた。このような理由で、
実用上充分の画質をもつた情報を再生するために
は、一般に900MHzにおける情報レコード成形用
プラスチツク材料の比抵抗が約500Ω・cm以下に
なるように導電性炭素黒微粒子の添加量を選択す
る必要がある。 以上の説明から明らかなように、900MHz付近
におけるプラスチツク材料の比抵抗が小さければ
小さい程Ｃ／Ｎ比は大きくなり、良質の情報を再
生することが出来るが、その反面プラスチツク材
料の加工性が悪くなり、レコードの脆性も高くな
る。よつて、プラスチツク材料中に添加される導
電性炭素黒微粒子の添加量の上限値、つまり上記
比抵抗の下限値はプラスチツク材料の加工性、成
形されるレコードの脆性の許容値から決定され
る。 導電性炭素黒微粒子として前述のケツチエンブ
ラツクを使用する場合は、元のプラスチツク材
料、つまり成形用組成物の100部に対して約10〜
20部、好ましくは約15部を添加することによつて
所要の導電度が得られる。さらに密度の高い他の
炭素黒を用いて同等の比抵抗を得るには添加量を
たとえば成形用組成物の最大約25〜35部まで増す
必要がある。ケツチエンブラツクを少量の他の炭
素黒と混合しても電気的特性に関する限り優れた
結果が得られる。最も良い組成物は最低量の導電
性炭素黒微粒子で許容し得る比抵抗をもたらすも
のである。 導電性炭素黒微粒子は成形可能の任意のプラス
チツク材料と混合する。この選択条件は材料の諸
特性の中で特に成形可能性、脆性、熱変形温度、
融点、融体粘土、硬度、経年特性等の物理的特性
に依存する。適当な成形用プラスチツク組成物と
しては多くのものがあり、たとえばポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニルとポリ酢酸ビニル、プロピレ
ン等との共重合体および３重合体、ポリエチレ
ン・プロピレン共重合体、アクリル重合体等があ
る。 選定したプラスチツクには安定剤、潤滑剤、加
工助剤等公知の種々の添加物を混入することがで
きる。 適当な抗酸化安定剤としては、錫、鉛、亜鉛、
バリウム、カルシウム等の金属から導かれた有機
金属化合物、たとえばβ―メルカプトプロピオン
酸ジブチル錫、マレイン酸ジブチル錫等がある。
エポキシ化物、亜燐酸塩、ｔ―プチルカテコール
等のアルキル化石灰酸も使用することができる。 適当な潤滑剤もまた公知であつて、これにはス
テアリン酸またはヒドロキシステアリン酸等の脂
肪酸およびエステル、アルコールと脂肪酸等の脂
肪酸エステル、多官能酸とアルコールとのエステ
ル、ステアリン酸亜鉛、鉛またはカルシウム等の
石けん、ステアリン酸アミド、オレアミド、エチ
レン・ビスステアラミド等の脂肪酸アミド、ジメ
チルシロキサン等のシラン誘導体等がある。加工
中の剪断熱を抑制して組成物が鋳型に粘着するの
を防止するために充分な量の潤滑剤を添加する必
要がある。 加工助剤もポリ塩化ビニル３重合体、ポリメタ
クリル酸メチル重合体等種々あるがその添加量は
少量である。 添加物量は主材料の重合体および導電性炭素黒
微粒子添加量並びに公知の通り使用する成形法に
よつて変るが、一般に成形用組成物全重量の約
0.1〜5.0％が適当である。 今の場合は円盤表面に誘電薄膜がなければなら
ない。この誘電薄膜は各導電粒子を包囲する成形
用組成物によつて形成されるか、成形用組成物に
多量の潤滑剤を加えて表面に少量の浸出を作るこ
とにより形成する。また無被覆円盤に別個の層と
して潤滑剤薄膜を形成することもできる。この薄
膜は付加誘電層として蓄針による摩耗防止の働き
をする。この潤滑剤層は溝を埋めないように充分
薄くなければならないが、またピンホールのない
層を形成するように充分厚くなければならない。
使用に成功した潤滑剤の１つは次式で表されるメ
チルアルキル・シロキサンである。 但し、Ｒは炭素原子数４〜20のアルキル基、ｘ
は整数である。この被膜は米国特許第3833408号
明細書記載のように溶液を回転法で被着して形成
することができる。 導電性炭素黒微粒子は成形用組成物の各成分に
その混合前に加えてもよいし、また組成物の溶融
後に加えてもよい。プラスチツク材料と導電性炭
素黒微粒子の混合はたとえばバンバリ混合機やブ
ラベンダ装置または２重螺線押出機を用いて行う
ことができる。粒子充填を終つた成形用組成物は
２ロール圧延機で圧延し、ペレツト状にして貯蔵
することができる。 今の場合、導電性プラスチツク材料の円盤への
適合性はまた米国特許第4080625号明細書に記載
された成形情報レコードの再生中にある電気特性
を測定することにより判定される。すなわち、ま
ず試験信号を5MHzの搬送波周波数で記録する。
ピーク・ピーク値をmVで測定した5MHzの搬送
波レベルＣが充填された成形用組成物の導電度の
関数であつて、一般に比抵抗が下がるほど上昇す
る。参考のために、約600Åの信号のトラツク変
調が5MHzの搬送波を表わす従来法の金属被覆円
盤を再生するとピーク・ピーク値で約7.4mVの再
生搬送波レベルが得られるのに対し、同じ信号ト
ラツク変調のこの発明の無被覆円盤ではピーク・
ピーク値でさらに低い約1mVのレベルで良好な
画像が見られるが、同様の搬送波レベルが望まし
い。 画像品質の尺度になる今１つの特性は、5MHz
で記録した信号の再生中における搬送波対雑音レ
ベル比（Ｃ／Ｎ）で、この比はできるだけ高く、
商業的に許容し得るビデオレコードでは40dBで
あることが望ましいが、35dB程度でも実用的に
は問題はない。これに対し従来法の金属被覆円盤
のＣ／Ｎ比は約54dBである。前述のように、こ
の比は一般に比抵抗の低下とともに上昇する。 低周波雑音性能を決定するには、5MHzで記録
した信号の再生中に0.5MHzの雑音レベルと
5MHzの雑音レベルとの比を測定し、雑音床の傾
斜を出す。比抵抗の低下とともにこの雑音床の傾
斜が減少し、すなわち、低周波雑音対高周波雑音
比が小さいほど円盤の比抵抗が小さい。この雑音
床の傾斜（0.5／5MHz）は3dBが最適である。 比抵抗の低下とともに比誘電率は上昇する。ビ
デオレコードの品質を良好にするには900MHzに
おけるこの比誘電率が15以上でなければならな
い。 次にこの発明を例示によつてさらに説明する
が、これはこの発明がその細目に限定されること
を意味するものではない。以下の例において量を
表わす単位の部および％はすべて重量比による。 例 １ ユニオンカーバイド社（Union Corbide
Corp.）のポリ塩化ビニルと15％の酢酸ビニル共
重合体との共重合体VYHHの81部と、アーガス
ケミカル社（Argus Chemical Co.）のマレイ酸
ジブチル錫安定剤MK―275の2.5部と、ホークス
トケミカル社（Hoechst Chemical Co.）の脂肪
酸エステル潤滑剤ワツクスＥの1.2部と導電性炭
素黒微粒子としてアルマク社（Armak Co.）の
ケツチエンブラツクECの16.2部とをバンバリ混
合機に入れ、約９Kgの水蒸気の下で1.5分間混合
した。 米国特許第3842194号明細書記載の方法を用い
165℃で60秒サイクルによつて金属ビデオ原盤か
ら良質のビデオレコードを圧鋳した。 これにゼネラルエレクトリツク社（General
Elctric Co.）のSF―1147と称するメチルアルキ
ルシロキサンで粘土50センチストークスを有し、
次式で表わされるものを回転法で被着した。 このレコードは、900MHzの体積比抵抗10Ω・
cm、再生時の5MHzの信号搬送波におけるＣ／Ｎ
比は42dBを示した。また搬送波レベルはピー
ク・ピーク値で7.4mV、雑音床の傾斜は5dBであ
つた。 例 ２〜７ 例１の炭素黒と別個または混合で他の炭素黒を
用い、例１と同様の製造法で良質のビデオレコー
ドを製造した。このデータを表１に収録する。

【表】 例 ８〜11 例１の炭素黒と他の成形用組成物を用いて良好
なビデオレコードを製造した。この組成物の混合
および圧鋳は例１の一般法に依つた。データを表
２に収録する。

【表】

【表】 例 12―Ａ部 ヘンシエル混合機に次の成分を入れて混合し、
成形用組成物を作つた。 44部…塩化ビニルと８％のプロピレンとの共重合
体、AR―480、エアープロダクツ・ア
ンド・ケミカル社（Air Products and
Chemical Inc.）。 10部…塩化ビニルと15％の酢酸ビニルとの共重合
体、VYHH共重合体、ユニオンカーバ
イト社（Union Carbide Corp.）。 10部…塩化ビニルと25％のマレイン酸エステルと
の共重合体、FPC―471、フアイアスト
ーン社（Firestone Co.）。 ４部…70％塩素化パラフインワツクス、ユニクラ
ー70AX（Unichlor70AX）、ネビル・ケ
ミカル社（Neville Chemical Co.）。 ３部…３安息香酸グリセリル、ベンゾフレツクス
（Benzoflex）Ｓ―404、ベルシコール・
ケミカル社（Velsicol Chemical
Corp.）。 ２部…分子量約1000のエポキシ化大豆油、パラプ
レツクス（Paraplex）Ｇ―62、ロー
ム・アンド・ハース社（Rohm ＆
Haas Co.）。 1.0部…β―メルカプトプロピオン酸ジブチル錫
安定剤、Ｔ―35、エム・アンドテイ・ケ
ミカル社（Ｍ＆Ｔ Chemical Inc.）。 1.0部…マレイン酸ジブチル錫、マーク275（Mark
275）、アーガス・ケミカル社 Argrgus
Chemical Co.）。 1.5部…ステアリン酸バリウムカルシウム鉛、マ
ークQ232B（Mark Ｑ 232B）、アーガ
ス・ケミカル社。 2.0部…ポリメタクリル酸メチル加工助剤、Ｋ―
147、ローム・アンド・ハース社
（Rohm ＆ Haas Co.）。 0.5部…ステアリン酸カルシウム。 0.4部…エステル化モンタンワツクス、ワツクス
Ｅ（Wax Ｅ）、ホークスト・ケミカル社
（Hoechst Chemical Co.）。 0.3部…ロキシオール（Loxiol）Ｇ―30、ヘンケ
ル・インターナチオナル社（Henkel
International GmbH.）の種々の分子量
のアルコールと酸の１価脂肪酸エステ
ル。 1.5部…炭素黒、ケツチエンブラツク
（Ketjenblack）EC。 混合物の温度が約54℃に達すると、ジイソオク
チルフタレート可塑剤5.0部およびミラノ市のケ
ミカ・インドウストリアーレ（Chemica
Industrialle）の支社カルロ・エルバ（Carlo
Erba）の低分子量パラフイン油、潤滑油、バセ
リーナ油（Oil Vaselina）0.3部を添加し、温度
が約82℃に達するまで混合を続けた。 上記米国特許第3842194号明細書記載の金属圧
鋳機を用い、165℃で60秒サイクルにより、30.5
cm（12インチ）のビデオレコードを圧鋳した。 この成形用組成物の体積比抵抗は900MHzで
13Ω・cm、再生時のレコードの5MHzC／Ｎ比は
44dB、搬送波レベルは7.4mVpp、雑音床の傾斜
は7dBであつた。 例 12―Ｂ部 上記レコードにゼネラルエレクトリツク社
（General Electric Co.）のSF―1147として市販
されている粘土50センチポアズで次式で示される
メチルアルキルシロキサン潤滑剤の薄膜を回転法
で被着した。 このレコードの再生時の5MHzC／Ｎ比は46dB
で、搬送波レベルは6.6mVpp、雑音床の傾斜は
7dBであつた。 比較例 この例は高比抵抗の炭素充填成形用組成物を示
すものである。 例11の重合体組成物にケツチエンブラツクEC
を8.6％添加し、バンバリ混合機で1.5分間混合
し、この成形組成物を165℃で圧鋳した。 この比抵抗は900MHzで3600Ω・cm、誘電率は
900MHzで8.1、搬送波レベルは0.06mVppで、再
生時に画像が生じなかつた。

【図面の簡単な説明】

図は915MHzにおける組成物の体積比抵抗の関
数として示した5MHzの搬送波とノイズとの比
（Ｃ／Ｎ比）の変化を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 再生蓄針と共に用い、その蓄針との間に所要
   速度の相対運動が生じたとき、少なくとも数メガ
   ヘルツの帯域幅を持つ信号を再生するための情報
   レコードであつて、体積比抵抗が900メガヘルツ
   で約500Ω・cm以下となるように多くても約25乃
   至35部の量の導電性炭素黒微粒子を含む成形可能
   なプラスチツク材料より成り、上記所要速度の相
   対運動が生じたとき少なくとも約35dBの搬送波
   対ノイズ比（Ｃ／Ｎ比）をもつて上記帯域幅の信
   号が再生されるような表面凹凸模様から成る情報
   トラツクを有する円盤で構成された上記情報レコ
   ード。