JPH0268785A - 光メモリディスクハブの製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光メモリディスクハブに取り付けるハブの製
造方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、光メモリディスクは、大容量メモリとして文書フ
ァイル、教育用教材、画像処理ファイル等として実用化
されている。この光メモリ・ディスクは記録面を内にし
て記録剤塗布基板を９、ｂ ２枚相対して横り合わせるか、またはスペーサ砧 −を挟んで誤り合わせ、さらに基板中心部外側にマグネ
ットクランプ用のハブを両面に取り付けたハブ付きの光
ディスクを、専用のケースに収容したカートリッジとし
て一般的に供給されている。

ハブに必要な特性はサーマルサイクル等の環境テストで
外観、形状に変化がないこと、基板鮎 に喪り合わせた後基板に歪を生ぜしめて複屈折を増加さ
せるようなことがないこと、基板との接着性を充分に有
していること、基板のビットエラーレートを増加させな
いこと、ドライブ装置のマグネットクランプ装置に充分
な吸着力を持つこと等であり、さらにコストの低いこと
も要求されている。

このようなハブは、通常直径４０間以下、厚み３ｍｌ！
以下の中心部に孔のある金属板あるいは直径３５ｎ以下
、厚み１．５　ｔｍ以下の金属薄板を接着剤や一体射出
成形により、熱可塑性樹脂に取り付けたものであるが、
錆のため光メモリディスクが汚染されることがないよう
に、金属はステンレス鋼系合金等がらなっている。

瀉 ところで、上記の金属塾ハブを取り付けた光メモリディ
スクは、ハブと熱可塑性樹脂製ディスク基板の膨張係数
の差および剛性の違いからがある。光メモリディスクは
、レーザーを基板を通して照射し記録層からの反射を読
みとるため、基板の複屈折率が太きいとピットエラーレ
ートが大きくなり光メモリディスクとして使用できな（
なる０また、ディスクの反り、偏芯はドライブに過大の
負担を強いることとなり、これらが太きいとビットエラ
ーレートが大きくなるため同様に好ましくない。

一方、金属板を熱可塑性樹脂に取り付けた構造のハブは
、熱可塑性樹脂部分と基板とを接着し、直接に金属板と
基板とを接着しな（−Ｃすむため、温湿度変化の影響に
よる複屈折率の増加を抑える効果が認められるものの、
熱可塑性樹脂と金属板の線膨張係数の差および剛性の違
いから、サーマルサイクルテストやドライブ装置への繰
り返しローディングテストにより熱可塑性樹脂と金属板
、または熱可塑性樹脂と基板との接着面にクラックやク
レーズが入り易いこと、金属板が変形しクランプの際に
磁石との位置がずれるため吸着力が変化するなど好まし
くない面が多かった。さらに、錆の発生を防止するため
特別の金属を用いろことと、熱可塑ａ樹脂と金属板を貼
り合わせる工程が入るため、コストの上昇を招くことは
避けられない等、従来の方法では満足のできるものはな
かった。

そこで、特開昭６２−１２９９８５号公報にはディスク
基板と等しい熱膨張率を有するプラスチック中に酸化鉄
、パーマロイ、センダスト等の強磁性金属粉を混入し壬
なるハブをディスク基板に固着することを特徴とするマ
グネットクランプ型情報記録用ディスクが提案されてい
る。

また同公報には・・プとディスク基板の熱膨張率が等し
く、雰囲気温度が変化した場合にもディスク基板に熱歪
を生ずることがないことも記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

し７かしながら、マグネットクランプ時充分な吸着力を
有するハブを得るためには、多量の磁性体金属粉の混入
が必要となるが、磁性体金属粉の混入量が増す程、ハブ
の熱膨張係数とディスク基板の熱膨張係数との差が大き
くなることが本発明者等の検討で明らかとなった。

また、磁性体金属粉の混入量を少量にとどめ熱膨張係数
の低下を僅かにとどめる試みは、吸着力の低下を補うた
めドラ・ｆプのマグネット力の強化が避けられず、ドラ
イブの負荷か増し、ドライブ内の回路や構造上好ましい
ことではない。特に、光磁気ディスクの机合は避り゛な
ければならない等、ハブの熱膨張係数をディスク基板の
熱膨張係数に等しく、吸着力の充分なハブを得ろことは
離しかった。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明者等はマグネットクランプ装置に充分な
吸着力を有し、１つ温湿度変化によってディスク基板の
歪を増加させることのないハブを製造する方法について
検討した結果、本発明に到達した。

即ち、本発明は熱可塑性樹脂７〜５５Ｎｉ％とａ性体粉
末４５〜９３重量％との混合物を射出成形により光メモ
リディスクハブな製造する方法であって、射出成形金型
のキャビティー内に磁場をかけることを特徴とする光メ
モリディスクハブの製造方法である。

本発明の方法によれば、磁性体粉末の一部または大部分
は磁束線と一致する方向に並び、この結果ハブの熱膨張
係数は磁束線をかけた（・成形品と比べて磁束線と平行
方向で小さく、垂直方向で大きくなり、成形収縮率も磁
束線と平行方向で小さく、垂直方向で太きくなる。即ち
、磁束線はハブの厚み方向と一致するように磁場を印加
することによりマグネットクランプ装置への吸着力が太
き（、且つディスク基板の平行方向の熱膨張係数に近い
ハブが得られるのである。

本発明に用いろ熱可塑性樹脂としては、ポリエステル樹
脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ボリフェニレンオキザイド樹脂、ポリアセタール樹
脂、ポリフエニレンスＡ・フィト樹脂、ポリスルホン樹
脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリオレフィン樹脂、
ポリスチレン樹脂等が挙げられるが、特にポリエステル
樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート
樹脂、ポリオレフィン樹脂が好ましい。

ポリエステル樹脂を用いたハブは光沢の良い外観が得ら
れ、摺動特性、耐光性、耐環境性に特に優れており、ポ
リエステル形成能を有するモノマー、例えばジカルボン
酸とジオール、ヒドロキシカルボン酸から公知の方法で
合成したホモポリエステル、コポリエステルが適当であ
る。

本発明に用いられるポリエステル樹脂は、ジカルボン酸
とジオール、ヒドロキシカルボン酸から公知の方法で製
造したホモポリエステル、コポリエステルが適当である
。ジカルボン酸成分としてはマロン酸、コハク酸、アジ
ピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸、１，３−
シクロペンタンジカルボン酸、１．３−シクロヘキサン
ジカルボン酸、１．４−シクロヘキサンジカルボン酸な
どの脂環式ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸
、２，５−ジブロムテレフタル酸、２．６−ナフタリン
ジカルボンｉ［，４，４−スルホン−ジフェニルジカル
ボン酸等の芳香族ジカルボン酸及びこれらのジカルボン
酸のアルキル置換エステル類等を、ジオール成分として
はエチレングリコール、ポリエチレンクリコール、ポリ
プロピレングリコール、ジグロピレングリコール、１，
４−ブタンジオール、１，４−ジヒドロキシヘキサン、
１，４−ジヒドロキシメチル−シクロヘキサン等を、ヒ
ドロキシカルボン酸としてはｐ−ヒドロキシメチル−シ
クロヘキサンカルボン酸、ｐ−ヒドロキシフェニル酢酸
等を用いることができる。

これらのポリエステル樹脂のうち、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、及びこれらを
少なくとも５０′Ｘ量％含む共重合体または混合組成物
が特に好適に用いられる。

ポリアミド樹脂としてはナイロン６６、ナイロン６１０
、ナイロン１２、及びこれらの共重合物または混合組成
物を用いることができるがナイロン６やナイロン４は吸
湿しやす（環境変化によって寸法変化しやすい欠点を有
する。

また、ポリアミド樹脂とポリフェニレンスルフィド樹脂
の混合物は、吸湿性や寸法安定性を改善するため特に好
ましい。

ＡＢＳ樹脂は、ポリブタジェンまたはポリブタジェン共
重合体をゴム成分としたアクリロニトリル−ブタジェン
−スチレン樹脂であり、−般に市販されているものを用
いることができろ。

ＡＢＳ樹脂は成形サイクルが短く、成形温度が低（かつ
寸法安定性に優れているので、成形ロスが少な（成形上
の利点が太きい。またディスク基板への接着性にも優れ
ている。

また、ポリカーボネート樹脂は、ビスフェノール類とホ
スゲンあるいはジアリールカーボネートのごときカーボ
ネート前駆物質とを反応させて得られろものであり、ビ
スフェノール類としてはビス（４−ヒドロキシフェニル
）メタン、１．１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エ
タン、２．２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパ
ン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、
２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、２
，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン
、２，２−ビス（４−ヒドロ＊シー３−メチルフェニル
）フロバ／、１．１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）
シクロベンクン、１．１−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）シクロヘキサン、４，４−ジヒドロキシジフェニル
エーテル等が挙げられろ。これらのポリカーボネート樹
脂の中では２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プ
ロパン（いわゆるビスフェノールＡ）から製造されたポ
リカーボネート樹脂が特に好ましい。

ポリカーボネート樹脂は成形時のトラブルが少なく、得
られたハブは耐熱性、寸法安定性、耐環境性、接着性に
優れ、％にポリカーボネート製のディスク基板に対して
好ましいものである。

さらに、本発明で用いられるポリオレフィン樹脂とじ又
は、エチレン、グロビレン、ブテン−１，４−メチルブ
テン−１の一種または二種以上を重合して得られる樹脂
あるいはアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、７マ
ル酸等の不飽和カルボン酸又はこれらの酸の無水物やエ
ステル類を共重合又はグラフト重合させたポリオレフィ
ン共重合体等を挙げることができろ。

ポリオレフィン樹脂製のハブは耐湿性に最も優れ、ポリ
オレフィン樹脂製のディスク基鈑用のハブとして好まし
いものとなっている。

本発明に用いる磁性体粉末は保持力が小さ（残留磁束密
度の低いものであり、飽和磁束密度が高く高透磁率をも
つ材料からなっているものが好ましい。これらの例とし
て純度９８％以上のＦｅ粉末、Ｓｔを１〜４重量％含む
Ｓｔ　　Ｆｅ合金粉末、ＡＪを１０〜１６重量％含むＡ
Ｉ’−Ｆｅ合金粉末、Ｎｌ　−Ｆｅ　−Ｃｏ合金粉末、
またはＦｅ、Ｎｌ、Ｃｏの一種以上を５ｏ１１Ｌｉ％以
上含み、且つＣｒ、　Ｍｎ　、　Ｗ　　を含む合金粉末
、例えばＪＩＳに定められている５ＵＳ４００番台の合
金等を使用することができる。

これら磁性体粉末の重量平均粒径は０．５〜３００μ扉
であることが好ましく、３００μｍを超えると熱可塑性
樹脂と混合したり、射出成形の際スクリューとバレルと
の間での摩擦が大きくなり、スクリューやバレルが損傷
しゃすくなる。一方、０．５μｍ未満であると熱可塑性
樹脂との混合操作が難しくなるとともに得られたハブ成
形品の残留磁束密度が大きくなり、透磁率が小さ（なる
ため同様に好ましくない。このうちで５〜１５０μｍが
特に好ましい範囲である。

熱可塑性樹脂と磁性体粉末の混合比率は得られる光メモ
リディスクハブの磁性的性質と信頼性および押出作業性
とから決められ、磁性体粉末の混合比率は４５〜９３′
Ｍ量％である。４５ｘｉ％未満であると光メモリディス
クをクランプするに要する力が得られず、また９３ｉｉ
％を超えると射出成形性が著しく損なわれろことと熱可
塑性樹脂と磁性体粉末との混合が不充分になり強度が小
さく、僅かな衝撃にも割れるようになり信頼性が損なわ
れるようになる。

熱可塑性樹脂と磁性体粉末とを混合する装置としては、
通常用いられる装置例えばヘンシェルミキサー　ミキシ
ングロール、−軸押出機、二軸押出機等を用いることが
できる。混合に際して熱可塑性樹脂は平均粒径１．５　
ｍＷ以下の粉末状として供給することで特に良好な混合
操作を行なうことができる。

磁性体粉末をエポキシ系処理剤やシラン系処理剤等であ
らかじめ処理した後混合する方法は成形品の外観改良や
機械的強度の向上環好ましい結果をもたらすが、これら
を用いなくても本発明の実施には支障はな（・。また混
合時に着色剤、酸化防止剤、離型剤等の添加も本発明の
実施に支障はない。

混合比率は混合組成物の線膨張係数に大きく影響し、一
般に磁性体粉末の混合比率が高（なる程、線膨張係数が
小さくなる。成形条件による影響、例えば樹脂の流れ方
向、温度、圧力等の線膨張係数に対する影響は比較的小
さいのが一般的であるが、本発明者等は１ａ場中で成形
することにより成形中の粉末を磁束線にそって並はせる
ことにより磁束線と一致する方向の線膨張係数を小さく
、逆に磁束線と垂直面と一致する方向の線膨張係数を大
きくすることができた。

同時にａＳの強度だけでな（成形温度、射出圧力環によ
り粉末の並び方が影響を受は易いことも明らかとなった
。これらの条件をコントロールすることにより、より好
ましいハブを得ることができるのである。

ハブでは厚み方向の線膨張係数は、基板の線膨張係数と
太き（離れていてもよいが、半径方向または円周方向の
線膨張係数は基板のそれに近（なければならない。半径
方向の線膨張係数が基板とハブで大きく異なる場合には
、熱サイクル等で歪が生じ信号面に悪影響を及ぼしたり
接着面で剥離やクラックが生じたりすることが起こり易
い。従って、磁束線がハブの厚み方向に印加されろこと
が必要となる。

即ち、磁束線がキャビティー内を貫通するようにソレノ
イドコイルを組込んだ金型な用いて通電により磁場を形
成させた状態で射出成形することにより、磁性体粉末が
磁束線に沿った方向に並ぶのである。この際、ソレノイ
ドコイルの代りに永久磁石を用いても同様の効果が認め
られる。

この射出成形の際、射出サイクルに同調して磁場をオン
・オフすることにより磁性体粉末のより並んだ歪の少な
いハブが得られる。磁場は充填完了直前にオンし、冷却
過程中にオフすることが好ま１−い。

射出成形温度は、射出成形の際、原料として用いた熱可
塑性樹脂の成形温度より１０〜２０℃高く設定するか、
射出圧力を５０〜１００ｋｌ？／ｄ　高めて成形する方
が表面のつややヒケ等の点からも好ましい結果が得られ
る。

本発明に用いられる材料は熱可塑性樹脂のみの場合に比
べて金型を摩耗させやすいので、射出成形金型の材質は
硬度鋼や硬質クロムメツキ処理等を施した方が金型寿命
を大幅に延ばすことができる。

本発明においてはゲートの数、位置、方式の磁性体粉末
の配向の及ぼす影響は少なく、メリットとなっている。

このようにして得られた本発明のハブは、同量の磁性体
粉末充填材料よりなるハブに比べて同一充填量で比較し
て強いクランプ力を有し、且つ半径方向の線膨張係数は
基板とより近（なる。

さらに、過酷な塩水噴霧テストやサーマルサイクルテス
トによっても錆の発生がなく、長期にわたり安定であり
、基板にエポキシ系接着剤、シアノアクリレート接着剤
、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤忙よる接着や超
音波接着によって取り付けることができる。これらの接
着の際、位置合わせが非常に重要であり、基板の傾き、
偏芯等が極力少な（なるように充分に位置合わせした後
接着しなければならない。

本発明のハブは、熱可塑性樹脂製ディスク基板に取り付
けたとき特に良好な結果が得られるが、ガラス製ディス
ク基板に取り付けても良好な結果が得られる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。な
お、実施例中のノ・ブ及び光メモリディスクの評価は下
記の方法に従った。

（１）ハブの評価 ■　塩水噴霧テスト ＪＩＳ　　Ｚ　　２３７１（７）方法に、ｌ’１４８時
間の塩水噴霧テストを行ない、ノ・プ表面の錆の発生状
況を観察した。

■　耐環境テスト ロ０℃、９０％ＲＨの条件で２週間放置した後のノ・プ
表面の錆の発生状況を観察した。

■　寸法変化 雰囲気温度を一２０℃から５５℃まで上昇させた時のノ
・ブ外径の平均寸法変化率（％／℃）を測定した。

（２）光メモリディスクの評価 ■　複屈折率 光メモリディスクの直径６０顛のダブルパス複屈折率を
、波長８３０　ｎｍで、ノ＼ブ接着前後と一３０℃から
６０℃、９０％ＲＨを２４時間を１サイクルとするいわ
ゆるサーマルサイクルテスト１０サイクル後のサンプル
についてそれぞれ測定した。

■　ローディングテスト 記録再生用ドライブ装置に５，０００回ローディングし
たあとの外観検査をした。

■　クランプ力 ドライブ装置にクランプされた光メモリディスクを軸方
向に引き離すに要する力（１）を測定した。

■　ハブの接着強度 ハブを光メモリディスクから剥離させるに要する接着強
度を測定した。

実施例１ 平均粒径１００μｍの磁性体粉末と平均粒径０、３μ島
に粉砕したポリカーボネート樹脂（三菱化成（株）製品
、ツバレックス　７０２２　ＰＪ　）を第１表に示す割
合で混合し、さらに熱可塑性樹脂粉末の重量に対し着色
剤としてカーボンブラック０．４％、酸化防止剤として
Ｂ−２２０（チバガイギー社製品）０．２％、離壓剤と
して□ｐ−ｗａｘ（ヘキスト社製品）０．２％を加えて
Ｖ型タンブラ−に入れ３０　ｒｐｍで３０分攪拌した後
、直径４５龍のダルメージ付スクリューをもつベント式
−軸押出機で押出しストランドを切断しベレット状の磁
性体充填熱可塑性樹脂を得た。これらのベレットを１点
ビンゲート１個取りの磁束線がキャビティーを横切るよ
うに図に示す如（可動板内にソレノイドコイルを配置し
た金型を、１オンスの射出容量をもつ射出成型機に取り
付け、シリンダー温度２９５°Ｃ１金型温度５０℃、射
出最高圧５００　’に９／ａｎ’、成形サイクル１８　
ｓｅｃの条件で外形２５皿、厚み２、１５　ｍ＊の円盤
状であり、中心部に直径４　ａｍの孔のあるハブを得た
。

この際、射出開始１秒後にソレノイドコイルに第１表に
示す直流電圧及び電流を印加して磁場を形成せしめ、射
出１３秒後にオフにした。

得られたハブを別に成形したグループの記録されている
上にシアニン色素系記録材を塗布した外形１３０ｍ冨、
内径１５ｍ、厚み１．２１１ＩＥのポリカーボネート製
基板にエポキシ系接着剤を用いて接着し、ついでこのハ
ブ付ディスク基板を２枚、記録面を内にして、厚み０．
６　ｗｇのポリカーボネート製の薄板を最外周と最内周
部に挟みこれらを接着剤接着しサンドウィッチ構造の光
メモリディスクを得た。評価結果を第１表に示す。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、ディスク基板の複屈折率を実質
的に増加させることな（ディスク基板に接着することが
でき、サーマルサイクルテストで接着面にクランク等の
欠陥が発生することかな（、繰り返しローディングテス
トにも充分耐える上、苛酷な環境条件下でも錆の発生が
ないハブか得られるため、ハブ取り付けがル因でピット
エラーレートが増加することを抑えることができるため
、工業上優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられろ射出成形金型の１例の断面
図である。 １）固定用金型 ２）　移動側金型 ３）　ソレノイドコイル ４）配線 ５）湯道 ６）キャビティー 氷１図 手 続 補 正 ｔｉ］： （自発） 平成１年 ８月２７日 ６、補正の内容 （１）明細書第１２頁第１４行〜１６行に記載の「Ｐθ
、Ｎ１、ＣＯの一神以上を８０重奇優以上含み、且つＯ
ｒ、Ｍｎ、Ｗを含む合金粉末、例えば１を削除する。 １、事件の表示 特願昭６３−２１９９３３号 ２、発明の名称 光メモリディスクハブの製造方法 五補正をする者 事件との関係　　特許出願人 東京都中央区京橋二丁目６番１９号 （６０３）三菱レイヨン株式会社 取締役社長　永　井　彌太部 ４、代理人 〒１０４東京都中央区京橋二丁目３番１９号三菱レイヨ
ン株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）熱可塑性樹脂７〜５５重量％と磁性体粉末４５〜９
   ３重量％との混合物を射出成形により光メモリディスク
   ハブを製造する方法であって、射出成形金型のキャビテ
   ィー内に磁場をかけることを特徴とする光メモリディス
   クハブの製造方法。 ２）射出成形金型のキャビティー内の磁束線が成形中の
   光メモリディスクハブの厚み方向に一致するようにして
   射出成形することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の光メモリディスクハブの製造方法。 ３）射出成形金型のキャビティー内の磁場を、射出成形
   サイクルに同調してオン・オフさせることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の光メモリディスクハブの製
   造方法。