JPH0345687B2

JPH0345687B2 -

Info

Publication number: JPH0345687B2
Application number: JP60148364A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Wada; Yukinao Kawazoe
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1985-07-08
Filing date: 1985-07-08
Publication date: 1991-07-11
Also published as: JPS629921A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は、平面性と平滑性に優れたフイラー入
り熱可塑性樹脂射出成形体に関し、更に詳しくは
コンピユーターの外部記憶装置におけるプログラ
ムやデータの記録・保存に使用される硬質の磁
気、光・磁気記録媒体用の基板の用途に特に適し
た熱可塑性樹脂を用いた射出成形体に関する。［従来の技術］磁気記録媒体として、円盤状アルミニウム系基
板の両面に下地層を介して磁性層を設けたものが
いわゆるハード・デイスク（リジツド・デイス
ク、硬質磁気記録媒体）としてよく知られてい
る。このようなハード・デイスクは3000〜3600rpm
といつた高速で回転し、稼動時はフライングヘツ
ドがハード・デイスクの表面を空気力学的に浮い
てハード・デイスクに接触しないがスタート時と
ストツプ時にフライングヘツドがデイスクに接触
する形式（コンタクト・スタート・ストツプ方
式）の他、ヘツドとデイスクに常時非接触である
形式や、ヘツドとデイスクが常時接触したままの
形式がある。これらのいずれの形式であつても、
磁気記録を正確に行なわせるためにはヘツドとデ
イスクとの距離あるいはヘツドとデイスクとの接
触状態を一定にする必要がある。そのためにはデ
イスクの表面に平滑性がなくてはならず、また、
デイスクにソリや波打つたりせず平面性が良好で
ある必要があつた。更に、コンタクト・スター
ト・ストツプ方式では稼動開始時（スタート時）
と稼動終了時（ストツプ時）には、フライングヘ
ツドとデイスクが接触するため、殊にストツプ時
の接触によるヘツドの衝撃、摩擦などにより、磁
性層が基板より摩耗あるいは剥離して磁気特製や
機械的強度の低下や可使用時間の短縮が往々にし
て起こり、そのために基板と磁性層との密着強度
が必要であつた。そこで、前述の円盤状アルミニウム系基板より
得られるハード・デイスクについてみると、まず
このようなアルミニウム系基板を製造するには、
アルミニウム板からの打抜き、荒削り、焼戻し、
ダイヤモンド切削による鏡面研磨、洗浄、検査等
の非常に繁雑な工程を経なけれならず、いきおい
高価なものとならざるを得なかつた。また、アルミニウム系基板を用いているために
重くなりデイスクを回転させるのにそれだけ強力
なモーターを使用しなければならなくなり装置の
小型化、コストの低減という点で問題があつた。また、重量の大きい分だけスタート、ストツプ
時の衝撃も大きくなり、磁性層の剥離を招き易か
つた。更に、アルミニウムまたはその合金の基板にメ
ツキやスパツタリングで磁性層を設けたデイスク
では、アルミニウム又はその合金よりなる基板
と、磁性層の界面あるいは基板と磁性層の下に設
けられた下地層との界面での腐食が起こり性能低
下につながり問題であつた。上記のようにアルミニウム系の基板を用いるが
故に生ずる問題点、すなわち、繁雑な製造工程、
重さ、界面での腐食を解決する試みとして、ポリ
エーテルイミドを射出成形することによりデイス
ク基板を得る試みがなされている。［発明が解決しようとする問題点］ところが、上記ポリエーテルイミド等の基板の
表面平滑性は良好であるが、平面性に多少問題が
あり、しかも、ポリエーテルイミドの熱膨張係数
が50〜60×10^-6／℃とアルミニウムの20〜23×
10^-6／℃よりもかなり大きく、そのため200℃を
超えない温度でスパツタリングにより金属磁性膜
をポリエーテルイミド基板上に形成せしめた場合
に磁性膜に亀裂が生じ、スパツタリングが適用し
難いという問題があつた。記録密度の大きい磁気
デイスクとするためには、スパツタリング、イオ
ンプレーテイング、真空蒸着などにより金属磁性
薄膜の層を形成させることが有利であるが、この
ようにスパツタリングのような薄膜形成技術が適
用し難いこととなると記録密度の増大は期待し得
ない。［問題点を解決するための手段及び作用］本発明は上記の点に鑑みなされたもので、本発
明によれば、0.7％以下の吸湿性、100℃以上の加
熱変形温度、50×10^-6／℃以下の線膨張係数であ
る非晶性樹脂に５〜80重量％のフイラーを添加し
た樹脂からなり、平面性がスパン38mmあたり29μ
ｍ以下、平滑性が0.2μｍ以下であることを特徴と
する熱可塑性樹脂の磁気、光・磁気記録媒体用基
板用途等に適した射出成形体が提供される。本発明における平面性は板状成形体においては
基準寸法（スパン）38mmあたりの最大高さ（ソリ
やフクレ）を３次元寸法測定器を用いて測定した
もので評価した。ドーナツ状円板にあつては該円板の円周上のう
ねり、（最大高さ）や中心より半径方向のうねり
（最大高さ）を測定し評価する。測定器としては
(株)小坂研究所製円周うねり測定器、PU−DP10型
等を使用しても良い。円周上のうねり（最大高
さ）測定時にあつては基準寸法（スパン）は特別
に円周上の距離ではなく中心と測定点の距離をい
うものとする。そして、例えば、半径ｒmmのドーナツ状円板の
場合は、上記のようにして得られた最大高さ
X_nax（mm）を以下の式により半径38mmのドーナツ
状円板の大きさに換算して、スパン38mmあたりの
ソリ量を平面性を示す数値とするのである。平面性＝X_nax×38／ｒ半径38mmのドーナツ状円板の場合は当然のこと
ながら上記のようにして測定して得られた最大高
さがそのまま、スパン38mmあたりの平面性を示す
数値となる。そして、本発明における平滑性とはJIS Ｂ
0601に従い、東京精密(株)社製サーフコム550Aを
使用し、触針先端2.5μｍＲ、触針の測定力0.5ｇ
ｆ以下で測定して得られた最大高さ（Rmax）を
いう。硬質磁気記録媒体用基板として用いた場合、平
面性と平滑性が良好な程磁気ヘツドと硬質磁気記
録媒体の磁性層との距離が一定に保たれ、磁気記
録が高精度に行なわれる。本発明に係るフイラー入り熱可塑性樹脂射出成
形体は平面性がスパン38mmあたり29μｍ以下、好
ましくは18μｍ以下、更に好ましくは6μｍ以下で
あり、平滑性が0.2μｍ以下である。上記平面性が
25μｍを越えると射出成形体を基板としこれに磁
性層を設て硬質磁気記録媒体として用い回転駆動
させた場合に上下方向の板面の揺れに基づく磁気
ヘツド−磁性層間の距離の変動が大きくなり高精
度の磁気記録が困難になる。また、上記平滑性が
0.2μｍを越えると上記と同様の硬質磁気記録媒体
として回転駆動させた場合に板状体表面凹凸に基
づく磁気ヘツド−磁性層間の距離の変動が大きく
なり高精度の磁気記録が困難になる。本発明の射出成形体に使用される熱可塑性樹脂
としては、金型寸法の成形品再現性が良い、低成
形収縮率であるといつた点より非晶性の樹脂が用
いられる。また、寸法安定性という観点から、吸
湿性、加熱変形温度、線膨張係数が特定の値であ
る樹脂が用いられる。吸湿性についてはASTM
Ｄ 570に於て、23℃、24時間の吸水量が0.7％以
下、好ましくは0.35％以下である。加熱変形温度
については、ASTM Ｄ 648に於て曲げ応力が
18.6Kg／cm²の時の測定値が100℃以上、好ましく
は140℃以上、より好ましくは170℃以上である。
線膨張係数としてはASTM Ｄ 696に従い測定
した値が50×10^-6／℃以下、好ましくは15×
10^-6／℃〜30×10^-6／℃である。本発明において好ましい熱可塑性樹脂の具体例
としては、ポリエーテルイミド、ポリエーテルス
ルホン、ポリフエニレンエーテル、ポリカーボネ
ート、アクリロニトリル−スチレン共重合体、
ABS樹脂等が挙げられる。ポリエーテルイミドの一例としては、式で示される構造単位を有するものが挙げられる。
また、ポリエーテルスルホンの一例としては、式で示される構造単位を有するものが挙げられる。
また、ポリフエニレンエーテルの一例としては、
式（）で示される構造単位を示すものが挙げられる。本発明におけるフイラーとしては、粉末状、繊
維状、板状等種々の形状のものが適用できる。こ
こで、粉末状のフイラーには球状（ビーズ状）の
フイラーも含まれる。粉末状フイラーとしては平均粒径50μｍ以下の
ものが好ましく、より好ましくは20μｍ以下、更
に好ましくは0.2μｍ以下である。繊維状フイラー
としては平均径１〜20μｍφ、平均長0.1〜６mmの
ものが好ましい。フイラーの具体例としては、ガラスビーズ、粉
末カーボン、酸化チタン、鉄粉、銅粉等の有機・
無機あるいは金属等の粉体；ガラス繊維、カーボ
ン繊維、銅線、アラミド繊維等の繊維；マイカ、
アルミ箔等の板状体等が挙げられる。これらのフ
イラーは１種あるいは２種以上を使用する。射出成形体中のフイラーの含有量は５〜80重量
％である。この範囲内ではフイラー添加による効
果すなわち、平面性良好、スパツタリング等の高
温処理時の磁性層のワレの防止等の効果が好適に
発現される。本発明の成形体は、塗布、メツキ、スパツタリ
ング、イオンプレーテイング、真空蒸着等の方法
により、磁性層を形成させ、更に必要に応じてそ
の上に保護層を設けることにより優れた磁気記録
媒体とすることができる。本発明のフイラー入り熱可塑性樹脂射出成形体
は、射出成形品表面を形成させるべき金型表面を
予め熱可塑性樹脂の加熱変形温度以上に高周波誘
導加熱しておき射出成形する方法により製造する
ことができる。金型の表面を熱可塑性樹脂の加熱変形温度以上
に保持したまま金型より離型することは不可能で
あり変形のない所望の成形品を得るためには金型
を冷却し成形品の温度が熱可塑性樹脂の加熱変形
温度より低温に冷却・固化させた状態で金型より
離型する必要がある。ところが射出成形金型は通
常の場合、成形品形状より重量的にはもちろん容
量的にも何倍も大きな鋼鉄製のものであり、加
熱・冷却に多くの熱量と時間を必要とする。そこ
で、加熱するにあたり高周波誘導加熱の原理を利
用すれば、金型の表層部を選択的に加熱すること
ができ、しかも金型表面を急加熱急冷却すること
も可能となる。この方法によれば、金型全体の熱
膨張、収縮等の影響がなくなり、外見上の斑もな
くなる。ここでいう加熱変形温度とは、JIS Ｋ 6871に
規定された方法で測定したものであるが、金型表
面温度を規定する場合は特に曲げ応力が18.6Kg／
cm²になるように試験片に荷重を加えた場合の加熱
変形温度をいう。ここで、従来の冷却した金型を用いる方法では
なぜ表面平滑な射出成形品が得られなかつたかを
説明する。従来法では、一般的に熱可塑性樹脂成形品の射
出成形においては熱可塑性樹脂の可塑性を利用
し、換言すればスクリユー等を用いて熱可塑性樹
脂を加熱流動化賦形し、しかる後金型内で冷却固
化することにより成形品を得る事を基本原理とし
ている。すなわち、固化後成形品を金型より離型
して取り出すためには熱可塑性樹脂の加熱変形温
度より冷却し金型外に取り出す。そのため一般的
には金型は加熱変形温度より低く保持する。更に
生産性を挙げるために結露寸前の温度まで冷媒を
利用して金型を冷却することが行なわれている。
金型を冷却し、溶融樹脂の温度等で加熱、蓄熱す
る場合でもその原理上金型温度は熱可塑性樹脂の
加熱変形温度を上まわらないように制御し成形す
る。換言すると金型表面と熱可塑性樹脂が接触す
るとその接触面で熱可塑性樹脂が急速に冷却され
熱可塑性樹脂の流動性が著しく乏しくなるため金
型表面が鏡面状であつても、金型からの転写性が
悪く成形品表面の凹凸が激しい。また充填剤入り
の場合、充填剤と熱可塑性樹脂は総じて相溶性が
良くないため充填剤と熱可塑性樹脂の界面に微少
な空隙ができこれを射出成形した場合シルバース
トリークになると考えられる。すなわち、成形品
表面に充填剤が現出し凹凸が激しく、シルバース
トリーク等が有る、表面の平滑性の良くない成形
品しか得られない。これに対し、金型表面温度を熱可塑性樹脂の加
熱変形温度以上とする方法によれば、可塑性を保
持したまま成形が可能となり、フローマークやシ
ルバーストリーク等を生じせしめることなく、転
写性良好なため金型鏡面を極めて良好に転写して
極めて平滑な表面を有する射出成形品を得ること
ができ、しかも高周波誘導加熱方法により金型表
面のみを加熱するため生産性を向上させることが
できるのである。この方法により得られる成形品
表面を観察すれば１〜100μｍの熱可塑性樹脂表
皮層を形成している。次にこの方法を図面をまじえて説明する。まず、第１図に示すように固定側金型と移動側
金型の中間に高周波誘導加熱のインダクターを設
置する。移動側金型と固定側金型との間にインダ
クターをはさみこみ、はさみこまれた状態で高周
波を発振させたところ第２図に示すように、金型
表面（Ａ点やＢ点）のみ急激に温度が上昇し、金
型内部（Ｃ点やＤ点）の温度は高周波誘導加熱に
よつては温度上昇がほとんどないことが確認でき
る。第２図の例の場合は金型の冷却水による冷却は
行なつておらず、単純に高周波誘導加熱による金
型の温度分布の経時変化の例を示したものであ
る。しかる後に金型を一度開きインダクターを固
定側及び移動側の金型の間より抜き出し、再度金
型を閉じ、通常の射出成形と同じ要領で充填剤入
り熱可塑性樹脂を射出成形したところ、目的とす
る表面の平滑性が良好で、かつ平面性に優れた射
出成形品が得られた。［実施例］次に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明
する。以下の実施例、比較例における試験方法を
以下に述べる。平面性平板状成形体にあつては、スパン38mmの間でフ
クレ、ソリ等の変形量を三次元寸法測定器（三豊
製作所社製AE 122 Micro cord）を使用して測
定した値。円板状成形体にあつては、円周うねり測定器
（(株)小坂研究所製円周うねり測定器PU−DP10型）
を使用し、前記の方法で測定した値（但し、スパ
ン38mmに換算）。いずれの場合も最大ソリ、うね
りをもつて平面性を評価する。平滑性 JIS Ｂ 0601に従い、東京精密(株)社製サーフコ
ム550Aを使用し、触針先端2.5μｍＲ、触針の測
定力0.1ｇｆで得られた最大高さ（R_nax）。吸湿性 ASTM Ｄ 570に置ける、23℃、24時間の吸
水量（％）。加熱変形温度 ASTM Ｄ 648に於て、曲げ応力が18.6Kg／
cm²の時の測定値。線膨張係数 ASTM Ｄ 696に従い測定した値。実施例１平均粒径18μｍのガラスビーズ20重量％を含有
するポリエーテルイミド樹脂〔前述の式（）で
示される構造単位を有するGE社製ウルテムを通
常のいわゆるデイスク仕様の精密射出成形材で型
締力150トンであり、かつ射出シリンダーとスク
リユーは490℃まで昇温可能にした成形機を用い
て第３図に示す如き外径130mm、厚さ1.9mmで中央
に直径40mmの穴を有するドーナツ盤状の硬質磁気
記録媒体用基板を成形した。該金型の成形品を形
成すべき金型面の平滑性・R_naxは0.02μｍであつ
た。ゲートは、デイスクゲートである。インダクターは８mm径の銅管を12mm間隔の渦巻
状にドーナツ盤形状にそわせ形づくり、それを３
cmの厚さになるようエポキシ樹脂で注型し、平板
状に固定固化して作製した。射出成形条件は、前記ガラスビーズ添加ポリエ
ーテルイミド樹脂の温度が420℃になるようにシ
リンダー温度を設定した。前記ガラスビーズ添加
ポリエーテルイミド樹脂を金型に射出する前に上
述のインダクターを金型の間にはさみ、7kHz、
50kWの高周波発振器により、20秒間発振し、し
かる後金型を開きインダクターを金型間より抜き
出し、再度金型を閉じた。その間金型冷却水は金
型内を流れないようにしておく。しかる後通常の
射出成形と同様に金型内にガラスビーズ入りポリ
エーテルイミド樹脂を100Kg／cm²の射出圧で１秒
間射出し、次いで冷却水を通し、30秒間冷却後、
成形品を取り出した。全サイクル時間は80秒であ
つた。ここで得られたドーナツ盤状の成形体の平
面性、平滑性の値を次に示す。また、他の物性については、金型を所定の試験
方法に適合する形状のものと置き換え、他は上記
ドーナツ盤状成形体の製造時の条件と同様にして
試験片を作成して試験を行なつた。平面性：5.8μｍ平滑性：0.1μｍ吸湿性：0.27％加熱変形温度：207℃ 線膨張係数：30×10^-6／℃ また、上記で得られたドーナツ盤状の硬質磁気
記録媒体用基板を120℃、10分間真空容器中で吸
着水分をとり除いた後、クロムをターゲツトとし
て、1.5分間マグネトロンスパツタリングを行う
ことにより下地層付基板を得た。次に、この下地層の上に、マグネトロンスパツ
タリングにより0.06μｍ厚のCo₈₀Ni₂₀磁性層を設
けた。このマグネトロンスパツタリングしたハー
ドデイスクの表面を走査型電子顕微鏡で観察した
ところ磁性層が均一に密着しておりキレツ等もな
かつた。さらに0.03μｍ厚のカーボン保護層を設
けた。このようにして得た磁気デイスクを用いて、常
法に従い、コンタクト・スタート・ストツプ
（CSS）試験を行つた結果を以下に示す。 CSS回数出力低下率(%) 10000 ０ 20000 ０ 30000 ０ 50000 ０ 80000 ２実施例２、３実施例１におけるポリエーテルイミド樹脂をポ
リエーテルスルホン樹脂（実施例２）、ポリフエ
ニレンエーテル樹脂（実施例３）に変えて、実施
例と同様にして成形体を得、試験した。結果を次
に示す。なお、マグネトロンスパツタリングした
ハード・デイスクの表面を走査型電子顕微鏡で観
察したところ磁性層が均一に密着しておりキレツ
等もなかつた。

【表】実施例４、５、６フイラーの種類及び添加量を下記のようにした
以外は実施例１と同様に成形体を得、試験をし
た。結果を以下に示す。

【表】比較例１実施例１と同一寸法のアルミニウム−マグネシ
ウム合金（AA 5086）のドーナツ盤状の基板に
クロムをターゲツトとして1.5分間マグネトロン
スパツタリングを行うことにより下地層付基板を
得た。次に、この下地層の上に、マグネトロンスパツ
タリングにより0.06μｍ厚のCo₇₈Ni₂₂磁性層を設
け、さらに0.02μｍ厚のカーボン保護層を設ける
ことにより磁気デイスクを製造した。この磁気デ
イスクのCSS試験の結果を以下に示す。 CSS回数出力低下率(%) 10000 ０ 20000 ０ 30000 ７ 50000 15 比較例２実施例１で用いのと同じポリエーテルイミドを
用い、フイラーを全く添加せず、実施例１と同一
成形機、金型を使用し、樹脂温度400℃、金型温
度100℃、冷却２秒、全成形サイクル45秒、射出
圧100Kg／cm²で成形し成形体を得た。物性を以下
に示す。平面性：32μｍ平滑性：0.1μｍ吸湿性：0.26％加熱変形温度：200℃ 線膨張係数：56×10^-6／℃ また、該成形体に実施例１と同条件で磁性層を
つけ電子顕微鏡で観察した結果磁性層にミクロク
ラツクが発生している事を確認した。 CSS回数出力低下率(%) 10000 ０ 20000 ０ 30000 ５ 50000 14 比較例３実施例５で用いたのと同じポリエーテルイミ
ド、フイラーの種類及び添加量の樹脂を用い同一
形成材、金型を使用し、樹脂温度450℃、金型温
度を180℃、冷却80秒、全成形サイクル100秒で成
形し、成形体を得た。その時の成形体の物性は平面性 5.5μｍ平滑性 6μｍであつた。外観は通常のガラス繊維添加ポリエー
テルイミド成形品よりはキレイで平滑ではあるが
平滑性が不足するため、ハードデイスク・ドライ
ブ装置にかけても正確な記録信号の出・入れには
不都合であつた。［発明の効果］本発明に係る熱可塑性樹脂射出成形体は、平面
性及び平滑性に優れるため、殊に磁気記録媒体用
の基板の用途に適し、この射出成形体に磁性層を
形成せしめた場合には、基板の平面性、平滑性に
基づき、高精度の磁気記録が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフイラー入り熱可塑性樹脂射
出成形体を製造する場合の一製造方法に使用され
る装置の一概念図である。第２図は、第１図に示
す装置での金型の温度分布の一例を示すグラフで
ある。第３図は本発明の成形体の一例としての硬
質磁気記録媒体用基板を示す平面図である。１は金型における固定側金型、２は移動側金
型、３は高周波発生装置におけるインダクターで
ある。Ａ点、Ｂ点は金型の表面、Ｃ点、Ｄ点は金
型の内部を示す。そして４は基板、５は穴部であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】１ 0.7％以下の吸湿性、100℃以上の加熱変形温
度、５×10^-6／℃以下の線膨張係数である非晶性
樹脂に５〜80重量％のフイラーを添加した樹脂か
らなり、平面性がスパン38mmあたり29μｍ以下、
平滑性が0.2μｍ以下であることを特徴とする磁
気、光・磁気記録媒体用基板用途に適した熱可塑
性樹脂の射出成形体。２フイラーが有機・無機あるいは金属の粉体、
繊維又は板状体の１種又は２種以上の組合せより
なる特許請求の範囲第１項記載の射出成形体。