JPH063673B2 - 光メモリディスクハブの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マグネツトによりクランプするため光メモリ
デイスクに取り付けるハブの製造方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

近年、光メモリデイスクは、大容量メモリとして文書フ
アイル、教育用教材、画像処理フアイ等として実用化さ
れている。この光メモリデイスクは記録面を内にして記
録材塗布基板を２枚相対して貼り合わせるか、または、
スペーサーを挟んで貼り合わせ、さらに基板中心部外側
にマグネツトクランプ用のハブを両面に取付けたハブ付
きの光デイスクを、専用のケースに収容したカートリツ
ジとして、一般的に供給される。

ところでこのようなハブは、通常直径４０mm以下、厚み
３mm以下の中心部に孔のある金属板あるいは直径３５mm
以下、厚み1.5mm以下の金属薄板を接着剤や一体射出成
形により、熱可塑性樹脂に取付けたものであるが、錆の
ため光メモリデイ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の不錆鋼からなつている。
ハブを基板に取付ける方法としては、基板と金属板を直
接接着する方法、金属板を張合わせ基板の両側から挟み
こみ、ネジとめする方法、金属板を接着またはインサー
ト射出成形により熱可塑性樹脂に貼り付けたハブを超音
波や接着剤を用いてデイスクに取付ける方法等が実用化
されている。

他方、特開昭６２−１２９９８５号にはデイスク基板と
等しい熱膨張率を有するプラスチツク中に酸化鉄、パー
マロイ、センダスト等の強磁性金属粉を混入して成るハ
ブをデイスク基板に固着することを特徴とするマグネツ
トクランプ形情報記録用デイスクが提案されている。

また、特開昭６２−１２９９８５号公報にはハブとデイ
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
にもデイ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〕

しかしながら、マグネツ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、多量の磁性金属粉の混入が必
要となるが、磁性金属粉混入量が増す程、ハブの熱膨張
係数とデイスク基板の熱膨張係数との差が大きくなるこ
とが本発明者の検討で明らかとなつた。

また、磁性体粉末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
ドライブのマグネツト力の強化が避けられず、ドライブ
の不可が増し、ドライブ内の回路や構造上好ましいこと
ではない。特に、光磁気デイスクの場合は避けなければ
ならない等、ハブの熱膨張係数をデイスク基板の熱膨張
係数に等しくし、吸着力の充分なハブを得ることは難か
しかつた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は、マグネツトクランプ装置に充分な吸着力を
有し、且つ温度湿度変化によつてデイスク基板の歪を増
加させることのないハブを製造する方法について鋭意検
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１５〜５５重量％と磁性
体繊維４５〜８５重量％との混合物を射出成形により光
メモリデイスクを製造する方法であつて、射出成形金型
のキヤビテイー内に磁場をかけることを特徴とする光メ
モリデイスクハブの製造方法である。

本発明の製造方法で得られた光メモリデイスクを用いれ
ば、デイスク基板と容易に接着することができ、デイス
ク基板の複屈折率を実質的に増加させることなく、また
サーマルサイクルテストで接着面にクラツク等の欠陥が
でることがなく、繰り返しローテイ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ため、
ハブ取付けが原因でビツトエラーレートが増加すること
を最少とすることができる。

本発明に用いる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、ポリフエニレンオキサイド樹脂、ポリアセタール樹
脂、ポリフエニレンスルフイド樹脂、ポリスルホン樹
脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリオレフイン樹脂、
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、ポリオレフイン樹脂が好ましい。

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、摺動特性に優れ、耐光性、耐環境特性に特に優れ
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、セバシン酸などの脂肪族カルボン
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−ジプロムテレフタル酸、2,6−ナフタリンジ
カルボン酸、4,4−スルホン−ジフエニルジカルボン酸
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、ポリエチレングリコール、ポリプロピ
レングリコール、ジプ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−ヒドロキシフエ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およびこれらを少
なくとも５０重量％含む共重合体またはブレンド組成物
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６１
０、ナイロン１２、およびこれらの共重合物、またはブ
レンド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は吸湿しやすく、磁性体繊維を錆びさせること
と、環境変化によつて寸法変化しやすい欠点を有してい
る。また、ポリアミド樹脂の吸湿性や寸法安定性を改善
するには、ポリフエニレンスルフイドと混合して使用す
るのが好適である。

ＡＢＳ樹脂は、ポリブタジエンまたはポリブタジエン共
重合物をゴム成分としたアクリロニトリル−ブタジエン
−スチレン樹脂であり、一般に市販のものを用いること
ができる。ＡＢＳ樹脂は成形サイクルが短かく、成形温
度が低く、かつ寸法安定性に優れているので、成形ロス
が少なく成形上の利点は大きく、またデイスク基板への
接着性に優れている。

また、ポリカーボネート樹脂は、ビスフエノール類とホ
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るものであり、
ビスフエノール類としてはビス（４−ヒドロキシフエニ
ル）メタン、1,1−ビス（４−ヒドロキシフエニル）エ
タン、2,2−ビス（４−ヒドロキシフエニル）プロパ
ン、2,2−ビス（４−ヒドロキシフエニル）ブタン、2,2
−ビス（４−ヒドロキシフエニル）オクタン、ビス（４
−ヒドロキシフエニル）フエニルメタン、2,2−ビス
（４−ヒドロキシ−３−メチルフエニル）プロパン、1,
1−ビス（４−ヒドロキシフエニル）シクロペンタン、
1,1−ビス（４−ヒドロキシフエニル）シクロヘキサ
ン、4,4−ジヒドロキシジフエニルエーテル等が挙げら
れる。これらのポリカーボネート樹脂の中では2,2−ビ
ス（４−ヒドロキシフエニル）プロパン（いわゆるビス
フエノールＡ）から製造されたポリカーボネート樹脂が
特に好適である。

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、特にポリカーボネート製光デイスク基板に対して
好ましいものとなる。

さらに、ポリオレフイン樹脂としてはエチレン、プロピ
レン、ブテン−1,4−メチルブテン−１，４−メチルペ
ンテン−１の１種または２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、フ
マル酸等の不飽和カルボン酸またはこれらの酸の無水物
やエステル類を共重合またはグラフト重合させたポリオ
レフイン共重合体などを挙げることができる。

ポリオレフイン樹脂は耐湿性に優れ、ポリオレフイン系
光デイスク基板用ハブとして好ましいものである。

本発明に用いる磁性体繊維は、保磁力が小さく残留磁束
密度の低いものであり、飽和磁束密度が高く、高透磁率
をもつ材料からなつ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繊維、Siを１〜４重量％含む
Si-Fe合金繊維Alを１０〜１６重量％を含むAl-Fe合金繊
維、Ni-Fe合金の繊維、Ni-Fe-Co合金繊維、またはFe、N
i、Coの一種または二種以上を８０重量％以上含み、且
つCr、Mn、Ｗ等を含む合金繊維例えば、ＪＩＳに定めら
れているＳＵＳ ４００番代の合金等を使用することが
できる。

これら磁性体繊維の平均繊維長は１０mm以下であること
が望ましく、１０mm以上であると熱可塑性樹脂と混合し
たり、射出成形の際スクリユウとバレルとの間で摩擦が
大きくなり、スクリユウやバレルが損傷しやすいため好
ましくない。また、繊維径は0.002〜0.2mmが好ましい。
0.002mm以下であると繊維の塊ができやすくなり熱可塑
性樹脂との混合操作が難しくなるとともに、得られたハ
ブ成形品の飽和磁束密度が小さくなり、また、透磁率が
小さくなるため同様に好ましくなく、このうち0.005〜
0.15mmが特に好ましい範囲のものである。

これらの繊維は金属の塊を振動する刃物で削りとるいわ
ゆるビビリ振動法により製造したり、金属を引き抜いて
長繊維を形成し、必要なら集束した後切断する等の方法
で製造することができる。

熱可塑性樹脂と磁性体繊維との混合比率は、得られる光
メモリデイ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、磁性体繊維の混合比率は４５〜８
５重量％である。４５重量％以下であると光メモリデイ
スクをクランプするに要する力が得られないため好まし
くない。他方、８５重量％を越えると押出作業性や射出
成形性が著しく損われることと、熱可塑性樹脂と磁性体
繊維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ため好まし
くない。

熱可塑性樹脂と磁性体繊維とを混合する装置としては、
通常用いられている装置例えばヘンシエルミキサー、ミ
キシングロール、一軸押出機、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1.5m
m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。

磁性体繊維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等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い。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
般に磁性体繊維の混合比率の高くなる程、線膨張係数が
小さくなる。他方、成形品の線膨張係数は繊維の配向方
向に大きく影響を受けることから、繊維の配向をコント
ロールすることにより、線膨張係数の方向に対する依存
性をコントロールすることができる。ハブでは厚み方向
の線膨張係数は、基板の線膨張係数と大きく離れていて
もよいが、半径方向または円周方向の線膨張係数は、基
板のそれに近くなければならない。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
やクラツクが生じたりすることが起り易い。

次に、本発明の方法においては、磁束線がキヤビテイー
を貫通するようにソレノイドコイルを組み込んだ金型を
用いて、通電により磁場を形成させた状態で形成するこ
とにより、磁性体繊維が磁束方向に並ばせることもでき
る。この際、ソレノイドコイルのかわりに永久磁石を用
いても同様の効果が認められた。繊維の配向度は磁束密
度、磁性体の飽和磁束密度、透磁率、樹脂温度、充填速
度等により影響される。

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、磁性体繊維のより配向度の大き
い、歪の少ないハブが得られる。磁場は充填完了前にオ
ンし、冷却過程中にオフすることが望ましい。

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５０〜１００kg／cm²高めて成形する方が表面
のつややヒケ等の点から好ましい結果が得られる。

本発明に用いられる材料は、未充填熱可塑性樹脂に較べ
て金型を摩耗させ易いので、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、方式の磁性体繊維
の配向度に及ぼす影響は少ない。

このようにして成形さ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
数は基板とより近くなる。

さらに、苛酷な塩水噴霧テストやサーマルサイクルテス
トによつても錆の発生がなく、長期にわたり安定であ
り、デイスク基板にエポキシ系接着剤、ジアノアクリレ
ート接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤によ
る接着や超音波接着によつ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、デ
イスクの傾き、偏芯等が極力少なく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。

本発明の光メモリデイスクハブは、熱可塑性樹脂デイス
ク基板に付けたとき特に良好な結果が得られるが、ガラ
ス製デイスク基板に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具体的に説明する。なお、
実施例中のハブ及び光メモリデイスクの評価は下記の方
法に従つた。

(1) ハブの評価 塩水テスト JIS・Z2371の方法により４８時間の塩水噴霧テストを行
ない、ハブ表面の錆の発生状況を観察した。

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

(2) 光メモリデイスクの評価 複屈折率 光メモリデイスクの直径６０mmのダブルバス複屈折率を
波長８３０nmで、ハブ接着前後と−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。

ローデインテスト 記録再生用ドライブ装置に5,000回ローデイングしたあ
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イスクを軸方
向に引き離すに要する力を測定しクランプ力(g)を測定
した。

ハブの接着強度 ハブを光メモリデイ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 フエノールとテトラクロルエタンの50／50溶液中で測定
した極限粘度が0.85であり、平均粒径が0.4mmのポリブ
チレンテレフタレート粉末と平均繊維径0.02mm、平均繊
維長1.5mmのビビリ振動法により製造された磁性体繊維
を第１表に示す割合で混合し、さらに熱可塑性樹脂粉末
量に対し着色剤としてカーボンブラツク0.3％、酸化防
止剤としてＢ−２２０（チバガイギー社製）0.2％、離
型剤としてＯＰ−WAX（ヘキスト社製）0.2％を加えてＶ
型タンブラーに入れ３０rpmで３０分間撹拌混合した
後、直径４５mmのダルメージ付スクリユーをもつペント
式一軸押出機で押出し、ストランドをカツトしペレツト
状の磁性体充填熱可塑性樹脂を得た。

これらのペレツトを、３点ピンゲート１個取りの磁束線
がキヤビテイーを横切るように可動板内にソレノイドコ
イルを配した金型を１オンスの射出容量をもつ射出成形
機に取り付け、シリンダー温度２５０℃、金型温度５０
℃、射出最高圧５００kg／cm²、成形サイクル２２秒の
条件で外径25.00mm、厚み2.15mmの円盤状であり中心部
に一辺4.00mmの四角形の孔のあるハブ成形品を得た。

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、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径１３０mm、
内径１５mm、厚み1.2mmのポリカーボネート製デイスク
基板にエポキシ系接着剤を用いて接着し、ついでこのハ
ブ付デイスク基板を２枚、記録面を内にして、厚み0.6m
m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イツチ構造の光メモ
リデイスクを得た。評価結果を第１表に示す。

実施例２〜５．比較例１〜３ 磁性体繊維の種類、及び熱可塑性樹脂と磁性体繊維の混
合比率（重量比）を第１表に示すように変更した以外は
実施例１と同様に実験を行つた。結果を第１表に併記す
る。

〔発明の効果〕 本発明の方法によれば、ハブの接着や環境条件変化によ
る、光メモリデイスクの複屈折率を増加させることが非
常に少なく、ソリの少ない信頼性の高い光メモリデイス
クが工業的に安価に得られ、工業上優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に用いられる射出成形金型の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) キヤビテイー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性樹脂１５〜５５重量％と磁性体繊
   維４５〜８５重量％との混合物を射出成形により光メモ
   リデイスクハブを製造する方法であつて、射出成形金型
   のキヤビテイー内に磁場をかけることを特徴とする光メ
   モリデイスクハブの製造方法。
2. 【請求項２】射出成形金型のキヤビテイー内の磁束線
   が、成形中の光メモリデイ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イスクハブの製造方法。
3. 【請求項３】射出成形金型のキヤビテイー内の磁場を、
   射出成形サイクルに同調してオン・オフすることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の光メモリデイスクハ
   ブの製造方法。