JPS63117352A - 静電容量式情報記録媒体 - 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、静電容量式情報記録媒体の改良に関するもの
である。

音声、映像などの情報を記録する記録媒体として、静電
容量式情報記録媒体（以下、単に「記録媒体」という）
が開発され実用化されている。この記録媒体は、導電性
物質であるカーボンブラックを配合した熱可塑性樹脂の
成形物（以下、「ディスク」という）表面に径０．１〜
１μｍ程度の複数個の小穴（ピット）を形成し、これに
より情報を凹凸形状の幾何学的変化として記録し、その
記録面に再生針を当接移動させることにより、この凹凸
形状による空間容積を静電容量の変化として読み取り、
情報を再生するものである。

このような記録媒体をつくるための導電性物質には、情
報の記録と再生の点から次の性質が一般に必要とされて
いる。

すなわち、導電性物質が配合されている熱可塑性樹脂を
押型（以下「記録母材」という）により加圧成形するこ
とにより、ディスクの表面に所要の小穴（ピット）を転
写形成し情報を記録する際に、 記録母材からの転写の支障とならず、かつ、再生時のノ
イズの原因ともならないような粒子径をもつこと、及び ディスク中への分散性能を高めて導電効率をよくし、再
生信号を高出力化するために粒子の表面積と空隙化率が
大きいこと である。

（従来の技術） 従来、鮮明な画像を再生するには、ビデオＳ／Ｎ比は４
２ｄＢ以上必要であるとの考えから、上記導電性物質と
してカーボンブラックをその１次粒子径につき２０日ｍ
以下に制限することが提案（特開昭５７−１７２５５４
号公報）されている。しかし、そのような小さな粒子径
をもつものは特殊なファーネスブラックに限られたため
、製造上アルカリ土類金属たとえばＭｇ、　Ｂａ、　（
：ａなどの化合物の不純物混入は不可避であり、これが
記録媒体中で水分を吸収してディスク表面がふくれ、ド
ロップアウトの原因となる場合がある。この欠点をなく
するには、それらの不純物の含有量を低減させればよい
が、従来の技術では、充分な効果をあげることができる
簡単な処理法はなく、かりに若干の効果をあげ得るとし
てもそのために重大な処理費用をかけなければならない
などの問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 発明者らは、さらに検討を進めて、記録媒体のＳ／Ｎ比
改善に役立ちかつ、長期安定性にも寄与し、しかもディ
スクの成形に際して記録母材を傷つけるうれいのないカ
ーボンブラックがアセチレンガスを酸素と水蒸気との混
合ガスにより熱分解することにより容易に得られこれが
記録媒体製造用カーボンブラックとして良好に適応する
ことを見出した。この場合の要因について調査検討を深
めたところ、該カーボンブラック中のアルカリ土類金属
含有量のほかとくに、カーボンブラックの平均粒径、比
表面積、ＤＢＰ吸油量ならびにこのカーボンブラックを
合成樹脂１００部に対して配合した添加量に由来する指
数としてのに一１ｎｄｅｘと、更に記録媒体の体積固有
抵抗が上記性能に重大な影響を及ぼすことが究明された
。

本発明はこの事実に基づいて、高性能の静電容量式情報
記録媒体を与えることを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、カーボンブラック中のアルカリ土類金属の含
有量が２００ｐｐｍ以下であって、そのカーボンブラッ
クの平均粒径（ｎｍ）、比表面積（ｍ２／ｇ）、ＤＢＰ
吸油ｆｆｉ（ｍｌ／１００ｇ）　ならびにこのカーボン
プラッタを合成樹脂１００部に対して配合した添加量（
部）から下記の式で計算される指数に−Ｉｎｄｅｘが０
．４０以下で、しかも体積固有抵抗が２０Ω・ｃｍ以下
であることを特徴とする静電容量式情報記録媒体。

記 である。

本発明に用いて好適なカーボンブラックは、上記した、
アセチレンガスのほか、これに不飽和炭化水素を添加し
た原料ガスを、酸素と水蒸気を含む混合ガスにより熱分
解することによっても得ることができ、また、このカー
ボンブラックをさらに高温下で空気酸化して得られる小
粒径−高比表面積カーボンブラックも適合し、何れの場
合もアルカリ土類金属の含有量は原料ガスの純度を考慮
するだけで２００ｐｐｍ以下に抑制され得る。

次にに−Ｉｎｄｅｘを与えるカーボンブラックの平均粒
径は、熱分解温度を上げることによって２０Ωｍ以下に
微細化され得るが、その際カンタソープ法による比表面
積は逆に大きくなり、一方ＪＩＳ　Ｋ６２２１に規定さ
れているＤＢＰ吸油量は熱分解の際のガス噴射速度に依
存する粒子の衝突速度を上げることによって高めること
ができる。

ここに平均粒径は２０Ωｍ以下が好ましい。平均粒径が
２０Ωｍを超えるとディスク表面の凸凹が大きくなって
ノイズの原因となりＳ／Ｎ比が悪くなる。

好ましい平均粒径は１４Ωｍ以下で、より小さい方が望
ましい。１次粒子の平均粒径（、ま電子顕微鏡により測
定される。またカーボンブラックの、配合量は３５重量
部以下が好ましい。３５重量部を超えると流動性が低下
し、加工が困難になる。配合量の下限は特に限定はない
が、一般には１５重世％以下になると体積固有抵抗を２
０Ω・ｃｍ以下に維持することが困難になるう （作　　用） 本発明において、アルカリ土類金属の不純物含有量、Ｋ
−Ｉｎｄｅｘ及び体積固有抵抗を　記のように限定した
理由は以下の通りである。

まずアルカリ土類金属は少ない程望ましいが、２００ｐ
ｐｍ以下であれば記録母材の吸湿によりドロップアップ
の要因となることが少ない。アルカリ金属、アルカリ土
類金属の含有量は塩酸で抽出し蒸発、乾固したものを原
子吸光分析にて定量することができる。

に−Ｉ　ｎｄｅｘは、ディスクにおけるカーボンブラッ
クの１次粒子での存在比率と表面でのカーボンブラック
の露出面積率の積を表し、その値が０．４をこえるとＳ
／Ｎ比が低下する。

カーボンブラックのディスク中での存在状態を検討した
ところ、（（平均粒径（ｎｆｌ＋）　／添加量（部））
が単位面積当りの表面露出率を、また（　（ＤＢＰ吸油
量ｍｌ／１００ｇ）　／　（比表面積ｍ２／ｇ））がカ
ーボンブラックの１次粒子での存在比率を表し、この両
者の積をに一１ｎｄｅｘ　と定義した。このに−Ｉｎｄ
ｅｘが小さい程、カーボンブラック粒子のディスク表面
露出率が高く、ディスク内部でのカーボンブラックの１
次粒子での存在率が高いことになる。すなわち、表面露
出率が高い程針とディスク上のカーボンブラックの平均
距離が短くなり、静電容量が大きくなるため、信号の強
度が大となり、Ｓ／Ｎ比が良くなる。又、１次粒子での
存在比率が高い程ディスク表面の凸凹が少なくなり、ノ
イズが減少しＳ／Ｎ比が良好となるからである。

Ｋ−Ｉｎｄｅｘが小さくても記録媒体の体積固有抵抗が
高いと必要な静電容量は得られず、従ってＳ／Ｎ比が小
さくなる。この静電容量の点から記録媒体の体積固有抵
抗は２０Ω・ｃｍ以下であることが必要である。

本発明の記録媒体は従来と同様な手順で製造することが
できる。

すなわち、熱可塑性樹脂の所定量と必要に応じて各種添
加剤とをヘン−シェルミキサー、リボンブレングーなど
の混合機を用いて室温又は加温下で混合し、さらに所定
量のカーボンブラックを配合して混合する。

次いで、１４０〜１９０℃程度に加温したロール上で混
練し、粉砕してペレット化するか、又は連続の混練機と
してコニーグーや２軸の押出機を使用し、パウダーコン
パウンドをペレット化する。

このペレットを成形温度で記録母材により加圧成形する
ことによって記録媒体を得る。

熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル、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−塩化ビ
ニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリレート共重合体
、塩化ビニル−ビニルセチルエーテル共重合体、塩化ビ
ニル−エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリロニトリル
−スチレン共重合体、アクリロニトリルースチレンーブ
クジエン共重合体、メチルメタクリレート−スチレン−
ブタジェン共重合体などが使用される。

添加剤としては、流動パラフィン、シリコンオイルなど
の潤滑剤、エステルワックス、ステアリン酸などの滑剤
、ジブチルスズラウレート、ジブチルスズマレート、オ
クチルスズマレート、ジブチルスズメルカプトなどの安
定剤、エポキシキレータなどの安定助剤、１．　１．３
−）！Ｊス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブ
チルフェニル〉ブタンなどの酸化防止剤などがあげられ
る。

配合量は、重量で情（脂１００部に対して、カーポンプ
ダック１５〜４０部、潤滑剤３部以下、滑剤３部以下、
安定剤６部以下、安定助剤５部以下、駿化防止剤２部以
下程度である。

（実施例） カーボンブラックの製造 使用したアセチレンガス熱分解炉は、竪型の全長２．４
ｍ、内径０．４ｍ、排出口の径０．２５ｍ、炉内壁が耐
火レンガで構築されている。熱分解炉温度を８００℃以
上に保持するため、−酸化炭素ＩＱＮｍ３／ｈｒ、空気
６ＯＮｍ３／ｈｒを供給して燃焼させたところ８５０℃
となった。

この熱分解炉によって熱分解炉頂部中央に設けた２重管
ノズルの中央から酸素９．　ＯＮｍ３／　ｈｒと４．０
ｋｇ／ｃｍ２の飽和水蒸気（温度１５０℃）　１２．　
ＯＮｍ３／ｈｒの混合ガス２１．　ＯＮｍ３／ｈｒを供
給し、２重管ノズルの外側環状部からアセチレンガス１
８Ｎｍ３／ｈｒを供給し、アセチレンガス、酸素および
水蒸気を反応させ、次いで常法に従い生成したアセチレ
ンブラックを冷却捕集した。

アセチレンガスの熱分解炉への供給線速度は、１０ｍ／
ｓｅｃであり、酸素と水蒸気の混合ガスの供給線速度は
１２０　ｍ／ｓｅｃである。アセチレンガスに対する酸
素、水蒸気のモル比は各々０．５０．０．６７であり、
水蒸気に対する酸素のモル比は０．７５である。

こうして得られたアセチレンブラックは、１次粒子の平
均粒径１２ｎｍ、比表面積３５０ｍ２／ｇであった。

さらに５５０℃の熱空気により１時間部分酸化したのち
、アルゴン気流中、１１００℃で１時間焼成することに
よって、１次粒子の平均粒径１２　ｎｍ、比表面積１２
００ｍ２／ｇの高比表面積のものが得られた。

上述のようにしてつくった種々な性状のカーボンブラッ
クを使用した記録媒体の性能を表１に示す。

表１に掲げたカーボンの物性値の測定法は次のとおりで
ある。

平均粒径： １次粒子の平均粒径を電子顕微鏡を用いて測定した値 比表面積： カンタソーブ法（窒素ガス使用）による値ＤＢＰ吸油量
： ＪＩＳ　Ｋ　６２２１による値 金属不純物含有量： 金属不純物を塩酸で抽出し蒸発乾固したものを原子吸光
分析にて定量（なおアルカリ土類金属をＣａで代表させ
た。） 次に記録媒体の特性に、体積固有抵抗、Ｓ／Ｎ比及び記
録母材の寿命を測定したがこの記録媒体の製法は次のと
おりである。

塩化ビニル系樹脂粉末（徳山積水工業株式会社製トセエ
ースＧＫ）１００重量部、ジブチル錫メルカプト系安定
剤５重量部、高級脂肪酸系滑剤０．５重量部、高級脂肪
酸エステル系滑剤０．５重量部、ジメチルポリシロキサ
ン潤滑剤１重量部 を、川口製作所Ｃ＠製スーパーミキサーで充分に攪拌し
、ミキサー内温度が１２０℃になった時点で、表１の実
施例ならびに、比較例の各カーボンブラックを添加して
再度充分に攪拌する。

その後、ミキサージャケットを水冷してミキサー内の材
料を冷却して５０℃になった時点で、内容物のコンパウ
ンドを取出し、スイスＢｕｓｓ社製ＰＲ−４６型混練押
出機でペレット化（スクリュー温度８０℃、シリンダー
温度１１０℃、回転数６Ｏｒｐｍ）　した。

この様にしてできたペレットを、押出機を用いて予備成
形した後加熱圧縮成型機（油圧１４０ｋｇ　ｆ／ｃｍ２
にて１ＱＱｔｏｎのプレス圧が得られ、金型は蒸気加熱
、水冷却）に対向する記録母材中に置き、成型温度１８
０〜１９０℃で圧縮成形し２０℃に冷却して円盤状（径
２６０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍ）の記録媒体を得た。

この記録媒体の特性は次のように計測した。

体積固有抵抗： 日本ゴム協会標準規格２３０１に準拠した測定値 Ｓ／Ｎ比： ＶＨＤタイプのビデオディスクを所定のプレーヤー（日
本ビグター０１製ＨＤ−７５００型）でディスク内周部
（５７分）の位置に記録されている５ＱＩＲＥグレーの
輝度信号Ｓ／Ｎ比をビデオノイズメーター（シバソ１１
製９２５型）で計測したときの値 ドロップアウト： ■ＦＩＤタイプのビデオディスク（６０分間信号記録）
を再生し０．５８ｓｙｎｃ以上のドロップアウトの数を
カウントした。

環境負荷テスト後のドロップアウト： ディスクを４０℃、湿度９０％の環境下に９５ｈｒ放置
した後前項と同一のテストを行った係数値 （発明の効果） 本発明の記録媒体は良好なＳ／Ｎ比を示す。

しかも環境負荷テストでも明らかなように、ドロップア
ウトの少ない長寿命のものとなる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カーボンブラック中のアルカリ土類金属の含有量が
   ２００ｐｐｍ以下であって、そのカーボンブラックの平
   均粒径（ｎｍ）、比表面積（ｍ＾２／ｇ）ＤＢＰ吸油量
   （ｍｌ／１００ｇ）ならびにこのカーボンブラックを合
   成樹脂１００部に対して配合した添加量（部）から下記
   の式で計算される指数Ｋ−Ｉｎｄｅｘが０．４０以下で
   、しかも体積固有抵抗が２０Ω・ｃｍ以下であることを
   特徴とする静電容量式情報記録媒体。 記 Ｋ−Ｉｎｄｅｘ＝（平均粒径（ｎｍ）／添加量（部））
   ×（ＤＢＰ吸油量（ｍｌ／ｇ）／比表面積（ｍ＾２／ｇ
   ））