JPH077529B2 - 光ディスク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラスチツク基板を使用した光デイスクに関す
る。

〔従来の技術〕 光ディスクには、予め情報信号に対応した凹凸が付与さ
れたデイスク基板に金属からなる反射膜を形成し、レー
ザービームを凹凸に沿つて走査して反射光の変化を読み
取り再生する再生専用光デイスクと書込みあるいは書換
え可能な光デイスクとがある。後者の書込みあるいは書
換え可能な光デイスクは、更に孔形成型、相変化型およ
び光磁気型の３種類がある。孔形成型は金属または有機
の薄膜からなる記録層にレーザービームを照射し、該ビ
ームの熱によつて記録層に孔を開けるタイプのもので、
該記録層としては古くからTe系のものが数多く開発され
ている。相変化型は、レーザービーム照射による温度上
昇によつて特有の転移温度を超え除冷させると、その部
分が非晶結晶の構造変化を起こして反射率が変化する
性質を利用したもので、TeOxやSn-Te-Seが記録層として
提案されている。光磁気型は、垂直磁化膜にレーザービ
ームを照射し、膜形成物質の補償温度またはキユリー温
度以上に加熱して磁化反転を生じせしめ、カー効果ある
いはフアラデー効果といつた磁気‐光学現象を利用して
再生するものであつて、Tb-Feといつた希土類元素−遷
移金属のアモルフアス合金膜が記録層として提案されて
いる。

ところで、これらの光デイスクの基板原料には、従来よ
りガラス、金属、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が提案さ
れている。このうち、ガラスは、重くて脆く、耐衝撃性
に劣り、基板量産性も悪い。金属や熱硬化性樹脂も量産
性が悪い。一方、熱可塑性樹脂は、射出成形を利用する
ことにより、量産生が優れるし、軽量で耐衝撃性も有す
るので、光デイスク基板としてはこれら各材料の中で最
適の条件を有する。

〔従来技術問題点〕

しかし、熱可塑性樹脂を光デイスクの基板に適用しよう
としても、現実には種々の問題が発生する。

たとえば、光デイスク基板に利用できる透明な熱可塑性
樹脂たとえばポリメチルメタクリレート（PMMA）、ポリ
カーボネート（PC）、ポリ４メチルペンテン１（PMP）
などの多くは粘性が高く、したがつて射出成形にあたつ
ては樹脂温度を高めて粘性を低下させ流動性を向上させ
なくてはいけない。しかし、投影面積が大きくても厚み
の薄い光デイスク基板は樹脂量が少なく、よつて射出成
形機内での樹脂の滞留時間は長くなる。また、金型内で
は肉厚のうすいところを高速で通過するため、機械的な
剪断熱も発生し易い。このように外部加熱による高温下
に長時間滞留し、剪断熱のような内部加熱も経験する樹
脂は、当然ながら分解、劣化を生じ、得られる製品の機
械的強度を弱めたり、焼けこげの混入等を生じて光デイ
スク基板として使用できなくなつてしまうという問題が
ある。

このほかの問題としては、製造されたデイスク基板に微
小なボイドを発生することがしばしばあるという事実が
ある。この現象は射出成形全般に言えることであるとも
受け取れるが、従来この種の問題解決に有効であるとさ
れている材料樹脂の予備乾燥や金型に空気抜きを付ける
手段では、前述の低流動性樹脂を用いた高温射出成形に
よるデイスク基板の製造に関しては不充分である。

また別の問題として、デイスクのピツト部や案内溝がス
タンパーから正確にデイスク基板に転写されないという
ことがある。

更にまた別の問題として、デイスク基板表面または内部
にフラツシユと呼ばれる現象を発生することがある。こ
こでフラツシユというのは、デイスクの半径方向に沿つ
て不規則な形のクモリを生じる現象であつて、比較的明
瞭な筋状の形状を示すシルバーストリークとは全く別の
現象である。かかる現象は通常の成形品ではそれほど問
題ないかもしれないが、光デイスク基板のような用途に
おいては絶対にあつてはならないものである。この現象
は、たとえば通常のシルバーストリークを防止するのに
有効であると称される材料樹脂の予備乾燥に充分時間を
かけてもしばしば発生し、当業者間における頭痛の種と
なつている。

更に他の問題は、成形によつて得られる透明基板が黄色
く着色してしまう点である。

また更に他の問題は、基板上に記録膜を形成し光デイス
クとなしたのち、高温高加湿条件下に長期間放置してお
くと、顕微鏡でようやく確認できる程度の極めて微小な
領域ではあるが、記録膜が基板から部分剥離するという
問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、かる現状に鑑み、特定の酸化防止剤と特
定の化合物を併用すると、光デイスクを構成する熱可塑
性樹脂の基板成形時の熱劣化を防止できると共にボイド
やフラツシユ、シルバーストリークも防止でき、更に転
写性も良好で、着色もなく、記録膜の部分剥離も防止で
きることを見い出し、本発明に到達した。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち本発明は、熱可塑性透明樹脂からなる基板上に
反射膜または記録膜が設けられている光デイスクにおい
て、該熱可塑性透明樹脂には少なくともフエノール系酸
化防止剤および多価アルコールの脂肪酸エステルが配合
されており、該多価アルコール脂肪酸エステルは３価以
上の多価アルコールのアルコール性水酸基の一部がエス
テル化された多価アルコール脂肪酸エステルであること
を特徴とする光デイスクである。

〔作 用〕

透明な熱可塑性樹脂としては、前述したPMMA、PC、PMP
のほかにポリスチレン（PS）、あるいは特開昭60-26024
に示されるようなテトラシクロドテセン類の単独開環重
合体やノルボネン類との開環共重合体を水添したもの、
また別にはノルボルネン、テトラシクロドデセン、メチ
ルテトラシクロドデセンなどの環状オレフインとエチレ
ンとの共重合体（たとえば特開昭60-168708、同61-1159
12、同61-115916、同61-120816）などを例示できる。

本発明においてとくに有用な透明熱可塑性樹脂は、ガラ
ス転移温度（Tg）が比較的高いものすなわち約100℃以
上のものとくに120℃以上のものである。すなわち、Tg
が高いものは、射出成形によつて金型内に流れ込む時に
金型と接触する樹脂表面の樹脂温度が低下し、比較的早
く表面が固化する。このため、樹脂の酸化劣化に基づく
と推定される揮発成分等が樹脂内部に閉じ込められて、
前述したフラツシユの原因となる推測される。つまり、
Tgが高いほど早く表面の固化が生じ、フラツシユが著し
くなるのであり、故にこのような樹脂に本発明を適用す
るとフラツシユが防止され有用である。したがつて、好
ましく使用される樹脂はエチレンと環状オレフインの共
重合体である。

エチレン・環状オレフイン共重合体について、更に詳細
に説明すれば、該共重合体はエチレンと下記（１）式で
示される環状オレフインモノマーとを共重合して得られ
るものであつて、共重合体中において環状オレフインモ
ノマーは実質的に（２）式で示される構造を採るもので
ある。

（式、R¹〜R¹²は水素、アルキル基又はハロゲンであつ
て各同一又は異なつていてもよく、更にR⁹又はR¹⁰とR¹¹
又はR¹²は互いに環を形成していてもよい。ｎは０又は
１以上の整数であつて、R⁵〜R⁶が複数回繰り返される場
合にはこれらは各同一又は異なつていてもよい。） とくに光デイスクの基板を構成するものとして好適なエ
チレン・環状オレフイン共重合体としては、エチレン含
有率がエチレンと環状オレフインの合計モル数に対して
50〜90モル％であつて、前記式でｎ＝１の環状オレフイ
ンなかでもR¹〜R¹²が水素であるものを使用した共重合
体が好ましい。また、唯一種のエチレン・環状オレフイ
ン共重合体を単独で使用してもかまわないが、種類の異
なるすなわち環状オレフインモノマーの種類の異なるも
のやエチレン含有率が異なるエチレン・環状オレフイン
共重合体同志を複数混合して用いてもかまわない。更
に、その特性を損なわない量の他の共重合可能なモノマ
ー成分を共重合させても差し支えない。

フエノール酸化防止剤は、熱可塑性透明樹脂に配合する
ことによつて、基板成形時の耐熱安定性を付与するとい
う酸化防止剤本来の作用の他に、光デイスク基板として
使用するに足るだけの外観、すなわちボイド、シリバー
ストリーク、フラツシユを低減し、色相もある程度安定
させる。勿論ピツトの転写性も改良される。

このようなフエノール系酸化防止剤としては、たとえば
テトラキス〔メチレン（3,5-ジ‐tert-ブチル‐4-ヒド
ロキシフエニル）プロピオネート〕メタン、β‐3,5-ジ
‐tert-ブチル‐4-ヒドロキシフエニル）プロピオン酸
アルキルエステルあるいは2,2′‐オキザミドビス〔エ
チル‐3-（3,5-ジ‐tert-ブチル‐4-ヒドロキシフエニ
ル）プロピオネート〕が例示できる。β‐（3,5-ジ‐te
rt-ブチル‐4-ヒドロキシフエニル）プロピオン酸アル
キルエステルとしてはとくに炭素数18以下のアルキルエ
ステルが好ましい。

３価以上の多価アルコールの脂肪酸エステルは、前記フ
エノール系酸化防止剤との併用によつて着色を著しく防
止し、光デイスク基板として重要な無着色の透明基板を
提供する。さらに、基板上に設けられる記録膜の高温高
湿下での部分剥離を防止すると共に、挨付着防止性に優
れた光デイスクを提供する。

３価以上の多価アルコールの脂肪酸エステルは、アルコ
ール性水酸基の一部がエステル化されたものを使用す
る。したがつて、使用される多価アルコール脂肪酸エス
テルの具体例の一部としてグリセリンモノステアレー
ト、グリセリンモノラウレート、グリセリンモノミリス
テート、グリセリンモノパルミテート、グリセリンジス
テアレート、グリセリンジラウレート等のグリセリン脂
肪酸エステル、ペンタエリスリトールモノステアレー
ト、ペンタエリスリトールモノラウレート、ペンタエリ
スリトールジステアレート、ペンタエリスリトールジラ
ウレート、ペンタエリスリトールトリステアレート等の
ペンタエリスリトールの脂肪酸エステルが例示できる。

フエノール系酸化防止剤の透明熱可塑性樹脂に対する配
合割合は、樹脂100重量部に対して0.01〜10重量部、好
ましくは0.05〜３重量部、更に好ましくは0.1〜１重量
部であり、多価アルコールの脂肪酸エステルは0.01〜10
重量部、好ましくは0.05〜３重量部である。

尚、上記化合物の配合量の範囲は、多く配合し過ぎると
むしろ光デイスク基板としての初期物性が長期的に安定
して保持できなくなつたり、また少な過ぎると本発明の
目的とする効果が発現しにくいか又は発現したとしても
実用上耐えるだけの効果がないことから設定した。

本発明においては、更に必要に応じてリン系安定剤やイ
オウ系安定剤、光吸収剤やヒンダードアミン系耐候安定
剤等を配合しても差し支えない。更に透明樹脂としてチ
ーグラー触媒のようなハロゲン含有触媒で製造されたも
のを用いる場合には、残留する触媒残渣中に含まれるハ
ロゲンが成形機を傷めることがないように、脂肪酸金属
塩に代表されるハロゲン捕捉剤を併用すべきである。

光デイスク基板を製造するにはまず樹脂と上記化合物、
必要に応じて本発明の効果を損わない量の他の安定剤と
をリボンブレンダー、タンブラーブレンダー、ヘンシエ
ルミキサーなどで混合あるいは混合後押出機、バンバリ
ーミキサー、二本ロールなどで溶融混合するか炭化水素
や芳香族溶媒に溶解してポリマー溶液に混合し、その後
単軸押出機、ベント式押出機、二本スクリユー押出機、
三本スクリユー押出機、円錐型二本スクリユー押出機、
コニーダー、プラテイフイケーター、ミクストルーダ
ー、二軸コニカルスクリユー押出機、遊星ねじ押出機、
歯車型押出機、スクリユーレス押出機などを用いて射出
成形を行い、デイスク成形用の金型（情報ピツトや案内
溝を形成するためのスタンバーのセツトされたものも含
む）によつて成形する。

射出成形の際に使用されるゲートは、公知の種々のもの
を用いてもよいが、収縮や反りの面からセンターピンゲ
ートやセンターデイスクゲート、好ましくはゲート径3m
m以下、とくに、0.5〜2.0mmのセンターピンゲート、ゲ
ート厚1mm以下、とくに0.2〜0.8mmのセンターデイスク
ゲートを用いるのがよい。

射出成形によつて得られた光デイスク基板は、その後記
録層あるいはレーザー光線を反射するための金属層を蒸
着法、スパツタ法などの公知の方法によつて形成し、更
に必要に応じて保護層やエンハンス層を設けて完成され
る。

融着によつて形成される金属反射層としてはAlが代表的
であり、孔形成型の記録層としてはTe-C、As-Te-Se、Te
-Se-C系、相変化型としてはTeOx、Sn-Te-Se、Te-Sb-G
e、Sb-Se/Bi-Te系、光磁気型ではTb-Fe、Tb-Fe-Co、Nb-
Dy-Fe、Nb-Dy-Fe-Co、Nb-Dy-Co、Pt-Tb-Fe-Co系等が代
表的に使用される。しかし、ここで例示したもの以外の
反射層や記録層が適用されても一向に差し支えない。

〔実施例〕

以下本発明の内容を好適な例でもつて示すが、本発明は
とくにことわりのない限り何らこれらの例に制限される
ものではない。

実施例 １〜２ 荷重2.15kg、温度260℃におけるメルトフローレート（M
FR:ASTM Ｄ 1238）が35kg/10minのエチレン・テトラ
シクロドデセン共重合体（エチレン含量60モル％）に、
テトラキス〔エチレン‐3-（3,5-ジ‐tert-ブチル‐4-
ヒドロキシフエニル）プロピオネート〕メタン（Ａ）、
グリセリンモノステアレート（Ｂ）およびステアリン酸
亜鉛（Ｃ）を配合し、ヘンシエルミキサーで混合後、ス
クリユー径40mmの２軸押出機を使用して230℃の温度で
ペレツトを作成した。

このペレツトを原料として、住友重機P40/25A射出成形
機及びセンターデイスクゲートの金型（情報ピツト形成
のためのスタンバーをセツトした金型）を使用し、280
℃の温度で直径80mm、厚さ1.0mmのデイスク基板を成形
し、表１に示した項目（ボイド、シルバーストリーク、
フラツシユ、ピツト転写性）を評価した。なおこれらの
項目は、目視により評価し、評価基準は悪１→５良とし
た。

また、このようにして得られたデイスク板をフレオンTE
（三井・デユポンフロロケミカル（株）製）で超音波洗
浄した後、スパツタ法により情報記録膜としてSi₃N₄/Tb
FeCo/Si₃N₄ ３層膜（プレスパツタリング等の前処理な
し、膜厚は各層とも500Å）を成膜した。顕微鏡で観察
した成膜状態は良好であつた。上記で得られた膜付き80
mmφデイスク板を湿度85％、温度60℃の恒温恒湿槽中に
48hr放置した。顕微鏡でテスト後の膜の状態を観察した
ところ、テスト前と比べて記録膜の外観に変化はなく、
また膜の密度性も良好であつた。

安定剤の配合量は、原料の樹脂100重量部に対する重量
部を示している。

実施例 ３ （Ｂ）の代わりにペンタエリスリトールジステアレート
（Ｄ）を用いるほかは実施例１と同様に行つた。

比較例 １ （Ｂ）を使用しない以外は実施例１と同様に行つた。環
境テスト後の膜表面を顕微鏡で観察した結果、表１に示
すように基板表面近くに異物が存在する箇所、並びに基
板洗浄の際に液ダレ部に記録膜の剥離が観察された。

比較例 ２ （Ｂ）の代わりにN,N′−ジ（p-ヒドロキシエチル）ラ
ウリルアミン（Ｅ）を用いる他は実施例１と同様にして
行つた。

比較例 ３ （Ｂ）の代わりにアルコール性水酸基の全てがエステル
化されたグリセリントリステアレート（Ｆ）を用いた以
外は実施例１と同様にして行つた。

比較例 ４ （Ａ）を用いない以外は実施例１と同様にして行つた。

〔発明の効果〕 本発明の光デイスクは、フラツシユやシルバーストリー
クあるいはボイドがなくピツト転写性も良好で透明性が
優れ、更に記録膜や反射膜との密着性の良好な光デイス
クを提供でき、そのうえ光デイスク表面に埃が付着しに
くいので、再生時に埃によつて悪影響を起こす可能性が
少なくなる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 101/00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性透明樹脂からなる基板上に反射膜
   または記録膜が設けられている光デイスクにおいて、該
   熱可塑性透明樹脂には少なくともフエノール系酸化防止
   剤および多価アルコールの脂肪酸エステルが配合されて
   おり、該多価アルコール脂肪酸エステルは３価以上の多
   価アルコールのアルコール性水酸基の一部がエステル化
   された多価アルコール脂肪酸エステルであることを特徴
   とする光デイスク。
2. 【請求項２】フエノール系酸化防止剤が0.01〜10重量
   部、多価アルコールの脂肪酸エステルが0.01〜10重量部
   配合されている特許請求の範囲第１項に記載の光デイス
   ク。
3. 【請求項３】フエノール系酸化防止剤がテトラキス〔メ
   チレン（3,5-ジ‐tert-ブチル‐4-ヒドロキシフエニ
   ル）プロピオネート〕メタン、β‐（3,5-ジ‐tert-ブ
   チル‐4-ヒドロキシフエニル）プロピオン酸アルキルエ
   ステルおよび2,2′‐オキザミドビス〔エチル‐3-（3,5
   -ジ‐tert-ブチル‐4-ヒドロキシフエニル）プロピオネ
   ート〕から選ばれる特許請求の範囲第１項または第２項
   に記載の光デイスク。
4. 【請求項４】多価アルコールの脂肪酸エステルがグリセ
   リンまたはペンタエリスリトールの一部をエステル化し
   たもである特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   かに記載の光デイスク。