JP2797468B2 - 光ディスク基板の成形方法 - Google Patents

光ディスク基板の成形方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光磁気ディスク,各種追記型光ディスク,
あるいはいわゆるコンパクトディスク等に使用される光
ディスク基板の成形方法に関するものであり、特にポリ
カーボネート樹脂よりなる光ディスク基板の成形方法の
改良に関するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、熱安定化剤を含まないポリカーボネート樹
脂を不活性ガス雰囲気中で可塑化し光ディスク基板に射
出成形することで、複屈折を抑えつつコンタミネーショ
ンの低減を図ろうとするものである。
〔従来の技術〕
デジタルオーディオディスク(いわゆるコンパクトデ
ィスク),光学式ビデオディスクや光磁気ディスク,各
種追記型光ディスク,書換型光ディスク等のように、レ
ーザ光の照射によって情報の記録・再生を行う光ディス
クにおいては、光学的情報記録層はポリカーボネート樹
脂等よりなる透明な光ディスク基板上に形成されてお
り、情報の書き込み,あるいは読み出しはこの基板側よ
りレーザ光を照射することにより行うのが一般的であ
る。したがって、光ディスク基板の成形にあたっては、
光学特性の観点から様々な要求が出されている。
例えば、複屈折(この場合は入射光と反射光の位相の
ずれ具合を言い、主として基板の内部歪が原因とな
る。)が少ないこと、転写性が良好であること、表面平
滑性が良好であること、コンタミネーション(樹脂の分
解による異物やヤケ等)が少ないこと、成形面のふれ
(いわゆるスキュー)が少ないこと、等がその代表的な
ものである。特に、光磁気ディスクでは、照射されるレ
ーザ光の偏光面の微小な回転を検出し信号として読み取
るものであるので、複屈折の発生は致命的で、基板の成
形に際しては基板中に発生する複屈折をなるべく小さく
する技術が不可欠となる。
光ディスク基板の成形方法としては、射出成形法が広
く用いられてきているが、光学特性(特に複屈折)を満
足させるためには樹脂温度330℃以上として成形する必
要がある。しかしながら、このような高温域では、ポリ
カーボネート樹脂が分解を起こしやすくなり、異物やヤ
ケ等のコンタミネーションの発生原因となる虞れがあ
る。コンタミネーションの発生はノイズレベルの上昇や
エラーレートの悪化、ドロップアウトの増加等をもたら
し、光ディスクにとって好ましいものではない。そこ
で、例えば特公昭63−56043号公報や特開昭63−257933
号公報等に記載されるように、ポリカーボネート樹脂に
リン化合物等の熱安定化剤を添加し、前記コンタミネー
ションを抑えることが試みられている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、光ディスクの情報記録層の記録材料として
は、光磁気ディスクにおける希土類−遷移金属非晶質合
金膜に代表されるように、金属系の記録材料が多用され
ており、例えばTbFeCo等の材料は感度,読み出し性能等
の点で良好な特性を与えることが報告されている。
このような金属系の記録材料により情報記録層が構成
されている場合、腐食の発生が大きな問題となる。情報
記録層に腐食が発生すると、バイトエラー数が増加する
等、再生不良をもたらし、信頼性を保証しなければなら
ない光ディスクにおいて商品価値を大きく低下させる原
因となる。特に、希土類−遷移金属非晶質合金膜を情報
記録層とする光磁気ディスクにあっては、Tb等の希土類
元素が非常に酸化されやすく、この傾向が著しい。
したがって、光ディスクにおいては、情報記録層の腐
食を如何にして抑えるかが大きな課題となっている。
かかる観点から見たとき、例えば特開昭63−257933号
公報にも記載されるように、前記ポリカーボネート樹脂
への熱安定化剤の添加は不利であり、熱安定化剤を除去
した(熱安定化剤を含有しない)ポリカーボネート樹脂
を使用することが望まれる。すなわち、リン化合物等の
熱安定化剤がディスク基板中に残留すると、情報記録層
の腐食発生のひとつの引金となり、できることならばこ
のような熱安定化剤を添加しないことが好ましい。
しかしながら、先に述べたように、複屈折が発生しな
いような高温域で射出成形する際に、前記熱安定化剤が
添加されていないと、当然のことながらコンタミネーシ
ョンが増加することになり、やむをえず熱安定化剤を添
加しているのが実情である。
そこで本発明は、前述の従来の実情に鑑みて提案され
たものであって、熱安定化剤を添加しなくとも複屈折や
コンタミネーションを増加することなく光ディスク基板
を成形可能とする光ディスク基板の成形方法を提供する
ことを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の成形方法は、前述の目的を達成するために、
熱安定化剤を含まないポリカーボネート樹脂を不活性ガ
ス雰囲気中で可塑化し、射出成形することを特徴とする
ものである。
〔作用〕
熱安定化剤を含まないポリカーボネート樹脂を大気
中,高温域で射出成形すると、基板中に異物,ヤケ等の
コンタミネーションが発生する。
これに対して、不活性ガス雰囲気中でポリカーボネー
ト樹脂を可塑化して射出成形すると、樹脂温度が高くて
も酸化による劣化が抑えられ、当該ポリカーボネート樹
脂が熱安定化剤を含まなくともコンタミネーションの増
加が抑制される。
また、前記熱安定化剤は、基板に情報記録層を形成し
て光ディスクとしたときに腐食の引金となるもので、本
発明においてはポリカーボネート樹脂に当該熱安定化剤
を添加する必要がなくなることから、記録層の腐食が防
止され信頼性が向上される。
〔実施例〕
以下、本発明を適用した具体的な実施例について図面
を参照しながら説明する。
先ず、本実施例において使用される射出成形機の構成
について説明する。
射出成形機は、第1図に示すように、大別して樹脂材
料(ここではポリカーボネート樹脂)を溶融し金型に送
り込むための樹脂射出部(1)と、光ディスク基板の形
状に応じたキャビティを形成する金型部(2)、並びに
この金型部(2)に圧力を加える型締め機構(図示は省
略する。)とからなる。
上記射出部(1)は、原料となる樹脂ペレット(4)
を投入する投入用ホッパ(5),周囲にヒータが設けら
れるとともに内部に溶融した樹脂(6)を順次送り出す
スクリュ(7)が配設される加熱シリンダ(8)及び溶
融した樹脂(6)が噴出されるノズル(9)とを有し、
前記投入用ホッパ(5)から供給された樹脂ペレット
(4)を順次溶融し、溶融した樹脂(6)のノズル
(9)の先端から金型部(2)へと送り出すものであ
る。
また、上記投入用ホッパ(5)は密閉構造とされ、加
圧した不活性ガス(例えば窒素ガス)を当該投入用ホッ
パ(5)内に導入する導入管(10)が設けられるととも
に、その上部には不活性ガスの漏れを防止し且つペレッ
ト投入時にのみ開放されるリーク防止バルブ(11)が設
けられている。なお、不活性ガスによる加圧が強くなり
過ぎると、溶融した樹脂中に当該ガスが混入する等して
正常な射出成形の妨げとなる虞れがあることから、加圧
の一部が加熱シリンダ(8)の後方からリークするよう
になっている。
以上の構成を有する射出成形機を用いて光ディスク基
板を射出成形するには、先ず投入用ホッパ(5)からポ
リカーボネート樹脂よりなる樹脂ペレット(4)を投入
する。
ここで使用される樹脂ペレット(4)は、ポリカーボ
ネート樹脂を主体とするもので、亜リン酸エステル等の
リン化合物を熱安定化剤として含まないものである。た
だし、ここではポリカーボネート樹脂に熱による分解を
防止する目的で所定量の熱安定化剤を積極的に添加して
いないことを意味し、例えば他の要因等により痕跡程度
のリン化合物が含まれている場合や微量(例えば5ppm以
下)の熱安定化剤が含まれている場合も、ここで言う熱
安定化剤を含まないポリカーボネート樹脂に含まれるも
のと解する。
ポリカーボネート樹脂としては、基板材料として通常
用いられるものがいずれも使用でき、その種類は問わな
い。例えば、二価フェノール系化合物(例えばビスフェ
ノールA)を酸結合剤(例えば水酸化ナトリウム等のア
ルカリ)及び溶剤(塩化メチレン)の存在下、ホスゲン
と反応させることにより合成するホスゲン法によって製
造されるポリカーボネート樹脂等が好適である。その
他、分岐化剤としてフェノール性水酸基を有する三官能
以上の多官能性有機化合物を用いた分岐化ポリカーボネ
ート樹脂、末端停止剤として長鎖アルキル酸クロライド
若しくは長鎖アルキルエステル置換フェノール等の一官
能性有機化合物を用いた末端長鎖アルキルポリカーボネ
ート樹脂、前記分岐化剤及び末端停止剤の両者を用いた
末端長鎖アルキル分岐ポリカーボネート樹脂、さらには
これらの混合物等も使用可能である。
樹脂ペレット(4)が投入される投入用ホッパ(5)
や加熱シリンダ(8)内の雰囲気は、投入用ホッパ
(5)に設けられた導入管(10)より一定の圧力で導入
される窒素ガスにより置換されており、したがって樹脂
ペレット(4)は当該窒素雰囲気下で加熱により可塑化
されて溶融した樹脂(6)とされる。
一方、金型部(2)は型締め機構によって型閉じ状態
としておき、この状態で加熱シリンダ(8)内で溶融さ
れたポリカーボネート樹脂(6)をノズル(9)を介し
て樹脂注入口(12)から金型部(2)のキャビティ(1
3)内に射出する。
溶融した樹脂(6)の射出に際しては、樹脂温度は加
熱シリンダ(8)内で均一混練が可能であればできるだ
け低いことが好ましいが、あまり樹脂温度が低すぎると
基板に発生する複屈折が大きくなる傾向にあるので、通
常は325℃以上とすることが好ましい。ただし、あまり
樹脂温度が高くなりすぎると窒素雰囲気下で樹脂を可塑
化してもコンタミネーションが増加することになるの
で、上限は350℃程度とすることが好ましい。一方、金
型温度は任意であるが、スキュー特性の点や生産性を向
上するという観点からディスクの熱変形温度以下とする
ことが好ましく、通常は50〜120℃程度に設定される。
以上のようにして得られる光ディスク基板において
は、高い樹脂温度で射出成形されるので複屈折が抑えら
れ、しかも窒素雰囲気中でポリカーボネート樹脂が可塑
化されるのでコンタミネーションの発生も抑えられる。
さらに、ポリカーボネーション樹脂が熱安定化剤を含ま
ないので、当然この光ディスク基板も熱安定化剤を含ん
でおらず、例えば光磁気ディスク基板の基板に用いたと
きに記録層にに発生する腐食や変質等が大幅に抑えられ
る。
本発明者等は、実際に次のような実験を行ってその効
果を確かめた。
実験1 本実験は、射出成形に際して窒素ガスを導入した場合
と大気中で行った場合のコンタミネーションの発生を調
べたものである。
すなわち、本実験では、熱安定化剤を含まないポリカ
ーボネート樹脂を窒素雰囲気中及び大気中にてそれぞれ
可塑化し、樹脂温度を変えながら射出成形して厚さ1.2m
mの光ディスク基板を得た。
得られた光ディスク基板について、コンタミネーショ
ンの数を調べた結果が第2図である。なお、ここでコン
タミネーションの数は、直径0.5〜1μmの異物,変質
の数を数え、これを1g当たりの個数で表した。また、図
中、曲線Aは窒素ガス雰囲気中でポリカーボネート樹脂
を可塑化し射出成形した場合を、曲線Bは大気中でポリ
カーボネート樹脂を可塑化した場合をそれぞれ表す。
この第2図を見れば明らかなように、大気中で可塑化
し射出成形した場合には樹脂温度で325℃以上となると
コンタミネーション数の増加が見られるのに対して、窒
素雰囲気中で可塑化し射出成形した場合には345℃まで
はコンタミネーション数の増加は見られない。このこと
は、複屈折を考慮して樹脂温度を高温としたときに窒素
雰囲気の方が有利であることを意味し、例えば複屈折の
発生を抑えるために樹脂温度を340℃として射出成形し
た場合、窒素雰囲気中で射出成形すれば大気中で射出成
形したものに比べてコンタミネーションは非常に少ない
ものとなる。
実験2 本実験は、作成した基板を光磁気ディスクの基板とし
て使用した際の熱安定化剤の影響を調べたものである。
熱安定化剤を15ppm含んだポリカーボネート樹脂と、
熱安定化剤を含まないポリカーボネート樹脂をそれぞれ
射出成形機に投入し、ヒータ温度320〜360℃,金型温度
80〜115℃で射出成形を行い、厚さ1.2mmの光ディスク基
板を得た。なお、熱安定化剤を含む場合には樹脂の可塑
化並びに射出成形を大気中で行い、熱安定化剤を含まな
い場合には窒素雰囲気中で行った。
次に、第3図に示すように、これら基板(21)上に、
膜厚500Åの透明誘導体層(22)〔Si3N4膜〕、膜厚600
Åの記録層(23)〔TbFeCo膜〕及び厚さ5μmの紫外線
硬化樹脂層(24)を順次成膜し、光磁気ディスクを作成
した。
得られた光磁気ディスクについて、保存により記録層
(23)に発生する欠陥を調べた。評価方法としては、80
℃,相対湿度80%の条件下で各光磁気ディスクを保存
し、経時による欠陥数の増加を測定した。結果を第4図
に示す。なお、図中曲線iは熱安定化剤を含まないポリ
カーボネート樹脂よりなる基板を用いた光磁気ディスク
を、曲線iiは熱安定化剤を含んだポリカーボネート樹脂
よりなる基板を用いた光磁気ディスクをそれぞれ表す。
この第4図より、熱安定化剤を含まないものでは保存
による記録層の欠陥の増加はほとんど見られず、良好な
耐蝕性を示すことがわかる。これに対して、熱安定化剤
を含むものでは、経時と共に、記録層に発生する欠陥が
増加しており、熱安定化剤が記憶層の腐食に大きく影響
することが確認された。
〔発明の効果〕
以上の説明からも明らかなように、本発明においては
熱安定化剤を含まないポリカーボネート樹脂を不活性ガ
ス雰囲気中で可塑化し射出成形するようにしているの
で、複屈折を排除しながらもコンタミネーションを低減
することができる。また、熱安定化剤を添加しなくて済
むため、当該熱安定化剤による記録層の腐食,変質の問
題を解消することができ、長期保存時の信頼性を確保す
ることが可能である。
したがって、本発明によれば、複屈折やコンタミネー
ションが少なく、光ディスクとしたときに記録層に悪影
響を及ぼすことのない、信頼性の高い光ディスク基板を
成形することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を実施するにあたって使用される射
出成形機の一例を示す概略断面図である。 第2図は窒素雰囲気中で射出成形した場合の樹脂温度と
コンタミネーションの関係を大気中で射出成形した場合
のそれと比べて示す特性図である。 第3図は実験で作成した光磁気ディスクの構成を示す要
部概略断面図である。 第4図は記録層に発生する欠陥数の経時変化の様子を熱
安定化剤を含む場合と熱安定化剤を含まない場合で比較
して示す特性図である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 45/00 - 45/84 G11B 7/26 G11B 11/10 B29L 17:00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱安定化剤を含まないポリカーボネート樹
    脂を不活性ガス雰囲気中で可塑化し、射出成形すること
    を特徴とする光ディスク基板の成形方法。
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