JPS62143001A - 透明樹脂板の製造方法 - 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 本発明は光で記録、再生を行うディスク（光ディスク、
光磁気ディスク等）などの透明樹脂板の製造方法に利用
されるものである。

従来の技術 従来のディスクなどの透明樹脂板は、ガラス板を光学研
磨したり、熱可塑性樹脂を射出成形することにより製造
されていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような方法では、ガラス板において
は、ガラス板を一枚一枚所定の寸法に切断し、ガラス表
面に光学研磨をほどこし、その後、記録用の溝を形成す
る必要があり、生産コスト及び生産タクトの点で市場ニ
ーズに対応することが難しくなってきた。

また、熱可塑性樹脂を用いた射出成形においては、生産
コスト、生産タクトには大きな問題は々いものの、成形
時に発生する樹脂の焦げや材料中のゴミ、更には、成形
歪や成形収縮により、複屈折や成形体にソリが発生し、
十分な光学特性が得られなくなり、その結果、記録密度
や記録・再生能に大きな問題があった。

また、樹脂レンズ等にみられる光学部品においては、そ
の工程上、濾過が可能であるため、材料中のゴミは問題
にならないものの、その重合時間に数十時間を要するこ
と、更には記録膜蒸着時に未反応モノマーが飛散するた
め前処理が必要なことなど、その生産性には大きな問題
があった。

問題点を解決するだめの手段 上記問題点を解決するために、本発明の透明樹脂基板の
製造方法は次のように構成されている。

すなわち光重合可能な反応性液状樹脂を型内に満たし、
型内の反応性液状樹脂に強度の弱い紫外線（以下ＵＶと
略す）を照射し、型内に硬化した樹脂層（ＵＶがある一
定深さまで透過し、硬化反応が進行し、硬化しだ層）、
ゲル化した樹脂層（ＵＶが透過し硬化した部分と、ＵＶ
が透過していない部分との界面付近でＵＶ透過により発
生した重合開始種（以下ラジカルと略す）がＵＶ透過し
ていない、又は、ＵＶ透過はしたもののＵＶエネルギー
が低く、ラジカルが発生しなかった樹脂層に拡散し、反
応性液状樹脂の重合反応が進行し、硬化した樹脂が未反
応状態の樹脂液中に溶解、ゲル化状態になった層）、未
反応の樹脂層（ＵＶが透過していない、又は、ＵＶは透
過したもののＵＶエネルギーが低く、ラジカルが発生し
なかった層）を作り、硬化収縮により発生した空間部分
に、ゲル化した樹脂又は未反応の樹脂を流入させ、上記
空間部分を液で満たす。

次に、１回目よりも強いＵＶを照射し、１回目で発生し
た硬化部分よりも厚み方向に深い部分に硬化した樹脂層
を形成すると共に新たに硬化収縮により生じた空間部分
に再度ゲル化した樹脂又は未反応樹脂を流入させる。順
次、この操作を硬化物が所定の厚みになるまで繰り返し
行い、型形状に沿って成形された透明な樹脂板を得るも
のである。

また、反応性液状樹脂の良好な転写性を生かし、型内の
一面にスタンパ−等を設けることにより、硬化物の片面
に記録溝など任意のパター／を形成することも可能であ
る。更に、液状材料であるため、硬化直前に濾過や蒸留
といった樹脂精製が可能であり、射出成形等で問題にな
っている成形体内部への異物の混入が著しく減少（１／
１００〜１／１００ｏ程度）し、異物による記録エラー
が低減でき、記録容量が大幅に向上できる。

反応性液状樹脂としては、室温において液体である単体
またはその組成物である方が好ましいが、光重合能のあ
る樹脂は全て、その反応速度に差はあるものの使用可能
である。より好ましくは、単官能又は多官能（メタ）ア
クリレート化合物の単体又はその組成物である方が反応
速度の面からみて望ましい。

光重合開始剤としては、一般に市販されているものは全
て使用可能であるが、チオキサ／トン系の様に著しく硬
化物を着色するものは好ましくない。

また、光で硬化させた後、熱重合により後硬化をほどこ
してディスク基板などの透明樹脂板を製造することも可
能である。

作　　用 本発明は、反応性液状樹脂を用い、その反応中間層（ゲ
ル化した層）をＵＶ照射により設けることにより、硬化
収縮による硬化歪（ワレやソリ）。

寸法精度及び光学特性（複屈折やゴミ）が大幅にり生じ
た空間へ直ちにゲル化した樹脂や未反応樹脂が流れ込む
ため、得られた硬化物は、従来の熱可塑、熱硬化、光硬
化等にみられるような硬化物と型の間にすきまが生ずる
事がなく、型寸法と同一寸法精度を持つ成形品が得られ
るのである。

また、複屈折においても全体が均一に硬化しているため
、従来の熱可塑性樹脂に比較し、シングルパス、１咽厚
で全域にわたり１０ｎｍ以下（ポリカーボネート樹脂で
２０〜４０ｎｍ）が容易に実現可能となった。

更に、反応性液状樹脂は液状であるため、濾過や蒸留、
遠心分離といった精製が容易にでき、また、型内で反応
し硬化物となるだめ、熱可塑性材料の成形時に発生する
ような樹脂の焦げやスクリュー等のカケによる金属粉が
混入しないため、光学的に影響を与える０、５μｍ〜１
μｍ以上の異物をほぼ完全に除去可能となり、その結果
、透明樹脂板自体の持つエラーレートが１０〜１０　程
度と改善でき、従来、予備用に設けられていた記録領域
も実使用領域として使えるため、大幅に記録容量の増加
をはかることができた。

しかしながら、エポキシ樹脂に代表されるように、熱硬
化性樹脂においても上記と同様の効果は得られるものの
、熱硬化においては伝熱により型の一部を加熱するだけ
で型全体が温度上昇を起こし、型内に温度勾配を持った
まま重合反応が進行し、不均一な状態で硬化が進行し、
硬化中にワレが発生したり、複屈折にバラツキが発生し
たりするため、部分加熱９部分冷却ができ、かつ、精密
な温度制御のできる型が必要となり、ＵＶ硬化に比較し
、型形状が著しく複雑になったり、大きくなったりする
。本発明はこのような問題点を解決することができる。

捷た、重合速度についてみると、ＵＶ硬化は、数秒〜数
十分で硬化するのに対し、熱硬化では一般に数十分〜数
時間必要であり、本発明はこの点でも優れている。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面をみながら説明す
る。

（実施例１） 第１図、第２図は実施例１における型Ｐの概略図である
。２枚の石英ガラス板１を所定の厚みを持つスペーサー
２を介して保持し、できだ空間に光重合可能な反応性液
状樹脂３を満たし、型Ｐを形成する。次に、第３図に示
したように、反射ミ２−５で平行光を出すように設計し
たＵＶランプ７を用い、１回目のＵＶ照射を距離Ｌｎが
ら行い、２回目のＵＶ照射を距離Ｌｎ＋１から行い、必
ずＬｎ＞Ｌｎ＋１となるよう、ＵＶランプ７を徐々に型
Ｐに近づけて行き、ＵＶｅの強度（照度）を上げて行き
、反応性液状樹脂３を硬化たらしめる。この時、ＵＶ照
射を片側からのみ照射すると成形品がそったりするため
、ＵＶう／プ７と型Ｐをはさんで対称となるようＵＶラ
ンプ８を設ける方が好ましい。まだ、一方のＵＶランプ
７だけを用いた場合、第４図に示すように型Ｐを一定回
転数で回転させることが可能な回転台９を用い、型Ｐを
回転させながら反応性液状樹脂３を硬化させることも可
能である。

より詳細に説明すると、型Ｐ内に保持した反応性液状樹
脂３にＵＶｅを距離Ｌｎで照射し、第５図に示すように
、反応性液状樹脂３の一部を硬化させた部分１０とゲル
化した部分１１と未反応部分１２を同一型内に発生させ
る。次に、ＵＶラング７．８を距離Ｌｎ＋１　に近づけ
、１回目より強いＵＶｅ＋を照射し、より深く、型内に
ＵＶを透過さ化させ、成形体を得た。

ここで用いた反応性液状材料３の組成は、ビスフェノー
ルＡ型ジアクリレートとして、共栄社油脂化学工業■製
のＢＰ４ＥＡを、３官能アクリレートとして、日本化薬
Ｉ掬製のトリメチロールプロパントリアクリレ−）　（
ＴＭＰＴＡ　）を、エポキシメタアクリレートとして、
共栄社油脂化学工業■製の３００２Ｍと、単官能メタア
クリレートとしてメチルメタアクリレート（ＭＭＡ）を
、光重合開始剤としては市販されているものはほとんど
使用可能であるが、本実施例では透明性に優れ、かつ黄
変の少ないＩｒｇａｃｕｒｅ　１８４　（チバガイギー
社製）を用いた（表１参照）。

表１　　組成表 （実施例２） 実施例１と同様の材料および操作で型Ｐを作成し、第６
図に示した様にＵＶランプ７．８と型Ｐとを所定距離に
設置し、数枚の減光板１３をＵＶランプ７．８と型Ｐと
のＵＶ光路内に設け、ＵＶ６の強度を減光板１３を通過
させ強度低下したＵＶ１４を型に照射し、ＵＶ１４を１
回照射するごとに減光板１３を１枚ずつ取り除き、ＵＶ
１４の光量を増して行き、型Ｐ内に入射する。ＵＶ光量
と入光深度を大きくさせることにより、硬化層１０とゲ
ル化層１１と未反応層１２を型Ｐ内に発生させ、この操
作を繰り返し、成形品を得た。この時、実施例１と同様
、ＵＶランプ７．８をＵＶ照射毎に照射距離をＬｎ＞Ｌ
ｎ＋１となるよう移動させても良い。また、減光板１３
を着色し、波長限定をすることも可能である。

（実施例３） 第７図に示したように、石英ガラス１のどちらか一方の
内側に記録用の溝を転写するだめのスタンバ−１５を設
け、その後、実施例１と同様の樹脂および操作で型Ｐを
形成し、実施例１と同様、ＵＶ照射距離をＬｎ　＞　”
ｎ−１−１となるようにしながら、片側（スタンバ−の
ない方向）からＵＶを照射し、成形品を得た。

本実施例に用いたＵＶランプ７は、４４オ一ク製作所製
超高圧水銀灯、ジェットライ）　ＪＬ−３３００゜入力
３ＫＷを用い、ＵＶ照度を１　ｍＷ／ｃｄ　−１００ｍ
Ｗ／Ｃ７１！の範囲になるよう照射距離を変化させなか
らＵＶを照射し、樹脂を硬化した。各実施例により得ら
れた成形品の複屈折と収縮率の測定結果を表２に示す。

表　２　　　複屈折と収縮率の測定結果複屈折の測定方
法は、第８図に示したように、成形品の中央１６．中間
部１７．ゲートに近い外側１８の３点を測定した。

また、収縮率は型外径寸法に対する硬化物外径の寸法よ
り算出した。

発明の効果 以上のように本発明は、光重合可能な反応性液状樹脂を
型内に満たし、型内の反応性液状樹脂にＵＶ照度を変化
させながら照射し、型内に硬化した樹脂層、ゲル化した
樹脂層、未反応の樹脂層を形成し、硬化収縮により生じ
た空間部分にゲル化した樹脂又は未反応の樹脂を流入さ
せ、空間部分を樹脂で満たし、次に、１回目のＵＶ照射
よりも強いＵＶを照射し、硬化収縮により新たに生じた
空間部分に再度ゲル化した樹脂又は未反応の樹脂を流入
させ、その後も上記操作を繰り返し行うことにより、硬
化収縮による硬化歪（ワレやソリ）がなく、寸法精度や
光学特性（複屈折やゴミ等）に優れたディスク基板等の
透明樹脂板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１に用いた型の概略構造を示し
た平面図、第２図はその正面図、第３図はＵＶ照射方法
を示した概略側面図、第４図はその変形例のＵＶ照射方
法を示した概略側面図、第６図は型内で進行しつつある
反応性液状樹脂の硬化挙動を示しだ模式的に示した側面
図、第６図は本発明の実施例２における減光板によりＵ
■強度を低下させる概略側面図、第７図は本発明の実施
例３を示す概略側面図、第８図は複屈折の測定場所を模
式的に示した正面図である。 ３・・・・・反応性液状樹脂、６・・・・・・紫外線、
１０・・・・・・硬化した樹脂層、１１・・・・・・ゲ
ル化した樹脂層、１２・・・・・・未反応の樹脂層、Ｐ
・・・・・・型。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図　　　　　　ｐ−。 イ 第２図 第４図　　　　　　　９−回転会 ’ｓ；５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光重合可能な反応性液状樹脂を型内に満たし、型内の反
   応性液状材料に強度の弱い紫外線を照射し、型内に硬化
   した樹脂層、ゲル化した樹脂層、未反応の樹脂層を作り
   、硬化収縮により発生した空間部分に、ゲル化した樹脂
   又は未反応の樹脂を流入させ、次に、１回目よりも強い
   紫外線を照射し、１回目で生じた硬化部分よりもより厚
   み方向に深い部分に硬化した樹脂層を形成すると共に新
   たに硬化収納により生じた空間部分に再度ゲル化した樹
   脂又は未反応樹脂を流入させ、その後も上記操作を繰り
   返し行うことにより型形状に沿って成形された透明な樹
   脂板を得る透明樹脂板の製造方法。