KR0132773B1

KR0132773B1 - 광학적 디스크 기판 및 광학적 정보 기록 매체

Info

Publication number: KR0132773B1
Application number: KR1019900000791A
Authority: KR
Inventors: 아쯔노부 사고다; 가쯔미 우찌야마; 도시히꼬 후지시마
Original assignee: 혼고 아쯔시; 이데미쯔 세끼유 가가꾸 가부시끼가이샤
Priority date: 1989-01-25
Filing date: 1990-01-24
Publication date: 1998-04-16
Also published as: EP0380002A2; DE69013703D1; JPH0827978B2; DE69013703T2; EP0380002B2; KR900012225A; EP0380002B1; JPH02276037A; DE69013703T3; EP0380002A3

Abstract

내용 없음.

Description

광학적 디스크 기판 및 광학적 정보 기록 매체

제1도 및 제2도는 본 발명의 광학적 정보 기록 매체의 한 실시예를 모형적으로 나타내는 단면도.

제3도는 실시예와 비교예에 따른 광학적 정보 기록 매체의 비트 에러율의 변화를 나타내는 그래프.

본 발명은 장기간에 걸쳐서 높은 신뢰성을 유지시킬 수 있는 광학적 디스크판 및 이 기판을 이용한 광학적 정보 기록 매체에 관한 것이다.

오디오 디스크, 레이저 디스크, 광디스크 메모리 또는 광자기 디스크 등의 레이저 광을 이용하여 정보의 재생, 추가기입, 개서를 행하는 광학적 정보 기록 매체의 기판에는 성형성, 강도, 광선투과율 및 내습성 등의 점에서 우수한 폴리 카보네이트 수지가 많이 이용 되어지고 있다.

그러나 이와같이 우수한 성질을 가진 폴리 카보네이트 수지도 고온,고습하에서 가수분해되기 쉽고 분자량의 저하, 충격강도의 저하 등을 초래하기 쉽다는 결점이 있다.

한편, 광학적 디스크 기판 및 이 기판을 이용한 광학적 정보기록 매체에 요구되는 특성의 하나로서 장기간(예를 들면 10년 이상)에 걸쳐서 높은 신뢰성을 유지할 수 있도록 하는데 있다. 그런데, 전술한 바와 같이 폴리 카보네이트 수지는 고온, 고습에서 가수분해에 의한 품질 손상이 빨라서 이 요구를 충족시키는 것이 곤란했다.

또 폴리 카보네이트 수지로 된 광학적 정보 기록 매체의 내식성을 개선하는 연구가 다양하게 이루어지고 있는데 예를 들면 특개소 63-97627호에 있어서는 기판 속에 잔류 염소량을 1ppm 이하로 하는 것이 제안 되어지고 있고 또한 동63-257933호에 있어서는 기판속의 잔류 유리 염소를 1ppm 이하로 하고, 함유량을 5-10ppm 이하로 하는 것이 제안되고 있다. 그러나 이들 제한에 관계된 기술은 정보 기록막의 부식에 의한 품질 손상을 어느정도 효력있게 억제 할 수는 있지만 폴리 카보네이트 수지 그 자체에 착안한 것은 아니다.

본 발명자등 상기의 결점을 해결하기 위해서 예의 연구를 거듭해 온 결과 폴리 카보네이트 수지의 가수분해의 원인 수지속에 포함되어진 잔류 미량 금속, 특히 특정 금속과 잔류미량 용매, 특히 염소계 용매와의 상호 작용에 의한 것임을 발견했다.

따라서, 본 발명은 폴리 카보네이트 수지의 품질 손상을 매우 유효하게 제어하고 장기간에 걸쳐서 높은 신뢰성을 유지할 수 있는 광학적 디스크 기판 및 이 기판을 이용한 광학적 정보 기록 매체의 제공을 목적으로 한다.

그 외의 목적 및 효과는 이하의 기재에서 분명해 질 것이다.

본 발명에 의하면 주기율표의 IA 족 및 VIII 족에 속하는 금속 중 각 금속의 한종류 함유량이 각각 1ppm 이하인 폴리 카보네이트 수지로 이루어진 광학식 디스크 기판이 제공된다.

바람직하게는 본 발명의 광학적 디스크 기판은 IA 족 및 VIII 족에 속하는 금속중 각 금속의 한 종류 함유량이 1ppm 이하이고, 또 염소계 용매 전체의 잔류량이 10ppm 이하인 폴리 카보네이트 수지로 구성되어 있다.

또 본 발명에 의하면 광학적 디스크 기판상에 광학적 정보 기록층을 형성하게 되는 광학적 정보 기록 매체가 제공된다.

여기서 주기율 제 IA 족에 속하는 금속은 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루바듐(Rb), 세슘(Cs), 및 프란슘(Fr), 특히 나트륨 또는 칼륨이고 제 VIII 족에 속하는 금속은 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 파라듐(Pd), 오스뮴(Os), 이라듐(Ir) 및 백금(Pt), 특히 철, 코발트 또는 니켈이다.

또 염소계 용매는 할로겐화 탄화수소류 또는 할로겐화 탄소류 예를 들면 클로로메탄, 디클로로 메탄, 트리 클로로메탄, 테트라 클로로메탄 등이다.

본 발명의 광학적 디스크 기판에 있어서 사용되는 폴리 카보네이트 수지로서는 특히 제한되는 것은 아니지만 예를 들면 점도 평균 분자량이 10000 - 22000, 바람직하게는 12000 - 20000이고 2가 페놀류와 포스겐 또는 디페닐 카보네이트와 같은 탄산 에스테르와의 반응에 의해 제조되는 것이 있다.

2가 페놀류로서는 하이드로 퀴논, 4,4'-디옥시페닐, 비스(히드록시 페닐)알칸, 비스(히드록시 페닐) 사이클로알칸, 비스(히드록시 페닐)에테르, 비스(히드록시 페닐)케톤, 비스(히드록시 페닐)설파이드, 비스(히드록시 페닐)설폰 및 이들의 저급 알킬,할로겐 등의 치환체를 들을 수 있지만 2,2'-비스(4-히드록시 페닐) 프로판(이하 비스 페닐A라 한다). 1,1-비스(4-히드록시 페닐) 에탄, 2,2-비스(4-히드록시 페닐)-헥사 플루오로 프로판 등을 사용하는 것이 바람직하다.

또 이들의 2가 페놀은 단체로 혹은 혼합해서 사용할 수도 있다.

더욱이 본 발명에서 사용되는 폴리 카보네이트로서는 일부분지구조인 것이어도 좋다.

점도 평균 분자량이 10000 - 22000이 되도록 제어하는 것은 폴리 카보네이트의 제조시에 p-t-부틸 페론과 같은 말단정지제의 첨가에 의해 행해질 수 있다.

점도 평균 분자량이 10000 미만이면 디스크 기판의 강도가 실제용도에 견딜 수 없게 되고, 22000을 넘으면 성형성 또는 광학성 또는 광학적 특성의 점에서 충분한 가능성을 가진 디스크 기판을 얻을 수 없기 때문에 통상은 상기 범위인 것이 이용된다.

역시 점도 평균분자량[Mv]은 20℃의 디클로로 메탄용액의 비점도[ηsp]를 측정해서 식,

ηsp/C= [η] (1+0.28 ηsp)

여기서 C는 폴리 카보네이트 수지농도(g/l)이다. 및 [η] =1.23 ×10^-5Mv^0.83에 의해 산출가능하다.

사출 성형을 이용한 원료 폴리 카보네이트 수지는 종래 공지의 방법의 따라 제조한 후에 용액 상태에서 산세척, 알카리 세척 및 물 세척을 반복하여 여과 처리를 하든가 혹은 입상의 원료를 예를 들면 가열 조건하에서 아세톤 등의 용매로 세정함에 따라 저분자량 성분, 미 반응성분, 금속 성분 등의 불순물과 이 물질을 제거하는 것이 바람직하다.

하였튼 사출 성현전의 원료는 이물질, 불순물, 용매 등의 함유량을 매우 낮게해 둘 필요가 있다.

역시, 필요에 따라 예를 들면 인계 등 산화 방지제 등의 첨가제를 가하는 것도 가능하다.

전술한 바와 같이 폴리 카보네이트 수지를 원료로해서 광학적 디스크 기판을 제조할 경우 원료의 이물질 강도는 통상 30000μm²/g 이하이고, 바람직하게는 15000μm²/g 이하인 것을 이용한다.

또 사출 성형시에 따르는 수지 온도는 300-400℃로 하고 금형 온도는 통산 50-140℃, 바람직하게는 80-130℃로 한다.

또한 이 사출 성형시에 있어서, 금속성분의 혼입이 적게 되도록 재질의 선정 등을 행하는 것이 바람직하다.

금형표면 온도만을 고주파등을 이용해서 유리전이온도 이상으로 가열해서 수지 사출 후의 디스크 기판을 꺼내기 가능온도까지 냉각해도 좋다.

이와같이 하면 보다 광학적 특성이 뛰어난 기판을 얻을 수 있다.

여기서 [이물질 강도]라는 것은 입자 지름 0.5μm이상을 가진 단위 중량당 이물질 각각의 입자지름의 제곱과 개수와의 곱의 합이다.

이물질은 평가 해야할 재료(원료 또는 기판 등)를 과잉의 유기용매(특히 염화 메틸렌)에 용해한 용액 중에서 검출되는 것이다.

이물질 강도는 식 I = Σ{[½(d_i+d_i+l)]²× (n_i-n_i')} ÷ w 로 나타낸다.

식중 I 는 이물질 강도이고 d_i는 제 ｉ번째의 입자지름 구분치(μm)이고 그리고 n_i는 입자지름 d_i+l미만 및 입자 지름 d_i이상이고 용액중에 검출되는 이물질의 개수이며 n_i'는 사용전의 용매중에 포함된 이물질의 개수이고 그리고 w는 재료의 중량(g)이다.

입자지름 구분치 설정의 한 예를 나타내면 다음과 같다.

d₁= 0.5 (μm), d₂= 0.6 (μm), d₃= 0.7 (μm), d₄= 1.1 (μm), d₅= 2.5 (μm), d₆= 5.0 (μm), d₇= 10.0 (μm), d₈= 20.0 (μm), d₉= 25.0 (μm)

입자지름이 25.0μm를 넘는 이물질이 검출 될 경우에는 적당한 수치의 d₁₀, d₁₁등을 이용한다.

이와같이 해서 제조한 광학적 디스크 기판속에 잔류하는 IA 족 및 VIII 족의 금속은 각 금속 한종류의 함유량을 각각 1ppm 이하로 할 필요가 있다.

바람직하게는 IA 족 및 VIII 족의 금속의 합계 함유량을 1ppm으로 한다.

본 발명자들의 실험에 따르면 IA 족 및 VIII 족에 속하는 금속, 특히 Fe 또는 Na 등의 금속잔류량이 1ppm을 넘으면 폴리 카보네이트 수지의 품질손상이 빠르다는 것이 판명됐다.

또 바람직하게는 염소계 용매(전체)의 잔류량을 10ppm 이하로 더욱 바람직하게는 6ppm 이하로 할 필요가 있다.

즉 본 발명자들의 실험에 따르면 Fe 또는 Na 등의 금속이 1ppm 을 초과하여 잔류하고 있을 때에 예를 들면 CH₃Cl, CH₂Cl₂, CHCl₃, CCl₄또는 디클로로 에탄 등의 염소계 용매가 10ppm을 넘어서 잔류하고 있으면 상기 금속과 염소계 용매가 상호 작용해서 폴리 카보네이트 수지의 품질손상을 점점 빠르게 한다는 것이 판명되었다.

기판을 이루는 폴리 카보네이트 수지 중에 있어서 IA 족 및 VIII 족에 속하는 금속 잔류량을 1ppm 이하로 하기 위해서는 폴리 카보네이트 수지의 제조 공정에서 이들 금속이 혼입하지 않도록 할 필요가 있고 예를 들면 각 장치 또는 배관 등에서 이들 금속을 이용하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또, 금속잔류량을 1ppm 이하로 하는 데에는 중합후의 폴리 카보네이트 수지의 디클로로메탄 용액의 알카리 세척, 산세척 및 고순도의 물에 의한 물 세척을 충분히 행할 필요가 있다.

더욱이 염소계 용매의 잔류량을 10ppm 이하로 하는 데에는 폴리 카보네이트 수지를 입자 상태로 한후에 용매(예를 들면 아세톤)에 의한 세정을 충분히 행하고 디크로로메탄 등을 제거하고 또한 충분한 건조를 행할 필요가 있다.

역시 금속성분으로서는 상기 IA 족 및 VIII 족에 속하는 금속 외에 Al, Si, Mg 등 IIA 족 및 IV 족의 금속도 각각의 잔류량을 1ppm 이하로 하는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 광학적 디스트 기판을 이용한 광학적 정보 기록 매체를 제1도 내지 제2도에 나타난 구체적인 예를 기초로 해서 설명한다.

제1도는 2장의 디스크 기판 사이에서 정보 기록층을 형성한 광학적 정보기록 매체를 나타내고 그리고 제2도는 디스크 기판의 한쪽면상에 정보 기록층을 담지 시킨 광학적 정보기록 매체를 나타낸다.

본 발명의 광학적 정보기록 매체는 디스크 기판으로서 진술한 것을 이용한 것 이외에는 종래의 정보 기록 매체와 같은 구조를 가진다.

제1도 및 제2도에 있어서, 광학적 디스크 기판(1)은 폴리 카보네이트 수지로 이루어진다.

정보 기록층(2)은 철 또는 코발트 등의 천이금속과 테르븀(Tb), 가드리늄(Gb), 네오듐(Nd) 또는 디스프로슘(Dy) 등의 희토류를 조합시켜서 만든 재료를 증착 또는 스퍼터링 등에 의해 형성한 것이다.

기록층(2)은 그 양면을 2장의 보호층(3)에 의해서 보호되고 있다.

보호층(3)은 실리콘계 세라믹 등으로 이루어진다.

오버코트층(4)(제2도) 또는 접착층(4)(제1도)은 예를 들면 자외선 경화수지로 이루어진다.

이와같이 해서 광학적 디스크 기판에 정보기록층을 형성시킨 광학적 정보 기록 매체는 주로 추가로 기입하는 형 또는 개서형으로서 이용할 수 있다.

[실시예]

이하 실시예에 따라서 본 발명을 상세하게 설명하지만 이들은 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

[실시예 A]

본 발명의 실시예 A1, A2 및 A3의 광학적 디스크 기판과 비교예 A1 및 A2의 광학적 디스크 기판을 비교했다.

제 1 표에 나타낸바대로 각종 제조조건 및 처리 조건을 이용해서 5종의 폴리 카보네이트 펠레트를 제조했다.

각 폴리 카보네이트의 점도 평균 분자량(Mv)은 약 14,000-15,000이었다.

잔류 금속(Na 및 Fe)의 량은 원자흡광법에 의해서 측정하고 잔류 용매(CH₂Cl₂)의 양은 가스크로마토 그래프법으로 측정했다.

상기 폴리 카보네이트를 사출성형(성형온도: 360℃, 금형온도:120℃)하고 광디스크 기판(130mmØ, 두께 1.2mm)을 얻었다.

이들의 기판을 항온조(80℃ 및 96% RH)에 넣어서 가속 품질손상 테스트를 실행했다.

1,000 시간후 및 2,000 시간후에 샘플을 꺼내서 외관의 검사 및 분자량의 측정을 행하여 그 결과를 제 1 표에 나타내었다.

[실시예 B]

본 발명에 의한 실시예 A1 및 A2 또 비교예 A1 및 A2의 광학적 디스크 기판에 의해서 각각 광학적 정보 기록 매체(실시예 B1 및 B2 와 비교예 B1 및 B2)를 얻어서 비교했다.

광학적 정보 기록 매체로서는 제2도에 나타난 한쪽면 구조의 것을 이용했다.

기록층으로서는 Tb-Fe-Co 계(800 Å)를 보호층으로서 SiN (800 Å)을 형성하고 그리고 오버코트층(자외선 경화수지 : 10μm)을 설치했다.

본 발명의 기록매체(실시예 B1 및 B2)와 비교용의 매체(비교예 B1 및 B2)의 비트에러율의 변화를 측정하여 (나까미찌 제품인 평가 장치 OMS - 1000 을 사용), 그 결과를 제3도의 그래프에 나타내었다.

이상 본 발명을 특정 상태에 따라서 설명했지만 본 발명의 취지에서 어긋나지 않는한 당업자가 본 발명의 자명한 기술적 내용을 변경 사용하는 것은 본 발명에 포함되는 것으로 이해할 수 있다.

Claims

주기율표의 IA 족 및 VIII 족에 속하는 금속의 각각이 1ppm 이하의 양으로 존재하는 폴리 카보네이트 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학적 디스크기판.
제1항에 따른 광학적 디스크기판에 광학적 기록층을 형성시킨 것을 특징으로 하는 광학적 정보기록매체.