CN101414120A - 全息图记录介质的间隙层用膜及全息图记录介质 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种作为全息图记录介质的间隙层具有优选的物理性质及光学特性的膜。即,本发明提供一种全息图记录介质的间隙层用膜,其由熔融挤出聚碳酸酯树脂而制成,其特征在于,(1)膜的厚度为10~150μm;(2)厚度不匀为±2μm以下;(3)在140℃下进行热处理1小时后的热尺寸变化率为0.08%以下;(4)全光线透过率为89%以上;(5)面内迟延为1~15nm;(6)厚度方向的迟延为100nm以下;(7)中心线平均表面粗糙度为两表面均为1~5nm。
Description
技术领域
本发明涉及双折射低的表面平滑性良好的由聚碳酸酯树脂形成的全息图记录介质的间隙层用膜以及全息图记录介质。
背景技术
能够进行三维信息记录的全息图记录介质,与光磁记录介质或相变化光记录介质等相比,是一种可实现大容量·高速传送的光记录技术。
全息图的记录再生方式如下所示,作为二维图像而照射赋予信息的信息光与参照光并使其发生干涉,利用形成的干涉图案使在记录层内部产生折射率等的光学特性分布,由此记录信息。再生时,通过仅照射参照光,得到具有对应记录的干涉图案的光学特性分布的再生光。
作为该全息图记录介质的记录层,已知,通常,在自由基聚合性化合物及光自由基聚合引发剂之外,还具有三维交联聚合物基体(例如,专利文献1)。三维交联聚合物基体,具有抑制自由基聚合性化合物的过量移动,从而抑制记录层中相当于亮部的位置及相当于暗部的位置的体积变化的功能。作为三维交联聚合物基体材料,可以举出环氧化合物、来自阳离子聚合性单体的反应固化物等(例如,专利文献2)。
另外,作为全息图记录介质的结构,已经进行了各种研究,提出了如图1所示的全息图记录介质(例如,专利文献3、4、5)。在支撑体第二基板1表面上设置伺服凹坑图案8,在该伺服凹坑图案8表面上层积由金属反射膜构成的反射层2。进一步,在反射层2与过滤器层4之间,设置为了使第二基板1平坦化的间隙层3。即,在过滤器层4上,依次层积保护层5、记录层6、透光性第一基板7,从而制成。
作为构成全息图记录介质的间隙层3使用的基材,提出了从双酚A得到的聚碳酸酯树脂(下面标记为PC—A)形成的光学膜。作为现有技术的制造聚碳酸酯树脂膜的方法,采用熔融制膜法或溶液制膜法。
专利文献6中,提出了一种制造光学记录介质的方法,其使用通过熔融浇铸法(其实质为溶液制膜法)制造的树脂板作为透光层,作为该树脂的一种,其使用聚碳酸酯;该板,使用控制了厚度不匀、双折射以及残留溶剂等的特性的板。
另外,专利文献7、8中,记载了使用聚碳酸酯通过溶液制膜法制造透光层用膜。其中,规定了膜的厚度、厚度不匀、热尺寸变化率、全光线透过率、溶剂含有量、面内迟延、厚度方向的迟延的最大值、表面粗糙度等。
溶液制膜法的优点在于,可得到作为光记录层用膜的品质优良的膜。但是,在以二氯甲烷作为溶剂的溶液制膜法中,受到所能够制造的聚碳酸酯膜的厚度的方面的制约。即,使用聚碳酸酯进行溶液制膜时,聚碳酸酯(特别是双酚A—PC),在溶剂的干燥过程中发生结晶化,难以得到透明的具有柔软性的膜。从作为光盘基板使用的双酚A—PC(粘均分子量15000)的二氯甲烷溶液制膜,难以制成50μm以上的厚的透明膜。由此可见,溶液制膜法难以制造,本发明所要求的透光层用膜的厚度为完全覆盖约10~150μm的范围的膜。
另一方面,使用熔融制膜法的优点在于,将熔融的双酚A—PC制成膜状,进行快速冷却,能够防止从熔融状态产生的结晶化,能够制成不受厚度制约的高透明的膜。但是,在熔融制膜法中,由于难以将双折射充分地降低,不能使厚度均匀不充分以及表面缺陷点多等的问题消失,其现状是,不能得到满足的特性。
(专利文献1) JP 特开平11—161137号公报
(专利文献2) JP 特开2005—107312号公报
(专利文献3) JP 特开2004—265472号公报
(专利文献4) JP 特开2007—093799号公报
(专利文献5) JP 特开2007—079164号公报
(专利文献6) JP 特开2002—074749号公报
(专利文献7) JP 特开2001—243658号公报
(专利文献8) JP 特开2001—243659号公报
发明内容
本发明的目的是提供一种作为全息图记录介质的间隙层具有优选的物理性质及光学特性的膜。
为了解决上述课题,本发明提供下述方案。
1.一种全息图记录介质的间隙层用膜,其由熔融挤出聚碳酸酯树脂而制成,其特征在于,
(1)膜的厚度为10~150μm;
(2)厚度不匀为±2μm以下;
(3)在140℃下进行热处理1小时后的热尺寸变化率为0.08%以下;
(4)全光线透过率为89%以上;
(5)面内迟延为1~15nm;
(6)厚度方向的迟延为100nm以下;及
(7)中心线平均表面粗糙度为两表面均为1~5nm的范围。
2.按照上述1所述的膜,其中,聚碳酸酯树脂由至少含有50mol%双酚A的二羟基成分制得。
3.按照上述1所述的膜,其中,聚碳酸酯树脂的粘均分子量为13000~30000。
4.按照上述1所述的膜,其中,
(1)最大长度为10μm以上且高度为3μm以上的表面缺陷点为10个/m2以下;
(2)最大长度为20μm以上的块状内部异物为5个/m2以下;及
(3)最大长度为200μm以上的伤痕状的表面缺陷点为1个/m2以下。
5.一种全息图记录介质,其中,在间隙层上具有上述1~4中任一项所述的膜。
6.一种全息图记录介质,具有作为二维图像被赋予了信息的信息光和能够干涉信息光的参照光进行重合,并利用全息图将信息进行记录的记录层,该全息图记录介质由作为支撑体的第二基板、反射层、间隙层、过滤器层、保护层、记录层、透光性的第一基板构成,其特征在于,间隙层为权利要求1所述的膜。
7.按照上述6所述的全息图记录介质,其中,使信息光的光轴与参照光的光轴同轴来照射信息光及参照光。
8.按照上述6或7所述的全息图记录介质,其中,第二基板具有为了检出伺服信息而形成的伺服凹坑图案。
9.按照上述6~8中任一项所述的全息图记录介质,其中,第二基板在伺服凹坑图案上形成反射膜。
10.按照上述6~9中任一项所述的全息图记录介质,其中,反射层为金属反射膜。
11.按照上述6~10中任一项所述的全息图记录介质,其中,过滤器层与反射层之间设置间隙层,并使第二基板表面平坦化。
12.按照上述6~11中任一项所述的全息图记录介质,其中,间隙层通过贴合光学用膜形成。
13.按照上述6~12中任一项所述的全息图记录介质,其中,过滤器层是由分色镜形成的层或胆甾型液晶形成的层,具有波长选择性能。
14.按照上述6~13中任一项所述的全息图记录介质,其中,过滤器层含有颜料或染料。
15.按照上述6~14中任一项所述的全息图记录介质,其中,在过滤器层上形成保护层、记录层、透光性第一基板。
16.按照上述6~15中任一项所述的全息图记录介质,其中,第一基板及第二基板是聚碳酸酯树脂或玻璃。
17.按照上述6~16中任一项所述的全息图记录介质,采用通过照射信息光和参照光并使其干涉而形成的干涉图案在记录层上记录信息的方式,其中,采用下述方式,即照射与信息光及参照光不同波长的伺服用光,通过该伺服用光的焦点距离检测出记录的干涉图案的位置信息。
附图说明
图1是表示直线式使用的全息图记录介质、其信息光及参照光的概要图。
其中,附图标记说明如下:
1 第二基板 2 反射层
3 间隙层 4 过滤器层
5 保护层 6 记录层
7 第一基板 8 伺服凹坑图案
9 伺服用光(红色激光) 10 信息光/参照光(绿色或蓝色激光)
具体实施方式
以下,详细说明本发明。
<聚碳酸酯树脂>
在本发明中,聚碳酸酯树脂,通常是将二羟基成分和碳酸酯前驱体通过界面聚合法或熔融聚合法进行反应而得到的树脂。作为二羟基成分的代表性例子,可以举出2,2—双(4—羟基苯基)丙烷(通常称之为双酚A)、2,2—双[(4—羟基—3—甲基)苯基]丙烷、2,2—双(4—羟基苯基)丁烷、2,2—双(4—羟基苯基)—3—甲基丁烷、2,2—双(4—羟基苯基)—3,3—二甲基丁烷、2,2—双(4—羟基苯基)—4—甲基戊烷、1,1—双(4—羟基苯基)环己烷、1,1—双(4—羟基—3—甲基苯基)环己烷、1,1—双(4—羟基苯基)—3,3,5—三甲基环己烷、9,9—双[(4—羟基—3—甲基)苯基]芴以及α,α’—双(4—羟基苯基)—m—二异丙基苯等。这些二元酚即可单独使用,也可混合两种以上使用。其中,作为优选含有至少50mol%,更优选至少60mol%,进一步优选至少75mol%,特别优选至少90mol%的双酚A的二羟基成分的聚碳酸酯树脂碳酸酯前躯体,使用酰卤(Carbonylhalide)、碳酸二酯或者卤代甲酸酯(ハロホルメ—ト)等,具体地说,可以举出光气(Phosgene)、二苯基碳酸酯或二元苯酚的二卤代甲酸酯等。
当通过界面聚合法或熔融聚合法,由上述二元苯酚和碳酸酯前躯体制造聚碳酸酯树脂时,根据需要也可以使用催化剂、末端停止剂、抗氧化剂等,其中抗氧化剂用以防止二元苯酚的氧化。另外,聚碳酸酯树脂包括:将三官能度以上的多官能芳香族化合物加以共聚合的支链聚碳酸酯树脂;将芳香族或者脂肪族的二官能度羧酸加以共聚合的聚酯碳酸酯树脂;也可以是将所得到的聚碳酸酯树脂的两种以上加以混合的混合物。
聚碳酸酯树脂的分子量,以粘均分子量表示,通常为10000~40000,优选为13000~30000,更优选为14000~19000。
光盘基板中,使用粘均分子量15000左右的光学用聚碳酸酯树脂,只要作为间隙层使用的聚碳酸酯膜在上述的范围内,则得到的膜难以变脆,冲压成圆盘状时,端面上很少产生刻痕。另外,熔融挤出时难以产生异物,难以产生厚度不匀,因而优选。进一步地,得到的膜的高分子有易于松弛的倾向,因此,其后的热处理时的迟延值容易降低,另外,卷成卷状后,在解开卷时,例如,在冲压成盘状进行机械搬运时,平面性也良好,与记录层相贴时很难产生问题,因而优选。
聚碳酸酯树脂的粘均分子量的最优选的范围是14500~17500。另外,作为聚碳酸酯树脂,优选使用不含有极高分子量的异物或热劣化物等的聚碳酸酯树脂。
本发明所说的粘均分子量M,可根据下述方法算出。首先,从在20℃下将0.7g聚碳酸酯树脂溶解在100ml二氯甲烷而得到的溶液,求出比粘度(ηsp):
根据所得到的比粘度(ηsp),通过下式算出粘均分子量:
ηsp/c=[η]+0.45×[η]2c
[η]=1.23×10-4M0.83
(其中,c=0.7,[η]表示极限粘度)。
<膜的制造方法>
下面,对使用该聚碳酸酯树脂制造全息图间隙层用膜的方法进行具体说明。
(熔融挤出条件)
在熔融挤出时,优选进行处理,以使不产生聚碳酸酯树脂的热劣化。例如,在熔融挤出前,将原料在120℃左右进行充分干燥,投入到挤出机加料斗,从外边加热该加料斗使其保温在110℃左右。由此,防止加水分解等化学反应引起的树脂劣化。由于该加料斗内的空气(主要是氧气)促进树脂的热劣化,因而采用氮气置换该环境气体或是使氮气流通的方法。
本发明人等,从挤出机中取出螺杆,调查了,在挤出工序的什么场所容易发生热劣化物,以及聚碳酸酯树脂(具体地,是指双酚A-PC)的热劣化在从螺杆挤出机到铸模挤出的工序之间的什么场所发生。其结果是,在最初啮合的供给口的部分,在该部分树脂在螺杆的啮合开始部与滚筒(バレル)之间呈粘着状缠绕在螺杆上,阻碍其后的树脂的供给,严重时,会引起树脂的吐出变动。这样,树脂长时间滞留,会慢慢劣化,生成茶色或黑色的热劣化物。上述树脂的缠绕,可通过水冷螺杆的啮合部(供给部)的滚筒部防止。
另外,进行如下设计是重要的,即,设计成与挤出机的前端部及过滤器壳连接的法兰部、熔融树脂的导管、与过滤器壳及挤出铸模连接的熔融树脂的导管或过滤器壳的结构,以使极力不产生热劣化物。为此,首先,可举出不要设计急剧地弯曲的结构,以使在熔融树脂的导管内不引起树脂的局部位置的滞留。
过滤器壳一般为圆筒形,该壳中组合容纳多枚具有必要的过滤面积的过滤器单元。该圆筒形的过滤器壳,通常设置成水平使用。但是,优选将该过滤器设置成纵向使用。横向(或水平),则在最初将熔融树脂注入过滤器壳时,多数情形下,不能完全挤出空气,会在壳内驻留空气。因此,该空气驻留,会由于在挤出树脂时的高压力而被压缩变小。该高温下的空气驻留与熔融的聚碳酸酯树脂接触时,会由于氧而缓缓地引起热劣化。另外,滞留时间变长,则该热劣化物驻留,不时会有微小的热劣化物通过过滤器单元而被放出到挤出树脂中,成为膜的内部异物。作为上述对策之一,通过将注入熔融树脂的过滤器壳纵向设置,可进行防止。此时,空气驻留,难以滞留,因而,过滤器内的热劣化物难以发生。刚熔融挤出时,通常从螺杆前端挤出树脂,挤出机的前端上使初期的热劣化物放流出而完全地流出,从而,优选组装过滤器单元的过滤器壳的聚合物导管部连接挤出机的前端部。
向透明的塑料制的过滤器壳内流入高粘性的糖稀(水飴),实施树脂注入的模拟试验,根据其结果,能够确认壳内引起空气的滞留。可以推定,实际上,高温下向过滤器内流入树脂时,也会引起该滞留现象。因此,该壳内的空气的滞留(空气滞留以外,也混合含有高温空气(氧)与树脂反应而生成的气体状物质),在挤出机运行途中,例如,降低挤出的吐出量等,空气驻留的空气会发生膨胀,其一部分变成气泡状而吐出。此时,聚碳酸酯的热劣化物以及由于劣化而产生的气体,会导致产生膜的表面缺陷点。
调查聚碳酸酯树脂的空气中的碳酸气体发生量与保持温度(处理时间30分钟),其结果是,260~280℃时较少,而在300℃以上的温度时急剧增加,而且即使在氮环境中,进一步在340~360℃的条件下,也会发生微量的碳酸气体。
这样,不能忽视聚碳酸酯树脂在高温下的滞留时间较长时的热劣化。有必要使树脂的挤出机到挤出铸模前端出口的滞留时间变得极短,以使熔融挤出机的能力即膜的厚度、宽度、制造速度(即熔融树脂的吐出量)适合其制造。在进行制造能力的增强等的对策时,有必将滞留时间控制为极短时间,以能充分溶解树脂且不发生热劣化物。综上考虑,决定挤出机的吐出能力。对适合用于本发明的双酚A-PC树脂(粘均分子量14000~19000左右)进行制膜时,优选将树脂的挤出成型温度设为270~320℃,滞留时间控制在30分钟以内,优选在20分钟以内,更优选在10分钟以内。特别优选滞留时间为5~10分钟。滞留时间过短,则特别是熔融挤出使用的树脂发生结晶化时,残留有未熔融物,有时膜中会出现异物缺陷。这种异物,作为凝胶状异物,通过树脂的过滤器单元的情形较多。通过将熔融温度与滞留时间控制在上述范围内,则聚碳酸酯树脂的热分解被抑制,其结果是,热劣化异物难以发生。
作为熔融挤出机,优选选择吐出量最高为130Kg/hr左右的挤出机。例如,挤出铸模的宽度为1200mm,在制造宽度方向的特性均匀的膜宽度有1100mm、膜厚为50μm的膜时,计算上,膜的拉伸速度为约30m/分钟。因此,此时的吐出量为约130Kg/hr。螺杆,可以使用为了熔融挤出聚碳酸酯的通常的螺杆或在树脂的熔融工序中分离固体与液的公知的双槽螺杆中的任一种。优选在螺杆前端部连续地测定树脂温度进行控制。
另外,通过流过能够精密控制熔融树脂流量的齿轮泵,能够抑制膜的特别是长度方向(运行方向)的厚度变动。
本发明中,过滤用过滤器单元能够使用现有技术中公知的过滤器单元。优选使用市售的金属制的烧结金属型或极细金属纤维的集合体型等的耐热、耐压性的过滤器单元。使用过滤器单元时,有必要选择即使滞留树脂也不促进热劣化等的材质。
另外,作为使用的树脂,优选光盘级的聚碳酸酯树脂(例如,帝人化成(株)制造的パンライトAD-5503)。光盘级,是制造时细心注意异物,因而在聚合物中异物极少,即使在熔融挤出该树脂制造光盘时也几乎没有异物的发生,因而封住热劣化物等的过滤器即使不使用精密的过滤器也没有问题,因而,适用于本发明。在连接过滤装置与铸模的聚合物导管内,在铸模的前方,使用混合器,使树脂的温度、粘度均匀,能够进一步使厚度不匀良好。
(铸模挤出条件)
将熔融的聚碳酸酯树脂从铸模挤出时,从模唇挤出的树脂膜,受到空气间隙部(铸模前端与冷却辊之间)的收缩或环境空气的扰乱等的影响,容易生成厚度不匀或铸模筋。特别是熔融粘度低(粘均分子量14000~19000左右)的情形下非常显著。现有技术中的空气间隙(铸模前端与冷却辊之间)取得较宽,难以用熔融制膜法得到均匀的制膜。
本发明人等,通过使熔融挤出的模唇前端与冷却辊之间的间隔充分狭小而消除熔融树脂的空间中的晃动,因而不发生熔融制膜法得到的聚碳酸酯树脂膜中显著显现的炼制状厚度不匀以及微小的筋状的缺陷(铸模筋),能够得到满足所需要的物理性质及光学特性的聚碳酸酯树脂膜。
即,优选将挤出铸模的模唇前端部与冷却辊表面之间的距离(铸模间隙)控制在10~30mm的范围,更优选控制在15~30mm的范围。
另外,铸模的结构,也优选采取下述措施,即,特别是其突出部分引起周边空气的异常流动,成为产生膜厚度不匀的原因,要极力注意消除或减少铸模的凹凸结构。
作为聚碳酸酯的熔融挤出铸模,可使用下述现有技术公知的铸模,即,从铸模的宽度方向的中央部供给树脂的铸模的T铸模(衣架型铸模)或将T铸模设置成在树脂的流入部分成两部分的形状的铸模,从铸模的宽度方向的一端部流入树脂的类型的I铸模等。优选此时挤出铸模的吐出树脂的唇部被精加工成充分尖细的形状。因此,唇部,优选不是通常采用的突出型,在唇部的下表面与有将唇部固定在铸模本体上的螺钉或螺孔等的情形,极力填充缝隙,形成尽可能的平面。为了平坦化,优选采用在模唇下面嵌入表面为镜面的部件。由此,可使熔融吐出的聚碳酸酯树脂的树脂温度以及流动性在宽度方向上均匀。
因此,铸模的开度(模唇开度),例如,挤出制造100μm厚的膜时,可适宜地设置为1mm~2mm左右。进一步地,优选在铸模的宽度方向上,随着离树脂流入部变远,膜开度逐渐变大。这样,在铸模的宽度方向上,施加在模唇上的压力几乎均匀一致,熔融树脂易于流动。实际上,使用铸模前,调整模唇的开度而使用。优选,熔融挤出开始后,边观察膜的厚度(厚度不匀)的状态,边自动或手动调整铸模的模唇部的螺杆,可特别是使厚度不匀变小。在厚度不匀的自动调整中,可采用机械旋转模的模唇螺杆调整模唇间隙的方式,或在一定间隔在模唇上施加加热装置,对其进行个别温度调整,利用熔融树脂的粘度的温度变化调整膜厚的方式(温度模唇)。由于厚度不匀的调整容易,相对机械的模唇开度调整法,优选使用温度模唇。特别是,在制造宽幅度的膜时,优选使用无机械动作的温度模唇。
(关于冷却辊)
由铸模挤出的熔融树脂膜挤出至均匀地(厚度不匀不恶化,不出现筋状斑,没有迟延大且不均匀的情形)旋转的冷却辊面上。此时使用的冷却辊(冷却装置),可以适宜地使用,组合多根直径300mm左右的小直径辊的方式,或使用直径800mm左右的大直径辊冷却的方法等公知的方法。
为使该冷却辊的表面温度均匀,在辊的内部上流通作为冷却介质的控制温度的水进行冷却。流通均匀地冷却的冷却介质的流路,优选对流。水温优选为20~70℃。优选使用,冷却辊表面实施硬质铬镀等,然后进一步对其进行超精加工(super finish)的表面为镜面的物质。上述表面的表面粗糙度Ra为约1~5nm。熔融聚碳酸酯树脂在该超镜面上吐出并密接冷却,膜表面的表面粗糙度转印该冷却辊的表面粗糙度。该冷却辊的表面,不仅如上述维持表面粗糙度,而且维持表面上无伤痕或附着物。另外,接下来的工序,卷取冷却的膜的卷取辊表面也为没有伤痕或附着物的平坦的表面。本发明的透光层用膜的表面粗糙度Ra,两表面均为1~5nm。
辊的直径优选为800mm左右,辊的表面长优选为1500mm左右。辊的直径为800mm左右的情形时,例如,可以每分钟几十米的速度冷却100μm厚的膜。
(熔融膜的冷却辊的密接冷却法)
从铸模挤出的熔融树脂在冷却辊上固化制作膜。此时,如上所述,优选将挤出铸模的模唇前端部与冷却辊表面的距离控制在10~30mm的范围。从模唇吐出的树脂流下到冷却辊的几乎顶点位置。
为了使膜密接冷却辊而均匀冷却,本发明中,优选采用将膜整幅通过静电密接法密接在冷却辊上而使该膜急冷固化的方法。为了静电密接,正极可使用现有技术中公知的SUS制的金属线。该金属线在膜表面上方离开约4~7mm的空间上以适度张力张紧即可。可通过试行错误来容易地决定金属线的设置位置或架设的电压。该静电密接的条件影响膜的厚度不匀或表面缺陷点的发生。静电场的电压为几千伏~10千伏。密接良好时,流经几毫安的电流。电压过低时,在引起静电密接的位置与不能引起静电密接的位置产生斑状,其结果是,膜的厚度不匀极度恶化。另外,电压过高时,熔融状态冷却固化的膜,引起绝缘破坏,有时不得不中断膜的制造。电源使用直流电源,静电线连接正极电极,在冷却辊侧接地。本发明中,为扩大膜的静电密接的调整范围、稳定化其效果,在聚碳酸酯中以不使膜的光学特性变差的程度微量添加例如Na离子等的金属离子。
另外,优选模唇的下表面没有凹凸而平坦化。通过使模唇的下表面平坦化,而使静电力均匀地作为密接力而起作用。
为了使膜密接在冷却辊上而均匀地进行冷却,本发明中,也优选采用在冷却辊表面上涂布液体,在其液体膜上使熔融膜与挤出辊密接冷却而卷取的方法。铸模与冷却辊的配置与静电密接法相同,例如,通过辊涂布机将由几μm左右~几十μm的厚度的水形成的膜涂布在冷却辊的表面上,在其水膜表面上使与高分子膜密接而冷却固化。
水膜过厚时,冷却固化的高分子膜在辊表面上滑落,因此,要注意好好进行操作。另外,水膜过薄时,膜表面接着冷却辊难以去除。能够通过试行错误法来决定水膜的厚度。
在本发明中,也可并用冷却辊的全面静电密接法与全面水涂布法。在这些的并用情形下,能够降低在静电密接中使用的冷却辊表面与静电线之间施加的电压,因此,在密接时的膜薄时等的容易引起膜的绝缘破坏的条件下,能够进一步扩大均匀的密接的范围。
这样得到的熔融挤出膜不仅在宽度方向上没有炼制状的厚度不匀,也没有筋状的表面缺陷点。特别是,在冷却辊上涂布水进行制膜时的情形,能够制成没有铸模筋等的缺陷点的膜。这可能是,由于在该密接的环境中存在水,模唇前端等附着的聚碳酸酯被加水分解而除去。
(取下膜以及将双折射降低的方法)
冷却辊上冷却的熔融挤出膜,通常通过取下辊取下。得到的膜,多为宽度方向的中央部的面内迟延(双折射)比较小、其两端附近位置的双折射变大,即,多为所谓的锅底型的迟延分布。这可以推定为,聚合物的流动取向引起的双折射在挤出的宽度方向上不同。即使将铸模前端部与冷却辊之间的间隔控制为如本发明所示的狭小,从空气间隙间的铸模挤出的聚碳酸酯树脂膜的狭小不能完全消失,由于聚碳酸酯的流动取向产生双折射,所以膜宽度方向上的该迟延难以变小且均匀。因此,接下来的工序,优选进行膜的热处理。通过进行该热处理,膜宽度为1000~1500mm,在其全部宽度方向上,能够得到迟延比10nm小的膜。
(热处理工序)
膜的热处理,优选采用在搬运膜的同时通过调整至规定的温度的热风的热处理装置的方法。通过进行该工序,能够简便地将熔融挤出膜的双折射(迟延值)缩小至间隙层用聚碳酸酯膜的规定的值,并且使在膜的表面内均匀。
熔融挤出的聚碳酸酯树脂的玻璃转移温度设为Tg时,热处理温度,优选为(Tg-10)℃~Tg℃的范围,更优选为(Tg-10)℃~(Tg-2)℃的范围。例如,以双酚A作为重复单元的聚碳酸酯树脂,优选为137~147℃。
另外,其时,膜上的张力(搬运张力)越低越好。因此,根据该热处理前的迟延低的情形,选择更高的热处理温度以及更低的搬运张力。更详细地,热处理时的膜的每剖面积的张力为0.5~3Kg/cm2,优选为0.5~2.8Kg/cm2,更优选为0.5~2.5Kg/cm2,进一步优选为0.5~1.8Kg/cm2。张力越低越优选,但由于搬运膜时不能为零,更优选为1Kg/cm2以上。另外,根据发明人等的试验,热处理时间,只要是将处理的膜的全剖面的温度加热至与加热热风的温度几乎相同即为充分。用热风加热厚度100μm的聚碳酸酯膜时的概算,热风与导入该热风中的膜几乎相同的温度的加热时间为约30秒。因此,需要将热风箱的大小设置为膜能够停留至少30秒以上的时间。另外,热处理时间为1小时以内是充分的。
<光学膜的厚度>
本发明的全息图记录介质的间隙层用光学膜,其厚度为10~150μm的范围,优选为10~100μm的范围。该厚度为以最合适状态进行输出入照射位置信息的伺服信号,是重要的。
<光学膜的厚度不匀>
本发明的全息图记录介质的间隙层用光学膜,其厚度不匀为±2μm以下,优选为±1.5μm以下。厚度不匀变大,则光学变形变显著,伺服信号的输出入变动(噪音)变大。该厚度不匀的测定方法,例如,可使用连续厚度计(フイルムシツクネステスタ—,型号KG601A,アンリツ(株)制造)进行测定。
<光学膜的热尺寸变化率>
本发明的全息图记录介质的间隙层用光学膜,其在140℃下热处理1小时后的热尺寸变化率为0.08%以下,优选为0.07%以下。热尺寸变化率变大则膜层与间隙层的界面上容易发生小的剥离。
该测定方法,例如,从膜的宽度方向上3个位置采取样品,采取的测定样品的大小为宽度10mm,测定的方向为150mm。而且测定的方向为膜的运行方向和与运行方向呈直角方向的2个方向。测定的方向上的标记点间隔为100mm,在规定温度(140℃)的恒温槽中无负荷的状态下处理2小时后,取出至室温冷却后进行测定。尺寸的变化,为在恒温恒湿的条件下,23℃、65%RH的条件下,使用读取显微镜进行实施。尺寸的变化率可从热处理前后的尺寸通过下式求出。
热尺寸变化率={(处理前的尺寸)-(处理后的尺寸)}/(处理前的尺寸)×100%
<光学膜的全光线透过率>
本发明的全息图记录介质的间隙层用光学膜,全光线透过率为89%以上,优选为90%以上。为了防止通过间隙层的伺服信号的劣化,全光线透过率越高越好,不足89%,有时有不能容许的伺服信号的劣化。
该测定方法,例如,按照JISK7105进行实施,从膜的宽度方向上的3个位置采取样品,采用日本电色工业(株)制造的色差·浊度测定机COH-300A,测定样品的全光线透过率。对各个样品,测定5点,在宽度方向上测定3个样品,将共计15个点的平均值作为全光线透过率。
<光学膜的面内迟延>
本发明的全息图记录介质的间隙层用光学膜,其面内迟延为1~15nm的范围,优选为1~10nm的范围,更优选为1~7nm的范围,特别优选为1~5nm的范围。面内迟延变高,则调制变大伺服信号水平不稳定。另外,调制变小,伺服信号水平稳定化,因此,面内迟延的膜面内的偏差优选为1~8nm,更优选为1~6nm。
该测定方法,例如,对于等方性膜(延伸前膜),对于宽度方向上样品整幅通过双折射率测定装置(商品名KOBRA WFD,王子计测(株)制造),计测10mm间隔的迟延值。测定波长为589.3nm。由该数据求出测定的样品整幅方向中的迟延值的差。即,膜整幅方向的迟延值的最大值与最小值的范围,可用Re.1=最小值~最大值表示,作为均匀性的尺度(单位nm)。
<光学膜的厚度方向的迟延>
本发明的全息图记录介质的间隙层用光学膜,厚度方向的迟延为100nm以下,优选为80nm以下。另外,该厚度方向的迟延,是指用后述的测定方法求出的K值的最大值(0nm以上的值)。K值的最大值变大噪音增大。
该测定方法,例如,与上述的光学膜的面内迟延的测定同样地,将整幅作为样品,将膜的宽度方向5等分。从5等分的样品取出测定样品小片,用双折射率测定装置(商品名KOBRA WFD,王子计测(株)制造)计测。以迟相轴或进相轴使该膜样品旋转,改变入射角度,测定迟延,从该数据计算折射率nx、ny以及nz。进一步,从这些数值,计算Re.2=((nx+ny)/2-nz)×d(单位:nm)。在此,以d表示测定膜的厚度。
<光学膜的表面粗糙度>
本发明的全息图记录介质的间隙层用光学膜,中心线平均表面粗糙度,两表面均为1~5nm,优选为1~3nm。中心线平均表面粗糙度过大,则表面凹凸部使光散射,其结果是噪音增大。
该测定方法,例如,中心线平均表面粗糙度(Ra),是用JIS-B0601定义的值,其使用(株)小坂研究所的接触式表面粗糙度计(サ—フコ—ダ—,型号SE-30C)进行测定。Ra测定条件如下所示。
触针前端半径:2μm,测定压力:30mg,切断:0.08mm,测定长度:1.0mm。
其数据为对同一试样反复测定5次,对其测定值(μm单位至小数点后四位的值),除去其中一个最大的值,将剩余的4个数据的平均值的小数点以下的第5位进行四舍五入,小数点以下第4位为用nm单位表示。
<光学膜的表面缺陷点·内部异物>
本发明的全息图记录介质的间隙层用光学膜,为防止噪音,优选表面缺陷点或内部异物少的膜。即,最大长度为10μm以上且高度3μm以上的表面缺陷点为10个/m2以下,优选为5个/m2以下,最大长度为20μm以上的块状的内部异物为5个/m2以下,优选为3个/m2以下,并且最大长度为200μm以上的伤痕状的表面缺陷点为1个/m2以下,优选为0个/m2以下。表面缺陷点的高度,在膜上层积过滤器层时,有时会产生问题。如上述的膜表面的突起,其原因是冷却辊或膜搬运辊的伤痕(大部分是坑洼状的缺陷),在膜表面上将其转印而成为突起。伤痕为比较平缓的凹状,其深度多数较浅。通过扫描型电子显微镜观察膜表面上的强的伤痕,其缺陷点的几乎中央部有裂纹或附着有微小的异物。通常,不足200μm的小的伤痕,通过在过滤器层层积时发生的热而引起歪斜松弛、消失。
这些的测定方法,例如,对聚碳酸酯膜取约1m2样品(膜1.3m宽度×挤出方向长度为约1m),以供测定。
(i)热劣化物等的块状异物
用二氯甲烷溶解取得的样品膜,制成低浓度(1重量%)的聚碳酸酯溶液,用10μm膜过滤该异物。用显微镜观察该异物,计数最大长度为20μm以上的大小的异物。另外,用FT-IR与EPMA对异物的来历(原因物)进行定性分析、确认。
(ii)膜表面的突起
从斜上方照射膜表面,用其反射光目视观察大的缺陷点。使用キ—エンス社制造的激光显微镜测定该缺陷部的高度。另外,对目视不能发现的小的缺陷点,通过取5cm方形膜样品,用透过型显微镜观察缺陷点,在其周围施加标记并进一步用激光显微镜观察,测定缺陷点的高度、广度等。计数最大长度为10μm以上且高度为3μm以上的缺陷点。
(iii)伤痕
用1m2的膜来计数伤痕的出现频度。斜方照明目视伤痕的最大长度为200μm以上的伤痕的数目。伤痕,从正面观察膜表面时,目视几乎不能发现的小的伤痕,在斜方照明目视的情形下,则可容易地发现。该方法,是在黑色平板上展开的膜上,从斜方向上照射光,通过目视其反射光,可发现微小的光的反射的不均匀的一部分的方法。
<光学膜添加剂>
本发明的全息图记录介质的间隙层用光学膜,在不损害熔融制膜的膜的特性例如膜的透明性等的范围内,也可含有稳定剂、紫外线吸收剂、调色剂、静电防止剂等。因此,为了可容易地使用在制造使用本发明聚碳酸酯树脂的光学膜时适用的静电密接法,可添加微量的醋酸钠、醋酸钾等的在聚碳酸酯中溶解的物质,Na离子或K离子金属离子能强化静电密接的效果。
<全息图记录介质>
本发明的全息图记录介质,由作为支撑基板的第二基板、反射层、间隙层、过滤器层、保护层、记录层、第一基板构成,根据需要还具有其它层。进一步地,该光记录介质,使用两光的光轴为同轴的方式照射上述信息光及参照光的同轴干涉方式(直线方式)。
<第二基板>
第二基板,位于最外层,形成与向全息图记录介质记录时的信息光及参照光的照射位置有关的信息。另外,是保持全息图记录介质的机械强度的支撑基板。
第二基板,其形状、构成结构、大小等,可根据需要进行适宜的选择。例如,可举出盘形状、卡形状等。另外,优选与第一基板的外形状相同的形状。
作为第二基板的构成材料,通常可使用玻璃、陶瓷、塑料等,从加工性、成本方面考虑,可特别适宜地使用塑料。
作为上述塑料,例如,可举出,聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚亚苯醚树脂、聚亚苯基树脂、聚丙炔树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚乳酸树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、氟树脂、ABS树脂、氨基甲酸乙酯等。其中,从成形性、耐热性、光学特性、成本方面考虑,特别优选使用聚碳酸酯树脂。
作为第二基板中的信息光或参照光的照射位置相关的信息,没有特别限制,可根据需要进行适宜地选择。例如,可以举出跟踪信息、聚焦信息、地址信息、盘条件信息等。
上述跟踪信息,例如,可以举出蛇行状(wobble)凹坑、蛇行状沟、跟踪凹坑(tracking pit)等。
上述聚焦(focus)信息,例如,可以举出形成在第二基板表面上的反射膜、聚焦用镜、聚焦用凹坑等。
上述地址信息,例如,可以举出蛇行状凹坑上的凹凸、编码过的凹坑列、蛇行状变调信号等。
也可复合形成上述各信息。例如,以规定的角度间隔设置作为在半径方向上绵延的多个位置决定的区域的地址伺服区域,也可将紧挨着的地址伺服区域间的扇形区间作为数据区域。该地址伺服区域中,通过样品伺服方式进行聚焦伺服以及跟踪伺服的信息与地址信息,也可通过预先压纹凹坑(伺服凹坑)等记录伺服凹坑图案而形成。
第二基板的厚度优选为0.1~5mm,更优选为0.3~2mm。上述第二基板的厚度不足0.1mm时,全息图记录介质的机械强度保持困难,当基板厚度超过5mm时,全息图记录介质的重量变大,给主轴电动机施加过剩的负荷,因而不优选。
<反射层>
上述第二基板中的伺服凹坑图案的表面上也可形成作为反射层的反射膜。作为上述反射膜的材料,优选使用相对于信息光或参照光具有高的反射率的材料。例如,优选Al、Al合金、Ag、Ag合金、Au、Cu合金等。作为上述反射膜的形成方法,没有特别限定,可适宜地使用真空蒸镀法、溅射法等的PVD法或CVD法等各种膜形成法。但是,作为全息图记录介质,为了使不产生在高温高湿的耐环境试验中生成的剥离,优选特别是与基板的密接性大的条件下制作。因此,优选使用溅射法。
反射层的膜厚范围优选为10~500nm,为了抑制反射率的降低而引起的信号特性的降低,更优选30~200nm,特别优选40~100nm。
<间隙层>
间隙层,为了平坦化上述第二基板的表面的目的而形成。作为间隙层中使用的材料,优选耐热性优异的材料,该材料,即使在间隙层上层积过滤器层层积时的热也不引起间隙层变形,另外,在过滤器层上层积·固化记录材料时的热或收缩应力下间隙层也不发生变形而在过滤器层上发生皲裂等的缺陷。
<过滤器层>
过滤器层,即使变化入射角选择反射波长中也不产生不吻合,能够防止信息光与参照光引起的全息图记录介质的反射膜的乱反射,能够防止噪音的发生。通过在全息图记录介质上层积上述过滤器层,能够得到高解像度、衍射率优异的全息图记录。
过滤器层的功能,优选透过第一波长的光,反射与该第一波长的光不同的第二波长的光,优选上述着第一波长的光为350~600nm并且第二波长的光为600~900nm。
作为上述过滤器层,没有特别限制,例如,可通过介电体蒸镀层、单层或2层以上的胆甾型层,进一步根据需要,通过其他的层的层积体形成。另外,也可具有色彩含有层。
<保护层>
保护层在过滤器层与记录层之间形成。保护层,用来防止全息图记录介质的记录性能的降低。信息光与参照光的集光位置存在在记录层内,但是在没有保护层的情形,通过过剩露光产生过剩的光反应,会降低记录性能。即,通过使用保护层,能够抑制集光位置附近的过剩的光反应,能够维持记录性能。
作为保护层中使用的材料,没有特别的限制,可适宜地使用与间隙层同样的透明的塑料膜。例如,优选由聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、非晶性聚链烯烃树脂形成的塑料膜。从寻求耐热性、光学等方性方面考虑,更优选聚碳酸酯树脂、非晶性聚链烯烃树脂。
作为保护层的厚度,没有特别的限制。优选为1~200μm,更优选为3~100μm。不足1μm时,几乎没有作为保护层的效果,超过200μm,则焦点位置离记录层变远,导致记录性能的降低,因而不优选。
<记录层>
记录层,是作为二维图像被赋予了信息的信息光和能够干涉信息光的参照光在记录介质的内部进行重合,利用全息图进行记录信息的层。通过照射规定的波长的电磁波(γ射线、x射线、紫外线、可见光线、红外线、电波等),使用根据其强度而吸光系数或折射率等的光学特性发生变化的材料。作为构成记录层的材料,通常,适宜地使用在自由基聚合性化合物及光自由聚合引发剂以外还具有三维交联聚合物基体的构成的材料。作为形成基体的三维交联聚合物构成的化合物,可用环氧化合物。作为环氧化合物,具体的可以举出,1,4—丁二醇二缩水甘油醚、1,6—己二醇二缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、二环氧辛烷、间苯二酚二缩水甘油醚、双酚A的二缩水甘油醚、双酚F的二缩水甘油醚、3,4—环氧环己烯基甲基—3’,4’—环氧环己烯羧酸酯、以及环氧丙氧基丙基末端的聚二甲基硅氧烷等。
作为自由基聚合性化合物,可以举出具有乙烯性不饱和双键的化合物。例如,可以举出不饱和羧酸、不饱和羧酸酯、不饱和羧酸酰胺、乙烯基化合物等。更具体的可以举出丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸2—乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸联环戊烯基酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸异冰片基酯、丙烯酸金刚烷基酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸苯酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、氯苯基丙烯酸酯、甲基丙烯酸金刚烷基酯、异冰片基甲基丙烯酸酯、N—甲基丙烯酰胺、N,N—二甲基丙烯酰胺、N,N—亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酰基吗啉、乙烯基吡啶、苯乙烯、溴苯乙烯、氯苯乙烯、三溴苯基丙烯酸酯、三氯苯基丙烯酸酯、三溴苯基甲基丙烯酸酯、三氯苯基甲基丙烯酸酯、乙烯基苯甲酸酯、3,5—二氯乙烯基苯甲酸酯、乙烯基萘、乙烯基萘甲酸酯、萘基甲基丙烯酸酯、萘基丙烯酸酯、N—苯基甲基丙烯酰胺、N—苯基丙烯酰胺、N—乙烯基吡咯烷酮、N—乙烯基咔唑、1—乙烯基咪唑、联环戊烯基丙烯酸酯、1,6—己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙二醇三甲基丙烯酸酯、N—乙烯基咔唑及N—乙烯基吡咯烷酮。
作为光自由基聚合引发剂,例如,可以举出咪唑衍生物、有机叠氮化合物、二茂钛类、有机过氧化物以及噻吨酮衍生物等。具体的可以举出苄基、苯偶姻、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻丁醚、苯偶姻异丁醚、1—羟基环己基苯基酮、苄基甲基缩酮、苄基乙基缩酮、苄基甲氧基乙基醚、2,2’—二乙基苯乙酮、2,2’—二丙基苯乙酮、2—羟基—2—甲基苯丙酮、对叔丁基三氯苯乙酮、噻吨酮、2—氯噻吨酮、3,3’,4,4’—四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮、2,4,6—三(三氯甲基)1,3,5—三嗪、2—(对甲氧基苯基)—4,6—双(三氯甲基)1,3,5—三嗪、2—[(对—甲氧基苯基)乙烯]—4,6—双(三氯甲基)1,3,5—三嗪、チバスペシヤルテイケミカルズ社制造的イルガキユア149、184、369、651、784、819、907、1700、1800、1850等各型号的化合物、二叔丁基过氧化物、二枯烯基过氧化物、叔丁基枯烯基过氧化物、叔丁基过氧化乙酸酯、叔丁基过氧化丁酸酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、乙酰基过氧化物、异丁酰基过氧化物、癸酰基过氧化物、月桂酰基过氧化物、苯甲酰基过氧化物、叔丁基氢过氧化物、枯烯氢过氧化物、甲基乙基酮过氧化物、以及环己酮过氧化物等。
可根据需要添加花青、部花青、呫吨、香豆素、曙红等增敏色素;硅烷偶合剂以及增塑剂等。
在保护层上涂布含上述的三维交联聚合物、自由基聚合性单体、光聚合引发剂的记录层溶液时,可以采用浇铸法或旋转涂布法。也可间隔树脂制造的隔板配置含过滤器层的第二基板与第一基板,在其间隙中注入记录层材料溶液。基体聚合物的三维交联,使用脂肪族伯胺,即使在室温也可以进行,但根据固化剂反应性也可加热至30℃~150℃左右。优选记录层的膜厚在20
μm~2mm的范围内。当低于20μm时,难以得到充分的记录容量,当大于2mm时,记录层的灵敏度及衍射效率降低。更优选记录层的膜厚为50μm~1mm。当记录层溶解、侵蚀第一基板时,也可采用溅射等方法在第一基板与记录层之间形成有机或无机系的保护膜。上述保护膜,没有特别限制,例如,也可使用硅膜、硫化锌—硅膜等。此时,保护层的厚度优选为10nm~500nm。
<第一基板>
第一基板,层积在记录层上,优选是透光性基板。对于其形状、结构、大小等,没有特别的限制,可根据需要进行适宜地选择,可使用与第二基板同样的形状、材料。
第一基板的厚度,没有特别的限制,优选为5~1200μm,更优选为100~700μm。上述支撑体厚度为不足5μm,则保护记录层的功能降低,若超过1200μm,则从第一基板表面到记录层、伺服凹坑形成的层的距离变远,记录再生的光的焦点距离过长,因而不优选。
<全息图的记录再生方式>
作为全息图的记录方法,没有特别限制,可根据目的进行适宜选择。例如,作为同轴光束向上述全息图记录介质照射信息光及参照光,通过使信息光与参照光的干涉产生的干涉图案,在记录层中记录信息,即,所谓的直线方式的全息图记录方法。
作为上述再生方法,没有特别限定,可根据目的进行适宜选择,例如,通过上述光记录方法,在记录层中形成的干涉图像照射与参照光相同的光,可再生与该干涉图像对应的记录信息。
作为上述光记录方法及再生方法,可通过作为二维图像被赋予了信息的信息光和与该信息光的强度几乎一定的参照光在记录层的内部进行重合,利用他们形成的干涉图案在记录层内部产生光学特性分布,由此,记录信息。另一方面,再生写入的信息时,以与记录时同样的配置对记录层仅照射参照光,得到具有对应记录层内部形成的光学特性分布的强度分布的再生光。
下面,给出具体例子,更详细地说明本发明。还有,为不使记录层感光,在本实施例中的一系列作业,在将比波长600nm短的光被遮光的室内进行。
实施例
下面举出实施例,进行了详细地说明,但本发明,只要在不偏离其宗旨的范围内,并不限于此。在实施例及比较例中,“份”表示重量份。而评价按下述方法进行。
(1)玻璃化转变温度
使用聚碳酸酯树脂粉末,采用TAインスツルメント社制造的热分析系统DSC—2910,按照JIS K7121,在氮气环境(氮气流量:40ml/min)、升温速度为20℃/min的条件下进行测定。
(2)粘均分子量
在二氯甲烷100ml中溶解聚碳酸酯树脂粉末0.7g,测定该溶液在20℃的极限粘度(ηsp),然后算出粘均分子量。
(3)膜的厚度不匀
膜整幅的厚度不匀,使用连续厚度计(フイルムシツクネステスタ—,型号KG601A,アンリツ(株)制造)进行测定。
(4)膜的全光线透过率
在膜的宽度方向上的3个位置取样。使用日本电色工业(株)制造的色差·浊度测定机COH-300A测定样品的全光线透过率。对各样品测定5点,将宽度方向的3个样品的共15个点的平均值作为全光线透过率。另外,按照JISK7105实施该测定。
(5)膜的异物以及表面缺陷点的测定
在聚碳酸酯膜上取约1m2样品(膜1.3m宽×挤出方向长度约1m),以供测定。
(i)热劣化物等的块状异物
将取的样品膜在二氯甲烷中溶解,制成低浓度(1重量%)的聚碳酸酯溶液,用10μm过滤器过滤该异物。用显微镜观察该物质,计数最大长度为20μm以上的大小的异物。另外,用FT-IR与EPMA对异物的来历(原因物)进行定性分析。
(ii)膜表面的突起
从斜上方照射膜表面,用其反射光目视观察大的缺陷点。使用キ—エンス社制造的激光显微镜测定该缺陷部的高度。另外,对目视不能发现的小的缺陷点,取5cm方形膜样品,用透过型显微镜观察缺陷点,在其周围施加标记,然后进一步用激光显微镜观察,测定缺陷点的高度、广度等。计数最大长度为10μm以上且高度为3μm以上的缺陷点。
(iii)伤痕
用1m2的膜计数伤痕的出现频度。斜方照明目视伤痕的最大长度为200
μm以上的伤痕的数目。伤痕,从正面观察膜表面时目视几乎不能发现的小的伤痕,在斜方照明目视的情形下,则可容易地发现。该方法,是在黑色平板上展开的膜上,从斜方向上照射光,通过目视其反射光,可发现微小的光的反射的不均匀的一部分的方法。
(6)膜的中心线平均表面粗糙度(Ra)的测定
中心线平均表面粗糙度(Ra)测定方法,是用JIS-B0601定义的值,其使用(株)小坂研究所的接触式表面粗糙度计(サ—フコ—ダ—,型号SE-30C)测定。Ra测定条件如下所示。
触针前端半径:2μm,测定压力:30mg,切断:0.08mm,测定长度:1.0mm。
数据为对同一试样反复测定5次,对其测定值(μm单位至小数点后四位的值),除去其中一个最大的值,将剩余的4个数据的平均值的小数点以下的第5位进行四舍五入,小数点以下第4位为用nm单位表示。
(7)膜的热尺寸变化率
从膜的宽度方向上的3个位置采取样品。测定样品的大小,为宽度10mm,测定的方向为150mm。而且测定的方向为膜的运行方向和与运行方向呈直角方向的2个方向。测定的方向上标记点间隔为100mm,在规定温度(140℃)的恒温槽中无负荷的状态下处理2小时后,取出至室温下冷却后进行测定。尺寸的变化,在恒温恒湿的条件下,23℃、65%RH的条件下,使用读取显微镜进行实施。尺寸的变化率可从热处理前后的尺寸通过下式求出。
热尺寸变化率={(处理前的尺寸)-(处理后的尺寸)}/(处理前的尺寸)×100%
(8)面内迟延值(Re.1)
对于等方性膜(延伸前膜),对宽度方向样品整幅通过双折射率测定装置(商品名KOBRA WFD,王子计测社制造),计测10mm间隔的迟延值。测定波长为589.3nm。由该数据求出测定的样品整幅方向中的迟延值的差。即,膜整幅方向的迟延值的最大值与最小值的范围,可用Re.1=最小值~最大值表示,作为均匀性的尺度(单位nm)。
(9)厚度方向的迟延值(Re.2)的测定
与上述的(8)的测定同样地,整幅取样,将膜的宽度方向5等分。从5等分的样品取出测定样品小片,用双折射率测定装置(商品名KOBRA WFD,王子计测社制造)计测。以迟相轴或进相轴使该膜样品旋转,改变入射角度,测定迟延,从该数据计算折射率nx、ny以及nz。进一步从这些数值,计算Re.2=((nx+ny)/2-nz)×d(单位:nm)。在此,以d表示测定膜的厚度。
(10)全息图再生评价
使用PULSTEC公司制造的直线式全息图记录再生试验机SHOT-1000,在上述全息图记录介质中,写入记录全息图的焦点位置中的记录点的大小直径200μm的一系列的多重全息图,通过在ISOM′04、Th-J-06、pp、184-185中记载的方法,对多重数进行评价。在此,将BER>10-3的记录全息图数作为多重数。
实施例1
<光学膜制造工序>
使用减压干燥式的棚段式干燥机,在120℃下干燥帝人化成(株)制造的双酚A均聚物光学级聚碳酸酯颗粒(商品名パンライトAD-5503,Tg:147℃,粘均分子量:15000)3小时。将其投入加热至110℃的熔融挤出机的加热料斗中,在290℃下熔融挤出。为了除去熔融聚合物的异物的过滤器,使用平均开孔为10μm的SUS无纺布的盘状物。将过滤后的熔融树脂通过设定为290℃的I铸模,挤出至旋转的冷却辊表面(表面温度设定为60℃)。使用的冷却辊,其直径为800mm,辊表面长度为1800mm。使用流经冷却介质的结构以使辊的表面温度变得均匀。挤出铸模的模唇的宽度为1500mm,模唇间隙为约2mm。铸模模唇,使用其下表面没有凹凸的平坦的模唇。
从挤出铸模流下的树脂流下冷却辊的顶部而卷挂住。模唇前端部与冷却辊表面之间的距离为25mm。为了使膜均匀地冷却取回,将整幅膜通过静电密接法密接在冷却辊表面。静电密接的电极,使用粗度大约为180μmφ的SUS的打磨干净的钢琴丝。将该钢琴丝与直流电源的正电极连接,冷却鼓侧接地。施加电压为7KV。如此,将厚度为97μm的膜,冷却辊旋转速度10m/分钟,通过离陆辊卷取。
接下来,将膜通过辊悬垂型热处理机进行热处理。在辊悬垂型热处理机内上下交互配置100mmφ的辊。上下辊间距离为1.6m,每一个相邻放置的的辊之间的距离与辊径相同为100mmφ。因此,制作成,要处理的膜,在该辊悬垂型热处理机内的烤箱中,停留长度为约50m(滞留时间60秒)。热处理机内的烤箱中的热风温度为145℃、烤箱出口的膜的张力为3.0Kg/(厚度97μm×膜整幅1440mm)(剖面负载2.1Kg/cm2)。出烤箱后的膜直至同样在辊悬垂型热处理机冷却至60℃,然后取出至室温。热处理后的膜的两端部,各切除70mm,得到1300mm宽度的膜。
<全息图记录介质制造工序>
得到的膜的特性示于表2。接下来,使用作为第二基板用树脂的聚碳酸酯树脂(商品名パンライトAD-5503,帝人化成(株)制造),通过光盘用注射成型机(SD-40E,住友重机械工业(株)制造),成型为外径120mmφ、内径15mmφ、厚度1.1mm的光盘基板。另外,注射成型时,在单面表面上形成记录数据信息的凹坑,为此,使用形成跟踪凹坑0.74μm、沟槽深度为150nm、沟槽幅度为300nm的图案的盖印机。
将该光盘基板供给至Blu-ray Disc贴合装置(メビウスF-1,芝浦メカトロニクス(株)制造)。メビウスF-1中,在该磁盘基板以外,反射膜形成用(株)コベルコ科研制Ag合金的磁控管溅射器用靶,作为间隙层用膜,切出上述的140mm宽度的聚碳酸酯膜,作为该膜与光盘基板的粘结用树脂,供给大日本油墨化学工业(株)制造的EX-8410。メビウスF-1中,通过溅射器在光盘基板上形成Ag合金的反射膜后,旋转涂布了粘结用树脂。其中,从另外途径供给的间隙层用层积膜辊仅取出聚碳酸酯膜后,制成光盘状,将该制成的间隙层用膜贴合在上述基板上,照射紫外线,形成间隙层。
然后,作为过滤器层,通过真空蒸镀法,层积分色镜层。作为保护层使用帝人化成(株)制造的パンライトAD-5503制膜的厚度100μm的聚碳酸酯膜,使用与间隙层同样的方法在过滤器层上层积。
接下来,作为第一基板用树脂,使用聚碳酸酯树脂(商品名パンライトAD-5503,帝人化成(株)制造),通过光盘用注射成型机(SD-40E,住友重机械工业(株)制造),形成外径120mmφ、内径15mmφ、厚度0.6mm的光盘基板。另外,注射成型时,使用没有聚焦凹坑图案的镜面盖印机。然后,将制备的全息图记录层溶液,通过旋转涂布机涂布在保护层上,在其上面贴合第一基板。对其进行遮光,通过在80℃下保持5小时,制成具有厚度为0.6mm的记录层的全息图记录介质。进一步地,全息图记录介质的记录再生评价中,使用PULSTEC工业制造的全息图评价装置(型号:SHOT-1000),多重记录13×13=169的全息图。BER>10-3的记录全息图数为多重数,示于表2中。
实施例2
除了采用粘均分子量18000(Tg:149℃)的聚碳酸酯颗粒以外,进行与实施例1相同的操作,将结果示于表1、2。
比较例1
除了采用粘均分子量32000(Tg:158℃)的聚碳酸酯颗粒以外,进行与实施例1相同的操作,将结果示于表1、2。
比较例2
除了使用比热处理温度130℃还低的温度且低的张力下进行处理的、迟延大的膜以外,进行与实施例1相同的操作,将结果示于表1、2。
比较例3
除了使用将挤出铸模的模唇的前端部与冷却辊表面之间的距离设置为200mm的、厚度不匀及表面粗糙度大的膜以外,进行与实施例1相同的操作,将结果示于表1、2。
比较例4
除了采用粘均分子量12000(Tg:138℃)的聚碳酸酯颗粒以外,进行与实施例1相同的操作。在过滤器层层积时,由于间隙层的热变形,在过滤器层及聚碳酸酯膜上产生皲裂,不能得到全息图记录介质。将结果示于表1、2。
比较例5
与实施例1相同,采用粘均分子量15000(Tg:147℃)的聚碳酸酯颗粒,在290℃下熔融挤出时,不使用除去熔融聚合物的异物的过滤器,制成颗粒。除此以外,进行与实施例1相同的操作,将结果示于表1、2。得到的聚碳酸酯膜的表面缺陷多。
表1
表2
工业实用性
本发明中,由聚碳酸酯树脂形成的光学膜,双折射低,表面平滑性良好,因此,使用该光学膜作为间隙层的全息图记录介质,伺服信号与全息图信号光不混合,显示良好的错误率,因而可知,其可有效用作全息图记录介质。
Claims (17)
1.一种全息图记录介质的间隙层用膜,其由熔融挤出聚碳酸酯树脂而制成,其特征在于,
(1)膜的厚度为10~150μm;
(2)厚度不匀为±2μm以下;
(3)在140℃下进行热处理1小时后的热尺寸变化率为0.08%以下;
(4)全光线透过率为89%以上;
(5)面内迟延为1~15nm;
(6)厚度方向的迟延为100nm以下;及
(7)中心线平均表面粗糙度为两表面均为1~5nm的范围。
2.如权利要求1所述的膜,其中,聚碳酸酯树脂由至少含有50mol%双酚A的二羟基成分制得。
3.如权利要求1所述的膜,其中,聚碳酸酯树脂的粘均分子量为13000~30000。
4.如权利要求1所述的膜,其中,
(1)最大长度为10μm以上且高度为3μm以上的表面缺陷点为10个/m2以下;
(2)最大长度为20μm以上的块状内部异物为5个/m2以下;并且
(3)最大长度为200μm以上的伤痕状的表面缺陷点为1个/m2以下。
5.一种全息图记录介质,其中,在间隙层上具有权利要求1~4中任一项所述的膜。
6.一种全息图记录介质,具有作为二维图像被赋予了信息的信息光和能够干涉信息光的参照光进行重合,并利用全息图将信息进行记录的记录层,该全息图记录介质由作为支撑体的第二基板、反射层、间隙层、过滤器层、保护层、记录层、透光性的第一基板构成,其特征在于,间隙层为权利要求1所述的膜。
7.如权利要求6所述的全息图记录介质,其中,使信息光的光轴与参照光的光轴同轴来照射信息光及参照光。
8.如权利要求6或7所述的全息图记录介质,其中,第二基板具有为了检测出伺服信息而形成的伺服凹坑图案。
9.如权利要求6~8中任一项所述的全息图记录介质,其中,第二基板在伺服凹坑图案上形成反射膜。
10.如权利要求6~9中任一项所述的全息图记录介质,其中,反射层为金属反射膜。
11.如权利要求6~10中任一项所述的全息图记录介质,其中,过滤器层与反射层之间设置间隙层,并使第二基板表面平坦化。
12.如权利要求6~11中任一项所述的全息图记录介质,其中,间隙层通过贴合光学用膜而形成。
13.如权利要求6~12中任一项所述的全息图记录介质,其中,过滤器层是由分色镜形成的层或由胆甾型液晶形成的层,具有波长选择性能。
14.如权利要求6~13中任一项所述的全息图记录介质,其中,过滤器层含有颜料或染料。
15.如权利要求6~14中任一项所述的全息图记录介质,其中,在过滤器层上形成保护层、记录层、透光性的第一基板。
16.如权利要求6~15中任一项所述的全息图记录介质,其中,第一基板及第二基板是聚碳酸酯树脂或玻璃。
17.如权利要求6~16中任一项所述的全息图记录介质,采用通过照射信息光和参照光并使其干涉而形成的干涉图案在记录层上记录信息的方式,其中,采用下述方式,即照射与信息光及参照光不同波长的伺服用光,通过该伺服用光的焦点距离检测出记录的干涉图案的位置信息。
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