DE69116631T2

DE69116631T2 - Prägewalze zum Prägen einer Trägerfolie für einen optischen Aufzeichnungsträger, Vorrichtung zum Herstellen der Trägerfolie für einen optischen Aufzeichnungsträger, Verfahren zum Herstellen der Trägerfolie für einen optischen Aufzeichnungsträger sowie dadurch hergestellter optischer Aufzeichnungsträger

Info

Publication number: DE69116631T2
Application number: DE69116631T
Authority: DE
Inventors: Hisanori Hayashi; Hirofumi Kamitakahara; Osamu Kanome; Tetsuya Sato; Hitoshi Yoshino
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1991-09-27
Publication date: 1996-06-20
Anticipated expiration: 2011-09-28
Also published as: US5368789A; EP0478372A1; DE69116631D1; EP0478372B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Formwalze für die kontinuierliche Herstellung von Trägern für Informationsspeichermaterialien hoher Dichte, wie zum Beispiel optische Platten (optical disks) und optischen Karten, die Informationen aufzeichnen und wiedergeben können durch Andern optischer Eigenschaften, wie zum Beispiel der Reflexionsfähigkeit bezüglich Licht aus einem Laserstram oder dergleichen.
Bisher wird ein optisches Aufzeichnungsmaterial erzeugt durch Bereitstellen einer Aufzeichnungsschicht auf einem Träger, der durchlässig für Licht, wie zum Beispiel einen Halbleiterlaser, ist, wodurch Aufzeichnung und Wiedergabe der Information durchgeführt werden, und nachfolgendes Aufbringen einer Schutzschicht auf die Aufzeichnungsschicht. In die Oberfläche dieses Trägers für das optische Aufzeichnungsmaterial werden feine Vorformatierungen eingraviert mit Abmessungen im Mikrometerbereich oder im Submikrometerbereich, wie zum Beispiel Spurrillen oder Pits für Adreßinformationen (Adreßinformationsvertiefungen). Als konventionelle Verfahren zur Bildung dieser Vorformatierungen sind zum Beispiel ein Spritzgußverfahren und ein Preßformverfahren bekannt. Allerdings sind diese Verfahren nicht zufriedenstellend, was die Massenproduktionsfähigkeit und die Kosten betriift.
Um dieses Problem zu lösen hat der Anmelder der vorliegenden Erfindung in EP-A 0369780 und EP-A 0369781 Verfahren zur Herstellung von Trägerplatten für optische Aufzeichungsmaterialien vorgeschlagen, die die Schritte umfassen, daß ein Harz geschmolzen und extrudiert wird zur Formung von Harzplatten und dann die geformten Harzplatten zwischen einer Formwalze und einer gegenüber angeordneten Walze gepreßt werden zur Übertragung der Vorformatierungen darauf.
Gemäß den genannten Verfahren können Trägerplatten für optische Aufzeichnungsmaterialien kontinuierlich gebildet werden, die hervorragend sind in der Übertragbarkeit der Vorformatierungen und die die Doppelbrechung steuern, die der Grund für das Abfallen des C/N-Wertes sind, selbst wenn ein Harz, wie zum Beispiel ein Polycarbonat, das leicht Doppelbrechung verursacht, verwendet wird.
Allerdings wurde als Ergebnis der Untersuchungen der genannten Verfahren gefunden, daß Werte der Doppelbrechung und die Übertragungsgenauigkeit der Trägerplatte sich ändern aufgrund der leichten Änderung der Bedingungen zum Zeitpunkt der Formung, wie zum Beispiel der Heiztemperatur eines Extruders, der Heiztemperatur einer Formwalze und der Spiegelwaizen und der Raumtemperatur zum Zeitpunkt der Formung. Die erwähnten Änderungen der Doppelbrechung und der Übertragungsgenauigkeit sind nicht bevorzugt, selbst wenn sie innerhalb eines erlaubten Bereiches liegen, weil sie mit der Stabilisierung der Leistung des optischen Aufzeichnungsmaterials in Konflikt geraten.
Die Erfinder haben das erwähnte Problem im Detail untersucht, und als Ergebnis wurden die folgenden Tatsachen gefunden. Wie zum Beispiel in der vorstehen erwähnten EP-A 0369780 beschrieben, wird im dem Fall, in dem die Trägerplatte für das optische Aufzeichnungsmaterial unter der Verwendung von 3 Walzen geformt wird, wie in Fig. 8 dargestellt, und wenn die hochqualitative Trägerplatte gewünscht ist, eine geformte Harzplatte 82, die aus einer T-Düse 81 extrudiert wird, in einem fast geschmolzenen Zustand gehalten, während sie zwischen einer ersten Walze 83 und einer Formwalze 84 gepreßt wird, um keine Doppelbrechung zu verursachen (um also keine Spannung zu fixieren, die auf das Harz einwirkt) und um die Übertragungsfähigkeit zu verbessern. Zusätzlich ist es, wenn die geformte Harzplatte glatt von der Formwaize 84 zu einer dritten Walze 85 übertragen wird, erforderlich, daß die geformte Harzplatte gekühlt wird, um nicht an der Formwalze festzukleben. Allerdings wurden diese Anforderungen bisher durch Einstellen der Formungsbedingungen erfüllt. So war, wenn eine hochqualitative Trägerplatte für das optische Aufzeichnungsmaterial geformt wird, insbesondere, wenn sich die Temperatur des Harzes und der Formwalze auf die Seite niedrigerer Temperaturen verschiebt, der Rahmen der Bedingungen begrenzt.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht im Hinblick auf das vorstehend erwähnte Problem und eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Formwalze bereitzustellen, die auf einer hohen Leistungsebene die Übertragungsgenauigkeit der Vorformatierung und die Doppelbrechungswerte einer Trägerplatte für optische Aufzeichnungsmaterialien beibehalten kann, selbst wenn die Formungsbedingungen sich verändern.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung bereitzustellen zur Herstellung eines Trägers für ein optisches Aufzeichnungsmaterial, das eine Trägerplatte für ein optisches Aufzeichnungsmaterial zuverlässig formen kann ohne Änderung der Übertragungsgenauigkeit der Vorformatierung und der Doppelbrechung, selbst wenn sich die Formungsbedingungen ändern.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen zum Herstellen eines Trägers für ein optisches Aufzeichnungsmateriai, das den Formungsbedingungen einen Rahmen geben kann, innerhalb dessen die Träger für das optische Aufzeichnungsmaterial mit hervorragender Übertragungsgenauigkeit der Vorformatierung und niedriger Doppelbrechung zuverlässig hergestellt werden.
Gemäß der Erfindung wird eine Formwalze bereitgestellt zur Formung einer Trägerplatte für ein optisches Aufzeichnungsmaterial durch Übertragen eines Vorformatierungsmusters auf eine Harzplatte, die durch Schmelzen und Extrudieren eines Harzes geformt wurde, wobei die Formwalze dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Walzengrundlage, wenigstens einen Stempel, der ablösbar auf der äußeren Oberfläche der Walzengrundlage befestigt ist, und eine Wärmeisolationsschicht, die zwischen der Walzengrundlage und dem Stempel eingebracht ist, umfaßt.
Weiter wird gemäß der Erfindung ein Verfahren bereitgestellt zur Formung einer Trägerplatte für ein optisches Aufzeichnungsmaterial, das einen Schritt umfaßt, der darin besteht, daß ein geschmolzenes Harz extrudiert wird, um eine Harzplatte zu formen, und einen Schritt umfaßt, der darin besteht, daß die Harzplatte durch eine Formwalze und Spiegelwalzen, die der Formwalze gegenüber angebracht sind, gepreßt wird, um ein Vorformatierungsmuster auf die Oberfläche der Harzplatte zu übertragen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, das die Formwalze verwendet wird, die eine Walzengrundlage, wenigstens einen Stempel, der ablösbar auf der äußeren Oberfläche der Walzengrundlage befestigt ist, und eine Wärmeisolationsschicht, die zwischen der Walzengrundlage und dem Stempel eingebracht ist, umfaßt.
Durch die Erfindung wird die Übertragung von Wärme von der isolierenden Platte auf die Formwalze zum Zeitpunkt des Pressens durch die erste Walze und die Formwalze verhindert, selbst wenn die Temperatur des Harzes sich insbesondere auf die Seite niedriger Temperaturen im Formungsschritt ändert. Entsprechend kann die Harzplatte am Preßpunkt auf einem hohem Temperaturwert gehalten werden, so daß die Schmelzviskosität des Harzes ebenfalls davon abgehalten werden kann, schlagartig zu fallen, was dazu führt, daß das Mitkommen der geformten Harzplatte mit dem Stempel und die Fixierung von inneren Spannungen nicht auftritt. Infolgedessen kann eine hochqualitative Trägerplatte erhalten werden.
Im übrigen wird gemäß einer konventionellen Technik ein Ankleben ausgeführt zum Zweck der einfachen Befestigung des Stempels auf der Walzengrundlage, und als Ergebnis wird eine Harzschicht gebildet. Allerdings ist diese Harzschicht extrem dünn und es ist schwierig, die Dicke der Harzschicht gegebenenfalls zu justieren, und es ist auch schwierig, eine gleichmäßige Dicke einzuhalten. Zusätzlich kann der Stempel nicht von der Walzengrundlage gelöst werden, und darum ist es unbequem schwierig, nur den Stempel auszutauschen. Die Beschreibung einer solchen konventionellen Formwalze nimmt überhaupt keinen Bezug auf die Ziele, Konstruktionsmerkmale und Wirkungen der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 stellt eine schematische Schnittansicht dar, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Formwalze veranschaulicht.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht, die eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Formwalze veranschaulicht.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Bildung einer Trägerplatte für ein erfindungsgemäßes optisches Aufzeichnungsmaterial.
Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht, die eine Ausführungsform des Herstellungsverfahrens der erfindungsgemäßen Formwalze veranschaulicht.
Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht, die eine andere Ausführungsform des Herstellungsverfahrens der erfindungsgemäßen Formwalze veranschaulicht.
Fig. 6 zeigt eine schematische Ansicht, die noch eine andere Ausführungsform des Herstellungsverfahrens der erfindungsgemäßen Formwalze veranschaulicht.
Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform des Herstellungsverfahrens der erfindungsgemäßen Formwalze veranschaulicht.
Fig. 8 stellt eine schematische Ansicht dar, die ein konventionelles Herstellungsverfahren für eine Trägerplatte für optische Aufzeichnungsmaterialien veranschaulicht.
Fig. 9 stellt eine schematische Schnittansicht dar, die eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Formwalze veranschaulicht.
Fig. 10 zeigt eine schematische Ansicht, die das Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen Formwalze veranschaulicht.
Fig. 11 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des Bereiches des Vorformatierungsmusters auf der Trägerplatte für das erfindungsgemäße optische Aufzeichnungsmaterial.
Fig. 12 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines Stempels auf der Oberfläche der erfindungsgemäßen Formwalze.
Fig. 13 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen einer Oberflächentemperatur der Formwalze und der Übertragungsgenauigkeit.
Fig. 14 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen einer Oberflächentemperatur der Formwalze und der Doppelbrechung der Trägerplatte.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Im folgenden wird die-Erfindung detailliert unter Bezug auf Figg. 1, 2 und 3 beschrieben.
Figg. 1 und 2 stellen eine schematische Schnittansicht beziehungsweise eine perspektivische Ansicht dar, die eine Ausführungsform einer Formwalze veranschaulichen zum Formen eines Harzträgers eines erfindungsgemäßen optischen Aufzeichnungsmaterials.
In Figg. 1 und 2 umfaßt eine erfindungsgemäße Formwalze 3 eine Walzengrundlage 11 mit einer äußeren Oberfläche, die eine Spiegeloberfläche darstellt, einem Stempel 13 mit einem Vorformatierungsmuster 15 auf der Oberfläche, der ablösbar auf der Walzengrundlage 11 befestigt ist unter Einsatz von Befestigungsmitteln 14, die auf der Rückseite des Stempels befestigt sind mit Vertiefungen, die so gebildet sind, daß sie mit den Befestigungsmitteln 14 in Beziehung treten können, und eine Harzschicht 12 zwischen dem Stempel 13 und der Walzengrundlage 11.
Weiter zeigt Fig. 3 eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Bildung einer Trägerplatte für ein optisches Aufzeichnungsmaterial, und die Bezeichnungsnummer 31 stellt einen Extruder dar, die Bezeichnungsnummer 32 ist eine T- Düse, die Bezeichnungsnummer 33 stellt eine Harzplatte dar, die aus der T-Düse extrudiert wurde, und die Bezeichnungsnummern 34 und 35 stellen die erste und zweite Spiegelwalze dar. Die Harzplatte 33 wird, während sie sich in einem geschmolzenen Zustand befindet, durch die Walze 34 und die Formwalze 3 gepreßt, so daß das Vorformatierungsmuster darauf übertragen wird, wodurch eine Trägerplatte für das optische Aufzeichnungsmaterial gebildet wird.
Die Harzschicht 12 in der erfindungsgemäßen Formwalze 3 ist wünschenswerterweise beständig gegen Temperaturen von 200ºC oder mehr, weil zum Beispiel in dem Fall, daß Polycarbonat als Trägermaterial verwendet wird, Temperaturen der Formwalze 3 und der Spiegelwalzen 34 und 35 90 bis 150ºC sein müssen, und die Temperatur des Polycarbonates, das aus dem Extruder extrudiert wird, etwa 300ºC beträgt. Hier ist die genannte Beständigkeit gegen Hitze so geartet, daß die Harzschicht zwischen der Walzengrundlage und dem Stempel kein Schmelzen, keine Deformation, keine Zersetzung und keine anderen mechanischen oder physikalischen Änderungen bei 200ºC für wenigsten 2 Stunden und bevorzugt 50 Stunden zur Zeit der Formung der Trägerplatte erleidet.
Wenn ein Raum gebildet wird zwischen der Harzschicht 12 und der Walzengrundlage 11 oder zwischen der Harzschicht 12 und dem Stempel 13, ist die Wärmeverteilung auf der Oberfläche der Formwalze nicht gleichmäßig, was zu einer schlechten Formung der Trägerplatte führt. Deshalb ist die Rauheit der Oberfläche der Harzschicht 12, die in Kontakt mit der Walzengrundlage 11 und/oder dem Stempel 13 kommt, bevorzugt so klein wie möglich, zum Beispiel 1 µm oder weniger, bevorzugt 0,5 µm oder weniger und weiter bevorzugt 0,2 µm oder weniger.
Weiter ist es, um den Stempel davon abzuhaiten, von der Waizengrundlage abzugleiten, wenn die geformte Harzplatte gepreßt wird, bevorzugt, daß die Zugausdehnung des Harzes 200% oder weniger, bevorzugt 180% oder weniger und weiter bevorzugt 150% oder weniger beträgt. Zusätzlich ist es auch bevorzugt, daß der Zugmodul des Harzes 200 bis 1000 kg/mm² beträgt (Prüfverfahren entsprechend ASTM D-882).
Als ein Material, das geeignet ist für die Harzschicht 12, kann jedes beliebige Harz verwendet werden, solange es die genannten Bedingungen erfüllt. In dem Fall, in dem ein Polyamid, ein Fluorharz, ein Polyetheretherketon (PEEK), ein Polyethersulfon (PES), ein Polyparabansäureharz, ein Polyphenylenoxid, ein Polyarylatharz oder ein Epoxidharz verwendet wird, kann die Übertragung eines Vorformatierungsmusters auf die Harzschicht mit extrem hoher Genauigkeit ausgeführt werden, kann die Doppelbrechung der Trägerplatte verringert werden und kann der Einfluß der Schwankungen der Formungsbedingungen der Trägerplatte insbesondere verhindert werden. Darüber hinaus sind, wenn Polyimid verwendet wird, die genannten Effekte groß, und es kann deshalb insbesondere geeignet in der Erfindung verwendet werden.
Der Grund, warum die genannten Harze geeignet in der Erfindung verwendet werden können, ist nicht eindeutig, aber es kann angenommen werden, daß verschiedene physikalische Eigenschaften, wie zum Beispiel thermische Leitfähigkeit, Elastizitätsmodul und Ausdehnung, eines jeden Harzes zur Gesamtfunktion beitragen und dadurch die hervorragenden Wirkungen erzielen.
Die genannten Harze werden genauer beschrieben. Ein Beispiel des Polyimidharzes ist ein Harz, das durch die Formel
dargestellt ist und aus einem aromatischen Dicarbonsäureanhydrid, wie zum Beispiel Pyromellitsäureanhydrid, und einem aromatischen Diamin, wie zum Beispiel die Diaminophenylether, hergestellt werden kann.
Beispiele des Fluorharzes schließen Homopolymere, wie zum Beispiel Polytetrafluorethylen (PTFE), Polymonochlortrifluorethylen (PCTFE), Polyvinylidenfluorid (PVdF) und Polyvinylfluorid (PVF), wie auch Copolymere, wie zum Beispiel ein Copolymer aus Tetrafluorethylen und Perfluoralkylvinylether (PFA) und ein Copolymer aus fluoriertem Ethylen und Propylen (FEP), ein.
PEEK ist ein Polymer, das durch die folgende Formel dargestellt ist:
PES ist ein Polymer, das durch die folgende Formel dargestellt ist:
Beispiele der Epoxidharze sind Produkte, die ein Molekulargewicht von etwa 5000 oder mehr und bevorzugt 8000 oder mehr besitzen und erhalten werden können aus Bisphenol-A und Epichlorhydrin und aus einer alicyclischen Verbindung und von Polybutadien abgeleitet werden können.
Die Polyparabansäureharze (PPA) ist ein Polymer, das durch die Formel
dargestellt ist
(worin R bedeutet
oder dergleichen).
Das Polyphenylensulfid (PPS) ist ein Polymer, das durch die folgende Formel dargestellt ist:
Das Polyarylat (PA) ist ein aromatisches Polyetherharz, das hergestellt werden kann durch die Polykondensationsreaktion einer aromatischen Dicarbonsäure mit einem Bisphenol, und wenn das Bisphenol zum Beispiel ein Bisphenol A ist, besitzt das Polyarylat eine Struktur, die durch die folgende Formel dargestellt ist:
Die Harzplatte oder der gebildete Beschichtungsfflm, der in der Erfindung verwendet wird, kann eine dritte Komponente, wie zum Beispiel ein Plastifiziermittel, enthalten, aber der Gehalt der dritten Komponente beträgt bevorzugt 5% oder weniger und weiter bevorzugt 3% oder weniger.
Die genannten Materialien können geeignet ausgewählt werden aus kommerziell erhältlichen Produkten. Abhängig von den Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen Formwalze, die im folgenden beschrieben wird, schließen im Fall, daß eine Polyimidplatte als Harzschicht verwendet wird, Beispiele dafür Kapton (Handelsmarke, hergestellt von Du Pont) und Ubilex-S und Ubilex-R (Handelsmarken, hergestellt von Ube Industries, Ltd.) ein. Im Fall einer Fluorharzplatte kann zum Beispiel Nitfuron (Handelsmarke, hergestellt von Nitto Denko Co., Ltd.) als PTFE, Neonflon CTFE (Handelsmarke, hergestellt von Daikin Kogyo Co., Ltd.) als PCTFE, KF-Folie (Handelsmarke, hergestellt von Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) oder KYNAR (Handelsmarke, hergestellt von Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. und Penu Walt Co., Ltd.) als PVdF, Tedlar (Handelsname, hergestellt von Du Pont) als PVF, Neoflon PFA (Handelsmarke, hergestellt von Daikin Kogyo Co. Ltd.) oder Teflon PFA (Handelsname, hergestellt von Mitsui Floro Chemical Co., Ltd.) als PFA und Neoflon FEP (Handelsmarke, hergestellt von Daikin Kogyo Co., Ltd.) oder Teflon FEP (Handelsmarke, hergestellt von Du Pont) als FEP verwendet werden. Zusätzlich kann zum Beispiel TALPA-2000 (Handelsname, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) oder Espex (Handelsname, Sumitomo Chemical Co., Ltd.) als eine PEEK-Platte, TALPA-1000 (Handelsname, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) oder Sumilite FS- 5300 (Handelsname, hergestellt von Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) als eine PES- Platte, SOLDAX (Handelsname, hergestellt von Tonen Petrochemical Co., Ltd.) als eine Polyparabansäureharzplatte, Toralyna (Handelsname, hergestellt von Toray Industries, Inc.) als eine Polyphenylensuffidplatte und Enplate (Handelsname, hergestellt von Unitika Ltd.) oder Elmec (Kanegafuchi Chemical Industry Co., Ltd.) als Polyarylatplatte verwendet werden.
Wenn die Harzschicht 12 als Beschichtungsfflm auf der Rückseitenoberfläche des Stempels 13 und/oder der äußeren Oberfläche der Walzengrundlage 11 gebildet wird, zum Beispiel im Fall des Polyimides, stellt ein brauchbares Beispiel der Polyimidplatte LARC-TPI (Handelsname, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) dar.
Die Dicke der Harzschicht 12 beträgt gewöhnlich 10 bis 500 µm, bevorzugt 20 bis 220 µm und weiter bevorzugt 50 bis 200 µm. Die Harzschicht mit einer solchen Dicke wirkt als eine Wärmeisolierschicht für ein geformte Harzplatte, stört nicht bei der Einleitung von Wärme aus der Walzengrundlage 11 in den Stempel 13, so daß die Temperatur des Stempels konstant gehalten wird, und verhindert, daß der Stempel von der Walzengrundlage abgleitet.
Zusätzlich hängt der Wärmeisolationseffekt der erfindungsgemäßen Formwalze von der Dicke des Stempels 13 ab, und so ist es in dem Fall, in dem der Metallstempel verwendet wird, bevorzugt, daß die Dicke der Harzschicht 12 so eingestellt ist, daß sie im vorstehend genannten Bereich liegt und 0, 1mal bis 2mal und insbesondere 0,2mal bis 1mal so dick ist wie die Dicke des Stempels.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Bildung der erfindungsgemäßen Formwalze 3 beschrieben unter Bezug auf Figg. 4 bis 7.
Fig. 4 zeigt eine typische erste Ausführungsform der Erfindung, in der eine Harzplatte 41 zwischen der Walzengrundlage 11 und dem Stempel 13 eingebracht ist, und die Harzplatte wird zwischen dem Stempel 13 und der Walzengrundlage 11 der Formwalze getragen und stellt so die Harzschicht 12 dar. Gemäß diesem Aufbau kann die Harzplatte den Wärmeisolationseffekt bewirken. Zusätzlich ist es, da die Harzplatte die Form einer Platte annimmt, leicht, die relativ dicke Harzschicht 12 (das heißt, 75 bis 200 µm) aufzubringen, und die Dicke der Harzschicht kann auch gesteuert werden durch Auswam der Dicke der Platte. Infolgedessen kann der Wärmeisolationseffekt leicht eingestellt werden nur durch Ändern der Dicke der Harzplatte. Wenn zum Beispiel das Material der geformten Harzplatte geändert oder der Stempel gegen einen mit einer anderen Dicke ausgetauscht wird, kann der Wärmeisolationseffekt, der für das Harzmaterial und den Stempel geeignet ist, bequem durch Auswahl der Dicke der Harzschicht optimiert werden.
Fig. 5 und 6 zeigen die zweite und dritte typische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Formwalze. In der Ausführungsform von Fig. 5 ist die Harzschicht 12 als ein Beschichtungsfilm 51 auf der Oberfläche (Rückseite) des Stempels 13, die der Seite zum Bilden des Vorformatierungsmusters gegenüber liegt, gebildet, und in der Ausführungsform aus Fig. 6 sind die jeweiligen Harzschichten als Beschichtungsfflme 61 und 62 auf der Oberfläche der Walzengrundlage 11 beziehungsweise der Rückseite 13 gebildet, und beide Harzschichten sind eng zusammengefügt, wodurch sie die Harzschicht 12 bilden.
In diesem Fall wird die Harzschicht vorher auf der Rückseite des Stempels oder der äußeren Oberfläche der Walzengrundlage gebildet, und deshalb kann der Eintritt von Staub und dergleichen verhindert werden, wenn der Stempel in der Walzengrundlage eingesetzt wird, so daß Fehler der geformten Platten verringert werden, was ihre Ausbeute verbessert. Zusätzlich ist es nicht erforderlich, sich um die Rauheit auf beiden Oberflächen zu kümmern im Gegensatz zum Fall der vorstehend erwähnten Platte.
In dieser Verbindung sind die Ausführungsformen von Figg. 4 bis 6 auch sehr wirksam in dem Fall, in dem eine Vielzahl von Stempeln auf der äußeren Oberfläche der Walzengrundlage 11 in Umfangsrichtung aufgebracht sind, wie in Fig. 9 dargestellt. Der Grund ist der folgende: Der Stempel 13 wird üblicherweise so hergestellt, daß seine Dicke zum Beispiel 200 µm beträgt, aber ein Fehler von ±25 µm tritt leicht in diesem Herstellungsverfahren auf. In dem Fall, in dem eine Vielzahl von Stempeln mit verschiedenen Dicken in Umfangsrichtung der Walzengrundlage aufgebracht werden, ändert sich die Wärmekapazität gegenüber der Harzplatte an den entsprechenden Bereichen, an denen Stempeln aufgebracht sind, und ein Spalt zwischen der Formwalze und der ersten Walze ändert sich mit jedem Stempel. Entsprechend ändert sich der Druck, der auf die Harzplatte einwirkt, was die Übertragungsgenauigkeit und die Doppelbrechung unzuverlässig gestaltet. Allerdings kann gemäß der erfindungsgemäßen Formwalze, wie sie in Figg. 4 bis 6 dargestellt ist, die Dicke der Harzschicht 12 integral eingestellt werden gemäß der des Stempels 13, und entsprechend kann die Wärmekapazität gleichmäßig gestaltet werden, und die Rundheit der Formwalze 3 kann eingestellt werden, was insbesondere bevorzugt ist, um zuverlässig in Massenproduktion hochqualitative Trägerplatten für optische Aufzeichnungsmaterialien herzustellen.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, in der die Harzschicht als ein Beschichtungsfilm auf der Oberfläche der Walzengrundlage 11 gebildet ist. In der Ausführungsform von Fig. 7 ist die Harzschicht 71 auf der Walzenoberfläche gebildet und deshalb erleichtert diese Ausführungsform den Austausch des Stempel.
In den Ausführungsformen aus Figg. 5, 6 und 7 ist die Harzschicht im engen Kontakt mit dem Stempel oder der Walzenoberfläche, und so gleitet die Harzschicht kaum ab zum Zeitpunkt des Formens, so daß die Gleichmäßigkeit der geformten Platte kaum beeinträchtigt ist.
Als Art der Befestigung des Stempels 13 auf der äußeren Oberfläche der Spiegelwalze 11 zur Erstellung der Formwalze gibt es zum Beispiel eine Technik, bei der die Befestigungselemente 14 an gegenüberliegenden Kanten des Stempels 13 durch Laser oder dergleichen angeschweißt sind, wie in Fig. 1 dargestellt, und die Befestigungselemente dann in die Vertiefungen, die auf der Walzengrundlage 11 gebildet wurden, eingebracht und damit befestigt werden. Alternativ kann die Befestigung auch erreicht werden unter Verwendung von Schrauben oder Federn wie in Fig. 9 dargestellt. Es kann eine beliebige Befestigungseinrichtung verwendet werden, so lange der Stempel 13, die Harzschicht 12 und die Walzengrundlage 11 miteinander in einem Zustand enger Verbindung befestigt werden können.
In der Erfindung besitzt die Walzengrundlage 11 bevorzugt eine große Härte, ein gute thermische Leitfähigkeit und eine leichte Bearbeitbarkeit zur Bildung einer Spiegeloberfläche auf der äußeren Oberfläche. Zum Beispiel kann Stam, Chromstahl, Aluminium oder Stahl für Formen (martensitaushärtender Stahl, maraging steel) als Material für die Walzengrundlage 11 verwendet werden. Es ist bevorzugt, daß die Bearbeitungsgenauigkeit der äußeren Oberfläche der Walzengrundlage im wesentlichen gleich der oder besser als die Oberflächengenauigkeit des Trägers für das optische Aufzeichnungsmaterial ist und zum Beispiel die Bearbeitungsgenauigkeit 1 µm oder weniger, bevorzugt 0,5 gm oder weniger und weiter bevorzugt 0,2 µm oder weniger beträgt.
Wenn erforderlich kann ein harter Film, wie zum Beispiel aus Titannitrid, oder eine Plattierung, wie zum Beispiel eine Chromplattierung auf die Oberfläche der Walzengrundlage aufgebracht werden.
Der Durchmesser der Walzengrundlage 11 muß auf etwa 100 bis 500 mm und insbesondere auf 200 bis 400 mm festgelegt werden.
Der Stempel 13 kann üblicherweise hergestellt werden gemäß einem Verfahren, das eingesetzt wird, zur Herstellung von CDs (Kompaktplatten, compact disks). Konkret kann der Stempel erhalten werden zum Beispiel durch Beschichtung einer Glasmatrix mit einem Resist, Belichten durch ein Muster hindurch, Entwickeln, Bildung eines Nickelfilmes darauf durch Sputtertechnik, Elektroformen zur Niederschlagung einer Nickelschicht mit einer festgelegten Dicke und dann Entfernen des sich ergebenden Stempels von der Matrix. Der so erhaltende Stempel kann als zweite Matrix zur Bildung des dritten Stempels verwendet werden. Der Stempel ist bevorzugt dünner als der üblicherweise bei Einspritztechniken verwendete, damit er sich entlang der Walzengrundlage 11 kurvenförmig biegen kann, und die Dicke des Stempels liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 300 µm und weiter bevorzugt von 30 bis 200 µm.
Beispiele des Vorformatierungsmusters, das auf dem Stempel 13 gebildet wird, schließt ein spiraliges Muster, ein Muster von der Art konzentrischer Kreise und ein Streifenmuster entsprechend den Spurrillen für optische Platten und optische Karten ein, wobei jedes Muster eine Breite von 1 bis 4 µm, einen Wiederholungsabstand von 1 bis 20 µm und eine Tiefe von 200 bis 5000 Å besitzt, wie auch ein Muster, das den Adießpits entspricht, wobei das Muster eine Breite von 0,6 bis 10 µm, eine Länge von 0,6 bis 20 µm und eine Tiefe von 200 bis 5000 Ä besitzt.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der Trägerplatte für das optische Aufzeichnungsmaterial unter Verwendung der erfindungsgemäßen Formwalze im Detail beschrieben.
Das heißt, es werden in der vorstehenden Fig. 3 Harztabletten in den Extruder 31 geworfen und zuerst erhitzt, geschmolzen und extrudiert in einem Zylinder des Extruders 31, durch eine Schraube in eine Formmaschine gepreßt und dann durch eine T-Düse 32 in eine Plattengestalt umgeformt. Die T-Düse ist bevorzugt so angeordnet, daß die Harzplatte zwischen die Formwalze 3 und die Spiegelwalze 34 extrudiert wird, weil eine solche Anordnung die Übertragung des Vorformatierungsmusters auf präzise Weise ermöglicht.
Als nächstes wird die geformte Harzplatte, die aus der T-Düse extrudiert wurde, zwischen der Formwalze 3 und der Spiegelwalze 4 gepreßt, um das Vorformatierungsmuster zu übertragen. Zu diesem Zeitpunkt ist es bevorzugt, daß die geformte Harzplatte 2 sich extrem nah am geschmolzenen Zustand befindet, da das Harz so ausreichend in die Vertiefungen auf dem Stempel gepreßt werden kann, um das feine Muster präzise zu übertragen. Entsprechend ist die Temperatur der T-Düse bevorzugt so hoch wie möglich, so lange das Harz sich nicht zersetzt, und sie liegt bevorzugt im Bereich von [Glasübergangstemperatur des geformten Harzes (im folgenden Abgekürzt als "Tg")] + 110ºC bis Tg + 200ºC und insbesondere Tg + 130ºC bis Tg + 190ºC. Zum Beispiel liegt im Fall eines Polycarbonatharzes die Temperatur der T-Düse bei 260 bis 340ºC, bevorzugt bei 280 bis 330ºC und weiter bevorzugt bei 290 bis 320ºC.
Wenn die Harzplatte zwischen der T-Düse 32 und der Formwalze abgekühlt ist, kann das Vorformatierungsmuster nicht ausreichend übertragen werden, und es tritt leicht Doppelbrechung auf. Deshalb liegt der Abstand zwischen der T-Düse 32 und dem Druckpunkt der Formwalze 3 und der ersten Spiegelwalze 34 bei 20 cm oder weniger, bevorzugt bei 15 cm oder weniger und weiter bevorzugt bei 10 cm oder weniger und die Temperatur der Umgebungsatmosphäre dazwischen liegt bevorzugt bei 60ºC oder mehr.
Um die Harzplatte präzise in Richtung auf den Druckpunkt zu extrudieren, wird bevorzugt der Aufbau einer vertikalen Extrusion genommen, wie in Fig. 3 dargestellt, bei der der Preßpunkt vertikal unter der T-Düse angebracht ist. Der Grund dafür besteht darin, daß, da sich die Harzschicht in der Nähe des Schmelzzustandes befindet, die vertikale Extrusion die Extrusion des Harzes in Richtung auf den Preßpunkt genauer erlaubt als die horizontale Extrusion.
Die Oberflächentemperaturen der Formwalze 3 und der Spiegelwaizen 4 und 5 hängen ab von der Art des verwendeten Harzes, aber zum Beispiel in dem Fall, in dem Polycarbonat verwendet wird, wird die Temperatur der Formwalze 3 üblicherweise unter Berücksichtigung der Wärmedeformationstemperatur des Polycarbonates auf 110 bis 145ºC festgelegt, die der ersten Spiegelwalze wird auf 90 bis 135ºC festgelegt und die der dritten Spiegelwalze wird auf 120 bis 150ºC festgelegt. In dem Fall, in dem ein amorphes Polyolefin verwendet wird, wird die Temperatur der Formwalze 3 auf 120 bis 145ºC festgelegt, die der ersten Spiegelwalze auf 100 bis 135ºC festgelegt und die der dritten Spiegelwalze auf 120 bis 150ºC festgelegt. Gemäß der Erfindung ändern sich, selbst wenn die festgelegte Temperatur in diesem Bereich schwankt, die Übertragungsgenauigkeit der Vorformatierungsmuster und die Doppelbrechung nicht bedeutend, so daß eine homogene und hervorragende Trägerplatte für optische Aufzeichnungsmaterialien gebildet werden kann. Die Temperaturen dieser Walzen können gesteuert werden, indem sie zum Beispiel mit einer Heizvorrichtung erhitzt werden, die in den Walzen eingebaut ist, oder durch Zirkulieren eines heißen Mediums in Richtung auf die mittleren Bereiche dieser Walzen.
In der Erfindung ist, wenn das Formen unter Verwendung der drei Walzen, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind, ausgeführt wird, ein Steuern des Verhältnisses der Umdrehungsgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) der Formwalze 3 gegenüber der Umdrehungsgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) der dritten Spiegelwalze 35 wirksam, um die Doppelbrechung auf der Trägerplatte zu verringern, um die Übertragungsfähigkeit der Vorformatierungsmuster zu verbessern und um die Glätte des Trägerplatte zu verbessern. Wenn die Umdrehungsgeschwindigkeiten der Formwalze 3 und der Spiegelwalze 35 durch ω&sub3; beziehungsweise ω&sub3;&sub5; dargestellt sind, beträgt das genannte Geschwindigkeitsverhältnis ω&sub3;/ω&sub3;&sub5; 1,0 < ω&sub3;/ω&sub3;&sub5; ≤ 1,004, bevorzugt 1,001 ≤ ω&sub3;/ω&sub3;&sub5; ≤ 1,003 und weiter bevorzugt 1,001 ≤ ω&sub3;/ω&sub3;&sub5; ≤ 1,0025.
Die Trägerplatte für das optische Aufzeichnungsmaterial, auf dessen Oberfläche das Vorformatierungsmuster übertragen wurde und auf dessen Rückseite die Spiegeloberfläche übertragen wurde, wird dann zu Platten geschnitten, und eine optische Aufzeichnungsschicht und eine Schutzschicht werden aufeinanderfolgend darauf gebildet, wodurch das optische Aufzeichnungsmaterial erhalten wird.
Alternativ kann die optische Aufzeichnungsschicht und die Schutzschicht kontinuierlich auf der Platte gebildet werden, bevor geschnitten wird.
Als nächstes ist ein Harz, das als Material für den Träger verwendet werden kann, bevorzugt ein thermoplastisches Harz mit hoher Durchlässigkeit für Licht zum Aufzeichnen und Wiedergeben. Beispiele eines solchen Harzes schließen Acrylharze, Polyesterharze, Polycarbonatharze, Vinylharze, Polysulfonharze, Polyolefinharze und Cellulosederivate ein.
Im übrigen bedeutet in der Erfindung "lösbar", daß beim Lösen beider Elemente keine wesentliche Trennkraft an der Schnittstelle zwischen beiden erforderlich ist.
Wie vorstehend diskutiert, besitzt bei der erfindungsgemaßen Formwalze die Harzschicht, da sie zwischen der Walzengrundlage und dem Stempel eingebracht ist, eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit (üblicherweise 1 x 10&supmin;³ bis 1 x 10&supmin;&sup4; cal/cm s ºC) als die Wärmeleitfähigkeit der metallischen Walze und des metallischen Stempels (üblicherweise 1 x 10&supmin;¹ bis 1 x 10&supmin;² cal/cm s ºC) und deshalb wirkt die Harzschicht als eine Wärmeisolationsschicht zum Zeitpunkt der Formung, wobei sie die Temperatur des thermoplastischen Harzes davon abhält, schlagartig zu fallen, so daß die Schmelzviskosität des Harzes auch davon abgehalten werden kann, sich zu ändern, und die innere Spannung der Harzplatte, die geformt werden soll, kann verringert werden. Zusätzlich kann die Änderung der Werte der Übertragungsgenauigkeit des Vorformatierungsmusters und der Doppelbrechung der Trägerplatte minimiert werden, die der Veränderung der Formungsbedingungen zuzuschreiben sind, wie zum Beispiel der Temperaturen der Formwalze und der Spiegelwalze, wodurch der Rahmen der Formbedingungen vergrößert werden kann.
Die Erfindung wird genauer unter Bezug auf Beispiele beschrieben.

Beispiel 1

Eine Chromplattierung mit einer Dicke von 0,3 mm wurde auf der äußeren Oberfläche einer Eisenwalze mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Breite von 400 mm abgeschieden, und die Oberfläche der Chromplattierung wurde dann auf Spiegelglanz gebracht, um die Oberflächenrauhigkeit auf 0,1 µm einzustellen, wodurch eine Walzengrundlage 11 erhalten wurde. Diese Walzengrundlage wurde dann mit vier trapezförmigen Vertiefungen 101 mit einem oberen Boden von 10,05 mm, einem unteren Boden von 15,05 mm und einer Höhe von 5 mm versehen, die mit dem Befestigungselementen 14 in Verbindung treten sollte, wie in Fig. 10 dargestellt.
Auf der anderen Seite wurde ein Stempel wie folgt hergestellt:
Zuerst wurde eine Glasmatrix mit einer Länge von 300 nimm und einer Dicke von 10 mm mit einem Fotoresist (Handelsname AZ-1300, hergestellt von Hoechst Japan Co., Ltd.) beschichtet, so daß die Dicke des Resistes etwa 300 nm betragen konnte. Als nächstes wurde ein Vorformatierungsmuster entsprechend 2583 Spurrillen für optische Karten in vier Abschnitten, die jeweils eine Größe von 80 mm x 30 mm besaßen, auf der Oberfläche der Resistschicht mit Hilfe eines Laserschneidemaschine abgebildet, wobei jeder der Vertiefungen im Querschnitt trapezförmig waren mit einem Winkel (x) von 600 und mit einer Breite von 3 µm, einem Wiederholungsabstand von 12 µm und einer Tiefe von 2500 Å. Nach der Entwicklung wurde ein Nickelfilm mit 100 nm auf der Resistschicht durch Sputtertechnik gebildet. Danach wurde ein Nickelfilm mit einer Dicke von 200 µm durch Elektroformen darauf abgeschieden, und der so gebildete Nickelfilm wurde dann von der Resistschicht abgelöst. Die Rückseitenoberfläche der Resistschicht, auf die kein Vorformatierungsmuster übertragen wurde, wurde auf Spiegelglanz gebracht, so daß die Dicke der Resistschicht 150 µm betrug und die Oberflächenrauhigkeit der Rückseitenoberfläche 0, 1 µm betrug, wodurch der Stempel 13 gebildet wurde.
Als nächstes wurden zwei Befestigungselemente 14 aus rostfreiem Edelstahl mit einer oberen Seite von 10 mm, einer unteren Seite von 15 mm, einer Höhe von 5 mm und einer Länge von 300 mm auf die Rückseite an gegenüberliegenden Ecken des Stempels 13 mit Laserschweißtechnik aufgeschweißt, wodurch die Befestigungselemente 14 integral mit dem Stempel verbunden waren.
Eine Tetrafluorethylenpolymerplatte mit einer Dicke von 100 µm (Handelsname Nitfuron, hergestellt von Nitto Denko Co., Ltd., Wärmebeständigkeitstemperatur 260ºC) wurde in engen Kontakt mit der Rückseitenoberfläche dieses Stempels 13 gebracht, und die Befestigungselemente 14 des Stempels wurden mit den Vertiefungen 10 1 der Walzengrundlage 11 in Wechselwirkung gebracht, wodurch der Stempel auf der Spiegelwalze fixiert wurde, wodurch die Formwalze erhalten wurde.
In genau der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben, wurde der andere Stempel auf der Walzengrundlage 11 befestigt, wodurch eine Formwalze hergestellt wurde, die in Fig. 1 dargestellt ist.
Diese Formwalze 3 wurde auf einer Formmaschine, die in Fig. 3 dargestellt ist, befestigt und Polycarbonat (Handelsname Panlite L-1225, hergestellt von Teijin Chemicals Co., Ltd.) wurde dann aus einem Extruder 31 extrudiert (Handelsname SHT 90, Hitachi Shipbuilding & Engineering Co. Ltd.), um eine Trägerplatte für optische Karten zu formen, die eine Dicke von 0,4 mm und eine Breite von 30 cm besaß.
Im Hinblick auf die Formungsbedingungen in diesem Fall betrug die Temperatur der T-Düse 32 300ºC, die Oberflächentemperatur der Formwalze 140ºC, die Transportgeschwindigkeit der geformten Harzplatte betrug 3m/min und das Verhältnis zwischen den Umlaufgeschwindigkeiten der Formwalze 3 und der Spiegelwalze 35 wurde auf 1,001 eingestellt und die Formungszeit betrug 5h.
In jedem Bereich auf der so erhaltenen Trägerplatte, in dem Vorformatierungsmuster übertragen wurden, wurde die Doppelbrechung an neun Positionen gemessen, und als Ergebnis betrug der mittlere Wert der Doppelbrechung 10 mm. Die Übertragungsgenauigkeit wurde wie folgt untersucht: Der Querschnitt durch den Bereich, in dem das Vorformatierungsmuster übertragen wurde, in einer Richtung vertikal zu den neun Spurrillen wurde mit eines elektronischen Oberflächenmorphologieanalysators (Handelsname ESA-3000, Erionix Co., Ltd.) untersucht, und wenn die Breite der erhabenen Bereiche der auf die Trägerplatte übertragenen Rillenbereiche durch "a" dargestellt wurde, wie in Fig. 11 dargestellt, und die Breite des unteren Bodens einer rillenbildenden Vertiefung auf dem Stempel durch "A" dargestellt war, wie in Fig. 12 dargestellt, wurde die Übertragungsgenauigkeit durch einen mittleren Wert von a/A untersucht. Als Ergebnis war a/A an jeder gemessenen Position 0,97 und die erhaltene Trägerplatte für das optische Aufzeichnungsmaterial besaß eine extrem hervorragende Übertragungsgenauigkeit.
Die Dickenungleichmäßigkeit der Trägerplatte betrug 10 µm oder weniger, was im Bereich des Standards für Träger für optische Karten lag.
Die Doppelbrechung wurde untersucht unter Verwendung eines Wertes des Verlaufs eines einzelnen Lichtstrahls, gemessen mit Licht mit einer Wellenlänge von 830 nm und einem Punktdurchmesser von 1 µm unter Verwendung eines Polarimeters (Typ SP-224, hergestellt von Sinko Seiki Co., Ltd.).
Als nächstes wurden Trägerplatten für optische Karten unter den gleichen Bedingungen geformt, wie vorstehend beschrieben, mit der Ausnahme, daß die Oberflächentemperatur der Formwalze in einem Intervall von 5ºC im Bereich von 130 bis 150ºC geändert wurde (ein Fall, in dem die Formwalzentemperatur 140ºC betrug, wurde weggelassen). Für die sich ergebenden Trägerplatten wurde die Übertragungsgenauigkeit eines Vorformatierungsmusters und die Doppelbrechung in den vorstehend genannten Art und Weisen gemessen und untersucht. Die erhaltenen Mittelwerte der Übertragungsgenauigkeit (a/A) und die mittleren Werte der Doppelbrechung sind in Tabelle 1 dargestellt.
Weiter sind ausgedruckte Kurven dieser Ergebnisse in Figg. 13 und 14 dargestellt. Tabelle 1 Temperatur der Formwalze Übertragungsgenauigkeit (a/A) Doppelbrechung

Vergleichsbeispiel 1

Eine Formwalze wurde hergestellt unter Nachvollziehen der gleichen Verfahrensweise wie Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß keine wie auch immer geartete Harzschicht zwischen einem Stempel und einer Walzengrundlage eingebracht war. Weiter wurde eine Trägerplatte durch die gleiche Verfahrensweise wie in Beispiel 1 geformt, mit der Ausnahme, daß die Oberflächentemperatur der Formwalze auf 150ºC eingestellt wurde. Die sich ergebende Trägerplatte wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 untersucht, und als Ergebnis betrug der mittlere Wert der Doppelbrechung 8 nm und der mittlere Wert der Übertragungsgenauigkeit a/A 0,90.
Als nächstes wurden Werte der Übertragungsgenauigkeit und der Doppelbrechung gemessen in dem Fall, in dem die Temperatur der Formwalze in einem Intervall von 5ºC im Bereich von 130 bis 150ºC wie in Beispiel 1 geändert wurde, und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Zusätzlich sind die entsprechenden Mittelwerte in Figg. 13 und 14 dargestellt. Tabelle 2 Temperatur der Formwalze Übertragungsgenauigkeit (a/A) Doppelbrechung
Wie aus den Ergebnissen in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 zu ersehen ist, kann die erfindungsgemäße Formwalze immer hochqualitative Trägerplatten für optische Aufzeichnungsmaterialien bereitstellen, selbst wenn die Temperatur der Formwalze zwischen 130ºC und 150ºC schwankt, und das bedeutet, daß der Rahmen der Formungsbedingungen vergrößert werden kann.

Beispiel 2

Ein Stempel und eine Walzengrundlage wurden durch die gleichen Verfahrensweisen wie in Beispiel 1 hergestellt, und eine Polyimidplatte mit einer Dicke von 75 µm (Handelsname Upilex-R, hergestellt von Ube Industries, Ltd., Wärmebeständigkeitstemperatur 400ºC, Ausdehnung 130%, Zugelastizitätsmodul 380 kg/mm² (25ºC)] wurde in engen Kontakt mit dem Stempel gebracht. Dieser Stempel mit der Polyimidplatte wurde dann auf die Walzengrundlage aufgebracht, wodurch eine Formwalze hergestellt wurde.
Danach wurde eine Trägerplatte für optische Karten in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 geformt unter Verwendung der so erhaltenen Formwalze.
In diesem Fall beträgt die Transportgeschwindigkeit der Harzplatte 4 m/min, und die Temperatur der Formwalze wurde von 130ºC auf 140ºC und 150ºC geändert, wodurch 3 Arten von Trägerplatten geformt wurden.
Für die erhaltenen Trägerplatten wurde eine Untersuchung durchgeführt mit der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 1, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
Die Dickenungleichmäßigkeit der Trägerplatte betrug maximal 10 µm.
In Beispiel 2 und den folgenden Beispielen wurde die Doppelbrechung und die Übertragungsgenauigkeit der Trägerplatten gemäß der folgenden Bewertung durchgeführt Bewertung Ubertrangungsgenauigkeit Doppelbrechung 0,95 oder besser 0,90 oder mehr und weniger als 0,95 0,80 oder mehr und weniger als 0,90 0,70 oder mehr und weniger als 0,80 weniger als 0,70 10 nm oder weniger mehr als 10 nm und 15 nm oder weniger mehr als 15 nm und 20 nm oder weniger mehr als 20 nm und 30 nm oder weniger mehr als 30 nm

Beispiel 3

Eine Chromplattierung mit einer Dicke von 0,1 mm wurde auf der äußeren Oberfläche einer Eisenwalze mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Breite von 400 mm aufgebracht, und die Oberfläche der Chromplattierung wurde dann auf Spiegelglanz gebracht, um die Oberflächenrauhigkeit auf 0,1 µm zu senken, wodurch eine Walzengrundlage 11 erhalten wurde. Diese Walzengrundlage wurde mit vier rechteckigen Vertiefungen 101 mit einer Länge von 15 mm und einer Breite von 5 mm versehen, die mit den Befestigungselementen 14 zusammenwirken sollten, wie in Fig. 10 dargestellt.
Auf der anderen Seite wurde ein Stempel wie folgt gebildet:
Zuerst wurde eine Glasmatrix mit einer Länge von 300 mm und einer Dicke von 10 mm mit einem Fotoresist beschichtet (Handelsname AZ- 1300, hergestellt von Hoechst Japan Co., Ltd.), so daß die Dicke des Fotoresistes bei etwa 300 nm lag. Als nächstes wurde ein Vorformatierungsmuster entsprechend 2583 Spurrillen für optische Karten in vier Abschnitten, die jeweils eine Abmessung von 80 mm x 30 mm auf der Oberfläche der Resistschicht besaßen, mit Hilfe einer Laserschneidemaschine abgebildet, wobei jede der vorstehend erwähnten Vertiefungen im Querschnitt trapezförmig mit einem Winkel (x) von 60º waren und eine Breite von 3 µm besaßen, eine Wiederholungsabstand von 12 µm und eine Tiefe von 2500 Å. Nach dem Entwickeln wurde ein Nickeifn mit 100 nm auf der Resistschicht durch Sputtertechnik gebildet. Danach wurde weiter ein Nickelfiim mit einer Dicke von 200 µm darauf durch Elektroformen gebildet und der so gebildete Nickelfilm wurde von der Resistschicht abgelöst. Die Rückseitenoberfläche der Resistschicht, auf der kein Vorformatierungsmuster aufgebracht war, wurde auf Spiegelglanz poliert, so daß die Dicke der Resistschicht 150 µm und die Oberflächenrauhigkeit der Rückseitenoberfläche 0, 1 µm betrug, wodurch der Stempel 13 gebildet wurde.
Als nächstens wurden zwei Befestigungselemente aus rostfreiem Edelstahl 14 mit jeweils einer Länge von 300 mm, einer Breite von 10 mm und einer Höhe von 5 mm auf den Rückseitenoberflächen an gegenüberliegende Ecken des Stempels 13 durch Laserschweißen angeschweißt, um die Befestigungselemente 14 integral mit dem Stempel 13 zu verbinden.
Die Rückseitenoberfläche des Stempels wurde einheitlich mit dem Lack LARC- TPI (Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) unter Verwendung einer Aufbringvorrichtung beschichtet, und nach Trocknen an heißer Luft wurde der Beschichtungsfilm über 2 h auf 300ºC erhitzt bei einer Heizgeschwindigkeit von 2ºC/min und dann 1 h lang bei 300ºC gehalten, wodurch ein Polyimidharzschicht gebildet wurde mit einer Dicke von 50 µm (Wärmebeständigkeitstemperatur etwa 260ºC, Ausdehnung 8,5%, Zugelastizitätsmodul 360 kg/mm²).
Als nächstes wurden die Befestigungselemente 14 des Stempels mit den Vertiefungen 101 der Walzengrundlage 11 in Beziehung gebracht, wodurch der Stempel auf der Spiegelwalze befestigt wurde, wodurch eine Formwalze erhalten wurde.
In genau der gleichen Weise, wie beschrieben, wurde ein weiterer Stempel an der Walzengrundlage 11 befestigt, wodurch eine Formwalze, die in Fig. 1 dargestellt ist, hergestellt wurde.
Eine Trägerplatte für optische Karten wurde gemäß der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 1 mit Hilfe dieser Formwalze 3 geformt. Was die Formungsbedingungen in diesem Fall betrifft, wurde die Transportgeschwindigkeit der Harzplatte auf 4 m/min eingestellt und die Oberflächentemperatur der Formwalze wurde auf 130ºC, 140ºC und 150ºC geändert.
Für die so erhaltenen drei Arten von Trägerplatten wurden Untersuchungen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 vorgenommen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
Die Unregelmäßigkeit der Dicke der entsprechenden Trägerplatten betrug 10 µm oder weniger.

Beispiel 4

Ein Beschichtungsfflm aus Tetrafluorethylen mit einer Dicke von 80 µm wurde auf der äußeren Oberfläche der Walzengrundlage gebildet, die in Beispiel 1 hergestellt wurde.
Als nächstes wurde das Polytetrafluorethylen in den Vertiefungen 101 der Walzengrundlage daraus entfernt, und die zwei Stempel, die in Beispiel 1 hergestellt wurden, wurden auf der Walzengrundlage befestigt, indem die Befestigungselemente 14 mit den Vertiefungen 101 in Beziehung gebracht wurden. Danach wurden drei Arten von Trägerplatten unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 geformt, mit der Ausnahme, daß die Oberflächentemperatur der Formwalze auf 130ºC, 140ºC und 150ºC geändert wurde, worauf eine Untersuchung erfolgte. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt. Die Dickenunregelmäßigkeit der entsprechenden Trägerplatten betrug 10 µm oder weniger

Beispiel 5

Auf die Rückseitenoberfläche eines Stempels, der mit der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 1 hergestellt wurde> wurde eine Polyimidharzschicht mit einer Dicke von 50 µm in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 gebildet.
Auf der anderen Seite wurde die gleiche Verfahrensweise wie Beispiel 4 angewendet zur Bildung einer Harzschicht aus Polytetrafluorethylen mit einer Dicke von 30 µm auf der äußeren Oberfläche einer Walzengrundlage, die in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurde (Fig. 7). Der genannte Stempel wurde auf der Walzengrundlage befestigt, wodurch eine Formwalze erhalten wurde, und drei Arten von Trägerplatten wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 geformt, mit der Ausnahme, daß die Oberflächentemperatur der Formwalze auf 130ºC, 140ºC und 150ºC geändert wurde, worauf eine Untersuchung erfolgte. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
Die Dickenunregelmäßigkeit der entsprechenden Trägerplatten betrug maximal 10 µm. Tabelle 3 Temperatur der Formwalze Übertragungsgenauikeit (a/A) Doppelbrechung Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4

Beispiel 6

Eine Walzengrundlage 11 wurde in der gleichen Weise wie Beispiel 1 hergestellt. Darüber hinaus wurden zwei Stempel in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 gebildet, und in diesem Fall betrug die Dicke des einen Stempels (A) 150 µm und die des anderen Stempels (B) 125 µm. Danach wurde eine Polyimidplatte (Handelsname Ubilex-R, hergestellt von Ube Industries, Ltd.) als Harzschicht mit einer Dicke von 100 µm in engen Kontakt mit der Rückseitenoberfläche des Stempels A gebracht und dann auf der Walzengrundlage befestigt. Darüber hinaus wurde eine Polyimidplatte mit einer Dicke von 125 µm in engen Kontakt mit der Rückseitenoberfläche des Stempels B gebracht und dann auf der Walzengrundlage fixiert, wobei eine Formwalze gebildet wurde (Fig. 9).
Als nächstes wurden Trägerplatten geformt unter Verwendung dieser Formwalze und unter Änderung der Temperatur der Formwalze auf 130ºC, 140ºC und 150ºC gemäß der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 1. Für einen Bereich eines jeden Trägerplatte, auf den durch den Stempel A ein Vorformatierungsmuster übertragen wurde, und einen Bereich der Trägerplatte, auf den durch den Stempel B ein Vorformatierungsmuster übertragen wurde, wurden die Übertragungsgenauigkeit und die Doppelbrechung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Die Dickenungleichmäßigkeit der jeweiligen Trägerplatten betrug maximal 10 µm in beiden Bereichen, die durch die Stempel A und Stempel B übertragen wurden.

Vergleichsbeispiel 2

Die gleiche Verfahrensweise wie in Beispiel 6 wurde durchgeführt, mit Ausnahme das keine Polyimidplatte verwendet wurde, um eine Formwalze herzustellen, und Trägerplatten wurden dann unter Verwendung dieser Formwalze gebildet.
In einem Bereich der Formplatte, auf den durch den Stempel A ein Vorformatierungsmuster übertragen wurde, und einem Bereich der Trägerplatte, auf den durch den Stempel B ein Vorformatierungsmuster übertragen wurde, waren Ubertragungsgenauigkeit und Doppelbrechung ausgesprochen verschieden von einander, wie in Tabelle 4 dargestellt, und es war schwierig, einheitliche Trägerplatten zu formen. Zusätzlich war die Dickenungleichmäßigkeit der entsprechenden Trägerplatten maximal 10 µm im Bereich des yorformatierungsmusters, der durch den Stempel A übertragen wurde, aber er betrug fast 40 µm im Vorformatierungsbereich, der durch den Stempel B übertragen wurde, was außerhalb der Standards für optische Karten liegt. Tabelle 4 Temperatur der Formwalze Stempel Übertragungsgenauigkeit (a/A) Doppelbrechung Beispiel 6 Vergleichsbeispiel 2 nicht übertragen

Beispiel 7

Eine Walzengrundlage und zwei Stempel wurden jeweils nach der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 1 hergestellt.
Polyetheretherketonplatten (Handelsname TALPA-2000, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Ausdehnung 100%, Zugelastizitätsmodul 300 kg/cm²) mit einer Dicke von 100 µm wurden jeweils in engen Kontakt mit der Rückseitenoberfläche der zwei Stempel gebracht, und sie wurden dann auf der Walzengrundlage befestigt.
Die sich ergebende Formwalze 3 wurde auf einer Formmaschine, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, montiert, und amorphes Polyolefin (Handelsname ZEONEX, hergestellt von Nippon Zeon Co., Ltd.) wurde aus einem Extruder 31 extrudiert (Handelsname SHT90, Hitachi Shipbuilding & Engineering Co., Ltd.) zur Formung einer Trägerplatte für optische Karten mit einer Dicke von 0,4 mm und einer Breite von 30 cm.
Was die Formungsbedingungen betrifft, betrug die Temperatur der T-Düse 32 300ºC, die Oberflächentemperatur der Formwalze betrug 140ºC, die Transportgeschwindigkeit der Harzplatte betrug 3 m/min, das Verhältnis zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der Formwalze 3 und Spiegelwalze 35 betrug 1,001 und die Formungszeit betrug 5 h.
Für jeden Bereich mit übertragenem Vorformatierungsmuster der so erhaltenen Trägerplatten wurde die Doppelbrechung an neun Positionen gemessen, und als Ergebnis betrug der mittlere Wert der Doppelbrechung 10 mm. Die Übertragungsgenauigkeit wurde wie folgt untersucht: Der Querschnitt des Bereiches mit dem übertragenen Vorformatierungsmuster in einer Richtung vertikal zu den neun Spurrillen wurde untersucht unter Verwendung eines elektronischen Oberflächenmorphologieanalysators (Handelsname ESA-3000, Erionix Co., Ltd.), und wenn die Breite der erhabenen Bereiche der auf die Trägerplatte übertragenen Rillenbereiche durch "a" dargestellt wurde, wie in Fig. 11 dargestellt, und die Breite des unteren Bodens einer rillenbildenden Vertiefung auf dem Stempel durch "A" dargestellt war, wie in Fig. 12 dargestellt, wurde die Übertragungsgenauigkeit durch einen mittleren Wert von a/A untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt. Weiter wurde auf ähnliche Weise eine Untersuchung durchgeführt für Trägerplatten, die bei Oberflächentemperaturen der Formwalze von 130ºC und 150ºC geformt wurden.
Die Dickenunebenheit der entsprechenden Trägerplatten betrug 10 µm oder weniger, was im Bereich des Standards der Träger für optische Karten liegt.
Die Doppelbrechung wurde untersucht unter Verwendung eines Wertes des Verlaufs eines einzelnen Lichtstrahls, gemessen mit Licht mit einer Wellenlänge von 830 nm und einem Punktdurchmesser von 1 µm unter Verwendung eines Polarimeters (Typ SP-224, hergestellt von Sinko Seiki Co., Ltd.).
Die Bewertung der Untersuchung wurde in der gleichen Weise durchgeführt wie im Beispiel 2

Beispiel 8

Eine Trägerplatte für optische Karten wurde unter Durchführung der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 7 geformt, mit der Ausnahme, daß als eine Harzschicht ein Polyphenylensulfidfilm mit einer Dicke von 100 µm (Handelsname Toralyna 3000, hergestellt von Toray Industries, Inc., Ausdehnung 60%, Zugelastizitätsmodul 400 kg/mm²) anstelle der Harzschicht aus Polyetheretherketon aus Beispiel 7 verwendet wurde.

Beispiel 9

Eine Trägerplatte für optische Karten wurde unter Durchführung der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 7 geformt, mit der Ausnahme, daß als Harzschicht ein Polyarylatfflm mit einer Dicke von 100 µm (Handelsname Elmec F- 2100, hergestellt von Kanegafuchi Chemical Industry Co., Ltd., Ausdehnung 50%) eingesetzt wurde anstelle der Harzschicht aus Polyetheretherketon von Beispiel 7.
Die Werte der Übertragungsgenauigkeit und der Doppelbrechung der so erhaltenen Trägerplatte für optische Karten sind in Tabelle 5 dargestellt.

Beispiel 10

Eine Trägerplatte für optische Karten wurde unter Durchführung der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 7 geformt, mit der Ausnahme, daß als Harzschicht ein Polyparabansäureharzfilm mit einer Dicke von 125 µm verwendet wurde (Handelsname SOLDAX, hergestellt von Tonen Petrochemical Co., Ltd.) verwendet wurde anstelle der Harzschicht aus Polyetheretherketon von Beispiel

Beispiel 11

Eine Harzplatte für optische Karten wurde geformt unter Verwendung der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 7, mit der Ausnahme, daß als Harzschicht ein Polyethersulfonfilm mit einer Dicke von 100 µm (Handelsname TALPA-1000, hergestellt von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc., Ausdehnung 100%, Zugelastizitätsmodul 260 kg/mm²) eingesetzt wurde anstelle der Harzschicht aus Polyetheretherketon von Beispiel 7.
Die Werte der Übertragungsgenauigkeit und der Doppelbrechung der so erhaltenen Trägerplatte für optische Karten sind in Tabelle 5 dargestellt. Tabelle 5 Temperatur der Formwalze Übertragungsgenauigkeit (a/A) Doppelbrechung Beispiel 7 Beispiel 8 Beispiel 9 Beispiel 10 Beispiel 11

Referenzbeispiel 1

Eine Formwalze wurde hergestellt unter Verwendung der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 3, mit der Ausnahme, daß eine Polyimidschicht mit einer Dicke von 75 µm als Harzschicht gebildet wurde und dann eine Trägerplatte für optische Karten geformt wurde.

Referenzbeispiel 2

Eine Formwalze wurde hergestellt unter Verwendung der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß ein Tetrafluorethylenpolymer film mit einer Dicke von 600 µm als Harzschicht verwendet wurde und dann eine Trägerplatte für optische Karten geformt wurde.
Die Werte der Übertragungsgenauigkeit und der Doppelbrechung der Trägerplatte für optische Karten in Referenzbeispiel 1 und Referenzbeispiel 2 sind in Tabelle 6 dargestellt.

Referenzbeispiel 3

Eine Trägerplatte für optische Karten wurde geformt unter der Verwendung der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 3, mit der Ausnahme, daß anstelle der Polyimidharzschicht in Beispiel 3 Silicon-RTV-Kautschuk (Handelsname KE 1300, hergestellt von The Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Ausdehnung 300%) auf die Rückseitenoberfläche eines Stempels aufgebracht und dann bei Raumtemperatur gehärtet wurde, um eine Harzschicht mit einer Dicke von 50 µm zu bilden.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt. Tabelle 6 Temperatur der Formwalze Ubertragungsgenauigkeit (a/A) Doppelbrechung Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2 Vergleichsbeispiel 3

Claims

1. Formwalze (3) zum Formen einer Trägerplatte für ein optisches Aufzeichnungsmaterial durch Übertragen eines Vorformatierungsmusters auf eine Harzplatte, die durch Schmelzen und Extrudieren eines Harzes geformt wurde, wobei die Formwalze dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Walzengrundlage (11), wenigstens einen Stempel (13), der lösbar auf der äußeren Oberfläche der Walzengrundlage befestigt ist, und eine Wärmeisolationsschicht (12), die zwischen Walzengrundlage und Stempel eingebracht ist, umfaßt.

2. Formwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Isolationsschicht 10 bis 500 µm beträgt.

3. Formwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Dicke der Isolationsschicht 20 bis 220 µm beträgt.

4. Formwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Dicke der Isolationsschicht 50 bis 200 µm beträgt.

5. Formwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzschicht eine Harzplatte darstellt.

6. Formwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzschicht als Beschichtungsfilm auf der Oberfläche des Stempels, die der Oberfläche der Walzengrundlage zugewandt ist, gebildet wird.

7. Formwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht wenigstens ein Element enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Polyimidharzen, Fluorharzen, Polyetheretherketonen Polyethersulfonen, Polyprabansäureharzen, Polyphenylenoxid, Polyarylatharzen und Epoxidharzen.

8. Formwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Isolationsschicht 0,1mal bis 2mal so groß ist wie die des Stempels.

9. Formwalze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Isolationsschicht 0,2mal bis 1mal so groß ist wie die des Stempels.

10. Formwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Stempeln lösbar auf der äußeren Oberfläche der Walzengrundlage in Umfangsrichtung der Walzengrundlage fixiert ist, wobei die Isolationsschicht zwischen der Walzengrundlage und dem jeweiligen Stempel eingebracht ist und eine Eigendicke passend zur Dicke des jeweiligen Stempels besitzt.

11. Vorrichtung zur Bildung eines Trägerplatte, die eine Formwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 10 eingebaut enthält.

12. Verfahren zur Bildung einer Trägerplatte für ein optisches Aufzeichnungsmaterial, das einen Schritt, der darin besteht, daß ein geschmolzenes Harz extrudiert wird, um eine Harzplatte zu formen, und einen Schritt, der darin besteht, daß die Harzplatte durch eine Formwalze und Spiegelwalzen, die der Oberfläche der Formwalze zugewandt angeordnet sind, zu pressen, um ein Vorformatierungsmuster auf die Oberfläche der Harzplatte zu übertragen, umfaßt, wobei das Verfahren dadurch charakterisiert ist, daß die verwendete Formwalze eine Walzengrundlage, wenigstens einen Stempel, der lösbar auf der äußeren Oberfläche der Walzengrundlage befestigt ist, und eine Wärmeisolationsschicht, die zwischen der Walzengrundlage und dem Stempel eingebracht ist, umfaßt.

13. Verfahren zur Bildung einer Trägerplatte für ein optisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Isulationsschicht wenigstens ein Element enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Poiyimidharzen, Fluorharzen, Polyetheretherketonen, Polyethersulfonen, Polyprabansäureharzen, Polyphenylenoxid, Polyarylatharzen und Epoxidharzen.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Formwalze eine Vielzahl von Stempeln, die lösbar auf der äußeren Oberfläche der Walzengrundlage in Umfangsrichtung der Walzengrundlage fixiert sind, umfaßt, wobei die Isolationsschicht zwischen der Walzengrundlage und dem jeweiligen Stempel eingebracht ist und eine Eigendicke passend zur Dicke des jeweiligen Stempels besitzt.

15. Vorrichtung zur Bildung der Trägerplatte für ein optisches Aufzeichnungsmaterial, die eine Einrichtung besitzt zum Schmelzen und Extrudieren eines Harzes zum Formen einer Harzplatte, eine Formwalze (3) zum Pressen der Harzplatte zur Übertragung eines Vorformatierungsmusters auf die Oberfläche der Harzplatte, und Spiegelwalzen (34 und 35), die der Oberfläche der Formwalze zugewandt angebracht sind, wobei die Formwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 10 konstruiert ist.