JP2004355732A

JP2004355732A - 光記録媒体

Info

Publication number: JP2004355732A
Application number: JP2003152960A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Komaki; 壮小巻; Kenji Yamaya; 研二山家; Koji Yamada; 孝司山田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2004-12-16
Also published as: US7018697B2; US20040241378A1

Abstract

【課題】基板上に基板よりも薄い光透過層が形成された構造を有し、反りが発生しにくく、電気特性が良好で、生産性が良い光記録媒体を提供する。
【解決手段】光記録媒体１０は、基板１２と、基板１２よりも薄い光透過層１４と、を有し、基板１２の材料をオレフィンマレイミド共重合体とした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板と、該基板よりも薄い光透過層と、を有してなる光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録媒体の基板は一般的に、射出成形されてピット、グルーブ等の情報パターンが転写されるため、基板の材料は、成形性、転写性に優れていることが重要である。又、次のような事情により、光記録媒体の基板の材料としては一般的に、成形性、転写性と共に透光性に優れた材料が用いられている。
【０００３】
例えば、ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）は、厚さが１．２ｍｍの基板が光透過層を兼ねる構造であるため、基板の材料として、透光性に優れるポリカーボネート等が用いられている。
【０００４】
又、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）は、一例として例えば厚さが０．６ｍｍの基板と、厚さが０．６ｍｍのダミー基板（剛性を保つための基板）と、が貼り合された構造であり、基板の材料と、ダミー基板の材料と、が異なると、短時間での急激な環境温度の変化による反りが発生しやすくなるため、一般的に、基板の材料と、ダミー基板の材料と、が共通とされている。基板の材料としては透光性に優れるポリカーボネート等が用いられるため、ダミー基板の材料も一般的に、ポリカーボネート等とされている。
【０００５】
ここで近年、記録容量の大幅な増加を図るべく、４０５ｎｍ程度の短波長の青紫レーザ光を用いると共に対物レンズの開口数を０．８５程度まで高め、これに対応するために、厚さが１．１ｍｍ程度の基板に基板よりも薄い０．１ｍｍ程度の光透過層を形成した構造の光記録媒体が注目されている（例えば、特許文献１参照。）。尚、この光記録媒体は、ヘッドとのギャップが１５０ｎｍ程度であり、ヘッドとのギャップが数ｍｍ程度であるＣＤ、ＤＶＤに対してギャップが著しく縮小されている。
【０００６】
この光記録媒体は一般的に、射出成形した基板に、スピンコート法又は透光性フィルムの接着により光透過層を形成して作製される。基板と、光透過層とは、成形方法等が相違するため、厚さが異なるだけでなく、材料も異なることが多い。
【０００７】
基板の材料としては、従来の光記録媒体の基板材料として実績があり、成形性、転写性という点で信頼性があるポリカーボネート等が用いられ、光透過層の材料としては、紫外線、電子線等の放射線で硬化する放射線硬化性樹脂、透光性フィルム等が用いられる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００３―８５８３６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この光記録媒体は、材質、厚さが相違する基板と、光透過層と、が組合わされた非対称構造であるため、短時間での急激な環境温度変化等により、反りが発生しやすいという問題がある。反りが大きいと、光記録媒体がヘッドに接触したり、ヘッドとのギャップが過大又は過小となり、情報の記録、読取ミスが発生しやすくなるため、所定の制限値内に反りを抑制する必要がある。
【００１０】
これに対し、基板の材料を金属又はガラスとすれば所定の制限値内に反りを抑制することができるが、生産性、コストという点で好ましくない。
【００１１】
又、基板の厚さを厚くしたり、基板にリブ等を形成すれば、それだけ基板の剛性を高めることができ、反りを抑制できるが、このような基板の形状の変更は、記録・読取装置側の設計変更も必要となり、互換性、コストという点で好ましくない。
【００１２】
又、基板材料中に所定のフィラーを添加し、剛性を高めることも考えられるが、フィラーを添加すると、基板の成形性、情報パターンの転写性、が悪化し、却って、ジッターの劣化、エラーの増加等、電気特性に悪影響を及ぼすことになる。
【００１３】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、基板上に基板よりも薄い光透過層が形成された構造を有し、反りが発生しにくく、電気特性が良好で、生産性が良い光記録媒体を提供することをその課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板の材料として、オレフィンマレイミド共重合体を用いることにより、上記課題を解決したものである。
【００１５】
発明者は、本発明に想到する過程で、基板と、基板よりも薄い光透過層と、を有してなる光記録媒体の場合、その構造の特殊性により、ＣＤ、ＤＶＤのように基板の材料として必ずしも透光性に優れる材料を用いる必要がないことに着目し、透光性よりも剛性を重視して基板の材料を選択するという着想に至った。この着想の下、様々な基板材料を試行錯誤したところ、オレフィンマレイミド共重合体は、剛性が高く、更に、成形性、情報パターンの転写性という点でも光記録媒体の基板の材料として好適であることを見出した。言い換えれば、光記録媒体の基板の材料としては、従来、成形性、転写性、透光性という点で実績があるポリカーボネート等を用いることが常識とされていたのに対し、本発明は、基板と、基板よりも薄い光透過層と、を有してなる光記録媒体の構造の特殊性に鑑みて、基板の材料として、従来の常識とは異なる材料を採用し、上記課題を解決したものである。
【００１６】
即ち、以下の発明により、上記課題を解決したものである。
【００１７】
（１）基板と、該基板よりも薄い光透過層と、を有してなる光記録媒体であって、前記基板の材料がオレフィンマレイミド共重合体であることを特徴とする光記録媒体。
【００１８】
（２）前記オレフィンマレイミド共重合体は、前記一般式（Ｉ）で表される少なくとも１種類以上のＮ−フェニル置換マレイミド単位、前記一般式（ＩＩ）で表される少なくとも１種類以上のＮ−アルキルマレイミド単位及び前記一般式（ＩＩＩ）で表されるα―オレフィン単位からなる共重合体であり、共重合組成が（（Ｉ）＋（ＩＩ））が３０〜９８モル％、（ＩＩＩ）が７０〜２モル％であって、ポリスチレン換算の重量平均分子量が１×１０^３以上５×１０^６以下であることを特徴とする前記（１）の光記録媒体。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る光記録媒体１０の構造を模式的に示す側断面図である。
【００２１】
光記録媒体１０は、基板１２と、基板１２よりも薄い光透過層１４と、を有してなり、基板１２の材料が高い剛性を有するオレフィンマレイミド共重合体であることを特徴としている。他の構成については、従来の光記録媒体と同様であるので説明を適宜省略することとする。
【００２２】
基板１２は厚さが約１．１ｍｍ、外径が約１２０ｍｍ、内径が約１５ｍｍの円板状体で、光透過層１４側の面には、図示しないピット、グルーブ等の微細な情報パターンが転写されている。
【００２３】
基板１２を構成するオレフィンマレイミド共重合体としては、例えば、特開平５−１１７３３４号公報に開示されるようなオレフィンマレイミド共重合体が好ましく用いられる。尚、このオレフィンマレイミド共重合体は高い剛性を有すると共に、透光性も良好である。
【００２４】
このオレフィンマレイミド共重合体は、具体的には、前記一般式（Ｉ）で表される少なくとも１種類以上のＮ−フェニル置換マレイミド単位、前記一般式（ＩＩ）で表される少なくとも１種類以上のＮ−アルキルマレイミド単位及び前記一般式（ＩＩＩ）で表されるα―オレフィン単位からなる共重合体であり、共重合組成が（（Ｉ）＋（ＩＩ））が３０〜９８モル％、（ＩＩＩ）が７０〜２モル％であって、ポリスチレン換算の重量平均分子量が１×１０^３以上５×１０^６以下である。
【００２５】
構成単位（Ｉ）を与える化合物としては、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−（２−メチルフェニル）マレイミド、Ｎ−（２−エチルフェニル）マレイミド、Ｎ−（２−イソプロピル）フェニルマレイミド、Ｎ−（３−メチルフェニル）マレイミド、Ｎ−（３−エチルフェニル）マレイミド、Ｎ−（４−メチルフェニル）マレイミド、Ｎ−（４−エチルフェニル）マレイミド、Ｎ−（２，６−ジメチルフェニル）マレイミド、Ｎ−（２，６−ジエチルフェニル）マレイミド、Ｎ−（２、６−ジイソプロピルフェニル）マレイミド、Ｎ−（２、４、６−トリメチルフェニル）マレイミド、Ｎ−カルボキシフェニルマレイミド、Ｎ−（２−クロロフェニル）マレイミド、Ｎ−（２，６−ジクロロフェニル）マレイミド、Ｎ−（２−ブロモフェニル）マレイミド、Ｎ−（パ−ブロモフェニル）マレイミド、Ｎ−（２，４−ジメチルフェニル）マレイミド、パラトリルマレイミド等が挙げられ、これらは１種又は２種以上組合わせて重合に用いることができ、それらの比率は特に限定されない。
【００２６】
更に、本発明の目的を損なわない程度に上記のフェニルマレイミド類のほかに前記一般式（ＩＩ）で示したＮ−アルキル置換マレイミド類から与えられる単位を共重合しても差支えない。
【００２７】
この単位を与える化合物としては、例えば、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−ｎ−プロピルマレイミド、Ｎ−ｉ−プロピルマレイミド、Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｉ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｓ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｔ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｎ−ペンチルマレイミド、Ｎ−ｎ−ヘキシルマレイミド、Ｎ−ｎ−ヘプチルマレイミド、Ｎ−ｎ−オクチルマレイミド、Ｎ−ラウリルマレイミド、Ｎ−ステアリルマレイミド、Ｎ−シクロプロピルマレイミド、Ｎ−シクロブチルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−メチルシトラコンイミドなどのＮ−アルキル置換マレイミド類などが挙げられ、これらは１種または２種以上組み合わせて重合に用いることができ、それらの比率は特に限定されない。
【００２８】
又、構成単位（ＩＩＩ）を与える化合物としては、イソブテン、２−メチル−１−ブテン、２−メチル−１−ペンテン、２−メチル−１−ヘキセン、２−メチル−１−ヘプテン、１−イソオクテン、２−メチル−１−オクテン、２−エチル−１−ペンテン、２−メチル−２−ブテン、２−メチル−２−ペンテン、２−メチル−２−ヘキセン、エチレン、プロピレン、１−ブテン、２−ブテン及び１−ヘキセン等のオレフィン類などが挙げられ、このうち１，２−ジ置換オレフィン、特にイソブテンが好ましく用いられる。また、これらのオレフィン類は１種または２種以上組み合わせて重合に用いることができ、それらの比率は特に限定されない。
【００２９】
構成単位（Ｉ）＋（ＩＩ）の含有量は、共重合体全体の３０〜９８モル％であり、４０〜７５モル％が好ましく、特に５０〜７０モル％が好ましい。構成単位（Ｉ）＋（ＩＩ）が９８モル％を越える場合には生成する樹脂は脆くなり、また３０モル％未満では樹脂の耐熱性が低下するため好ましくない。
【００３０】
又、必要ならば、本発明の目的を損なわない範囲で、共重合体に他のビニル系単量体を共重合させることができる。
【００３１】
他のビニル系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、１，３−ブタジエン、イソプレン及びこれらのハロゲン置換誘導体、メタクリル酸メチルなどのアクリル酸エステル類、酢酸ビニル、安息香酸ビニルなどのビニルエステル類、メチルビニルエ−テルなどのビニルエ−テル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、無水マレイン酸、アクリロニトリルより選ばれる１種以上の化合物が挙げられる。
【００３２】
これら単量体の重合は公知の重合法、例えば塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法及び乳化重合法のいずれでも採用可能であるが、溶液重合法が特に好ましい。
【００３３】
更に、少なくとも２種類以上のアルキル置換及びフェニル置換のマレイミド系単量体を複数以上組み合わせ、オレフィン系単量体と共重合しても差し支えない。
【００３４】
例えばそれらの組み合わせとしては、Ｎ−メチルマレイミド／Ｎ−メチルフェニルマレイミド／イソブテン、Ｎ−メチルマレイミド／Ｎ−（２，６−ジエチルフェニル）マレイミド／イソブテン、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド／Ｎ−メチルフェニルマレイミド／イソブテン、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド／Ｎ−（２，６−ジエチルフェニル）マレイミド／イソブテン、Ｎ−エチルマレイミド／Ｎ−メチルフェニルマレイミド／イソブテン、Ｎ−エチルマレイミド／Ｎ−（２，６−ジエチルフェニル）マレイミド／イソブテンなどの組み合わせが好ましい。フェニル置換のマレイミド系単量体同志の組み合わせとしては、Ｎ−フェニルマレイミド／Ｎ−メチルフェニルマレイミド／イソブテン、Ｎ−フェニルマレイミド／Ｎ−（２，６−ジエチルフェニル）マレイミド／イソブテンなどが好ましい。
【００３５】
尚、本実施形態において用いられるオレフィンマレイミド共重合体には必要に応じてヒンダ−ドフェノ−ル、有機リン酸エステルのような酸化防止剤、ベンゾトリアゾ−ル系紫外線吸収剤、ヒンダ−ドアミン系紫外線安定剤、各種潤滑剤、染料などを添加しても良い。
【００３６】
更に、本実施形態において用いられるオレフィンマレイミド共重合体には、必要に応じてこれと相溶可能な他の樹脂や熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマ−もしくは固形あるいは液状ゴムを混合することもできる。
【００３７】
更に、本実施形態において用いられるオレフィンマレイミド共重合体には、その機械特性を向上させるために、必要に応じて無機充填剤を混合して使用することもできる。
【００３８】
このような充填剤としては、例えばケイ素とアルミニウムの酸化物を主成分とするアルミノケイ酸ガラスからなるガラス繊維（通称Ｅガラス繊維）、パウダ−、ペ−スト、マイクロビ−ズ、マイクロロッド、マイクロディスク等が挙げられる。
【００３９】
尚、基板１２の成形方法としては、射出成形法、押出成形法、圧縮成形法、ブロ−成形法、スピンキャスト法等の通常の成形方法が挙げられる。
【００４０】
光透過層１４は、厚さが約０．１ｍｍであり、基板１２における情報パターンが形成された面側に形成されている。光透過層１４の形成方法としてはスピンコート法、フィルム接着等が挙げられる。スピンコート法を用いる場合、光透過層１４の材料としては、例えば、紫外線、電子線等の放射線で硬化する性質を有する放射線硬化性樹脂等を用いることができる。具体的には、アクリル系やエポキシ系の紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。又、フィルム接着の場合、種々の透光性フィルムを用いることができる。
【００４１】
尚、本実施形態において、光記録媒体１０は片面だけに光透過層が形成された片面記録タイプであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、両面に光透過層が形成された両面記録タイプの光記録媒体に対しても本発明は適用可能である。このような対称構造の両面記録タイプの光記録媒体に剛性が高いオレフィンマレイミド樹脂の基板を用いることにより、光記録媒体の反りを一層抑制することができる。
【００４２】
又、本実施形態において、基板の材料は、前記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）等で示される構成単位を含み、透光性に優れるオレフィンマレイミド樹脂であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、剛性が高く、反りにくい材料であれば、他の構造のオレフィンマレイミド樹脂を基板の材料として用いてもよい。尚、透光性は要求されない。
【００４３】
（実施例）
光記録媒体成形用金型と、射出成形機（住友重機工業製：ＳＤ３５Ｅ）と、を用いて、上記実施形態で示される外径が約１２０ｍｍ、内径が約１５ｍｍ、厚さが約１．１ｍｍの基板を成形した。尚、光記録媒体成形用金型の固定側金型には、スタンパを配設し、ピット、グルーブ等の情報パターンを基板の片面に転写した。
【００４４】
基板材料は、具体的にはオレフィンマレイミド樹脂（東ソー製：開発名ＴＩ−１６０β）を用いた。
【００４５】
このオレフィンマレイミド樹脂のペレットを温度が約１００℃に保持されたオーブン内に約１２時間収容して乾燥させた後、射出成形機の加熱シリンダーに供給して約３２０℃に加熱、溶融させると共に、温度が約１１０℃に調節された加圧水が循環し、約３５ｔで型締めされた光記録媒体成形用金型のキャビティー内に溶融樹脂を射出してディスク形状に成形し、更に、可動側金型に設けられたカットパンチを前進させて中心孔を形成した。冷却後、固定側金型から可動側金型を離間させて成形した基板を取出した。基板の曲げ弾性率は約４．５ＧＰａ、線膨張係数は約５８×１０^−６／℃であった。
【００４６】
次に、基板の情報パターンが転写された側の面上に、スパッタリング法により、反射層、第２誘電体層、記録層、第１誘電体層をこの順で形成した。更に、スピンコート法により、アクリル系紫外線硬化型樹脂を展延し、紫外線を照射して硬化させ、光透過層を形成した。
【００４７】
このようにして得られた光記録媒体の周囲の温度を−１０℃から＋５５℃に急激に変化させ、公知の測定方法により光記録媒体の反り角を測定した。
【００４８】
具体的には、冷蔵庫内に光記録媒体を収容して約−１０℃に温度調節した後、冷蔵庫から取出して、温度が約５５℃に調節されたケース（アスワン製：ＣＧ０−１、３０×４０×６０ｃｍ）内のスピンドルに装着した。
【００４９】
測定方法は、反り角測定器（キーエンス社製、ＬＡ−２０００）を用いて、光記録媒体の光透過層側の面における外周から２ｍｍ（中心から５８ｍｍ）の部位に軸方向と平行なレーザ光を照射し、入射光の光軸と、反射光の光軸との差を反り角α（ｄｅｇ）として測定した。尚、全く反りがない場合の光記録媒体の仮想面と、測定部位の面とがなす角をθ（ｄｅｇ）とすると、αとθとの関係は、α＝２θである。
【００５０】
図２は、ケース内に収容した時点を０として、その後の光記録媒体の反り角の変化を示すグラフである。図２中に、本実施例の光記録媒体の反り角の変化を（Ａ）を付した曲線で示す。
【００５１】
（比較例）
上記実施例に対し、基板材料として、ポリカーボネート樹脂を用いた。具体的には、ポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチック製：Ｈ４０００−Ｎ２８２）のペレットを温度が約１２０℃に保持されたオーブン内に約４時間収容して乾燥させた後、射出成形機の加熱シリンダーに供給して約３６０℃に加熱、溶融させると共に、温度が約１２５℃に調節された加圧水が循環し、約３５ｔで型締めされた光記録媒体成形用金型のキャビティー内に溶融樹脂を射出してディスク形状に成形し、更に、可動側金型に設けられたカットパンチを前進させて中心孔を形成した。冷却後、固定側金型から可動側金型を離間させて成形した基板を取出した。基板の曲げ弾性率は約２．０ＧＰａ、線膨張係数は約７０×１０^−６／℃であった。
【００５２】
以下、上記実施例と同様に、反射層、第２誘電体層、記録層、第１誘電体層、光透過層を形成し、光記録媒体の周囲の温度を−１０℃から＋５５℃に急激に変化させて、光記録媒体の反り角を測定した。
【００５３】
図２中に、ケース内に収容した時点を０として、その後の光記録媒体の反り角の変化を（Ｂ）の曲線で示す。
【００５４】
図２より、実施例の光記録媒体は比較例の光記録媒体に対し、反り角の最大値が約１／５であり、反りが大幅に抑制されていることが確認された。実施例の光記録媒体は比較例の光記録媒体に対し、高い剛性を有する点、及び線膨張係数が小さい点で、環境温度の変化等による反りが抑制されていると考えられる。
【００５５】
尚、実施例の光記録媒体及び比較例の光記録媒体についていずれも反り角が充分に小さく収束した状態で、変調度、ジッター等の電気特性を測定したところ、両者の電気特性は同等であった。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板上に基板よりも薄い光透過層が形成された構造の光記録媒体の反りを抑制し、良好な電気特性を確実に実現することが可能となるという優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光記録媒体の構造を模式的に示す側断面図
【図２】実施例及び比較例に係る光記録媒体の反り角の変化を対比して示すグラフ
【符号の説明】
１０…光記録媒体
１２…基板
１４…光透過層

Claims

基板と、該基板よりも薄い光透過層と、を有してなる光記録媒体であって、
前記基板の材料がオレフィンマレイミド共重合体であることを特徴とする光記録媒体。
請求項１において、
前記オレフィンマレイミド共重合体は、下記の一般式（Ｉ）で表される少なくとも１種類以上のＮ−フェニル置換マレイミド単位、下記の一般式（ＩＩ）で表される少なくとも１種類以上のＮ−アルキルマレイミド単位及び一般式（ＩＩＩ）で表されるα―オレフィン単位からなる共重合体であり、共重合組成が（（Ｉ）＋（ＩＩ））が３０〜９８モル％、（ＩＩＩ）が７０〜２モル％であって、ポリスチレン換算の重量平均分子量が１×１０^３以上５×１０^６以下であることを特徴とする光記録媒体。

（ここでＲ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７、Ｒ_８、Ｒ_９、Ｒ_１０は、各々水素、ハロゲン系元素、カルボン酸または炭素数１〜８の直鎖状あるいは分岐状アルキル基であり、Ｒ_１１、Ｒ_１２、Ｒ_１３は、各々水素または炭素数１〜６のアルキル基を示す）