JP2662049B2 - 光学式ディスク基板及び光学式情報記録媒体 - Google Patents

光学式ディスク基板及び光学式情報記録媒体

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、長期間にわたって高い信頼性を維持できる
光学式ディスク基板、及び該ディスク基板を用いた光学
式情報記録媒体に関する。
[従来の技術と解決すべき課題] オーディオディスク,レーザディスク,光ディスクメ
モリ,または光磁気ディスク等のレーザ光を利用して情
報の再生,追記書換えを行なう光学式情報記録媒体に用
いられる光学式ディスク基板には、成形性,強度,光線
透過率及び耐湿性等の点で優れているポリカーボネート
樹脂が多く用いられている。
しかしながら、このように優れた性質を有するポリカ
ーボネート樹脂製の基板も、高温,高湿下において白点
を発生するという欠点がある。
一方、光学式ディスク基板、およびこの基板を用いた
光学式情報記録媒体に要求される特性の一つとして、長
期間(十年以上)にわたって高い信頼性を維持できるよ
うにすることが必要である。ところが、上述したように
ポリカーボネート樹脂は高温,高湿下において、成形品
に白点を発生させるためビットエラー率(BER)の増加
をもたらし、光学式情報記録媒体の使用寿命を縮める大
きな原因となっていた。
このため、従来よりポリカーボネート樹脂の精製処理
法が種々研究されており、次のようなディスク基板用の
ポリカーボネート樹脂あるいはその製造方法が提案され
ている。
例えば、特開平1−146926号においては、重合鎖の
繰り返し単位数nが1〜3の低分子量体を0.2重量%以
下、未反応ビスフェノールを10ppm以下としたポリカー
ボネート樹脂成形材料が、また、特開昭64−56729号
においては、低分子量成分4〜8重量%、未反応ビスフ
ェノール類70〜150ppm、及び塩化メチレン50〜150ppmを
含有する粉末状ポリカーボネートを40℃以上でケトン類
を用いて抽出処理する方法が、さらに、特開昭63−31
6313号においては、低分子量成分3重量%以下、未反応
ビスフェノール類20ppm以下、及び塩化メチレン20ppm以
下としたポリカーボネート樹脂がそれぞれ提案されてい
る。
しかしながら、特開平1−146926号における成形材
料を得るためには、ポリカーボネートの塩化メチレン溶
液をノルマルヘキサン等の非溶媒を用いて沈殿化させる
必要があるが、ポリカボネートの分子量が15,000程度の
ものでは、微粉化して取扱いあるいは成形が困難となる
という問題がある。
また、特開昭64−56729号におけるポリカーボネー
ト樹脂製造方法及び特開昭63−316313号におけるポリ
カーボネート樹脂では、純度の向上が必ずしも十分では
ない。
さらに、上述した従来のものにおいては、ポリカーボ
ネート樹脂の最終用途、製品である光学式ディスク基板
の高温,高湿下における白点発生について、何等認識さ
れておらず、光学式ディスク基板として実用上要求され
る特性について何等の提案もなかった。
本発明は、上記事情にかんがみてなされたものであ
り、白点の発生を最小限に抑制し得る、信頼性の高い光
学式ディスク基板及び光学式情報記録媒体の提供を目的
とする。
[課題の解決手段] 本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意研究を
重ねてきた結果、ポリカーボネート樹脂を用いた光学式
ディスク基板に発生する白点の原因が、樹脂中に含まれ
る末端水酸基とナトリウムとの相互作用によるものであ
ることを見い出した。
そして、光学式ディスク基板を構成するポリカーボネ
ート樹脂中における末端水酸基の量と残留微量ナトリウ
ムの量とを、それぞれある基準値以下にすると、基板に
発生する白点を最小限に抑制できることを知見し、本発
明に至った。
すなわち、本発明によれば、ポリカーボネート樹脂中
の末端水酸基の含有量が、重合体鎖の繰り返し単位当り
0.3モル%以下であり、かつ残留ナトリウム量が1ppm以
下であるポリカーボネート樹脂で構成されてなることを
特徴とする光学式ディスク基板が提供される。
また、前記ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が
12,000〜20,000であることを特徴とする光学式ディスク
基板が提供される。
さらに、前記光学式ディスク基板の表面に、光学的記
録層が形成されてなることを特徴とする光学式情報記録
媒体が提供される。
本発明の光学式ディスク基板において使用されるポリ
カーボネート樹脂としては、粘度平均分子量が12,000〜
20,000のものが好ましく、たとえば二価フェノール類
と、ホスゲンまたはジフェニルカーボネートのような炭
酸エステルとの反応により製造することができる。
二価フェノール類としては、ハイドロキノン、4,4′
−ジヒドロキシフェニル、ビス(ヒドロキシフェニル)
アルカン、ビス(ヒドロキシフェニル)シクロアルカ
ン、ビス(ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(ヒド
ロキシフェニル)ケトン、ビス(ヒドロキシフェニル)
スルフィド、ビス(ヒドロキシフェニル)スルホン、及
びこれらの低級アルキル、ハロゲン等の置換体をあげる
ことができるが、2,2′−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパン(以下、ビスフェノールAという)1,1−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)−ヘキサフルオロプロパン
等を使用することが好ましい。
またこれら二価フェノールは単体で、あるいは混合し
て使用することもできる。
さらに本発明で使用されるポリカーボネートとして
は、一部分枝構造を有するものであってもよい。粘度平
均分子量はポリカーボネートの製造時に、p−ターシャ
リーブチルフェノール、パラクミルフェノールのような
末端停止剤の添加により制御することができる。
この粘度平均分子量は、12,000未満であると強度が実
用に耐えられなくなり、20,000を越えると成形性,光学
的特性の点で十分な性能を得られなくなる。
なお、粘度平均分子量Mvは、20℃の塩化メチレン溶液
の比粘度ηspを測定し、式 ηsp/C=[η](1+0.28ηsp) C=ポリカーボネート樹脂濃度g/1 および [η]=1.23×10-5Mv0.83 によって測定できる。
射出成形に用いる原料ポリカーボネート樹脂は、従来
公知の方法により製造した後、溶液状態において酸洗,
アルカリ洗,水洗を繰返したり、酸,アルカリの濃度を
変更したり、濾過処理をしたり、あるいは粒状の原料
を、例えば加熱条件下でアセトンなどの貧溶媒で洗浄し
たりして低分子量成分,未反応成分、金属成分などの不
純物や異物を除去することが好ましい。
いずれにしても、射出成形前の原料は、これらの処理
の組合せによって異物,不純物,溶媒などの含有量を極
力低くしておくとともに、重縮合条件をも含めて、末端
水酸基の量を低く制御することが必要である。
なお、必要により、例えばリン系等の酸化防止剤など
の添加剤を加えることも可能である。
上述のようなポリカーボネート樹脂を原料として光学
式ディスク基板を製造する場合、原料の異物強度(有機
溶媒溶液中における異物の粒径と個数の積算値)は、通
常30,000μm2/g以下、好ましくは15,000μm2/g以下のも
のを用いる。また、射出成形時における樹脂温度は300
〜400℃とし、金型温度は通常50〜140℃、好ましくは80
〜130℃とする。さらに、この射出成形時における金属
成分の混入が少なくなるような材質の選定等を行なうこ
とが好ましい。
なお、金型表面温度のみを高周波等を用いてガラス転
移温度以上に加熱し、樹脂射出後にディスク基板取出可
能温度まで冷却するようにしてもよい。このようにする
と、より光学的特性にすぐれた基板を得ることができ
る。
このようにして製造した光学式ディスク基板を構成す
るポリカーボネート樹脂中の末端水酸基の量は、重合鎖
の繰り返し単位当り0.3モル%以下に、またナトリウム
の量は1ppm以下とする必要がある。
本発明者の実験によると、上記末端水酸基及びナトリ
ウムの量がそれぞれ上記の量を越えると、光学式ディス
ク基板に発生する白点が急激に増加することが判明し
た。
また、上記ポリカーボネート樹脂中に、炭素数14〜3
0、好ましくは炭素数16〜24の脂肪酸モノグリセリドを
0.002〜0.5重合%、好ましく0.005〜0.1重量%含有させ
ると、その理由は明らかではないが白点の発生がさらに
抑制されることも判明した。
上記脂肪酸モノグリセリドとしては、飽和一価脂肪酸
モノグリセリドで、ステアリン酸モノグリセリド,ベヘ
ン酸モノグリセリドなどや、これらの混合物を例示でき
る。
また、末端水酸基の量を、重合鎖の繰り返し単位当り
0.3モル%以下に、またナトリウムの量を1ppm以下とす
るには、重縮合,重縮合後のポリカーボネート樹脂の塩
化メチレン溶液のアルカリ洗,酸洗,高純度の水による
水洗及び/または粒状ポリマーにした後の貧溶媒(アセ
トン)による洗浄等の有効な除去方法を組み合わせるこ
とによって行なう。
なお、より好ましい方法としては、重縮合、溶液状態
での十分な洗浄によつて得られた溶液により、例えば特
開平1−74231号記載の方法により温水中で粒状体を
得、この粒状体を塩化メチレンとアセトンなどからなる
混合溶液で洗浄する方法を採用できる。この方法によれ
ば分子量が低くても、1mm程度の粒状体が得られ、取扱
いや、溶融成形が容易にできる。
次に、上記光学式ディスク基板を用いた光学式情報記
録媒体の一具体例を第1図にもとづいて説明する。
第1図において、1はポリカーボネート樹脂からなる
光学式ディスク基板である。2は情報記録層であり、F
e,Co等の遷移金属とTb,Nd,Nd,Dy等の希土類を組み合わ
せてなる材料が蒸着,スパッタリング等により形成され
ている。3は記録層2を保護するための保護層であり、
シリコン形成セラミックス等を用いている。4はオーバ
ーコート層または接着層であり、紫外線硬化樹脂等を用
いている。
このようにして、光学式ディスク基板に情報記録層を
形成した光学式情報記録媒体は、主に追記型,書換え型
として用いる。
[実施例] 本発明実施例1〜4の光学式ディスク基板と比較例1
〜3の光学式ディスク基板を比較する。
○ 光学式ディスク基板 (1)使用原料 a.重縮合条件 ビスフェノールAを用い、公知のホスゲン法により、
ポリカーボネート樹脂を得た。
b.得られたポリカーボネート樹脂の酸洗,アリカリ洗,
水洗条件を種々変更した。
c.粒状化条件を種々変更した。
d.粒状体の抽出条件 ポリカーボネートの良溶媒である塩化メチレンと、貧
溶媒であるアセトンとの混合溶液で下記条件により粒状
ポリカーボネートを抽出処理した。
(粒状ポリカーボネート:溶液=1:3) 塩化メチレン :アセトン 温度 時間 回数 実施例1 2:8 50℃ 1H r 2 実施例2 2:8 50℃ 1H r 1 実施例3,4 1:9 50℃ 1H r 1 比較例1 0:10 50℃ 1H r 1 比較例2,3 市販品 (2)粘度平均分子量Mv=約14,000〜15,000測定法:Sch
ne11の粘度式 [η]=1.23×10-5Mv0.83 ここでηは、固有粘度 (3)末端水酸基 測定法:1H−NMR ここでnは、 (4)残留ナトリウム量 測定法:原子吸光法 ○ 射出成形 上記原料のうち、末端水酸基量、残留ナトリウム量の
異なる原料を成形(成形温度:340℃,金型温度:120℃)
し、光ディスク基板を得た。
基板サイズ:130mmφ,厚み1.2mm ○ 加速劣化テスト (1)高温高湿条件:70℃ 90%RH 80℃ 90%RH (2)定期的にサンプルを取り出し、偏光顕微鏡を用い
て50μm以上の白点の数を測定した。これを10枚の光学
式ディスク基板について行ない、その平均値を求めた。
以下の結果をまとめて表1に示す。
この結果、本発明の実施例の光学式ディスク基板の場
合には、従来のものに比べて白点の発生が大幅に減少し
ていることが判明した。
○ビットエラー率テスト 上述した実施例1〜4及び比較例1〜3の光学式ディ
スク基板より、それぞれ実施例1〜4と、比較例1〜3
の光学式情報記録媒体を得て比較した。
(1)光学式情報記録媒体は、第2図に示す片面記録構
造のものを用いた。
・記録層:Tb−Fe−Co系(800Å) ・保護層:シリコン系セラミックス(800Å) ・オーバーコート層:紫外線硬化樹脂(10μm) (2)実施例1〜4と比較例1〜3のビットエラー率の
変化を第3図のグラフに示す。
この結果、本発明の実施例の光学式ディスク基板を用
いた光学式情報記録媒体のビットエラー率の変化の少な
いことが判明した。
[発明の効果] 以上のように、本発明の光学式ディスク基板によれ
ば、白点の発生を十分抑制することができる。
また、本発明の光学式情報記録媒体によれば、高温高
湿下でのビットエラー率の悪化を抑制でき、長期間の使
用に際して信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光学式記録媒体の一実施例の構成図、
第2図は実施例と比較例における光学式情報記録媒体の
構成図、第3図は第2図の光学式情報記録媒体を用いて
行なったビットエラー率の変化を示す図。 1:基板 2:情報記録層 3:保護層 4:オーバーコート層

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリカーボネート樹脂中の末端水酸基の含
    有量が、重合体鎖の繰り返し単位当り0.3モル%以下で
    あり、かつ残留ナトリウム量が1ppm以下であるポリカー
    ボネート樹脂で構成されてなることを特徴とする光学式
    ディスク基板。
  2. 【請求項2】前記ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子
    量が12,000〜20,000であることを特徴とする請求項1記
    載の光学式ディスク基板。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の光学式ディスク基
    板の表面に、光学的記録層が形成されてなることを特徴
    とする光学式情報記録媒体。
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