JP3272737B2 - 光記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】光記録媒体のうち、例えば光磁気記録デ
ィスクや相変化型の光記録ディスクでは、基板上に、直
接または下地層を介し、各種記録層構成材料をスッパタ
リングや蒸着によって成膜している。

【０００３】この際、基板としては、ポリカーボネート
やポリメチルメタクリレート等の樹脂が用いられてい
る。

【０００４】しかし、気相成膜法による記録層や下地層
は、これら樹脂基板に対して密着性が悪く、高温、高湿
下で保存したりすると、記録層が剥離してしまうという
不都合がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、基板と、気相成膜法によって形成された記録層や下
地層との密着性を向上させることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）、（２）の本発明によって達成される。 （１）樹脂製の基板上に、直接または下地層を介して記
録層を有し、この記録層または下地層が気相成膜法によ
り形成されており、前記基板は、記録層側表層部に、１
００〜１４０℃である第１の熱軟化点をもつスキン層
と、この第１の熱軟化点より１０〜５０℃高い第２の熱
軟化点をもつ中心部とを有することを特徴とする光記録
媒体。 （２）前記スキン層と前記中心部とが、射出成形によっ
て一体的に形成されているディスク状基板である上記
（１）に記載の光記録媒体。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【作用】本発明では、基板の記録層側表層に、熱軟化点
１００〜１４０℃のスキン層を形成する。そして、この
スキン層上に、スパッタリングや蒸着法等の気相成膜法
により記録層を形成する。

【００１３】このスキン層の存在により基板と記録層と
の密着性が高まり、高温、高湿下で使用あるいは保存し
たときの光記録媒体の耐久性が格段と向上する。

【００１４】これは記録層を気相成膜法により設層する
とき、成膜成分が、軟かいスキン層内部まで浸入するた
めであると思われる。

【００１５】そして、このような効果は、基板表層のス
キン層軟化点を１４０℃以下に規制することで臨界的に
向上する。

【００１６】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。

【００１７】本発明の光記録媒体１の好適例が図２に示
される。この光記録媒体１は基板２上に記録層３を有す
る光磁気記録ディスクである。

【００１８】基板２は、記録光および再生光（６００〜
９００nm程度、特に７００〜８００nm程度の半導体レー
ザー光、特に７８０nm）に対し、実質的に透明（好まし
くは透過率８０％以上）な樹脂から形成される。これに
より、基板裏面側からの記録および再生が可能となる。

【００１９】基板材質としては樹脂を用いる。樹脂とし
ては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリオレ
フィン等の各種熱可塑性樹脂が好適である。

【００２０】このような基板２の記録層設層側の表層部
にはスキン層が存在し、このスキン層の熱軟化点は、１
００〜１４０℃、より好ましくは１００〜１３５℃、さ
らに好ましくは１１０〜１３５℃である。熱軟化点が１
４０℃を越えると密着性が低下してくる。

【００２１】また１００℃未満となると、例えば記録層
積層時の耐熱性に問題が生じたり、寸法精度が低下して
きたりする。

【００２２】この場合、表層部のスキン層の熱軟化点と
は、下記のように測定された温度である。まず、被検基
板の上に針を置いて、５g 程度の荷重を加え、昇温速度
２℃／min 程度で、３０℃程度から昇温していって、針
の進入量を測定する。針の断面は直径１mm程度の円柱形
とする。

【００２３】このように測定される温度と針進入量との
関係が図１に示される。図１に示されるように、本発明
の基板では、針進入量の温度特性プロファイルにおい
て、第１の屈曲点と第２の屈曲点とが生じる。

【００２４】例えば、注型基板や、ある種の射出成形基
板では、針進入量の温度特性には１つの屈曲点しか現わ
れないか、あるいは第１の屈曲点はわずかにしか現われ
ない。また、第１の屈曲点によって生じる１段目の針進
入量は、概ね２００μｍ程度以下である。従って、これ
らから第１の屈曲点は、基板表層のスキン層の軟化点に
由来するものと考えられる。

【００２５】そこで、温度特性プロファイルの第１の屈
曲点近傍にて、針進入前の直線部と、１段目の進入時の
直線部との交点をＴ₁ とし、これをスキン層の熱軟化点
Ｔ₁ と定義する。そして、本発明では、このＴ₁ を前記
のとおり規制するものである。

【００２６】一方、第２の屈曲点近傍においても、１段
目の進入時と２段目の進入時との直線部の交点をＴ₂ と
し、これを第２の熱軟化点Ｔ₂と定義する。この第２の
熱軟化点Ｔ₂ は、基板中心部での熱軟化点であると考え
られる。

【００２７】そして、この第２の熱軟化点Ｔ₂ は、第１
の熱軟化点Ｔ₁ より１０〜５０℃高い温度であり、１４
０℃以上、特に１４５〜１８０℃の温度であると好まし
い。これにより、寸法精度や機械的特性や耐熱性等がす
ぐれたものとなる。

【００２８】なお、スキン層は、基板表層部断面のＳＥ
Ｍ像からも、周囲と色の異なる層として確認でき、その
厚さは、一般に１〜２００μｍ、特に１０〜１００μｍ
程度であると考えられる。また、前記の針進入量の温度
特性プロファイルは、ＴＭＡ（熱機械分析装置、サーモ
メカニカルアナライザー）として市販されている各種装
置、例えばデュポン社製９４３熱機械分析装置等によっ
て測定すればよい。

【００２９】このようなスキン層を形成するには、特に
環状ポリオレフィンや、ポリカーボネートを用いて射出
成形によって基板を形成することが好ましい。

【００３０】環状ポリオレフィンとしては、下記化１を
くり返し構造単位とする環状ポリオレフィンである。

【００３１】

【化１】

【００３２】化１において、Ｒ₁ およびＲ₂ は、炭化水
素残基であるが、特に、炭素数１〜５の非置換のアルキ
ル基であることが好ましい。

【００３３】用いる環状ポリオレフィンは、このような
化１のくり返し単位のみからなるホモポリマーであるこ
とが好ましいが、Ｒ₁ 、Ｒ₂ の異なる化１のくり返し単
位の複数からなるコポリマーであってもよい。そして、
その数平均分子量は、１万〜１０万、特に２万〜５万で
あることが好ましい。

【００３４】このような環状ポリオレフィンは、別途常
法に従い重合を行なって用いてもよく、また、例えば日
本ゼオン社製Zeonex２８０等として市販されているもの
を用いてもよい。

【００３５】また、環状ポリオレフィンとしては、特開
平２−２５７４４６号等に記載された下記化２の環状オ
レフィンとエチレンとの共重合体の好ましくはブレンド
体も好適である。

【００３６】

【化２】 （ｎは、０または正の整数であり、Ｒ¹ ないしＲ¹²は、
それぞれ、水素原子、ハロゲン原子または炭化水素残基
を示し、Ｒ⁹ 〜Ｒ¹²は、互いに結合して単環または多環
の基を形成していてもよく、かつこの単環または多環の
基が二重結合を有していてもよく、またＲ⁹ とＲ¹⁰と
で、またはＲ¹¹とＲ¹²とで、アルキリデン基を形成して
いてもよい。）

【００３７】さらに、ポリカーボネートとしては、数平
均分子量８０００〜１３０００程度のものや、末端にエ
ステル結合をもつもの、例えば三菱ガス化学社製Ｈ−４
５００等が好ましい。

【００３８】そして、これらは、例えば注型したとき、
前記の第２の熱軟化点Ｔ₂ をもつものとする。

【００３９】このような樹脂を用いて、射出成形時にス
キン層を形成するには、射出圧を２５０〜４００kg/cm²
程度に設定することが好ましい。そして、溶融温度は３
００〜４００℃程度、金型温度は８０〜１２０℃程度と
し、その他、保圧や型締力等は通常の条件とすればよ
い。

【００４０】なお、必要に応じ、基板２の外表面や、外
周面等に酸素遮断性の被膜を形成してもよい。また、基
板２の記録層３形成面には、トラッキング用のグルーブ
が形成されていてもよい。

【００４１】図２に示される光磁気記録ディスクにおい
て、基板２上には、下地層としての保護層４、中間層５
を介して記録層３が形成されている。

【００４２】中間層５は、Ｃ／Ｎ比を向上させるために
設けられ、各種誘電体物質から形成されることが好まし
く、その層厚は３０〜１５０nm程度であることが好まし
い。

【００４３】また保護層４とともに記録層３の上にも保
護層６を設けることもできる。併用する場合には、保護
層４と保護層６の組成は同一であっても異っていてもよ
い。

【００４４】必要に応じて設けられる保護層４および保
護層６は、記録層３の耐食性向上のために設けられるも
のであり、これらは少なくとも一方、好ましくは両方が
設けられることが好ましい。これら保護層は、各種酸化
物、炭化物、窒化物、硫化物あるいはこれらの混合物か
らなる無機薄膜から構成されることが好ましい。また、
保護層４、６は、上記の中間層材質で形成してもよい。
保護層の層厚は３０〜３００nm程度であることが耐食性
向上の点から好ましい。

【００４５】このような保護層４、６や中間層５は、ス
パッタ、蒸着、イオンプレーティング等の各種気相成膜
法、特にスパッタによって形成されることが好ましい。

【００４６】記録層３は、変調された熱ビームあるいは
変調された磁界により、情報が磁気的に記録されるもの
であり、記録情報は磁気−光変換して再生されるもので
ある。

【００４７】記録層３は、光磁気記録が行なえるもので
あればその材質に特に制限はないが、希土類金属元素を
含有する合金、特に希土類金属と遷移金属との合金を、
スパッタ、蒸着、イオンプレーティング等、特にスパッ
タにより、非晶質膜として形成したものであることが好
ましい。

【００４８】希土類金属としては、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｎｄ、
Ｇｄ、Ｓｍ、Ｃｅのうちの１種以上を用いることが好ま
しい。遷移金属としては、ＦｅおよびＣｏが好ましい。

【００４９】この場合、ＦｅとＣｏの総含有量は、６５
〜８５at％であることが好ましい。そして、残部は実質
的に希土類金属である。

【００５０】好適に用いられる記録層の組成としては、
ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＴｂＦｅＣｏ、ＮｄＤｙＦｅＣｏ、
ＮｄＧｄＦｅＣｏ等がある。なお、記録層中には、１０
at％以下の範囲でＣｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｓｉ、Ｍ
ｏ、Ｍｎ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ等が含有
されてもよい。

【００５１】また、１０at％以下の範囲で、Ｓｃ、Ｙ、
Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等の他の希土類金属元素を含有してもよ
い。

【００５２】このような記録層３の層厚は、通常、１０
〜１０００nm程度である。

【００５３】このような記録層３や、下地層としての中
間層５をスパッタ等の気相成膜法で設層しても、記録層
３や中間層５の基板２からの膜はがれを効果的に防止す
ることができる。

【００５４】保護層６上には、保護コート７が設層され
ることが好ましい。保護コート７は、例えば紫外線硬化
樹脂等の各種樹脂材質から、通常は、０．１〜１００μ
ｍ程度の厚さに設層すればよい。保護コート７は、層状
であってもシート状であってもよい。保護コート７は、
特に放射線硬化型化合物および光重合増感剤を含有する
塗膜を放射線硬化したものであることが好ましい。

【００５５】また本発明は、この他、いわゆる相変化型
等の記録層を有し、反射率変化により記録・再生を行な
う光記録ディスクにも適用することができる。

【００５６】このような記録層としては、例えば、特公
昭５４−４１９０２号、特許第１００４８３５号などに
記載のＴｅ−Ｓｅ系合金、特開昭６２−７６０３５号な
どに記載のＴｅ−Ｇｅ系合金、特開昭６３−５６８２７
号などに記載のＴｅ−Ｉｎ系合金、特願昭６１−３０７
２９８号、特願昭６１−３０７２９９号などに記載のＴ
ｅ−Ｓｎ系合金、特開昭５８−５４３３８号、特許第９
７４２５７号、特許第９７４２５８号、特許第９７４２
５７号などに記載のＴｅ酸化物系、その他各種Ｔｅ、Ｓ
ｅを主体とするカルコゲン系、Ｇｅ−Ｓｎ、Ｓｉ−Ｓｎ
等の非晶質−結晶質転移を生じる合金 Ａｇ−Ｚｎ、Ａｇ−Ａｌ−Ｃｕ、Ｃｕ−Ａｌ等の結晶構
造変化によって色変化を生じる合金、Ｉｎ−Ｓｂ等の結
晶粒径の変化を生じる合金などがある。

【００５７】これらのいずれの場合も、気相成膜法によ
る下地層や保護層を有していてもよい。

【００５８】このように、本発明は気相成膜法、特にス
パッタリングにより、記録層や下地層が設けられてお
り、特に金属の記録層を有する相変化型の光記録ディス
クと、希土類金属元素等の金属を含有する記録層を有す
る光磁気記録に好適である。

【００５９】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明
をさらに詳細に説明する。

【００６０】実施例１ 前記化１において、Ｒ₁ ＝Ｒ₂ ＝エチルの１，４−ジメ
チレン−２，３−ジエチルシクロペンタンをくり返し単
位とし、分子量２９，０００の環状ポリオレフィンのペ
レットを得た。これを３５０℃にて溶融し、金型温度１
００℃、射出圧３５０kg/cm²で射出成形し、１２０mm
径、厚さ１．２mmの基板サンプルNo. １を得た。

【００６１】基板の熱軟化点を、ＴＭＡにて下記のよう
に測定した。 針断面：１mm径円柱 荷重：５g 昇温速度：２℃/min

【００６２】上記条件にて、針進入量の温度プロファイ
ルを測定し、第１および第２の熱軟化点Ｔ₁ 、Ｔ₂ を算
出した。表１に使用基板のＴ₁ 、Ｔ₂ を示す。また、こ
の基板のＳＥＭ像から、スキン層の厚さは１００μｍ程
度以下であると考えられた。

【００６３】この基板上に、コーニング社製７０５９ガ
ラス（ＳｉＯ₂−ＢａＯ−Ｂ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−ＣａＯ）
からなるガラス製の保護層を高周波マグネトロンスパッ
タにより４０nmの層厚に設層した。この保護層上に、Ｓ
ｉＮ_x （ｘ＝１．３）からなる中間層を高周波マグネト
ロンスパッタにより層厚８０nmに設層した。次に、この
中間層上に、Ｔｂ₂₃Ｆｅ₇₂Ｃｏ₅ の組成を有する記録層
を、スパッタにより層厚８０nmに設層した。

【００６４】さらに、この記録層上に、前記保護層と同
組成の保護層を高周波マグネトロンスパッタにより層厚
１００nmに設層し、この保護層上に、保護コートを設層
した。なお、保護コートは、オリゴエステルアクリレー
トを含有する紫外線硬化型樹脂（下記塗布組成物）を塗
布した後、紫外線硬化して５μｍ厚の保護膜とし、光記
録ディスクサンプルNo. １を得た。 （塗布組成物） 多官能オリゴエステルアクリレート［オリゴエステルア
クリレート（３官能以上）３０重量％、トリメチルプロ
パンアクリレート７０重量％、商品名アロニックスＭ−
８０３０；東亜合成社製］ １００重量部 光重合増感剤（前記化合物Ａ：商品名ＩＲＧＡＣＵＲＥ
９０７；日本チバガイギー社製） ５重量部

【００６５】こうして作製したサンプルNo. １について
密着性試験を行った。密着性試験はＪＩＳ Ｋ５４００
の碁盤目試験にて行った。すなわち、サンプルの記録層
上に、直交する縦横１１本ずつの平行線をカッターナイ
フを用いて１mmの間隔でひき、１cm² の中に１００個の
升目ができるように碁盤目状の切傷をつける。この上に
セロハンテープ（ニチバン製）を貼りつけ剥離評価を行
った。

【００６６】サンプルNo. １を温度８０℃、湿度８０％
ＲＨの条件下で１０００時間放置し、成膜直後のサンプ
ルと比較した。結果を表１に示す。なお、表中の１００
／１００は１００個の升目のうち剥離しなかった升目が
１００個あることを示す。

【００６７】

【表１】

【００６８】実施例２ 実施例１における環状ポリオレフィン基板の代わりに、
数平均分子量１１，０００のビスフェノール系ポリカー
ボネートを用い、これを射出圧３００kg/cm²、溶融温度
３３０℃、金型温度９５℃にて射出成形を行なった基板
サンプルNo. ２を作製し、実施例１と同様にサンプルN
o. ２を得た。結果を表１に併記する。

【００６９】比較例１ 実施例２のポリカーボネートの数平均分子量を１５，０
００、射出圧を３００kg/cm²、溶融温度を３４０℃、金
型温度を１００℃とした他は、同様にサンプルNo. ３を
作製した。結果を表１に併記する。

【００７０】比較例２ 実施例２のポリカーボネートの数平均分子量を１７，０
００、射出圧を３００kg/cm²、溶融温度を３５０℃、金
型温度を１０５℃とした他は同様にサンプルNo. ４を作
製した。結果を表１に併記する。

【００７１】表１に示される結果から、本発明の効果が
明らかである。なお、前記化２の環状ポリオレフィンの
ブレンド体を用いて、実施例１と同様の射出成形を行な
い、スキン層を形成したところ、ほぼ同等の結果が得ら
れた。

【００７２】

【発明の効果】本発明の光記録媒体によれば、記録層の
基板との密着性が向上し、耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光記録媒体の熱軟化点を説明するため
のグラフである。

【図２】本発明の光記録媒体の１例を示す部分断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 光記録媒体 ２ 基板 ３ 記録層 ４ 保護層 ５ 中間層 ６ 保護膜 ７ 保護コート Ｔ₁ 第１の軟化点 Ｔ₂ 第２の軟化点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甕 敦子 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 テ ィーディーケイ株式会社 (56)参考文献 特開 昭63−244343（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−113938（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−223644（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−262191（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−169749（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−252120（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂製の基板上に、直接または下地層を
   介して記録層を有し、この記録層または下地層が気相成
   膜法により形成されており、 前記基板は、記録層側表層部に、１００〜１４０℃であ
   る第１の熱軟化点をもつスキン層と、この第１の熱軟化
   点より１０〜５０℃高い第２の熱軟化点をもつ中心部と
   を有することを特徴とする光記録媒体。
2. 【請求項２】 前記スキン層と前記中心部とが、射出成
   形によって一体的に形成されているディスク状基板であ
   る請求項１に記載の光記録媒体。