JP3321312B2 - 光学式情報記録媒体 - Google Patents

光学式情報記録媒体

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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク等の光学式
情報記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】光学式情報記録媒体として、光ディス
ク、光カード等が知られているが、これらは非接触で情
報を読み取れる、レーザー光を絞り込んで記録、再生を
行うため信号を高密度に収録することが可能である、と
いった特徴を有しているため、近年著しく普及が進んで
いる。特に、コンパクトディスク、ビデオディスクに代
表されるように、光ディスクの伸びは著しく、今後ます
ます用いられるようになっていくものと思われる。
【0003】これら光学式情報記録媒体は、微小な溝又
はピットを表面に形成した透明基材上に反射膜又は記録
膜として金属や誘電体等の無機薄膜が形成されることに
よりなっている。これら反射膜又は記録膜の膜厚や組成
はその光学式情報記録媒体の用途により異なり、例えば
コンパクトディスク、ビデオディスク等の再生専用形光
ディスクではアルミ膜が60〜100nm厚程度形成さ
れている。
【0004】基材上に反射膜又は記録膜を形成する手段
としては、真空蒸着法、スパッタリング法等が一般に知
られているが、このうち真空蒸着法がバッチで行わなけ
ればならないのに対し、スパッタリング法は連続的な処
理ができ、大量生産を可能にしている。更に光学式情報
記録媒体においては、反射膜、記録膜の膜厚等の条件を
精密にコントロールする必要があるが、この点において
もスパッタリング法は優れており、同一条件で成膜した
際の膜特性の変動が極めて小さいという特徴を有してい
る。
【0005】光学式情報記録媒体用の透明基材として
は、ガラスや樹脂が用いられているが、量産性の点か
ら、透明熱可塑性樹脂を使って、射出成形法によって製
造するのが主流となっている。
【0006】これに用いられる透明熱可塑性樹脂とし
て、メタクリル系樹脂やポリカーボネート樹脂、非晶性
ポリオレフィン樹脂等があるが、この中で、メタクリル
系樹脂は光学特性、成形性に最も優れており、ビデオデ
ィスク等に広く用いられている。
【0007】しかしながら、メタクリル系樹脂は、これ
を光学式情報記録媒体の基材として所定の反射膜又は記
録膜を形成する場合、スパッタリング法を用いると、膜
と基材の密着力に劣るために真空蒸着法を採用しなけれ
ばならず、生産性が上がらないのが現状である。
【0008】現在、光ディスクに代表されるように、光
学式情報記録媒体は、その基材の成形においては射出成
形、射出圧縮成形等の各種成形技術の進歩により、生産
性が向上しハイサイクル化している。成形の後工程であ
る反射膜、記録膜形成工程においても生産性の向上が要
求されているが、連続処理が可能なスパッタリング法
は、光学式情報記録媒体として充分な膜厚の金属反射膜
又は記録膜を形成した場合、基材がメタクリル系樹脂で
は充分な密着強度が得られないことから、バッチ式の真
空蒸着法で行っており、反射膜、記録膜形成工程が律速
となっている。
【0009】メタクリル系樹脂は、適当な単量体を共重
合させることにより、耐熱性や吸水率を改善する試みが
なされているが、一般にそのような単量体は樹脂の機械
的強度を低下させる場合が多く、射出成形の際に割れ等
が発生し易くなるので製品の歩留まりが低下するという
問題があった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、メタクリル系樹脂基材上にスパッタリング法に
より充分な膜厚の無機薄膜を形成させた、光学式情報記
録媒体として必要な特性に優れ、且つ基材と無機薄膜と
の密着性、及び、基材の成形性が良好な光学式情報記録
媒体を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、メタクリル酸エステル、マレイミド化合物、アク
リロニトリル及びスチレンを含み、メタクリル酸エステ
ルの比率を65モル%以下、マレイミド化合物の比率を
10〜40重量%、アクリロニトリルの比率を5〜30
重量%、スチレンの比率を5〜20重量%とした単量体
混合物を重合して得られる、25℃、クロロホルム中で
測定した固有粘度が0.3〜1.0dl/gである共重
合体からなる基材上に、スパッタリング法により形成し
た無機薄膜を有することを特徴とする光学式情報記録媒
体にある。
【0012】本発明の光学式情報記録媒体の基材とな
る、メタクリル系樹脂を構成するメタクリル酸エステル
の具体例としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸
エチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フ
ェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸ノルボル
ニル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸トリシ
クロ[5,2,1,02.6 ]デカ−8−イル等の単独ま
たはそれらの混合物が挙げられる。
【0013】また、アクリル酸エステルの具体例として
は、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベン
ジル、アクリル酸ノルボルニル、アクリル酸イソボルニ
ル、アクリル酸トリシクロ[5,2,1,02.6 ]デカ
−8−イル等の単独またはそれらの混合物が挙げられ
る。
【0014】また、マレイミド化合物の具体例として
は、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレ
イミド、N−クロロフェニルマレイミド、N−イソプロ
ピルマレイミド等の単独またはそれらの混合物が挙げら
れる。
【0015】本発明においては、メタクリル酸エステル
の比率は単量体混合物中65モル%以下である。メタク
リル酸エステルの比率が65モル%を超えた場合、得ら
れた共重合体にスパッタリング法により無機薄膜を形成
しても、充分な無機薄膜と基材との密着性が得られず、
基材からの膜の剥離が起き、実用上問題となる。
【0016】また、マレイミド化合物の比率は単量体混
合物中10〜40重量%である。マレイミド化合物の比
率が10重量%未満の場合、耐熱性の向上効果が小さ
く、高温高湿下における信頼性の向上効果が小さくなる
ため、光学式情報記録媒体の特徴である信頼性を損な
う。逆に、40重量%を超える場合には、得られた共重
合体中に残存するモノマーが5重量%より多くなるた
め、成形基板の白濁等の成形不良を起こし易く、好まし
くない。
【0017】本発明においては、単量体混合物中にアク
リロニトリルを5重量%〜30重量%含有している。5
重量%未満では、得られた共重合体からなる基材上にス
パッタリング法により無機薄膜を形成しても充分な無機
薄膜と基材との密着性が得られず、基材からの膜の剥離
が起き、実用上問題になる。加えて5重量%未満では射
出成形時に割れ等が発生しやすく、成形性の改善効果が
小さい。逆に30重量%を越えると、得られた共重合体
中に残存するモノマーが多くなり易く、好ましくない。
【0018】本発明においては、単量体混合物中にスチ
レンを5重量%〜20重量%含有している。5重量%未
満では、得られた共重合体からなる基材上にスパッタリ
ング法により無機薄膜を形成しても充分な無機薄膜と基
材との密着性が得られず、基材からの膜の剥離が起き、
実用上問題になる。逆に20重量%を越えると、得られ
た共重合体から射出成形によって基材を作製した場合、
光学的異方性即ち複屈折が大きくなり、光学的情報記録
媒体用基材として好ましくない。
【0019】本発明における共重合体の製造には、懸濁
重合、乳化重合、塊状重合、溶液重合等のメタクリル樹
脂製造の慣用法を用いることができる。また、本発明の
共重合体には必要に応じて安定剤、離型剤、滑剤、可塑
剤等を添加することができる。
【0020】本発明における共重合体の25℃クロロホ
ルム中で測定した固有粘度は0.3〜1.0dl/g、
好ましくは0.3〜0.7dl/gである。共重合体の
固有粘度が0.3dl/gよりも小さい場合、共重合体
の機械的強度が不足し、射出成形又は射出圧縮成形時に
加工時に割れを引き起こし易い。逆に、1.0dl/g
を越える場合には、共重合体の成形流動性が低下し、射
出成形又は射出圧縮成形により基板を成形した際に、信
号ピット又は溝の転写が悪くなり、良好な基材が得られ
ない。
【0021】基材に無機薄膜を形成するスパッタリング
法としては特に限定されるものではなく、公知の一般的
な方法で良い。通常、真空容器内雰囲気をアルゴン等の
不活性気体で0.1〜0.0001Torrとし、スパ
ッタ電力は100W〜10KWとして用いられるが、用
途やスパッタリング装置及び形成する膜の種類に応じ
て、適宜変更してもよい。
【0022】スパッタリング法によって形成する無機薄
膜としては、アルミニウム、金等の金属単体又はこれら
を主成分とする金属、SiO2 等の無機誘電体が挙げら
れる。ここで、形成する無機薄膜の種類や膜厚、膜組成
等は光学式情報記録媒体の種類により決定される。例え
ば、通常の再生専用形光ディスクでは、充分な反射率と
耐久性を得るためには、アルミ膜を50nm厚以上、好
ましくは70nm厚以上形成する。追記形光ディスクや
書換形光ディスクでは、誘電体と金属を積層して形成す
るのが普通である。
【0023】また、本発明の光学式情報記録媒体には、
目的に応じて無機薄膜上に紫外線硬化樹脂やワックス系
の保護膜を形成しても良く、それを単板のかたちで用い
ても、貼合わせにより両面使用型として用いても良い。
【0024】
【実施例】以下に、実施例により本発明を更に詳しく説
明する。実施例、比較例における成形材料の作製、成
形、無機薄膜形成、評価は全て以下の方法によった。
【0025】成形材料の作製 所定の割合で混合した単量体混合物に、連鎖移動剤とし
てn−オクチルメルカプタンを所定量、重合開始剤とし
てラウロイルパーオキサイド0.5重量部と、離型剤と
してステアリルアルコール0.15重量部を溶解し、懸
濁重合分散剤としてメタクリル酸メチルとメタクリル酸
スルホエチルのナトリウム塩の共重合体0.02重量
部、硫酸ナトリウム0.15重量部、及び分散媒として
純水145重量部を、撹拌機、冷却管、温度計付きのガ
ラス製フラスコ重合装置に混入した。 次いで、70℃
にて3時間重合反応させ、その後、更に95℃にて15
分間保持後、冷却し、ろ過、水洗、乾燥し、ビーズ状共
重合体を得た。
【0026】尚、単量体の混合比と連鎖移動剤の溶解量
を変えることにより、材料組成と分子量を調節した。
【0027】得られた共重合体を、(株)池貝製PCM
−30二軸押出し機にて210℃で混練し、ペレット化
した。
【0028】基板成形 以下の条件により信号入り光ディスク基板を作製した。 ・基板仕様 直径120mm×板厚1.2mmの円盤 ・使用スタンパー ピッチ1.6μm、ピット深さ110nmのCD信号入
りスタンパー ・成形機 名機製作所製M−70A−DM ・金型 ディスク用金型 ・成形条件 シリンダー温度:280℃ 金型温度 :85℃(但し、比較例6は30℃) 無機薄膜形成 スパッタリング法によりAl又はSiO2 を成膜した。
具体的には以下の条件で行った。 ・使用装置:日本真空技術(株) SBH−2304 ・予備排気:排気時間2hr、到達真空度1×10-5
orr a)アルミ膜の場合 ・方式 :DCスパッタ ・導入ガス:アルゴン ・ガス圧 :5×10-3Torr ・電流値 :0.5A(印加電圧420V) ・成膜速度:10nm/min ・膜厚 :70nm b)SiO2 膜の場合 ・方式 :RFスパッタ ・導入ガス:アルゴン ・ガス圧 :5×10-3Torr ・印加電力:200W ・成膜速度:2nm/min ・膜厚 :100nm 評価 1)材料特性 ・固有粘度 試料をクロロホルムに溶解し、25℃にて、オストワル
ド型細管式粘度計を用いて測定した。 ・残存モノマー 島津製作所製ガスクロマトグラフィーGC−8Aを用い
て常法により測定した。 ・熱変形温度 JIS K7207に従って荷重たわみ温度を測定し、
その温度を熱変形温度とし、70℃以上を合格とした。
【0029】2)基板特性 ・無機薄膜付着力 成膜した無機薄膜上に粘着テープを貼付け、それをゆっ
くりと引き剥がし、アルミ膜が基板に残るか否かをもっ
て評価した。粘着テープはニチバン製(商品名「セロテ
ープ」)を使用した。剥離の状態に応じて、評価基準を
以下のように定め、○を合格とした。 ○……全く無機薄膜が剥離しない。 △……部分的に無機薄膜が剥離する。 ×……大部分無機薄膜が剥離する。
【0030】・成形性 基材の成形の際に機械的強度が不足の材料を使うと、成
形品が金型内で又は金型からの取り出し時に割れが発生
し易い。割れのない良好な成形品がどの程度の割合で取
れるかをもって成形性の目安とし、成形が安定してから
50枚続けて成形品をとり、不良品が10枚未満の場合
に成形性合格とした。また、成形品に白濁、発泡、着色
等が発生し、光ディスク基板として使用不可能な場合は
成形性不合格とした。
【0031】・複屈折 偏光顕微鏡を用い、波長546nmの光線で測定した。
半径40mmの位置における複屈折がシングルパスで5
0nm以下のとき合格とした。
【0032】・その他基板特性 光学式情報記録媒体用基材として使用可能かどうか、以
下の観点で評価した。 信号転写……微小信号の転写に問題がないこと。(基板
表面の虹模様を目視により観察) 以下の実施例、比較例中で、使用単量体名は次のように
略して記載する。 メタクリル酸メチル :MMA アクリル酸メチル :MA アクリル酸シクロヘキシル :CHA N−シクロヘキシルマレイミド:CHMI N−フェニルマレイミド :PhMI アクリロニトリル :AN スチレン :St 〔実施例1〜4、比較例1、3〜6、9、11〕表1に
示す各種組成の単量体混合物を前記した重合条件で重合
し、共重合体を得た。この共重合体を前記した方法で射
出成形し、得られた基板に70nm厚のアルミ膜を形成
した。得られた評価結果を表1に示した。
【0033】〔実施例5、比較例2〕実施例1と同じ方
法で作製した基板に、100nm厚のSiO2 を形成し
た。得られた評価結果を表1に示した。
【0034】〔比較例7、8、10〕表1に示す各種組
成の単量体混合物を前記した重合条件で重合し、共重合
体を得た。この共重合体を前記した方法で射出成形した
ところ、表1に示すように、成形性に問題があった。
【0035】
【表1】
【0036】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の光学式情
報記録媒体は、その基板の耐熱性、成形性及び基板特性
に優れ、且つ反射膜、記録膜の形成方法として量産性に
優れたスパッタリング法を適用しても基材との密着性に
優れていることから、その工業的意義は極めて大きいも
のである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C23C 14/20 C23C 14/20 A (72)発明者 小沼 文子 神奈川県川崎市多摩区登戸3816番地 三 菱レイヨン株式会社東京研究所内 審査官 蔵野 雅昭 (56)参考文献 特開 平5−140250(JP,A) 特開 平4−106113(JP,A) 特開 平3−244608(JP,A) 特開 平1−308413(JP,A) 特開 昭62−138512(JP,A) 特開 昭61−162509(JP,A) 特開 昭61−159408(JP,A) 特開 昭61−103911(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メタクリル酸エステル、マレイミド化合
    物、アクリロニトリル及びスチレンを含み、メタクリル
    酸エステルの比率を65モル%以下、マレイミド化合物
    の比率を10〜40重量%、アクリロニトリルの比率を
    5〜30重量%、スチレンの比率を5〜20重量%とし
    た単量体混合物を重合して得られる、25℃、クロロホ
    ルム中で測定した固有粘度が0.3〜1.0dl/gで
    ある共重合体からなる基材上に、スパッタリング法によ
    り形成した無機薄膜を有することを特徴とする光学式情
    報記録媒体。
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