JP4498504B2 - 光学的記憶媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、プラスチックシートを形成するための方法および装置に関する。特に、本発明は、低残留応力および高い表面品質を有するプラスチックシートを形成するための方法および装置に関する。本発明方法により形成されるプラスチックシートは、例えば、光窓（ｏｐｔｉｃａｌ ｗｉｎｄｏｗ）、光学フィルター、記録用媒体、および液晶ディスプレー（ＬＣＤ）のような、光学的および電子的ディスプレー用途において特に有用である。
【０００２】
光学的品質のガラスまたは石英のシートは、「基体（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）」として電子的ディスプレー用途に使用される。そのような用途においては、「基体」は電子的ディスプレーを造るために使用される物質のシートである。そのような基体は、透明、半透明または不透明であることができるが、典型的には透明である。一般的に、そのようなシートは、導電性被覆物を施した後に基体として使用される。そのような基体は、しばしば、光学的透明性、平滑性および最小の複屈折のための厳しい規格を有し、典型的には、ガスおよび溶剤の浸透に対して高い抵抗性を有していなければならない。また、可撓性、対衝撃性、硬度およびひっかき抵抗性のような機械的性質も重要な考慮すべき事項である。ガラスまたは石英のシートは、これらの物質が光学的および平滑性についての必要条件を満足させることが可能であり、かつ良好な耐熱性および耐薬品性およびバリヤー性を有しているので、ディスプレー用途に使用されてきた。しかし、これらの物質は、いくつかの所望される機械的性質、特に、低密度、可撓性および耐衝撃性を有していない。
【０００３】
光学的またはディスプレー用途におけるガラスシートまたは石英シートの機械的限界のために、そのような用途にプラスチックシートを使用することが望ましい。プラスチックシートは、等しい厚さのガラスシートまたは石英シートよりも、より大きい可撓性を有し、破損に対してより大きな抵抗性があり、そしてより軽量であるが、妥当なコストで光学的用途およびディスプレー用途に使用するために要求される必要な光学的特性を有するプラスチックシートを造ることは非常に難しかった。更に、多くのタイプのプラスチックシートは、ディスプレー装置の製造中における加工条件、特に温度についてかかる加工条件に基体を暴露したときに許容できない寸法のゆがみを与える。
【０００４】
プラスチックシートおよびフィルムを製造するために、キャスティング、押し出し、成形、延伸をはじめとする、いくつかの工業上に利用されている方法がある。これらの方法の内で、いくつかは高品質のプラスチックシートを製造するのに適当でない。本明細書を通して使用されている用語「高品質」は、次の特性を有するプラスチックシートを記述するのに用いられている：小さな表面あらさ（ｌｏｗ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）、小さな波打ち（ｌｏｗ ｗａｖｉｎｅｓｓ）、小さな厚さ変動、および最小限のポリマー鎖の配向（例えば、非対称な（ａｓｙｎｍｅｔｒｉｃ）物理的性質、複屈折または熱収縮によって測定される）。
【０００５】
例えば、射出形成法は、溶融プラスチックの金型の中への流れに起因して、特に薄いシート（例えば、１ｍｍの厚さまたはそれ以下）において、多量のポリマー鎖配向を生じさせ、許容できないほど複屈折を増加させ、無視できない光弾性（光学的ストレス）係数を有するポリマーを生じやすい。射出圧縮成形法は、表面の品質を改良し、ポリマー鎖の配向を減少させるために、射出後のポリマーをスクィーズ（ｓｑｕｅｅｚｉｎｇ）させる改良された成形方法である。しかし、これらの改良をしてさえ、射出圧縮成形方法の高品質シート製造能力は限られたものである。
【０００６】
圧縮成形法およびプレスつや出し法は、良好な表面品質を有するシートを製造するのに使用できる。しかし、そのような方法に固有なスクィーズ流れは、ポリマー鎖の配向をもたらし、熱サイクル中に許容できない収縮を生じる。更に、これらの方法は連続的に操作できず、それ故、労務コストおよび製造コストが増加する。
例えば、一軸延伸フィルムまたは二軸延伸フィルムのための、延伸操作およびインフレーション法（ｂｌｏｗｎ ｆｉｌｍ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）は、大量のポリマー鎖の配向を生じ、高品質のプラスチックシートを製造するには不適当である。
ソルベントキャスト法は、高品質フィルムを製造するのに使用することができる。しかし、この方法によって製造できるフィルムの最大の厚さには実施上の制限がある。更に、キャスティングに使用する溶剤はシートの形成後に除かなければならない。
シート押し出し法は、連続操作として行われるが、この方法は、ダイおよびロールスタック（ｒｏｌｌ ｓｔａｃｋ）におけるつや出しローラーの間におけるポリマー流れに起因して、許容できないポリマー鎖の配向を生じる。
それ故、連続法において、比較的安価に高品質プラスチックシートを製造でき、得られたプラスチックシートが、光学的および電子的ディスプレー用途の基体として使用できる、プラスチックシートの製造方法が求められている。
【０００７】
本発明は、高品質プラスチックシートの１以上の層、該シートの少なくとも１つの面に配置された反射性または半反射性の層、および任意に該シートの少なくとも１つの面に配置された保護層を有する光学的記憶媒体（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）であって、該プラスチックシートが以下の工程を含む方法によって製造される光学的記憶媒体：
（ａ） 溶融プラスチック樹脂を提供する工程；
（ｂ） この溶融プラスチック樹脂を、入口および出口を有するオーバーフローダイに導く工程；
（ｃ） 溶融プラスチック樹脂を、前記オーバーフローダイを使用して溶融ウェブに成形する工程；
（ｄ） 前記オーバーフローダイから遠くに前記溶融ウェブを導く工程；および（ｅ） 前記溶融ウェブを冷却して固体シートを形成する工程、
を提供する。
【０００８】
本発明はさらに、
（ａ） 溶融プラスチック樹脂を提供するためのソース；
（ｂ） 長さおよび幅を有するオーバーフローダイであって、前記ダイは、頂点に達する実質的に卵形の断面、導管の開口、および前記導管の開口と連結した計量装置を含み、溶融プラスチック樹脂は、導管の開口を通ってダイの中に流れ、計量装置を通ってダイの外へ流れ、そしてダイの側面のまわりに流れて、前記頂点において溶融ウェブを形成する、前記のダイ；
（ｃ） 前記ソースから前記オーバーフローダイに、前記溶融プラスチック樹脂を送出するための手段；
（ｄ） 前記溶融ウェブを、前記オーバーフローダイから遠くに導くための誘導手段、
（ｅ） 前記の送出手段とオ−バ−フローダイの間に配置された濾過手段、および
（ｆ） 前記の濾過手段とオ−バ−フローダイの間に配置された混合手段
を包む、高品質のプラスチックシートを製造するための装置、
も提供する。
【０００９】
本発明はさらに、
シートの少なくとも１つの面に配置された電子部品を有する高品質プラスチックシートを含む液晶ディスプレイ用の基体であって、該プラスチックシートが以下の工程を含む方法によって製造される基体：
（ａ） 溶融プラスチック樹脂を提供する工程；
（ｂ） この溶融プラスチック樹脂を、入口および出口を有するオーバーフローダイに導く工程；
（ｃ） 溶融プラスチック樹脂を、前記オーバーフローダイを使用して溶融ウェブに成形する工程；
（ｄ） 前記オーバーフローダイから遠くに前記溶融ウェブを導く工程；および（ｅ） 前記溶融ウェブを冷却して固体シートを形成する工程、
ここでプラスチック樹脂がポリカーボネートの時には、ビスフェノール成分として（１）１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン；（２）２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンと１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンとの混合物；（１）と（２）のブレンド；（１）または（２）とビスフェノール成分として２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを含む第２のポリカーボネートとのブレンドを含まない、
を提供する。
【００１０】
本発明はさらに、
シートの少なくとも１つの面に配置された磁気層を有する高品質プラスチックシートを含む磁気的記憶媒体（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）であって、該プラスチックシートが以下の工程を含む方法によって製造される磁気的記憶媒体：
（ａ） 溶融プラスチック樹脂を提供する工程；
（ｂ） この溶融プラスチック樹脂を、入口および出口を有するオーバーフローダイに導く工程；
（ｃ） 溶融プラスチック樹脂を、前記オーバーフローダイを使用して溶融ウェブに成形する工程；
（ｄ） 前記オーバーフローダイから遠くに前記溶融ウェブを導く工程；および（ｅ） 前記溶融ウェブを冷却して固体シートを形成する工程、
を提供する。
【００１１】
本発明はさらに、
１以上の顔料、染料またはそれらの混合物がその内部に分散された高品質プラスチックシートを有する３次元光学的記憶媒体であって、該顔料、染料またはそれらの混合物が光に暴露されることにより局部的に光学特性の変化を起こすものであり、光学的記憶媒体が以下の工程によって製造される光学的記憶媒体：
（ａ） 溶融プラスチック樹脂を提供する工程；
（ｂ） この溶融プラスチック樹脂を、入口および出口を有するオーバーフローダイに導く工程；
（ｃ） 溶融プラスチック樹脂を、前記オーバーフローダイを使用して溶融ウェブに成形する工程；
（ｄ） 顔料、染料またはそれらの混合物を溶融プラスチック樹脂と混合し、溶融樹脂をオーバーフローダイを使用してウェブに成形する工程；
（ｅ） 前記オーバーフローダイから遠くに前記溶融ウェブを導く工程；
（ｆ） 前記溶融ウェブを冷却して固体を形成する工程、
を提供する。
【００１２】
本発明はさらに、
エンコード（ｅｎｃｏｄｅ）された情報を有する光学的記憶媒体の製造方法であって、以下の工程を含む方法によって高品質プラスチックシートを製造することを含む方法：
（ａ） 溶融プラスチック樹脂を提供する工程；
（ｂ） この溶融プラスチック樹脂を、入口および出口を有するオーバーフローダイに導く工程；
（ｃ） 溶融プラスチック樹脂を、前記オーバーフローダイを使用して溶融ウェブに成形する工程；
（ｄ） 前記オーバーフローダイから遠くに前記溶融ウェブを導く工程；
（ｅ） 前記溶融ウェブを冷却して固体シートを形成する工程；
（ｆ） ポリマーフィルムで該シートを被覆する工程；および
（ｇ） 被覆されたシートにエンボッシング（ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ）することにより情報をエンコードする工程、
を提供する。
【００１３】
本発明はさらに、
構造化された表面を有する高品質プラスチックシートを含むライトマネージメントフィルムであって、以下の工程によってフィルムが製造されるライトマネージメントフィルム：
（ａ） 溶融プラスチック樹脂を提供する工程；
（ｂ） この溶融プラスチック樹脂を、入口および出口を有するオーバーフローダイに導く工程；
（ｃ） 溶融プラスチック樹脂を、前記オーバーフローダイを使用して溶融ウェブに成形する工程；
（ｄ） 前記オーバーフローダイから遠くに前記溶融ウェブを導く工程；
（ｅ） 前記溶融ウェブを冷却して固体シートを形成する工程；および
（ｆ） 冷却前、冷却中、または冷却後にシートに構造化された表面を提供する工程、
を提供する。
【００１４】
図１は、本発明の典型的装置の正面図である。
図２は、図１の装置の側面図である。
図３Ａ〜３Ｃは、オーバーフローダイ２０の拡大図である。図３Ａは、加熱用マニホールドが取り付けられたダイの透視図である。図３Ｂは、ダイの上面図である。そして図３Ｃは、ダイの側面図である。
図４は、オーバーフローダイ２０の断面図である。
図５−７は、本発明のオーバーフローダイの別の態様である。図５は、ダイ２０のスロット（ｓｌｏｔ）２２の代わりに一連の孔を有するオーバーフローダイを例示している。図６は、非テーパースロット（ｎｏｎ−ｔａｐｅｒｉｎｇ ｓｌｏｔ）を有するオーバーフローダイを例示している。図７は、「コートハンガー（ｃｏａｔｈａｎｇｅｒ）」装置を有するオーバーフローダイを例示している。
【００１５】
本明細書に使用されている次の用語は、特記のない限り、次の定義を有する。「ガラス転移温度」または「Ｔｇ」は、ポリマーが相対的に硬くかつもろい状態から相対的に軟らかいかつ粘性のある状態（ゴム状）に変化する狭い温度範囲の中点である。「プラスチック」は、シートを形成することができるポリマーをいい、たとえば熱可塑性プラスチックのようなポリマーをいう。用語「ポリマー」および「樹脂」は、明細書を通して交換可能で用いられる。「シート」は、約２５ｍｍ以下の厚さを有するシートを称し、かつ「フィルム」（０．５ｍｍ未満の厚さを有するシート）も含むように意図されている。「収縮」は、加熱−冷却のサイクルにかけられたシートに起こる不可逆の寸法変化を称する。「ビスフェノールＡ」および「２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン」の用語は、本明細書において交換可能なものとして使用される。「ビスフェノールＡポリカーボネート」の用語は、ビスフェノールＡとフォスゲンとを含むポリカーボネートを意味する。次の略字が本明細書において使用される：ｃｍ＝センチメートル；ｍｍ＝ミリメートル；ｎｍ＝ナノメートル；μ＝ミクロン（マイクロメーター）；ｇ＝グラム；ｍＬ＝ミリリットル；Ｐａ＝パスカル；ｋＰａ＝キロパスカル；Ｐａ−ｓ＝パスカル−秒；ｓｅｃ＝秒；ｍｉｎ＝分；ｈｒｓ＝時間、ＵＶ＝紫外線；およびＩＲ＝赤外線。すべての温度表示は、特にことわりがなければ、℃である。特定した範囲の境界値は、特にことわりがなければ包含される。
【００１６】
本発明方法によって形成された高品質のプラスチックシートは、多くの用途に使用することができ、これらには、ＬＣＤおよびエレクトロルミネセンスディスプレーのような電子的ディスプレー装置のための基体；マイクロ光学レンズアレイ（ｍｉｃｒｏｏｐｔｉｃ ｌｅｎｓ ａｒｒａｙｓ）および光ディレクティングフィルム（ｌｉｇｈｔ ｄｉｒｅｃｔｉｎｇ ｆｉｌｍ）用の基体；光窓および光学フィルター；導波路光学部品（ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｏｐｔｉｃｓ）；光学的、磁気的、化学的または他のタイプの記憶または記録用媒体のための基体；写真用またはＸ線用の用途のような映像のための基体；診断システムのための基体；および電子回路のための基体が含まれるが、それらに限定されない。
【００１７】
本発明のシートまたはフィルムは、液晶ディスプレーデバイスのような電子的ディスプレーデバイスの基体として使用するのに適している。そのような基体はしばしば導電性コーティングまたは薄膜トランジスターやダイオードのような能動電子素子（ａｃｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）を施す前に１以上の被覆層で被覆される。施用する事のできるコーティングの種類としては、架橋性コーティング、バリヤコーティングおよび導電性コーティングがあげられる。
【００１８】
架橋性コーティング層は耐溶剤性、耐摩耗性を改良し、プラスチック基体と引き続くコーティング層との接着を促進する事ができる。たとえば、有機コーティングと無機コーティングとの間の接着を促進する。架橋性コーティング層を使用する場合は、プラスチック基体の１面または両面に塗布することができる。
バリヤ層はガスまたは湿分の透過を減少させるコーティングである。バリア層の組成は、有機物であっても無機物であってもよい。バリヤコーティングの材料が耐溶剤性であり、溶媒のプラスチックシートへの移行を有意に防止または減少させることができる場合には、バリアコーティングは耐溶剤性コーティングとしても有用である。使用される場合には、バリヤ層はプラスチックシートの１面または両面に施用する事ができる。
【００１９】
光学的ディスプレーに使用される場合には、本発明の基体は導電層で被覆されることができる。たとえば、基体が液晶ディスプレー（ＬＣＤ）に使用される場合には、基体の少なくとも１つの面には電子部品が必要とされる。典型的には、電子部品は基体の１つの面に設けられ、その面はＬＣＤセルの内部とされ、液晶に最も近くされる。別法として、基体の両方の面に電子部品を設けることもできる。その他の態様では、保護コーティング、カラーフィルターコーティング、またはバリヤコーティングの１以上の層が、基体と電子部品の間に配置される。好適な電子部品としては、能動電子素子の層および導電性層があげられるが、これらに限定されるものではない。能動電子素子の層を含む基体は、特にＬＣＤにおける使用に適している。
【００２０】
本発明の基体は、Ｗ．Ｃ．Ｏ’Ｍａｒａ，Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ，Ｖａｎ Ｎｏｓｔｒａｎｄ Ｒｅｉｎｈｏｌｄ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９９３）に開示されているものと同様の物質および方法を使用して、液晶ディスプレーセルに導入することができる。基体から液晶セルを形成する方法は、以下の工程の１以上を含むことができる：フォトリソグラフィックプロセスを使用して、少なくとも１つの基体の上に透明導電性フィルムのパターンを作成する工程、液晶アラインメント材料を２つの基体の上の導電性コーティングに施す工程、アラインメント層をラビングして、基体に対するアラインメント特性を付与する工程、少なくとも１つの基体にスペーサー粒子を施す工程、少なくとも１つの基体にエッジシールを施す工程、２つの基体を導電層が互いに向き合わせ正しい方向で接触させる工程、エッジシールを硬化させる工程、基体の間に形成された狭い隙間に液晶を射出する工程、および隙間をシールする工程。本発明の基体はすべてのタイプの液晶ディスプレーセルに使用することができ、たとえば液晶とポリマーの複合体を有するもの、基体上の電子部品によりディスプレー画素がアクティブにアドレスされているもの（アクティブマトリックスディスプレー）、ディスプレー画素がパッシブにアドレスされているもの（いわゆるパッシブマトリックスディスプレー）があげられる。
【００２１】
本発明のシートは光学的記憶媒体における基体として使用するのに適している。好適な光学的記憶媒体としては、たとえばコンパクトディスク、リコーダブル（ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）コンパクトディスク、リード／ライトコンパクトディスク、デジタルバーサタイルディスク（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｋｓ）、リコーダブルデジタルバーサタイルディスク、リード／ライトデジタルバーサタイルディスク、および光磁気ディスク（ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｋｓ）があげられるが、これらに限定されるものではない。
【００２２】
コンパクトディスク（ＣＤ）およびデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）はポリマー基体の上のピット（ｐｉｔｓ）とグルーブ（ｇｒｏｏｖｅｓ）としてエンコードされた情報を有する。ピットのシーケンスと長さが情報をエンコードし、これは焦点あわせされたレーザービームにより基体から読み込まれる。コンパクトディスクの典型的な製造においては、ピットとグルーブはモールド中のスタンパーから基体上に複写される。基体が成型されると、アルミニウムまたは金のような反射性金属の薄膜の蒸着によりメタライズされる。基体はついで任意にラッカーまたは樹脂で被覆されることができ、これにインクを塗布し、たとえばラベルを付与することができる。光学的データ記憶における進歩はより多量の情報をエンコードすることを要求し、これはピットとグルーブの間の距離を減少させる。そのような密に詰められた情報（つまり高密度）の読み込みの際のエラーを防止するために、基体が製造の間、および書き込み可能なディスクの場合には書き込みの間に、ピットとグルーブの周囲で変形しないよう、十分に高品質であることが重要である。このような変形はエンコードされた情報の読み込みの際にエラーを引き起こす。本発明の利点は、製造された高品質光学プラスチックシートが、公知の射出成型された基体に比較して、小さな複屈折、小さい表面粗さ、および高い寸法安定性を有することである。これは、ピットとグルーブの周辺の変形が非常に小さい、高密度でエンコードされた情報を可能とし、光ディストーションのないエンコードされた情報の読みとりおよび書き込みを提供し、より大きなＳＮ比を与える。
【００２３】
ＤＶＤはコンパトディスクと同じ方法により一般に製造される。しかし、第１の複写された表面の上にエンコードするための１以上の追加の情報の層として、追加の半反射層およびポリマー層を有することができる。またＤＶＤは情報の内容量を増加させるために透明な接着剤で互いに接着された２以上のディスクを有することができる。典型的には、ＤＶＤは２から４つの層を有する。
【００２４】
本発明のシートが光学的記憶媒体の基体として使用される場合には、光学的記憶媒体はａ）本発明の方法により製造された高品質プラスチックシート、ｂ）シートの少なくとも１つの面に配置された反射層または半反射層、および任意にｃ）シートの少なくとも１つの面に配置された保護層を含む。反射層または半反射層は任意の反射性または半反射性物質から形成することができる。反射層が使用される場合には、反射層はアルミニウムまたは金のような金属を含むことが好ましい。そのような反射層は典型的にはスパッタリングまたは真空蒸着により基体に施される。半反射層が使用される場合には、半反射層は金属を含むことが好ましい。半反射層に使用するのに好適な金属としては、金、アルミニウム、およびアルミニウム合金のような合金があげられるが、これらに限定されるものではない。金属が半反射層として使用される場合には、金属の非常に薄い層のみが必要とされる。保護層は望まれる光学特性を妨害しない、プラスチック基体または反射層の上に施された任意のコーティングであることができる。保護層はラッカーまたは樹脂であることが好ましい。プラスチック基体が、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアクリレートのホモポリマーおよびコポリマー、並びにこれらの混合物からなる群から選択されることがさらに好ましい。
【００２５】
情報は本発明のシートを含む光学的記憶媒体に公知の手段、たとえばエンボッシングやイメージング（ｉｍａｇｉｎｇ）によりエンコードすることができる。たとえば、光学的記憶媒体はＭ．Ｔ．Ｇａｌｅ，Ｍｉｃｒｏ−Ｏｐｔｉｃｓ，（Ｅｄ．Ｈ．Ｐ．Ｈｅｒｚｉｇ），Ｔａｙｌｏｒ＆Ｆｒａｎｃｉｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，ＵＫ，ｃｈａｐｔｅｒ６（１９９７）に開示されているような、熱エンボッシングプロセスにより製造することができる。熱エンボッシングは加熱されたスタンパーを使用し、基体に情報をエンコードする。熱スタンパーはロールトゥロール（ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌ）の連続プロセス、または圧縮成型のような非連続プロセスにおいて使用することができる。別法として、基体を最初に薄いポリマーフィルムで被覆した後、エンボッシングすることができる。好適なポリマーフィルムとしては、ラテックス、フォトポリマー、および紫外線硬化性樹脂があげられるが、これらに限定されるものではない。ポリマーコーティングの厚さは一般に０．０５から１０ミクロン、好ましくは０．１から１ミクロンである。そのようなポリマーフィルムはより速いエンボッシングと、エンコードされた情報のよりよい複写をもたらす。
【００２６】
別法として、光学的記憶媒体上に情報をエンボッシングするためにフォトポリマーを使用することができる。フォトポリマーを使用する場合には、それは最初に基体の上に塗布される。被覆された基体はついで、半導体工業において使用されるもののような公知の任意のリソグラフィックプロセスを使用して画像形成される。
【００２７】
情報が基体の上にエンコードされた後、基体は反射性または半反射性層で被覆され、任意に、反射性または半反射性表面を保護するために紫外線硬化性樹脂で被覆される。反射性または半反射性層はスパッタリングまたは真空蒸着により施されることができる。ＤＶＤの製造においては、エンコードされた基体は好ましくは半反射性層で被覆される。最終層の上の反射性または半反射性表面は、典型的には紫外線硬化性樹脂で被覆される。
【００２８】
情報をエンコードするために使用されるピットは０．０１から１ミクロン、好ましくは０．０４から０．１５ミクロンの深さであることができ、０．４から１０ミクロンの長さであることができる。光学的記憶媒体は典型的には０．６から１．２ミリの厚さである。光学的記憶媒体に使用される基体の複屈折は典型的には５０ナノメーター未満であり、好ましくは３０ナノメーター未満である。
【００２９】
本発明の方法により製造される高品質シートは光学的相変化媒体（ｏｐｔｉｃａｌ ｐｈａｓｅ−ｃｈａｎｇｅ ｍｅｄｉａ）の基体として有用である。光学的相変化媒体は、１回の書き込みができ何回も読み込みができるもの、および何回も書き込みと読み込みができるものが含まれる。好適な光学的相変化媒体には１回記録できるコンパクトディスク（ｒｅｃｏｒｄ ｏｎｃｅ ｃｏｍｐａｃｔｄｉｓｋ：ＣＤ−Ｒ）、１回記録できるデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ−Ｒ）、光磁気媒体（ＭＯ）、相変化媒体（ＰＤ）、リード／ライトコンパクトディスク（ＣＤ−ＲＷ）、およびリード／ライトデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ−ＲＷ）が挙げられるが、これらに限定されない。たとえば、種々の相変化媒体が、Ｈ．Ｂｅｎｎｅｔｔ，Ｅｍｅｄｉａ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ，Ｏｎｌｉｎｅ Ｉｎｃ．，Ｗｉｌｔｏｎ，ＣＴ，１９９８年７月、第３１頁に開示されている。光学的相変化媒体は典型的には、レーザートラッキングのためのスパイラルグルーブを有する高品質基体、反射性または半反射性層、基体と反射性または半反射性層との間に配置された相変化媒体、および反射性または半反射性層のための紫外線硬化性保護被覆からなる。
【００３０】
レーザー光を反射性層の上のサブミクロンのスポットの上に焦点あわせし、劣化（すなわちピットの形成）または相変化（結晶の非晶質への転移）を起こして反射率を変化させることにより、相変化媒体の上に情報をエンコードする。これに対し、光磁気記憶媒体では、反射された光の偏光の変化が起こる。
【００３１】
光学的相変化媒体におけるスパイラルグルーブは、エンボッシングまたはイメージングにより製造することができる。たとえば、本発明の高品質シートをポリマー層で被覆し、ついで熱スタンパーでエンボッシングしてスパイラルグルーブを形成することができる。別法として、フォトポリマーを本発明の高品質シートに塗布し、リソグラフプロセスによりグルーブが画定され、その後被覆が硬化される。相変化媒体に使用される高品質光学的シートを被覆するために有用なポリマーは、引き続くエンコードプロセスにおける高温蒸着工程に耐えるだけの充分に高いガラス転移温度を有していなければならない。スパイラルグルーブの幅とピッチは具体的な媒体の構成に応じて変化するが、典型的には０．１から１０ミクロンの範囲であり、好ましくは０．４から２ミクロンの範囲である。エンコードされた情報のスポットサイズは典型的には０．４から１０ミクロンの範囲である。
【００３２】
記録可能な光学的相変化媒体において有用な記録可能媒体は具体的な相変化媒体に応じて変化し、これらは公知である。たとえば、ＣＤ−Ｒにおいては記録可能な媒体は、典型的にはシアニンまたはフタロシアニンのような染料と溶剤中の他のポリマー添加剤とからなり、これはグルーブの形成された基体の上にスピンコートされる。高品質プラスチック基体と相互作用を起こしてグルーブパターンをゆがめたり基体をそらしたりしなければ、任意の染料が好適である。好適な染料としては、有機染料、無機顔料、およびこれらの混合物が挙げられる。染料コーティングはついで乾燥され、メタライズされ、紫外線硬化性樹脂で被覆され最終のＣＤ−Ｒが製造される。
【００３３】
ＭＯ記憶媒体は高品質基体、基体の少なくとも１つの面に配置された磁気光学的層（ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）、磁気光学的層の上に配置された反射性または半反射性層、および任意の基体の少なくとも１つの面に配置された保護層を含む。ＭＯ媒体においては、ＧｄＦｅＣｏまたはＴｂＦｅＣｏのような種々のコバルト合金のような磁気光学的層が、グルーブの形成された基体の上にスパッタされる。追加の層をコバルト合金の層の上に設け、基体からのまたは基体への熱移動を助けることができる。ついで局部的な加熱を提供するための焦点あわせされたレーザーおよび領域の極性を反転させる磁気ヘッドを使用して、磁気領域に書き込みが行われる。ＣＤ−ＲＷおよびＤＶＤ−ＲＷでは、たとえばＭ．Ｅｌｐｈｉｃｋ，Ｄａｔａ Ｓｔｏｒａｇｅ，Ｐｅｎｗｅｌｌ，Ｎａｓｈｕａ，ＮＨ，１９９８年９月の第８５頁に記載されているように、複数の層がグルーブの形成された高品質プラスチック基体の上に設けられる。そのような層は下層のＺｎＳ．ＳｉＯ_２のような保護層、Ｇｅ_２Ｓｂ_２Ｔｅ_５のような記録可能な層、上部の保護層、上部の反射性金属層および最後の紫外線硬化性ラッカーの保護層を含む。
【００３４】
本発明の高品質シートは、読み取り用レーザービームが反射され基体を透過しない記憶媒体の基体として使用されるのに有用である。そのような記憶媒体においては、読み取り用のレーザービームは固体液浸レンズ（ＳＩＬ：ｓｏｌｉｄ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ｌｅｎｓ）を使用して、基体および記録媒体の上に焦点あわせされる。これらのレンズは表面の上を、光の波長のフラクション（ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｌｉｇｈｔ）の距離、典型的には１０から１００ナノメーターの距離でなめらかに動く。この用途では基体は光学的に透明でなければならないわけではない。しかし、記録媒体が非常に小さな表面粗さを有することが重要である。これに近い領域の光学の用途については、Ｍａｎｓｆｉｅｌｄ ｅｔａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５７，１９９０、第２６１５頁に記載されている。
【００３５】
多層記憶媒体はデータ記憶密度を大きくする１つの手段である。そのような記憶媒体では、ＣＤにおける複写されたピットの単一層、および標準的なＤＶＤにおける２から４の層の代わりに、２以上の層がデータを記憶するために使用される。たとえば、米国特許第４，４５０，５５３号、５，２０２，８７５号、５，２６３，０１１号、５，３７３，４９９号、および５，６２７，８１７号に多層記憶媒体が記載されている。多層媒体においては、最近の標準に適合するように、媒体の全体の厚さが１．２ミリであることが望ましい。すなわち、６または１２層の媒体では、各基体の層の厚さがそれぞれ０．２または０．１ミリであることが必要とされる。近年の射出成型法では、必要とされる光学特性を有するそのような薄い基体を製造することができないことは公知である。そのような薄い射出成形された基体は、そってしまい、大きな応力と複屈折を有する。一方、本発明の高品質シートは、非常になめらかな表面、小さい応力および小さい複屈折を有する薄い基体を製造するために使用することができる。
【００３６】
単一層のＣＤにピット構造を複写するために上記に記載された方法は、多層記憶媒体についても効果的に適用することができる。たとえば、１以上のポリマー層（被覆）を基体に、たとえば連続法により適用することができる。１度被覆したら熱スタンパーを使用したエンボッシングによりシートの上にデータがエンコードされる。別法として、フォトポリマーを基体の上に塗布し、データを光学的な画像形成法（リソグラフィー）によりエンコードすることができる。一度基体にデータがエンコードされたら半反射性金属性層または狭い波長帯の誘電層がそれぞれの基体の層に施され、光がそれぞれの基体の層から反射されるようにする。このそれぞれの基体の層はついで、接着結合層を使用して互いに積層され、所望の多層記憶媒体が形成される。
【００３７】
本発明の高品質シートは多層の書き換え可能な記憶媒体における基体としても有用である。そのような媒体では、それぞれのシートが形成され被覆された後は、それらはスパイラルグルーブパターンでエンボッシングされる。相変化媒体またはＭＯ媒体のような媒体では、ついでプラスチック基体上にスパッタされ、ついで半反射性金属性層または狭い波長帯の誘電層が施される。それぞれの基体の層はついで、接着結合層を使用して互いに積層され、所望の多層記憶媒体が形成される。
【００３８】
本発明の高品質シートが磁気記憶媒体に使用される場合には、磁気記憶媒体は本発明の方法により製造された高品質プラスチックシートであり、シートのすくなくとも１つの面に磁気合金（ｍａｇｎｅｔｉｃ ａｌｌｏｙ）が配置されたシートを含む。任意の本発明の高品質プラスチックシートが磁気記憶媒体の基体としての使用に適する。磁気合金は高品質シートにスパッタリングにより適用されることが好ましい。任意に、高品質シートはさらに剛化剤（ｓｔｉｆｆｅｎｉｎｇ ａｇｅｎｔ）を含むことができる。剛化剤は高品質シートがより大きな弾性率（剛性）を必要とする場合に有用である。好適な剛化剤としては、ガラス繊維、タルク、窒化ケイ素、クレイおよびこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。アルミニウムディスクのような磁気記憶媒体として公知の他の基体に比較して、本発明のシートはより軽く、なめらかであり、剛性があり、強靱であるという利点を有する。
【００３９】
本発明の高品質シートは３次元（３−Ｄ）光学的記憶媒体用の基体としても有用である。３−Ｄ光学的記憶媒体は、コンピーターのハードドライブや同様なデータ記憶装置のような、高密度のデータ記憶を必要とする全ての用途において有用である。そのような３−Ｄ光学的記憶媒体は、ＣＤ−ＲＯＭや磁気記憶媒体のような従来の２次元の記憶媒体とは異なり、情報は３次元の空間に記憶され、基体の面上のみにはない。これにより記憶容量が何倍にもなり、１平方インチ（６．４５平方センチ）あたりギガバイトから１立方インチ（１６．３９立方センチ）あたりテラバイトになる。３−Ｄ光学的記憶媒体のいくつかの例が公知である。これらにはたとえばＬｉＮｂＯ_３のような無機物質（または顔料）、有機物質（または染料）に基づくものが含まれている。３−Ｄ光学的記憶媒体において有用な有機物質の例としては、可逆的な着色を示し偏光したレーザービームにより光学的に励起され白くなるフォトクロミック染料；レーザービームの電場内で配向し局部的な複屈折の変化を引き起こす側鎖液晶ポリマー；染料分子がフレキシブルスペーサーとともに主鎖に結合し、偏光したレーザービーム内で配向し局部的な複屈折の変化を引き起こす、染料分子を含む側鎖を有する非晶質ポリマー；側鎖にアゾ基を含む染料分子を有するポリマー；レーザービーム内で励起して電子遷移を起こす光感受性タンパク質分子；光屈折性物質；およびフォトポリマーが挙げられる。
【００４０】
典型的には、３−Ｄ光学的記憶媒体は偏光を利用し、たとえば複屈折や吸収のような光学特性の局部的な変化を引き起こす。レーザー、好ましくは偏光したレーザーが３−Ｄ光学的記憶媒体の光源として典型的に使用される。これは媒体が光源に対して一般にサブミクロンのサイズである具体的な点に焦点あわせすることができることを要求するからである。レーザーの狭い線幅がそのような具体的な点に対する焦点あわせを可能とする。たとえば、そのような有機物質を使用した３−Ｄ光学的記憶媒体では、偏光したレーザービームは染料のシス−トランス転移を引き起こし、これは吸収スペクトルと局部的な光学濃度を変化させる。したがって、分子に書き込みするために使用されるレーザービームにディストーションを生じさせないために、媒体が非常に小さな複屈折を有することが重要である。記憶された情報を読みとるときには、媒体は非常に小さな複屈折を有していなければならない。書き込み用レーザービームが局部的な光学特性の適度な変化を引き起こすことはＳＮ比の増大をもたらすので、マトリックスが非常に小さな複屈折を有することは、当該技術分野の当業者にとって望ましいことである。マトリックスが大きな複屈折を有していると、ＳＮ比は小さくなり、３−Ｄ空間に記憶されたデータを読みとることが非常に困難になる。
【００４１】
すなわち、シート内に１以上の顔料、染料、またはこれらの混合物を分散させることにより、本発明の高品質光学シートを３−Ｄ光学的記憶媒体を製造するために使用することができる。顔料、染料、またはこれらの混合物は、ＬｉＮｂＯ_３、フォトクロミック染料、側鎖液晶ポリマー、染料分子を含む側鎖を有する非晶質ポリマー、；側鎖にアゾ基を含む染料分子を有するポリマー、光感受性タンパク質分子、光屈折性物質、およびフォトポリマーから選択されることが好ましい。偏光したレーザービームの電場内で電子遷移を起こしてその吸収、配向の変化を引き起こし、局部的な屈折率の変化を引き起こしたり、または架橋のような化学反応を起こして屈折率の変化を引き起こす任意の分子、ポリマー、顔料または他の無機物質をブレンドすることも可能である。
典型的には、顔料、染料、またはこれらの混合物を溶融プラスチック樹脂と混合した後、溶融樹脂をオーバーフローダイを使用してウェブに成型することにより、顔料、染料、またはこれらの混合物と本発明の光学的シートを一緒にすることができる。
【００４２】
本発明の方法により製造されるシートは回路板製造、特に回路層の基体としての使用に適する。多層印刷回路板は種々の用途に使用され、重量とスペースの節約に大きな効果を有する。多層板は２以上の回路の層を含み、それぞれの回路の層は誘電性物質の１以上の層で互いに分離されている。回路の層はポリマー基体の上に銅の層を施すことにより形成される。印刷回路がついで銅の層の上に、たとえば印刷およびエッチングのような、回路図形の画定および形成のための公知の技術により形成される。
【００４３】
積層後、多層回路の層は板の表面を通してスルーホールをあけることにより接続される。スルーホールをあけた際の樹脂の汚れが、たとえば濃硫酸または熱過マンガン酸アルカリによる処理のようなかなり厳しい条件で除去され、ついでスルーホールはさらに加工され、メッキされて導電性の互いに接続された表面が提供される。積層の前に、回路の層は典型的には接着促進剤で処理され、それぞれの回路の層と内部に残される樹脂層との間の接着強度が改良される。接着強度の改良のための１つの好ましい方法は、回路の層を酸化処理し、酸化銅の被覆を上に形成することである。
【００４４】
本発明の方法により製造されたシートがマイクロ光学レンズアレイ用の基体として使用される場合には、アレイは任意の好適な光学的記憶媒体を製造する手段によって製造することができる。好適なマイクロ光学レンズアレイとしては、レクティリニヤプリズム（ｒｅｃｔｉｌｉｎｅａｒ ｐｒｉｓｍｓ）、ピラミッドの２次元アレイ（ｔｗｏ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ａｒｒａｙｓ ｏｆ ｐｙｒａｍｉｄｓ）、回折レンズおよびホログラフィックレンズアレイがあげられるがこれらに限定されるものではない。たとえば、本発明のシートの上にレンズのアレイをエンボスするために熱エンボッサーを使用することができる。熱エンボッサーを圧縮成型プレス内で使用することが好ましい。本発明のシートは、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアクリレートのホモポリマーおよびコポリマー、並びにこれらの混合物からなる群から選択されることが好ましい。そのようなマイクロ光学レンズアレイは光の屈折または回折を必要とするディスプレイおよびイメージング用途に有用である。そのような用途としては、ヘッド−アップディスプレイ（ｈｅａｄｓ−ｕｐ ｄｉｓｐｌａｙ）、大スクリーンディスプレイ、並びにたとえばフォトコピーおよびファクシミリ機の様な事務機器におけるレンズアレイがあげられるがこれらに限定されるものではない。マイクロ光学アレイにおいて使用されるレンズは典型的には１０から１００ミクロンである。ホログラフィックレンズにおいては、高さは典型的には光の波長のフラクション（ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｌｉｇｈｔ）であり、横方向の寸法は典型的には１０から１００ミクロンである。
【００４５】
本発明の光学的高品質シートが構造化された表面（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ）を有する場合には、そのようなシートはライトマネージメント（ｌｉｇｈｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）またはライトディレクティングフィルム（ｌｉｇｈｔ ｄｉｒｅｃｔｉｎｇ ｆｉｌｍ）に使用するのに好適である。ライトディレクティングフィルムは透過特性を有し、それは光の入射角度により制御される。たとえば、ライトディレクティングフィルムは構造化された表面である、１つの表面にエンボスされた角度を付けたプリグムのレクティリニアペリオディクアレイ（ｒｅｃｔｉｌｉｎｅａｒ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ａｒｒａｙ）を有するポリマーフィルムからなる。このライトディレクティングフィルムは、その平らな表面で光源からの光を受け、その構造化された面へと光を透過するコリメーターとして作用する。このフィルムのなめらかな面に比較的大きな入射角で入射する光は、フィルムのなめらかな表面と構造化された表面とで屈折され、フィルムのなめらかな表面に垂直な方向に向けられ、シートから出てゆく。さらに、臨界角よりも大きな角度で内部から構造化された表面にぶつかる光は、プリズム要素の両方の表面ないしファセット（ｆａｃｅｔｓ）から内部全反射（ｔｏｔａｌｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）を起こし、光源の方向に向けられる。しかし、光がフィルムの構造化された表面に入射しフィルムのなめらかな表面に透過してゆくときは、完全に反対の挙動が観察される。すなわち、ライトディレクティングフィルムに垂直に近い角度で光が入射して透過すると、大きな角度で入射した光線は内部全反射により反射され戻される。そのようなライチマネージメントフィルムまたはライトディレクティングフィルムは、バックライト照明のようなＬＣＤ照明システム用途に特に適する。
【００４６】
典型的には構造化された表面は、シートが暖かい内にシート表面に構造をエンボッシングすることにより、または冷却された表面に熱エンボッサーを使用する事により、本発明の光学的シートに付与することができる。適当な粘度を有する硬化可能なプレポリマーで本発明の光学的シートをコーティングし、プレポリマーコーティング上に所望の構造化された表面をエンボッシングし、ついでプレポリマーを硬化することにより、構造化された表面を付与することが好ましい。プレポリマーが紫外線硬化性のものであることが好ましい。本発明の光学的シートを被覆することができ、硬化の間任意のエンボスされた構造を保持することのできるプレポリマーは、ライチマネージメントフィルムに使用するために適当な粘度を有するものである。
【００４７】
本発明により製造されるシートは、導波路光学部品（ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｏｐｔｉｃｓ）の分野での使用にも適する。好適な導波路光学部品としては、導波路、能動および受動光スイッチ（ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｓｗｉｔｃｈ）、波長分割マルチプレクサー（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒｓ）、エレクトロルミネセント光源、および電気光学モジュレーターがあげられるがこれらに限定されるものではない。これらの用途で使用される場合には、導波路光学部品はマイクロ光学アレイと同様の方法でシート上にエンボスされることができる。本発明のシートから作られた導波路の利点は、それらが大きなシートに形成可能であること、および公知技術における製造のコストの高さと困難さが避けられることである。導波路部品用途では、シートが、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアクリレートのホモポリマーおよびコポリマー、並びにこれらの混合物からなる群から選択されることが好ましい。
【００４８】
本発明のシートはマイクロ流体装置（ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）の製造にも使用することができる。そのような装置としては、生体薬剤用途のための微少診断システム、微少流体誘導装置、薬剤および生化学用途のための微少センサー装置、および３次元マイクロ流体システムがあげられるがこれらに限定されるものではない。これらの用途において使用される際には、シートはポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアクリレートのホモポリマーおよびコポリマー、並びにこれらの混合物からなる群から選択されることが好ましい。
【００４９】
本発明方法によって造られるシートのための具体的な用途により、低収縮性、低複屈折および表面の品質のようなシート特性の相対的な重要さは変化する。また、所望するシートの厚さも具体的な用途により変化する。一般的には、約２５ｍｍ以下、好ましくは１０〜５０００μ、そして最も好ましくは５０〜１０００μである。シートの厚さは、溶融ポリマーをダイに供給する速度を変えることにより、または引き取り手段の速度を変えることにより、調節することができる。４００ｍｍの試料の長さについての厚さの変動は、一般的に、１０％以下、好ましくは５％以下、そして最も好ましくは１％以下である。
【００５０】
本発明の典型的な装置を図１〜４に示す。当業者に明らかように、これらの図の中に例示された装置からの変動は、本発明の範囲内に含まれる。
【００５１】
ソース１０からの溶融ポリマーは、流路１２を経由してオーバーフローダイ２０に供給され（好ましくは、供給手段１４によって調節される）、導管の開口２１から導管２２を通してダイ２０に導入される。溶融ポリマーをダイ２０に供給するときの溶融ポリマーの温度は、ダイ２０に近接して設置されているヒーター１５を使用することによって維持される。溶融ポリマーが開口２１を満たすと、溶融ポリマーは計量装置、スロット２３を通って、ダイのリップ上に押し出され、ダイ２０の側面２４および２５を流れ出る。ダイ２０の頂点２６において、側面２４および２５から流れる溶融ポリマーは収束され、溶融ウェブ２７の始まりが形成される。
【００５２】
溶融ウェブ２７は、溶融ウェブをダイ２０から遠くに導く２組の誘導手段（例えば、タンクトレッド（ｔａｎｋ ｔｒｅａｄｓ）３１、３２、３３および３４）によって、その端部においてピックアップされる。溶融ウェブ２７はダイ２０から離れるように導かれながら、ウェブの温度が、ポリマーのガラス転移温度以下に徐々に落とされ、その結果冷却されたシート４０を生じる。任意的な態様において、誘導手段３１、３２、３３、３４に近接して設置された冷却手段３６は、ウェブの温度が低下するのを助ける。
【００５３】
溶融樹脂は任意の方法により供給することができる。例えば、溶融樹脂は、重合反応器、混合機、脱蔵用装置〔例えば、フラッシュカラム、フォーリング ストランド デボラティライザー（ｆａｌｌｉｎｇ ｓｔｒａｎｄ ｄｅｖｏｌａｔｉｌｉｚｅｒ）またはワィプド フィルム エバポレイター（ｗｉｐｅｄ ｆｉｌｍ ｅｖａｐｏｒａｔｅｒ）〕または押し出し機から供給してもよい。押し出し機が好ましい、なぜなら、それは、また、ポリマーを供給する手段として機能するからである（後述の議論を参照）。一軸スクリュー押し出し機を使用することがもっとも好ましい。ただし、二軸スクリュー押し出し機または多軸スクリュー押し出し機も使用できる。二軸または多軸のスクリュー押し出し機を使用するならば、それらは、例えば逆方向回転式、同方向回転式、かみ合い式または非かみ合い式のいずれのタイプでもよい。樹脂の取り扱いおよび製造に関する公知の技術を本発明の方法において使用することができる。そのような技術としては、乾燥、不活性雰囲気の利用、ペレット制塵などがあげられる。
【００５４】
溶融樹脂に、１種以上のプラスチック添加剤、例えば酸化防止剤、紫外線（ＵＶ）吸収剤、ＵＶ安定剤、蛍光または吸光染料、静電防止用添加剤、剥離剤、充填剤および粒状物を含有させてもよい。具体的な目的のために具体的な樹脂と共に使用する添加剤のタイプおよび量は、プラスチック業界の当業者に知られており、従って本明細書の中に更に詳細に記述しない。
【００５５】
樹脂が加工される温度は、樹脂の組成に依存し、かつ加工する間に変化することができる。温度は、樹脂が流れるほどに充分高くなければならないが、樹脂を劣化するほど高くしてはならない。操作条件は、加工すべきポリマーのタイプによって変わるが、当業者に知られている範囲内である。しかし、一般的な指針として、操作温度は１００〜４００℃である。例えば、ＰＭＭＡは、１５０〜２６０℃の押し出し機バレル温度を有する押し出し機で、そして１５０〜２６０℃の溶融温度において加工できる。また、ポリカーボネートまたはポリメチルメタクリルイミドのような他のポリマーは、より高い溶融温度（２００〜３３０℃）において適当に使用できる。揮発性物質および望ましくないある種の物質は、シートを形成する前に溶融樹脂から除くことが好ましい。これは、当業者に知られている方法によって達成させることができる。
【００５６】
溶融ポリマーを一定の流量で供給するための供給手段１４は、流速を調節するために、そして溶融ポリマーを流路１２、導管の開口２１および導管２２を通ってダイ２０に供給するのに必要とする圧力を提供するために必要である。供給手段には、たとえば前述したような任意の適当な押し出し機、ギアポンプ、またはそれらの組み合わせ物のような任意の機械式溶融ポンプのあらゆるタイプが使用できる。簡単な形態において、供給手段は、重力供給または静水圧であってもよい。供給手段は、当業者に知られた方法によって選ぶことができる。ギアタイプの溶融ポンプを使用することが好ましい、なぜなら、それは、流速を調節し、そして流速の変動を最小にし、その結果としてより均一な厚さのシートが得られるからである。更に、溶融ポンプの使用は、ポリマーのせん断による加熱を減少させることによって、溶融樹脂の劣化を減少させることができる。溶融ポンプのための温度は、使用するプラスチック樹脂によって決められ、標準の押し出しプロセスに使用される温度と同等であるが、典型的には樹脂のＴｇより５０〜２００℃高い温度である。例えば、広いシートの製造のためには、複数の供給手段を使用してもよい。本発明においては、供給手段は、５０〜７０，０００ｋＰａ、好ましくは３００〜７０００ｋＰａ、そして最も好ましくは１０００〜３５００ｋＰａの範囲において、溶融ポリマーをオーバーフローダイの入口に提供する。
【００５７】
実施態様の１つにおいて、溶融ポリマーは供給手段１４とダイ２０の間のメルトフィルターまたはミキサーを通過する。溶融ポリマーはメルトフィルターを通過し、ついでミキサーを通過することが好ましい。このフィルターはゲル物、汚れ、異物粒子を溶融物から除去する。ミキサーはポリマーをブレンドし、溶融物中の熱勾配を最小とし、メルトフィルターに起因するフローラインを取り去る。任意のメルトフィルターを本発明方法において使用することができる。好適なメルトフィルターとしてはキャンドルフィルターおよびディスクフィルターがあげられる。ディスクフィルターが好ましい。本発明方法においては任意のミキサーを使用することができ、たとえばスタティックミキサーおよびロータリーミキサーが使用できる。メルトフィルターおよびミキサーを使用すると、なめらかさと厚さの制御の点において優れたプラスチックシートが得られる。
【００５８】
オーバーフローダイを使用して溶融プラスチック樹脂からシートを形成する。ダイは、計量装置および断面における頂点に達する収束側面（ｃｏｎｖｅｒｇｉｎｇ ｓｉｄｅｓ）を有するオーバーフローダイ表面を有する。ダイの長さ方向は、実質的に、直線、曲線、卵形、または円形にすることができる。ダイの高さ：幅の比は、一般的に、１：１〜１０：１、好ましくは２：１〜５：１、そして最も好ましくは２．５：１〜４：１の範囲にすべきである。長さ（または外周）：高さの比は、一般的に、少なくとも１：２、好ましくは少なくとも２：１、そしてもっとも好ましくは少なくとも３：１にすべきである。
【００５９】
オーバーフローダイの計量装置部分は、例えば孔、スロット、「コートハンガー（ｃｏａｔｈａｎｇｅｒ）」装置またはそれらの組み合わせのような流れを分配する要素からなり、それらは、ダイを横切る溶融樹脂の流れの分布を調節し、それによって、シートの厚さプロフィールが調節される。そのような計量装置は、図５−７に例示されている。当業者に知られているような他の計量装置を使用してもよい。スロット装置が好ましい。ダイの長さは造るべきシートの幅によるが、平均スロット間げき（スロット２３の平均の幅）：平均導管直径（導管２２の平均の直径）の比は、一般的に、少なくとも１：５、好ましくは少なくとも１：１０、そして最も好ましくは少なくとも１：２０にすべきである。１ｍｍ以下の仕上げ厚さを有するシートのためには、ダイを横切る実質的に一定なスロット幅が好ましい。より大きい厚さのためには、スロットが供給の末端においてより薄く、そして反対の末端においてより厚くなっている、テーパースロット（ｔｅｐｅｒｅｄ ｓｌｏｔ）が好ましい。もし幅の広いシートを所望するならば、導管の開口２１および２１’（図６を参照）をダイの両末端において設置することができ、両端においてテーパーされたスロット２３を有することが可能である。
【００６０】
オーバーフロー表面はダイ２０の外面によって形成され、そして計量装置と連結し、かつ溶融ポリマーを収束側面２４および２５に導く、一組のダイリップスからなっている。収束性側面は溶融流れを頂点２６に導き、そこで溶融ウェブがダイから出される。オーバーフロー表面は、テキスチャー（ｔｅｘｔｕｒｅ）があるかまたはなめらかであり得るが、好ましくはなめらかである。更に、好ましくは、オーバーフロー表面は高度につやを出し、シートの変動および欠陥を最小にする。オーバーフロー表面を被覆処理して（例えば、電気メッキまたは他の付着技術）、ダイ表面のなめらかさを改良し、腐食抵抗性を提供し、またはダイ上の流れ特性を改良することができる。
【００６１】
ダイの構成物質は重要である。金属は、高い熱伝導性、良好な耐腐食性、高モジュラス、およびつや出しされる能力のために好ましい。しかし、原理的には、ガラスおよびセラミックのような他の物質も使用できる。ステンレス鋼または成形用具グレードの鋼を使用することが好ましい。
【００６２】
非平面シートを所望するならば、ダイのジオメトリーを、その所望に従って、当業者に知られている方法を使用して、改良することができる。例えば、もし曲がったシートを所望であれば、ダイをその長さ方向の軸に沿って曲げることができる。
【００６３】
一般的に、１０秒^−１のせん断速度で、溶融プラスチックの粘度を、１〜１０，０００Ｐａ−ｓ、好ましくは５〜１，０００Ｐａ−ｓ、そして最も好ましくは１０〜５００Ｐａ−ｓに維持することが望ましい。更に、ダイの単位長さあたりの溶融流量（長さによって割った流量）は、典型的には、１．０×１０^−３〜１０ｇ／ｓ／ｃｍ、好ましくは１．０×１０^−２〜１．０ｇ／ｓ／ｃｍ、そして最も好ましくは２．０×１０^−２〜２．０×１０^−１ｇ／ｓ／ｃｍの範囲である。粘度は温度を変えることによって調節できる。ダイの設計に依存するが、温度の調節はいくぶん重要である。ダイの横方向の温度が一定であるほど、シートの厚さは均一になる。溶融温度かダイの横方向において均一であることが好ましい。ダイの長さ方向における一定でない温度分布から生じる厚さの変動は、スロットまたは他の計量装置の設計を変えることによって最小にすることができる。例えば、温度調節は次の１つ以上によって達成される：電気カートリッジヒーター、赤外線ランプヒーター、加熱された油（または他の熱媒流体）、熱パイプ、またはマイクロ波ヒーター。加熱された油または他の熱媒流体が好ましい。なぜなら、温度はサーモスタットによって調節することができ、そして温度の均一性が容易に達成されるからである。好ましくは、ダイは、温度の変動を最小にするために、部分的に密閉された領域の中に収容される。不活性を雰囲気を使用することも好ましい。そのような不活性雰囲気は樹脂の着色と劣化を最小限にする。
【００６４】
必要ではないが、好ましくは溶融プラスチック流れは、ダイ上を通過した後に下方へ流される。なぜなら、下方への流れは重力によって影響されるからである。流れの速度は、重力の影響と引き取り手段により適用される張力との組み合わせによって決められる。プラスチックの流れをダイから下方方向へ導くことにより、重力はシートの流れと同じ方向に作用し、それによって引き取り手段で必要とする張力を減少させ、シートの品質を改良できる。ダイの通過後の溶融プラスチックは、「ウェブ」として知られている形態になる。
【００６５】
引き取り手段は、調節された速度において、ダイから溶融プラスチックウェブを移動し、ウェブを冷却する。例えば、引き取り手段は、ローラーまたは「タンクトレッド」装置であり、それによってシートの外縁だけが引き取り手段と接触する。「タンクトレッド」装置は、シート表面の平滑性を最大にするので、好ましい。タンクトレッド装置は、図１および図２の装置の１部として、３１、３２、３３および３４として例示されている。
【００６６】
引き取り装置は、プラスチックシートが製造される速度を調節し、所定のポリマー流量においてシートの厚さを決める。それ故、引き取り手段の速度を調節することは、極めて重要である。また、引き取り手段はシートの重量を支持し、それによってシートの幅および厚さが維持される。引き取り手段は、支持されない溶融樹脂の量を最小にするように、ダイにできるだけ近く位置させることが望ましい。ダイの頂点から引き取り系への距離（例えば、タンクトレッド装置の上部のニップ領域）は、典型的には、２５ｃｍ未満、好ましくは１０ｃｍ未満、そして最も好ましくは５ｃｍ未満である。
【００６７】
シートの引き取り速度は、所望するシートのタイプおよび厚さによって変わる。例えば、０．４ｍｍの厚さを有するシートのためには、シートの引き取り速度は、一般的に、１０〜１０００ｃｍ／分、好ましくは２０〜２００ｃｍ／分、そして最も好ましくは５０〜１００ｃｍ／分の範囲であり、これに対して、１ｍｍの厚さを有するシートのためには、引き取り速度は、一般的に、５〜５００ｃｍ／分、好ましくは１０〜１００ｃｍ／分、そして最も好ましくは２５〜５０ｃｍ／分の範囲である。同様に、曲げる前の引き取り系における冷却中の滞留時間は変わる。例えば、０．４ｍｍの厚さを有するシートのためには、曲げる前の滞留時間は、一般的に、１０秒以上、好ましくは１分以上、そして最も好ましくは２以上分であり、これに対して、０．２ｍｍの厚さを有するシートのためには、曲げる前の滞留時間は、一般的に、５秒以上、好ましくは３０秒以上、そして最も好ましくは１分以上である。
【００６８】
プラスチックシートは、引き取り系による移動中に自然の対流により、または強制された対流により、冷却することができる。自然の対流は、空気または流体浴を通過する間のシートの受動的冷却からなっている。強制された対流は、熱伝達を大きくするために、シートに沿って、またはシートに対して、熱伝達流体をポンピングまたはブローイングすることにより達成される。自然対流は、シートの波しわおよび表面のきずあとを最小にするので好ましい。シートを冷却するために微粒状物のないきれいな流体を使用して表面の汚染または欠陥を防止するのが好ましい。例えば、この目的のために空気またはガス冷却剤をＨＥＰＡフィルターとともに使用することができる。どんな流体または流体の組み合わせ物もシートを冷却するのに使用できるが、ただし使用する流体は加工されるプラスチック物質に有害でないことが必要である。有用な冷却用流体の例には、空気、窒素、水、油類およびグリコール類がある。被覆剤として作用し、かつ冷却浴からでるときにプラスチックシート上にフィルムとして付着される適当な冷却剤を使用することにより、冷却工程と被覆工程を組み合わせることも可能である。
【００６９】
引き取り手段の次に種々の任意的な装置を使用してもよいことは、当業者によって認められるであろう。任意に使用できる装置の例には、フィルム巻き取り機、ヘリ切断機、シート切断機、および包装用装置のような公知のフィルム取扱い装置が含まれる。更に、他の後工程の装置、例えば成形用装置、被覆用装置、装飾用装置、および積層用装置を利用することもできる。
【００７０】
本発明方法は、あらゆる適当なプラスチック樹脂を使用することができ、好ましくは熱可塑性樹脂を使用する。熱可塑性樹脂は、可逆的に熱にさらされたときは軟化し、冷却により硬くなるポリマー樹脂である。熱可塑性樹脂は、実質的に架橋されていない線状または分枝鎖のポリマーである。本発明方法に有用な熱可塑性樹脂は、実質的に架橋していないで、かつ、溶融加工温度、すなわち、１０^３Ｐａ−ｓのオーダーの粘度を有する温度において、１０分以上の滞留時間での熱安定性を有していることが好ましい。本発明方法に有用である熱可塑性樹脂の例には、アクリル酸、メタクリル酸およびそれらのエステルのホモポリマーまたはコポリマー、これらにはスチレンおよびその誘導体、Ｎ−アルキルマレイミド、アクリロニトリル、および酢酸ビニルと生成したコポリマーが含まれるが、それらに限定されない；フェノキシエーテル；ポリフェニレンオキサイド樹脂；エポキシ樹脂；セルロース樹脂；ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のようなビニルポリマー；フッ素化エチレン−プロピレンおよびポリ（フッ化ビニリデン）のようなフルオロポリマー；ポリスチレン；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１のようなポリオレフィン、そしてこれらにはノルボルネンおよび官能性ノルボルネンモノマーに基づく環状オレフィンポリマーおよびコポリマーも含まれる；ポリスルホン；ポリエーテルスルホン；ポリエーテルケトン；ポリエーテルイミド；ポリフェニレンスルフィド；ポリアリーレンエステル樹脂；ポリエステル；Ｎ−Ｈおよび／またはＮ−アルキルグルタルイミドのホモポリマーまたはコポリマー；アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）；スチレン−アクリロニトリル樹脂（ＳＡＮ）；スチレン−無水マレイン酸樹脂（ＳＭＡ）；イミド化ＳＭＡ；およびポリアミド（ナイロン）；高温ホモポリマーおよびコポリマーをはじめとするポリカーボネート；ポリカーボネート−ポリエステル；ポリアリーレート；液晶ポリマー；およびこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。
【００７１】
好適なポリカーボネートは１以上のビスフェノールと１以上のカルボン酸を含む。好適なカルボン酸としては、フォスゲン、ジフォスゲン、トリフォスゲン、クルロ蟻酸エステルのようなカルボン酸エステル、およびこれらの混合物があげられるがこれらに限定されるものではない。好適なビスフェノールとしては、ビス（４−ヒドロキシフェニル）アルカンおよびシクロアルカン；ビス（３−置換−４−ヒドロキシフェニル）アルキル−シクロアルカン；ビス（３，５−ジ置換−４−ヒドロキシフェニル）アルキルシクロアルカン；たとえば２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン；２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン；２，２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、２，２−ビス（３−フェニル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン；２，２−ビス（３−イソプロピル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン；２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン；９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン；９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）フルオレン；１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン；１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３−ジメチルシクロヘキサン；１，１−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン；１，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−５，７−ジメチルアダマンタン；１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニルエタン；４，４’−ジヒドロキシ−テトラフェニルメタン；および６，６’−ジヒドロキシ−３，３，３’，３’−テトラメチル−１，１’−スピロ（ビス）インダン；およびそれらの混合物があげられるがこれらに限定されるものではない。本発明において有用なポリエステル−ポリカーボネートは１以上のビスフェノール、１以上のカルボン酸、および１以上のさらなる酸、たとえばテレフタル酸およびイソフタル酸を含む。本発明において有用なポリカーボネートおよびポリエステル−ポリカーボネートは公知である。
【００７２】
熱可塑性樹脂の混合物を使用してもよい。特に有用な熱可塑性樹脂混合物には、例えば、ＳＡＮ−ポリグルタルイミド、ポリカーボネート−ポリエステル、ＰＭＭＡ−ポリ（フッ化ビニリデン）、ポリスチレン−ポリ（フェニレンオキサイド）、およびビスフェノールＡポリカーボネートと高温ポリカーボネートコポリマーとのブレンドをはじめとするポリカーボネートブレンド、たとえばバイエル社からＡＰＥＣポリカーボネートとして販売される２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンおよび１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンとのコポリマーがあげられる。本発明方法および装置に使用するのに好ましい樹脂は、ポリカーボネート；線状アクリルホモポリマーおよびコポリマー；環状ポリオレフィン；および線状イミド化アクリルポモポリマーおよびコポリマー、例えば米国特許第４，７２７，１１７号（Ｈａｌｌｄｅｎ−Ａｂｂｅｒｔｏｎ、等）および同第４，２４６，３７４号（Ｋｏｐｃｈｉｋ）に記載された化合物である。
【００７３】
本発明に有用なプラスチック樹脂は、典型的には、付加重合法または縮合重合法から造られる。付加重合法には、塊状重合および水または有機溶剤媒質中の溶液重合または分散重合が含まれ、そのような方法は当業界でよく知られており、カチオン性、アニオン性、またはフリーラジカルによる開始および生長反応を含む。縮合重合法には、塊状重合法、溶液重合法および分散重合法が含まれる。塊状重合法以外の重合法によって生成したプラスチック樹脂は、樹脂を単離するために、その後の処理が必要である。
【００７４】
次の実施例は、本発明の更に種々な面を例示するために提示されており、すべての点において本発明の範囲を限定することは意図されていない。
【００７５】
実施例１：アクリルフィルムの製造
この実施例は、光学的品質のアクリルシートを造るために使用した本発明方法を例示している。
１１０，０００の平均分子量を有するＰＭＭＡ樹脂を、３０：１のＬ：Ｄ比を有する２インチ（５ｃｍ）直径の一軸スクリューベント式２段押し出し機の中に、容量供給装置を使用し、３．１ｇ／ｓの速度でスターブフィード（ｓｔａｒｖｅ−ｆｅｅｄ）した。押し出し機のバレルは、供給端における２０４℃から排出端における２７４℃までの温度プロフィールを有していた。樹脂を、７２０〜７５０ｍｍＨｇにおいて操作する脱蔵ベントを使用して脱蔵した。スクリューを３０ｒｐｍにおいて回転した。ギアタイプの溶融ポンプを使用し、スクリーンパックフィルターを通して溶融樹脂を、１．２７ｃｍ直径の内部導管および１．２７ｃｍの間隔を有する一連の２２の計量用孔を有する１２’’（３０ｃｍ）の長さのオバーフローダイに、ポンプで注入した。計量用孔の直径は、ダイの供給端から下流端に向けて、３．１８ｍｍから３．７３ｍｍに増加した。溶融ポンプ温度は２７４℃であった。溶融ポンプの吸引圧は２１００ｋＰａ．であり、そして溶融ポンプの排出圧は約４１００ｋＰａ．であった。オーバーフローダイは、内部を３個の電気カートリッジヒーターを使用して加熱し、そして外部を３個のＩＲ加熱ユニットを使用して２７４℃の温度に加熱した。ダイの頂点において形成された溶融ウェブは、２組のタンクトレッドを使用して運び、２個の空気プレナムを使用して適用する冷却された強制空気を使用して冷却した。
その結果得られたシートは、０．３２５ｍｍの平均厚さ、１４．６ｎｍの表面あらさＲｑ、および５ｎｍ未満のオプティカルリターダンス（ｏｐｔｉｃａｌ ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ）を有していた。
【００７６】
実施例２：イミド化アクリルシートの製造
この実施例は、光学的品質のイミド化アクリルシートを造るために使用した本発明方法を例示している。
１０８，０００の重量平均分子量および約１８０℃のガラス転移温度を有するキャップ化イミド化アクリル樹脂を、３０：１のＬ：Ｄ比を有する２インチ（５ｃｍ）直径の一軸スクリューベント式２段押し出し機の中に、重量供給装置を使用し、２．５ｇ／ｓの速度でスターブフィードした。押し出し機のバレルは、供給端における２４６℃から排出端における３２９℃までの温度プロフィールを有していた。樹脂を、７２０〜７５０ｍｍＨｇにおいて操作する脱蔵ベントを使用して脱蔵した。スクリューを３０ｒｐｍにおいて回転した。ギアタイプの溶融ポンプを使用し、スクリーンパックフィルターを通して溶融樹脂を、１．５８８ｃｍ直径の内部導管および０．０３８インチから０．０４２インチ（０．９６５ｍｍから１．０６７ｍｍ）にテーパーしている１６インチ（４０ｃｍ）の長さのスロットを有する２５．５インチ（６５ｃｍ）の長さのオーバーフローダイに、ポンプで注入した。溶融ポンプ温度は３２９℃であった。溶融ポンプの吸引圧は約４１００ｋＰａ．であった。溶融ポンプの排出圧は約１６５０ｋＰａ．であった。ダイは、ダイ中の内部の孔を経由する熱油系（油の温度＝３４３℃）を使用して加熱し、そしてダイのまわりの空気を強制空気オーブン（温度＝２８０℃）で加熱した。ダイの頂点において形成された溶融ウェブは、１．２ｃｍ／ｓの速度において操作する２組のタンクトレッドを使用して運び、部屋の空気の自然対流により冷却した。
冷却されたシートから２００ｍｍ×２００ｍｍの試験片を切断し、そして試験した。得られたシートは、±０．０１５ｍｍの変動を持つ０．３９０ｍｍの厚さを有していた。表面の波打ちＷｙおよびＷｑは、それぞれ０．５μ未満および０．１８μであり、表面のあらさＲｑは７．６ｎｍであり、そしてオプティカルリターダンスは６ｎｍ未満であった。１６０℃の温度において測定された熱収縮は０．０３％以下であった。
【００７７】
実施例３：ポリカーボネートシートの製造
この実施例は、光学的品質のポリカーボネートシートを造るために使用した本発明方法を例示している。
押し出しグレードのポリカーボネート樹脂（ＧＥプラスチック社製 Ｌｅｘａｎ １０１）を、３０：１のＬ：Ｄ比を有する２インチ（５ｃｍ）直径の一軸スクリューベント式２段押し出し機の中に、重力供給装置を使用し、４．４ｇ／ｓの速度でスターブフィードした。押し出し機のバレルは、供給端における２３２℃から排出端における３１５℃までの温度プロフィールを有していた。樹脂を、７２０〜７５０ｍｍＨｇにおいて操作する脱蔵ベントを使用して脱蔵した。スクリューを３０ｒｐｍにおいて回転した。ギアタイプの溶融ポンプを使用し、スクリーンパックフィルターを通して溶融樹脂を、１．９０５ｃｍ直径の内部導管および０．０３８インチから０．０４５インチ（０．９６５ｍｍから１．１４３ｍｍ）にテーパーしている２８インチ（７１ｃｍ）の長さのスロットを有する３７．５インチ（９５ｃｍ）の長さのオーバーフローダイに、ポンプで注入した。溶融ポンプ温度は３１５℃であった。溶融ポンプの吸引圧は約３４００ｋＰａ．であった。溶融ポンプの排出圧は約１３００ｋＰａ．であった。ダイは、ダイ中の内部の孔を経由する熱油系（油の温度＝３１５℃）を使用して加熱し、そしてダイのまわりの空気を強制空気オーブン（２６０℃）で加熱した。ダイの頂点において形成された溶融ウェブは、１．２ｃｍ／ｓの速度において操作する２組のタンクトレッドを使用して運び、部屋の空気の自然対流により冷却した。
冷却されたシートから４００ｍｍ×４００ｍｍの試験片を切断し、そして試験した。得られたシートは、横方向および機械方向の両方において±０．０２ｍｍの変動を持つ０．４３ｍｍの平均厚さを有していた。Ｗｙは１μ未満であり、Ｗｑは０．１５μであり、表面のあらさＲｑは１０ｎｍ未満であり、そして平均オプティカルリターダンスは２０ｎｍであり、１０ｎｍの変動を有していた。１３０℃において測定された熱収縮は０．０２％であった。
【００７８】
実施例４：ポリカーボネートフィルムの製造
この実施例は、光学的品質のポリカーボネートフィルムを造るために使用した本発明方法を例示している。
押し出しグレードのポリカーボネート樹脂（ＧＥプラスチック社製 Ｌｅｘａｎ １０１）を、３０：１のＬ：Ｄ比を有する２インチ（５ｃｍ）直径の一軸スクリューベント式２段押し出し機の中に、重力供給装置を使用し、２．５ｇ／ｓの速度でスターブフィードした。押し出し機のバレルは、供給端における２３２℃から排出端における３１５℃までの温度プロフィールを有していた。樹脂を、７２０〜７５０ｍｍＨｇにおいて操作する脱蔵ベントを使用して脱蔵した。スクリューを３０ｒｐｍにおいて回転した。ギアタイプの溶融ポンプを使用し、スクリーンパックフィルターを通して溶融樹脂を、１．９０５ｃｍ直径の内部導管および０．０３８インチから０．０４５インチ（０．９６５ｍｍから１．１４３ｍｍ）にテーパーしている２８インチ（７１ｃｍ）の長さのスロットを有する３７．５インチ（９５ｃｍ）の長さのオバーフローダイに、ポンプで注入した。溶融ポンプ温度は３１５℃であった。溶融ポンプの吸引圧は約３４００ｋＰａ．であり、そして溶融ポンプの排出圧は約１３００ｋＰａ．であった。ダイは、ダイ中の内部の穴を経由する熱油系（油の温度＝３１５℃）を使用して加熱し、そしてダイのまわりの空気は強制オーブン（温度＝２５０℃）で加熱した。ダイの頂点において形成された溶融ウェブは、３．１ｃｍ／ｓの速度において操作する２組のタンクトレッドを使用して運び、部屋の空気の自然対流により冷却した。
冷却されたシートから４００ｍｍ×４００ｍｍの試験片を切断し、そして試験した。その結果得られたフィルムは、横方向および機械方向の両方において±４μの変動を持つ５４μの平均厚さを有しており、そして１０ｎｍ未満のオプティカルリターダンスを有していた。
【００７９】
実施例５ 高温ポリカーボネートブレンドシートの製造
バイエル社から販売されるＡＰＥＣ ＤＰ９−９３７１ポリカーボネートコポリマー（Ｔｇ＝２０５℃）２．３３部と同じくバイエル社から販売される低分子量ポリカーボネートＭａｋｒｏｌｏｎ ＤＰ１−１２６５（Ｔｇ＝１５０℃）１部との、あらかじめ配合されたブレンドを、重量供給装置を使用し、２．５ｇ／ｓの速度で押し出し機の中にスターブフィードした。押し出し機は、５．０８ｃｍ（２インチ）の直径を有する一軸スクリューベント式２段押し出し機であり、３０：１のＬ：Ｄ比、１０ｃｃ／ｒｅｖのギアタイプの溶融ポンプ、メルトフィルター、ロータリーミキサーおよびオーバーフローダイを有していた。すべての装置は窒素でパージされた後に作動された。樹脂を、７２０〜７５０ｍｍＨｇにおいて操作する脱蔵ベントを使用して脱蔵した。スクリューを３０ｒｐｍにおいて回転した。ギアポンプを使用し、５ミクロンの焼成金属繊維メルトフィルター（プリーツ付きのキャンドルタイプ）を通して、溶融樹脂を計量しながら供給した。フィルターを通過する樹脂の流れは、圧力降下３８００ｋＰａで８．６ｌｂ．／時間／平方フィートであった。押し出し機のバレルは、供給端の温度が２７３℃で、排出口で３０４℃という温度プロフィールを有していた。溶融フィルターは３２２℃に維持された。押し出し機の供給ホッパーとオーバーフローダイの周囲のオーブンは窒素で不活性化され、樹脂中の架橋されたゲルの形成を最低限とした。メルトフィルターを出た後、樹脂はロータリーミキサーに入り、１６５ｒｐｍで溶融ポリマーは混合された。ミキサーバレルの温度は３２５℃に維持された。溶融樹脂はミキサーから出て、１．９０５ｃｍ直径の内部導管および０．０３８インチから０．０４５インチ（０．９６５ｍｍから１．１４３ｍｍ）にテーパーしている２８インチ（７１ｃｍ）の長さのスロットを有する３７．５インチ（９５ｃｍ）の長さのオーバーフローダイに入れた。ダイの入り口の圧力は約７００ｋＰａであり、内部流路を流れる循環熱オイルにより温度は３２１℃とされた。ダイの周囲の窒素は強制対流オーブンにより２４０℃に加熱された。ダイの頂点において形成された溶融ウェブは、０．７ｃｍ／ｓの速度において操作するタンクトレッドを使用して運び、部屋の空気の自然対流により冷却した。
冷却されたシートから４００ｍｍ×４００ｍｍの試験片を切断し、そして試験した。得られたシートは、±０．０２０ｍｍの変動を持つ０．４２０ｍｍの厚さを有していた。ゲル物の数は２００／平方メートル未満であった。表面の波打ちＷｙおよびＷｑは、それぞれ１μおよび０．１７μであった。表面のあらさＲｑは１０ｎｍ未満であった。そしてオプティカルリターダンスは２０ｎｍ未満であった。１６０℃の温度において測定された熱収縮は０．０５％未満であった。
【００８０】
実施例６−８ 光学的記憶媒体の形成
実施例３に従って３枚の１．２ｍｍ厚のポリカーボネートシートが製造された。それぞれのシートに以下のようにポリマーコーティングが施された。シートがコーティングされると熱スタンパーを使用してエンボスされた。スタンパーはプラスチックシートにサブミクロンのピットを形成するバンプ（ｂｕｍｐ）を有する。熱スタンパーはそれぞれのシートに数秒間圧力下で適用された。エンボッシング後、シートはついでスパッタリングコーターを使用して反射性金属層で被覆された。それぞれのシートの上の金属層はついで紫外線硬化性のポリアクリレートで被覆された。ついでシートはプレスにより切断され、光学的記憶媒体としての使用に好適な１２００ｍｍのディスクが提供された。
【００８１】
実施例番号 被覆ポリマー
６ Ｅｕｄｅｒｍ５０ＵＤ
７ Ｓ１８２８
８ Ｎｏｒｌａｎｄ６１
Ｅｕｄｅｒｍ５０ＵＤはローム・アンド・ハース・カンパニーから販売されるラテックスコーティングである。
Ｓ１８２８は、シップレーカンパニーから販売されるフォトポリマーである。
Ｎｏｒｌａｎｄ６１は、Ｎｏｒｌａｎｄから販売される紫外線硬化性樹脂である。
【００８２】
試験方法
次の試験方法を、前述の実施例において造られたシートを試験するために用いた。これらの試験方法は、一例であり、かつそれらの結果は方法に依存しない。
オプティカルリターダンス：
６３２．８ｎｍ波長における光のリターダンスを次の方法によって決めた。偏光させたレーザービーム（実験フレームに対して−４５°において偏光させた）を、プラスチックシートを通して通過させ、次いで実験フレームに対して０°にセットした光学軸に配向された光弾性モジュレータ（ｐｈｏｔｏｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌａｔｏｒ：ＰＥＭ）（Ｍｏｄｅｌ ＰＥＭ−９０，Ｈｉｎｄｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．；Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏ，Ｏｒｅｇｏｎ）を通して通過させた。ＰＥＭの電圧を１／４波長リターダンス（１５８．２ｎｍ）に設定した。次いで、光を第２の直線偏光子（偏光軸＋４５°）を通して通過させ、そして強度をシリコンダイオード検出器（Ｍｏｄｅｌ ＰＤＡ−５０，ＴｈｏｒＬａｂｓ Ｉｎｃ．；Ｎｅｗｔｏｎ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）によって検出した。ＰＥＭおよび検出器をモジュレートし、そして検出器からのシグナルを固定増幅器（ｌｏｃｋ−ｉｎ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）（Ｍｏｄｅｌ ５２１０，ＥＧ＆Ｇ Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ；Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）によって処理した。プラスチックシートをレーザービームに対して直角に回転させて最大の信号を見出した。リターダンスは、最大の信号を標準１／４波長板に対して測定した信号と比較することによって決めた。
物質の複屈折率は、物質のオプティカルリターダンスをその厚さによって割ることによって得ることができる。例えば、オプティカルリターダンスが４ｎｍのプラスチックの０．４ｍｍの厚さのシートでは、物質の複屈折率は０．００００１である。本発明方法によって造った光学的品質のプラスチックシートにおいては、物質の複屈折率は、それが０．０００２以下、好ましくは０．００００５以下、そして最もこのましくは０．００００１以下であるならば低いものであると考えられる。
【００８３】
シートの波打ち：
シートの波打ち（ＷｙおよびＷｑ）は、触針式測定装置（ｓｔｙｌｕｓ ｐｒｏｆｉｌｅｒ）（Ｓｕｒｆａｎａｌｙｚｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ ５０００，Ｆｅｄｅｒａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ；Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｅ，ＲｈｏｄｅＩｓｌａｎｄ）を使用し、ＳＥＭＩ 標準 Ｄ１５−１２９６の手順と同様の手順で測定した。測定されたプロフィールは、ガウスの長波長カットオフ（８ｍｍ）（Ｇａｕｓｓｉａｎ ｌｏｎｇ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｃｕｔｏｆｆ）でデジタル的にフィルターした。Ｗｙは、２０ｍｍの試料の長さにおける最大値と最小値との間の差であり、Ｗｑは、８ｍｍについて計算した平均ラインからのフィルターされたプロフィールの根平均二乗平均偏差（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ ａｖｅｒａｇｅ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）であり、８０ｍｍの評価の長さについて平均した。本発明方法により造られた高品質のシートのためには、Ｗｙは、２．０μ以下、好ましくは１．０μ以下、そして最も好ましくは０．５μ以下である。
【００８４】
シートのあらさ：
シートのあらさ（Ｒｑ）は、スティラスプロファイラー（Ｄｅｋｔａｋ ３−３０，Ｖｅｅｃｏ／Ｓｌｏａｎ；Ｓａｎｔａ Ｂａｒｂａｒｅ，ＣＡ）を使用し、ＳＥＭＩ 標準 Ｄ７−９４の手順と同様の手順で測定した。測定されたプロフィールは、ガウス長波長カットオフ（０．０８ｍｍ）および短波長カットオフ（０．００２５ｍｍ）でデジタル的にフィルターした。評価長さは０．４ｍｍであった。あらさのパラメーター（Ｒｑ）は、平均ラインからのフィルターされたプロフィールの根平均二乗平均偏差である。３つの異なった測定からの平均値を報告した。本発明方法により造られた高品質のシートのためには、Ｒｑは、５０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下、そして最も好ましくは５ｎｍ以下である。
【００８５】
収縮：
収縮は、熱処理前および処理後の試料の長さを直接測定することにより決めた。多数の測定を行い、プラスチックの乾燥試験片の長さを決めた。測定の正確度は０．００５％であった。試料は、そのＴｇ以下のセット温度に４時間加熱した。室温に冷却することにより、長さを多数の測定により再び求めた。加熱サイクルの前および後の長さの変化の百分率を収縮率として報告した。本発明方法によって造られた高品質シートのためには、収縮率は、０．１％以下、好ましくは０．０７５％以下、そして最も好ましくは０．０５％以下である。
【００８６】
ゲル物数測定試験方法
ゲル物の数は、オーバヘッドプロジェクターでスクリーン上にシートの欠陥を投影する事により測定された。それぞれ４００ｍｍ×４００ｍｍのシートの９つの３×３ｃｍの領域について数が測定された。３×３ｃｍの領域のそれぞれについてスクリーンに投影された表面の欠陥の数が測定された。平均された数が、サンプルにおける総ゲル物数とされた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の典型的装置の正面図である。
【図２】図２は、図１の装置の側面図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは、オーバーフローダイ２０の拡大図である。図３Ａは、加熱用マニホールドを取り付けたダイの透視図である。図３Ｂは、ダイの上面図である。そして図３Ｃは、ダイの側面図である。
【図４】図４は、オーバーフローダイ２０の断面図である。
【図５】図５Ａ、および図５Ｂは、本発明のオーバーフローダイの別の態様である。
【図６】図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃは、本発明のオーバーフローダイの別の態様である。
【図７】図７Ａおよび図７Ｂは、本発明のオーバーフローダイの別の態様である。
【符号の説明】
１０ ソース
１２ 流路
１４ 供給手段
１５ ヒーター
２０ ダイ
２１，２１’ 導管の開口
２２ 導管
２３ スロット
２４，２５ 収束側面
２６ 頂点
２７ 溶融ウェブ
３１，３２，３３，３４ タンクトレッド
３６ 冷却手段
４０ シート

Claims (16)

1. 高品質プラスチックシートの１以上の層、該シートの少なくとも１つの面に配置された反射性または半反射性の層を有する光学的記憶媒体であって、該プラスチックシートが以下の工程：
   （ａ） 溶融プラスチック樹脂を提供する工程；
   （ｂ） この溶融プラスチック樹脂を、入口および出口を有するオーバーフローダイに導く工程；
   （ｃ） 溶融プラスチック樹脂を、前記オーバーフローダイを使用して溶融ウェブに成形する工程；
   （ｄ） 前記オーバーフローダイから離れるように前記溶融ウェブを導く工程；および
   （ｅ） 前記溶融ウェブを冷却して固体シートを形成する工程、
   を含む方法によって製造され、ならびに
   前記シートは、シートの波打ちが２．０μｍ以下、４００ｍｍの試料の長さについての厚さの変動が１０％以下、収縮率が０．１％以下、および複屈折率が０．０００２以下である（ここで、シートの波打ちは、ＳＥＭＩ 標準 Ｄ１５−１２９６の手順と同様の手順で触針式測定装置を用いて測定した２０ｍｍの試料の長さにおける最大値と最小値との間の差であり、収縮率は、Ｔｇ以下のセット温度に４時間加熱して加熱前後の試料の長さを直接測定したときの加熱前後の長さの変化の百分率であり、複屈折率は、シートのオプティカルリターダンスをシートの厚さによって割ることによって得られ、オプティカルリターダンスは、実験フレームに対して−４５°において偏光させた６３２．８ｎｍの波長のレーザービームをシートを通して通過させ、次いで実験フレームに対して０°にセットした光学軸に配向され、かつ１／４波長リターダンス（１５８．２ｎｍ）に設定した電圧を有する光弾性モジュレータを通して通過させ、次いで光を第２の直線偏光子（偏光軸＋４５°）を通して通過させ、強度を検出し、プラスチックシートをレーザービームに対して直角に回転させて最大信号を検出し、最大信号を標準１／４波長板に対して測定した信号と比較することにより得られる）、光学的記憶媒体。
2. 樹脂が、アクリル酸、メタクリル酸およびそれらのエステルのホモポリマーまたはコポリマー；フェノキシエーテル；ポリフェニレンオキサイド樹脂；セルロース樹脂；ビニルポリマー；フルオロポリマー；ポリスチレン；ポリオレフィン；ポリスルホン；ポリエーテルスルホン；ポリエーテルケトン；ポリエーテルイミド；ポリフェニレンスルフィド；ポリアリーレンエステル樹脂；ポリエステル；Ｎ−Ｈおよび／またはＮ−アルキルグルタルイミドのホモポリマーまたはコポリマー；アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂；スチレン−アクリロニトリル樹脂；スチレン−無水マレイン酸樹脂；イミド化スチレン−無水マレイン酸樹脂；ポリアミド；ポリカーボネート；ポリカーボネート−ポリエステル；ポリアリーレート；液晶ポリマー；およびそれらの混合物からなる群から選ばれた熱可塑性樹脂である、請求項１記載の光学的記憶媒体。
3. 熱可塑性樹脂が、ポリカーボネート；線状アクリルホモポリマーおよびコポリマー；環状ポリオレフィン；および線状イミド化アクリルホモポリマーおよびコポリマーからなる群から選ばれる、請求項２記載の光学的記憶媒体。
4. 前記樹脂が、ビス（４−ヒドロキシフェニル）アルカンおよびシクロアルカン；ビス（３−置換−４−ヒドロキシフェニル）アルキル−シクロアルカン；ビス（３，５−ジ置換−４−ヒドロキシフェニル）アルキルシクロアルカン；たとえば２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、２，２−ビス（３−フェニル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−イソプロピル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）フルオレン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３−ジメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−５，７−ジメチルアダマンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニルエタン、４，４’−ジヒドロキシ−テトラフェニルメタン、および６，６’−ジヒドロキシ−３，３，３’，３’−テトラメチル−１，１’−スピロ（ビス）インダン；およびそれらの混合物からなる群から選択される１以上のビスフェノールを含むポリカーボネートまたはポリカーボネート−ポリエステルである、請求項２記載の光学的記憶媒体。
5. 熱可塑性樹脂がビスフェノールＡポリカーボネートである、請求項２記載の光学的記憶媒体。
6. 反射性の層が金属である、請求項１記載の光学的記憶媒体。
7. 金属がアルミニウムまたは金である、請求項６記載の光学的記憶媒体。
8. シートと反射または半反射性の層との間に配置された相−変化媒体をさらに含む、請求項１記載の光学的記憶媒体。
9. シートと反射または半反射性の層との間に配置された磁気光学的層をさらに含む、請求項１記載の光学的記憶媒体。
10. シートが、シート内に分散された１以上の顔料、染料またはそれらの混合物をさらに含み、該顔料、染料またはそれらの混合物が光に暴露することにより局部的に光学特性の変化を起こす、請求項１記載の光学的記憶媒体。
11. （ａ） 溶融プラスチック樹脂を提供するためのソース；
    （ｂ） 長さおよび幅を有するオーバーフローダイであって、前記ダイは、末端が頂点になっている卵形の断面、導管の開口、および前記導管の開口と連結した計量装置を含み、溶融プラスチック樹脂は、導管の開口を通ってダイの中に流れ、計量装置を通ってダイの外へ流れ、そしてダイの側面を流れて、前記頂点において溶融ウェブを形成する、前記のダイ；
    （ｃ） 前記ソースから前記オーバーフローダイに、前記溶融プラスチック樹脂を送出するための手段；
    （ｄ） 前記溶融ウェブを、前記オーバーフローダイから離れるように導くための誘導手段、
    （ｅ） 前記の送出手段とオ−バ−フローダイの間に配置された濾過手段、および
    （ｆ） 前記の濾過手段とオ−バ−フローダイの間に配置された混合手段を含む、高品質のプラスチックシートを製造するための装置。
12. 濾過手段がディスクフィルターである、請求項１１記載の装置。
13. 混合手段がロータリーミキサーである、請求項１１記載の装置。
14. 光学的記憶媒体の製造方法であって、
    （１）以下の工程を含む方法によって高品質プラスチックシートを製造し：
    （ａ） 溶融プラスチック樹脂を提供する工程；
    （ｂ） この溶融プラスチック樹脂を、入口および出口を有するオーバーフローダイに導く工程；
    （ｃ） 溶融プラスチック樹脂を、前記オーバーフローダイを使用して溶融ウェブに成形する工程；
    （ｄ） 前記オーバーフローダイから離れるように前記溶融ウェブを導く工程；
    （ｅ） 前記溶融ウェブを冷却して固体シートを形成する工程；
    （２） ポリマーフィルムで該シートを被覆し；および
    （３） 被覆されたシートに情報をエンボッシングする、
    工程を含む、方法。
15. １以上の顔料、染料またはそれらの混合物がその内部に分散された高品質プラスチックシートを有する３次元光学的記憶媒体の製造方法であって、該顔料、染料またはそれらの混合物が光に暴露されることにより局部的に光学特性の変化を起こすものであり、以下の工程を含む光学的記憶媒体の製造方法：
    （ａ） 溶融プラスチック樹脂を提供する工程；
    （ｂ） この溶融プラスチック樹脂を、入口および出口を有するオーバーフローダイに導く工程；
    （ｃ） 溶融プラスチック樹脂を、前記オーバーフローダイを使用して溶融ウェブに成形する工程；
    （ｄ） 顔料、染料またはそれらの混合物を溶融プラスチック樹脂と混合し、溶融樹脂をオーバーフローダイを使用してウェブに成形する工程；
    （ｅ） 前記オーバーフローダイから離れるように前記溶融ウェブを導く工程；
    （ｆ） 前記溶融ウェブを冷却して固体を形成する工程。
16. 構造化された表面を有する高品質プラスチックシートを含むライトマネージメントフィルムの製造方法であって、以下の工程を含むライトマネージメントフィルムの製造方法：
    （ａ） 溶融プラスチック樹脂を提供する工程；
    （ｂ） この溶融プラスチック樹脂を、入口および出口を有するオーバーフローダイに導く工程；
    （ｃ） 溶融プラスチック樹脂を、前記オーバーフローダイを使用して溶融ウェブに成形する工程；
    （ｄ） 前記オーバーフローダイから離れるように前記溶融ウェブを導く工程；
    （ｅ） 前記溶融ウェブを冷却して固体シートを形成する工程；および
    （ｆ） 冷却前、冷却中、または冷却後にシートに構造化された表面を提供する工程。

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