JPH01222918A - 情報記録媒体基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、レーザー光などの光ビームを利用して情報の
読み出しを行なう情報記録媒体基板の製造方法に関する
ものである。

［発明の技術的背景］ 近年において、レーザー光等の高エネルギー密度の光ビ
ームを用いる情報記録媒体が開発され、実用化されてい
る。この情報記録媒体は一般に、光ディスクと称され、
ビデオ・ディスク、オーディオ・ディスク、さらには大
容量静止画像ファイル、および大容量コンピュータ用デ
ィスク・メモリーとして使用されるも′のである。

光ディスクは、基本構造としてプラスチック等からなる
円盤状の透明基板と、この上に設けられた記録層とから
構成されている。記録層が設けられる側の基板表面には
、基板の平面性の改善、記録層との接着力の向上あるい
は光ディスクの感度の向上などの点から、高分子物質か
らなる下塗層または中間層が設けられていることがある
。

現在、情報記録媒体（光ディスク）用の基板は、射出成
形法、圧縮成形法、２Ｐ法等により成形されている。こ
のうち、射出成形法が最も一般的に利用されている（例
、特開昭６２−９９２６号公報、特開昭６０−１９６３
２２号公報）。

情報記録媒体は、レーザー光を利用して情報の読み取り
、再生を行なうため、その基板は光学的特性に優れたも
のであることが好ましい。特に基板の複屈折率は、それ
を利用する情報記録媒体の性能に大きな影響を与えるた
め、基板の複屈折率をできる限り少なくすることが望ま
しい。

しかしながら、特に、射出成形は金型を利用して行なう
ため、射出成形により製造した基板は、樹脂材料の密度
のむら、配向および残留応力などが発生しやすく、この
ため射出成形後の時間変化に伴ない複屈折率の変化を起
こしやすいとの問題がある。

また、基板の複屈折率の変化は、情報記録媒体の組み立
て製造工程における各種操作によっても発生する。すな
わち、情報記録媒体の製造に際しては、基板に、中間層
を介し、あるいは介さずして記録層を形成する工程があ
り、また所望の形態の記録媒体、例えばエアーサンドイ
ッチ型の情報記録媒体や、表面に柔軟性の樹脂フィルム
を接合した情報記録媒体を製造するためには、加熱ある
いは加圧を伴なった組み立て工程を行なうこともある。

すなわち、このように、射出成形後の基板から情報記録
媒体を製造する段階においても、熱や圧力等が加わる。

従って、単に、射出成形工程の成形条件を調節して、複
屈折率の低い基板を射出成形しても、それを用いて製造
した情報記録媒体基板の複屈折率は、上記の複屈折率と
は異なったものとなり、所望の光学的特性が優れた情報
記録媒体が得られないとの問題がある。また、組み立て
製造した情報記録媒体には、基板製造時および組み立て
製造時に発生した熱ひずみや圧力ひずみが残留している
ため、それらのひずみが情報記録媒体の保存時に緩和し
、これにより基板の複屈折率がさらに変化するとの問題
がある。

以上の理由から、情報記録媒体の実際の使用時において
、低い複屈折率を示す基板を射出成形法によって確実に
製造することは非常に困難である。

［発明の目的］ 本発明は、射出成形法を利用する情報記録媒体用の基板
の製造方法の改良を提供することを目的とする。

本発明は、情報記録媒体の実際の使用時において、優れ
た光学的特性を示す基板を製造する方法を提供すること
を目的とする。

本発明は特に、情報記録媒体の実際の使用時において、
低い複屈折率を示す基板を製造する方法を提供すること
を目的とする。

［発明の要旨］ 本発明は、所定の金型と樹脂材料とを用いて射出成形に
より、光ビームを情報読み出し手段とする情報記録媒体
基板を製造するに際して、（１）先ず任意に設定された
射出成形条件に従って射出成形を行ない、これにより基
板状成形物を得たのち、この成形物の複屈折率を測定し
、（２）上記成形物を、８０℃以上の温度に１５分間以
上加熱する熱処理を行ない、そして（３）上記熱処理物
を基板として用いて所定の情報記録媒体を組み立て製造
したのち、その情報記録媒体基板の複屈折率を測定し、 上記の各測定により得られた複屈折率の変化傾向に基づ
いて、上記組み立て製造後の情報記録媒体基板の複屈折
率が所望の値以下になるように、射出成形条件を調整し
て、この調整された射出成形条件に従って、射出成形を
行なうことを特徴とする情報記録媒体基板の製造方法を
提供する。

本発明はまた、所定の金型と樹脂材料とを用いて射出成
形により、光ビームを情報読み出し手段とする情報記録
媒体基板を製造するに際して、（１）先ず任意に設定さ
れた射出成形条件に従って射出成形を行ない、これによ
り基板状成形物を得たのち、この成形物の複屈折率を測
定し、（２）上記成形物を、８０℃以上の温度に１５分
間以上加熱する熱処理を行ない、次いでこの熱処理物の
複屈折率を測定し、そして （３）上記熱処理物を基板として用いて所定の情報記録
媒体を組み立て製造したのち、その情報記録媒体基板の
複屈折率を測定し、 上記の各測定により得られた複屈折率の変化傾向に基づ
いて、上記組み立て製造後の情報記録媒体基板の複屈折
率が所望の値以下になるように、射出成形条件を調整し
て、この調整された射出成形条件に従って、射出成形を
行なうことを特徴とする情報記録媒体基板の製造方法を
提供する。

本発明の情報記録媒体基板の製造方法は、所定の金型と
基板材料とを用い、一定の射出成形条件にて射出成形し
て得られた基板は、実質的に同一の複屈折率を示し、ま
た、射出成形直後の複屈折率のその後の変化は、情報記
録媒体を製造するための組み立て製造工程において、そ
の組み立て製造条件を一定とする限りは、実質的に一定
となり、また、組み立て製造された情報記録媒体の実際
の使用時までの経時による複屈折率の変化は、通常の保
存条件である限り、実質的に一定となるとの知見に基づ
き考え出されたものである。

［発明の効果］ 本発明の情報記録媒体用の基板の製造方法を利用するこ
とにより、情報記録媒体の実際の使用時において、優れ
た光学的特性を示す基板を射出成形法により製造するこ
とが可能となる。

［発明の詳細な記述］ 本発明の情報記録媒体用の基板の製造方法を、光ディス
クを情報記録媒体の例として、以下に説明する。

先ず、実際に使用する予定の金型と樹脂材料とを用いて
、予め設定された任意の射出成形条件（たとえば、使用
予定の金型と樹脂材料について適当と想定される射出樹
脂温度、射出プログラム、射出圧力、冷却時間、金型温
度、型締め力、圧縮力などの射出条件）に従って、射出
成形を行ない、円盤状の成形物を製造する。

次いで、上記の射出成形により得られた円盤状成形物に
ついて、その中央から外周側へ半径方向に沿って複屈折
率を測定する。光デイスク基板の射出成形は、金型の中
央から基板材料を射出して行なわれ、このため基板中央
から距離が同じであれば、実質的に同じ複屈折率を示す
ため、このように、基板の少なくとも一箇所で半径の直
線上に沿って複屈折率を測定すれば、実質的に基板全体
の複屈折率が把握できる。もちろん、複屈折率の測定は
複数箇所で行なってもよい。

射出成形された円盤上成形物は、樹脂材料の密度のむら
、配向および残留応力などがあり、成形後の、情報記録
媒体とするための組み立て工程および、そののちの保存
工程において、その複屈折率の変化が徐々に起こる。

本発明では、このような基板の複屈折率の経時変化を、
組み立て工程の前に、短時間で強制的に起こさせ、複屈
折率の変化が実質的に停止する状態にまでもっていく目
的で熱処理を行なう。熱処理は、熱処理温度を８０℃以
上、好ましくは８０℃〜１４０℃の範囲の温度とし、熱
処理時間を１５分以上、好ましくは１５分〜２時間の範
囲で行なう。

続いて、熱処理を行なった円盤を用いて、予め決められ
た組み立て製造条件に従い、目的の情報記録媒体の製造
を行なう。製造する情報記録媒体の構成としては、特に
限定はなく、その例としては、通常の基板と記録層とか
らなる情報記録媒体、基板と中間層および記録層からな
る情報記録媒体、貼り合せ型情報記録媒体、エアーサン
ドイッチ型の情報記録媒体、もしくは表面に柔軟性の樹
脂フィルムを接合した構造の情報記録媒体等を挙げるこ
とができる。

次に、組み立て製造した情報記録媒体基板の複屈折率の
測定を同様にして実施する。・測定は、円盤の中央から
外周側へ半径方向に、射出成形後における測定個所と同
じ箇所で行なうことが好ましい。

以上のようにして、試験的な射出成形操作および組立製
造操作を行ない、所定の時点での複屈折率の測定を行な
ワたのち、それぞれの複屈折率の測定値に基づいて下記
のような作業を行なう。

まず、先に測定した射出成形後の円盤状成形物の複屈折
率と情報記録媒体の製造後に測定した基板の複屈折率と
を比較し、複屈折率の変化のパターンを求める。次に、
この複屈折率の変化のパターンを用いて、基板が最終的
に理想的な複屈折率を示すように、すなわち、上記組み
立て製造後の基板が、全体として均一で、かつ低い複屈
折率を示すよいうに、射出成形直後において目標とする
円盤状射出成形物の複屈折率を求める。

上記で求められた円盤状射出成形物の複屈折率の目標値
は、上記試験にて採用した光ディスクの組み立て製造工
程での複屈折率の変化、およびその後の光ディスクの実
際の使用時までの複屈折率の経時変化を予定したものと
なっている。

なお、射出成形後の円盤状成形物（基板）の複屈折率の
各工程における変化パターンを更に詳しく得るためには
、上記の試験工程において、熱処理後の円盤状成形物（
熱処理物）についても、前記と同様な方法で複屈折率を
測定することが好ましい。この測定も、熱処理物の中央
から外周側へ半径方向に、射出成形後における測定個所
と同じ箇所で行なうことが好ましい。

次いで、上記のようにして求めた複屈折率の目標値を持
つ円盤状射出成形物を得るために、同一の金型および樹
脂材料を用いて、射出成形条件を若干修正して同様の射
出成形操作を行ない、円盤状射出成形物を得る。そして
、ここで得られた円盤状射出成形物について、前記と同
様の複屈折率の測定を行ない、その測定値と前記の目標
値とを比較して、更に射出成形条件の修正を行なう。こ
のように、射出成形後の円盤状射出成形物の複屈折率の
測定を、射出成形条件を変化させながら繰り返し実施し
、目標の複屈折率を示す叩盤状射出成形物が得られる射
出成形条件を決定する。

すなわち、以上の操作を利用することにより、長時間を
必要とする情報記録媒体の組み立て製造工程における基
板の複屈折率の変化およびその後の基板の複屈折率の経
時変化を繰り返し確認する必要なく、最終的に（すなわ
ち、実際の使用時において）優れた光学特性を示す基板
を持った情報記録媒体を製造するための基板製造の射出
成形条件を見い出すことができる。ただし、前記の射出
成形条件の修正作業の途中において、必要があれば、任
意の時期に、射出成形された円盤状成形物の加熱処理お
よびその加熱処理物（基板）を用いる情報記録媒体の組
み立て製造操作、そして各工程での複屈折率の測定を行
なって、前記の複屈折率の変化パターンの再確認、およ
び必要な複屈折率の目標値（射出成形物の複屈折率の目
標値）の修正を行なうこともできる。

本発明の情報記録媒体基板の製造方法は、上記のように
して決定された射出成形条件により製造することを特徴
とするものである。

なお、上記の説明は、本発明の情報記録媒体用の基板の
製造方法の好ましい態様を述べたものであって、上記の
態様に限定されるものではない。

また、光学的情報記録媒体として、ディスク状のもの以
外、たとえば、カード状、シート状、テープ状のものを
製造するための基板の製造にも、本発明を利用すること
ができる。

本発明の情報記録媒体用の基板の製造方法の基板および
記録層としては、本発明の特徴的構成の部分以外につい
ては、公知のものが任意に利用できるので、これらにつ
いて、以下に簡単に説明する。

まず、基板は、従来より情報記録媒体用の基板として用
いられている各種の樹脂材料から任意に選択することが
できる。基板の光学的特性、平面性、加工性、取扱い性
、経時安定性および製造コストなどの点から、基板材料
の例としては、射出成形ポリメチルメタクリレート、ポ
リメチルアクリレート等のアクリル系樹脂；ポリ塩化ビ
ニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂；エポ
キシ樹脂：非晶質ポリオレフィン樹脂；およびポリカー
ボネートなどの合成樹脂を好ましく挙げることができる
。これらのうちで寸度安定性、透明性および平面性など
の点から、好ましいものはポリメチルメタクリレート、
ポリカーボネート、およびエポキシ樹脂である。

記録層が設けられる側の基板表面には、平面性の改善、
接着力の向上および記録層の変質の防止の目的で、下塗
層（および／または中間層）が設けられていてもよい。

　下塗層（および／または中間層）の材料としては、た
とえば、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸・メタ
クリル酸共重合体、ニトロセルロース、ポリエチレン、
塩素化ポリオレフィン、ポリプロピレン、ポリカーボネ
ート等の高分子物質；シランカップリング剤などの有機
物質；および無機酸化物（Ｓｉ０２、ＡＪ２２０、等）
、無機弗化物（ＭｇＦｚ）などの無機物質を挙げること
ができる。

記録層に用いられる材料の例としては、Ｔｅ、Ｚｎ％　
Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ａ１１％Ｔｉ、Ｃｕ。

Ｇｅ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属；Ｂｉ、Ａｓ、Ｓｂ等の半金
属；Ｓｉ等の半導体；およびこれらの合金またはこれら
の組合わせを挙げることができる。

また、これらの金属、半金属または半導体の硫化物、酸
化物、ホウ化物、ケイ素化合物、炭化物および窒化物等
の化合物：およびこれらの化合物と金属との混合物も記
録層に用いることができる。あるいは、色素、色素とポ
リマー、色素と前掲の金属および半金属との組合わせを
利用することもできる。

記録層には、さらに記録層材料として公知の各種の金属
、半金属あるいはそれらの化合物などが含有されていて
もよい。

記録層は、上記材料を蒸着、スパッタリング、イオンブ
レーティング、塗布などの方法により基板上に直接にま
たは下塗層を介して形成することができる。記録層は単
層または重層でもよいが、その層厚は光情報記録に要求
される光学濃度の点から一般に１００〜５５００又の範
囲であり、好ましくは１５０〜１０００又の範囲である
。

次に本発明の実施例を示す。

［実施例１］ 内径１５ｍｍ、外形１３０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの情報
記録媒体用の基板を得る射出成形用の金型に、樹脂材料
（ポリカーボネート）を用いて、射出速度８０ｃｍ３／
秒、射出圧力１０００Ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃ　ｍ　２、成
形樹脂温度３４０℃、金型温度１１０℃、型締め力６０
ｔおよび成形サイクル時間２０秒の条件にて射出成形を
行なった。

得られた円盤状成形物の複屈折率を、成形物の中央から
外周側へかけて半径方向に沿って測定した。測定した射
出成形物の複屈折率を第１図に示す。

次に、上記射出成形物に加熱温度１１０℃、熱処理時間
１時間にて熱処理を行なった。この熱処理は、１０年以
上の経時に該当する。

得られた熱処理成形物の複屈折率を、同様にして中央か
ら外周側へかけて半径方向に沿って測定した。測定した
射出成形物の複屈折率を第２図に示す。

次いで、上記熱処理した円盤状成形物にスパッタリング
法により記録層を形成して組み立て、光ディスクを得た
。

得られた光ディスクの基板の複屈折率を、同様にして中
央から外周側へかけて半径方向に沿って測定した。測定
した射出成形物の複屈折率を第３図に示す。

先に測定した射出成形後の基板の複屈折率と光デイスク
製造後の基板の複屈折率とを比較して複屈折率の変化の
パターンを求めた。求めた複屈折率の変化のパターンを
第４図に示す。さらに、第５図には、好ましい複屈折率
である基板全体にわたって現われる絶対値の低い視屈折
率を示す。

第４図で示した複屈折率の変化のパターンと第５図で示
した複屈折率とを比較して、これらから射出成形後の複
屈折率として目標とすべき複屈折率（射出成形物の複屈
折率の目標値）を求めた。

第６図は、射出成形物において目標とすべき複屈折率を
示している。

次いで、上記の射出条件のうち金型および基板材料は同
一で、その他の射出条件を変えて射出成形を種々行なっ
た結果、射出速度８６ｃｍコ／秒、射出圧力１０００に
ｇ　ｆ　／　ｃ　ｍ　２．成形樹脂温度３４５℃、金型
温度１１５℃、型締め力６０ｔおよび成形サイクル時間
２０秒の条件にて射出成形を行なったときに、上記で求
めた目標とする複屈折率（第６図）を持つ円盤状射出成
形物を得ることができた。

得られた円盤状射出成形物に前記と同じ条件で熱処理を
行ない、その基板を用いて前記と同じ条件で光ディスク
を製造した。第７図は、以上のようにして製造された情
報記録媒体基板の半径の直線上に沿って測定した複屈折
率を示している。これは、第５図に示した、光ディスク
の実際の使用時における基板の好ましい複屈折率パター
ンに近似している。

［実施例２］ 実施例１において測定した射出成形物の複屈折率（第１
、図）からの、熱処理物の複屈折率（第２図）への変化
パターン（第８図）、及び熱処理物の複屈折率（第２図
）から組み立て製造後の光ディスクの基板の複屈折率（
第３図）への変化パターン（第９図）を考慮して、実施
例１と同様の射出成形条件の修正操作を行ない、第７図
に示した複屈折率パターンと同様な好ましい複屈折パタ
ーンを有する基板を有する光ディスクを得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、射出成形した光デイスク用の基板（射出成形
物）の半径方向の複屈折率の例を示すグラフである。 第２図は、第１図の複屈折率を示す射出成形物を加熱処
理した後の基板（熱処理物）の半径方向の複屈折率を示
すグラフである。 ７ｇ３図は、第２図の複屈折率を示す熱処理物を用いて
製造した光ディスクの基板の半径方向の複屈折率を示す
グラフである。 第４図は、第１図および第３図から求めた情報記録媒体
用の基板の複屈折率の変化（射出成形後から光ディスク
の組み立て後への変化）のパターンを示すグラフである
。 ７ＪＪ５図は、実際の使用時における理想的な光学的特
性の基板の複屈折率を示すグラフである。 第６図は、第４図に基づいて作成した射出成形後の基板
（射出成形物）の目標とすべき複屈折率である。 第７図は、第６図の目標の複屈折率を示す射出成形物を
用いて組み立てた光ディスクの複屈折率を示すグラフで
ある。 第８図は、第１図および第２図がら求めた情報記録媒体
用の基板の複屈折率の変化（射出成形後から熱処理後へ
の変化）のパターンを示すグラフである。 第９図は、第２図および第３図がら求めた情報記録媒体
用の基板の複屈折率の変化（熱処理後から光ディスクの
組み立て後への変化）のパターンを示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の金型と樹脂材料とを用いて射出成形により、
   光ビームを情報読み出し手段とする情報記録媒体基板を
   製造するに際して、 （１）先ず任意に設定された射出成形条件に従って射出
   成形を行ない、これにより基板状成形物を得たのち、こ
   の成形物の複屈折率を測定し、 （２）上記成形物を、８０℃以上の温度に１５分間以上
   加熱する熱処理を行ない、そして（３）上記熱処理物を
   基板として用いて所定の情報記録媒体を組み立て製造し
   たのち、その情報記録媒体基板の複屈折率を測定し、 上記の各測定により得られた複屈折率の変化傾向に基づ
   いて、上記組み立て製造後の情報記録媒体基板の複屈折
   率が所望の値以下になるように、射出成形条件を調整し
   て、この調整された射出成形条件に従って、射出成形を
   行なうことを特徴とする情報記録媒体基板の製造方法。 ２、所定の金型と樹脂材料とを用いて射出成形により、
   光ビームを情報読み出し手段とする情報記録媒体基板を
   製造するに際して、 （１）先ず任意に設定された射出成形条件に従って射出
   成形を行ない、これにより基板状成形物を得たのち、こ
   の成形物の複屈折率を測定し、 （２）上記成形物を、８０℃以上の温度に１５分間以上
   加熱する熱処理を行ない、次いでこの熱処理物の複屈折
   率を測定し、そして （３）上記熱処理物を基板として用いて所定の情報記録
   媒体を組み立て製造したのち、その情報記録媒体基板の
   複屈折率を測定し、 上記の各測定により得られた複屈折率の変化傾向に基づ
   いて、上記組み立て製造後の情報記録媒体基板の複屈折
   率が所望の値以下になるように、射出成形条件を調整し
   て、この調整された射出成形条件に従って、射出成形を
   行なうことを特徴とする情報記録媒体基板の製造方法。