JPH01312750A

JPH01312750A - 透明硬質樹脂板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH01312750A
Application number: JP14365588A
Authority: JP
Inventors: Toshio Haneda; 羽田　敏雄; Makoto Kobashi; 誠小橋; Eiichi Hirano; 栄一平野; Eiji Asoshina; 阿蘇品　英志
Original assignee: Hitachi Ltd; Nitto Denko Corp
Current assignee: Hitachi Ltd; Nitto Denko Corp
Priority date: 1988-06-13
Filing date: 1988-06-13
Publication date: 1989-12-18

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】〔産業上の利用分野〕本発明は光ディスク用樹脂基板およびその製造方法に係
り、特に、光反射膜、記録媒体膜の成膜性および該膜の
付着性が良好で、かつ、実用下での変形発生の少ない透
明硬質樹脂板およびその簡易かつ迅速な製造方法に関す
る。

〔従来の技術〕

光ディスク用樹脂基板としては、ポリカーボネート、ポ
リメチルメタクリレートなどの熱可塑性プラスチックの
射出成形板が汎用されている。これらのプラスチック板
は低価格であり生産性も高いが、その反面、ポリカーボ
ネートは複屈折率が大きいこと、ポリメチルメタクリレ
ートは吸湿性であり、また、耐熱性が低いことなどの欠
点を有しており、その改質を必要としている状況にある
。

また、上記２者ともに、通常の使用状態において、特に
吸湿の可能性のある条件下において、該基板と光反射膜
あるいは記録媒体膜との付着強度の低下による光反射膜
あるいは記録媒体膜のはがれ、あるいは、基板自体の変
形が発生し、それらを誘因とするディスク性能の劣化を
促進するため、高信頼性を求める用途の場合、これら欠
陥の除去が強く要請されている。

上記状況に対する対応の一例として、光硬化形または熱
硬化形のエポキシ樹脂基板、あるいは、アクリル系の架
橋構造を有する熱硬化性樹脂基板などの使用例がある。

これら樹脂基板においては。

上記した熱可塑性樹脂基板にみられた欠陥は改善されて
いるが、光照射または加熱による重合硬化に要する時間
が長く、また、硬化条件に起因する板表面の応力状態が
方向性を有しているため、板表面に形成した膜との付着
性について問題を残している。

また、硬質樹脂基板の一変形として、特開昭第５７−１
５２３５号記載の方法（いわゆる２Ｐ法。Ｐｈｏｔ。

Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓ）があ
る。これは、熱可塑性プラスチック基板や硬質基板で普
及している単板形とは異なり、第３図にみられるように
、点状凹みによる信号痕あるいは信号打ち込みの溝を有
する紫外線硬化樹脂層１９と、これと接合する透明樹脂
背板２０とからなる２層構造を有する基板である。この
ような複合形構成とすることによって、光硬化樹脂によ
る構成部が厚さの薄い層で足り、硬化所要時間が短縮で
きて生産性が向上すること、また、信号痕形成部が硬質
樹脂によって構成されるので、上記した熱可塑性プラス
チック板にみられた信頼性保持上の課題が解消できるこ
となどの効果がある。しかし、その反面、材質の異なる
材料、換言すれば屈折率の異なる材料、からなる２重構
造であることによって、必然的に、接続界面が生じ、そ
の部位での光の屈折が生ずることに由来する光学設計上
の課題があり、さらに、透明樹脂背板２０の表面を清浄
に保持することが重要な作業として新たに加わること、
また、該背板２０を別途注形、打抜きする工程が必要と
なることなど、経済上の問題もある。

また、現在広く用いられているアクリル樹脂系の光重合
による注形板は、光照射が一側面のみから施されるので
、板の両面の応力状態が光照射側面が圧縮、その反対側
面は引張りとなり、不平衡を生じて、変形誘発の原因を
内在することになる。

また、このような板上に薄膜を形成したり、あるいは、
別個片を接着する際に、板の応力状態を考慮した手順を
要することなどの問題もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術において、熱可塑性プラスチック板にみら
れる反射膜、記録媒体膜の付着性に関連して発生する諸
欠陥は使用材料固有の性質に由来するものであって、製
造条件の調整によって緩和する方法も試みられているが
、これらの方法はいずれも生産性を損ねるものであり、
実用上への採用は困難である。

また、いわゆる２Ｐ法による異種材料の積層においては
接続界面の出現が不可避であり、また、透明樹脂背板の
表面を清浄に保つ必要があることなど、品質水準の保持
に困難性がある。

また、アクリル系樹脂の光重合による製造の場合も、変
形要因を内在して、その解決には手間を要する。

本発明の目的は、上記従来技術の有していた諸課題を解
消して、光反射膜、記録媒体膜の成膜性および該膜の付
着性が良好で、かつ、実用下での変形発生の少ない透明
硬質樹脂板およびその簡易かつ迅速な製造方法を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、樹脂注形型の両面を構成するスタンパとし
て２枚のガラス平板を用い、該２枚のガラス平板のそれ
ぞれの片面に透明導電性膜からなる面状発熱体層を設け
、該２枚のガラス平板の面状発熱体層のない面同士を所
定距離を隔てて対向させ（面状発熱体層形成面が外側と
なる）、該２枚のガラス平板によって形成された空隙に
光・熱重合硬化性の樹脂液を強制的に注入した後、該２
枚のガラス平板スタンパ上の面状発熱体層に通電。

加熱して、上記注入樹脂を両面から加熱すると同時に両
ガラス平板スタンパの外側から、該スタンパを介して、
光量、波長などを制御した光を樹脂に照射して硬化を進
行させ、硬化の完了をまって、樹脂硬化物とガラス平板
スタンパを引離して透明硬質樹脂板を得ることによって
達成することができる。

〔作　　用〕

第２図は、本発明の透明硬質樹脂板の製造の要点を示す
模式断面図で、２枚のガラススタンパ２゜３の樹脂に接
する面の反対側の面に、それぞれ、面状発熱体５および
６を設けてあり、該発熱体５および６に通電することに
より発熱させ、２枚のスタンパ２．３間に注入した樹脂
１２を加熱し、同時に、スタンパ２．３の外側から、該
スタンパを介して光ｌＯおよび１１を照射して樹脂１２
層の両面から厚さ方向に内部に向けて硬化を進め、硬化
の完了をまってスタンパ２．３を引離し、透明硬質樹脂
板を得ることを示す。

ここで得られる透明硬質樹脂板は、硬化過程においてス
タンパ面からの熱および光を受けて表面から厚さ方向内
部に向けて硬化が進行するため、硬化に伴う収縮１４お
よび１５を起し、収縮方向と同じ方向に引かれて、収縮
量および収縮速さに係わる量の応力を発生する。したが
って、面状発熱体５および６への通電量の調整による温
度制御と照射光１０および１１の光量制御とを行うこと
によってスタンパ面から内部に向っての樹脂硬化速度を
調整すれば、！Ｍ脂板の収縮の中立軸１３の調整および
中立軸１３の両側の応力状態を調整することができる。

また、光ディスクとして必須の構成要素である光反射膜
または光記録媒体膜を形成すべき面側に対する応力を圧
縮あるいは圧縮の方向に近づけること、あるいは、成形
方法に由来して引張り方向にある場合にはこれを低減す
ることによって、樹脂板とその面上に形成した上記膜と
の付着力を向上させることができる。

また、樹脂板両面の応力を平衡状態におくことによって
、温度変化、吸湿などによる樹脂板の変形の発生および
その量を低い水準に抑えることができる。

なお、注入した樹脂層の両面からの加熱および光照射を
行うことにより硬化を進行させることによって、従来の
片面からの加熱または光照射による場合と比較して、単
純に考えれば、硬化所要時間は少なくとも１／２となり
、硬化所要時間の短縮による生産性向上が達成できる。

このようにして、２枚の平板ガラススタンパの内の１枚
のスタンパの樹脂と接する面側に凸起または溝を設けて
おくことによって、硬化樹脂による単板形光ディスク基
板を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の透明硬質樹脂板およびその製造方法につ
いて実施例によって詳細に説明する。

まず、本発明の透明硬質樹脂板の製造の手順について説
明する。第１図は樹脂の注形・硬化に用いる注形型の断
面および硬化用光源の配置を示す模式図で、注形型１は
溝つき平板ガラススタンパ２、平板ガラススタンパ３、
デイスタンスピース４、ガラススタンパ２および３の面
上に形成した透明発熱体層５および６、回転軸と併設し
た樹脂注入ロアからなり、注形型１から適宜の距離をお
いて注形型１の両側に樹脂硬化用光源８および９を配置
したことを示す。ここで、まず、注形型１の中央部に回
転軸と併設した注入ロアから樹脂液を、例えば注形型の
回転、樹脂液の加圧、注形型内の減圧などにより１強制
的に注形型１の間隙に注入し、次いで、透明発熱体Ｉ？
５５および６に通電して加熱すると同時に光源８および
９により光照射１０．１１を行い、樹脂液の硬化を進行
させ、硬化終了をまって樹脂硬化物と注形型１とを引離
して、片面に凸起または溝の列を有する透明硬質樹脂板
が得られる。

ここで、上記樹脂液は加熱と光照射とを併用して迅速に
硬化する組成物を選ぶ必要があり１例えば、ビスフェノ
ールＡ形エポキシ樹脂あるいは脂環式エポキシ樹脂にア
クリル酸エステルを付加してなるエポキシアクリレート
を主成分として、これに紫外線硬化剤、過酸化物からな
る加熱硬化剤。

架橋性オリゴマ、反応性希釈剤、例えば加熱硬化促進剤
、フッ素系界面活性剤、重合禁止剤、熱可塑性樹脂など
を加えてなる樹脂組成物、あるいは、紫外線照射により
カチオンを発生する硬化剤例えばオニウム塩、を含むビ
スフェノールＡ形エポキシ樹脂あるいは脂環式エポキシ
樹脂を主成分として、これに、必要に応じて、酸無水物
、例えば無水へキサヒドロフタル酸、および第３級アミ
ン、高級脂肪酸またはその金属塩、消泡剤などを加えて
なる樹脂組成物などを用いることができる。これらの樹
脂組成物の粘度は、スタンパの凹凸形状の転写性保持の
上から、５０ないし５００センチポイズの範囲にあるこ
とが望ましい。

また、樹脂液を注形型１の間隙に注入する場合、充填各
部の充填密度が均一であること、かつ、空気を混入しな
いことが重要であり、また、圧縮空気による樹脂液の加
圧は空気混入の可能性があり。

スクリュー混線は表面空気の混入を招く可能性があるの
で、樹脂液の加圧を避けること、注入に先立って予め注
形型１を約２５００ｒｐｒａ程度で回転しつつ注入すべ
き間隙をＩ　Ｔｏｒｒ以下に減圧した後樹脂液を注入す
ることなどの注意が必要である。

また、透明発熱体層５および６の加熱と光源８および９
からの照射光１０および１１とは、注入樹脂液層の表面
から厚さ方向に向っての硬化速度、換言すれば硬化樹脂
表面に残る応力状態、に対して交互作用を与える関係に
あり、したがって、透明発熱体層５および６の加熱温度
と照射光１０および１１の光量とは、硬化樹脂表面の応
力状態を最適化できるように制御する必要がある。

実施例　１第１図に示した注形型１を用いて、下記によって、透明
硬質樹脂板の製造を行った。

まず、樹脂液としては、エポキシ当量４７のビスフェノ
ールＡ形エポキシ樹脂のエポキシ基１当量につきアクリ
ル酸１当量を付加反応させてなるエポキシアクリレート
６０重量部をベースとして、これに、２官能基反応性希
釈剤１・６ヘキサンジオ一ルジアクリレート１０重量部
、３官能基反応性希釈剤トリメチロールプロパントリア
クリレ−）−１０重量部、その他に、フェノキシエチル
アクリレート２０重量部、１−ヒドロキシシクロへキシ
ルフェニルケトン２重量部、ベンジルジメチルケタール
１重量部、１・１−ビス（ｔ−プチルパーロキシ）３・
３・５−トリメチルシクロヘキサン３重量部からなる組
成物を用いた。

上記樹脂組成物を、予め、１×１０１ないし１×１０−
’　Ｔｏｒｒに減圧した槽内で撹拌して該組成物中に溶
存している気体、例えば空気、水分など、を除き、回転
盤上に取付け、回転している注形型１の注入ロアから注
形型１の間隙に注入した後、透明発熱体層５．６に通電
して加熱すると同時に、光ｇ８．９から照射光ｌ０１１
１を照射した。ここで、透明発熱体層５，６の加熱は注
入樹脂液温度が８０±３℃となるように調整し、光照射
は、樹脂層面からｌＯ■離れた位置に設けた光源（出力
２ｋＷ（８０Ｗ　／　ａｍ　）の高圧水銀灯）を用いて
行った。

上記加熱・光照射下に３０秒間保持して得られた樹脂硬
化物の硬さは鉛筆芯硬さに換算してＨＢないしＦであり
、また、モノマ残存率は５〜７％であって、半硬化状態
にあるが、スタンパ２．３からの引離し時の負荷による
変形は僅小であり、また、これを引続いて９０〜１００
℃に保持した窒素ガス雰囲気または空気中で加熱するこ
とによって、鉛筆芯硬さ換算で２１−１〜３１（の硬さ
の樹脂硬化物が得られた。このようにして得られた透明
硬質樹脂板面上の転写溝あるいは凸起は正常に転写され
ていることが確認された。また、該透明樹脂板の光透過
率は９２〜９４％、光屈折率は１，５０３、複屈折度は
１３度で直径２０ｍ板内０変動は最大で２度であった。

また、この透明硬質樹脂板を温度８０℃、相対湿度９０
±５％の高温・高湿雰囲気に５００時間ばく露した時の
変形は極めて僅少であった。また、該板面に真空蒸着に
より形成したアルミニウム膜の対はく離強さは、通常の
アクリル樹脂注形板のそれの２〜３倍であった。

実施例　２樹脂液注入後の加熱および光照射の時間を６０秒間とし
た以外はすべて実施＠１の場合と同一条件を適用して、
透明硬質樹脂板を作製した。

得られた樹脂板の硬さは、鉛筆芯硬さ換算で、Ｆないし
Ｈ，モノマ残存率は３〜５％で、実施例１で得られた樹
脂板よりも硬化が進行していることを示した。

なお、実施例１の場合と同様に加熱による後硬化を施し
たものについて、光学的特性、高温・高湿下ばく露時の
耐久性、薄膜の付着強さについて試験した結果、実施例
１の同様試料と同等の値が得られた。

なお、上記実施例における片面に凸起または溝を設けた
ガラススタンパ−としては、例えば、特開昭第５７−１
５２３５号に開示されているいわゆる２Ｐ法で用いられ
ているスタンパ、あるいは、基板に石英板またはガラス
板を用いてその片面にゾル・ゲル法（牧島：ゾル・ゲル
法による２成分系酸化物コーティング、工業材料第３５
巻第９号第５８〜第６０頁）によって形成したガラス薄
膜に凸起または溝を設けてなるスタンパを用いることが
できる。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、光ディスク用樹脂基板において
、本発明の製造方法を適用し、本発明の透明硬質樹脂基
板とすることによって、従来技術の有していた課題を解
消して、光反射膜、記録媒体膜の成膜性および該膜の付
着性が良好で、かつ、実用下での変形発生の少ない透明
硬質樹脂基板およびその簡易かつ迅速な製造方法を提供
することができた。

すなわち、樹脂板両面の応力状態の均衡が保持されてい
ることにより温・湿度変化の大きい実用条件下において
変形の少ない樹脂板が得られ、また、樹脂板表面の応力
状態が取前されていることにより樹脂板表面への薄膜の
形成が容易になるとともに形成した薄膜と樹脂板との付
着強度が増大し、さらに、これらのことから１反射膜ま
たは記録媒体膜と樹脂板との付着力が増し、樹脂板面の
膜の浮き上りなどによるスノウノイズの発生を抑制して
、品質向上を達成することができた。

また、加熱および光照射を注入樹脂液の両面から印加す
ることにより硬化を迅速化することによって、硬化終了
までの所要時間を短縮することができ、生産性の向上を
達成することができた。

さらに、使用樹脂液材料の特性に由来して、特性的にも
、現在用いられている熱可塑性樹脂板と比較して、格段
に優れた特性を有する樹脂板を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における樹脂注形の機構、操作手順を説
明するための注形型および光源の配置を示す一部断面模
式図、第２図は第１図の要部を示す断面模式図、第３図
は従来技術における注形型および操作手順を説明するた
めの断面模式図である。１・・・注形型２・・溝つき平板ガラススタンパ３・・・平板ガラススタンパ４・・・デイスタンスピース５．６・・・透明発熱体Ｍ　７・・・樹脂注入口８．９
・・・樹脂硬化用光源１０．１１・・・光照射　　　　１２・・樹脂液１３・
・・中立軸　　　　　　１４．１５・・・収縮１６・・
溝つきスタンパ　　１７・・・下部原盤１８−・・スペ
ーサ　　　　　１９・・・紫外線硬化性樹脂２０・透明
樹脂背板　　　２１・・紫外線光源２２・・・紫外線

Claims

【特許請求の範囲】１、光ディスク用透明硬質樹脂基板において、板の両面
の応力状態が板厚方向の中立軸に対して圧縮状態にあり
、かつ、該両面の応力が平衡状態にあることを特徴とす
る透明硬質樹脂板。２、下記の工程からなることを特徴とする透明硬質樹脂
板の製造方法。ｉ　一方の面に透明導電性膜からなる面状発熱体を形成
し、他方の面に所定の距離を隔てて螺旋状あるいは同心
円状に形成された凸起または凹みの列あるいは点状の凸
起または凹みの列を設けた透明ガラス平板の該凸起また
は凹みを形成した面と、一方の面に透明導電性膜からな
る面状発熱体を形成した透明ガラス平板の面状発熱体層
の形成されていない面とを、所定の距離を隔てて対向配
設する工程、ｉｉ　上記２枚のガラス平板によって形成された間隙に
光・熱重合硬化形樹脂液を強制的に注入する工程、ｉｉｉ　上記２枚のガラス平板外面の面状発熱体層に通
電して発熱させ所定温度に加熱するとともに、上記２枚
のガラス平板の外側から、該ガラス平板を介して、光量
を制御した光を上記注入樹脂層に照射して該樹脂層を硬
化させる工程、ｉｖ　硬化の完了した上記樹脂層を上記２枚のガラス平
板からはがす工程。３、上記透明硬質樹脂板の製造に用いる樹脂が、単一成
分からなる樹脂を基本として、これに光硬化触媒または
熱硬化触媒およびその他の助剤を加えてなる樹脂、ある
いは、複数の樹脂成分なる複合系樹脂を基本として、こ
れに硬化触媒およびその他の助剤を加えてなる樹脂で、
加熱および光照射によって重合が進行して硬化するに至
る系を具えた樹脂であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項および第２項記載の透明硬質樹脂板およびその
製造方法。