JPH0359832A - 光ディスク基板 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光ディスク基板に係り、特に軟化点が１００℃
以上の炭化水素樹脂よりなり、基板表面が発煙硝酸で処
理後の基板表面の水に対する接触角が８０〜１００度に
なるように接触処理されている表面記録膜層との密着性
に優れた光ディスク基板に関する。

（従来の技術］ レーザーを用いた光学記録は高密度の情報記録、保存、
及び再生が可能であるため、近年その開発が積極的に行
なわれている。この様な光学記録の一例として光ディス
クを挙げることが出来る。一般に光ディスクは、透明な
基板とその上にコートされた種々の記録媒体とから基本
的に横取される。

光ディスクの透明基板には無色透明な合成樹脂が用いら
れるケースが多く、その代表的なものとしてポリカーボ
ネート（以下、ｒＰｃＪと略称する。）又はポリメチル
メタクリレート（以下、「ＰＭＭＡＪと略称する。）を
挙げることができる。これらの樹脂は無色透明性に秀い
でる他、夫々に固有の優れた性質を有するものではある
が、光学材料、特に光ディスク基板としての要件を全て
備えている訳ではなく、解決すべき問題点を有している
。例えば、ＰＣにおいてはその芳香族環に起因する複屈
折性の問題があり、また、吸水性或いは透水性において
も問題がある。一方、ＰＭＭＡにおいては、耐熱性、吸
水性、靭性の面における問題点がかねてより指摘されて
いる。

このように、これらの樹脂は夫々固有の問題点を内在さ
せつつ使用に供されているのであるが、実際には更に、
これらの樹脂よりなる透明基板の上にコートされる記録
媒体との関係において、後述のような新たな問題が生じ
ている。

一方、記録媒体については、従来より光ディスクの用途
に応じて多岐にわたる開発が行なわれている。例えば、
ライト・ワンス型と呼ばれる記録−再生専用のものでは
穴あけタイプのものが、またイレーザブル型と呼ばれる
、記録−再生一消去一再記録用のものでは、結晶転移現
象を利用した相転移タイプのもの、光磁気効果を利用し
た光磁気タイプのもの等が知られている。これらの記録
媒体用材料は、ライト・ワンス型ではテルル又はその酸
化物、合金化合物等、イレーザブル型では、ＧｄＦｅ、
ＴｂＦｅ、　ＧｄＦｅＣｏ、　ＴｂＦｅＣｏといった希
土類−遷移金属のアモルファス合金化合物等、無機系材
料が主流とされており、一般に高真空下でのスパッタリ
ング等の乾式処法により、透明基板上に成膜することに
より形成されている。

ところで、ＰＣｌＰＭＭＡの吸湿性及び透水性は、一方
では基板自身の吸湿時の膨張によるソリの問題を引き起
こすものであるが、他方、基板を通しての水分の透過に
より記録媒体の腐蝕を引き起こし、光ディスクの寿命を
縮める原因となっている。

また、基板用樹脂の耐熱性について更に言及すれば、次
のような問題がある。即ち、光ディスク、特にライト・
ワンス型、イレーザブル型等の光ディスクにおいては、
記録の書き込み、消去時の記録媒体の温度は２００℃以
上にもなる。このため、ディスク基板にこの熱が直接か
かることは無いにしても、記録の書き込み、消去時には
基板が相当高温になることが予想され、耐熱性の低い樹
脂では、基板の変形成いはグループの変形等の問題が起
こり得る。

一方、光ディスクの生産工程においては、基板或いは記
録媒体の経時変化防止等の目的で、熱処理工程を取り入
れることが多いが、生産性の向上のためには、できるだ
け高い処理温度で処理することにより処理時間を短縮す
ることが望まれる。

この様な賎点からも、樹脂の耐熱性が低いと高い処理温
度を採用することができず、生産性を上げることができ
ないという不具合がある。

このようなことから、光ディスクの生産工程或いは使用
状況の高温度に耐えるには、耐熱性の低いＰＭＭＡでは
全く不十分であり、従来においては専ら、より耐熱性の
高いＰＣが透明基板材料として検討されている。しかし
ながら、ＰＣでも必ずしも耐熱性が十分であるという評
価を受けているわけではなく、より高い耐熱性を備える
樹脂材料の出現が望まれている。

ＰＣ，ＰＭＭＡ等の従来の樹脂の欠点を補うものとして
、主に炭素、水素のみよりなり、かつ、軟化点の高い透
明性の樹脂を用いる方法が特開昭６３−４３９１０　等
において提案されている。

（発明が解決しようとしている課題） しかしながら、軟化点の高い、炭化水素樹脂は、いわゆ
るポリオレフィンの低接着性の例に洩れず、記録膜層と
の密着性が悪く、光ディスクとしての十分な寿命が得ら
れないという問題があった。本発明者等は、上述の記録
膜層との密着性向上の方法について鋭意検討した結果、
成型品の表面を発煙硝酸で軽度に処理する事により、記
録膜との密着性が顕著に向上する事を見出し、本発明に
到達した。

（課題を解決するための手段及び作用］本発明の光ディ
スク基板は、軟化点が１００℃以上の透明性炭化水素樹
脂よりなり、その表面が発煙硝酸で処理後の基板表面の
接触角が、８０〜１００度となるように接触処理されて
いる事を特徴とする。

本発明における、軟化点が１００℃以上の透明性炭化水
素樹脂としては、主に脂環式構造を主鎖、或いは側鎖に
持つ高ガラス転移点の非品性樹脂が考えられるが、結晶
性であっても高透明性が維持されるものであれば必らず
しも除外するものではない。

また、本発明における発煙硝酸は、水と硝酸（ＨＮＯ３
）との共沸混合物、即ち濃度６８重量％程度の硝酸水溶
液（２０℃における比重１．４０５ｇ／ｃｃ）よりも硝
酸含有量が高い硝酸ｌ水混合物を言う。以下に本発明の
詳細な説明する。

本発明で用いられる、軟化点が１００℃以上の脂環式構
造を主鎖、或いは側鎖に持つ非品性樹脂としては、第一
に、ポリビニルシクロヘキサン系樹脂が挙げられる。

本発明で用いられるポリビニルシクロヘキサン系樹脂は
、好ましくはスチレン系樹脂（スチレン系重合体）を核
水添して得られる。

原料のスチレン系重合体としては、ビニル芳香族炭化水
素重合体或いはビニル芳香族炭化水素ブロック共重合体
が挙げられる。後者のビニル芳香族炭化水素ブロック共
重合体としてはビニル芳香族炭化水素重合体セグメント
（以下、「Ａセグメント］略称する。）と少なくとも１
種以上の共役ジエン重合体セグメント（以下「Ｂセグメ
ント」と略称する。）とから戒るものが挙げられる。

モノマーとして用いられるビニル芳香族炭化水素として
は、スチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレ
ン等を挙げることができ、特に代表的なものとしてスチ
レンが挙げられる。

ビニル芳香族炭化水素重合体としては、これらのビニル
芳香族炭化水素１種よりなる単独重合体或いは２種以上
の共重合体が挙げられる。

また、上記ビニル芳香族炭化水素と、これと共重合可能
な他の不飽和単量体とを、ビニル芳香族炭化水素重合体
の特性が失なわれない範囲で共重合して得られる共重合
体を用いる事もできる。

次に、ビニル芳香族炭化水素ブロック共重合体中のＡセ
グメントとしては上述のビニル芳香族炭化水素重合体と
同様のものが挙げられる。また、ブロック共重合体中の
Ｂセグメントの共役ジエンとしては、１，３−ブタジェ
ン、イソプレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジェ
ン、１，３−ペンタジェン、１，３−へキサジエン等が
挙げられ、特に、１，３−ブタジェン、イソプレンが一
般的である。Ａセグメント及びＢセグメントからなるブ
ロック共重合体は、いわゆるリビングアニオン重合と称
せられる公知の方法、例えば有機リチウム化合物を開始
剤とし、ヘキサン、ヘプタンの様な炭化水素溶媒中で重
合する方法等により容易に得ることができる。なお、こ
のようなブロック共重合体中のＡセグメントの含有量は
８０重量％以上、好ましくは９０重量％以上、更に好ま
しくは９３重量％以上である。Ａセグメントの含有量が
８０重量％未満の場合には、水素付加後に得られる樹脂
の耐熱性が低下し、光ディスク基板としては不適なもの
となる。

本発明において、このような原料スチレン系重合体の分
子量は、数平均分子量で５０，０００以上であることが
好ましい。スチレン系重合体の分子量が低過ぎると、水
素付加役得られる樹脂の耐熱性、靭性が低下する。

一方、分子量の上限については特に制限はないが、通常
の場合、４００，０００以下であることが好ましい。

ポリビニルシクロヘキサン系樹脂は、このようなスチレ
ン系重合体を、芳香族水素化能を有する水素化触媒の存
在下で、核水添して得ることができる。ここで使用され
る水素化触媒としては、例えばニッケル、コバルト、ル
テニウム、ロジウム、白金、パラジウム等の金属又はそ
の酸化物、塩、錯体及びこれらを活性炭、ケイソウ土、
アルミナ等の担体に担持したもの等が挙げられる。これ
らの中でも特にラネーニッケル、ラネーコバルト、安定
化ニッケル及びルテニウム、ロジウム又は白金のカーボ
ン又はアルミナ担持触媒が、反応性の面から好ましい。

核水添反応は、５０〜２５０　ｋｇ／ｃｍ２の圧力、１
００〜２００℃の温度下にて、溶媒としてシクロヘキサ
ン、メチルシクロヘキサン、ｎ−オクタン、デカリン、
テトラリン、ナフサ等の飽和炭化水素系溶媒又は、ＴＨ
Ｆ等のエーテル系溶媒を用いて行なうのが好ましい。

核水添反応による芳香核の核水添率は９０％以上、特に
９５％以上であることが好ましい。核水添率が低く、９
０％未満であると、得られる樹脂の耐熱性の低下、複屈
折の増大等の問題があり好ましくない。

本発明で用いられる他の非晶１生重合体としては、エチ
レン等のα−オレフィンと、環状モノオレフィンとのチ
ーグラー触媒によるランダム共重合体、環状オレフィン
のメタセシス触媒による開環重合体に水素添加したもの
等が挙げられる。

前者に用いられるα−オレフィンとしては、エチレン、
プロピレン等が挙げられ特にエチレンが好ましい。また
環状モノオレフィンとしては、ノルボルネン、メチルノ
ルボルネン、ジメタノオクタヒドロナフタレン、メチル
ジメタノオクタヒドロナフタレン等が挙げられる。

後者に用いられる環状オレフィンとしては、前者で挙げ
られた、環状モノオレフィンの他、ジシクロペンタジェ
ン、トリシクロペンタジェン等の環状ポリエンも用い得
る。

得られたメタセシス触媒による開環重合体は、前述のポ
リビニルシクロヘキサン系樹脂を製造されるのに用いら
れたものと同様の水素添加触媒を用いて類似の条件下で
水素添加される。

前者の非品性重合体は、特開昭６０　＋　１６８７０８
号公報、６１−１１５９１２号公報等に、後者の非品性
重合体は６０−２６０２４号公報、６３　＋　２１８７
２６号公報等に記載されている。

また、結晶性の樹脂であっても、立体規則性触媒によっ
て重合した、４−メチルペンテン−１重合体の様な透明
性の重合体であれば用いる事が出来る。

本発明における光ディスク基板は射出成型により成型さ
れる。本発明の炭化水素樹脂は射出成型に必要な流動性
を保持する為、分子量は数平均分子量で２０，０００よ
り大きく、２００，０００以下である。

分子量の下限は、樹脂の強度により規定される。

本発明において、樹脂の軟化点はサーモメカニカルアナ
ライザーを用いて針入モード用プローブを用い、荷重５
ｇ、５℃／分の昇温速度で測定した場合１００℃以上、
好ましくは１２０℃以上である。軟化温度が低いと、基
板、グループの変形等の問題がある。

本発明においては、以上の様にして得られた樹脂に熱安
定剤を配合し射出成型を行う。

熱安定剤としては、ヒンダードフェノール系熱安定剤、
イオウ系熱安定剤、リン系熱安定剤等が挙げられる。ヒ
ンダードフェノール系熱安定剤とリン系熱安定剤の併用
が耐熱劣化性の向上という賎点から好ましい。

本発明で採用されるヒンダードフェノール系熱安定剤と
しては、テトラキス（メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ
−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートメ
タン、３，９−ビス［ｌ、１−ジメチル−２−（ｐ−（
３−ｔ−ブチル−４−ヒトロキシー５−メチルフェニル
）プロピオニルオキシ）エチル）−２，４，８，１０−
テトラオキサスピロ（５，５）ウンデカン、１，３．５
−　）リス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ
ベンジル−８−トリアジン−２，４，６（ＩＨ，３Ｈ，
５Ｈ）−、）リオン、１，３．５−　）リフチル−２，
４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロ
キシベンジル）ベンゼン等が挙げられる。

また、リン系熱安定剤としては、テトラキス（２，４−
ジ−ｔ−ブチルフェニル）−４，４，−ビフェニレンホ
スフォナイト、ビス（２，６−ジーｔ−ブチル−４−メ
チルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイ
ト等が挙げられる。

これら安定剤の好適な添加量は、各々０．０１〜１重量
部である。

これらの安定剤と本発明の軟化点が１００℃以上の炭化
水素樹脂との混合方法については特に制限はないが、通
常は樹脂と安定剤とをリボンブレンダー、タンブラーブ
レンダー　ヘンシェルミギサー等で混合し、その後、パ
ンバリーミキサー−軸押出機、二軸押出機等で溶融混練
し、ペレット形状とすることにより混合する。しかして
、このようにして得られたペレットを用い、成形温度２
７０〜３５０℃、特に２８０〜３４０℃で射出成形する
ことにより、透明性、耐熱性等に優れ、着色もなく光学
歪の著しく小さい光ディスク基板を得ることができる。

本発明においては、以上の様にして得られた、光ディス
ク基板の表面を発煙硝酸で軽度に接触処理する。

発煙硝酸としては、水と硝酸（ＨＮＯ３）との共沸混合
物即ち、濃度６８重量％程度の硝酸水溶液（２０°Ｃに
おける比重１．４０５　ｇ　／　ｃｃ　）よりも硝酸含
有量が高い硝酸／水混合物であれば良い。もちろん、純
硝酸も用い得るが、工業的には、いわゆる発煙硝酸を用
いるのが有利である。いわゆる濃硝酸、希硝酸では目的
が達せられない。

本発明の記録膜密着性の増大は、基板樹脂表面の酸化に
基づく極性の増大によると考えられるが、一方、過度の
酸化は基板樹脂表面の形状を損う事となるので、本発明
における発煙硝酸処理は軽度に行う必要がある。

処理装置は、特に限定的なものではなく、光ディスク基
板に発煙硝酸が均一に接触する事が可能であれば良い。

処理温度は、通常室温で十分である。処理時間は１時間
以内、好ましくは０．５時間以内、更に好ましくは１０
分以内である。処理時間が長過ぎると、表面の酸化が進
行し過ぎ、表面形状が損なわれる。

処理時間の下限は特にないが、発煙硝酸が樹脂表面を均
一に濡らす様に考慮する必要がある。

処理方法としては、発煙硝酸の洛中に光ディスク基板を
浸漬し、所定時間後取り出し、水洗する。硝酸が付着し
ていると記録膜腐食の原因となるので洗浄は硝酸の付着
が実質的になくなるまで行う。

本発明における発煙硝酸処理は軽度のものであり、処理
後の基板表面の水に対する接触角が８０度〜１００度、
好ましくは９０度〜１００度になるように処理する。

本発明の光ディスク基板を用いて光ディスクを製造する
際には、該基板表面にスパッタリング、或いは蒸着等の
方法によりＳＮｘ、　ＴａＯｘ等の皮膜を形成し更にそ
の上にＴｂＦｅＣｏ等の記録層を形状して、更に、ＡＩ
等の反射膜を設け、最後に保護膜で覆う等の方法を採用
する事が出来る。

［実施例］ 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。

なお、以下の実施例及び比較例における各種物性は、次
の方法によって測定したものである。

■数平均分子量ニ ゲル・パーミェーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ
）により、ＴＨＦを溶媒としてポリスチレンと同様に測
定し、ポリスチレン換算の数平均分子量を求めた。

■核水添率（％）： ポリビニルシクロヘキサン系樹脂をテトラヒドロフラン
（ＴＨＦ）に溶解し、ＵＶ吸収により測定した。

■軟化温度（℃）： セイコー電子社製サーモメカニカルアナライザーを用い
て、針入モード用プローブを用い荷重５ｇ、５℃／分の
昇温速度で軟化温度を測定した。試験片の厚みは３ｍｍ
とした。

■光ディスク基板の光線透過率（％）：ＪＩＳＫ６７１
４に準拠して測定した。

■光ディスクのキャリアレベル（Ｃ／Ｎ比）の測定記録
媒体、保護膜をつけた光ディスクを、ＰＩＮフォトダイ
オード差動検出器をもった動特性検出器によりＣ／Ｎ比
（Ａｌ膜を用いた場合をＯｄＢとする）を測定した。

なお、記録、再生条件は下記の通りとした。

記録条件：　　ＣＡＶ（定角速度）１８００ｒｐｍ半径
３０　ｍｍ位置、溝上記録 記録周波数０．５　ＭＨｚ ｄｕｔｙ　５０％ 再生条件：　　ＣＡＶ１８００ｒｐｍ 再生パワー０．８ｍＷ ■接触角の測定 室温２３℃、５０％ＲＨの条件下で、協和界面科学社製
ＣＡ−ＤＴ　、Ａ型を用いて、液滴法により、接触角を
測定した。

サンプルをセットし、脱塩蒸留水を直系１．５　ｍｍの
液球にし、サンプル上に滴下した。その液滴とサンプル
表面との接触している角度を液滴の左右で測り、その平
均値を出し、その測定を数回、測定点を変えて測定し、
その平均値で接触角を算出した。

基板製造例 スチレン単独重合体の水添により得られた、数平均分子
量７０，０００、核水添率９９％のポリビニルシクロヘ
キサン１００重量部に、１，３．５−トリメチル−２，
４，６−）リス−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒド
ロキシベンジル）ベンゼン（日本チバ°ガイギー社製ｒ
　Ｉｒｇａｎｏｘ１３３０　Ｊ　）　０．２重量部、ビ
ス（２，６−ジーｔ−ブチル−４−メチルフェニル）−
ペンタエリスリトール−シフオスファイト（同アデカア
ーガス社製Ｍａｒｋ　ＰＥＰ　−３６）０．２重量部を
添加し、押出機を用いて２６０℃で溶融混線を行ないベ
レット化した。

このペレットを射出成形機（各機社製ｒ　Ｍ１４０Ａ」
）を用いて、可動金型側にグループ付スタンバ−を取り
付け、樹脂温度３００℃で厚さ１．２　ｍｍ、直系１３
０ｍｍの円盤状光ディスク基板を成形した。

基板樹脂の軟化温度は１７２℃であり、基板の光線透過
率は９０％であった。水に対する接触角は１０３度であ
った。

実施例１ 基板製造例で得られた光ディスク基板を２０℃にける比
重が１．５８の発煙硝酸で接触処理した。即ち、光ディ
スク基板を、上記の発煙硝酸の浴に浸漬し、１分後浴中
より取り出した。取り出し後、脱塩水のシャワーにより
発煙硝酸を十分に除去した後、乾燥した。この基板の水
に対する接触角は９７度であった。

得られた基板をスパッタリング装置に装入し、まず８Ｘ
１０　　ｔｏｒｒ以下まで排気し、Ａｒと０２との混合
ガスを用いてＴａターゲットの反応性スパッタを行ない
Ｔａ２０５からなる干渉層（厚さ５ｏｏＡ）を形成した
。

次いで、Ｔｂターゲット及びＦｅＣｏターゲットを用い
たＡｒガスによる２元同時スパッタにより、ＴｂＦｅＣ
。

の記録層（厚さ３００Ａ）を設けた。更に、Ｔｉチップ
を配置したＡＩフタ−ットをＡｒガス中でスパッタして
厚さ３００Ａの反射層を形成した。得られた光ディスク
のＣ／Ｎ比は６０．５　ｄＢであった。

この記録膜を設けた基板の鏡面となっている部分に１ｃ
ｍＸ１ｃｍの範囲で各１０本の線を引き、得られた基盤
目状部分に寺岡社製粘着テープ（イミドフィルムベース
）を貼りつけ、これを引き剥がす事により、基板と記録
膜の密着強度を評価した。

結果はｌｍｍＸ１ｍｍ角の基盤目状試験片１００枚のう
ち剥がれたものは１枚もなかった。

実施例２ 実施例１において、発煙硝酸処理の時間を３分とする以
外は実施例１と同様に行なった。

得られた基板の接触角は９５度、剥離は１００枚中０枚
であった。Ｃ／Ｎ比は５７．５　ｄＢであった。

比較例１ 発煙硝酸で接触処理を行なわなかった基板について、テ
ープ剥離試験を行なったところ、剥離は１００枚中１０
０枚であった。Ｃ／Ｎ比は６０．８　ｄＢであった。

比較例２ 実施例１で発煙硝酸の代わりに濃硝酸（２０℃における
比重は１．４０）を用い、処理時間を１８時間とする以
外は実施例１と同様に処理を行なった。

得られた基板の接触角は１０２度、テープｆｌｊ離試験
の結果は１００枚中７８枚であった。この様に濃硝酸処
理では接着性は向上しない。またＣ／Ｎ比は６０．５ｄ
Ｂであった。

比較例−３ 実施例１で処理時間を１１時間とする以外は実施例１と
同様に処理を行なった。

得られた基板の接触角は７８度、テープ剥離試験の結果
は１００枚中剥離０であった。

キャリアレベル測定の結果は、２５．０　ｄＢと低下し
た。これは過度の酸化に基づく、表面の荒れのためと認
められた。

実施例、比較例の結果を表１にまとめる。

（発明の効果］ 本発明は以上、詳述したように、表面記録膜層との密着
性及び耐熱性に優れ、吸水性の小さな光ディスク基板の
発明であり、産業上の利用価値は極めて犬である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）軟化点が１００℃以上の炭化水素樹脂よりなり、
   その表面が発煙硝酸で処理後の基板表面の水に対する接
   触角が８０〜１００度になるように接触処理されている
   事を特徴とする光ディスク基板。