JPH0547034A - 熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂射出成形品、これを用いた情報媒体素子基板、及び情報媒体素子 - Google Patents

熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂射出成形品、これを用いた情報媒体素子基板、及び情報媒体素子

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JPH0547034A
JPH0547034A JP3225284A JP22528491A JPH0547034A JP H0547034 A JPH0547034 A JP H0547034A JP 3225284 A JP3225284 A JP 3225284A JP 22528491 A JP22528491 A JP 22528491A JP H0547034 A JPH0547034 A JP H0547034A
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JP3225284A
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Shinichi Takahashi
信一 高橋
Teiji Obara
禎二 小原
Yoshio Natsuume
伊男 夏梅
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Nippon Zeon Co Ltd
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    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 トルエン溶媒によるゲル・パーミエーション
・クロマトグラフィ法による標準ポリスチレン換算の数
平均分子量が、10,000〜80,000の熱可塑性
飽和ノルボルネン系樹脂から成り、ゲートからの流れ方
向に沿って25mm以上に渡り、厚みが700μm以下
の薄肉部分を有する成形品を射出成形する。 【効果】 射出成形により、一定の形状、一定の品質の
厚さ700μm以下の薄肉成形品が容易に得られる。ま
た、薄肉部分がシートである場合は、厚みムラが小さい
シートを得ることも可能であり、また、充分に研磨した
金型を使うことで、表面の平滑性に優れた成形品を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性飽和ノルボル
ネン系樹脂射出成形品、これを用いた情報媒体素子基
板、及び情報媒体素子に関し、さらに詳しくは、熱可塑
性飽和ノルボルネン系樹脂から成り、ゲートからの流れ
方向に沿って25mm以上に渡り、厚みが700μm以
下の薄肉部分を有する射出成形品、これを用いた情報媒
体素子基板、及び情報媒体素子に関する。
【0002】
【従来の技術】光メモリーカード基板などの情報記録素
子や液晶ディスプレイなどの情報表示素子など情報媒体
素子では、光による情報の入出力の信頼性のために、入
射光や出射光が乱反射を起こさず、一定に屈折したり、
反射することが必要であり、情報媒体素子表面の平滑
性、厚さの均一性が要求される。
【0003】このような情報媒体素子基板には、表面を
研磨したガラス板が用いられてきたが、ガラス板は脆
く、割れやすい、重いという欠点がある。そこで、ガラ
スに代えて、透明な熱可塑性プラスチックを用いること
がある。
【0004】熱可塑性プラスチックを厚さ700μm以
下の充分な面積を有する薄肉成形品に成形するには、T
ダイ法、インフレーション法などの溶融押し出し法、カ
レンダーロール法、熱プレス法等が用いられている。し
かし、一定の形状、一定の品質のものを容易に得られる
射出成形法は、流れ性が悪く、厚さ700μm以下の薄
肉成形品を得ようとしても、樹脂が射出成形のゲートか
ら流れ方向に20mm以上流れにくく、充分な広がりを
有する薄肉成形品は得ることは困難であり、厚さ700
μm以下の充分な広がりを有する薄肉成形品を得るため
には、樹脂の分子量を下げる、樹脂温度を上げる、射出
圧力や射出スピードを上げるなどの必要があった。
【0005】光学用の透明樹脂として、主として、ポリ
メチルメタクリレート樹脂(以下、PMMAという)、
ポリカーボネート樹脂(以下、PCという)が用いられ
ている。しかし、PMMAは吸水性、耐熱性が劣り、P
Cは吸水性が不十分なほか、複屈折が大きいという欠点
があった。さらに、PMMAやPCを厚さ700μm以
下の充分な広がりを有する薄肉成形品に射出成形するた
めに、樹脂の分子量を下げる、樹脂温度を上げる、射出
圧力や射出スピードをあげるなどを行うと、成形品の強
度が下がったり、着色するなどの問題があるため、実際
には光学用の透明樹脂から成るそのような薄肉成形品は
射出成形では製造されていない。
【0006】近時、熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂
が、吸湿性が0.05%以下、通常、0.01%以下と
耐湿性に優れ、さらに光弾性係数が3〜9×10ー13
2/dyneと小さく、光学的に均一なシートを製造
するのに適した材料として注目されている。しかし、熱
可塑性飽和ノルボルネン系樹脂においても、溶融押し出
し法、カレンダーロール法、熱プレス法等のシート、す
なわち、厚さが一定の薄肉成形品が知られていたが、射
出成形法の厚さ700μm以下の充分な広がりを有する
薄肉成形品は知られていなかった。
【0007】情報記録素子基板の場合は厚さムラは全面
で±30μm以下、好ましくは±15μm以下のシート
であることが必要である。情報表示素子基板では、その
程度の厚さムラでも画像が歪むため、特に精細な画像が
必要な場合には、厚さムラは全面で±10μm以下、好
ましくは±5μm以下、より好ましくは±2μm以下の
シートにする必要がある。さらに、情報記録素子基板で
は、情報の入出力を正確にするため、通常、1μm未満
の大きさのグルーブと呼ばれる微小な情報記録位置を決
定するための溝を形成するが、このグルーブの形状の正
確さだけでなく、グルーブの無い平坦な部分および表面
の平滑性も重要であり、最大高さRmax値が0.1μ
m以下、好ましくは0.07μm以下、より好ましくは
0.03μm以下であることが求められる。
【0008】熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂をTダイ
法、インフレーション法、カレンダーロール法などでシ
ートを成形しても、厚さムラ、表面の平滑性とも上記の
条件を満たすことは困難である。また、溶液流延法で成
形すると、上記の条件を満たすことは可能であったが、
溶媒が残留しやすく、強度の劣ったり、徐々に溶媒が乾
燥して寸法が不安定であったりする問題があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐水
性、耐湿性、透明性、低複屈折性、表面の平滑性に優
れ、厚さムラが小さく、充分な強度と寸法安定性を有
し、ゲートからの流れ方向に沿って25mm以上に渡
り、厚さ700μm以下の薄肉部分を有する光学用透明
樹脂成形品を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記従来
技術の有する問題点を克服するために鋭意研究した結
果、熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂を射出成形するこ
とにより、前記目的を達成できることを見いだした。
【0011】(熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂)本発
明で使用する熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂の具体例
としては、ノルボルネン系モノマーの開環重合体を水素
添加した樹脂、ノルボルネン系モノマーを付加型重合さ
せた樹脂、ノルボルネン系モノマーとα−オレフィンを
付加型共重合させた樹脂などが挙げられる。ノルボルネ
ン系モノマーは2種以上を用いてもよい。重合、及び水
素添加の方法は特に限定されず、常法に従って行えばよ
い。
【0012】ノルボルネン系モノマーとして、例えば、
ノルボルネン、およびそのアルキルおよび/またはアル
キリデン置換体、例えば、5−メチル−2−ノルボルネ
ン、5−ジメチル−2−ノルボルネン、5−エチル−2
−ノルボルネン、5−ブチル−2−ノルボルネン、5−
エチリデン−2−ノルボルネン等、これらのハロゲン等
の極性基置換体;ジシクロペンタジエン、2,3−ジヒ
ドロジシクロペンタジエン等;ジメタノオクタヒドロナ
フタレン、そのアルキルおよび/またはアルキリデン置
換体、およびハロゲン等の極性基置換体、例えば、6−
メチル−1,4:5,8−ジメタノ−1,4,4a,
5,6,7,8,8a−オクタヒドロナルタレン、6−
エチル−1,4:5,8−ジメタノ−1,4,4a,
5,6,7,8,8a−オクタヒドロナフタレン、6−
エチリデン−1,4:5,8−ジメタノ−1,4,4
a,5,6,7,8,8a−オクタヒドロナフタレン、
6−クロロ−1,4:5,8−ジメタノ−1,4,4
a,5,6,7,8,8a−オクタヒドロナフタレン、
6−シアノ−1,4:5,8−ジメタノ−1,4,4
a,5,6,7,8,8a−オクタヒドロナフタレン、
6−ピリジル−1,4:5,8−ジメタノ−1,4,4
a,5,6,7,8,8a−オクタヒドロナフタレン、
6−メトキシカルボニル−1,4:5,8−ジメタノ−
1,4,4a,5,6,7,8,8a−オクタヒドロナ
フタレン等;シクロペンタジエンとテトラヒドロインデ
ン等との付加物;シクロペンタジエンの3〜4量体、例
えば、4,9:5,8−ジメタノ−3a,4,4a,
5,8,8a,9,9a−オクタヒドロ−1H−ベンゾ
インデン、4,11:5,10:6,9−トリメタノ−
3a,4,4a,5,5a,6,9,9a,10,10
a,11,11a−ドデカヒドロ−1H−シクロペンタ
アントラセン;等が挙げられる。
【0013】なお、本発明においてはノルボルネン系モ
ノマーを公知の方法で開環重合させる場合には、本発明
の効果を実質的に妨げない範囲において開環重合可能な
他のシクロオレフィン類を併用することができる。この
ようなシクロオレフィンの具体例としては、例えば、シ
クロペンテン、シクロオクテン、5,6−ジヒドロジシ
クロペンタジエンなどのごとき反応性の二重結合を1個
有する化合物が例示される。
【0014】本発明で使用する熱可塑性飽和ノルボルネ
ン系樹脂の数平均分子量は、トルエン溶媒によるGPC
(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ)法によ
る標準ポリスチレン換算で測定して、10,000〜8
0,000、好ましくは15,000〜60,000の
ものである。数平均分子量が小さすぎると機械的強度が
劣り、大きすぎると流れ性が悪く、射出成形するために
は樹脂温度を高くしたりする必要がある。
【0015】また、ノルボルネン系モノマーの開環重合
体を水素添加する場合、水素添加率は耐熱劣化性、耐光
劣化性などの観点から、90%以上、好ましくは95%
以上、より好ましくは、99%以上とする。
【0016】樹脂の耐熱性の指標であるガラス転移温度
(Tg)は、DSC(ディッファレンシャル・スキャニ
ング・カロリメトリー)法により測定され、好ましくは
100℃以上、より好ましくは120℃以上であり、高
いほど成形品の耐熱性が高くなり、好ましい。しかし、
Tgが180℃以上であると流れ性をよくするため、射
出成形時の樹脂温度を高くする必要があり、好ましくな
い。通常、樹脂のTgの決定要因としては分子量が大き
な意味を持つが、前述の分子量の範囲では、Tgに対す
る分子量の影響は小さく、モノマーの種類がTgの決定
要因として大きな意味を持つ。好ましくは、モノマー、
共重合体であればその共重合比を、適切なTgになるよ
うに選択する。
【0017】(添加・混合物)本発明で用いる熱可塑性
飽和ノルボルネン系樹脂には、所望により、フェノール
系やリン系などの老化防止剤;フェノール系などの熱劣
化防止剤;ベンゾフェノン系などの紫外線安定剤;アミ
ン系などの耐電防止剤;脂肪族アルコールのエステル、
多価アルコールの部分エステル及び部分エーテルなどの
滑剤;などの各種添加剤を添加してもよい。
【0018】また、本発明の熱可塑性飽和ノルボルネン
系ポリマーには、本発明の目的を損なわない範囲で、他
の透明樹脂を混合して用いることもできる。このような
透明樹脂としては、PMMA、PC、ポリスチレン樹脂
などを挙げることができる。さらに、透明性を必要とし
ない成形品であれば、強度等を改良することを目的とし
て、各種のフィラーを用いることもできる。
【0019】(射出成形)本発明の成形品を得るために
は、型締め圧40トン程度以上の通常の射出成形機が使
用できる。射出成形温度は、ポリマーの流れ性を考慮し
て決められるが、通常280〜360℃、好ましくは2
90℃〜350℃の比較的高めの樹脂温度で成形する。
樹脂温度が低すぎると、流れ性が悪く、成形品を得にく
い。樹脂温度が高すぎると、熱劣化などにより、成形品
の強度が下がったり、着色するなどの問題を生じる。
【0020】射出成形用の金型の表面は、全体に平滑で
なくては、表面が平滑な成形品が得られない。必要に応
じて、片面にグルーブを刻んでおく。しかし、グルーブ
を刻む場合には、グルーブのない部分に1μm以上の凸
凹が全く無いようにする必要がある。このような金型、
スタンパーの加工方法としては、従来の情報記録ディス
ク用金型の加工技術などをそのまま応用できる。
【0021】(射出成形品)本発明の成形品は、ゲート
からの流れ方向に沿って25mm以上、好ましくは30
mm以上、より好ましくは40mm以上に渡り、薄肉部
分を有するものである。しかし、本発明の成形品中に、
薄過ぎる部分があるとその部分の強度が低かったり、金
型の間隙が狭すぎて射出成形が困難であるので、最も厚
さの薄い部分で100μm以上、特に200μm程度以
上であることが好ましい。
【0022】本発明の成形品であるシートは、情報記録
素子基板や、情報表示媒体素子基板として使用すること
ができる。情報記録素子基板の場合は厚さムラは全面で
±30μm以下、好ましくは±15μm以下のシートで
あることが必要である。情報表示素子基板では、その程
度の厚さムラでも画像が歪むため、特に精細な画像が必
要な場合には、厚さムラは全面で±10μm以下、好ま
しくは±5μm以下、より好ましくは±2μm以下のシ
ートにする必要がある。さらに、情報記録素子では、通
常、1μm未満の大きさのグルーブと呼ばれる微小な情
報記録位置を決定するための溝を形成するため、また、
情報表示素子でも反射等の防止のため、表面の平滑性も
重要であり、最大高さRmax値が0.1μm以下、好
ましくは0.07μm以下、より好ましくは0.03μ
m以下であることが求められる。情報表示媒体素子基板
に用いる場合なども同様である。このように表面精度が
必要な射出成形品は、射出成形に用いる金型の表面を充
分に研磨することにより、得ることができる。
【0023】本発明の成形品は射出成形法により成形さ
れるので、同一成形品のなかに、薄肉部分のほかに、他
の部品との接着のための構造や全く異なる機能の構造を
有することもできる。薄肉部分以外については厚みが7
00μmを越えるものであっても構わない。
【0024】80〜90mmΦや120〜130mmΦ
の円形のシートなどにグルーブを設けた情報記録素子基
板や、対角線の長さ1インチ〜10インチ程度の長方形
や正方形の形状のシートである情報表示媒体素子基板に
用いることができる。
【0025】(情報記録素子)本発明の成形品を情報記
録素子基板として使用するには、グルーブのある面に情
報記録層を設ける必要がある。情報記録層としてはTB
−Fe系、Dy−Fe系、Cd−Tb−Fe系、Cd−
Tb−Dy−Fe系、Cd−Co系、Tb−Fe−Co
系等を初めとする公知の希土類−遷移金属アモルファス
合金類;Ge−Te系、Sb−Te系、In−Sb系、
Gb−Sb−Te系、In−Sb−Te系を初めとする
公知の各種の相変化型記録層;メチン・ポリメチン系、
ナフトキノンやアントラキノン等のキノン類、フタロシ
アニン類、ジチオール類、テトラヒドロコリン類、ジオ
キサン類、ジチアジン類、ポルフィリン類を初めとする
公知の有機色素系記録層;Te−CS2系、Pb−Te
−Se系、Te−C系、TeO2系、Sb−Se系、B
i−Te系を初めとする公知の追記型記録層やバブル形
成による形状変化を利用した追記型記録層;Au、P
t、Al等の金属製光反射層;SiO2層や他の金属酸
化物、金属フッ化物を特定の厚みに積層して多層構造と
した特定の波長のみを反射できるような光反射層を挙げ
ることができる。
【0026】(液晶基板)本発明の成形品を情報表示媒
体素子基板としては、例えば、液晶基板がある。液晶デ
ィスプレイの構成部品として用いられる2枚の液晶基板
の内、少なくとも1枚は透明電極層を積層されていなけ
ればならない。透明電極層は、可視光線のある程度以上
の光透過率が必要であり、通常50%以上、好ましくは
70%以上、比抵抗が100Ωcm以下、好ましくは50
Ωcm以下のものである。具体的には、Au、Ag、C
u、Pt、Al、Cr、Phなどの金属薄膜、In23
(Sn)、SnO2(Sb)、SnO2(Fe)、Cd
O、Cd23、CdSnO4、TiO2、ZrO2、Cu
Iなどの半導体及び酸化物半導体薄膜、TiOx/Ag
/TiOx(x≦2)などの多層薄膜、ポリビニルベン
ジルトリメチルアンモニウムクロライド、オリゴ(ポ
リ)スチレンスルホン酸塩などの高分子電解質薄膜系、
ポリアニリン類、ポリチオフェン類、ポリピロール類な
どの導電性高分子等を挙げることができる。これらの導
電膜は、スプレー法、プラズマ法、気相反応系(CV
D)、塗布法(CLD)、真空蒸着法、RFまたはDC
スパッタリング法、イオンプレーティング法、電解重合
法などの周知の方法でもって液晶基板上に積層される。
また、導電性高分子は電解重合法または気相法によって
フィルム中内部に形成することもできる。また、TTF
−TCNQ(テトラチオフルバレン−テトラシアノキシ
ジメタン)などの錯体を含浸させることによって導電性
をもたせることもできる。
【0027】
【実施例】以下に参考例、実施例、及び比較例を挙げて
本発明をさらに具体的に説明する。
【0028】(実施例1)6−メチル−1,4:5,8
−ジメタノ−1,4,4a,5,6,7,8,8a−オ
クタヒドロナフタレン(MTD)の開環重合体に水素添
加反応して得られたポリマー(数平均分子量28,00
0、水添率ほぼ100%、ガラス転移温度152℃)の
100重量部に対して0.2重量部のフェノール系老化
防止剤ペンタエリスリチル−テトラキス(3−(3,5
−ジ−ターシャリーブチル−4−ヒドロキシフェニル)
プロピオネート)を0.2重量部添加し溶融押し出し法
によりペレットとした。
【0029】このペレットを、次に示す条件で射出成形
し、薄肉成形品を得た。 金型:90mm×55mm×500μm厚み×2個取
り、表面クロムメッキ仕上げで平滑に仕上げたもの、ゲ
ートは長手方向のサイドからフィルムゲート 成形機:型締め圧85トン 樹脂温:325℃ 金型温度:110℃(固定側)、100℃(可動側)
【0030】この成形品について各種試験を行った結果
は以下の通りであった。 外観:90mm×55mm×500μmの大きさが再現 反り:平らな板の上に載せた時の反りをニュートンリン
グにより観察したが、最大で50μmであった。 厚さムラ:周辺部5mm幅は除き、シート全体にわたっ
て、±1μm以内。 微小な凸凹:表面粗さ計により測定。Rmax値で25
nm以下であった。 透明性:色調は目視で透明であり、光線透過率は可視光
全域で90%以上であった。 複屈折:波長633nmダブルパスで測定。シート全体
にわったて、最大20nmであった。 溶剤の残留:ガスクロマトグラフにより各種溶剤の残留
は検出限界0.01%以下であった。 吸湿性:25℃の水の中に24時間放置した後の重量増
により測定した飽和吸湿量は0.01%以下であった。
また、反りはやはり50μm以下であり、大きな吸湿変
形は認められなかった。 耐熱性:100℃のエアオーブン中で加熱した後の色調
に変化はなく、また反り量はやはり50μm以下であ
り、大きな加熱変形は認められなかった。
【0031】(実施例2)MTDとジシクロペンタジエ
ン(DCPD)との混合モノマー(MTD/DCPD=
70/30モル比)を開環重合して得た共重合体の水添
物 (数平均分子量27,000、水添率ほぼ100
%、ガラス転移温度133℃)100重量部に実施例1
に同様の老化防止剤を添加しペレットとした。
【0032】このペレットを、次に示す条件で射出成形
し、シートを得た。 金型:90mmΦ×350μm厚み×1個取り、表面に
情報記録ディスクで用いられるものと同様の一部にグル
ーブの付いたスタンパーを取りつけたもの(グルーブの
大きさ幅600nm×深さ85nm) 成形機:型締め圧65トン 樹脂温度:335℃ 金型温度:110℃(固定側)、100℃(可動側)
【0033】この成形品について各種試験を行った結果
は以下の通りであった。 外観:90mmΦ×350μm厚みの大きさが再現 反り:平らな板の上に載せた時の反りをニュートンリン
グにより観察したが、最大で50μmであった。 厚さムラ:周辺部5mm幅は除き、シート全体にわたっ
て、±1μm以内。 微小な凸凹:表面粗さ計により測定。Rmax値で20
nm以下であった。 透明性:色調は目視で透明であり、光線透過率は可視光
全域で90%以上であった。 複屈折:波長633nmダブルパスで測定。シート全体
にわったて、最大20nmであった。 溶剤の残留:ガスクロマトグラフにより各種溶剤の残留
は検出限界0.01%以下であった。 吸湿性:25℃の水の中のい24時間放置した後の重量
増により測定した飽和吸湿量は0.01%以下であっ
た。また、反り量はやはり50μm以下であり、大きな
吸湿変形は認められなかった。 耐熱性:100℃のエアオーブン中で加熱した後の色調
に変化はなく、また反り量はやはり50μm以下であ
り、大きな加熱変形は認められなかった。 グルーブ転写性:成形されたグルーブの深さは78nm
以上であった。
【0034】(比較例1)PC(帝人化成社製、商標名
AD5503)を予備乾燥(120℃、4時間、エアオ
ーブン中)した後、実施例1と同様に射出成形しようと
した。しかし、得られた成形物は所定の形状にはなら
ず、ゲートから約10mm幅が充填されただけであっ
た。
【0035】さらに樹脂温度を350℃まであげて、射
出速度を上げて成形を試みたが、揃断発熱により樹脂が
分解して、成形物は白色になった。
【0036】
【発明の効果】本発明の熱可塑性飽和ノルボルネン系樹
脂から成り、ゲートからの流れ方向に沿って25mm以
上に渡り、厚みが700μm以下の薄肉成形部分を有す
る成形品は、射出成形により、一定の形状、一定の品質
のものを容易に得られる。また、薄肉部分がシートであ
る場合は、厚みムラが小さいシートを得ることも可能で
あり、また、充分に研磨した金型を使うことで、表面の
平滑性に優れた成形品を得ることができる。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トルエン溶媒によるゲル・パーミエーシ
    ョン・クロマトグラフィ法による標準ポリスチレン換算
    の数平均分子量が、10,000〜80,000の熱可
    塑性飽和ノルボルネン系樹脂から成り、ゲートからの流
    れ方向に沿って25mm以上に渡り、厚みが700μm
    以下の薄肉部分を有する射出成形品。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の射出成形品から成る情報
    媒体素子基板。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の情報媒体素子基板を用い
    た情報媒体素子。
  4. 【請求項4】 情報記録素子基板である請求項2記載の
    情報媒体素子基板。
  5. 【請求項5】 情報表示素子基板である請求項2記載の
    情報媒体素子基板。
  6. 【請求項6】 情報記録素子である請求項3記載の情報
    媒体素子。
  7. 【請求項7】 光ディスクである請求項6記載の情報記
    録素子。
  8. 【請求項8】 光メモリーカードである請求項6記載の
    情報記録素子。
  9. 【請求項9】 情報表示素子である請求項3記載の情報
    表示素子。
  10. 【請求項10】 液晶ディスプレイである請求項9記載
    の情報表示素子。
JP3225284A 1991-08-12 1991-08-12 熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂射出成形品、これを用いた情報媒体素子基板、及び情報媒体素子 Pending JPH0547034A (ja)

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