JPH0547035A

JPH0547035A - 光デイスク基板

Info

Publication number: JPH0547035A
Application number: JP3228535A
Authority: JP
Inventors: Soichi Yoshida; 宗一吉田; Fujio Hara; 富士雄原; Ryoji Sedaka; 良司瀬高; Satoshi Komatsu; 敏小松; Koji Senoo; 浩司妹尾
Original assignee: Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1991-08-15
Filing date: 1991-08-15
Publication date: 1993-02-26

Abstract

(57)【要約】【目的】基板上に形成された保護膜にミクロクラック
を発生させることなく、光ディスクの使用寿命を長いも
のとすることができ、しかも光ディスクの生産性を向上
させることができる光ディスク基板を提供することにあ
る。【構成】本発明の光ディスク基板は、基板の一面と他
面とが、湾曲部を有する外周側面によって連続している
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばコンパクトディ
スク、ビデオディスクなどのＲＯＭディスク、ＤＲＡＷ
ディスク、Ｅ−ＤＲＡＷディスク、光カードなどの高密
度情報記録担体用の光ディスク基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高密度情報記録担体として光ディ
スクが広く使用されている。図１は、光（磁気）ディス
クの構成の一例を示す説明用断面図である。同図（１）
において、１０は光ディスク基板（以下単に「基板」と
もいう。）であり、基板１０の一面１０ａには情報ピッ
トやトラックなどサブミクロンオーダーの凹凸（図示省
略）が形成され、基板１０の他面１０ｂは鏡面になって
いる。基板１０の一面１０ａには、誘電膜２、記録膜
３、誘電膜４、反射膜５、保護膜６が積層形成されてい
る。７はクランプ用のマグネチックハブである。

【０００３】基板１０は、通常、ガラスあるいは透明樹
脂よりなるが、軽量性、強度、生産性などの観点から、
特に、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ノルボル
ネン系樹脂などを射出成形して得られる樹脂製のものが
好ましく用いられている。誘電膜２および誘電膜４は、
例えば窒化シリコン（ＳｉＮ_x）よりなり、記録膜３
は、例えば鉄（Ｆｅ）、テルビウム（Ｔｂ）、コバルト
（Ｃｏ）よりなり、反射膜５はアルミニウム（Ａｌ）な
どの金属よりなる。保護膜６は、記録膜３や反射膜５が
酸化劣化することを防止するための保護コート膜であ
り、例えば紫外線硬化型樹脂よりなる。ここに、基板１
０の厚さｔ_Bは１．２ｍｍ、誘電膜２、記録膜３、誘電
膜４、反射膜５、保護膜６からなる積層膜の厚さｔ_Mは
例えば５〜３０μｍである。

【０００４】図１（２）は、上記の構成の光ディスク
を、各々の保護膜６が対向するよう、すなわち基板１０
の一面１０ａ同士が対向するよう接着剤８により貼り合
わして製品化されているものである。ここに、２枚の光
ディスク基板を貼り合わせるための接着剤８としては、
例えばホットメルト型の接着剤などを挙げることができ
る。

【０００５】図２は、従来の光ディスク基板の外端部の
形状を示す説明用断面図である。図２（１）は、図１
（１）を構成する基板１０の外端部の形状を示すもので
あり、基板表面（一面１０ａおよび他面１０ｂ）と外周
側面１０ｃとがほぼ直角に交わっている。図２（２）
は、図１（２）を構成する基板１０の外端部の形状を示
すものであり、基板１０の一面１０ａと外周側面１０ｄ
とが鈍角に交わっている。このように、外周側面がテー
パー状であると、２枚の光ディスクを貼り合わせた場合
に、外端部における接着剤のはみ出しを防止することが
できる。また、図２（３）に示したように、基板表面
（１０ａ，１０ｂ）および外周側面１０ｃの一部が切削
されて直線状の切欠面１０ｅが形成されている場合に
も、外端部における接着剤のはみ出しを防止することが
できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２に
示したような形状の基板を有する光ディスクにおいて
は、これを長期間の使用に供した場合、外気温の変化に
よる膨張収縮が繰り返されることによって、基板１０上
に形成された保護膜６にミクロクラックが発生し、光デ
ィスクの使用寿命を短くする、という問題を有する。す
なわち、基板表面上の全領域に均一な厚さで保護膜を形
成することは困難であり、基板表面の最外周において、
保護膜が極端に薄く形成されたり、極端に厚く形成され
たりする傾向がある。このような最外周における保護膜
は他の領域の保護膜に比べて熱応力の影響を受けやす
く、このため、先ず基板の外周側からミクロクラックが
発生し、徐々に内側へ進行する。

【０００７】また、図２（２）および（３）に示したよ
うな形状の基板とするためには、外端部の切削工程が必
要となり、生産効率が低くなるばかりか、切削工程にお
いて発生する切屑により基板表面が汚染され、後に実施
される成膜工程に悪影響を及ぼす、という問題を有す
る。

【０００８】本発明は以上のような事情に基いてなされ
たものであって、その目的は、基板上に形成された保護
膜にミクロクラックを発生させることなく、光ディスク
の使用寿命を長いものとすることができ、しかも光ディ
スクの生産性を向上させることができる光ディスク基板
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の光ディスク基板
は、基板の一面と他面とが、湾曲部を有する外周側面に
よって連続していることを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の光ディスク基板は、基板の一面と他面
とが湾曲部を有する外周側面によって連続しており、鋭
角な外周端部（テーパー状の外周側面）は存在しない。
斯かる形状の光ディスク基板に保護膜を成膜する場合に
おいて、当該保護膜は、基板表面（一面および／または
他面）の全面に均一な厚みで形成され、更に、湾曲部の
形状に沿って外周側面の一部を被覆するよう全周に亘っ
て均一に成膜される。従って、外端部における保護膜が
熱応力の影響を受けにくくなる。また、熱応力を受けた
としても、基板には鋭角な外周端部が存在しないので、
熱応力が緩和され、ミクロクラックの発生が有効に防止
される。

【００１１】以下、本発明を具体的に説明する。＜具体的形状＞図３は本発明の光ディスク基板の外端部
の形状を示す説明用断面図である。この例の光ディスク
基板１は、一面１ａと他面１ｂとが、湾曲部Ｅ¹，Ｅ²
を有する外周側面１ｃによって連続している。同図にお
いて、光ディスク基板１の厚さｔは例えば１．２ｍｍ、
湾曲部Ｅ¹，Ｅ²の曲率半径Ｒ¹，Ｒ²は例えば０．１
〜０．６ｍｍである。

【００１２】なお、この例においては、『一面１ａ−外
周側面１ｃ（湾曲部Ｅ¹−直線部Ｓ−湾曲部Ｅ²）−他
面１ｂ』のように連続しているが、図４に示すように、
『一面１ａ−外周側面１ｃ（湾曲部Ｅ¹−湾曲部Ｅ²）
−他面１ｂ』のように連続していてもよい。また、光デ
ィスク基板１の他面１ｂに膜形成を行わない場合には、
図５に示すように、『一面１ａ−外周側面１ｃ（湾曲部
Ｅ¹−直線部Ｓ）−他面１ｂ』のように連続していても
よい。

【００１３】＜基板材料＞基板材料としては、ガラス、
ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート、ノル
ボルネン系樹脂などを挙げることができる。これらのう
ち、ノルボルネン系樹脂が好ましく、特に好ましくは極
性基を有するノルボルネン系樹脂である。ノルボルネン
系樹脂は、その繰り返し単位中にノルボルネン骨格、例
えば下記化１（Ｉ）〜（IV）で表されるノルボルネン骨
格を含む樹脂である。

【００１４】

【化１】

【００１５】［化１中、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、それぞ
れ水素原子、炭素数１〜１０の炭化水素基、ハロゲン原
子、ハロゲン原子で置換された炭素数１〜１０の炭化水
素基、 −（ＣＨ₂）_nＣＯＯＲ¹、−（ＣＨ₂）_nＯＣＯ
Ｒ¹、 −（ＣＨ₂）_nＯＲ¹、−（ＣＨ₂）_nＣＮ、−（ＣＨ
₂）_nＣＯＮＲ²Ｒ³、 −（ＣＨ₂）_nＣＯＯＺ、−（ＣＨ₂）_nＯＣＯＺ、−
（ＣＨ₂）_nＯＺ、 −（ＣＨ₂）_nＳｉＲ⁵ _pＸ_3-p、またはＢとＣとから
構成された −ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−ＮＲ⁴−ＣＯ− もしく
は（多）環状アルキレン基を示す。〔ここで、Ｒ¹〜Ｒ
⁴はそれぞれ炭素数１〜２０の炭化水素基、Ｒ⁵は炭素
数１〜１０の炭化水素基、Ｚはハロゲン原子で置換され
た炭化水素基、Ｘはハロゲン原子、−ＯＣＯＲ⁶または
−ＯＲ⁶（Ｒ⁶は炭素数１〜１０の炭化水素基を示
す）、ｎは０〜１０の整数であり、ｐは０〜３の整数で
ある。〕］

【００１６】これらのノルボルネン骨格を有するノルボ
ルネン系樹脂は耐熱性に優れ、ポリカーボネート樹脂に
比べ光弾性係数が一桁以上小さいものである。従って、
これを光ディスク基板として用いることにより、複屈折
率が小さく、反りや歪みが生じにくいものとなる。な
お、化１の化合物中、Ａ〜Ｄのいずれか１つが極性基で
ある場合には、膜との接着力が大きいものとなるので好
ましい。

【００１７】ここに、ノルボルネン系樹脂としては、例
えば、オレフィンと（ジ）ノルボルネン化合物とを共重
合して得られる非晶質ポリオレフィン（特開昭６０−１
６８７０８号公報、特開昭６２−２５２４０６号公報、
特開昭６２−２５２４０７号公報参照）、非極性のノル
ボルネン系化合物を開環重合した後、二重結合を水素化
した化合物（特開平２−１３３４１３号公報、特開昭６
３−１４５３２４号公報、特開昭６３−２６４６２６号
公報参照）、極性のノルボルネン系化合物を開環重合し
た後、二重結合を水素化した化合物（特公昭５７−８８
１５号公報、特開平１−２４０５１７号公報参照）など
を挙げることができる。

【００１８】ノルボルネン系樹脂の分子量は、５，００
０〜１，０００，０００であることが、得られる光ディ
スク基板の成形性および強度の観点から好ましく、更に
好ましくは８，０００〜２００，０００である。

【００１９】また、ノルボルネン系樹脂には、成形性、
離型性、美観、耐久性などを向上させる目的で、各種の
添加剤、例えば酸化防止剤、着色剤、ブルーイング剤、
耐候剤、離型剤、可塑剤、耐摩耗剤などが含有されてい
てもよい。

【００２０】＜製造方法＞本発明の光ディスク基板は、
通常の方法、例えば射出成形法などにより、基板材料
（従来形状の光ディスク基板）を成形した後、外端部の
切削加工を行って製造してもよいが、成形用金型によっ
て、湾曲部を有する外周側面を形成して製造することが
好ましい。

【００２１】成形方法としては、樹脂材料を、必要に応
じて安定剤や帯電防止剤などの添加剤とともに、リボン
ブレンダー、タンブラーブレンダー、ヘンシェルミキサ
ーなどを用いて混合し、あるいは更に、押出機、バンバ
リーミキサー、二本ロールでの溶融混合を行うか炭化水
素や芳香族溶媒に溶解してポリマー状態で混合する。次
いで、単軸押出機、ベント付押出機、二本スクリュー押
出機、三本スクリュー押出機、円錐型二本スクリュー押
出機、コニーダー、プラティフィケーター、ミクストケ
ーター、二軸コニカルスクリュー押出機、遊星ねじ押出
機、歯車型押出機、スクリューレス押出機などを用いて
射出成形を行って、ディスク基板成形用金型（情報ピッ
トや案内溝を形成するためのスタンパーのセットされて
いるものも含む。）によって成形する。

【００２２】図６は本発明の光ディスク基板を射出成形
するための成形用金型を示す説明用断面図である。同図
において、１１は可動型、１２は固定型、１３は外周リ
ングであり、可動型１１、固定型１２および外周リング
１３によって成形キャビティー１４が区画される。固定
型１２の内表面１２ａは鏡面になっている。また、可動
型１１の内表面１１ａには、成形されるべき光ディスク
基板に情報ピット、トラック、セクターなどを転写する
ためのスタンパー１５がスタンパーホルダー１６に支持
されて設けられている。１７は可動型１１側のスプール
ブッシュ、１８は固定型１２側のスプールおよびスプー
ルブッシュである。

【００２３】図７は図６の部分拡大図である。同図にお
いて、外周リング１３に形成された溝１３Ｇの深さｄお
よび曲率半径Ｒ¹¹、Ｒ²²は、成形される基板の厚さや曲
率半径によって異なるが、深さｄは樹脂材料の成形収縮
量以下であることが離型性の観点から好ましく、特に好
ましくは成形収縮量の３／４以下である。

【００２４】上記の構成の成形用金型においては、図８
に示すように、可動型１１、固定型１２の各々におい
て、２系統以上（同図においては３系統）の温度調節媒
体路１９ａ〜１９ｃおよび１９ａ’〜１９ｃ’が形成さ
れ、更に外周リング１３に温度調節媒体路１９ｄが形成
されていることが好ましい。これにより、成形金型の表
面温度を微細に調節することがが可能になり、成形キャ
ビティー１４内に充填された樹脂材料の温度のムラが防
止されて流動性が一定となり、情報ピット、セクター、
トラックなどの凹凸パターンの径方向の転写ムラが防止
され、また、表面温度が均一であるので、成形品（光デ
ィスク基板）を取出す際の温度が高くても歪みや反りを
生じない。また収縮率が全方向で均一となり、凹凸の流
れが防止できる。特に、外周リング１３に形成された温
度調節媒体路１９ｄにより、所期の曲率半径を有する湾
曲部が確実に形成された光ディスク基板を成形すること
ができる。ここに、温度調節媒体路内の熱媒温度は、そ
れぞれ同一でも異なっていてもよく、成形条件などに応
じて、適宜温度修正を行ってもよい。

【００２５】成形条件は、樹脂材料などにより異なる
が、樹脂材料として好適なノルボルネン系樹脂を用いて
射出成形を行う場合には、樹脂温度、金型温度、ノズル
径、歪速度、射出圧を特定することにより、得られる光
ディスク基板の複屈折率を小さいものとすることがで
き、更に、耐熱性、透明性、成形加工性、転写性、寸法
安定性、機械的強度および膜密着性を向上させることが
できる。

【００２６】（樹脂材料温度）樹脂材料温度は、（Ｔｇ
＋１００）〜３９０℃であることが好ましく、更に好ま
しくは（Ｔｇ＋１２０）〜３７０℃、特に好ましくは
（Ｔｇ＋１４０）〜３７０℃である。ここで、Ｔｇはノ
ルボルネン系樹脂のガラス転移点を示す。樹脂材料温度
が（Ｔｇ＋１００）℃未満の場合には、成形される光デ
ィスク基板に歪みや反りが生じ、また複屈折が大きくな
って光学特性が劣り、また情報ピットなどの転写性も劣
るものとなる。一方、３９０℃を超えると、樹脂が黄色
に変色したり、分解、焼けをおこしたりする傾向があ
る。

【００２７】（金型表面温度）金型表面温度は、（Ｔｇ
−１３０）〜（Ｔｇ−１０）℃であることが好ましく、
更に好ましくは（Ｔｇ−１１０）〜（Ｔｇ−２０）℃、
特に好ましくは（Ｔｇ−１００）〜（Ｔｇ−３０）℃で
ある。金型表面温度が（Ｔｇ−１３０）℃未満の場合に
は、成形される光ディスク基板の複屈折率が大きくなっ
て光学特性が劣り、また情報ピットなどの転写性も劣る
ものとなる。一方、（Ｔｇ−１０）℃を超えると、射出
後の冷却過程において、長い冷却時間を必要とし、成形
サイクルタイムの長期化を招き、また場合によっては、
成形される光ディスク基板の強度低下が生じる。なお、
可動型の表面温度は固定型の表面温度よりやや低く、例
えば固定型の表面温度より１〜５０℃低く制御すること
が好ましい。

【００２８】（ノズル穴径）ノズル穴径は１．０〜１．
７ｍｍであることが好ましく、更に好ましくは１．３〜
１．６ｍｍである。ノズル穴径をこの範囲に規定するこ
とにより、安定した射出速度および射出圧が得られ、複
屈折率が一様に小さい外観の優れた光ディスク基板を成
形することができる。射出速度は、１０〜２００ｍｍ／
秒であることが好ましく、更に好ましくは３０〜１００
ｍｍ／秒である。

【００２９】（歪速度）歪速度（γ）は、２×１０⁴〜
４×１０⁵秒^-1であることが好ましく、更に好ましくは
５×１０⁴〜２×１０⁵秒^-1である。歪速度（γ）が２×１０⁴秒^-1未満で射出成形を行うと
成形される光ディスク基板の複屈折が大きくなって光学
特性が劣るものとなる。一方４×１０⁵秒^-1を超えると
光ディスク基板の強度の低下やシルバーストリークが発
生する傾向がある。ここに、歪速度とは、射出成形機の
ノズル部分における最大剪断歪み速度をいい、樹脂材料
の通過量をＱ（ｃｍ³／秒）、ノズル穴径をＲ（ｃｍ）
としたときに歪速度（γ）＝３２Ｑ／πＲ³（秒^-1）
で表すことができる。

【００３０】（射出圧）射出圧は、複屈折率の小さい光
ディスク基板を成形する観点から１４０ｋｇ／ｃｍ²以
上であることが好ましい。

【００３１】

【実施例】

（実施例１）樹脂材料として、８−メチル−８−メトキ
シカルボニルテトラシクロ［４．４．０．１^2,5．１
^7,10］−３−ドデセンのメタセシス開環重合体の水添物
（ペレット状）を用い、下記表１に示す成形条件に従っ
て射出成形を行い、図３に示した外端部形状を有する光
ディスク基板を製造した。ここで、成形用金型として
は、図８に示したような温度調節媒体路が形成されたも
のを用いた。得られた光ディスク基板の各々について、
複屈折率の測定、転写性の良否、外観状態の観察を行っ
た。また、この光ディスク基板の一面上に、誘電膜、記
録膜、誘電膜および反射膜を成膜し、更に成膜面上（反
射膜上）にウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を
用いて厚さ約１０μｍの保護膜を形成して、硬化後にお
ける保護膜のミクロクラックの発生状況を観察した。結
果を併せて表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１の結果から、好ましい成形条件で射出
成形を行って得られた基板１および基板２については、
複屈折が小さく、転写性および外観状態が良好であるこ
とが理解される。

【００３４】（実施例２〜３）樹脂材料として、８−メ
チル−８−メトキシカルボニルテトラシクロ［４．４．
０．１^2,5．１^7,10］−３−ドデセンのメタセシス開環
重合体の水添物に代えてポリカーボネート（実施例
２）、ポリメチルメタクリレート（実施例３）を用い、
成形条件を表２のとおりとしたこと以外は実施例１と同
様にして、図３に示した外端部形状を有する光ディスク
基板を製造した。得られた光ディスク基板の各々につい
て、実施例１と同様にして、誘電膜、記録膜、誘電膜、
反射膜を成膜し、更に保護膜を形成して、硬化後におけ
る保護膜のミクロクラックの発生状況を観察した。結果
を表２に示す。

【００３５】

【表２】

【００３６】（比較例１〜３）成形用金型の形状を変更
したこと以外は、実施例１（基板１）、実施例２〜３と
同一の樹脂材料（比較例１：前記メタセシス開環重合体
の水添物，比較例２：ポリカーボネート，比較例３：ポ
リメチルメタクリレート）および同一の成形条件によ
り、図２（２）に示した外端部形状を有する光ディスク
基板を製造した。

【００３７】（試験例）実施例１（基板１）、実施例２
〜３および比較例１〜３により得られた光ディスク基板
の各々について、誘電膜、記録膜、誘電膜、反射膜を成
膜し、更に保護膜を形成し、これらの基板について下記
の試験を行って耐環境性を評価した。結果を表３に示
す。高温高湿−低温低湿サイクル試験保護膜が形成された各光ディスク基板の各々を、「温度
６０℃、相対湿度８５％」および「温度−１０℃、相対
湿度０％」の環境下に交互に放置し、これを２００サイ
クル繰り返した後、保護膜におけるミクロクラックの発
生状況を観察した。高温高湿試験保護膜が形成された各光ディスク基板の各々を、「温度
７５℃、相対湿度８５％」の環境下に１０００時間放置
し、保護膜におけるピンホールの発生状況を観察した。

【００３８】

【表３】

【００３９】

【発明の効果】本発明の光ディスク基板上に保護膜を形
成し、これを長期間の使用に供した場合において、保護
膜におけるミクロクラックの発生が防止され、光ディス
クの使用寿命を長いものとすることができる。また、光
ディスクの生産性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光磁気ディスクの構成の一例を示す説明用断面
図である。

【図２】光ディスク基板の外端部の形状を示す説明用断
面図である。

【図３】本発明の光ディスク基板の外端部の形状の一例
を示す説明用断面図である。

【図４】本発明の光ディスク基板の外端部の形状の一例
を示す説明用断面図である。

【図５】本発明の光ディスク基板の外端部の形状の一例
を示す説明用断面図である。

【図６】本発明の光ディスク基板を射出成形するための
成形用金型を示す説明用断面図である。

【図７】図６の部分拡大図である。

【図８】可動型、固定型および外周リングに温度調節媒
体路が形成されている成形用金型を示す説明図である。

【符号の説明】

１光ディスク基板２誘電膜３記録膜４誘電膜５反射膜６保護膜７マグネチックハブ８接着剤１０光ディスク基板１１可動型１２固定型１３外周リング１４成形キャビティー１５スタンパー１６スタンパーホルダー１７スプールブッ
シュ１８スプールおよびスプールブッシュ１９温度調節媒体路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小松敏東京都中央区築地２丁目11番24号日本合成ゴム株式会社内 (72)発明者妹尾浩司東京都中央区築地２丁目11番24号日本合成ゴム株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の一面と他面とが、湾曲部を有する
外周側面によって連続していることを特徴とする光ディ
スク基板。