JPH0836794A - 光磁気ディスク用基板およびその製造方法 - Google Patents

光磁気ディスク用基板およびその製造方法

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JPH0836794A
JPH0836794A JP5336092A JP33609293A JPH0836794A JP H0836794 A JPH0836794 A JP H0836794A JP 5336092 A JP5336092 A JP 5336092A JP 33609293 A JP33609293 A JP 33609293A JP H0836794 A JPH0836794 A JP H0836794A
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JP
Japan
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substrate
magneto
base
birefringence
optical disk
Prior art date
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Pending
Application number
JP5336092A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuaki Nozawa
保明 野沢
Tokuji Abe
徳治 阿部
Arata Sakaguchi
新 阪口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】複屈折が低いHe −Ne レーザーの平行光(波
長 633nm)を用い、直入射、ダブルバスで0±20nmの範
囲に入るような光磁気ディスク基板を製造する。 【構成】成形基板の複屈折を平行光線を用いて直入射で
測定した時、径方向に対する周方向の位相の遅れをマイ
ナスとした場合、基板の中心からr(mm)の位置での複
屈折の値X(nm)がダブルバスで、−5×10-6r+185
≦X≦−5×10-6r+215 であることを特徴とする光磁
気ディスク用基板、及びこの光磁気ディスク用基板を射
出成形法で製造するに当たり、金型温度を110 〜125
℃、冷却時間t(秒)が、0.13Tm −8.5 ≦t≦0.13T
m −4.5(ここにTm は金型温度(℃))並びに射出後
の圧縮圧が250 〜400kg/cm2 である光磁気ディスク用基
板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光学的に情報を書き込ん
だり、消したりすることの出来る光磁気記録媒体に用い
られる円板状の薄肉な光学的精度の高いプラスチック製
基板を射出成形法で製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】基板を用いた記録媒体はビデオディスク
やコンパクトディスクとしてばかりではなく、ハードデ
ィスク(HD)やフロッピーディスク(FD)同様コンピュー
ター等のメモリーデバイスとして用いられ、記録容量は
同一面積当たりHDの約2〜5倍あり、しかも、FDと同様
に個人的な使用、保管、持ち運び等の取り扱いが容易な
高密度記録媒体として将来の発展が期待されているもの
である。光磁気ディスクは、基板の表面に同心渦巻き状
の溝の深さが約70〜130nm で、溝のピッチ間隔が約1.6
μm で刻まれ、その表面にTe-Fe-Co 系の磁性膜と保
護膜が形成されている。情報の書き込みや消去のために
は基板の裏側よりレーザー光をレンズを通して磁性膜に
焦点を合わせ照射し、磁性膜の温度をキューリー点以上
に高めることにより情報を消去することができ、書き込
みは磁性膜をレーザー光でキューリー点近傍まで昇温
し、磁場をかけて磁化することにより行なう。情報の読
み取りはレーザー光を磁性膜に照射し、カー効果により
回転されて光が左右いずれの方向に回転するかでなされ
る。もし、基板に光学的な歪みがあれば光が屈折されノ
イズの原因になるので、基板は複屈折が小さく均一な屈
折率と反りや捩じれ等のないことが要求されている。
【0003】このため、複屈折の小さい材料の検討がな
され、メタクリル酸系のレジン(特公昭60−5217号、特
公昭63−2296号参照)やポリカーボネートとスチレン系
樹脂(特公平01-39688号参照)の検討がなされ提案され
ている。しかし、光磁気ディスクの使用環境を考慮し
て、ガラス転移点が高く、しかも耐湿性があり衝撃等の
機械的強度や透明性並びに成形品の価格の点等からポリ
カーボネートに絞られてきた。そして、ポリカーボネー
トの成形流動性、成形時の残留応力による複屈折の低減
法などが検討され、特公平03-41048号や特公平04-37490
号にポリカーボネートの分子量、射出シリンダー温度、
金型温度および金型のゲート部の形状を規定し、更に基
板の半径方向に沿って射出速度を制御することにより、
25nm以下の複屈折の基板を得ることが開示されている。
【0004】ところで、光磁気ディスク用基板にとって
は、複屈折が小さく、しかも場所により偏差のない均一
性と基板の反りや歪みのないものが要求されている。こ
れら特性の規格外れは単なる外観上ばかりでなく、実質
的に情報の読み書きをする場合のノイズを誘発すること
になるので、ISO 規格では反り、面振れ加速度、傾き角
度(チルト)等の機械的特性が定められている。複屈折
については特に規定がないがノイズの点から少ないこと
が望まれている。特公平03-41048号(前出)や特公平03
-37490号(前出)による技術だけでは、ISO 規格にある
機械的特性を満足し、かつ複屈折も低いものを成形する
ことが出来なかった。
【0005】これらの特性を満足するために本発明者等
は、先に500 ボイズ以下の見掛けの溶融粘度を示す合成
樹脂を用い、3段階にわたる射出速度で射出し、ゲート
部を機械的に遮断すると共に、100 〜400kg/cm2 の圧力
をかけて圧縮しながら冷却することにより、反りや変形
が小さく、微細な溝や情報ピットを精密に転写し、かつ
低い複屈折の基板を成形する技術を確立し提案している
(特願平04-130031 号、特願平05-97622号)。ところ
が、複屈折が0±20nmの範囲にある基板を用い、保護膜
や磁性材料を蒸着積層してその特性を測定したところ、
機械的特性の変化は小さく規格を満足したが、複屈折は
大きく変化し、場所によっては70〜 100nmもあり好まし
くない結果となった。従来の技術(特公平04-37490号な
ど)では、基板の複屈折をゼロに近ずける目的のものし
かなく、ディスク化したときの複屈折をゼロに近づける
ものはなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】光磁気ディスクは、基
板の成形、基板の乾燥、保護膜や磁性材料の蒸着、ハブ
付け、カートリッジ組立の工程を経て出来上がるが、各
工程で機械的特性や複屈折が変化する。例えば、成形後
基板の応力除去(アニーリング)および水分の除去のた
めに70〜100 ℃で乾燥するが、この処理により機械的特
性および複屈折が変化する。その他の工程、例えばハブ
付け工程でもこれらの特性が変化する。従って、射出成
形直後に規格に合格、あるは好ましい特性であったとし
ても、最終的光磁気ディスク製品としては規格から外れ
たり、不満足な結果になる。本発明の目的は、基板に保
護膜や磁性材料を蒸着積層して光磁気ディスクを作製し
た時、複屈折が低いもの、即ち好ましくはHe −Ne レ
ーザーの平行光(波長 633nm)を用い、直入射、ダブル
バスで0±20nmの範囲に入るような光磁気ディスク基板
の製造技術の確立にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、基板とし
て合成樹脂を用いた光磁気ディスクの複屈折をほぼゼロ
にするため、製造工程での変化を見込んだ複屈折値をも
つ基板の製造技術を確立するため、先ず複屈折の変化が
光磁気ディスクの製造工程のどの工程でどの程度発生す
るのか、そして、最終的に複屈折がゼロになるためには
基板がどのような複屈折特性を有すれば良いのか、その
ためにはどのような成形条件で行なったら良いのかを鋭
意研究した結果、基板の複屈折の変化の大部分は、基板
成形後の乾燥とハブ付け工程で占められていることがわ
かった(図1参照)。従って、これらの変化を補償出来
るような複屈折の特性を有する基板を成形すれば、製品
としての複屈折が0±20nmの範囲に維持出来ることを見
出し、諸条件を確立して本発明に到達した。即ち、乾燥
工程やハプ付け工程で変化する分を補償するような複屈
折特性を有する基板(図2参照)を成形することにより
複屈折が0±20nmの範囲に維持することが出来た。従っ
て本発明の要旨は次の通りである。固定側金型と移動側
金型およびこれらの間に設けられたスタンパとを備えた
成形金型のキャビティに、溶融した合成樹脂を射出し、
該樹脂基板を成形する工程において、該成形基板の複屈
折を平行光線を用いて直入射で測定した時、径方向に対
して周方向の位相の遅れをマイナスとした場合、基板の
中心からr(mm)の位置での複屈折の値X(nm)がダブ
ルバスで、 −5×10-6r+185 ≦X≦−5×10-6r+215 (ここに rは基板中心からの距離で20〜40mm)であり、
この合成樹脂基板がポリカーボネートから成り、その直
径が90mm以下である光磁気ディスク用基板、及びこの光
磁気ディスク用基板を射出成形法で製造するに当たり、
金型温度を110 〜125 ℃とし、冷却時間t(秒)が、0.
13Tm −8.5 ≦t≦0.13Tm −4.5 (ここにTm は金型
温度(℃))であり、射出後の圧縮圧が250 〜400kg/cm
2 である光磁気ディスク用基板の製造方法にある。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。射出成形
時の残留応力が熱処理により緩和され、それによって惹
き起こされる複屈折の変化を検討してみると、 (1)射出シリンダーの温度(溶融樹脂温度に比例する
と考えられる)を変えて成形した基板と、それらを熱処
理したものとの複屈折の変化量は、各シリンダー温度で
ほぼ同じ結果を示した。 (2)金型温度と複屈折の関係を調べると、図3に見ら
れるように温度が高いほど熱処理前後での変化量は大き
くなっている。また、金型温度は微細な溝や情報ピット
の緻密な転写を考慮すると110 ℃以上が望ましく、反り
などに起因する機械的特性の低下を防止するには125 ℃
以下が望ましい。従って、110 〜125 ℃の範囲に限定さ
れるのでディスク製造工程による低下を考慮すると、図
2のような基板であればほぼ0±20nmの範囲に納まると
考えられる。 (3)冷却時間と複屈折の関係をみると、冷却時間を変
えると複屈折も変わるが、それらを熱処理したものの複
屈折の変化量は各冷却時間でほとんど変わらなかった。
ただし、図2のような複屈折特性を得るためには金型温
度110 〜125 ℃で、冷却時間は段落番号[0009]の
の式の範囲を選ぶ必要がある。 (4)圧縮力と複屈折の関係をみると、図4に示したよ
うになり、これらをディスク化(基板に成膜しハブ付け
して最終製品とすること)したところ、圧縮力が250kg/
cm3 以上必要なことがわかった。
【0009】次に、複屈折を図2の範囲に収めるための
成形条件についてみると、 シリンダー温度は330 ℃未満になると見掛けの粘度
が高くなり過ぎて、転写性が低下する。また、360 ℃を
越えると熱分解が起こり始め光学特性が低下するので33
0 〜360 ℃の範囲が好ましい。 金型温度は前述したように微細な溝や情報ピットの
精密な転写を考慮すると110 ℃以上が望ましく、反りな
どに起因する機械的特性の低下を防止するには125 ℃以
下が望ましく、110 〜125 ℃の範囲が好ましい。 冷却時間は、原料の合成樹脂のガラス転移点Tg と
金型温度との関係で応力緩和のし易さが変わる。冷却時
間は金型温度に合わせて決める必要があり、実験結果よ
り、冷却時間t(秒)は、 0.13Tm −8.5 ≦t≦0.13Tm −4.5 (ここにTm は金型温度(℃))の範囲にあることが好
ましい。この範囲から外れると、ディスクとしての複屈
折が目標範囲から外れるか、機械的特性が低下する。な
お、射出成形後、基板の乾燥は70〜100 ℃で1〜4時間
かけて行なわれるが、低温では応力緩和がしにくく、ま
た脱湿が充分になされず、高温では反り等の機械的特性
の劣化が起こり、また基板に形成されたピットの形が崩
れてくることから、80〜90℃で行なうのが好ましい。以
上の条件を満足するように基板を射出成形し、ディスク
化した基板が図2を満足すれば、ディスク化した時の複
屈折が0±20nmに入ることを確認し、本発明を完成し
た。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施態様を実施例を挙げて具
体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。 (実施例1)平均分子量約15,000のポリカーボネートAD
9000TG(帝人化成(株)製商品名)を、住友重機製射出
成形機DISK3MIII を用いて、直径86mm、厚さ1.2mm の
円板に成形した。成形機のシリンダー温度は350 ℃、金
型温度は120 ℃、 射出シリンダーから25ml/ 秒の速度で
金型キャビティー中に射出した。射出時間は約0.3 秒で
あった。射出完了後、400kg/cm3 の面圧で金型キャビテ
ィーを11秒間圧縮及び冷却し、その後型開きを行い基板
を取り出して、この基板の複屈折と機械的特性を測定し
た。複屈折はエリプソメーター(溝尻光学(株)製商品
名)、He −Ne レーザーの平行光(波長633nm )を用
い、直入射で基板を通過させて測定した。なお、ダブル
バスに合わせるため値を2倍にした。機械的特性はLm
−100 (小野測器(株)製商品名)で測定した。溝およ
びピットの転写性はトンネル顕微鏡(STM)Kurasurf-101
(倉敷紡績(株)製商品名)で測定した。測定した複屈
折の結果を図5に示した。ディスク化は、基板を90℃で
2時間乾燥し、スピンコート法でハードコーティング
し、情報用溝やピットのある面に磁性材料をスパッター
法で膜付けし、その上に紫外線硬化樹脂でオーバーコー
トし、最後にハブを接着した。このディスクの複屈折
は、ほぼ直入射戻り光で測定し、同様に図5に示した。
なお、機械的特性は規格値を満足していた。なお、基板
の溝およびピットの深さを表1に示した。
【0011】(比較例1)実施例1で、射出完了後6秒
間圧縮及び冷却して成形した基板およびディスク化した
ものの複屈折を図6に示した。
【0012】(比較例2)実施例1で金型温度を105 ℃
で成形した基板およびディスク化したものの複屈折を図
7に示した。
【0013】(比較例3)実施例1で射出後の圧縮圧を
200kg/cm3 で成形した基板およびディスク化したものの
複屈折を図8に示した。
【0014】
【表1】
【0015】
【発明の効果】光磁気ディスクは、合成樹脂を用いて基
板を射出成形し、記録膜等を付け製造されるが、光学特
性上重要である基板の複屈折が各工程で変化する。この
変化量を考慮し、成形時に予め基板にこの変化量を補償
する複屈折率をもたせ、これをディスク化したところ、
最終ディスクでの複屈折はデータ部(半径24〜40mm)で
0±20nmにすることが出来、光磁気ディスクに必要な光
学的、機械的特性を充分満足した光磁気ディスクを提供
することが出来、産業上その利用価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】基板製造の各工程における基板の複屈折の変化
を示すグラフである。
【図2】基板の複屈折の目標値を示すグラフである。
【図3】金型温度と基板の複屈折の関係を示すグラフで
ある。
【図4】圧縮力と基板の複屈折の関係を示すグラフであ
る。
【図5】本発明の実施例1における基板とディスクの複
屈折を示すグラフである。
【図6】比較例1の基板とディスクの複屈折を示すグラ
フである。
【図7】比較例2の基板とディスクの複屈折を示すグラ
フである。
【図8】比較例3の基板とディスクの複屈折を示すグラ
フである。
【手続補正書】
【提出日】平成6年4月26日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】基板を用いた記録媒体はビデオディスク
やコンパクトディスクとしてばかりではなく、ハードデ
ィスク(HD)やフロッピーディスク(FD)同様コンピュー
ター等のメモリーデバイスとして用いられ、記録容量は
同一面積当たりHDの約2〜5倍あり、しかも、FDと同様
に個人的な使用、保管、持ち運び等の取り扱いが容易な
高密度記録媒体として将来の発展が期待されているもの
である。光磁気ディスクは、基板の表面に同心渦巻き状
の溝の深さが約70〜130nm で、溝のピッチ間隔が約1.6
μm で刻まれ、その表面にTb-Fe-Co 系の磁性膜と保
護膜が形成されている。情報の書き込みや消去のために
は基板の裏側よりレーザー光をレンズを通して磁性膜に
焦点を合わせ照射し、磁性膜の温度をキューリー点以上
に高めることにより情報を消去することができ、書き込
みは磁性膜をレーザー光でキューリー点近傍まで昇温
し、磁場をかけて磁化することにより行なう。情報の読
み取りはレーザー光を磁性膜に照射し、カー効果により
回転されて光が左右いずれの方向に回転するかでなされ
る。もし、基板に光学的な歪みがあれば光が屈折されノ
イズの原因になるので、基板は複屈折が小さく均一な屈
折率と反りや捩じれ等のないことが要求されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 17:00 (72)発明者 阪口 新 神奈川県川崎市高津区坂戸3丁目2番1号 信越化学工業株式会社コーポレートリサ ーチセンター内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固定側金型と移動側金型およびこれらの間
    に設けられたスタンパとを備えた成形金型のキャビティ
    に、溶融した合成樹脂を射出し、圧縮かつ冷却し、樹脂
    基板を成形する工程において、該成形基板の複屈折を平
    行光線を用いて直入射で測定した時、径方向に対して周
    方向の位相の遅れをマイナスとした場合、基板の中心か
    らr(mm)の位置での複屈折の値X(nm)がダブルバス
    で、 −5×10-6r+185 ≦X≦−5×10-6r+215 (ここにrは基板中心からの距離で20〜40mm)であるこ
    とを特徴とする光磁気ディスク用基板。
  2. 【請求項2】合成樹脂基板がポリカーボネートから成る
    請求項1に記載の光磁気ディスク用基板。
  3. 【請求項3】合成樹脂基板の直径が90mm以下である請求
    項1または2に記載の光磁気ディスク用基板。
  4. 【請求項4】請求項1ないし3に記載の光磁気ディスク
    用基板を射出成形法で製造するに当たり、金型温度を11
    0 〜125 ℃とすることを特徴とする光磁気ディスク用基
    板の製造方法。
  5. 【請求項5】冷却時間t(秒)が、 0.13Tm −8.5 ≦t≦0.13Tm −4.5 (ここにTm は金型温度(℃))である請求項4に記載
    の光磁気ディスク用基板の製造方法。
  6. 【請求項6】射出後の圧縮圧が250 〜400kg/cm2 である
    請求項4または5に記載の光磁気ディスク用基板の製造
    方法。
JP5336092A 1993-12-28 1993-12-28 光磁気ディスク用基板およびその製造方法 Pending JPH0836794A (ja)

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