JPH09237437A - 耐熱性の優れた光ディスク基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた耐熱性、成形加工性、剛性、寸法精
度をもつ光ディスクを提供する。 【解決手段】 ポリフェニレンエーテル系樹脂又はポリ
フェニレンエーテル系樹脂とスチレン系樹脂とからなる
樹脂組成物を含有してなることを特徴とする光ディスク
基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク基板に関
する。特に優れた耐熱性、成形加工性、剛性、寸法精度
をもつ光ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザー光を用いた光学記録は嘉密度の
情報記録、保存、及び再生が可能であるため、近年その
開発が積極的に行われている。このような光学記録の一
例として光ディスクを挙げることができる。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構成される。

【０００３】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
てはポリカーボネート（以下、ＰＣと略称する。）又は
ポリメチルメタクリレート（以下、ＰＭＭＡ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に
秀でる他、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す
ぺ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、靭性の面に課題がある。

【０００４】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。

【０００５】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−消去−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などが知られてい
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、ＴｂＦｅＣ
ｏ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。

【０００６】ところで、ＰＣ、ＰＭＭＡ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食を引き起こし、光ディ
スクの寿命を縮める原因となっている。

【０００７】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ないにしても、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、基板の変形或いはグルーブの変
形等の問題が起こりうる。

【０００８】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。このような観点からも、樹脂
の耐熱性が低いと窩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。

【０００９】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、最近の半導体レーザーの開発、情
報密度の高度化等に伴い、ＰＣでも耐熱性の点で不十分
となりつつあるのが現状である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の通
り、高い耐熱性、低い吸湿性、熱安定性、寸法安定性を
兼ね備えた樹脂組成物を得ることにより、有用な光ディ
スク基板、特にＤＶＤ（ディジタルビデオディスク）用
基板を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成すべく鋭意検討した結果、基板材料としてポリフェ
ニレンエーテルの組成物を用いることにより上記課題が
解決されることを見出し、本発明にいたった。

【００１２】すなわち、本発明は、以下の（１）〜
（９）である。

【００１３】（１）ポリフェニレンエーテル系樹脂又は
ポリフェニレンエーテル系樹脂とスチレン系樹脂とから
なる樹脂組成物を含有してなることを特徴とする光ディ
スク基板。

【００１４】（２）ポリフェニレンエーテル系樹脂１０
０重量部に対し、スチレン系樹脂が０〜５０重量部を含
有してなることを特徴とする前記（１）記載の光ディス
ク基板。

【００１５】（３）ポリフェニレンエーテル系樹脂がポ
リ（２，６−ジメチルフェニレン）エーテルであること
を特徴とする前記（１）又は（２）記載の光ディスク基
板。

【００１６】（４）スチレン系樹脂がポリスチレンであ
ることを特徴とする前記（１）〜（３）記載の光ディス
ク基板。。

【００１７】（５）ポリフェニレンエーテル系樹脂が炭
素−炭素二重結合を有する化合物で変性されたものであ
ることを特徴とする前記（１）〜（４）記載の光ディス
ク基板。

【００１８】（６）炭素−炭素二重結合を有する化合物
がα，β−不飽和二重結合を有する有機カルボン酸化合
物であることを特徴とする前記（５）記載の光ディスク
基板。

【００１９】（７）α，β−不飽和二重結合を有する有
機カルボン酸化合物が無水マレイン酸であることを特徴
とする前記（６）記載の光ディスク基板。

【００２０】（８）α，β−不飽和二重結合を有する有
機カルボン酸化合物がフマル酸であることを特徴とする
前記（６）記載の光ディスク基板。

【００２１】（９）吸水率が０．１２％以下であって、
かつガラス転移温度が１５０℃以上であって、かつ熱重
量計で測定した５％重量減少温度が４４０℃以上である
ことを特徴とする前記（１）〜（９）記載の光ディスク
基板。

【００２２】本発明で用いるポリフェニレンエーテル系
樹脂とは、次に示す下記一般式、

【００２３】

【化１】

【００２４】（式中、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄，Ｒ₅，Ｒ₆は
炭素１〜４のアルキル基、アリール基、ハロゲン、水素
等の一価の残基であり、Ｒ₅，Ｒ₆は同時に水素ではな
い）を繰り返し単位とし、構成単位が上記一般式の
〔ａ〕及び／又は〔ｂ〕からなる単独重合体、あるいは
共重合体が使用できる。

【００２５】ポリフェニレンエーテル系樹脂の単独重合
体の代表例としては、ポリ（２，６−ジメチル−１，４
−フェニレン）エーテル、ポリ（２−メチル−６−エチ
ル１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２，６−ジエ
チル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２−エチ
ル−６−ｎ−プロピル−１，４−フェニレン）エーテ
ル、ポリ（２，６−ジ−ｎ−プロピル−１，４−フェニ
レン）エーテル、ポリ（２−メチル−６−ｎ−ブチル−
１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２−エチル−６
−イソプロピル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ
（２−メチル−６−クロロエチル−１，４−フェニレ
ン）エーテル、ポリ（２−メチル−６−ヒドロキシエチ
ル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２−メチル
−６−クロロエチル−１，４−フェニレン）エーテル等
のホモポリマーが挙げられる。

【００２６】ポリフェニレンエーテル共重合体は、２，
６−ジメチルフェノールと２，３，６−トリメチルフェ
ノールとの共重合体あるいはｏ−クレゾールとの共重合
体あるいは２，３，６−トリメチルフェノール及びｏ−
クレゾールとの共重合体等、ポリフェニレンエーテル構
造を主体としてなるポリフェニレンエーテル共重合体を
包含する。

【００２７】また、本発明のポリフェニレンエーテル系
樹脂中には、本発明の主旨に反しない限り、従来ポリフ
ェニレンエーテル樹脂中に存在させてもよいことが提案
されている他の種々のフェニレンエーテルユニットを部
分構造として含んでいても構わない。少量共存させるこ
とが提案されているものの例としては、特願昭６３−１
２６９８号公報及び特開昭６３−３０１２２２号公報に
記載されている、２−（ジアルキルアミノメチル）−６
−メチルフェニレンエーテルユニットや、２−（Ｎ−ア
ルキル−Ｎ−フェニルアミノメチル）−６−メチルフェ
ニレンエーテルユニット等が挙げられる。

【００２８】また、ポリフェニレンエーテル樹脂の主鎖
中にジフェノキノン等が少量結合したものも含まれる。

【００２９】さらに、例えば特開平２−２７６８２３、
特開昭６３−１０８０５９、特開昭５９−５９７２４等
に記載されている、炭素−炭素二重結合を持つ化合物に
より変性されたポリフェニレンエーテルも含む。さら
に、炭素−炭素二重結合を持つ化合物をポリフェニレン
エーテルと同時にフィードし、押出機内で変性すること
も含まれる。

【００３０】炭素−炭素二重結合を持つ化合物として
は、重合性不飽和化合物として使用されているものを用
いることができる。その中で、α，β−不飽和二重結合
を有する有機カルボン酸化合物が好ましく、例えば無水
マレイン酸、フマル酸等が挙げられる。

【００３１】本発明組成物中のポリフェニレンエーテル
系樹脂の固有粘度はまず、ペレットの一部１０ｇを２０
０ｇのクロロホルムに溶解し、濾過によりフィラーを除
去した後、濾液を乾燥した後、１５０ｍｌの冷塩化メチ
レンに溶解した後、−５℃で２４時間放置し、析出物を
ろ過した。次いで冷塩化メチレンで洗浄した後１４０℃
で１時間減圧乾燥し、ポリマーを得た。そして、クロロ
ホルム溶液にして２５℃でウベローデ型粘度計で固有粘
度を測定した。

【００３２】本発明のポリフェニレンエーテル系樹脂の
重量平均分子量は４００００〜１０００００が好まし
い。４００００未満の場合は耐薬品性等の物性が低下し
てしまい１０００００を超えると流動性が低下してしま
う。

【００３３】本発明に用いるポリフェニレンエーテル系
樹脂の製造方法は特に限定されるものではない。例えば
米国特許４，７８８，２７７号明細書（特願昭６２−７
７５７０号）に記載されている方法に従って、ジブチル
アミンの存在下に、２，６−キシレノールを酸化カップ
リング重合して製造することができる。

【００３４】本発明で用いられるスチレン系樹脂とは、
スチレン系化合物、スチレン系化合物と共重合可能な化
合物をゴム質重合体存在または非存在下に重合して得ら
れる重合体である。

【００３５】スチレン系化合物とは、下記一般式

【００３６】

【化２】

【００３７】（式中、Ｒは水素、低級アルキルまたはハ
ロゲンを示し、Ｚはビニル、水素、ハロゲン及び低級ア
ルキルよりなる群から選択され、ｐは０〜５の整数であ
る。）で表される化合物を意味する。

【００３８】これらの具体例としては、スチレン、α−
メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、モノクロ
ロスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチ
ルスチレン、エチルスチレン等が挙げられる。また、ス
チレン系化合物と共重合可能な化合物としては、メチル
メタクリレート、エチルメタクリレート等のメタクリル
酸エステル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル
等の不飽和ニトリル化合物類；無水マレイン酸等の酸無
水物等が挙げられ、スチレン系化合物とともに使用され
る。また、重合時に共存させ得るゴム質重合体としては
共役ジエン系ゴムあるいは共役ジエンと芳香族ビニル化
合物のコポリマーあるいはこれらを一部水素添加したも
のあるいはエチレン−プロピレン共重合体系ゴム等が挙
げられる。

【００３９】本発明のスチレン系樹脂の製造方法は限定
されるものではなく、当業者に良く知られている塊状重
合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合のいずれを用いても
良く、シンジオタクチックポリスチレンも含まれる。

【００４０】また本発明において透明性を著しく失わな
い範囲で必要に応じて他のゴム質重合体、例えばスチレ
ン−ブタジエンブロック共重合体またはその水添物等を
添加することも可能である。

【００４１】スチレン−ブタジエンブロック共重合体の
水添物とは、少なくとも１個のスチレン系ポリマーブロ
ックと少なくとも１個のオレフィン系エラストマーブロ
ックとより成るブロック共重合体である。

【００４２】本発明に言うスチレン系ポリマーブロック
とは具体的には下記一般式

【００４３】

【化３】

【００４４】（式中、Ｒは水素、低級アルキルまたはハ
ロゲンを示し、Ｚはビニル、水素、ハロゲン及び低級ア
ルキルよりなる群から選択され、ｐは０〜５の整数であ
る）で表される化合物から誘導されるポリマーまたは共
重合体ブロックである。

【００４５】本発明に言うオレフィン系エラストマーブ
ロックとは、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソ
ブチレン等のモノオレフィンあるいはブタジエン、イソ
プレン、１，３−ペンタジエン等の共役ジオレフィン、
１，４−ヘキサジエン、ノルボルネン誘導体等の非共役
ジオレフィンのうちから選ばれた１種以上のオレフィン
化合物が重合あるいは共重合した形態を有する重合体ブ
ロックであり、しかも該ブロックの不飽和度は２０％以
下である。したがって、オレフィン系エラストマーブロ
ックの構成モノマーとして上記のジオレフィン類を用い
た場合には、該ブロック部分の不飽和度が２０％を超え
ない程度まで水添等により不飽和度を減らす処置が施さ
れていなければならない。特に好ましいのはスチレン含
有量が５０％以上で水添率が９０％以上のスチレン−ブ
タジエンブロック共重合体の水添したものである。又、
オレフィン系エラストマーブロックにはスチレン系化合
物がランダムに共重合されてもよい。

【００４６】本発明の組成物には他の添加剤、例えば、
可塑剤、安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着色剤、離型
剤等を添加することができる。安定剤としては、亜リン
酸エステル類、ヒンダードフェノール類、アルカノール
アミン類、酸アミド類、ジチオカルバミン酸金属塩類、
無機硫化物、金属酸化物類の中から単独でまたは組み合
わせて使用することができる。紫外線吸収剤としてはベ
ンゾトリアゾール類、サリシレート類、ベンゾフェノン
類等が挙げられる。

【００４７】本発明の光ディスク基板用組成物の調製法
について特に限定はないが、ポリフェニレンエーテル系
樹脂又はポリフェニレン系樹脂とスチレン系樹脂、及び
必要に応じて他の添加剤をリボンブレンダー、ヘンシェ
ルミキサー、タンブラーミキサー等で混合し、バンバリ
ーミキサー、単軸押出機、二軸押出機等で溶融混練し、
ペレット状とする。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、実施例及び比較例によって
本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に
限定されるものではない。

【００４９】なお、樹脂組成物の光ディスク特性は、東
芝機械（株）製ＩＳ１００ＥＮ射出成形機を使用し、シ
リンダー温度３００℃（ただし、ポリメチルメタクリレ
ートにおいては２１０℃）、金型温度８０℃（ただし、
ポリメチルメタクリレートにおいては６０℃）において
厚さ３ｍｍ直径２００ｍｍのディスク基板を成形し、以
下の試験法に従って評価した。

【００５０】その他の特性は、東芝機械（株）製ＩＳ８
０ＥＰＮ射出成形機を使用し、シリンダー温度３００℃
（ポリメタクリレートについては２１０℃）、金型温度
８０℃（ポリメタクリレートにおいては６０℃）におい
て試験片を成形し、以下の試験法に従って評価した。

【００５１】（１）反り：直径２００ｍｍのディスク基
板を用い、隙間ゲージを使用して最高の反り（ｍｍ）を
測定する。数値が少ないほど、寸法精度が良好であるこ
とを示す。

【００５２】（２）高温反り：直径２００ｍｍのディス
ク基板を１５０℃で１０時間加熱し、恒温室で室温に冷
やした後、表面状態を観察し、外観の変化で、評価し
た。

【００５３】 ○：ほとんど変化なし ×：大きく反りを生じたもの。

【００５４】（３）加熱変形温度：ＡＳＴＭ−Ｄ６４８ （４）５％重量減少温度：島津製作所製ＴＧＡ−５１を
用い、空気中４０℃／分で昇温し、５％重量が減少した
ときの温度。

【００５５】（５）吸水率：ＡＳＴＭ−Ｄ５７０［２３
℃、５０％ＲＨ、２４ＨＲ］。

【００５６】（６）フラッシュ：組成物ペレットを熱風
式オーブンで８０℃で５時間乾燥後、２３℃、湿度５０
％の部屋で冷却及び状態調節した後、射出成形機で３０
分滞留させた後、直径２００ｍｍのディスク基板を成形
し、外観を見た。外観の悪いものは揮発性ガスが成型品
表面を走ったようになっていた。

【００５７】 ○：外観に異常のないもの ×：フラッシュが見られるもの。

【００５８】実施例１ 固有粘度０．５０（２５℃クロロホルム中）のポリ
（２，６−ジメチル−１，４フェニレン）エーテル１０
０重量部、安定剤としてトリス（２，４−ジ−ｔ−ブチ
ルフェニル）ホスファイト０．５重量部を池貝製作所製
ＰＣＭ３０を用い、シリンダー温度を３２０℃で回転数
３００ｒｐｍで押し出して組成物ペレットを得た。評価
結果を表１に示した。ペレットの５％重量減少温度は４
５０℃だった。

【００５９】実施例２ 固有粘度０．５０（２５℃クロロホルム中）のポリ
（２，６−ジメチル−１，４フェニレン）エーテル１０
０重量部、ＧＰポリスチレン（旭化成工業社製、重量平
均分子量２５万）２５重量部、安定剤としてトリス
（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト０．
５重量部を池貝製作所製ＰＣＭ３０を用い、シリンダー
温度を３２０℃で回転数３００ｒｐｍで押し出して組成
物ペレットを得た。評価結果を表１に示した。ペレット
の５％重量減少温度は４２５℃だった。

【００６０】実施例３ 固有粘度０．５０（２５℃クロロホルム中）のポリ
（２，６−ジメチル−１，４フェニレン）エーテル１０
０重量部、ＧＰポリスチレン（旭化成工業社製、重量平
均分子量２５万）５０重量部、安定剤としてトリス
（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト０．
５重量部を池貝製作所製ＰＣＭ３０を用い、シリンダー
温度を３２０℃で回転数３００ｒｐｍで押し出して組成
物ペレットを得た。評価結果を表１に示した。ペレット
の５％重量減少温度は４０５℃だった。

【００６１】実施例４ 固有粘度０．５０（２５℃クロロホルム中）のポリ
（２，６−ジメチル−１，４フェニレン）エーテル１０
０重量部、安定剤としてトリス（２，４−ジ−ｔ−ブチ
ルフェニル）ホスファイト０．５重量部、無水マレイン
酸２重量部、ジクミルパーオキシド１重量部を池貝製作
所製ＰＣＭ３０を用い、シリンダー温度を３２０℃で回
転数３００ｒｐｍで押し出して組成物ペレットを得た。
無水マレイン酸とポリ（２，６−ジメチル−１，４フェ
ニレン）エーテルとの反応に由来する構造はフーリエ積
算型赤外線吸収スペクトルで確認した。組成物ペレット
の評価結果を表１に示した。ペレットの５％重量減少温
度は４５０℃だった。

【００６２】実施例５ 固有粘度０．５０（２５℃クロロホルム中）のポリ
（２，６−ジメチル−１，４フェニレン）エーテル１０
０重量部、安定剤としてトリス（２，４−ジ−ｔ−ブチ
ルフェニル）ホスファイト０．５重量部、フマル酸２重
量部、ジクミルパーオキシド１重量部を池貝製作所製Ｐ
ＣＭ３０を用い、シリンダー温度を３２０℃で回転数３
００ｒｐｍで押し出して組成物ペレットを得た。フマル
酸とポリ（２，６−ジメチル−１，４フェニレン）エー
テルとの反応に由来する構造はフーリエ積算型赤外線吸
収スペクトルで確認した。組成物ペレットの評価結果を
表１に示した。ペレットの５％重量減少温度は４５０℃
だった。

【００６３】比較例１ ビスフェノールＡを用いて通常のホスゲン法によって得
られたポリカーポネート（粘度平均分子量２万）１００
重量部安定剤としてトリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフ
ェニル）ホスファイト０．５重量部を池貝製作所製ＰＣ
Ｍ３０を用い、シリンダー温度を２８０℃で回転数３０
０ｒｐｍで押し出して組成物ペレットを得た。組成物ペ
レットの評価結果を表１に示した。

【００６４】比較例２ 固有粘度０．３５（２５℃クロロホルム中）のポリメチ
ルメタクリレート樹脂１００重量部、安定剤としてトリ
ス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト
０．５重量部を池貝製作所製ＰＣＭ３０を用い、シリン
ダー温度を２２０℃で回転数３００ｒｐｍで押し出して
組成物ペレットを得た。組成物ペレットの評価結果を表
１に示した。

【００６５】

【表１】

【００６６】

【発明の効果】ポリフェニレンエーテル系樹脂及びポリ
フェニレンエーテル系樹脂とスチレン系樹脂とからなる
樹脂組成物を含有してなることを特徴とする光ディスク
基板を得ることにより、上記の通り、高い耐熱性、低い
吸湿性、熱安定性、寸法安定性を達成できた。。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリフェニレンエーテル系樹脂又はポリ
   フェニレンエーテル系樹脂とスチレン系樹脂とからなる
   樹脂組成物を含有してなることを特徴とする光ディスク
   基板。
2. 【請求項２】 ポリフェニレンエーテル系樹脂１００重
   量部に対し、スチレン系樹脂が０〜５０重量部を含有し
   てなることを特徴とする請求項１記載の光ディスク基
   板。
3. 【請求項３】 ポリフェニレンエーテル系樹脂がポリ
   （２，６−ジメチルフェニレン）エーテルである請求項
   １、２記載の光ディスク基板。
4. 【請求項４】 スチレン系樹脂がポリスチレンである請
   求項１〜３記載の光ディスク基板。
5. 【請求項５】 ポリフェニレンエーテル系樹脂が炭素−
   炭素二重結合を有する化合物で変性されたものである請
   求項１〜４記載の光ディスク基板。
6. 【請求項６】 炭素−炭素二重結合を有する化合物が
   α，β−不飽和二重結合を有する有機カルボン酸化合物
   である請求項５記載の光ディスク基板。
7. 【請求項７】 α，β−不飽和二重結合を有する有機カ
   ルボン酸化合物が無水マレイン酸である請求項６記載の
   光ディスク基板。
8. 【請求項８】 α，β−不飽和二重結合を有する有機カ
   ルボン酸化合物がフマル酸である請求項６記載の光ディ
   スク基板。
9. 【請求項９】 吸水率が０．１２％以下であって、かつ
   加熱変形温度が１４０℃以上であって、かつ熱重量計で
   測定した５％重量減少温度が４００℃以上であることを
   特徴とする請求項１〜８記載の光ディスク基板。