JPH11166113A - 光ディスク基板用ポリカーボネート材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写性、成形性、衝撃性、透明性に優れ、反
りが小さく、生産性に優れた光ディスク基板用ポリカー
ボネート材料を提供する。 【解決手段】 ポリカーボネートに、数平均分子量１，
０００〜５０，０００のポリカプロラクトンが２００〜
１０，０００ｐｐｍ配合されていることを特徴とする光
ディスク基板用ポリカーボネート材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク基板用
ポリカーボネート材料に関し、詳しくは、高密度記憶媒
体である光ディスク基板を射出成形により製造するのに
有用なポリカーボネート材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリカーボネート材料は透明性、耐熱
性、強度が優れており、光学用途、特にＣＤ、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、ＭＯ、ＰＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ
ＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、高密度ＭＯ等の光
ディスク基板に広く使用されている。近年、光ディスク
の市場の発展は目覚ましく、光ディスク基板の製造にお
ける品質精度や生産性が重要視されるようになってきて
いる。

【０００３】光ディスク基板は、通常、ポリカーボネー
ト樹脂を射出成形により成形することで製造されてお
り、基板に信号を形成するために、スタンパーにあらか
じめ刻印されているサブミクロンの大きさのピットや案
内溝（グルーブ）の形状を基板に忠実に転写させること
が必要である。近年、光ディスク基板における信号密度
がより高くなり、それに伴いピットや案内溝の深さが深
くなり、案内溝の間隔も短くなってきている。例えば、
案内溝の深さは１５０ｎｍ以上になり、案内溝と案内溝
のピッチ間隔は０.８５μｍ以下になり、高度な転写技
術が必要となってきている。特に、ＤＶＤ−ＲＯＭ、Ｄ
ＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の基板の単板の厚みは、Ｃ
Ｄの１．２ｍｍに比べ、０．６ｍｍと薄肉であり、さら
に転写が困難になっている。

【０００４】スタンパーにおける高密度の信号を光ディ
スク基板に転写させるには、ポリカーボネートを用いて
基板を製造する場合、成形機のシリンダー温度を３８０
℃以上に、金型温度を１３０℃以上にすることが有効で
あるが、高温成形では基板の反りが大きくなり、金型内
での冷却時間も長くなるため成形サイクルが伸びて生産
性に劣るという問題が発生する。また、基板の反りは成
形後の反射膜、半透明膜あるいは色素膜を成膜した後に
も発生する。これは成膜時に基板に熱がかかり、ＤＶＤ
の場合にあっては単板同士の貼り合わせ工程までの間の
冷却中に吸湿することに起因する。ポリカーボネートか
ら単板を成形した場合、室温までに冷却する間に２００
０ｐｐｍ程度の水分を吸湿するため吸湿により反りが発
生し、その後の貼り合わせを困難にしている。

【０００５】高精度の転写を確保する方法としては、例
えば、成形機のシリンダー温度や金型温度を上げる代わ
りにポリカーボネートの流動性を上げることが考えられ
る。そのためにはポリカーボネートの分子量を下げるこ
とが有効な方法であるが、分子量を粘度平均分子量で１
３，０００以下にすると急激に強度が低下し、実用的こ
うした方法は採用が困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、転写
性に優れ、射出成形のサイクルが短く、低吸水性で基板
の反りが少なく、衝撃強度や透明性に優れた、光ディス
ク基板用ポリカーボネート材料を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題を
解決するためになされたものであり、その要旨は、ポリ
カーボネートに、数平均分子量１，０００〜５０，００
０のポリカプロラクトンが２００〜１０，０００ｐｐｍ
配合されていることを特徴とする光ディスク基板用ポリ
カーボネート材料に存する。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おけるポリカーボネートとしては、種々のジヒドロキシ
ジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン
法、またはジヒドロキシジアリール化合物とジフェニル
カーボネートなどの炭酸エステルとを反応させるエステ
ル交換法によって得られる重合体または共重合体であ
り、代表的なものとしては、２，２−ビス（４−ヒドロ
キシフェニル）プロパン［ビスフェノールＡ］から製造
されるポリカーボネート樹脂が挙げられる。

【０００９】上記ジヒドロキシジアリール化合物として
は、ビスフェノールＡの他、ビス（４−ヒドロキシジフ
ェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシジフェニ
ル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）
オクタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメ
タン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェ
ニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−
第３ブチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒ
ドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン、２，２−ビ
ス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロ
パン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロ
ロフェニル）プロパンのようなビス（ヒドロキシアリー
ル）アルカン類、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）シクロヘキサンのようなビス（ヒドロキシアリー
ル）シクロアルカン類、４，４’−ジヒドロキシジフェ
ニルエ−テル、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジ
メチルジフェニルエーテルのようなジヒドロキシジアリ
ールエーテル類、４，４’−ジヒドロキシフェニルスル
フィド、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチル
ジフェニルスルフィドのようなジヒドロキシジアリール
スルフィド類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスル
ホキシド、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチ
ルジフェニルスルフォキシドのようなジヒドロキシジア
リールスルフォキシド類、４，４’−ジヒドロキシジフ
ェニルスルフォン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’
−ジメチルジフェニルスルホンのようなジヒドロキシジ
アリールスルフォン類等が挙げられる。これらは単独ま
たは２種類以上混合して使用されるが、これらの他にピ
ペラジン、ジピペリジル、ハイドロキノン、レゾルシ
ン、４，４’−ジヒドロキシジフェニル等を混合して使
用してもよい。

【００１０】ポリカーボネートの粘度分子量は、光ディ
スク基板の光学的歪みの点および機械的物性の点より、
好ましくは１２，０００〜２０，０００であり、より好
ましくは１３，０００〜１８，０００である。粘度平均
分子量（Ｍ）はオストワルド粘度計を用い塩化メチレン
を溶媒とする溶液の極限粘度〔η〕を求め、以下に示す
Ｓｃｈｎｅｌｌの粘度式から求められる。

【００１１】

【数１】〔η〕＝１.２３×１０^-5Ｍ^0.83

【００１２】本発明におけるポリカプロラクトンとして
は、一般的にはεーカプロラクトンを開環重合して得ら
れるが、特に限定されるものではない。末端は通常未反
応の水酸基である場合が多いが、未反応末端基が多くな
ると熱安定性が乏しくなるため、アルキル基あるいはア
リル基で封鎖されることが好ましい。ポリカプロラクト
ンの数平均分子量は１，０００〜５０，０００である。
数平均分子量が１，０００未満あるいは５０，０００を
越えると転写性が不十分となりやすい。ポリカプロラク
トンの数平均分子量は、好ましくは３，０００〜４０，
０００であり、より好ましくは５，０００〜２５，００
０である。ポリカプロラクトンの数平均分子量の測定
は、ＧＰＣによりポリスチレン換算の数平均分子量を求
める方法を用いる。

【００１３】ポリカプロラクトンの配合量は、ポリカー
ボネートに対し２００〜１０，０００ｐｐｍである。配
合量が少なすぎると効果の発現が不十分であり、多すぎ
るとポリカプロラクトン中の不純物が基板の信号の長期
信頼性に悪影響を及ぼしたり、基板の透明度が損なわれ
る。ポリカプロラクトンの配合量は、ポリカーボネート
に対し、好ましくは４００〜８，０００ｐｐｍであり、
より好ましくは８００〜７，０００ｐｐｍである。

【００１４】本発明の光ディスク用ポリカーボネート材
料は、次の様な方法で製造できる。例えば、ポリカーボ
ネートを押出機内で溶融してペレット化する前に、ポリ
カーボネートにポリカプロラクトンを配合し混合する方
法、必要に応じて離型剤や熱安定剤等をポリカーボネー
トに混合する際、ポリカプロラクトンも同様に配合し混
合する方法などが挙げられる。添加剤が混合される前の
ポリカーボネートはホスゲン法の場合は溶媒を除去した
粒状であり、エステル交換法の場合は溶融状態である
が、いずれの場合もポリカプロラクトンおよびその他の
添加剤は十分に均一に混合されなければならない。粒状
のポリカーボネートの場合はナウターミキサーの様な混
合機にて混合する方法、またエステル交換法の場合は押
し出し機内部で高温に溶融されたポリカーボネートに注
入し混合する方法が好ましい。

【００１５】離型剤としては、炭素数１４〜３０の脂肪
酸モノグリセリドが挙げられる。具体的には、例えば、
ステアリン酸モノグリセリド、ベヘン酸モノグリセリ
ド、アラキン酸モノグリセリド、モンタン酸モノグリセ
リド等の飽和脂肪酸モノグリセリドが挙げられ、これら
は単独でも混合物としても使用できる。離型剤として
は、離型効果および熱安定性の点より、ステアリン酸モ
ノグリセリド及びベヘン酸モノグリセリドが好ましい。
熱安定剤としてはリン系安定剤およびヒンダードフェノ
ール系安定剤が挙げられる。

【００１６】本発明の光ディスク基板用ポリカーボネー
ト材料は、ミクロな状態においても均質な材料であっ
て、ガラス繊維等の強化剤を含有しない非強化の材料で
あり、本発明のポリカーボネート材料からなる光ディス
ク基板は、スタンパーに刻印されているサブミクロンの
大きさのピットや案内溝の形状の転写性に優れ、且つ基
板の反りが小さい。本発明の光ディスク基板用ポリカー
ボネート材料は、各種の光ディスク基板に用いることが
できるが、好ましくは、厚みが０．６ｍｍの単板あるい
はその２枚の貼り合わせによって形成される光ディスク
基板に対し有用であり、更に、案内溝の深さが１５０ｎ
ｍ以上であり、溝と溝のピッチ間隔が０．８５μｍ以下
である信号を有する光ディスクの基板に対し特に有用で
ある。

【００１７】以下、本発明を実施例により更に詳細に説
明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。

【実施例】（１）ポリカーボネート：ビスフェノールＡ
をモノマーとしたタイプでホスゲン法で重合された粘度
平均分子量１４，８００のポリカーボネート（三菱エン
ジニアリングプラスチックス（株）製、商品名ＮＯＶＡ
ＲＥＸ ７０２０ＡＤ２）。

【００１８】（２）光ディスク基板の成形条件： 成形機：住友重機ＤＩＳＫ３、金型：１２ｃｍφＤＶＤ
用金型、成形基板厚み：０.６ｍｍ、スタンパーのグル
ーブ深さ：１６０ｎｍ、スタンパーのグルーブのピッ
チ：０.８０μｍ、射出時間：０．１秒、冷却時間：
７．０秒、スクリュー回転数：３６０ｒｐｍ、スクリュ
ー径：２５ｍｍφ。

【００１９】（３）グルーブの転写率９５％を達成する
ためのシリンダー温度：成形基板の半径方向４６ｍｍの
点で円周方向４点の平均で１５２ｎｍ以上を達成するシ
リンダー温度の最高部分の設定温度。グルーブの転写率
９５％を達成するための金型温度：成形基板の半径方向
４６ｍｍの点で円周方向４点の平均で１５２ｎｍ以上を
達成する固定側と可動側の金型温度。

【００２０】（４）成膜１時間後の水分率：成形後アル
ミニウム膜を５０ｎｍスパッタリングし、２３℃ｘ５５
％ＲＨで１時間放置した後に基板の一部を切り取り、カ
ールフイッシャーにて水分率を測定した。 （５）成膜１時間後の反り：成形後アルミニウム膜を５
０ｎｍスパッタリングし、２３℃ｘ５５％ＲＨで１時間
放置した後に半径２３ｍｍの点を原点として半径５８ｍ
ｍの点のを円周方向４点の平均の反りをレーザー変位計
にて求めた。 （６）衝撃強度：ＡＳＴＭ Ｄ２５６に基づき測定し
た。 （７）光線透過率：ＡＳＴＭ Ｄ１００３に基づき測定
した。

【００２１】〔実施例１〜３〕ポリカーボネートにステ
アリン酸モノグリセリドを５００ｐｐｍ、ノニルフェノ
ールエステルのホスファイトを１００ｐｐｍ、数平均分
子量１０，０００のポリカプロラクトンを表−１に示す
量配合し、ナウターミキサーで混合し、押出機で溶融混
練しポリカーボネート材料を作成した。得られたポリカ
ーボネート材料を用いて、ＤＶＤ用光ディスク基板を成
形し、各種評価を行った。 〔比較例１〕実施例１において、ポリカプロラクトンを
配合しない以外は実施例１と同様にしてポリカーボネー
ト材料を作成し、実施例１と同様にＤＶＤ用光ディスク
基板を成形し、各種評価を行った。

【００２２】

【表１】

【００２３】〔比較例２〕実施例１において、ポリカプ
ロラクトンの配合量を１００ｐｐｍにすること以外は実
施例１と同様にしてポリカーボネート材料を作成し、実
施例１と同様にＤＶＤ用光ディスク基板を成形し、各種
評価を行った。 〔比較例３〕実施例１において、ポリカプロラクトンの
配合量を２０，０００ｐｐｍにすること以外は実施例１
と同様にしてポリカーボネート材料を作成し、実施例１
と同様にＤＶＤ用光ディスク基板を成形し、各種評価を
行った。

【００２４】〔比較例４〕実施例３において、数平均分
子量１０，０００のポリカプロラクトンの代わりに数平
均分子量５００のポリカプロラクトンを用いる以外は実
施例１と同様にしてポリカーボネート材料を作成し、実
施例１と同様にＤＶＤ用光ディスク基板を成形し、各種
評価を行った。 〔比較例５〕実施例３において、数平均分子量１０，０
００のポリカプロラクトンの代わりに数平均分子量７
０，０００のポリカプロラクトンを用いる以外は実施例
１と同様にしてポリカーボネート材料を作成し、実施例
１と同様にＤＶＤ用光ディスク基板を成形し、各種評価
を行った。

【００２５】

【表２】

【００２６】

【発明の効果】本発明の光ディスク基板用ポリカーボネ
ート材料は、ポリカプロラクトンが添加されない場合に
比べて流動性が向上し、シリンダー温度や金型温度を上
げなくても、実際に温度を上げた状態と同等の流動性が
得られる。例えば、３６０℃のシリンダー温度や１２０
℃の金型温度で成形しても転写性に優れる。また、通
常、シリンダー温度が３８５℃以上、金型温度が１３０
℃以上で反りが急激に増大しやすいが本発明の光ディス
ク基板用ポリカーボネート材料においては、反りも増大
することはない。従って、シリンダー温度や金型温度を
上げることなく、高密度の信号の転写が可能となる。ま
た、シリンダー温度が３６０℃以下，金型温度が１２０
℃以下であれば金型内での冷却時間の短縮が可能であ
り、１０秒以内の成形サイクルが可能となる。また、ポ
リカプロラクトンの添加により衝撃強度が高くなるため
光ディスク基板の強度も増加する。

【００２７】さらに、光ディスクがＤＶＤの場合は、反
射膜、半透明膜、色素膜等の成膜後、次の貼り合わせ工
程の前に一定の時間の冷却工程を必要とするが、冷却中
に基板が吸湿し反りが増大しやすいが、本発明の光ディ
スク基板用ポリカーボネート材料を用いた場合は、吸湿
速度がポリカプロラクトンを添加しない場合に比べて遅
くなり、成膜後の反りも減少する。この様な効果は、信
号の案内溝の深さが１５０ｎｍ以上、案内溝と案内溝の
ピッチが０.８５μｍ以下の光ディスク基板の成形にお
いてと特に有用である。上記の様に、本発明の光ディス
ク基板用ポリカーボネート材料は転写性や生産性に優れ
た光ディスク基板を工業的生産するのに利用価値は極め
て高いものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田道生 神奈川県平塚市東八幡５丁目６番２号 三 菱エンジニアリングプラスチックス株式会 社技術センター内 (72)発明者 丸山博義 神奈川県平塚市東八幡５丁目６番２号 三 菱エンジニアリングプラスチックス株式会 社技術センター内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリカーボネートに、数平均分子量１，
   ０００〜５０，０００のポリカプロラクトンが２００〜
   １０，０００ｐｐｍ配合されていることを特徴とする光
   ディスク基板用ポリカーボネート材料。
2. 【請求項２】 ポリカーボネートが、粘度平均分子量１
   ２，０００〜２０，０００のポリカーボネートであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光ディスク基板用ポリ
   カーボネート材料。
3. 【請求項３】 光ディスク基板が、厚みが０．６ｍｍの
   単板あるいはその２枚の貼り合わせによって形成される
   光ディスク基板であることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の光ディスク基板用ポリカーボネート材料。
4. 【請求項４】 光ディスクの基板が、案内溝の深さが１
   ５０ｎｍ以上であり、溝と溝のピッチ間隔が０．８５μ
   ｍ以下である信号を有する光ディスクの基板であること
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光デ
   ィスク基板用ポリカーボネート材料。