JPS63257933A - 光学式情報記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光磁気ディスク、追記型光ディスク。

コンパクトディスク等の光学式情報記録媒体に関するも
のであり、特にその長期信頼性や基板強度の改善に関す
るものである。

〔発明の概要〕

本発明は、ポリカーボネート樹脂基板上に情報記録層を
有する光学式情報記録媒体において、上記基板に残存す
る残留遊離塩素量を１．０　ＰＰ−以下、かつリン含有
量を５〜ｔｏｐｐｍとすることにより、 酸化や分解による変質の発生を抑え長期信頼性の向上を
図ると同時に、成形時の熱分解を抑制し基板強度の向上
を図ろうとするものである。

〔従来の技術〕

光記録方式は、非接触で記録・再生ができ、取り扱いが
容易であること、傷や汚れ等に強いこと、等の特徴を有
し、さらには磁気記録方式等に比べて記憶容量が数十倍
から数百倍大きいという利点を有することから、音声信
号や画像信号を記録する所謂コンパクトディスクやビデ
オディスクとして実用化されるとともに、コード情報や
イメージ情報等の大容量ファイルへの活用が期待されて
いる。

この光記録方式の情報記録媒体としては、前述のコンパ
クトディスクのような再生専用のものの他、追記型光デ
ィスクや光磁気ディスク等、各種方式の媒体があるが、
何れにしてもポリカーボネート樹脂等よりなる透明基板
上に情報記録層を形成することによって構成されている
。

ポリカーボネート樹脂は、溶融成形時に耐熱性を有し成
形しやすいこと、ディスク成形後に変形。

変質が少ないこと、機械的特性が優れていること、等の
特徴を有し、上述の光学式情報記録媒体の基板材料とし
て有用なものである。

一方、情報記録層の記録材料としては、光磁気ディスク
における希土類元素−遷移金属非晶質合金膜に代表され
るように、金属系の記録材料の開発が進められており、
例えばＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＦｅ、ＧｄＦｅ等の材料は感
度、読み出し性能等の点で良好な特性が得られることが
報告されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述の金属系記録材料により情報記録層が形
成されてなる光学式情報記録媒体においては、その実用
化にあたって長期信頼性の改善が大きな課題となる。

例えば、ポリカーボネート樹脂成形体を基板とする光学
式情報記録媒体（例えばコンパクトディスクや光磁気デ
ィスク等、）を高温高湿下で保存すると、局部酸化によ
り記録膜や反射膜等に腐食が発生する。この腐食の発生
は、再生不良等をもたらし、信軌性を保証しなければな
らない光学式情報記録媒体において大きな問題となる。

あるいは、基板においても局部的加水分解等により変質
が生じ、これに応じてバイトエラー数が増加する等、光
学式情報記録媒体の商品価値を低下させる原因となって
いる。

そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、ポリカーボネート樹脂成形体を基板とす
る光学式情報記録媒体における長期信頼性の改善を目的
とし、再生不良の発生が少なく機械的強度にも優れ、信
頼性の高い光学式情報記録媒体を提供することを目的と
する。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明者等は、ポリカーボネート樹脂を基板材料とする
光学式情報記録媒体における欠陥の発生のメカニズムを
究明すべく長期に亘り鋭意検討を重ねた結果、基板に残
存する残留遊離塩素量及びリン含有量が深く関わってい
るとの知見を得るに至った。

本発明は、かかる知見に基づいて完成されたち）良 のであって、ポリカーボネート樹脂よりなる基板上に光
学的に信号が読み取られる情報記録層を設けてなる光学
式情報記録媒体において、上記基板は残留ｍ１１ｍ塩素
量が１．　ｏ　ｐｐｍ以下、かつリン含有量が５〜１０
ｐｐ＋ｍとされたことを特徴とするものである。

本発明の光学式情報記録媒体において、基板材料として
使用されるポリカーボネート樹脂は、二価フェノール系
化合物（Ｉ＋１えばビスフェノールＡ）を酸結合剤（例
えば水酸化ナトリウム等のアルカリ）及び溶剤（塩化メ
チレン）の存在下、ホスゲンと反応させることにより合
成するホスゲン法によって製造されるものであって、通
常のポリカーボネート樹脂の他、分岐化剤としてフェノ
ール性水酸基を有する三官能以上の多官能性有機化合物
を用いた分岐化ポリカーボネート樹脂、末端停止剤とし
て長鎖アルキル酸クロライド若しくは長鎖アルキルエス
テル置換フェノール等の一官能性有機化合物を用いた末
端長鎖アルキルポリカーボネート樹脂、前述の分岐化剤
及び末端停止剤の両者を用いた末端長鎖アルキル分岐ポ
リカーボネート樹脂、さらにはこれらの混合物等が使用
される。

そして、これらポリカーボネート樹脂は、ペレット状態
で射出成形機に投入し、ヒータにより流動化した後、金
型中に押し出すことにより基板に成形されるが、本発明
では、先ずこの射出成形により得られた成形体の状態で
基板中に残存する残留′ｆｌ離塩素の量を１．０ρρｍ
以下とする。本発明者等の実験によれば、上記残留遊離
塩素量が１．０ｐｐｎ＋を越えると、エラーレートの増
加が見られた。

上記残留ａ離塩素を低減するには、・ホスゲン法で製造
されるポリカーボネート樹脂の精製を充分なものとすれ
ばよく、例えばホスゲン法により生成した重合体溶液か
ら不純物である塩類、アルカリ等の電解質物質を除去す
るための水洗工程を繰り返し行いこれらを完全に除去す
ること、溶剤である塩化メチレンをポリカーボネート樹
脂中から徹底的に追い出すこと、等によりポリカーボネ
ート樹脂に含まれる塩素の量を抑えることができ、その
結果基板成形時の残留遊離塩素量を低減することができ
る。

一方、ポリカーボネート樹脂の熱安定性を改善するため
に、ポリカーボネート樹脂製造の際にリン化合物（例え
ば亜リン酸エステル等）を添加するが、この結果として
基板に含まれるリン含有量がやはり腐食や変質に大きな
影響を与えることから、その量を１０ｐｐｍ以下に抑え
ることとする。

本発明者等の実験によれば、前記のリン含有量が１ｏｐ
ｐｍを越えると急激に欠陥（腐食や変質等による。・）
が増加することが確認された。

この場合、ポリカーボネート樹脂にリン化合物を添加し
ないことが前記の欠陥を防止する上で好ましいが、リン
化合物を添加しないものでは、例えば射出成形された基
板の強度劣化に右いて差が生ずる。これはリン化合物を
添加しないと、射出成形時に樹脂が高温化で加水分解を
生じ分子量を低下させるためである０分子量の低下は、
材料の機械的強度を劣化させる０本発明者等の実験によ
れば、リン含有量が５　ｐｐ＋ｓ以上であれば熱分解防
止に充分な効果を発揮することが判明した。

したがって、充分な熱安定性能を発揮せしめ、また欠陥
の発生を防止するためには、リン含有量が５〜１ｏｐｐ
ｓ＋であることが望ましいとの結論を得た。

〔作用〕

一般に、市販のポリカーボネート樹脂にはかなりの遊離
塩素が残存しており、基板に成形した時点で残留′ｉｌ
！＃塩素量は１．３〜１．６　ｐｐｍ程度にもなる。

この残留遊離塩素は、例えばポリカーボネート樹脂重合
体中に残存する電解質（塩化ナトリウム）や溶剤である
塩化メチレン、さらには重合体の末端に結合する塩素等
に由来するもので、光学式情報記録媒体の耐蝕性に対し
て著しく悪影響を及ぼす。

残留ａｍ塩素による影響を抑える方法としては、例えば
基板を洗浄する方法が考えられるが、応急的な処置にす
ぎず、根本的な解決にはならない。

また、保護膜を設けることも考えられているが、わずか
のクラックを生ずると腐食が始まり、やはりこれも根本
的な解決策とは言い難い。

本発明では、ポリカーボネート樹脂の精製工程を見直し
、基板原料のポリカーボネート樹脂中に含まれる含塩素
成分を徹底的に除去し、基板状態での残留遊離塩素量を
１．０　ｐｐｍ以下とすることにより、光学式情報記録
媒体の情報記録層に発生する腐食を抑制する。

一方、ポリカーボネート樹脂には、熱安定性の観点から
リン化合物が添加されるが、基板に成形したときにはこ
のリン化合物の含有量も同様に腐食や基板変質等の原因
となる。但し、リン化合物を全く添加しないとポリカー
ボネート樹脂の熱安定性が不足し強度の点で問題が生ず
る、そこで、本発明ではリン含有量を５〜１０ｐｐｍの
範囲内に抑えることにより、情報記録層に発生する欠陥
を抑制し、同時に基板の機械的強度をも確保するように
する。

〔実施例〕

以下、本発明を具体的な実験結果に基づいて説明する。

先ず、塩素除去プロセスの程度の異なるポリカーボネー
ト樹脂ペレットを用意し、これを射出成形機に投入し、
ヒータ温度３２０〜３６０°Ｃ１金型温度８０〜１１５
℃で射出成形を行い、厚さ１．２　ｗｉのディスク状の
基板を成形した。これを基板Ａ−基板りとする。

次に、これら基板Ａ〜基板りに残存する残留遊離塩素量
を定量した。定量は電位差滴定法によった。すなわち、
各基板より試料を５ｇ切り取り、これを精秤してメチレ
ンクロライド１５０−に熔解し、これにアセトンを加え
て直ちに０．００５Ｍ硝酸１１！／アセトン溶液で自動
滴定装置を用いて電位差滴定により塩素を定量し濃度を
求めた。この方法により遊離した塩素イオン量が定量さ
れた。なお、使用した自動滴定装置は手招レボーティン
グタイトレータ−ＣＯＭＴ　ＩＴＥ−７型である。

その結果、基板への残留遊離塩素量は０．９　ｐｐｍ、
基板Ｂの残留遊離塩素量は１．２ｐｐｍ、基板Ｃの残留
ｔｉ離塩素量は１．３ρｐＩ１１．基板りの残留遊離塩
素量は１．９　ｐｐｍであった番 そこで次に、第１図に示すように、これら基板（１）〔
基板Ａ−基板Ｄり上に膜厚５００人の５ｉ３Ｎａ膜（２
）、膜厚６００人のＴｂＦｅＣｏ膜（３）〔このＴｂＦ
ｅＣ。

膜（３）は記録層としての役割を果たす、〕及び厚さ５
μｍの紫外線硬化樹脂層（４）を順次被着形成し、光磁
気ディスクを作製した。

得られた各光磁気ディスクについて、エラーレートの増
加を評価した。評価方法としては、９０°Ｃ１相対湿度
８５％の条件下で各光磁気ディスクを保存し、経時によ
るエラーレートの増加を初期のエラーレートに対する比
で表した。結果を第２図に示す、なお、図中曲線Ａは基
板Ａを用いた光磁気ディスクを、曲線Ｂは基板Ｂを用い
た光磁気ディスクを、曲線Ｃは基板Ｃを用いた光磁気デ
ィスクを、曲ＬＡＤは基板りを用いた光るｎ気ディスク
をそれぞれ表す。

この第２図より、基板（１）に残存する残留′ｔｉ離塩
素の量が１．０ｐＰ−以下のもの（基板Ａを使用した光
磁気ディスク〕ではエラーレートの増加はほとんど見ら
れず、良好な耐蝕性を示すことがわかる。これに対して
、基板の残留遊離塩素量が１．０ｐｐｍを越えると腐食
の発生に伴うエラーレートの増加が見られ、この傾向は
残留ｉ離塩素■が多いほど顕著であることが確認された
。

以上の結果を基に、こんどはリン含有量の影響を調べる
ために、遊離塩素量が０．９　ｐｐｍとなるような精製
プロセスを経てリン含有量の異なる数種のポリカーボネ
ート樹脂を調製し、通常の方法により射出成形を行い基
板を作製した。なお、リン化合物としては亜リン酸エス
テルを使用した。

成形した各基板のケイ光Ｘ線解析を行い、各サンプルで
のリン含有量を求めた。その結果、リン含有量はそれぞ
れ０，５，１０．１５，２２ｐｐ＋ａであった。

次に、基板の熱安定性を調べるために、基板成形前の各
ポリカーボネート樹脂（リン含有ＩＯ２５，１０，１５
，２２ｐｐｍ）の流動性を測定し、熱分解のデータとし
て評価した。結果を第４図に示す、なお、流動性はペレ
ットの状態にてフローテスタ法（ＪＩＳ規格）により流
れ値の変化ΔＱを測定した。この流れ値の変化ΔＱが大
きければ分子量の低下が大きいということになる。

その結果、リンの基板内含有量を５　ｐｐＨ以上にすれ
ば、ΔＱが抑えられ熱酸化防止には充分であることがわ
かった。

さらに、これら基板を用いて第１回に示すような光磁気
ディスクを作製した。

そして、先ずこれら光磁気ディスクに対して初期の外観
検査を行い、欠陥のないことを確認した。

次に各光磁気ディスクを９０°Ｃ１相対湿度８０％の恒
温恒温槽内で１５０時間保存し、保存後に外観検査を行
った。この外観検査により確認された欠陥の発生数とリ
ン含有量の関係を第３図に示す、なお、第３図中の欠陥
発生数は、各光磁気ディスクサンプル８枚中に見られた
欠陥の数を表す。

その結果、１０ｐｐｍを越えるリンが含まれるポリカー
ボネート樹脂を使用した光磁気ディスクにおいては、９
０°Ｃ１相対湿度８０％の恒温恒湿下の信転性試験で１
５０時間後に目視で確認できる欠陥が発生し、バイトエ
ラーに影響を与えることが判明した。これに対して、リ
ンの基板内含有量を１０ｐｐｍ以下にすることにより、
１５０時間後の目視試験では欠陥は認められなかった。

以上、本発明を具体的な実験結果により説明したが、本
発明の適用範囲が上述の光磁気ディスクに限定されるも
のではなく、いわゆるコンパクトディスクや追記型光デ
ィスク等あらゆる種類の光学式情報記録媒体に適用可能
であって、また媒体の構造も何ら限定されるものではな
い。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の光学式情報
記録媒体においては、ポリカーボネート樹脂基板に残存
する残留遊離塩素量を１．０　ｐｐｍ以下、かつリン含
有１１１０ｐｐ■以下としているので、情報記録層の腐
食や基板の変質が大幅に抑えられ、再生不良が少なく長
期信頬性に優れた光学式情報記録媒体を提供することが
可能である。

また、リン含有量を５　ｐｐｍ以上としているので、ポ
リカーボネート樹脂の熱安定性の点で有利であり、基板
の機械的強度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光磁気ディスクの構成例を示す要部概略断面図
であり、第２図は基板に残存する残留塩素量を変化させ
たときの各光磁気ディスクのエラーレートの経時変化を
示す特性図である。 第３図は基板のリン含有量と保存後の欠陥発生数の関係
を示す特性図であり、第４図はポリカーボネート樹脂中
のリン含有量と流れ値の変化ΔＱの大きさの関係を示す
特性図である。 ｌ・・・基板 ３・・・ＴｂＦｅＣｏ膜（情報記録層）５・・・記録層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ポリカーボネート樹脂よりなる基板上に光学的に信号が
   読み取られる情報記録層を設けてなる光学式情報記録媒
   体において、 上記基板は残留遊離塩素量が１．０ｐｐｍ以下、かつリ
   ン含有量が５〜１０ｐｐｍとされたことを特徴とする光
   学式情報記録媒体。