JPH0359833A - 光ディスク基板 - 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） 本発明は光ディスク基板に係り、特に軟化点が１００℃
以上の炭化水素樹脂よりなり、基板表面が硫酸クロム酸
混液で処理後の基板表面の水に対する接触角が６０〜１
００度になるように接触処理されている、表面記録膜層
との密着性に優れた光ディスク基板に関する。

（従来の技術） レーザーを用いた光学記録は高密度の情報記録、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。この様な光学記録の一例として光ディスク
を挙げることが出来る。

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。

光ディスクの透明基板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ポリカーボネ
ート（以下、ｒＰＣＪと略称する。）又はポリメチルメ
タクリレート（以下、ｒＰＭＭＡ」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性に秀でる
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全て備え
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
、靭性の面における問題点がかねてより指摘されている
。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。

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−再生一消去一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等が知られている。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　、　ＴｂＦｅＣｏ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。

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蝕を引き起こし、光ディスクの寿命
を縮める原因となっている。

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
かることは無いにしても、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、基板の変形成いはグループの変形等の問題が起
こり得る。

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、生産性の向上のためには、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。

この様な親点からも、樹脂の耐熱性が低いと高い処理温
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。

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、ＰＣでも必ずしも耐熱性が十分であるという評
価を受けているわけではなく、より高い耐熱性を備える
樹脂材料の出現が望まれている。

ＰＣ，、ＰＭＭＡ等の従来の樹脂の欠点を補うものとし
て主に炭素、水素のみよりなりかつ軟化点の高い透明性
の樹脂を用いる方法があり、特開昭６３−４３９１０等
において提案されている。

（発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、軟化点の高い炭化水素樹脂は、いわゆる
ポリオレフィンの低接着性の例に洩れず、記録膜層との
密接性が悪く光ディスクとしての十分な寿命が得られな
いという問題があった。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明者等は、上述の記録膜層との密着性向上
の方法について鋭意検討した結果、成製品の表面を硫酸
クロム酸混液で処理後の基板表面の水に対する接触角が
６０〜１００度になるように処理することにより記録膜
との密着性が顕著に向上する事を見出し、本発明に到達
した。

すなわち、本発明の光ディスク基板は、軟化点が１００
℃以上の透明性炭化水素樹脂よりなり、その表面を硫酸
クロム酸混液で軽度に接触処理している事を特徴とする
。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明における軟化点が１００　’Ｃ以上の透明性炭化
水素樹脂としては、脂環式構造を主鎖或いは側鎖に持つ
高ガラス転移点の非品性樹脂が考えられるが、結晶性で
あっても高透明性が維持されるものであれば、必ずしも
除外するものではない。

本発明で用いられる軟化点が１００℃以上の脂環式構造
を主鎖或いは側鎖に持つ非品性樹脂としては第一にポリ
ビニルシクロヘキサン系樹脂が挙げられる。

本発明で用いられるポリビニルシクロヘキサン系樹脂は
、好ましくはスチレン系樹脂（スチレン系重合体）を核
水添して得られる。

原料のスチレン系重合体としては、ビニル芳香族炭化水
素重合体或いはビニル芳香族炭化水素ブロック共重合体
が挙げられる。後者のビニル芳香族炭化水素ブロック共
重合体としてはビニル芳香族炭化水素重合体セグメント
（以下、「Ａセグメント］と略称する。）と少なくとも
１種以上の共役ジエン重合体セグメント（以下、「Ｂセ
グメント］と略称する。）とから成るものが挙げられる
。

モノマーとして用いられるビニル芳香族炭化水素として
は、スチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレ
ン等を挙げることができ、特に代表的なものとしてスチ
レンが挙げられる。

ビニル芳香族炭化水素重合体としては、これらのビニル
芳香族炭化水素１種よりなる単独重合体或いは２種以上
の共重合体が挙げられる。

また、上記ビニル芳香族炭化水素と、これと共重合可能
な他の不飽和単量体とを、ビニル芳香族炭化水素重合体
の特性が失なわれない範囲で共重合して得られる共重合
体を用いる事もできる。

次に、ビニル芳香族炭化水素ブロック共重合体中のＡセ
グメントとしては上述のビニル芳香族炭化水素重合体と
同様のものが挙げられる。また、ブロック共重合体中の
Ｂセグメントの共役ジエンとしては、１，３−ブタジェ
ン、イソプレン、２，３．ジメチル−１，３−フタジエ
ン、１，３−ペンタジェン、１，３−へキサジエン等が
挙げられ、特に、１，３−ブタジェン、イソプレンが一
般的である。Ａセグメント及びＢセグメントからなるブ
ロック共重合体は、いわゆるリビングアニオン重合と称
せられる公知の方法、例えば有機リチウム化合物を開始
剤とし、ヘキサン、ヘプタンの様な炭化水素溶媒中で重
合する方法等により容易に得ることができる。なお、こ
のようなブロック共重合体中のＡセグメントの含有量は
８０％重量以上、好ましくは９０重量％以上、更に好ま
しくは９３重景％以上である。Ａセグメントの含有量が
８０％重量未満の場合には、水素付加後に得られる樹脂
の耐熱性が低下し、光ディスク基板としては不適なもの
となる。

本発明において、このような原料スチレン系重合体の分
子量は、数平均分子量で５０，０００以上であることが
好ましい。スチレン系重合体の分子量が低過ぎると、水
素付加接待られる樹脂の耐熱性、靭性が低下する。

一方、分子量の上限については特に制限はないが、通常
の場合、４００，０００以下であることが好ましい。

ポリビニルシクロヘキサン系樹脂は、このようなスチレ
ン系重合体を、芳香族水素化能を有する水素化触媒の存
在下で、核水添して得ることができる。ここで使用され
る水素化触媒としては、例えばニッケル、コバルト、ル
テニウム、ロジウム、白金、パラジウム等の金属又はそ
の酸化物、塩、錯体及びこれらを活性炭、ケイソウ上、
アルミナ等の担体に担持したもの等が挙げられる。これ
らの中でも特にラネーニッケル、ラネーコバルト、安定
化ニッケル及びルテニウム、ロジウム又は白金のカーボ
ン又はアルミナ担持触媒が、反応性の面から好ましい。

核水添反応は、５０〜２５０　ｋｇ／　ｃｍ２の圧力、
１００〜２００℃の温度下にて、溶媒としてシクロヘキ
サン、メチルシクロヘキサン、ｎ−オクタン、デカリン
、テトラリン、ナフサ等の飽和炭化水素系溶媒或いは、
ＴＨＦ等のエーテル系溶媒を用いて行なうのが好ましい
。

核水添反応による芳香核の核水添率は９０％以上、特に
９５％以上であることが好ましい。核水添率が低く、９
０％未満であると、得られる樹脂の耐熱性の低下、複屈
折の増大等の問題があり好ましくない。

本発明の他の非品性重合体としては、エチレン等の０−
オレフィンと、環状モノオレフィンとのチーグラー触媒
によるランダム共重合体、環状オレフィンのメタセシス
触媒による開環重合体に水素添加したもの等が挙げられ
る。

前者に用いられるａ−オレフィンとしては、エチレン、
プロピレン等が挙げられ特にエチレンが好ましい。また
環状モノオレフィンとしては、２Ｊルボルネン、５−メ
チル−２Ｊルボルネン、１，４，５．８−テトラメタノ
−１，２，３，４，４ａ、５，８，８ａ−オクタヒドロ
ナフタレン、２−メチル−１，４，５，８−テトラメタ
ノ−１，２，３，４，４ａ、５，８，８ａ−オクタヒド
ロナフタレン等が挙げられる。

後者に用いられる環状オレフィンとしては、前者で挙げ
られた、環状モノオレフィンの他、ジシクロペンタジェ
ン、トリシクロペンタジェン等の環状ポリエンも用い得
る。

得られたメタセシス触媒による開環重合体は、前述のポ
リビニルシクロヘキサン系樹脂を製造されるのに用いら
れたものと同様の水素添加触媒を用いて類似の条件下で
水素添加される。

前者の非品性重合体は、特開昭６０−１６８７０８号公
報、６１・１１５９１２号公報等に、後者の非品性重合
体は、６０−２６０２４号公報、６３−２１８７２６号
公報等に記載されている。

また、結晶性の樹脂であっても、立体規則性触媒によっ
て重合した、４−メチルペンテン−１重合体の様な透明
性の重合体であれば用いる事が出来る。

本発明における光ディスク基板は射出成型により成型す
る。本発明の炭化水素樹脂は射出成型に必要な流動性を
保持する為、分子量は数平均分子量で２０，０００より
太きく　２００，０００以下である。

分子量の下限は、樹脂の強度により規定される。

本発明において、樹脂の軟化点はサーモメカニカルアナ
ライザーにより、針入モード用プローブを用い、荷重５
ｇ、５℃ノ分の昇温速度で測定した場合１００℃以上、
好ましくは１２０″Ｃ以上である。軟化温度が低いと、
基板、グレープの変形等の問題がある。

本発明においては以上の様にして得られた樹脂に熱安定
剤を配合し射出成型を行う。

熱安定剤としては、ヒンダードフェノール系熱安定剤、
イオウ系熱安定剤、リン系熱安定剤等が挙げられる。

ヒンダードフェノール系熱安定剤とリン系熱安定剤の併
用が耐熱劣化性の向上という競点から好ましい。

本発明で採用されるヒンダードフェノール系熱安定剤と
しては、テトラキス［メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ
−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートメ
タン、３，９−ビス［１，１−ジメチル−２−（１３−
（３−ｔ−ブチル−４−ヒトロキシー５−メチルフェニ
ル）プロピオニルオキシ）エチル］−２．４，８．１０
−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン、１，３．
５−　）リス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキ
シベンジル−５−）リアジン−２，４，６（ＩＨ，３Ｈ
，５Ｈ）−トリオン、１．３．５−トリメチル−２，４
，６−）リス（３，５−ジ−ｔ−ブチル４−ヒドロキシ
ベンジル）ベンゼン等が挙げられる。

また、リン系熱安定剤としては、テトラキス（２，４−
シーｔ−デタルフェニル）−４，４’−ビフェニレンホ
スフォナイト、ビス（２，６−ジーｔ−ブチル−４−メ
チルフェニル）ペンタエリストリール−ジ−ホスファイ
ト等が挙げられる。

これら安定剤の好適な添加量は各々０．０１〜１重量部
である。

これらの安定剤と本発明の軟化点が１００℃以上の炭化
水素樹脂との混合方法については特に制限はないが、通
常は樹脂と安定剤とをリボンブレンダー、タンブラーブ
レンダー　ヘンシェルミキサー等で混合し、その後、パ
ンバリーミキサー−軸押出機、二軸押出機等で溶融混練
し、ペレット形状とすることにより混合する。しかして
、このようにして得られたペレットを用い、成形温度２
７０〜３５０℃、特に２８０〜３４０℃で射出成形する
ことにより、透明性、耐熱性等に優れ、着色もなく光学
歪みの著しく小さい光ディスク基板を得ることができる
。

本発明に於ては以上の様にして得られた光ディスク基板
を硫酸クロム酸混液中に含浸させて表面を軽度に接触処
理することが重要である。

用いる硫酸クロム酸混液は、重クロム酸アルカリ塩、純
水、濃硫酸の混合物であり、純水及び濃硫酸の重クロム
酸塩に対する割合は、糸屯水／クロム酸塩重量比で１／
１〜２０／１好ましくは１７１〜３１１゜濃硫酸１重ク
ロム酸重量比で１０１１〜２００／１好ましくは１０１
１〜３０／１である。アルカリ金属としては通常ナトリ
ウム又はカリウムが用いられる。

そして、かかる硫酸クロム酸混液による接触処理は軽度
なものであり、これは該処理後の基板表面の水に対する
接触角により定義され、本発明ではかかる接触角が６０
〜１００度の範囲になるように処理する。

処理後、水に対する接触角が低下するのは酸化力の強い
硫酸クロム酸混液によって表面が酸化され、Ｃ−ＯＨ，
Ｃ＝Ｏ，Ｃ０ＯＨなどの含酸素基が形成された為である
と推定される。表面の極性が増大することによって記録
膜の密着性が増大するものと考えられる。

処理温度は通常室温ないしは８０℃であるが本発明の目
的を達する為には室温で十分である。

処理時間は比較的短かくてよく、室温で処理した場合は
１時間以内、好ましくはＩＯ分以内、更に好ましくは３
分以内である。

処理時間が長ずざると表面が荒れてしまいノイ゛ズレベ
ル等に悪影響を及ぼすと考えられる。

本発明の光ディスク基板を用いて光ディスクを製造する
際には、該基板表面にスパッタリング、或いは蒸着等の
方法により、ＳＮｘ、　ＴａＯｘ等の皮膜を形成し更に
その上にＴｂＦｅＣｏ等の記録層を形威し、更にＡＩ等
の反射膜を設は保護膜で覆う等の方法を採用する事が出
来る。

［実施例］ 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。

なお、以下の実施例及び比較例における各種物性は、次
の方法によって測定したものである。

■数平均分子量ニ ゲル・パーミェーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ
）により、ＴＨＦを溶媒としてポリスチレンと同様に測
定し、ポリスチレン換算の数平均分子量を求めた。

■核水添率（％）： ポリビニルシクロヘキサン系樹脂をテトラヒドロフラン
（ＴＨＦ）に溶解し、ＵＶ吸収により測定した。

■軟化温度（℃）： セイコー電子社製サーモメカニカルアナライザーを用い
て、針入モード用プローブを用い荷重５８５℃ノ分の昇
温速度で軟化温度を測定した。試験片の厚みは３ｍｍと
した。

■光ディスク基板の光線透過率（％）：ＪＩＳＫ６７１
４に準拠して測定した。

■接触角の測定 室温２３℃、５０％ＲＨの条件下で、協和界面科学社製
（Ａ−ＤＴ、　Ａ型を用いて、液滴法により、接触角を
測定した。

サンプルをセットし、脱塩蒸留水を直径的１．５ｍｍの
液球にし、サンプル上に滴下した。その液滴とサンプル
表面との接触している角度を液滴の左右で測り、その平
均値を出し、その測定を数回、測定点を変えて測定し、
その平均値で接触角を算出した。

基板製造例 スチレン単独重合体の水添により得られた、数平均分子
量７０，０００、核水添率９９％のポリビニルシクロヘ
キサン１００重量部に、１，３．５−トリメチル−２，
４，６−ドリスー（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒド
ロキシベンジル）ベンゼン（日本チバガイギー社製ｒ　
Ｉｒｇａｎｏｘ１３３０　Ｊ　）０．２重量部、ビス（
２，６−ジーｔ−ブチル−４，メチルフェニル）−ペン
タエリスリトール−ジホスファイト（アデカアーガス社
製ｒ　ＭＡＲＫ　　ＰＥＰ−３６Ｊ　Ｏ，２重量部を添
加し、押出機を用いて２６０℃で溶融混線を行ないペレ
ット化した。

このペレットを射出成形機（名機社製ｒＭ１４０ＡＪ）
を用いて、可動金型側にグレープ付スタンバ−を取り付
け、樹脂温度３００℃で厚さ１．２ｍｍ、直径１３０ｍ
ｍの円盤状光ディスク基板を成形した。

基板樹脂の軟化温度は１７２℃であり、基板の光線透過
率は９０％であった。水に対する接触角は１０９℃であ
った。

実施例１ 重クロム酸カリウム５ｇをメノウ乳鉢でよくすりつぶす
。この粉砕した重クロム酸カリウム５ｇを糺水８ｇ中に
入れ、攪拌しながら濃硫酸１００ｇを少量ずつ加えてい
く。

１時間攪拌を続は重クロム酸カリウムを完全に溶解させ
る。この硫酸クロム酸混液中に室温にて基板製造例で得
られた光ディスク基板を含浸させ２分後に取り出し、よ
く水洗いする。この基板を１００℃１時間乾燥し水に対
する接触角を測定したところ６９°であった。得られた
基板をスパッタリング装置に装入し、まず８Ｘ１０−７
Ｔｏｒｒ以下まで排気し、Ａｒと０２との混合ガスを用
いてＴａターゲットの反応性スパッタを行ないＴａ２０
５からなる干渉層（厚さ５ｏｏＡ）を形成した。次いで
、Ｔｂターゲット及びＦｅＣｏターゲットを用いたＡｒ
ガスによる２元同時スパッタにより、ＴｂＦｅＣｏの記
録層（厚さ３００Ａ　）を設けた。更に、Ｔｉチップを
配置したＡ１ターゲットをＡｒガス中でスパッタして厚
さ３００Ａの反射層を形成した。この皮膜を設けた基板
の鏡面となっている部分に１ｃｍ　Ｘ　１ｃｍの範囲で
各１０本の線を引き得られた基板目状部分に寺岡社製粘
着テープ（イミドフィルムベース）を貼りつけ、これを
引き剥す事により、基板と酸化タンタル膜の密着強度を
評価した。

結果はｌｍｍＸ１ｍｍ角の基板目状試験片１００枚のう
ち剥れたものは１枚もなかった。又、酸化タンタル膜を
設けた基板を温度８５℃、湿度８５％ＲＨ中で１００時
間高温高湿度試験した後の剥離試験においても剥れたも
のは１枚もなかった。この様に酸化タンタル膜の密着性
は良好であった。この２分処理した表面を電子顕微鏡（
１０００倍）で観察したところ表面の荒れは認められな
かった。

実施例−２ 実施例−１においてクロム酸混液中に含浸する時間を９
分に変えた以外は実施例−１と同様に処理を行なった。

テープ剥離試験の結果は、１００枚中剥れたものは１枚
もなかった。この９分処理した表面を電子顕微鏡（１０
００倍）で観察したところ表面の荒れは認°められなか
りた。

比較例−１ 処理を行なわなかった基板についてテープ剥離試験を行
なったところ１００枚中１Ｏ０枚剥離した。

実施例及び比較例の結果を表１にまとめる。

表１ （発明の効果］ 本発明は以上詳述したように表面記録膜層との密着性及
び耐熱性に優れ、吸水性の小さな光ディスク基板の発明
であり、産業上の利用価値は極めて大きい。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）軟化点が１００℃以上の炭化水素樹脂よりなり、
   その表面が硫酸クロム酸混液で処理後の基板表面の水に
   対する接触角が６０〜１００度になるように接触処理さ
   れていることを特徴とする光ディスク基板
2. （２）硫酸クロム酸混液中の純水及び濃硫酸の重クロム
   酸塩に対する割合が純水／重クロム酸塩重量比で１／１
   〜３／１、濃硫酸／重クロム酸重量比で１０／１〜３０
   ／１である特許請求の範囲第１項に記載の光ディスク基
   板