高速光ディスク用基板材料
本発明は、高速での操作を確実に行なえ、８５％よりも高いピット／グルーブ構造の転写率を有すると共に、十分なディスク平坦性をもたらすことができる光記録媒体を製造するためのポリカーボネートの使用に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速回転時に光ディスクドライブを破損させることなく安全に使用でき、良好な転写率を示す、光ディスクを製造するための特別なポリカーボネートの使用を開示する。
【背景技術】
【０００２】
光データ記憶に関する研究は、主に、ある世代から次の世代に向けて、ディスク１枚当りの記憶容量を増加させることに注視されている。このことは、例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）形式の場合ディスク１枚当り０.７ＧＢｙｔｅの容量を有し、単層デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）の場合４.７ＧＢｙｔｅの容量を有し、単層ブルーレイディスク（ＢＤ）の場合２５ＧＢｙｔｅの容量を有することから例示される。ＤＶＤおよびＢＤの場合において判るように、これらの容量は、例えば、二重層ディスクまたは更なる層を備えるディスク、あるいは両面にアクセス可能なディスクを導入することにより増加させることができる。
【０００３】
更に重要な点は、ディスクの読み出しおよび／または記録を行う間のデータ転送速度である。ピットまたは記録マークは、ある世代から次の世代に向けて、より小さくなっているにもかかわらず、データが連続して読み出しおよび／または記録されることにより、記憶密度の増加をもたらしている。この結果、ディスク全体における読み出しおよび／または記録時間の増加が生じている。この転送速度の欠如は、各形式における記録および読み出しに対する基準速度１Ｘを、ある世代から次の世代に向けて増加させることにより補償されている。ディスクの回転速度を増加させて、ある形式内におけるデータ転送速度を増加させることにより、高速記録および読み出しが促進されている。
【０００４】
１Ｘの基準速度と比較して、５２Ｘのデータ転送速度をもたらすことができるＣＤ形式のドライブおよびディスクが開発された。５２Ｘの速度の場合、０.７ＧＢｙｔｅの容量を有するディスクにおける回転速度は、１分当り約１０５００回転（ＲＰＭ）であり、直線での基準速度は１.２ｍ/ｓである。
【０００５】
１Ｘの基準速度と比較して、最大２２Ｘのデータ転送速度をもたらすことができるＤＶＤ形式のドライブおよびディスクが開発された。２２Ｘの速度の場合、回転速度は約１２８３０ＲＰＭである。
【０００６】
１Ｘの基準速度と比較して、最大８Ｘのデータ転送速度をもたらすことができるＢＤ形式のディスクおよびドライブが現存する。１層あたり２５ＧＢｙｔｅの容量を有する場合、８Ｘ速度に対する回転速度は約６４８０ＲＰＭであり、基準速度１Ｘに対する直線速度は４.９２ｍ／ｓである。研究段階においては、ディスクの回転速度が９７２０ＲＰＭに対応する１２Ｘの記録速度を既に実証している（日本の高松で開催されたＩＳＯＭ２００６(光メモリ国際シンポジウム）の議事録；「最大１２ＸのＢＤ-Ｒ(Cu:Si)記録」、R.G.J.Aヘッセン、J.H.Gジャガーズ、A.P.G.Eジャンセン、J.リジパー、P.R.V.ソンバイル、J.J.H.B.シュライペン著、フィッリプス・リサーチラボラトリー、High Tech Campus 34、5656 Ae Eindhoven、オランダ）。
【０００７】
これらの場合において、該ディスクは定角速度で回転する（ＣＡＶ記録）であり、実質的には、これらの最も高いデータ転送速度はディスクの最外部でのみ成立している。例えば、一定線速度（ＣＬＶ記録）でディスク全体に亘って８Ｘ速度を有する、正確な８ＸＢＤデータ転送速度を実現することを所望する場合、回転速度を最大１６０００ＲＰＭまで増加させなければならない。
【０００８】
１００００ＲＰＭより高い回転速度において、ドライブを破壊し得る、ポリカーボネートディスクの爆発様の破損が生じることは、何度も報告されており既知である。一般に、標準的な光ディスク等級のビスフェノールＡポリカーボネートから製造される形式のディスクに対して、１００００より高い回転速度をもたらすことが重要となっている。つまり、光ディスク用材料に起因する最大データ転送速度の制限が生じている。したがって、基板材料の改質またはディスク構造の改良によって、高い回転速度を付した場合でも、ディスクの破損を防ぐための解決策が提案されている。
【０００９】
欧州特許出願公開第１５１８８８０号Ａ１明細書において、ブルーレイディスクを製造するための特定のコポリカーボネートが開示されている。これらの材料は調製することが困難であり、光ディスク基板へ加工することが困難である。該明細書において、ビスフェノールＡポリカーボネート（上記特許文献の段落００７９）は、ピットおよびグルーブ転写率に関して適当でないと判断されている。
【００１０】
特定のブレンド剤を有する特定のポリカーボネートブレンドが開示されている、特開２００６-３１８５２５号公報にも同様のことがあてはまる。該明細書において、純粋なビスフェノールＡポリカーボネートは、適当でないと判断されている。適当な材料は、ビスフェノールＡポリカーボネートと比べてより高い曲げ弾性率を有する材料であると記載されている。
【００１１】
欧州特許出願公開第１１３０５８７号Ａ明細書は、コア材料とシェル材料として、異なるポリマーを含有するサンドイッチ型ディスクを提案する。該ディスク構造は複雑であり、これらのサンドイッチ型のディスクを製造するために、特別な製造装置が必要である。
【００１２】
韓国特許第２００３０７３２４２号明細書には、ディスク内部に特定の繊維強化材を備える光ディスクが開示されている。これらのディスクは、高い回転速度を持続することができるが、それらの複雑な非標準的構造に起因して製造することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１５１８８８０号Ａ１明細書
【特許文献２】特開２００６-３１８５２５号公報
【特許文献３】欧州特許出願公開第１１３０５８７号Ａ明細書
【特許文献４】韓国特許第２００３０７３２４２号明細書
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】ＩＳＯＭ２００６の議事録；「最大１２ＸのＢＤ-Ｒ(Cu:Si)記録」、R.G.J.Aヘッセン、J.H.Gジャガーズ、A.P.G.Eジャンセン、J.リジパー、P.R.V.ソンバイル、J.J.H.B.シュライペン著
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ディスク製造の費用効率が高く、高い回転速度を持続することができると共に、良好な転写率を示す光ディスク基板が必要とされている。一般に、標準的な光ディスク等級のビスフェノールＡポリカーボネートを使用することは、より低い回転速度、例えば１３０００ＲＰＭ以下の回転速度に制限される。常套のディスクドライブにおいて使用される速度である約１３０００ＲＰＭにて生じるディスクの破壊に起因して、このようなディスクを長期間使用することはできないといった問題が報告されている。したがって、この問題を解決できる材料、すなわち、高い回転速度であっても長期間の使用を可能とする材料を開発する目的が生じた。標準的な光ディスク等級のビスフェノールＡポリカーボネートから製造されるブルーレイディスクを、特に１３０００ＲＰＭより高い回転速度で使用する場合、ディスクの破損により危険が生じる。
【００１６】
標準的な光ディスク等級のビスフェノールＡポリカーボネートから製造されるディスクを短期間試験に付した場合、ディスクの破損に起因して破壊が生じてしまうので、少なくとも３０分間、２４０００ＲＰＭの回転速度を持続することはできなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
驚くべきことに、より高い分子量を有するビスフェノールＡポリカーボネートを使用することにより、上述の問題を解決することができると共に、高いピットおよびグルーブ転写率をもたらすことができる。１００００ＲＰＭより高い回転速度を必要とする高速ブルーレイディスクに関する、上述の問題の解決策として特に適当なことは、ビスフェノールＡポリカーボネートが、１.２１０〜１.２８５、好ましくは１.２２０〜１.２８５、より好ましくは１.２３０〜１.２７０の範囲で相対溶液粘度（分子量に相当する）を有することである。更に、前記ポリカーボネート中の離型剤の含有量は、ポリカーボネート１００重量部に基づき、２０００ｐｐｍ未満、好ましくは１０００ｐｐｍ未満、最も好ましくは５００ｐｐｍ未満である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１はケーシングの形状および試験条件に関する。
【図２】図２はケーシングの形状および試験条件に関する。
【図３】図３は、クランプの詳細とディスク取り付け具の詳細に関する。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
一般にポリカーボネート樹脂は、芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート先駆物質の溶融重合または溶液重合によってもたらされる。各ポリカーボネート製のディスクが、本明細書の実施例において記載される高速回転試験の要求を満足し、および好ましくは、上述の相対溶液粘度範囲を満足する限り、任意の芳香族ジヒドロキシ化合物を使用できる。
【００２０】
好ましい芳香族ジヒドロキシ化合物は、以下の式(I)で表される化合物である：
【００２１】
【化１】
式中、Ｚは、以下の式(Ia)で表される基を示す：
【００２２】
【化２】
式中、
Ｒ１およびＲ２は相互に独立して、ＨまたはＣ１〜Ｃ８−アルキル、好ましくはＨまたはＣ１〜Ｃ４−アルキル、特に好ましくは水素またはメチルを表し、および
Ｘは単結合、Ｃ１〜Ｃ６−アルキレン、Ｃ２〜Ｃ５−アルキリデンまたはＣ５〜Ｃ６−シクロアルキリデンを表し、Ｃ１〜Ｃ６−アルキル、好ましくはメチルまたはエチルで置換されてもよい。ただし、Ｘが３，３，５−トリメチルシクロヘキシリデンを示す場合、Ｒ１およびＲ２は水素を表す。
【００２３】
最も好ましくは、Ｘはイソプロピリデンを示し、Ｒ１およびＲ２は水素を表す。
【００２４】
一般に、芳香族ヒドロキシ化合物は既知であり、または一般的に知られている方法に従って調製できる。ポリカーボネートの界面重合または溶融重合も一般的に知られており、例えば、国際特許出願公開第２００４／０６３２４９号Ａ１明細書、同第２００１／０５８６６号Ａ１明細書、同第２０００／１０５８６７号明細書、米国特許第５３４０９０５号明細書、同第５０９７００２号明細書、同第５７１７０５７号明細書などの多数の明細書において開示されている。
【００２５】
ポリカーボネート樹脂は、上述の芳香族ジヒドロキシ化合物を単独重合させることにより得られるホモポリカーボネートであってもよく、または上述の２種以上の芳香族ジヒドロキシ化合物を共重合させることにより得られるコポリカーボネートであってもよい。ジフェノールモノマーとしてのビスフェノールＡに基づくポリカーボネートは、1,1-ビス（４-ヒドロキシフェニル）-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、α,α'-ビス（４-ヒドロキシフェニル）m-ジイソプロピルベンゼン、または4,4'-ジヒドロキシ-ビフェニルまたは２-フェニル-3,3-ビス(4'-ヒドロキシフェニル）フタルイミドから成る群から選択される更なるジフェノールモノマーを、ポリカーボネートを調製するために使用されるジフェノールの量に基づき、２０ｗｔ％以下、好ましくは１０ｗｔ％以下、より好ましくは５ｗｔ％以下の量で含有してもよい。
【００２６】
溶液法による反応は、通常、芳香族ジヒドロキシ化合物とホスゲンの反応であり、一般に、酸カップリング剤および有機溶媒の存在下で行われる。酸カップリング剤として、アルカリ金属水酸化物、例えば水酸化ナトリウム若しくは水酸化カリウムなど、またはアミン化合物、例えばピリジンなどが使用される。有機溶媒として、炭化水素、例えば、塩化メチレン若しくはクロロベンゼンなど、またはこれらの炭化水素の混合物が使用される。反応を促進するために、触媒、例えば、第３級アミン、第４級アンモニウム化合物または第４級ホスホニウム化合物など、例えば、トリエチルアミン、Ｎ-エチル-ピペリジン、テトラ-ｎ-ブチルアンモニウムブロミド、またはテトラ-ｎ-ブチルホスホニウムブロミドなどをそれぞれ使用できる。好ましくは、反応温度は、通常、０〜４０℃であり、反応時間は１０秒〜５時間、反応の間のｐＨは９以上である。該反応は、バッチ法で行ってもよく、連続法で行ってもよい。
【００２７】
重合反応において、相対溶液粘度を調節するために、通常、末端キャップ剤が使用される。使用されるこれらの末端キャップ剤は、単官能性フェノールであってもよい。得られるポリカーボネート樹脂は、単官能性フェノールを基剤とする基により末端キャップされ、末端キャップを施すことなく得られたポリカーボネート樹脂と比べて、優れた熱安定性を有する。単官能性フェノールは、一般に、フェノール若しくは、低級アルキル置換フェノール、例えばフェノールｐ-ｔｅｒｔ-ブチルフェノール、ｐ-クミルフェノール、イソオクチルフェノール、または長鎖アルキルフェノール、例えばデシルフェノール、ドデシルフェノール、ヘキサデシルフェノール、オクタデシルフェノール、エイコシルフェノール、ドコシルフェノールおよびトリアコンチルフェノールである。好ましい末端キャップ剤は、フェノール、ｐ-ｔｅｒｔ-ブチルフェノール、ｐ-クミルフェノールおよび３-ｎ-ペンタデシルフェノール(CAS番号501-24-6)である。
【００２８】
末端キャップ剤は、適切な相対溶液粘度がもたらされる量で導入される。末端キャップ剤は単独で使用しても良く、上述のフェノール化合物と相互に混合して用いてもよい。
【００２９】
溶融法による反応は、通常、上述の芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸エステルのエステル交換反応であり、加熱条件下および不活性ガスの存在下で、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸エステルのエステルを混合させ、生成したアルコールまたはフェノールを留去することを含む方法によって行われる。反応温度は、例えば生じるアルコールまたはフェノールの沸点と異なるが、通常１２０〜３５０℃である。反応の後半で反応系の圧力を約１．３３×１０３〜１３．３Ｐａまで減少させることにより、生成したアルコールまたはフェノールの蒸留を促進させる。反応時間は、通常、１〜６時間である。
【００３０】
炭酸エステルには、エステル、例えば所望により置換され得る、Ｃ６〜Ｃ１０アリール基またはアラルキル基またはＣ１〜４アルキル基などがあり、特に、ジフェニルカーボネート、ビス（クロロフェニル）カーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス（ジフェニル）カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートおよびジブチルカーボネートがある。ジフェニルカーボネートが最も好ましい。
【００３１】
重合を加速させるために、重合触媒を使用してもよい。これらの重合触媒として、エステル化またはエステル交換反応に通常使用される触媒、例えばアルカリ金属化合物、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、または二価フェノールのナトリウム塩もしくはカリウム塩など、アルカリ土類金属化合物、例えば水酸化カルシウム、水酸化バリウムまたは水酸化マグネシウムなど、窒素含有塩基性化合物、例えばテトラメチルアンモニウム水酸化物、テトラエチルアンモニウム水酸化物、トリメチルアミンまたはトリエチルアミンなど、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のアルコキシド、リン含有塩基性化合物、例えばテトラフェニルホスホニウムフェノラート、またはアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の有機酸塩、亜鉛化合物、ホウ素化合物、アルミニウム化合物、ケイ素化合物、ゲルマニウム化合物、有機スズ化合物、鉛化合物、オスミウム化合物、アンチモン化合物、マンガン化合物、チタン化合物またはジルコニウム化合物、が使用されうる。これらの触媒は単独で使用してもよく、組合せて使用してもよい。これらの触媒は、出発原料としての二価フェノール１ｍｏｌに対して、好ましくは１×１０−８〜１×１０−３当量、より好ましくは１×１０−７〜５×１０−４当量の量で使用される。
【００３２】
芳香族ポリカーボネート樹脂は、重合における異性化反応の結果としてポリマー中に３官能性以上の芳香族化合物または分枝成分を含んでもよい。３官能性以上の芳香族化合物の例としては、好ましくは、フロログルシン、フロログルシド、トリスフェノール、例えば４，６−ジメチル−２，４，６−トリス（４−ヒドロキシフェニル）ヘプテン−２、２，４，６−トリメチル−２，４，６−トリス（４−ヒドロキシフェニル）ヘプタン、１，３，５−トリス（４−ヒドロキシフェニル）ベンゼン、１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１，１−トリス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，６−ビス（２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェノール、および４−（４−［１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エチル］ベンゼン）−α，α−ジメチルベンジルフェノール、テトラ（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（２，４−ジヒドロキシフェニル）ケトン、１，４−ビス（４，４−ジヒドロキシトリフェニルメチル）ベンゼン、トリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸およびそれらの酸塩化物が含まれる。３官能性以上の芳香族化合物が使用される場合、１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタンおよび１，１，１−トリス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）エタンが好ましい。
【００３３】
ポリカーボネートまたはコポリカーボネートは、キャピラリー型０Ｃのウベローデキャピラリー粘度計を用い、ジクロロメタン中で測定されるポリマー溶液について決定される相対溶液粘度により特徴づけられる。ポリマー濃度は５ｇ／ｌであり、測定は２５℃の温度で行われる。
【００３４】
離型剤として、一価アルコールまたは多価アルコールの高級脂肪酸を、本発明による熱可塑性樹脂に添加してもよい。一価アルコールまたは多価アルコールの高級脂肪酸を混合することにより、熱可塑性樹脂を成形する際、金型からの離型性が改良されると共に、ディスク基板の成形時における離型荷重を小さくできることにより、離型の失敗によるディスク基板の変形とピットの転位を防ぐことができる。また、熱可塑性樹脂の溶融流動性も改良される。
【００３５】
離型剤の有効量は、好ましくは樹脂重量の２０００重量ｐｐｍ未満、より好ましくは樹脂重量の１０００重量ｐｐｍ未満、特に好ましくは５００ｐｐｍ未満である。
【００３６】
好ましい高級脂肪酸エステルは、グリセロールモノステアレートおよびグリセロールモノパルミテートならびにこれらの混合物である。
【００３７】
リンを基剤とする熱安定剤を熱可塑性樹脂に添加してもよい。適当な、リンを基剤とする熱安定剤には、例えば、亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸およびそれらのエステルが含まれる。特に、ホスファイト化合物、例えばトリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、ビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリトリトールジホスファイト、２，２−メチレンビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）オクチルホスファイト、ビス（ノニルフェニル）ペンタエリトリトールジホスファイトおよびビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ペンタエリトリトールジホスファイトなど、およびホスフェート化合物、例えばトリブチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリクレシルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクロロフェニルホスフェート、トリエチルホスフェート、ジフェニルクレシルホスフェート、ジフェニルモノオルトキセニルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、ジブチルホスフェートおよびジイソプロピルホスフェートが挙げられる。別のリンを基剤とする熱安定剤は、例えばテトラキス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４，４’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−３，３’−ビフェニレンジホスホナイトおよびビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−ビフェニレンホスホナイトである。これらの中でも、トリスノニルフェニルホスホナイト、ジステアリルペンタエリトリトールジホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ペンタエリトリトールジホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、トリフェニルホスフェート、トリメチルホスフェート、テトラキス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４，４’−ビフェニレンジホスホナイトおよびビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−ビフェニレンホスホナイトが好ましい。これらの熱安定剤は単独で使用してもよく、混合物として使用してもよい。
【００３８】
熱安定剤を添加する場合、これらの熱安定剤の量は、熱可塑性樹脂組成物１００重量部に対して、好ましくは０．０００１〜０．０５重量部、より好ましくは０．０００５〜０．０２重量部、最も好ましくは０．００１〜０．０１重量部である。
【００３９】
一般的に知られている酸化防止剤を、本発明による熱可塑性樹脂に添加して酸化を防いでもよい。酸化防止剤の例は、フェノールを基剤とする酸化防止剤である。酸化防止剤の量は、熱可塑性樹脂に基づき、好ましくは０．０００１〜０．０５重量％である。
【００４０】
各ポリカーボネート樹脂組成物から製造されるディスクが高速回転試験の要求を満足する範囲内で、本発明による光ディスク基板用の樹脂に、上述の添加剤ならびに他の添加剤、例えば光安定剤、着色剤、帯電防止剤および滑剤を添加できる。
【００４１】
ポリカーボネートと別の熱可塑性樹脂との混合物も、該各混合物から製造されるディスクが高速回転試験の要求を満足する限り使用できる。別の熱可塑性樹脂は、以下のものから成る群から選択できる：アクリル樹脂、好ましくはポリメチルメタクリレート、イソプレンおよびブタジエン若しくはそれらの混合物を含む群から選択されるモノマーとのコポリマー-若しくはブロックポリマー、またはホモポリマーとしてのポリスチレン樹脂、あるいはポリシクロオレフィン樹脂、好ましくはオレフィンと、ノルボルネン構造を一部に有するオレフィンの重合生成物。
【００４２】
本発明による樹脂組成物の調製に際し、ポリカーボネート樹脂の混合および／またはポリカーボネート樹脂と他の樹脂の混合を、溶液中または溶融状態でおこなってもよい。ポリマー溶液の段階で混合を行うために、撹拌器を備える容器が主に使用され、２番目の状態（溶融状態）の場合、以下の装置を使用できる：例えばタンブラー、二軸混合機、ナウターミキサー、バンベリーミキサー、ニーディングロールまたは押出機。いずれの場合も、あらゆる技術を使用でき、特に制限はない。
【００４３】
光記録媒体の基板を製造するための方法に関する詳細
上述した光記録媒体用の樹脂から該基板を製造するために、光記録媒体に関して要求される仕様と表面制度を満たすピットおよびグルーブを具有するスタンパーを備える射出成形機（射出圧縮成形機を含む）が使用され、射出成形により光ディスク基板が生成される。ディスク基板の厚さは、一般に０.３〜２.０ｍｍ、好ましくは０.６〜１.２ｍｍ、最も好ましくは１.０〜１.１５ｍｍである。この射出成形機は一般的に使用されるものであってもよいが、好ましくは、カーバイドの生成を抑制し、ディスク基板の信頼性を向上させるために、耐摩耗、耐腐食性および樹脂に対する低い接着性を示す材料製のシリンダーおよびスクリューから構成される成形機である。成形工程の環境は、本発明の目的を鑑みると、可能な限り清潔であることが好ましい。また、水を除去するために、成形に付される材料を完全に乾燥させるべきであり、溶融させた樹脂の分解を引き起す滞留を防ぐべきである。
【００４４】
以下において、本発明による光記録媒体の標準的な基板を製造する方法を記載する。該方法は、実施例において使用されたものであり、基板が溶液粘度の要求を満足するのであれば、本発明の対象において限定されない。１２０ｍｍの直径および１.１ｍｍ〜１.２ｍｍの厚さを有するディスク基板を、金型とスタンパーを備える射出成形機を用いて、各ペレットから射出成形する。
【００４５】
試験手順の詳細
相対溶液粘度の測定
ポリカーボネートまたはコポリカーボネートは、キャピラリー型０Ｃのウベローデキャピラリー粘度計を用い、ジクロロメタン中で測定されるポリマー溶液の相対溶液粘度により求められる。ポリマー濃度は５ｇ／ｌであり、測定は２５℃の温度で行われる。
【００４６】
転写率の測定
複製されたピット構造を有する、射出成形後の基板のピット深さｄＲを、タッピングモードを用いる原子間力顕微鏡で測定した。スタンパーのピット深さｄＳを同じやり方で測定した。その後、以下の式を用いて転写率ｔを算出する：
ｔ＝ｄＲ／ｄＳ×１００％
【００４７】
半径偏差の測定
半径偏差は、基準面からのディスク表面の角度偏差を測定する。それは、基準面に対して垂直な入射光と反射光の間における、半径方向において測定した角度として定義される。ディスクの半径偏差は、バスラー社製のオフライン光ディスクスキャナー（形式：Basler Reference 100)を用いて測定した。ディスクについて測定した最大公称値を採用した。
【００４８】
高速回転試験
(i)モーター（LMT Lehner Motoren Technik社、形式1525/17)、(ii)電源装置(CL-Electronics社、形式DF-1730SL20A)、(iii)モーターのPRMを調整する出力部を備える、モーターRPMセッティング用のプリント基板(YGE,Young Generation Electronics,形式65HV)であって、電位差計を作動させることにより該RPMを設定できる該プリント基板および(iv)モーターRPMを測定するオシロスコープ(ヒューレット・パッカード社、形式Infinium 500MHz)によって、高速試験は行われる。モーター軸にディスク用のクランプを締結する。クランプの詳細と、ディスク取り付け具は、図３において表される。ディスク自体を、該取り付け具を用いてクランプに装着し、ケーシング内に導入する。ケーシングの形状および試験の設定は図１および図２において表される。
【００４９】
ディスクを３０秒以内に２４０００ＲＰＭまで加速させる。その時点から、ディスクを、最長で３０分間２４０００ＲＰＭで回転させる。試験は常に、同じポリカーボネート製の３枚のディスクを使用する。３０分以内に、３枚のディスクのうちいずれのディスクも破壊しなければ、試験は合格である。少なくとも１枚のディスクがこの３０分以内に破壊を生じる場合、試験は不合格である。表３において、不合格に該当する場合の時間を記載する。
【実施例】
【００５０】
基板材料の詳細
比較例１：Dow Calibre（登録商標)1080 DVDは、ダウ社製の光ディスク等級のビスフェノールＡポリカーボネートであり、相対溶液粘度は１.１９７である。
【００５１】
比較例２：Makrolon（登録商標) OD2015は、バイエル・マテリアルサイエンスＡＧ社製の光ディスク等級のビスフェノールＡポリカーボネートであり、相対溶液粘度は１.２１０である。
【００５２】
実施例１：末端キャップ剤としてｐ-tert-ブチルフェノールを使用し、界面重合法によって調製され、４００ｐｐｍのグリセリンモノステアレートを含有し、相対溶液粘度が１.２２７であるビスフェノールＡポリカーボネート。
【００５３】
実施例２：末端キャップ剤としてフェノールを使用し、溶融重合法によって調製され、４００ｐｐｍのグリセリンモノステアレートを含有し、相対溶液粘度が１.２６１であるビスフェノールＡポリカーボネート。
【００５４】
実施例３：末端キャップ剤としてフェノールを使用し、界面重合法によって調製され、２９０ｐｐｍのグリセリンモノステアレートを含有し、相対溶液粘度が１.２８１であるビスフェノールＡポリカーボネート。
【００５５】
実施例４：末端キャップ剤としてフェノールを使用し、界面重合法によって調製され、離型剤として３０００ｐｐｍのペンタエリトリトールテトラステアレートを含有し、相対溶液粘度が１.２８０であるビスフェノールＡポリカーボネート。
【００５６】
比較例３：末端キャップ剤としてフェノールを使用し、界面重合法によって調製され、４００ｐｐｍのグリセリンモノステアレートを含有し、相対溶液粘度が１.３００であるビスフェノールＡポリカーボネート。
【００５７】
ディスクの成形法Ａ
直径１２０ｍｍおよび厚さ１．１ｍｍのディスク基板を、金型AWM5237およびＢＤ-ＲＯＭスタンパーを備える住友製のＳＤ４０Ｅ射出成形機を用いて、上述の材料から射出成形する。以下の成形パラメータを使用した（表１参照）。
【００５８】
【表１】
【００５９】
ＴＣｙｌは、溶融温度であり、ＴＭｏｌｄは金型温度であり、左側の値は金型の鏡面の温度を示し、右側の値は金型のスタンパー面の温度を示す。
【００６０】
ディスクの成型法Ｂ
直径１２０ｍｍおよび厚さ１．１５ｍｍのディスク基板を、金型AXX1695およびＣＤ-オーディオ型スタンパーを備え、直径３２ｍｍのスクリューを使用する、Netstal Diskjet 600 Hybrid 射出成形機を用いて、上述の材料から射出成形する。以下の成形パラメータを使用した（表２参照）。
【００６１】
【表２】
【００６２】
ＴＣｙｌは、溶融温度であり、ＴＭｏｌｄは金型温度であり、左側の値は金型の鏡面の温度を示し、右側の値は金型のスタンパー面の温度を示す。
【００６３】
結果
表３は、成形した基板の性質をまとめたものである
【００６４】
【表３】
【００６５】
実施例から判るように、相対溶液粘度を１.２１０〜１.２８５の範囲に備えるＢＰＡ-ＰＣ製のディスク基板は、確実な高速操作性を有し、良好なピット転写率および平坦なディスクを提供する。相対溶液粘度が１.２１未満であり、本発明の要求を満たさない比較例１および２は、高速回転試験において不合格である。この結果によると、短時間で試験が終了した標準的な光ディスク等級のビスフェノールＡポリカーボネート製の試験ディスクは、ディスクの破損に起因する故障を生じてしまい、２４０００ＲＰＭの条件下での回転に、少なくとも３０分間耐えることができなかったことを意味する。比較例３は、優れた高速試験特性を有するが、高い相対溶液粘度に起因して転写率が８５％以下である。さらに、より低い相対溶液粘度を有するポリカーボネートを使用したいずれの場合よりも、半径偏差はより高くなる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速回転時に光ディスクドライブを破損させることなく安全に使用でき、良好な転写率を示す、光ディスクを製造するための特別なポリカーボネートの使用を開示する。
【背景技術】
【０００２】
光データ記憶に関する研究は、主に、ある世代から次の世代に向けて、ディスク１枚当りの記憶容量を増加させることに注視されている。このことは、例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）形式の場合ディスク１枚当り０.７ＧＢｙｔｅの容量を有し、単層デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）の場合４.７ＧＢｙｔｅの容量を有し、単層ブルーレイディスク（ＢＤ）の場合２５ＧＢｙｔｅの容量を有することから例示される。ＤＶＤおよびＢＤの場合において判るように、これらの容量は、例えば、二重層ディスクまたは更なる層を備えるディスク、あるいは両面にアクセス可能なディスクを導入することにより増加させることができる。
【０００３】
更に重要な点は、ディスクの読み出しおよび／または記録を行う間のデータ転送速度である。ピットまたは記録マークは、ある世代から次の世代に向けて、より小さくなっているにもかかわらず、データが連続して読み出しおよび／または記録されることにより、記憶密度の増加をもたらしている。この結果、ディスク全体における読み出しおよび／または記録時間の増加が生じている。この転送速度の欠如は、各形式における記録および読み出しに対する基準速度１Ｘを、ある世代から次の世代に向けて増加させることにより補償されている。ディスクの回転速度を増加させて、ある形式内におけるデータ転送速度を増加させることにより、高速記録および読み出しが促進されている。
【０００４】
１Ｘの基準速度と比較して、５２Ｘのデータ転送速度をもたらすことができるＣＤ形式のドライブおよびディスクが開発された。５２Ｘの速度の場合、０.７ＧＢｙｔｅの容量を有するディスクにおける回転速度は、１分当り約１０５００回転（ＲＰＭ）であり、直線での基準速度は１.２ｍ/ｓである。
【０００５】
１Ｘの基準速度と比較して、最大２２Ｘのデータ転送速度をもたらすことができるＤＶＤ形式のドライブおよびディスクが開発された。２２Ｘの速度の場合、回転速度は約１２８３０ＲＰＭである。
【０００６】
１Ｘの基準速度と比較して、最大８Ｘのデータ転送速度をもたらすことができるＢＤ形式のディスクおよびドライブが現存する。１層あたり２５ＧＢｙｔｅの容量を有する場合、８Ｘ速度に対する回転速度は約６４８０ＲＰＭであり、基準速度１Ｘに対する直線速度は４.９２ｍ／ｓである。研究段階においては、ディスクの回転速度が９７２０ＲＰＭに対応する１２Ｘの記録速度を既に実証している（日本の高松で開催されたＩＳＯＭ２００６(光メモリ国際シンポジウム）の議事録；「最大１２ＸのＢＤ-Ｒ(Cu:Si)記録」、R.G.J.Aヘッセン、J.H.Gジャガーズ、A.P.G.Eジャンセン、J.リジパー、P.R.V.ソンバイル、J.J.H.B.シュライペン著、フィッリプス・リサーチラボラトリー、High Tech Campus 34、5656 Ae Eindhoven、オランダ）。
【０００７】
これらの場合において、該ディスクは定角速度で回転する（ＣＡＶ記録）であり、実質的には、これらの最も高いデータ転送速度はディスクの最外部でのみ成立している。例えば、一定線速度（ＣＬＶ記録）でディスク全体に亘って８Ｘ速度を有する、正確な８ＸＢＤデータ転送速度を実現することを所望する場合、回転速度を最大１６０００ＲＰＭまで増加させなければならない。
【０００８】
１００００ＲＰＭより高い回転速度において、ドライブを破壊し得る、ポリカーボネートディスクの爆発様の破損が生じることは、何度も報告されており既知である。一般に、標準的な光ディスク等級のビスフェノールＡポリカーボネートから製造される形式のディスクに対して、１００００より高い回転速度をもたらすことが重要となっている。つまり、光ディスク用材料に起因する最大データ転送速度の制限が生じている。したがって、基板材料の改質またはディスク構造の改良によって、高い回転速度を付した場合でも、ディスクの破損を防ぐための解決策が提案されている。
【０００９】
欧州特許出願公開第１５１８８８０号Ａ１明細書において、ブルーレイディスクを製造するための特定のコポリカーボネートが開示されている。これらの材料は調製することが困難であり、光ディスク基板へ加工することが困難である。該明細書において、ビスフェノールＡポリカーボネート（上記特許文献の段落００７９）は、ピットおよびグルーブ転写率に関して適当でないと判断されている。
【００１０】
特定のブレンド剤を有する特定のポリカーボネートブレンドが開示されている、特開２００６-３１８５２５号公報にも同様のことがあてはまる。該明細書において、純粋なビスフェノールＡポリカーボネートは、適当でないと判断されている。適当な材料は、ビスフェノールＡポリカーボネートと比べてより高い曲げ弾性率を有する材料であると記載されている。
【００１１】
欧州特許出願公開第１１３０５８７号Ａ明細書は、コア材料とシェル材料として、異なるポリマーを含有するサンドイッチ型ディスクを提案する。該ディスク構造は複雑であり、これらのサンドイッチ型のディスクを製造するために、特別な製造装置が必要である。
【００１２】
韓国特許第２００３０７３２４２号明細書には、ディスク内部に特定の繊維強化材を備える光ディスクが開示されている。これらのディスクは、高い回転速度を持続することができるが、それらの複雑な非標準的構造に起因して製造することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１５１８８８０号Ａ１明細書
【特許文献２】特開２００６-３１８５２５号公報
【特許文献３】欧州特許出願公開第１１３０５８７号Ａ明細書
【特許文献４】韓国特許第２００３０７３２４２号明細書
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】ＩＳＯＭ２００６の議事録；「最大１２ＸのＢＤ-Ｒ(Cu:Si)記録」、R.G.J.Aヘッセン、J.H.Gジャガーズ、A.P.G.Eジャンセン、J.リジパー、P.R.V.ソンバイル、J.J.H.B.シュライペン著
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ディスク製造の費用効率が高く、高い回転速度を持続することができると共に、良好な転写率を示す光ディスク基板が必要とされている。一般に、標準的な光ディスク等級のビスフェノールＡポリカーボネートを使用することは、より低い回転速度、例えば１３０００ＲＰＭ以下の回転速度に制限される。常套のディスクドライブにおいて使用される速度である約１３０００ＲＰＭにて生じるディスクの破壊に起因して、このようなディスクを長期間使用することはできないといった問題が報告されている。したがって、この問題を解決できる材料、すなわち、高い回転速度であっても長期間の使用を可能とする材料を開発する目的が生じた。標準的な光ディスク等級のビスフェノールＡポリカーボネートから製造されるブルーレイディスクを、特に１３０００ＲＰＭより高い回転速度で使用する場合、ディスクの破損により危険が生じる。
【００１６】
標準的な光ディスク等級のビスフェノールＡポリカーボネートから製造されるディスクを短期間試験に付した場合、ディスクの破損に起因して破壊が生じてしまうので、少なくとも３０分間、２４０００ＲＰＭの回転速度を持続することはできなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
驚くべきことに、より高い分子量を有するビスフェノールＡポリカーボネートを使用することにより、上述の問題を解決することができると共に、高いピットおよびグルーブ転写率をもたらすことができる。１００００ＲＰＭより高い回転速度を必要とする高速ブルーレイディスクに関する、上述の問題の解決策として特に適当なことは、ビスフェノールＡポリカーボネートが、１.２１０〜１.２８５、好ましくは１.２２０〜１.２８５、より好ましくは１.２３０〜１.２７０の範囲で相対溶液粘度（分子量に相当する）を有することである。更に、前記ポリカーボネート中の離型剤の含有量は、ポリカーボネート１００重量部に基づき、２０００ｐｐｍ未満、好ましくは１０００ｐｐｍ未満、最も好ましくは５００ｐｐｍ未満である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１はケーシングの形状および試験条件に関する。
【図２】図２はケーシングの形状および試験条件に関する。
【図３】図３は、クランプの詳細とディスク取り付け具の詳細に関する。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
一般にポリカーボネート樹脂は、芳香族ジヒドロキシ化合物とカーボネート先駆物質の溶融重合または溶液重合によってもたらされる。各ポリカーボネート製のディスクが、本明細書の実施例において記載される高速回転試験の要求を満足し、および好ましくは、上述の相対溶液粘度範囲を満足する限り、任意の芳香族ジヒドロキシ化合物を使用できる。
【００２０】
好ましい芳香族ジヒドロキシ化合物は、以下の式(I)で表される化合物である：
【００２１】
【化１】
式中、Ｚは、以下の式(Ia)で表される基を示す：
【００２２】
【化２】
式中、
Ｒ１およびＲ２は相互に独立して、ＨまたはＣ１〜Ｃ８−アルキル、好ましくはＨまたはＣ１〜Ｃ４−アルキル、特に好ましくは水素またはメチルを表し、および
Ｘは単結合、Ｃ１〜Ｃ６−アルキレン、Ｃ２〜Ｃ５−アルキリデンまたはＣ５〜Ｃ６−シクロアルキリデンを表し、Ｃ１〜Ｃ６−アルキル、好ましくはメチルまたはエチルで置換されてもよい。ただし、Ｘが３，３，５−トリメチルシクロヘキシリデンを示す場合、Ｒ１およびＲ２は水素を表す。
【００２３】
最も好ましくは、Ｘはイソプロピリデンを示し、Ｒ１およびＲ２は水素を表す。
【００２４】
一般に、芳香族ヒドロキシ化合物は既知であり、または一般的に知られている方法に従って調製できる。ポリカーボネートの界面重合または溶融重合も一般的に知られており、例えば、国際特許出願公開第２００４／０６３２４９号Ａ１明細書、同第２００１／０５８６６号Ａ１明細書、同第２０００／１０５８６７号明細書、米国特許第５３４０９０５号明細書、同第５０９７００２号明細書、同第５７１７０５７号明細書などの多数の明細書において開示されている。
【００２５】
ポリカーボネート樹脂は、上述の芳香族ジヒドロキシ化合物を単独重合させることにより得られるホモポリカーボネートであってもよく、または上述の２種以上の芳香族ジヒドロキシ化合物を共重合させることにより得られるコポリカーボネートであってもよい。ジフェノールモノマーとしてのビスフェノールＡに基づくポリカーボネートは、1,1-ビス（４-ヒドロキシフェニル）-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、α,α'-ビス（４-ヒドロキシフェニル）m-ジイソプロピルベンゼン、または4,4'-ジヒドロキシ-ビフェニルまたは２-フェニル-3,3-ビス(4'-ヒドロキシフェニル）フタルイミドから成る群から選択される更なるジフェノールモノマーを、ポリカーボネートを調製するために使用されるジフェノールの量に基づき、２０ｗｔ％以下、好ましくは１０ｗｔ％以下、より好ましくは５ｗｔ％以下の量で含有してもよい。
【００２６】
溶液法による反応は、通常、芳香族ジヒドロキシ化合物とホスゲンの反応であり、一般に、酸カップリング剤および有機溶媒の存在下で行われる。酸カップリング剤として、アルカリ金属水酸化物、例えば水酸化ナトリウム若しくは水酸化カリウムなど、またはアミン化合物、例えばピリジンなどが使用される。有機溶媒として、炭化水素、例えば、塩化メチレン若しくはクロロベンゼンなど、またはこれらの炭化水素の混合物が使用される。反応を促進するために、触媒、例えば、第３級アミン、第４級アンモニウム化合物または第４級ホスホニウム化合物など、例えば、トリエチルアミン、Ｎ-エチル-ピペリジン、テトラ-ｎ-ブチルアンモニウムブロミド、またはテトラ-ｎ-ブチルホスホニウムブロミドなどをそれぞれ使用できる。好ましくは、反応温度は、通常、０〜４０℃であり、反応時間は１０秒〜５時間、反応の間のｐＨは９以上である。該反応は、バッチ法で行ってもよく、連続法で行ってもよい。
【００２７】
重合反応において、相対溶液粘度を調節するために、通常、末端キャップ剤が使用される。使用されるこれらの末端キャップ剤は、単官能性フェノールであってもよい。得られるポリカーボネート樹脂は、単官能性フェノールを基剤とする基により末端キャップされ、末端キャップを施すことなく得られたポリカーボネート樹脂と比べて、優れた熱安定性を有する。単官能性フェノールは、一般に、フェノール若しくは、低級アルキル置換フェノール、例えばフェノールｐ-ｔｅｒｔ-ブチルフェノール、ｐ-クミルフェノール、イソオクチルフェノール、または長鎖アルキルフェノール、例えばデシルフェノール、ドデシルフェノール、ヘキサデシルフェノール、オクタデシルフェノール、エイコシルフェノール、ドコシルフェノールおよびトリアコンチルフェノールである。好ましい末端キャップ剤は、フェノール、ｐ-ｔｅｒｔ-ブチルフェノール、ｐ-クミルフェノールおよび３-ｎ-ペンタデシルフェノール(CAS番号501-24-6)である。
【００２８】
末端キャップ剤は、適切な相対溶液粘度がもたらされる量で導入される。末端キャップ剤は単独で使用しても良く、上述のフェノール化合物と相互に混合して用いてもよい。
【００２９】
溶融法による反応は、通常、上述の芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸エステルのエステル交換反応であり、加熱条件下および不活性ガスの存在下で、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸エステルのエステルを混合させ、生成したアルコールまたはフェノールを留去することを含む方法によって行われる。反応温度は、例えば生じるアルコールまたはフェノールの沸点と異なるが、通常１２０〜３５０℃である。反応の後半で反応系の圧力を約１．３３×１０３〜１３．３Ｐａまで減少させることにより、生成したアルコールまたはフェノールの蒸留を促進させる。反応時間は、通常、１〜６時間である。
【００３０】
炭酸エステルには、エステル、例えば所望により置換され得る、Ｃ６〜Ｃ１０アリール基またはアラルキル基またはＣ１〜４アルキル基などがあり、特に、ジフェニルカーボネート、ビス（クロロフェニル）カーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス（ジフェニル）カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートおよびジブチルカーボネートがある。ジフェニルカーボネートが最も好ましい。
【００３１】
重合を加速させるために、重合触媒を使用してもよい。これらの重合触媒として、エステル化またはエステル交換反応に通常使用される触媒、例えばアルカリ金属化合物、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、または二価フェノールのナトリウム塩もしくはカリウム塩など、アルカリ土類金属化合物、例えば水酸化カルシウム、水酸化バリウムまたは水酸化マグネシウムなど、窒素含有塩基性化合物、例えばテトラメチルアンモニウム水酸化物、テトラエチルアンモニウム水酸化物、トリメチルアミンまたはトリエチルアミンなど、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のアルコキシド、リン含有塩基性化合物、例えばテトラフェニルホスホニウムフェノラート、またはアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の有機酸塩、亜鉛化合物、ホウ素化合物、アルミニウム化合物、ケイ素化合物、ゲルマニウム化合物、有機スズ化合物、鉛化合物、オスミウム化合物、アンチモン化合物、マンガン化合物、チタン化合物またはジルコニウム化合物、が使用されうる。これらの触媒は単独で使用してもよく、組合せて使用してもよい。これらの触媒は、出発原料としての二価フェノール１ｍｏｌに対して、好ましくは１×１０−８〜１×１０−３当量、より好ましくは１×１０−７〜５×１０−４当量の量で使用される。
【００３２】
芳香族ポリカーボネート樹脂は、重合における異性化反応の結果としてポリマー中に３官能性以上の芳香族化合物または分枝成分を含んでもよい。３官能性以上の芳香族化合物の例としては、好ましくは、フロログルシン、フロログルシド、トリスフェノール、例えば４，６−ジメチル−２，４，６−トリス（４−ヒドロキシフェニル）ヘプテン−２、２，４，６−トリメチル−２，４，６−トリス（４−ヒドロキシフェニル）ヘプタン、１，３，５−トリス（４−ヒドロキシフェニル）ベンゼン、１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１，１−トリス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，６−ビス（２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェノール、および４−（４−［１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エチル］ベンゼン）−α，α−ジメチルベンジルフェノール、テトラ（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（２，４−ジヒドロキシフェニル）ケトン、１，４−ビス（４，４−ジヒドロキシトリフェニルメチル）ベンゼン、トリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸およびそれらの酸塩化物が含まれる。３官能性以上の芳香族化合物が使用される場合、１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタンおよび１，１，１−トリス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）エタンが好ましい。
【００３３】
ポリカーボネートまたはコポリカーボネートは、キャピラリー型０Ｃのウベローデキャピラリー粘度計を用い、ジクロロメタン中で測定されるポリマー溶液について決定される相対溶液粘度により特徴づけられる。ポリマー濃度は５ｇ／ｌであり、測定は２５℃の温度で行われる。
【００３４】
離型剤として、一価アルコールまたは多価アルコールの高級脂肪酸を、本発明による熱可塑性樹脂に添加してもよい。一価アルコールまたは多価アルコールの高級脂肪酸を混合することにより、熱可塑性樹脂を成形する際、金型からの離型性が改良されると共に、ディスク基板の成形時における離型荷重を小さくできることにより、離型の失敗によるディスク基板の変形とピットの転位を防ぐことができる。また、熱可塑性樹脂の溶融流動性も改良される。
【００３５】
離型剤の有効量は、好ましくは樹脂重量の２０００重量ｐｐｍ未満、より好ましくは樹脂重量の１０００重量ｐｐｍ未満、特に好ましくは５００ｐｐｍ未満である。
【００３６】
好ましい高級脂肪酸エステルは、グリセロールモノステアレートおよびグリセロールモノパルミテートならびにこれらの混合物である。
【００３７】
リンを基剤とする熱安定剤を熱可塑性樹脂に添加してもよい。適当な、リンを基剤とする熱安定剤には、例えば、亜リン酸、リン酸、亜ホスホン酸、ホスホン酸およびそれらのエステルが含まれる。特に、ホスファイト化合物、例えばトリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、ビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリトリトールジホスファイト、２，２−メチレンビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）オクチルホスファイト、ビス（ノニルフェニル）ペンタエリトリトールジホスファイトおよびビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ペンタエリトリトールジホスファイトなど、およびホスフェート化合物、例えばトリブチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリクレシルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクロロフェニルホスフェート、トリエチルホスフェート、ジフェニルクレシルホスフェート、ジフェニルモノオルトキセニルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、ジブチルホスフェートおよびジイソプロピルホスフェートが挙げられる。別のリンを基剤とする熱安定剤は、例えばテトラキス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４，４’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−３，３’−ビフェニレンジホスホナイトおよびビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−ビフェニレンホスホナイトである。これらの中でも、トリスノニルフェニルホスホナイト、ジステアリルペンタエリトリトールジホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ペンタエリトリトールジホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、トリフェニルホスフェート、トリメチルホスフェート、テトラキス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４，４’−ビフェニレンジホスホナイトおよびビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−ビフェニレンホスホナイトが好ましい。これらの熱安定剤は単独で使用してもよく、混合物として使用してもよい。
【００３８】
熱安定剤を添加する場合、これらの熱安定剤の量は、熱可塑性樹脂組成物１００重量部に対して、好ましくは０．０００１〜０．０５重量部、より好ましくは０．０００５〜０．０２重量部、最も好ましくは０．００１〜０．０１重量部である。
【００３９】
一般的に知られている酸化防止剤を、本発明による熱可塑性樹脂に添加して酸化を防いでもよい。酸化防止剤の例は、フェノールを基剤とする酸化防止剤である。酸化防止剤の量は、熱可塑性樹脂に基づき、好ましくは０．０００１〜０．０５重量％である。
【００４０】
各ポリカーボネート樹脂組成物から製造されるディスクが高速回転試験の要求を満足する範囲内で、本発明による光ディスク基板用の樹脂に、上述の添加剤ならびに他の添加剤、例えば光安定剤、着色剤、帯電防止剤および滑剤を添加できる。
【００４１】
ポリカーボネートと別の熱可塑性樹脂との混合物も、該各混合物から製造されるディスクが高速回転試験の要求を満足する限り使用できる。別の熱可塑性樹脂は、以下のものから成る群から選択できる：アクリル樹脂、好ましくはポリメチルメタクリレート、イソプレンおよびブタジエン若しくはそれらの混合物を含む群から選択されるモノマーとのコポリマー-若しくはブロックポリマー、またはホモポリマーとしてのポリスチレン樹脂、あるいはポリシクロオレフィン樹脂、好ましくはオレフィンと、ノルボルネン構造を一部に有するオレフィンの重合生成物。
【００４２】
本発明による樹脂組成物の調製に際し、ポリカーボネート樹脂の混合および／またはポリカーボネート樹脂と他の樹脂の混合を、溶液中または溶融状態でおこなってもよい。ポリマー溶液の段階で混合を行うために、撹拌器を備える容器が主に使用され、２番目の状態（溶融状態）の場合、以下の装置を使用できる：例えばタンブラー、二軸混合機、ナウターミキサー、バンベリーミキサー、ニーディングロールまたは押出機。いずれの場合も、あらゆる技術を使用でき、特に制限はない。
【００４３】
光記録媒体の基板を製造するための方法に関する詳細
上述した光記録媒体用の樹脂から該基板を製造するために、光記録媒体に関して要求される仕様と表面制度を満たすピットおよびグルーブを具有するスタンパーを備える射出成形機（射出圧縮成形機を含む）が使用され、射出成形により光ディスク基板が生成される。ディスク基板の厚さは、一般に０.３〜２.０ｍｍ、好ましくは０.６〜１.２ｍｍ、最も好ましくは１.０〜１.１５ｍｍである。この射出成形機は一般的に使用されるものであってもよいが、好ましくは、カーバイドの生成を抑制し、ディスク基板の信頼性を向上させるために、耐摩耗、耐腐食性および樹脂に対する低い接着性を示す材料製のシリンダーおよびスクリューから構成される成形機である。成形工程の環境は、本発明の目的を鑑みると、可能な限り清潔であることが好ましい。また、水を除去するために、成形に付される材料を完全に乾燥させるべきであり、溶融させた樹脂の分解を引き起す滞留を防ぐべきである。
【００４４】
以下において、本発明による光記録媒体の標準的な基板を製造する方法を記載する。該方法は、実施例において使用されたものであり、基板が溶液粘度の要求を満足するのであれば、本発明の対象において限定されない。１２０ｍｍの直径および１.１ｍｍ〜１.２ｍｍの厚さを有するディスク基板を、金型とスタンパーを備える射出成形機を用いて、各ペレットから射出成形する。
【００４５】
試験手順の詳細
相対溶液粘度の測定
ポリカーボネートまたはコポリカーボネートは、キャピラリー型０Ｃのウベローデキャピラリー粘度計を用い、ジクロロメタン中で測定されるポリマー溶液の相対溶液粘度により求められる。ポリマー濃度は５ｇ／ｌであり、測定は２５℃の温度で行われる。
【００４６】
転写率の測定
複製されたピット構造を有する、射出成形後の基板のピット深さｄＲを、タッピングモードを用いる原子間力顕微鏡で測定した。スタンパーのピット深さｄＳを同じやり方で測定した。その後、以下の式を用いて転写率ｔを算出する：
ｔ＝ｄＲ／ｄＳ×１００％
【００４７】
半径偏差の測定
半径偏差は、基準面からのディスク表面の角度偏差を測定する。それは、基準面に対して垂直な入射光と反射光の間における、半径方向において測定した角度として定義される。ディスクの半径偏差は、バスラー社製のオフライン光ディスクスキャナー（形式：Basler Reference 100)を用いて測定した。ディスクについて測定した最大公称値を採用した。
【００４８】
高速回転試験
(i)モーター（LMT Lehner Motoren Technik社、形式1525/17)、(ii)電源装置(CL-Electronics社、形式DF-1730SL20A)、(iii)モーターのPRMを調整する出力部を備える、モーターRPMセッティング用のプリント基板(YGE,Young Generation Electronics,形式65HV)であって、電位差計を作動させることにより該RPMを設定できる該プリント基板および(iv)モーターRPMを測定するオシロスコープ(ヒューレット・パッカード社、形式Infinium 500MHz)によって、高速試験は行われる。モーター軸にディスク用のクランプを締結する。クランプの詳細と、ディスク取り付け具は、図３において表される。ディスク自体を、該取り付け具を用いてクランプに装着し、ケーシング内に導入する。ケーシングの形状および試験の設定は図１および図２において表される。
【００４９】
ディスクを３０秒以内に２４０００ＲＰＭまで加速させる。その時点から、ディスクを、最長で３０分間２４０００ＲＰＭで回転させる。試験は常に、同じポリカーボネート製の３枚のディスクを使用する。３０分以内に、３枚のディスクのうちいずれのディスクも破壊しなければ、試験は合格である。少なくとも１枚のディスクがこの３０分以内に破壊を生じる場合、試験は不合格である。表３において、不合格に該当する場合の時間を記載する。
【実施例】
【００５０】
基板材料の詳細
比較例１：Dow Calibre（登録商標)1080 DVDは、ダウ社製の光ディスク等級のビスフェノールＡポリカーボネートであり、相対溶液粘度は１.１９７である。
【００５１】
比較例２：Makrolon（登録商標) OD2015は、バイエル・マテリアルサイエンスＡＧ社製の光ディスク等級のビスフェノールＡポリカーボネートであり、相対溶液粘度は１.２１０である。
【００５２】
実施例１：末端キャップ剤としてｐ-tert-ブチルフェノールを使用し、界面重合法によって調製され、４００ｐｐｍのグリセリンモノステアレートを含有し、相対溶液粘度が１.２２７であるビスフェノールＡポリカーボネート。
【００５３】
実施例２：末端キャップ剤としてフェノールを使用し、溶融重合法によって調製され、４００ｐｐｍのグリセリンモノステアレートを含有し、相対溶液粘度が１.２６１であるビスフェノールＡポリカーボネート。
【００５４】
実施例３：末端キャップ剤としてフェノールを使用し、界面重合法によって調製され、２９０ｐｐｍのグリセリンモノステアレートを含有し、相対溶液粘度が１.２８１であるビスフェノールＡポリカーボネート。
【００５５】
実施例４：末端キャップ剤としてフェノールを使用し、界面重合法によって調製され、離型剤として３０００ｐｐｍのペンタエリトリトールテトラステアレートを含有し、相対溶液粘度が１.２８０であるビスフェノールＡポリカーボネート。
【００５６】
比較例３：末端キャップ剤としてフェノールを使用し、界面重合法によって調製され、４００ｐｐｍのグリセリンモノステアレートを含有し、相対溶液粘度が１.３００であるビスフェノールＡポリカーボネート。
【００５７】
ディスクの成形法Ａ
直径１２０ｍｍおよび厚さ１．１ｍｍのディスク基板を、金型AWM5237およびＢＤ-ＲＯＭスタンパーを備える住友製のＳＤ４０Ｅ射出成形機を用いて、上述の材料から射出成形する。以下の成形パラメータを使用した（表１参照）。
【００５８】
【表１】
【００５９】
ＴＣｙｌは、溶融温度であり、ＴＭｏｌｄは金型温度であり、左側の値は金型の鏡面の温度を示し、右側の値は金型のスタンパー面の温度を示す。
【００６０】
ディスクの成型法Ｂ
直径１２０ｍｍおよび厚さ１．１５ｍｍのディスク基板を、金型AXX1695およびＣＤ-オーディオ型スタンパーを備え、直径３２ｍｍのスクリューを使用する、Netstal Diskjet 600 Hybrid 射出成形機を用いて、上述の材料から射出成形する。以下の成形パラメータを使用した（表２参照）。
【００６１】
【表２】
【００６２】
ＴＣｙｌは、溶融温度であり、ＴＭｏｌｄは金型温度であり、左側の値は金型の鏡面の温度を示し、右側の値は金型のスタンパー面の温度を示す。
【００６３】
結果
表３は、成形した基板の性質をまとめたものである
【００６４】
【表３】
【００６５】
実施例から判るように、相対溶液粘度を１.２１０〜１.２８５の範囲に備えるＢＰＡ-ＰＣ製のディスク基板は、確実な高速操作性を有し、良好なピット転写率および平坦なディスクを提供する。相対溶液粘度が１.２１未満であり、本発明の要求を満たさない比較例１および２は、高速回転試験において不合格である。この結果によると、短時間で試験が終了した標準的な光ディスク等級のビスフェノールＡポリカーボネート製の試験ディスクは、ディスクの破損に起因する故障を生じてしまい、２４０００ＲＰＭの条件下での回転に、少なくとも３０分間耐えることができなかったことを意味する。比較例３は、優れた高速試験特性を有するが、高い相対溶液粘度に起因して転写率が８５％以下である。さらに、より低い相対溶液粘度を有するポリカーボネートを使用したいずれの場合よりも、半径偏差はより高くなる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクの破損に起因する故障を伴うことなく、２４０００ＲＰＭの条件下での高速回転試験に少なくとも３０分間耐えることができると共に、８５％よりも高いピット／グルーブ構造の転写率を示す光ディスク用基板を製造するためのポリカーボネートの使用方法。
【請求項２】
ポリカーボネートが１.２１０〜１.２８５の相対溶液粘度を有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ポリカーボネートが１.２２０〜１.２８５の相対溶液粘度を有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ポリカーボネートが１.２３０〜１.２７０の相対溶液粘度を有する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ポリカーボネートが、ジフェノールモノマーとしてビスフェノールＡを含有する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ポリカーボネートが、２０００ｐｐｍ未満の離型剤を含有する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ポリカーボネートが、１０００ｐｐｍ未満の離型剤を含有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ポリカーボネートが、５００ｐｐｍ未満の離型剤を含有する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
離型剤がグリセリンモノステアレートまたはグリセリンモノパルミテート、あるいはこれらの混合物である請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
転写率が９０％より高い請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ポリカーボネートがビスフェノールＡに基づく請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
ディスクの破損に起因する故障を伴うことなく、スピンスタンド上での２４０００ＲＰＭの条件に少なくとも３０分間耐えることができ、１.２１０〜１.２８５の相対溶液粘度を有するポリカーボネート製の光媒体用基板。
【請求項１３】
ポリカーボネートがビスフェノールＡに基づく請求項１２に記載の基板。
【請求項１４】
請求項１２に記載の基板から製造される光媒体。
【請求項１】
ディスクの破損に起因する故障を伴うことなく、２４０００ＲＰＭの条件下での高速回転試験に少なくとも３０分間耐えることができると共に、８５％よりも高いピット／グルーブ構造の転写率を示す光ディスク用基板を製造するためのポリカーボネートの使用方法。
【請求項２】
ポリカーボネートが１.２１０〜１.２８５の相対溶液粘度を有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ポリカーボネートが１.２２０〜１.２８５の相対溶液粘度を有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ポリカーボネートが１.２３０〜１.２７０の相対溶液粘度を有する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ポリカーボネートが、ジフェノールモノマーとしてビスフェノールＡを含有する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ポリカーボネートが、２０００ｐｐｍ未満の離型剤を含有する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ポリカーボネートが、１０００ｐｐｍ未満の離型剤を含有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ポリカーボネートが、５００ｐｐｍ未満の離型剤を含有する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
離型剤がグリセリンモノステアレートまたはグリセリンモノパルミテート、あるいはこれらの混合物である請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
転写率が９０％より高い請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ポリカーボネートがビスフェノールＡに基づく請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
ディスクの破損に起因する故障を伴うことなく、スピンスタンド上での２４０００ＲＰＭの条件に少なくとも３０分間耐えることができ、１.２１０〜１.２８５の相対溶液粘度を有するポリカーボネート製の光媒体用基板。
【請求項１３】
ポリカーボネートがビスフェノールＡに基づく請求項１２に記載の基板。
【請求項１４】
請求項１２に記載の基板から製造される光媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２０１２−５１４２８０（Ｐ２０１２−５１４２８０Ａ）
【公表日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４２６９８（Ｐ２０１１−５４２６９８）
【出願日】平成２１年１２月１２日（２００９．１２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／００８９０３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０７２３４４
【国際公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【出願人】（５０４０３７３４６）バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト (728)
【氏名又は名称原語表記】Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１２日（２００９．１２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／００８９０３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０７２３４４
【国際公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【出願人】（５０４０３７３４６）バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト (728)
【氏名又は名称原語表記】Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧ
【Ｆターム（参考）】
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