JP2006052260A - コーティング用組成物、コーティングフィルム、コーティングフィルム製造方法および光記録媒体 - Google Patents

コーティング用組成物、コーティングフィルム、コーティングフィルム製造方法および光記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】 被コーティング面に凸部や異物が存在する場合であっても、それらを隠蔽して平滑性の高い表面を形成することのできるコーティング用組成物およびコーティングフィルム製造方法、ならびに高い表面平滑性を有するコーティングフィルムおよび光記録媒体を提供する。
【解決手段】 電離放射線硬化性化合物を主成分とするコーティング剤と溶剤とを含有するコーティング用組成物であって、コーティング用組成物におけるコーティング剤の濃度ａ（重量％）が次の条件下
０＜ａ≦６０
において、コーティング剤の濃度ａと、コーティング用組成物の表面張力ｂ（ｄｙｎｅ／ｃｍ）とが、次の関係
ｂ≦（−ａ／１５）＋２６
を満たすコーティング用組成物を、保護フィルム１１の表面に塗布し硬化させてハードコート層１２を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コーティング用組成物、コーティングフィルム、コーティングフィルム製造方法および光記録媒体に関するものであり、特に、平滑性の高い表面を形成することのできるコーティング用組成物およびコーティングフィルム製造方法、ならびに高い表面平滑性を有するコーティングフィルムおよび光記録媒体に関するものである。
次世代光ディスクであるブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ ｄｉｓｃ）においては、通常の光ディスクと同様に、情報記録層を保護するためにポリカーボネート樹脂からなる保護フィルムが情報記録層に接着されているが、ブルーレイディスクの記録情報は極めて大容量・高密度であり、保護フィルムに僅かな傷が付いただけであっても、情報の読出または書込にエラーが生じるおそれがあるため、現状ではブルーレイディスクはカートリッジに収納されて取り扱われている。
しかしながら、ブルーレイディスクのメディアとしてのコンパクト化や、製造コストの低減のためにもカートリッジレスタイプのベアディスクが望まれている。
そのために、例えば、図４に示すように、情報記録層用の保護フィルム１１にハードコート層１２Ｐを形成することが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００２−２４５６７２号公報
ブルーレイディスク等の保護フィルム１１は、通常、ポリカーボネート樹脂を溶剤で希釈した溶液をベルト上にキャスト製膜することによって製造されるが、製造される保護フィルム１１の表面に凸部１０が形成される場合がある。
上記のような凸部１０を有する保護フィルム１１の表面にハードコート層１２Ｐを形成した場合、上記凸部１０を核としてハードコート層１２Ｐ表面に欠点が生じ、信号特性の劣化を招くこととなる。
また、ハードコート層１２Ｐを形成するときに保護フィルム１１の表面に塵、埃等の異物が付着し、その状態でハードコート層１２Ｐの塗布剤を塗工した場合も、上記と同様の問題が生じる。
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、被コーティング面に凸部や異物が存在する場合であっても、それらを隠蔽して平滑性の高い表面を形成することのできるコーティング用組成物およびコーティングフィルム製造方法、ならびに高い表面平滑性を有するコーティングフィルムおよび光記録媒体を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第１に本発明は、電離放射線硬化性化合物を主成分とするコーティング剤を含有するコーティング用組成物であって、前記コーティング用組成物における前記コーティング剤の濃度ａ（重量％）が次の条件下
０＜ａ≦６０
において、前記コーティング剤の濃度ａと、前記コーティング用組成物の表面張力ｂ（ｄｙｎｅ／ｃｍ）とが、次の関係
ｂ≦（−ａ／１５）＋２６
を満たすことを特徴とするコーティング用組成物を提供する（請求項１）。
上記発明（請求項１）によれば、被コーティング面に凸部や異物が存在する場合であっても、それらを隠蔽して平滑性の高い表面を形成することができる。
上記発明（請求項１）において、前記コーティング剤は、ジメチルシロキサン系化合物およびフッ素系化合物から選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましく（請求項２）、ジメチルシロキサン系化合物を含有する場合には、その含有量を０．５〜５０重量％とするのが好ましく（請求項３）、フッ素系化合物を含有する場合には、その含有量を０．１〜２０重量％とするのが好ましい（請求項４）。
上記発明（請求項２〜４）によれば、コーティング用組成物に上記条件を満たす表面張力を付与することが容易となる。
第２に本発明は、樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムの少なくとも一方の面に、前記コーティング用組成物（請求項１〜４）を塗布し硬化させてなるコート層とを備えたことを特徴とするコーティングフィルムを提供する（請求項５）。
上記発明（請求項５）に係るコーティングフィルムにおいては、上記コーティング用組成物を使用してコート層を形成しているため、樹脂フィルムのコート層形成面に凸部や異物が存在する場合であっても、コート層によってそれらを隠蔽することができ、表面平滑性が高いものとなり得る。
上記発明（請求項５）において、前記樹脂フィルムのコート層形成面に凸部が存在し、前記凸部の最大高さがｈ（μｍ）であるときには、前記コート層の厚さｄ（μｍ）が次の条件
ｄ≧ｈ＋１
を満たすことが好ましい（請求項６）。
上記発明（請求項６）によれば、コート層によって凸部を確実に隠蔽することができるため、非常に高い表面平滑性が得られる。
上記発明（請求項５，６）において、前記樹脂フィルムのコート層非形成面には、接着層が設けられていてもよい（請求項７）。
上記発明（請求項５〜７）においては、前記樹脂フィルムが、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂およびシクロオレフィン系樹脂のいずれかを主成分とする材料からなってもよく（請求項８）、かかるコーティングフィルムは、光記録媒体の保護層として好適である。
第３に本発明は、電離放射線硬化性化合物を主成分とするコーティング剤の濃度を調整して得られたコーティング用組成物を樹脂フィルムの表面に塗布し硬化させてコート層を形成するコーティングフィルムの製造方法であって、前記コーティング用組成物における前記コーティング剤の濃度ａ（重量％）が次の条件下
０＜ａ≦６０
であるときに、前記コーティング剤の濃度ａと、前記コーティング用組成物の表面張力ｂ（ｄｙｎｅ／ｃｍ）とが、次の関係
ｂ≦（−ａ／１５）＋２６
を満たすように前記コーティング用組成物を調製することを特徴とするコーティングフィルム製造方法を提供する（請求項９）。
上記発明（請求項９）によれば、樹脂フィルムのコート層形成面に凸部や異物が存在する場合であっても、コート層によってそれらを隠蔽することができるため、表面平滑性の高いコーティングフィルムを得ることができる。
上記発明（請求項９）のおいては、前記樹脂フィルムのコート層形成面に、最大高さがｈ（μｍ）である凸部が存在する場合に、前記コート層の厚さｄ（μｍ）が次の条件
ｄ≧ｈ＋１
を満たすように前記コート層を形成することが好ましい（請求項１０）。
上記発明（請求項１０）によれば、コート層によって凸部を確実に隠蔽し、表面平滑性の非常に高いコーティングフィルムを得ることができる。
第４に本発明は、前記コーティングフィルム（請求項５〜８）または前記コーティングフィルム製造方法（請求項９，１０）によって得られたコーティングフィルムを備えたことを特徴とする光記録媒体を提供する（請求項１１）。
上記発明（請求項１１）に係る光記録媒体は、上記コート層によって表面平滑性が高いものとなっているため、上記樹脂フィルムの凸部に起因する信号特性の劣化がなく、エラーレートが極めて低いものとなり得る。
本発明のコーティング用組成物またはコーティングフィルム製造方法によれば、被コーティング面に凸部や異物が存在する場合であっても、それらを隠蔽して平滑性の高い表面を形成することができる。また、本発明のコーティングフィルムおよび光記録媒体は、コート層の被コーティング面に凸部や異物が存在する場合であっても、高い表面平滑性を有するものとなり得る。
以下、本発明の実施形態について説明する。
〔コーティング用組成物〕
本実施形態に係るコーティング用組成物は、電離放射線硬化性化合物を主成分とするコーティング剤を含有する。
電離放射線硬化性化合物としては、例えば光重合性プレポリマーおよび／または光重合性モノマーを挙げることができる。光重合性プレポリマーには、ラジカル重合型とカチオン重合型とがあり、ラジカル重合型の光重合性プレポリマーとしては、例えばポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリオールアクリレート系などが挙げられる。
ポリエステルアクリレート系プレポリマーとしては、例えば多価カルボン酸と多価アルコールとの縮合によって得られる両末端に水酸基を有するポリエステルオリゴマーの水酸基を（メタ）アクリル酸でエステル化することにより、あるいは、多価カルボン酸にアルキレンオキシドを付加して得られるオリゴマーの末端の水酸基を（メタ）アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。
エポキシアクリレート系プレポリマーは、例えば、比較的低分子量のビスフェノール型エポキシ樹脂やノボラック型エポキシ樹脂のオキシラン環に、（メタ）アクリル酸を反応させてエステル化することにより得ることができる。
ウレタンアクリレート系プレポリマーは、例えば、ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールとポリイソシアネートとの反応によって得られるポリウレタンオリゴマーを、（メタ）アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。
ポリオールアクリレート系プレポリマーは、ポリエーテルポリオールの水酸基を（メタ）アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。
カチオン重合型の光重合性プレポリマーとしては、エポキシ系樹脂が通常使用される。このエポキシ系樹脂としては、例えばビスフェノール樹脂やノボラック樹脂などの多価フェノール類をエピクロルヒドリンなどでエポキシ化した化合物、直鎖状オレフィン化合物や環状オレフィン化合物を過酸化物などで酸化して得られた化合物などが挙げられる。
以上の光重合性プレポリマーは、１種を単独で使用することもできるし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
一方、光重合性モノマーとしては、例えば１,４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１,６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールアジペートジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニルジ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジシクロペンテニルジ（メタ）アクリレート、エチレンオキシド変性リン酸ジ（メタ）アクリレート、アリル化シクロヘキシルジ（メタ）アクリレート、イソシアヌレートジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどの多官能アクリレートが挙げられる。
これらの光重合性モノマーは、１種を単独で使用することもできるし、２種以上を組み合わせて使用することもでき、また、上記光重合性プレポリマーと併用することもできる。
コーティング剤は、上記電離放射線硬化性化合物以外にも、所望により光重合開始剤や充填剤、さらには他の電離放射線硬化性化合物を含有してもよい。
光重合開始剤としては、ラジカル重合型の光重合性プレポリマーや光重合性モノマーに対しては、例えばベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−ｎ−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトフェノン、ジメチルアミノアセトフェノン、２,２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２,２−ジエトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−［４−(メチルチオ)フェニル］−２−モルフォリノ−プロパン−１−オン、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル−２（ヒドロキシ−２−プロプル）ケトン、ベンゾフェノン、ｐ−フェニルベンゾフェノン、４,４'−ジエチルアミノベンゾフェノン、ジクロロベンゾフェノン、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−タ−シャリ−ブチルアントラキノン、２−アミノアントラキノン、２−メチルチオキサントン、２−エチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２,４−ジメチルチオキサントン、２,４−ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジメチルケタール、ｐ−ジメチルアミン安息香酸エステル等のほか、オリゴ｛２−ヒドロキシ−２−メチル−１−［４−（１−メチルビニル）フェニル］プロパノン｝等の高分子量光重合開始剤などを使用することができる。
また、カチオン重合型の光重合性プレポリマーに対しては、例えば芳香族スルホニウムイオン、芳香族オキソスルホニウムイオン、芳香族ヨードニウムイオンなどのオニウムと、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアンチモネート、ヘキサフルオロアルセネートなどの陰イオンとからなる化合物などを使用することができる。
上記光重合開始剤は、１種を単独で使用することもできるし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。光重合開始剤の配合量は、上記光重合性プレポリマーおよび光重合性モノマーの合計量１００重量部に対して、通常０.２〜１０重量部である。
充填剤としては、例えば、得られるコート層の屈折率の調節やフィルムの硬化強度を高めるために、無機微粒子を使用することができる。このような無機微粒子としては、二酸化ケイ素粒子、二酸化チタン粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化錫粒子、炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、タルク、カオリン、硫酸カルシウム粒子などが挙げられ、その平均粒子径は０．５μｍ以下であるのが好ましい。また、上記無機微粒子は、コーティング用組成物中での安定性、コート層の強化のために、表面処理されていてもよい。
また、得られるコート層の屈折率を高めるために、チタン、アルミニウム、インジウム、亜鉛、錫およびアンチモンから選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物からなる微粒子、例えばＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＩＴＯ等の微粒子であって、粒子径が１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下であるものを充填剤として使用することもできる。このような金属酸化物の微粒子は、粒子径が光の波長よりも十分小さいために光の散乱を生じさせず、この金属酸化物微粒子が分散した分散体（コート層）は光学的に均一な物質として振舞う。
上記無機微粒子（金属酸化物微粒子）の配合量は、コーティング剤の１０〜９０重量％であることが好ましい。
さらに、得られるコート層の硬度を向上させ、コート層に傷防止性能を付与するために、電離放射線硬化性化合物として、反応性粒子、例えば、特開２０００−２７３２７２号公報に記載の反応性粒子を使用することもできる。この反応性粒子は、無機酸化物粒子に、分子内に１個以上の重合性不飽和基を有する有機化合物（ａ）が化学的に結合しているものである。
反応性粒子の無機酸化物粒子としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ゲルマニウム、酸化インジウム、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化セリウム等の粒子が挙げられ、１種を単独で使用することもできるし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
本コーティング用組成物を光学用フィルムや光学製品等のコーティング層（ハードコート層）の形成に使用する場合には、無機酸化物粒子として、光の吸収が少なく、光透過性の高いシリカ粒子を使用するのが好ましい。
無機酸化物粒子の平均粒径は、０.００１〜２μｍであるのが好ましく、特に０.００１〜０．２μｍであるのが好ましく、さらに０.００１〜０.１μｍであるのが好ましい。無機酸化物粒子の平均粒径が２μｍを超えると、本コーティング用組成物を硬化させて得られるコート層の光透過性が低下したり、当該コート層の表面平滑性が悪くなるおそれがある。
無機酸化物粒子の形状は、球状、中空状、多孔質状、棒状、板状、繊維状、不定形状等のいずれであってもよいが、特に球状であるのが好ましい。
無機酸化物粒子の比表面積（窒素を用いたＢＥＴ法による比表面積）は、１０〜１０００ｍ２／ｇであるのが好ましく、特に１００〜５００ｍ２／ｇであるのが好ましい。
上記無機酸化物粒子に結合している有機化合物（ａ）が有する重合性不飽和基としては、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、プロペニル基、ブタジエニル基、スチリル基、エチニル基、シンナモイル基、マレエート基、アクリルアミド基等が挙げられる。
有機化合物（ａ）中における重合性不飽和基の個数は、分子内に１個以上であれば特に限定されないが、通常は１〜４個である。
有機化合物（ａ）は、上記重合性不飽和基以外に、式［−Ｘ−Ｃ（＝Ｙ）−ＮＨ−］（式中、Ｘは、ＮＨ、ＯまたはＳであり、Ｙは、ＯまたはＳである。）で表される基を含むのが好ましい。また、有機化合物（ａ）は、分子内にシラノール基を有する化合物、または加水分解によってシラノール基を生成する化合物であるのが好ましい。
このような有機化合物（ａ）の好ましい具体例としては、例えば、下記式（１）で表される化合物が挙げられる。
Figure 2006052260
式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、水素原子または炭素数１〜８のアルキル基若しくはアリール基であり、Ｒ１およびＲ２は同一であってもよいし、異なっていてもよい。このような官能基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基、フェニル基、キシリル基等が挙げられる。
式［（Ｒ１Ｏ）ｍＲ２ ３−ｍＳｉ−］で表される基としては、例えば、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリフェノキシシリル基、メチルジメトキシシリル基、ジメチルメトキシシリル基等が挙げられ、これらの中でも、トリメトキシシリル基またはトリエトキシシリル基等が好ましい。ここで、ｍは１〜３の整数である。
Ｒ３は、炭素数１〜１２の脂肪族または芳香族構造を有する２価の有機基であり、鎖状、分岐状または環状の構造を含んでいてもよい。このような有機基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキサメチレン基、シクロヘキシレン基、フェニレン基、キシリレン基、ドデカメチレン基等が挙げられ、これらの中でも、メチレン基、プロピレン基、シクロヘキシレン基、フェニレン基等が好ましい。
Ｒ４は、２価の有機基であり、通常、分子量１４〜１万、好ましくは、分子量７６〜５００の２価の有機基の中から選ばれる。２価の有機基としては、例えば、ヘキサメチレン、オクタメチレン、ドデカメチレン等の鎖状ポリアルキレン基；シクロヘキシレン、ノルボルニレン等の脂環式または多環式の２価の有機基；フェニレン、ナフチレン、ビフェニレン、ポリフェニレン等の２価の芳香族基；およびこれらのアルキル基置換体またはアリール基置換体が挙げられる。これら２価の有機基は、炭素および水素原子以外の元素を含む原子団を含んでいてもよく、また、ポリエーテル結合、ポリエステル結合、ポリアミド結合、ポリカーボネート結合、さらには、式［−Ｘ−Ｃ（＝Ｙ）−ＮＨ−］（式中、Ｘは、ＮＨ、ＯまたはＳを示し、Ｙは、ＯまたはＳを示す。）で表される基を含んでいてもよい。
Ｒ５は、（ｎ＋１）価の有機基であり、好ましくは鎖状、分岐状または環状の飽和炭化水素基または不飽和炭化水素基の中から選ばれる。ここで、ｎは、１〜２０の整数であるのが好ましく、特に１〜１０の整数であるのが好ましく、さらには１〜５の整数であるのが好ましい。
Ｚは、活性ラジカル種の存在下、分子間架橋反応し得る重合性不飽和基を分子中に有する１価の有機基である。このような有機基としては、例えば、アクリロイル（オキシ）基、メタアクリロイル（オキシ）基、ビニル（オキシ）基、プロペニル（オキシ）基、ブタジエニル（オキシ）基、スチリル（オキシ）基、エチニル（オキシ）基、シンナモイル（オキシ）基、マレエート基、アクリルアミド基、メタアクリルアミド基等が挙げられ、これらの中でも、アクリロイル（オキシ）基およびメタアクリロイル（オキシ）基が好ましい。
反応性粒子は、上記無機酸化物粒子と有機化合物（ａ）とを反応させることにより製造することができる。上記無機酸化物粒子の表面には、有機化合物（ａ）と反応し得る成分が存在すると考えられており、粉末状の無機酸化物粒子または無機酸化物粒子の溶剤分散ゾルと有機化合物（ａ）とを、水分の存在下または不存在下で混合し、加熱、攪拌処理することにより、無機酸化物粒子の表面成分と有機化合物（ａ）とが反応し、反応性粒子が得られる。
コーティング剤中における反応性粒子の含有量（固形分）は、５〜８０重量％であるのが好ましく、特に１０〜７０重量％であるのが好ましい。
反応性粒子の含有量が５重量％未満では、得られるコート層の硬度が十分でない場合があり、反応性粒子の含有量が９０重量％を超えると、コーティング用組成物の硬化性が悪くなる場合がある。
本実施形態におけるコーティング剤は、コーティング用組成物が後述する表面張力を有し得るように、ジメチルシロキサン系化合物および／またはフッ素系化合物を含有することが好ましい。
ジメチルシロキサン系化合物としては、例えば、メルカプト変性ポリジメチルシロキサン、フェノール変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、脂肪酸エステル変性ポリジメチルシロキサン、（メタ）アクリレート変性ポリジメチルシロキサン、ジメチルシロキサン骨格を有するシリコーングラフトアクリル樹脂等が挙げられる。
コーティング剤中におけるジメチルシロキサン系化合物の含有量は、０．５〜５０重量％であるのが好ましく、特に０．５〜５重量％であるのが好ましい。
フッ素系化合物としては、フルオロアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキル第四級アンモニウム塩、フルオロアルキルエチレンオキシド付加物等のフルオロアルキル基を有する化合物；ペルフルオロアルキルカルボン酸塩、ペルフルオロアルキル第四級アンモニウム塩、ペルフルオロアルキルエチレンオキシド付加物等のペルフルオロアルキル基を有する化合物；フルオロカーボン基を有する化合物；テトラフルオロエチレン重合体；フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンの共重合体；フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体；含フッ素（メタ）アクリル酸エステル；含フッ素（メタ）アクリル酸エステルの重合体；含フッ素（メタ）アクリル酸アルキルエステルの重合体；含フッ素（メタ）アクリル酸エステルと他のモノマーの共重合体などが挙げられる。
コーティング剤中におけるフッ素系化合物の含有量は、０．５〜２０重量％であるのが好ましく、特に０．５〜５重量％であるのが好ましい。
本実施形態に係るコーティング用組成物は溶剤を含むことが好ましく、それにより、コーティング剤の濃度とコーティング用組成物の表面張力とが後述する関係を満たし易くなる。本実施形態における溶剤としては、上記コーティング剤中の電離放射線硬化性化合物を溶解することができ、かつコーティング対象物に悪影響を与えないものであれば特に限定されるものではなく、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブタノール、オクタノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン等のエステル類；エチレングリコールモノメチルエーテル（メチルセロソロブ）、エチレングリコールモノエチルエーテル（エチルセロソロブ）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルセロソロブ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類などから適宜選択して使用することができる。
本実施形態におけるコーティング剤は、以上の成分の他にも、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、老化防止剤、熱重合禁止剤、着色剤、レベリング剤、界面活性剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、有機系充填剤、フィラー、濡れ性改良剤、塗面改良剤等の各種添加剤を含有してもよい。
本実施形態に係るコーティング用組成物は、コーティング用組成物におけるコーティング剤の濃度ａ（重量％）が次の条件下
０＜ａ≦６０
において、コーティング剤の濃度ａと、コーティング用組成物の表面張力ｂ（ｄｙｎｅ／ｃｍ）とが、次の関係
ｂ≦（−ａ／１５）＋２６
を満たすものである。
コーティング剤の濃度ａおよびコーティング用組成物の表面張力ｂが上記関係を満たすことにより、被コーティング面に凸部や異物が存在する場合であっても、それらをコート層によって隠蔽して平滑性の高い表面を形成することができる。なお、上記関係において、ｂ＞（−ａ／１５）＋２６であると、上記効果が劣るだけでなく、コーティング用組成物の加工効率の低下を招くという問題も生じる。
以上説明したコーティング用組成物は、所望の基材に対して塗布し、硬化させることにより、基材の表面に表面平滑性の高いコート層、所望によりハードコート層を形成することができる。コーティング対象の基材としては、例えば、プラスチックフィルム、プラスチックシート、プラスチック板等のプラスチック製品の他、金属製品、ガラス製品、石材等が挙げられる。
〔コーティングフィルム〕
本実施形態では、コーティングフィルムとして、光ディスクの情報記録層を保護するためのハードコートフィルムを一例に挙げて説明するが、本発明のコーティングフィルムは、かかる用途に限定されるものではない。
本実施形態に係るハードコートフィルム１は、図１に示すように、保護フィルム１１と、保護フィルム１１の一方の面に形成されたハードコート層１２とからなる。
保護フィルム１１は、情報の読出または書込のための光の波長域に対し十分な光透過性を有するとともに、光ディスクを容易に製造するために、剛性や柔軟性が適度にあり、なおかつ、光ディスクの保管のために、温度に対して安定なものであるのが好ましい。このような保護フィルム１１としては、ポリカーボネート、シクロオレフィン系ポリマーまたはポリメチルメタクリレートを主成分とする光透過性フィルムが好ましく、特に、後述するハードコート層１２との密着性の高いポリカーボネートを主成分とするフィルムが好ましい。なお、シクロオレフィン系ポリマーを主成分とするフィルムを使用する場合には、ハードコート層１２との密着性を高めるために、ハードコート層１２を形成する面に対して、コロナ放電処理を施すのが好ましい。
保護フィルム１１の厚さは、光ディスクの種類や光ディスクのその他の構成部位の厚みに応じて決定されるが、通常は２５〜３００μｍ程度であり、好ましくは５０〜２００μｍ程度である。
なお、保護フィルム１１は、通常、所望の樹脂を溶剤で希釈した溶液をベルト上にキャスト製膜することによって製造されるが、保護フィルム１１の表面には凸部１０が形成されることが多く、また、保護フィルム１１に付着した異物による凸部１０が形成される場合もある。かかる凸部１０の高さは、通常０．１〜１０μｍ程度である。
ハードコート層１２は、前述したコーティング用組成物、好ましくは充填剤を含有するコーティング用組成物を保護フィルム１１の表面に塗布し、硬化させることにより形成される。
コーティング用組成物の塗布は、常法によって行えばよく、例えば、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法によって行えばよい。コーティング用組成物を塗布したら、塗膜を５０〜１２０℃程度で乾燥させるのが好ましい。
コーティング用組成物の硬化は、コーティング用組成物の塗膜に対して電離放射線を照射することによって行うことができる。電離放射線としては、通常、紫外線、電子線等が用いられる。電離放射線の照射量は、電離放射線の種類によって異なるが、例えば紫外線の場合には、光量で１００〜５００mJ/cm２程度が好ましく、電子線の場合には、１０〜１０００krad程度が好ましい。
ハードコート層１２の厚さは、上記凸部１０の最大高さがｈ（μｍ）であるときに、ｈ＋１（μｍ）以上とするのが好ましい。それによって凸部１０を確実に隠蔽し、非常に高い表面平滑性を得ることができる。ハードコート層１２の厚さの上限は特に限定されるものではないが、得られるハードコートフィルム１の反りを防止するために、２０μｍ以下、特に１０μｍ以下とするのが好ましい。
本実施形態に係るハードコートフィルム１は、前述したコーティング用組成物を硬化させてなるハードコート層１２を備えているため、保護フィルム１１の表面に凸部１０が存在する場合であっても、その凸部１０が隠蔽されて表面平滑性が高いものとなる。
なお、本実施形態に係るハードコートフィルム１は、保護フィルム１１とハードコート層１２とからなるものであるが、図２に示すハードコートフィルム１’のように、保護フィルム１１のハードコート層１２の反対面に、接着層２３が形成されていてもよいし、さらには接着層２３に剥離シート３が積層されていてもよい。
接着層２３を構成する接着剤の種類としては、光ディスクを構成し得るものであれば特に限定されず、例えば、アクリル系、ポリエステル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系等の粘着剤または粘接着剤であってもよいし、電離放射線硬化性、熱硬化性、熱可塑性等の接着剤であってもよい。
接着剤層２３の厚さは、通常５〜１００μｍ程度であり、好ましくは１０〜３０μｍ程度である。
剥離シート３としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレンなどの樹脂フィルムをシリコーン系剥離剤等で剥離処理したものを使用することができる。
〔光ディスク〕
本実施形態に係る光ディスク２は、図３に示すように、凹凸パターン（ピットまたはグルーブ／ランド）を有する光ディスク基板２１と、光ディスク基板２１の凹凸面上に形成された情報記録層２２と、情報記録層２２上に積層された接着層２３と、接着層２３上に積層された保護フィルム１１と、保護フィルム１１上に積層されたハードコート層１２とからなる。
このような光ディスク２は、例えば、次のような方法によって製造することができる。
（１）ハードコートフィルム１の裏面（ハードコート層１２が存在しない側の面。以下同じ。）、または光ディスク基板２１の凹凸面上に形成した情報記録層２２に、電離放射線硬化性接着剤等の接着剤を塗工して、ハードコートフィルム１と情報記録層２２とを接着する。
（２）剥離シートを有するアクリル系、ポリエステル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系等の粘着剤からなる粘着剤層（粘着シート）をハードコートフィルム１の裏面、または光ディスク基板２１の凹凸面上に形成した情報記録層２２に貼り付け、剥離シートを剥離して露出した粘着剤層を介して、ハードコートフィルム１と情報記録層２２とを接着する。
（３）ハードコートフィルム１’の剥離シート３を剥離して接着層２３を露出させ、その接着層２３と、光ディスク基板２１の凹凸面上に形成した情報記録層２２とを接着する。
本実施形態に係る光ディスク２においては、保護フィルム１１のハードコート層１２側に存在する凸部１０はハードコート層１２によって隠蔽され、光ディスク２（ハードコート層１２）の表面平滑性は高いものとなっているため、上記凸部１０に起因する信号特性の劣化はなく、エラーレートは極めて低いものとなっている。
なお、本実施形態に係る光ディスク２は片面１層式のものであるが、片面２層式のものであってもよく、その形態は特に限定されるものではない。
以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。
〔実施例１〕
電離放射線硬化性化合物としてウレタンアクリレート系プレポリマー（荒川化学工業社製，商品名「ビームセット５７５ＣＢ」，固形分濃度１００重量％，光重合開始剤含有）１００重量部と、ジメチルシロキサン系化合物（ビックケミー・ジャパン社製，商品名「ＢＹＫ−３００」，固形分濃度５２重量％）５重量部とを混合してこれをコーティング剤とし、さらに溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルを加えて、コーティング剤の濃度（ａ）が１５重量％、３５重量％、６０重量％のコーティング用組成物を調製した。なお、コーティング剤中におけるジメチルシロキサン系化合物の含有量は２．５重量％であった。得られたコーティング用組成物の表面張力を、表面張力計（協和界面科学社製，商品名「ＣＢＶＰ−Ａ」）を使用して測定した（以下同じ）。表面張力の測定結果を表１に示す。
上記コーティング用組成物を、最大高さ４．１μｍの凸欠点が無数に存在するポリカーボネートフィルム（帝人化成社製，商品名「ピュアエースＣ１１０−７５」，厚さ：７５μｍ）の凸欠点が存在する面に、乾燥後のコート層の厚さが５．５μｍになるようにバーコーターによって塗布し、７０℃で１分間乾燥させた後、紫外線を照射（照射条件：照度３１０mW/cm2，光量３００mJ/cm2）して、ハードコート層を有するハードコートフィルム（コーティングフィルム）を作製した。
〔実施例２〕
電離放射線硬化性化合物としてウレタンアクリレート系プレポリマー（荒川化学工業社製，商品名「ビームセット５７５ＣＢ」，固形分濃度１００重量％，光重合開始剤含有）２５重量部および反応性粒子（ＪＳＲ社製，商品名「デソライトＺ７５２４」，固形分濃度７５重量％）１００重量部と、ジメチルシロキサン系化合物（ビックケミー・ジャパン社製，商品名「ＢＹＫ−３００」，固形分濃度５２重量％）５重量部とを混合してこれをコーティング剤とし、さらに溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルを加えて、コーティング剤の濃度（ａ）が１５重量％、３５重量％、６０重量％のコーティング用組成物を得た。なお、コーティング剤中におけるジメチルシロキサン系化合物の含有量は２．５重量％であった。得られたコーティング用組成物の表面張力を測定した結果を表１に示す。
上記コーティング用組成物を使用して、実施例１と同様にしてハードコートフィルム（コーティングフィルム）を作製した。
〔実施例３〕
実施例１におけるジメチルシロキサン系化合物５重量部を、フッ素系化合物（大日本インキ化学工業社製，商品名「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４７０」，固形分濃度１００重量％）１重量部に変更した以外は実施例１と同様にしてコーティング用組成物を調製した。なお、コーティング剤中におけるフッ素系化合物の含有量は１．０重量％であった。得られたコーティング用組成物の表面張力を測定した結果を表１に示す。
上記コーティング用組成物を使用して、実施例１と同様にしてハードコートフィルム（コーティングフィルム）を作製した。
〔実施例４〕
実施例１におけるジメチルシロキサン系化合物の量を２．９４重量部とし、さらにフッ素系化合物（大日本インキ化学工業社製，商品名「ＭＥＧＡＦＡＣ Ｆ−４７０」，固形分濃度１００重量％）０．５重量部を加えた以外は実施例１と同様にしてコーティング用組成物を調製した。なお、コーティング剤中におけるジメチルシロキサン系化合物の含有量は１．５重量％、フッ素系化合物の含有量は０．５重量％であった。得られたコーティング用組成物の表面張力を測定した結果を表１に示す。
上記コーティング用組成物を使用して、実施例１と同様にしてハードコートフィルム（コーティングフィルム）を作製した。
〔実施例５〕
溶剤をイソブタノールとした以外は実施例１と同様にしてコーティング用組成物を調製した。得られたコーティング用組成物の表面張力を測定した結果を表１に示す。
上記コーティング用組成物を使用して、実施例１と同様にしてハードコートフィルム（コーティングフィルム）を作製した。
〔実施例６〕
実施例１で得られたコーティング用組成物を乾燥後のコート層の厚さが４．５μｍになるように塗布した以外は、実施例１と同様にしてハードコートフィルム（コーティングフィルム）を作製した。
〔比較例１〕
ジメチルシロキサン系化合物の量を０．１５重量部とした以外は、実施例１と同様にしてコーティング用組成物を調製した。なお、コーティング剤中におけるジメチルシロキサン系化合物の含有量は０．０７８重量％であった。得られたコーティング用組成物の表面張力を測定した結果を表１に示す。
上記コーティング用組成物を使用して、実施例１と同様にしてハードコートフィルム（コーティングフィルム）を作製した。
〔比較例２〕
フッ素系化合物の量を０．０５重量部とした以外は、実施例３と同様にしてコーティング用組成物を調製した。なお、コーティング剤中におけるフッ素系化合物の含有量は０．０５重量％であった。得られたコーティング用組成物の表面張力を測定した結果を表１に示す。
上記コーティング用組成物を使用して、実施例１と同様にしてハードコートフィルム（コーティングフィルム）を作製した。
〔試験例〕
実施例または比較例にて作製したハードコートフィルムの表面に存在する欠点（ポリカーボネートフィルムの凸部に起因する凸部）の数をカウントし、光ディスクの片面の面積（４３６ｃｍ２）あたりに換算して欠点数とした。カウントする欠点は直径１００μｍ以上のものとし、コンフォーカル顕微鏡（レーザーテック社製，ＨＤ１００Ｄ）を使用してカウントした。結果を表１に示す。
Figure 2006052260
表１から明らかなように、直径１００μｍ以上の欠点は、実施例１〜５にて作製したハードコートフィルムでは全く見られず、実施例６にて作製したハードコートフィルムでは極めて少なかった。
本発明のコーティング用組成物は、所望の基材、特に樹脂フィルムにハードコート層を形成するのに好適であり、本発明のコーティングフィルムは、光学製品、特に光記録媒体の保護フィルムとして好適である。
本発明の一実施形態に係るハードコートフィルムの断面図である。 本発明の他の実施形態に係るハードコートフィルムの断面図である。 本発明の一実施形態に係る光ディスクの断面図である。 従来のハードコートフィルムの断面図である。
符号の説明
１，１’…ハードコートフィルム（コーティングフィルム）
１０…凸部
１１…保護フィルム（樹脂フィルム）
１２，１２Ｐ…ハードコート層（コート層）
２…光ディスク
２１…光ディスク基板
２２…情報記録層
２３…接着層
３…剥離シート

Claims (11)

  1. 電離放射線硬化性化合物を主成分とするコーティング剤を含有するコーティング用組成物であって、前記コーティング用組成物における前記コーティング剤の濃度ａ（重量％）が次の条件下
    ０＜ａ≦６０
    において、前記コーティング剤の濃度ａと、前記コーティング用組成物の表面張力ｂ（ｄｙｎｅ／ｃｍ）とが、次の関係
    ｂ≦（−ａ／１５）＋２６
    を満たすことを特徴とするコーティング用組成物。
  2. 前記コーティング剤は、ジメチルシロキサン系化合物およびフッ素系化合物から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１に記載のコーティング用組成物。
  3. 前記コーティング剤は、ジメチルシロキサン系化合物を０．５〜５０重量％含有することを特徴とする請求項１に記載のコーティング用組成物。
  4. 前記コーティング剤は、フッ素系化合物を０．１〜２０重量％含有することを特徴とする請求項１に記載のコーティング用組成物。
  5. 樹脂フィルムと、
    前記樹脂フィルムの少なくとも一方の面に、請求項１〜４のいずれかに記載のコーティング用組成物を塗布し硬化させてなるコート層と
    を備えたことを特徴とするコーティングフィルム。
  6. 前記樹脂フィルムのコート層形成面には凸部が存在し、前記凸部の最大高さがｈ（μｍ）であるときに、前記コート層の厚さｄ（μｍ）が次の条件
    ｄ≧ｈ＋１
    を満たすことを特徴とする請求項５に記載のコーティングフィルム。
  7. 前記樹脂フィルムのコート層非形成面には、接着層が設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載のコーティングフィルム。
  8. 前記樹脂フィルムが、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂およびシクロオレフィン系樹脂のいずれかを主成分とする材料からなることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のコーティングフィルム。
  9. 電離放射線硬化性化合物を主成分とするコーティング剤の濃度を調整して得られたコーティング用組成物を樹脂フィルムの表面に塗布し硬化させてコート層を形成するコーティングフィルムの製造方法であって、
    前記コーティング用組成物における前記コーティング剤の濃度ａ（重量％）が次の条件下
    ０＜ａ≦６０
    であるときに、前記コーティング剤の濃度ａと、前記コーティング用組成物の表面張力ｂ（ｄｙｎｅ／ｃｍ）とが、次の関係
    ｂ≦（−ａ／１５）＋２６
    を満たすように前記コーティング用組成物を調製することを特徴とするコーティングフィルム製造方法。
  10. 前記樹脂フィルムのコート層形成面に、最大高さがｈ（μｍ）である凸部が存在する場合に、前記コート層の厚さｄ（μｍ）が次の条件
    ｄ≧ｈ＋１
    を満たすように前記コート層を形成することを特徴とする請求項９に記載のコーティングフィルム製造方法。
  11. 請求項５〜８のいずれかに記載のコーティングフィルムまたは請求項９もしくは１０に記載のコーティングフィルム製造方法によって得られたコーティングフィルムを備えたことを特徴とする光記録媒体。
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