JP2006269041A - 光ディスク用紫外線硬化型組成物及びこれを用いた光ディスク - Google Patents
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Abstract
【課題】 多層の追記型光ディスクの半透明反射層と色素記録層の間で使用され、信号の書き込み時にレーザー光により加熱された場合であっても、信号の読み取りエラーを発生させることのない樹脂層を形成することが可能な光ディスク用紫外線硬化型組成物を提供する。
【解決手段】
ラジカル重合性化合物を含有する光ディスク用紫外線硬化型組成物であって、
(1)同一分子内に多環式構造と、二以上のラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物A、
(2)同一分子内にラジカル重合性の不飽和二重結合と式I
で表される3価の部分構造を有する化合物B、及び
(3)同一分子内に環式構造と、一つのラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物C
を含有し、
前記化合物Aと前記化合物Bの合計含有比率が40質量%以上であることを特徴とする光ディスク用紫外線硬化型組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】
ラジカル重合性化合物を含有する光ディスク用紫外線硬化型組成物であって、
(1)同一分子内に多環式構造と、二以上のラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物A、
(2)同一分子内にラジカル重合性の不飽和二重結合と式I
で表される3価の部分構造を有する化合物B、及び
(3)同一分子内に環式構造と、一つのラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物C
を含有し、
前記化合物Aと前記化合物Bの合計含有比率が40質量%以上であることを特徴とする光ディスク用紫外線硬化型組成物。
【選択図】 なし
Description
本発明は、光ディスク用紫外線硬化型組成物に関し、更に詳しくは、記録層が多層設けられた構造の光ディスクに使用する紫外線硬化型組成物、及び該組成物を使用した光ディスクに関する。
貼り合わせ型光ディスクの代表例としては、DVD(デジタルバーサタイルディスクまたは、デジタルビデオディスク)がある。このDVDは、記録層を有している1枚の光ディスク用基板と情報記録を有さない光ディスク用基板、あるいは記録層を有している2枚のディスク用基板同士を、中間樹脂層を介して接合したものである。
DVDは再生専用型と記録型に大別でき、記録型のDVDにおいては、追記型のDVD−R、DVD+Rと呼ばれる方式と書き換え型のDVD−RW、DVD+RW、DVD−RAMと呼ばれる方式がある。これらのDVDの内、追記型のDVD−R、DVD+Rと呼ばれるDVDは、他のDVDとは異なり、記録層に有機色素を用いるという特徴を持つ。追記型光ディスクは、透明基板上に、レーザー光の照射によって不可逆的に光学特性が変化したり凹凸形状が形成されたりすることによって記録層が形成される。この記録層としては、例えばレーザー光の照射による加熱で分解し、その光学定数が変化すると共に、体積変化によって基板の変形を生じさせるシアニン系、フタロシアニン系、アゾ系の有機色素等が用いられる。
従来、追記型のDVDは、基板上に有機色素からなる記録層、及び光反射層を積層した光ディスク用基板と、情報記録層を有さない光ディスク用基板を接合したもので、1枚の光ディスクに1層の記録層が設けられたものであった。光ディスクの記録容量を大容量化するために、1枚の光ディスクに多層の記録層を設ける光ディスクが提案されている。(例えば、特許文献1)すなわち、基板上に設けられた色素記録層、光反射層から形成される第1光記録面の光反射層と、もう一方の色素記録層、光反射層から形成される第2光記録面の色素記録層とが、光透過性中間層を挟んで接合された多層光ディスクが示されている。この文献に記載の光ディスクによると、片面からレーザー光を照射し、第1光記録面の記録層と、更には中間層を通して第2光記録面の記録層を記録し、且つ再生することが可能である。また、第1光記録面と第2光記録面を接合する中間層を、複数の樹脂層を積層した構造とする多層の追記型光ディスクの製造方法が提案されている(例えば、特許文献2)。これら多層の追記型光ディスクにおいては、前記の如く、レーザー光を有機色素等に照射することにより信号を記録する。この場合、有機色素等は局所的に加熱され、高温となり化学変化を起こすが、同時に前記中間層を含む周辺部も加熱される。この中間層を紫外線硬化型組成物の硬化層により形成する場合、該硬化層がレーザー書き込み時の局所的な加熱により変形し、記録信号の読み取りを妨げることがないように該組成物の設計を行う必要がある。
ところで、イソシアヌレート系化合物と環状骨格を有する化合物を併用する光ディスク用活性エネルギー線硬化性組成物に関する技術が知られている(例えば、特許文献3参照)。当該技術は、重合時の硬化収縮率が低く、低吸水率及び透明性に優れた硬化物層を形成できる光ディスク用活性エネルギー線硬化性組成物に関するものであり、実施例4には、(トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレートを10質量%とトリシクロデカンジメタノールジアクリレートを10質量%含有し、更に単官能アクリレートとしてテトラヒドロフルフリルアクリレートを20質量%含有する組成物が記載されている。また、この組成物をアルミ合金反射膜の保護層として使用した光ディスクの例が記載されている。しかしながら、該特許文献は、再生専用型の光ディスク、特に膜厚が100ミクロン程度の保護層を有するブルーレイ用光ディスク、及び該保護層を形成するための組成物が記載されているのみであり、多層の追記型光ディスクに関する事項、特に、多層の追記型光ディスクの中間層がレーザー光による信号の書き込み時の加熱により一部が変形し、そのために信号の読み取り時にPIエラー、ジッターが高くなることに関しては何ら記載されていない。しかも、当該特許文献に記載された組成物の加熱時の挙動に関しても何ら記載されておらず、また、それらを示唆する記載もない。したがって、当該特許文献に記載された組成物を多層の追記型光ディスクの中間層用組成物として使用することの有効性に関しては全く予想できるものではなかった。
したがって、本発明の目的は、多層の追記型光ディスクの半透明反射層と色素記録層の間で使用され、信号の書き込み時にレーザー光により加熱された場合であっても、信号の読み取りエラーを発生させることのない樹脂層を形成することが可能な光ディスク用紫外線硬化型組成物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、信号の書き込み時にレーザー光により加熱された場合であっても、信号の読み取りエラーを発生させることのない多層の追記型光ディスクを提供するものである。
本発明者らは鋭意検討した結果、下記の手段により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち本発明は、ラジカル重合性化合物を含有する光ディスク用紫外線硬化型組成物であって、
(1)同一分子内に多環式構造と、二以上のラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物A、
(2)同一分子内にラジカル重合性の不飽和二重結合と式I
(1)同一分子内に多環式構造と、二以上のラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物A、
(2)同一分子内にラジカル重合性の不飽和二重結合と式I
(3)同一分子内に環式構造と、一つのラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物C
を含有し、
前記化合物Aと前記化合物Bの合計含有比率が40質量%以上であることを特徴とする光ディスク用紫外線硬化型組成物を提供するものである。
また、本発明は、
色素記録層(a1)と、半透明光反射層(t1)と、上記の光ディスク用紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c1)と、色素記録層(b)と、光反射層(r)とが、この順に積層された構造を有する光ディスクを提供するものである。
色素記録層(a1)と、半透明光反射層(t1)と、上記の光ディスク用紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c1)と、色素記録層(b)と、光反射層(r)とが、この順に積層された構造を有する光ディスクを提供するものである。
本発明の光ディスク用紫外線硬化型組成物による硬化膜は、光記録面の信号特性に以下のように作用すると推察される。光記録面にレーザー光で信号を記録する際に、色素記録層にレーザー光が照射され、高温で色素を化学変化させる。この時に、光記録面の色素記録層に接する樹脂層も、レーザー及び色素の化学変化による熱を受けることになるが、本発明の光ディスク用紫外線硬化型組成物による硬化膜からなる樹脂層は、上記化合物A及び上記化合物Bの含有比率が40質量%以上であるため、高いガラス転移温度が得られ、高温でも極めて流動しにくく、記録の際の熱を受けたとしてもそれによる変形を殆ど生じない。従って、樹脂層に形成されたグルーブが変形せず、信号マークがシャープで優れた信号特性を得ることができる。
また、本発明の光ディスク用紫外線硬化型組成物は、前記化合物Aと前記化合物Bに加えて、同一分子内に環式構造と、一つのラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物Cを使用しているため、紫外線照射後の硬化収縮率が少ない。その結果、光ディスクの反りを極力抑えることができ、信号の読み取りエラーの発生を低下させることができる。そのような効果は、特に、光ディスクを高温高湿環境下に放置した際に顕著であり、本発明の光ディスク用紫外線硬化型組成物を使用した光ディスクは、高温高湿環境下に放置した際の耐久性が優れている。
また、本発明の光ディスク用紫外線硬化型組成物は、前記化合物Aと前記化合物Bに加えて、同一分子内に環式構造と、一つのラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物Cを使用しているため、紫外線照射後の硬化収縮率が少ない。その結果、光ディスクの反りを極力抑えることができ、信号の読み取りエラーの発生を低下させることができる。そのような効果は、特に、光ディスクを高温高湿環境下に放置した際に顕著であり、本発明の光ディスク用紫外線硬化型組成物を使用した光ディスクは、高温高湿環境下に放置した際の耐久性が優れている。
本発明の光ディスク用紫外線硬化型組成物に使用する同一分子内に多環式構造と、二以上のラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物Aは、分子内の多環式構造によって高い剛直性が得られ、レーザー記録の際の高温に耐え、樹脂層が変形するのを防ぐと共に、樹脂層に優れた耐湿熱性を与えて色素記録層の長期信頼性を付与するものである。なお、本明細書中で(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸またはメタクリル酸のことであり、アクリル酸またはメタクリル酸の誘導体についても同様である。
化合物Aとしては、種々の構造の化合物を使用することができる。例えば、式(VIII)で表される化合物、式(VIII)におけるビスフェノールA構造部分が水添ビスフェノールA構造に置き換わった構造を有する化合物、等が挙げられる。
化合物Aの中でも、より好ましい構造の化合物として、下記式(II)で表される化合物が挙げられる。
X1−R1−O−R2−O−R3−X1 (II)
(式中、X1は式III
式(II)で表される化合物の具体的な例としては、ノルボルナンジメタノールジアクリレート、ノルボルナンジエタノールジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジメタノールにエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド2モル付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジエタノールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールにエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド2モル付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、ペンタシクロペンタデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ペンタシクロペンタデカンジエタノールジ(メタ)アクリレート、ペンタシクロペンタデカンジメタノールにエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド2モル付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、ペンタシクロペンタデカンジエタノールにエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド2モル付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート等があるが、中でもトリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ペンタシクロペンタデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートが好ましく、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートが特に好ましい。
本発明で使用する同一分子内にラジカル重合性の不飽和二重結合と式I
式(VII)で表される化合物の具体的な例としては、ビス(2−アクリロイルオキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌレート、ビス(2−アクリロイルオキシプロピル)ヒドロキシプロピルイソシアヌレート、ビス(2−アクリロイルオキシブチル)ヒドロキシブチルイソシアヌレート、ビス(2−メタクリロイルオキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌレート、ビス(2−メタクリロイルオキシプロピル)ヒドロキシプロピルイソシアヌレート、ビス(2−メタクリロイルオキシブチル)ヒドロキシブチルイソシアヌレート、トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリス(2−アクリロイルオキシプロピル)イソシアヌレート、トリス(2−アクリロイルオキシブチル)イソシアヌレート、トリス(2−メタクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリス(2−メタクリロイルオキシプロピル)イソシアヌレート、トリス(2−メタクリロイルオキシブチル)イソシアヌレート等がある。
中でもトリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリス(2−メタクリロイルオキシエチル)イソシアヌレートが好ましく、トリス(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレートが特に好ましい。
化合物Bは、剛直な環構造を有することにより、化合物Aと共に高温での高い弾性率と高いガラス転移温度を与えるものである。
同一分子内に環式構造と、一つのラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物Cとしては、種々の構造の化合物を使用することができる。環構造としては、芳香環構造であっても良く、脂環式構造であっても良い。また、環構造中に窒素原子、酸素原子、硫黄原子等が入った複素環構造であっても良い。更に、単環式構造、又は多環式構造であっても良い。中でも、単環式の脂環式構造若しくは脂肪族複素環構造又は多環式の脂環式構造若しくは脂肪族複素環構造であることが好ましい。また、ラジカル重合性不飽和二重結合を分子内に導入するための基としては、(メタ)アクリロイル基であることが好ましい。
化合物Cの具体的な例としては、イソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシメチル−2−メチルビシクロヘプタンアダマンチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、テトラシクロドデカニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチルテトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルフォリン、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、等がある。
中でも、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルフォリン、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートが好ましい。
本発明の光ディスク用紫外線硬化型組成物には、化合物A、化合物B及び化合物C以外のラジカル重合性化合物を用いることができる。具体例として、下記の単官能および多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。
単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、等が挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(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、2−メチル−1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール1モルに4モル以上のエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン1モルに3モル以上のエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たトリオールのジ又はトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性アルキル化リン酸(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、ビニルエーテルモノマー等が挙げられる。
これらの化合物の中でも、トリメチロールプロパントリ(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、トリメチロールプロパン1モルに3モル以上のエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイドを付加して得たトリオールのジ又はトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのポリ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレートが、硬化後に高い弾性率を与えることができるので好ましい。
ラジカル重合性化合物全体に対する化合物Aと化合物Bの合計含有比率は40質量%以上である。また、化合物A及び化合物Bの含有比率は各々10質量%以上が好ましい。中でも、化合物A及び化合物Bの含有比率は、各々15質量%以上であることが好ましく、各々20質量%以上であることがより好ましい。また、化合物Aと化合物Bの合計含有比率が50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましい。このような範囲であれば、非常に剛直な硬化膜が得られ、従って、高温でも極めて硬く、高いガラス転移温度が得られるため、記録の際の熱を受けたとしても、それによる変形を殆ど生じない。
また、化合物Cのラジカル重合性化合物全体に対する含有比率は、5〜40%であることが好ましく、5〜20%であることがより好ましい。化合物Cの含有比率がこの範囲であると、硬化収縮率の低下が見込まれ、ディスクの反りを低減できることから、好ましい。また、剛直な硬化膜を得るうえでも好ましい。
本発明では光重合開始剤を必要に応じ使用することができる。光重合開始剤としては、公知慣用のものがいずれも使用できるが、分子開裂型または水素引き抜き型のものが本発明で使用する光重合開始剤として好適である。本発明に使用する光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインイソブチルエーテル、2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、ベンジル、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン及び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−オン等の分子開裂型や、ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、イソフタルフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチル−ジフェニルスルフィド等の水素引き抜き型の光重合開始剤を使用することができる。
また、本発明の組成物を構成する際の任意成分としては、次のようなものが有り、本発明の効果を損なわない範囲内で使用可能である。すなわち、光重合開始剤に対する増感剤として、例えば、トリメチルアミン、メチルジメタノールアミン、トリエタノールアミン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチル、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、N,N−ジメチルベンジルアミン及び4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等であり、さらには前述光重合性化合物と付加反応を起こさないアミン類を併用することもできる。もちろん、これらは、紫外線硬化性化合物への溶解性に優れ、かつ紫外線透過性を阻害しないものを選択して用いることが好ましい。また、本発明の紫外線硬化型樹脂組成物には、必要に応じて、添加剤として、界面活性剤、レベリング剤、熱重合禁止剤、ヒンダードフェノール、ホスファイト等の酸化防止剤、ヒンダードアミン等の光安定剤を使用することもできる。
次に本発明の光ディスクについて説明する。本発明の光ディスク用紫外線硬化型組成物を使用した光ディスクは、
色素記録層(a1)と、半透明光反射層(t1)と、本発明の光ディスク用紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c1)と、色素記録層(b)と、光反射層(r)とが、この順に積層された構造を有する光ディスクであるが、そのような光ディスクの具体的な構造としては、例えば、図1の構造の光ディスクがある。
色素記録層(a1)と、半透明光反射層(t1)と、本発明の光ディスク用紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c1)と、色素記録層(b)と、光反射層(r)とが、この順に積層された構造を有する光ディスクであるが、そのような光ディスクの具体的な構造としては、例えば、図1の構造の光ディスクがある。
図1の光ディスクは、基板(d1)1上に色素記録層(a1)2と、半透明光反射層(t1)3と、紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c1)4と、色素記録層(b)5と、光反射層(r)6と、基板(d2)7とが順に積層された構造の光ディスクである。図1中、色素記録層(a1)2と半透明光反射層(t1)3とが第1記録層21を形成し、色素記録層(b)5と光反射層(r)6とが第2記録層22を形成している。また、半透明光反射層(t1)3と色素記録層(b)5とが互いに向き合うように紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c1)4を介して積層されている。なお、図1中には、光の入射方向に対して凸状の記録トラック(グルーブ)11(第1記録層)と凸状の記録トラック(グルーブ)12(第2記録層)も図示した。
本発明の光ディスクは、光反射層(r)6と、基板(d2)7との間に接着層8を設けても良い(図2)。また、硬化樹脂層(c1)4と、色素記録層(b)5との間に、色素記録層(a2)31と、半透明光反射層(t2)32と、前記紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c2)33とをこの順に積層した1又は2以上の積層体(s)23を積層した構造の光ディスクであっても良い。
この場合、硬化樹脂層(c1)4と色素記録層(a2)31とが接し、色素記録層(b)5と硬化樹脂層(c2)33とが接するように積層する。硬化樹脂層(c2)33は、これまで詳細に説明してきた上記の紫外線硬化型組成物により形成する。
また、2以上の積層体(s)23を積層する場合には、一方の積層体(s1)の色素記録層(a2)と、この積層体(s1)と隣接する他の積層体(s2)の硬化樹脂層(c2)とが接するようにこれまで詳細に説明してきた上記の紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層を介して積層する。
図2に示した光ディスクにおける第1記録層21に、更に積層体(s)23を1層だけ積層した例が図3の光ディスクである。
この場合、硬化樹脂層(c1)4と色素記録層(a2)31とが接し、色素記録層(b)5と硬化樹脂層(c2)33とが接するように積層する。硬化樹脂層(c2)33は、これまで詳細に説明してきた上記の紫外線硬化型組成物により形成する。
また、2以上の積層体(s)23を積層する場合には、一方の積層体(s1)の色素記録層(a2)と、この積層体(s1)と隣接する他の積層体(s2)の硬化樹脂層(c2)とが接するようにこれまで詳細に説明してきた上記の紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層を介して積層する。
図2に示した光ディスクにおける第1記録層21に、更に積層体(s)23を1層だけ積層した例が図3の光ディスクである。
本発明の光ディスクは、例えば、以下の工程により製造することができる。
図1に示す光ディスクの製造方法を以下に説明する。
まず、ポリカーボネート樹脂を射出成形することによって、記録トラック(グルーブ)11と呼ばれるレーザー光をトラッキングするための案内溝を有する基板(d1)1を作製する。次にアゾ系色素を溶剤に溶解させた後、基板(d1)1の記録トラック側の表面にスピンコート等により色素記録層(a1)2を形成する。更にその上に、銀合金などをスパッタまたは蒸着することにより半透明光反射層(t1)3を成膜し、第1記録層21を作製する。
次に、ポリカーボネート樹脂を射出成形にすることによって、記録トラック(グルーブ)12と呼ばれるレーザー光をトラッキングするための案内溝を有する基板(d2)7を作製する。次に銀合金などをスパッタまたは蒸着することにより光反射層(r)6を成膜する。この上に、アゾ系色素を溶剤に溶解させた後、基板(d2)7の記録トラック側の表面にスピンコート等により色素記録層(b)5を形成し、第2記録層22を作製する。
第1記録層を有する基板(d1)の半透明光反射層(t1)3の表面に、紫外線硬化型組成物を塗布し、第2記録層を有する基板の色素記録層(b)5とスピンコート等により貼り合わせ、この貼り合わせたディスクの片面または両面から紫外線を照射して、紫外線硬化型組成物を硬化させ、硬化樹脂層(c1)4を形成し、図1の光ディスクを作製する。
図2に示す光ディスクの製造方法を以下に説明する。
まず、ポリカーボネート樹脂を射出成形にすることによって、記録トラック(グルーブ)11と呼ばれるレーザー光をトラッキングするための案内溝を有する基板(d1)1を作製する。次にアゾ系色素を溶剤に溶解させた後、基板(d1)1の記録トラック側の表面にスピンコート等により色素記録層(a1)2を形成する。更にその上に、銀合金などをスパッタまたは蒸着することにより半透明光反射層(t1)3を成膜し、第1記録層21を作製する。
この上に、本発明の光ディスク用紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c1)4を形成するが、その際に型を用いて表面に記録トラック(グルーブ)13を転写する。記録トラック(グルーブ)13を転写する工程は次の通りである。基板(d1)1の半透明光反射層(t1)3上に、本発明の光ディスク用紫外線硬化型組成物を塗布し、その上に記録トラック(グルーブ)13を形成するための型と貼り合わせ、この貼り合わせたディスクの片面または両面から紫外線を照射して、本発明の組成物を硬化させる。その後、型を剥離して、硬化樹脂層(c1)4に記録トラック(グルーブ)13を設けた光ディスク基板を用意する。なお、型としては、硬化樹脂層(c1)4に対して十分な剥離性を有するものであれば、特に制限無く使用できるが、生産性及びコストの面から、樹脂製スタンパが好ましい。樹脂製スタンパの材料としては、例えばアクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂(特に非晶質ポリオレフィン)、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂からなるものを用いることができる。本発明の光ディスク用紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c1)4との密着性が低く剥離性が高いことが望まれることから、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。
続いて、この光ディスク基板の硬化樹脂層(c1)4の記録トラック(グルーブ)13を有する側の表面に、アゾ系色素を溶剤に溶解させた後、スピンコート等により色素記録層(b)5を形成する。更に、銀合金などをスパッタまたは蒸着することにより光反射層(r)6を成膜して、第2記録層22を作製する。
次に、ポリカーボネート樹脂を射出成形することにより記録層を有しない基板(d2)7を作製する。上記のようにして得られた2層の記録層を有する基板の光反射層(r)6の表面に、紫外線硬化型接着剤を塗布し、基板(d2)7と貼り合わせ、この貼り合わせたディスクの片面または両面から紫外線を照射して、紫外線硬化型接着剤を硬化させ、接着層8を形成し、図2の光ディスクを作製できる。
図3に示す光ディスクの製造方法を以下に説明する。
上記の図2に示す光ディスクにおける第1記録層21及び硬化樹脂層(c1)4を形成する方法と同様にして、図3に示す基板(d1)1の上に第1記録層21を形成し、その上に、記録トラック(グルーブ)を有する紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c1)4を形成する。次に、図2に示す光ディスクにおける第1記録層21を形成する方法と同様にして、図3の積層体(s)23を形成する。この上に、図2に示す光ディスクにおける第2記録層22を形成する方法と同様にして、第2記録層22を形成する。最後に、第2記録層22の光反射層(r)6表面に、紫外線硬化型接着剤を塗布し、記録層を有しないポリカーボネート樹脂基板(d2)7と貼り合わせ、この貼り合わせたディスクの片面または両面から紫外線を照射して、紫外線硬化型接着剤を硬化させ、接着層8を形成し、図3の光ディスクを作製できる。
前記記録層に用いる有機色素として、アゾ系色素以外に、記録に用いるレーザー光によってピットを形成することができるものであれば特に制限なく使用でき、例えば、シアニン系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系、アントラキノン系、トリフェニルメタン系、ピリリウムないしチアピリリウム塩系、スクワリリウム系、クロコニウム系、ホルマザン系、金属錯体色素系等が挙げられる。また、色素に一重項酸素クエンチャーを混合して用いるのもよい。クエンチャーとしては、アセチルアセトナート系、ビスジチオ−α−ジケトン系やビスフェニルジチオール系などのビスジチオール系、チオカテコール系、サリチルアルデヒドオキシム系、チオビスフェノレート系等の金属錯体が好ましい。また、窒素のラジカルカチオンを有するアミン系化合物やヒンダードアミン等のアミン系のクエンチャーも好適である。前記記録層用材料としては、有機色素の代わりに相変化記録材料を用いることができ、その材料としてはカルコゲン合金が使用でき、例えば、GeSbTe、AgInSbTe等が挙げられる。
第1記録層21と第2記録層22とに用いる材料は同じでも良いし異なっていてもよい。また、積層体(s)の色素記録層(a2)に用いる材料も他の色素記録層に使用する材料と同じでも良いし異なっていてもよい。
第1記録層21と第2記録層22とに用いる材料は同じでも良いし異なっていてもよい。また、積層体(s)の色素記録層(a2)に用いる材料も他の色素記録層に使用する材料と同じでも良いし異なっていてもよい。
さらに、半透明光反射層及び光反射層は、銀合金以外に、レーザー光を反射し、記録・再生可能とするものであれば、特に制限なく使用でき、例えば、金、銅、アルミニウムなどの金属及びその合金、シリコンなどの無機化合物を挙げることができ、半透明光反射層及び光反射層は、これら材料を用いてスパッタリング・蒸着等の方法で薄膜を形成することにより得ることができる。
また、半透明光反射層は、第2記録層の記録、再生が可能な程度に、適度な光透過性を有する光反射層である。具体的には、情報を記録再生するためのレーザー光の光透過率が40%以上であり、かつ適度な光反射率(通常、30%以上)を持つ反射層であることが好ましい。半透明光反射層の厚さは通常、50nm以下が好適である。より好適には30nm以下である。更に好ましくは25nm以下である。
第2記録層の光反射層は、高反射率である必要がある。また、高耐久性であることが望ましい。高反射率を確保するために、光反射層の厚さは通常、20nm以上が好適である。より好適には30nm以上である。更に好ましくは50nm以上である。
また、半透明光反射層は、第2記録層の記録、再生が可能な程度に、適度な光透過性を有する光反射層である。具体的には、情報を記録再生するためのレーザー光の光透過率が40%以上であり、かつ適度な光反射率(通常、30%以上)を持つ反射層であることが好ましい。半透明光反射層の厚さは通常、50nm以下が好適である。より好適には30nm以下である。更に好ましくは25nm以下である。
第2記録層の光反射層は、高反射率である必要がある。また、高耐久性であることが望ましい。高反射率を確保するために、光反射層の厚さは通常、20nm以上が好適である。より好適には30nm以上である。更に好ましくは50nm以上である。
紫外線照射にあたっては、例えばメタルハライドランプ、高圧水銀灯などを用いた連続光照射方式で行うこともできるし、USP5904795記載の閃光照射方式で行うこともできる。効率よく硬化出来る点で閃光照射方式がより好ましい。硬化物のゲル分率は70%〜100%が好ましく、更に好ましくは85%〜100%である。なお、本発明の光ディスクに用いられる基板としては、光ディスク用基板として通常用いられるものが使用でき、特にポリカーボネート基板を好適に用いることができる。
基板の厚さとしては、0.1〜2.0mmが好ましく、0.3〜1.5mm以上がより好ましい。
基板の厚さとしては、0.1〜2.0mmが好ましく、0.3〜1.5mm以上がより好ましい。
本発明の光ディスク用紫外線硬化型組成物は追記型のDVD−R及びDVD+Rの用途のみに限定されず、書き換え可能型のDVD−RW、DVD+RW、DVD−RAM等のDVD、あるいは、光ディスク基板の上に、紫外線硬化型組成物の硬化被膜を積層することにより光透過層を形成した光ディスク、例えば、情報読み書き用のレーザー光として青紫色レーザー光を用いた次世代タイプの光ディスク(商品名「Blu−ray」ソニー製、商品名「HD−DVD」)等の製造においても使用することができる。
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(実施例および比較例)
<組成物および光ディスクサンプルの調製>
下記表1及び表2に示した配合組成により、各組成材料を60℃で3時間加熱・溶解して、各実施例および各比較例の紫外線硬化型組成物を調製した。
(実施例および比較例)
<組成物および光ディスクサンプルの調製>
下記表1及び表2に示した配合組成により、各組成材料を60℃で3時間加熱・溶解して、各実施例および各比較例の紫外線硬化型組成物を調製した。
次に、図2の光ディスクを上記に示した方法で作製した。最初に、ポリカーボネート樹脂を射出成形にすることによって、記録トラック(グルーブ)と呼ばれるレーザー光をトラッキングするための案内溝を有する基板(d1)1を作製した。次にアゾ系色素を溶剤に溶解させた後、基板(d1)1の記録トラック側の表面にスピンコートにより色素記録層(a1)2を形成した。更にその上に、銀合金をスパッタすることにより半透明光反射層(t1)3を成膜し、第1記録層21を作製した。
基板(d1)1の半透明光反射層(t1)3上に、上記の各実施例及び各比較例の光ディスク用紫外線硬化型組成物を塗布し、樹脂製スタンパと貼り合わせ、この貼り合わせたディスクの樹脂製スタンパ側から紫外線を照射して、本発明の組成物を硬化させた。そののち、樹脂製スタンパを剥離して、記録トラック(グルーブ)が転写された膜厚約55μmの硬化樹脂層(c1)4を形成した。ここで、樹脂スタンパは、ポリオレフィン系樹脂を射出成形することにより作製した。続いて、この光ディスク基板の硬化樹脂層(c1)4の記録トラック(グルーブ)を有する側の表面に、アゾ系色素を溶剤に溶解させた後、スピンコートにより色素記録層(b)5を形成した。更に、銀合金をスパッタすることにより光反射層(r)6を成膜して、第2記録層22を作製した。
次に、ポリカーボネート樹脂を射出成形することにより記録層を有しない基板(d2)7を作製する。上記のようにして得られた2層の記録層を有する基板の光反射層(r)6の表面に、紫外線硬化型接着剤ダイキュアクリアSD−694(大日本インキ化学工業(株)製)を塗布し、基板(d2)7と貼り合わせ、この貼り合わせたディスクの基板(d2)7の表面から紫外線を照射して、紫外線硬化型接着剤を硬化させ、接着層8を形成し、図2の光ディスクを作製した。
作製した各光ディスクのPush−Pull信号を測定した。
Push−Pull信号を測定するために、各光ディスクの第2記録層に波長657nmのレーザー光により、線速度9.1m/sで信号の記録を行った。測定は「DDU-1000」(パルステック社)により行った。表1に実施例及び比較例の組成と評価結果に示した。なお、Push−Pull信号は数値が大きいほど記録特性が良好である。
Push−Pull信号を測定するために、各光ディスクの第2記録層に波長657nmのレーザー光により、線速度9.1m/sで信号の記録を行った。測定は「DDU-1000」(パルステック社)により行った。表1に実施例及び比較例の組成と評価結果に示した。なお、Push−Pull信号は数値が大きいほど記録特性が良好である。
(高温高湿環境下での耐久性試験)
エスペック(株)社製 PR−2PK を使用して80℃85%RH96時間の高温高湿環境下での暴露試験を行った。
エスペック(株)社製 PR−2PK を使用して80℃85%RH96時間の高温高湿環境下での暴露試験を行った。
(反りの測定)
作製した各光ディスクの反り角度はバスラー社のインライン型反り検査装置S3を用いて常温、常湿の条件下で測定した。反りは0.3°以内が良好である。
作製した各光ディスクの反り角度はバスラー社のインライン型反り検査装置S3を用いて常温、常湿の条件下で測定した。反りは0.3°以内が良好である。
(PIエラーの測定)
作製したディスクは市販の記録ドライブにて記録を行い、PIエラーはAudio Development社製 SA−300 により測定した。またPIエラー比(試験後のエラー数/試験前のエラー数)を計算により求め、評価した。
作製したディスクは市販の記録ドライブにて記録を行い、PIエラーはAudio Development社製 SA−300 により測定した。またPIエラー比(試験後のエラー数/試験前のエラー数)を計算により求め、評価した。
表1中の略号は、以下の化合物を表す。
・TCDDA:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
・TAEIC:トリス(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート
・ACMO:アクリロイルモルフォリン
・IBXA:イソボルニルアクリレート
・FA−511A:Dicyclopentenyl Acrylate(日立化成工業(株)製)
・FA−513A:Dicyclopentanyl Acrylate(日立化成工業(株)製)
・V−5530:エポキシアクリレート(大日本インキ化学工業(株)製)
・M−450:ペンタエリスルトールテトラアクリレート
・TMPTA:トリメチロールプロパントリアクリレート
・CBA:エトキシエトキシエチルアクリレート
・TMP(3EO)TA:トリメチロールプロパン1モルに3モルのエチレンオキサイドイドを付加して得たトリオールのトリアクリレート
・Irg.184:イルガキュア184(チバスペシャルティケミカルズ(株)製)
・TPO:トリメチルフェニルジフェニルホスフィンオキサイド
・EPTMS:エポキシプロピルトリメトキシシラン
・TCDDA:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
・TAEIC:トリス(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート
・ACMO:アクリロイルモルフォリン
・IBXA:イソボルニルアクリレート
・FA−511A:Dicyclopentenyl Acrylate(日立化成工業(株)製)
・FA−513A:Dicyclopentanyl Acrylate(日立化成工業(株)製)
・V−5530:エポキシアクリレート(大日本インキ化学工業(株)製)
・M−450:ペンタエリスルトールテトラアクリレート
・TMPTA:トリメチロールプロパントリアクリレート
・CBA:エトキシエトキシエチルアクリレート
・TMP(3EO)TA:トリメチロールプロパン1モルに3モルのエチレンオキサイドイドを付加して得たトリオールのトリアクリレート
・Irg.184:イルガキュア184(チバスペシャルティケミカルズ(株)製)
・TPO:トリメチルフェニルジフェニルホスフィンオキサイド
・EPTMS:エポキシプロピルトリメトキシシラン
≪評価結果のまとめ≫
上記表1から明らかなように本発明に係わる実施例1乃至7で得られた紫外線硬化型組成物を用いると、第2記録層(L1側)のPIエラー比は優れた結果を示した。また、反りの特性も良好であった。
一方、比較例1はPIエラー比では優れた結果を示しているものの、反りが大きくなり、光ディスクとして特性不十分であった。また、比較例2及び3では信号を記録することができず、光ディスクとして特性不十分であった。
上記表1から明らかなように本発明に係わる実施例1乃至7で得られた紫外線硬化型組成物を用いると、第2記録層(L1側)のPIエラー比は優れた結果を示した。また、反りの特性も良好であった。
一方、比較例1はPIエラー比では優れた結果を示しているものの、反りが大きくなり、光ディスクとして特性不十分であった。また、比較例2及び3では信号を記録することができず、光ディスクとして特性不十分であった。
1 基板(d1)
2 色素記録層(a1)
3 半透明光反射層(t1)
4 紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c1)
5 色素記録層(b)
6 光反射層(r)
7 基板(d2)
8 接着層
11 凸状の記録トラック(グルーブ)
12 凸状の記録トラック(グルーブ)
13 凸状の記録トラック(グルーブ)
21 色素記録層(a1)2と半透明光反射層(t1)3とが積層された第1記録層
22 色素記録層(b)5と光反射層(r)6とが積層された第2記録層
23 積層体(s)
31 色素記録層(a2)
32 半透明光反射層(t2)
33 紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c2)
2 色素記録層(a1)
3 半透明光反射層(t1)
4 紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c1)
5 色素記録層(b)
6 光反射層(r)
7 基板(d2)
8 接着層
11 凸状の記録トラック(グルーブ)
12 凸状の記録トラック(グルーブ)
13 凸状の記録トラック(グルーブ)
21 色素記録層(a1)2と半透明光反射層(t1)3とが積層された第1記録層
22 色素記録層(b)5と光反射層(r)6とが積層された第2記録層
23 積層体(s)
31 色素記録層(a2)
32 半透明光反射層(t2)
33 紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c2)
Claims (7)
- 色素記録層(a1)と、半透明光反射層(t1)と、請求項1、2又は3のいずれかに記載の光ディスク用紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c1)と、色素記録層(b)と、光反射層(r)とが、この順に積層された構造を有する光ディスク。
- 更に、色素記録層(a2)と、半透明光反射層(t2)と、請求項1、2又は3のいずれかに記載の光ディスク用紫外線硬化型組成物の硬化樹脂層(c2)とがこの順に積層された1又は2以上の積層体(s)を、
前記硬化樹脂層(c1)と、前記色素記録層(b)との間に、
前記硬化樹脂層(c1)と前記色素記録層(a2)とが接し、前記色素記録層(b)と前記硬化樹脂層(c2)とが接し、且つ、2以上の前記積層体(s)を積層する場合には、一方の積層体(s1)の前記色素記録層(a2)と、この積層体(s1)と隣接する他の積層体(s2)の前記硬化樹脂層(c2)とが接するように積層した請求項4記載の光ディスク。 - 基板(d1)上に前記色素記録層(a1)を設け、且つ基板(d2)上に前記光反射層(r)を設けた請求項4又は5のいずれかに記載の光ディスク。
- 前記光反射層(r)と、前記基板(d2)との間に接着層を備えた請求項6記載の光ディスク。
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-
2005
- 2005-08-24 JP JP2005242500A patent/JP2006269041A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010067621A (ja) * | 2007-09-11 | 2010-03-25 | Fujifilm Corp | ナノインプリント用硬化性組成物、硬化物およびその製造方法 |
WO2018066619A1 (ja) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | デンカ株式会社 | 組成物 |
JPWO2018066619A1 (ja) * | 2016-10-06 | 2019-07-25 | デンカ株式会社 | 組成物 |
JP2020200479A (ja) * | 2016-10-06 | 2020-12-17 | デンカ株式会社 | 組成物 |
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