JP2006526869A - データ保存用基材のカバーシート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

データ保存用基材のカバーシート及びその製造方法を提供する。ハードコーティング層、プラスチック含有基材及び粘着層を含むデータ保存用基材のカバーシートである。これにより、データ保存用基材に均一な厚さのカバーシートを提供でき、データ保存用基材に耐スクラッチ性及び耐汚染性を付与できる。

Description

本発明は、データ保存用基材のカバーシート、具体的には、ブルーレーザに対応する光ディスク（ＢＤ）のカバーシートに関する。

データ保存用ディスクは、１ＭＢ内外のフロッピー（登録商標）ディスクから７００〜８００ＭＢのＣＤ、４〜１０ＧＢのＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）に変遷しつつデータの集積度を向上させる方向に開発されてきた。最近には、さらに高品質の音質及び画質を提供するために、２０ＧＢ以上の保存容量を有するディスク開発が進行中である。このような記録密度の向上は、色々な方法によって実現されうるが、その中で照射される光スポットの微小化が大きい比重を占めている。

データ集積容量を増加させるための光スポットの微小化は、レーザ波長とレンズの開口数とによって決定され、これは、数式１及び数式２で表せる。
Ｄ＝１.２２λ／ＮＡ （１）
Ｆ＝λ／ＮＡ_２ （２）
前記数式において、Ｄは、スポットの直径、λは、レーザの波長、ＮＡは、レンズの開口数、Ｆは、焦点距離である。

前記数式１に示したように、レーザの波長（λ）が短くなり、レンズの開口数（ＮＡ）が大きくなれば、スポットのサイズは小さくなり、これにより、ディスクのピット及びトラックサイズが縮少し、記録密度は、スポットの２乗値に反比例して上昇して記録密度が高まる。一方、数式２に示したように、レーザの波長（λ）が短くなり、レンズの開口数（ＮＡ）が大きくなれば、焦点距離は、短縮される。

ＣＤの場合、焦点距離が長くて、記録膜は、１.２ｍｍの厚さのディスクで１.１ｍｍの地点にある。したがって、ＣＤは、１.１ｍｍのポリカーボネート膜上に記録膜を覆い、その上に反射膜と反射保護膜とを覆った後、反射保護膜上にラベリングする形態で構成されうる。ＤＶＤの場合、焦点距離が若干短縮されて、記録膜は、１.２ｍｍの厚さのディスクで０.６ｍｍの地点に位置せねばならない。したがって、ＤＶＤは、０.６ｍｍのポリカーボネート膜上に記録膜を覆い、その上に反射膜を覆った後、これとさらに一つの０.６ｍｍのポリカーボネート基板とをボンディング過程によって接着して製造されうる。したがって、ＣＤまたはＤＶＤの場合は、それぞれ記録膜が１.１ｍｍ、０.６ｍｍのポリカーボネート基板によって保護されうる。このような前記ＣＤの反射保護膜コーティング及びＤＶＤボンディング過程のボンディングコーティングには、スピンコーティング法を適用して数〜数十μｍの厚さのコーティング膜を提供してきた。

一方、次世代光記録媒体であるブルーレーザに対応する光ディスクの場合は、その焦点距離がさらに短くなって、記録膜が１.２ｍｍの厚さのディスクで０.１ｍｍの地点に位置せねばならない。このようにするために、ブルーレーザに対応する単層光ディスクの場合は、１.１ｍｍのポリカーボネートに記録膜を覆い、反射膜を非常に薄くコーティングした後、０.１ｍｍの厚さのカバーシートで保護する方法が提案されている。ブルーレーザに対応する二重層の光ディスクの場合は、記録膜と記録膜との間に０.０２５ｍｍのスペーサ層が入るので、０.０７５ｍｍのカバーシートで保護することが提案されている。

前記のようなブルーレーザに対応する光ディスクのカバーシートの厚さ偏差は、±０.００２ｍｍが許容されている。しかし、ブルーレーザに対応する光ディスクに前記のような厚さ偏差範囲を有する０.１ｍｍほどの薄いカバーシートをどんな方式及びどんな材料で提供できるかについれは、研究が未備である。そして、前記のような厚さ偏差範囲を有する０.１ｍｍまたは０.０７５ｍｍのカバーシートをブルーレーザに対応する光ディスクに適用例がまだ開示されたところがない。

特許文献１には、ＤＶＤディスクの製造工程において、二枚の基板を接合する工程に使われるＵＶ硬化型組成物と、硬化装置からの熱の影響を受けないことを特徴とするＤＶＤ接合工程とが記載されている。前記発明は、基板の一面にＵＶ硬化型樹脂をスピンコーティングして塗布し、他の基板を覆った後にＵＶ硬化して接着させる方法を特徴とする。

特許文献２には、ＣＤまたはＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃ）の最外郭に適用されて耐摩耗性を付与するＵＶ硬化型シールコート層が記載されている。低い粘度のＵＶ硬化型組成物をＣＤまたはＭＯの一面にスピンコーティングして、ＣＤとＭＯとに優秀な耐摩耗特性と耐腐蝕特性とを付与するという特徴を有している。

しかし、このようなスピンコーティング技術としては、０.１ｍｍまたは０.０７５ｍｍの厚さのコーティング膜を得るのが非常に難しいという短所があり、特に、±０.００２ｍｍの厚さ偏差範囲内の均一な厚さでコーティングすることは技術的に非常に難しい。

また、ブルーレーザに対応する光ディスクは、既存のＣＤまたはＤＶＤに比べて、データ集積度が高く、ディスク表面と記録膜との間に０.１ｍｍほどのカバーシートのみが存在するので、外部の異物やスクラッチによって容易にデータ再生エラーが発生するという短所がある。このような問題を解決するために、ブルーレーザに対応する光ディスク自体をカートリッジに入れて保護する方法が提案されているが、この方法は、ブルーレーザに対応する光ディスクの製造コストを上げるだけでなく、その使用も不便であるという問題点がある。
特開平１１−３４５４３３号公報 米国特許第５,６０９,９９０号明細書

本発明者は、データ保存用基材のカバーシートとしてハードコーティング層、プラスチック含有基材及び粘着層を含む構造のシートを提供することによって、データ保存用基材に均一な厚さのカバーシートを提供でき、耐スクラッチ性及び耐汚染性を付与できるという点を発見して本発明を完成するに至った。

本発明は、ａ）ハードコーティング層、ｂ）プラスチック含有基材、及びｃ）粘着層を備えるデータ保存用基材のカバーシートを提供する。

また、本発明は、ａ）プラスチック含有基材の一面にハードコーティング剤をコーティングして硬化させる段階、及びｂ）前記プラスチック含有基材の他の一面に粘着剤含有粘着組成物をコーティングする段階を含むデータ保存用基材のカバーシートの製造方法を提供する。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のデータ保存用基材のカバーシートは、データ保存用基材の記録膜を保護できなければならないだけでなく、光設計を満足させねばならない。具体的に、ブルーレーザに対応する光ディスクのカバーシートの場合は、前述したようにブルーレーザ製作会社間の規格で提案された均一な厚さ、すなわち、厚さ偏差が±０.００２ｍｍの範囲内でなければならない。

前記のような条件を満足するために、本発明は、データ保存用基材のカバーシートとして、ａ）ハードコーティング層、ｂ）プラスチック含有基材、及びｃ）粘着層を含むシートを提供する。前記ａ）ハードコーティング層は、０.５〜２０μｍ、ｂ）プラスチック含有基材は４０〜９０μｍ、ｃ）粘着層は５〜４０μｍの厚さであることが望ましい。

スピンコート法によってデータ保存用基材のカバーシートを形成した従来の技術と違って、本発明では、データ保存用基材のカバーシートを前記のように‘シート状’で提供することによって、カバーシートの厚さ調節を容易にでき、均一な厚さのカバーシートを提供できる。また、本発明のカバーシートの一つの構成要素であるハードコーティング層は、プラスチックが有するスクラッチ及び汚染に弱い特性を補完してカバーシートを含むデータ保存用基材をスクラッチ及び外部汚染から安全に保護できる。

前記本発明のデータ保存用基材のカバーシートは、４０〜９０μｍの厚さのプラスチック含有基材の一面にハードコーティング剤を０.５〜２０μｍの厚さにコーティングして硬化させ、他の一面に粘着剤含有の粘着組成物を５〜４０μｍの厚さにコーティングすることによって製造されうる。製造されたカバーシートは、４５.５〜１５０±２μｍの厚さを有する。

前記プラスチック含有基材は、本発明のカバーシートの支持体の役割を行うものであって、データ保存用カバーシートの機能を損傷させないために、所定の特性を有さねばならない。前記プラスチック含有基材は、屈折率が１.４５〜１.５５であり、４０５ｎｍのレーザ光の透過率が８９％以上であり、平面内の複屈折率が１.５×１０^−４以下であり、垂直平面の複屈折率が１.２×１０^−３以下である光特性を有することが望ましい。また、前記プラスチック含有基材は、反射されるビームの各偏差が半径方向に最大０.６°、接線方向に最大０.３°である特性を有することが望ましい。

本発明では、前記光学特性を満足させるプラスチック含有基材の材料として、トリアセチルセルロース（以下、ＴＡＣ）、ポリカーボネート（以下、ＰＣ）またはその混合物を使用することが望ましい。プラスチック含有基材は、データ保存用基材、特に、ブルーレーザに対応する光ディスクの種類別に要求される厚さによって選択されうる。

前記ハードコーティング層は、プラスチック含有基材に耐スクラッチ及び耐汚染性を提供し、プラスチック含有基材の一面にハードコーティング剤を、望ましくは、０.５〜２０μｍの厚さにコーティングして硬化させることによって形成されうる。前記ハードコーティング層の厚さが２０μｍ以上であれば、その厚さの偏差が大きくなる問題点が発生し、その厚さが０.５μｍ以下になれば、耐スクラッチ特性が著しく低下するという問題点がある。コーティング方法としては、ロールコーティング法、ドクターブレード、キャップコーティングなどの方法を利用でき、硬化は、紫外線硬化を利用できる。

本発明では、ハードコーティング剤として本発明者の韓国出願第２００３−１８６１９号に記載された基材の紫外線硬化型ハードコーティング剤、すなわち、反応性アクリレートオリゴマー、多官能性アクリレートモノマー、長鎖フッ素系アクリレート、短鎖フッ素系アクリレート、開始剤などを含む紫外線硬化型ハードコーティング剤を使用できる。しかし、ハードコーティング剤として使われる物質としては、データ保存用基材の機能を損傷させず、耐スクラッチ及び耐汚染性を提供できるものならば、特別に制限されない。

本発明のカバーシートをデータ保存用基材に付着するために、カバーシートのうちハードコーティング層が位置する反対側面に粘着層を備えることが望ましい。前記粘着層は、粘着剤を含む粘着組成物を、望ましくは、１０〜４０μｍの厚さにコーティングすることによって形成されうる。粘着層の厚さが４０μｍ以上であれば、その厚さ偏差が大きくなるという問題点があり、１０μｍ以下であれば、粘着特性を付与し難く、粘着膜の耐久性も落ちて、膜が浮き立つ問題が生じる。

本発明で使用できる粘着剤としては、アクリル系共重合体と、１つ以上のヒドロキシ官能基を有する第３アミンアルコール化合物、及び多官能性イソシアネート系架橋剤を含むアクリル系粘着剤組成物が望ましいが、これに限定されるものではなく、データ保存用基材の機能を損傷させない限り、特別に制限されない。

前記のように製造されたデータ保存用基材のカバーシート、すなわち、プラスチック含有基材の一面には、ハードコーティング層が形成されており、他の一面には、粘着層が形成されているデータ保存用基材のカバーシートの両面には、保護シートを付着してフィルムを保護できる。

そして、製造されたカバーシートをデータ保存用基材のサイズに合うように裁断できる。例えば、前記カバーシートは、パンチング器具を利用して、光ディスクの外径１２０ｍｍΦ、内径１５ｍｍΦに裁断できる。

製造された本発明のデータ保存用基材のカバーシートは、両面に付着されている保護シートを除去した後、粘着層がデータ保存用基材の表面に接触するように付着することによって、データ保存用基材に適用できる。

以下、本発明の理解を助けるために、望ましい実施例及び比較例を提示する。しかし、下記の実施例は、本発明をさらに容易に理解するために提供されるものに過ぎず、本発明が下記の実施例に限定されるものではない。

実施例で製造したデータ保存用基材のカバーシートの物性測定を次のように行った。
カバーシートの耐汚染性は、クラッス（Ｋｒｕｓｓ）社の接触角測定機で純水に対する静止接触角で測定した。
耐スクラッチ性は、タバー研摩機を使用してＣＳ−１０Ｆのホイールで２５０ｇ荷重で５回摩耗させた時の光ディスクのデータ判読と関連するジッタバリューを測定した。
カバーシートの透過度は、韓国ＰＳＩ社のＤＡＲＳＡ ＰＲＯ ５０００透過率測定装備を利用して測定した。
ハードコーティング膜の付着性は、ＪＩＳ Ｋ５４００によって、ロールコーティングし、かつ硬化して得られたコーティング膜に１ｍｍ間隔で縦横１０個の碁盤紋の切削部を入れ、セロハンテープ（商品名、セロテープ（登録商標）、ニチバン株式会社）を強く付着した後、テープの一端を有し、表面で９０°方向に力強く引っ張ってハードコーティング層が剥離しないものを○、剥離したものを×で表した。
フィルム膜の厚さは、μｍを使用して測定した。

実施例１
８０ｍｍのＴＡＣ基材の一面に紫外線硬化型ハードコーティング液であるＬＧＣＯＭ ＡＵ１０８ＧＮ−Ｈ（ＬＧ化学）をロールコーティングした後、１ Ｊ／ｃｍ^２の紫外線を照射して硬化させ、５μｍのハードコーティング層を得た。次いで、その反対面にアクリル系共重合体と、ヒドロキシ官能基とを有する第３アミンアルコール化合物、及び多官能性イソシアネート系架橋剤を含むアクリル系粘着剤組成物を１５μｍにコーティングした。製造されたシートの両面に保護シートを付けた。パンチング器具を利用して外径１２０ｍｍφ、内径１５ｍｍφで裁断した。
保護シートを取り外した後、粘着層がブルーレーザに対応する光ディスクのＺｎＳ／ＳｉＯ_２膜上に接触するように、カバーシートをブルーレーザに対応する光ディスクに付着させる。製造されたブルーレーザに対応する光ディスクのカバーシートの物性を表１に表した。

比較例１
８５μｍのＴＡＣ基材の一面に実施例１で使用した粘着剤を１５μｍでコーティングし、その両面に保護シートを付けた。パンチング器具を利用して、外径１２０ｍｍφ、内径１５ｍｍφで裁断した。
保護シートを取り外し、粘着層がＨＤ−ＤＶＤ ＲＯＭディスクの金属または酸化金属膜上に接触するように、カバーシートをＨＤ−ＤＶＤＲＯＭディスクに付着させる。製造されたＨＤ−ＤＶＤ ＲＯＭディスクのカバーシートの物性を表１に表した。

比較例２
ブルーレーザに対応する光ディスクの一面に粘度５０００ ｃＰのウレタンアクリレートと開始剤及び添加剤で構成されたアクリレート系紫外線硬化用の組成物をスピンｒｐｍ ８００、回転時間４０秒のスピンコーティングでコーティングした。製造されたブルーレーザに対応する光ディスクのカバー層の物性を表１に表した。

表１に示したように、本発明によるハードコーティング層、プラスチック含有基材及び粘着層を含むシート状のカバーシートを使用した実施例１は、厚さ偏差が非常に均一であるということが分かる（±１μｍ）。また、実施例１は、ハードコーティング層を含んでいるので、そうでない場合より接触角が大きく、これは、耐汚染特性に優れていることを表す。

一方、同じカバーシート方式であるが、ハードコーティング層を含んでいない比較例１は、ジッタバリューがエラー状態である。これは、スクラッチテスト後、データを読めないほどデータ保存用基材が損傷されたことを表す。また、接触角が比較的低いので、耐汚染特性が低いということが分かる。

また、スピンコーティング法で紫外線硬化用の組成物をコーティングした比較例２は、厚さ偏差が非常に大きく（±２０μｍ）、ジッタバリュー及び接触角を通じて耐スクラッチ及び耐汚染特性が悪いということが分かる。

本発明は、ハードコーティング層、プラスチック含有基材及び粘着層を含む構造のカバーシートをデータ保存用基材、特に、ブルーレーザに対応する光ディスクに適用することによって、ブルーレーザに対応する光ディスクの光学設計上要求される均一な厚さのカバーシートを提供でき、前記ハードコーティング層によってデータの記録膜を外部のスクラッチ及び汚染から保護できる。また、このようなカバーシートを含むブルーレーザに対応する光ディスクは、既存のカートリッジのある形態のブルーレーザに対応する光ディスクを代替できる。

本発明のデータ保存用基材のカバーシートの構造を示す図面である。

Claims (8)

1. ａ）ハードコーティング層と、
   ｂ）プラスチック含有基材と、
   ｃ）粘着層と、を備えるデータ保存用基材のカバーシート。
2. ａ）ハードコーティング層の厚さは、０.５〜２０μｍであり、ｂ）プラスチック含有基材の厚さは、４０〜９０μｍであり、ｃ）粘着層の厚さは、５〜４０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のデータ保存用基材のカバーシート。
3. プラスチック含有基材の材料は、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース及びこれらの混合物から選択されることを特徴とする請求項１に記載のデータ保存用基材のカバーシート。
4. 前記カバーシートの両面に保護シートが付着されていることを特徴とする請求項１に記載のデータ保存用基材のカバーシート。
5. 請求項１ないし３のうち何れか１項に記載のデータ保存用カバーシートが表面に付着されているデータ保存用基材。
6. ａ）プラスチック含有基材の一面にハードコーティング剤をコーティングして硬化させる段階と、
   ｂ）前記プラスチック含有基材の他の一面に粘着剤含有粘着組成物をコーティングする段階と、を含むデータ保存用基材のカバーシートの製造方法。
7. 製造されたカバーシートの両面に保護シートを付着する段階をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のデータ保存用基材のカバーシートの製造方法。
8. 製造されたカバーシートをデータ保存用基材の形態に裁断する段階をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のデータ保存用基材のカバーシートの製造方法。

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