JP3050394B2 - 光情報記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば光デイスクカートリツジなどに用い
る光情報記録媒体に係り、特に記録膜上に形成される紫
外線硬化型樹脂からなる保護膜に関するものである。

［従来の技術］ 光デイスクの記録膜上に形成される有機系の保護膜に
関しては、例えば特開昭63−209045号公報に記載されて
いるように、紫外線硬化型樹脂をコーテイングしたもの
がある。この発明の場合、樹脂の粘度を100〜1000cpsに
して、膜厚が10μｍを越える保護膜を、記録膜上に形成
するようになつている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで保護膜の膜厚が10μｍを越える比較的厚い膜
では、温度変化あるいは（ならびに）湿度変化による有
機保護膜の膨脹，収縮、ならびに樹脂が硬化する際の収
縮応力が大で、それにより記録膜の剥離、割れならびに
割れ部からの腐食の問題があり、十分な耐久性が得られ
ない。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消
し、記録膜の剥離、割れ、腐食をなくし、耐久性に優れ
た光情報記録媒体を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 前述の目的を達成するため、本発明は、透明基板上に
記録膜を設け、その記録膜上に金属からなる反射膜を設
けて、その反射膜の上に形成される保護膜が紫外線硬化
型樹脂からなり、その紫外線硬化型樹脂の硬化収縮率が
０〜10％、25℃の水中に２週間浸漬した際の吸水率が０
〜1.5重量％、硬化後の膜厚が２〜10μｍ、硬化後の膜
の表面硬度が鉛筆硬度で3B〜Ｈの範囲にそれぞれ規制さ
れていることを特徴とするものである。

［作用］ 前述のように、保護膜として使用される紫外線硬化型
樹脂の硬化収縮率を０〜10％、25℃の水中に２週間浸漬
した際の吸水率を０〜1.5重量％、硬化後の膜厚を２〜1
0μｍ、硬化後の膜の表面硬度を鉛筆硬度で3B〜Ｈの範
囲にそれぞれ規制することにより、温度変化あるいは
（ならびに）湿度変化による保護膜の膨脹，収縮、ある
いは樹脂が硬化する際の収縮応力による記録膜の剥離、
割れがなくなる。そのために、割れ部からの腐食発生が
なくなり、耐久性に優れた信頼性の高い光情報記録媒体
を提供することができる。

［実施例］ 本発明者らは記録膜の剥離ならびに割れの発生状態に
ついて種々検討した結果、記録膜上に形成される紫外線
硬化型有機保護膜が大きく影響していることを見出し
た。すなわち、温度変化ならびに湿度変化による記録膜
の膨脹，収縮さらに紫外線硬化型樹脂が硬化する際に生
じる収縮応力が、その下方にある記録膜全体に作用し
て、記録膜の剥離や割れを発生する原因となつているこ
と。

ならびに記録膜の剥離や割れに関係する要因として、
特に紫外線硬化型樹脂における硬化時の収縮率、硬化し
た膜の吸水率、硬化後の膜厚ならびに硬化後の膜の表面
硬度があり、これらが相互的に影響していることを解明
した。

このような観点にたつて種々の実験を行なつた結果、
紫外線硬化型樹脂の硬化時の収縮率が10％以下、好まし
くは８％以下、25℃の水中に２週間浸漬した際の吸水率
が1.5重量％、好ましくは１重量％以下、硬化後の膜厚
が２〜10μｍ、好ましくは３〜５μｍ、硬化後の膜の表
面硬度が鉛筆硬度で3B〜Ｈ、好ましくは3B〜Ｂの範囲に
それぞれ規制されたものは、記録膜の剥離や割れをほと
んど発生しないことを確認した。

硬化した膜の吸水率が1.5重量％以下で、かつ硬化後
の膜厚が10μｍ以下であっても、紫外線硬化型樹脂の硬
化時における収縮率が10％を越えると、硬化する膜の収
縮力により記録膜の剥離や割れを生じる。

また、樹脂硬化時の収縮率が10％以下で、かつ硬化後
の膜厚が10μｍ以下であっても、硬化した膜の吸水率が
1.5重量％を越えると、湿度変化にともなう吸湿で保護
膜が膨脹し、その膨脹力の影響で記録膜の剥離や割れが
生じ易い。

さらに、樹脂硬化時の収縮率が10％以下で、かつ硬化
した膜の吸水率が1.5重量％以下であっても、硬化後の
膜厚が10μｍを越えると、温度変化あるいは（ならび
に）湿度変化による保護膜のトータル的な膨脹力、収縮
力の影響で記録膜の剥離や割れが生じ易い。

このように記録膜の剥離や割れを確実に防止するため
には、紫外線硬化樹脂の硬化収縮率を10％以下、硬化し
た膜の吸水率を1.5重量％以下で、かつ硬化後の膜厚を1
0μｍ以下という３つの条件を同時に満たす必要があ
る。

なお、記録膜への影響を考慮すると紫外線硬化樹脂の
硬化時の収縮は無い方が良いのであるから、収縮率の下
限は０％である。また、吸湿による保護膜の膨脹も無い
方が良いのであるから、吸水率の下限も０重量％であ
る。

一方、硬化後の膜厚が２μｍ未満であったり、硬化後
の膜の表面硬度が鉛筆硬度で3Bよりも軟らかいと、保護
膜としての機能が十分に発揮できない。このような理由
から、紫外線硬化樹脂における硬化時の収縮率、硬化し
た膜の吸水率、硬化後の膜厚ならびに硬化後の膜の表面
硬度を前述の範囲に規制する必要がある。

第１図は実施例に係る光デイスクの拡大断面図で、図
中の１は透明基板、２は第１エンハンス膜、３は記録
膜、４は第２エンハンス膜、５は金属反射膜、６は有機
保護膜、７は光デイスク、８はマグネツトクランプハブ
である。

次に光デイスクの製造例について説明する。

（製造例１） プリピツトとプリグループの反転した凹凸を有するニ
ツケルスタンパを用い、未硬化状態の紫外線硬化型樹脂
膜を介してガラス製の透明基板１を均一に圧接する。そ
して透明基板１の方から紫外線を照射して前記紫外線硬
化型樹脂膜を硬化した後、スタンパから剥離してプリフ
オーマツトされた透明基板１を作成する。

次に透明基板１上に第１エンハンスン膜２、記録膜
３、第２エンハンスン膜４、金属反射膜５を順次所定の
製膜技術を用いて成膜、積層する。

前記第１ならびに第２エンハンス膜2,4としては、例
えば窒化シリコンや窒化アルミニウムなどの誘導体が用
いられる。

光−磁気記録材料からなる記録膜３としては、例えば
Tb−Fe合金、Tb−Fe−Co合金、Tb−Fe−Co−Nb合金、Tb
−Fe−Nb合金、Gd−Tb−Fe−Nb合金、Gd−Tb−Fe−Co−
Nb合金、Gd−Tb−Fe合金、Dy−Fe合金、Mn−Cu−Bi合金
（結晶質）、Gd−Tb−Fe−Ge合金、Ge−Co合金、Gd−Tb
−Co合金、Gd−Tb−Co−Nb合金、Tb−Fe合金とGd−Fe合
金との混合物、Tb−Fe合金とGd−Fe−Co合金との混合
物、Tb−Dy−Fe−Co合金、Tb−Ni−Fe合金、Dy−Fe−Gd
−Co合金など主としてアモルフアス合金が使用される。

追記型光情報記録媒体の記録材料としては、例えばT
e、Te−Se−Pb合金、Te−Ｃ合金、Te−TeO−TeO_２合金
あるいは記録能力を有する有機色素などが使用される。

前記金属反射膜５としては、例えばAl、Al−Ni合金、
Al−Ti合金、Al−Cr合金、Al−Mn合金、Al−Ni−Ti合金
などが使用される。

前記金属反射膜５の上に紫外線硬化型の樹脂をスピン
コートし、紫外線の照射により硬化させて保護膜６を形
成する。

このようにして製作された２枚の光デイスクを、互い
に記録膜３の方が内側を向くようにして対向させて接着
することにより、両面記録が可能な光デイスクを構成す
る。

（製造例２） プリピツトとプリグループの反転した凹凸を有するニ
ツケルスタンパを用い、射出成形法によりプリフオーマ
ツトされたプラスチツク製の透明基板１を作成する。

この透明基板１の材料としては、例えばポリカーボネ
ート（PC）、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、ポリ
メチルペンテン、エポキシなどの光学的に透明な樹脂材
料が使用される。

前記製造例１と同様に、その透明基板１上に第１エン
ハンス膜２、記録膜３、第２エンハンス膜４ならびに金
属反射膜５が順次所定の製膜技術を用いて成膜、積層さ
れる。

しかる後、前記金属反射膜５の上に、紫外線硬化型の
樹脂をスピンコートし、紫外線の照射により硬化させて
保護膜６を形成する。

このようにして製作された２枚の光ディスクを、互い
に記録膜３の方が内側を向くように対向させ、接着剤層
９を介して接着することにより、両面記録が可能な光デ
イスクを構成する（第２図参照）。

本発明において、次のような紫外線硬化樹脂が適用可
能である。

すなわち、 （Ａ）末端にアクリル基もしくはメタクリル基を有し、
かつ分子内にポリブタジエン分子鎖またはポリ−１−ブ
テン分子鎖をもつ有機化合物と、 （Ｂ）アクリル基もしくはメタクリル基を１分子中に１
個有し、分子中に水酸基、カルボキシル基、チオール
基、アミン基などの極性基をもたない有機化合物と、 （Ｃ）アクリル基もしくはメタクリル基を１分子中に２
個以上有し、分子中に水酸基、カルボキシル基、チオー
ル基、アミン基などの極性基をもたない有機化合物と、 （Ｄ）光重合剤と を配合する紫外線硬化樹脂。

前記（Ａ）有機化合物のうち、分子内にポリブタジエ
ン分子鎖を有するものとしては、下記の（１）式または
（２）式に示す化合物がある。

また前記（Ａ）有機化合物のうち、分子内にポリ−１
−ブテン分子鎖を有するものとしては、下記の（３）式
に示す化合物がある。これら（１）〜（３）式におい
て、アミン基の結合はメチル基に対してｏ−位るいはｐ
−位である。重合度ｎは20〜50である。

前記（Ｂ）有機化合物としては、例えばメチルアクリ
レート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、
エチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イ
ソプロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレー
ト、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレ
ート、イソブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレー
ト、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレ
ート、ｔ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシル
アクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、イ
ソデシルアクリレート、イソデシルメタクリレート、ラ
ウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、イソボ
ルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレートなど
が用いられる。

前記（Ｃ）有機化合物としては、例えばエチレングリ
コールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリ
レート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,3−ブ
タンジオールジメタクリレート、1,4−ブタンジオール
ジアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペン
チルグリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオ
ールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタク
リレート、1,10−デカンジオールジアクリレート、1,10
−デカンジオールジメタクリレート、トリプロピレング
リコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジ
メタクリレートなどが使用される。

前記（Ｄ）有機化合物である光重合剤としては、光照
射によりラジカルを生じ、アクリル基またはメタクリル
基をラジカル重合させるものなら特に特定されないが、
例えばベンジル類、ベンゾイン類、チオキサントン類、
アントラキノン類、ベンジルケタール類、１−ヒドロキ
シクロヘキシルフエニルケトンなどが有効である。

また前記紫外線硬化樹脂としては、ポリウレタン、エ
ポキシ、ポリエステルなどによって変性された変性アク
リレートとアクリル酸エステル（例えばアクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチルなど）の
共重合体を主成分とするものでもよい。

さらにまた前記紫外線硬化樹脂にゴム系非反応性樹脂
を分散させたもの、さらにこのゴム系非反応性樹脂と光
硬化性カツプリング剤で表面処理した無機質微粉末を分
散させたものを使用することができる。

紫外線硬化樹脂の組成例を示せば、次の通りである。

（組成例１） ○ポリブタジエンの末端にメタクリル酸エステルを有す
る前記式（１）の有機化合物 100重量部 ○ジシクロペンタジエニルジアクリレート 40〜100重量部 ○１官能のアクリルモノマー（イソボルニルアクリレー
ト） 60〜100重量部 ○光重合剤（ベンゾイルパーオキサイド）２〜５重量部 （組成例２） ○ポリブタジエンの末端にアクリル酸エステルを有する
前記式（２）の有機化合物 100重量部」 ○２官能アクリルモノマー（水添ジシクロペンタジエニ
ルジアクリレート） 100重量部 ○３官能アクリルモノマー（トリメチロールプロパント
リメタクリレート） 10〜20重量部 ○１官能アクリルモノマー（イソボロニルアクリレー
ト） 40〜80重量部 ○光重合剤（ベンゾイルパーオキサイド）３〜10重量部 （組成例３） ○シリコンゴムの末端にアクリル基を有する有機化合物 100重量部 ○２官能アクリルモノマー（水添ジシクロペンタジエニ
ルジアクリレート） 100重量部 ○３官能アクリルモノマー（トリメチロールプロパント
リメタクリレート） 10〜20重量部 ○１官能アクリルモノマー（ラウリルアクリレート） 40〜80重量部 ○光重合剤（ベンゾイルパーオキサイド）３〜10重量部 ○γ−メタクリロキシプロピルトリメタキシシランで処
理したカーボンブラック 少々 次に本発明の実施例と比較例について説明する。

（実施例１） 樹脂Ａ ○ポリイソブチレンの末端にアクリル酸エステルを有す
る前記式（３）の有機化合物 100重量部 ○２官能アクリルモノマー（ジシクロペンタジエニルジ
アクリレート） 40重量部 ○１官能アクリルモノマー（イソボルニルアクリレー
ト） 60重量部 ○光重合剤（ベンゾイルパーオキサイド） ２重量部 前記金属反射膜５の上に、前記組成の紫外線硬化型の
樹脂Ａ（無溶剤タイプ、粘度60cps）をスピンコート
し、紫外線の照射により硬化させて、膜厚が約４μｍ、
硬化収縮率7.6％、鉛筆硬度Ｈ、25℃の水中に２週間浸
漬した際の吸水率0.4重量％の保護膜６を形成する。う （実施例２） 樹脂Ｂ ○ポリブタジエンの末端にアクリル酸エステルを有する
前記式（２）の有機化合物 100重量部」 ○２官能アクリルモノマー（水添ジシクロペンタジエニ
ルジアクリレート） 100重量部 ○３官能アクリルモノマー（トリメチロールプロパント
リメタクリレート） 10重量部 ○１官能アクリルモノマー（イソボロニルアクリレー
ト） 40重量部 ○光重合剤（ベンゾイルパーオキサイド） ３重量部 前記金属反射膜５の上に、前記組成の紫外線硬化型の
樹脂Ｂ（無溶剤タイプ、粘度100cps）をスピンコート
し、紫外線の照射により硬化させて、膜厚が約５μｍ、
硬化収縮率9.3％、鉛筆硬度Ｂ、25℃の水中に２週間浸
漬した際の吸水率1.1重量％の保護膜６を形成する。

（比較例） 前記実施例２において、前記保護膜６の代わりに、大
日本インキ社製 商品名SD−17の紫外線硬化型樹脂を用
いて保護膜を形成する。なお、この保護膜の膜厚は約４
μｍ、硬化収縮率11.5％、鉛筆硬度はＨ、25℃の水中に
２週間浸漬した際の吸水率は1.9重量％であった。

［発明の効果］ 前記実施例１、実施例２ならびに比較例によって得ら
れた光デイスクを、80℃、相対湿度90％の環境下におい
て加速試験を行なった結果を第３図に示す。

この図から明らかなように、比較例のものでは前述の
条件下において100〜400時間の間に記録膜の剥離、割れ
ならびに腐食が発生している。これらに対して本発明に
係る実施例１ならびに実施例２のものは、2500時間経過
後においても記録膜の剥離、割れならびに腐食などが発
生することがなく、耐久性に優れていることが立証でき
る

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る光デイスクの拡大断面
図、 第２図はその光デイスクを２枚貼り合わせた光デイスク
体の拡大断面図、 第３図は保護膜の性状と環境試験特性を示す図である。 １……透明基板、２……第１エンハンス膜、３……記録
膜、４……第２エンハンス膜、５……金属反射膜、６…
…有機保護膜、７……光デイスク、８……マグネツトク
ランプハブ。

フロントページの続き (72)発明者 小山 栄二 大阪府茨木市丑寅１丁目１番88号 日立 マクセル株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−188837（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−89239（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−209045（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−7531（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−254438（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/24 535

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板上に記録膜を設け、その記録膜上
   に金属からなる反射膜を設けて、その反射膜の上に形成
   される保護膜が紫外線硬化型樹脂からなり、その紫外線
   硬化型樹脂の硬化収縮率が０〜10％、25℃の水中に２週
   間浸漬した際の吸水率が０〜1.5重量％、硬化後の膜厚
   が２〜10μｍ、硬化後の膜の表面硬度が鉛筆硬度で3B〜
   Ｈの範囲にそれぞれ規制されていることを特徴とする光
   情報記録媒体。
2. 【請求項２】請求項（１）記載の光情報記録媒体におい
   て、前記硬化収縮率が０〜８％、前記吸水率が０〜１重
   量％であることを特徴とする光情報記録媒体。
3. 【請求項３】請求項（１）記載の光情報記録媒体におい
   て、前記反射膜がアルミニウムを含んでいることを特徴
   とする光情報記録媒体。