JP3289125B2 - 光情報記録媒体 - Google Patents
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Description
射によりカチオン重合を開始するエポキシ樹脂組成物を
接着剤層として使用した光ディスク等の光情報記録媒体
に係わる。
をデジタル方式で記録するDVD(デジタルビデオディ
スク)が注目を浴びている。一般にDVDのような大容
量を必要とする光ディスクの構造は、図2に光ディスク
30の概略構成図を示すように、2枚の透明なプラスチ
ック基板21の片面の各々に、記録情報に対応して形成
された凹凸(ピット)を有する記録層兼反射層22及び
保護層23を順次形成したディスク基板24を2枚用意
し、各々の記録層(反射層)22が内側にくるように対
向させ、これを接着剤層25を介して一体化した、いわ
ゆる貼り合わせ型光ディスクと呼ばれる形態をしてい
る。
接着剤層25として、ホットメルト型接着剤、ラジカル
重合性の紫外線硬化型接着剤が使用されていたが、耐熱
性やディスク基板の反りの点で実用的なものとは言えな
かった。そこで、例えば特開平7−126577号に記
載されているように、2枚のディスク基板の貼り合わせ
面に、液状のカチオン重合性の紫外線硬化型接着剤層を
形成し、エネルギー線を照射した後に、貼り合わせて、
圧着・固化する光ディスクの製造方法が提案されてい
る。このようなカチオン重合性の紫外線硬化型接着剤層
は、空気中でも暗所でも一度紫外線を照射すると硬化反
応が進行するため、製造工程の改善に顕著な効果を示す
と予測される。そして、このカチオン重合性の紫外線硬
化型接着剤層は、反応時の収縮が小さいためディスク基
板の反りが少ないという利点を有し、また硬化後の接着
剤層は非常に硬質なものとなる。
うなカチオン重合性の紫外線硬化型接着剤を使用した場
合においても、高温多湿の環境下においては十分なもの
とは言えなかった。
スクを保管すると、ディスクの歪み、または反りによる
チルト角(水平面からの反り角)が大きくなり、光によ
り正確に記録情報を読みとることができず、記録信号の
再生に悪影響を与えていた。特にDVDにおいては、大
容量化のために記録層の凹凸(ピット)がより狭小化さ
れることから、高い読みとり精度が要求されるため、大
きな問題となる。
レーザーディスク等の従来の貼り合わせディスクに比し
て、厚さが薄いためにディスクが柔らかくなり、そのた
め反りや曲がりが起こりやすくなる傾向がある。更に、
高温多湿の環境下においては、記録層に腐蝕の痕跡が見
られた。
多湿の環境下における歪みや反りは、接着剤層の耐熱性
不足及び密着力不足が起因したものと推測された。すな
わち、高温多湿環境下においては、一般に接着剤層には
耐熱性が必要とされる。しかし、耐熱性を向上させる
と、接着剤層の硬度が増し密着性が低下する場合が多
い。また、接着剤層の吸湿性が高いと、接着剤層が膨潤
しやすく密着性が低下し、これらの原因により歪みや反
りを発生したものと考えられる。また、記録層の腐蝕に
ついては、カチオン重合においては触媒に有機塩類を使
用するため、接着剤中にイオン物質が残存するので、高
温多湿下において記録層を構成するAl層等の金属を腐
蝕させたものと考えられる。
れたもので、耐熱性の良好な樹脂組成物を提供すること
を第1の課題としている。さらに本発明は、接着剤層の
耐熱性と、接着剤層の硬度が増しても或いは多湿下にお
いても、密着性が低下しないエポキシ樹脂組成物を提供
することを第2の課題としている。さらに本発明は、多
湿環境においても、接着剤層中のイオン物質により被着
体への悪影響を防止するエポキシ樹脂組成物を提供する
ことを第3の課題としている。さらに本発明は、第1乃
至第3の課題とした樹脂組成物からなる接着剤層によ
り、ディスク基板を貼り合わせて、記録信号の再生の良
好な光情報記録媒体、例えば光ディスクを提供すること
を第4の課題とする。
るための、本発明の請求項1に係る発明は、少なくとも
2枚の基板の間に記録層、接着剤層を有する光情報記録
媒体において、前記接着剤層がエネルギー線の照射によ
りカチオン重合を開始するエポキシ樹脂組成物から形成
された接着剤であって、このエポキシ樹脂組成物は少な
くとも、ビスフェノール型エポキシ樹脂(A)を主成分
とし、下記化2に示すエポキシ樹脂(B)及びカチオン
重合性触媒(C)からなる紫外線硬化樹脂組成物であ
る。尚、a+b+c=15は、平均の値である。
フェノール型エポキシ樹脂(A)と化2に示すエポキシ
樹脂(B)の重量比を、100/5〜100/50とす
る。
シ樹脂組成物中に、さらにイオン交換体(D)が含有さ
れてなる請求項1記載の光情報記録媒体である。
キシ樹脂組成物として、ビスフェノール型エポキシ樹脂
を主成分とし、さらに化2に示すエポキシ樹脂を配合す
ることで、耐熱性を向上させることが可能となった。さ
らに、ビスフェノール型エポキシ樹脂と化2に示すエポ
キシ樹脂を特定重量比で混合することにより、接着剤層
の耐熱性との密着性、又は多湿下における接着剤層の密
着性を両立させることが可能となった。さらに本発明
は、前記エポキシ樹脂組成物にさらにイオン交換体を含
有させることにより、前記イオン交換体が接着剤層のイ
オン性物質を捕捉するので、記録層の腐蝕を防止するこ
とができる。さらに本発明は、前記接着剤組成物をディ
スク基板の貼り合わせ面の接着剤層として使用したの
で、高温多湿環境下においても、歪みや反りがなく、従
って記録信号の再生がよい光情報記録媒体を得ることが
可能となる。
は、少なくとも、ビスフェノール型エポキシ樹脂
(A)、下記化3に示すエポキシ樹脂(B)及びカチオ
ン重合性触媒(C)からなる。
シ樹脂(A)は、例えば、ビスフェノールA、ビスフェ
ノールF等とエピクロルヒドリンを反応させて得られる
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型
エポキシ樹脂等や、これらに水添したエポキシ樹脂を指
す。また、前記エポキシ樹脂は、ニトリルゴム、ウレタ
ン等で変性されていても構わない。
ディスク基板上に接着剤層として形成するときには、ス
ピンコートやスクリーン印刷等の方法を用いるため、塗
布性を良くするように、配合量の多いビスフェノール型
エポキシ樹脂(A)は液状のものを用いるのが好まし
い。
樹脂(A)は、市販品としても入手することができる。
例えば、KRM−2408(旭電化(株)製)、ST3
000(東都化成(株)製)等がある。
脂(B)は、エネルギー線を照射した後の硬化物の耐熱
性を向上させるために、また密着性を向上させるために
用いられる。そして、前記エポキシ樹脂は合成してもよ
いが、例えばEHPE−3150(ダイセル化学(株)
製)等市販品を入手することもできる。このEHPE−
3150は上記化3中、n=2のエポキシ樹脂である。
ール型エポキシ樹脂(A)と化3に示すエポキシ樹脂
(B)との重量比は、100/5〜100/50とする
のが望ましい。この範囲であれば、エネルギー線を照射
した後の硬化物の耐熱性と密着性のバランスがよくな
る。上述の重量比において、化3に示すエポキシ樹脂
(B)の量が少ない場合には、耐熱性を向上させる効果
が小さくなる。一方、エポキシ樹脂(B)の量が多い場
合には、硬化物の硬度が増したり、密着性が低下する傾
向がある。
触媒(C)は、エネルギー線を照射することにより、い
わゆるルイス酸を発生するものであり、特に限定なく公
知のものを使用することができる。例えば、芳香族ジア
ゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウ
ム塩、芳香族セレニウム塩等である。また、これらカチ
オン重合性触媒(C)は、市販品としても入手すること
ができ、例えば、芳香族スルフォニウム塩としては、S
P−150、SP170(旭電化(株)製)、UVE1
014(ゼネラル・エレクトリック社製)、FC−50
9(3M社製)、芳香族ジアゾニウム塩としては、PP
−30(旭電化(株)製)等がある。また、これらカチ
オン重合性触媒(C)は、ビスフェノール型エポキシ樹
脂(A)と化3に示すエポキシ樹脂(B)の合計の重量
部を100とすると、1〜6重量部の添加量が好まし
い。
に、その他の成分として、イオン交換体(D)、充填剤
(E)、カップリング剤(F)を添加することもでき
る。このイオン交換体(D)は、カチオン重合性触媒
や、ビスフェノール型エポキシ樹脂から水分により抽出
されるイオン性物質を捕捉するために使用されるもので
ある。イオン交換体(D)には、特に限定されることな
く、公知のものが使用可能で、市販品としても入手可能
である。例えばIXE−600、633、1100、1
320(東亜合成化学(株)製)、キョーワード50
0、600(協和化学(株)製)、トミックスAD50
0、600(富田製薬(株)製)、アーバンライトCG
120(オルガノ(株)製)がある。イオン交換体
(D)のエポキシ樹脂組成物中の配合量は、カチオン重
合性触媒(C)の種類にもよるが、一般には、カチオン
重合性触媒(C)1重量部に対して、2重量部より多
く、8重量部未満が好ましい。2重量部以下であると、
記録層にピンホールが現れやすく、8重量部以上にする
と、エポキシ樹脂組成物の硬化性が低下する傾向があ
る。
て、また構成粘性付与の目的で添加される。例えば、ア
エロジル#130、#200、#380、R974(い
ずれも微粉シリカ)等を用いることができる。また、カ
ップリング剤(F)は、前記イオン交換体(D)や充填
剤(E)の分散性の向上のために添加される。
本ロール等の分散機により均一に混合し、目的のエポキ
シ樹脂組成物を得ることができる。
を、接着剤層としてディスク基板の貼り合わせ面に適用
することにより、高温多湿環境下においても、歪みや反
りがなく、品質の良好な光情報記録媒体を作製すること
ができる。
層として適用する光情報記録媒体、例えば光ディスクの
構造を図1に示す。この光ディスク10は、図1に示す
ように、2枚の透明なプラスチック基板1の片面の各々
に、情報を示す凹凸(ピット)が形成された例えばAl
層等からなる記録層(反射層)2が形成された厚さ0.
6mmのディスクに厚さ5μm〜10μmの保護層3を
順次形成したディスク基板4を2枚用意し、各々の記録
層(反射層)2が内側にくるように2枚のディスク基板
4を対向させ、これを接着剤層5を介して一体化した、
いわゆる貼り合わせ型光ディスクにより構成される。こ
の光ディスク10は、例えば前述のDVD等に適用して
好適なものである。
光ディスク10のディスク基板4の貼り合わせ面に適用
する場合には、ディスペンサー等により貼り合わせ面に
エポキシ樹脂組成物を供給した後に、ディスク基板4を
回転させることにより均一な厚みを得る、いわゆるスピ
ンコート法や、スクリーン印刷等の方法を用いて接着剤
層5を塗布形成することが一般的であるが、その他の方
法によっても接着剤層5を形成することができる。貼り
合わせ面に形成する接着剤層5の厚さは、一般的には1
0〜60μmである。この接着剤層5は、貼り合わせる
両方のディスク基板4に形成しても良く、また一方のデ
ィスク基板4のみに形成してもよい。
た接着剤層5を貼り合わせ面に形成した後に、例えば紫
外線等のエネルギー線を照射し、カチオン重合を開始さ
せる。エネルギー線として紫外線を用いる場合には、そ
の照射量を50〜1000mJ/cm2 とするのが好ま
しい。エネルギー線を照射した後、記録層2が内側にな
るようにディスク基板4同士を貼り合わせて圧着させ、
その後硬化反応が終了して目的の光情報記録媒体10を
得ることができる。
実施例により、これらの性質や特長を詳しく説明する。
目的のエポキシ樹脂組成物を得た。 (A)水添ビスフェノールA型 エポキシ樹脂 (KRM2408 、旭電化(株)製) 100重量部 (B)化3の構造を有する エポキシ樹脂(EHPE-3150 、ダイセル化学(株)製)5重量部 (C)カチオン重合性触媒 (SP-150、旭電化(株)製) 5重量部 (D)イオン交換体 (IXE-1320、東亜合成化学(株)製)20重量部 (E)微粉シリカ 3重量部
ディスク基板の各々貼り合わせ面に、スクリーン印刷法
により接着剤層5を形成した。そして、紫外線を100
mJ/cm2 照射した後に、貼り合わせ面同士を貼り合
わせて、図1に示した目的の光ディスク(光情報記録媒
体)10を得た。
を有するエポキシ樹脂(EHPE-3150 、ダイセル化学
(株)製)の配合比を10重量部、20重量部、30重
量部、40重量部、50重量部として、それぞれ実施例
1と同様の方法でエポキシ樹脂組成物を形成し、光ディ
スク(光情報記録媒体)10を作製し、それぞれを実施
例2〜実施例6とした。
組成物を形成し、光ディスク10を得た。
組成物を形成し、光ディスク10を得た。(B′)ST
5100は、固体ビスフェノールA型エポキシ樹脂と固
体水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂との混合物(東
都化成(株)製)である。
組成物を形成し、光ディスク10を得た。
較例3の光ディスク10を、次の評価項目(イ)〜
(ホ)により評価を行った。評価の結果は表1に示す。
樹脂組成物を2枚のガラスを接着面積25mm幅×1
2.5mmラップとなるように貼り合わせ3J/cm2
の紫外線を照射し、得られたガラス基板を試料とした。
の恒温槽内に100時間保管し、外観を観察した。表1
中、外観が良く記録層にピンホールがないものを○印、
記録層にピンホールが少々あるものを△印、記録層にピ
ンホールが無数あるものを×印でそれぞれ示す。
の恒温槽内に100時間保管した後、取り出して5分経
過した後のチルト角を測定した。表1中、チルト角が3
mrad未満のものを◎印、3mrad以上5mrad
未満のものを○印、5mrad以上のものを×印でそれ
ぞれ示す。このチルト角の評価は、最も重要であって、
光ディスク基板の歪み及び反りの大きさを直接的に知る
ことができる。これら歪み及び反りは、接着材層の耐熱
性、密着性、吸湿性に起因すると考えられる。
ズに切断し、これを有機溶媒であるアセトンに7日間浸
蹟し、重量の変化を測定した。表1中、重量の変化が1
5%未満のものを◎印、17%未満のものを○印、20
%未満のものを△印、20%以上のものを×印でそれぞ
れ示す。この耐溶剤性の評価により、接着剤層の密着性
を見ることができる。密着性の良好な接着剤層は、既に
充分硬化しているため、アセトンに膨潤することはあっ
ても溶解することはない。しかし、接着剤層の密着性が
不十分である場合には、そこからアセトンが浸蹟して膨
潤するために重量が増加することから、密着性を間接的
に知ることができる。
し、これを23℃の蒸留水に24時間浸蹟し、重量の変
化を測定した。表1中、重量の変化が5%未満のものを
○印、5%以上のものを×印でそれぞれ示す。この吸水
率の評価により、接着剤の吸湿性を見ることができる。
即ち、接着剤層が水分を吸収しやすい場合に、多湿の条
件下で密着性が低下することを間接的に評価するもので
ある。また、吸水率と(ロ)のチルト角、吸水率と次の
(ホ)プレッシャー・クッカー試験とは、互いに関連性
がある。
レッシャー・クッカー;圧力釜)機内に、121℃・2
気圧・100%RHの条件で50時間保持した。その後
PC機から取り出して、テンシロン(引っ張り試験機)
を使用して、引っ張り強度を測定した。表1中、ガラス
が破壊し水分の浸入の痕跡がないものを○印、ガラスが
破壊し、水分の浸入の痕跡がわずかにあるものを△印、
ガラスが破壊しないで接着剤層が剥がれたものを×印で
それぞれ示す。この評価により、接着剤層の密着力及び
吸湿による密着性の低下を知ることができる。
ク腐蝕性、チルト角、耐熱性、耐溶剤性、吸水性及びプ
レッシャー・クッカー試験について、良好な結果を示し
た。尚、詳細に考察すると、化3に示されるエポキシ樹
脂の量が増すと、ガラス転移点が上昇して耐熱性が向上
するが、耐溶剤性、プレッシャークッカー試験により見
られる密着性は低下する傾向がある。そこで、ビスフェ
ノール型エポキシ樹脂(A)と化3に示されるエポキシ
樹脂(B)との重量比は、100/5〜100/50で
あって、好ましくは100/10〜100/40、さら
により好ましくは100/15〜100/25であると
考えられる。
が配合されていない例である。この場合には、チルト
角、耐溶剤性、プレッシャー・クッカー試験の結果がよ
くない。
の代わりに、固体ビスフェノール型エポキシ樹脂が配合
された例である。この場合には、比較例1と同様に、チ
ルト角、耐溶剤性、プレッシャー・クッカー試験の結果
がよくない。
脂の代わりに、脂環式のエポキシ樹脂を配合した例であ
る。この場合には、吸湿率が高く、それに伴いプレッシ
ャー・クッカー試験及びチルト角の結果がよくない。
脂組成物を接着剤層として光ディスクに適用することに
より、耐熱性、耐溶剤性及び耐湿性が良好で、高温多湿
環境下においても、歪みや反りがなく、品質の良好な光
情報記録媒体を作製することができる。
記録層2、保護層3を順次形成してディスク基板4を構
成した例であったが、ディスク基板4が記録層2、保護
層3にさらにそれ以外の層が形成されてなる構成とした
場合においても、本発明に係るエポキシ樹脂組成物を接
着剤層5として適用して、同様に光情報記録媒体を得る
ことができる。
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
でその他様々な構成が取り得る。
は、エネルギー線の照射により反応を開始し、耐熱性や
密着性が良好であり、また多湿環境下においても密着性
が低下しない。
光情報記録媒体例えば光ディスクの接着剤層として本発
明に係るエポキシ樹脂組成物から形成された接着剤を適
用することにより、接着剤層中のイオン性物質により記
録層が腐蝕することがない。また、光情報記録媒体の歪
みや反りがなく、記録信号の再生特性が良好な光情報記
録媒体を得ることができる。従って、DVD等大容量の
光ディスクに適用して好適な光情報記録媒体を構成する
ことができる。
情報記録媒体の断面構成図である。
層)、3,23 保護層、4,24 ディスク基板、
5,25 接着剤層、10,30 光ディスク
Claims (2)
- 【請求項1】 少なくとも2枚の基板の間に記録層、接
着剤層を有する光情報記録媒体において、 前記接着剤層がエネルギー線の照射によりカチオン重合
を開始するエポキシ樹脂組成物であって、少なくともビ
スフェノール型エポキシ樹脂(A)を主成分とし、下記
化1に示すエポキシ樹脂(B)及びカチオン重合性触媒
(C)からなり、前記エポキシ樹脂組成物中のビスフェ
ノール型エポキシ樹脂(A)と前記化1に示すエポキシ
樹脂(B)の重量比が、100/5〜100/50であ
るエポキシ樹脂組成物から形成された接着剤によりなる
ことを特徴とする光情報記録媒体。 【化1】 - 【請求項2】 前記エポキシ樹脂組成物中に、さらにイ
オン交換体(D)が含有されてなる請求項1記載の光情
報記録媒体。
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