JP4323279B2 - 光記録媒体の中間層用硬化性組成物、および光記録媒体 - Google Patents

光記録媒体の中間層用硬化性組成物、および光記録媒体 Download PDF

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Description

本発明は、重合時の硬化収縮率が低く、透明性および耐熱性に優れ、金型からの離型性
が良好な硬化物が得られる硬化性組成物に関する。
活性エネルギー線硬化性組成物は、有機溶剤を使用せず、紫外線・電子線等の活性エネ
ルギー線を照射することにより短時間で硬化し、しかもその硬化物は強靭性、柔軟性、耐
擦傷性、耐候性、耐薬品性等の優れた特性を有する。そこで、活性エネルギー線硬化性組
成物は、木工用、塩ビ床材用、プラスチック成型品用、プラスチックフィルム用、光ファ
イバー被覆材用、光記録媒体被覆材用、注型用等、各種用途に応じた特性を各種基材に付
与する目的で多くの産業用途に使用されている。
中でも、特に光記録媒体には、例えば、記録面の保護コーティング材用、読み取り面の
傷付き防止ハードコート材用、デジタルバーサタイルディスク(以下、DVDという)の
接着剤用、レーベル面の印刷インキ用等、各種用途向けの活性エネルギー線硬化性組成物
が多く利用されている。
近年、DVDを越える大容量の光記録媒体として、基材、記録膜、透明カバー層を設け
て透明カバー層側から青色レーザーにより情報を読み取りまたは書き込むタイプの光記録
媒体が実用化されつつある(例えば、特許文献1参照)。
さらに、高密度の光記録媒体として、記録層を多層化したタイプの光記録媒体の開発が
進みつつある(例えば、特許文献2参照)。
かかる多層光記録媒体は半透明記録層と他の記録層を一定厚みで隔てる透明な中間層が
必要であり、その中間層の製造方法としては、例えば、活性エネルギー線硬化性組成物を
信号に対応した微小な溝またはピット等を有する透明スタンパと基材の間に所望の一定膜
厚となるように注入し、活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させたのちに透明スタンパ
を剥離することにより、基材表面にそのスタンパの微小形状が転写された中間層を形成す
る方法が挙げられる(例えば、特許文献3,4参照)。
情報を記録すべき信号に対応する微小な凹凸を形成するために開発された、離型性およ
び耐熱性に優れる硬化性組成物も知られている(例えば、特許文献5,6参照)。その組
成物の硬化物は、離型性と耐熱性に優れる。
しかしながら、前記特許文献5に記載の組成物は、耐熱性に優れるものの、硬化収縮が
大きいため光記録媒体の反りが大きくなるという課題があった。また、前記特許文献6に
記載の組成物の硬化物は、ニッケル等の金属製のスタンパからの離型性に優れる。しかし
ながら、前記特許文献4に記載されるポリカーボネート等の樹脂製のスタンパを利用する
場合には、金属製のスタンパと比較して離型性が十分ではないという課題があった。
特開平11−66618号公報 特開2003−16701号公報 特開2002−334490号公報 特開2003−203402号公報 特開昭62−88156号公報 特開平5−59139号公報
本発明は、重合時の硬化収縮率が低く、透明性および耐熱性に優れる硬化物が得られる
、特に樹脂製金型からの離型性が良好な硬化性組成物を得ることを目的とする。
本発明は、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオールおよびポリカーボネートジオールから選ばれるジオール(a1)、ジイソシアネート化合物(a2)、およびヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a3)を反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート(A)、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、ラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、およびアルキレンオキサイド変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレートから選ばれる(メタ)アクリレート(B)、前記成分(A)および(B)以外の分子内に少なくとも3個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル酸エステル(d1)、および重合開始剤(C)を含有する硬化性組成物であって、その硬化物のガラス転移温度が100℃以上である光記録媒体の中間層用硬化性組成物、およびその硬化物層を中間層とする光記録媒体にある。
本発明の硬化性組成物は、重合時の硬化収縮率が低く、透明性および耐熱性に優れるこ
とから、そこで、特に寸法精度が要求される光学物品の成形用材料や光学物品被覆用材料
として好適に用いることができる。またそのような特性に加え、良好な金型からの離型性
も兼ね備えることから、特に転写性が要求される光学物品成形用材料や、光記録媒体の被
覆用または中間層形成用材料として極めて好適に用いられる。
以下、本発明について、詳細に説明する。
本発明の硬化性組成物(以下、本発明の組成物という)は、
ポリエーテルジオール、ポリエステルジオールおよびポリカーボネートジオールから選
ばれるジオール(a1)(以下、成分(a1)という)、ジイソシアネート化合物(a2
)(以下、成分(a2)という)、およびヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステ
ル(a3)(以下、成分(a3)という)を反応させて得られるウレタン(メタ)アクリ
レート(A)(以下、成分(A)という)、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコー
ルエステルジ(メタ)アクリレート、ラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグ
リコールエステルジ(メタ)アクリレート、およびアルキレンオキサイド変性ヒドロキシ
ピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレートから選ばれる(メタ
)アクリレート(B)(以下、成分(B)という)、および重合開始剤(C)を含有する
ものである。
本発明に用いる成分(A)は、組成物に低収縮性を付与しながら、得られる硬化物に適
度な可撓性を付与し、金型からの離型性を向上させる成分である。
この成分(A)は、前記特定のジオールである成分(a1)、前記特定のジイソシアネ
ート化合物である成分(a2)および前記特定のヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸
エステルである成分(a3)を反応させて得られるものである。
成分(a1)は、本発明の組成物の重合時における低収縮性を維持し、かつ得られる硬
化物の可撓性を向上させるために用いる成分である。
成分(a1)は、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオールおよびポリカーボネー
トジオールから選ばれるジオールであれば、特に限定されない。
このポリエーテルジオールの具体例としては、例えばエチレングリコール、プロピレン
グリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−ブタンジオ
ール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、3−メチルペンタンジオー
ル、2,4−ジエチルペンタンジオール、ブチルエチルプロパンジオール、トリシクロデ
カンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサンジメ
タノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール、水添ビスフ
ェノールA、ビスフェノールA等をモノマー単位とするホモポリマーあるいは共重合ポリ
マーが挙げられる。
それらの中でも、組成物の粘度を低減化でき、かつ得られる硬化物の可撓性に優れるこ
とから、1,4−ブタンジオールをモノマー単位とするホモポリマーあるいは共重合ポリ
マーが好ましく、さらにそれらの中でも1,4−ブタンジオールをモノマー単位とするポ
リテトラメチレングリコールが特に好ましい。
ポリエステルジオールの具体例としては、例えば、ネオペンチルグリコール、エチレン
グリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール
、1,4−ブタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、3−
メチルペンタンジオール、2,4−ジエチルペンタンジオール、ブチルエチルプロパンジ
オール、トリシクロデカンジメタノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,2
−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサン
ジオール、水添ビスフェノールA、ビスフェノールA等のアルカンジオールと、
コハク酸、フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸
、テトラヒドロフタル酸等の二塩基酸またはこれら二塩基酸の酸無水物との反応によって
得られるポリエステルジオール;
前記アルカンジオール類の水酸基に、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バ
レロラクトン、α−メチル−γ−ブチロラクトン、β−プロピオラクトン等のラクトン化
合物を反応させることにより得られる、ポリラクトンジオール等が挙げられる。
それらの中でも、組成物の粘度を低減化でき、かつ得られる硬化物の可撓性に優れるこ
とから、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびプロピレングリコールから選
ばれるジオールと、ε−カプロラクトンを用いて合成したポリカプロラクトンジオールが
好ましい。
ポリカーボネートジオールは、前述の通り分子内に水酸基を2個有するポリカーボネー
トであれば特に限定されない。それらの中でも、塩素系不純物を含有しないことから、炭
酸エステルとジオールとのエステル交換反応により得られるポリカーボネートジオールが
好ましい。
この炭酸エステルとしては特に限定されるものではなく、その具体例としては、例えば
、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−プロ
ピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジシクロヘキ
シルカーボネートおよびジフェニルカーボネート等が挙げられる。これらは一種単独で、
または二種以上を併用して用いることができる。
また、ジオールの具体例としては、例えば、1,6−ヘキサンジオール、3−メチルペ
ンタンジオール、2,4−ジエチルペンタンジオール、トリメチルヘキサンジオール、1
,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール等
が挙げられる。これらは一種単独で、または二種以上を併用して用いることができる。
その他、前述したアルカンジオールや、N−メチル−N−2−ヒドロキシエチル−4−
ヒドロキシブタナミド等の低分子量ジオールを適宜選択し併用してもよい。
成分(a2)は、前述した成分(a1)にウレタン結合を導入してウレタンプレポリマ
ーとし、それに後述する成分(a3)を付加するためのウレタン(メタ)アクリレートの
合成における必須成分である。
成分(a2)の具体例としては、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレ
ンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソ
シアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネ
ート等の芳香族ジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシア
ネート等の脂肪族ジイソシアネート;イソホロンジイソシアネート、ビス(4−イソシア
ナトシクロヘキシル)メタン、1,3−ビスイソシアナトメチルシクロヘキサン、1,4
−ビスイソシアナトメチルシクロヘキサン、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ジ
イソシアネート化合物が挙げられる。
これらは、一種単独で、または二種以上を併用して用いることができる。
それらの中でも、得られる硬化物の耐黄変性と強靭性に優れることから、脂環式ジイソ
シアネート化合物がより好ましい。
成分(a3)は、成分(a1)と成分(a2)を反応させて得られるウレタンプレポリ
マーの末端に付加することで、成分(A)にラジカル反応性を付与する成分である。
成分(a3)としては、分子内に、(メタ)アクリロイルオキシ基とヒドロキシ基とを
有するヒドロキシ基含有(メタ)アクリル酸エステルであればよく、特に限定されるもの
ではない。
成分(a3)の具体例としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート
、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アク
リレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)
アクリレート、5−ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル
(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒ
ドロキシエチル(メタ)アクリレートとカプロラクトンの付加物、4−ヒドロキシブチル
(メタ)アクリレートとカプロラクトンの付加物、トリメチロールプロパンジアクリレー
ト、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレー
ト等が挙げられる。これらは、一種単独で、または二種以上を併用して用いることができ
る。
それらの中でも、得られる組成物の低粘度化の観点から、2−ヒドロキシエチル(メタ
)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピ
ル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシ
ブチル(メタ)アクリレートが好ましい。
本発明に用いる成分(A)の合成方法としては、特に限定されるものではなく、公知の
合成方法が適宜選択すればよい。
例えば成分(a1)とジラウリン酸ジ−n−ブチル錫等の触媒との混合物中に、成分(
a2)を50〜90℃の条件下で滴下して反応させてウレタンプレポリマーを得、それに
成分(a3)を反応させることに製造することができる。また先に成分(a2)と成分(
a3)を反応させた後に、成分(a1)を反応させてもよい。
ここで、成分(A)を構成する成分(a1)〜(a3)の使用比率は、モル当量比率で
(a1)/(a2)/(a3)=1/1.5〜3.0/0.5〜2.0であることが好ま
しい。
なお、ここでいうモル当量とは、合成反応に関与する分子内の官能基数と合成に使用す
る該分子のモル数を乗じた数を指す。具体的には、成分(a1)としてポリカプロラクト
ンジオールの場合は、分子内のヒドロキシル基数(この場合は2)と使用モル数を乗じた
ものであり、成分(a2)の場合は、分子内のNCO基数(2)と使用モル数を乗じたも
のであり、さらに、成分(a3)の場合は、分子内のヒドロキシル基数と使用モル数を乗
じたものを指す。
成分(A)の合成時における反応の終点は、例えばイソシアネート量の定量により判定
可能である。成分(A)の合成時における成分(a1)〜(a3)の反応率は、好ましく
は97%以上、より好ましくは99%以上である。
本発明の組成物において、成分(A)の含有量は特に限定されないが、成分(A)およ
び成分(B)の合計量100質量%中、下限値が5質量%以上であることが好ましく、1
0質量%以上であることがより好ましい。また、その上限値は75質量%以下であること
が好ましく、50質量%以下であることがより好ましい。
成分(A)の含有量が5質量%以上の場合には、組成物の硬化収縮率が低減し、かつ得
られる硬化物の可撓性が良好となる傾向にある。また、その含有量が75質量%以下の場
合には、得られる組成物の液粘度が低くなる傾向にある。
そこで、本発明の組成物は、組成物の型への埋まりこみ性が良好で形状転写精度が向上
する傾向にあることから、注型用材料として好適である。
本発明に用いる成分(B)は、得られる組成物の粘度を低下させ、得られる硬化物の耐
熱性を付与しつつ、さらに硬化物の金型からの離型性をも良好とする成分である。中でも
、樹脂製の金型、特にポリカーボネート製の金型に対して極めて優れた離型性を付与する
ことができる。
成分(B)は、例えば、市販品として入手可能なヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグ
リコールエステルを直接、あるいは、ラクトン変性後、さらにはアルキレンオキサイド変
性後に、アクリル酸エステル化することにより合成することができる。
成分(B)の具体例としては、例えばヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエ
ステルジ(メタ)アクリレート、ε−カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペン
チルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、γ−ブチロラクトン変性ヒドロキシピ
バリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、δ−バレロラクトン
変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、α
−メチル−γ−ブチロラクトン変性ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレ
ート、β−プロピオラクトン変性ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレー
ト、エチレンオキサイド変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(
メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリ
コールエステルジ(メタ)アクリレート、ブチレンオキサイド変性ヒドロキシピバリン酸
ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらは、一種単独で、または二種以上を併用して用いることができる。
それらの中でも、得られる組成物の粘度が低く、硬化物の耐熱性が良好であることから
、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレートが好ま
しい。
本発明の組成物において、成分(B)の含有量は特に限定されないが、成分(A)およ
び成分(B)の合計量(固形分量)100質量%中、下限値は25質量%以上であること
が好ましく、50質量%以上であることがより好ましい。また、その上限値は95質量%
以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましい。
成分(B)の含有量が25質量%以上の場合には、得られる硬化物の表面硬度が良好と
なる傾向にあり、その含有量が95質量%以下の場合には、得られる組成物の粘度が低減
する傾向にある。
また、本発明の組成物には、組成物の粘度と架橋密度を調整する目的で、必要に応じて
、前記成分(A)および前記成分(B)以外
の(メタ)アクリル酸エステル(D)を含有させてもよい。その具体例としては、例えば
分子内に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル酸エステル(以下
、成分(d1)という)、分子内に2個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アク
リル酸エステル、及び分子内に1個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル
酸エステル等の(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。
この成分(D)の具体例としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アク
リル酸エステル、トリスエトキシレーテッドトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリ
ル酸エステル、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリル酸エステル、ペンタエ
リスリトールトリ(メタ)アクリル酸エステル、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)ア
クリル酸エステル、エトキシレーテッドペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリル酸エ
ステル、エトキシレーテッドペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリル酸エステル、
トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールペ
ンタ(メタ)アクリル酸エステル、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリル酸エ
ステル、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリル酸エステル
、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)アクリル酸エステル、炭素
数2〜5の脂肪族炭化水素変性トリメチロールプロパントリアクリレート、炭素数2〜5
の脂肪族炭化水素変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、炭素数2〜
5の脂肪族炭化水素変性ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等の分子内
に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル酸エステル(d1)が挙
げられる。
分子内に2個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル酸エステルの具体例
としては、例えば、ジ(メタ)アクリル酸トリシクロデカンジメタノール、ビス(2−ア
クリロイルオキシエチル)−2−ヒドロキシエチルイソシアヌレート、ジ(メタ)アクリ
ル酸シクロヘキサンジメタノール、ジ(メタ)アクリル酸ポリエトキシレーテッドシクロ
ヘキサンジメタノール、ジ(メタ)アクリル酸ポリプロポキシレーテッドシクロヘキサン
ジメタノール、ジ(メタ)アクリル酸ポリエトキシレーテッドビスフェノールA、ジ(メ
タ)アクリル酸ポリプロポキシレーテッドビスフェノールA、ジ(メタ)アクリル酸水添
ビスフェノールA、ジ(メタ)アクリル酸ポリエトキシレーテッド水添ビスフェノールA
、ジ(メタ)アクリル酸ポリプロポキシレーテッド水添ビスフェノールA、ビスフェノキ
シフルオレンエタノールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチ
ロールプロパンジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールのカプロラクトン
付加物(n+m=2〜5)のジ(メタ)アクリル酸エステル、ジシクロペンタンジオール
のカプロラクトン付加物(n+m=2〜5)のジ(メタ)アクリル酸エステル、ビスフェ
ノールAのカプロラクトン付加物(n+m=2〜5)のジ(メタ)アクリル酸エステル、
水添ビスフェノールAのカプロラクトン付加物(n+m=2〜5)のジ(メタ)アクリル
酸エステル、ビスフェノールFのカプロラクトン付加物(n+m=2〜5)の分子内に2
個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
さらに、分子内に1個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル酸エステル
の具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリ
ル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アク
リル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ノルボル
ニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリ
ル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペ
ンタニル、(メタ)アクリル酸テトラシクロドデカニル、シクロヘキサンジメタノールモ
ノ(メタ)アクリレート、4−アクリロイルオキシメチル−2−メチル−2−エチル−1
,3−ジオキソラン、4−アクリロイルオキシメチル−2−メチル−2−イソブチル−1
,3−ジオキソラン、トリメチロールプロパンホルマール(メタ)アクリレート等が挙げ
られる。
これらは、一種単独で、または二種以上を併用して用いることができる。
これらの中でも、得られる組成物の粘度や架橋密度を適宜調整することができ、しかも
得られる硬化物の耐熱性を向上できる優れた組成物となることから、成分(d1)を用い
ることが好ましい。さらにその中でも特に耐熱性に優れるという点から、トリメチロール
プロパントリアクリル酸エステル、トリス(2−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。
本発明の組成物には、成分(D)を任意の割合で含有させることができるが、その中で
も、注型作業性の観点から、成分(A)、(B)、および(D)の合計量(固形分量)1
00質量%中に、50質量%以下であることが好ましい。
また、成分(B)と成分(d1)の含有比率(質量比)は、所望する特性の組成物が得
られるように適宜選択すればよく特に限定されない。
その中でも、硬化収縮率が低いことから、成分(B)/成分(d1)=100/0〜6
0/40(単位:質量%)の範囲が好ましい。
成分(d1)の含有量は少ないほど重合時の硬化収縮率が低くなり、低粘度な組成物が
得られる傾向にあるが、耐熱性は十分に向上しない傾向にある。また成分(d1)の含有
量は多いほど重合時の硬化収縮率が大きくなり粘度も上がる傾向にあるが、耐熱性は向上
する傾向にある。
例えば、本発明の組成物を注型用組成物として用いる場合には、成分(B)/成分(d
1)(単位:質量%)の含有量を、成分(B)/成分(d1)=100/0〜50/50
(単位:質量%)の範囲とすることが好ましい。このような範囲であれば、注型作業性に
優れる組成物が得られる傾向にある。
また、本発明の組成物を光学物品用組成物として用いる場合には、成分(B)/成分(
d1)(単位:質量%)の含有量を、85/15〜30/70の範囲とすることが好まし
い。このような範囲であれば、寸法安定性と耐熱性とを兼ね備える光記録媒体等の光学物
品が得られる傾向にある。
本発明に用いる成分(C)は、本発明の組成物の重合を促進し効率よく硬化物を得るた
めの成分である。そこで、本発明において重合開始剤の種類は特に限定されず、光重合開
始剤および/または熱重合開始剤であってもよい。その中でも、光重合開始剤は、活性エ
ネルギーの照射により、本発明の組成物を効率よく硬化物が得られることから好ましい。
その光重合開始剤の具体例としては、例えば、ベンゾフェノン、4,4−ビス(ジエチ
ルアミノ)ベンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、メチルオルトベン
ゾイルベンゾエイト、4−フェニルベンゾフェノン、t−ブチルアントラキノン、2−エ
チルアントラキノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、メチルフェニルグリオキシレ
ート、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチ
ルケタール、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、ベンゾインイソブチ
ルエーテル、2−メチル−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノ−1−プロ
パノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノ
ン−1、ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4,6−トリメチ
ルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)
−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチ
ルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、メチルベンゾイルホルメート等が挙げ
られる。
これらは、一種単独で、または二種以上を併用して用いることができる。
本発明の組成物を光学物品用組成物として用いる場合、特にその中でも、読み取りおよ
びまたは書き込みに使用するレーザーが、青色レーザーである光記録媒体のカバー層や中
間層として使用する場合、硬化物の青色レーザー透過率が良好となることから、ベンゾフ
ェノン、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、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、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
ゾインイソブチルエーテル、2,2−ジエトキシアセトフェノン、およびメチルフェニル
グリオキシレートを、一種単独で、または二種以上を併用して用いることが好ましい。
本発明の組成物において、成分(C)の含有量は特に限定されないが、成分(A)およ
び(B)の合計量(固形分量)100質量部に対して、その下限値が0.001質量部以
上であることが好ましく、0.01質量部以上であることがより好ましい。また、成分(
C)の含有量は、その上限値が5質量部以下であることが好ましく、3質量部以下である
ことがより好ましい。
成分(C)の含有量が0.001質量部以上の場合には、本発明の組成物の硬化性促進
効果が十分に発現する傾向にあり、その含有量が5質量部以下の場合には、本発明の組成
物の深部硬化性が良好となり、かつ耐黄変性が良好な硬化物が得られる傾向にある。
また、本発明の組成物を注型用として用いる場合には、金型に対する離型性の観点から
、用いる金型の材質に応じて、金型が溶解しない組成物を用いることが好ましい。
具体的には、例えばポリカーボネート樹脂製の金型を用いる場合には、本発明の組成物
中にポリカーボネート樹脂に対する溶解性が高い(メタ)アクリルエステルを含まないこ
とが好ましい。
そのようなポリカーボネート樹脂に対する溶解性が高い(メタ)アクリルエステルの具
体例としては、分子量400以下のポリエチレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エス
テル、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−
ヘキサンジオール、1,4−ブタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカ
ンジオール、3−メチルペンタンジオール、2,4−ジエチルペンタンジオール等の炭素
数10以下のアルカンジオールのジ(メタ)アクリル酸エステル類、カルビトール(メタ
)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
なお本発明の組成物には、その性能を損なわない範囲であれば、必要に応じて、例えば
熱可塑性高分子、スリップ剤、レベリング剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、重
合禁止剤、シランカップリング剤、無機フィラー、有機フィラー、表面有機化処理した無
機フィラー等、公知の添加剤等を適宜配合して用いてもよい。
例えば、本発明の組成物には、組成物の貯蔵安定性の向上や、得られる硬化物の耐黄変
性や変質を避ける目的で、酸化防止剤や光安定剤を添加することが好ましい。
それらの具体例としては、例えば、各種市販されている、住友化学(株)製のスミライ
ザーBHT、スミライザーS、スミライザーBP−76、スミライザーMDP−S、スミ
ライザーGM、スミライザーBBM−S、スミライザーWX−R、スミライザーNW、ス
ミライザーBP−179、スミライザーBP−101、スミライザーGA−80、スミラ
イザーTNP、スミライザーTPP−R、スミライザーP−16;旭電化工業(株)製の
アデカスタブAO−20、アデカスタブAO−30、アデカスタブAO−40、アデカス
タブAO−50、アデカスタブAO−60AO−70、アデカスタブAO−80、アデカ
スタブAO−330、アデカスタブPEP−4C、アデカスタブPEP−8、アデカスタ
ブPEP−24G、アデカスタブPEP−36、アデカスタブHP−10、アデカスタブ
2112、アデカスタブ260、アデカスタブ522A、アデカスタブ329K、アデカ
スタブ1500、アデカスタブC、アデカスタブ135A、アデカスタブ3010;チバ
スペシャリティーケミカルズ(株)製のチヌビン770、チヌビン765、チヌビン14
4、チヌビン622、チヌビン111、チヌビン123、チヌビン292;日立化成工業
(株)製のファンクリルFA−711M、FA−712HM等(以上、全て商品名)が挙
げられる。
これら酸化防止剤や光安定剤の添加量は特に限定されないが、それぞれ成分(A)およ
び成分(B)の合計量(固形分量)100質量部に対して、0.001〜5質量部の範囲
で添加することが好ましく、0.01〜3質量部の範囲がより好ましい。
本発明の組成物の粘度は、用途や塗工方法等に応じて適宜選択すればよく特に限定され
るものではなく、一般に25℃において10〜10000mPa・sの範囲であることが
好ましい。このような粘度範囲であれば、基材上に厚さ3〜100μm程度の硬化物を容
易に形成することができる。
例えば、本発明の組成物を、光学物品用、多層記録型光記録媒体中間層用、およびまた
は注型用組成物として用いる場合には、注型作業性や消泡性の観点から、25℃において
10mPa・s〜3000mPa・s程度の粘度範囲であることが好ましい。
本発明の組成物は、熱および/または活性エネルギー線の照射により、硬化させること
ができる。その中でも、短時間、かつ省エネルギーで硬化することから活性エネルギー線
の照射により硬化させることが好ましい。
活性エネルギー線の種類としては特に限定されず、例えばα,βおよびγ線等、公知の
活性エネルギー線を用いることができる。
この活性エネルギー線を照射する雰囲気下は、空気中でもよいし、窒素、アルゴン等の
不活性ガス中でもよい。
本発明の組成物の硬化物を多層記録型光記録媒体の透明中間層として利用する場合には
、スタンパ形状を転写した硬化物の凹凸上に金属薄膜等を形成する際の熱で、その凹凸形
状が変形しないように、硬化物のガラス転移温度(以下、Tgという)が100℃以上で
あることが好ましく、より好ましくは110℃以上である。
このように、本発明の組成物は、重合時の硬化収縮率が低く、離型性に優れるものであ
り、しかも、転写性、耐熱性、透明性、および耐黄変性が良好な硬化物を得ることができ
る。そこで、本発明の組成物は、微細な凹凸を形成する必要のある光記録媒体の中間層用
、フレネルレンズ、プリズムシート用等の光学物品用として極めて優れるものである。
その中でも、本発明の組成物は、ポリカーボネート樹脂製金型の離型性に極めて優れる
硬化物を得ることができる。
本発明の物品は、前述した本発明の組成物の硬化物であり、組成物の重合時の硬化収縮
率が低く、離型性に優れ、耐熱性、透明性、および耐黄変性が良好な硬化物である。また
本発明の積層体は、そのような本発明の組成物の硬化物を有する積層体である。
本発明の物品の具体例としては、例えば、基材上に微細な凹凸を形成する必要のある光
記録媒体の中間層やフレネルレンズ、プリズムシート等の光学物品が挙げられる。
また本発明の積層体は、本発明の組成物の硬化物層を有することから、反りが少なく寸
法安定性に優れ、しかも透明性、耐熱性、耐黄変性に優れるといった特性を有するもので
ある。そこで、本発明の積層体は、本発明の組成物で微小な溝またはピットを有する中間
層を形成してなる多層記録型光記録媒体等に好適である。
以下、本発明について実施例を用いて詳細に説明する。
《合成例1》[ウレタンアクリレート(UA1:成分A)の製造]
(1) 内容積5リットルの4つ口フラスコに、ビス(4−イソシアナトシクロヘキシル
)メタン1324g、およびジブチル錫ジラウレート0.5gを仕込んで、内容物の温度
が70℃になるようウオーターバスで加熱した。
(2)N−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシブタナミド161g
とポリブチレングリコール(繰返し単位数n=12;平均分子量:850)1063gを
均一に混合溶解させた液を側管付きの滴下ロートに仕込んだ。次いで、上記(1)のフラ
スコ中の内容物の温度を65〜75℃に保ちながら撹拌しつつ、そのフラスコ内に滴下ロ
ート内の液を、4時間等速滴下により滴下し、同温度で2時間撹拌して反応させた。
(3)次いでそのフラスコ中の内容物の温度を60℃に下げた後、別の滴下ロートに仕込
んだ2−ヒドロキシエチルアクリレート639gとハイドロキノンモノメチルエーテル1
.5gを均一に混合溶解させた液を、そのフラスコ中の内容物の温度を55〜65℃に保
ちながら、2時間等速滴下により滴下した。その後、フラスコ内容物を75〜85℃に保
って4時間反応させて、ウレタンアクリレート(UA1)を製造した。なお、この反応の
終点は残存イソシアネート当量の測定により、反応率99%以上であることを確認し、こ
れをウレタンアクリレート(UA1)とした。
《合成例2》[ウレタンアクリレート(UA2:成分A)の製造]
(1)攪拌機、温度調節器、温度計および凝縮器を備えた内容積5リットルの三つ口フラ
スコに、ビス(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン1324g、およびジブチル錫
ジラウレート0.5gを仕込んで、内容物の温度が40℃になるようウオーターバスで加
熱した。
(2)一方で、ジエチレングリコールとε−カプロラクトンから合成されたポリカプロラ
クトンジオール(ダイセル化学工業(株)製プラクセル205;平均分子量:530)1
219gを側管付きの滴下ロートに仕込んだ。次に上記(1)のフラスコ中の内容物の温
度を35〜45℃に保ちながら撹拌しつつ、この滴下ロート内の液を4時間等速滴下によ
り滴下し、同温度で2時間撹拌して反応させた。
(3)次いで、フラスコ内容物の温度を60℃に昇温した後、別の滴下ロートに仕込んだ
2−ヒドロキシエチルアクリレート626gと2,6−ジ−ターシャリブチル−4−メチ
ルフェノール1.5gを均一に混合溶解させた液を、フラスコ内容物の温度を55〜65
℃に保ちながら2時間等速滴下により滴下した。その後、フラスコ内容物の温度を70〜
80℃に保って4時間反応させて、ウレタンアクリレート(UA2)を製造した。なお、
この反応の終点は残存イソシアネート当量の測定により判断し、反応率99%以上である
ことを確認し、これをウレタンアクリレート(UA2)とした。
《合成例3》[ウレタンアクリレート(UA3:成分A)の製造]
(1)内容積5リットルの4つ口フラスコに、イソホロンジイソシアネート1110g、
およびジブチル錫ジラウレート0.5gを仕込んで、内容物の温度が70℃になるように
ウオーターバスで加熱した。
(2)エチレンカーボネート、1,6−ヘキサンジオールおよび1,5−ペンタンジオー
ルから合成されたポリカーボネートジオール(旭化成工業(株)製、商品名L5650J
、平均分子量800)1800gを側管付きの滴下ロートに仕込んだ。
上記(1)で調整したフラスコ中の内容物を65〜75℃に保ちながら、その滴下ロー
ト内の液を、4時間等速滴下により滴下し、同温度で2時間攪拌して反応させた。
(3)次いで、フラスコ内容物の温度を50℃に下げ、同温度で1時間攪拌し、別の滴下
ロートに仕込んだ4−ヒドロキシブチルアクリレート792gと、2,6−ジ−ターシャ
リブチル−4−メチルフェノール0.5g、およびハイドロキノンモノメチルエーテル0
.5gを均一に混合溶解させた液を、フラスコ内温を70〜75℃に保ちながら、2時間
等速滴下により滴下した。その後、フラスコ内容物の温度を75℃に保って、4時間反応
させて、ウレタンアクリレート(UA3)を製造した。なお、この反応の終点は残存イソ
シアネート当量の測定により判断し、反応率99%以上であることを確認し、これをウレ
タンアクリレート(UA3)とした。
《合成例4》[金属膜保護用組成物の調製]
(2) ビスフェノールA型エポキシアクリレート40部、ジシクロペンタニルアクリレ
ート30部、テトラヒドロフルフリルアクリレート20部、ネオペンチルグリコールジア
クリレート10部、および1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン3部を配合し
て得られた組成物を、金属膜保護用組成物とした。
《合成例5》[カバー層用硬化性組成物の調製]
合成例1で得られたUA1を65部、テトラヒドロフルフリルアクリレート35部、お
よび1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン3部を配合して得られた組成物を、
カバー層用硬化性組成物とした。
このようにして合成例1〜3で得られたウレタンアクリレート、及び合成例4で得られ
た金属膜保護用組成物、及び合成例5で得られたカバー層用硬化性組成物を用いて、以下
実施例を行った。
なお、実施例中の「部」は「質量部」を意味する。
実施例中、硬化性組成物および光記録媒体についての各種評価方法および評価基準は、
下記の通りである。
1.組成物について
<粘度(単位:mPa・s)>
得られた組成物について、25℃における粘度をE型粘度計(東機産業(株)製、TV
E−20)を用いて測定し、その測定結果を表1に示す。
2.硬化物について
得られた硬化物層をガラス基板からカッターナイフを用いて所望の形状に切り、それを
剥離して硬化物を得る。
<光線透過率>
得られた硬化物について、日立製作所(株)製分光光度計U−3400を用いて、その
硬化塗膜の波長400nmにおける光線透過率を測定し、得られた光線透過率(%)につ
いて下記基準に基づき評価する。
○:光線透過率が80%以上
×:光線透過率が80%未満
<耐熱性>
得られた硬化物について、(株)東洋ボールドウィン社製レオバイブロンDDV−II
−EPを用い、昇温速度3℃/分、周波数3.5Hzの条件で、動的粘弾性挙動を測定し
、tanδのピーク値をTgと規定し、得られたTgについて下記基準に基づき評価する

○:Tgが100℃以上
×:Tgが100℃未満
3.評価用光記録媒体用基板について
<離型性>
評価用光記録媒体用基板を得るために剥離する
光ディスク用樹脂製スタンパからの硬化物層(Y1)の離型性について、下記基準に基づ
き評価する。
○:樹脂製スタンパと硬化物層(Y1)との間で容易に離型
△:樹脂製スタンパと硬化物層(Y1)との間で離型可能だが、硬化物層(Y1)の剥離
面にクラックが発生
×:樹脂製スタンパと硬化物層(Y1)とが強固に接着し、離型不可
4.光記録媒体について
<反り角>
得られた光記録媒体について、ジャパンイーエム(株)製DLD−3000光ディスク
光学機械特性測定装置を用い、20℃、相対湿度50%RH環境下にて、初期の反り角を
測定する。
次いで、得られた光記録媒体を80℃、相対湿度85%の環境下に100時間放置し、
更に、20℃、相対湿度50%環境下に100時間放置した後、初期反り角と同様にして
、再度環境試験後の反り角を測定する。得られた反り角の値について下記基準に基づき評
価する。
なお実施例中の反り角とは、光記録媒体最外周における半径方向の最大反り角を意味す
る。ここで正(+)の値の場合は硬化物層側へ反ったことを意味し、負(−)の場合は硬
化物層とは反対側に反ったことを意味する。
○:±0.3度以内
×:±0.3度を超える
[実施例1]
(1)硬化性組成物の調製
成分(A)として合成例1で得られたUA1を25部、成分(b1)としてヒドロキシ
ピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジアクリレート60部、成分(b2)として
トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート15部、および成分(C)と
して1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン2部を混合溶解し、硬化性組成物を
得た。
この組成物は、粘度が25℃において600mPa・sであり、透明な液体であった。
(2)硬化物の作製
得られた硬化性組成物をガラス板上にスピンコート法で塗布して塗膜を形成し、該塗膜
に紫外線を照射(フュージョンDバルブを使用、紫外線照射量:1000mJ/cm
し、平均膜厚20μmの硬化物層を形成した。
(3)評価用光記録媒体用基板の作製
まず、ポリカーボネートを射出成型して得た、中心にスピンドル保持用の穴を有する光
ディスク用基板(直径12cm、板厚1.1mm、反り角0度)の信号面に、スパッタリ
ング法を用いて膜厚0.05μmの銀合金薄膜(X1)を形成した。
またこれとは別に、ポリカーボネートを射出成型して得た光ディスク用樹脂製スタンパ
(直径12cm、板厚1.1mm、反り角0度)の信号面に、得られた硬化性組成物をス
ピンコート法により塗布して塗膜を形成し、その塗膜に紫外線を照射(フュージョンDバ
ルブを使用、紫外線照射量:1000mJ/cm)し、平均膜厚20μmの硬化物層(
Y1)を形成した。
このようにして得られた銀合金薄膜(X1)面と、硬化物層(Y1)面とを、合成例4
で得られた金属膜保護用組成物を用いて貼り合わせ、スタンパ側からスタンパを介して紫
外線を照射(フュージョンDバルブを使用、紫外線照射量:1000mJ/cm)し、
膜厚5μmの金属膜保護コート層を形成した。
なお、この5μmの金属膜保護コート層の波長400nmにおける光線透過率を前記<
光線透過率>と同様の手法で測定したところ88%であった。
その後、硬化物層(Y1)から光記録媒体用の樹脂製スタンパを、中心の穴から引き剥
がすようにして剥離し、評価用光ディスク基板を得た。
(4)光記録媒体の作製
前述の通りにして得られた評価用光記録媒体用基板中の硬化物層(Y1)上に、スパッ
タリング法を用いて膜厚0.02μmの銀合金薄膜(X2)を形成した。さらにこの銀合
金薄膜(X2)上に、合成例5で調製したカバー層用硬化性組成物をスピンコート法によ
り塗布して塗膜を形成した。これを紫外線を照射(フュージョンDバルブを使用、紫外線
照射量:1000mJ/cm)することにより硬化させて、銀合金薄膜(X2)上に平
均膜厚75μmのカバー層を有する光記録媒体を得た。
このようにして得られた組成物、硬化物、および光記録媒体の評価結果は、表1に示す
[実施例2〜5、比較例1〜4]
表1に示す硬化性組成物を用いる以外は実施例1と同様にして評価用光記録媒体用基板
を作製し、それを用いて光記録媒体を得た。
このようにして得られた硬化性組成物、硬化物、評価用光記録媒体用基板および光記録
媒体の評価結果は、表1に示す。
Figure 0004323279
なお、表1中の注記は下記のことを意味する。
注1:硬化物層から樹脂製スタンパが離型できず、それ以降の評価が不可能。
注2:反り角が測定装置の測定可能範囲(±1度)を超え、測定不可能。
また、表1中の略号は、以下の通りである。
・成分(A)
UA−1:合成例1で得られたウレタンアクリレート
UA−2:合成例2で得られたウレタンアクリレート
UA−3:合成例3で得られたウレタンアクリレート
・成分(B)
B1:ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジアクリレート
B2:ε−カプロラクトン2モル変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエス
テルジアクリレート
B3:エチレンオキサイド4モル変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエス
テルジアクリレート
・成分(C)
HCPK:1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン
・成分(D)
TAIC:トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート
TMPTA:トリメチロールプロパントリアクリレート
TCDA:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
NPGTMPDA:ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジアクリレート
NPGDA:ネオペンチルグリコールジアクリレート
4HBA:4−ヒドロキシブチルアクリレート

Claims (4)

  1. ポリエーテルジオール、ポリエステルジオールおよびポリカーボネートジオールから選ばれるジオール(a1)、ジイソシアネート化合物(a2)、およびヒドロキシル基含有(メタ)アクリル酸エステル(a3)を反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレート(A)、
    ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、ラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、およびアルキレンオキサイド変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレートから選ばれる(メタ)アクリレート(B)、
    前記成分(A)および(B)以外の分子内に少なくとも3個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル酸エステル(d1)、および
    重合開始剤(C)を含有する硬化性組成物であって、その硬化物のガラス転移温度が100℃以上である光記録媒体の中間層用硬化性組成物
  2. 注型用である、請求項に記載の硬化性組成物。
  3. 樹脂製金型を用いることを特徴とする、請求項記載の硬化性組成物。
  4. 請求項1または2に記載の硬化性組成物の硬化物層を中間層とする光記録媒体
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