JP4406499B2 - 光学的記録媒体 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的記録媒体に用いられる光重合性樹脂に係り、特に、2枚の基板の貼り合わせに用いられる光重合性の樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、光を利用して記憶情報の読み込み、又は読み込み/書き込みを行う媒体として、コンパクトディスクやDVD(Digital Versatile Disc)のような光学的記録媒体が用いられている。
【0003】
それらのうち、図3の符号100は、DVDに用いられる光学的記録媒体を示しており、この光学的記録媒体100は、第一、第二の基板111、121と第一、第二の反射膜115、125と、樹脂層140とを有している。
【0004】
第一の基板111の表面には第一の反射膜115が形成され、第一の反射膜115の第一の基板111を有しない面には樹脂層140が密着して配置されている。この樹脂層140の第一の反射膜115が配置されていない面には、第二の反射膜125が密着して配置されており、第二の反射膜125の樹脂層140が密着していない側の面には第二の基板121が配置されている。
【0005】
一般に、樹脂層140はエポキシアクリレートのような光重合性樹脂が硬化したものによって構成されているが、このような樹脂はその製造過程で塩素イオンのような不純イオンが残留しやすく、不純イオンや水分が樹脂層140中に残留している場合には、この樹脂層140と密着して配置された反射膜115、125に化学的劣化が生じる恐れがある。
【0006】
特に、反射膜を銀を主成分とする膜厚の薄い金属膜で構成した場合には酸化や硫化などの化学的劣化が起こりやすく、劣化した反射膜115、125は変色し、反射膜として機能しなくなってしまう。
【0007】
このような化学的劣化を防止するために、特開平11−126370公報には反射膜表面に二酸化ケイ素などからなる保護膜を形成し、その保護膜表面に樹脂層を密着させ、反射膜を樹脂層から保護する方法が記載されている。
しかしながら、このような保護膜を形成すると光学的記録媒体の製造工程がより複雑になり、製造コストが高くなるという問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の課題を解決するために創作されたものであり、その目的は光学的記録媒体の反射膜に密着して形成される樹脂層に適した光重合性樹脂組成物を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、基板と、前記基板上に配置された銀を主成分とする第一の反射膜と、前記第一の反射膜に密着して形成された樹脂層と、前記第一の反射膜が密着した反対側であって前記樹脂層に密着して配置された第二の反射膜と、前記樹脂層は光重合性樹脂組成物の光重合反応により形成された光学的記録媒体であって、前記光重合性樹脂組成物は、アクリル系エステルを主成分とする光重合性樹脂と、メチルベンゾトリアゾール、1−(N,N−ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチル)ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾールからなる群から選択されたベンゾトリアゾール誘導体を主成分とする添加剤と、光重合開始剤とを含有し、前記添加剤の含有量は、前記光重合性樹脂と前記光重合開始剤との合計重量100重量部に対して、0.05重量部以上5重量部以下にされた光学的記録媒体である。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の光学的記録媒体であって、前記樹脂層の厚さが1μm以上200μm以下の範囲にある光学的記録媒体である。
【0010】
本発明は上記のように構成されており、本発明の光重合性樹脂組成物にはベンゾトリアゾ−ル又はその誘導体のような添加剤が添加されており、このような添加剤は金属の化学的劣化を防止する機能を有するので、本発明の光重合性樹脂組成物からなる樹脂層を銀のような化学的に不安定な金属から成る反射膜に直接密着させても、反射膜に化学的劣化が起こらない。
【0011】
本発明の光学的記録媒体の第一、第二の反射膜うち、いずれか一方が透過性を有する物質で構成されている場合、この反射膜を透過させて他方の反射膜にレーザー光を到達させることができるので、透過性を有する反射膜が形成された基板側からレーザー光を照射した場合も、他の反射膜にレーザー光を照射し、情報を読み取ることができる。
【0012】
更に、このような光重合性樹脂組成物を基板表面の反射膜に塗布した後、紫外線を照射して硬化させれば、コンパクトディスクのような光学的記録媒体の保護膜とすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
【実施例】
以下に本発明の光重合性樹脂組成物と光学的記録媒体について図面を用いて詳細に説明する。
【0014】
先ず、ウレタンアクリレートオリゴマー(サートマー社製の商品名「CN983」)24重量部に対し、アクリル酸エステルであるジシクロペンタジエンジアクリレート(日本化薬社製の商品名「R684」)、EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート(サートマー社製の商品名「SR351」)、トリプロピレングリコールジアクリレート(サートマー社製の商品名「SR306」)をそれぞれ24重量部添加し、光重合性樹脂を作成した。
【0015】
この光重合性樹脂に光重合開始剤(チバスペシャリティーケミカルズ(株)社製の商品名「イルガキュア184」)を4重量部と、添加剤である1,2,3−ベンゾトリアゾ−ル0.5重量部とをそれぞれ添加、混合して実施例1の光重合性樹脂組成物を作成した。
【0016】
図1(a)、(b)の符号11、21はそれぞれ本発明の光学的記録媒体に用いられる第一、第二の基板を示している。
第一、第二の基板11、21の片面にはそれぞれ凹凸(ピット)12、22が形成されており、これらの凹凸12、22が形成された表面には、スパッタリング法により第一、第二の反射膜15、25がそれぞれ形成されている。
【0017】
第一、第二の反射膜15、25の膜厚は、凹凸12、22の高さよりも薄いので、凹凸12、22のパターンが第一、第二の反射膜15、25に反映される。
ここでは、第一の基板11を透過性を有するポリカーボネイト樹脂で構成し、第一の基板11上に形成された第一の反射膜15を銀を主成分とする半透過性の金属膜で構成した。また、第二の基板21上に形成した第二の反射膜25はアルミ二ウムを主成分とする金属膜で構成した。
【0018】
上記のような第一、第二の基板11、21と上記実施例1の光重合性樹脂組成物とを用いて本発明の光学的記録媒体を作成するには、先ず、光重合性樹脂組成物を第一の基板11上に形成された第一の反射膜15の表面に滴下した後、その表面に第二の基板21上に形成された第二の反射膜25を密着させ、次いでスピンコート法によりこの光重合性樹脂組成物を第一の反射膜15表面に均一に広げ、第一、第二の反射膜15、25の間に上記光重合性樹脂からなる樹脂組成物層を作成する。
【0019】
図1(c)の符号30はその樹脂組成物層を示しており、この樹脂組成物層30は第一、第二の反射膜15、25の表面に密着した状態で配置されている。
次いで、この状態で第一の基板11表面に紫外線を照射すると、紫外線の照射によって樹脂組成物層30が硬化されるので、硬化された樹脂組成物層30を介して第一、第二の反射膜15、25が貼り合わされる。
【0020】
図1(d)の符号1は、第一、第二の反射膜15、25の貼り合わせによって形成された光学的記録媒体を示している。
この光学的記録媒体1の第一、第二の基板11、21の間には、樹脂組成物層30の硬化によって形成された樹脂層35が配置されており、この樹脂層35は第一、第二の基板11、21の表面に形成された第一、第二の反射膜15、25に密着している。
【0021】
この光学記録媒体1の情報は、第一、第二の基板11、21表面に凹凸12、22として記録されており、これらの情報を読み取る場合には、光学的記録媒体1の第一の基板11表面に所定波長のレーザー光45(波長650nmの赤色レーザー光、又は、波長440nmの青色レーザー光)を照射する。
【0022】
このレーザー光45を、第一の基板11と第一の反射膜15の境界面(第一の情報読み取り面)13上で集光させた場合、この反射膜15による反射光の強度は第一の基板11の凹凸12のパターンによって変化する。
従って、このときの反射光の強度変化を検出すれば、第一の基板11表面に凹凸12として記録された情報を読み取ることができる。
【0023】
他方、第二の基板21表面に凹凸22として記録された情報を読み取る場合も、第一の情報読み取り面13の場合と同様に、光学的記録媒体1の第一の基板11表面にレーザー光45を照射する。
【0024】
第一の基板11表面に形成された第一の反射膜15は、所定範囲の波長のレーザー光に対し適度な透過性を有しているので、このレーザー光45の一部が第一の反射膜15を透過する。
【0025】
更に、第一の反射膜15に密着して配置された樹脂層35の光の屈折率は、第一の基板11とほぼ等しいので、レーザー光45は樹脂層35中で屈折、散乱することなく、第二の反射膜25に到達する。
【0026】
第二の反射膜25には、第二の基板21表面の凹凸22パターンが反映されているので、この反射膜25と樹脂層35との境界面(第二の情報読み取り面)23上にレーザー光を集光させ、この反射膜25による反射光の強度変化を検出すれば、第二の情報読み取り面23からも情報も読み取ることができる(片面再生)。
【0027】
この光学的記録媒体1を用いて下記に示す「高温、高湿試験」を行った。
〔高温、高湿試験〕
上記工程で形成された光学的記録媒体1を85℃、相対湿度95%の条件で50時間放置した後、その光学的記録媒体1の第一の反射膜15の状態を観察した。 ここでは、第一の反射膜15の全体が高温、高湿試験の前と同じ銀色を維持している場合を『○』、全体が黒っぽく変化した場合を『×』とし、下記表1中「反射膜の状態・全体」として記載する。また、これとは別に、第一の反射膜15に局所的に生じた黒色の変色部分を数え、変色部分の発生数を「反射膜の状態・変色部数」として下記表1に記載する。
【0028】
更に、上記「高温、高湿試験」の「総合評価」として、第一の反射膜15の変色部分が50未満の場合を『○』、変色部分の数が50以上あるが、第一の反射膜15全体は銀色を維持している場合を『△』、変色部分が50以上ある上、第一の反射膜15全体が黒色に変色した場合を『×』とし、その結果を下記表1に記載する。
【0029】
【表1】
Figure 0004406499
【0030】
<実施例2〜5>
実施例1で用いた1,2,3ベンゾトリゾールに代え、添加剤としてメチルベンゾトリアゾ−ルを用い、この添加剤と、実施例1に用いた光重合性樹脂、光重合開始剤とをそれぞれ実施例1と同じ配合比率で混合し、実施例2の光重合性樹脂組成物を作成した。
【0031】
この実施例2の光重合性樹脂組成物と、図1(a)、(b)に示した状態の第一、第二の基板11、21とを用い、実施例1と同じ工程で実施例2の光学的記録媒体1を作成した。
【0032】
また、実施例2と同様に、実施例1の1,2,3ベンゾトリアゾ−ルに代え、1−(N,N−ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチル)ベンゾトリアゾ−ル、カルボキシベンゾトリアゾ−ル、3−(N−サリチロイル)アミノ−1,2,4−トリアゾールをそれぞれ添加剤として用い、実施例3〜5の光重合性樹脂組成物と、それらを用いた実施例3〜5の光学的記録媒体1を作成した。
【0033】
これら実施例2〜5の光学的記録媒体1を用いて実施例1と同じ条件で「高温、高湿試験」をそれぞれ行い、それらの測定結果を上記表1に記載した。
尚、実施例2〜4で用いた各添加剤はそれぞれ1,2,3ベンゾトリアゾ−ルの誘導体であり、実施例5で用いた添加剤は1,2,4ベンゾトリアゾ−ルの誘導体である。これら実施例2〜5に用いた添加剤(式(2)〜(5))と、実施例1に用いた添加剤(式(1))を構成する物質の各化学式を下記に示す。
【0034】
【化1】
Figure 0004406499
【0035】
<比較例1〜11>
実施例2と同様に、実施例1で用いた1,2,3ベンゾトリアゾールに代え、添加剤として、2−メルカプトベンゾチアゾ−ル、2−メチルイミダゾール、2−メチル−4−エチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−フェ二ルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェ二ルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾールをそれぞれ用い、比較例1〜10の光重合性樹脂組成物及び比較例1〜10の光学的記録媒体を作成した。
【0036】
また、これとは別に添加剤を添加せず、実施例1で用いた光重合性樹脂、光重合開始剤とをそれぞれ実施例1と同じ配合比率で混合し、比較例11の光重合性樹脂組成物と比較例11の光学的記録媒体とを作成した。
【0037】
これら比較例1〜11の光学的記録媒体を用いて実施例1と同じ条件で「高温、高湿試験」をそれぞれ行い、それらの測定結果を上記表1に記載した。比較例1〜10に用いた添加剤の化学式(6)〜(15)を下記に示す。
【0038】
【化2】
Figure 0004406499
【0039】
尚、比較例1で用いた添加剤はチアゾ−ルの誘導体であり、比較例2〜10で用いた各添加剤はそれぞれイミダゾールの誘導体である。
上記表1から明らかなように、実施例1〜5の光重合性樹脂組成物を用いた光学的記録媒体1では、比較例1〜10の光重合性樹脂組成物を用いたものに比べ、「高温、高湿試験」で変色部の発生が少なかった。特に、添加剤として1,2,3ベンゾトリアゾ−ル又はその誘導体を用いた実施例1〜4では、変色部が殆ど発生しなかった。
【0040】
【実施例】
<実施例6〜12>
実施例1に用いた光重合性樹脂と、光重合開始剤とをそれぞれ実施例1と同じ配合比率で混合し、これに、実施例1に用いた添加剤をそれぞれ下記表2に示すように配合量(重量部)を変化させて添加し、実施例6〜12の光重合性樹脂組成物を作成した。
【0041】
また、実施例6〜12の光重合性樹脂組成物を用い、実施例1と同じ工程で、実施例6〜12の光学的記録媒体1を作成した。これらの光学的記録媒体1を用い、実施例1と同じ条件で「高温、高湿試験」をそれぞれ行った。それらの結果を下記表2に示す。
【0042】
【表2】
Figure 0004406499
【0043】
尚、上記表2中には、上述した比較例11の「高温、高湿試験」の結果を合わせて記載した。
上記表2から明らかなように、実施例6〜12の光重合性樹脂組成物を用いた光学的記録媒体1では、比較例11に比べ、局所的な変色部の数が少なかった。
【0044】
特に、添加剤の添加量が0.05重量部以上5重量部以下の範囲にある実施例1及び実施例8〜11の光重合性樹脂組成物を用いた場合では、変色部分が殆ど確認されなかった。
【0045】
また、実施例12については局所的な変色部分が11箇所見られたが、全体的な変色が見られず、上記添加剤の添加量が0.01部以上あれば劣化防止の効果が発現されることが確認された。
【0046】
【実施例】
以下に本発明の光学的記録媒体の他の例について詳細に説明する。
先ず、アクリル酸エステルであるジシクロペンタジエンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレートをそれぞれ32重量部ずつ混合し、光重合性樹脂を調整した。
【0047】
これに光重合開始剤であるチバスペシャリティーケミカルズ(株)社製の商品名「イルガキュア184」を4重量部と、添加剤として1,2,3ベンゾトリアゾ−ル0.5重量部とをそれぞれ添加、混合し、実施例13の光重合性樹脂組成物を作成した。
【0048】
図2(a)の符号51は透明な基板を示している。ここでは基板51としてポリカーボネイト樹脂から成るものを用いた。この基板51の表面には 色素層56が形成されており、その色素層56の表面には反射膜55が形成されている。ここでは反射膜55を銀を主成分とする金属薄膜で構成した。
【0049】
この状態の基板51を用いて光学的記録媒体を作成するには、先ず、上記実施例13の光重合性樹脂組成物を基板51上の反射膜55の表面に滴下し、スピンコート法により光重合性樹脂組成物層を形成した後、紫外線を照射し、この光重合性樹脂組成物を硬化させる。
【0050】
図2(b)の符号50は光重合性樹脂組成物層が硬化され、形成された光学的記録媒体50を示しており、この光学的記録媒体50の反射膜55表面には、硬化された光重合性樹脂組成物層から成る保護膜(樹脂層)65が配置されている。
【0051】
この光学的記録媒体50は、所謂、CD−R(Compact Disk−Recordable)であり、このような光学的記録媒体50に情報を記録するには、光学的記録媒体50の基板51表面に向かってレーザー光を照射し、基板51の裏面に配置された色素層56の表面で集光させて色素層56を加熱し、色素層56を所定パターンに変色させる(焼き付け)。
【0052】
図2(c)の符号52はレーザー光の照射によって変色した変色部分を示しており、この光学的記録媒体50では情報が変色部分52のパターンとして記録されている。
【0053】
記録された情報を読み取る場合には、光学的記録媒体50の基板51表面に所定波長のレーザー光45を照射し(図2(d))、基板51裏面の色素層56と反射膜55の境界面(情報読み取り面)53上で集光させる。
【0054】
レーザー光線の反射率は色素層56の変色部分52と他の部分とで異なるので、このレーザー光線の反射光の強度変化を検出すれば、変色部分52のパターンとして記録された情報を読み取ることができる。
【0055】
上記の工程で作成された光学的記録媒体50に情報記録装置であるYAMAHA(株)社製の商品名「CRW4260tx」を用いて所定情報の記録を行った。その状態の光学的記録媒体50を用いて下記に示す「C1エラーレート試験」を行い、C1エラーレートを測定した。
【0056】
〔C1エラーレート試験〕
CD−ROMアナライザーであるKENWOOD TMI(株)社製のCD−ROMアナライザーである商品名「DR−3755」を用いて上記の光学的記録媒体50についてC1エラーを検出し、そのC1エラーの割合(C1エラーレート)を求めた。
【0057】
また、これとは別に、光学的記録媒体50を高温高湿(80℃、相対湿度85%)の条件で200時間保存し、この状態の光学的記録媒体50を用いて上記初期値を測定した場合と同様の工程でC1エラーレートの値を測定した。この結果を高温、高湿試験後の値として下記表3に記載する。
【0058】
【表3】
Figure 0004406499
【0059】
<比較例12>
実施例13に用いたものと同じ光重合性樹脂、光重合開始剤とをそれぞれ実施例13と同じ配合比率で配合し、添加剤を含有しない比較例12の光重合性樹脂組成物を作成した。
【0060】
この光重合性樹脂組成物を用い、図2(a)で示した状態の基板表面の反射膜上に実施例13と同じ工程で保護膜を形成し、光学的記録媒体を作成した。この光学的記録媒体を用い、実施例13と同じ条件で高温、高湿試験の前と後のC1エラーを検出し、C1エラーレートを求めた。その結果を上記表3に記載した。
【0061】
上記表3から明らかなように、実施例13の光重合性樹脂組成物を用いた光学的記録媒体50では、比較例12の光重合性樹脂組成物を用いた場合に比べ高温、高湿試験後の値が低く、本発明の光重合性樹脂組成物を用いれば、反射膜55の保護する能力の高い保護膜60を得られることが確認された。
【0062】
【実施例】
以上は、光重合性樹脂のアクリル酸エステル成分として、ジシクロペンタジエンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレートから成る樹脂を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでは無く、種々のアクリレートを用いることができる。
【0063】
また、このようなアクリル酸エステルと併用できるオリゴマーも特に制限されれるものでは無い。
本発明の光重合性樹脂組成物には表面張力調整剤、シランカップリング剤、水など種々のものを添加することが可能である。
【0064】
上記実施例1〜12では、DVDのような光学的記録媒体の例として、第一、第二の反射膜15、25のうち、いずれか一方を透過性を示す銀などの金属で構成させ、更に、第一、第二の基板11、21のうち、透過性の反射膜15が形成された基板11を透明性を有するポリカーボネイト樹脂で構成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
【0065】
例えば、2つの反射膜の両方を透過性を有しないアルミ二ウムのような金属で構成しても良い。このような光学的記録媒体から情報を読み取る場合には、光学的記録媒体の両面(第一、第二の基板の表面)から別々にレーザー光を照射し、それらの反射光を読み取れば良い(両面再生)。この場合は、第一、第二の基板を共に、透明性を有する物質で構成する必要がある。
【0066】
また、上記実施例1〜12では銀やアルミ二ウムなどの金属からなる反射膜15、25、55を、直接、基板11、21、51や樹脂層35、65に密着して配置したが、本発明はこれに限定されるものでは無い。例えば、反射膜の少なくとも一方の面に、窒化ケイ素などから成る誘電体層を形成しても良い。
【0067】
また、上記実施例13では、基板51表面に色素層56が形成された光学的記録媒体50(CD−R)について説明したが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
【0068】
例えば、図1(c)に示した光学的記録媒体10(DVD)のように、情報を予め基板表面に凹凸パターンとして記録し、その基板の凹凸パターンが形成された面に反射膜、保護膜を形成し、光学的記録媒体(CD−ROM:Compact Disk Read Only Memory)としても良い。
【0069】
また、基板表面に相変化記録層と反射膜とを形成した後、上記実施例13と同じ工程で保護膜を形成し、情報書きこみ型(CD−RW:Compact Disk Rewritable)の光学的記録媒体とする場合も本発明に含まれる。これらの光学的記録媒体(CD−ROM、CD−RW)においても、本発明の光重合性樹脂組成物を用いて保護膜を形成すれば、反射膜の化学的劣化を防止することができる。
【0070】
【発明の効果】
本発明の光重合性樹脂組成物を用いれば、反射膜の構成金属として銀を用いた場合でも、耐湿、耐熱性の高い光学的記録媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(d):本発明の光学的記録媒体の一例の製造工程を説明するための図
【図2】(a)〜(d):本発明の光学的記録媒体の他の例をその製造工程とともに説明するための図
【図3】従来技術の光学的記録媒体を説明するための図
【符号の説明】
1、50……光学的記録媒体
11、21、51……基板(第一、第二の基板)
15、25、55……反射膜(第一、第二の反射膜)
35、65……樹脂層

Claims (2)

  1. 基板と、前記基板上に配置された銀を主成分とする第一の反射膜と、前記第一の反射膜に密着して形成された樹脂層と、前記第一の反射膜が密着した反対側であって前記樹脂層に密着して配置された第二の反射膜と、
    前記樹脂層は光重合性樹脂組成物の光重合反応により形成された光学的記録媒体であって、
    前記光重合性樹脂組成物は、アクリル系エステルを主成分とする光重合性樹脂と、メチルベンゾトリアゾール、1−(N,N−ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチル)ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾールからなる群から選択されたベンゾトリアゾール誘導体を主成分とする添加剤と、光重合開始剤とを含有し、
    前記添加剤の含有量は、前記光重合性樹脂と前記光重合開始剤との合計重量100重量部に対して、0.05重量部以上5重量部以下にされた光学的記録媒体。
  2. 前記樹脂層の厚さが1μm以上200μm以下の範囲にある請求項1記載の光学的記録媒体。
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