JP4693472B2 - 紫外線硬化樹脂の再生方法及び再生装置と、その再生方法を用いた光記録媒体の製造方法 - Google Patents
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Description
従来の紫外線硬化樹脂の再生方法としては、未硬化の状態が液体である紫外線硬化樹脂の場合、生産工程で残った樹脂を液体のまま回収した後、フィルターろ過などで異物除去を行い使用するのが一般的であった。
また、記録層に色素組成物を用いた追記型光記録媒体は、基板上に記録層を形成した構造であり、基板側からレーザー光を照射し、情報記録を行うものである。その記録は、記録層を形成する色素組成物が、照射されたレーザー光を吸収し、発熱、溶融、分解、蒸発などの熱的変化を起こし、結果として、基板を伴った変形、色素の変質などの物理的変化により行われる。また、記録情報の再生は、レーザー光により上記の物理的変化の発生している部分と発生していない部分の反射率差を読み取ることにより行われる。
紫外線硬化樹脂の再生方法としては、振り切った樹脂を回収し、これに未使用の母液を補充し、特性を確保するレベルまで希釈調整して使用する例が知られている(特許文献2参照)。
λ1<λ2
λ1≦420nm
また、本発明において、着色された紫外線硬化樹脂に照射する光の波長λ3は、着色物質の極大吸収波長近傍が好ましく、着色物質の極大吸収波長λ2との関係において、下記式の関係を満たすものはさらに好ましい。
これは、上記式の波長範囲であれば、着色物の光吸収がある程度あり、且つ、屈折率が比較的大きいため、照射された光を効率よくエネルギー変換して退色することができるためである。
本発明の紫外線硬化樹脂の再生装置は、着色された未硬化状態の紫外線硬化樹脂の再生装置であって、紫外線硬化樹脂を回収するための回収部と、着色物質の極大吸収波長近傍の光を紫外線硬化樹脂に照射することにより退色させる光照射部とを備えている。
さらに、本発明の光記録媒体を製造する方法は、基板上に色素組成物から成る記録層を有し、紫外線硬化樹脂を用いて接着層または保護層を形成する媒体の製造方法であって、前述の紫外線硬化樹脂の再生方法を用い、再生された紫外線硬化樹脂を使用して接着層または保護層を形成する。
なお、本発明の紫外線硬化樹脂の再生方法は、特に、有機色素を用いる追記型光記録媒体の製造工程に適しているが、その他の用途で、紫外線硬化樹脂が未硬化状態で着色される機会のある工程であれば同様に使用できる。
光重合性オリゴマーとしては、エポキシアクリレート、フッ素化エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、不飽和ポリエステル、ポリエーテルアクリレート、ビニルアクリレート、ポリブタジエンアクリレート、ポリスチリルエチルメタクリレート、耐熱性紫外線硬化型樹脂などが好ましい。
光開始剤としては、アセトフェノン系、ベンゾインエーテル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン、メチル−O−ベンゾイルネンゾエート、チオキサンソン、α−アシルオキシムエステル、アシルフォスフィンオキサイド、グリオキシエステル、3−ケトクマリン、2−エチルアンスラキノン、カンファーキノンなどが好ましい。
λ1≦420nm …(式5)
このとき、λ2がλ1より60nm以上の長波長にあればさらに好ましい。また、光開始剤を複数の用いる場合には、最も大きい極大吸収波長または最も長波長の極大吸収波長をλ1とするとよい。
(λ2−40)nm≦λ3≦(λ2+80)nm …(式6)
これは、式(式6)の波長範囲であれば、着色物の光吸収がある程度あり、且つ、屈折率が比較的大きいため、照射された光を効率よくエネルギー変換して退色することができるためである。
本発明において、紫外線硬化樹脂に混入される着色物質は、肉眼で色が認められればよく、紫外線硬化樹脂に対する着色性の高さや相溶性を考慮すると、有機化合物が好ましく、色素組成物がさらに好ましい。
アゾ化合物の金属キレート錯体が、例えば、下記(化2)で表される化合物と金属とのキレート化合物であれば、さらに好ましい。
上記(化2)において、DまたはBが、炭化水素もしくは炭化水素の一部がフッ素原子で置換されたアルキル基、アルコキシル基、シアノアルキル基、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン基、または炭素原子、窒素原子、酸素原子およびイオウ原子のうち少なくとも一つの原子を含む単環もしくは縮合環からなる置換基を、少なくとも一つ有することがより好ましい。
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1として、図1に、本発明の紫外線硬化樹脂の再生方法の一例を製造装置模式図に示す。
その他、紫外線硬化樹脂の量に応じて、未使用の紫外線硬化樹脂6b用保持タンク10bを設け、再生樹脂と併用してもよい。このとき、工程の効率を上げるために、回収した着色樹脂に未使用の紫外線硬化樹脂6bを合せた後に、前記光照射部7や冷却器8を設置してもよい。
図示の構成は、その一例であって、紫外線硬化樹脂の滴下量を制御する装置や、樹脂を精度よく送る精密ポンプ、圧力計、背圧計、電磁バルブなど、用途に応じて設置できることは云うまでもない。
本発明の実施の形態2として、上記の再生方法を用いた光記録媒体の製造方法について説明する。
図2に、本発明の光記録媒体の一例としての構成断面図を示す。図示の通り、この光記録媒体は、基板21、記録層22、反射層23、貼り合せ層24、貼り合せ基板25とが、順次、積層されている。そして基板21は、レーザー入射光と反対側の面に、適切な箇所にグルーブ部26(スパイラル状の連続溝)とランド部27を備えている。
記録層22は、色素組成物からなり、例えば、フタロシアニン系、ポリメチン系、スチリル系、ポルフィン系、アシトラキノン系、アゾ系、シアニン系、スクアリリウム系化合物などがある。その中にあって、アゾ化合物の金属キレート錯体およびシアニン系色素から選択されることが好ましく、同じ色素系で複数の種類を混合してもよい。記録層22の膜厚は、グルーブ部26で20〜150nmであることが好ましく、30〜100nmが特に好ましい。
貼り合せ基板25は、予め信号が記録されているか、または信号記録が可能な層が形成された基板であってもよい。
以上のようにして本発明に用いる光記録媒体を製造することができるが、本発明の光記録媒体の製造方法は、紫外線硬化樹脂を貼り合せ層24として形成するとき、記録層22の一部に接触して、色素組成物により着色された未硬化状態の紫外線硬化樹脂を再生する方法であって、紫外線硬化樹脂層を形成する工程以外の製造方法は、これに限定されず、他の方法により製造しても良い。また、本発明の光記録媒体の構造も上記に限定されず、他の構造を有していても良い。
(実施例1)
1−1.着色された紫外線硬化樹脂の作製
シアニン系色素(カタログ名 ST1269;日本シイベルヘグナー)を、テトラフルオロプロパノールに加え1重量%溶液とし、これを50℃下で30分間超音波分散した後、加圧ろ過して色素溶液とした。この液をスピンコートによりポリカーボネート樹脂基板(板厚0.6mm、トラックピッチ740nm、グルーブ半値幅300nm、グルーブ深さ170nm)に塗布して記録層を形成した。この記録層の上に、スパッタリング法により膜厚150nmのAg膜を形成し反射層とした。さらに、この反射層上に、極大吸収波長が420nm以下の光開始剤を含有する紫外線硬化樹脂(商品名XNR−5526AP;ナガセケミテックス製)をスピンコートし、板厚0.6mmの貼り合せ基板をセットし、光硬化前の状態にしておく。
上記で回収された紫外線硬化樹脂を、光源として波長633nmのHeNeレーザーを備えた光照射部において光照射した。
1−3.光記録媒体の作製
前記1−1で示した反射層まで形成した基材に、上記1−2で作製した樹脂を用いて、貼り合わせを行い、高圧水銀ランプ(光量500mJ/cm2)により光硬化させ、光記録媒体を作製した。
光照射部の光源として波長657nmの半導体レーザーを用いる以外は、実施例1と同様にして作製した。
(実施例3)
色素組成物として、下記(化3)で表されるアゾ化合物を用いてニッケルキレート錯体を下記のように合成し、これを用いる以外は、実施例1と同様にして作製した。尚、着色された紫外線硬化樹脂の極大吸収波長は、588nmであった。
(1)[6−(5−トリフルオロメチル−1、3、4−チアジアゾリル−2−アゾ)−1−メチル−7−(トリフルオロメタンスルホニルアミノ)−1、2、3、4−テトラヒドロキノリン(化3)の合成]
まず、44%ニトロシル硫酸3.6gを5℃まで冷却し、酢酸4.7ml、62%硫酸8.7ml、60%硝酸0.4mlを加え、5−トリフルオロメチル−1、3、4−チアジアゾール2gを10分かけて滴下、攪拌した(これをA液とする)。
(2)[錯体化]
(1)で得た配位子0.3gをメタノール6ml中に懸濁させて加熱撹拌し、50℃で酢酸ニッケル四水和物0.1gを加えた。2時間加熱撹拌後、放冷し結晶を濾過し、熱湯、メタノールで洗浄して目的物を得た(収量0.27g)。
色素組成物として、下記(化4)で表されるアゾ化合物を用いてニッケルキレート錯体を下記のように合成し、これを用いる以外は、実施例1と同様にして作製した。尚、着色された紫外線硬化樹脂の極大吸収波長は、586nmであった。
(1)[6−[6−メチル−2−(2−ピリジル)−4−ピリミジニルアゾ)−1−メチル−N−(トリフルオロメタンスルホニル)アニリン(化4)の合成]
まず、1−メチル−7−(トルフルオロメタンスルホニルアミノ)−1、2、3、4−テトラヒドロキノリン1.0g、メタノール5ml、酢酸2.5ml、ピリジン2.5ml、ヨウ素0.013g、2−ヒドラジノ−5−トリフルオロピリジン1gを仕込み、30%過酸化水素水1.2gを1.5時間で滴下した。これを16時間撹拌後、ろ過して得られた結晶を熱メタノール洗浄して目的物を得た(収量0.41g)。
(1)で得た配位子0.41gを、メタノール6ml中に懸濁させて撹拌しながら加熱し、50℃で酢酸ニッケル四水和物0.10gを混合し、さらに2時間還流後、放冷し結晶を濾過し、湯洗、熱メタノール洗浄して目的物を得た(収量32g)。
(実施例5)
色素組成物として、下記(化5)で表されるアゾ化合物を用いてニッケルキレート錯体を下記のように合成し、これを用いる以外は、実施例2と同様にして作製した。尚、着色された紫外線硬化樹脂の極大吸収波長は、590nmであった。
(1)[6−(5−トリフルオロメチル−2−ピリミジルアゾ)−1−メチル−N−(トリフルオロメタンスルホニル)アニリン(化5)の合成]
1−メチル−7−(トルフルオロメタンスルホニルアミノ)−1、2、3、4−テトラヒドロキノリン1.3g、メタノール17ml、酢酸5ml、ヨウ素0.06g、2−ヒドラジノ−5−トリフルオロピリジン2.2gを仕込み、30%過酸化水素水2.7gを1時間で滴下した。これを2時間撹拌後、ろ過して得られた結晶を熱メタノール洗浄して目的物を得た(収量0.62g)。
(1)で得た配位子0.60g、メタノール5ml中、酢酸ニッケル四水和物0.17gを混合し、2時間還流後、放冷し結晶を濾過し、湯洗して目的物を得た(収量0.57g)。
(実施例6)
色素組成物として、下記(化6)で表されるアゾ化合物を用いてニッケルキレート錯体を下記のように合成し、これを用いる以外は、実施例1と同様にして作製した。尚、着色された紫外線硬化樹脂の極大吸収波長は、586nmであった。
(1)[2−(6−シアノ−3−ベンゾイソキサゾリルアゾ)−5−(ジエチルアミノ)−N−トリフルオロメタンスルホニルアニリン(化6)の合成]
まず、3−アミノ−6−シアノベンゾイソキサゾール0.49g、酢酸3ml、プロピオン酸1.5mlを仕込み0℃に冷却し、62%硫酸0.31mlを5分で滴下した(これをA液とする)。一方、別の容器に、3−(ジエチルアミノ)−N−トリフルオロメタンスルホニルアニリンのトリフルオロメタンスルホン酸塩1.23g、酢酸ナトリウム0.75g、尿素0.075g、メタノール9mlを仕込み、0℃に冷却した(これをB液とする)。
(2)[錯体化]
上記で得た配位子0.21gをメタノール3ml中に懸濁させて加熱撹拌し、浴温55℃で酢酸ニッケル四水和物0.06gを加えた。これを2時間加熱撹拌後、結晶を熱濾過、熱湯洗し、さらにアセトン、メタノールで洗浄し濾過、乾燥して目的物を得た(収量0.19g)。
色素組成物として、下記(化7)で表されるアゾ化合物を用いてニッケルキレート錯体を下記のように合成し、これを用いる以外は、実施例1と同様にして作製した。尚、着色された紫外線硬化樹脂の極大吸収波長は、580nmであった。
(1)[2−(4、5−ジシアノ−3−エチル−2−イミダゾリルアゾ)−5−(ジエチルアミノ)−N−(トリフルオロメタンスルホニル)アニリン(化7)の合成]
水18ml、35%塩酸4mlを混合し、これに2−アミノ−4、5−ジシアノイミダゾール0.6gを加え5℃以下に冷却。ここに亜硝酸ナトリウム0.34gを水2mlに溶かした溶液を15分かけて滴下し、5℃以下に撹拌してジアゾニウム塩を含む反応液を得た(これをA液とする)。一方、別の容器に、3−(ジエチルアミノ)−N−(トリフルオロメタンスルホニル)アニリン1.3gをメタノール15mlに溶かして5℃以下に冷却した。
(2)[錯体化]
(1)で得た配位子1.5g、メタノール30mlを混合し、45℃で酢酸ニッケル四水和物0.45gを加え、3時間還流した。熱ろ過して得られた結晶を湯洗、アセトニトリル洗浄し、目的物を得た(収量1.2g)。
紫外線硬化樹脂を退色させるとき、樹脂温度を10℃まで冷却する冷却器を設けた以外は、実施例4と同様に作製した。
(実施例9)
一連の動作を窒素雰囲気になるようガス導入した以外、実施例4と同様に作製した。
前記1−2で作製した紫外線硬化樹脂を、材質がポリテトラフルオロエチレン(PTFE)により形成された0.2umメッシュのフィルターによりろ過した以外は、実施例1と同様に作製した。
(比較例1)
光照射部の光源として波長515nmのアルゴンイオンレーザーを用いる以外は、実施例1と同様にして作製した。 (比較例2)
光照射部の光源として波長680nmの半導体レーザーを用いる以外は、実施例1と同様にして作製した。
紫外線硬化樹脂を退色させるとき、樹脂温度を80℃まで上昇させた以外は、実施例4と同様に作製した。
(比較例4)
実施例1の前記1−1において、ここで示した反射層まで形成した基材に、回収した着色状態の紫外線硬化樹脂で、光記録媒体を作製した。
着色状態の紫外線硬化樹脂を、材質がポリテトラフルオロエチレン(PTFE)により形成された0.2umメッシュのフィルターによりろ過した以外は、比較例4と同様に作製した。
上記のようにして作製した実施例1〜10および比較例1〜4の貼り合せ層の初期状態の目視による外観判定と、接着力、保存性を評価した。
接着力は、光記録媒体を高さ1.2mから垂直に落下させ、膜剥がれを確認した。判定基準は、試験数10枚中、すべて剥離しなかったものを○、1〜3枚剥離が発生したものを△、4枚以上に剥離が発生したものを×として表記した。
これに対し、比較例1と比較例2では、光源選定によって、退色度合いが不十分で、これに伴い接着力と保存性が低下した。また、比較例3では、退色には問題ないが、加温により紫外線硬化樹脂や添加剤の反応性が一部損なわれ、接着力と保存性が低下した。一方、比較例4と比較例5の様に、本発明の再生方法を行わなかったものや、フィルターろ過のみを行っただけでは効果がなく、再生には適さなかった。
2 保持部
3 可動部
4 制御部
5 回収カバー
6 紫外線硬化樹脂
7 光照射部
8 冷却器
9 フィルター
10 保持タンク
11 ガス供給部
12 バルブ
13 ガス充填槽
21 基板
22 記録層
23 反射層
24 貼り合せ層
25 貼り合せ基板
Claims (13)
- 着色された未硬化状態の紫外線硬化樹脂の再生方法において、
前記紫外線硬化樹脂を回収し、
着色物質の極大吸収波長近傍の光を前記紫外線硬化樹脂に照射することにより退色させる紫外線硬化樹脂の再生方法であって、
前記紫外線硬化樹脂は少なくとも1種類の光開始剤を含有しており、
前記光開始剤の極大吸収波長λ1と、前記着色物質が有機化合物から成り、その極大吸収波長λ2との関係が、下記(式1)および(式2)の関係を満たし、
λ1<λ2 …(式1)
λ1≦420nm …(式2)
退色させるために照射する光の波長λ3と、前記λ2との関係が下記式(式3)の関係を満たす、紫外線硬化樹脂の再生方法。
(λ2−40)nm≦λ3≦(λ2+80)nm …(式3) - 前記有機化合物が、シアニン系色素から成る少なくとも一つの色素組成物を含む請求項1に記載の紫外線硬化樹脂の再生方法。
- 前記有機化合物が、アゾ化合物の金属キレート錯体から成る少なくとも一つの色素組成物を含む請求項1または2に記載の紫外線硬化樹脂の再生方法。
- 前記DまたはBが、炭化水素もしくは炭化水素の一部がフッ素原子で置換されたアルキル基、アルコキシル基、シアノアルキル基、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン基、または炭素原子、窒素原子、酸素原子およびイオウ原子のうち少なくとも一つの原子を含む単環もしくは縮合環からなる置換基を、少なくとも一つ有する請求項4に記載の紫外線硬化樹脂の再生方法。
- キレート錯体を形成する金属が、Co、Ni、CuおよびZnからなる群から選択される少なくとも一つである請求項3から5のいずれか1項に記載の紫外線硬化樹脂の再生方法。
- 光を照射する際、光照射部分を冷却する請求項1から6いずれか1項に記載の紫外線硬化樹脂の再生方法。
- 光を照射する際、光照射周辺部分を不活性ガスまたはドライエアーで充填する請求項1から7いずれか1項に記載の紫外線硬化樹脂の再生方法。
- 光を照射して退色させた後、異物を除去することを特徴とする請求項1から8いずれか1項に記載の紫外線硬化樹脂の再生方法。
- フィルターろ過によって異物を除去することを特徴とする請求項9に記載の紫外線硬化樹脂の再生方法。
- 着色された未硬化状態の紫外線硬化樹脂の再生装置において、
前記紫外線硬化樹脂を回収するための回収部と、
着色物質の極大吸収波長近傍の光を前記紫外線硬化樹脂に照射することにより退色させる光照射部と、
を備えた紫外線硬化樹脂の再生装置であって、
前記紫外線硬化樹脂は少なくとも1種類の光開始剤を含有しており、
前記光開始剤の極大吸収波長λ1と、前記着色物質が有機化合物から成り、その極大吸収波長λ2との関係が、下記(式1)および(式2)の関係を満たし、
λ1<λ2 …(式1)
λ1≦420nm …(式2)
前記光照射部から照射する光の波長λ3と、前記λ2との関係が下記式(式3)の関係を満たす、紫外線硬化樹脂の再生装置。
(λ2−40)nm≦λ3≦(λ2+80)nm …(式3) - 基板上に色素組成物から成る記録層を有し、紫外線硬化樹脂を用いて接着層または保護層を形成する光記録媒体を製造する方法であって、
請求項1から10のいずれか1項に記載の紫外線硬化樹脂の再生方法を用い、
再生された紫外線硬化樹脂を使用して前記接着層または前記保護層を形成することを特徴とする光記録媒体の製造方法。 - 前記接着層または前記保護層を形成する際、他の物質が接触もしくは混入して着色された未硬化状態の紫外線硬化樹脂を回収する請求項12に記載の光記録媒体の製造方法。
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