JP4724769B2 - 光ディスク保護膜用組成物、光ディスク保護膜及び光ディスク - Google Patents
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Description
本発明は、保護膜用樹脂組成物に関し、特に、コンパクトディスク（ＣＤ）、ディジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）等の光ディスクの保護膜に用いられる保護膜用樹脂組成物に関する。
一般に、この種の光ディスクにおいては、外装部材表面の擦傷を防止するため、外装部材の表面にコーティング処理が施されている。
このようなコーティング用の材料としては、高い耐擦傷性を有する無機系の材料が有効であるが、無機系の材料は塗工液の粘度が高く、膜厚を薄くすることが困難であるという問題がある。
この問題を解決するため、従来、溶剤の希釈によって塗工液の粘度を抑えることが行われているが、希釈溶液が基材を侵食することによって、種々の問題が生ずる。
例えば、基材成分の溶出によりコーティング層の平坦性が低下し、透明性が損なわれる（マット調になる）。
また、溶出した基材成分とコーティング材料が溶け合うことにより、耐擦傷性が低下する。
その一方、上記問題への対処方法として溶剤の代わりに低粘度のアクリルモノマーを反応性希釈材として用い、低粘度コーティング用塗工液を調製することも考えられるが、その場合には、選択するモノマーによっては耐擦傷性が大きく低下する場合がある。
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、耐擦傷性を損なわずに低粘度かつ基材侵食性の低い光ディスク保護膜用組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは上記目的を達成するため鋭意努力を重ねた結果、バインダー樹脂の希釈成分として主鎖構造に環構造を有し且つ分岐炭素鎖を有しないモノマーを用いることで耐擦傷性を損なわずに光ディスク保護膜用組成物の粘度を低く抑えることを見い出し、本発明を完成するに至った。
かかる知見に基づいてなされた請求項１記載の発明は、アクリルラジカル系のバインダー樹脂中に無機系微粒子を分散させてなる、ポリカーボネート基板に用いる光ディスク保護膜用組成物であって、上記バインダー樹脂の原料として、ベース成分と、耐擦傷性成分と、希釈成分とを含有するバインダーモノマーが用いられ、上記ベース成分は、粘度が１００ｍＰａ・ｓ未満のモノマーであり、上記耐擦傷性成分は、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートであり、上記希釈成分は、ジシクロペンテニルアクリレートであり、当該組成物の粘度が２０ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ未満であることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記耐擦傷性成分は、アクリル基数が４官能以上のモノマーであることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２のいずれか１項記載の発明において、上記希釈成分が、単官能又は２官能の官能基を有することを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の発明において、上記希釈成分の粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の発明において、上記希釈成分の粘度が５０ｍＰａ・ｓ未満であることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、上記希釈成分の粘度が２０ｍＰａ・ｓ未満であることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の発明において、上記希釈成分の粘度が当該光ディスク保護膜用組成物の粘度より小さいことを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の光ディスク保護膜用組成物の硬化により得られたことを特徴とする光ディスク用保護膜である。
請求項９記載の発明は、請求項８記載の光ディスク用保護膜が基板の読取側の面上に設けられていることを特徴とする光ディスクである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記耐擦傷性成分は、アクリル基数が４官能以上のモノマーであることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２のいずれか１項記載の発明において、上記希釈成分が、単官能又は２官能の官能基を有することを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の発明において、上記希釈成分の粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の発明において、上記希釈成分の粘度が５０ｍＰａ・ｓ未満であることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、上記希釈成分の粘度が２０ｍＰａ・ｓ未満であることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の発明において、上記希釈成分の粘度が当該光ディスク保護膜用組成物の粘度より小さいことを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の光ディスク保護膜用組成物の硬化により得られたことを特徴とする光ディスク用保護膜である。
請求項９記載の発明は、請求項８記載の光ディスク用保護膜が基板の読取側の面上に設けられていることを特徴とする光ディスクである。
本発明の場合、バインダーモノマーの希釈成分として、ジシクロペンテニルアクリレートを用いることによって、硬化樹脂の骨格構造が剛直になるため、耐擦傷性を損なわずに保護膜用組成物の粘度を低く抑えることが可能になる。
以上述べたように本発明によれば、耐擦傷性を損なわずに光ディスク保護膜用組成物の粘度を低く抑えることが可能になる。
以下、本発明に係る保護膜用組成物の最良の形態を詳細に説明する。
本発明の（光ディスク）保護膜用組成物は、アクリルラジカル系のバインダー樹脂中に無機系微粒子を分散させたものである。
本発明の（光ディスク）保護膜用組成物は、アクリルラジカル系のバインダー樹脂中に無機系微粒子を分散させたものである。
本発明においては、バインダー樹脂の原料として、ベース成分と、耐擦傷性成分と、希釈成分を含有するバインダーモノマーが用いられる。
ここで、ベース成分としては、種々のモノマーが用いられるが、無機系微粒子の分散加工性（分散作業性）の観点からは、できるだけ低粘度（１００ｍＰａ・ｓ未満）のものを用いることが好ましい。
このようなモノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（２）、ネオペンチルグリコールジアクリレート等があげられる。
また、耐擦傷性成分としては、種々のモノマーが用いられるが、耐擦傷性を向上させる観点からは、アクリル基数が３官能以上のものを用いることが好ましい。
このようなモノマーとしては、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（ＤＴＭＰＴＡ）、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等があげられる。
一方、本発明に用いる希釈成分は、主鎖構造に環構造の官能基を有し且つ分岐炭素鎖構造の官能基を有さないモノマーである。
ここで、主鎖構造の環構造は、例えばベンゼン環のような芳香環のほか、シクロアルカン等の脂環状の環構造も含まれる。
一方、前述の分岐炭素鎖構造としては、例えば炭素−炭素単結合を有する鎖状炭化水素構造などがあげられる。
本発明の希釈成分として使用可能なもののうち、環構造の官能基を有するモノマーとしては、例えば、ジシクロペンテニルアクリレート（ＤＣＰＡ：単官能）等があげられる。
本発明の場合、希釈成分の粘度（本明細書では平均粘度をいう。）は特に限定されることはないが、組成物の粘度を抑制することにより光ディスク基板表面への塗工性の向上を図る観点からは、当該組成物の粘度より小さいことが好ましく、具体的には、１０ｍ・Ｐａ以上５０ｍ・Ｐａ未満とすることが好ましく、より好ましくは、１０ｍ・Ｐａ以上２０ｍ・Ｐａ未満である。
他方、希釈成分が、単官能の官能基を有するモノマーであり、かつ、当該希釈成分の粘度が１０ｍ・Ｐａ以上のものである場合には、被侵食性の高い基材に対して有効な保護膜用組成物を得ることができる。
本発明の場合、バインダーモノマーの、ベース成分、耐擦傷性成分及び希釈成分の配合比は特に限定されることはないが、光ディスク用の耐擦傷性コーティングとして必要十分な耐擦傷性を付与する観点からは、７０：５：２５〜６０：２０：２０とすることが好ましい。
そして、このような本発明の光ディスク保護膜用組成物の粘度は、光ディスク基板表面への塗工性の向上を図る観点から、２０ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ未満とすることが好ましい。
本発明の場合、無機系微粒子としては、例えば、コロイダルシリカ（ＳiＯ2）やコロイダルアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等の種々の無機系微粒子を用いることができる。
この無機系微粒子の粒径は、特に限定されることはないが、分散性及び光透過性の観点からは、１０〜３０ｎｍのものを用いることが好ましい。
また、無機系微粒子の配合量は、特に限定されることはないが、耐擦傷性付与の観点からは、１５〜３０重量％とすることが好ましい。
なお、本発明の光ディスク保護膜用組成物には、光重合開始剤のほか、他の成分として、紫外線吸収剤、表面張力調整剤等を含ませることも可能である。
図１は、本発明の光ディスク保護膜用組成物を適用した光ディスクの例を示す概略構成図である。
図１に示すように、本発明の光ディスク１は、通常の構成を有するもので、ポリカーボネートからなる円盤状の基板２上に、記録パターン２ａ、反射膜３及び保護膜４が形成されている。
さらに、本発明の場合は、基板２の読取側の面２０上に、上述した光ディスク保護膜用組成物を硬化させた光ディスク用保護膜５が設けられている。
本発明の場合、この光ディスク用保護膜５の厚さは特に限定されることはないが、耐擦傷性及び光透過性確保の観点からは、１〜５μｍとすることが好ましい。
なお、本発明は光ディスク用のみならず、種々の保護膜用組成物に適用することができる。ただし、光ディスク保護膜用組成物に適用した場合に最も有効となるものである。
以下、本発明の実施例を比較例とともに詳細に説明する。
＜実施例＞
ベース成分として、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ−Ｎ ダイセルＵＣＢ社製）２５重量部、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＯＤＡ ダイセルＵＣＢ社製）１５重量部、ネオペンチルグリコールジアクリレート（カヤラッド ＮＰＧＤＡ 日本化薬社製）１５重量部、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（２）（カヤラッド ＤＰＣＡ−３０ 日本化薬社製）５重量部の混合液に、コロイダルシリカ（ナノテック シーアイ化成社製）１５重量部を分散させた。
＜実施例＞
ベース成分として、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ−Ｎ ダイセルＵＣＢ社製）２５重量部、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＯＤＡ ダイセルＵＣＢ社製）１５重量部、ネオペンチルグリコールジアクリレート（カヤラッド ＮＰＧＤＡ 日本化薬社製）１５重量部、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（２）（カヤラッド ＤＰＣＡ−３０ 日本化薬社製）５重量部の混合液に、コロイダルシリカ（ナノテック シーアイ化成社製）１５重量部を分散させた。
そして、この分散液に、耐擦傷性成分として、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート（ＳＲ−３６８ 化薬サートマー社製）、ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレート（アロニックスＭ−４００ 東亞合成社製）、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（ＳＲ−３５５ 化薬サートマー社製）、ペンタエリスリトールテトラアクリレート（ＳＲ−２９５ 化薬サートマー社製）のいずれかを５重量部と、希釈成分として、ジシクロペンテニルアクリレート（略号ＤＣＰＡ 粘度：１０ｍＰａ・ｓ）２０重量部を添加した。
また、光開始剤として、イルガキュア１８４とダロキュア１１７３（いずれもチバ・スペシャリティケミカルズ社製）をそれぞれ５重量部添加した。
このようにして調製された塗工液の平均粘度を、コーンプレート式粘度計によって測定した。その結果を表１に示す。
また、この塗工液を、射出成形によって形成された低分子量ポリカーボネート基板と、キャスト法によって形成された高分子量のポリカーボネート基板上に、乾燥後の厚さが１５μｍとなるように塗布した。
そして、この塗布膜に対し、メタルハライドランプ（１２０Ｗ／ｃｍ）を用い、積算光量が３００ｍＪ／ｃｍとなるように紫外線を照射した。
このようにして硬化させた塗布膜の耐擦傷性の評価を行った。その結果を表２に示す。
ここでは、テーバー摩耗試験機（ＣＳ−１０Ｆ摩耗輪、荷重２５０ｇ、１００回転）を用い、試験後のサンプルのΔｈａｚｅ値が１０％未満のものを○、試験後のサンプルのΔｈａｚｅ値が１０％以上のものを×とする。
＜参考例＞
希釈成分として、アクリロイルモルフォリン（ＡＣＭＯ 興人社製 粘度：１２ｍＰａ・ｓ）２０重量部を添加した以外は実施例１と同様の方法によって塗布膜を形成し、耐擦傷性の評価を行った。その結果を表１及び表２に示す。
希釈成分として、アクリロイルモルフォリン（ＡＣＭＯ 興人社製 粘度：１２ｍＰａ・ｓ）２０重量部を添加した以外は実施例１と同様の方法によって塗布膜を形成し、耐擦傷性の評価を行った。その結果を表１及び表２に示す。
＜比較例１＞
希釈成分として、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＲＰＧＤＡ ダイセルＵＣＢ社製 粘度：８ｍＰａ・ｓ）２０重量部を添加した以外は実施例１と同様の方法によって塗布膜を形成し、耐擦傷性の評価を行った。その結果を表１及び表２に示す。
希釈成分として、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＲＰＧＤＡ ダイセルＵＣＢ社製 粘度：８ｍＰａ・ｓ）２０重量部を添加した以外は実施例１と同様の方法によって塗布膜を形成し、耐擦傷性の評価を行った。その結果を表１及び表２に示す。
＜比較例２＞
希釈成分として、１，４ブタンジオールジアクリレート（Ｌａｒｏｍｅｒ ＢＤＤＡ ＢＡＳＦ社製 粘度：５ｍＰａ・ｓ）２０重量部を添加した以外は実施例１と同様の方法によって塗布膜を形成し、耐擦傷性の評価を行った。その結果を表１及び表２に示す。
希釈成分として、１，４ブタンジオールジアクリレート（Ｌａｒｏｍｅｒ ＢＤＤＡ ＢＡＳＦ社製 粘度：５ｍＰａ・ｓ）２０重量部を添加した以外は実施例１と同様の方法によって塗布膜を形成し、耐擦傷性の評価を行った。その結果を表１及び表２に示す。
＜比較例３＞
希釈成分として、イソボニルアクリレート（ＩＢＯＡ ダイセルＵＣＢ社製 粘度：４ｍＰａ・ｓ）２０重量部を添加した以外は実施例１と同様の方法によって塗布膜を形成し、耐擦傷性の評価を行った。その結果を表１及び表２に示す。
希釈成分として、イソボニルアクリレート（ＩＢＯＡ ダイセルＵＣＢ社製 粘度：４ｍＰａ・ｓ）２０重量部を添加した以外は実施例１と同様の方法によって塗布膜を形成し、耐擦傷性の評価を行った。その結果を表１及び表２に示す。
〔評価結果〕
表１に示すように、実施例は、塗工液の粘度が５０ｍＰａ・ｓ未満であった。また、硬化後の塗布膜については、低分子ポリカーボネート、高分子ポリカーボネートともに耐擦傷性が良好で、またモノマーによる侵食も生じなかった。
表１に示すように、実施例は、塗工液の粘度が５０ｍＰａ・ｓ未満であった。また、硬化後の塗布膜については、低分子ポリカーボネート、高分子ポリカーボネートともに耐擦傷性が良好で、またモノマーによる侵食も生じなかった。
一方、バインダーモノマーの希釈成分が、主鎖構造に環構造及び分岐炭素鎖構造の官能基をいずれも有しない比較例１及び比較例２の塗布膜は、低分子ポリカーボネート基材においてモノマーによる侵食が生じた。
一方、バインダーモノマーの希釈成分が、主鎖構造に環構造及び分岐炭素鎖構造の官能基をいずれも有する比較例３の塗布膜は、低分子ポリカーボネート基材における耐擦傷性が劣っていた。
１…光ディスク ２…基板 ５…光ディスク用保護膜 ２０…読取側の面
Claims (9)
- アクリルラジカル系のバインダー樹脂中に無機系微粒子を分散させてなる、ポリカーボネート基板に用いる光ディスク保護膜用組成物であって、
上記バインダー樹脂の原料として、ベース成分と、耐擦傷性成分と、希釈成分とを含有するバインダーモノマーが用いられ、
上記ベース成分は、粘度が１００ｍＰａ・ｓ未満のモノマーであり、
上記耐擦傷性成分は、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートであり、
上記希釈成分は、ジシクロペンテニルアクリレートであり、
当該組成物の粘度が２０ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ未満であることを特徴とする光ディスク保護膜用組成物。 - 上記耐擦傷性成分は、アクリル基数が４官能以上のモノマーであることを特徴とする請求項１記載の光ディスク保護膜用組成物。
- 上記希釈成分が、単官能又は２官能の官能基を有することを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載の光ディスク保護膜用組成物。
- 上記希釈成分の粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の光ディスク保護膜用組成物。
- 上記希釈成分の粘度が５０ｍＰａ・ｓ未満であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の光ディスク保護膜用組成物。
- 上記希釈成分の粘度が２０ｍＰａ・ｓ未満であることを特徴とする請求項５記載の光ディスク保護膜用組成物。
- 上記希釈成分の粘度が当該光ディスク保護膜用組成物の粘度より小さいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の光ディスク保護膜用組成物。
- 請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の光ディスク保護膜用組成物の硬化により得られたことを特徴とする光ディスク用保護膜。
- 請求項８記載の光ディスク用保護膜が基板の読取側の面上に設けられていることを特徴とする光ディスク。
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