JPH04364239A - 光ディスク用ハードコート樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学的に透明なプラス
チック基板上に、光により情報の記録再生が可能な記録
膜を形成した光ディスクの記録膜の無い面に設けられる
ハードコートを形成する光ディスク用ハードコート樹脂
組成物に関し、更に詳しくは、帯電防止機能と耐擦傷性
に優れた光ディスク用ハードコート樹脂組成物に関する
。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクには、大きく分けて、再生専
用型、追記型、書換え可能型の３種類が知られており、
再生専用型及び追記型光ディスクは、既に様々な分野で
利用されている。書換え可能型光ディスクの開発も急速
に進展しており、とりわけ光磁気ディスクは本格的な実
用化時期を迎えようとしている。これらの光ディスク用
の基板材料には、ポリメチルメタクリレート、ポリカー
ボネート等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性
樹脂、あるいはガラスが一般に用いられている。また、
特に光磁気ディスク用基板材料として、低複屈折、低吸
水率といった特徴を有する新規なポリオレフィン系の樹
脂についても、盛んに研究が行われている。

【０００３】これらの中でガラス基板は、複屈折が無い
、大口径基板の機械特性が良好、高速回転時の機械特性
が良好等の特徴を有する反面、案内溝あるいは信号ピッ
ト形成等のプロセスにおける量産性が劣り、高価、割れ
易い等の問題がある。

【０００４】ポリオレフィン系樹脂を用いた基板は、射
出成形により量産性に優れる、低複屈折、低吸水率とい
った特徴を有する反面、高価、ハブ取り付けや基板貼合
わせ加工が困難等の問題がある。

【０００５】ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン
、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂を用いた基板は、
量産性及び加工性に優れ、安価である等の利点を有し、
その中でも、熱変形温度が比較的高いポリカーボネート
基板は、光ディスク用基板として最も多く利用されてい
る。

【０００６】しかしながら、上記樹脂基板は表面硬度が
低い為に、取扱時に引っかき傷がつき易く記録再生時の
エラー原因となる。これを改善する目的で、基板表面に
比較的高い硬度（ＪＩＳ　　Ｋ５４０１、鉛筆硬度２Ｈ
以上）を有する無機物あるいは有機物からなる保護層（
ハードコート）を形成し、耐擦傷性を付与する方法が種
々提案されている。

【０００７】無機物からなる保護層をプラスチック基板
上に形成する方法としては、例えば、特開昭５７−１７
６５４８号公報、特開昭６０−１１５０３７号公報、特
開平３−３１３１号公報等に、スパッタ法あるいは真空
蒸着法によりＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＭｇＦ、Ｓ
ｉＺｒＯ、ＳｉＩｎＯ、ＳｉＷＯ等の薄膜を形成する方
法が提案されている。しかしながら、これらの無機物か
らなる保護層を製造するには、装置が大型で高価なもの
となり、また量産性に劣るという欠点がある。その点、
有機物からなる保護層はスピンコート法で形成が可能で
あり、無機物からなる保護層形成の場合に用いる真空下
での製膜法に比べると、簡便な装置でしかも非常に短時
間に製膜できることから有利な方法である。

【０００８】有機物からなる保護層として代表的なもの
は、特開平２−１５６４４８号公報、特開平２−１６２
５４７号公報、特開平２−１８９７５０号公報等に提案
されている紫外線硬化型樹脂の硬化膜である。

【０００９】上記した方法によって、プラスチック基板
表面の硬度を挙げてある程度の耐擦傷性を付与すること
ができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】これらの無機物あるい
は有機物からなる保護層は、導電性が低く通常の使用に
より保護層表面が帯電し、環境中のほこり等の異物が基
板に付着してしまう。この基板に付着した異物は、光デ
ィスクの記録あるいは読み取り時のエラーとなるため除
去する必要があり、ブラシ等によって取り除く手段が考
案されている。このような作業は煩雑であり、誤って光
ディスクを傷つけてしまう危険もあるため、耐擦傷性に
加えて帯電防止機能をも兼ね備えた保護層が望まれる。

【００１１】本発明が解決しようとする課題は、光ディ
スク用プラスチック基板表面に形成することによって、
耐擦傷性が高く、かつ帯電防止機能にも優れた光ディス
クとすることが可能なハードコート樹脂組成物を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記従来技
術の問題点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ポ
リ（１２−ヒドロキシステアリン酸）とポリエチレンイ
ミンの反応生成物と放射線重合性化合物の混合物の硬化
膜をプラスチック基板上に形成することにより、従来法
の欠点を克服し耐擦傷性が高く、かつ帯電防止機能にも
優れた光ディスクを提供しうることを見出し本発明を完
成するに至った。

【００１３】即ち、本発明は上記課題を解決するために
、光学的に透明なプラスチック基板上に光により情報の
記録再生が可能な記録膜を形成した光ディスクの記録膜
側と反対の面の基板上に設けるハードコートを形成する
樹脂組成物であって、（１）１２−ヒドロキシステアリ
ン酸の重合体とポリエチレンイミンの反応生成物及び（
２）放射線重合性化合物を固形分重量比で５：９５〜３
０：７０の範囲で含有することを特徴とする光ディスク
用ハードコート樹脂組成物を提供する。

【００１４】本発明で用いる１２−ヒドロキシステアリ
ン酸の重合体は、１２−ヒドロキシステアリン酸の加熱
、脱水によって得られる。この脱水縮合反応は、公知の
触媒、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラ
−ｎ−ブチルチタネート、ｐ−トルエンスルフォン酸等
の存在下に、或は特公昭５４−６４００９号公報に記載
されているように、無触媒のもとで、１２０〜２００℃
、好ましくは１４０〜１９０℃の温度で加熱しつつ生成
した水を系外に除去することによって行われる。この反
応は、好ましくは、窒素のような不活性ガスを反応系に
流したり、或は脱水エステル化反応を、水と共沸混合物
を形成するような芳香族炭化水素、例えば、トルエン、
キシレンの存在下で行い、生成した水を反応系外に共沸
除去しながら行なうのが有利である。

【００１５】分子間脱水によるエステル化反応の進行度
合は、溜出した水の量と反応物の酸価を測定することに
よって判定することができ、本発明において用いられる
ポリエステルは酸価が　２０〜１２０ｍｇＫＯＨ／ｇの
ものが実用上好適である。

【００１６】通常工業的に入手可能な１２−ヒドロキシ
ステアリン酸は、水素ヒマシ油の加水分解によって製造
されるので、不純物として少量のパルミチン酸やステア
リン酸を含有しているが、これらの存在は、本発明のハ
ードコート樹脂組成物の原料として用いる際に特に問題
となることはない。

【００１７】本発明で用いるポリエチレンイミンとして
は、分子量が　５，０００以上のものが好ましく、特に
分子量１０，０００〜２０，０００の範囲のものがより
有利である。このポリエチレンイミンは、直鎖状あるい
は分枝状のいずれのものでも使用することができるが、
特に窒素原子のうち最低２０％が第３級アミノ基として
存在する、高度に分枝した構造を有するポリエチレンイ
ミンが好ましい。

【００１８】ポリ（１２−ヒドロキシステアリン酸）と
ポリエチレンイミンの反応生成物は、両者を混合し攪拌
しながら加熱還流し水分を共沸除去して得られるが、反
応条件に依存して、アミン塩あるいはアミドとなる。つ
まり比較的低温でポリ（１２−ヒドロキシステアリン酸
）とポリエチレンイミンを混合すればカルボン酸アミン
塩が生成し、これを触媒存在下、或は不存在下の高温に
保って脱水反応を行なうとカルボン酸アミドが生成する
が、これらの判定は、例えば、赤外吸収スペクトルを測
定することによって容易に行なうことができる。

【００１９】具体的には、ポリ（１２−ヒドロキシステ
アリン酸）対ポリエチレンイミンの重量比２〜５、反応
温度　９０〜２００℃、反応時間１〜５時間の範囲の条
件で、本発明のハードコート樹脂組成物の構成材料とし
て好適な生成物を得ることができる。

【００２０】本発明でいう放射線重合性化合物とは、液
状樹脂で紫外線もしくは電子線を照射することにより、
秒単位で重合硬化して固形ポリマーとなる化合物のこと
を意味し、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基
、アリル基、ビニル基等の放射線重合性の不飽和２重結
合を有するビニル系樹脂、或はビニル系以外の放射線重
合性不飽和結合（マレイン酸等）を有する樹脂が挙げら
れ、重合反応後の塗膜硬度が鉛筆硬度で２Ｈ以上となる
ものが好適である。

【００２１】これらの樹脂の中でも、重合反応速度が速
いアクリレート、メタクリレートが好ましく、さらに放
射線重合性不飽和２重結合を１分子中に２個以上有する
多官能アクリレートが特に好ましい。

【００２２】多官能アクリレートの具体例としては、ネ
オペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグ
リコールのプロピレンオキサイド２モル付加物のジアク
リレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ヒド
ロキシピバリン酸とネオペンチルグリコールのエステル
のジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリ
レート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、トリ
プロピレングリコールジアクリレート、ビスフェノール
Ａジメタクリレート、エチレンオキサイド変成ビスフェ
ノールＡジアクリレート、１，３−ブチレングリコール
ジメタクリレート、ジシクロペンタニルジアクリレート
、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペン
タエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、
ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、グリセ
ロールアクリレート、メトキシ化シクロヘキシルジアク
リレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペ
ンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリス
リトールテトラメタクリレート等が挙げられるが、これ
らの多官能アクリレートは単独あるいは２種以上を混合
して用いることができる。

【００２３】本発明の光ディスク用ハードコート樹脂組
成物中の、１２−ヒドロキシステアリン酸の重合体とポ
リエチレンイミンの反応生成物と、放射線重合性化合物
との配合比率は、重量比で５：９５〜３０：７０の範囲
が好ましい。１２−ヒドロキシステアリン酸の重合体と
ポリエチレンイミンとの反応生成物の割合が３０：７０
よりも多くなると、硬化後のハードコート層の硬度が鉛
筆硬度でＨよりも柔らかくなり、耐擦傷性が不十分とな
る傾向にある。 また、１２−ヒドロキシステアリン酸の重合体とポリエ
チレンイミンとの反応生成物が５：９５より少なくなる
と、硬化後のハードコート塗膜の表面抵抗値が１０１０
Ω／□よりも大きくなり、十分な帯電防止機能が得られ
ない傾向にある。

【００２４】本発明の光ディスク用ハードコート樹脂組
成物に紫外線或は可視光線を照射し重合反応させる場合
、適当な光重合開始剤を加えることにより速やかに重合
反応を行なうことができ、良好なハードコート塗膜を形
成することができる。この光重合開始剤とは、紫外線或
は可視光線を照射することにより、その特定波長を吸収
し電子的励起状態となりラジカルを発生する化合物で、
３重項状態にある光重合開始剤分子自身が開裂してラジ
カルを生成する分子内結合開裂型、あるいは３重項状態
にある光重合開始剤が水素供与体とコンプレックスを作
り、水素原子が光重合開始剤分子へ分子間移動してラジ
カルを生成する分子間水素引き抜き型が知られている。

【００２５】光重合開始剤の具体例としては、４−フェ
ノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジク
ロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、２−
ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−
オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロ
キシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−（４−ドデ
シルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン
−１−オン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、
２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、ヒ
ドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾフェノ
ン、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフ
ェノン等が挙げられるが、これらの光重合開始剤は単独
あるいは２種以上を混合して用いることができる。本発
明の光ディスク用ハードコート樹脂組成物中の光重合開
始剤の配合比は、２〜１０重量％の範囲が好ましい。

【００２６】本発明の光ディスク用ハードコート樹脂組
成物の流動性を調整する目的で、有機溶媒を加えること
もできる。この場合に用いる有機溶媒は、本発明で用い
る１２−ヒドロキシステアリン酸の重合体とポリエチレ
ンイミンの反応生成物及び放射線重合性化合物との間の
相溶性が良好であることが必要で、具体的には、トルエ
ン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素類；アセト
ン、メチルエチルケトン等のケトン類；酢酸エチル、酢
酸ｎ−ブチル等のエステル類；エチルアルコール、イソ
プロピルアルコール等のアルコール類等が挙げられるが
、これらの有機溶媒は単独あるいは２種以上を混合して
使用することができる。流動性を調整する目的で使用す
る有機溶媒を光ディスク用ハードコート樹脂組成物中に
混合する割合は、１２−ヒドロキシステアリン酸の重合
体とポリエチレンイミンの反応生成物と放射線重合性化
合物との混合比、あるいは放射線重合性化合物の種類に
依存するが、光ディスク用ハードコート樹脂組成物中０
〜５０重量％の範囲が適当である。

【００２７】本発明の光ディスク用ハードコート樹脂組
成物を用いて、プラスチック基板上にハードコート塗膜
を形成するには、スピンコート法、ディッピング法、ス
プレー法等の公知の方法で形成することが可能であるが
、量産性が高く、均一な塗膜の形成が容易な点でスピン
コート法が最適である。スピンコート法により、本発明
の光ディスク用ハードコート樹脂組成物からなる塗膜を
形成し、紫外線あるいは電子線を照射し放射線重合性化
合物を硬化させることにより、プラスチック基板上に帯
電防止機能と耐擦傷性に優れたハードコート塗膜を形成
できる。

【００２８】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を更に詳細に説
明する。

【００２９】（製造例） ［ポリ（１２−ヒドロキシステアリン酸）の調製］工業
用の１２−ヒドロキシステアリン酸　５００ｇ、トルエ
ン５０ｇ、テトラ−ｎ−ブチルチタネート０．３ｇをデ
ィーンスタークトラップの付いたフラスコに仕込み、窒
素気流中１８８〜２０５℃で１４時間還流した。ディー
ンスタークトラップに　３５ｇの水が分離された。この
ようにして淡赤褐色で粘ちゅうなポリ（１２−ヒドロキ
システアリン酸）のトルエン混液５１４．５ｇを得た。 このものの不揮発分は９２．１％、不揮発分の酸価は２
５．６ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

【００３０】［ポリ（１２−ヒドロキシステアリン酸）
とポリエチレンイミンとの反応生成物］次に、「ポリミ
ンＰ」（ＢＡＳＦ社製の分子量５０，０００のポリエチ
レンイミンの５０％水溶液）６０ｇとトルエン　１５０
ｇをディーンスタークトラップの付いたフラスコ中で攪
拌還流して、ポリエチレンイミンに含有されている水分
を完全に共沸除去した。次に、上記の調製方法で得たポ
リ（１２−ヒドロキシステアリン酸）のトルエン混液１
１９ｇとトルエン１３０ｇを加え、１２９〜１３１℃、
窒素気流中で２時間加熱攪拌して水分を共沸除去した。 生成物（以後、この生成物を化合物Ａと呼ぶ。）は、不
揮発分４７．８％、全アミン窒素中の３級アミン窒素含
有率は２１．３％であった。

【００３１】（実施例１〜３及び比較例１〜４）上記の
調製方法で得た化合物Ａ、放射線重合性化合物として「
ＤＮ−００５０」（日本化薬（株）製アクリレートモノ
マー）、光重合開始剤として「イルガキュア６５１」（
日本チバガイギー（株）製）及びトルエンを用い、表１
に示した配合のハードコート樹脂組成物を夫々調製した
。

【００３２】

【００３３】（ハードコート層の形成）射出成形により
片面に案内溝が形成された光ディスク用ポリカーボネー
ト基板基板の案内溝が無い方の面に、各実施例及び各比
較例で得たハードコート樹脂組成物を夫々スピンコート
法により塗布した。スピンコートの条件は、硬化後のハ
ードコートの膜厚が４μｍとなるよに調整した。続いて
、窒素雰囲気下で紫外線

【００３４】（メタルハライドランプ、３５０ｍＷ／ｃ
ｍ２、１０秒）を照射し、ハードコート樹脂組成物中の
放射線重合性化合物を硬化させた。

【００３５】（鉛筆硬度及び表面抵抗の測定）上記のよ
うにして形成したハードコート層について、鉛筆硬度試
験及び表面抵抗値（Ω／□）の測定を行った結果を表２
に示した。

【００３６】

【００３７】表２から、実施例１〜３のハードコート樹
脂組成物は、各々化合物Ａを不揮発分で４．７８、９．
５６及び１９．１重量％含有するハードコート樹脂組成
物である。実施例１〜３は、いずれも鉛筆硬度Ｈ以上、
表面抵抗値１０１０Ω／□で、耐擦傷性及び帯電防止機
能がともに優れたハードコート層が得られていることが
理解できる。

【００３８】比較例１は、化合物Ａ、即ち１２−ヒドロ
キシステアリン酸の重合体とポリエチレンイミンの反応
生成物を含まないハードコート樹脂組成物で、この場合
表面抵抗値が１０１０Ω／□よりも遥かに大きな値とな
り、帯電防止機能が無いことが理解できる。

【００３９】比較例２は、ハードコート樹脂組成物中に
占める１２−ヒドロキシステアリン酸の重合体とポリエ
チレンイミンの反応生成物の割合が少なすぎて、表面抵
抗値が３×１０１２Ω／□と大きな値となり、帯電防止
機能に劣ることが理解できる。

【００４０】比較例３及び４は、ハードコート樹脂組成
物中に占める１２−ヒドロキシステアリン酸の重合体と
ポリエチレンイミンの反応生成物の割合が大きすぎて、
鉛筆硬度がＨ以下となり、耐擦傷性が不十分であること
が理解できる。

【００４１】

【発明の効果】本発明の光ディスク用ハードコート樹脂
組成物によれば、光ディスク用プラスチック基板上に高
硬度で表面抵抗値が１０１０Ω／□以下のハードコート
層を設けることが可能で、従来のプラスチック基板を用
いた光ディスクの弱点を克服し、耐擦傷性及び帯電防止
機能がともに優れた光ディスクを提供することができる
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光学的に透明なプラスチック基板上に
   光により情報の記録再生が可能な記録膜を形成した光デ
   ィスクの記録膜側と反対の面の基板上に設けるハードコ
   ートを形成する樹脂組成物であって、（１）１２−ヒド
   ロキシステアリン酸の重合体とポリエチレンイミンの反
   応生成物及び（２）放射線重合性化合物を重量比で５：
   ９５〜３０：７０の範囲で含有することを特徴とする光
   ディスク用ハードコート樹脂組成物。
2. 【請求項２】　　光重合開始剤を含有することを特徴と
   する請求項１記載の光ディスク用ハードコート樹脂組成
   物。