KR100854605B1 - 권회 적층체 - Google Patents

Abstract

비스페놀 A 를 방향족 디히드록시 성분으로 하는 방향족 폴리카보네이트로 이루어지는 플라스틱 필름과 방향족 폴리에스테르로 이루어지는 프로텍트 필름을, 그 사이에 접착강도가 3gf∼50gf (0.0294∼0.49N) 인 약점착성 접착제를 사용하여 적층하여 감은 권회 적층체. 또한 이 권회 적층체를 광디스크의 투명보호층 (프로텍트 필름) 으로서 사용하여 막면 입사방식 광디스크를 제조한다.

Description

권회 적층체{LAMINATE ROLL}

본 발명은 광학 용도에 사용하는 폴리카보네이트 필름의 권회 적층체 및 그것을 사용한 광디스크의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 레이저광 등에 의해 정보의 기록, 재생, 소거 등을 하는 광디스크의 투명보호층으로서 사용하는 얇은 폴리카보네이트 필름 (본 명세서에서는 필름 또는 시트를 모두 필름이라고 칭한다) 및 그것을 사용한 광디스크의 제조방법에 관한 것이다.

폴리카보네이트 수지는 투명성, 내충격성, 내열성, 치수안정성, 그리고 가공성이 우수하기 때문에 광학 용도에 널리 이용되고 있다. 예를 들어, 레이저광을 사용하는 광디스크는 고밀도, 대용량 기록매체로서 여러 가지로 연구, 개발, 상품화가 진행되고 있다. 특히 최근 멀티미디어 시대의 도래와 함께 광디스크에 동화상 정보를 포함한 대용량의 기억이 가능한 여러 가지 기술이 개발되고 있다. 그 중 하나로 폴리카보네이트 기판과 반대측인 보호막면측을 이용하여 한쪽 면에서 정보를 판독하는 막면 입사방식 광디스크의 기술이 제안되어, 하기의 문헌 등이 공표되어 있다. 일본 공개특허공보 평8-235638호 「한 면 12Gbyte 인 대용량 광디스크」(O plus E, 20권, No.2, 183쪽 (1998년 2월)) 및 『광디스크 및 주변재료 98-2』(고분자광일렉트로닉스연구회 강연요지집, 고분자학회 고분자일렉트로닉스연 구회 (1999년 1월 22일)) 이다.

이들 막면 입사방식의 기술에서는, 도 1 을 참조하여 설명하면 적어도 한쪽 면에 기록정보층 (2) 으로서 피트(pit) 내지 그루브(groove) 등 요철패턴이 형성된 디스크 기판 (1) 상에 반사막 내지는 기록막이 형성되어 있고, 그 상부에 두께가 O.1㎜ 정도의 얇은 막면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하며, 또한 그 막면은 플라스틱 필름 (4) 이 점착층 (3) 에 의해 디스크기판에 접합되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 정보의 기록 및 재생은 막면측으로부터 행하고, 렌즈 (5) 에 의해 집광된 레이저광을 요철패턴에 조사하는 것을 특징으로 하는 것이다.

광디스크 기판에 투명보호층을 부착하는 경우, 투명보호층이 되는 플라스틱 필름의 권회 적층체로부터 플라스틱 필름을 풀어내면서 광디스크 기판 상에 순서대로 부착해가는 것이 생산성면에서 바람직하다고 생각된다. 그러나, 일반적으로 매우 평탄한 표면이 요구되는 광학용도의 필름은, 그대로는 높은 평탄성 때문에 슬라이딩성이 나빠, 통상은 롤형으로 감아 권회 적층체로 할 수는 없다.

종래, 광학용도의 폴리카보네이트 권회 적층체를 얻기 위해서는 일반적으로 점착성을 갖는 프로텍트 필름을 폴리카보네이트 필름에 적층하여 사용하고 있다. 즉, 광학용도의 매우 평탄한 플라스틱 필름에는 약점착성 면을 갖는 프로텍트 필름을 점착하여 적층함으로써 그 표면을 보호함과 동시에, 프로텍트 필름의 반대측 면은 적당히 거칠게 하여 슬라이딩하기 쉬운 구조로 함으로써, 이 적층 필름을 롤형으로 길게 감을 수 있도록 한 것이다. 이러한 프로텍트 필름은, 예를 들어 폴 리에틸렌과 폴리아세트산 비닐 등의 폴리머를 공압출하여 작성한 구조로 되어 있고, 폴리아세트산 비닐측 면이 폴리카보네이트 필름면에 대하여 점착성을 가지고 있다. 권취 직전에 필름끼리를 점착시켜 약하게 니프(NIP) 하고 나서 와인더로 감아 권회 적층체가 제조된다.

그런데, 광디스크에 얇은 투명보호층을 형성하는 공정에서, 즉 플라스틱 필름으로서의 폴리카보네이트 필름을 사용함에 있어서, 이 폴리에틸렌/폴리아세트산 비닐로 이루어지는 공압출 프로텍트 필름 등을 사용한 권회 적층체로부터 필름을 풀어서 프로텍트 필름을 벗겨, 폴리카보네이트 필름을 원반형상으로 타발한 후, 이것을 성형한 폴리카보네이트 광디스크와 접합하였다. 그러나, 이렇게 만든 얇은 투명보호층이 구비된 광디스크는, 육안으로 본 경우 (이 표면요철은 통상의 광 아래에서는 육안으로 볼 수 없는 경우도 있으나) 표면에 요철 (광학적 변형) 이 발생하는 경우가 많아, 이 표면요철 (광학적 변형) 은 광디스크로서 신호를 입출력한 경우에 출력변동을 크게 하는 원인의 하나인 것으로 판명되었다.

본 발명은 이러한 현상을 감안하여 완성된 것으로, 상기 서술한 문제가 없이 염가로 대량 매체를 제공할 수 있는 보다 간편하고 공업적으로 생산성이 높은 기록정보매체용 박형 플라스틱 필름용 권회 적층체 및 그 권회 적층체를 사용한 광디스크의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 예의노력하여 하기에 의해 그 목적을 달성할 수 있다는 것을 발견하였다.

(1) 비스페놀 A 를 방향족 디히드록시 성분으로 하는 방향족 폴리카보네이트로 이루어지는 플라스틱 필름과 방향족 폴리에스테르로 이루어지는 프로텍트 필름을, 그 사이에 접착강도가 3gf∼50gf (0.0294∼0.49N) 인 약점착성 접착제를 사용해서 적층하여 감은 것을 특징으로 하는 권회 적층체.

(2) 플라스틱 필름은, 두께 편차가 4㎛ 이하, 열치수 변화율이 0.07% 이하, 면내 리타데이션값이 15㎚ 이하인 상기 (1) 에 기재된 권회 적층체.

(3) 프로텍트 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트로 이루어지고 또한 영률이 450kgf/㎟ (4413MPa) 이상인 폴리에스테르인 상기 (1), (2) 에 기재된 권회 적층체.

(4) 플라스틱 필름은, 두께가 30∼100㎛, 전체 광선투과율이 90% 이상, 잔류용매량이 0.3 중량% 이하, 두께 방향의 리타데이션값 (K 값) 이 100㎚ 이하, 표면조도 (Ra) 가 양면 모두 5.0㎚ 이하인 상기 (2), (3) 에 기재된 권회 적층체.

(5) 플라스틱 필름은 용액 캐스트법에 의해 제막된 것인 상기 (1) ∼ (4) 에 기재된 권회 적층체.

(6) 광디스크의 투명보호층 형성용인 상기 (1) ∼ (5) 에 기재된 권회 적층체.

(7) 상기 (1) ∼ (6) 에 기재된 권회 적층체를 막면 입사방식 광디스크의 투명보호층 형성용으로 사용하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 제조방법.

(8) 상기 권회 적층체로부터 디스크형상 적층 필름을 타발하는 공정, 및 디스크형상 적층 필름을 구성하는 플라스틱 필름과 광디스크 기판을 접착하는 공정을 포함하는 상기 (7) 에 기재된 광디스크의 제조방법.

(9) 상기 디스크형상 적층 필름으로부터 프로텍트 필름을 박리하고 나서 플라스틱 필름을 광디스크 기판에 접착하는 상기 (8) 에 기재된 광디스크의 제조방법.

(10) 디스크형상 적층 필름을 구성하는 플라스틱 필름과 광디스크 기판을 접착한 후에, 상기 디스크형상 적층 필름으로부터 프로텍트 필름을 박리하는 상기 (8) 에 기재된 광디스크의 제조방법.

(11) 플라스틱 필름과 광디스크 기판의 접착을 액상 접착제 또는 필름상 접착제를 사용하여 행하는 상기 (7) ∼ (10) 에 기재된 광디스크의 제조방법.

본 명세서에서 사용하는 하기 용어의 의미는 다음과 같다.

「광디스크」는 주로 폴리카보네이트 수지로 형성된 디스크상 기억매체로, 기록정보층이 형성된 것을 말한다.

「투명보호층(광투과형성층)」은 광디스크의 기록정보층을 투명한 재료로 덮어 기록정보층을 보호함과 동시에 이 투명한 재료를 통해 레이저광을 조사하여 기록재생을 하는 기능을 하는 것이다.

「프로텍트 필름(보호필름)」은 플라스틱 필름 등의 권회 적층체를 형성할 때 플라스틱 필름과 함께 감아 그 필름의 표면 손상을 억제함과 동시에 소위 권회 적층체의 롤 포메이션을 양호하게 유지하기 위해 사용하는 필름을 의미한다.

투명보호층으로서 폴리카보네이트 필름을 부착시킨 광디스크로 상기한 바와 같은 광학적인 변형이 발생하는 원인이 되는 필름 표면의 요철을 해소하기 위해서 는, 권회 적층체를 풀어 프로텍트 필름을 벗긴 후 폴리카보네이트 필름을 그 유리전이온도보다 조금 낮은 온도로 열처리한 후 원반형상으로 타발하여 이것을 폴리카보네이트 광디스크에 부착시키면 된다는 것을 알아내었다. 그러나, 이것으로는 투명보호층의 준비공정에 필름의 열처리공정을 부가해야 할 필요가 생긴다. 또 프로텍트 필름을 벗긴 후의 폴리카보네이트 필름이 박리대전을 일으켜 분위기중의 미세한 먼지를 끌어당기고 광디스크와 투명보호층 사이에 그 먼지가 개재되어 디스크의 외관을 손상시키거나, 출력변동을 크게 하거나 하는 문제가 생기는 경우가 많았다.

그래서, 권회 적층체를 형성하고 그 후에 풀어서 사용하더라도 상기 광학적 변형이 생기지 않는 프로텍트 필름을 작성하기 위하여 더욱 검토하였다. 상기 광학적 변형이 생기는 이유로, (ⅰ) 폴리카보네이트 필름에 광학적 변형이 있는 경우 및 (ⅱ) 폴리카보네이트 필름을 프로텍트 필름과 겹쳐 감은 경우에 발생하는 경우를 생각할 수 있으나, 폴리카보네이트 필름의 두께 편차를 충분히 작게 하여 광학적으로 균질하게 한 것이라 해도 이 문제를 해결할 수 없다는 것을 실험 결과 알 수 있었고, (ⅰ) 프로텍트 필름의 두께 편차, (ⅱ) 프로텍트 필름 점착면의 물질이 폴리카보네이트에 전사 또는 전이되는 것, (ⅲ) 프로텍트 필름의 영률이 낮은 것 등이 권회 적층체의 폴리카보네이트 필름에 대하여 악영향을 끼치는 주요인으로 판명되었다.

즉, 폴리에틸렌/폴리아세트산 비닐 공압출 필름 등의 통상적인 프로텍트 필름은 한쪽 면에 약한 점착성을 가지는 비교적 부드럽고 영률이 비교적 낮은 고분자 재료로 만들어져 있다. 그러나, 프로텍트 필름 소재의 영률이 낮기 때문에 그 필름은 외력에 의해 변형되기 쉽다. 따라서, 감긴 롤에서 폴리카보네이트와 프로텍트 필름이 적층된 것을 채취하여 두께 편차를 측정하면, 특히 필름 주행방향의 두께 편차가 현저하게 악화되고 있는 경우가 매우 많으며, 이 적층체로부터 분리된 폴리카보네이트 필름의 두께 편차는 전혀 나빠져 있지 않지만, 프로텍트 필름에서 두께 편차가 관측되었다. 이것은, 프로텍트 필름을 풀어내어 주름이 생기기 쉬운 그 프로텍트 필름의 평면성을 좋게 하여 폴리카보네이트 필름에 접합할 때 프로텍트 필름에 장력을 가하는데, 이 때 프로텍트 필름이 어느 정도 신장되거나 소성변형되었기 때문에 발생했다고 생각된다. 이 상태로 폴리카보네이트 필름과 접합하여 적충하고 롤형으로 감아 권회 적층체로 한 경우, 프로텍트 필름이 폴리카보네이트 필름에 대하여 과잉권취력이나 국소적이고 미소한 변형을 주는 것은 아닌가 추정된다. 프로텍트 필름의 두께 편차 그 자체가 그다지 좋지 않은 것과 풀어 낼 때의 프로텍트 필름의 변형이 겹쳐, 적층되어 감긴 폴리카보네이트 필름에 악영향을 주고 있는 것으로 생각된다. 두께 편차가 양호한 폴리카보네이트 필름을 1OOOm 정도 프로텍트 필름과 함께 감아 이것을 상온에 수개월 보관한 후 감은 것을 풀어 적층 필름의 두께 편차를 측정해 보면, 권심에 가까운 부분의 필름일수록 이 두께 편차가 약간 악화되어 있는 경향을 볼 수 있었다. 그러나, 권회 적층체에서 프로텍트 필름을 벗긴 폴리카보네이트 필름은 두께 편차는 나빠지지 않았다. 권회 적층체에서는, 아마도 프로텍트 필름이 과잉권취됨으로써 프로텍트 필름의 폴리카보네이트 필름에 대한 점착력도 더욱 기능하여 폴리카보네이트 필름에도 힘이 가해짐으로써, 폴리카보네이트 필름의 평탄성이 나빠지고 있다고 추측된다.

이 과제의 해결을 위해 본 발명자들은 별도로 플라스틱 필름과 그 플라스틱 필름의 표면을 피복하는 프로텍트 필름을 접착제를 사용하지 않고 적층하여 감은 것을 특징으로 하는 플라스틱 권회 적층체를 사용할 것을 제안하였다 (일본 특허출원 2000-388724호). 그러나, 이 권회 적층체를 사용하는 경우에는 새로운 과제가 발생할 수 있다는 것을 알았다. 즉, 롤 필름을 좁은 폭으로 먼저 슬릿하고나서 원반형상으로 타발하는 방법으로 광디스크를 제조하는 경우, 또는 보호 (또는 프로텍트) 필름이 없는 측의 플라스틱 필름면상에 경화수지층을 형성하는 가공처리를 실시하는 경우 등에는, 프로텍트 필름의 탈락을 방지하기 위하여 점착제층이 필요하다는 것이 판명되었다.

따라서, 가장 바람직한 권회 적층체는 원반형상으로 타발하여 사용하는 필름에 변형 등의 영향을 주지 않고서 디스크에 점착하기 직전까지 최초의 프로텍트 필름이 기능하게 하는 권회 적층체이다.

본 발명자들은 이러한 권회 적층체를 제공하는 것이, 권회 적층체의 프로텍트 필름으로서 사용하는 재료의 영률을 높게 변형하기 어렵게 하고 또한 그 프로텍트 필름의 표면에 특정한 접착강도를 가지는 접착층을 형성한 것을 사용하면 가능해진다는 것을 알아내어 본 발명에 도달한 것이다.

도 1 은 막면 입사방식의 광디스크 및 기록재생방법의 개략 설명도이다.

도 2 는 권회 적층체를 구성하는 필름의 단면 개략도이다.

도 3 은 권회 적층체를 제조하는 방법을 나타낸다.

도 4 는 액상 접착제를 사용하는 경우의 투명보호층의 작성방법을 나타낸다.

도 5 및 도 6 은 필름상 접착제를 사용하는 경우의 투명보호층의 작성방법을 나타낸다.

이하 본 발명에 관해서 더욱 자세히 설명한다.

(권회 적층체)

본 발명에서 말하는 권회 적층체란, 폴리카보네이트 플라스틱 필름을 사용하여 그것과 그 플라스틱 필름의 한쪽 표면을 피복하는 프로텍트 필름을 적층할 때, 폴리카보네이트 필름에 대한 접착강도가 3gf∼50gf (0.0294∼0.49N) 인 점착층을 개재시켜 프로텍트 필름으로서 폴리에스테르 필름을 사용해서 적층하여 롤형으로 감은 것이다.

도 2 에 권회 적층체의 단면 층구성을 나타내는데, 참조숫자 8 이 플라스틱 필름, 9 가 접착층, 10 이 프로텍트 필름이다.

도 3 은 권회 적층체를 제조하는 방법을 나타내는데, 이미 점착층을 표면에 도공한 플라스틱 필름 (11) 과 프로텍트 필름 (12) 을 각각 니프 롤 (금속제 ; 14) 및 니프 롤 (고무제 ; 15) 사이에 공급하여 접합시킨다. 점착층은 프로텍트 필름 (12) 측에 형성해 둘 수도 있다. 이 니프 롤 사이에서의 접합전에 프로텍트 필름 (12) 은 익스팬더 롤 (주름 펴는 롤 ; 13) 에 의해 텐션이 가해짐과 동시에 접합후의 적층 필름은 댄서 롤 (16) 에 의해 장력을 조정하고 있다. 이렇게 하 여 적층 필름을 와인더 (권취기) 로 권취함으로써 권회 적층체 (17) 를 얻는다. 점착층을 표면에 도공한 프로텍트 필름 (12) 은, 통상 그 점착면이 이형지나 이형 필름에 덮여 있으나, 이것을 권취하여 롤형으로 하여 공급된다. 이 경우에는 프로텍트 필름으로부터 이형지나 이형 필름을 박리하는 롤 (50) 을 사용한다. 박리된 이형지나 이형 필름의 롤은 참조숫자 51 로 나타내었다. 또한, 롤 (13) 과 같이 그 표면이 프로텍트 필름의 점착면과 접촉하는 경우에는 롤 (13) 은 비점착 처리를 실시한 표면으로 하는 것이 좋다.

(플라스틱 필름)

<폴리카보네이트 필름 (투명보호층)>

본 발명에서 사용하는 플라스틱 필름은, 비스페놀 A 를 방향족 디히드록시 성분으로 하는 방향족 폴리카보네이트 필름이다. 본 발명에 사용하는 플라스틱 필름으로서의 폴리카보네이트 수지의 화학적 조성, 제법 등에 관해서는 자세히 후술하겠지만, 폴리카보네이트는 일반적으로 투명성, 내충격성, 내열성, 치수안정성, 그리고 가공성이 우수하므로, 본 발명 광디스크의 투명보호층용 플라스틱 필름으로서 최적이다. 또 본 발명에서 투명하다는 것은 광디스크의 기록재생에 사용하는 광 (레이저광 등) 에 대하여 투명 (광 투과성) 한 것을 말한다.

이와 같이 특정한 폴리카보네이트 플라스틱 필름에 대하여, 프로텍트 필름으로서 특정한 폴리에스테르 프로텍트 필름을 사용하고, 그 사이에 접착강도가 3∼50gf (0.0294∼0.49N) 인 점착층을 끼워 적층하여 감은 권회 적층체는 의외로 상기 문제가 모두 해결되어, 디스크에 점착하기 직전까지 최초의 프로텍트 필름이 기능하도록 작용하는 권회 적층체이며, 또한 광디스크의 투명보호층으로서 사용한 경우의 기능도 우수하다는 것으로 판명되었다. 이 목적을 달성하기 위해서는 광디스크의 투명보호층으로서 사용하는 플라스틱 필름이 특정한 물성을 갖는 것이 특히 유리한 것이 명백하였다.

따라서, 본 발명에서 사용하는 플라스틱 필름은 두께 편차로는 4㎛ 이하, 열치수 변화율로는 0.07% 이하, 면내 리타데이션값으로는 15㎚ 이하의 범위에 있는 것이 바람직하며, 특히 두께로는 30∼100㎛, 두께 편차로는 4㎛ 이내, 열치수 변화율로는 0.07% 이하, 전체 광선투과율로는 9O% 이상, 잔류용매량으로는 0.3중량% 이내, 면내 리타데이션값으로는 15㎚ 이하, 두께 방향의 리타데이션값 (K 값) 의 최대값으로는 100㎚, 표면조도 (Ra) 로는 필름의 양 표면 모두 5.0㎚ 이하의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서의 플라스틱 필름은, 보호층이라고는 해도 광학계의 한 부품이 되는 것에 사용되기 때문에, 그 두께는 광디스크의 신호를 최적상태로 입출력하기 위하여 중요하다. 플라스틱 필름의 두께의 보다 바람직한 범위는 40∼100㎛, 보다 바람직한 범위는 40∼80㎛ 이다. 플라스틱 필름의 두께는 광디스크의 신호를 기입하고 판독할 때 사용하는 레이저광원의 파장에 의해 선택되는 것이 보통이다 (예를 들어, 「한 면 12Gbyte 의 대용량 광디스크」, O plus E, 20권, No.2, 183쪽 (1998년 2월)).

플라스틱 필름의 두께 편차는 4㎛ 이내가 바람직하고, 2㎛ 이내가 보다 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1㎛ 이내이다. 플라스틱 필름의 두께 편차가 너무 큰 경우에는 광학적 변형이 현저해지고, 광디스크 신호의 입출력변동 (노이즈) 도 커진다는 문제가 발생한다.

광디스크의 기록층에는 레이저광 등이 높은 에너지밀도로 ㎛ 오더의 미소 영역에 반복하여 입사된다. 이 때문에 기록층 근방의 미소한 영역에 열적인 스트레스를 준다. 특히 광기록이 반복하여 행해지는 경우에는 이 영향이 재료에 미쳐 기록층 계면 등에서의 미크로한 박리 등이 일어나 기록의 신뢰성을 저하시킨다. 이 때문에 그 필름은 열적 안정성이 높은 것이 바람직하다. 열적 안정성으로서 열치수 안정성이 그 척도가 되지만, 열치수 변화가 너무 큰 경우에는 광디스크와 투명보호층의 계면에서 열적인 스트레스에 의해 상기한 문제 (기록층과 투명보호층의 계면에서의 미크로한 박리) 가 일어나기 쉬워져 바람직하지 못하다. 열치수 변화율은 0.07% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05% 이하이다.

본 발명의 플라스틱 필름의 전체 광선투과율은 90% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 92% 이상이다. 투명보호층을 통과한 광신호의 열화를 방지하기 위해서는 전체 광선투과율은 높으면 높을수록 좋다. 90% 가 안되면 광신호가 열화되어 광디스크로서의 사용은 곤란해진다.

본 발명의 플라스틱 필름은 잔류용매량이 0.3 중량% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 중량% 이하이다. 필름에 포함되는 잔류용매량이 너무 많은 경우, 코팅이나 스퍼터링 처리 등에 의해 표면 처리하는 경우에 잔류용매가 증발하여 악영향을 미치는 경우가 있기 때문에 바람직하지 못하다.

본 발명의 플라스틱 필름에서는, 레이저광은 신호의 입출력시 이 얇은 필름 내를 통과한다. 이 때 광학적 요란이 일어나는 경우가 있다. 이것은 광픽업의 서보신호나 신호레벨 등에도 영향을 준다. 이 때문에, 플라스틱 필름의 면내 리타데이션값은 작은 것이 좋고, 15㎚ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8㎚ 이하이며, 더욱 바람직하게는 6㎚ 이하이다. 또한 이들은 판독광의 재생신호에 대한 모듈레이션을 작게 하여 재생신호레벨을 안정화하기 위하여 필름면내에서의 편차는 8㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 6㎚ 이하이다. 플라스틱 필름의 면내 리타데이션값은 2㎚ 미만으로 할 수도 있지만, 그 값까지 필요하지 않은 경우가 많다.

또한, 본 발명의 플라스틱 필름에서는, 두께 방향의 리타데이션값 (K 값) 이 100㎚ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎚ 이하이다. 3차원의 굴절률 이방성을 나타내는 나중에 정의되는 파라미터 K 값이 커지면 노이즈 증대의 원인이 된다. 이 점에서 플라스틱 필름의 K 값이 규정된다.

본 발명의 플라스틱 필름에서는 표면조도 (Ra) 는 양면 모두 5.0㎚ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.0㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 2.5㎚ 이하이다. 표면조도가 너무 큰 경우는 표면요철부가 광을 산란시키는 결과 노이즈 증대의 원인이 되므로 바람직하지 못하다. 표면조도 (Ra) 는 작을수록 바람직하지만, 하한은 통상 1.5㎚ 정도이다.

본 발명의 플라스틱 필름은 방향족 폴리카보네이트를 용액유연법으로 제막한 것인 것이 바람직하다. 용액유연법 제막이 바람직한 것은 플라스틱 필름에 줄 무늬의 미세한 두께 편차가 잘 발생하지 않기 때문이며 이물질이 발생하기 어렵기 때문이다. 용액유연법에서의 폴리카보네이트의 용해 용제는 메틸렌클로라이드 또는 1,3-디옥소란 또는 양자의 혼합용매를 사용하는 것인 것이 바람직하다.

본 발명의 플라스틱 필름은 광디스크의 투명보호층으로서 사용한다. 광디스크를 다룰 때에는 그 표면파손 방지나 손상 방지를 위한 주의가 필요하다. 따라서 플라스틱 필름의 적어도 한 면은 종래 공지된 방법에 의해 표면경화 처리 (하드코트 처리) 되어 있을 수 있다.

<고분자 수지>

본 발명의 플라스틱 필름에 사용할 수 있는 고분자 수지로는, 내열성, 투명성, 광학특성, 제막성이 양호한 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀 A 이라고도 함) 을 방향족 디히드록시 성분으로 하는 폴리카보네이트이다.

또한, 플라스틱 필름은 용액캐스트법으로 제막할 수 있지만, 폴리머가 방향족 폴리카보네이트인 경우에는 본 발명의 효과가 크고 바람직하기 때문에, 이하 폴리카보네이트 필름의 제막방법에 관해 서술한다.

여기서 말하는 폴리카보네이트란, 방향족 디히드록시 화합물과 포스겐, 디페닐카보네이트와 같은 탄산결합 생성성 화합물을 용액상태, 벌크, 용융상태 등으로 반응시켜서 얻을 수 있는 중합체를 말한다.

본 발명에서의 폴리카보네이트는 다른 방향족 디히드록시 성분으로서 비스페놀 A 이외의 아래 방향족 디히드록시 화합물을 병용할 수 있다 (예를 들어 전체의 20몰% 이하). 이러한 예로는, 구체적으로는 이하에 나타내는 화합물을 들 수 있다.

즉, 1,1-비스(4-히드록시-3-t-부틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-t-부틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)프로판 등의 비스(히드록시아릴)알칸류, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 1,1-비스(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 등의 비스(히드록시아릴)시클로알칸류, 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌 등의 플루오렌류, 4,4'-디히드록시디페닐에테르, 4,4'-디히드록시-3,3-디메틸페닐에테르 등의 디히드록시아릴에테르류, 4,4'-디히드록시디페닐술피드, 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸페닐술피드 등의 디히드록시아릴술피드류, 4,4'-디히드록시디페닐술폭시드, 4,4'-디히드록시-3-3'-디메틸페닐술폭시드 등의 히드록시아릴술폭시드류, 4,4'-디히드록시디페닐술폰, 4,4'-디히드록시-3,3'-디메틸페닐술폰 등의 디히드록시아릴술폰류 등이다. 이 중에서는 특히 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판 (비스페놀 A) 이 바람직하게 사용된다. 이들 방향족 디히드록시 화합물은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.

또한, 방향족 디히드록시 성분의 일부를 테레프탈산 및/또는 이소프탈산 성분으로 치환한 폴리카보네이트를 사용하는 것도 가능하다. 이러한 구성단위를 비스페놀 A 로 이루어지는 폴리카보네이트의 구성성분의 일부로 사용함으로써 폴리카보네이트의 성질, 예를 들어 내열성, 용해성을 개량할 수 있다. 이러한 공중합체에 관해서도 본 발명을 사용할 수 있다.

<고분자 수지의 분자량>

또한, 본 발명에서 사용할 수 있는 고분자 수지의 분자량으로는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 방향족 폴리카보네이트의 분자량으로는 농도 0.5g/d1 의 염화메틸렌 용액 중 20℃ 에서의 점도측정으로 구한 점도평균분자량이 30,000 이상 120,000 이하, 바람직하게는 30,000 이상 80,000 이하의 범위인 것을 들 수 있다.

점도평균분자량이 너무 작은 경우에는 필름 또는 시트를 얇은 원반상으로 타발할 때 타발 단면에 미소한 노치가 발생하거나 절삭 부스러기가 생기기 쉬워지므로 바람직하지 못하다. 또한 점도평균분자량이 너무 높은 경우는 용액 제막할 때 레벨링 불량이 발생하기 쉬워 필름의 두께 편차가 악화된다는 문제점이 있다.

<용매>

또한, 본 발명의 플라스틱 필름을 유연법에 의해 제막하는 경우에 사용할 수 있는 용매로는 특별히 제한은 없으며, 통상 알려진 용매를 사용할 수 있다. 예를 들어, 염화 메틸렌 또는 1,3-디옥소란이나 그 혼합물 또는 이들을 주체로 하는 용매를 들 수 있다.

이들 용매는, 통상의 필름 생산에서는 물을 최대한 포함하지 않는 것이 바람직하다. 용매로서 염화메틸렌을 사용하는 경우는 그 수분율이 바람직하게는 50ppm 이하, 보다 바람직하게는 30ppm 이하로 한다. 이 용매의 탈수(건조) 는 통상 알려져 있는 몰레큘러 시브를 충전시킨 탈수장치에 의해 실시할 수 있다.

<용액 제막>

상기 용매에 방향족 폴리카보네이트를 용해시킨 용액을 작성한다. 이 용 액은 통상 폴리카보네이트가 15∼35중량% 이 되도록 조정한다. 상기한 바와 같이 조정된 수지 용액을 압출 다이에 의해 압출하여 지지체상에 유연한다.

<건조>

지지체상에 캐스트된 액막은, 예를 들어 이하에 서술하는 바와 같은 방법으로 건조되어 필름화할 수 있다. 몇 개의 구획으로 나뉘어 각 구획의 건조조건 (열풍온도, 풍속 등) 을 변경할 수 있는 오븐을 사용하여 건조시키는 것이 좋다. 지지체상에 캐스트된 직후의 액막은 최대한 표면 혼란이 생기지 않도록, 소위 레벨링 편차가 생기지 않도록 건조시킨다. 가열 방법은 건조효율을 높이기 위하여 유연된 액막을 열풍으로 건조시키는 방법이나 벨트의 반액막면을 열매(熱媒)로 가열하는 방법을 이용한다. 취급이 용이하다는 점에서 열풍을 사용하는 것이 바람직하다.

캐스트 직후의 벨트표면의 온도 및 분위기의 온도는 고분자의 용해용매의 비점 이상으로는 높이지 않게 해야 한다. 비점 이상으로 액막의 온도를 높이면 용매의 갑작스런 비등에 의한 기포가 필름에 발생하는 결과가 된다. 용매가 염화메틸렌인 경우 그 온도는 40℃ 이하, 바람직하게는 30℃ 이하로 하는 것이 좋다.

그리고, 용매가 염화메틸렌인 경우는 다음 구획에서 45∼50℃ 로 하여, 액막 중의 염화메틸렌 농도가 35중량% 정도가 될 때까지 건조시켜 액막의 변형이 일어나지 않도록 한다. 용매가 염화메틸렌인 경우, 제 3 구획에서는 45∼50℃ 로 하고, 필름중의 용매량은 25중량% 정도로 한다. 제 4 구획에서는 건조온도는 50∼55℃ 로 하고, 이 때 필름중의 용매량을 약 20중량% 으로 한다. 제 5 구획에 서는 15℃ 로 냉각하여 필름을 지지체에서 벗겨낸다.

<후건조>

이어서 필름을 후건조시킨 후 무연신 상태로 사용하는 용도나 연신하여 사용하는 용도에 맞게 더욱 건조시킨다. 이 때 필름의 광학특성 (굴절률) 을 제어하면서 건조시킨다. 이 건조에는 필름 폭방향의 양단부를 파지하여 반송하는 방식의 핀 텐터, 롤현수형 건조기나 공기 부유식 건조기 등 공지의 건조방법을 적절히 조합하여 사용하여 필름의 광학특성을 제어할 수 있다. 이렇게 얻어진 필름을 권취하여 광학용도의 방향족 폴리카보네이트 필름으로 한다.

<제막공정 권취>

후술하는 것처럼, 플라스틱 필름의 권취공정에서는 프로텍트 필름으로서 점착층이 부여된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름과 중합하여 함께 감는 것이 바람직하다.

(프로텍트 필름)

<폴리에스테르 필름>

본 발명에서, 폴리카보네이트 필름에 함께 감기는 프로텍트 필름으로는 높은 영률을 가진다는 점에서 폴리에스테르의 1축 연신 또는 2축 연신 필름을 바람직하게 사용할 수 있다.

이러한 폴리에스테르로는, 예를 들어 산 성분이 주로 테레프탈산이고 글리콜 성분이 주로 에틸렌 글리콜로 이루어지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 산 성분이 주로 나프탈렌 디카르복실산이고 글리콜 성분이 주로 에틸렌 글리콜로 이루어지는 폴리에틸렌 나프탈레이트를 바람직하게 들 수 있다.

이들 폴리에스테르에는 테레프탈산 및 나프탈렌디카르복실산 이외에 각종 디카르복실산이나 각종 글리콜, 예를 들어 이소프탈산이나 나프토에산, 트리메틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜 등을 부성분 (예를 들어 5몰% 이하) 으로서 공중합시킨 것을 사용할 수 있다. 이들 주성분 이외의 공중합 성분은 2축 연신한 폴리에스테르 필름의 영률을 현저하게 저하시키지 않는 범위에서 포함할 수 있다.

본 발명의 폴리에스테르 필름에는 광이나 열에 대한 안정제, 착색제, 난연제, 자외선 흡수제, 대전방지제 및 활재 등을 함유시킬 수도 있다. 활재는 예를 들어 탄산칼슘, 알루미나, 카올린, 실리카, 산화티탄, 황산바륨, 제올라이트 등과 같은 무기입자나, 실리콘수지, 가교폴리스티렌, 아크릴수지 등의 유기미립자를 함유시킬 수 있다.

사용하는 폴리에스테르의 고유점도 [η] 는 O.5∼0.7 인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 폴리에스테르 필름의 두께는 10∼50㎛ 이 바람직하다.

폴리에스테르 필름은 종래 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 즉, 먼저 건조시킨 폴리에스테르를 용융하고, 플랫 다이로부터 냉각드럼상으로 압출하고 냉각하여 무연신 필름을 작성한다. 이어서 이 무연신 필름을 적어도 1축 방향 또는 2축 방향으로 연신한 후 열처리하여 열치수 안정성을 향상시킨다. 연신한 폴리에스테르 필름 표면에는 통상 첨가된 활재 또는 중합촉매 등에 기인하는 돌기가 형성되기 때문에 슬라이딩성이 향상된다. 필름의 표면조도 (Ra) 는 10∼30㎚ 인 것이 바람직하고, 조대 표면돌기가 없는 것이 바람직하다. 조도 (Ra) 가 너무 큰 경우나 조대 표면돌기가 있는 경우, 프로텍트 필름으로서 사용한 경우에 폴리카보네이트 필름면상에 그것들이 전사되어 그 표면에 결점이 발생하기 쉬워지므로 바람직하지 못하다. 폴리에스테르 필름의 표면조도가 10㎚ 보다도 작은 경우에는 슬라이딩하기 어렵고, 폴리에스테르 필름을 높은 생산성으로 제조하는 것이 곤란해진다.

또한, 수직, 수평 방향의 영률이 모두 450kgf/㎟ (4413MPa) 이상, 보다 바람직하게는 500kg/㎟ (4903Mpa) 이상인 폴리에스테르 필름이 바람직하다. 영률이 너무 낮은 필름은 롤에서 풀어낼 때 변형이 일어나기 쉽기 때문에, 소위 과잉권취 현상에 의해 폴리카보네이트 필름에 변형이 발생하는 일이 있어 바람직하지 못하다.

<점착층의 부여>

본 발명의 권회 적층체는, 플라스틱 필름을 프로텍트 필름과의 사이에 플라스틱 필름인 폴리카보네이트 필름과 약하게 접착시키기 위한 점착층을 갖는다. 이러한 점착층의 형성에서, 프로텍트 필름 및 플라스틱 필름의 적어도 어느 한쪽 필름의 표면에 약점착성 접착제를 사용하여 미리 점착층을 형성시킨 것을 사용할 수 있다. 그리고, 플라스틱 필름과 프로텍트 필름 사이에 이러한 점착층이 위치하도록 적층시켜 롤형으로 감아 본 발명의 권회 적층체를 얻을 수 있다.

여기에서는, 프로텍트 필름으로서 사용하는 폴리에스테르 필름의 한쪽 표면에 점착층을 형성하는 방법을 예로 하여 설명한다.

이러한 점착층은 폴리에스테르 필름과 강하게 접착되어 폴리카보네이트 필름 과의 접착력이 3∼50gf (0.0294∼0.49N) 이며, 권회 적층체에서 폴리에스테르 필름을 벗겼을 때 폴리카보네이트 필름에는 실질적으로 전이되거나 부착되지 않는 것이 바람직하다. 이러한 점착층을 형성하는 접착제라면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들어 고무계, 실리콘계, 아크릴계를 들 수 있다. 이 중에서 아크릴계 점착제는 투명성이 우수하고 또한 그 점착제로부터의 성분이 폴리카보네이트 필름으로 이행하기 어렵기 때문에 바람직하다. 아크릴계 점착제로는 용제계, 에멀션계 등이 있지만, 점착력, 기재가 되는 폴리에스테르 필름과의 밀착성 등 안정성의 면에서 용제계의 점착제를 바람직하게 사용할 수 있다.

점착층의 형성방법으로는, 임의의 공지 방법을 적용할 수 있다. 예를 들어 점착제를 포함하는 용액을 조제하고, 이어서 이것을 폴리에스테르 필름 기재 상에 직접 도공한 다음 다시 필요에 따라 가열 등에 의해 건조시킨다. 또는, 일반 박리지에 도공하여 건조시킨 후 여기에 폴리에스테르 필름을 접합하여 그 폴리에스테르 필름의 표면에 점착제를 전사시키는 전사법을 사용해도 된다. 도공방법으로는 예를 들어 다이코터법, 그라비아 롤 코터법 등을 들 수 있다.

도공할 때 사용하는 도포점착제 용액을 폴리에스테르 필름에 도포하는 작업은 임의의 단계에서 행할 수 있다. 또한 그 도공용액을 폴리에스테르 필름에 도포할 때에는, 필요에 따라 밀착성, 도공성을 향상시키기 위한 예비처리로서 폴리에스테르 필름의 표면에 코로나 처리, 플라즈마 방전 처리 등의 물리적 표면처리를 실시하거나 또는 유기수지계나 무기수지계 도료를 도포하는 화학적 표면처리를 실시함으로써 점착제와 폴리에스테르 필름의 밀착성을 강하게 할 수 있다.

이러한 점착제층의 두께는 1∼500㎛ 이 바람직하고, 3∼50㎛ 이 보다 바람직하다.

한 면에 점착성이 부여된 폴리에스테르 필름의 플라스틱 필름과의 접착력은 3gf∼50gf (0.0294∼0.49N) 이다. 접착력이 너무 약한 경우는 권회 적층체를 슬릿할 때 플라스틱 필름과 프로텍트 필름이 분리되기 쉬워져, 가공공정에서의 취급 방법이 한정된다. 또한 슬릿할 때 탈락하는 등 이상발생의 원인이 되기 쉽기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 접착력이 너무 강한 경우에는 플라스틱 필름을 원반상으로 타발하기 직전의 프로텍트 필름의 박리공정에서 프로텍트 필름을 박리하기 어려워지고, 플라스틱 필름이 접혀 플라스틱 필름이 손상을 받기 쉬워지므로 바람직하지 못하다. 또한, 폴리카보네이트 필름에 전이되어 그 필름상에 부착되는 결과, 광학변형이 발생하거나 정전기 등에 의한 이물의 부착을 초래할 우려가 있다. 플라스틱 필름과의 접착력은 바람직하게는 3gf∼30gf (0.0294N∼0.294N ; 본건 명세서의 실시예에서는 샘플 폭 25㎜ 인 것을 사용하고 있으므로 그것을 1m 폭으로 환산하면 1.16N/m∼11.6N/m) 이다.

(제막공정 권취)

상기 서술한 바와 같이, 플라스틱 필름의 권취공정에서 프로텍트 필름으로서 예를 들어 점착층이 형성된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 사용하면 플라스틱 필름을 바람직하게 권취할 수 있다. 이 점착층이 부여된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 끝을 그 롤에서 끌어내어 이형지나 이형 필름을 박리한 후, 폴리카보네이트 필름과 겹쳐 니프 롤로 니프하고 (니프 선압은 예를 들어 10kgf/1m∼2kgf/1m (98N/m∼19.6N/m), 바람직하게는 7∼3kgf/1m (68.9N/m∼29.4N/m), 필름사이의 공기를 빼내어 주름이 생기지 않도록 양 필름을 함께 감는다. 이리 하여 본 발명의 권회 적층체를 제조할 수 있다.

(권회 적층체의 플라스틱 필름의 후가공)

본 발명의 권회 적층체는, 광디스크의 제조공정상 취급성을 높이기 위하여 또는 하드코트성, 내약품성 등을 부여하기 위하여 플라스틱 필름의 프로텍트 필름과는 반대측인 면에 경화수지층을 형성할 수도 있다. 먼지 등의 부착을 막거나 또는 먼지를 용이하게 제거하기 위해, 이러한 층중에 대전방지제 및/또는 이형제를 함유시킬 수 있다.

(광디스크 및 그 제조방법)

본 발명의 권회 적층체를 광디스크의 보호층에 적용하는 경우, 이러한 광디스크의 구조와 제조방법에 관해 서술한다.

플라스틱 기판의 적어도 한쪽에 기록정보층을 위한 피트 내지는 그루브 등의 요철패턴이 사출성형에 의해 형성되어 있다. 또한, 유리기판상에 감광성 수지법 (유리 2P 법 : Photo polymerization) 을 사용하여 요철패턴을 형성할 수도 있다.

요철패턴상에는, 재생만 가능한 ROM 형 내지는 기록만 가능한 WORAM 형, 재기록 가능한 RAM 형에 대응하여 알루미늄 등의 반사막 또는 상변화 재료, 자기기록 재료, 유기색소 등의 기록막이 형성되어 있다.

그 위에 두께 30-100㎛ 의 상기 서술한 플라스틱 필름이 점착층에 의해 접합 되어 투명보호층이 형성되어 있다. 점착층으로는 자외선 경화 수지, 열경화성 수지, 에폭시 수지 등의 액상 접착제, 내지는 감압성 점착제 또는 자외선경화성 필름 및 자외선경화성 점착제 등 필름형 접착제를 사용할 수 있다. 접착층으로는 접착성이 있고 광학적으로 투명한 것이면 된다.

자외선 경화 수지로 대표되는 액상 접착제를 사용하여 투명보호층을 형성하는 방법으로는, 도 4 에 나타낸 바와 같이 먼저 디스크기판 (21) 상에 자외선 경화 수지 (22) 를 링모양으로 패턴 도포하고 그 위에 도넛형상으로 타발한 플라스틱 필름 (23) 을 탑재한 상태에서 스핀 코트함으로써 자외선 경화 수지를 균일하게 널리 퍼뜨리고 자외선 (24) 을 조사하여 경화되어 형성할 수 있다.

감압성 점착제와 같이 필름형 접착제를 사용하여 투명보호층을 형성하는 방법으로는, 도 5 에 나타낸 바와 같이 미리 플라스틱 필름 (31) 과 점착제 (32) 가 라미네이트되어 있고, 점착제의 다른 한쪽에는 박리용 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 필름 (33) 이 접합된 기재 (34) 를 사용한다. 이것을 도넛형상으로 타발한 후, 패드 (36) 내지는 롤러를 사용하여 디스크기판 (35) 에 접합함으로써 투명보호층을 형성한다. 또는, 도 6 에 나타낸 바와 같이 필름화된 점착제 (41) 가 박리용 PET 필름 (42,43) 사이에 위치하는 기재를 이용하여, 먼저 점착제를 도넛형상으로 타발하고 경박리용 PET 필름 (42) 을 제거하여 디스크기판 (44) 에 패드 (45) 내지는 롤러를 사용하여 접합한 후 박리용 PET 필름 (43) 을 제거한 디스크기판 (44) 의 접착제 (41) 에 대하여, 다음에 플라스틱 필름 (46) 을 도넛형상으로 타발하여 디스크기판 (44) 에 패드 (47) 내지는 롤러를 사용하여 접합함으로써 투 명보호층을 형성한다.

이 때, 플라스틱 필름은 권회 적층체로부터 보호필름을 제거하고 나서 접착할 수도 있고 투명보호층을 형성한 후에 제거할 수도 있다. 또한, 접착방법에 관해서는 상기 방법에 한정되는 것은 아니다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.

또, 실시예에서의 본 발명의 측정, 효과의 평가는 다음 방법에 의하였다.

1) 필름 두께의 측정방법

권회 적층체로부터 프로텍트 필름을 박리한 폴리카보네이트 필름의 권취방향 1m 에서 전체 폭분의 샘플을 채취하였다. 그 폭방향 (권취방향과 직각방향) 과 권취방향으로 1O㎝ ×1O㎝ 정사각형 (폭방향의 끝 치수가 5㎝ 를 넘는 경우에는 그 부분도 측정샘플로 하였다) 으로 필름을 나누고 이 각각의 대략 중앙에서 그 두께를 (주)미츠토요 제조 마이크로미터를 사용하여 측정하였다. 그리고, 측정점 100 점의 두께의 평균값을 구하여 이것을 필름 두께로서 표시하였다.

2) 필름 두께 편차의 측정방법

상기 1) 의 마이크로미터에 의한 측정방법에서는, 측정점 이외에 존재할 가능성이 있는 두께 편차, 예를 들어 가는 줄무늬의 두께를 발견하지 못할 우려가 있기 때문에, 두께 편차에 관해서는 안리츠(주) 제조 필름 두께 테스터 (thickness tester) KG601A 를 사용하여 연속측정하였다. 측정필름의 샘플링은 다음과 같 이 행하였다. 즉, 필름의 권취방향으로 5㎝ 간격으로 전체 폭분의 샘플을 연속하여 10장 (필름 권취방향으로 합계 50㎝ 를) 잘라내었다. 이 각각의 두께 분포를 상기 필름 두께 테스터로 측정하여 기록지에 기록하였다. 이렇게 기록된 두께의 최대값과 최소값의 차 (두께 범위) 를 상기 10장의 필름에서 구하고, 이 중에서 두께의 범위가 최대인 것을 이 필름의 두께 편차로서 표시하였다.

3) 열치수 변화율

폴리카보네이트 필름의 폭방향 (필름폭은 대략 1m 이었다) 3 곳에서 모(母)샘플을 채취하였다. 그리고, 다시 이 각 모샘플로부터 열치수 변화율 측정용 샘플을 10개씩 합계 30개 작성하였다. 열치수 변화 측정용 샘플의 크기는 각 모샘플 중에서 선택한 10개의 샘플 중 5개에 관해서는 필름의 권취방향을 150㎜, 그것에 직각인 방향을 10㎜ 로 하고, 나머지 5개에 관해서는 필름의 권취방향을 10㎜, 그것에 직각인 방향을 150㎜ 로 하였다. 각각의 샘플에 관해서 150㎜ 길이방향으로 열치수 변화율 측정을 위한 표점을 1OO㎜ 간격으로 표시하였다. 이렇게 하여 필름의 권취방향 15 점, 그것에 직각방향 (폭방향) 으로 15점의 측정용 샘플을 준비하였다.

측정샘플을 140℃ 의 항온조에서 무하중하에 1시간 처리한 후 실온에 꺼내어 냉각하고 나서 표점 간격을 측정하였다. 치수의 측정은 항온항습하, 23℃, 65%RH 의 조건하에서 판독 현미경을 사용하여 실시하였다. 치수의 변화율은 140℃ 열처리 전후의 치수로부터 다음과 같이 구하였다.

열치수 변화율 = {(처리전 치수) - (처리후 치수)}/(처리전 치수) ×100%

4) 전광선 투과율

이 측정방법은 JIS K7105 및 ASTM D1003 에 대응한다.

폴리카보네이트 필름의 폭방향 3 곳에서 샘플을 채취하였다 (필름폭은 거의 1m 이었다). 샘플의 전광선 투과율을 니혼덴쇼쿠공업(주) 제조의 색차·탁도 측정기 COH-300A 를 사용하여 측정하였다. 각 샘플에 관해서 5점 측정하고 폭방향 3샘플에 관한 합계 15점의 평균값을 전광선 투과율로 하였다. 이 측정은 JISK7105 에 준하는 것이다.

5) 폴리카보네이트 필름 중 함유용매량의 측정

용매를 함유한 필름 약 5g 을 채취하여 170℃ 의 열풍건조기로 1시간 건조시킨 후 실온까지 냉각하였다. 그 때, 해당 건조 전후의 중량을 화학천칭으로 정량하여 그 변화율을 구하였다. 이로써 고형분 기준의 용매함유량을 구하였다. 구체적으로는 필름 (폭은 약 1m) 을 폭방향으로 5 등분하여 측정하였다. 그리고 이것을 3 회, 각각의 폭방향에 관해 실시하여 그 평균값을 구하는 방법에 의하였다. 해당 건조전의 중량을 a, 건조냉각후의 중량을 b 로 한 경우, 고형분 기준 용매함유량의 각 측정값은 다음 식으로 나타낼 수 있다.

{(a-b)/b} ×1OO%

6) 면내 리타데이션값 Re. 의 측정

폴리카보네이트 필름의 전체 폭 1m 에서 권취방향의 길이 40㎜ 의 장방형 샘플을 권취방향으로 3 곳, 50㎝ 간격으로 채취하였다. 이 장방형 필름을 40㎜ 간격으로 잘라 40㎜ 평방의 측정용 샘플을 작성하였다. 즉, 필름 전체 폭방향 의 길이 1000㎜ 에서 25개, 장방형 샘플이 3개 있으므로 전부 75개의 측정용 샘플을 얻었다. 이들 샘플에 관해 면내 리타데이션값 Re. 을 측정하였다. 수치의 표시는 Re. 값의 범위로 하고, 그 최소값∼최대값으로 표시하였다. 오지계측기기(주) 제조의 복굴절률 측정기인 상품명 KOBRA-21ADH 를 사용하여 광선을 필름면에 수직방향으로 입사시켜 면내 리타데이션 Re. 값을 측정하였다.

7) 두께 방향의 리타데이션값 K 의 측정

상기 6) 항의 측정과 마찬가지로 샘플링하여 KOBRA-21ADH 으로 측정하였다. 폴리카보네이트 필름 샘플을 그 지상축 또는 진상축으로 회전시켜 입사각도를 바꾸어 리타데이션을 측정하고, 이들 데이터로부터 굴절률 n_x, n_y 및 n_z 를 계산하였다. 그리고 이들 값으로부터 K 값 = ((n_x + n_y)/2-n_z) ×d (단위 ㎚) 을 계산하였다. 여기서, n_x 는 권취방향의 굴절률, n_y 는 권취방향에 직교하는 방향의 굴절률, n_z 는 두께 방향의 굴절률을 나타내고, d 는 측정필름의 두께를 나타낸다. 또, K 값의 단위는 상기 계산을 할 때는 ㎛ 으로 산출되지만, 이것을 표시할 때에는 ㎚ 단위로 환산하고 있다. 본 명세서에서 K 값의 최대값이란 이들 중에서 최대값을 의미한다.

8) 지지체의 중심선 평균 표면조도 (Ra) 의 측정

중심선 평균 표면조도 (Ra) 란 JIS-B0601 으로 정의되는 값이고, 본원 명세서에서의 수치는 (주)고사카연구소의 접촉식 표면조도계 (Surfcorder, SE-30C) 를 사용하여 측정하였다.

Ra 의 측정조건은 아래와 같았다.

촉침 선단 반경 : 2㎛

측정 압력 : 30mg

컷 오프 : 0.08㎜

측정길이 : 1.O㎜

상기 3) 의 모샘플과 마찬가지 방법으로 필름의 전체 폭방향 3 곳에 관해 샘플링하여 측정에 사용하였다. 동일시료에 관해 5 회 반복 측정하여 그 측정값 (㎛ 단위에 의한 소수점 이하 넷째 자리수까지의 값) 에 관해 가장 큰 값을 하나 제외하고 나머지 4 개의 데이터를 얻어 전체 3 곳의 데이터인 12 개 값의 평균값의 소수점 이하 다섯째자리수를 사사오입하고, 소수점 이하 넷째 자리수까지를 ㎚ 단위로 나타내었다.

9) 프로텍트 필름의 접착강도 측정방법

이 측정방법은 JIS Z0237 에 준하는 것이다.

폴리카보네이트로 이루어지는 플라스틱 필름과 점착제를 도포한 폴리에스테르 필름을 실온하에서 롤러로 프레스하고 접합하여 적층 시트를 작성하였다. 프레스 선압은 5kgf/1m 이 되도록 조정하였다. 이 적층 시트로부터 폭 25㎜, 길이 150㎜ 의 장방형 샘플을 잘라내었다. 측정에는 소형 텐실론을 사용하고, 폴리카보네이트 필름의 일단과 폴리에스테르 필름의 일단을 척에 고정시켜 180도 필링법으로 박리강도를 측정하였다. 박리 속도는 300㎜/min. 으로 하였다.

10) 필름보호층의 평탄성 (광학적 변형) 의 평가방법

먼저, 평가에 사용하는 광디스크 기판의 작성방법에 관해 서술한다.

지름이 12㎝ 인 폴리카보네이트제 또는 유리제의 광디스크 기판 표면에 반사막층으로서 스퍼터링법에 의해 알루미늄막을 형성하고, 이 반사막상에 폴리카보네이트 필름을 자외선 경화 수지를 사용하여 접합하여 광투과층으로 하였다. 구체적으로는, 광디스크의 알루미늄면상에 자외선 경화 수지를 링 모양으로 패턴도포하고, 외형 118㎜, 내경 22.8㎜ 로 타발한 폴리카보네이트 필름을 탑재하여 스핀코트 (예를 들어 5000rpm, 30sec) 함으로써 자외선 경화 수지가 균일한 막두께가 되도록 하였다. 그 후 자외선을 조사함으로써 접합하였다.

평탄성의 평가 방법으로는, 광디스크를 드라이브장치에 걸어 광디스크를 회전시킨 상태로 광투과층 (투명보호층) 을 통해 알루미늄 반사막면에 대하여 포커스 서보를 가하고, 그 때의 포커스 에러 신호의 진폭을 비교하였다. 폴리카보네이트 필름의 평탄성이 나쁜 (광학적 변형이 큰) 경우에는 그 광로길이가 변화하기 때문에 에러 신호의 진폭이 증대하게 된다. 포커스 에러가 일어나는 요인으로는 광디스크 기판 자체의 면의 기복, 스핀들 모터의 진동 등이 있으며, 서보 특성의 영향을 받기 때문에 비교는 동일 기판, 동일 드라이브 장치로 행하였다. 또한 에러 신호는 하이패스필터 (HPF) 를 사용하여 1∼4㎑ 이상의 주파수성분을 잡아냄으로써 보다 명확하게 폴리카보네이트 필름의 평탄성의 차이를 비교하는 것이 가능하였다.

〔실시예 1 및 비교예 1〕

방향족 폴리카보네이트 수지 펠릿 (데이진화성(주) 제조의 상품명 「판라이 트 (등록상표 등급C-1400QJ)」), 점도 평균분자량 38,000 을 120℃ 에서 16 시간 열풍건조시키고, 이어서 감습 공기에 의해 30℃ 까지 냉각하였다. 이 방향족 폴리카보네이트 수지 펠릿을 메틸렌클로라이드 용매에 용해시켜 18중량% 의 용액을 준비하였다. 이 용액을 필터에 통과시켜 이물질을 제거하였다. 그리고 이 용액의 온도를 15 ±0.5℃ 로 조절하여 1200㎜ 폭의 코트행거다이에 도입하고, 계속해서 약 450㎛ 의 액막으로서 상기 지지체상에 유연하였다. 유연을 개시하기 직전의 지지체 온도 (표면온도) 를 9℃ 로 설정하였다. 유연된 필름을 다음과 같이 건조시켰다.

(제 1 구획) 건조의 초기단계에서는 지지체 이면에 30℃ 의 온풍을 불어넣어 가열하고, 필름의 분위기 온도를 20℃ 로 하여 필름의 변형 (레벨링 불량) 이 일어나지 않도록 주의하면서 건조시켰다 (용액 캐스트인 경우, 캐스트 직후의 상태는 용액의 막, 즉 액막이라 부르는 것이 실제에 가깝지만, 여기서는 필름이라고 부르기로 한다).

(제 2 구획) 이어서, 온풍을 불어넣음으로써 분위기 온도를 45℃ 로 하고 필름 중의 염화메틸렌 농도가 35중량% 정도가 될 때까지 건조시켰다.

(제 3 구획) 계속해서, 온풍을 불어넣음으로써 분위기 온도가 50℃ 일 때 건조시켜 필름중의 용매량을 25중량% 으로 하였다.

(제 4 구획) 이 구획에서, 55℃ 의 분위기 온도로 건조시켰다. 이 때의 필름중 용매량을 20중량% 로 하였다.

(제 5 구획) 이 구획에서, 폴리카보네이트 필름을 지지체와 함께 15℃ 의 분 위기로 냉각하였다. 이 공정 종료점에서의 필름중 용매량은 18중량% 이었다.

다음으로, 상기 필름을 지지체에서 박리하였다. 박리한 필름을 다시 핀 텐터 방식의 건조기로 보내어 건조시키면서 반송하였다.

핀 텐터에서는 필름의 양단부를 핀으로 파지하여 폴리카보네이트 필름을 반송시켰다. 핀 텐터의 각 존이 6 개의 존으로 분할된 방식인 것을 사용하였다. 핀 텐터 내에서는 입구로부터 폴리카보네이트 필름의 건조가 진행되고 그에 따라 폭이 수축되기 때문에, 이 폭의 수축에 맞추어 핀 텐터의 레일폭도 좁아지게 하여 건조시켰다. 즉, 핀 텐터 공정의 후반으로 갈수록 열풍온도를 상승시켜 폴리카보네이트 필름의 건조를 촉진시켰다. 이 때 폴리카보네이트 필름의 분자 배향이 가능한 한 일어나지 않도록, 면내 리타데이션값이 가능한 한 증대하지 않도록 핀 텐터의 레일폭을 설정하게 하였다. 전반의 열풍온도를 90℃, 110℃, 120℃ 로 하고 중간의 4, 5 존의 온도를 130℃ 로 하고, 이 5 존부에서 폴리카보네이트 필름을 핀 삽입부에서 떼어내었다. 그리고 6 존에서 135℃ 의 열풍온도로 하였다. 핀 텐터의 출구에서, 거의 실온하에서 폴리카보네이트 필름의 인취장력을 5kgf/1m 폭으로 인취하였다. 계속해서 롤현수형 건조기에 통과시켰다. 이 롤 현수형 건조기는 2 개의 공간으로 분할하여 전부의 열풍온도를 135℃, 후부의 열풍온도를 145℃ 로 하고, 인취장력을 1.5kgf/1m 폭 (14.7N/m) 으로 하여 인취하였다. 얻어진 필름의 폭은 1.Om 이었다.

이렇게 하여 얻어진 폴리카보네이트 필름의 특성은 아래와 같았다.

폴리카보네이트 필름은 두께가 75㎛, 두께 편차가 1.0㎛ 이었다. 열치수 변화율이 0.06%, 전광선 투과율이 90%, 함유용매량이 0.25%, 면내 리타데이션값이 4∼10㎚, 표면조도 Ra. 가 양면 1.8㎚, K 값의 최대값이 78㎚ 이었다. 게다가 얻어진 폴리카보네이트 필름을 와인더로 권취하기 직전에 20㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 2축 연신필름 (영률, 수직수평 모두 530kg/㎟ (5197MPa), 표면조도 Ra. 가 양면 모두 25㎚ (폴리에스테르에는 평균입경 0.6㎛ 의 활재를 0.25중량% 첨가하여 필름의 표면조도 (Ra.) 를 조정하였다)) 에 점착층을 부여한 프로텍트 필름의 점착층과 겹쳐 선압 5kgf/1m (49N/m) 으로 니프하고 500m 길이로 롤상으로 권취하여 권회 적층체를 형성하였다. 폴리카보네이트 필름과 프로텍트 필름의 접착강도는 9.8gf (0.096N, 샘플폭 25㎜ 을 1m 로 환산하면 3.84N/m) 이었다.

여기서 점착층은 다음과 같은 방법으로 형성하였다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 2축 연신필름의 한쪽 면에 먼저 코로나 처리를 실시하였다. 이어서 아크릴계 점착제로서, 주모노머로서 2-에틸헥실아크릴레이트, 코모노머로서 메틸아크릴레이트, 관능기함유 모노머로서 히드록시에틸메타크릴레이트를 3 : 1 : 1 의 비로, 아세트산에틸의 용제하에서 반응촉매로서 아조비스이소부틸니트릴을 사용하여 공지 방법에 의해 용액중합하여 점착제용 폴리머를 조정하였다. 이 점착제용 폴리머에 TDI 계 이소시아네이트 가교제를 첨가하여, 후술할 방법으로 작성한 박리지의 이형층 상에 건조후의 두께가 1O㎛ 이 되도록 도포함으로써 점착층을 형성하였다. 계속해서, 그 점착층을 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 2축 연신필름의 코로나 처리를 행한 면과 접합하여 전사법에 의해 폴리에틸렌 테레프탈레이트 2축 연신필름에 점착층을 형성하였다. 박리지로는 38㎛ 의 폴리에틸렌 테레프 탈레이트 필름에 경화형 실리콘으로 이루어지는 이형층을 두께 O.1㎛ 로 형성한 것을 사용하였다.

이 권회 적층체를 실온에 6 개월간 보존한 후 필름의 평탄성을 평가하였다. 즉, 권회 적층체로부터 필름을 풀어 슬릿하였다. 폭 1m 의 모 권회 적층체로부터 170㎜ 폭의 권회 적층체를 5 개 제작하였다. 5개 중 폭방향의 중앙부와 양단의 롤에 관해 그 표층과 권심에서 250m 인 부분과 권심부에서 샘플을 채취하였다. 샘플은 필름의 폭방향 3 곳에서 잘라내어 합계 9 개를 사용하였다. 이들 샘플은 원반상으로 타발하고 알루미늄이 구비된 유리기판에 자외선 경화 수지로 접합하여 평가용 디스크를 제작하였다.

이상과 같은 방법으로 얻어진 광투과층이 구비된 광디스크 기판을 사용하여, 실제로 포커스를 구하지 못한 나머지를 측정하였다. 디스크를 선속도 7.9m/s 로 회전시킨 상태로 포커스를 가하여, 취출한 포커스 에러 신호에 대하여 4㎑ 의 하이패스필터 (HPF) 를 통과시켜 고역(高域)의 구하지 못한 나머지 성분만을 취출하였다. 렌즈의 NA 는 0.85, 레이저파장은 405㎚ 을 사용하였다.

이하에 고역의 구하지 못한 나머지 신호의 최대 진폭값을 나타낸다. 또한, 비교를 위하여 프로텍트 필름으로서 폴리에틸렌/폴리아세트산 비닐을 사용한 권회 적층체의 권심부 중앙에 관해서도 측정하였다.

프로텍트 필름 종류	감는 위치	폭 위치	포커스 에러 (임의의 단위)
폴리에틸렌 테레프탈레이트 /점착제	표층 표층 표층 중간 중간 중간 권심 권심 권심	우단 중앙 좌단 우단 중앙 좌단 우단 중앙 좌단	0.045 0.048 0.047 0.044 0.048 0.045 0.047 0.042 0.045
폴리에틸렌/폴리아세트산비닐 공중합체	권심	중앙	0.079

이로써, 표층, 중간층, 권심부에서 작성한 실시예 1 의 모든 필름 샘플에서 광학적인 변형량에 변화가 없고 매우 양호한 특성을 유지할 수 있다는 것을 알았다. 또한, 비교예 1 에서는 포커스 에러가 현저하게 커지고 광학적인 변형 량이 커지며, 특성도 불량해진다는 것을 알았다.

본 발명에 의하면, 고도로 평탄성이 우수하고 광학 변형이 거의 없으며, 광학적으로 균질성이 양호한 권회 적층체를 제공할 수 있다. 그 폴리카보네이트 필름을 고밀도의 광디스크용 투명보호층으로서 사용하면 실질적인 광학변형을 발생시키지 않고, 간편하고 공업적으로 생산성이 높은 정보기록매체를 제공할 수 있다.

Claims (11)

1. 비스페놀 A 를 방향족 디히드록시 성분으로 하는 방향족 폴리카보네이트로 이루어지는 플라스틱 필름과 방향족 폴리에스테르로 이루어지는 프로텍트 필름을, 그 사이에 접착강도가 3gf∼50gf (0.0294∼0.49N) 인 약점착성 접착제를 사용하여 적층하여 감은 것을 특징으로 하는 권회 적층체.
2. 제 1 항에 있어서, 플라스틱 필름은, 두께 편차가 4㎛ 이하, 열치수 변화율이 0.07% 이하, 면내 리타데이션값이 15㎚ 이하인 권회 적층체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 프로텍트 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 플리에틸렌 나프탈레이트로 이루어지고 또한 영률이 450kgf/㎟ (4413MPa) 이상인 폴리에스테르인 권회 적층체.
4. 제 2 항에 있어서, 플라스틱 필름은, 두께가 30∼100㎛, 전체 광선투과율이 90% 이상, 잔류용매량이 0.3 중량% 이하, 두께 방향의 리타데이션값 (K 값) 이 100㎚ 이하, 표면조도 (Ra) 가 양면 모두 5.0㎚ 이하인 권회 적층체.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 플라스틱 필름은 용액 캐스트법에 의해 제막된 것인 권회 적층체.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 광디스크의 투명보호층 형성용인 권회 적층체.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 권회 적층체를 막면 입사방식 광디스크의 투명보호층 형성용으로 사용하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 권회 적층체로부터 디스크형상 적층 필름을 타발하는 공정, 및 디스크형상 적층 필름을 구성하는 플라스틱 필름과 광디스크 기판을 접착하는 공정을 포함하는 광디스크의 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 디스크형상 적층 필름으로부터 프로텍트 필름을 박리하고 나서 플라스틱 필름을 광디스크 기판에 접착하는 광디스크의 제조방법.
10. 제 8 항에 있어서, 디스크형상 적층 필름을 구성하는 플라스틱 필름과 광디스크 기판을 접착한 후에, 상기 디스크형상 적층 필름으로부터 프로텍트 필름을 박리하는 광디스크의 제조방법.
11. 제 7 항에 있어서, 플라스틱 필름과 광디스크 기판의 접착을 액상 접착제 또는 필름상 접착제를 사용하여 행하는 광디스크의 제조방법.

Images