KR20030083780A - 광디스크용 피막 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내마모성, 수축율, 투과율 및 대전방지 특성이 우수한 광디스크용 피막 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 피막 조성물은 4관능기 이하의 관능성 아크릴레이트 올리고머와 상기 올리고머 100중량부를 기준으로 하여 광중합개시제 0.1∼8중량부, 경도증가 및 수축률 감소를 위한 메타-터페닐 1∼10중량부 및 대전방지용 조성물 5∼20중량부를 포함한다. 한편, 본 발명에 따른 피막 조성물은 상기 조성성분 이외에 점도조절을 위하여 4관능기 이하의 관능성 아크릴레이트 모노머 5∼200중량부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 광디스크용 피막 조성물은 투과율이 97%에 달하며 내마모성, 표면 평활성, 내수성 및 내용제성이 우수하다. 또한 수축률이 낮고 대전방지 특성이 우수하기 때문에 광디스크에 매우 적합하다.

Description

광디스크용 피막 조성물{Film composition for optical disc}
본 발명은 광디스크용 피막 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광디스크 표면에 도포하고 자외선을 조사하여 그 표면층에 내마모성 및 대전방지성 피막을 형성하며 광디스크에 필수적인 틸트(tilt) 특성이 우수한 광경화성 수지 조성물에 관한 것이다.
현재 상용화된 광 디스크는 일반적으로 투명한 폴리카보네이트 기판 위에 성막된 4∼5층 구조로 되어있다. 반복기록이 가능한 상변화형 광 디스크의 경우, 그 성층 순서는 다양하지만 일반적으로 기판상에 하부 유전체층, 정보 기록층, 상부 유전체층, 반사층 등을 고진공 하에서 스퍼터링(sputtering) 공정으로 성막한 다음, 최종적으로 광경화성 수지 조성물(UV curing resin)을 스핀 코팅(spin coating) 시켜 광투과층과 보호층을 형성함으로써 광 디스크를 제조한다.
이러한 광경화성 수지 조성물은 감광성수지의 일종으로 조성물중에 포함되어 있는 모노머가 광중합에 의해 고분자화되고 그 결과 용해성, 점도, 접착성 등의 여러 가지 물성변화 나타내는 재료이다. 단시간의 광조사로 액체에서 고체로 변화하는 현상이 특히 중요하고 현재 실용화되고 있는 광경화성수지는 아크릴계 모노머의광래디컬 중합이 가장 많이 사용되고 있다. 광경화성 조성물의 특징으로는 단시간에 경화가 가능하므로 대량생산에 유리하고, 용제타입이 아니므로 작업환경이 좋고, 피착제에 열 스트레스(thermal stress)를 주지 않으며, 자외선을 조사할 때까지 경화하지 않으므로 정밀부품의 위치 결정등의 세팅시간을 잡을 수 있다. 또한 접착성능이 뛰어나고 내구성도 좋다는 장점이 있다. 그러나, 광디스크에 사용되는 피막 조성물은 광디스크의 기록특성의 저하를 방지하기 위하여 사용되는 레이저의 파장에서 광투과율이 90% 이상이어야 하고 디스크의 휨에 영향을 주지 않도록 하기 위해서 수축율은 코팅할 막의 두께에 따라 다르지만 최대 10%이하가 되고, 보호막의 경우 사람의 손톱 등에 흠집이 나지 않기 위해 연필 경도로 최소 2H이상의 내마모성이 있어야 한다. 또한, 마찰 등에 의해 쉽게 대전되어 먼지 등이 표면에 달라붙어 광투과율을 저하시키며 기기에 손상을 입히는 문제점을 해결하기 위해서는 대전방지특성을 가진 코팅제를 사용하는 것이 바람직하다.
일본 특개평 제5-214045호에서는 메타아크릴로일기를 3개 이상 갖는 다관능 모노머, 폴리에틸렌글리콜 메틸메타아크릴레이트(PEGMMA), 폴리에틸렌글리콜 디메타아크릴레이트(PEGDMA), 폴리에틸렌 트리메타아크릴레이트(PETMA), 폴리에틸렌글리콜 트리메타아크릴레이트(PEGTMA) 등의 아크릴 모노머를 포함하는 하드코팅 조성물을 개시하고 있으나, 표면저항이 1∼8×1012Ω이상으로 대전방지 특성이 부족하며, 관능기가 적기 때문에 고분자 내의 가교결합의 밀도가 낮아서 경도가 1H 수준으로 내스크레치성이 낮다는 단점이 있다. 대한민국 공개공보 제99-41619호에는 전도성 미립자, 아크릴레이트계 올리고머, 육관능성 아크릴레이트계 모노머, 삼관능성 아크릴레이트계 모노머, 단관능성 아크릴레이트 모노머 및 광중합개시제와 부착성 증진제를 포함하는 대전 방지성 광경화형 아크릴계 피복조성물이 개시되어 있다. 일반적으로 5관능 이상의 아크릴레이트 모노머는 가교결합이 많아지기 때문에 고속 경화 및 높은 경도를 얻을 수 있는 반면, 유연성이 적기 때문에 코팅막이 디스크 기판으로부터 박리되기 쉽고, 내충격성이 낮아지며 코팅막에 크랙이 발생하기 쉽다는 문제점이 있다. 따라서, 상기 종래기술에서는 코팅막의 박리를 방지하기 위해 별도의 부착성 증진제를 첨가하고 있으나 상기 부착성 증진제를 사용하는 경우에는 광투과율을 감소시켜 광디스크의 기록 특성을 저하시킬 우려가 있다. 또한, 5관능 이상의 아크릴레이트 모노머를 사용하는 경우에는 수축률이 높아서 광디스크에 필수적인 틸트(tilt)특성이 열악하다는 단점이 있다. 즉, 상기 종래기술의 실시예에 의한 데이터를 보면 표면경도는 만족스럽지만, 틸트에 관한 데이터는 개시되어 있지 않으며, 6관능기의 특성상 가교결합이 많기 때문에 수축률이 높아져서 전체적으로 광디스크용으로 사용하기에 부적합하다.
대한민국 특허공개공보 제98-20031호에는 6관능 아크릴레이트계 모노머를 사용하며 대전방지특성을 부여하기 위하여 도전성 티타니아를 첨가한 대전방지성 하드코팅제가 개시되어 있으나, 상기에서 설명한 바와 같은 수축률의 문제가 있으며, 도전성 티타니아에 의하여 광투과율이 저하될 우려가 있다. 또한 도전성 티타니아를 분말상으로 첨가하기 때문에 피막두께가 균일하지 못하며 기판과 코팅면 사이의 접착성에 문제가 있다.
한편, 대한민국 특허출원 제96-46217호에는 4급 암모늄염과 아크릴기를 동시에 가지는 모노머를 사용하여 대전방지특성을 나타내는 조성물에 대하여 개시하고 있으나, 경화된 피막에서의 황변현상의 문제점 및 광경화형 수지의 물성을 저하시킬 수 있다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 대전방지성과 투과율이 우수할 뿐만 아니라 경도가 높으면서도 수축률이 낮아서 틸트 특성이 향상된 광디스크용 피막 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 4관능기 이하의 관능성 아크릴레이트 올리고머와 상기 올리고머 100중량부를 기준으로 광중합개시제 0.1∼8중량부, 하기 화학식 1의 메타-터페닐 1∼10중량부 및 대전방지용 조성물 5∼20중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크용 피막조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 4관능기 이하의 관능성 아크릴레이트 올리고머는 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 스피란수지 아크릴레이트 및 실리콘수지 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 단관능성 또는 다관능성 아크릴레이트 올리고머인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 단관능성 아크릴레이트 올리고머는 히드록시 에틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시펜틸 (메타)아크릴레이트 및 히드록시헥실 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 다관능성 아크릴레이트 올리고머는 트리메틸올프로탄디알릴에테르, 펜타에리스리톨트리알릴에테르, 트리메틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 글리세롤 디(메타)아크릴레이트 및 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 대전방지용 조성물은 주석산화물, 안티몬-주석 산화물, 안티몬-아연 산화물, 인듐-주석 산화물, 아연 산화물, 알루미늄-아연 산화물, 티탄 산화물, 텅스텐 산화물, 몰리브데늄 산화물, 바나듐 산화물 및 철 산화물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 대전방지용 조성물은 분말의 1차 입자의 90% 이상이 30nm이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 조성물은 4관능기 이하의 관능성 아크릴레이트 모노머를 5∼200중량부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 광디스크용 피막 조성물은 4관능기 이하의 관능성 아크릴레이트 올리고머와 상기 올리고머 100중량부를 기준으로 광중합개시제 0.1∼8중량부, 메타-터페닐 1∼10중량부 및 대전방지용 조성물 5∼20중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 사용되는 4관능기 이하의 관능성 아크릴레이트 올리고머는 일반적으로 프리 폴리머라고 하며 광경화형 조성물의 베이스가 되는 것으로 적당한 분자량의 올리고머에 1개이상의 광 반응성 작용기를 도입하여 광중합성을 부여한 것이다. 경화막의 물성은 이러한 프리폴리머의 분자설계에 크게 의존하는 경우가 많다. 여러 종류의 광중합성 수지가 가능하지만 2중 결합을 가진 작용기인 (메타)아크릴레이트기를 도입하여 만든 아크릴레이트계의 광경화형 프리 폴리머가 가장 적합하다. 5관능기 이상의 프리 폴리머를 사용하게 되면, 가교결합이 늘어나기 때문에 경도는 증가할 수 있지만, 수축률 또한 증가하게 되기 때문에 5관능기 이상의 프리 폴리머는 광디스크용으로는 부적합하다.
본 발명에 사용되는 프리 폴리머에는 다염기산과 3가 알콜의 결합으로 얻어지는 폴리에스테르에 (메타)아크릴레이트기를 도입하여 다양한 구조가 가능한 폴리에스테르 아크릴레이트와 에폭시수지에 (메타)아크릴레이트기를 도입하여 베이스인 에폭시수지의 특성이 부여되기 때문에 내열성, 접착성이 뛰어난 에폭시 아크릴레이트, 수소결합등에 의해 응집효과를 나타내므로 이것이 고분자중에 함유되면 강인한 피막이 형성할 수 있는 우레탄 아크릴레이트 및 스피란수지 아크릴레이트와 실리콘수지 아크릴레이트등을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 저점도 모노머를 사용하지 않을 경우에는 상기의 프리 폴리머가 전조성물 100 중량부를 기준으로 30 ∼ 90 중량부인 것이 바람직하며, 30 중량부 미만으로 사용될 경우에는 가공한 피막의 탄성이 너무 약해서 균열이 생길 수 있고 90 중량부를 초과할 경우에는 점도가 높고 물성 조절이 용이하지 않으며, 다른 화합물과의 상용성이 떨어지고 내마모성이 감소하기 때문에 경도를 증가시킬 수 있는 저점도 모노머를 사용하여야 한다. 광반응 작용기를 함유한 단관능 아크릴레이트로는 히드록시 에틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시펜틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시헥실 (메타)아크릴레이트 등이 있다. 또한 다관능 아크릴레이트로는 트리메틸올프로탄디알릴에테르, 펜타에리스리톨트리알릴에테르, 트리메틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 글리세롤 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트가 바람직하다.
광중합 수지는 빛에너지에 의해 화학결합중 약한 부분이 절단되어 연쇄반응을 하는 자유 라디칼을 생성하게 되고 이에 의해 중합이 일어나는 수지이다. 본 발명에 사용되는 상기 광중합개시제는 2-하이드록시 1,2-디페닐에타논, 2-에톡시 1,2-디페닐에타논, 2,2-디메톡시 1,2-디페닐에타논, 2-이소프로필 1,2-페닐에타논, 2-부톡시 1,2- 디페닐에타논, 2-이소부톡시 1,2-디페닐에타논, 2,2-디메톡시 1,2-디페닐에타논, 2,2-디부톡시 1-페닐 에타논, 1-히드록시사이클로헥실페닐케톤, 디메톡시히드록시아세토페논, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시 2-메틸프로파논, 2-메틸 1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로파논, 2-벤질 2-디메틸아미노 1-(4-모르폴리노페닐) 부타논 및 3,6-비스[2-메틸]-2-모르폴리노(프로타노닐) -부틸카바졸로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하다. 이러한 광 개시제(photo initiator)는 라디칼중합에 필요한 라디칼을 생성하거나, 라디칼중합의 개시제로서 첨가하여 중합속도를 증가시키는 역할을 한다. 본 발명에 따른 피막 조성물은 광개시제가 없더라도 경화가 가능하지만 경화율이 낮고 경화 시간이 오래 걸리기 때문에 피착물(광디스크)이 변형될 염려가 있으므로 광개시제를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 광개시제는 상기에 나열한 광개시제 이외에도 자외선에 의해 활성을 띠는 통상의 중합개시제이면 특별히 제한되지는 않는다.
본 발명에서 메타-터페닐(meta-terphenyl)은 피막의 경도를 증가시키는 한편 수축률을 감소시키기 위해 사용된다. 상기 메타-터페닐을 필러로 사용하면 투과율의 희생없이 보호막 수지의 경도를 증가시킬 수 있을 뿐만아니라, 수축률을 감소시킴으로써 광디스크의 틸트 특성을 향상시킬 수 있다. 이는 메타-터페닐이 가교 결합사이의 프리 볼륨을 채우는 역할을 하며 이에 의해 수축률이 감소되는 것으로 설명할 수 있다. 상기 메타-터페닐은 1∼10중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 1중량부 미만인 경우에는 수축률 감소의 효과를 얻을 수 없고, 양을 증가시킬 수록 경도가 증가하고 수축률은 감소하지만 10중량부를 초과하는 경우에는 투과율에 영향을 주기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명에 사용된 대전 방지용 조성물은 주석 산화물, 안티몬-주석 산화물, 안티몬-아연 산화물, 인디윰-주석 산화물, 아연 산화물, 알루미늄-아연 산화물, 티탄 산화물, 텅스텐 산화물, 몰리브데니윰 산화물, 바나디윰 산화물 또는 철 산화물 의 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용한다. 특히, 금속 산화물 분말의 1차 입자는 90% 이상이 30 nm 이하로 제한되어야 빛의 산란을 유발하지 않아 투과율을 저하시키지 않으며, 광경화형 아크릴레이트계 메트릭스와 상용되기 위해서는 분산 콜로이드 사용을 피해야 한다. 이러한 도전성 콜로이드는 5∼20 중량부로 사용하는 것이 바람직한데, 5중량부 미만인 경우에는 충분한 대전방지 특성을 얻기 곤란하며 20중량부를 초과하는 경우에는 투과율에 영향을 주기 때문에 바람직하지 않다. 이 중 가장 많이 사용되는 것은 ITO (Indium Tin Oxide)인데 In2O3:SnO2의 비가 85:15 ∼ 95:5 인 주석이 도프된 In2O3이고 분말일 경우에는 분말 입경이 10∼12nm 정도 되고 콜로이드화시 평균 입도는 40 nm 정도 된다. 대표적인 물성인 전도도는 1.7 × 10-4Ω·㎝ 이다. 또한 ATO (Antimony Tin Oxide)는 SnO2와 Sb2O3의 조성비율이 85:15∼95:5인 안티몬이 도프된 SnO2이고 콜로이드화시 입도는 80 nm 미만이다. 대표적인 물성인 전도도는 1.7 × 10-3Ω·㎝ 이다. 한편, 상기 전도성 미립자와 프리폴리머의 분산상태를 잘 유지시키기 위해 폴리실록산계의 상용화제를 사용하는 것이 바람직한데 전도성 미립자의 분산상태를 잘 유지시켜야만 조성물의 저장 안정성을 개선시킬 수 있으며, 피막 형성시 상분리에 의한 피막의 균열을 방지할 수 있기 때문이다. 한편, 상기 상용화제를 사용하지 않는 경우에는 지르코튬 비드를 이용하여 균일하게 밀링을 해도 된다.
본 발명에 따른 조성물은 4관능기 이하의 관능성 아크릴레이트 모노머를 5∼200중량부를 추가로 더 포함할 수 있다. 광경화성수지는 자외선을 이용하여 짧은 시간에 중합을 일으키기 때문에 용매를 많이 사용하기에 어려움이 있다. 그러나 점도가 너무 높으면 피막의 두께 및 가공조건에 악영향을 미치므로 점도를 조절할 필요가 있고 이러한 점도 조절을 위해 저점도의 모노머를 사용한다. 또한 상기 저점도 모노머는 경도를 증가시키 등의 피막의 물성을 변화시키는 효과도 있다. 한 분자내에 작용기의 양에 따라 단관능성, 2관능성, 다관능성 모노머로 나누이며 다관능성 모노머의 양을 증가시키면 가교제의 역할도 한다. 다만, 4관능기를 초과하는 모노머를 사용하는 경우에는 이미 설명한대로 가교 결합이 너무 늘어나기 때문에 수축률이 상승하여 틸트특성이 저하될 수 있으므로 바람직하지 않다. 보통 관능기로는 아크릴레이트기나 메타아크릴레이트기를 많이 사용한다. 본 발명에서는 상기의 저점도 모노머를 아크릴레이트 올리고머 100중량부를 기준으로 하여 5∼200중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 5중량부 미만으로 사용될 경우에는 점도 조절의 효과를 거둘 수 없고, 200중량부를 초과하는 경우에는 경화속도가 너무 늦어지며 프리폴리머의 기본적인 특성을 나타내기가 힘들어지고 피막의 탄성 (elasticity)이 너무 약해서 균열이 생길 수 있다는 문제점이 있다. 저점도 모노머로는 히드록시 에틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시펜틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시헥실 (메타)아크릴레이트 등의 단관능성 모노머와 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 트리페닐글리콜 디아크릴레이트, 부탄디올 디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디메타크릴레이트,네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 메톡시레이티드네오펜틸글리콜 디아크릴레이트 등의 2관능성 모노머 및 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 에톡시레이티드트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로필레이티드트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 글리세릴프로필레이티드 트리아크릴레이트, 트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트 트리아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 히드록시펜타아크릴레이트 등의 다관능성 모노머를 하나 또는 그 이상을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 광디스크용 피막 조성물은 코팅방법에 따라 각각 다른 점도가 요구되며, 이는 휘발성 용제를 적당량 첨가하여 점도를 조절함으로서 사용이 가능하다. 또한 휘발성 용제는 도장 작업시 경화전에 광디스크 표면에 화학적인 충격을 주어 도막의 부착성을 증대시킬 수 있다. 이때 용제로는 알코올류, 케톤류, 아세테이트류 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용한다. 단관능성 알코올로는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등을 주용제로 사용하며, 다관능성 알콜로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등을 사용하고, 케톤류로는 메틸에틸케톤, 아세톤, 아세틸아세톤 등을 사용하며, 아세테이트류로는 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 광디스크용 피막 조성물에는 필요에 따라 적당한 양의 안정제, 산화방지제, 열경화방지제, 계면활성제, 소포제, 라벨링제 및 오염방지제 등의첨가제를 사용할 수 있다.
일반적으로 코팅방법은 딥 코팅, 스프레이 코팅, 플로우 코팅, 스핀 코팅 등이 있으나 표면이 평탄하고 대칭형인 경우에는 스핀 코팅이 유리하다. 특히 광디스크의 경우에는 스핀 코팅이 가장 적절하며 디스크의 코팅층의 두께는 스피닝 (spinning)의 속도, 스피닝하는 시간, 토출위치, 토출양, 그리고 조성물의 점도에 의존한다. 편차가 작은 두께를 가진 광투과층을 제작하려면, 토출위치는 기판의 중심부에 위치하여야 한다. 한편, 토출양은 일정한 양을 초과하면 광투과층의 전체두께나 편차에 큰 영향을 주지 못하기 때문에 큰 영향인자가 아니다. 또한, 기본적으로 양산을 할 때는 짧은 시간에 많은 양의 광투과층을 제작하여야 하므로, 스피닝하는 시간은 가능한 한 짧아야 하며 같은 두께의 광투과층을 제작하기 위해 스피닝 시간이 짧을 수록 스피닝 속도는 증가하여야 한다. 따라서, 토출위치를 중심이나 중심에 가까운 위치로 고정하고, 토출양을 일정량이상으로 선택하고 코팅시 필요한 스피닝 시간을 최소값으로 설정했을 때, 광투과층을 제작시 변화를 줄 수 있는 영향을 주는 인자들은 스피닝 속도와 피막조성물의 점도이다. 결국 조성물의 점도와 원하는 코팅의 두께에 맞추어 스피닝 속도를 결정하면 된다.
본 발명에 따른 피막 조성물의 반응 메카니즘을 설명하면, 먼저 광개시제가 자외선을 받아 자유라디칼을 생성한 후, 상기 자유라디칼이 1∼3개의 아크릴레이트 관능기를 가지는 여러 아크릴레이트 올리고머의 2중 결합을 공격하여 2중 결합이 깨지면서 가교반응이 일어나게 된다. 한편, 본 발명에 따른 피막 조성물에 포함된 대전 방지용 조성물에서는 자유전자가 전하 이동 매체로 작용하기 때문에 대전방지능을 갖게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하나 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1∼8
<조성물의 제조>
하기 표 1에 기재된 조성물을 균일혼합기 내에서 완전히 혼합하고 지르코늄 비드를 사용하여 밀링하였다.
성분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8
Ebecryl 264 100 100 100 100 - 100 100 100
Ebecryl 284 - - - - 100 - - -
Darocur 1173c 3.9 3.9 3.9 3.9 3.9 3.9 7.2 7.2
메타-터페닐 1 5 5 5 10 10 10 10
ITO-sol(30%) 10 5 10 20 20 20 20 20
DPHPA - - - - - - 100 -
TMPTA - - - - - - - 100
상기 단위는 중량부이다.
Ebecryl 264: 지방족 우레탄 트리아크릴레이트 올리고머
Ebecryl 284: 지방족 우레탄 디아크릴레이트 올리고머
Darocur 1173c: 2-히드록시-2-메틸-1-페닐 프로판-1-온으로서 광중합개시제
DPHPA: 디펜타에리스리톨 히드록시펜타아크릴레이트 모노머
TMPTA: 트리메틸롤 프로판 트리아크릴레이트
비교예 1
4관능기 아크릴레이트 올리고머로서 CN 292(Sartomer사 제조)를 사용하고, 메타-터페틸을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 피막조성물을 제조하였다.
비교예 2
6관능기 아크릴레이트 모노머로서 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트를 추가로 더 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 피막 조성물을 제조하였다.
비교예 3
ITO를 사용하지 않은 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 피막조성물을 제조하였다.
시험예
< 광 디스크의 제조>
HD-DVD 광디스크를 하기와 같은 방법으로 제조하였다.
0.32㎛의 In-groove Type 트랙 피치를 가지는 스탬퍼(stamper)를 사용하였으며 전사 특성을 확인하기 위해 반경 22mm에서 60mm까지 트랙을 기록하였다. 디스크는 외경120mm, 기준 두께 1.1mm인 기판을 사출성형 하였으며 반경 58.5mm 까지 전사가 가능하였다. 이 때 사출 성형조건은 고정측 몰드 및 가동측 몰드의 온도가 125℃, 스프루 부쉬(sprue bush) 및 절단 펀치의 온도는 90℃였고 수지의 온도는 최대 380℃였으며 형체력은 35ton, 25ton/ 1sec, 10ton/ 50sec이었다. 상기 조건으로 사출 성형을 실시하여 기계 특성 0.3°이하를 얻었고 가장자리 부위까지 수지의 유동 플로우가 안정적임을 확인하였다. 다음으로 스퍼터링 공정에 의해 Ag 합금/ZnSSiO2/SbGeTe/ZnSSiO2의 4층막 구조의 디스크를 제조한 다음, 직경이 30mm이고 두께가 0.30mm을 가진 원판 모양의 뚜껑부재를 이용하여 상기 디스크의 내부 구멍을 막고 그 위에 광투과층용 수지를 토출하여 0.1 mm의 두께를 가진 광투과층을 제작하였다. 디스크의 반경 17mm 부터 58.5mm 까지 100±2㎛정도의 균일한 두께를 보였다.
<보호막층 코팅>
상기에서 제조된 광디스크에 본 발명의 실시예 1∼8 및 비교예 1∼3에서 제조된 피막 조성물을 스핀코팅하였다. 스피닝 시간은 10초이고 스피닝 속도는 3000 rpm이었으며 3000 w의 램프를 이용하여 3초 동안 경화시켰다.
상기 실시예 1∼8 및 비교예 1∼3에 의한 보호막이 구비된 광디스크에 대하여 내마모성, 틸트 변화량, 광투과율 및 대전방지 특성을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
(1) 내마모성
표면강도 측정 : JIS K5651-1966에 준한 연필 강도
(2) 틸트 변화량
통상적인 tilt angle 측정장치를 이용하여 측정
(3) 표면 저항
JIS K-6911에 의거하여 표면 저항을 측정
(4) 광투과율
UV Spectrometer를 사용하여 404nm 파장 영역의 빛에 대한 투과도 평균값
내마모성 틸트 변화량(αangle) 표면 저항( Ω/cm2) 광투과율(%)
실시예 1 2.8H 0.29 109 97
실시예 2 3.0H 0.32 1012 98
실시예 3 3.4H 0.22 109 97
실시예 4 3.5H 0.18 107 93
실시예 5 3.9H 0.17 107 92
실시예 6 4.1H 0.14 107 92
실시예 7 4.7H 0.19 107 93
실시예 8 4.5H 0.18 107 93
비교예 1 3.5H 0.40 109 97
비교예 2 3.8H 0.58 109 98
비교예 3 2.8H 0.47 1014 98
상기의 결과에서 알 수 있듯이 내마모성 및 대전방지 특성이 우수하며 투과율이 405nm의 파장에서 92%이상이고 수축율이 10%미만으로 광디스크용에 매우 적합한 특성을 보인다는 것을 알 수 있다. 한편, 기록 재생 실험 결과도 디스크의 반경 17~58mm까지 균일한 특성을 얻을 수 있었다.
본 발명에 의한 광디스크용 피막 조성물은 광투과율이 97%에 달하며 광디스크에 필수적인 틸트특성이 매우 우수할 뿐만 아니라 내마모성, 표면 평활성, 내수성 및 내용제성이 우수하다. 또한 대전방지 특성을 부여하면서도 광투과율이 낮아지지 않기 때문에 광디스크에 매우 적합하다.

Claims (7)

  1. 4관능기 이하의 관능성 아크릴레이트 올리고머와 상기 올리고머 100중량부를 기준으로 광중합개시제 0.1∼8중량부, 하기 식 1의 메타-터페닐 1∼10중량부 및 대전방지용 조성물 5∼20중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크용 피막조성물.
    (1)
  2. 제 1항에 있어서, 상기 3관능기 이하의 관능성 아크릴레이트 올리고머는 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 스피란수지 아크릴레이트 및 실리콘수지 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 단관능성 또는 다관능성 아크릴레이트 올리고머인 것을 특징으로 하는 광디스크용 피막조성물.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 단관능성 아크릴레이트 올리고머는 히드록시 에틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시펜틸 (메타)아크릴레이트 및 히드록시헥실 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 광디스크용 피막조성물.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 다관능성 아크릴레이트 올리고머는 트리메틸올프로탄디알릴에테르, 펜타에리스리톨트리알릴에테르, 트리메틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 글리세롤 디(메타)아크릴레이트 및펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 광디스크용 피막조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 대전방지용 조성물은 주석산화물, 안티몬-주석 산화물, 안티몬-아연 산화물, 인듐-주석 산화물, 아연 산화물, 알루미늄-아연 산화물, 티탄 산화물, 텅스텐 산화물, 몰리브데늄 산화물, 바나듐 산화물 및 철 산화물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 광디스크용 피막 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 대전방지용 조성물은 분말의 1차 입자의 90% 이상이 30nm이하인 것을 특징으로 하는 광디스크용 피막 조성물.
  7. 제 1항에 있어서, 4관능기 이하의 관능성 아크릴레이트 모노머를 5∼200중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크용 피막조성물.
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