KR20060043594A - 하드 코트용 조성물, 표면보호막 및 광디스크 - Google Patents

하드 코트용 조성물, 표면보호막 및 광디스크 Download PDF

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KR20060043594A
KR20060043594A KR1020050019670A KR20050019670A KR20060043594A KR 20060043594 A KR20060043594 A KR 20060043594A KR 1020050019670 A KR1020050019670 A KR 1020050019670A KR 20050019670 A KR20050019670 A KR 20050019670A KR 20060043594 A KR20060043594 A KR 20060043594A
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hard coat
coupling agent
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optical disc
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KR1020050019670A
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마사시 에노모토
리에 쓰보
미노루 기쿠치
가즈히로 모리
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은 도막물성의 저하를 초래하지 않고 레벨링성이 우수한 하드 코트를 형성할 수 있도록 하기 위한 것으로, 이를 위해, 기판(2) 위에 정보 신호부(2)를 형성하고, 접착층(11)을 매개로 하여 광투과성 시트(12)를 기판(2)에 부착시킨 광투과층(4)를 형성하고, 용제형 하드코트제에 저분자량의 반응성 희석제를 첨가하여 하드 코트용 조성물을 수득하고, 상기 하드코트용 조성물을 광투과층(4) 위에 스핀코팅법에 의해 균일하게 도포하고, 도포된 하드코트용 조성물을 경화하여 하드 코트를 제공한다.
하드코트, 광디스크, 표면 보호막

Description

하드 코트용 조성물, 표면보호막 및 광디스크{COMPOSITION FOR HARD COAT, SURFACE PROTECTING FILM AND OPTICAL DISC}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 광디스크의 한 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 광디스크의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 광디스크의 일 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 광디스크의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 실시예 1의 광디스크에서의 SER 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시예 2의 광디스크에서의 SER 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 실시예 3의 광디스크에서의 SER 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시예 4의 광디스크에서의 SER 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 비교예 1의 광디스크에서의 SER 특성을 나타내는 그래프이다.
도 10은 실시예 5의 광디스크에서의 SER 특성을 나타내는 그래프이다.
도 11은 비교예 2의 광디스크에서의 SER 특성을 나타내는 그래프이다.
도 12는 실시예 6 및 비교예 2, 3의 광디스크(1)의 수접촉각의 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
도 13은 실시예 6 및 비교예 2, 3의 광디스크(1)의 마찰계수의 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
도 14는 실시예 7∼9 및 비교예 4∼12의 광디스크(1)의 수접촉각의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 15는 실시예 7∼9 및 비교예 4∼12의 광디스크(1)의 마찰계수의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
※ 도면의 주요 부호
1···광 디스크 2···기판
3···정보 신호부 4···광 투과층
5···표면 보호층 11···접착층
12···광 투과성 시트 21···하드 코트
22···커플링제 층 23···오염 방지층
본 명세서는 2004. 3. 9일자로 일본특허청에 출원된 일본특허출원 JP 2004-066433호에 기초한 것으로, 상기 문헌은 원용에 의해 본 명세서에 통합된다. 본 발명은, 레벨링성을 향상시킬 수 있는 하드 코트용 조성물, 표면 보호막 및 광 디스크에 관한 것이다.
근래, 기판상에, 반사막 또는 기록층, 광 투과층을 순차 적층하여 이루어지는 고밀도의 광디스크가 제안되어 있다. 상기 광디스크의 광 투과층은, 반사층 또는 기록층 상에, 폴리카보네이트필름(이하, PC 필름) 등의 보호필름을 붙여 형성된다. 또, 상기 광디스크에서의 정보 신호의 기록/재생은, 레이저광을 고 NA의 대물렌즈에 의해 집광하고, 집광한 상기 레이저광을 광 투과층으로부터 반사막 또는 기록층으로 조사함에 의해 행하여진다.
전술한 광디스크로서는, 기록 밀도가 증대되고 광 투과층이 얇아짐에 따라 제조 시 및 사용 시의 표면결함 발생을 억제하는 것이 중요해지고 있다. 따라서, 하드 코트를 광 투과층상에 형성하여, 오염 방지성이나 내찰상성(mar resistance)을 광디스크에 부여하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 일본 특개평10-110118호 공보 참조).
나아가, 전술한 광디스크의 경우, 특히 내찰상성 향상이 중요해지므로, 도막의 경도를 높이도록, 무기미립자 (실리카 미립자 등)가 고농도로 분산된 하드 코트제를 이용하여 하드 코트를 형성하는 방법이 제안되어 있다. 또한, 하드 코트의 경도를 높이도록, 기재수지 성분으로서 고분자량의 폴리머를 이용하여, 경화 시의 가교밀도를 높이는 방법도 제안되어 있다.
그러나, 무기미립자의 함량을 높이거나 고분자량 폴리머를 이용하는 경우는, 도료의 점도가 증대된다. 점도가 증대되면, 코팅 조성물의 레벨링성이 저하되기 때문에, 하드 코트제를 PC 필름 등의 보호필름상에 도포한 경우, 보호필름의 미소 결함이 추가로 증대되는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 저분자량의 반응성 모노머를 이용함으로써 도료점도를 내려, 용매를 사용하지 않도록 한 무용제 타입의 하드 코트제를 이용하는 방법이 제안되어 있지만, 상기 방법에서는, 무기미립자의 함량을 높이기 어렵고, 고분자를 가교하는 방법과 비교하여 가교밀도가 낮아 물성이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 도막물성의 저하를 초래하는 일없이 레벨링성을 향상시킬 수 있는 하드 코트용 조성물, 표면보호막 및 광디스크를 제공함에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 제1 발명은, 용제형 하드 코트제(solvent-type hard coat)에 저분자량의 반응성 희석제를 첨가하여 수득되는 하드 코트용 조성물에 관한 것이다.
제2 발명은, 용제형 하드 코트제에 대하여 저분자량의 반응성 희석제를 첨가하고 도포 후 경화하여 수득되는 하드 코트를 구비한 표면보호막에 관한 것이다.
제3 발명은, 기판의 하나의 주면(principal surface)에 형성된 정보 신호부와, 정보 신호부상에 형성된 보호층과, 보호층 및 기판상의 최소한 한 쪽에 형성된 표면보호막을 구비하고,상기 표면 보호막은, 용제형 하드 코트에 대하여 저분자량의 반응성 희석제를 첨가하고, 도포 후 경화하여 이루어지는 하드 코트를 구비하는 것을 특징으로 하는 광디스크에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 용제형 하드 코트에 대하여 저분자량의 반응성 희석제를 첨가하고 도포 후 경화하기 때문에, 마찰계수나 수접촉각 등의 물성의 저하를 초래하는 일없이 레벨링성이 우수한 하드 코트를 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 또, 이하의 실시예의 모든 도면에서, 동일 또는 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙인다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 의한 광디스크(1)의 일 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 광디스크(1)는, 기판(2)의 한 주면(principal surface)상에, 정보 신호부(3), 광 투과성을 가지는 보호층인 광 투과층(4), 표면보호막인 하드 코트(21)가 순차 적층된 구성을 가진다. 상기 제1 실시예에 의한 광디스크(1)에서는, 레이저광을 광 투과층(4) 쪽으로부터 정보 신호부(3)에 조사함으로써, 정보신호의 기록 및/또는 재생이 행해진다. 예를 들면, 400nm 이상 410nm 이하의 범위의 파장을 가지는 레이저광을, 0.84 이상 0.86 이하의 범위의 개구수를 가진 광학 시스템에 의해 집광하여, 광 투과층(4) 쪽으로부터 정보 신호부(3)에 조사함으로써, 정보신호의 기록 및/또는 재생이 행해진다. 이러한 광디스크(1)로는, 예를 들면 Blu-ray Disc 을 들 수 있다.
기판(2)은, 중앙에 센터홀 (도시하지 않음)이 형성된 원환 형상(annular form)을 가진다. 상기 기판(2)에서 정보 신호부(3)가 형성되는 쪽의 한 주면에는, 정보의 기록 및/또는 재생시 광학스폿(optical spot)을 유도하기 위한 가이드 홈이 되는 요철부가 형성되어 있다. 상기 홈을 가이드로 하여 레이저광이 광디스크(1)상의 임의의 위치로 이동할 수 있다. 상기 홈의 형상으로는, 나선형, 동심원상, 피트열(pit row) 등, 각종 형상을 들 수 있다. 기판(2)의 직경은, 예를 들면 120mm가 되도록 선택된다. 기판(2)의 두께는, 강성을 고려하여 선택되고, 바람직하게는 0.3mm∼1.3mm 으로부터 선택되고, 보다 바람직하게는 0.6mm∼1.3mm 으로부터 선택되고, 예를 들면 1.1 mm로 선택된다.
기판(2)의 재료로는, 예를 들면 폴리 카보네이트계 수지, 폴리 올레핀계 수지 또는 아크릴계 수지 등의 플라스틱 재료나, 유리 등이 이용된다. 비용감소의 측면에서는, 기판(2)의 재료로서, 플라스틱재료를 이용하는 것이 바람직하다.
정보 신호부(3)는, 광디스크(1)의 종류에 따라 적절히 선택된 구성을 가진다. 구체적으로는, 광디스크(1)가 재생 전용(read-only) 광디스크인 경우, 정보 신호부(3)는 반사막이다. 상기 반사막의 재료로는, 예를 들면, 금속원소, 반금속(semi-metal)원소, 이들 화합물 또는 혼합물을 들 수 있고, 보다 구체적으로는 예를 들면, Al, Ag, Au, Ni, Cr, Ti, Pd, Co, Si, Ta, W, Mo, Ge 등의 단체(simple substance), 또는 이들 단체를 주성분으로 하는 합금을 들 수 있다. 그리고, 실용성의 면을 고려하면, 이들 중에서의 Al계, Ag계, Au계, Si 계 또는 Ge 계의 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 또, 광디스크(1)가 추기형(write-once read-multiple) 또는 재기록 가능형 (rewritable)인 경우, 정보 신호부(3)는 기록층(recording layer)이다. 추기형의 기록층으로는, 예를 들면, 반사막, 유기색소 재료를 기판(2)상에 순차 적층하여 구성되는 기록층을 들 수 있다. 또, 재기록 가능형의 기록층으로는, 예를 들면, 반사막, 하층 유전체층(lower dielectric layer), 층 변화 기록층(a phase chage recording layer), 상층 유전체층(upper dielectric layer) 을 기판(2) 상에 순차 적층하여 구성되는 기록층을 들 수 있다.
광 투과층(4)은, 평면원환 형상을 가지는 광 투과성 시트 (필름)(12)와, 상기 광 투과성 시트(12)를 정보 신호부(3)가 형성된 기판(2)에 붙이기 위한 접착층(11)으로 구성된다. 상기 접착층(11)은, 예를 들면 자외선 경화 수지 또는 감압성 점착제(PSA: Pressure Sensitive Adhesive)로 이루어진다. 광 투과층(4)의 두께는, 적색 레이저로부터 청색 레이저까지의 사용을 고려하여 10㎛ 내지 177 ㎛로 설정하는 것이 바람직하다.
광 투과성 시트(12)는, 기록 및/또는 재생에 이용되는 레이저광에 대하여, 흡수능이 낮은 재료로 이루어지는 것이 바람직하고, 구체적으로는 투과율은 90퍼센트 이상의 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 광 투과성 시트(12)의 재료로는, 예를 들면 폴리카보네이트 수지재료, 폴리올레핀계 수지(예를 들면, 제오넥스(ZEONEX) (등록상표))를 들 수 있다.
상기 광 투과성 시트(12)의 두께는, 바람직하게는 0.3mm 이하로 선택되고, 보다 바람직하게는 3∼177㎛의 범위 내에서 선택된다. 예를 들면, 접착층(11)과의 합계의 두께가, 예를 들면 100㎛이 되도록 선택된다. 이러한 얇은 광 투과층(4)과, 0.85 정도의 고 NA 화된 대물렌즈를 조합하는 것에 따라, 고밀도 기록을 실현할 수 있다.
하드 코트(21)는, 용제형 하드 코트제(solvent-type hard coat agent)에 저분자량의 반응성 희석제를 첨가하고, 광 투과층(4) 상에 도포 후 경화하여 이루어진다. 반응성 희석제는, 중합반응을 일으킬 수 있는 모노머이며, 작용기는 중합형 식에 따라서 선택된다. 일반적으로 저분자량일수록 점도가 낮지만, 미반응의 모노머가 막중에 남는 문제나, 체적수축이 비교적 큰 등의 문제가 있기 때문에, 특히 물성을 중요시하는 경우에는 올리고머 영역의 조금 고분자량의 모노머 (마크로머)를 이용하는 것이 바람직하다.
반응성 희석제로는, 예를 들면, 모노머, 올리고머, 폴리머, 용매, 광중합 개시제 및 첨가제로 이루어진다. 모노머로는, 예를 들면 아크릴 모노머, 메타크릴 모노머, 스티렌계 모노머, 비닐 모노머 등을 들 수 있다. 올리고머로는, 예를 들면 아크릴 올리고머 등을 들 수 있다. 용매로는, 예를 들면 2-메톡시프로판올을 들 수 있다.
중합 개시제로는, 예를 들면 케톤계, 벤조인계, 티옥산계 등의 광중합 개시제를 들 수 있다. 케톤계로서는, 예를 들면 아세토 페논, 벤조 페논 등을 들 수 있다. 벤조인계로는, 예를 들면 벤조인, 벤조인 메틸에테르 등을 들 수 있다. 티옥산계으로는, 예를 들면티옥산, 2-메틸티옥산 등을 들 수 있다.
아크릴 모노머로는, 예를 들면 이하의 것을 들 수 있다. 측쇄에 작용기가 없는 타입으로는, 예를 들면, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산 이소부틸, 아크릴산 t-부틸, 아크릴산 벤질, 시클로헥실아크릴레이트, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산 세틸, 아크릴산 라우릴, 아크릴산 n-스테아릴, 아크릴산이소보르닐, 아크릴산 2-메톡시에틸, 아크릴산 3-메톡시부틸, 에톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 카프로락톤 변성 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트, 카프로락톤 변성 히드록시 피발린산 네오펜틸글리콜 에스테르 디아크릴레이트, 테트라하이드로 푸르푸릴 아크릴레이트 등을 들 수 있다.
한 분자 중에 이중결합을 복수개는 타입으로는, 예를 들면, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 트리메티롤프로판트리아크릴레이트, 트리메티롤프로판 EO 변성 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 네오 펜틸글리콜 히드록시 피발린산 에스테르 디아크릴레이트, 1,9-노난디올아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 아크릴변성 디펜타에리스리톨의 아크릴레이트, EO 변성비스페놀 A 디아크릴레이트, ε-카프로락톤 변성 디펜타에리스리톨의 아크릴레이트, 2-프로페논산, (2≡｛1,1-디메틸-2-[(1-옥소-2-프로페닐)옥시]에틸｝-5-에틸-1,3-디옥산-5-일)메틸에스테르 등을 들 수 있다.
측쇄에 수산기를 가지는 타입으로는, 예를 들면, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 아크릴산4-하이드록시부틸 등을 들 수 있다.
측쇄에 산성의 기를 가지는 타입으로는, 예를 들면, 무수프탈산-아크릴산 2-히드록시프로필 부가물 등을 들 수 있다.
측쇄에 염기성의 기를 가지는 타입으로는, 예를 들면, 2-디메틸아미노 에틸아크릴레이트, 2-디에틸아미노 에틸아크릴레이트 등을 들 수 있다.
측쇄에 에폭시기를 가지는 타입으로는, 예를 들면, 글리시딜아크릴레이트 등을 들 수 있다.
측쇄에 이온성의 기를 가지는 타입으로는, 예를 들면, N,N,N-트리메틸-N-(2- 하이드록시-3-아크릴로일옥시프로필)암모늄클로라이드 등을 들 수 있다.
아크릴 모노머는, 전술한 예에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, N, N-디메틸아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 아크릴아미드, 디메틸아미노프로필메타아크릴아미드, 다이아세톤아크릴아미드, N, N-디메틸아미노프로필아크릴아미드, N, N 3디메틸아크릴아미드를 이용할 수 있다.
메타크릴 모노머로는, 예를 들면, 상기 아크릴 모노머의 아크릴기를 메타크릴기로 치환한 것을 이용할 수 있다.
스티렌계 모노머로는, 예를 들면, 스티렌, 디비닐 벤젠, p-t-부톡시스티렌, p-아세톡시스티렌, p-(1-에톡시)스티렌, 2-t-부톡시-6-비닐 나프탈렌, p-클로로스티렌, p-스티렌술폰산 소다를 이용할 수 있다.
또, 아세트산비닐, 염화비닐, 4-하이드록시부틸비닐에테르, 디에틴에틸렌글리콜모노비닐에테르(diethylene glycol monovinyl ether), N-비닐2-피롤리돈 등을 사용하는 것도 가능하다.
용제형 하드 코트제로는, 예를 들면 라디칼 중합계의 자외선 경화형 수지, 경도를 높이기 위해서 유기물에 의해 피복된 콜로이드 실리카를 함유하는 자외선 경화 수지, 또는 대전 방지성을 개선한 자외선 경화 수지 등을 들 수 있다.
자외선 경화 수지는, 예를 들면, 일관능(monofunctional) 또는 다관능(multifunctional)모노머, 중합 개시제 및 첨가제로 이루어진다. 모노머로는, 예를 들면 아크릴 모노머를 들 수 있고, 아크릴 모노머로는, 예를 들면, 전술한 반응성 희석제와 동일한 것을 들 수 있다. 또, 중합 개시제로는, 예를 들면, 전술한 반응성 희석제와 동일의 것을 들 수 있다.
다음에, 본 발명의 제1 실시예에 의한 광디스크(1)의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다. 도 2는, 상기 제1 실시예에 의한 광디스크(1)의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
먼저, 도 2A에 도시한 바와 같이, 예를 들면 사출 성형방법에 의해, 한 주면에 요철을 가지는 기판(2)을 형성한다. 그리고, 도 2B에 도시한 바와 같이, 예를 들면 스퍼터링법에 의해, 기판(2)의 요철상에 정보 신호부(3)를 형성한다.
이어서, 평면원환 형상의 광 투과성 시트(12)를, 접착층(11)을 통하여 기판(2)상의 정보 신호부(3)가 형성된 쪽에 붙인다. 이에 따라, 도 2C에 도시한 바와 같이, 기판(2)상에 형성된 정보 신호부(3)를 덮도록, 광 투과층(4)이 형성된다.
다음에, 용제형 하드 코트제에 대하여 저분자량의 반응성 희석제를 첨가하여 하드 코트용 조성물을 얻는다. 반응성 희석제의 첨가량은, 10중량%∼30중량%가 범위인 것이 바람직하다. 10중량% 미만이면, SER(Signal Error Rate)특성이 저하되는 경향이 있고, 30중량% 보다 크면, 하드 코트(21)의 표면에 요철이 발생하여 트래킹 에러양(tracking error)이 커지는 경향이 있다.
그리고, 도 2D에 도시한 바와 같이, 하드 코트용 조성물을, 광 투과층(4) 상에 도포 후 경화하여 하드코트(21)를 형성한다. 하드 코트용 조성물의 도포방법으로는, 예를 들면, 스핀코팅법, 그라비아코팅법, 스프레이코팅법 등을 들 수 있지만, 균일성이 높은 하드코트(21)를 형성하는 것을 고려하면, 스핀 코팅법이 바람직하다. 또, 하드코트용 조성물의 경화방법으로는, 예를 들면 자외선 경화법을 들 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 의하면 하기의 효과를 얻을 수 있다.
용제형 하드 코트제에 대하여 저분자량의 반응성 희석제를 첨가하여 하드 코트용 조성물을 얻고, 상기 하드 코트용 조성물을 광 투과층(4)상에 도포 후 경화하여 하드코트(21)를 형성하기 때문에, 마찰계수나 수접촉각 등의 도막 물성의 저하를 초래하는 일없이 레벨링성이 우수한 하드코트(21)를 광 투과층(4)상에 형성할 수 있다. 따라서, 트래킹 에러량을 저감시킬 수 있다. 또, SER 특성을 향상할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명한다. 제1 실시예에서는, 광디스크(1)상의 신호면 상에 하드코트(21)를 형성하는 예에 대해 나타내었지만, 제2 실시예에서는, 신호면상에 하드코트, 커플링제 층 및 오염 방지층을 구비하는 예에 대하여 설명한다
도 3은, 본 발명의 제2 실시예에 의한 광디스크(1)의 일 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 광디스크(1)는, 기판(2)의 일 주면상에, 정보 신호부(3), 광 투과층(4), 표면 보호막(5)이 순차 적층된 구성을 가진다. 또, 표면 보호막(5)은, 하드코트(21), 커플링제 층(22), 오염 방지층(23)을 광 투과층(4)상에 순차 적층하여 이루어진다.
커플링제 층(22)은, 이하의 일반식(1)으로 나타내는 하나의 분자 중에 반응성이 상이한 두 가지의 작용기를 가지는 화합물으로 이루어진다:
Figure 112005012534600-PAT00001
[단, 식 중에서, X는 반응성 말단기(비닐기, 에폭시기, 아미노기, 메타크릴기, 멜캅토기, 이소시아네이트기 등)을, Ra는 알킬렌기를, Rb는 알킬기를 나타낸다].
구체적으로는, 커플링제 층(22)을 구성하는 재료로는, 예를 들면, 실란계, 티타네이트계, 알루미늄계 또는 지르코 알루미늄계의 커플링제를 들 수 있고, 이들 커플링제는 단독으로 이용할 수도 있고, 또한 복수개의 종류를 혼합하여 이용할 수도 있으며, 경험적으로 설정할 수 있지만, 실란계의 커플링제를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 그 중에서도, 말단의 알콕시기가, 에톡시인 것이 바람직하다. 이들은, 예를 들면 아크릴계 수지 등으로 이루어지는 하드 코트(21)의 표면성분과 결합성을 가지는 반응성기(예를 들면, 아크릴기, 아미노기, 에폭시기 등)와, 오염 방지층(23)을 구성하는 오염 방지제 성분과 결합성을 가지는 반응성기 (예를 들면, 메톡시기, 에톡시기 등)를 분자 중에 함께 가지고 있고, 하드 코트(21)와 오염 방지층(23)과의 결합을 중개(커플링)하여, 양자 간의 친화성을 높일 수 있다.
커플링제를 구체적으로 열거하면, 실란계 커플링제의 예는, Y-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, Y-메타크릴록시프로필트리에톡시실란, Y-메타크릴록시프로필메틸디메톡시실란, Y-메타크릴시프로필메틸디에톡시실란, Y-아크릴록시프로필트리메톡시실란, Y-아크릴록시프로필메틸디메톡시실란 등의 아크릴 실란계 커플링제 를 포함한다.
또, 아미노실란계에서는, Y-아미노프로필트리메톡시실란, Y-아미노프로필트리에톡시실란, Y-아미노프로필메틸디메톡시실란, Y-아미노프로필메틸디에톡시실란, N-페닐-Y-아미노프로필트리메톡시실란, N-(페닐메틸)-Y-아미노프로필트리메톡시실란, N-메틸-Y-아미노프로필트리메톡시실란, N,N,N-트리메틸-Y-아미노프로필트리메톡시실란, N,N,N-트리부틸-Y-아미노프로필트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)Y-아미노프로필트리메톡시실란, N-β(아미노에틸)Y-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-β(아미노에틸)Y-아미노프로필트리에톡시실란, N-ω(아미노헥실)Y-아미노프로필트리메톡시실란, N｛N'-β(아미노에틸)｝-β(아미노에틸)Y-아미노프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
에폭시실란계에서는, β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, Y-글리시독시프로필트리메톡시실란, Y-글리시독시프로필트리에톡시실란, Y-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, Y-글리시독시프로필메틸디메톡시실란 등을 들 수 있다.
티타네이트계 커플링제에서는, 이소프로필트리이소스테아로일 티타네이트(isopropyltriisostearoyl titanate), 이소프로필트리도데실벤젠설포닐티타네이트, 이소프로필트리스(디옥틸피로포스페이트)티타네이트, 테트라옥틸비스(디트리데실포스파이트)티타네이트, 테트라이소프로필비스(디옥틸포스파이트)티타네이트, 테트라(2,2-디알릴옥시메틸-1-부틸)비스(디-트리데실)포스파이트티타네이트, 비스(디옥틸피로포스페이트)옥시아세테이트티타네이트, 비스(디옥틸피로포스페이트)에틸렌티타네이트, 이소프로필트리옥타노일 티타네이트, 이소프로필디메타크릴이소스테아로일 티타네이트, 이소프로필이소스테아로일 디아크릴 티타네이트, 이소프로필트리(디옥틸포스페이트)티타네이트, 이소프로필트리큐밀페닐티타네이트(isopropyltricumylphenyl titanate), 이소프로필트리(N-아미노에틸-아미노에틸)티타네이트, 디큐밀페닐옥시아세테이트티타네이트, 디이소스테아로일에틸렌 티타네이트 등을 들 수 있다.
또, 커플링제 층(22)의 막 두께는, 바람직하게는 0.1nm∼100㎛m의 범위이고, 더욱 바람직하게는 0.1nm∼1㎛ 이다. 0.1nm 미만인 경우는, 하드 코트와 플루오르오염 방지층을 중개하여, 양자 간의 친화성을 높일 수 없게 된다. 막 두께가 100㎛보다 크면 상기 커플링제층에 크랙이 들어가는 경향이 있다.
오염 방지층(23)은, 플루오르계 수지로 이루어진다. 상기 플루오르계 수지는, 퍼플루오로 폴리에테르기 또는 플루오로 알킬기를 갖는 알콕시 실란 화합물이다.
퍼플루오로 폴리에테르기 또는 플루오로 알킬기를 갖는 알콕시실란 화합물은, 낮은 표면에너지를 가지기 때문에, 우수한 오염 방지·발수성 효과를 발휘하여, 퍼플루오로 폴리에테르기를 포함함으로써 윤활효과를 발휘한다.
오염 방지층(23)은, 예를 들면, 하기 일반식 (2) 또는 (3)으로 나타내어지고 퍼플루오로폴리에테르기를 가지는 알콕시실란 화합물, 또는 하기 일반식 (4) 또는 (5)로 나타내어지고 플루오로알킬기를 가지는 알콕시실란 화합물을 함유한다:
Figure 112005012534600-PAT00002
(단, 식 중에서, Rf는 퍼플루오로폴리에테르기를, R1은 2가의 원자 또는 기 (예를 들면, O, NH, S 중 어느 하나)를, R2는 알킬렌기를, R3는 알킬기를 나타낸다);
Figure 112005012534600-PAT00003
(단, 식 중에서, Rf는 퍼플루오로폴리에테르기를, R1은 O, NH, S 중 어느 하나를, R2는 알킬렌기를, R3는 알킬기를 나타낸다);
Figure 112005012534600-PAT00004
(단, 식 중에서, Rf는 플루오로알킬기를, R1은 2가의 원자 또는 원자단을, R2는 알킬렌기를, R3는 알킬기를 나타낸다);
Figure 112005012534600-PAT00005
(단, 식 중에서, Rf'은 플루오로알킬기를, R1은 탄소수 7 미만의 알킬기를, R2는 알킬기를 나타낸다);
또, 일반식(2)에 있어, Rf로 나타내어지는 퍼플루오로 폴리에테르기의 분자 구조에 대해서는, 특별한 한정이 없고, 각종 사슬길이의 퍼플루오로 폴리에테르기가 포함되지만, 하기에 나타내는 분자 구조의 것이 바람직하다:
Figure 112005012534600-PAT00006
상기 일반식(6)으로 나타내어지는 퍼플루오로 폴리에테르기 중, p 및 q는 각각 1∼50의 범위에 있는 것이 바람직하다.
일반식(6)으로 나타내어지는 퍼플루오로 폴리에테르기를 갖는 알콕시실란 화합물의 분자량은, 특별히 한정되지 않지만, 안정성, 취급의 용이함 등의 점에서, 수평균 분자량으로 400∼10,000의 것이 바람직하고, 500∼4,000의 것이 보다 바람직하게 이용된다.
일반식(6)으로 나타내어지는 퍼플루오로 폴리에테르기를 갖는 알콕시실란 화합물 중, R1은 2가의 원자 또는 기를 나타내고, R2 와 퍼플루오로폴리에테르기와의 결합기이며, 특별히 제한은 없지만, 합성의 측면에서, R1은 바람직하게는 O, NH, S 등의 탄소 이외의 원자 또는 원자단(atomic group)이다. R2는 탄화수소기이며, 탄소수는 2∼10의 범위가 바람직하다. R2 의 예로는, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기 등의 알킬렌기, 페닐렌기 등을 들 수 있다.
일반식(6)으로 나타내는 퍼플루오로 폴리에테르기를 갖는 알콕시실란 화합물중, R3는 알콕시기를 구성하는 알킬기이며, 통상은 탄소수가 3 이하, 즉 이소프로필기, 프로필기, 에틸기, 메틸기를 예시할 수 있지만, 탄소수는 3을 초과할 수 있다.
오염 방지층 (23)에 있어, 일반식(3)에서 Rf로서 나타내어지는 퍼플루오로폴리에테르기의 분자구조는 특별히 한정되지 않으며, 각종 쇄 길이의 퍼플루오로 폴리에테르기가 포함되지만, 하기에 나타내는 분자 구조의 것이 바람직하다.
Rf는, 알킬기의 수소원자가 플루오르원자로 치환된 기이며, 하기 화학식(7) 내지 (9)로 나타내어지는 것을 들 수 있다. 단, 모든 알킬기의 수소원자가 플루오르원자로 치환되어 있을 필요는 없으며, 부분적으로 수소가 포함되어 있을 수도 있다:
Figure 112005012534600-PAT00007
(단, n은, 1 이상의 정수이다)
Figure 112005012534600-PAT00008
(단, l 및 m은, 1 이상의 정수이다)
Figure 112005012534600-PAT00009
(단, k는, 1 이상의 정수이다)
또, 화합물(8)중, m/l은, 0.5∼2.0의 범위에 있는 것이 바람직하다.
퍼플루오로 폴리에테르기를 갖는 알콕시실란 화합물의 분자량은, 특별히 한정되지 않지만, 우수한 안정성 및 취급 용이성을 얻는 관점에서, 수평균 분자량으로 400 내지 10,000의 것이 바람직하고, 500 내지 4,000의 것이 보다 바람직하게 이용된다.
Rf'로서의 플루오로알킬기의 분자 구조로서도, 특별히 한정되지 않고, 알킬기의 수소원자를 플루오르원자로 치환한 것을 들 수 있어, 각종 쇄 길이 및 각종 플루오르치환도의 플루오로알킬기가 포함되지만, 하기에 나타내는 분자 구조의 것이 바람직하다:
Figure 112005012534600-PAT00010
Figure 112005012534600-PAT00011
(상기 식 중에서, s는 6∼12의 정수, t는 20 이하의 정수를 나타낸다)
화합물로 이루어지는 오염 방지층(23)의 막 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 발수성, 내오염성, 도포성과의 밸런스 및 표면경도의 관계로부터, 0.5∼100nm이 바람직하다.
또, 퍼플루오로폴리에테르기를 포함하는 오염 방지제로는, 당업자에게 공지된 재료도 채용할 수 있다. 상기 재료로는, 예를 들면, 말단에 극성기를 가지는 퍼플루오로폴리에테르(참조: 일본 특개평9-127307호 공보), 특정구조를 가지는 퍼플루오로폴리에테르기를 가지는 알콕시실란 화합물을 함유하는 오염 방지막 형성용 조성물(참조: 일본 특개평9-255919호 공보), 퍼플루오로 폴리에테르기를 가지는 알콕시실란 화합물을 각종 재료와 조합하여 얻어지는 표면개질제 (참조: 일본 특개평9-326240호 공보, 일본 특개평10-26701호 공보, 일본 특개평10-120442호 공보, 일본 특개평10-148701호 공보) 등을 들 수 있다.
일반적으로는 유기 플루오르 화합물을 기재의 표면에 도포함으로써, 기재의 표면 에너지를 저하시킬 수 있다. 그러나, 유기플루오르 화합물을 도포하는 것만으로는 충분한 효과는 얻어지지 않는다. 즉 분자가 배향하는 것 같은 극성기와 소수기의 밸런스를 가진 유기 화합물이 필요하게 된다. 그 기재와의 친화성에 관해서는 용이하게 유추할 수는 없다.
이외의 광디스크(1)의 구성은, 전술한 제1 실시예와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.
이어서, 본 발명의 제2 실시예에 의한 광디스크(1)의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다. 도 4는, 상기 제2 실시예에 의한 광디스크(1)의 제조 방법의 일례에 대하여 설명하기 위한 단면도이다. 하드 코트(21)를 형성하기까지의 공정은, 전술한 제1 실시예와 동일하기 때문에 도시 및 설명을 생략한다.
다음에, 도 4A에 도시한 바와 같이, 하드 코트(21)가 형성된 기판(2)을 산소플라즈마 애셔(oxygen plasma asher)내에 위치시키고, 상기 산소 플라즈마 애셔 내를 감압하여, 소정 시간, 예를 들면 15∼60초 동안, 하드코트 (21)를 산소 플라즈마 처리한다. 하드 코트(21)가 실리카 미립자를 함유하는 경우에는, 산소 플라즈마 처리에 의해, 하드코트 (21) 중의 유기성분이 에칭되어, 실리카 미립자가 떠오 른다. 여기서는, 감압 플라즈마 장치에 의해 감압 하에서 산소 플라즈마 처리하는 경우를 예로서 나타내지만, 대기압 플라즈마 장치에 의해 대기압 하에서 산소 플라즈마 처리를 할 수도 있다.
다음에, 도 4B에 도시한 바와 같이, 커플링제 층(22)을 하드코트(21) 상에 형성한다. 커플링제 층(22)의 형성방법으로는, 예를 들면, 커플링제의 증기에 하드 코트(21)를 노출하는 방법, 커플링제를 용매로 희석하여 하드 코트(21)에 도포하는 방법, 커플링제의 원액을 하드 코트(21)에 도포하는 방법 등을 들 수 있지만, 커플링제의 증기에 하드 코트(21)를 노출시키는 방법이 바람직하다. 커플링제를 용매로 희석하여 하드코트(21)에 도포하는 방법 및, 커플링제의 원액을 하드 코트(21)에 도포하는 방법으로서는, 용매로부터의 불순물의 혼입, 용매중의 물과의 반응에 의한 커플링제의 열화, (올리고머화 등) 열화한 커플링제가 하드 코트(21)에 도포되는 것에 의하는 표면 균일성의 상실 등의 문제가 발생해 버린다.
또, 커플링제 층(22)의 형성 방법은, 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 하드 코트(21)의 표면을 커플링제 용액으로 러빙(rubbing)하는 방법, 하드코트(21)의 표면에 커플링제 용액을 분사하는 방법, 하드코트(21)를 커플링제 용액에 침지시키는 방법 등을 들 수 있다. 또, 커플링제 용액으로 러빙하는 방법으로는, 예를 들면, 커플링제 용액 존재 하에서 하드 코트(21)의 표면에 물리적 기계력을 더하는 방법을 들 수 있고, 구체적으로는, 커플링제 용액을 함침시킨 천 등으로 하드 코트표면을 러빙하거나(혹은 닦는) 방법, 커플링제 용액속에서 하드 코트(21)의 표면을 러빙하는 방법, 또한 커플링제 용액을 부착시킨 하드 코트(21)의 표면을 러빙하는 방법 등을 예로 들 수 있다.
또, 커플링제를 용매에 용해시켜 용액으로 이용하는 경우, 상기 용매로는, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 2-메톡시프로판올, 부틸셀로솔브, 또는 이들 혼합용매인 솔믹스(solmix) 등의 알코올계 용매; 아세톤, MEK, 2-펜타논, 3-펜타논 등의 케톤계 용매; 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소계용매 등을 들 수 있다. 또, 이들은 단독으로 이용하더라도, 수종을 혼합시켜 사용할 수도 있고, 또한 물과 혼합하고 사용할 수도 있다. 특히, 부틸 셀로솔브가 바람직하다.
다음에, 도 4C에 도시한 바와 같이, 오염 방지층(23)을 커플링제 층(22)상에 형성한다. 오염 방지층(23)의 형성 방법으로는, 예를 들면, 식(1) 또는 식(2)로 나타내어지는 퍼플루오로 폴리에테르기를 가지는 알콕시 실란 화합물, 또는 식 (3) 또는 식(4)로 나타내어지는 플루오로 알킬기를 가지는 알콕시실란 화합물을 함유하는 오염 방지제를 용매로 희석하여, 상기 용액을 커플링제 층(22)상에 도포하여, 건조시켜 경화시키는 방법을 들 수 있다. 오염 방지제의 도포방법으로는, 예를 들면, 그라비아 코터에 의해 도포하는 방법, 디핑법, 분무에 의해 도포하는 방법, 스핀 코팅법, 전가하여 도포하는 방법, 진공법 등을 들 수 있다.
알콕시실란 화합물을 희석하는 용매는, 특별히 한정되지 않지만, 사용에 대응해서는 조성물의 안정성, 피도포면의 가장 표면층에 대한 습윤성, 휘발성 등을 고려하여 결정할 수 있어, 예를 들면 불화 탄화수소계 용매가 이용된다. 플루오르화 탄화수소계 용매는, 지방족 탄화수소, 환식 탄화수소, 에테르 등의 탄화수소계 용매의 수소원자의 일부 또는 전부를 플루오르 원자로 치환한 화합물이다. 예를 들면 일본 제온사제의 상품명 ZEORORA-HXE (비점 78℃), 퍼플루오로헵탄 (비점 80℃), 퍼플루오로옥탄 (비점 102℃), 아웃디몬트사제의 상품명 H-GALDEN-ZV75 (비점 75℃), H-GALDEN-ZV85 (비점 85℃), H-GALDEN-ZV100 (비점95℃), H-GALDEN-C (비점 130℃), H-GALDEN-D (비점 178℃) 등의 하이드로플루오로폴리에테르 또는 SV-110 (비점110℃), SV-135(비점 135℃) 등의 퍼플루오로폴리에테르, 쓰미토모 3M 사제의 FC 시리즈 등의 퍼플루오로알칸 등을 들 수 있다.
이들 플루오르화탄화수소계 용매 중에서도, 얼룩이 없고 막 두께가 균일한 유기막을 얻기 위해서는, 일반식(1), (2) 또는 (3)의 플루오르계 화합물을 용해하는 용매로서, 비점이 70∼240℃의 범위의 것을 선택하고, 나아가 하이드로플루오로폴리에테르(HFPE) 또는 하이드로플루오로카본(HFC)을 선택하여, 이들 중 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 비점이 지나치게 낮으면, 예를 들면 도포얼룩이 지기 쉬운 경향이 있어, 한 쪽 비점이 지나치게 높으면 건조가 잘 되지 않고 도포 형태가 양호해지지 않는 경향이 있다. 또, HFPE 또는 HFC은, 일반식(1), (2) 또는 (3)으로 나타내어지는 화합물에 대한 용해성이 우수하고 있고, 우수한 도포면을 얻을 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 의하면 하기의 효과를 얻을 수 있다.
용제형 하드 코트에 대하여 저분자량의 반응성 희석제를 첨가하여 하드 코트용 조성물을 얻어, 상기 하드 코트용 조성물을 광 투과층(4) 상에 도포 후 경화하여 하드코트(21)를 형성하고, 상기 하드코트(21) 상에 커플링제 층(22)을 형성하 고, 상기 커플링제 층(22)상에 오염 방지층(23)을 형성하기 때문에, 마찰계수나 수 접촉각(water contact angle) 등의 도막 물성의 저하를 초래하는 일없이 레벨링성이 우수한 하드 코트(21)를 광 투과층(4)상에 형성할 수 있고, 또한, 오염 방지성 및 기계적 강도 모두 우수한 표면보호막(5)을 광 투과층(4)상에 형성할 수 있다.
또, 하드 코트(21)를 산소 플라즈마 처리하고, 커플링제의 증기에 노출시켜 커플링제 층(22)을 하드 코트(21) 위에 형성하고, 상기 커플링제 층(22)상에 오염 방지제를 도포하여 경화하여 오염 방지층(23)을 형성한 경우에는, 플라즈마 처리에 따라 하드 코트(21)에의 커플링제의 누출성을 개선할 수 있고, 또한, 플라즈마 처리에 의해 에칭된 하드 코트(21)표면을 커플링제 층(22)에 의해 보강할 수 있다. 이에 따라, 오염 방지성 및 기계적 강도 모두 보다 우수한 표면 보호막(5)을 광 투과층(4) 상에 형성할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되지 않는다.
레벨링성의 검토
먼저, 용제형 하드 코트제에 첨가하는 반응성 희석제의 양을 변화시키면서 레벨링성을 검토하였다.
실시예 1
먼저, 용제형 하드 코트제에 반응성 희석제를 5중량% 첨가하여, 하드 코트용 조성물을 얻었다. 용제형 하드 코트제로는, 아크릴 모노머, 중합 개시제, 첨가제 로 이루어지는 것을 이용했다. 또, 반응성 희석제로서는, 아크릴 모노머, 아크릴올리고머, 폴리머, 2-메톡시프로판올 (2-Methoxypropanol), 광중합 개시제, 첨가제로 이루어지는 것을 이용했다.
이어서, 전술한 바와 같이 하여 얻어진 하드 코트용 조성물을 대기 시간없이, 스핀코팅법에 의해 광 투과층(4)상에 균일하게 도포했다. 또, 스핀코팅 시의 회전수를 5000rpm으로 하여, 스핀시간(spin time)을 3초간으로 했다. 그리고, 균일하게 도포된 하드 코트용 조성물에 대하여 자외선을 조사하여 경화시켜, 하드 코트(21)를 얻었다.
실시예 2
반응성 희석제의 첨가량을 10중량%으로 하는 이외는 실시예 1와 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
실시예 3
반응성 희석제의 첨가량을 20중량%으로 하는 이외는 실시예 1와 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
실시예 4
반응성 희석제의 첨가량을 30중량%으로 하는 이외는 실시예 1와 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
실시예 5
반응성 희석제의 첨가량을 40중량%으로 하는 이외는 실시예 1와 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
비교예 1
용제형 하드 코트제만으로 이루어지는 하드 코트용 조성물을 이용하는 이외는 실시예 1와 전부 동일하게 하여 광디스크를 얻었다.
이어서, 실시예 1∼5 및 비교예 1의 광디스크(1)에 대해 이하의 평가를 행했다.
(a) 하드코트 표면 요철의 평가
광학현미경에 의해 하드 코트(21)의 표면을 관찰했다.
(b) 트래킹 에러량의 평가
Blu-ray 디스크의 드라이브를 이용하여 r= 23mm 에서의 트래킹 에러량을 측정했다. 또, 트래킹 에러량의 규격은, 9nm 이다.
(c) SER(Signal Error Rate)의 평가
Blu-ray 디스크의 드라이브를 이용하여 SER를 측정했다.
측정영역: r= 24mm 내지 58mm의 전체면, 10ORUB (Recording Unit Block)기록재생/2900RUB 스킵 (즉 전체 데이터 영역의 1/30를 측정)
표 1에, 실시예 1∼5 및 비교예 1의 하드 코트표면 요철, 트래킹 에러량 및 SER의 평가 결과를 나타낸다. 또, 하드 코트표면요철의 평가란에서, 「◎」, 「○」, 「×」는 각각 이하의 것을 나타낸다.
◎: 하드 코트(21)표면에 요철이 인식되지 않은 경우.
○: SER 특성에 크게 영향하지 않지만, 에지부의 도장면에 조금이지만 거칠은 것이 인식된 경우.
×: 하드 코트(21)표면에 요철이 인식된 경우.
Figure 112005012534600-PAT00012
표 1로부터 하기의 것을 알 수 있다. 즉, 반응성 희석제의 첨가량이 10중량% 미만인 경우에는 SER가 악화되어, 반응성 희석제의 첨가량이 30중량%보다 큰 경우에는 하드 코트(21)표면에 요철이 발생하여 트래킹 에러량이 커져 버린다. 따라서, 반응성 희석제의 첨가량을 10중량%∼30중량%의 범위로 하는 것이 바람직하다.
도 5∼9 에 각각, 실시예 1∼4, 비교예 1의 광디스크(1)의 SER 특성의 평가 결과를 나타낸다. 도 5∼9로서는, 종축은 SER를 나타내고, 횡축은 RUB를 나타낸다. 또, 실시예 5로서는, 하드 코트(21)표면의 요철 때문에, 트래킹이 걸리지 않고, SER는 측정 불가능했다.
도 5∼9로부터 이하의 것을 알 수 있다. 즉, 반응성 희석제의 첨가량이 20중량%까지는 첨가량을 증가시킴에 따라서 SER 특성이 향상되어, 20중량%을 넘으면 SER 특성이 저하되기 시작하는 것을 알 수 있다.
수접촉각 및 마찰계수의 평가
다음에, 하드 코트(21)의 수접촉각 및 마찰계수를 측정하여 평가했다.
실시예 6
먼저, 용제형 하드 코트제의 고형분에 대하여 반응성 희석제를 20중량% 더하여 조정하여 고형분 64.3 중량%의 하드 코트용 조성물을 얻었다. 나아가, 용제형 하드 코트제 및 반응성 희석제로는, 실시예 1과 동일한 것을 이용했다.
이어서, 전술한 바와 같이 하여 수득된 하드 코트용 조성물을 대기 시간없이, 스핀 코팅법에 의해 기판상에 균일하게 도포했다. 또, 스핀코팅 시의 회전수를 5000rpm으로 하여, 스핀시간을 5초로 하였다. 그리고, 균일하게 도포된 하드 코트용 조성물에 대하여 자외선을 조사하여 경화시켜, 하드 코트(21)를 얻었다.
비교예 2
용제형 하드 코트만으로 이루어지는 하드 코트용 조성물을 이용하는 것 이외에는 실시예 6와 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
비교예 3
반응성 희석제만으로 이루어지는 하드 코트용 조성물을 이용하는 것 이외에는 실시예 6와 전부 동일하게 하여 광디스크 (1)을 얻었다.
먼저, 실시예 6 및 비교예 2의 SER 특성을 평가했다. 도 10 및 11에 각각, 실시예 6, 비교예 2의 SER 특성을 나타내었다. 상기 도 10 및 11로부터 하기의 것을 알 수 있다. 즉, 비교예 2로서는, 노이즈 피크가 대단히 많이 보이는 데 반해, 실시예 6로서는, 노이즈 피크가 대부분 존재하지 않고, SER 특성이 대폭 향상되어 있는 것을 알 수 있다.
이어서, 실시예 6 및 비교예 2, 3의 수접촉각 및 마찰계수를 평가했다. 도 12에, 실시예 6 및 비교예 2, 3의 광디스크(1)의 수접촉각의 평가 결과를 나타낸다. 도 13에, 실시예 6 및 비교예 2, 3의 광디스크(1)의 마찰계수의 평가 결과를 나타낸다. 또, 도 13에 있어서, μs 및 μk는 각각 정지마찰계수, 운동마찰계수를 각각 나타낸다.
도 12, 13으로부터 하기의 사항을 알 수 있다. 즉, 비교예 3에서는, 수접촉각이 낮고, 마찰계수가 큰 데 반해, 실시예 6 및 비교예 2에서는, 수접촉각도 크고, 마찰계수도 낮은 것을 알 수 있다. 또, 실시예 6 및 비교예 2에서, 수접촉각 및 마찰계수는 대략 동일한 것을 알 수 있다. 즉, 20% 정도의 반응성 희석제의 첨가량으로서는, 용제형 하드 코트제의 물성에 큰 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있다.
오염 방지처리에 대한 검토
이어서, 하드코트(21) 상에 커플링제 층(22), 오염 방지층(23)을 순차 적층하여 하드코트(21)에 오염 방지처리를 실시한 경우의 검토을 행하였다.
실시예 7
먼저, 용매형 하드 코트제에 대하여 저분자량의 반응성 희석제를 첨가한 후, 2-메톡시프로판올을 더하여 조정하여, 고형분 60 중량%의 하드 코트용 조성물을 얻었다. 또, 용제형 하드 코트제 및 반응성 희석제로는, 실시예 1과 동일의 것을 이용했다.
다음에, 전술한 바와 같이 하여 얻어진 하드 코트용 조성물을 대기 시간없이, 스핀코팅법에 의해 광 투과층(4)상에 균일하게 도포했다. 스핀코팅 시의 회전수는 5000rpm으로 하고, 스핀시간은 5초로 했다. 이어서, 균일하게 도포된 하드 코트용 조성물에 대하여 자외선을 조사하여 경화시키고 하드코트(21)를 얻었다.
이어서, 상기 광디스크(1)를, 산소 플라즈마 애셔(asher)내에 위치시키고, 상기 애셔 내를 감압하여, 15초간 산소플라즈마 처리를 수행하였다. 이어서, 커플링제의 증기에 하드코트(21)를 30분간 노출시켜 커플링제 층(22)을 수득하였다. 이후, 양 말단에 알콕시 실란기를 가지는 퍼플루오로폴리에테르 화합물(오염 방지제)를 합성했다. 상기 화합물을, 충분히 탈수 처리한 하이드로플루오로에테르 (아웃디몬트사제, H-GALDEN-ZV180)에 0.4 중량%가 되도록 용해시켰다. 상기 용액을 커플링제 층(22)상에 스핀 코팅법으로 도포하고 하룻밤 건조시켜 오염 방지층(23)을 얻었다. 이상의 공정에 의해, 광디스크(1)를 수득하였다.
실시예 8
산소플라즈마 처리의 시간을 30초로 하는 이외는 실시예 7과 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
실시예 9
산소플라즈마 처리의 시간을 60초로 하는 이외는 실시예 7과 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
비교예 4
용제형 하드 코트제만(으)로 이루어지는 하드 코트용 조성물을 이용하는 이외는 실시예 7과 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
비교예 5
산소플라즈마 처리의 시간을 30초로 하는 이외의 것은 비교예 4와 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
비교예 6
산소플라즈마 처리의 시간을 60초로 하는 이외의 것은 비교예 4와 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
비교예 7
용제형 하드 코트제에 2-부톡시 프로판올(2-Butoxypropano1)을 더하여 조정하여, 고형분 60중량%의 하드 코트용 조성물을 얻는 이외는 실시예 7과 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
비교예 8
산소플라즈마 처리의 시간을 30초로 하는 이외의 것은 비교예 7과 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
비교예 9
산소플라즈마 처리의 시간을 60초로 하는 이외의 것은 비교예 7과 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
비교예 10
용제형 하드 코트제에 2-부톡시프로판올을 가공, 증발기로써 저비점 성분인 2-메톡시프로판올을 감압제거(40℃)하여, 고형분 60중량%의 하드 코트용 조성물을 얻는 이외는 실시예 7과 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
비교예 11
산소플라즈마 처리의 시간을 30초로 하는 이외의 것은 비교예 10과 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
비교예 12
산소플라즈마 처리의 시간을 60초로 하는 이외의 것은 비교예 10과 전부 동일하게 하여 광디스크(1)를 얻었다.
이어서, 실시예 7∼9 및 비교예 4∼12의 광디스크(1)의 수접촉각을 측정했다. 그리고, 실시예 7∼9 및 비교예 4∼12의 광디스크(1)에 대하여 에탄올 러빙을 행한 후, 수접촉각을 측정했다.
도 14는, 실시예 7∼9 및 비교예 4∼12의 광디스크(1)의 에탄올 러빙전에서의 수접촉각의 측정결과를 나타낸다. 도 15에, 실시예 7∼9 및 비교예 4∼12의 광디스크(1)의 에탄올 러빙 후 에서의 수접촉각의 측정 결과를 나타낸다.
도 14로부터 이하의 것을 알 수 있다. 즉, 비교예 7∼12로서는, 비교예 4∼6에 비해 수접촉각이 낮은 값으로 되어 있는 데 대하여, 실시예 7∼9로서는, 비교예 4∼6의 수접촉각과 대략 동일한 값으로 되어 있는 것을 알 수 있다.
도 15로부터 이하의 것을 알 수 있다. 즉, 실시예 7, 8 및 비교예 4∼12로서는, 에탄올 러빙 후에 수접촉각의 대폭적인 저하는 없는 데 반해, 실시예 9로서는, 에탄올 러빙 후에 수접촉각이 대폭 저하되는 것을 알 수 있다.
이상의 검토에 의해, 용제형 하드 코트제에 2-부톡시프로판올을 더하여, 하드 코트(21)를 형성한 경우에는, 초기 수접촉각이 낮아지는 것을 알 수 있다. 또, 용제형 하드 코트제에 대하여 저분자량의 반응성 희석제를 첨가하여 하드 코트(21)를 형성한 경우에는, 용제형 하드 코트제에만 보다 하드 코트(21)를 형성한 경우와 대략 동일한 초기수접촉각을 얻을 수 있지만, 장시간 산소플라즈마 처리함으로써 기계적 강도가 저하되어, 최적의 산소플라즈마 처리시간이 존재하는 것을 알 수 있었다.
이상, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 대해 구체적으로 설명했지만, 본 발명은, 전술한 제1 및 제2 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상에 기초하는 각종 변형이 가능하다.
예를 들면, 전술한 제1 및 제2 실시예에 제시한 수치는 예시적인 것에 지나지 않으며, 필요에 따라 이것과 다른 수치를 사용할 수도 있다.
또, 전술한 제1 및 제2 실시예에서는, 광 투과층(4)쪽으로부터 광을 조사하여 정보 신호의 기록 및/또는 재생이 행하여지는 광디스크(1)에 대하여 본 발명을 적용한 예에 대해 나타내었지만, 본 발명이 이러한 구성을 가지는 광디스크에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 기판이 광 투과성을 가지고, 기판측에서 광을 조사하여 정보 신호의 기록 및/또는 재생이 행하여지는 광디스크(예를 들면, CD(Compact Disc)), 기판을 붙여 구성되는 광디스크(예를 들면, DVD(Digital Versatile Disc)) 등에도, 본 발명은 적용 가능하다.
또, 전술한 제1 및 제2 실시예에서는, 1층의 정보 신호부(3)를 가지는 광디스크(1)에 대하여 본 발명을 적용한 예에 대해 나타내었지만, 2층 이상의 정보 신호부를 가지는 광디스크에 대하여 본 발명을 적용할 수도 있다.
또, 전술한 제1 및 제2 실시예에서는, 광 투과층(4)이, 접착층(11)과 광 투과성 시트(12)로 구성된 경우를 예로서 나타내었지만, 광 투과층(4)이 자외선 경화 수지만을 이용하여 구성되도록 할 수도 있다. 이 경우의 광 투과층(4)의 형성 방법으로서, 예를 들면 스핀코팅법을 들 수 있다.
또, 전술한 제1 및 제2 실시예에서는, 표면 보호막을 광디스크 (1)상에 형성하는 예에 대해 나타내었지만, 표면보호막을 형성하는 대상은 이것에 한정되는 것이 아니다. 표면보호막을 형성하는 대상으로는, 예를 들면, 광학 렌즈, 광학필터, 반사방지막, 액정디스플레이, 플래즈머 디스플레이, 터치패널 등을 들 수 있다.
또, 전술한 제1 및 제2 실시예에 있어서, 용제형 하드 코트제가, 실리카미립자 또는 실란 화합물을 함유하도록 할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 마찰계수나 수접촉각 등의 물성의 저하를 초래하는 일없이 레벨링성이 우수한 하드 코트를 형성할 수 있다. 따라서 고품질인 하드 코트를 제공할 수 있다.

Claims (36)

  1. 용제형 하드 코트제(solvent-type hard coat agent) 및, 상기 하드 코트제에 첨가되는 저분자량의 반응성 희석제를 포함하는 하드 코트용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반응성 희석제는 모노머를 함유하는 것을 특징으로 하는 하드 코트용 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모노머는, 아크릴 모노머인 것을 특징으로 하는 하드 코트용 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    첨가된 상기 반응성 희석제의 함량은 10% 내지 30% 인 것을 특징으로 하는 하드 코트용 조성물.
  5. 용제형 하드 코트제에 저분자량의 반응성 희석제를 첨가하고, 도포 후 경화하여 수득되는 하드 코트(hard coat)를 구비하는 표면 보호막.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반응성 희석제는 모노머를 함유하는 것을 특징으로 하는 표면 보호막.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 모노머는, 아크릴 모노머인 것을 특징으로 하는 표면보호막.
  8. 제5항에 있어서,
    첨가된 상기 반응성 희석제의 함량은 10% 내지 30% 인 것을 특징으로 하는 표면보호막.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 반응성 희석제가 첨가된 상기 용제형 하드코트제는 스핀 코팅법에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 표면 보호막.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 용제형 하드 코트제는, 실리카 미립자 또는 실란 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 표면 보호막.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 하드 코트 상에 형성된 커플링제 층; 및,
    상기 커플링제 층 상에 형성된 오염 방지층을 추가로 포함하는 것을 특징으 로 하는 표면 보호막.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 커플링제 층은, 상기 하드코트를 구성하는 재료와 친화성을 가지는 반응성기 및, 상기 오염 방지층을 구성하는 재료와 결합성을 가지는 반응성기를 가지는 커플링제를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 보호막.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 커플링제 층은 커플링제의 증기에 노출시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 표면보호막.
  14. 제11항에 있어서
    상기 커플링제 층은, 하기 일반식(1)로 나타내어지고, 하나의 분자 내에 반응성이 상이한 두 가지의 작용기를 가지는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 보호막:
    Figure 112005012534600-PAT00013
    [단, 식 중에서, X는 반응성 말단기(비닐기, 에폭시기, 아미노기, 메타크릴기, 멜캅토기, 이소시아네이트기)를, Ra는 알킬렌기를, Rb는 알킬기를 나타냄].
  15. 제11항에 있어서,
    상기 오염 방지층은, 하나의 분자 당 1개 이상의 알콕시 실란기를 가지는 것을 특징으로 하는 표면 보호막.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 오염 방지층은, 양 말단에 알콕시 실란기를 가지는 퍼플루오로 폴리에테르 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 보호막.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 오염 방지층은, 하기 일반식(2)로 나타내어지고, 퍼플루오로 폴리에테르기를 가지는 알콕시실란 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 표면보호막:
    Figure 112005012534600-PAT00014
    (단, 식 중에서, Rf는 퍼플루오로폴리에테르기를, R1은 O, NH 및 S 중 어느 하나를, R2는 알킬렌기를, R3는 알킬기를 나타냄).
  18. 제15항에 있어서,
    상기 오염 방지층은, 하기 일반식(3)으로 나타내어지고 퍼플루오로 폴리에테 르기를 가지는 알콕시실란 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 표면보호막:
    Figure 112005012534600-PAT00015
    (단, 식 중에서, Rf는 퍼플루오로폴리에테르기를, R1은 O, NH 및 S 중 어느 하나를, R2는 알킬렌기를, R3는 알킬기를 나타냄).
  19. 제15항에 있어서,
    상기 오염 방지층은, 하기 일반식(4)로 나타내어지고 플루오로알킬기를 가지는 알콕시실란 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 표면보호막:
    Figure 112005012534600-PAT00016
    (단, 식 중에서, Rf'는 플루오로알킬기를, R1은 2가의 원자 또는 원자단(atomic group)을, R2는 알킬렌기를, R3는 알킬기를 나타냄).
  20. 제15항에 있어서,
    상기 오염 방지층은, 하기 일반식(5)로 나타내어지고 플루오로 알킬기를 가지는 알콕시실란 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 표면보호막:
    Figure 112005012534600-PAT00017
    (단, 식 중에서, Rf'는 플루오로알킬기를, R1은 탄소수 7 미만의 알킬기를, R2는 알킬기를 나타냄).
  21. 기판의 한 주면(principal surface)에 형성된 정보 신호부;
    상기 정보 신호부상에 형성된 보호층; 및,
    상기 보호층 및 상기 기판으로부터 선택된 하나 이상의 표면에 형성된 표면보호막을 구비하고,
    상기 표면 보호막은, 용제형 하드 코트제에 저분자량의 반응성 희석제를 첨가하고, 도포 후 경화함에 의해 수득되는 하드 코트를 구비하는 것을 특징으로 하는 광디스크.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 반응성 희석제는 모노머를 함유하는 것을 특징으로 하는 광디스크.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 모노머는, 아크릴 모노머인 것을 특징으로 하는 광디스크.
  24. 제21항에 있어서,
    첨가된 상기 반응성 희석제의 함량은 10% 내지 30% 인 것을 특징으로 하는 광디스크.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 반응성 희석제가 첨가된 상기 용제형 하드코트제는, 스핀 코팅법에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 광디스크.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 용제형 하드 코트제는, 실리카 미립자 또는 실란 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 광디스크.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 표면 보호막은, 상기 하드 코트상에 형성된 커플링제 층 및,
    상기 커플링제 층상에 형성된 오염 방지층을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광디스크.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 커플링제 층은, 상기 하드 코트를 구성하는 재료와 친화성을 가지는 반응성기 및, 상기 오염 방지층을 구성하는 재료와 결합성을 가지는 반응성기를 가지 는 커플링제를 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 커플링제 층은 커플링제의 증기에 노출시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 광디스크.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 커플링제 층은, 하기 일반식(1)로 나타내어지고, 하나의 분자 내에 반응성이 상이한 두 가지의 작용기를 가지는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크:
    Figure 112005012534600-PAT00018
    [단, 식 중에서, X는 반응성 말단기(비닐기, 에폭시기, 아미노기, 메타크릴기, 멜캅토기 또는 이소시아네이트기)를, Ra는 알킬렌기를, Rb는 알킬기를 나타냄].
  31. 제27항에 있어서,
    상기 오염 방지층은, 하나의 분자당 1개 이상의 알콕시 실란기를 가지는 것을 특징으로 하는 광디스크.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 오염 방지층은, 양 말단에 알콕시 실란기를 가지는 퍼플루오로 폴리에테르 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 오염 방지층은, 하기 일반식(2)로 나타내어지고 퍼플루오로폴리에테르기를 가지는 알콕시실란 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 광디스크:
    Figure 112005012534600-PAT00019
    (단, 식 중에서, Rf는 퍼플루오로폴리에테르기를, R1은 O, NH 및 S 중 어느 하나를, R2는 알킬렌기를, R3는 알킬기를 나타냄).
  34. 제31항에 있어서,
    상기 오염 방지층은, 하기 일반식(3)으로 나타내어지고 퍼플루오로폴리에테르기를 가지는 알콕시실란 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 광디스크:
    Figure 112005012534600-PAT00020
    (단, 식 중에서, Rf는 퍼플루오로폴리에테르기를, R1은 O, NH 및 S 중 어느 하나를, R2는 알킬렌기를, R3는 알킬기를 나타냄).
  35. 제31항에 있어서,
    상기 오염 방지층은, 하기 일반식(4)로 나타내는 플루오로알킬기를 가지는 알콕시실란 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 광디스크:
    Figure 112005012534600-PAT00021
    (단, 식 중에서, Rf'는 플루오로알킬기를, R1은 2가의 원자 또는 원자단을, R2는 알킬렌기를, R3은 알킬기를 나타냄).
  36. 제31항에 있어서,
    상기 오염 방지층은, 하기 일반식(5)로 나타내어지고 플루오로 알킬기를 가지는 알콕시실란 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 광디스크:
    Figure 112005012534600-PAT00022
    (단, 식 중에서, Rf'는 플루오로알킬기를, R1은 탄소수 7 미만의 알킬기를, R2는 알킬기를 나타냄).
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