(57)【要約】【課題】加工時や廃棄時に環境負荷が少なく、かつ安価に製造できる光記録媒体及びその製造方法を提供する。【解決手段】光記録媒体の表面保護層１０は、水素原子の一部又は全部がフッ素原子及びフッ化炭素基１４のいずれか一方又は双方で置換された炭化水素基１１を透明樹脂製の表面保護層１２の光入射面側表面に有する。光記録媒体は、フッ化炭素基を含む化合物のガス雰囲気中で、少なくとも光入射面側表面に炭化水素基を有する表面保護層１２の光入射面側表面を低圧プラズマ処理することにより製造される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素原子の一部又は全部がフッ素原子及びフッ化炭素基のいずれか一方又は双方で置換された炭化水素基を透明樹脂製の表面保護層の光入射面側表面に有することを特徴とする光記録媒体。
【請求項２】
前記光入射面側表面保護層表面の表面粗さが１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
【請求項３】
フッ化炭素基を含む化合物のガス雰囲気中で、少なくとも光入射面側表面に炭化水素基を有する表面保護層を低圧プラズマ処理することを特徴とする光記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記フッ化炭素基を含む化合物のガスと酸素ガスの混合雰囲気中で前記光入射側表面を低圧プラズマ処理することを特徴とする請求項３記載の光記録媒体の製造方法。
【請求項５】
あらかじめ、酸素ガス雰囲気中で前記光入射側表面の低圧プラズマ処理を行った後、前記フッ化炭素基を含む化合物のガス雰囲気中で前記光入射側表面を低圧プラズマ処理することを特徴とする請求項３記載の光記録媒体の製造方法。
【請求項６】
前記フッ化炭素基を含む化合物として、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ２Ｆ４、及びＣＨＦ３のうち１又は複数を用いることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項記載の光記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体とその製造方法に係る。さらに詳しくは、耐指紋皮脂汚れ性が良好で、耐久性が高い光記録媒体とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、音楽や映像のデジタル記録技術の進歩に伴って、各種光記録媒体における記録の高密度化が急速に進んでいる。光記録媒体では、媒体上のミクロンレベルの領域に、光を用いて信号の記録及び読み出しを行うため、光入射面表面の汚れは大敵である。しかしながら、コンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル多機能ディスク（ＤＶＤ）等の光記録媒体は、光入射面が露出しており、取り扱い時に手が触れることにより指紋や皮脂が付着しやすいため、取扱時に特別な注意が必要であった。そこで、指紋や皮脂で汚れにくく、汚れた場合にも除去が容易な光記録媒体が要望されている。
【０００３】
一方、汚れを防止する手段としては、媒体表面に表面エネルギーが小さな被膜を形成する方法や媒体表面そのものの表面の表面エネルギーを小さくする表面処理方法があるが、それらの中でも、加工時の環境負荷が少ない技術、また、製品を廃棄する際の環境負荷が少ない製造技術が求められている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、部材の表面に、省資源かつ省エネルギーで表面エネルギーの小さな単分子膜を形成する技術として、フロートガラスのトップ面上にフルオロアルキル基とシロキサン結合を有する膜を形成したガラスを窓ガラスとして、膜面が調理側になるように設置したことを特徴とする調理器が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、フッ素ガスを用いて部材表面そのものを防汚処理する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１３７１３２号公報
【特許文献２】特開２００５−２９０１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、表面に膜を形成する基材が、表面に活性水素基を有しない樹脂等の場合、予め表面を酸化して活性水素を導入する必要がある。また、被膜形成時に溶媒を必要とするため、環境負荷が大きいという問題を有している。
一方、特許文献２に記載の方法では、被膜形成時に溶媒を必要としないが、反応に長時間（数時間）を必要とするので効率が悪いという問題を有している。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、製造時や廃棄時の環境負荷が少なく、かつ低コストで製造可能な光記録媒体とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、水素原子の一部又は全部がフッ素原子及びフッ化炭素基のいずれか一方又は双方で置換された炭化水素基を透明樹脂製の表面保護層の光入射面側表面に有することを特徴とする光記録媒体を提供することにより上記課題を解決するものである。
表面保護層の光入射面側表面に、水素原子の一部又は全部がフッ素原子及びフッ化炭素基のいずれか一方又は双方で置換された炭化水素基を有するため、表面エネルギーが低下し、撥水撥油性を向上できると共に、汚れの元となる有機物等も付着しにくくなるため、防汚性も併せて向上できる。また、光入射面側表面に光照射を行う必要がないため、光記録層を損傷するおそれが少ない。
【００１０】
本発明の第１の態様に係る光記録媒体において、前記光入射面側表面保護層表面の表面粗さが１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の凹凸が形成されていてもよい。
表面粗さを上記範囲内とすることにより、平坦な表面の場合よりも光入射面側表面の見かけ上の表面エネルギーを大幅に低減でき、高い撥水撥油防汚性を付与できると共に、表面粗さが可視光の最短波長である４００ｎｍ以下であれば、表面保護層の透明度を損なうことなく高い撥水撥油防汚性を付与できる。
【００１１】
本発明の第２の態様は、フッ化炭素基を含む化合物のガス雰囲気中で、少なくとも光入射面側表面に炭化水素基を有する表面保護層を低圧プラズマ処理することを特徴とする光記録媒体の製造方法を提供することにより上記課題を解決するものである。
フッ化炭素基を含む化合物は、プラズマ処理条件下で、フッ素ラジカル（・Ｆ）又は・ＣＦ３等のフッ化炭素ラジカルを発生する。これが基材の表面に存在する炭化水素基の水素原子と置換することにより、溶媒を用いることなく、表面保護層の光入射面側表面にフッ化炭素基を導入し、基材の光入射面側表面における表面エネルギーを低減できる。
【００１２】
本発明の第２の態様に係る光記録媒体の製造方法において、前記フッ化炭素基を含む化合物のガスと酸素ガスの混合雰囲気中で前記光入射側表面を低圧プラズマ処理してもよい。
フッ化炭素基を含む化合物のガスと酸素ガスの混合雰囲気中で光入射側表面を低圧プラズマ処理すると、より効率よく、かつ耐久性の高い光記録媒体を提供できる。
【００１３】
或いは、本発明の第２の態様に係る光記録媒体の製造方法において、あらかじめ、酸素ガス雰囲気中で前記光入射側表面の低圧プラズマ処理を行った後、前記フッ化炭素基を含む化合物のガス雰囲気中で前記光入射側表面を低圧プラズマ処理してもよい。
あらかじめ、酸素ガス雰囲気中で、次いでフッ化炭素基を含むガス雰囲気中で光入射側表面を低圧プラズマ処理すると、防汚性が高く、かつ耐久性の高い光記録媒体を効率よく提供できる。
【００１４】
本発明の第２の態様に係る光記録媒体の製造方法において、前記フッ化炭素基を含む化合物として、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、ヘキサフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６）、テトラフルオロエチレン（Ｃ２Ｆ４）、及びトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）のうち１又は複数を用いることが好ましい。
これらのフッ化炭素基を含む化合物は比較的安価に入手可能であるため、光記録媒体の製造コストを低減できる。
【００１５】
本発明において、光記録媒体の具体例としては、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ、光磁気記録媒体等が挙げられる。
【００１６】
また、光記録媒体の光入射面側表面は、通常、透明樹脂やゾル−ゲル膜でハードコートされている。したがって、傷は付きにくいが、指紋や皮脂等が付着しやすく、防汚性の付与が強く求められており、本発明を好適に適用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、光記録層を損なうことなく種々の光記録媒体の表面保護層の光入射面側表面に、省資源、省エネルギー、かつ低コストで撥水撥油防汚機能を付与することが可能である。
【００１８】
本発明に係る光記録媒体は、高い防汚性、耐久性、人体及び環境に対する安全性を併せ持ち、半永久的に防汚性を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光記録媒体の表面保護層の断面構造の説明図である。
【図２】同光記録媒体の製造方法の説明図で、（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、フッ化炭素基を有する化合物のガス雰囲気中での低圧プラズマ処理前及び処理後の表面保護層の光入射面側表面近傍を分子レベルまで拡大して模式的に表した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
【００２１】
本発明の一実施の形態に係る光記録媒体の表面保護層（以下、「表面保護層」と略称することがある。）１０は、水素原子の一部又は全部がフッ素原子及びフッ化炭素基のいずれか一方又は双方で置換された炭化水素基１１（図１中では、模式的に網かけを付している）を透明樹脂製の表面保護層の一例であるポリカーボネート表面保護層１２の光入射面側表面に有する。ポリカーボネート表面保護層１２は、図２（ａ）に示すように、表面が炭化水素基１３で被われている。低圧プラズマ処理後の表面保護層１０の光入射面側表面において、図２（ｂ）に示すように、低圧プラズマ処理前のポリカーボネート表面保護層１２の表面を被う炭化水素基１３の水素原子の一部が、フッ化炭素基の一例であるトリフルオロメチル基１４で置換されている。
【００２２】
表面保護層１０は、フッ化炭素基を含む化合物のガス雰囲気中で、ポリカーボネート表面保護層１２の光入射面側表面を低圧プラズマ処理することにより製造される。
フッ化炭素基を含む化合物のガス雰囲気中で高周波放電によりプラズマを発生させると、フッ素ラジカル（・Ｆ）や、トリフルオロメチルラジカル（・ＣＦ３）等のフッ化炭素ラジカルが生成する。これらのラジカルが、ポリカーボネート表面保護層１２の表面の炭化水素基の水素原子をトリフルオロメチル基１４で置換する（図２（ｂ））。或いは、テトラフルオロエチレン等の不飽和結合を有する化合物を含むガスを用いる場合には、プラズマ重合により炭素数の大きいパーフルオロアルキル基も生成しうる。
【００２３】
低圧プラズマ処理には、プラズマ表面処理や低温灰化等に使用可能な任意のプラズマ処理装置を用いることができる。チャンバーの形態の具体例としては、流通管型、ベルジャー型等が挙げられ、講習は放電のための電極の形態としては、平行平板型、同軸円筒型、円筒、球等の曲面対向平板型、双曲面対向平板型、複数の細線対向平板型等の電極が挙げられる。高周波電流は、容量結合形式、外部電極を用いた誘導形式のいずれによっても印加可能である。高周波電源の出力は、基材の材質及び大きさ、用いられるフッ化炭素基を含む化合物の種類、添加されるガスの種類及び体積分率、チャンバーの容量及び圧力等によって適宜調節されるが、例えば１０〜２５０Ｗである。
【００２４】
なお、使用可能なことを確認できたフッ化炭素基を含む化合物としては、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６，Ｃ２Ｆ４、ＣＨＦ３等がある。原理的には、ＣＦ３基を含み常温常圧で液体である化合物であっても、低圧プラズマ処理条件下でガス化できれば使用可能である。なお、このとき、微量（０．１〜５体積％）のＡｒやＨｅ等を混合しておくと、放電を安定化させる効果がある。
【００２５】
また、酸素を微量（０．１〜１５体積％）含ませておくと、樹脂表面を酸化しながらＣＦ３基で置換することになり、処理効率を上げる効果がある。或いは、予め酸素ガス雰囲気中で低圧プラズマ処理を行い、表面の酸化エッチングを行った後にフッ化炭素基を含む化合物のガス雰囲気中で低圧プラズマ処理を行ってもよい。
【００２６】
また、本実施の形態では、表面保護層としてポリカーボネート表面保護層１２を例に挙げて説明したが、基材としては、表面に炭化水素基を含む樹脂を有するものであればどのようなものでも使用可能である。表面保護層の表面に存在する樹脂は、表面保護膜、偏光フィルター等としての機能を有するものであってもよい。或いは、これらの樹脂が、ガラス等の透明基材の光入射面側表面上に貼着されたものを表面保護層として用いてもよい。
【００２７】
樹脂の具体例としては、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリマーアロイ、ポリメチルペンテン、アイオノマー樹脂、アクリル樹脂、アセチルセルロース、アルキド樹脂、ＡＳ樹脂、液晶ポリマー、エチレンプロピレンゴム、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、その他エンジニアリングプラスチック等が挙げられる。
【００２８】
表面保護層１０の光入射面側表面の表面粗さは、可視光の最短波長以下の４００ｎｍ以下、より好ましくは３６０ｎｍ以下、更により好ましくは３００ｎｍ以下である。表面保護層１０表面の凹凸の形状は、入射光の回折や乱反射等によりポリカーボネート表面保護層１２の光学的特性を損なわない限り特に制限されず、規則的な形状であっても、不規則な形状であってもよい。一般に表面粗さが前記範囲内であれば、ポリカーボネート表面保護層１２の表面特性を悪化させることなく、低圧プラズマ処理後の表面の疎水性を更に向上できると共に、ポリカーボネート表面保護層１２の透明度等の可視光に対する光学特性を損なうことがない。表面粗さ及び凹凸の大きさは、表面粗さ計、３次元計測器等の任意の公知の方法を用いて測定することができる。また、凹凸の大きさについては、実体顕微鏡又は電子顕微鏡写真を用いた画像解析により測定することもできる。
【００２９】
ポリカーボネート表面保護層１２の表面を、上記範囲内の表面粗さ及び凹凸の大きさを有するように粗面化する方法としては、サンドブラスト、機械研磨、及びクロム酸混液、リン酸、アルカリ等による化学処理等の任意の公知の方法を用いて予め粗面化しておいてもよいが、酸素ガスを含む雰囲気中で低圧プラズマ処理を行う際に、所望の表面粗さ及び凹凸の大きさを有する表面が得られるようにプラズマ処理の条件を適宜調節してもよい。
【００３０】
光記録媒体の具体例としては、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ、光磁気記録媒体等が挙げられる。
【実施例】
【００３１】
本発明の特徴及び作用効果を確認するために行った実施例について以下に説明する。
実施例１：透明アクリル樹脂基板を用いた光記録媒体用表面保護層の製造実験
まず、透明アクリル樹脂基板（直径１１．５ｃｍ）をエタノールで洗浄後、表１に示す条件（条件１）の下で、酸素ガス雰囲気中での低圧プラズマ処理（Ｏ２プラズマ処理）を行った。次いで、表２に示す条件（条件２）の下で、酸素を含むテトラフルオロメタン（ＣＦ４）雰囲気中でプラズマ処理を行った。なお、表１及び表２において流量の単位として用いているｓｃｃｍは非ＳＩ単位であり、１ｓｃｃｍ＝１．６９×１０−４Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃである。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
【表２】
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【００３４】
このようにして得られた撥水撥油防汚処理を行った透明アクリル樹脂基板の水滴接触角を測定した。測定は、同一サンプル上の異なる５点（Ｉ〜Ｖ）で行った。測定結果は下記の表３に示すとおりである。なお、表３において、「Ｃ．Ａ．」は接触角（ｃｏｎｔａｃｔ  ａｎｇｌｅ）を意味し、「Ａｖｇ．」及び「Ｓ．Ｄ．」はそれぞれ、平均値及び標準偏差を意味する。なお、処理前のアクリル樹脂基板の水滴接触角は７５．０度であった。
【００３５】
【表３】
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【００３６】
全てのサンプルについて水滴接触角の著しい増大が観測された。これは、図２（ｂ）に示した様に、アクリル樹脂基板表面の炭化水素基が、プラズマ中で発生した・ＣＦ３ラジカルと反応して、水素原子が−ＣＦ３基と置換され、表面に多数のＣＦ３基が結合したことにより、表面の撥水性が向上したことによると考えられる。
【００３７】
なお、ここで、Ｏ２プラズマ処理は、アクリル樹脂基板表面をクリーニングする作用と、部材表面を粗面化する作用があり、高周波電源のパワーや処理時間を任意に制御することで、表面粗さを数ナノメートルから数百ミクロンの範囲で制御でき、それによっても最終の水滴接触角を１６５〜１００度程度まで制御できた。特に、水滴接触角を１５０度以上になる様に制御しておけば、極めて表面エネルギーが低く、高性能な撥油防汚性部材を製造できた。また、表面粗さを、可視光の波長以下（例えば、４００ｎｍ）にしておくと、基材として用いたアクリル樹脂基板の透明度を損なうことはなかった。
【００３８】
また、ＣＦ４以外にも、Ｃ２Ｆ６、Ｃ２Ｆ４、ＣＨＦ３等のＣＦ２基又はＣＦ３基を含む化合物が同様に使用できた。
【００３９】
実施例２：透明ポリエチレンテレフタレート樹脂基板を基材とする光記録媒体の表面保護層の製造
実施例１と同様に、まず、透明ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂基板をエタノールで洗浄後、表１に示した条件（条件１）の下で、Ｏ２プラズマ処理を行った。次いで、フッ化炭素基を含む化合物としてヘキサフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６）を用い、高周波電源のパワーを２５０Ｗ、処理時間を５分とした以外は、表２に示したのと同様の条件下で、低圧プラズマ処理を行った。その後、接触角を測定してみると、サンプルの水滴接触角は、１４７度であった。
なお、他のフッ化炭素基を含む化合物を用いた場合でも、ＣＦ２基又はＣＦ３基を含めば、同様の効果があることが確認できた。
【００４０】
実施例３：透明ポリカーボネート基板を基材とする光記録媒体の表面保護層の製造
実施例１及び２と同様に、まず、透明ポリカーボネート基板をエタノールで洗浄後、表１に示した条件（条件１）の下で、Ｏ２プラズマ処理を行った。次いで、フッ化炭素基を含む化合物としてヘキサフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６）を用い、高周波電源のパワーを２５０Ｗ、処理時間を５分とした以外は、表２に示したのと同様の条件下で、低圧プラズマ処理を行った。その後、接触角を測定してみると、サンプルの水滴接触角は、１４５度であった。
なお、他のフッ化炭素基を含む化合物を用いた場合でも、ＣＦ２基又はＣＦ３基を含めば、同様の効果があることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明を適用できる光記録媒体は、ＣＤやＤＶＤ、ブルーレイディスク（登録商標）、光磁気記録媒体等がある。
具体的には、ＣＤ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ、ブルーレイディスク等のＣＤやＤＶＤ、ブルーレイディスクプレイヤー、ドライブ、や光磁気記録装置に使用される記録媒体が考えられる。
【符号の説明】
【００４２】
１０：光記録媒体の表面保護層
１１：水素原子の一部一部又は全部がフッ素原子及びフッ化炭素基のいずれか一方又は双方で置換された炭化水素基
１２：ポリカーボネート表面保護層
１３：炭化水素基
１４：トリフルオロメチル基
【図１】
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【図２】
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