(57)【要約】  光学データ記憶媒体は、(a)  基板；(b)  基板(a)上の少なくとも1つのデータ層；および、(c)  データ層(b)上の少なくとも1つの透明保護層を含み、上記透明保護層は、放射線硬化性アクリレート組成物から形成され、かつ、その硬化の際に、約500MPa以下の弾性率、約8パーセント未満の収縮、約5パーセント未満の引掻抵抗および約20〜約60℃のTgを示す。【選択図】  図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)  基板；
(b)  基板(a)上の少なくとも1つのデータ層；および、
(c)  データ層(b)上の少なくとも1つの透明保護層；
を含み、上記透明保護層が、放射線硬化性アクリレート組成物から形成され、かつ、その硬化の際に、約500MPa以下の弾性率、約8パーセント未満の収縮、約5パーセント未満の引掻抵抗および約20〜約60℃のTgを示す光学データ記憶媒体。
【請求項２】
透明保護層(c)が、約250MPa以下の弾性率、約5パーセント未満の収縮、約2パーセント未満の引掻抵抗および約35〜50℃のTgを有する、請求項1に記載の光学データ記憶媒体。
【請求項３】
少なくとも約10パーセントの破断時の伸びを有する、請求項1に記載の光学データ記憶媒体。
【請求項４】
少なくとも約25パーセントの破断時の伸びを有する、請求項2に記載の光学データ記憶媒体。
【請求項５】
透明保護層(c)が、少なくとも約90パーセントの光透過率を示す、請求項1に記載の光学ディスク。
【請求項６】
透明保護層(c)が、少なくとも約95パーセントの光透過率を示す、請求項1に記載の光学ディスク。
【請求項７】
透明保護層(c)を通過してデータ層(b)までデータ読みレーザ光線を反射するための金属性反射層(d)を有し、透明保護層(c)が、追加的に、金属性反射層(d)の腐蝕の発生率を低下させるための抗指紋特性を有する、請求項１に記載の光学データ記憶媒体。
【請求項８】
透明保護層(c)が、その上への指紋引掻から、約2分未満の回復を示す、請求項1に記載の光学データ記憶媒体。
【請求項９】
透明保護層(c)が、その上への指紋引掻から、約1分未満の回復を示す、請求項1に記載の光学データ記憶媒体。
【請求項１０】
1.5重量パーセント以下の水分吸収、グリセロールトリオレエートとの接触角少なくとも約30°、約1×10-14 オーム以下の表面抵抗率、老化に続く反射率の変化約20パーセント未満および相対的な複屈折約20未満を示す、請求項1に記載の光学データ記憶媒体。
【請求項１１】
老化試験に続くティルトの変化の絶対値約0.8°以下、湿潤衝撃試験に続くティルトの変化の絶対値約0.8°以下、および熱衝撃試験に続くティルトの変化の絶対値約0.8°以下を示す、請求項1に記載の光学データ記憶媒体。
【請求項１２】
老化試験に続くティルトの変化の絶対値約0.5°以下、湿潤衝撃試験に続くティルトの変化の絶対値約0.5°以下、および熱衝撃試験に続くティルトの変化の絶対値約0.5°以下を示す、請求項1に記載の光学データ記憶媒体。
【請求項１３】
CD、DVD、DHD、DVDまたはBDである、請求項1に記載の光学データ記憶媒体。
【請求項１４】
CD、DVD、DHD、DVDまたはBDである、請求項2に記載の光学データ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明保護層または塗膜を有する光学記憶媒体、例えば、光学ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
データ記憶密度が、光学データ記憶媒体、例えば、コンパクトオーディオディスク(CD)、ディジタルバーサタイルディスク(DVD)およびさらに最近の高品位ディジタルバーサタイルディスク(HD DVD)およびブルーレイディスク(Blu-ray discs)(BD)(ディスクを読み書きするために使用される青-紫レーザゆえにかく呼ばれる)において増加するにつれて、ディスクの透明性または光透過性または層についての性能要件が益々厳格となりつつある。読み書き波長が短く進歩しつつある光学ディスク、特に、前述のBDは、際立った努力の成果を有する対象である。BDは、数年内にビデオテープおよび低データ記憶密度DVDに取って代わることが期待されている。BDフォーマットは、また、コンピュータデータ記憶および高品位映画にとっての光学的標準(optical standard)となりつつある。
【０００３】
典型的な光学ディスクは、比較的厚いディスク形状の熱可塑性樹脂基板；金属性反射層；データ層；および、透明保護層を含む。BDの場合、保護層は、単一層または二重層タイプを有することができ、両タイプの合計厚さは、約100μmである。
【０００４】
2層構造において、第1の97μm透明層が、データ層上に形成され、続いて、第2の3μmの透明硬質塗膜層(hardcoat layer)が、第1の透明層上に形成される。第1の97μm透明層は、耐磨耗性または引掻抵抗を生じないけれども、第2の3μm透明層は、これらの必要とされる特性を生じさせることを意図する。
【０００５】
前述の2層構造から耐摩耗性および引掻抵抗性を生ずる単一層保護塗膜への遷移は、それにより、ディスクアセンブリー処理操作が著しく単純化されるので、望ましいだろう。
【０００６】
耐摩耗性および引掻抵抗は、通常、硬化(すなわち、重合)プロセスの間に、高度に架橋する放射線硬化性アクリレート組成物から透明保護層を形成することにより達成することができる。しかし、大部分のポリマー形成組成物は、重合の際に、収縮を受けるだろう。硬化された保護塗膜の収縮は、それと基板との間に応力を誘発し、したがって、ディスクにティルトを生ずる。関係するデータ密度が高く、レーザ光の必要とされる要求精度のために、特に、BDの場合に、過度のティルトは、回避する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、硬化の間に最小の収縮を受けかつ周囲温度の変動の間に寸法安定性を保持し、かくして、高レベルの耐磨耗性および引掻抵抗を示しつつ、過度のティルトを回避する、透明保護層を有する光学データ記憶媒体、例えば、CD、DVD、HD、DVDおよびBDを提供することである。
【０００８】
本発明の具体的な目的は、低い弾性率（modulus）、かつ、有益なことには、高い弾性の透明保護層を有する光学データ記憶ディスクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の概要
本発明の前述およびその他の目的に従えば、
(a)  基板；
(b)  基板(a)上の少なくとも1つのデータ層；および、
(c)  データ層(b)上の少なくとも1つの透明保護層；
を含み、上記透明保護層が、放射線硬化性アクリレート組成物から形成され、かつ、その硬化の際に、約500MPa以下の弾性率、約8パーセント未満の収縮、約5パーセント未満の引掻抵抗および約20〜約60℃のTgを示す光学データ記憶媒体が提供される。
【００１０】
透明保護層(c)は、重合の間に比較的小さい収縮を経験し、かなり厳格な制限内のまま温度および湿度の毎日および季節的な変動の間に膨張および収縮を受け、硬いもの、例えば、金属対象物による磨耗および引掻抵抗に耐える。圧力を印加するとき、塗膜は、変形しやすく、圧力を解除するとき、塗膜は、回復し、それによって、引掻を回避する。
【００１１】
発明の詳細な説明
図1において示すように、光学データ記憶媒体10は、少なくとも1つの基板層20、少なくとも1つのデータ層30、少なくとも1つの反射層40および少なくとも1つの透明、すなわち、光透過性保護層50を含め、数種の層からなる。
【００１２】
本開示の文脈において、典型的な光学データ記憶媒体は、概して、予め決められた厚さの重ね合わされた水平層に組み合わされた幾つかの高分子成分を有するが、それらの特定の値は、データ記憶媒体の特定の特性および要件に依存する。光学データ記憶媒体の大半の成分は、基板層(図1の部分20)である。その基板層は、典型的には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂およびそれらのいずれかの組み合わせからなる群より選択される少なくとも1つを含む高分子材料からなる。付加および縮合ポリマーの両方ともこの基板層に適している。
【００１３】
本明細書で使用する場合、“熱可塑性ポリマー”という用語は、また、当分野で、熱可塑性樹脂とも称し、加熱するとき、繰り返し軟化し、冷却するとき、繰り返し硬化するであろう巨大分子構造を有する材料と定義される。有用な熱可塑性ポリマー類の例としては、スチレン、アクリル類、ポリエチレン類、ビニル類、ナイロン類およびフルオロカーボン類が挙げられる。
【００１４】
本明細書で使用する場合、“熱硬化性ポリマー”という用語は、また、当分野で、熱硬化性樹脂と称され、最初に、加圧下で加熱するとき、固化し、再溶融または再成形すると、必ずや、その本来の特性が破壊される材料と定義される。有用な熱硬化性ポリマー類の例としては、エポキシド類、メラミン類、フェノール類および尿素類が挙げられる。
【００１５】
有用な熱可塑性ポリマー類の例としては、オレフィン誘導ポリマー類(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびそれらのコポリマー類)、ポリメチルペンタン；ジエン誘導ポリマー類(例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレンおよびそれらのコポリマー類)、不飽和カルボン酸類およびそれらの官能性誘導体のポリマー類(例えば、アクリル系ポリマー類、例えば、ポリ(アルキルアクリレート類)、ポリ(アルキルメタクリレート類)、ポリアクリルアミド類、ポリアクリロニトリルおよびポリアクリル酸)、アルケニル芳香族ポリマー類(例えば、ポリスチレン、ポリ-アルファ-メチルスチレン、ポリビニルトルエンおよびゴム改質ポリスチレン類)、ポリアミド類(例えば、ナイロン-6、ナイロン-6,6、ナイロン-1,1およびナイロン-1,2)、ポリエステル類；ポリケトン類；ポリカーボネート類；ポリエステルカーボネート類；ポリエーテル類、例えば、芳香族ポリエーテル類、ポリアリーレンエーテル類、ポリエーテルスルホン類、ポリエーテルケトン類、ポリエーテルエーテルケトン類、ポリエーテルイミド類；ポリアリーレンスルフィド類、ポリスルホン類、ポリスルフィドスルホン類；および、液晶ポリマー類が挙げられる。1つの実施態様において、基板層は、熱可塑性ポリエステルを含む。熱可塑性ポリエステル類の適した例としては、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(1，4-ブチレンテレフタレート)、ポリ(1,3-プロピレンテレフタレート)、ポリ(シクロヘキサンジメタノールテレフタレート)、ポリ(シクロヘキサンジメタノール-コ-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(ブチレンナフタレート)およびポリアリーレート類が挙げられるが、これらに限定されるものではない。例えば、基板層は、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリケトン、ポリアミド、芳香族ポリエーテル、ポリエーテル-スルホン、ポリエーテル-イミド、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィドおよびそれらのいずれかの組み合わせを含むことができる。
【００１６】
もう1つの実施態様において、基板層は、熱可塑性エラストマーポリエステル(TPE)を含む。本明細書で定義する場合、熱可塑性エラストマーは、熱可塑性材料として加工されうるが、また、慣用的な熱硬化性樹脂の若干の特性を有する材料である。熱可塑性エラストマーポリエステル類の適当な例としては、ポリエーテルエステル類、ポリ(アルキレンテレフタレート)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(アルキレンオキシド)のソフトブロックセグメント、特にポリ(エチレンオキシド)およびポリ(ブチレンオキシド)のセグメントを含有するポリエーテルエステル類；ポリエステルアミド類、例えば、芳香族ジイソシアネートとジカルボン酸およびカルボン酸末端基を有するいずれかのポリエステルとの縮合によって合成されるポリエステルアミド類が挙げられる。
【００１７】
場合によっては、基板層としては、少なくとも1つの誘電層、少なくとも1つの絶縁層またはそれらのいずれかの組み合わせを挙げることができる。誘電層は、加熱コントローラとして使用されることが多く、典型的には、厚さ約200Å〜約1,000Åを有する。適した誘電層としては、ニトリド層(例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム)、オキシド層(例えば、酸化アルミニウム)、カーバイド層(例えば、炭化ケイ素)；および、前述の少なくとも1つを含むいずれかの組み合わせ；ならびに、周囲の層と反応しないいずれかの相溶性材料が挙げられる。
【００１８】
典型的な光学ディスクは、少なくとも1つのデータ層(図1の部分30)を含む。データ層は、場合によっては、光学的に回復可能なデータを記憶しうるいずれかの材料、例えば、光学層またはマグネト-オプチック層(magneto-optic layer)から製造することができる。典型的なデータ層の厚さは、約600Åまでである。1つの実施態様において、データ層の厚さは、約300Åまでである。データ記憶媒体に記憶されうる情報は、データ層の表面上に直接刻印されうるかまたは基板層の表面上に析出させた媒体に記憶される。適したデータ記憶層は、典型的には、酸化物類(例えば、酸化ケイ素)、希土類元素-遷移金属合金、ニッケル、コバルト、クロム、タンタル、白金、テルビウム、ガドリニウム、鉄、ホウ素、有機染料(例えば、シアニンまたはフタロシアニンタイプの染料)、無機相変換化合物(例えば、TeSeSnまたはInAgSb)；および、前述の少なくとも1つを含むいずれかの合金または組み合わせからなる群より選択される少なくとも1つの材料によって構成される。
【００１９】
反射金属層(図1の部分40)は、データの回復を可能するのに十分なエネルギー量を反射するのに十分な厚さを有する必要がある。典型的には、反射層は、約700Åまでの厚さを有する。1つの実施態様において、反射層の厚さは、約300Å〜約600Åである。適した反射層としては、アルミニウム、銀、金、チタン；および、前述の少なくとも1つを含む合金および混合物が挙げられる。
【００２０】
透明保護層(図1の部分50)は、放射線硬化性アクリレート組成物の放射線硬化により得られる。本発明の1つの実施態様によれば、放射線硬化性アクリレート組成物は、
(a)  数平均分子量少なくとも約400/アクリレート基を有しかつ約40℃以下のTgを有する少なくとも1つのウレタンポリアクリレート；
(b)  少なくとも約50℃のTgを有する少なくとも1つの架橋ポリアクリレート；
(c)  少なくとも1つの疎水性モノアクリレート；および、
(d)  少なくとも1つの光開始剤；
を含む。
【００２１】
本明細書において使用する場合、“アクリレート”という用語は、“アクリレート”および“メタクリレート”官能基を包含する。
【００２２】
“ポリアクリレート”という用語は、少なくとも2つのアクリレート官能基を有するアクリレート、例えば、ジアクリレート、トリアクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレート等を称す。
【００２３】
“Tg”という用語は、その用語が使用されるアクリレートから誘導される樹脂のガラス転移温度を称す。かくして、約40℃以下のTgを有する前述の放射線硬化性アクリレート組成物におけるウレタンポリアクリレート(a)の説明は、少なくとも1つのウレタンポリアクリレート(a)の重合から誘導される樹脂のガラス転移温度が約40℃以下であることを意味すると理解されるべきである。同様に、少なくとも約50℃のTgを有する放射線硬化性アクリレート組成物における架橋ポリアクリレート(b)の説明は、少なくとも1つの架橋ポリアクリレート(b)の重合から誘導される樹脂のガラス転移温度が少なくとも約50℃であることを意味すると理解されるべきである。
【００２４】
“硬化性”という用語は、ここで、1つ以上の硬化性モノマーを含む組成物の、例えば、組成物の少なくとも“未処理”強度に対する完全または部分的な硬化を意味すると理解されるべきであり、その硬化は、公知および慣用的な処理操作に従い、いずれかの適当な手段、例えば、加熱硬化、UV、E-ビーム等による硬化により達成される。
【００２５】
本明細書において放射線硬化性アクリレート組成物の硬化に続き、ウレタンポリアクリレート(a)が、生ずる樹脂の構造においてその他のアクリレートモノマーと化学的に一体となるとき、それは、光学データ記憶媒体の保護塗膜として使用するのに特に望ましいそれに対する幾つかの特性に寄与する。とりわけ、これら特性は、良好な耐摩耗性および引掻抵抗であり、収縮を低下させ、柔軟性を高める。
【００２６】
ウレタンポリアクリレート(a)は、有益には、1つの実施態様において、数平均分子量少なくとも約600/アクリレート基、もう1つの実施態様において、数平均分子量少なくとも800/アクリレート基、および、なおもう1つの実施態様において、約30℃以下のTgを有するジアクリレートまたはトリアクリレートである。これらおよびその他の有用なウレタンポリアクリレート類は、公知であり、概して、イソシアネート末端ポリウレタン(それ自体は、ポリオール、例えば、ポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオールと幾分モル過剰の有機ポリイソシアネートとの反応から得られる)とヒドロキシル末端アクリレート、例えば、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート等との反応により得られる。イソシアネート末端ポリウレタンとヒドロキシル末端アクリレートとの当モル反応を仮定すると、ウレタンポリアクリレート中のアクリレート基の平均数は、イソシアネート末端ポリウレタン中のイソシアネート基の平均数に対応するであろう。
【００２７】
脂肪族ポリエステルベースのウレタンジアクリレート類およびトリアクリレート類が本明細書において使用するのに特に適当であり、とりわけ、Rahn US Corp.，Sartomer Company，Inc.，Cytec Industries Inc.およびBomar Specialties Co.のような数社から市販入手可能である。低粘度アクリレート類で希釈して、それらの粘度を低下させたウレタンポリアクリレート類もまた有用であり、例えば、Ebecryl 230(粘度約40,000cpsを有する脂肪族ウレタンジアクリレート)、Ebecryl 244(10重量%の1,6-ヘキサンジオールジアクリレートで希釈した脂肪族ウレタンジアクリレート)、Ebecryl 284(10重量%の1,6-ヘキサンジオールジアクリレートで希釈した脂肪族ウレタンジアクリレート)、これらは、全て、UCB Chemicalsから入手可能であり、また、CN-963A80(20重量%トリプロピレングリコールジアクリレートとブレンドされた脂肪族ウレタンジアクリレート)、CN-966-A80(20重量%トリプロピレングリコールジアクリレートとブレンドされた脂肪族ウレタンジアクリレート)、CN-982A75(25重量%トリプロピレングリコールジアクリレートとブレンドされた脂肪族ウレタンジアクリレート)およびCN-983(脂肪族ウレタンジアクリレート)、これらは、全て、Sartomer Corp.から入手可能である。
【００２８】
概して、放射線硬化性アクリレート組成物中のウレタンアクリレート(a)の量は、上記した硬化された樹脂に望ましい特性、特に、良好な耐摩耗性および引掻抵抗、収縮の減少および柔軟性の向上を付与するのに十分であろう。
【００２９】
架橋ポリアクリレート(b)は、粘着性の低下、ガラス転移温度(Tg)の上昇、ガス、特に、水蒸気透過性の減少を含め、硬化された樹脂の幾つかの有用な特性を付与するか特性に寄与する。特に良好な結果を提供することが見出されている架橋ポリアクリレート(b)の1つの類は、1つの実施態様において、アルコキシ化されたフェノール性ジアクリレート類であり、これらは、平均分子量約400/アクリレート基未満を、もう1つの実施態様において、350/アクリレート基未満を、なおもう1つの実施態様において、少なくとも約60℃のTgを有する。このタイプの具体的なジアクリレート類としては、エトキシル化された(1)ビスフェノールAジアクリレート、エトキシル化された(1)ビスフェノールAジメタクリレート、エトキシル化された(2)ビスフェノールAジアクリレート、エトキシル化された(2)ビスフェノールAジメタクリレート、エトキシル化された(3)ビスフェノールAジアクリレート、エトキシル化された(3)ビスフェノールAジメタクリレート、エトキシル化された(4)ビスフェノールAジアクリレート、エトキシル化された(4)ビスフェノールAジメタクリレート等；および、それらの混合物が挙げられる。
【００３０】
概して、架橋ポリアクリレート(b)は、全モノマー混合物の重量基準で、第1の実施態様において、約10〜約50重量パーセントのレベル、第2の実施態様において、約15〜約35重量パーセントのレベル、存在するのがよい。
【００３１】
放射線硬化性アクリレート組成物中の疎水性モノアクリレート(c)は、また、硬化された樹脂の低い水蒸気および水分吸収特性に寄与する。光学ディスクにおいて、水蒸気および水分は、それらが反射層の一体性、したがって、記録されたデータの読みやすさを低下させるので、水蒸気および水分の透過性を最小とすることが特に重要である。有用な疎水性モノアクリレート類としては、脂肪族アルコール類、例えば、脂環式(単環式、二環式等)および長鎖脂肪族(例えば、約8〜約22個の炭素原子の鎖長)種から誘導される疎水性モノアクリレートが挙げられる。有用な疎水性脂環式モノアクリレート類(c)としては、イソボルニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、4-t-ブチルシクロヘキシルアクリレート、ジヒドロジシクロペンタジエニルアクリレート等；および、それらの混合物が挙げられる。有用な疎水性長鎖脂肪族モノアクリレート類(c)としては、ヘプチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソデシルアクリレート、トリデシルアクリレート、ラウリルアクリレート等；および、それらの混合物が挙げられる。
【００３２】
アクリレート含有組成物の硬化に従来使用されているいずれの光開始剤も、本明細書において光開始剤(d)として使用することができる。使用することのできる有用な光開始剤の例としては、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパン-1-オン；および、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルアセトンとジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド類とのブレンドが挙げられる。光開始剤は、放射線硬化性アクリレート組成物の約0.25〜約10重量パーセントの量存在するのがよく、有利には、その中に、約2〜約5重量パーセント存在するのがよい。
【００３３】
全体として配合された放射線硬化性アクリレート組成物の粘度は、溶剤またはその他の非反応性粘度低下成分を必要とすることなく、その使用を促進する程度である。概して、本明細書の放射線硬化性組成物は、25℃での粘度約500〜約5000cps、有利には、25℃での粘度約1000〜約3000cpsを有するのがよい。
【００３４】
本発明の放射線硬化性アクリレート組成物は、それより得られる硬化された樹脂になお追加の望ましい特性を付与するために、1つ以上の任意の成分を含有するのがよい。添加剤の1つの特に有用な類は、界面活性剤、特に、放射線硬化性アクリレート組成物に添加されるときに、硬化される樹脂に1つ以上の追加の望ましい特性、例えば、指紋抵抗(すなわち、耐指紋適応性)およびその他の種類の汚れに対する耐性、耐摩耗性改良および塗膜均一性改良のための表面滑り性の増大、または、レベリングを付与するシリコーン界面活性剤およびペルフルオロ界面活性剤である。概して、界面活性剤は、放射線硬化性アクリレート組成物中に約0.05〜約10重量パーセントのレベルで、有利には、約0.1〜約2重量パーセントのレベルで存在するのがよい。1つの実施態様において、シリコーン界面活性剤、例えば、シリコーンポリエーテル界面活性剤；および、もう1つの実施態様において、ペルフルオロポリエーテル界面活性剤は、硬化された樹脂に耐指紋特性を付与するために使用することができる。例えば、Silwet L7657(General Electric)は、ポリエーテル部分がポリ(エチレンオキシド)鎖であるシリコーンポリエーテル界面活性剤であり、Zonyl FSN(DuPont)は、U.S.特許No．5,609,990に開示されているペルフルオロポリエーテルであり、これらの内容は、本明細書において参考とすることにより組み込むが、前述の量以内で使用して、硬化された樹脂に耐指紋適応性を付与するが、その樹脂が光学データ記憶媒体の透明保護層として機能するとき、特に望ましい特性である。
【００３５】
前述の放射線硬化性アクリレート組成物から得られる硬化された樹脂は、それが本発明に従う光学データ記憶媒体の保護塗膜として機能することを可能とするレベルの透明度を有するであろう。かくして、例えば、硬化されたアクリレート塗膜は、UV-可視分光光度計により測定して、第1の実施態様において、少なくとも約90パーセント、第2の実施態様において、少なくとも、約95パーセントの透明度を示すであろう。
【００３６】
本明細書において硬化された樹脂は、約500MPa以下の引張り弾性率、有利には、約250MPa以下の引張り弾性率として理解されるように、特徴的に低い弾性率を示す。その他の実施態様において、硬化された樹脂は、また、少なくとも約10パーセントの破断時の伸び（破断点伸び）、有利には、少なくとも約25パーセントの破断時の伸びとして理解されるように、高い弾性も示す。
【００３７】
硬化された樹脂のその他の有用な特性としては、約8パーセント未満の収縮、有利には、約5パーセント未満の収縮が挙げられ、引掻抵抗は、テーバー磨耗試験に続く曇り度の変化約5パーセント未満、有利には、約2パーセント未満；および、約20〜約60℃のTg、有利には、約35〜約50℃のTgを有する。
【００３８】
硬化された樹脂のなおその他の望ましい特性としては、約1.5重量%以下の水分吸収(吸水)、グリセロールトリオレエートの接触角少なくとも約30°、有利には、少なくとも約45°、約1×10-14オーム以下の表面抵抗率、加速された老化試験（aging test）に続く反射率の変化約20パーセント未満、有利には、約10パーセント未満、初期および加速された老化試験に続く相対的な複屈折率約20未満、有利には、約15未満が挙げられる。
【００３９】
硬化された樹脂層は、公知および慣用的な処理操作のいずれかを使用し、本発明の光学データ記憶ディスク上に形成することができる。1つの実施態様において、硬化された樹脂層は、スピンコーティングおよび、場合によっては、スピンコーティング操作の間またはそれに続いて、スピンコーティングの公知の処理操作を使用し、例えば、上記したように、ディスクに放射線硬化性塗膜組成物の塗膜を予め決められた厚さに塗被し、組成物の硬化を達成するであろう条件下、放射線、例えば、UV光にその組成物を暴露することにより達成される。1つの実施態様において、放射線硬化性組成物は、スピン速度約500〜約3000rpmを約1〜30秒間使用してディスク表面に塗被し、その後、硬化させる。典型的な硬化操作は、1.384〜2.8W/cm2および適用量0.304〜2J/cm2の範囲の硬化強度を有するFusion DまたはHバルブまたはキセノンフラッシュバルブの使用を含む。
【００４０】
透明保護層の厚さは、それが塗被される基板の性質およびその層の機能的要件に依存して、かなり広範な範囲にわたって変化させることができる。光学データ記憶媒体の場合に、この層の厚さは、個々のタイプのデータ記憶媒体に依存して、約50〜約200μm、一般的に、約70〜約120μmで変化させることができる。BDの特別な場合に、透明保護層の厚さは、約100μmのオーダーであろう。
【００４１】
硬化性樹脂の全体の所望される厚さは、単一操作または一連のスピンコーティング/硬化サイクルにて生じさせることができ、所望される厚さは、2つ以上の工程で構築される。後者の場合、次の層を塗被する前に1つの層を部分的にのみ硬化させるのが有益であり、最後の層の析出に続いてのみその硬化を完了させるのがよい。本発明は、また、保護層の最上部部分のみ、例えば、保護層の最上部2〜10μmのみを生じさせるために放射線硬化性アクリレート組成物を使用し、保護層の大部分は、従来公知のいずれかの放射線硬化性組成物により生じさせ、光学ディスクの透明保護塗膜を生じさせることもできる。
【００４２】
光学データ記憶媒体の表面上にアクリレート硬化性塗膜組成物を重ねるために使用される技術に関わらず、特に、高品位光学ディスク、例えば、BDの場合に、塗被された組成物の高度に均一な厚さ、したがって、生ずる硬化された樹脂の厚さの高度に均一な厚さを維持することが望ましい。1つの実施態様において、塗膜の均一性は、合計平均塗膜厚さの約5パーセント以内で、有利には、約3パーセント以内であるべきである。
【００４３】
本発明に従う透明保護層を有する光学データ記憶ディスクは、有益なことには、さらに、(1)   55mm半径で測定して、加速された老化試験に続く（後の）ティルトの変化の絶対値約0.8°以下、有利なことには、約0.5°以下、(2)   55mm半径で測定して、湿潤衝撃試験に続くティルトの変化の絶対値約0.8°以下、有利なことには、約0.5°以下、(3)   55mm半径で測定して、熱衝撃試験に続くティルトの変化の絶対値約0.8°以下、有利なことには、約0.5°以下を示す。
【実施例】
【００４４】
以降の実施例において、実施例1〜9は、本発明に従う光学ディスクの例であり、比較実施例1および2のディスク(塗膜配合物において親水性モノアクリレートの使用を示す)は、本発明の範囲外である。全ての実施例において、一連のUV硬化性アクリレート組成物を調製し、ポリカーボネートOQ1030(GE Plastics)またはNoryl EXNL0090(GE Plastics)から成形した60mm半径ディスク基板上にスピンコートした。これら基板および銀合金でスパッタリングした基板の両方ともコーティングに使用した。コーティング厚さは、約100μmとなるように調節した。スピンコーティング条件は、硬化性組成物の粘度に基づき変化させた。典型的なスピンコート条件は、ディスクの内径(ID)で硬化性組成物を分取し、1秒にて約2000rpmまで勾配をなし、この速度で3秒間留めた。硬化性組成物は、典型的には、タイプDランプを装備したXenon RC-747パルスドUVシステムを使用し、2秒間硬化させた。
【００４５】
硬化された樹脂塗膜の半径方向の偏差および反射率は、Dr．Schenk PROmeteus MT-200/Blu-ray機器を使用して測定した。負の半径方向の偏差は、ディスクが塗被側に凹であるときに生じ、正の偏差は、ディスクがディスクの塗被されていない側に凹であるときに生ずる。
【００４６】
加速した老化試験をするために、ディスクは、スピンドル上に積み重ね、塗被面を下にし(coated side down)、1.7mm ID、3.0mm ODで、Teflonワッシャーを各ディスク間に置いた。ディスクは、以下の温度および湿度プログラム：(1)  25℃〜80℃まで2時間、50%相対湿度(RH)〜8%RHまで勾配をなし；(2)  80℃、85%RHまで2時間勾配をなし；(3)  80℃、85%RHで96時間；(4)  80℃、50%RHまで2時間勾配をなし；(5)  80℃、50%RHで6時間；(6)  25℃まで2時間勾配をなし、50%RH；(7)  25℃、50%RHで36時間を使用し、湿潤チャンバに置いた。Dr．Schenk機器を使用し、ティルトの変化および反射率を記録した。
【００４７】
ディスクが保護層上の指紋の存在によりそれらの金属層の腐蝕を受けるか否かを試験するために、明瞭に識別可能なプリントがディスク表面上に残されるように、約1秒間保護層上を親指で堅く押すことによりディスク上に5つの指紋を作成した。ディスクは、ついで、上記した80℃、85%RHで、老化試験に供した。湿潤チャンバから取り出した後、ディスクを分析して、指紋を有する領域の下側の金属層上に、腐蝕が観測されるか否かを決定した。金属層の下にある観測可能な腐蝕を示した指紋の数を記録した。
【００４８】
指の爪の引掻回復試験を以下のように行った。保護塗膜に深い刻印を形成するために、親指の爪を使用した。ついで、その領域を清浄に拭取り、刻印を観測して、引掻がもはや見えなくなるまでに要求される分時間を決定した。許容可能な引掻回復時間は、2分未満であり、好ましい回復期間は、1分未満である。
【００４９】
実施例1
UV硬化性アクリレート組成物は、Genomer 4316(52.0部、Rahn USAから入手可能)、エトキシル化された(4)ビスフェノールAジアクリレート(30.0部)、Irgacure 184(2.0部、Cibaから入手可能)、Genocure TPO(0.2部，Rahn USAから入手可能)、Silwet L7657(0.25部、GEから入手可能)およびイソデシルアクリレート(15.5部)を合わせ、かつ、均一に混合することにより調製した。組成物は、銀塗被したNorylディスク上に塗被し、上記したように、80℃、85%RHで老化させた。
【００５０】
実施例2
UV硬化性のアクリレート組成物を調製し、イソボルニルアクリレートをイソデシルアクリレートの代わりに使用した以外は、実施例1におけるように塗被した。
【００５１】
実施例3
UV硬化性アクリレート組成物を調製し、1.5重量%のIrgacure 184を2重量%のIrgacure184の代わりに使用し、50重量%のイソデシルアクリレートおよび50重量%のフェノキシエチルアクリレートの主として疎水性ブレンド、疎水性モノアクリレートをイソデシルアクリレートの代わりに使用した以外は、実施例1におけるように塗被した。
【００５２】
実施例4
UV硬化性アクリレート組成物を調製し、1.5重量%のIrgacure 184を2重量%のIrgacure 184の代わりに使用し、75重量%のイソデシルアクリレートおよび25重量％の2-フェノキシエチルアクリレートの主として疎水性ブレンドをイソデシルアクリレートの代わりに使用した以外は、実施例1におけるように塗被した。
【００５３】
実施例5
UV硬化性アクリレート組成物を調製し、50重量％のイソボルニルアクリレートおよび50重量％のイソデシルアクリレートのブレンドをイソデシルアクリレートの代わりに使用した以外は、実施例1におけるように塗被した。
【００５４】
実施例6
UV硬化性アクリレート組成物を調製し、25重量%のイソボルニルアクリレートおよび75重量%のイソデシルアクリレートのブレンドをイソデシルアクリレートの代わりに使用した以外は、実施例1におけるように塗被した。
【００５５】
比較実施例1
UV硬化性アクリレート組成物を調製し、等しい重量のテトラヒドロフルフリルアクリレート、疎水性モノアクリレートをイソデシルアクリレートの代わりに使用した以外は、実施例1におけるように塗被した。
【００５６】
比較実施例2
UV硬化性アクリレート組成物を調製し、100重量%の2-フェノキシエチルアクリレートを50重量％のイソデシルアクリレートおよび50重量％の2-フェノキシエチルアクリレートのブレンドの代わりに使用した以外は、実施例3におけるように塗被した。
【００５７】
実施例1〜8の塗被したディスクについて行った前述の試験の結果は、表1において以下に示す。
【００５８】
【表１】
2009544112.tif 000002
【００５９】
表1における試験データが示すように、個々のモノアクリレート類で、または、性質にて全体または少なくとも主として疎水性であるモノアクリレートブレンド類で調製した実施例1〜6の硬化された樹脂は、指紋腐蝕試験に合格したものの、疎水性モノアクリレートで調製した硬化性樹脂は、試験に不合格であった。
【００６０】
以降の実施例7〜9において、塗被されたディスクの調製および試験は、特記した以外、上記した概括的な処理操作に従った。
【００６１】
抵抗/固有抵抗プローブModel 803BおよびElectro-tech Systems社製のKeithley 8487Picoammeterを使用し、ポリカーボネートディスク上に約100μm厚さの硬化された組成物について、表面抵抗率を測定した。
【００６２】
100μm厚さの硬化された塗膜から切り取ったダンベル形状の試料について、Instron 4665を使用し、破断時の伸びを測定した。試料が破断する時の伸びを破断時の伸びとして測定した。
【００６３】
透明なポリカーボネートディスク上に塗被した約100μm厚さの硬化された組成物について、パーセント光透過率を測定した。測定時の参照として、未塗被の透明なポリカーボネートディスクを使用した。測定には、Cary 500 Scan UV-VIS-NIR分光光度計を使用した。
【００６４】
塗被されたディスクのティルト変化を70℃で測定することにより、熱衝撃を行った。Dr．Schenk MT-200 PROmeteus機器を使用し、55mm半径で平均半径偏差として、ティルトを測定した。初期ティルトを測定した後、金属ラックに垂直に坐して、塗被されたBDを70℃オーブン内に置いた。ディスクをオーブンから取り出して、予め決められた時間間隔で、周囲条件でティルトを測定した。熱の損失を最小とするために、測定した後、ディスクを素早くオーブン内に戻した。時間の関数としてティルト変化を達成するために、幾つかの数の測定をした。70℃に加熱する前のそれからのティルトの最大変化を熱衝撃として記録した。
【００６５】
湿潤衝撃は、湿度変化を経験する塗被されたディスクのティルト変化を測定する。25℃かつ90%RHに設定された湿潤チャンバ内に、少なくとも4日間、塗被されたBDを置き、ディスクを水蒸気で完全に飽和されたことを確認する。ディスクのティルトは、Dr．Schenk MT-200 PROmeteusで55mm半径での平均半径偏差として測定され、ディスクをチャンバから取り出した後直ちに測定した。ティルトを1時間ごとに8時間モニターした。初期ティルトからのティルトの最大変化を湿潤衝撃として記録した。
【００６６】
テーバー耐摩耗性は、ASTM D1044-99に従い測定した。この測定のために、5サイクルの間連続して250gの負荷でCS-10F歯車(wheel)を使用した。
【００６７】
実施例7
スピニングが停止した後にのみディスクを硬化させる代わりに、250Wアークランプを使用し、塗膜を部分的に硬化させる際に、スピニングを約400rpsまで遅くした以外は、上記したように、ディスク上に実施例6におけるようにして調製したUV硬化性アクリレート組成物をスピンコートし、その間、スピニングを継続した。ついで、スピニングを停止し、Dバルブを装備したXenon Model RC801暴露ユニットからの光20パルスを使用して、塗膜の硬化を完了させた。
【００６８】
実施例8
実施例6の配合物100gおよびFSO100フルオロカーボン界面活性剤(DuPont)0.4gを含有するUV硬化性アクリレート組成物を調製した。Xenon RC-747パルスドUVシステムで20秒間(20パルス)硬化させる代わりに、Dバルブを装備したXenon RC801暴露ユニットを使用し、試料を30パルス間硬化させた以外は、その組成物を実施例1におけるようにディスク上に塗被した。
【００６９】
実施例9
250Wアークランプを使用し、約400rpmでスピニングしつつ、塗膜を部分的に硬化させ、Dバルブを装備したXenon Model RC801暴露ユニットを使用し、30パルスで、硬化を完了させた以外は、実施例7において記載したように、実施例7のUV硬化性塗膜組成物をディスク上に塗被した。
【００７０】
実施例7〜9の塗被されたディスクの試験結果を以下表2に示す。
【００７１】
【表２】
2009544112.tif 000003
【００７２】
若干の実施態様を参考としつつ本発明を説明したものの、当業者であれば、種々の変更をなし、等価体は、本発明の範囲から逸脱することなく、その要件について置換することができる。また、多くの変更は、個々の状況または材料を本発明の本質的な範囲から逸脱させることなく、本発明の教示に適合させることができる。したがって、本発明は、本発明のプロセスを実施するために考えられる最良の形態として開示した特定の実施態様に限定するのではなく、本発明は、特許請求の範囲の請求項に入る全ての実施態様を包含することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、本発明に従う放射線硬化性アクリレート組成物から形成される透明保護塗膜層を有する光学データ記憶媒体の1つの実施態様の断面図である。
【図１】
2009544112.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月17日(2009.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)  基板；
(b)  基板(a)上の少なくとも1つのデータ層；および、
(c)  データ層(b)上の少なくとも1つの透明保護層；
を含み、上記透明保護層が、放射線硬化性アクリレート組成物から形成され、かつ、その硬化の際に、約500MPa以下の弾性率、約8パーセント未満の収縮、約5パーセント未満の引掻抵抗および約20〜約60℃のTgを示す光学データ記憶媒体。
【請求項２】
透明保護層(c)を通過してデータ層(b)までデータ読みレーザ光線を反射するための金属性反射層(d)を有し、透明保護層(c)が、追加的に、金属性反射層(d)の腐蝕の発生率を低下させるための抗指紋特性を有する、請求項１に記載の光学データ記憶媒体。
【請求項３】
透明保護層(c)が、その上への指紋引掻から、約2分未満の回復を示す、請求項1に記載の光学データ記憶媒体。
【請求項４】
1.5重量パーセント以下の水分吸収、グリセロールトリオレエートとの接触角少なくとも約30°、約1×10-14 オーム以下の表面抵抗率、老化に続く反射率の変化約20パーセント未満および相対的な複屈折約20未満を示す、請求項1に記載の光学データ記憶媒体。
【請求項５】
老化試験に続くティルトの変化の絶対値約0.8°以下、湿潤衝撃試験に続くティルトの変化の絶対値約0.8°以下、および熱衝撃試験に続くティルトの変化の絶対値約0.8°以下を示す、請求項1に記載の光学データ記憶媒体。
【請求項６】
BDである、請求項1に記載の光学データ記憶媒体。
【国際調査報告】
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