(57)【要約】【課題】基板、記録層および記録層上の保護コート層を有する光ディスクにおいて、大気中で紫外線硬化した保護コート層の厚さが薄くとも十分な表面硬度を有し、また、保護コート層の厚さが厚く記録層側だけに片面コートした場合にも反りの小さい光ディスクを提供すること。また、保護コート層における短波長の青色レーザー光の吸収を低減すること。【解決手段】基板と、記録層と、記録層上に設けられた保護コート層と、を有する光ディスクにおいて、前記保護コート層が、マレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルを紫外線により硬化させて得られた硬化樹脂を含むことを特徴とする光ディスクとする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、記録層と、記録層上に設けられた保護コート層と、を有する光ディスクにおいて、前記保護コート層が、マレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルを紫外線により硬化させて得られた硬化樹脂を含むことを特徴とする光ディスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー光を用いて高速で再生や記録再生が可能な光ディスクや光磁気ディスクに係わるものである。光ディスクの種類としては、音楽や映像再生用のＣＤやＤＶＤ、データ配布用のＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、更にそれらを記録再生可能にしたＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷなどが挙げられる。更に、音楽の記録再生に用いるＭＤ、パソコンの外部記録に使用するＭＯディスク、ビデオ記録再生用ディスクなどの光磁気ディスクが挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクは、ポリカーボネートやアモルファスポリオレフィンやアクリル樹脂といった透明性の高い樹脂のインジェクション成形によって形成されたピットやグルーブを有する円盤状の基板と、アルミニウム、有機色素、磁性体などでできた記録層と、記録層を保護する目的で、記録層の上に硬度の大きい樹脂でできた保護コート層とを有する。従来、この保護コート層には、紫外線照射で瞬時に硬化したエポキシアクリレートやウレタンアクリレートなどのラジカル反応型紫外線硬化樹脂が多用されてきた。
【０００３】
しかしながら、保護コート層の厚さが薄くなってくると、紫外線硬化組成物に含まれる反応開始剤（例えば、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインエーテルなど）が紫外線照射により分解して発生するラジカルの絶対量が少なくなるため、大半のラジカルが大気中の酸素に補足されて反応が停止し、結果的に硬化不良を引き起こしていた。この現象は厚さが５μｍ程度より薄いと発生し、２μｍ程度ではほとんど液状のまま硬化しないこともある。この酸素による硬化阻害を回避するためには、紫外線照射中に窒素などの不活性ガスを流すことが有用であり、特開平６−１７０８５５号公報（特許文献１）などでそのような硬化装置が提案されている。しかし、装置コストが高く、また窒素の使用もコスト高の要因につながる。
【０００４】
逆に、保護コート層の厚さが厚くなってくると、紫外線硬化組成物の硬化時の収縮率が１０パーセント程度と大きいために、基板を引っ張る応力が増大する。結果的に保護コート面を内側（凹面）にして大きな反りが発生し、光軸がずれて光学ヘッドで読み書きできないという不具合が大きな問題となる。特に、最近の高密度化光ディスクにおいては基板が薄く（０．６ｍｍ等）なってきており、この反り問題が顕在化してきた。この不具合に対処するために、特開平３−２６３６２５号公報（特許文献２）には、光ディスクの両面に光硬化性樹脂を形成することで内部応力のバランスを取り、光ディスクの反りを低減する方法が開示されている。しかしながら、両面に光硬化性樹脂を形成するためコスト高につながる。また、この硬化時の収縮による反り量を相殺するために、あらかじめ基板のほうに逆反りを入れてインジェクション成型する試みも世の中では実際なされているが、ディスク使用環境の温度変化時には、基板と保護コート層の熱膨張率の差に起因するバイメタル現象反りが発生してしまうため、保護コート層は薄いほうがより望ましい。
【０００５】
さらに、最近は高密度記録の要求が益々厳しくなってきており、磁界変調型の光磁気ディスクにおいても、本来磁気ヘッドが接触していた保護コート層を光透過層と兼用して同じ側からレーザービームでの読み書きを行うＮｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ型（図４に、通常の磁界変調型とＮｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ型の差を示してある）の光磁気ディスクが開発されている。この場合、光透過層（＝保護コート層）は５〜２０μｍ程度の厚みが必要であり、反り発生が問題となる。さらに、短波長の青色レーザーを用いた場合には、その厚さゆえに光吸収も問題となってくる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−１７０８５５号公報
【非特許文献１】
特開平３−２６３６２５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこの様な事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板と、記録層と、および記録層上の保護コート層とを有する光ディスクにおいて、大気中で紫外線硬化した際にも保護コート層の厚さが薄くとも十分な表面硬度を有し、また、保護コート層の厚さが厚く記録層側だけに片面コートした場合にも反りの小さい光ディスクを提供することにある。また、本発明は、短波長の青色レーザー光の吸収を低減することも目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、本発明では以下の手段によって達成される。
【０００９】
すなわち本発明の光ディスクは、基板と、記録層と、記録層上に設けられた保護コート層と、を有する光ディスクにおいて、前記保護コート層が、マレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルを紫外線により硬化させて得られた硬化樹脂を含む光ディスクである。
【００１０】
前記マレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルが組成物中に含まれ、該組成物がマレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステル以外の多官能アクリル酸エステルのモノマーあるいはオリゴマーを更に含むことが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、基板と、記録層と、該記録層上に設けられた保護コート層と、を有する光ディスクの製造方法において、基板上に設けられた記録層上に、マレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルを含む塗布層を形成する工程と、前記塗布層を紫外線の照射により硬化させて保護コート層を形成する工程と、を有することを特徴とする光ディスクの製造方法である。
【００１２】
前記塗工層の紫外線照射による硬化が、酸素を含む気体の雰囲気中で行われることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明における光ディスクとは、少なくともレーザー光を用いて高速で再生や記録再生が可能な光ディスクのことであり、その一例の構造は、断面を図１に示すように、基板（１０１）、記録層（１０６）および記録層上の保護コート層（１０７）を有している。記録層は、必要に応じて、誘電体層、反射層などを有する場合もある。さらに、本発明の光ディスクには、記録層上の光透過層と保護コート層を兼用したＮｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ型の光磁気ディスクとしての構成を有するものも含まれる。このＮｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ型の構造を有する場合、本発明における保護コート層は、この兼用した層を指す。
【００１４】
また、本発明にかかる構成を適用し得る光ディスクの種類としては、音楽や映像再生用のＣＤやＤＶＤ、データ配布用のＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、更にそれらを記録再生可能にしたＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷなどが挙げられる。更に、音楽の記録再生に用いるＭＤ、パソコンの外部記録に使用するＭＯディスク、ビデオ記録再生用ディスクなどの光磁気ディスクが挙げられる。
【００１５】
保護コート層がその上部に設けられる記録層の材質や構成は、例えば保護コート層との良好な密着性が得られ、かつ本発明の目的が達成できるものであれば特に限定されない。例えば、ポリカーボネート製基板の上に、誘電体層（ＳｉＮ）−磁性層（遷移金属／鉄合金）−誘電体層（ＳｉＮ）の３層構成からなる光磁気記録層持つ構成のものは、本発明で用いられる保護コート層との組合せにおいて特に好適である。
【００１６】
本発明におけるマレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルとは、マレイミド基、あるいはマレイミド基を基本骨格として置換基が付加されている構造からなる部分（マレイミド構造を有する部分）と、（メタ）アクリル酸から得られる部分とがエステル結合した化合物のことである。ここでのマレイミド基を基本骨格とする部分は、不飽和二塩基酸無水物と、アルコールの一級アミン化合物との脱水縮合から合成される。なお、「（メタ）アクリル酸エステル」のような表現は、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルを意味する。
【００１７】
例えば、マレイミド化合物として、無水マレイン酸にエタノールアミンを脱水付加したものを用い、更にアクリル酸を脱水付加させてエステル化合物としたものなどを挙げることができる。より好ましいエステルとしては、マレイミド化合物として、４，５，６，７−テトラヒドロフタル酸無水物にエタノールアミンを脱水付加したものを用い、更にアクリル酸を脱水付加させてエステル化合物とした下記に示す式（１）の構造の化合物が挙げられる。
【００１８】
【化１】
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【００１９】
本発明における光ディスクが有する保護コート層は、少なくとも上記のマレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルを主成分とした硬化樹脂からなり、硬化樹脂中に占めるこのマレイミド基を有する（メタ）アクリル酸エステルの割合は、この硬化樹脂を形成するための重合硬化成分中の含有率によって調整することができ、好ましくは、重合硬化成分中の６０質量％以上とすることができる。このマレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルは、光により励起された三重項状態のマレイミド基が水素供与体より水素を引き抜くことで開始ラジカルを発生できるため、別途ラジカル反応開始剤を添加しなくとも紫外線により簡単に硬化でき、厚さが薄くとも大気中の酸素のラジカルの補足による硬化不足が生じることがない。したがって、例えば２μｍ以下の薄い保護コート層であっても十分な表面硬度を有することが可能となる。このマレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルを主成分とする硬化樹脂を保護コート層に採用することで、使用時の環境温度変化時に発生する反り変化の非常に少ない光ディスクを得ることができる。
【００２０】
また、マレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルを主成分とする硬化樹脂により、従来のように５〜２０μｍといった厚めの保護コート層を形成した場合でも、マレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステル単独での、あるいはマレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルを主成分とする組成物の硬化収縮率は３％程度と従来のアクリレート（例えば：トリメチロールプロパントリアクリレート）の１０％程度に比べ半分以下と小さいため、効果的な反りの低減を図ることができる。さらに、従来のラジカル反応開始剤を使用しなくてよいため、保護コート層における短波長の青色レーザー光の吸収はほとんどない。
【００２１】
本発明で用いられるマレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルは、単独で、あるいは、このエステルを重合硬化用の組成物の主成分とし、これに他の多官能アクリル酸エステルのモノマーやオリゴマーを副成分として組み合せた組成物として用いることができる。また、これらに必要に応じて溶剤などを添加した組成物としてもよい。副成分を用いる場合の主成分の配合割合は、先に記載したとおり、重合硬化用成分中に主成分として含まれるマレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルが６０質量％以上となるようにすることが好ましい。
【００２２】
副成分として用いることのできる多官能アクリル酸エステルのモノマーあるいはオリゴマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレートなどを挙げることができる。
【００２３】
このような副成分を用いる場合についても、主成分としてのマレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルが有するマイミド基から発生したラジカルが硬化を促進するために、厚さが薄くなっても硬化不足とならない。この副成分の使用は、特に、保護コート層の表面硬度や柔軟性を調整したいときや、材料コストを抑えたいときなどに有用である。
【００２４】
上述のマレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルを保護コート層形成用材料とした光ディスクの製造方法は、例えば、
（１）基板上に設けられた記録層上に、マレイミド構造を有する（メタ）アクリル酸エステルを主成分とする紫外線硬化型組成物を塗布して塗布層を形成する工程と、
（２）前記塗布層を紫外線の照射により硬化させて保護コート層を形成する工程と、を有することができる。
【００２５】
なお、記録層上への保護コート層の形成は、スピンコート法など種々の方法により行うことができる。また、本発明の方法においては、酸素を含む気体の雰囲気内、例えば空気の存在下や大気中で紫外線硬化処理を行っても、保護コート層の膜厚に関係なく所望の表面硬度を保護コート層に得ることができる。
【００２６】
【実施例】
実施例１
図２に示す構成の記録層付きの基板（直径８６ｍｍ、厚み約１．２ｍｍ）を準備した。基板（２０１）はポリカーボネートから成り、この上にスパッタ法により、誘電体層（２０２）（ＳｉＮ）、磁性層（２０３）（遷移金属／鉄合金）、誘電体層（２０４）（ＳｉＮ）、反射層（２０５）（Ａｌ合金）が積層された記録層（２０６）が配置されている。この上に、以下に述べる手順で保護コート層を形成した。
【００２７】
まず、保護コート層形成用の組成物として、先に示した式（１）の構造のマレイミド構造を有するアクリル酸エステル（粘度５３０ｍＰａ・ｓ）を用意し、トルエンで希釈し溶液粘度が５０ｍＰａ・ｓになるようにコーティング液を調製した。
【００２８】
次に、スピナーのスピンドル上に上記の記録層付きの基板をセットし、内周部に上記コーティング液１ｍｌをドーナツ状にフィードした後、回転数６０００ｒｐｍで８秒間振り切りスピンコートした。この後、基板を直ぐにスピンドルより外し、コンベア式紫外線硬化装置に投入し、大気中で５００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を与え、コーティング膜を硬化させて保護コート層を得た。以上により、保護コート層付きの光磁気ディスクを作製した。この後、光学式非接触膜厚計で保護コート層の厚みを計測したところ１．７μｍ（内周）〜２．５μｍ（外周）と薄かった。
【００２９】
上記の保護コート層付き光磁気ディスクの光学的な反り（チルト量）を測定したところ、１．２ｍｒａｄと十分小さく、光磁気ディスクとして問題ない値であった。チルト量はレーザー光の反射法にて測定したものであり、その値が６ｍｒａｄ以下であれば、光ディスクの保護コート層として問題ないと判断できるものである。この後、６０℃の恒温槽に入れて反り（チルト量）を測定したら、２．６ｍｒａｄと問題なかった。また、表面硬度を調べる目的で鉛筆硬度を測定したところ、内外周ともに２Ｈであり、十分に硬く問題なかった。鉛筆硬度は、ＪＩＳ−Ｋ−５６００に基づいて測定したものであり、Ｈ以上の硬さを有していれば光ディスクの保護コート層として問題ないと判断できるものである。
【００３０】
実施例２
図２とは記録層の構成が若干異なるＮｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ型光磁気ディスク用基板（直径８６ｍｍ、厚み約１．２ｍｍ）を準備した。構造は、図３に示すように、ポリカーボネート基板上にスパッタ法により、反射層（３０５）（Ａｌ合金）、誘電体層（３０４）（ＳｉＮ）、磁性層（３０３）（遷移金属／鉄合金）、誘電体層（３０２）（ＳｉＮ）が積層された記録層（３０６）が配置されている構成となっている。
【００３１】
このディスクの場合、以下の手順で塗布した保護コート層をそのまま光透過層として使用する。まず、実施例１と同じマレイミド構造を有するアクリル酸エステル７０質量部に、多官能アクリル酸エステルであるトリメチロールプロパントリアクリレート３０質量部を加え、粘度１４０ｍＰａ・ｓのコーティング液を調製した。実施例１と同様な手順で、回転数２５００ｒｐｍで３秒間振り切りスピンコートし、大気中で紫外線硬化させて、保護コート層のついたＮｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ型光磁気ディスクを作製した。この後、光学式非接触膜厚計で保護コート層の厚みを計測したところ１５．０μｍ（内周）〜１９．８μｍ（外周）と厚かった。このディスクの光学的な反り（チルト量）を測定したら２．８ｍｒａｄと問題なかった。鉛筆硬度も内外周ともに３Ｈと問題なかった。
【００３２】
また、上記と同じ組成の膜厚２０μｍのフィルム片を作って、青色レーザー光と同じ４０５ｎｍの光透過率を測定したところ、９８％と良好であった。
【００３３】
比較例１
実施例１と手順は同様であるが、材料には、紫外線硬化組成物として主成分にトリメチロールプロパントリアクリレートを２０質量部に対し、ラジカル光開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン２質量部を含むアクリル酸エステル組成物を用意し、回転数６０００ｒｐｍで８秒間振り切り、大気中で５００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を与え、光磁気ディスクを作製した。この後、光学式非接触膜厚計で保護コート層の厚みを計測したところ１．８μｍ（内周）〜３．２μｍ（外周）と薄かった。
【００３４】
このディスクの光学的な反り（チルト量）を測定したら１．３ｍｒａｄであったが、表面硬度を調べる目的で鉛筆硬度を測定したら、外周部は２Ｂでかろうじて硬化していたものの柔らかく、内周部はベタツキがひどく硬化していなかった。これでは、保護コート層の機能を果たし得ないものであった。
【００３５】
比較例２
比較例１の材料をそのまま用いて、回転数２５００ｒｐｍで５秒間振り切り、大気中で紫外線硬化させて、４．２μｍ（内周）〜１０．２μｍ（外周）と厚い保護コート層を有する光磁気ディスクを作製した。このディスクの保護コート層は内周でも硬化しており鉛筆硬度が２Ｈであったが、反り（チルト量）を測定したら６．１ｍｒａｄと大きかった。
【００３６】
また、上記と同じ組成の膜厚２０μｍのフィルム片を作って、青色レーザー光と同じ４０５ｎｍの光透過率を測定したところ、９１％となった。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、基板、記録層および記録層上の保護コート層を有する光ディスクにおいて、大気中で紫外線硬化した保護コート層の厚さが薄くとも十分な表面硬度を有し、また、保護コート層の厚さが厚く記録層側だけに片面コートした場合にも反りの小さい光ディスクを提供することが可能となる。また、保護コート層における短波長の青色レーザー光の吸収を低減することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における光ディスクの層構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例である光磁気ディスクの断面図である。
【図３】本発明の一実施例であるＮｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ型光磁気ディスクの断面図である。
【図４】本発明における磁界変調型光磁気ディスクとＮｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ型光磁気ディスクの記録方式の差を説明する図である。
【符号の説明】
１０１：基板
１０６：記録層
１０７：保護コート層
２０１：ＰＣ基板
２０２：誘電体層
２０３：磁性層
２０４：誘電体層
２０５：反射層
２０６：記録層
３０１：基板
３０２：誘電体層
３０３：磁性層
３０４：誘電体層
３０５：反射層
３０６：記録層
４０１：基板
４０６：記録層
４０７：保護コート層
４０８：磁気ヘッド
４０９：レーザー光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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