JPH05220442A - 保護膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光記録媒体のごとき合成樹脂基板の表面に光
学的な悪影響の少ない、すなわち、厚さの均一な硬質保
護膜を設け、傷等の発生を防止する。 【構成】 粘度が２０センチポイズ以下に調製された硬
化性樹脂を回転している基材の表面に１１０cm／秒以下
の噴出速度で供給し、液膜を形成した後硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は保護膜の形成方法に関す
る。詳しくは、光ディスク等のような合成樹脂基材の表
面に傷つき防止のために硬質の保護膜を形成する方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、大容量メモリーとしてライトワン
ス型、書換え可能型等の光記録媒体が注目されている。
光記録媒体は、透明基板上の一方の面に信号の記録され
る記録層が形成されてなるが、記録、再生は通常その反
対側（以下、基板側）からレーザー収束光により行われ
る。従って基板側は大気にさらされた状態で使用され、
塵埃が付着し傷の発生の原因となる。

【０００３】基板としては通常ポリカーボネート等の透
明樹脂基板が使用されるが、透明樹脂基板は金属等と比
較するとその表面硬度が低く、物理的衝撃により容易に
傷がつく。傷の発生は、レーザ光による記録、再生を阻
害する。そこで、基板側に紫外線硬化樹脂等の比較的硬
度の高い透明樹脂皮膜を保護膜として形成し、基板の保
護を行うという方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】保護膜を形成する方法
としては一般的にスピンコート法が用いられるが、スピ
ンコート法を用いた場合、塗布条件によっては形成され
る保護膜の膜厚に不均一が生じることがある。さらに保
護膜の膜厚が不均一である範囲が保護膜上でのレーザー
ビーム径（１mm程度）に比較して充分には小さくない場
合、記録、再生に悪影響を与えることがある。最悪の場
合は、フォーカスエラー、トラッキングエラーが発生
し、サーボのはずれ、動作停止等を引き起こすこともあ
る。本発明はこれらの事実を鑑みてなされたものであ
り、前記保護膜の膜厚を均一とすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記目的を
達成するため鋭意検討を行なった結果、スピンコートの
条件を特殊の条件とすることにより問題を解決し得るこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。本発明の要旨
は、スピンコート法により保護膜を形成するにあたり、
保護膜が形成される基材の保護膜形成面をほぼ水平にし
て回転させ、該回転面に粘度が２０センチポイズ以下に
調製された液状の保護膜形成物質をノズルから１１０cm
／秒以下の噴出速度で供給して液膜を形成し、その後、
該液膜を硬化させることを特徴とする保護膜の形成方法
に存する。

【０００６】以下、本発明につき光記録媒体を例として
さらに詳細に説明する。光記録媒体はその構造から図１
に示すようなエアーサンドイッチ構造方式、図２に示す
ような全面密着貼り合せ方式、図３に示すような単板コ
ーティング方式等に大別される。本発明はこれらのいず
れの構造にも適用できる。図中１は基板、２は記録層、
３はスペーサ、４は空気層、５は接着層、６は保護層、
７は保護膜（オーバコート層）を示す。

【０００７】本発明において基板１（基材）としては、
ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹
脂、ポリメチルメタクリレート樹脂等の樹脂基板が用い
られる。記録層２としては一般に公知の光記録として用
いられる層構成のものが全て使用可能である。例えば、
Ｔｅ等の低融点金属からなるライトワンス型記録層。ま
た、例えば、ＴｂＦｅ，ＴｂＦｅＣｏ，ＴｂＣｏ，Ｄｙ
ＦｅＣｏ等の希土類と遷移金属の非晶質磁性合金、Ｍｎ
Ｂｉ，ＭｎＣｕＢｉ等の多結晶垂直磁化膜等からなる光
磁気記録層が挙げられる。光磁気記録層としては単一層
を用いても良いし、ＧｄＴｂＦｅ／ＴｂＦｅのように２
層以上の記録層を重ねても良い。

【０００８】通常、ライトワンス型（穴開けタイプ）の
場合には図１に示すように、空気層４を形成するように
スペーサー３を介したエアーサンドイッチ型、光磁気記
録型の場合には図２に示すように接着層５によって２枚
の基板を貼合せた貼合せ型や図３に示すような記録層２
の表面に保護層６をコーティングしたコーティング型と
して用いられる。本発明はいずれの型式の媒体でも適用
可能である。

【０００９】本発明において、保護膜７を形成するため
の保護膜形成物質としてはエネルギー線（例えば、紫外
線）硬化型あるいは熱硬化型等の硬化性樹脂からなる所
謂ハードコート剤が用いられる。エネルギー線（例え
ば、紫外線）硬化型樹脂としてはアクリレート又はメタ
アクリレート基を単一或るいは複数有する化合物よりな
るもの、例えばエポキシアクリレートやウレタンアクリ
レート等を主成分としたものが好適に用いられる。ま
た、熱硬化型樹脂としてはシリコン系、エポキシ系、チ
タン系等が用いられる。

【００１０】本発明において保護膜７を形成するのに用
いる硬化性樹脂の塗布時の粘度としては２０cP（センチ
ポイズ）以下、好ましくは１〜５cPの範囲である。該粘
度が２０cPより高いと保護膜の膜厚調節が難しくなるの
で好ましくない。粘度は、硬化性樹脂を溶媒で希釈する
等して上記粘度に調整して使用するのがよい。さらに、
上記硬化性樹脂を塗布するスピンコート条件としては、
保護膜形成面をほぼ水平に回転させておき、塗布ノズル
から噴出線速度を１１０cm／秒以下、好ましくは１０〜
１１０cm／秒として硬化性樹脂を供給して塗布する。上
記噴出線速度が１１０cm／秒より大きいと塗布ムラを発
生し、保護膜の膜厚に不均一が生じるので好ましくな
い。上記スピンコートの他の条件としては特に制限を設
けるものではないが、一般に塗布ノズルの内径０．５〜
２．０mm、塗布中の基板回転数３００〜２０００rpm 、
好ましくは４００〜１０００rpm の範囲で行なわれる。

【００１１】本発明の保護膜は、通常、ディスク（基
材）基板の記録層と反対側の基板上の保護膜７の形成に
用いられるが、図３に示すような記録層上の保護層６の
形成に用いても良いことは勿論である。液膜形成後の液
膜硬化条件は各コート剤に合った硬化方法を用いれば良
く、例えばエネルギー硬化型、すなわち紫外線硬化型で
あれば紫外線を照射し、電子線硬化型であれば電子線を
照射し、また、熱硬化型であれば加熱処理するなどの方
法が採用される。

【００１２】形成される保護膜の厚味（硬化後）は、通
常の場合、０．５〜１００μm とするのが好ましく、よ
り好ましくは、１〜５０μm である。更には１〜２０μ
m 程度が好ましく、これ以上厚くすると保護膜の収縮等
の影響による基板の変形が起る場合があり、この対策を
講じなければならないし、薄すぎれば耐久性が低下す
る。

【００１３】上記説明は光記録媒体をもって説明した
が、本発明はプラスチックレンズ等の他の光学製品や、
その他の物品の保護膜の形成にも役立つことは勿論であ
る。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を述べるが、本発明は
その要旨を越えない限り、以下の実施例によってその範
囲を制約されるものではない。本発明者らはスピンコー
ト法について詳細な検討を行い、スピンコートの条件と
膜厚ムラとの関係を求めた。膜厚ムラの簡易評価方法と
しては目視による方法、特にディスク内周部の塗布境界
線のきれいさを見る方法が簡単である。ただし最終的な
評価として、検査ドライブによるフォーカスエラー信号
およびトラッキングエラー信号の測定を行うべきであ
る。

【００１５】スピンコートの条件としては、塗布する材
料に関わるもの、塗布ノズルに関わるもの、スピナー
（回転体）に関わるものがある。材料に関わるものとし
ては、材料の粘度がある。塗布ノズルに関わるものとし
てはノズル内径がある。スピンコート装置が、粘度の低
い材料を塗布する場合は１ミリ程度が適当である。噴出
線速度が一定の場合ノズル内径が大きい程、単位時間あ
たりの塗布量が大きくなる。

【００１６】次に基板とノズルとの距離であるが、これ
が小さすぎると塗布剤の流れに乱流が発生し、大きすぎ
ると塗布剤の散乱が大きくなる。ノズルの動かし方とし
ては、内周から外周に向かって動かす方法、外周から内
周を経由して再び外周に戻す方法、内周のみに塗布した
あとで回転の遠心力により外周まで塗り広げる方法等が
ある。特に塗布剤が溶剤で希釈されたものである場合、
基板の回転で薄く塗り広げられる際にある程度溶剤が揮
発してしまい、塗布中にある膜厚分布が決定してしまう
場合がある。ノズルを動かす速度と動く距離により、塗
布時間が決定される。また塗布時間および単位時間あた
りの塗布量により塗布剤消費量が決定される。

【００１７】スピナーに関わる条件としては回転数があ
る。スピンコートの場合膜厚を均一にするために、ある
回転数で塗布したあとそれより速い回転数でしばらく回
し、余分な塗布剤を振り切るという操作を行う場合が多
い。しかし前記の溶剤希釈型の塗布剤を用いる場合、塗
布後のコート膜厚は塗布中の回転数に最も依存する。

【００１８】本発明者らは前記の条件のうちノズル内
径、塗布時間、噴出線速度、塗布中の回転数を変えて塗
布を試み、塗布膜厚ムラの観察を行った。その結果、膜
厚ムラの発生の有無は噴出線速度のみに依存し、ノズル
内径、塗布時間、回転数には依存しないことを見いだし
た。具体的には、塗布剤の粘度５cPにおいて、噴出線速
度１１０cm／ｓを境として、それ以下では膜厚ムラが発
生せず、それ以上では膜厚ムラが発生することを確認し
た。

【００１９】実施例 ポリカーボネート基板上に無機ライトワンス記録層を形
成し、その反対側の面に紫外線硬化型樹脂を種々の条件
でスピンコートした。まず固定条件を以下に示す。 塗布剤粘度：５cP 振り切り回転数：１０００rpm 振り切り時間：１０秒 塗布ノズル高さ：１．２mm 塗布方向：外周→内周→外周

【００２０】以上の条件に対し、次に示す条件を個別に
変えていき、それぞれ膜厚ムラの発生の有無を確認し
た。なお、塗布時間は、各条件で塗布量が１０ｇとなる
時間とした。 （１）ノズル内径 １．１２，０．９０mm （２）塗布量 ６，８，１０ｇ （３）塗布回転数 ４００，６００rpm （４）吐出線速度 ６０，８０，１００，１１０，１２
０，１４０cm／sec 結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】以上より、内周塗布ムラの発生有無は吐出
線速度のみに依存し、ノズル内径、塗布量、回転数にあ
まり依存しないことがわかる。塗布ムラの発生は吐出線
速度に大きく依存するので、何らかの理由で、ある条件
を変えても、吐出線速度が所定の値を越えないように他
の条件を調整してやることにより、塗布ムラは回避でき
る。

【００２３】

【発明の効果】本発明の方法によれば、極めて膜厚の均
一な保護膜が形成されるので、光記録媒体等に適用すれ
ば光学的歪み等が少ない、傷の発生も防止された実用上
大変好適な保護膜が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】断面図

【図２】断面図

【図３】断面図

【符号の説明】

１ 基板 ７ 保護膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スピンコート法により保護膜を形成する
   にあたり、保護膜が形成される基材の保護膜形成面をほ
   ぼ水平にして回転させ、該回転面に粘度が２０センチポ
   イズ以下に調製された液状の保護膜形成物質をノズルか
   ら１１０cm／秒以下の噴出速度で供給して液膜を形成
   し、その後、該液膜を硬化させることを特徴とする保護
   膜の形成方法。
2. 【請求項２】 基材の回転数が３００〜２０００rpm で
   あることを特徴とする請求項１に記載の保護膜の形成方
   法。
3. 【請求項３】 液状の保護膜形成物質が紫外線硬化性樹
   脂であることを特徴とする請求項１に記載の保護膜の形
   成方法。
4. 【請求項４】 ノズルの内径が０．５〜２mmであること
   を特徴とする請求項１に記載の保護膜の形成方法。