JPH1153771A

JPH1153771A - 光ディスク

Info

Publication number: JPH1153771A
Application number: JP9210819A
Authority: JP
Inventors: Masato Terada; 正人寺田; Masaru Kobayashi; 賢小林
Original assignee: Nitto Denko Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nitto Denko Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-08-05
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 1999-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】アクリル系粘着シートにより接着された構造
であり、高い接着信頼性を有する貼り合わせ光ディスク
を提供する。【解決手段】薄膜上に形成する紫外線硬化樹脂からな
る保護コート層材料を、精製水との接触角θを８０°以
下である材料、またはウレタン結合、アミド基、ウレア
結合、エーテル結合、アミノ基、ヒドロキシ基、カルボ
キシル基のうち少なくとも一つを持つ化合物を含む材
料、または３０℃におけるヤング率が１６００ＭＰａよ
り小さい材料、または鉛筆硬度が２Ｈ以下である材料と
することにより光ディスクを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザービーム等によ
り少なくとも情報の再生ができる貼り合わせ構造を持つ
光ディスク媒体に関するものであり、媒体の機械的精度
が良好で、しかも接着強度に優れた光ディスクを提供す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクは、高密度で大容量であるこ
とから注目され、これまでにも様々な用途で使用されて
いる。例えば、再生専用の光ディスクとしては、コンパ
クトディスクやデータ再生専用のＣＤ−ＲＯＭ等があ
り、音楽分野、コンピュータ分野、ゲーム分野等におい
て広く使用されている。また、一回だけ記録可能な追記
型光ディスクは、文書ファイリングシステム、データフ
ァイリングシステム等で特にデータのセキュリティが重
要視される分野で利用されている。

【０００３】さらに、記録された情報の消去と再記録が
できる書換え可能型光ディスクは、データの修復や更新
が可能であるとともに、書換えによって繰り返し使用で
きるため、光ディスクの用途拡大に貢献するものとして
期待される。このような書換え可能型光ディスクとして
は、これまでに光磁気ディスクや相変化型光ディスクが
実用化されており、データファイル等に使用されてい
る。特に、相変化型光ディスクは、温度変化により結晶
質と非晶質との間で可逆的に相変化する記録材料を用い
て、情報の記録、消去を行うもので、レーザビームのパ
ワーを変化させるだけで古い情報を消去しながら同時に
新しい情報を記録するオーバーライトが容易であり注目
されている。

【０００４】このような光ディスクをさらに大容量化す
るには、高密度化を図る必要がある。そして、高密度化
を図るにはレーザのスポット径を小さくすることが有効
な手法である。スポット径はレーザ波長に比例し、対物
レンズの開口数（ＮＡ）に反比例する。そのため、高Ｎ
Ａ化はスポット径を小さくするうえで有効な手段である
が、ＮＡが大きくなるとディスクの傾きに対して収差が
増大しやすくなり、ディスクの傾き角（Ｔｉｌｔ）によ
る影響が大きくなる。

【０００５】この収差はディスク基板の厚さと（ＮＡ）
³に比例するため、ＮＡを大きくする場合には、基板を
薄くすることによって収差を小さくすることができる。
例えば、従来のＣＤなどで使われている厚みが１．２ｍ
ｍの基板においては、ＮＡを０．６以上とするとディス
クの傾き角が４ｍｒａｄ程度しか許容できず、実際の使
用環境あるいは生産性等を考慮すると現実的ではない。
しかしながら、例えば厚みが０．６ｍｍの基板を用いた
場合には、ＮＡが０．６でも、ディスクの傾き角が８ｍ
ｒａｄ程度まで許容できるようになり、十分実用的に使
用可能な範囲となる（Ｔ．Ｓｕｇａｙａｅｔａ
ｌ．：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３２（１９９
３）５４０２．、Ｔ．Ｏｈｔａｅｔａｌ．：Ｊｐ
ｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３２（１９９３）５２１
４．）。

【０００６】このように、Ｔｉｌｔによる影響を低減す
るためには、基板の厚さを薄くする方法が有効であり、
０．６ｍｍという厚さは、今後、高密度な次世代光ディ
スク基板の厚さとして本流になりつつある。このような
０．６ｍｍ厚の基板を用いたディスクは、通常、２枚の
光ディスクの記録層面側同士を対向させて貼り合わせて
使用される。

【０００７】貼り合わせに用いられる接着剤としては、
従来はレーザーディスクあるいは１３０ｍｍ光磁気ディ
スクに代表されるように、ホットメルト接着剤を用いる
のが一般的であった。すなわち、ホットメルト接着剤を
ロールコータで塗布し、ホットメルト接着剤を塗布した
面を合わせるように２枚の基板を貼り合わせてプレスす
る方法である。

【０００８】しかしながら、０．６ｍｍ厚のプラスチッ
ク基板の貼り合わせにおいて、従来のようにホットメル
ト接着剤を用いた方式では、ホットメルト接着剤が熱可
塑性であるが故に高温高湿環境下で軟化して、ディスク
の反り角が大きく悪化するという問題がある。特に、現
在話題となっているディジタルビデオディスク（ＤＶ
Ｄ）では、例えば車載用途等にも対応する必要があるた
め、耐熱性の高い接着剤の要求が強い。

【０００９】耐熱性の高い接着剤の種類としては、ラジ
カル重合紫外線硬化接着剤、カチオン重合紫外線硬化接
着剤またはアクリル系粘着シートなどを挙げることがで
き、これらの接着剤を用いることにより、０．６ｍｍ厚
のプラスチック基板の貼り合わせにおいて高温高湿環境
下でのディスク反り角の悪化を低減させることができ
る。現在、これら耐熱性の高い接着剤を用いた貼り合わ
せシステムの検討が盛んに行われている段階であるが、
なかでもアクリル系粘着シートを用いる貼り合わせ方式
は、紫外線硬化プロセスが不要なため装置の小型化およ
び省力化が可能、紫外線照射による記録膜等への影響が
ない、また接着剤の形態が液体ではないため取扱いが容
易などといったメリットがあり、今後、ＤＶＤをはじめ
とする光ディスクの貼り合わせ方法として有力であると
考えられる。

【００１０】一方、貼り合わせ前の光ディスクの形態と
しては、再生専用型のＲＯＭ、追記型のＲやＷＯＲＭ、
書き換え型の光磁気型や相変化型の全てのタイプにおい
て、通常、射出成形によって得られるプラスチック成形
基板上に、少なくとも１層以上の薄膜を形成し、さらに
該薄膜を紫外線硬化樹脂等で保護した形態が一般的であ
る。該紫外線硬化樹脂の材料としては、通常、形成した
薄膜の保護性能が十分であること、ディスクの反り抑制
のため硬化収縮が小さいことなどの点で選定される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】貼り合わせ用接着剤と
してアクリル系粘着シートを用いる場合、粘着シートの
種類と薄膜上に施された紫外線硬化樹脂の種類の組み合
わせによっては、十分な接着強度が得られず、貼り合わ
せ過程で粘着シートをディスクの紫外線硬化樹脂からな
る保護コート上にうまく塗布できない、また貼り合わせ
ができても接着強度が不十分なためディスクの落下試験
等で剥離してしまうといった問題があった。

【００１２】本発明は、このような従来技術の問題点に
着目してなされたものであり、高い接着信頼性をもつ貼
り合わせディスクを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者らは、アクリル系粘着シートと紫外線硬化
樹脂との接着力について鋭意検討した結果、本発明をな
すに至った。すなわち、請求項１に係わる発明は、中心
穴を有する円盤状のディスク基板上に少なくとも１層の
薄膜および該薄膜を保護する紫外線硬化樹脂からなる保
護コート層が形成され、該保護コート面同士が対向配置
されてその間に接着剤としてアクリル系粘着シートが介
装された構造の光ディスクにおいて、該保護コート層が
接着剤と接する界面における精製水との接触角θが８０
°以下であることを特徴とする光ディスクを提供する。

【００１４】接着理論に関して確立された明確な理論は
未だないように思われるが、熱力学的な観点から、接触
角を尺度として固体表面のぬれやすさと接着との関係が
議論されており、（１）式で表されるヤング−デュプレ
の式がよく知られている。Ｗ_A＝γ_LV（１＋ｃｏｓθ） …（１）ここで、Ｗ_A：接着仕事、γ_LV：液体の表面張力、θ：
接触角この式によれば、接着仕事を目安として強い接着力を得
るためには、ｃｏｓθが大きい、すなわち接触角θがで
きるだけ小さい方が有効であることがわかる。

【００１５】本発明者らは、図１に示す構造をもつ片面
ディスク２枚を、紫外線硬化樹脂からなる保護コート面
同士を内側にし、接着剤としてアクリル系粘着シートを
用いて貼り合わせた場合の接着強度と、紫外線硬化樹脂
表面のぬれ特性との関係を検討した結果、接着強度は紫
外線硬化樹脂表面における精製水との接触角に大きく依
存していることを見出し本発明をなすに至った。

【００１６】すなわち、液滴法による接触角測定を用い
て、測定時の温湿度２５℃、５５％ＲＨの環境下で、５
マイクロリットルの精製水を紫外線硬化樹脂からなる保
護コート表面に滴下した時の接触角が８０°以下である
場合、光ディスクに要求される接着強度を満足でき、よ
り好ましくは７０°以下が良い。接触角が８０°より大
きい場合には、接着強度が十分でないため、光ディスク
の落下試験（高さ７６ｃｍからエンビシート上に落下さ
せる）で剥離が発生したり、また貼り合わせ工程時に、
アクリル系粘着シートを均一に貼れないなどといった問
題が発生し好ましくない。

【００１７】請求項２に係わる発明は、中心穴を有する
円盤状のディスク基板上に少なくとも１層の薄膜および
該薄膜を保護する紫外線硬化樹脂からなる保護コート層
が形成され、該保護コート面同士が対向配置されてその
間に接着剤としてアクリル系粘着シートが介装された構
造の光ディスクにおいて、該保護コート層に用いられる
材料がウレタン結合、アミド基、ウレア結合、エーテル
結合、アミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基のうち
少なくとも一つを持つ化合物を含む材料からなることを
特徴とする光ディスクを提供する。

【００１８】接着している２物体間の接着力は、主とし
てファン・デル・ワールス力と水素結合に起因している
ものと考えられる。したがって、アクリル系粘着シート
との間で水素結合を起こしやすい官能基を持った化合物
を含む紫外線硬化樹脂が望ましく、ウレタン結合、アミ
ド基、ウレア結合、エーテル結合、アミノ基、ヒドロキ
シ基、カルボキシル基のうち少なくとも一つの極性基、
または結合を持った化合物を含む材料を選定するのがア
クリル系粘着シートとの接着力が強く好ましい。

【００１９】請求項３に係わる発明は、中心穴を有する
円盤状のディスク基板上に少なくとも１層の薄膜および
該薄膜を保護する紫外線硬化樹脂からなる保護コート層
が形成され、該保護コート面同士が対向配置されてその
間に接着剤としてアクリル系粘着シートが介装された構
造の光ディスクにおいて、該保護コート層に用いられる
材料の３０℃におけるヤング率が１６００ＭＰａより小
さいことを特徴とする光ディスクを提供する。

【００２０】また、請求項４に係わる発明は、中心穴を
有する円盤状のディスク基板上に少なくとも１層の薄膜
および該薄膜を保護する紫外線硬化樹脂からなる保護コ
ート層が形成され、該保護コート面同士が対向配置され
てその間に接着剤としてアクリル系粘着シートが介装さ
れた構造の光ディスクにおいて、該保護コート層の鉛筆
硬度が２Ｈ以下であることを特徴とする光ディスクを提
供する。

【００２１】材料のヤング率、および硬度（鉛筆硬度）
がある値以上になると、ある一定の変形を加えた際、材
料内部に発生する内部応力が大きくなり剥離が発生しや
すい状態、すなわち接着力の低下をきたすものと考えら
れる。本発明者らの検討によれば、紫外線硬化樹脂の３
０℃におけるヤング率が１６００ＭＰａより小さいこと
が望ましく、ヤング率が１６００ＭＰａ以上の場合に
は、接着強度が十分でなく光ディスクの落下試験で剥離
が発生し好ましくない。

【００２２】また、紫外線硬化樹脂の鉛筆硬度について
も、ＪＩＳＫ５４０１に基づく鉛筆硬度測定におい
て、鉛筆硬度が２Ｈ以下であることが望ましく、２Ｈよ
り固い場合には、接着強度が十分でなく光ディスクの落
下試験で剥離が発生し望ましくない。本発明に用いられ
る紫外線硬化樹脂の塗布方法は、スピンコーティング法
を用いて塗布した後、紫外線を照射して硬化させるのが
一般的である。通常、スピンコート条件としては、回転
数２０００〜６０００ｒｐｍで０．５〜１０秒間回転さ
せ、次いで紫外線照射条件としては、メタルハライドラ
ンプまたは高圧水銀ランプを用いて積算光量２００〜１
０００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射するのが一般的であ
る。

【００２３】また、アクリル系粘着シートとの接着強度
をさらに向上させるため、紫外線硬化樹脂からなる保護
コート表面にコロナ放電等の表面処理を施しても良い。
本発明に用いられるアクリル系粘着シートは、粘着剤を
支持するセルロース、ＰＥＴ等の基材を有するものと、
基材がないものとのどちらも有効であるが、より好まし
くは基材がないものが良い。

【００２４】本発明の基材に用いられるディスク基板の
材料については特に制限する必要はないが、ポリカーボ
ネート樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチ
レン樹脂等といったプラスチック材料がコスト面から広
く用いられ、中でも光学的および強度面からポリカーボ
ネート樹脂が一般的に用いられている。また、ディスク
基材上に形成される薄膜の材料については特に制限する
必要はなく、再生専用型のＲＯＭではＡｌ合金やＡｕ、
追記型ではシアニン系やフタロシアニン系の色素材料、
書き換え型ではＧｅＴｅＳｂ、ＡｇＩｎＳｂＴｅといっ
た相変化材料やＴｂＦｅＣｏ等の光磁気材料が一般的に
用いられている。

【００２５】これら薄膜の形成方法についても特に制限
なく、公知の方法、例えば真空蒸着、スパッタリング、
イオンビームスパッタリング、イオンビーム蒸着、イオ
ンプレーティング、電子ビーム蒸着、プラズマ重合等の
方法を目的、材料等に応じて適宜採用することができ
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を具体的
な実施例により説明する。射出成形により形成された、
外径１２０ｍｍ、内径１５ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのポリ
カーボネートから成る透明ディスク基板上に、厚さ２０
０ｎｍのＺｎＳ-ＳｉＯ₂からなる保護層、厚さ２５ｎｍ
のＳｂＴｅＧｅからなる記録層、厚さ２０ｎｍのＺｎＳ
−ＳｉＯ₂からなる保護層、厚さ１００ｎｍのＡｌを主
成分とする反射層を順次スパッタリング法により積層し
た。次いで、成膜した薄膜上に大日本インキ化学工業
（株）製の紫外線硬化樹脂で製品名ＳＤ−１０１、ＳＤ
−３０１、ＳＤ−３１８、またソニーケミカル（株）製
の紫外線硬化樹脂で製品名ＳＫ５１１０を用いてスピン
コーティング法により約５μｍの厚さに塗布し、高圧水
銀ランプで約５００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射して硬
化させて保護コート層とし、異なる紫外線硬化樹脂材料
からなる保護コート層を持つ４種類の相変化型の片面デ
ィスクを作製した。

【００２７】こうして作成した片面ディスク２枚を保護
コート層を内側にしてアクリル系の粘着シートを用いて
貼り合わせることにより、全面接着構造の相変化型光デ
ィスクとした。貼り合わせの際には、日東電工（株）製
の粘着シートで製品名ＤＡ−８３１０をディスク基板の
内外径の範囲内に含まれる大きさのドーナツ状に打ち抜
いた粘着シートを用いた。粘着シートの厚みは５０μｍ
である。貼り合わせプロセスは、まず、一枚の基板の保
護コート層を上側にして固定し、ＰＥＴセパレータ上に
付いた粘着シートを貼り付ける位置合わせを行った後、
セパレータの上からローラ等を用いて基板に粘着シート
を貼り付ける。次にセパレータを剥離させて、もう一枚
の基板を保護コート層を内側にして重ね合わせ、さら
に、オートクレーブ等で加圧接着を行い、貼り合わせ時
に発生したボイドを脱泡して作製した。

【００２８】以上のような手順で、保護コート層の紫外
線硬化樹脂材料が異なる貼り合わせサンプルを各種作製
し、これらの接着強度を落下試験により評価した。落下
試験の条件は２ｍｍの厚さのエンビシート上に、７６ｃ
ｍの高さから貼り合わせたディスクを垂直に落下させ
て、目視により貼り合わせ状態の変化を観察評価した。
サンプル数はＮ＝５ディスクとした。

【００２９】評価結果を下記の表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】これらの結果より、日東電工製アクリル系
粘着シート（製品名ＤＡ−８３１０）とＳＤ−１０１の
組み合わせにおいて接着強度が不十分であり、落下試験
を満足できなかった。

【００３２】

【実施例１】射出成形により形成された、外径１２０ｍ
ｍ、内径１５ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート
から成るディスク基板上に、大日本インキ化学工業
（株）製の紫外線硬化樹脂で製品名ＳＤ−１０１、ＳＤ
−３０１、ＳＤ−３１８、またソニーケミカル（株）製
の紫外線硬化樹脂で製品名ＳＫ５１１０を用いてスピン
コーティング法により約５μｍの厚さの保護膜を形成
し、次いで高圧水銀ランプで約５００ｍＪ／ｃｍ²の紫
外線を照射して硬化させて透明基板と保護コート層のみ
の４種類の試料を作製した。

【００３３】こうして作成した試料の紫外線硬化樹脂表
面と精製水との接触角を液滴法により測定した。測定装
置は協和界面化学（株）製「ＣＡ−Ｓミクロ２型」を用
い、測定時の温湿度２５℃、５５％ＲＨの環境下で測定
を行った。まず、紫外線硬化樹脂からなる保護コートを
塗布した試料を２ｃｍ×５ｃｍ程度の長方形に切り出
し、保護コート塗布面を上側にしてスライドガラスに乗
せて密着固定した。次に精製水５μｌをマイクロピペッ
ターにて採取し保護コート面上に静かに滴下し、図２に
示すように液滴端と液の頂点の２点を通る直線の角度、
すなわち接触角θの１／２（ここでθは接触角）の角度
を分度板にて測定し、２倍の値を接触角θとした。接触
角の測定は、一つの紫外線硬化樹脂材料に対して１０回
の測定を実施し、その平均を測定値とした。表２にその
測定結果を示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】この結果より、ＳＤ−１０１が精製水との
接触角が最も大きい、すなわち最もぬれが悪く、前述の
接着強度が不十分である結果との相関がみられた。アク
リル系粘着シートと落下試験を満足できる十分な接着強
度を得るためには、精製水との接触角が８０°以下であ
ることが望ましく、より好ましくは７０°以下が良いこ
とがわかった。

【００３６】

【実施例２】射出成形により形成された、外径１２０ｍ
ｍ、内径１５ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート
から成るディスク基板上に、大日本インキ化学工業
（株）製の紫外線硬化樹脂で製品名ＳＤ−１０１、ＳＤ
−３０１、ＳＤ−３１８、またソニーケミカル（株）製
の紫外線硬化樹脂で製品名ＳＫ５１１０を用いてスピン
コーティング法により約５μｍの厚さの保護膜を形成
し、次いで高圧水銀ランプで約５００ｍＪ／ｃｍ²の紫
外線を照射して硬化させて透明基板と保護コート層のみ
の４種類の試料を作製した。

【００３７】こうして作成した試料の紫外線硬化樹脂表
面の鉛筆硬度を測定した。測定はＪＩＳＫ５４０１に
従い、測定装置はNihonn Rigaku Kogyo製のものを用
い、鉛筆は（株）三菱鉛筆製のHI-UNIを使用した。ま
た、測定時の温湿度環境は２５℃、５５％ＲＨであっ
た。表３にその測定結果を示す。

【００３８】

【表３】

【００３９】上記測定より、ＳＤ−１０１の鉛筆硬度が
３Ｈと最も固い結果が得られた。この結果は前述の接着
強度が不十分である落下試験結果との対応がみられ、鉛
筆硬度は２Ｈ以下であることが望ましいといえる。ま
た、大日本インキ化学工業（株）製の紫外線硬化樹脂で
製品名ＳＤ−１０１、ＳＤ−３０１、ＳＤ−３１８の３
０℃におけるヤング率を表４に示す。

【００４０】

【表４】

【００４１】ヤング率の観点でもＳＤ−１０１が最も大
きく、この結果も前述の接着強度が不十分である落下試
験結果との対応がみられ、３０℃でのヤング率が１６０
０ＭＰａより小さいことが望ましいといえる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、少なくとも１層の薄膜
および該薄膜を保護する紫外線硬化樹脂からなる保護コ
ート層が形成され、該保護コート面同士が対向配置され
てその間に接着剤としてアクリル系粘着シートが介装さ
れた構造の光ディスクにおいて、アクリル系粘着シート
と紫外線硬化樹脂との接着強度に優れ、安定した貼りあ
わせプロセス、および落下試験等の加速試験でも信頼性
の高い光ディスクを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の貼り合わせ前のディスク形態を模式的
に示す断面図である。

【図２】液滴法による接触角を示す模式図である。

【符号の説明】

１プラスチック基板２薄膜３保護コート層（紫外線硬化樹脂）４固体５液体６液滴端と頂点の２点を通る直線７接線８液滴端と頂点の２点を通る直線の角度（接触角θの
１／２）９接触角θ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心穴を有する円盤状のディスク基板上
に少なくとも１層の薄膜および該薄膜を保護する紫外線
硬化樹脂からなる保護コート層が形成され、該保護コー
ト面同士が対向配置されてその間に接着剤としてアクリ
ル系粘着シートが介装された構造の光ディスクにおい
て、該保護コート層が接着剤と接する界面における精製
水との接触角θが８０°以下であることを特徴とする光
ディスク。
【請求項２】中心穴を有する円盤状のディスク基板上
に少なくとも１層の薄膜および該薄膜を保護する紫外線
硬化樹脂からなる保護コート層が形成され、該保護コー
ト面同士が対向配置されてその間に接着剤としてアクリ
ル系粘着シートが介装された構造の光ディスクにおい
て、該保護コート層に用いられる材料が、ウレタン結
合、アミド基、ウレア結合、エーテル結合、アミノ基、
ヒドロキシ基、カルボキシル基のうち少なくとも一つを
持つ化合物を含むことを特徴とする光ディスク。
【請求項３】中心穴を有する円盤状のディスク基板上
に少なくとも１層の薄膜および該薄膜を保護する紫外線
硬化樹脂からなる保護コート層が形成され、該保護コー
ト面同士が対向配置されてその間に接着剤としてアクリ
ル系粘着シートが介装された構造の光ディスクにおい
て、該保護コート層の３０℃におけるヤング率が１６０
０ＭＰａより小さいことを特徴とする光ディスク。
【請求項４】中心穴を有する円盤状のディスク基板上
に少なくとも１層の薄膜および該薄膜を保護する紫外線
硬化樹脂からなる保護コート層が形成され、該保護コー
ト面同士が対向配置されてその間に接着剤としてアクリ
ル系粘着シートが介装された構造の光ディスクにおい
て、該保護コート層の鉛筆硬度が２Ｈ以下であることを
特徴とする光ディスク。