JP2005111756A - ハードコート処理物品、硬化性組成物、および情報記録担体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材上に少なくとも1層のハードコート層を有するハードコート処理物品であって、基材から最も離れた最表層にあるハードコート層が、ケイ素含有率が23〜32質量%である活性エネルギー線硬化型シリコーン樹脂を含む硬化性組成物。該硬化性組成物を塗布、硬化して形成した硬化皮膜からなり、前記シリコーン樹脂の塗布量が0.1〜100g/m2であるハードコート処理物品。該ハードコート処理物品を透光層として有する光情報記録担体。
【選択図】 なし
Description
従来のハードコート層は、通常、熱硬化型樹脂、あるいは紫外線硬化型樹脂等の活性エネルギー線重合性樹脂を基材上に直接、あるいは0.03から0.5μm程度のプライマー層を介して3μm以上10μm以下程度の薄い塗膜を形成して製造している。しかしながら、従来のハードコート層は硬度が不十分であったこと、また、その塗膜の厚みが薄いことに起因して、下地の基材が荷重により大きく変形した場合に、それに応じてハードコート層も変形し、ハードコート層に割れが生じてしまうため、十分に満足できるものではなかった。
また、特許文献3にハードコート層を2層構成とし、第1層に微粒子のシリカを添加することで、カールと耐擦傷性を満足させる方法が提案されている。さらに、特許文献4にはハードコート層を2層構成とし、下層にラジカル硬化性樹脂とカチオン硬化性樹脂のブレンドからなる硬化樹脂層を使用し、上層にラジカル硬化性樹脂のみからなる硬化樹脂層を使用したハードコートフイルムの記載がある。しかし、これらも十分満足できる硬度ではなかった。
一方、ハードコート層の厚みを通常の3〜10μmよりも厚くすることが硬度増加に有効であることが知られている。しかし、厚くすることでヘイズが大きくなったり、ハードコート層の脆性が悪化することにより割れや剥がれが生じやすくなると同時に硬化収縮によるハードコートフイルムのカールが大きくなるという問題がある。
このため従来の技術では、実用上使用できる良好な特性を有するハードコート層を得ることは困難であった。
しかしながら、これらに記載されたハードコートフイルムは、いずれも汚れの拭き取りを繰り返すと表面の防汚性組成物が脱落し防汚性が持続しなかったり、また表面組成が不均一なため表面に欠陥が生じたりする問題があることが分かった。ハードコートフイルムは、例えば情報記録担体の表面保護フイルムとして用いられるが、表面の微細な欠陥のあるフイルムでは欠陥が情報の読み取りに大きく影響してしまうので用いることはできない。
さらに、本発明の他の目的は、耐擦傷性や防汚性を有し、記録読み取り特性の持続性の良い光情報記録担体を提供することにある。
(1)基材上に少なくとも1層のハードコート層を有するハードコート処理物品であって、基材から最も離れた最表層にあるハードコート層が、ケイ素含有率が23〜32質量%である活性エネルギー線硬化型シリコーン樹脂を含む硬化性組成物を塗布、硬化して形成した硬化皮膜からなり、前記シリコーン樹脂の塗布量が0.4〜45mg/m2であることを特徴とするハードコート処理物品。
(2)硬化性組成物が、前記シリコーン樹脂と異なる活性エネルギー線硬化型樹脂として、同一分子内に3個以上のエチレン性不飽和基を有する硬化性樹脂を含むことを特徴とする上記(1)に記載のハードコート処理物品。
(3)硬化性組成物が、前記シリコーン樹脂と異なる活性エネルギー線硬化型樹脂として、同一分子内に3個以上のエチレン性不飽和基を含む硬化性樹脂と、同一分子内に3個以上の開環重合性基を含む硬化性樹脂とを含み、かつ前記エチレン性不飽和基を含む硬化性樹脂と前記開環重合性基を含む硬化性樹脂との合計量に対して前記開環重合性基を含む硬化性樹脂を5〜40質量%含むことを特徴とする上記(1)または(2)に記載のハードコート処理物品。
(4)前記開環重合性基を含む硬化性樹脂が、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を含む架橋性ポリマーであることを特徴とする上記(3)に記載のハードコート処理物品。
一般式(1)
(6)前記シリコーン樹脂が、下記一般式(a)で表されるポリジメチルシロキサンのメチル基の10〜25%が(メタ)アクリレート基を含有するアルキル基で置換されたポリジメチルシロキサンであることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載のハードコート処理物品。
一般式(a)
(8)基材上に設けられたハードコート層が1層であることを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載のハードコート処理物品。
(11)前記ハードコート処理物品またはハードコートフイルムの基材が厚さ20〜300μmのポリカーボネートフイルムであり、かつ透光層の厚みが50〜300μmであることを特徴とする上記(10)に記載の情報記録担体。
ハードコート層に含有される硬化性樹脂で、フッ素原子および/またはケイ素原子を含有し、活性エネルギー線により重合する基を有する防汚剤としての硬化性樹脂の具体的な例としては、フッ素原子またはケイ素原子を含有するモノマー、あるいはフッ素原子またはケイ素原子を含むモノマーの共重合体、ブロック共重合体、あるいはグラフト共重合体にアクリル基を含有させたポリマーが挙げられる。
ここで、ケイ素含有モノマーとしては、ポリジメチルシロキサンと(メタ)アクリル酸等の反応によるシロキサン基を有するモノマーが挙げられる。末端(メタ)アクリレートのシロキサン化合物の具体例としては、X−22−164A、X−22−164B、X−22−164C、X−22−2404、X−22−174D、X−22−8201、X−22−2426(信越化学工業(株)製)などが挙げられる。
本発明に用いる防汚剤としての活性エネルギー線硬化型シリコーン樹脂のケイ素含量は、23〜32質量%であることが必要であり、好ましくは26〜31質量%であり、29〜31質量%であることが最も好ましい。この範囲よりもケイ素含量が高くなりすぎると、表面に局在化し、防汚性が持続しなくなったり、表面組成の不均一性が生じたりしてしまい、特にディスプレイ材料や光情報記録担体の保護フイルムとして本発明のハードコート処理物品は適さなくなる。また、この範囲よりもケイ素含量が低くなりすぎると、表面の接触角が所望の範囲に高くすることができず、初期から防汚性が発現しない。
活性エネルギー線重合性基としては、例えばアクリル基等のラジカル重合性の二重結合やエポキシ基等のカチオン重合性基が挙げられる。特に好ましい活性エネルギー線重合性基としてはラジカル重合性のアクリレート基又はメタクリレート基であり、アクリレート基が最も好ましい。
一般式(a)
(メタ)アクリレート基を含有するアルキル基としては−(CH2)q−O−CO−C(X)=CH2で表される基(qは2〜8の整数を表し、3又は4が好ましい。Xは水素原子又はメチル基を表す。)が好ましい。
鉛筆硬度に関しては、JIS−S−6006が規定する試験用鉛筆を用いて、JIS−K−5400が規定する鉛筆硬度評価方法に従い、9.8Nの荷重にて傷が認められない鉛筆の硬度として求めることができる。
まず、上記エチレン性不飽和基を同一分子内に2個以上含む硬化性樹脂について詳しく説明する。
エチレン性不飽和基を同一分子内に2個以上含む硬化性樹脂としては、分子内に2〜6個のアクリル酸エステル基を有する多官能アクリレートモノマーや、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレートと称される分子内に数個のアクリル酸エステル基を有する分子量が数百から数千のオリゴマーなどを好ましく使用することができる。
なお、同一分子内にエチレン性不飽和基を3個以上含む硬化性樹脂と共に、エチレン性不飽和基を1個もしくは2個含む硬化性樹脂(モノマーあるいはオリゴマー)を併用してもよい。
一般式(2)
P2は、一価のエチレン性不飽和基またはエチレン性不飽和基を有する一価の基を表す。
L2は、単結合もしくは二価以上の連結基を表し、好ましくは単結合、−O−、アルキレン基、アリーレン基および*側で主鎖に連結する*−COO−、*−CONH−、*−OCO−、*−NHCO−である。
上記(i)の方法を用いる場合、重合反応により消費されるエチレン性不飽和基と架橋性ポリマー中に残されるエチレン性不飽和基の重合性の差を利用することにより可能である。例えば、一般式(2)のP2が、アクリロイル基、メタクリロイル基またはこれらのいずれかを含有する一価の基である場合、架橋性ポリマーを生成させる重合反応をカチオン重合とすることで上記(i)の手法によって本発明の架橋性ポリマーを得ることができる。一方、P2がスチリル基またはスチリル基を含有する一価の基である場合は、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合のいずれの方法をとってもゲル化が進行しやすいため、通常上記(ii)の手法によって一般式(2)の架橋性ポリマーを合成する。
高分子反応は、(I)例えば2−クロロエチル基から塩酸を脱離させるようなエチレン性不飽和基をプレカーサー化した官能基を含むポリマーを生成させたあとに官能基変換(脱離反応、酸化反応、還元反応など)によりエチレン性不飽和基に誘導する方法と、(II)任意の官能基を含むポリマーを生成させたあとに、該ポリマー中の官能基と結合生成反応が進行して共有結合を生成しうる官能基とエチレン性不飽和基の両方を有する反応性モノマーを反応させる方法が挙げられる。これら(I)、(II)の方法は組み合わせて行ってもよい。
ここで言う結合形成反応とは、一般に有機合成分野で用いられる結合生成反応のなかで共有結合を形成する反応であれば特に制限なく使用できる。一方で、架橋性ポリマーに含まれるエチレン性不飽和基が反応中に熱重合し、ゲル化してしまう場合があるので、できるだけ低温(好ましくは60℃以下、特に好ましくは室温以下)で反応が進行するものが好ましい。また反応の進行を促進させる目的で触媒を用いてもよく、ゲル化を抑制する目的で重合禁止剤を用いてもよい。
(イ)ヒドロキシル基に対して、エポキシ基、イソシアネート基、N−メチロール基、カルボキシル基、アルキルハライド、酸無水物、酸クロライド、活性エステル基(例えば硫酸エステル)、ホルミル基、アセタール基、
(ロ)イソシアネート基に対して、ヒドロキシル基、メルカプト基、アミノ基、カルボキシル基、N−メチロール基、
(ハ)カルボキシル基に対して、エポキシ基、イソシアネート基、アミノ基、N−メチロール基、
(ニ)N−メチロール基に対して、イソシアネート基、N−メチロール基、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、
(ホ)エポキシ基に対して、ヒドロキシル基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基、N−メチロール基、
(ヘ)ビニルスルホン基に対してスルフィン酸基、アミノ基、
(ト)ホルミル基に対してヒドロキシル基、メルカプト基、活性メチレン基、
(チ)メルカプト基に対して、ホルミル基、ビニル基(アリル基、アクリル基など)、エポキシ基、イソシアネート基、N−メチロール基、カルボキシル基、アルキルハライド、酸無水物酸クロライド、活性エステル基(例えば硫酸エステル)、
(リ)アミノ基に対して、ホルミル基、ビニル基(アリル基、アクリル基など)、エポキシ基、イソシアネート基、N−メチロール基、カルボキシル基、アルキルハライド、酸無水物、酸クロライド、活性エステル基(例えば硫酸エステル)、などの組み合わせが挙げられる。
これらの場合の重合方法としては、ラジカル重合が最も簡便で好ましい。
開環重合性基を含む硬化性樹脂とは、カチオン、アニオン、ラジカルなどの作用により開環重合が進行する環構造を有する硬化性樹脂であり、この中でもヘテロ環状基含有硬化性樹脂が好ましい。このような硬化性樹脂としてエポキシ誘導体、オキセタン誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、環状ラクトン誘導体、環状カーボネート誘導体、オキサゾリン誘導体などの環状イミノエーテル類などが挙げられ、特にエポキシ誘導体、オキセタン誘導体、オキサゾリン誘導体が好ましい。
本発明において、開環重合性基を有する硬化性樹脂を2種以上を組み合わせて併用してもよい。開環重合性基を含む硬化性樹脂は、同一分子内に2個以上の開環重合性基を含む硬化性樹脂が好ましく、同一分子内に3個以上の開環重合性基を含む硬化性樹脂がさらに好ましい。この場合、同一分子内に開環重合性基を1個または2個有する硬化性樹脂と同一分子内に開環重合性基を3個以上有する硬化性樹脂とを組み合わせてもよく、また同一分子内に開環重合性基を3個以上有する硬化性樹脂のみを2種以上組み合わせてもよい。
L1は、単結合または二価以上の連結基であり、好ましくは単結合、−O−、アルキレン基、アリーレン基および*側で主鎖に連結する*−COO−、*−CONH−、*−OCO−、*−NHCO−である。
P1は、一価の開環重合性基または開環重合性基を有する一価の基であり、好ましいP1としては、エポキシ環、オキセタン環、テトラヒドロフラン環、ラクトン環、カーボネート環、オキサゾリン環などのイミノエーテル環などを有する一価の基が挙げられ、この中でも特に好ましくはエポキシ環、オキセタン環、オキサゾリン環を有する一価の基である。
以下に一般式(1)で表される繰り返し単位の好ましい具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なかでも、アクリル酸またはメタクリル酸から誘導されるエステル類およびアミド類、ならびに芳香族ビニル化合物が特に好ましく用いられる。
本発明では、活性エネルギー線として、放射線、ガンマー線、アルファー線、電子線、紫外線などが用いられる。その中でも紫外線を用いて、ラジカルもしくはカチオンを発生させる重合開始剤を添加し、紫外線により硬化させる方法が特に好ましい。また紫外線を照射した後、加熱することにより、さらに硬化を進行させることができる場合があり、この方法を好ましく用いることができる。この場合の好ましい加熱温度は140℃以下である。
好ましい有機溶媒としては、メチルエチルケトン等のケトン類、イソプロパノール等のアルコール類、酢酸エチルなどのエステル類などが挙げられる。また、前記した単官能もしくは多官能のビニルモノマーや、単官能、2官能または3官能以上の開環重合性基を有する硬化性樹脂が低分子量硬化性樹脂である場合、これらを併用すると、硬化性組成物の粘度を調節することが可能であり、溶媒を用いなくても塗布可能とすることもできる。
無機微粒子に結合もしくは吸着し得る官能基を有する表面修飾剤としては、シラン、アルミニウム、チタニウム、ジルコニウム等の金属アルコキシド表面修飾剤や、リン酸基、硫酸基、スルホン酸基、カルボン酸基等のアニオン性基を有する表面修飾剤が好ましい。
さらに有機成分との親和性の高い官能基としては単に有機成分と親疎水性を合わせただけのものでもよいが、有機成分と化学的に結合しうる官能基が好ましく、特にエチレン性不飽和基、もしくは開環重合性基が好ましい。
本発明において好ましい無機微粒子表面修飾剤は、金属アルコキシドもしくはアニオン性基とエチレン性不飽和基もしくは開環重合性基を同一分子内に有する硬化性樹脂である。
S−2 H2C=C(X)COOC2H4OTi(OC2H5)3
S−3 H2C=C(X)COOC2H4OCOC5H10OPO(OH)2
S−4 (H2C=C(X)COOC2H4OCOC5H10O)2POOH
S−5 H2C=C(X)COOC2H4OSO3H
S−6 H2C=C(X)COO(C5H10COO)2H
S−7 H2C=C(X)COOC5H10COOH
S−8 3−(グリシジルオキシ)プロピルトリメトキシシラン
表面修飾剤を溶解する溶液としては、極性の大きな有機溶剤が好ましい。具体的には、アルコール、ケトン、エステル等の公知の溶剤が挙げられる。
微粒子の微細化分散機としては、超音波、ディスパー、ホモジナイザー、ディゾルバー、ポリトロン、ペイントシェーカー、サンドグラインダー、ニーダー、アイガーミル、ダイノミル、コボールミル等を用いることが好ましい。また、分散媒としては前述の表面修飾用の溶媒が好ましく用いられる。
無機微粒子を添加することにより、表面弾性率を上げることができる。無機微粒子の添加量を増やすと脆性が悪くなるので、表面弾性率の上限は、10GPa、好ましくは9.0GPaである。従って、好ましい表面弾性率の範囲は、4.0〜10GPaであり、特に好ましくは4.5〜9.0GPaである。
また、前述の微小表面硬度計を用いて表面硬度をユニバーサル硬度として求めることもできる。ユニバーサル硬度は四角錐圧子の試験荷重下での押し込み深さを測定し、試験荷重をその試験荷重で生じた圧痕の幾何学的形状から計算される圧痕の表面積で割った値である。
上記の表面弾性率とユニバーサル硬度の間には、正の相関を有することが知られている。
本発明においては、ハードコート層が複数層ある場合、基材から最も離れた最表層のハードコート層に、防汚剤として前述した特定のケイ素含有率の活性エネルギー線硬化型シリコーン樹脂を用いる。
なお、本発明では、製造工程上、簡便な単層であることが好ましい。
上記硬化収縮率は、用いた活性エネルギー線、例えばUV光の照射前の硬化性組成物の密度と照射硬化後の硬化性組成物の密度を求め、その値から下記数式Aで計算して求めた値である。なお、密度はマイクロメトリック社製MULTIVOLUME PYCNOMETERで測定(25℃)した値である。
また活性エネルギー線を照射するときの酸素濃度が3%以下であることが好ましく、さらに好ましくは1%以下であり、0.3%以下であることが最も好ましい。
具体的には、例えば、シート状の基材の材料としては、樹脂、紙、織布、不織布、金属、木材等が使用される。
該樹脂としては、例えば、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド等の樹脂を、単体又は異種の2種以上の混合物からなる、単層又は積層体からなるシートが使用される。但し、ダイオキシン等の環境上の問題から塩化ビニル樹脂以外が好ましい。シートの厚み(積層体の場合は総厚)は20〜300μm程度である。
シート状基材の金属としては、金属箔が使用される。
シート状基材の木材としては、杉、松、檜、樫、ラワン、チーク、メラピー等の樹木からなる厚さ50〜500μm程度の突板等が使用される。
カールの測定は、JISK7619−1988の「写真フイルムのカールの測定法」中の方法Aのカール測定用型板を用いて行われる。測定条件は25℃、相対湿度60%、調湿時間10時間である。
ここで、カールがプラスとはフイルムのハードコート層塗設側が湾曲の内側になるカールを言い、マイナスとは塗設側が湾曲の外側になるカールをいう。
また、本発明におけるハードコートフイルムは、上記したカール測定法に基づいて、相対湿度のみを80%と10%に変更したときの各カール値の差の絶対値が、24〜0が好ましく、15〜0がさらに好ましく、8〜0が最も好ましい。この範囲とすると、さまざまな湿度下でフイルムを貼り付けたときにハンドリング性が良好で、剥がれ、ひび割れが防止できるので、好ましい。
塗布液における固形分の濃度は3〜100質量%であり、好ましくは20〜90質量%、更に好ましくは40〜80質量%である。塗布液の粘度は1〜60cpであり、好ましくは2〜40cp、更に好ましくは3〜20cpである。
乾燥は、塗布した液膜中の有機溶媒濃度が、乾燥後に5質量%以下になる条件が好ましく、2質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらに好ましい。乾燥条件は、基材の熱的強度や搬送速度、乾燥工程長さなどの影響を受けるが、乾燥温度は35〜150℃であり、好ましくは50〜140℃、更に好ましくは70〜130℃であり、乾燥時間は10〜10000秒であり、好ましくは30〜1000秒、更に好ましくは60〜500秒である。できるだけ有機溶媒の含有率の低いほうが硬化時の重合率を高める点で好ましい。硬化時の活性エネルギー線の照射量は50〜2000mJ/cm2であり、好ましくは200〜1500mJ/cm2であり、さらに好ましくは400〜1000mJ/cm2である。
更に、一層以上の下塗り層を設けることができる。下塗り層の素材としては塩化ビニル、塩化ビニリデン、ブタジエン、(メタ)アクリル酸エステル、ビニルエステル等の共重合体或いはラテックス、低分子量ポリエステル、ゼラチン等の水溶性ポリマー等が挙げられる。さらに下塗り層に酸化錫、酸化錫・酸化アンチモン複合酸化物、酸化錫・酸化インジウム複合酸化物等の金属酸化物や四級アンモニウム塩等の帯電防止剤を含有させることができる。
また、乾燥手段としては、加熱乾燥、送風乾燥など、従来公知の手段を用いることができる。
ここで、粘着層の表面に貼り付けられる離型フイルムとしては、ポリエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフイルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフイルム、トリアセテートセルロースフィルムなどが挙げられる。
本発明の情報記録担体は、カートリッジ内部に装着されたものであってもよい。また、その大きさに制限はなく、ディスク状情報記録担体の場合には、例えば直径30〜300mmの各種サイズを取ることができ、直径32、51、65、80、88、120、130、200、300mmなどであってもよい。
その構成材料は、合成樹脂、セラミック、金属などいずれでもよい。合成樹脂の代表例としては、ポリカーボネートやポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート・ポリスチレン共重合体、ポリビニルクロライド、脂環式ポリオレフィン、ポリメチルペンテンなどの各種熱可塑性樹脂や熱硬化樹脂、各種活性エネルギー線硬化樹脂(紫外線硬化樹脂、可視光硬化樹脂の例を含む)を好適に用いることができる。なお、これらは金属粉またはセラミック粉などを配合した合成樹脂であってもよい。セラミックの代表例としてはソーダライムガラス、ソーダアルミノ珪酸ガラス、ホウ珪酸ガラス、石英ガラスなどを用いることができる。金属としてはアルミ、銅、鉄などを用いることができる。
この中で耐湿性、寸度安定性及び価格などの点からポリカーボネートやアモルファスポリオレフィンが好ましく、ポリカーボネートが最も好ましい。
基盤の厚みは、他の層を機械的に保持する必要性から0.3〜3mmが好ましく、望ましくは0.6〜2mmであり、1.1mm±0.3mmの範囲のものが最も好適に用いられる。
また、プレグルーブの形成を、プレグルーブ層を設けることにより、行ってもよい。プレグルーブ層の材料としては、多価アルコールのアクリル酸モノエステル、ジエステル、トリエステル及びテトラエステルのうちの少なくとも1種のモノマー(又はオリゴマー)と光重合開始剤との混合物を用いることができる。プレグルーブ層の形成は、例えば、まず精密に作られた母型(スタンパ)上に上記のアクリル酸エステル及び重合開始剤からなる混合液を塗布し、更に、この塗布液層上に基盤を載せたのち、基盤又は母型を介して紫外線を照射することにより塗布層を硬化させて基盤と塗布層とを固着させる。次いで、基盤を母型から剥離することにより得ることができる。プレグルーブ層の層厚は一般に、0.01〜100μmの範囲にあり、好ましくは0.05〜50μmの範囲である。
また、プレグルーブの溝深さは10〜150nmの範囲とすることが好ましく、20〜100nmの範囲とすることがより好ましく、30〜80nmの範囲とすることが更に好ましい。また、その半値幅は、50〜250nmの範囲にあることが好ましく、100〜200nmの範囲であることがより好ましい。
下塗層の材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸・メタクリル酸共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、N−メチロールアクリルアミド、スチレン・ビニルトルエン共重合体、クロルスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル・塩化ビニル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート等の高分子物質;シランカップリング剤等の表面改質剤;を挙げることができる。
色素記録用の記録材料の具体的な例としては、シアニン色素、フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素、アゾ色素、ナフトキノン色素、フルギド色素、ポリメチン色素、アクリジン色素などを用いることができる。
相変化記録用の記録材料としては、インジウム、アンチモン、テルル、セレン、ゲルマニウム、ビスマス、バナジウム、ガリウム、白金、金、銀、銅、錫、砒素などの合金(合金とは酸化物、窒化物、炭化物、硫化物、フッ化物などを含む)を用いることができ、特にGeSbTe、AgInSbTe、CuAlTeSbなどを用いるのが好適である。インジウム合金とテルル合金の積層膜を用いて記録層としてもよい。
また、色素や結合剤を溶解処理する方法としては、超音波処理、ホモジナイザー処理、ディスパー処理、サンドミル処理、スターラー攪拌処理等の方法を適用することができる。
塗布温度としては、23〜50℃であれば特に問題はないが、好ましくは24〜40℃、更に好ましくは25〜37℃である。
褪色防止剤としては、一般的に一重項酸素クエンチャーが用いられる。一重項酸素クエンチャーとしては、既に公知の特許明細書等の刊行物に記載のものを利用することができる。その具体例としては、特開昭58−175693号公報、同59−81194号公報、同60−18387号公報、同60−19586号公報、同60−19587号公報、同60−35054号公報、同60−36190号公報、同60−36191号公報、同60−44554号公報、同60−44555号公報、同60−44389号公報、同60−44390号公報、同60−54892号公報、同60−47069号公報、同63−209995号公報、特開平4−25492号公報、特公平1−38680号公報、及び同6−26028号公報等の各公報、ドイツ特許350399号明細書、そして日本化学会誌1992年10月号第1141頁等に記載のものを挙げることができる。
一重項酸素クエンチャー等の褪色防止剤の含有量は、記録層の全固形分中、通常、0.1〜50質量%の範囲であり、好ましくは、0.5〜45質量%の範囲、更に好ましくは、3〜40質量%の範囲、特に好ましくは5〜25質量%の範囲である。
なお、本発明において「透光」とは、記録再生に用いる光学的手段の光の波長(例えば、600〜800nmや350〜450nmの光)に対して事実上透明(透過率70%以上、望ましくは80%以上)であることを意味する。
本発明のハードコート層をフイルムに塗布するに場合、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、セルロース誘導体(特にセルロースアシレート)または環状ポリオレフィン、ポリメチルメタアクリル酸からなるフイルムが好ましく用いられる。
特に光情報記録担体の透光層として用いる場合はポリカーボネートあるいは環状ポリオレフィンが好ましく、ポリカーボネートであることが最も好ましい。
また、記録密度を高めるために、ピックアップに使用される対物レンズのNAは0.7以上が好ましく、0.85以上がより好ましい。
1−1.ハードコート塗布液の調製
(1)h−1液の調製
メチルエチルケトン(MEK)中にグリシジルメタクリレートを溶解させ、熱重合開始剤(V−65(和光純薬工業(株)製)を滴下しながら80℃で2時間反応させ、得られた反応溶液をヘキサンに滴下し、沈殿物を減圧乾燥して得たポリグリシジルメタクリレート(化合物E−1、ポリスチレン換算分子量は12,000)をメチルエチルケトンに50質量%濃度になるように溶解した溶液100質量部に、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、ビスコート#295;大阪有機化学工業(株)製)150質量部(化合物E−1とTMPTAの合計に対し、エポキシ化合物E−1が25質量%)と光ラジカル重合開始剤(イルガキュア184、チバガイギー社製)6質量部(ラジカル重合モノマーに対して4質量%)と光カチオン重合開始剤(ロードシル2074、ローディア社製)6質量部(カチオン重合モノマーに対して12質量%)とメガファック531A(大日本インキ化学工業(株)製)10質量部(カチオン重合モノマーに対して20質量%)を30質量部のメチルイソブチルケトンに溶解したものを撹拌しながら混合し、ハードコート層塗布液(h−1)を作製した。
上記h−1に対し、Si化合物(防汚剤)としてチッソ株式会社製アクリロキシプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサン共重合体(UMS−182)を0.02質量%添加することによりh−2を調製した。
また、h−14にはチッソ株式会社製アクリロキシプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサン共重合体UMS−182を、またh−20には信越化学工業株式会社製X−22−164Bを添加した。
この他、Si化合物の種類、添加量を変更することにより表4のようなハードコート液(h−2〜h−36)を作製した。
また、エポキシモノマーの比較化合物E、防汚剤の構造A、構造Bを下記に示す。下記防汚剤の構造A、BにおけるRは−(CH2)4−O−CO−CH=CH2基を表す。
さらに、表4に示すアクリル置換率とは、構造AまたはBの防汚剤においてメチル基がメタクリレート基を含有するアルキル基Rで置換された割合を示し、具体的には[{(Rの総数)/(メチル基の総数+Rの総数)}×100]である。
木質系基材として合板の表面に木質化粧単板を貼り合わせたものを用い、ハードコート処理する側の表面をサンドペーパーを用いて研磨し、平滑にした。次いでこの研磨された表面にスプレーガンを用いて水性ニスを厚みが5μmになるように塗布し、空気中で乾燥させた(プライマー処理)。次いで水性ニスを塗布した部分に表4に示すように各試料ハードコート塗布液を防汚剤の塗布量(シリコーン化合物(Si化合物)およびSi原子の塗布量)が表4に示す量になるように塗布した。
その後、80℃で5分間乾燥した後、窒素雰囲気下(酸素濃度0.3%)で紫外線を照射(700mJ/cm2)し、表面が35μmのハードコート層で覆われているハードコート処理品を作製した。h−8〜11に関しては塗布液量を減じることによって膜厚を調整した。得られたハードコート層の膜厚は表4に示す。
作製したハードコート処理品を、以下の試験方法に従って評価した。評価結果は、表4に示す。
(1)防汚性
表面に書いた速乾性油性インキ(ゼブラ製、「マッキー」(登録商標))を東レ(株)製「トレシー」(登録商標)を用いて数回擦ってふき取った状態の評価(◎は書いた跡が完全にふき取れた状態、○はほとんどふき取れたが僅かに残った状態、△は一部がふき取れずに残った状態、×は大部分がふき残った状態)。
(2)拭取り後防汚性
また、同じ場所を20回記入、拭取りを繰り返した後の状態を同様にして評価した。
実施例1で作製したハードコート処理物品に対して、以下の評価を行った。評価結果を表5に示す。
(1)鉛筆硬度試験
作製したハードコート処理品を温度25℃、相対湿度60%の条件で2時間調湿した後、JIS−S−6006が規定する試験用鉛筆を用いて、JIS−K−5400が規定する鉛筆硬度評価方法に従い、9.8Nの荷重にて3Hの鉛筆で傷が認められない場合を○、見える場合を×、わずかに見える場合を△とした。
表面を#0000のスチールウールを用い、1.96N/cm2の荷重を掛けながら擦った時の傷が目視で見えるようになる程度の評価(◎は300回こすっても跡が見えない状態、○は僅かに見える状態、△は跡が残るが100回までは跡がみえない状態、×は100回未満で跡が見える状態)。
3−1.フイルムへの塗布
厚さ250μmのPET(2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフイルム)の両面をコロナ処理し、ハードコート層を設置する面に屈折率1.55、ガラス転移温度37℃のスチレン−ブタジエンコポリマーからなるラテックス(LX407C5、日本ゼオン(株)製)と酸化錫・酸化アンチモン複合酸化物(FS−10D、石原産業(株)製)を質量で5:5の割合で混合し、乾燥後の膜厚が200nmとなるよう塗布し、帯電防止層付き下塗り層を形成した後、実施例1で作製したハードコート層用塗布液を防汚剤の塗布量(シリコーン化合物(Si化合物)およびSi原子の塗布量)が表6に示す量になるように塗布しエクストルージョン方式で塗布、乾燥し、窒素雰囲気下(酸素濃度0.1%)で紫外線を照射(700mJ/cm2)して表6記載の厚みのハードコートフイルムを作製した。
ハードコートフイルムに関しても実施例1と同様に鉛筆硬度、耐擦傷性、防汚性を評価した。またフイルムの脆性と面状は以下のように評価した。評価結果を表6に示す。
(1)脆性
ハードコート層塗設側を外側にして丸めたときに、ひび割れが発生する曲率直径を求めた。50mm以下でひび割れが発生したものを×、20mm以下でもひび割れが発生しなかったものを○、その他を△とした。
(2)面状
15cm×15cmの面積を目視により表面状態を確認し、欠陥が確認できなかったものを○、3個以上の欠陥が見られたものを×、それ以外のものを△とした。
a.防汚剤添加の効果(シリコーン樹脂添加の効果)
h―1、h―26に対して本発明の防汚剤を好ましい添加量添加したh−2、h−18では拭取り後も含めて防汚性が優れていることがわかる。
h―2、h−18に対し、Si含率の高い防汚剤を添加したh−13やh−19、20、21では最初の防汚性はあるものの、拭取り後の防汚性は劣ることがわかる。また、フイルムの面状も表面に微細な凹凸が生じることがあり、好ましくないことがわかった。
一方Si含率の低い防汚剤を添加したh−14やh−22では最初から防汚性が発現しないことがわかった。
h−18に対して防汚剤の添加量をh−27、28、29のように増加させたとき、フイルムの面状も表面に微細な凹凸が生じることがあり、好ましくないことがわかった。
また、h−23、24、25のように防汚剤の添加量を減らしていくと、防汚の効果が低減してしまうことが判った。
h−2に対して、エポキシモノマーの添加量をh−5、6、7と減じていくと、脆性が悪化していく。また添加量をh−3、4のように増やしていった場合、増やしすぎると硬度や耐擦傷性が悪化することがわかる。
脆性が悪化したh−6に対し、h−8、9と膜厚を下げることで脆性を改良できるが、硬度や耐擦傷性は悪化してしまうため、脆性と硬度を両立させるにはエポキシモノマーが有用であることがわかる。
h−2に対してh−12、あるいはh−18に対してh−33、34のようにアクリルモノマーを変更すると硬度に影響が出ることがわかる。官能基が1分子内に2個しかないBDDAより3個以上ある化合物(TMPTA、DPHA、A−1)を用いた場合の方が、硬度、耐擦傷性が優れる。
4−1.粘着層の形成
アクリル系共重合体(溶剤:酢酸エチル/トルエン=1/1)と、イソシアネート系架橋剤(溶剤:酢酸エチル/トルエン=1/1)と、を100:1(質量比)で混合し、粘着剤塗布液Aを調製した。この粘着剤塗布液Aを用いて、間接法にて、離型フイルムの表面に粘着層を設けた。
ロール状に巻回されたポリエチレン製離型フイルムを搬送しながら、その離型フイルムの表面に乾燥後の厚さが20μmとなるように粘着剤塗布液Aを塗布した。その後、乾燥領域において100℃で乾燥させ、粘着層が設けられた離型フイルムを得た。
実施例2で作製したハードコートフイルムの、ハードコート層を塗布していない面に、上で作製した粘着剤を転写し、液晶ディスプレイへの貼り合わせた。
ここで作製した液晶ディスプレイ表面の表面擦傷性、防汚性を実施例1と同様に評価したところ、実施例1と同様な傾向の結果が得られた。結果を表7に示す。
5−1.基盤、記録層の作製
スパイラル状のグルーブ(深さ100nm、幅120nm、トラックピッチ320nm)を有し、厚さ1.1mm、直径120mmの射出成形ポリカーボネート樹脂(帝人社製ポリカーボネート、商品名:パンライトAD5503)基板のグルーブを有する面上に、Agをスパッタして100nmの厚さの光反射層を形成した。
(1)セルロースアシレートフィルム(TAC)の製造法
繰り返し単位が−〔O−(CH2)2−OOC−(CH2)4−CO〕−のアジピン酸とエチレングリコールからなる平均分子量2125の両未満ジヒドロキシポリエステルとトリレンジイソシアナート(TDI)とを処理し、平均分子量7300のメチレンクロライド可溶性ポリエステル−ウレタン樹脂を合成した。この化合物をPU−1とする。このPU−1に、セルロースアセテートを加え、下記の組成のドープを得た。
PU−1 15質量部
メチレンクロライド 270質量部
ブタノール 7質量部
メタノール 70質量部
トリアジン 9質量部
ジシクロペンタジエン・テトラシクロドデセンの開環共重合体を水素添加してなる環状オレフィン樹脂(ガラス転移温度98℃、5%加熱減量温度360℃)を、混練機で180℃に加熱溶融して溶融樹脂を得た。8インチ逆L型4本カレンダー成形機を用い、各ロールの温度を190℃に設定し、前記溶融樹脂をロールとロールとの間隙の谷間に順次通して、最後にロールから引き剥がし、冷却し、膜厚80μmの環状ポリオレフィンフィルムを得た。本フイルムの吸湿膨張係数は9ppm/%RHであった。
上記のとおり製膜した膜厚80μmのセルロースアシレートフィルム、両面をコロナ処理した膜厚80μmの環状ポリオレフィンフィルムおよびポリカーボネートフイルム(PC)(帝人ピュアエース、厚さ:75μm、片面離型フイルム付き、吸湿膨張率12ppm/%RH)の、ハードコート層を設置する面に屈折率1.55、ガラス転移温度37℃のスチレン−ブタジエンコポリマーからなるラテックス(LX407C5、日本ゼオン(株)製)と酸化錫・酸化アンチモン複合酸化物(FS−10D、石原産業(株)製)を重量で5:5の割合で混合し、乾燥後の膜厚が200nmとなるよう塗布し、帯電防止層付き下塗り層を形成した後、実施例1で作製したハードコート層用塗布液を乾燥後のハードコート層の厚みが5μmになるようにエクストルージョン方式で塗布、乾燥し、窒素雰囲気下で紫外線を照射(700mJ/cm2)してハードコートフイルムを作製し、ロール状に巻き取った。
次のようにして、上記5−1で基盤上に設けた記録層上に、中間層を介して、上記5−3で作製したハードコートフイルムを貼り合わせることによって光情報記録担体を作製した。
(1)粘着層の形成
アクリル系共重合体(溶剤:酢酸エチル/トルエン=1/1)と、イソシアネート系架橋剤(溶剤:酢酸エチル/トルエン=1/1)と、を100:1(質量比)で混合し、粘着剤塗布液Aを調製した。この粘着剤塗布液Aを用いて、間接法にて、離型フイルムの表面に粘着層を設けた。
ロール状に巻回されたポリエチレン製離型フイルムを搬送しながら、その離型フイルムの表面に乾燥後の厚さが20μmとなるように粘着剤塗布液Aを塗布した。その後、乾燥領域において100℃で乾燥させ、粘着層が設けられた離型フイルムを得た。
ハードコートフイルムのハードコート層が設けられた逆の面に、上記粘着層が設けられた離型フイルムを、粘着層が当接するように貼り合せた。その後、このハードコート層及び粘着層が設けられたハードコートフイルムを、再びロール状に巻き取り、その状態で、23゜C、50%RHの雰囲気で、72時間保持した。
そして、ハードコート層及び粘着層と基材ベースフイルム厚の合計が100〜105μmとしたハードコートフイルムを、送り出し、上記基板と同じ形状に打ち抜いた。これにより、透光性フイルムの一方の面に粘着層を有し、他方の面にハードコート層を有する光情報記録担体用透明シートを得た。
ディスク状の光情報記録担体用透明シートから、粘着剤側の離型フイルムを剥がし、中間層と、粘着層と、をローラによる押し圧手段によって貼り合わせ、光情報記録担体を作製した。
作製したサンプルを、λ=405nmで発光する青紫レーザーと、開口数NA0.85の対物レンズから構成されるピックアップを有した記録再生装置DDU1000(パルステック社製)を用いて17LL変調信号の記録と再生を行いタイムインターバルアナライザーにて信号再生ジッターを測定した。
一方、保存後の読み取特性の低下はフイルムベースをポリカーボネート(PC)以外にした場合に大きく、ポリカーボネートが最も好ましいことがわかる。また防汚剤のSi含量が多かったり、防汚剤が多いrun−9、17、25では初期状態から読み取り特性が悪かったりすることがわかる。
表8のRUN18、22、26に対し、記録素材を上記記録素材2に変更した光情報記録媒体(RUN37〜39)を作製し、同様の評価をおこなったところ、RUN18、22、26の同様の結果が得られた。
Claims (11)
- 基材上に少なくとも1層のハードコート層を有するハードコート処理物品であって、基材から最も離れた最表層にあるハードコート層が、ケイ素含有率が23〜32質量%である活性エネルギー線硬化型シリコーン樹脂を含む硬化性組成物を塗布、硬化して形成した硬化皮膜からなり、前記シリコーン樹脂の塗布量が0.4〜45mg/m2であることを特徴とするハードコート処理物品。
- 硬化性組成物が、前記シリコーン樹脂と異なる活性エネルギー線硬化型樹脂として、同一分子内に3個以上のエチレン性不飽和基を有する硬化性樹脂を含むことを特徴とする請求項1に記載のハードコート処理物品。
- 硬化性組成物が、前記シリコーン樹脂と異なる活性エネルギー線硬化型樹脂として、同一分子内に3個以上のエチレン性不飽和基を含む硬化性樹脂と、同一分子内に3個以上の開環重合性基を含む硬化性樹脂とを含み、かつ前記エチレン性不飽和基を含む硬化性樹脂と前記開環重合性基を含む硬化性樹脂との合計量に対して前記開環重合性基を含む硬化性樹脂を5〜40質量%含むことを特徴とする請求項1または2に記載のハードコート処理物品。
- 前記開環重合性基を含む硬化性樹脂が、開環重合性基としてカチオン重合性基を含むことを特徴とする請求項3または4に記載のハードコート処理物品。
- 硬化性組成物が、活性エネルギー線硬化型樹脂の合計100質量部に対して粒子充填剤を5〜35質量部含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のハードコート処理物品。
- 基材上に設けられたハードコート層が1層であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のハードコート処理物品。
- 活性エネルギー線硬化型樹脂を含む硬化性組成物であって、ケイ素含有率が23〜32質量%である活性エネルギー線硬化型シリコーン樹脂を全活性エネルギー線硬化型樹脂に対して0.001〜0.2質量%含むことを特徴とする硬化性組成物。
- 光学的手段によって情報信号を再生可能な情報記録担体であって、基盤と、該基盤上に形成された情報信号を記録可能な記録層と、該記録層上に形成され光を透過する透光層とを少なくとも有し、該透光層が、請求項1〜8のいずれかに記載のハードコート処理物品または基材上に請求項9に記載の硬化性組成物から形成されたハードコート層を有するハードコートフイルムであることを特徴とする情報記録担体。
- 前記ハードコート処理物品またはハードコートフイルムの基材が厚さ20〜300μmのポリカーボネートフイルムであり、かつ透光層の厚みが50〜300μmであることを特徴とする請求項10に記載の情報記録担体。
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