JP2009158017A - 情報記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】透光性の基板1の一方の主面上に着色された下地層8とインク受容層9とをこの順に有するディスク状の情報記録媒体10において、インク受容層は、無機微粒子とバインダーと架橋剤とを含み、前記インク受容層を水銀ポロシメータ法で測定したときの空隙の細孔直径分布は、30nm以上に最大ピークを有する。このためインク受容層の空隙の細孔内に働く収縮力が弱められるので、反りの発生が抑制されたディスク状の情報記録媒体を提供することができる。
【選択図】 図1
Description
CD−ROMは、例えば、直径120mm、厚さ1.2mmの透明基板に1.6μmのトラックピッチでピット列が形成され、約650Mバイトの記録容量を有しており、線速度を1.2〜1.4m/sで一定とし波長770〜790nmのレーザ光を照射して情報を再生する。
DVDもCDの場合と同様に、DVD−ROM,DVD−R、DVD+R、及びDVD−RWがある。DVD−ROMは記録密度がCDの約6〜8倍で、構成としては厚さ0.6mm程度の2枚の基板を貼り合わせた構成等があり、0.74μmのトラックピッチでピットが形成され、線速度を3.5m/s程度で一定とし波長635〜650nmのレーザ光を照射して情報を再生する。
DVDやDVD−ROMも、その基本的な構造はCDやCD−ROMのものと同じであるが、透光性基板の厚さがCDの半分であり、この半分の厚さの2枚の透光性基板の貼り合わせにより、ディスク厚さ全体としてCDと同じ厚さを確保している。例えば、最も一般的な片面一層のDVDやDVD−ROMでは、1枚の透光性の基板に凹凸状のピット列を形成し、その上に反射層を設け、さらにそのようなピット列や反射層の無いもう1枚の基板を貼り合わせている。
本発明の前記目的とそれ以外の目的、構成特徴、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなろう。
また、前記インク受容層9は、無機微粒子とバインダーと架橋剤とを含む。そして、前記インク受容層9を水銀ポロシメータ法で測定したときの空隙の細孔直径分布は、30nm以上に最大ピークを有する。
次に、この透光性の基板1の前記案内溝3が形成されている一方の主面上に、例えばスピンコート法等の手段でシアニン色素やメチン色素のような有機色素等の色素溶液が塗布され、乾燥され、色素膜からなる記録層4が形成されている。さらにこの記録層4の上に、金、アルミニウム、銀、銅、パラジウム等の単体金属膜や、これら各々の合金膜、さらにはこれらの単体金属や合金に微量成分が添加された微量成分含有金属の金属膜からなる反射層5が形成されている。さらにこの反射層5を覆うように前記基板1の内周から外周の全面に亘って紫外線硬化性樹脂等を使用して得られる紫外線硬化性樹脂層等からなる保護層6が形成されている。そして、前記透光性の基板1と記録層4と反射層5とでデータ記録部Dが構成されている。
該データ記録部Dは、前記透光性の基板1の他方の主面側からレーザ光が照射されることで、データ情報の記録または再生が行なわれる。
下地層8は、具体的には、紫外線硬化性樹脂材料中やその他の樹脂材料中に、微粉シリカ、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、酸化チタン、亜鉛華、コロイダルシリカ、カーボンブラック、ベンガラ等の無機顔料や、カルボキシメチルセルロース、デキストリン、メチルセルロース等の有機材料の微粉末を添加剤として配合し、さらに必要に応じて溶剤を添加して得られる塗布液の塗布により形成される。
oxide)、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol)、ポリビニルメチルエーテル(polyvinyl methyl ether)、ポリビニルホルマール(polyvinyl
formal)、カルボキシビニルポリマー(carboxyvinyl polymer)、ヒドロキシエチルセルロース(hydroxyethyl cellulose)、ヒドロキシプロピルセルロース(hydroxypropyl
cellulose)、メチルセルロース(methyl cellulose)、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩(sodium carboxymethyl cellulose)、ポリビニルピロリドン(polyvinyl
prrolidon)のうちの少なくとも1種が挙げられる。また、必要に応じて溶剤等の添加剤を添加して用いられる。下地層8としては主に紫外線硬化性樹脂材料からなる。紫外線硬化性樹脂材料としては、上記の樹脂材料のうちの少なくとも1種と、光重合モノマーと、光重合開始剤と、さらには必要に応じて他の添加剤を配合して得られる親水性紫外線硬化性樹脂も用いられる。光重合開始剤の代わりに熱重合開始剤を用いれば熱硬化性樹脂材料とすることもできる。塗布液とするには必要に応じて溶剤も添加して粘度調整する。
上記気相法アルミナ(以下、「気相法アルミナ」は「気相法無機微粒子」としてもよい)を含有する塗布液は、この気相法アルミナの代わりに通常の湿式法アルミナ(水性無機粉末)を含有する以外は同様にして得られる塗布液に比べて、その粘度を高くすることができ、これによりスピンコート法等による塗布膜の膜厚を厚くすることができ、その塗布膜の多孔質膜だけで、インクを吸収させ、保持させて、定着させることができる。
oxide)、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol)、ポリビニルメチルエーテル(polyvinyl methyl ether)、ポリビニルホルマール(polyvinyl
formal)、カルボキシビニルポリマー(carboxyvinyl polymer)、ヒドロキシエチルセルロース(hydroxyethyl cellulose)、ヒドロキシプロピルセルロース(hydroxypropyl
cellulose)、メチルセルロース(methyl cellulose)、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩(sodium carboxymethyl cellulose)、ポリビニルピロリドン(polyvinyl
prrolidon)のうちの少なくとも1種が挙げられ、必要に応じて溶剤等の添加剤を添加して用いられる。インク受容層9としては親水性樹脂材料である。そして、それが紫外線硬化性あるいは熱硬化性からなる。紫外線硬化性樹脂材料としては、上記の樹脂材料のうちの少なくとも1種と、光重合モノマーと、光重合開始剤と、さらには必要に応じて他の添加剤を配合して得られる親水性紫外線硬化性樹脂も用いられる。光重合開始剤の代わりに熱重合開始剤を用いれば熱硬化性樹脂材料とすることもできる。塗布液とするには必要に応じて溶剤も添加して粘度調整する。
とくに、気相法アルミナ微粒子は、成膜した状態でプラスの電荷を帯びている。このような気相法アルミナ微粒子に、インクジェット方式に用いられるインクとしてマイナスの電荷を帯びたインク(マイナスの電荷を帯びた粒子を含有するインク)を使用する。このインクを気相法アルミナ微粒子を含有した多孔質層に付着させると、アルミナ微粒子とインクとが電気的に引き合うため、インクをインク受容層9中に保持できる。
インク受容層9は、インクを吸収し、定着させるが、その表面にインクが留まるのを抑制ないし防止してインクを定着させる。そのためには、例えば水性インクを滴下し、30分後に手で触れてもインクがにじまない程度にそのインクが浸透して表面に残るのが少なく、定着するのに十分な親水性を有する気相法アルミナ含有樹脂膜を形成すればよい。すなわち、インクの乾燥により単にインクが付着した状態ではなく、容易に消すことができない程度にインクが定着可能な膜であればよい。
上記のような方法により、インク受容層9が耐水性を有するかどうか判別することができる。
このインク受容層9の表面に印刷されたインクは、表面からみればその付着面積を縮小することなく、インク受容層の内部に定着する。
このようなインク受容層は気相法アルミナの含有量が多い樹脂膜ほど表面の粘着性がなくなり、付与されたインクも表面には残り難いので、情報記録媒体を積み重ねてこのインク受容層に接触させても粘着することがない。
本実施形態の情報記録媒体20は、全体としてディスク状を呈する。そして、中心に図示省略した孔が形成された透光性の基板1の一方の主面上に着色された下地層8と、インク受容層9とをこの順に備えた印画部Pを有する。また、前記インク受容層9は、無機微粒子とバインダーと架橋剤とを含む。そして、前記インク受容層9を水銀ポロシメータ法で測定したときの空隙の細孔直径分布は、30nm以上に最大ピークを有する。
次に、この透光性の基板1の案内溝3が形成されている一方の主面上に、例えばスピンコート法等の手段で例えばフタロシアニン色素やシアニン色素のような有機色素等の色素溶液が塗布、乾燥され、色素膜からなる記録層4が形成されている。さらにこの記録層4の上に、例えば銀合金等の金属膜からなる反射層5が形成されている。さらにこの反射層5を覆うように前記基板1の内周から外周の全面に亘って紫外線硬化性樹脂等を使用して得られる紫外線硬化性樹脂層等からなる接着層7を介して、例えばポリカーボネート等の透明樹脂からなる別の基板11が貼り合わせられている。そして、記録光や再生光が入射しない前記基板11の一方の主面上に、前記第1の実施形態と同様に、着色された下地層8とインク受容層9とをこの順に備える印画部Pが形成されている。前記透光性の基板1と記録層4と反射層5とでデータ記録部Dが構成されている。そして、該データ記録部Dは、前記透光性の基板1の他方の主面側からレーザ光が照射されることで、データ情報の記録または再生が行なわれる。
次に、本発明のディスク状の情報記録媒体の第3の実施形態について図4を参照して説明する。図4は本実施形態の一例のディスク状の情報記録媒体30として、追記型のBD(BD−R)の内部構造を示す要部縦断面図である。
本実施形態の情報記録媒体30は、全体としてディスク状を呈する。そして、中心に図示省略した孔が形成された光透過層21の一方の主面上に着色された下地層8とインク受容層9とをこの順に備えた印画部Pを有する。また、前記インク受容層9は、無機微粒子とバインダーと架橋剤とを含む。そして、前記インク受容層9を水銀ポロシメータ法で測定したときの空隙の細孔直径分布は、30nm以上に最大ピークを有する。
まず、例えばポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等の樹脂材料を用いて射出成形により厚さtが1.1mm、直径120mmの基板11が形成される。この基板11の他方の主面には、スパイラル状の案内溝23が例えば0.32μmあるいは0.35μmピッチで前記基板11の射出成形時に一体に形成されている。そしてこの基板11の前記案内溝23が形成されている主面上に、例えば銀合金等の金属膜からなる反射層5が形成されている。さらにこの反射層5を覆うように、例えばスピンコート法等の手段で例えばアゾ系色素やシアニン系色素のような有機色素等を例えばTFP(テトラフルオロプロパノール)溶液に溶かした色素溶液が塗布、乾燥され、色素膜からなる記録層4が形成されている。さらにこの色素層4を覆うように、例えばNb2O5−Al2O3系の複合酸化物等の無機材料を例えばRFスパッタ装置等の手段で成膜することにより、中間層26が形成されている。さらに該中間層26を覆うように例えばアクリル樹脂等の紫外線硬化性の透明樹脂材料を例えばスピンコート法等の手段で塗布し、UV照射により硬化させることにより、厚さ0.1mmの光透過層21が形成されている。そして、前記基板11の一方の主面上に、前記第1の実施形態と同様に、着色された下地層8とインク受容層9とをこの順に備える印画部Pが形成されている。
前記光透過層21と記録層4と反射層5とでデータ記録部Dが構成されている。そして、該データ記録部Dは、前記光透過層21の他方の主面側からレーザ光が照射されることで、データ情報の記録または再生が行なわれる。
上記無機微粒子としては、平均一次粒子径が17nm以上の無機微粒子を用いることが好ましい。尚、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、前記インク受容層用塗布液に凝集剤を含有する場合においては、上記平均一次粒子径が17nm未満のものを用いてもよい。
上記平均一次粒子径の測定は、例えば電子顕微鏡を用いて写真撮影し、得られた粒子写真から各粒子の長軸径をそれぞれ測定し、平均値を求める。
上記ホウ素化合物としては、例えば、ホウ砂、ホウ酸、ホウ酸塩、二ホウ酸塩、メタホウ酸塩、等を挙げることができる。なかでも、速やかに架橋反応を起こすことができる点で、ホウ砂、ホウ酸、ホウ酸塩が好ましく、ホウ砂がより好ましい。
上記カチオン系ポリマーとしては、例えば例えば、第一級〜三級アミノ基又は第四級アンモニウム塩を有するポリマー、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリビニルピリジン、ポリアミジン、カチオン性多糖類等があげられる。また、上記第四級アンモニウム塩としては、例えばジメチルジアリルアンモニウムクロリド等があげられる。
また、上記アニオン系ポリマーとしては、例えばポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、アクリル酸−スチレン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体等があげられる。
また、上記ノニオン系ポリマーとしては、例えばポリエチレングリコール(PEG)やPEGとポリエチレンのブロック共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、セルロース(とその誘導体)等があげられる。
また、上記塩としては、例えばNaCl、硫酸マグネシウム、硝酸ナトリウム、塩化リチウム、クエン酸ナトリウム等多数あげられる。
また、上記pH調整剤としては、例えば硫酸マグネシウム(Mg2SO4)、硝酸、硫酸、塩酸、酢酸、乳酸等の酸性物質、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア水溶液等の塩基性物質があげられる。
(実施例1)
半値幅0.5μm、深さ0.2μm、トラッキングピッチ1.6μmのスパイラル状の案内溝が直径の46〜117mmφの範囲に形成された外径120mmφ、内径15mmφ、厚さ1.2mmのポリカーボネート製の透光性の基板1を用意した。
この透光性の基板1の前記案内溝3が形成された面に、溶剤で溶解したシアニン色素をスピンコート法により塗布し、乾燥させて、平均膜厚70nmの色素膜からなる記録層4を形成した。この記録層4の上に銀をスパッタリングし、厚さ100nmの反射層5を形成した。さらにスピンコート法により紫外線硬化性樹脂SD−318(大日本インキ化学工業株式会社製)を塗布し、これにUV照射して硬化させ、厚さ10μmの保護層6を形成した。このようにして、ディスク状の情報記録媒体10として、追記型のCD(CD−R)が得られた。
上記インク受容層用塗布液A99gに対し、ノニオン系ポリマーからなる凝集剤としてポリエチレングリコール(PEG)−ポリエチレン(PE)ブロック共重合体(Aldrich社製)を1g添加・混合して前記凝集剤を含有する第2のインク受容層用塗布液とした。この塗布液を前記CD−Rの前記下地層8上に、直径23〜118mmの範囲にスピンコート法により塗布し、得られた塗膜を60℃の温度になるように加熱して乾燥させ、透光性の基板1の一方の主面上に前記着色された下地層8と膜厚25μmのインク受容層9とをこの順に有する実施例2のディスク状の情報記録媒体10試料を得た。
上記インク受容層用塗布液A99gに対し、塩からなる凝集剤としてNaClを0.2g添加・混合して前記凝集剤を含有する第3のインク受容層用塗布液とした。この塗布液を前記CD−Rの前記下地層8上に、直径23〜118mmの範囲にスピンコート法により塗布し、得られた塗膜を60℃の温度になるように加熱して乾燥させ、透光性の基板1の一方の主面上に前記着色された下地層8と膜厚25μmのインク受容層9とをこの順に有する実施例3のディスク状の情報記録媒体10試料を得た。
上記インク受容層用塗布液A99gに対し、pH調整剤からなる凝集剤としてMgSO4を0.2g添加・混合して前記凝集剤を含有する第4のインク受容層用塗布液とした。この塗布液を前記CD−Rの前記下地層8上に、直径23〜118mmの範囲にスピンコート法により塗布し、得られた塗膜を60℃の温度になるように加熱して乾燥させ、透光性の基板1の一方の主面上に前記着色された下地層8と膜厚25μmのインク受容層9とをこの順に有する実施例4のディスク状の情報記録媒体10試料を得た。
次に、バインダーとしてポリビニルアルコール(日本酢ビポバール社製 JP−50)を4.2部、無機微粒子として気相法アルミナ(アエロジル社製、Alu−65、平均一次粒子径17nm)を25.2部、架橋剤としてホウ砂を0.042部、その他添加剤として、乳酸を0.4部、硝酸を0.2部、ZrO(NO3)2・2H2Oを0.25部、グリセリンを0.5部と、イオン交換水69.2部とを混合して第5のインク受容層用塗布液とした。
次に、上記インク受容層用塗布液Aを前記CD−Rの前記下地層8上に、直径23〜118mmの範囲にスピンコート法により塗布し、得られた塗膜を60℃の温度になるように加熱して乾燥させ、透光性の基板1の一方の主面上に前記着色された下地層8と膜厚25μmのインク受容層9とをこの順に有する比較例のディスク状の情報記録媒体10試料を得た。
図6より明らかなように、インク受容層用塗布液Aを用いてインク受容層9を形成した比較例のディスク状の情報記録媒体10においては、空隙の細孔直径分布が25.8nmに最大ピークを有し、反り角が0.20degであった。これに対し、本発明の実施例1〜5のディスク状の情報記録媒体においては、いずれも空隙の細孔直径分布が30nm以上に最大ピークを有し、反り角が0.16deg以下に抑制されており、上記比較例に対し、反りの発生が抑制されていることがわかる。
2:孔
3:案内溝
4:記録層
5:反射層
6:保護層
8:着色された下地層
9:インク受容層
10:情報記録媒体
11:基板
20:情報記録媒体
21:光透過層
23:案内溝
26:中間層
30:情報記録媒体
D:データ記録部
P:印画部
Claims (4)
- 透光性の基板の一方の主面上に着色された下地層とインク受容層とをこの順に有するディスク状の情報記録媒体において、
前記インク受容層は、無機微粒子とバインダーと架橋剤とを含み、前記インク受容層を水銀ポロシメータ法で測定したときの空隙の細孔直径分布は、30nm以上に最大ピークを有することを特徴とする情報記録媒体。 - ディスク状の情報記録媒体の一方の主面上に着色された下地層を形成する工程と、無機微粒子、バインダー、及び架橋剤を含有するインク受容層用塗布液を前記下地層上に塗布し乾燥してインク受容層を形成する工程と、を有する情報記録媒体の製造方法において、凝集剤を含有するインク受容層用塗布液を用いることを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
- ディスク状の情報記録媒体の一方の主面上に着色された下地層を形成する工程と、無機微粒子、バインダー、及び架橋剤を含有するインク受容層用塗布液を前記下地層上に塗布してインク受容層を形成する工程と、を有する情報記録媒体の製造方法において、平均一次粒子径が17nm以上の無機微粒子を前記インク受容層用塗布液に用いることを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
- アルミナ微粒子とポリビニルアルコールとホウ素化合物を含有するインク受容層用塗布液を用いることを特徴とする請求項2又は3のいずれかに記載の情報記録媒体の製造方法。
Priority Applications (4)
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