KR20060081373A - 광디스크용 보호 필름 및 그것을 이용한 광디스크 - Google Patents

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KR20060081373A
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소우 미야타
마사히토 나카바야시
신 구보타
마사히코 세키야
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린텍 가부시키가이샤
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Abstract

광투과성 기재 필름 및 그 한면에 형성된 점착제층을 포함하는 광디스크용 보호 필름에 있어서, 상기 광투과성 기재 필름 및 점착제층 간의 굴절률 차이가 0.08 이하이며, 상기 점착제층의 겔 분율이 65 중량% 이상인 것을 특징으로 하는 광디스크용 보호 필름; 및 상기 보호 필름이 정보 기록층 상에 상기 점착제층을 통해 첩합(貼合)된 광디스크가 개시된다. 광디스크용 보호 필름은 광디스크, 특히 블루-레이 디스크의 정보 기록층을 보호하기 위해서 이용되며, 광디스크의 기록 특성에 악영향을 미치는 일이 없는 한편, 광디스크의 금속 반사 필름 및 정보 기록층의 부식을 억제할 수 있는 것을 특징으로 한다. 상기 광디스크는 신뢰성이 높고, 정보 기록 및 재생 기능에 장해를 일으키지 않는다.

Description

광디스크용 보호 필름 및 그것을 이용한 광디스크{PROTECTIVE FILM FOR OPTICAL DISKS AND OPTICAL DISK USING THE SAME}
본 발명은 광디스크용 보호 필름 및 그것을 이용한 광디스크에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 본 발명은 광디스크, 특히 블루-레이 디스크 (Blue-ray Disc, BD) 의 정보 기록층을 보호하기 위해서 이용되며, 광디스크의 기록 특성에 악영향을 미치지 않고, 광디스크의 금속 반사 필름 및 정보 기록층 각각의 부식이 억제된 광디스크용 보호 필름; 및 상기 언급된 보호 필름이 정보 기록층 상에 점착제 (pressure sensitive adhesive) 층을 통해 첩합된 광디스크에 관한 것이다.
근래, 광디스크로서 이미 CD 및 CD-ROM 과 같은 정보 읽기 전용형 디스크, MO 혹은 MD 로 불리는 자기-광디스크, 및 CD-R 로 불리는 추가기록형 광디스크가 널리 사용되고 있다. 현재, 상기 언급된 광디스크의 기록 용량은 650 MB (메가바이트) 정도이지만, 더욱 기록 용량이 큰 DVD (디지털 다용도 디스크) 로 불리는 일련의 광디스크, 구체적으로는 DVD-ROM (읽기 전용형 DVD), DVD-R (추가기록형 DVD), DVD-RAM (기록·읽기형 DVD), DVD-RW (다시 쓰기형 DVD) 등의 DVD 시리즈가 개발되고 있다. 이러한 DVD 시리즈 중 어느 것이라도 기판을 2 매 서로 첩합하여 이루어지며, 기록 용량이 한면 당 4.7 GB (기가바이트) 이고 양면 당 9.4 GB 인 것이 실용화되고 있다. 정보의 기록 및 재생에는 파장 630 ~ 650 nm 정도의 적색 레이저빔이 이용된다.
그렇지만, 현상태의 DVD 에는, 예를 들어 고해상도 텔레비젼의 경우, 30 분 정도의 수용/기록 용량만을 갖고 있다는 문제가 있다. 따라서 DVD 를 보급시키려면, 한면 당 고해상도 영상에 대해 2 시간 이상의 수용/기록 용량을 갖는 것이 바람직하다. 이를 위해, 대용량의 광디스크가 요구되고, 이러한 디스크를 실현시키려면 보다 단파장의 레이저빔에 의한 기록 및 재생이 필요해진다.
이러한 상황 하에, 현재 파장 405 nm 정도의 청색 레이저빔의 사용이 검토되고 있다. 그러나, 이와 같은 단파장의 청색 레이저빔을 이용함으로써 트랙 피치 (track pitch) 나 피트 (pit) 크기를 작게 하는 것은 가능해지지만, 파장이 짧은 것으로 인해 초점 심도가 얕아져, 두께 0.6 mm 의 기판끼리를 서로 첩합하는 (기판의 합계 두께 1.2 mm) DVD 시리즈에 현재 적용되고 있는 규격 및 방법을 사용할 수 없게 된다. 따라서, 예를 들어 두께 1.1 mm 의 기판상에 형성된 정보 기록층 상에, 기판과 동일한 소재로 이루어진 두께 0.1 mm 인 광투과성 보호 필름을 첩합하는 것이 시도되고 있다. 이 경우, 보호 필름의 부착 방법으로는 에너지빔 경화형 접착제 또는 점착제를 이용하는 방법이 검토되고 있고, 이 경우, 접착제 및 점착제는 광디스크의 기록 또는 재생 기능에 장해를 가져오지 않는 것이 필수적이다.
상기 언급된 방법 중에서, 에너지빔 경화형 접착제를 이용하는 첩합 방법은, 상기 접착제의 도포에 통상의 스핀 코팅법이 채용되기 때문에 불균일한 두께가 생 기기 쉽다는 문제를 야기한다. 이에 반해, 점착제를 이용하면 매우 정확한 두께를 실현시킬 수 있다.
광디스크용 보호 필름은 광디스크의 기록 및 재생을 수행하기 위한 빔이 입사하는 쪽에 첩합된다. 광디스크용 점착제를 사용하는 종래의 보호 필름을 이용해 제작된 광디스크는 보호 필름에 이용되는 기재와 점착제층 간의 굴절률 차이가 크다 (일반적으로, 점착제층의 굴절률이 기재의 굴절률보다 낮다). 따라서, 레이저빔이 입사하여 기록면으로부터 반사되는 경우, 점착제층과 기재 필름의 계면 상에 레이저빔의 굴절 및 반사가 생겨, 신호 강도가 저하되거나 또는 노이즈로서 신호 레벨에 악영향을 미친다. 이를 고려하면, 기재 필름 및 점착제층 간의 굴절률 차이는 가능한 한 작은 것이 바람직하다 (예를 들어, 일본 특허 공개 67468/2000 (평성 12) 참조).
그런데, 점착제층은 일반적으로 기재 필름에 비해 낮은 굴절률을 갖기 때문에, 기재 필름 및 점착제층 간의 굴절률 차이를 작게 하려면, 점착제층을 구성하는 점착제 중에 고굴절률 성분을 혼합하는 것이 고려된다. 그렇지만, 고굴절률 성분을 혼합한 점착제는 고굴절율 성분이 배어나옴으로써 고온 및 고습 환경하에 피착체를 구성하는 각각의 금속 반사 필름 또는 정보 기록층을 부식시킬 우려가 있다.
이와 같은 상황하에서, 본 발명의 목적은 광디스크, 특히 블루-레이 디스크 (BD) 의 정보 기록층을 보호하기 위해서 이용되며, 광디스크의 기록 특성에 악영향을 미치는 일이 없고, 광디스크의 금속 반사 필름 및 정보 기록층 각각의 부식이 억제된 광디스크용 보호 필름을 제공하고, 동시에 상기 언급된 보호 필름을 점착제층을 통해 정보 기록층 상에 첩합한 광디스크를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이후 개시되는 명세서의 기술로부터 자명해질 것이다.
본 발명자들은 상기 언급된 목적을 달성하기 위해서 집중적이고 광범위한 연구 조사를 거듭하였다. 그 결과, 광투과성 기재 필름의 한면에, 상기 언급된 기재 필름과의 굴절률 차이가 소정값 이하이고, 또한 겔 분율이 소정값 이상인 점착제층, 바람직하게는 아릴옥시알킬기 및/또는 아릴알킬기 함유 (메타)아크릴산 에스테르 유래의 구성 단위를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체를 수지 성분으로 포함하는 점착제로 구성된 점착제층을 갖는 광디스크용 보호 필름에 의해 상기 목적을 달성할 수 있다는 것을 발견했다. 본 발명은 이러한 발견 및 정보에 의해 달성되었다. 즉, 본 발명은 하기를 제공한다.
1. 광투과성 기재 필름 및 그 한면에 형성된 점착제층을 포함하는 광디스크용 보호 필름에 있어서, 상기 광투과성 기재 필름 및 점착제층 간의 굴절률 차이가 0.08 이하이며, 점착제층의 겔 분율이 65 중량% 이상인 것을 특징으로 하는 광디스크용 보호 필름.
2. 상기 항목 1 에 있어서, 상기 점착제층을 구성하는 점착제가 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체를 수지 성분으로 하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광디스크용 보호 필름.
3. 상기 항목 2 에 있어서, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체가 아릴 옥시알킬기 및/또는 아릴알킬기 함유 (메타)아크릴산 에스테르 유래의 구성 단위를 가지는 것을 특징으로 하는 광디스크용 보호 필름.
4. 상기 항목 2 또는 항목 3 에 있어서, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체가 중량 평균 분자량 500,000 ~ 2,000,000 범위인 것을 특징으로 하는 광디스크용 보호 필름.
5. 상기 항목 2 내지 항목 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체에서의 미가교 성분 중 분자량 10,000 이하인 성분의 비율이 30 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 광디스크용 보호 필름.
6. 상기 항목 1 내지 항목 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 광투과성 기재 필름이 폴리카보네이트계 수지 필름인 것을 특징으로 하는 광디스크용 보호 필름.
7. 상기 항목 1 내지 항목 6 중 어느 하나에 있어서, 파장 405 nm 에서의 광선 투과율이 87% 이상인 것을 특징으로 하는 광디스크용 보호 필름.
8. 광디스크용 기판의 적어도 한면에 형성된 정보 기록층상에 상기 항목 1 내지 항목 7 중 어느 하나에 기재된 광디스크용 보호 필름을 점착제층을 통해 첩합하여 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크.
본 발명의 광디스크용 보호 필름은 정보 기록층을 보호하기 위한 것으로, 광투과성 기재 필름 및 그 한면에 형성된 점착제층으로 구성된다. 본 발명에 있어서, 상기 언급된 기재 필름으로서 광투과성 기재가 이용된다. 본원에서 언급되는 "광투과성" 이라는 용어는 상기 보호 필름이 적용되는 광디스크에 이용되는 레이저 빔에 대해서 투명성을 가지는 것을 의미한다. 일반적으로, 파장 380 ~ 780 nm 영역의 가시광선을 투과하는 필름이 이용된다. 광투과성 기재 필름으로서, 아크릴계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 및 노보넨계 수지 등의 투명 수지로 이루어진 필름을 이용할 수 있다. 그러나, 보호 필름이 적용되는 광디스크와 열팽창 계수가 근사한 수지가 휘어짐 (warp) 등을 방지할 수 있는 관점에서 바람직하다. 따라서, 통상 기판과 동일한 재료의 수지가 이용된다. 현재 광디스크용 수지 기판으로서 폴리카보네이트계 수지가 일반적으로 이용되고 있으므로, 본 발명의 광투과성 기재 필름에서도 폴리카보네이트계 수지 필름이 일반적으로 이용된다.
광투과성 기재 필름은 표면이 가능한 한 평탄하고, 복굴절이 생기기 어려운 것이 바람직하다. 기재에 복굴절이 생기면, 집광한 레이저빔의 집광도가 나빠져서 바람직하지 않다. 또, 두께 불균일도도 가능한 한 적은 것이 바람직하다. 두께 불균일도는 레이저빔의 집광도 저하의 원인이 될 수 있다. 나아가, 드라이브의 광학 헤드가 필름면에 접촉해도 필름면이 상처나는 것을 방지하기 위해, 필요에 따라 점착제층과 반대측의 기재 필름 표면에 손상 방지층을 설치할 수 있다. 광투과성 기재 필름의 두께는 본 발명에 따른 보호 필름이 적용되는 광디스크에 이용되는 레이저빔의 파장에 따라 적당히 임의로 선택되며, 일반적으로는 50 ~ 100 ㎛, 바람직하게는 50 ~ 90 ㎛ 의 범위이다.
본 발명에 따른 광디스크용 보호 필름에 있어서는, 상기 광투과성 기재 필름과 점착제층 간의 굴절률 차이가 0.08 이하인 것이 요구된다. 이 굴절률 차이가 0.08 이하이면, 레이저빔의 입사시나 기록면으로부터의 반사시에, 점착제층과 기재 필름 간의 계면에서 레이저빔의 반사가 생기기 어려워, 신호 강도가 저하하거나 노이즈로서 신호 레벨에 악영향을 미치는 것이 억제된다. 상기 언급된 굴절률 차이는 바람직하게는 0.07 이하, 보다 바람직하게는 0.065 이하이다.
이와 관련하여, 폴리카보네이트 필름 및 폴리메틸 메타크릴레이트 필름의 근사 굴절률은 각각 1.58 및 1.49 이다.
광투과성 기재 필름과 점착제층 간의 굴절률 차이는 아베 (Abbe) 굴절계 (Atago Co., Ltd. 제, 상표명「아베 굴절계 1T」) 를 이용해 이들의 굴절률을 측정하고, 이들 간의 차이를 구하여 결정된다.
본 발명에 따른 광디스크용 보호 필름에 있어서는, 점착제층의 겔 분율이 65 중량% 이상인 것이 요구된다. 이들의 겔 분율이 65 중량% 이상이면, 미가교 성분을 최소화시킬 수 있고, 동시에 미가교 성분의 배어나옴으로 인한 광디스크에서의 금속 반사 필름 및 정보 기록층의 부식을 억제할 수 있다. 이들의 겔 분율은 바람직하게는 70 중량% 이상, 보다 바람직하게는 75 중량% 이상이며, 그 상한은 특별히 제한되지 않지만 통상 90 중량% 정도이다.
상기 언급된 겔 분율은 하기 방법으로 측정된다.
〈점착제층의 겔 분율〉
점착제층을 구성하는 점착제를 나이프 코터로 중박리 (heavy releasable) 필름 [LINTEC Corporation 제, 상표명 "SP-PET381031"] 의 박리 처리면에 도포한 후, 필름을 90℃ 에서 약 1 분간 가열해 가교시켜, 두께 약 25 ㎛ 의 점착제층을 제조한다. 이렇게 제조된 층에 경박리 (light releasable) 필름 [LINTEC Corporation 제, 상표명 "SP-PET38GS"] 을 적층해, 겔 분율 측정용 시이트 샘플을 얻는다. 생성 시이트 샘플을 23℃ 및 상대 습도 50% 의 조건하에서 1 주간 방치한 후, 점착제층을 벗겨내고, 속슬렛 (Soxhlet) 추출기를 이용하여 약 16 시간 환류시켜 에틸 아세테이트로 추출한다. 미용해 성분을 대기 건조 후 100℃ 에서 10 시간 건조시켜, 23℃ 및 상대 습도 50% 의 조건하에 3 시간 방치해 조습 (humidity conditioning) 을 실시한다. 이어서 샘플의 중량을 측정하고, 이의 겔 분율을 하기 식으로부터 계산한다;
겔 분율 (%) = (건조 및 조습 후 미용해 성분의 중량/추출전 점착제의 중량) × 100
겔 분율은, 예를 들어 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체의 제조시에, 수지 성분의 가교도에 의해서 조절할 수 있다.
또, 상기 언급된 점착제층의 25℃ 에서의 저장 탄성률은 104 Pa 이상인 것이 바람직하다. 이들의 25℃ 에서의 저장 탄성률이 104 Pa 이상이면, 광디스크상에 첩합한 보호 필름의 보유성이 향상된다. 이 저장 탄성률의 상한은 제한되지 않지만, 106 Pa 정도이다. 25℃ 에서의 바람직한 저장 탄성률은 104 Pa ~ 105 Pa 범위이다. 상기 언급된 저장 탄성률은 하기 방법으로 측정된다.
〈점착제층의 25℃ 에서의 저장 탄성률〉
두께 약 600 ㎛ 가 되도록 형성한 점착제층의 25℃ 에서의 저장 탄성률을 점탄성 측정 장치 (Rheometrics Co., Ltd. 제, 상표명 DYNAMIC ANALYZER RDA Ⅱ) 를 이용해 1 Hz 에서 측정했다.
본 발명에 따른 광디스크용 보호 필름에 있어서는, 점착제층을 구성하는 점착제로서 광학 용도에 적합한 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체를 수지 성분으로 하여 이루어진 아크릴계 점착제가 바람직하게 이용된다.
(메타)아크릴산 에스테르 공중합체로서, (A) 굴절률을 높이는 기능을 가지는, 아릴옥시알킬기 및/또는 아릴알킬기 함유 (메타)아크릴산 에스테르 유래의 구성 단위, (B) 유리 전이 온도 (Tg) 를 조절하는 기능을 가지는, 에스테르 부분의 알킬기의 탄소수가 1~20 인 (메타)아크릴산 에스테르 유래의 구성 단위, (C) 가교점을 부여하는 기능을 가지는, 활성 수소를 갖는 관능기를 보유한 단량체 유래의 구성 단위, 및 (D) 필요에 따라 도입되며, 상기와 다른 단량체 유래의 구성 단위를 함유하는 공중합체를 바람직하게 들 수 있다.
(메타)아크릴산 에스테르 공중합체에 있어서, 상기 언급된 (A) 아릴옥시알킬기 및/또는 아릴알킬기 함유 (메타)아크릴산 에스테르 유래의 구성 단위를 형성하는 단량체 (a) 로는, 예를 들어 화학식 1 로 나타내는 (메타)아크릴산 에스테르에서 선택되는 적어도 1 종을 들 수 있다.
Figure 112006001091887-PAT00001
(식 중, R1 은 수소 원자 또는 메틸기이고; A 는 전체 탄소수가 6 ~ 20 이고 치환기를 가질 수 있는 아릴기 또는 아릴옥시기이고; R2 는 탄소수가 1 ~ 4 이고 히드록실기를 가질 수 있는 알킬렌기이고; 및 n 은 0 또는 1 이상의 정수이다).
전체 탄소수가 6 ~ 20 이고 치환기를 가질 수 있는, A 로 나타내는 상기 언급된 아릴기 또는 아릴옥시기로서, 예를 들어 각각 고리 상에 탄소수 1 ~ 10 의 탄화수소기를 1 개 이상 가질 수 있는 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 페녹시기, 1-나프틸옥시기 및 2-나프틸옥시기를 들 수 있다. 탄소수가 1 ~ 4 이고 히드록실기를 가질 수 있는 R2 로 나타내는 알킬렌기는 선형 또는 분기형일 수 있고, 구체적으로는 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 트리메틸렌기, 2-히드록시트리메틸렌기, 및 테트라메틸렌기를 들 수 있다. n 은 0 ~ 10 정도가 바람직하다.
화학식 1 로 나타내는 상기 언급된 (메타)아크릴산 에스테르로서, 예를 들어 2-페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(2-페녹시에톡시)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-(4-이소프로필페녹시)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(1-나프틸옥시)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(2-나프틸옥시)에틸 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 페네틸 (메타)아크릴레이트, 3-페닐프로필 (메타)아크릴레이트, 1-나프틸메틸 (메타)아크릴레이트, 2-나프틸메틸 (메타)아크릴레이트, 파라-쿠밀페녹시 (메타)아크릴레이트 에틸렌 글리콜 등을 들 수 있다. (메타)아크릴산 에스테르 중 어느 것이라도 단독으로 이용해도 되고, 또는 1 종 이상의 다른 것과 조합해 이용해도 되며, 생성될 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체의 유리 전이 온도 (Tg) 를 현저히 높이지 않고 굴절률을 높일 수 있는 2-페녹시에틸 (메타)아크릴레이트가 특히 바람직하다.
(메타)아크릴산 에스테르 유래이고 유리 전이 온도를 조절하는 기능을 가지며 에스테르 부분의 알킬기의 탄소수가 1 ~ 20 인 구성 단위 (B) 를 형성하는 단량체 (b) 로서, 예를 들어 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, 이소-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 도데실 (메타)아크릴레이트, 미리스틸 (메타)아크릴레이트, 팔미틸 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 언급된 (메타)아크릴레이트 중 어느 것이라도 단독으로 이용해도 되고, 또는 1 종 이상의 다른 것과 조합해 이용해도 된다.
이들 중에서, 점착제로서 적당한 Tg 를 제공할 수 있는 n-부틸아크릴레이트 및/또는 2-에틸헥실아크릴레이트가 특히 바람직하다.
활성 수소를 갖는 관능기를 보유하는 단량체 유래이고 가교점을 부여하는 기능을 가지는 구성 단위 (C) 를 형성하는 단량체 (c) 로서, 예를 들어 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 3-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트 및 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트 등의 히드록시알킬 (메타)아크릴산 에스테르; 아크릴아마이드, 메타크릴아마이드, N-메틸아크릴아마이드, N-메틸메타크릴아마이드, N-메틸올 아크릴아마이드, 및 N-메틸올 메타크릴아마이드 등의 아크릴아마이드류; 모노메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 모노에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 모노메틸아미노프로필 (메타)아크릴레이트 및 모노에틸아미노프로필 (메타)아크릴레이트 등의 모노알킬아미노알킬 (메타)아크릴레이트; 및 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 말레산, 이타콘산, 및 시트라콘산 등의 에틸렌성 불포화 카르복실산 등을 들 수 있다. 언급된 상기 단량체 중 어느 것이라도 단독으로 이용해도 되고, 1 종 이상의 다른 것과 조합해 이용해도 된다.
다른 단량체 유래이고, 필요에 따라 도입되는 구성 단위 (D) 를 형성하는 단량체 (d) 로서, 예를 들어 비닐 아세테이트 및 비닐 프로피오네이트 등의 비닐 에스테르; 에틸렌, 프로필렌, 및 이소부틸렌 등의 올레핀; 비닐 클로라이드 및 비닐리덴 클로라이드 등의 할로겐화 올레핀; 스티렌 및 α-메틸스티렌 등의 스티렌계 단량체; 부타디엔, 이소프렌, 및 클로로프렌 등의 디엔계 단량체; 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴 등의 니트릴계 단량체; 및 N,N-디메틸아크릴아마이드, 및 N,N-디메틸메타크릴아마이드 등의 N,N-디알킬 치환 아크릴아마이드를 들 수 있다. 상기 언급된 단량체 중 어느 것이라도 단독으로 이용해도 되고, 또는 1 종 이상의 다른 것과 조합해 이용해도 된다.
아크릴계 점착제에 있어서, 수지 성분으로서 이용될 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체 내 각 구성 단위의 함유량은 형성될 점착제층에서의 굴절률, 겔 분율, 및 점착제의 Tg 각각에 따라 원하는 대로 적당히 임의로 선택된다. 통상 (A) 단위의 함유량은 0 ~ 99.9 중량%, (B) 단위의 함유량은 0 ~ 99.9 중량%, (C) 단위의 함유량은 0.1 ~ 20 중량% 및 (D) 단위의 함유량은 0 ~ 5 중량% 이다. 바람직하게는 (A) 단위의 함유량은 40 ~ 90 중량%, (B) 단위의 함유량은 10 ~ 60 중량%, (C) 단위의 함유량은 0.1 ~ 5 중량% 및 (D) 단위의 함유량은 0 ~ 5 중량% 이다.
상기 언급된 아크릴계 점착제에 있어서, 수지 성분으로서 이용될 (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체의 중합 시스템은 특별히 제한되지 않지만, 랜덤, 블록, 및 그라프트 공중합체 중 어느 하나일 수 있다. 공중합체의 분자량은, 광디스크에 악영향을 주지 않고, 광디스크의 신뢰성을 확보하는 관점에서, 중량 평균 분자량으로 500,000 ~ 2,000,000 의 범위가 바람직하다. 상기 중량 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 측정한 폴리스티렌 환산 값이다.
또, (메타)아크릴산 에스테르계 공중합체에서 미가교 성분중의 저분자량 공중합체의 함유량은, 금속 반사 필름, 정보 기록층 등의 부식을 억제하는 관점에서 최소화하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 미가교 성분 중 분자량 10,000 이하인 성분의 비율이 상기 미가교 성분에 대해서 30 중량% 이하인 것이 바람직하 고, 25 중량% 이하인 것이 특히 바람직하다. "(메타)아크릴산 에스테르계 공중합체 중 미가교 성분" 이란 용어는 상기 언급한 겔 분율 측정에서 에틸 아세테이트로 추출된 성분을 의미한다.
(메타)아크릴산 에스테르 공중합체의 유리 전이 온도 (Tg) 는 통상 -60 ~ -10℃, 바람직하게는 -50 ~ -20℃ 이다.
본 발명에 있어서, (메타)아크릴산 에스테르 공중합체는 단독으로 이용해도 되고, 또는 1 종 이상의 다른 것과 조합해 이용해도 된다.
본 발명에 있어서의 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체의 (중합에 의한) 제조는 종래 방법으로 실시할 수 있다. 이용되는 용매로는 에틸 아세테이트, 톨루엔 등을 들 수 있다. 이용되는 중합 개시제로는 아조비스(이소부티로니트릴), 벤조일 퍼옥사이드 등을 들 수 있다. 중합 조건은 특별히 제한되지 않고, 통상 50 ~ 90℃ 에서 2 ~ 30 시간의 조건 하에 수행된다 .
본 발명에 이용되는 아크릴계 점착제는 가교제를 포함할 수 있다. 특별히 제한되지는 않지만, 현재까지 아크릴계 점착제에서 종래 가교제로서 관용 되고 있는 것, 예를 들어 폴리이소시아네이트 화합물, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 디알데히드, 메틸올 중합체, 금속 킬레이트 화합물, 금속 알콕시드 및 금속염 중에서, 본 발명에 따른 보호 필름이 적용되는 광디스크의 반사 필름 및 정보 기록층 각각의 종류에 따라 임의로 선택될 수 있다. 가교제의 함유량은 특별히 제한되지는 않지만, 통상 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체 100 중량부에 대해서 0.01 ~ 20 중량부이다.
본 발명에 있어서는, 금속 반사 필름 등의 부식을 억제하는 관점에서, 산화방지제의 함유량이 0.005 ~ 10 중량% 의 범위인 아크릴계 점착제가 바람직하게 사용된다. 이들의 함유량이 0.005 중량% 이상이면 금속 반사 필름, 정보 기록층 등의 부식 억제 효과를 충분히 나타낸다. 이들의 함유량이 10 중량% 를 초과하면, 증가된 함유량에 비해 효과 향상이 유효하지 않아서, 경제적으로 불리해지는 경우가 있을 수 있다. 이들의 함유량은 바람직하게는 0.01 ~ 5 중량% 의 범위이며, 특히 바람직하게는 0.1 ~ 3 중량% 의 범위이다.
상기 언급된 산화방지제로는 특별히 제한되지는 않지만, 종래 널리 공지된 힌더드 (hindered) 페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 황계 산화방지제, 인계 산화방제, 및 퀴논계 산화방지제 등 가운데 적절히 임의로 선택할 수 있다. 이들 중, 힌더드 페놀계 산화방지제가 바람직하게 이용된다. 구체적으로, 모노사이클릭 페놀계 산화방지제로서 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸, 부틸히드록시아니솔, 스테아릴 β-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트 등을 바람직하게 들 수 있고; 디사이클릭 힌더드 페놀계 산화방지제로서 4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-tert-부틸페놀), 3,6-디옥사옥타메틸렌비스[3-(3-tert-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트] 등을 바람직하게 들 수 있고; 트리사이클릭 페놀계 산화방지제로서 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-tert-부틸페닐)부탄 등을 바람직하게 들 수 있고; 및 테트라사이클릭 페놀계 산화방지제로서 테트라키스[메틸렌-3-(3',5'-디-tert-부틸-4'-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄 등을 바람직하게 들 수 있다. 상기 언급된 산화방지제 중 어느 것이라도 단독으로 이용해도 되고, 또는 1 종 이상 의 다른 것과 조합해 이용해도 된다.
본 발명에 따른 광디스크용 보호 필름의 기재 필름 및 광디스크의 기판에 대한 침식을 억제하고; 또한 광디스크용 금속 반사 필름 및 정보 기록층 각각에 대한 부식을 억제하는 관점에서, 아크릴계 점착제의 잔류 용매 및 잔류 단량체의 전체 함유량이 100 중량 ppm 이하인 것이 바람직하다. 잔류 용매 및 잔류 단량체의 전체 함유량이 100 중량 ppm 이하인 경우, 해당 보호 필름용 기재 필름 및 광디스크용 기판에 대한 침식이 충분히 억제된다. 잔류 용매 및 잔류 단량체의 전체 함유량은 보다 바람직하게는 50 중량 ppm 이하, 특히 바람직하게는 20 중량 ppm 이하이다.
본 발명에 따른 광디스크용 보호 필름에 있어서, 상기 언급된 아크릴계 점착제를 광투과성 기재 필름의 한면에 직접 도포해 그 위에 점착제층을 형성할 수 있다. 이와는 달리, 아크릴계 점착제를 박리 시이트 상에 도포하여 점착제층을 형성한 후, 그러한 생성층을 기재 필름의 한면에 겹쳐, 점착제층을 그로부터 전사해도 된다. 이 경우, 필요하다면 박리 시이트는 벗겨내지 않고 그대로 부착하고, 보호 필름의 사용시에 박리해도 된다. 기재 필름의 한면에 형성되는 점착제층의 두께는 통상 약 5 ~ 60 ㎛, 바람직하게는 약 10 ~ 30 ㎛ 범위이다. 상기 언급된 박리 시이트로서, 예를 들어 글라신지 (glassine paper), 코트지, 및 캐스트 코트지 등의 종이 기재; 상기 언급된 종이 기재에 폴리에틸렌 등의 열가소성 수지를 적층한 적층지; 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트로 이루어진 폴리에스테르 필름, 및 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으 로 이루어진 폴리올레핀 필름 등의 플라스틱 필름에 실리콘 수지 등의 박리제를 코팅한 것을 들 수 있다. 박리 시이트의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 통상 20 ~ 150 ㎛ 정도이다.
광투과성 기재 필름의 한면 또는 박리 시이트 상에 아크릴계 점착제를 도포하는 경우, 통상 에틸 아세테이트 또는 톨루엔 등의 용매를 첨가한 후, 바람직하게는 70℃ 이상, 보다 바람직하게는 80 ~ 150℃ 에서 10 초 ~ 10 분 동안 가열해 코팅을 건조해 점착제층을 형성한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 광디스크용 보호 필름은 광디스크, 특히 블루-레이 디스크에 적용되기 때문에, 파장 405 nm 에서의 광선 투과율이 87% 이상 부여된다. 파장 405 nm 에서의 광선 투과율이 87% 이상이면, 블루-레이 디스크의 정보 기록층에 입사되는 레이저빔의 투과 및 기록 표면으로부터의 반사광의 투과가 양호해진다. 상기 광선 투과율은 바람직하게는 89% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상이다.
본 발명에 따른 광디스크는 광디스크용 보호 필름이 점착제층을 통해 광디스크용 기재의 적어도 한면에 형성된 정보 기록층에 첩합된 것이다.
본 발명에 따른 광디스크에서의 기재는 일반 광디스크에서 사용가능한 한 특별히 제한되지 않으며, 폴리카보네이트 수지 기재가 일반적으로 이용된다. 기재의 두께는 광디스크의 전체 두께 규격, 정보 기록층상에 형성되는 보호 필름의 두께 등에 따라 적당히 임의로 선택되며, 통상 1.05 ~ 1.15 mm 의 범위이다. 기재 상에 형성되는 기능층의 구성은 특별히 제한되지 않고, 통상의 광디스크의 구성이기만 하면 된다. 예를 들어, ROM (읽기 전용형 메모리) 의 경우는, 정보 기록층으로서 금속 반사 필름만을 스퍼터링 방법 등에 의해 형성하면 된다. 기록 및 읽기 (writing in and readout) 가능형의 경우는, 상 변화형 및 광자기형 기록 재료를 이용해 반사 필름 상에 유전체층, 기록 재료층, 및 유전체층으로 이루어진 정보 기록층을 형성한 층 구성을 들 수 있다. 반사 필름으로서, 예를 들어 은 합금 필름, 알루미늄 필름, 알루미늄 합금 필름 등이 이용된다. 정보 기록층에서의 기록 재료로서, 상 변화형으로 TeOx, Te-Ge, Sn-Te-Ge, Bi-Te-Ge, Sb-Te-Ge, Pb-Sn-Te 등이; 광자기형으로 Tb-Fe, Tb-Fe-Co, Dy-Fe-Co, Tb-Dy-Fe-Co 등이 이용된다. 정보 기록층에서의 유전체층으로서, 예를 들어 SiN, SiO, SiO2, ZnS-SiO2, Ta2O5 등이 이용된다. 본 발명에 따른 광디스크에서 이용가능한 청색 레이저빔은 특히 BD-ROM, BD-R, BD-RAM 등의 고용량 블루-레이 디스크 시리즈에서 바람직하게 이용된다.
본 발명의 작용 효과, 장점 및 산업상 이용가능성을 하기에 요약할 것이다. 본 발명에 따른 광디스크용 보호 필름은 광디스크, 특히 블루-레이 디스크용 정보 기록층의 보호를 위해 이용되며, 광디스크의 기록 특성에 악영향을 미치지 않는 한편 광디스크용 금속 반사 필름 및 정보 기록층의 부식을 억제할 수 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 또한 정보 기록에 어떠한 장해도 일으키지 않으면서 신뢰성 높은 광디스크를 제공하고 광디스크의 기능을 재생시킬 수 있다.
실시예
다음에, 본 발명을 비교예 및 실시예를 참조하여 더욱 상세하게 설명할 것이 지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되는 것이 전혀 아니다.
각각의 비교예 및 실시예에서의 다양한 특성은 하기 절차에 따라 평가했다.
(1) 점착제층의 굴절률
광디스크용 보호 필름에, 아베 굴절계 (Atago Co., Ltd. 제, 상표명 "아베 굴절계 1T") 를 이용해, 25℃ 분위기하 나트륨 D 빔 (파장 589.3 nm) 을 조사해 점착제층의 굴절률을 측정했다.
(2) 점착제층의 겔 분율
명세서 본문의 설명에 따라서 측정했다.
(3) 광디스크용 보호 필름의 파장 405 nm 에서의 광선 투과율
형성한 광디스크용 보호 필름의 파장 405 nm 에서의 광선 투과율은 자외선-가시광선 분광광도계 (Shimadzu Corporation 제, 상품명 "UV-3100 PC") 를 이용하여 측정했다.
(4) 광디스크용 보호 필름에서의 반사율의 변화율
형성한 광디스크용 보호 필름을 점착제층을 통해 은 합금 필름 상에 붙여, 반사율 측정용 샘플을 제조했다. 이어서, 그 상태의 샘플의 파장 405 nm 의 빛에 대한 초기 반사율 Ra, 및 이 샘플을 상대 습도 85% 의 분위기 하에 1000 시간 동안 방치 후 파장 405 nm 의 빛에 대한 반사율 Rb 를 후술되는 방법으로 측정했다.
이렇게 형성된 광디스크용 보호 필름의 파장 405 nm 에서의 반사율은 자외선-가시광선 분광광도계 (Shimadzu Corporation 제, 상표명 "UV-3100PC") 를 이용해 광투과성 필름 측으로부터 파장 405 nm 의 빛을 조사하여 측정했다.
이어서 반사율의 변화율 (Y) 을 하기 관계식으로 결정했다.
Y (%) = [(Ra - Rb)/Ra] × 100
(5) 미가교 성분중 중량 평균 분자량 10,000 이하의 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체의 비율
GPC 방법에 의한 겔 분율의 측정에서 에틸 아세테이트로 추출된 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체 (미가교 성분) 의 중량 평균 분자량 및 분자량 분포를 측정하고, 이들의 비율을 수득한 차트에서의 피크 면적비로부터 계산했다. GPC 측정은 GPC 장치 (Tosoh Corporation 제, 상표명 "HLC-8020") 및 연결 컬럼 TSKGelGMHXL-TSKGelGMHXL-TSKGel G2000HHLXL (모두 Tosoh Corporation 제) 을 3 개 연속으로 이용하여 수행했다.
실시예 1
n-부틸 아크릴레이트 40 중량부, 2-페녹시에틸 아크릴레이트 57 중량부 및 아크릴산 3 중량부로 이루어진 단량체 혼합물에 용매로서 에틸 아세테이트 150 중량부 및 중합 개시제로서 아조비스(이소부티로니트릴) 0.1 중량부를 첨가하고 질소 분위기하 60℃ 에서 17 시간 동안 중합을 진행해, 중량 평균 분자량 540,000 및 유리 전이 온도 -25℃ 이고 n-부틸 아크릴레이트/2-페녹시에틸 아크릴레이트/아크릴산으로 이루어진 공중합체 용액을 얻었다. 이어서, 공중합체 용액의 고형분 100 중량부에 대해 폴리이소시아네이트계 가교제 (Toyo Ink Mfg Co., Ltd. 제, 상품명 "BHS-8515") 3.0 중량부를 첨가하여, 점착제 코팅액을 제조했다.
이렇게 수득한 코팅액을 나이프 코터로 박리 필름 (LINTEC Corporation 제, 상표명 "SP-PET381031") 의 박리 처리 표면에, 건조 후 코팅의 두께가 20 ㎛ 가 되도록 도포했다. 생성된 코팅물을 90℃ 에서 약 1 분간 건조시킨 후, 광투과성 기재 필름으로서 두께 80 ㎛ 의 폴리카보네이트필름으로 적층해, 두께 약 100 ㎛ 의 광디스크용 보호 필름을 제조했다. 이렇게 수득한 보호 필름의 다양한 특성을 표 1 에 나타낸다.
실시예 2
단량체 혼합물로서 n-부틸 아크릴레이트 20 중량부, 2-페녹시에틸 아크릴레이트 77 중량부 및 아크릴산 3 중량부로 이루어진 혼합물을 이용한 이외에는 실시예 1 의 절차를 반복하여, 중량 평균 분자량 500,000 및 유리 전이 온도 -22℃ 의 공중합체 용액을 제조한 후, 점착제 코팅액을 제조했다. 이어서, 생성된 점착제 코팅액을 이용해 두께 약 100 ㎛ 의 광디스크용 보호 필름을 제조했다. 이렇게 수득한 보호 필름의 다양한 특성을 표 1 에 나타낸다.
비교예 1
폴리이소시아네이트계 가교제를 3 중량부 대신 0.5 중량부 양으로 첨가한 이외에는 실시예 1 의 절차를 반복하여, 점착제 코팅액 및 두께 약 100 ㎛ 의 광디스크용 보호 필름을 제조했다. 이렇게 수득한 보호 필름의 다양한 특성을 표 1 에 나타낸다.
비교예 2
2-페녹시에틸 아크릴레이트를 이용하지 않고, n-부틸 아크릴레이트를 97 중량부의 양으로 이용한 이외에는 실시예 1 의 절차를 반복하여, 중량 평균 분자량 650,000 및 유리 전이 온도 -41℃ 의 공중합체 용액을 제조한 후, 점착제 코팅액을 제조했다.
이어서, 생성된 점착제 코팅액을 이용해, 실시예 1 과 같은 방식으로 두께 약 100 ㎛ 의 광디스크용 보호 필름을 수득했다. 이렇게 수득한 보호 필름의 다양한 특성을 표 1 에 나타낸다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
점착제층 겔 분율 (중량%) 82.6 77.4 45.0 74.9
미가교 성분 중 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체 (M.W. ≤ 10,000) 의 비율 22 24 28 20
굴절율 1.521 1.540 1.520 1.468
굴절율 차이 (Δn) 0.062 0.043 0.063 0.115
보호 필름 405 nm 파장에서의 빛에 대한 광선 투과율 (%) 90.7 90.1 88.5 89.9
반사율의 변화율 (%) 2.4 1.7 4.5 1.9
기재 필름 (폴리카보네이트 필름) 의 굴절률은 1.583 이다.
본 발명에 의하면, 광디스크, 특히 블루-레이 디스크의 정보 기록층을 보호하기 위해서 이용되며, 광디스크의 기록 특성에 악영향을 미치지 않고, 광디스크의 금속 반사 필름 및 정보 기록층 각각의 부식이 억제된 광디스크용 보호 필름을 제공하고, 동시에 상기 언급된 보호 필름이 점착제층을 통해 정보 기록층 상에 첩합된 광디스크를 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 광투과성 기재 필름 및 그 한면에 형성된 점착제층을 포함하는 광디스크용 보호 필름에 있어서, 상기 광투과성 기재 필름 및 점착제층 간의 굴절률 차이가 0.08 이하이며, 점착제층의 겔 분율이 65 중량% 이상인 것을 특징으로 하는 광디스크용 보호 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 점착제층을 구성하는 점착제가 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체를 수지 성분으로 하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광디스크용 보호 필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체가 아릴옥시알킬기 및/또는 아릴알킬기 함유 (메타)아크릴산 에스테르 유래의 구성 단위를 가지는 것을 특징으로 하는 광디스크용 보호 필름.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체가 중량 평균 분자량 500,000 ~ 2,000,000 범위인 것을 특징으로 하는 광디스크용 보호 필름.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체에서의 미가교 성분 중 분자량 10,000 이하인 성분의 비율이 30 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 광디스크용 보호 필름.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광투과성 기재 필름이 폴리카보네이트계 수지 필름인 것을 특징으로 하는 광디스크용 보호 필름.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    파장 405 nm 에서의 광선 투과율이 87% 이상인 것을 특징으로 하는 광디스크용 보호 필름.
  8. 광디스크용 기판의 적어도 한면에 형성된 정보 기록층상에 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 광디스크용 보호 필름을 점착제층을 통해 첩합(貼合)하여 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크.
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