光学存储介质的耐刮涂覆方法技术

本发明专利技术涉及一种具有涂层的光学数据载体及其生产方法，其中的涂层是通过辐射硬化一种可辐射硬化的涂层剂而得到的。该涂层剂含有至少一种胶体金属氧化物，至少一种烷氧甲硅烷基丙烯酸酯的至少一种水解产物，至少一种丙烯酸酯单体和适当时还有的至少一种ＵＶ光引发剂。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本
技术实现思路
在于一种用于生产光学数据载体材料和数据记录材料的透明耐刮涂层的方法。
技术介绍
近些年来，光学数据记录材料越来越多地用作为大量数据的可变记录介质和/或存储介质。如果将其置于比如激光照射下，则在这种记录介质中记录材料就会经历局部有限的光学性质(如吸收最大值，光反射性或消光系数)的改变。这种局部变化就可用以信息记录。由于刮痕也会在用于读取激光的光学数据载体的读取面上产生局部的变化，因此就会导致错误信息并因此而干扰读入过程。纠错软件虽可以在一定程序上弥补这种由表面损伤而引起的读入错误，但众所周知其不适于对较严重的表面损伤进行纠正。通常，将透明热塑性塑料(如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯及其化学改性体)用于光学存储介质。这些热塑性塑料具有对尺寸变化的卓越机械稳定性、高透明度和冲击韧性，但是也在一定程度上易受到刮擦损伤。由此，聚碳酸酯基材就易于由于刮擦、磨损和机械侵蚀而遭到毁坏。由于已知所用的记录基材易受刮损，因此能否找寻到特别是降低读取面上这种易损性的技术方法就变得意义重大了。为保护基材不受物理磨损，比较有利的措施是在基质材料上涂覆一层由防刮材料构成的涂层。因此，从可使用性、硬化速率、其技术特性以及特别是其光学和电学性质的角度看，透明耐刮的涂层得满足一系列要求。为此，乞今正推出了一些涂覆某种特定涂层材料的方法，其能使基材受到一定程度的防刮保护。例如在专利US4455205和US4491508和US4198465中推荐使用可光硬化的丙烯酸酯作为塑料的防刮保护涂层。值得一提的作为可涂覆基质用的有各种塑料、金属和金属化的热塑性材料。然而其中未强调透明基材的涂覆。技术人员不可能显而易见地在光学透明数据载体上施用其中所记载的涂层剂，因为这类涂层剂中含有胶体二氧化硅。光学数据载体需要在所使用的读写激光波长范围内有着极高的透明度(＞80％透射率)，特别是光波在两过程中要穿过基材两次。该激光的波长范围不仅要包括达750nm的可见光，还要包括达300nm的紫外区。另外，在专业文献中也记载有用于光学存储介质的各种保护涂层(参见Zech，Sple的“Review of Optical Storage Media”OpticalInformation Storage，177卷，1979，第56页以下或如US5176943，JP02260145)。这类涂层材料由可UV或电子射线硬化的丙烯酸酯粘结剂组成，而该粘结剂中适当时还可以添加有滑爽添加剂和/或其它添加剂，并且通过离心铸造涂层法而任选地将该粘结剂以0.004到10微米涂层厚度涂覆到基材上。在例如US5939163中记载了用于CD和DVD防刮保护的一些措施，该文献中公开了一种丙烯酸酯涂层，且所涂覆上去的涂层厚度为0.01-30微米，优选0.05-10微米。其中所记载的涂层材料虽然能提供某种程度的防刮保护；但是该体系至今还是由于其防护效果过小而不能得以实施。此外，上述体系还会在气候作用(Bewitterung)下，即在某些气候条件下储存后，有变浑浊的趋势或是其对基材的粘结作用减小或丧失。本专利技术的任务在于提供一种可经济地生产的耐刮且粘结在基材表面、位于光学存储介质读取面上的涂层，该涂层由于其膜硬度而在完成时效硬化后能保护基材表面不受机械刮伤，并且在所谓“气候作用”(即所说的耐候性测试)的外部环境影响下保持稳定并不会带入技术性能上的缺陷，如双折射的提高、信号的衰减、或是盘的弯折、表面的染污或模糊不清、由于聚焦的激光照射而引起的可读写性的改变。已知的那些基于有机可光硬化的丙烯酸酯的体系提供了具有7到12微米之间层厚度的涂层，该涂层在硬化过程中会强烈收缩并且聚碳酸酯盘会由于所出现的收缩而扭曲变形，导致信息载体不可运行或不可读/写。虽然通过适当的措施可以实现层厚度的降低，但是由此也会引起耐刮性的显著降低。现已惊人地发现，如果使用特殊的可UV硬化的无机涂漆体系，那么不仅可以在基质材料上获得具有很好粘结性的涂层，得到足够的透明度，还能在涂层厚度较低的情况下获得卓越的耐刮性，由此光学数据载体的几何尺寸就不会产生变化，或者只会在允许的误差值范围内变化。本专利技术所使用的丙烯酸酯树脂组合物含有烷氧甲硅烷基丙烯酸酯改性的金属氧化物，其通过烷氧甲硅烷基丙烯酸酯的水解产物和金属氧化物的反应而形成。由此本专利技术制备了光学数据存储器，其上设置有一涂层，而该涂层通过辐射硬化一种可辐射硬化的涂层剂而得到，所述涂层剂中含有至少一种胶体金属氧化物、至少一种烷氧甲硅烷基丙烯酸酯的至少一种水解产物、至少一种丙烯酸酯单体以及至少一种光引发剂。为此，可辐射硬化的涂层剂中含有(A)1％到60重量％的至少一种胶体金属氧化物，(B)0.1％到50重量％的由至少一种优选是通式(I)的烷氧甲硅烷基丙烯酸酯水解而形成的至少一种材料，(C)25％到90重量％的至少一种丙烯酸酯单体，优选具有通式(II)，和(D)0.01％到15重量％的至少一种光引发剂，以涂层剂的总重计。合乎目的的胶体金属氧化物(A)包括有二氧化硅，二氧化锆，二氧化钛，氧化铝和氧化锌。优选的是胶体二氧化硅。合乎目的的做法是，胶体金属氧化物以亚微米级金属氧化颗粒在水和/或有机溶剂介质中形成的分散体的形式使用。这种金属氧化物颗粒的胶体分散体是通过相应金属氧化物的水解，或是由相应碱金属盐的水溶液通过利用离子交换器进行碱金属离子的分离而得到的。由方法条件决定，所得到的金属氧化物的胶体水性或醇水分散体具有1到1000nm之间的粒径分布。为用于本专利技术的涂层剂中，颗粒大小应该优选不超过100nm。二氧化硅颗粒的典型粒径分布为5到40nm之间。确定粒径分布的方法是借助光栅电子显微镜来光学测量所数出的颗粒数量，或是利用电子计数器(例如，Coulter-Multisizer 3，BeckmanCoultert Inc.或Laser Diffraction Sizer CDA 500，Malvern Instruments，Ltd.UK)进行。如果颗粒非常小(＜100nm)，则证明使用Zeta-Civern测量粒径来作为最精确的方法是可靠的。金属氧化物，特别是SiO2颗粒包含四官能(Q)金属原子或硅原子，并向涂层物质提供硬度。这类胶体金属氧化物在处于溶胶状态时在其表面上具有羟基官能度。这些官能度可以通过缩合反应而和例如通式(I)的三官能硅烷三醇丙烯酸酯(通过三烷氧基硅烷改性的丙烯酸酯，“硅改性的丙烯酸酯”的水解而形成)反应生成具有“核-壳”结构的颗粒。胶体二氧化硅的分散体可以例如从不同的生产商那里购得，如DuPont，Nalco化学公司或Bayer公司。所得到的二氧化硅的胶体分散体可以是酸或碱形式的。对于涂层材料的生产来说，优选使用酸形式的，因为它们较之碱形式，能赋予涂层更好的性质。Nalcoag 1034A.RTM就是一个具有满意性质的胶体二氧化硅的实例。其含有约34重量％的SiO2。在实例中，所述的值还含有水的份数。因此，例如520克Nalcoag 1034A.RTM中有约177克SiO2。本专利技术的涂层剂中优选含有1到60重量％的胶体金属氧化物，特别优选5到40重量％，各以涂层剂的总量计。本专利技术中所使用的组分(B)是优选具有通式(I)的一种甲硅烷基丙烯酸酯的水解产物 其中a为0到2的整本文档来自技高网...

【技术保护点】
光学数据存储器，其特征在于其上设置有涂层，该涂层通过辐射固化一种可辐射固化的涂层剂而得到，而该涂层剂含有至少一种胶体金属氧化物，至少一种烷氧甲硅烷基丙烯酸酯的至少一种水解产物，至少一种丙烯酸酯单体和任选地含有一种紫外光引发剂。

【技术特征摘要】
DE 2001-10-24 10151853.61.光学数据存储器，其特征在于其上设置有涂层，该涂层通过辐射固化一种可辐射固化的涂层剂而得到，而该涂层剂含有至少一种胶体金属氧化物，至少一种烷氧甲硅烷基丙烯酸酯的至少一种水解产物，至少一种丙烯酸酯单体和任选地含有一种紫外光引发剂。2.根据权利要求1的光学数据存储器，其中可辐射固化的涂层剂是可紫外光固化的涂层剂，该涂层剂含有至少一种紫外光引发剂。3.根据权利要求1或2的光学数据存储器，其中可紫外光固化的涂层剂含有各以组合物总量计的(A)1％到60重量％的至少一种胶体金属氧化物，(B)0.1％到50重量％的烷氧甲硅烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：H施泰因贝格，R维斯佩尔，
申请(专利权)人：GE拜尔硅股份有限公司，拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]