CN100403062C - 涂料组合物、硬涂膜和光盘 - Google Patents

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Abstract

采用一种涂料组合物涂覆基材膜11的一侧，该组合物包含(A)通过将分子中含有至少一个可聚合不饱和基团的有机化合物化学键合到无机氧化物粒子上而生产的反应性粒子，(B)分子中含有至少两个可聚合不饱和基团的有机化合物的单体或低聚物，和(C)具有重均分子量至少为1500并且分子中含有至少一个可聚合不饱和基团的有机化合物，和如需要，(D)含有二甲基硅氧烷骨架的硅氧烷化合物，和通过采用电离辐射辐照而固化该涂料组合物以形成厚度为2-20μm的硬涂层12。这提供了具有足够的表面硬度和受抑制的翘曲的硬涂膜。

Description

涂料组合物、硬涂膜和光盘
技术领域
本发明涉及涂料组合物、硬涂膜和光盘，并更特别地涉及一种涂料组合物，采用该涂料组合物可以抑制基材的翘曲，同时在固化之后保持表面硬度，涉及具有足够的表面硬度和受抑制的翘曲的硬涂膜，并涉及其表面耐擦划且具有受抑制的翘曲的光盘。
背景技术
采用Blu-光线盘，它是下一代光盘，就如采用普通的光盘一样，将由聚碳酸酯组成的保护膜粘合到信息记录层以保护此层。在Blu-光线盘上的记录信息是极大的容量和高密度，并且甚至对保护膜的轻微擦划就可导致信息读取或写入中的错误，故目前Blu-光线盘封装在盒中以防止这样的擦划。
然而，需要无盒类型裸盘以使Blu-光线盘成为更致密介质和降低制造成本。
为此目的，可以在用于信息记录层的保护膜上形成硬涂层，如在日本未决公开专利申请2003-157579中公开的那样，但采用特征为常规硬涂层的保护膜，由硬涂层剂的固化收缩引起相当大的翘曲，它导致盘的翘曲和在信号特性方面的问题。因此，为抑制此翘曲，硬涂层必须变得更薄，和更具体地，必须减小厚度到1-3μm。然而，采用这样的薄硬涂层，表面不足够硬以防止擦伤。
也可以使用日本未决专利申请2000-273272中公开的树脂组合物作为硬涂层剂，但在此再次，硬涂层必须具有一定厚度以在获得的硬涂层中达到足够的表面硬度，和因此难以抑制在保护膜中和在获得的盘中的翘曲。
发明内容
根据此状况构思了本发明，并且其目的是提供一种涂料组合物，采用该涂料组合物可以抑制基材的翘曲，同时在固化之后保持表面硬度，还提供具有足够的表面硬度和受抑制的翘曲的硬涂膜，和其表面耐擦划和具有受抑制的翘曲的光盘。
为达到所述的目的，本发明首先提供一种涂料组合物，该组合物包含(A)反应性粒子，其中将分子中含有至少一个可聚合不饱和基团的有机化合物化学键合到无机氧化物粒子上，(B)分子中含有至少两个可聚合不饱和基团的有机化合物的单体或低聚物，和(C)具有重均分子量至少为1500并且分子中含有至少一个可聚合不饱和基团的有机化合物(发明1)。
采用以上的发明(发明1)，包含具有重均分子量至少为1500的有机化合物(C)的结果是，可以在固化期间降低收缩，同时保持涂层的高表面硬度，该涂层通过固化本发明涂料组合物而获得。因此，即使形成比通常更厚的涂层使得表面硬度将增加，由于存在涂层的很小的固化收缩，也可以抑制基材(被涂覆的)的翘曲。
本发明(发明1)涉及的涂料组合物优选进一步包含(D)具有二甲基硅氧烷骨架的硅氧烷化合物(发明2)。如果包含硅氧烷化合物(D)，则它向获得的涂层赋予滑动性能，它增加耐擦划性并也使涂层较不易于结垢和更容易清洁。
在以上发明(发明1和2)中，优选有机化合物(C)是丙烯酸酯(发明3)。使用丙烯酸酯作为有机化合物(C)导致如以上给出的本发明效果更显著。
在以上发明(发明1-3)中，当本发明涂料组合物用于形成用于光学膜或光学产品等的涂层(硬涂层)时，优选上述反应性粒子(A)的无机氧化物粒子是二氧化硅粒子(发明4)。使用二氧化硅粒子允许涂层的光学透明性保持高。
在以上发明(发明1-4)中，优选有机化合物的单体或低聚物(B)是(甲基)丙烯酸酯的单体或低聚物(发明5)。
第二，本发明提供硬涂膜，该硬涂膜包括基材膜和厚度为2-20μm的硬涂层，该硬涂层通过采用根据上述涂料组合物(发明1-5)中任一种的涂料组合物涂覆基材膜的至少一侧，并固化该涂料组合物(发明6)而形成。
由于以上发明(发明6)涉及的硬涂膜使用上述涂料组合物，所以它具有足够的表面硬度，且翘曲受到抑制。
在以上发明(发明6)中，当此硬涂膜用作光学膜时，优选基材膜是由聚碳酸酯、环烯烃基聚合物或聚甲基丙烯酸甲酯组成的光学透明膜(发明7)。
第三，本发明提供包括上述硬涂膜(发明6和7)的光盘(发明8)。
由于以上发明(发明8)涉及的光盘使用上述硬涂膜，所以它的表面耐擦划且翘曲受到抑制。
采用本发明的涂料组合物，可以抑制基材的翘曲，同时在固化之后保持表面硬度。同样，本发明的硬涂膜具有足够的表面硬度和受抑制的翘曲。此外，本发明的光盘具有耐擦划并且具有受抑制的翘曲的表面，这导致较低的由于擦划或翘曲产生的错误率。
附图简述
图1是本发明实施方案涉及的硬涂膜的横截面；和
图2是本发明实施方案涉及的光盘的横截面。
实施本发明的最好方式
现在将描述本发明的实施方案。
涂料组合物
此实施方案涉及的涂料组合物包含(A)反应性粒子，其中将分子中含有至少一个可聚合不饱和基团的有机化合物(a)化学键合到无机氧化物粒子上，(B)分子中含有至少两个可聚合不饱和基团的有机化合物的单体或低聚物，(C)具有重均分子量至少为1500并且分子中含有至少一个可聚合不饱和基团的有机化合物，和如需要，(D)具有二甲基硅氧烷骨架的硅氧烷化合物。
A.反应性粒子
例如，在日本未决公开专利申请2000-273272中公开的反应性粒子(A)可以用作本发明的反应性粒子(A)。以下将具体描述。
反应性粒子(A)的无机氧化物粒子的例子包括如下物质的粒子：二氧化硅、氧化铝、氧化锆、二氧化钛、氧化锌、氧化锗、氧化铟、氧化锡、氧化锑、氧化铈等。这些粒子可以单独使用或以两种或多种的组合使用。
当本发明涂料组合物用于形成用于光学膜或光学产品等的涂层(硬涂层)时，优选无机氧化物粒子是高度光学透明和吸收很少光的二氧化硅粒子。
无机氧化物粒子的平均尺寸优选是0.001-2μm，特别有利的是0.001-0.2μm，和更好是0.001-0.1μm。如果无机氧化物粒子的平均尺寸大于2μm，则可能存在涂层的光学透明性的降低，该涂层通过固化本发明涂料组合物而获得，或涂层的表面平滑度可能受损。
无机氧化物粒子可以为各种形式中的任一种形式，如球形、中空、多孔、粒料、片材、纤维，或不确定形式，但球形是特别好的。
无机氧化物粒子的比表面积(使用氮气的BET比表面积)优选是10-1000m2/g，特别有利的是100-500m2/g。
将分子中含有至少一个可聚合不饱和基团的有机化合物(a)键合到反应性粒子(A)中的上述无机氧化物粒子上。由有机化合物(a)含有的可聚合不饱和基团的例子包括丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、丙烯基、丁二烯基、苯乙烯基、乙炔基、肉桂酰基、马来酸酯基团和丙烯酰胺基团。
对有机化合物(a)中可聚合不饱和基团的数目没有特别的限制，只要在分子中存在至少一个，但通常存在1-4个。
除上述可聚合不饱和基团以外，有机化合物(a)优选包含由通式[-X-C(＝Y)-NH-](其中X是NH、O或S，和Y是O或S)表示的基团。也优选有机化合物(a)是在其分子中含有硅烷醇基团的化合物，或当水解时产生硅烷醇基团的化合物。
由如下通式(1)表示的化合物是此有机化合物(a)的具体的有利例子。
Figure C20041009017000071
在通式1中，R1和R2可以相同或不同，并且每个是氢原子或C1-C8烷基或芳基。这样的官能团的例子包括甲基、乙基、丙基、丁基、辛基、苯基和二甲苯基。
由通式[(R1O)mR2 3-mSi-]表示的基团的例子包括三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基、三苯氧基甲硅烷基、甲基二甲氧基甲硅烷基和二甲基甲氧基甲硅烷基，其中优选三甲氧基甲硅烷基或三乙氧基甲硅烷基。m在此是1-3的整数。
R3是具有C1-C12脂族或芳族结构的二价有机基团，并可包括线性、支化或环状结构。此有机基团的例子包括亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、六亚甲基、亚环己基、亚苯基、亚二甲苯基和十二亚甲基，其中优选亚甲基、亚丙基、亚环己基或亚苯基。
R4是二价有机基团，并通常选自分子量为14-10,000，和优选76-500的二价有机基团。二价有机基团的例子包括线性多亚烷基如六亚甲基、八亚甲基和十二亚甲基；脂环族或多环二价有机基团如亚环己基和亚降冰片基；二价芳族基团如亚苯基、亚萘基、亚联苯基和多亚苯基；和由烷基或芳基取代的这些基团。这些二价有机基团可包括包含碳和氢原子以外的元素的原子团，和也可包括聚醚键、聚酯键、聚酰胺键、聚碳酸酯键，和由通式[-X-C(＝Y)-NH-](其中X是NH、O或S，和Y是O或S)表示的基团。
R5是(n+1)价有机基团，并优选选自线性、支化或环状饱和烃基或不饱和烃基。在此，n优选是1-20的整数，特别有利的是1-10的整数，和甚至更好是1-5的整数。
Z是在其分子中含有可聚合不饱和基团的一价有机基团，该可聚合不饱和基团能够在活性自由基物种的存在下进行分子间交联反应。这样的有机基团的例子包括丙烯酰(氧)基、甲基丙烯酰(氧)基、乙烯(氧)基、丙烯(氧)基、丁二烯(氧)基、苯乙烯(氧)基、乙炔(氧)基、肉桂酰(氧)基、马来酸酯基团、丙烯酰胺基团和甲基丙烯酰胺基团，其中优选丙烯酰(氧)基或甲基丙烯酰(氧)基。
可以通过将上述无机氧化物粒子与有机化合物(a)反应而制造反应性粒子(A)。据信，能够与有机化合物反应的组分在上述无机氧化物粒子表面上存在，并且当将有机化合物(a)与粉状无机氧化物粒子或无机氧化物粒子的溶剂分散溶胶，在水存在或不存在下混合，然后加热和搅拌时，无机氧化物粒子的表面组分与有机化合物(a)反应以生产反应性粒子(A)。
包含在此实施方案涉及的涂料组合物中的反应性粒子(A)增加了涂层的硬度，该涂层通过固化本发明涂料组合物而获得，并且反应性粒子(A)向涂层赋予耐擦划性。
反应性粒子(A)包含在涂料组合物中的数量(作为固体)优选是5-80wt％，和特别地是10-70wt％，相对于反应性粒子(A)、有机化合物的单体或低聚物(B)、有机化合物(C)和硅氧烷化合物(D)的100wt％的结合数量。
如果以小于5wt％的数量包含反应性粒子(A)，则获得的涂层可能不足够硬，而如果反应性粒子(A)含量大于90wt％，则涂料组合物的固化性能可能降低。
B.分子中含有至少两个可聚合不饱和基团的有机化合物的单体或低聚物
此有机化合物的可聚合不饱和基团的例子包括丙烯酰基、甲基丙烯酰基和环氧基团，其中优选丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
具体地，有机化合物的单体或低聚物(B)优选是(甲基)丙烯酸酯的单体或低聚物。(甲基)丙烯酸酯的例子包括二(甲基)丙烯酸-1，4-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸-1，6-己二醇酯、二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、己二酸二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯、羟基新戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸二环戊酯、己内酯改性的二(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、环氧乙烷改性的磷酸二(甲基)丙烯酸酯、烯丙基化二(甲基)丙烯酸环己酯、异氰脲酸酯二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、丙酸改性的三(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、环氧丙烷改性的三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、丙酸改性的五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、己内酯改性的六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯和其它这样的多官能丙烯酸酯。这些多官能丙烯酸酯可以单独使用或以两种或多种的组合使用。
当(甲基)丙烯酸酯用作低聚物时，它的重均分子量优选为约1000或更小。
对上述有机化合物中的可聚合不饱和基团数目没有特别的限制，只要在分子中至少存在两个，但通常存在2-6个。
通过在此实施方案涉及的涂料组合物中包含有机化合物的单体或低聚物(B)，向通过固化本发明涂料组合物获得的硬涂层赋予耐擦划性，和特别地，获得的硬涂层具有更好的耐磨损性。
有机化合物的单体或低聚物(B)包含在涂料组合物中的数量优选是5-70wt％，和特别地是10-60wt％，相对于反应性粒子(A)、有机化合物的单体或低聚物(B)、有机化合物(C)和硅氧烷化合物(D)的100wt％的结合数量。
C.具有重均分子量至少为1500并且分子中含有至少一个可聚合不饱和基团的有机化合物
此有机化合物(C)的可聚合不饱和基团的例子包括丙烯酰基、甲基丙烯酰基和环氧基团，其中优选丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
具体地，有机化合物(C)优选是具有重均分子量至少为1500的丙烯酸酯。丙烯酸酯的例子包括氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯。甚至更优选是在两端含有(甲基)丙烯酰基并在其主链中含有不参与聚合的氨基甲酸酯、聚酯或聚醚骨架的氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯。使用氨基甲酸酯丙烯酸酯的效果在于，硬涂层是特别耐裂纹。这些丙烯酸酯可以单独使用或以两种或多种组合使用。
优选例如通过使用(甲基)丙烯酸以酯化在氨基甲酸酯聚合物两端的羟基而获得氨基甲酸酯丙烯酸酯，该氨基甲酸酯聚合物通过将聚醚多元醇或聚酯多元醇与多异氰酸酯反应而获得。
优选例如通过如下方式获得聚酯丙烯酸酯：通过使用(甲基)丙烯酸以酯化聚酯聚合物的羟基，该聚酯聚合物在两端含有羟基并由多元羧酸和多元醇的缩合而获得，或通过使用(甲基)丙烯酸以酯化聚合物末端的羟基，该聚合物通过将烯化氧加入到多元羧酸中而获得。
优选例如通过将(甲基)丙烯酸的羧基与环氧树脂两端的环氧基团反应而获得聚醚丙烯酸酯，该环氧树脂在它的主链中含有聚醚骨架。
对有机化合物(C)中可聚合不饱和基团的数目没有特别的限制，只要在分子中存在至少一个，但通常存在1-4个。
有机化合物(C)的重均分子量至少为1500，优选是2000-30,000，和特别有利的是3000-20,000。
通过在此实施方案涉及的涂料组合物中包含有机化合物(C)，可以降低固化期间的收缩，同时保持涂层的高表面硬度，该涂层通过固化本发明涂料组合物而获得。具体地，即使形成比通常更厚的涂层以增加表面硬度，涂层的少量固化收缩表示，可能存在基材(被涂覆的)的较小翘曲。
有机化合物(C)包含在涂料组合物中的数量优选是10-90wt％，和特别地10-50wt％，相对于反应性粒子(A)、有机化合物的单体或低聚物(B)、有机化合物(C)和硅氧烷化合物(D)的100wt％的结合数量。也优选在有机化合物的单体或低聚物(B)和有机化合物(C)之间的共混比(重量比)是1∶2至10∶1。
D.具有二甲基硅氧烷骨架的硅氧烷化合物
具有二甲基硅氧烷骨架的硅氧烷化合物(D)的例子包括由如下通式2表示的聚二甲基硅氧烷，以及通过采用另一种官能团取代在聚二甲基硅氧烷的一端或两端或在侧链中的甲基而获得的改性聚二甲基硅氧烷，和通过向分子中引入可电离辐射固化的基团而获得的改性聚二甲基硅氧烷。聚二甲基硅氧烷或改性聚二甲基硅氧烷可以单独使用或以两种或多种的组合使用。
Figure C20041009017000111
在通式2中，n是整数。
改性聚二甲基硅氧烷的例子包括由如下通式3-5表示的化合物。
在通式3中，n是整数，和R1基团每个独立地是羟基、羧烷基、其烷基酯、氨烷基、二氨基烷基、羟烷基或二羟基烷基。
Figure C20041009017000113
在通式4中，n是整数，和R2是羟基、羧烷基、其烷基酯、氨烷基、二氨基烷基、羟烷基或二羟基烷基。
Figure C20041009017000114
在通式5中，m是0或至少为1的整数，n是整数，和R3是氨烷基、二氨基烷基、羧烷基、羟烷基或二羟基烷基。
上述改性聚二甲基硅氧烷的具体例子包括聚二甲基硅氧烷(由Chisso制备的PS040；由Toray Dow Corning Silicone制备的SH28PA)、单端硅烷醇改性的聚二甲基硅氧烷、两端硅烷醇改性的聚二甲基硅氧烷(PS340.5和PS-341，分子量为3200，由Chisso制备)、侧链氨基改性聚二甲基硅氧烷(由Shin-Etsu Silicone制备的KF-859和KF-865)、侧链甲醇改性的聚硅氧烷(由Toray Silicone制备的SF8428)、侧链羧基改性的聚二甲基硅氧烷(由Shin-Etsu Silicone制备的X-22-3710)和两端羧基改性的聚二甲基硅氧烷(由Toray Silicone制备的BY16-750)。
通过向分子中引入可电离辐射固化的基团获得的改性聚二甲基硅氧烷的例子包括在它们的分子中含有烯基和巯基的自由基加成型聚二甲基硅氧烷、在它们的分子中含有烯基和氢原子的氢化硅烷化型聚二甲基硅氧烷、在它们的分子中含有环氧基的阳离子聚合型聚二甲基硅氧烷和在它们的分子中含有(甲基)丙烯酰基的自由基聚合型聚二甲基硅氧烷。
在它们的分子中含有环氧基或(甲基)丙烯酰基的聚二甲基硅氧烷的例子包括环氧丙氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷、(环氧环己基乙基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物、甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷和丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷。在它们的分子中含有乙烯基的聚二甲基硅氧烷的例子包括乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷和乙烯基甲基硅氧烷均聚物。
硅氧烷化合物(D)的重均分子量优选是300-200,000，特别有利的是500-20,000。
通过在此实施方案涉及的涂料组合物中包含硅氧烷化合物(D)，获得的涂层具有滑动性能，改进了耐擦划性(和特别是耐磨损性)，并且涂层更耐结污和更容易除去任何污物。
硅氧烷化合物(D)包含在涂料组合物中的数量通常是0-5wt％，并优选0-2wt％，相对于反应性粒子(A)、有机化合物的单体或低聚物(B)、有机化合物(C)和硅氧烷化合物(D)的100wt％的结合数量。
E.第三组分
本发明的涂料组合物也可包含上述(A)-(D)以外的组分。这样的第三组分的例子包括聚合引发剂、敏化剂、溶剂、反应性粒子(A)以外的粒子，和各种添加剂。
优选聚合引发剂是辐射聚合引发剂，和特别有利地使用包含如下物质的辐射聚合引发剂：含有1-羟基环己基的芳基酮和/或含有N-吗啉代基团的芳基酮。如果只是使用含有1-羟基环己基的芳基酮，则可以在短时间内形成具有很少着色的固化产物。另一方面，如果只是使用含有N-吗啉代基团的芳基酮，则可以在短时间内形成具有高表面硬度的固化产物。如果使用这两种物质，则可以在短时间内形成具有很少着色且具有高表面硬度的固化产物。
当一起使用含有1-羟基环己基的芳基酮和含有N-吗啉代基团的芳基酮时，这两种物质的共混比(重量比)是10∶90至90∶10，特别有利的是40∶60至80∶20。
含有1-羟基环己基的芳基酮的例子包括1-羟基环己基苯基酮、1-羟基环己基异丙基苯基酮和1-羟基环己基十二烷基苯基酮。
含有N-吗啉代基团的芳基酮的例子包括2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉代丙酮-1、2-甲基-1-[4-(甲氧基)苯基]-2-吗啉代丙酮-1、2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-吗啉代丙酮-1、2-甲基-1-[4-(二甲基氨基)苯基]-2-吗啉代丙酮-1、2-甲基-1-[4-(二苯基氨基)苯基]-2-吗啉代丙酮-1、2-苄基-2-二甲基氨基-1-[4-(吗啉代苯基)]-丁酮-1、3，6-双(2-甲基-2-吗啉代丙酰基)-9-N-辛基咔唑。
聚合引发剂包含在涂料组合物中的数量通常是0-20wt％，并优选0.1-10wt％，相对于反应性粒子(A)、有机化合物的单体或低聚物(B)、有机化合物(C)和硅氧烷化合物(D)的100wt％的结合数量。
敏化剂的例子包括三乙胺、二乙胺、N-甲基二乙醇胺、乙醇胺、4-二甲基氨基苯甲酸、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯和4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯。
溶剂可用于改进涂覆性能，调节粘度，调节固体浓度等。可以使用的溶剂的例子包括醇如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、辛醇等；酮如丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮等；酯如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、γ-丁内酯等；醚如乙二醇单甲基醚(甲基溶纤剂)、乙二醇单乙基醚(乙基溶纤剂)、二甘醇单丁基醚(丁基溶纤剂)等；芳族烃如苯、甲苯、二甲苯等；和酰胺如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等。
可以使用的反应性粒子(A)以外的粒子的例子包括用作反应性粒子(A)的原料的无机氧化物粒子。
上述各种添加剂的例子包括抗氧剂、UV吸收剂、光稳定剂、硅烷偶联剂、耐老化剂、热阻聚剂、着色剂、流平剂、表面活性剂、贮存稳定剂、增塑剂、润滑剂、无机填料、有机填料、湿润性改进剂和涂层表面改进剂。
将上述的涂料组合物涂覆到所需的基材上并固化，该组合物在基材表面上形成硬涂层。(被涂覆的)基材的例子包括塑料产品、金属产品、玻璃产品和石头，但当基材是塑料膜、塑料片材、塑料板等时，本发明涂料组合物的突出效果将是特别显著的。具体地，从本发明涂料组合物生产的硬涂层具有足够的表面硬度，并即使层厚度增加，基材的翘曲也受到抑制，故涂层较不易于擦伤。
可以由标准方法，如棒涂、刀涂、辊涂、刮板涂覆、模头涂覆或凹版涂覆而涂覆本发明的涂料组合物。一旦已经涂覆涂料组合物，优选在约50-120℃下干燥涂料膜。
可以采用电离辐射辐照涂料组合物的涂料膜而固化本发明的涂料组合物。UV射线、电子射线等通常用作电离辐射。电离辐射剂量将随电离辐射的类型而变化，但在UV射线的情况下，例如，光的用量优选是约100-500mJ/cm2，和在电子射线的情况下，优选是约10-1000krad。
在固化之后硬涂层的厚度是2-20μm，和优选3-10μm。如果硬涂层的厚度小于2μm，则难以获得所需的表面硬度，但如果硬涂层的厚度大于20μm，则可能在硬涂层中产生裂纹。当要涂覆塑料膜时，硬涂层的厚度优选为3-10μm，特别有利的是5-10μm。在此情况下，如果硬涂层的厚度超过10μm，则塑料膜可能相当大幅度地翘曲。
硬涂膜
在此实施方案中，用于保护光盘的信息记录层的硬涂膜已经举例描述，但本发明的硬涂膜不限于这样的应用。
如图1所示，此实施方案涉及的硬涂膜1包括基材膜11和在基材膜11一侧上形成的硬涂层12。
优选，基材膜11具有相对于光波长谱带的足够的光学透明性，该光波长谱带用于读取或写入信息，该基材膜是足够刚性和柔性两者以容易地制造光盘，并且相对于温度是稳定的，使得可以稳定地贮存光盘。此基材膜11优选是由聚碳酸酯、环烯烃基聚合物或聚甲基丙烯酸甲酯组成的光学透明膜，并且对硬涂层12(以下讨论)具有良好粘合作用的由聚碳酸酯组成的膜是特别有利的。当使用由环烯烃基聚合物组成的膜时，优选将在其上要形成硬涂层12的侧面进行电晕放电处理，以改进对硬涂层12的粘合作用。
基材膜11的厚度根据光盘的类型或光盘其它组成部分的厚度确定，但通常为约25-300μm，和优选为约50-200μm。
通过涂覆和固化上述涂料组合物，和优选如下的涂料组合物而形成硬涂层12：其中反应性粒子(A)的无机氧化物粒子是二氧化硅粒子，和它包含硅氧烷化合物(D)。以上已经描述了涂覆和固化涂料组合物的方法。
硬涂层12的厚度优选为2-20μm，和特别有利的是5-10μm。如果硬涂层12的厚度小于2μm，则难以获得所需的表面硬度，但如果硬涂层12的厚度大于20μm，则获得的硬涂膜1可能相当大幅度地翘曲。
由于此实施方案涉及的硬涂膜1含有硬涂层12，该硬涂层由固化上述涂料组合物而得到并比通常的硬涂层厚，它具有足够的表面硬度和优异的耐擦划性。同样，由于上述涂料组合物经历很小的固化收缩，所以将硬涂膜1的翘曲保持到最小。
此实施方案涉及的硬涂膜1包括基材膜11和硬涂层12，但可以在与硬涂层12相对的基材膜11的侧面上形成粘合剂层，并可以在粘合剂层上施加脱除片。
光盘
如图2所示，此实施方案涉及的光盘2包括含有凹面-凸面图案(凹坑或沟槽和平台)的光盘基材21，在光盘基材21的凹面-凸面图案上形成的信息记录层22，在信息记录层22上形成的粘合剂层23，由基材膜11和硬涂层12组成并在粘合剂层23上形成的硬涂膜1(以上实施方案涉及的硬涂膜1)。
在此光盘2的制造中，通过粘合剂层23将硬涂膜1粘合到光盘2的信息记录层22上，但由于将硬涂膜1的翘曲保持到最小，可以更容易地进行硬涂膜1的粘合，和硬涂膜1也较好地粘合到信息记录层22上。此外，也在获得的光盘2中抑制了在硬涂膜1中引起的翘曲。
粘合硬涂膜1和信息记录层22的方法包括一种方法，其中采用粘合剂如可电离辐射固化的粘合剂(包括压敏粘合剂的概念；以下同样适用)涂覆硬涂膜1的背面(在其上不存在硬涂层12的侧面；以下同样适用)或信息记录层22，并将硬涂膜1和信息记录层22粘合在一起；一种方法，其中将由基于丙烯酸类、氨基甲酸酯或硅氧烷的粘合剂组成并含有脱除片的压敏粘合剂层(压敏粘合剂片)施加到信息记录层22或硬涂膜1的背面，然后剥离脱除片，并通过曝露的压敏粘合剂层粘合硬涂膜1和信息记录层22；和一种方法，其中提前将粘合剂层和脱除片提供到硬涂膜1的背面，剥离脱除片，并通过曝露的压敏粘合剂层粘合硬涂膜1和信息记录层22。
由于此实施方案涉及的光盘2含有硬涂膜1的硬涂层12，所以它具有足够的表面硬度并且耐擦划，而且也抑制了翘曲，这导致低的由于划痕或翘曲产生的错误率。
此实施方案涉及的光盘2具有单侧一层类型的构型，但可具有单侧双层类型的构型，并且对构型没有特别的限制。
实施例
现在通过实施例等在更具体的方面描述本发明，但本发明的范围不限于这些实施例等。
实施例1
将100重量份包括如下物质的混合物的硬涂层剂(由JSR制备的Desolite Z7524，包含聚合引发剂，固体浓度：75wt％)：(A)通过将分子中含有至少一个可聚合不饱和基团的有机化合物化学键合到二氧化硅粒子上而生产的反应性粒子和(B)分子中含有至少两个可聚合不饱和基团的有机化合物，10重量份(C)具有重均分子量为3500的氨基甲酸酯丙烯酸酯(由Nippon Synthetic Chemical Industry制备的UV-7000B，固体浓度：100wt％)，和0.1重量份(D)具有二甲基硅氧烷骨架的硅氧烷化合物(由Toray Dow Corning Silicone制备的SH28PA，固体浓度：100wt％)混合，并加入乙基溶纤剂作为稀释溶剂，使得固体浓度是40wt％，这得到一种涂料组合物。在此使用的硬涂层剂中固体的重量比使得反应性粒子(A)∶有机化合物(B)＝38∶62(由凝胶渗透色谱使用TosohHLC-8020测量，柱子：TSK Cuard柱HXL-H，TSK Gel G2500HXL，TSK GelG2000HXL，TSK Gel G1000HXL)。
由#12棒涂覆器将这样获得的涂料组合物涂覆到用作基材膜的聚碳酸酯膜(由Teijin制备的Pure-Ace C110-100，厚度：100μm)的一侧，使得产生的干膜厚度是5μm，和在70℃下干燥此涂层1分钟，其后采用UV射线(辐射条件：310mW/cm2的强度，辐射量：300mJ/cm2)辐射它以获得硬涂膜。
实施例2
除了使用20重量份具有重均分子量为10,000的氨基甲酸酯丙烯酸酯(由Nippon Synthetic Chemical Industry制备的UV-3200B，固体浓度：100wt％)作为氨基甲酸酯丙烯酸酯以外，采用与实施例1相同的方式制备涂料组合物。使用这样获得的涂料组合物，采用与实施例1相同的方式生产硬涂膜，区别在于干膜厚度改变到8μm。
实施例3
除了使用20重量份具有重均分子量为18,000的氨基甲酸酯丙烯酸酯(由Nippon Synthetic Chemical Industry制备的UV-3000B，固体浓度：100wt％)作为氨基甲酸酯丙烯酸酯以外，采用与实施例1相同的方式制备涂料组合物。使用这样获得的涂料组合物，采用与实施例1相同的方式生产硬涂膜，区别在于干膜厚度改变到10μm。
实施例4
除了不加入硅氧烷化合物以外，采用与实施例1相同的方式制备涂料组合物。使用这样获得的涂料组合物，采用与实施例1相同的方式生产硬涂膜。
对比例1
除了使用20重量份具有重均分子量为596的氨基甲酸酯丙烯酸酯(由Nippon Synthetic Chemical Industry制备的U-4HA，固体浓度：100wt％)作为氨基甲酸酯丙烯酸酯以外，采用与实施例1相同的方式制备涂料组合物。使用这样获得的涂料组合物，采用与实施例1相同的方式生产硬涂膜。
对比例2
除了不掺混氨基甲酸酯丙烯酸酯以外，采用与实施例1相同的方式制备涂料组合物。使用这样获得的涂料组合物，采用与实施例1相同的方式生产硬涂膜。
对比例3
将乙基溶纤剂作为稀释溶剂加入到100重量份的用作分子中含有至少两个可聚合不饱和基团的有机化合物的四丙烯酸季戊四醇酯(由Shin-Nakamura Chemicals制备的NKESTER A-TMMT，包含四个可聚合不饱和基团)中，使得固体浓度是40wt％，以获得涂料组合物。使用本涂料组合物，采用与实施例1相同的方式生产硬涂膜。
测试实施例
1.总透光率和雾度值的测量
对于实施例和对比例中的硬涂膜，使用雾度计(由Nippon DenshokuIndustries制造的NDH2000)，根据JIS K7105测量总透光率和雾度值。结果见表1。
2.翘曲量的测量
将实施例和对比例中生产的每种硬涂膜切割成尺寸为100mm×100mm的正方形以生产样品。将此样品放置在水平桌上，其中硬涂层侧面朝上，在样品的边角(四个点)测量离开桌的升高量，并将四个边角的升高总量称为翘曲量。结果见表1。
3.Taber磨损量的测量
在1000g(磨损轮：CS-10F)负荷下，根据JIS K7204，测量在实施例和对比例中生产的每种硬涂膜的硬涂层的Taber磨损量。结果见表1。
4.铅笔硬度的测量
使用铅笔刮涂膜硬度测试仪(由Toyo Seiki Seisaku-sho制造的NP型号)，根据JIS K5600，测量在实施例和对比例中生产的每种硬涂膜的硬涂层的铅笔硬度。结果见表1。
5.耐擦划性测试
将在实施例和对比例中生产的每种硬涂膜的硬涂层在9.8×10-3N/mm2的负荷下，使用#0000钢丝棉来回摩擦五次，其后目测该层和根据如下标准评价耐擦划性。
○：未擦伤的
×：擦伤的
表1
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   CE1   CE2   CE3
  膜厚度(μm)   5   8   10   5   5   5   5
  总透光率(％)   91.0   90.2   89.8   90.5   91.2   91.2   91.1
  雾度值(％)   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2   0.2   0.3
  翘曲量(mm)   40   39   43   40   97   68   102
  Taber磨损量(ΔH)   14.7   17.2   15.1   16.5   14.5   15.0   23.0
  铅笔硬度   HB   H   H   HB   HB   HB   H
  耐擦划性   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○
(CE：对比例)
如从表1清楚可见，在实施例中生产的硬涂膜具有良好的光学透明性，很小的翘曲，和足够的表面硬度并且耐擦划。
工业适用性
本发明的涂料组合物有利于在所需的基材，和特别是基材膜上形成硬涂层，并且本发明的硬涂膜作为光学产品，和特别是光盘的保护膜是有利的。

Claims (7)

1.一种涂料组合物，其包含：
(A)反应性粒子，其中将分子中含有至少一个可聚合不饱和基团的有机化合物化学键合到无机氧化物粒子上；
(B)分子中含有至少两个可聚合不饱和基团的有机化合物的单体或低聚物；和
(C)具有重均分子量至少为1500并且选自由氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯所构成的组中的至少一种的有机化合物。
2.根据权利要求1的涂料组合物，其进一步包含：
(D)具有二甲基硅氧烷骨架的硅氧烷化合物。
3.根据权利要求1的涂料组合物，其中所述反应性粒子(A)的无机氧化物粒子是二氧化硅粒子。
4.根据权利要求1的涂料组合物，其中所述有机化合物的单体或低聚物(B)是(甲基)丙烯酸酯的单体或低聚物。
5.一种硬涂膜，其包括：
基材膜；和
厚度为2-20μm的硬涂层，该硬涂层通过采用根据权利要求1-4中任一项的涂料组合物涂覆所述基材膜的至少一侧并固化该涂料组合物而形成。
6.根据权利要求5的硬涂膜，其中所述基材膜是由聚碳酸酯、环烯烃基聚合物或聚甲基丙烯酸甲酯组成的光学透明膜。
7.一种光盘，其包括根据权利要求5的硬涂膜。
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