CN100475883C - 可光固化转印膜、使用该膜制备光学信息记录介质的方法和光学信息记录介质 - Google Patents
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Abstract
一种可光固化转印膜,所述的可光固化转印膜具有包含可光固化组合物的可光固化转印层,所述的可光固化组合物是可以通过施加压力而变形的并且具有含可光聚合官能团的反应性聚合物,其中所述的可光固化转印层在应变[γ](%)和时间[t](秒)之间具有线性关系,所述的应变[γ](%)和时间[t](秒)是通过使用动态粘弹性测量装置在常温、50Pa的应力和120秒的时间的条件下的蠕变试验测得的,并且满足下式:log γ=a+b·log t,其中“a”是实数,并且“b”在0.10至0.53范围内;以及一种使用所述的转印膜制备光学信息记录介质的方法和光学信息记录介质。
Description
发明背景
1.发明领域
本发明涉及一种光学信息记录介质如DVD(数字多用途盘)或CD(压密盘),其中将大量的信息如文字、声音和动画记录或可记录为数字信号,其制备方法,并且还涉及有利地用于所述介质和方法的可光固化转印膜。
2.相关技术描述
作为其中将数字信号通过在其表面上形成坑而预先记录的光学信息记录介质,如CD和CD-ROM被广泛地使用。最近,还可以通过在其两(双)面上形成坑记录动画的DVD被作为代替CD的下一代记录介质而知名并且其使用日益增加。此外,还注意到在其上有一个或多个槽和坑的可记录光盘如CD-R、DVD-R和DVD-RW。
在其两个面上具有记录层(表面)的常规DVD包括:如图9中所示的可双面读出的光盘,其中将反射层1a、2a每个形成在其上一面上具有信号-坑表面的透明树脂基材1、2每个的信号-坑表面上,并且将所述的两个透明树脂基材1、2通过粘合层3彼此粘合,使得所述的反射层1a、2a彼此面对;和如图10中所示的可单面读出的光盘,其中将半透明反射层1b形成在透明树脂基材1的信号-坑表面上,而将反射层2a形成另一透明树脂基材2的信号-坑表面上,并且将所述的两个透明树脂基材1、2通过粘合层3彼此粘合,使得所述的半透明反射层1b和所述的反射层2a彼此面对。
可以例如通过下面的方法制备可从双面读出的DVD:使用具有与将在基材上记录的信号-坑的不均匀性反面相对应的不均匀性(凹和凸)的压模,对熔融聚碳酸酯树脂进行注塑以制备在其表面上具有不均匀性的透明树脂基材,通过在其上溅射金属如铝而在所述的不均匀表面形成反射层,并且以上面所述的方式得到的两个透明树脂基材通过粘合剂彼此粘合,使得所述的两个反射层彼此面对。
例如,于2002年2月10日提出了下一代光盘“Blu-Ray Disc”的标准规格。该规格主要包括:23.3/25/27GB的贮存容量、405nm的激光波长(紫罗兰色激光)、0.85的镜头数字孔径(N/A)、120mm的光盘直径、1.2mm的光盘厚度和0.32μm的磁道间距。
在如上所述的Blu-Ray Disc中,减小了槽和坑的大小,因此需要减小读出激光的光点直径。光点直径的减小导致读出容易受到光盘倾斜的影响,因此即使具有一点翘曲的DVD也不能复制(读出)。为了避免该缺点,可能有效的是减小基材的厚度,以及使在激光辐照侧坑表面上提供的覆盖层的厚度为约0.1mm。
“NIKKEI ELECTRONICS”,2001年11月5日,第68页描述了一种适合上述要求DVD的制备方法。该方法通过参考图11来解释。在其不均匀表面上具有反射层的光盘基材(1.1mm)4a的反射层(或记录层)6a上,通过涂覆提供可UV固化树脂5A,而在具有不均匀表面由聚碳酸酯制成的压模4b上,通过涂覆提供可UV固化树脂5B。随后,在将基材翻转后,将翻转的基材和压模放置在一起,并且通过从压模侧辐照紫外线束而固化可UV固化树脂5A、5B。然后从固化的可UV固化树脂5B中去除压模压模4b,在不均匀表面上形成反射层(或记录层)6b,并且在反射层6b上再提供覆盖层(厚度约0.1mm)7。
在NIKKEI ELECTRONICS中所述的方法中,在光盘基材和压模上通过涂覆提供可UV固化树脂(层),并且将基材翻转并且与压模粘合。因此,需要该方法完成复杂的程序,如涂覆和翻转步骤。更具体而言,当将翻转的基材与压模通过粘性可UV固化树脂放置在一起时,在合并的可UV固化树脂界面附近产生气泡。因此,难以将基材和压模的可UV固化树脂成功地彼此粘合在一起。此外,可UV固化树脂在其固化时伴随大的收缩,因此得到介质容易具有变形如翘曲。
WO 03/032305A1中公开了能够解决上述缺点的光学信息记录介质如DVD的制备方法。在该方法中,使用的是可光固化转印膜,其具有包含可光固化组合物的可光固化转印层,所述的可光固化组合物是可以通过施加压力而变形的,并且包含含可光聚合官能团的反应性聚合物。更具体而言,当压制压模时,使用固体形式的可光固化转印膜代替上述的可UV固化树脂,因此可以将不均匀表面转印至转印膜中,以避免上述缺点。
发明概述
可光固化转印膜即使在常温下也可以转印基材或压模的不均匀表面。因此,在以卷形物的形式制备或贮存转印膜时,构成转印膜可光固化转印层的组分容易从卷形物中渗出。更具体而言,尽管可光固化转印膜通常具有由具有软化倾向的可光固化转印层和在其两个面上的释放膜组成的结构,在将由彼此具有相同宽度的可光固化转印层和释放膜组成的连续转印膜(称作“满边”)卷绕以制备卷形物的情况下,转印膜可光固化转印层的组分容易从卷形物的侧面渗出,污染制造设备或工人,从而可加工性倾向于降低。此外,连续膜的卷形物在其贮存期间厚度容易改变。
为了避免上述缺点,考虑了以卷形物的形式使用由可光固化转印层和具有比转印层更宽宽度的释放膜组成的连续膜(称作“干边”),以进行操作。但是,这种连续膜的使用带来可加工性的少许改善,但是没有抑制膜厚度的变化(波动)。
考虑到上述问题,本发明的第一方面是提供一种可光固化转印膜,由所述的可光固化转印膜,可以有利地高加工性地制备具有薄厚度和高容量的光学信息记录介质(如,DVD)。
此外,本发明的第一方面是提供一种可光固化转印膜,由所述的可光固化转印膜,可以有利地制备具有薄厚度和高容量的光学信息记录介质(如,DVD),并且在将该膜以连续长度和卷形物的形式使用时,其不使该膜的组分渗出。
此外,本发明的第一方面是提供一种使用上述可光固化转印膜制备光学信息记录介质的方法。
再有,本发明的第一方面是提供可以由上述方法得到的光学信息记录介质。
在目前使用的粘合型光学信息记录介质(光盘)如DVD中,通常将铝用于高(反射性)反射层,并且通常将金用于半-反射层。要求半-反射层具有激光束通过其本身传输的性能,因此使其厚度变小。因此,已经将金用作半-反射层的材料。但是,由于金非常昂贵,逐渐使用硅化合物或银化合物。
另一方面,进一步研究了上述Blu-Ray Disc中使用的蓝色激光,以提高光盘的贮存容量。长波长的激光如红色激光(波长:CD=780nm,DVD=635nm)可以完全地通过由金、硅化合物或银化合物中任何一种形成的半-反射层传输。但是,考虑到低波长蓝色激光束(约400nm)的透明,已经证实只有银、银合金或银化合物可以被用作半-反射层的材料。但是,与金化合物相比,银化合物常被腐蚀,因此得到的反射层通常处于不稳定的状况下。具有银化合物半-反射层的粘合光盘在耐久性方面劣于使用金化合物半-反射层的常规粘合光盘。迄今已知的是没有用于这种粘合的粘合剂。
为了解决所述的问题,JA2002-146241公开了:将含有特定硫醇化合物的树脂组合物用作可UV固化树脂组合物,用于形成与银或其合金的薄层接触的固化层。它还描述了:特定硫醇化合物的使用防止了腐蚀,并且得到了具有优异耐久性的光盘。
在上述光盘中,用作抗氧化剂的特定硫醇化合物的使用量需要为约1重量%。尽管特定硫醇化合物的使用带来了防腐蚀的少许改善,但是在银反射层上形成的含有所述硫醇化合物的固化保护层不具有满意的强度,以致于没有给予所述光盘足够的耐久性。因此,将所述的硫醇化合物加入至包含常规可UV固化低聚体、丙烯酸酯单体和光聚引发剂的可UV固化树脂组合物中倾向于使耐久性不足。
在反射或半-反射层上,通常形成可光固化树脂组合物的薄膜,以将该层与其它层粘合,或保护该层。可光固化树脂组合物的薄膜通常含有磷酸甲基丙烯酸酯,其含量基于该组合物不低于1000ppm,以提高与包含银合金等的层的粘合强度。这种技术描述于例如JA2002-256228中。在用于粘合或保护的薄膜不含有所述的磷酸甲基丙烯酸酯的情况下,该薄膜达不到足够的粘合强度,因此在制备光盘的过程中从薄膜中去除压模时,容易剥离包含银合金等的层,因此难以制备光盘。
此外,含有磷酸甲基丙烯酸酯的组合物的薄膜(粘合薄膜或保护薄膜)在高湿度和温度的气氛中由于磷光体的存在容易黄化。该薄膜由于黄化而降低了反射性,从而降低了光盘的耐久性。
要求用于制备多层光盘的半-反射层是非常薄的薄膜,因此受到黄化的极大困扰。
考虑到上面所述的问题,本发明的第二方面是提供一种具有优异耐久性的光学信息记录介质,其提供有银或银合金反射层。
此外,本发明的第二方面是提供一种可光固化组合物,通过该可光固化组合物,可以有利地制备上述光学信息记录介质。
此外,本发明的第二方面是提供一种可光固化转印膜,通过该可光固化转印膜,可以有利地制备上述光学信息记录介质。
再有,本发明的第一方面是提供一种上述光学信息记录介质的制备方法。
本发明可以提供一种可光固化转印膜(1),所述的可光固化转印膜(1)具有包含可光固化组合物的可光固化转印层,所述的可光固化组合物是可以通过施加压力而变形的并且含有具有可光聚合官能团的反应性聚合物,
其中所述的可光固化转印层在应变[γ](%)和时间[t](秒)之间具有线性关系,所述的应变[γ](%)和时间[t](秒)是通过使用动态粘弹性测量装置在常温、50Pa的应力和120秒的时间的条件下的蠕变试验测得的,并且满足下式:
logγ=a+b·logt,
其中“a”是实数,并且“b”在0.05至0.55(特别是0.1至0.53)范围内。使用可光固化转印膜(1)可以获得第一方面。
在可光固化转印膜(1)中,优选所述的反应性聚合物的玻璃化转变温度不超过20℃(特别是15至-10℃),所述的反应性聚合物的数均分子量为10,000至300,000,并且所述的反应性聚合物的重均分子量为10,000至300,000。因此,可以容易地获得优异的转印性能和可加工性。
所述的反应性聚合物优选含有1至50摩尔%的可光聚合官能团,以获得适宜的固化速率和固化薄膜强度。此外,可光聚合官能团是(甲基)丙烯酰基,以获得适宜的固化速率。可光固化组合物通常含有0.1至10重量%的光聚引发剂,以获得适宜的固化速率。在转印性能和可加工性方面,可光固化转印膜的厚度优选为1至1,200μm,特别是5至300μm。
可光固化转印膜通常在380至420nm的波长范围,优选在380至600nm的波长范围,特别是在380至800nm的波长范围的透光率不低于70%。通过使用具有该透光率的转印膜而得到的光盘保证:如果通过激光辐照读出光盘时,光盘没有错误地操作。此外,可光固化转印膜的固化收缩率通常不超过8%。
也可以将转印膜(1)的上述优选实施方案应用于下面的可光固化转印膜(2)至(8)。
转印膜(1)的反应性聚合物优选含有含活泼氢的官能团和所述的可光聚合官能团,并且所述的可光固化组合物优选包含含有至少两个对含活泼氢的官能团具有反应性的基团的化合物。通过与含有至少两个对含活泼氢的官能团具有反应性的基团的化合物的反应(通常在涂覆后常温下反应24小时)而使含有所述官能团的这种转印膜稍微交联,从而有效地防止转印层的渗出(渗漏)或厚度的变化。转印膜(1)的反应性聚合物的含活泼氢的官能团通常是羟基。优选对含活泼氢的官能团具有反应性的基团是异氰酸酯基。异氰酸酯基能够在常温下与羟基等固化,以显示良好的可加工性。可光固化组合物的含有至少两上对含活泼氢的官能团具有反应性的基团的化合物的量优选为0.2至2重量%,这导致适宜的交联,以防止转印层的渗出。在此情况下,也将基材或压模的不均匀表面的转印性能保持在良好的水平。该反应性聚合物优选含有0.1至10摩尔%的含活泼氢的官能团,从而可以得到适宜的交联,以防止转印层的渗出。
在转印膜(1)的反应性聚合物中,可光固化组合物优选还含有溶度参数(SP值)不低于8.50的增粘剂。可光固化组合物优选还含有平均粒子大小不超过300nm的透明细粒。
优选可光固化转印层(1)在1Hz的频率和25℃的温度下的贮存弹性模量为1×103至9×104Pa,在0.01Hz的频率和25℃的温度下的贮存弹性模量不低于5×103Pa,并且在100Hz的频率和25℃的温度下的贮存弹性模量不超过1×107Pa。
优选可光固化转印层(1)的可光固化组合物还含有含一个或多个取代基的苯酚化合物,其量基于所述的组合物为0.01至0.3重量%。优选通过固化可光固化组合物而形成的固化层的表面的水接触角不低于60度。此外,可光固化组合物含有磷酸(甲基)丙烯酸酯或其衍生物,其量基于所述的组合物为10至220ppm。
本发明可以提供:
一种可光固化转印膜(2),所述的可光固化转印膜(2)具有包含可光固化组合物的可光固化转印层,所述的可光固化组合物是可以通过施加压力而变形的并且含有含可光聚合官能团和含活泼氢的官能团的反应性聚合物,
其中所述的可光固化组合物包含含有至少两个对含活泼氢的官能团具有反应性的基团的化合物;
一种可光固化转印膜(3),所述的可光固化转印膜(3)具有包含可光固化组合物的可光固化转印层,所述的可光固化组合物是可以通过施加压力而变形的并且具有含可光聚合官能团的反应性聚合物,
其中所述的可光固化组合物还含有溶度参数(SP值)不低于8.50的增粘剂;
一种可光固化转印膜(4),所述的可光固化转印膜(4)具有包含可光固化组合物的可光固化转印层,所述的可光固化组合物是可以通过施加压力而变形的并且具有含可光聚合官能团的反应性聚合物和平均粒子大小不超过300nm的透明细粒;和
一种可光固化转印膜(5),所述的可光固化转印膜(5)具有包含可光固化组合物的可光固化转印层,所述的可光固化组合物含有含可光聚合官能团的反应性聚合物,
其中所述的可光固化转印层在1Hz的频率和25℃的温度下的贮存弹性模量为1×103至1×104Pa,在0.01Hz的频率和25℃的温度下的贮存弹性模量不低于5×103Pa,并且在100Hz的频率和25℃的温度下的贮存弹性模量不超过1×107Pa。
可光固化转印膜(2)至(5)的使用可以获得第一方面。
可以将可光固化转印膜(1)的优选实施方案应用于可光固化转印膜(2)。
在可光固化转印膜(3)中,增粘剂的SP值优选不超过9.50,特别是不超过9.00。这种增粘剂与反应性聚合物以及如果需要的活性稀释剂相容,以有效地提供(即,少量)给转印层适宜的粘度和粘性(如,转印层和释放膜之间粘合强度的提高),这导致防止转印层的渗出和厚度的变化。
优选增粘剂的熔点为90至130℃,并且玻璃转变点为45至65℃。优选增粘剂的数均或重均分子量为600至800。优选增粘剂是松香衍生物或萜烯衍生物。
在可光固化转印膜(4)中,透明细粒是选自二氧化硅、二氧化钛和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种,特别是二氧化硅。可光固化组合物通常含有5至20重量%量的透明细粒。优选透明细粒的平均粒子大小为1至300nm,特别是1至200nm。在这些优选实施方案中,可以有利地在抑制该膜的渗出和厚度变化下保持该层的高透明度。
在可光固化转印膜(5)中,优选可光固化组合物还具有含可光聚合官能团并且分子量不超过1000的增塑活性稀释剂。优选可光固化组合物的增塑活性稀释剂的含量基于该组合物(固体形式)为不低于10重量%(固体形式),进一步优选不低于20重量%,特别是不低于25重量%,并且优选上限为40重量%。含有可光聚合官能团的增塑活性稀释剂通常是链烷二醇(优选直链烷烃)的二(甲基)丙烯酸酯,并且所述的链烷二醇含有3至10个碳原子。特别优选丙烯酸酯。
本发明还可以由在可光固化转印膜(1)至(5)中所述的可光固化组合物提供。
此外,本发明提供:
一种光学信息记录介质,其包含:具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的可光固化组合物的固化层和形成在所述的不均匀表面上的银或银合金的反射层,
其中所述的可光固化组合物是根据可光固化转印膜(1)至(5)中所述的的组合物;和
一种光学信息记录介质,其包含:具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的光学信息记录基材、在所述的不均匀表面上形成的银、银合金或银化合物的反射层,以及与所述反射层的所述不均匀表面紧密接触的可光固化组合物的固化层,
其中所述的可光固化组合物是根据可光固化转印膜(1)至(5)中所述的的组合物。
本发明可以优选获得第二方面的可光固化转印膜如下:
一种可光固化转印膜(6),所述的可光固化转印膜(6)具有包含可光固化组合物的可光固化转印层,
所述的可光固化组合物具有含可光聚合官能团的反应性聚合物和含一个或多个取代基的苯酚化合物,所述苯酚化合物的量为0.01至0.3重量%(基于所述的组合物);
一种可光固化转印膜(7),所述的可光固化转印膜(7)具有包含含可光固化官能团的反应性聚合物的可光固化转印层,
其中通过固化所述的可光固化组合物而形成的固化层的表面的水接触角不低于60度;和
一种可光固化转印膜(8),所述的可光固化转印膜(8)具有包含可光固化组合物的可光固化转印层,所述的可光固化组合物具有含可光聚合官能团的反应性聚合物并且还含有磷酸(甲基)丙烯酸酯或其衍生物,所述磷酸(甲基)丙烯酸酯或其衍生物的量为10至220ppm(基于所述的组合物)。
可光固化转印膜(6)中,可光固化组合物中含一个或多个取代基的苯酚化合物通常是用作聚合抑制剂或抗氧化剂的那些,特别是氢酯或其衍生物,或受阻酚或其衍生物。
可光固化组合物(6)优选还含有丙烯酸类树脂,这提高了耐久性。优选丙烯酸类树脂的玻璃化转变点(Tg)50至130℃,优选60至100℃,特别是60至80℃;重均分子量为5,000至1,000,000,优选为50,000至500,000;数均分子量为5,000至1,000,000,优选为50,000至500,000。可光固化组合物优选还含有的丙烯酸类树脂的量为5至50重量%。
此外,本发明提供:
光学信息记录介质(6)-1,其包含:具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的可光固化组合物的固化层和形成在所述的不均匀表面上的银或银合金的反射层,
其中所述的可光固化组合物是可光固化转印膜(6)的组合物;
一种光学信息记录介质(6)-2,其包含:具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的光学信息记录基材、在所述的不均匀表面上形成的银或银合金的反射层,以及与所述反射层的所述不均匀表面紧密接触的可光固化组合物的固化层,
其中所述的可光固化组合物是可光固化转印膜(6)的组合物;
一种光学信息记录介质(6)-3,其包含:具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的光学信息记录基材、在所述的不均匀表面上形成的银或银合金的反射层,以及与所述反射层的所述不均匀表面紧密接触的可光固化组合物的固化层,还提供一个或多个单元的所述的反射层和所述的固化层,
其中所述的可光固化组合物是可光固化转印膜(6)的组合物;和
一种光学信息记录介质(6)-4,其包含:具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的光学信息记录基材和在所述的不均匀表面上形成的银或银合金的反射层,和另一具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的光学信息记录基材和在所述的不均匀表面上形成的银或银合金的反射层,所述的两个光学信息记录基材通过可光固化组合物的固化层而彼此粘合,使得所述反射层的不均匀表面彼此面对,
其中所述的可光固化组合物是可光固化转印膜(6)的组合物。
可光固化组合物的固化层的厚度优选为5至300μm。
可光固化转印膜(7)中,水接触角是通过将水滴滴加在可光固化组合物的固化层上并且测量由固液界面的水平线和水滴边缘处的切线形成的角度而测定的。确定的详细程序是根据JIS R 3257进行的。
可光固化转印膜(7)的可光固化组合物优选含有活性稀释剂,并且活性稀释剂的实例包括含有两个(甲基)丙烯酰基(即,丙烯酰基或甲基丙烯酰基)的支链烷烃或环烷烃,或含有一个(甲基)丙烯酰基的长链烷烃或环烷烃,长链烷烃通常含有10个或更多个的碳原子。这种活性稀释剂的使用可以容易提高固化层表面的水接触角。
此外,本发明提供:
光学信息记录介质(7)-1,其包含:具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的可光固化组合物的固化层和形成在所述的不均匀表面上的银或银合金的反射层,
其中所述的可光固化组合物是可光固化转印膜(7)的组合物(其固化层表面的水接触角为60度或更大);
一种光学信息记录介质(7)-2,其包含:具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的光学信息记录基材、在所述的不均匀表面上形成的银或银合金的反射层,以及与所述反射层的所述不均匀表面紧密接触的可光固化组合物的固化层,
其中所述的可光固化组合物是可光固化转印膜(7)的组合物;
一种光学信息记录介质(7)-3,其包含:具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的光学信息记录基材、在所述的不均匀表面上形成的银或银合金的反射层,以及与所述反射层的所述不均匀表面紧密接触的可光固化组合物的固化层,还提供一个或多个单元的所述的反射层和所述的固化层,
其中所述的可光固化组合物是可光固化转印膜(7)的组合物;和
一种光学信息记录介质(7)-4,其包含:具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的光学信息记录基材和在所述的不均匀表面上形成的银或银合金的反射层,和另一具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的光学信息记录基材和在所述的不均匀表面上形成的银或银合金的反射层,所述的两个光学信息记录基材通过可光固化组合物的固化层而彼此粘合,使得所述反射层的不均匀表面彼此面对,
其中所述的可光固化组合物是可光固化转印膜(7)的组合物。
可光固化组合物的固化层的厚度优选为5至300μm。
在可光固化转印膜(8)中,如上所述,可光固化组合物含有磷酸(甲基)丙烯酸酯或其衍生物,其量为10至220ppm。低于10ppm的使用量带给银合金等的反射层不足够的粘合强度,而超过300ppm的使用量极大地降低了耐久性。上面规定的使用量在高湿度和温度的条件下几乎不带来光盘反射性的降低,并且导致与反射层有足够的粘合强度。特别优选的量为50至200ppm,因为优选地平衡了这两种性能。
至于磷酸(甲基)丙烯酸酯或基衍生物,可以优选采用下式的化合物:
其中R表示H或CH3,n为0至2.0,a为1.0至3.0,b为0至2.0并且a与b之和为3.0。
在式中,优选的是R表示CH3,a为1.5(平均值),b为1.5(平均值)并且n为0的化合物的混合物。
可光固化转印膜(8)的可光固化组合物含有丙烯酸类树脂,以保持固化后的机械强度。特别优选以0至50重量%,特别是5至50重量%的量含有丙烯酸类树脂,以得到机械耐久性。此外,优选使用的丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度(Tg)为50至130℃,优选60至100℃,特别是60至80℃;重均分子量为5,000至1,000,000,优选50,000至500,000;数均分子量为5,000至1,000,000,优选50,000至500,000,以提高耐久性。
可光固化组合物优选包含含有一个或多个可光聚合官能团的活性稀释剂,以调节组合物的性能。可光固化组合物优选以0至50重量%的量含有活性稀释剂,以具有适宜的固化性能。
此外,本发明提供:
光学信息记录介质,其包含:具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的可光固化组合物的固化层和形成在所述的不均匀表面上的银或银合金的反射层,
其中所述的可光固化组合物是可光固化转印膜(8)的组合物;
一种光学信息记录介质,其包含:具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的光学信息记录基材、在所述的不均匀表面上形成的银、银合金或银化合物的反射层,以及与所述反射层的所述不均匀表面紧密接触的可光固化组合物的固化层,
其中所述的可光固化组合物是可光固化转印膜(8)的组合物;和
一种光学信息记录介质,其包含:具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的光学信息记录基材和在所述的不均匀表面上形成的银或银合金的反射层,和另一具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的光学信息记录基材和在所述的不均匀表面上形成的银或银合金的反射层,所述的两个光学信息记录基材通过可光固化组合物的固化层而彼此粘合,使得所述反射层的不均匀表面彼此面对,
其中所述的可光固化组合物是可光固化转印膜(8)的组合物。
此外,本发明提供可光固化转印膜(6)至(8)的可光固化组合物。
在上述可光固化转印膜(1)至(8)中,可以使用还在一面或两个面上提供有释放膜的可光固化转印膜,特别是在下面的方法中。优选可光固化转印膜为连续长度形式,并且具有与所述的释放膜大致相同的宽度。
此外,本发明还提供:
一种制备光学信息记录介质的方法,该方法包括步骤(2)至(4):
步骤(2):除去在上述可光固化转印膜((1)至(8))一面上的释放膜;
步骤(3):将所述的可光固化转印膜放置在反射层的不均匀表面上,使得所述的可光固化转印层与所述的不均匀表面接触,所述的反射层是形成在具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的基材的不均匀表面上的,并且压制所述的可光固化转印膜和所述的基材以形成层压材料,其中所述可光固化转印膜的所述一面紧密地粘附于所述反射层的不均匀表面上,和
步骤(4):除去在所述层压材料的可光固化转印层的另一面上的释放膜。
在该方法中,在所述步骤(2)之前,优选进行下面的步骤(1):
步骤(1):从所述的可光固化转印膜中冲孔出光盘,或
步骤(1):从所述的可光固化转印膜冲孔出包含所述的可光固化转印层和一面释放膜的光盘,而不冲孔出另一面的释放膜。
此外,在所述的步骤(4)之后,优选进行下面的步骤(5)和(6):
步骤(5):将具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的压模的不均匀表面放置在所述的层压材料没有释放膜的表面上,并且压制所述的可光固化转印膜和所述的压模,以形成层压材料,其中所述可光固化转印层的所述表面紧密地粘附于所述压模的所述不均匀表面上,和
步骤(6):将具有所述压模的所述层压材料曝光于紫外线,以固化所述的可光固化转印层,并且从所述的层压材料中除去所述的压模,以在所述的可光固化转印层上形成不均匀表面。
此外,在所述的步骤(5)和(6)之后,优选进行下面的步骤(7):
步骤(7):在所述的可光固化转印层的所述不均匀表面上形成反射层。
本发明还提供可由上述方法得到的光学信息记录介质。
附图简述
图1所示为本发明的可光固化转印膜实施方案的一个实例的剖面图。
图2所示为本发明制备光学信息记录介质的方法的一个实例的剖面图。
图3所示为可由本发明的方法得到的光学信息记录介质的一个实例的剖面图。
图4是用于解释使用根据双真空室系统的装置的压制方法的示意图。
图5所示为本发明光学信息记录介质的一个实例的剖面图。
图6所示为本发明光学信息记录介质的另一个实例的剖面图。
图7通过在实施例中将应变[γ](%)对时间[t](秒)作图而得到的曲线图。
图8所示为基于图7的曲线图的logγ和logt之间关系的曲线图。
图9所示为常规光学信息记录介质的一个实例的剖面图。
图10所示为常规光学信息记录介质的另一个实例的剖面图。
图11所示为NIKKEI ELECTRONICS中所述的光学信息记录介质的制备方法的程序的剖面图。
发明详述
通过参考附图详细解释本发明的实施方案。
图1所示为本发明的可光固化转印膜实施方案的一个实例的剖面图。图1所示的可光固化转印膜10由可光固化转印层11和在层11两面上的释放膜12a、12b组成。可以将释放膜12a、12b提供在层11的一面上。另外,可以不提供释放膜12a、12b。可以根据用途选择释放膜的提供方式。
可光固化转印层11可以容易地通过施加压力而变形,使得可以将压模的不均匀性通过压制压模和该层而精确地转印至该层,并且极大地抑制转印层组分的渗出,并且抑制通过稍微地固化反应性聚合物而发生转印层的厚度的改变。
因此,本发明的可光固化转印层是这样的层,其在应变[γ](%)和时间[t](秒)之间具有线性关系,所述的应变[γ](%)和时间[t](秒)是通过使用动态粘弹性测量装置在常温、50Pa的应力和120秒的时间的条件下的蠕变试验测得的,并且满足下式:
logγ=a+b·logt,
其中“a”是实数,并且“b”在0.10至0.53范围内(特别是0.53)。满足上述条件的可光固化转印膜(1)极大地抑制了转印层组分的渗出,并且具有优异的向基材或压模的转印性能。当“b”大于0.55时,渗出容易发生,而当“b”小于0.10时,在制备光学信息记录介质中,容易降低转印性能。
例如,可光固化转印层11是包含含有可光聚合官能团和含活泼氢的官能团的反应性聚合物的层(可光固化转印膜(2)),并且还包含少量的含有至少两个可与该聚合物含活泼氢的官能团反应的基团的化合物(特别是二异氰酸酯化合物)。在具有转印层的膜的加工或贮存期间,该化合物与聚合物反应以彼此稍微交联,这导致对转印层的渗出和层厚度的变化(波动)的抑制。
例如,可光固化转印层11是包含含有可光聚合官能团的反应性聚合物并且还包含溶度参数(SP值)不低于8.50的增粘剂的层(可光固化转印膜(3))。增粘剂的使用给予转印层适宜的粘度和粘性,这导致对转印层的渗出和层厚度的变化的抑制。在光学信息记录介质的制备期间,增粘剂的加入没有削弱转印性能。
例如,可光固化转印层11是包含含有可光聚合官能团的反应性聚合物和平均粒子大小不超过300nm的透明细粒的层(可光固化转印膜(4))。该特征导致对转印层的渗出和层厚度的变化的抑制。
例如,可光固化转印层11是具有特定贮存弹性模量的层(可光固化转印膜(5)),以将压模的不均匀表面即使在常温下通过压制不均匀表面也精确地转印至该层,即,通过施加压力而可以变形的具有下面的贮存弹性模量的层:在1Hz的频率和25℃的温度下的贮存弹性模量为1×103至9×104Pa,在0.01Hz的频率和25℃的温度下的贮存弹性模量不低于5×103Pa(特别是不低于8×103Pa),并且在100Hz的频率和25℃的温度下的贮存弹性模量不超过1×107Pa(特别是不超过5×106Pa)。
例如,可光固化转印层11是包含含有可光聚合官能团的反应性聚合物和含有0.01至0.3重量%的含取代基的苯酚化合物的层(可光固化转印膜(6))。当该层在银或银合金的反射层上固化时,固化层完全保护反射层。
例如,可光固化转印层11是包含含有可光聚合官能团的反应性聚合物的层(可光固化转印膜(7)),固化层的表面的水接触角不低于60度(优选不低于65度),以将压模的不均匀表面即使在常温下通过压制压模和该层而精确地转印至该层。因此,构造固化层的表面,以具有特别疏水的性能。
例如,可光固化转印层11是包含含有可光聚合官能团的反应性聚合物并且还含有10至220ppm量的磷酸(甲基)丙烯酸酯或其衍生物的层(可光固化转印膜(8)),以将压模的不均匀表面即使在常温下通过压制压模和该层而精确地转印至该层。当该层在银或银合金的反射层上固化时,固化层完全保护反射层。
可光固化转印膜中,优选构成可光固化转印层11的可光固化组合物(特别是反应性聚合物)的玻璃化转变温度不超过20℃,特别是15至-10℃。此外,优选可光固化转印层11在380至420nm的波长范围内的透光率不低于70%,以用读出激光束从该膜的不均匀表面容易地读出信息。在380至420nm的波长范围内的透光率特别优选不低于80%。因此,将本发明通过使用可光固化转印层11而制备的光学信息记录介质有利地用于通过使用380至420nm波长的激光束从坑信号中读出信息的方法中。
例如,如图2所示,可以使用上述可光固化转印膜10来制备光学信息记录介质。
从可光固化转印膜10冲孔出光盘(通常为环形,在其中心有通孔)(步骤1)。在此情况下,有两种方法,即从可光固化转印膜中冲孔出包含可光固化转印层11和两面释放膜12a和12b的光盘的方法,和从可光固化转印膜中冲孔出包含可光固化转印层11和一面释放膜12b的光盘而不冲孔出另一面释放膜12a的方法。前者通常称为满边而后者称作干边,并且这些是方便地选择的。通过在不发生转印层的渗出或突出并且具有良好可加工性下使用可光固化转印膜10,可以进行这种冲孔方法。
从可光固化转印膜10中除去释放膜12a,并且制备提供有释放膜12b的可光固化转印层11(步骤2)。将可光固化转印膜10放置在半透明反射层23的不均匀表面上。反射层23被形成在具有记录坑和/或槽的不均匀表面的基材21的不均匀表面上的,使得可光固化转印层11与反射层23的不均匀表面接触(步骤3)。半透明反射层23通常是具有相对低反射率并且包含AgX、银合金等的反射层。因此,形成层压材料,其中可光固化转印膜10的一面紧密地接触反射层23的不均匀表面,所述的层压材料包含可光固化转印层11、反射层23和基材21。在将该结构(层压材料)用作光盘的情况下,将可光固化转印层11暴露于UV(紫外线)以固化,然后从层压材料中去除释放膜12b。
随后,从层压材料中去除释放膜12b(步骤4),并且将在具有记录坑和/或槽的不均匀表面的压模24的不均匀表面(即,不与基材接触的表面)放置在层压材料的可光固化转印层11没有释放膜的表面上,以压制可光固化转印膜和压模24(步骤5)。因此,形成层压材料(包含21、23、11、24),其中可光固化转印膜10的表面紧密地粘附至压模24的不均匀表面,并且将层压材料的可光固化转印层11暴露于紫外线以固化(步骤6),然后从层压材料中除去压模24,以在固化的可光固化转印层上形成不均匀表面。因此,获得包含基材21、反射层23和固化的可光固化转印层11的层压材料(光学信息记录介质)。通常,在固化的可光固化转印层11的不均匀表面上,形成反射层(通常是包含Al等的高反射层)25(步骤7)。此外,将有机聚合物薄膜(覆盖层)26通过粘合层粘合至反射层25上(步骤8)。因此,获得如图3中所示的光学信息记录介质。可以将可光固化转印膜10压制在反射层的不均匀表面上,并且由紫外线固化。另外,可以将可紫外线固化树脂涂覆在反射层的不均匀表面上,并且用紫外线固化。此外,可以将反射层25从半透明反射层改变为高反射层,并且将反射层23从高反射层改变为半透明反射层。而且,压模可以是具有不均匀表面的基材。
在步骤7中,将半透明反射层形成固化的可光固化转印层的不均匀表面,以代替高反射层,并且通过重复步骤(2)至(7),可以形成三个或更多的不均匀表面(记录坑)。
在上述方法中,解释专用于复制的光学信息记录介质。但是,以与上述方法相同的方式,还制备用于记录(写入)的光学信息记录介质。例如,在可记录介质中,提供槽或槽与坑以代替坑,并且提供金属记录层以代替反射或半透明反射层。当记录层是染料-记录层或反射率低的记录层时,通常提供记录层和反射层。除了这些点外,也可以与如上所述相同的方式制备可记录介质。
本发明中,构造可光固化转印膜10,使得可以将对应于基材21记录坑的不均匀形状在100℃或更低的温度(优选常温)下通过压制该层(膜)11和基材21而精确地转印至可光固化转印层11。通常使用压辊或轻便压力机(优选在减压下)来进行基材21和可光固化转印层11的迭合。将固化后的可光固化转印层11坚固地粘合至在基材21上提供的反射层中使用的金属,因此不与反射层剥离。需要时,可以在反射层上形成粘合促进层。
本发明中,构造可光固化转印膜10,使得可以将对应于压模24记录坑的不均匀形状在100℃或更低的温度(优选常温)下通过压制该层(膜)11和压模24而精确地转印至可光固化转印层11。通常使用压辊或轻便压力机(优选在减压下)来进行压模24和可光固化转印层11的迭合。将固化后的可光固化转印层11弱粘合至在压模24中使用的金属如镍,因此可以容易地将可光固化转印层11与压模24剥离。
基材21通常是s厚板(通常的厚度为0.3至1.5mm,特别是约1.1mm),因此通常是由常规注塑方法制备的。但是,将可光固化转印层和压模用于制备没有基材的光学信息记录介质。可以制备不超过300μm(特别是不超过150μm)的小厚度的可光固化转印膜,因此,可以增大由常规方法制备的基材的厚度,以提高坑形状的精确度。
在该方法中,在将可光固化转印层压制在基材上时,或在将压模压制在可光固化转印层上时,优选在减压下进行压制操作,由此可以容易地进行操作中的除气处理。
可以由包括在减压下使可光固化转印膜和压模通过两个辊之间的方法,或通过包含将压模放置在真空模塑装置的模具中,并且使可光固化粘合剂膜与压模在减压下接触以压制它们的方法,进行在减压下的压制操作。
此外,可以使用根据双真空室系统的装置来进行在减压下的压制操作。通过参考图4解释该操作。图4所示为根据双真空室系统的层压机的一个实例。层压机配备有下室41、上室42、硅橡胶片43和加热器45。将由具有不均匀表面的基材和在其上提供的可光固化转印膜组成或由基材、转印膜和压模组成的层压材料49放置在层压机的下室41中。将上室42和下室41都进行除气或减压。用加热器45加热层压材料49,并且将空气引入上室42中,使该室在大气压下而将下室41在减压下保持,从而压制层压材料以接触粘合。冷却后,将层压材料取出,并且转移至下一步骤。该操作可以在减压下进行充分的除气,因此,可以没有气泡地接触粘合压模或基材和可光固化转印膜。
可以由本发明如上所述的光学信息记录介质制备方法制备的本发明的光学信息记录介质示于图5和6中。但是,本发明的光学信息记录介质包括可以通过使用所述的可光固化转印膜或所述的可光固化组合物制备的任何光盘,因此不限于由本发明所述的方法制备的那些。
图5所示为本发明光学信息记录介质的实施方案的一个实例的剖面图。图5示出了层压材料(即,光学信息记录介质),其包含具有不均匀表面作为记录坑(和/或槽)的基材21、由银或银合金[如,ANC(Ag、Nd和Cu的合金)、APC(Ag、Pd和Cu的合金)]形成的反射层(半-透明反射层,即,低反射层)23,和固化层11。固化层11是通过固化本发明的可光固化转印层或可光固化组合物而得到的层。不包括图5的介质中的基材21的层压材料,即包括由银或银合金形成的反射层23和固化层11的层压材料,也是本发明的介质。更详细而言,如果固化层具有自支撑性能,即使没有基材的介质也可以原样使用。另外,也可以将没有基材的介质用于具有保护层的实施方案中以代替基材。
图6所示为本发明光学信息记录介质的实施方案的一个实例的剖面图。图6示出了光学信息记录介质,其包含一个包含不均匀表面作为记录坑(和/或槽)的基材21a、提供在基材21a上的由银或银合金形成的反射层(半-透明反射层,即,低反射层)23的板材,和另一个包含不均匀表面作为记录坑(和/或槽)的基材21b、提供在基材21b上的由铝形成的反射层(高反射层)25的板材,所述的两个板材通过本发明的固化层23而彼此迭合,使得反射层彼此面对。
如上面在制备光学信息记录介质的方法中所述,所述的介质可以具有有机聚合物薄膜(覆盖层)26,以代替提供在铝等的反射层25上的基材21b。
本发明中,在由银或银合金形成的反射层(半-透明反射层,即,低反射层)23的不均匀表面上提供的固化层11是通过固化可光固化转印膜(1)至(8)的可光固化转印层(或可光固化组合物)而形成的。因此,固化层具有上面在转印膜中所述的优点。
在具有使用可光固化转印膜(6)至(8)之一制备的固化层的介质中,固化层坚固地粘合至反射层,并且其高薄膜强度保护反射层。在固化层包含含有一个或多个取代基的苯酚化合物的情况下,反射层特别地防止反射率的降低,因为构造的固化层有效地实现该化合物的抗氧化剂功能。因此,具有上述固化层的光学信息记录介质具有优异的耐久性。
在构造的由银或银合金形成的反射层(半-透明反射层,即,低反射层)23的不均匀表面上提供的固化层的水接触角不低于60度(优选不低于65度)的情况下,即具有特别疏水的性能的情况下,固化层防止水在高温度和湿度的条件下浸入反射层中,因此抑制了由于反射层的腐蚀而导致的反射层反射率的降低,并且抑制了在长的期间薄膜缺陷如该层的剥离的发生。因此,具有上述固化层的光学信息记录介质具有优异的耐久性。
此外,在由银或银合金形成的反射层(半-透明反射层,即,低反射层)23的不均匀表面上提供的固化层含有磷酸(甲基)丙烯酸酯或其衍生物的情况下,固化层高度地粘合至反射层,并且保护反射层不受到其黄化,从而抑制反射层反射率的降低。因此,具有上述固化层的光学信息记录介质具有优异的耐久性。
光学信息记录介质的反射层的银合金的材料包括常规在反射层中使用的银合金,优选例如银合金ANC(Ag、Nd和Cu的合金)、APC(Ag、Pd和Cu的合金)。
可能有利地用于本发明方法中的可光固化转印膜具有上述可光固化转印膜(1)至(8),特别是(1)至(5)之一的结构。因此,本发明的可光固化转印膜具有可光固化转印层,所述的可光固化转印层包含通过施加压力而可变形的可光固化组合物。
通过适宜地采用构成可光固化转印膜(2)至(8),特别是(2)至(5)之一的可光固化转印层的组合物,有利地得到可光固化转印膜(1)。
首先解释构成可光固化转印膜(2)的可光固化组合物。可光固化组合物通常主要由含有可光聚合官能团和含活泼氢的官能团的反应性聚合物(玻璃化转变温度通常不超过20℃)、含有至少两个对含活泼氢的官能团具有反应性的基团的化合物、含有可光聚合官能团(优选(甲基)丙烯酰基)的化合物(如,单体或低聚物)、光聚引发剂以及如果需要的其它添加剂组成。
含有可光聚合官能团和含活泼氢的官能团的反应性聚合物的实例包括:衍生自丙烯酸烷基酯(如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯和/或甲基丙烯酸烷基酯(如,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯)并且在其主链或侧链含有可光聚合官能团和含活泼氢的基团的均聚物或共聚物(即,丙烯酸类树脂)。这些反应性(共)聚合物可以通过下面的方法得到:例如,将上述的一种或多种(甲基)丙烯酸酯与含有含活泼氢的基团如-OH的(甲基)丙烯酸酯(如,(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯)共聚,并且将得到的聚合物与含有可以与聚合物含活泼氢的基团反应的官能团且含有可光聚合官能团的化合物(如,(甲基)丙烯酸异氰酸根合烷基酯)反应。在后一反应中,调节含有可以与含活泼氢的基团反应的官能团的化合物(如,(甲基)丙烯酸异氰酸根合烷基酯)的量,以留下含活泼氢的基团。因此,可以得到含有可光聚合官能团和含活泼氢的基团的反应性聚合物。
另外,在反应中,使用含有氨基的(甲基)丙烯酸酯(例如,(甲基)丙烯酸-2-氨基乙酯)代替含有OH基的丙烯酸酯得到含有可光聚合官能团和作为含活泼氢的基团的氨基的反应性聚合物。类似的是含有可光聚合官能团和作为含活泼氢的基团的羧基的反应性聚合物。
尽管在上述反应中通过使用(甲基)丙烯酸异氰酸根合烷基酯来形成可光聚合基团,但是可以使用其它方法,例如这样的方法,制备含有羧基的丙烯酸类树脂,并且使用该羧基与含有环氧基的(甲基)丙烯酸酯(如,(甲基)丙烯酸缩水甘油酯)反应,以形成可光聚合基团。
本发明中,优选如上所述的含有通过氨基甲酸酯键的可光聚合官能团的丙烯酸类树脂。
本发明的反应性聚合物通常含有1至50摩尔%、优选5至30摩尔%的可光聚合官能团。可光聚合官能团的实例优选包括丙烯酰基、甲基丙烯酰基和乙烯基,特别是丙烯酰基和甲基丙烯酰基。
本发明的反应性聚合物通常还含有0.1至10摩尔%、优选0.5至5摩尔%的含活泼氢的官能团如羟基,由此可以容易地得到转印层的这种适宜的交联,以防止转印层渗出。
本发明的反应性聚合物的玻璃化转变温度通常不超过20℃。在使用玻璃化转变温度不超过20℃的反应性聚合物的情况下,得到的具有挠性的可光固化膜在将该膜压制在压模上时,即使在室温下也可以精确地遵循压模的不均匀表面。反应性聚合物的玻璃化转变温度特别为15至-50℃,因为得到的可光固化层可以更精确地遵循不均匀表面。当玻璃化转变温度超过上限时,在该膜的压制和粘合步骤中需要高的压力和温度,这带来可加工性的降低。当玻璃化转变温度下降至低于下限时,得到的固化膜不具有足够的硬度。
本发明的反应性聚合物的数均分子量通常为5,000至1,000,000,优选10,000至300,000,和/或重均分子量通常为5,000至1,000,000,优选10,000至300,000。
含有至少两个对含活泼氢的官能团具有反应性的基团的化合物通常是异氰酸酯化合物或环氧化合物。可以有利地使用异氰酸酯化合物,原因在于在常温下的反应性高。
含有至少两个基团的化合物的实例包括:甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二异氰酸二环戊酯、六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4’-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,2’,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯。此外,可以采用三或更多官能的异氰酸酯化合物,如三羟甲基丙烷的TDI加成物,和三羟甲基丙烷的六亚甲基二异氰酸酯加成物。这些中,优选三羟甲基丙烷的六亚甲基二异氰酸酯加成物。
含有至少两个对含活泼氢的官能团具有反应性的基团的化合物在可光固化组合物中优选为0.2至4重量%,特别是0.2至2重量%,这导致转印层的适宜交联,以防止转印层渗出,同时保持转印层与基材或压模的不均匀表面之间良好的转印性能。上述化合物与反应性聚合物的反应在提供转印层后逐渐进行,例如在常温(通常25℃)24小时进行至很大的程度。还认为,在从其制备至其涂布的过程中,该聚合物与二异氰酸酯在用于形成转印层的涂布溶液中彼此稍微反应。因为优选的是在提供转印层和卷起得到的转印层之间将转印层固化至很大的程度,所以可以在提供转印层的过程中或之后,或在卷起之前,通过加热促进转印层的固化。
随后,解释构成可光固化转印膜(3)的可光固化组合物。该可光固化组合物通常主要由含有可光聚合官能团的反应性聚合物(玻璃化转变温度通常不超过20℃)、溶度参数(SP值)不低于8.50的增粘剂、含有可光聚合官能团(优选(甲基)丙烯酰基)的化合物(如,单体或低聚物)、光聚引发剂以及如果需要的其它添加剂组成。
含有可光聚合官能团的反应性聚合物的实例包括:衍生自丙烯酸烷基酯(如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯)和/或甲基丙烯酸烷基酯(如,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯),并且在其主链或侧链含有可光聚合官能团的均聚物或共聚物(即,丙烯酸类树脂)。这些反应性(共)聚合物可以通过下面的方法得到:例如,将上述的一种或多种(甲基)丙烯酸酯与含有官能团如羟基的(甲基)丙烯酸酯(如,(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯)共聚,并且将得到的聚合物与含有可以与聚合物官能团反应的官能团和可光聚合官能团的化合物(如,(甲基)丙烯酸异氰酸根合烷基酯)反应。
另外,在反应中,使用含有氨基的(甲基)丙烯酸酯(例如,(甲基)丙烯酸-2-氨基乙酯)或含有羧基的(甲基)丙烯酸酯代替含有OH基的丙烯酸酯得到含有可光聚合官能团的反应性聚合物。
尽管在上述反应中通过使用(甲基)丙烯酸异氰酸根合烷基酯来形成可光聚合基团,但是可以使用其它方法,例如这样的方法,形成含有羧基的丙烯酸类树脂,并且使用该羧基与含有环氧基的(甲基)丙烯酸酯(如,(甲基)丙烯酸缩水甘油酯)反应,以形成可光聚合基团。
本发明中,优选如上所述的含有通过氨基甲酸酯键的可光聚合官能团的丙烯酸类树脂。
本发明的反应性聚合物通常含有1至50摩尔%、优选5至30摩尔%的可光聚合官能团。可光聚合官能团的实例优选包括丙烯酰基、甲基丙烯酰基和乙烯基,特别是丙烯酰基和甲基丙烯酰基。
本发明的上述反应性聚合物的玻璃化转变温度通常不超过20℃。在使用玻璃化转变温度通常不超过20℃的反应性聚合物的情况下,得到的具有挠性的可光固化膜在将该膜压制在压模上时,即使在室温下也可以精确地遵循压模的不均匀表面。反应性聚合物的玻璃化转变温度特别为15至-50℃,因为得到的可光固化层可以更精确地遵循不均匀表面。当玻璃化转变温度超过上限时,在该膜的压制和粘合步骤中需要高的压力和温度,这带来可加工性的降低。当玻璃化转变温度下降至低于下限时,得到的固化膜不具有足够的硬度。
本发明的反应性聚合物的数均分子量通常为5,000至1,000,000,优选10,000至300,000,和/或重均分子量通常为5,000至1,000,000,优选10,000至300,000。
本发明(可光固化转印膜(3))具有可光固化组合物含有溶度参数(SP值)不低于8.50的增粘剂的特征。至于增粘剂,可以采用通常在橡胶工业中作为增粘剂使用并且满足该SP值的任何树脂。通常将增粘剂用来提高通过加入增粘剂至天然橡胶、合成橡胶、橡胶粘合剂或塑料中而得到的组合物表面的粘性。
增粘剂的实例包括苯并呋喃树脂,如苯并呋喃-茚树脂和苯并呋喃树脂/环烷油/酚树脂的混合物;萜烯树脂,如萜烯树脂,改性萜烯树脂(例如,芳香-改性萜烯树脂)、萜烯苯酚树脂和氢化萜烯树脂;松香衍生物,如松香胶、浮油松香、木松香、松香的季戊四醇酯、松香的甘油酯、氢化松香、氢化木松香、氢化松香的甲基酯、氢化松香的三甘醇酯、歧化松香、聚合松香、聚合松香的甘油酯和固化松香;含松节油的增粘剂;石油烃树脂,如芳族烃树脂、脂族烃树脂、不饱和烃(烯烃系列、二烯烃系列)聚合物、异戊二烯树脂、氢化烃树脂、增粘烃树脂、聚丁烯、液体聚丁二烯和低分子丁基橡胶;苯乙烯树脂;酚树脂;和二甲苯树脂。这些树脂中,优选萜烯树脂和松香的各种酯,特别是氢化萜烯树脂和松香的各种酯。
本发明增粘剂的商品实例包括:YS Resin TR 105(萜烯树脂;SP值=8.26;m.p.=105℃;Tg=50℃;平均分子量=600),获自Yasuhara Chemical;Cryaron M115(氢化萜烯树脂;SP值=8.52;m.p.=115℃;Tg=59℃;平均分子量=650),获自Yasuhara Chemical;YS Polyster TH130(萜烯苯酚树脂;SP值=8.81;m.p.=130℃;Tg=74℃;平均分子量=710),获自Yasuhara Chemical;Pine Crystal KE-100(松香酯;SP值=约8.5;m.p.=95-105℃;酸值=2-10),获自Arakawa Chemical Industries.Ltd.;和PineCrystal KE-359(松香酯;SP值=约8.6;m.p.=94-104℃;酸值=10-20),获自Arakawa Chemical Industries.Ltd.。
本发明增粘剂的溶度参数(SP值)优选为8.50至9.50,特别是8.50至9.00。增粘剂与反应性聚合物以及如果需要使用的活性稀释剂相容,并且有效地给予转印层适宜的粘性和粘稠性能,即,少量增粘剂的加入给予转印膜适宜的粘性,这例如带来转印层和释放膜之间良好的粘合力。因此,增粘剂的加入抑制了卷形物形式的转印膜的渗出和该膜厚度的变化。
增粘剂的熔点优选为90至135℃,特别是90至120℃,并且玻璃化转变温度优选为40至70℃,特别是45至65℃。增粘剂的数均分子量优选为600至800,特别是630至730,并且重均分子量优选为600至800,特别是630至730。此外,松香的酸值优选不超过30。
满足上述范围的增粘剂特别具有与反应性聚合物优异的相容性,并且突出地显示本发明的效果。
增粘剂在本发明组合物中的含量优选为0.5至30重量%,特别是1至20重量%。
接着,解释构成可光固化转印膜(4)的可光固化组合物。该可光固化组合物通常主要由含有可光聚合官能团的反应性聚合物(玻璃化转变温度通常不超过20℃)、平均粒子大小不超过300nm的透明细粒、含有可光聚合官能团(优选(甲基)丙烯酰基)的化合物(如,单体或低聚物)、光聚引发剂以及如果需要的其它添加剂组成。
平均粒子大小不超过300nm的透明细粒的使用抑制了卷形物形式的可光固化转印层(的组分)渗出或突出的发生以及该层厚度的变化,而没有削弱转印层的性能如转印性能或光固化性。
至于透明细粒,可以使用平均粒子大小不超过300nm并且透明的任何无机或有机粒子。无机细粒的材料实例包括:玻璃珠、滑石、二氧化硅、氧化铝、氧化镁、锌花、碳酸钙、硫酸钡、二氧化钛、氢氧化铝、云母、长石粉和石英粉。有机细粒的实例包括下列物质的细粒:丙烯酸类树脂(如,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))、聚苯乙烯、苯乙烯/丙烯酸酯共聚物、聚乙烯、环氧树脂、有机硅树脂、聚偏氟乙烯、Teflon(商标)、二乙烯基苯/苯乙烯、酚树脂、聚氨酯、乙酸纤维素、尼龙、纤维素、苯胍胺树脂和三聚氰胺树脂。至于透明细粒的材料,优选二氧化硅、二氧化钛和聚甲基丙烯酸甲酯,特别是二氧化硅。粒子的平均粒子大小通常为1至300nm,优选为1至200nm。当粒子大小大于300nm时,降低了转印性能。当粒子大小太小时,没有充分地抑制渗出。
(细)二氧化硅粒子的平均粒子大小(初级粒子大小)通常为1至300nm,优选为1至200nm,特别是10至100nm。二氧化硅粒子的形状包括:球形、中空、多孔形、棒形、板形、纤维或无定形,优选球形。二氧化硅粒子的比表面积通常为0.1至3,000m2/g,优选为10至1,500m2/g。二氧化硅粒子的比孔容(空隙容积)通常0.1至5ml/g,优选为0.2至2ml/g。
二氧化硅粒子可以采用的形式为干粉或粒子在水或溶剂中的分散液的形式。可以原样使用胶体二氧化硅(二氧化硅粉末分散液)。在胶体二氧化硅的分散溶剂是水的情况下,通常采用酸性胶体二氧化硅,其氢离子浓度通常为pH 2至pH 10,优选pH 3至pH 7。在胶体二氧化硅的分散溶剂是有机溶剂的情况下,该溶剂通常包括:甲醇、异丙醇、1,2-亚乙基二醇、丁醇、乙二醇单丙醚、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺,以及该溶剂与可与该溶剂相容的其它有机溶剂的混合物,或该溶剂与水的混合物。优选的是甲醇、异丙醇、甲基乙基酮和二甲苯。作为可以商购的二氧化硅细粒的胶体二氧化硅的商品名的实例包括:获自Nissan Chemical Industries,Ltd.的Methanol Silicasol、IPA-ST、MEK-ST、NBA-ST、XBA-ST、DMAC-ST和ST-UP、ST-OUP、ST-20、ST-40、ST-C、ST-N、ST-O、ST-50、ST-OL。作为二氧化硅细粒的二氧化硅粉末的商品名的实例包括:获自Nippon Aerosil Co.,Ltd.的Aerosil 130、Aerosil 300、Aerosil 380、Aerosil TT600和Aerosil X50以及获自Asahi Glass Co.,Ltd.的Sildex H31、Sildex H32、Sildex H51、Sildex H52、Sildex H121和Sildex H122,获自Nippon Silica Co.,Ltd.的Nipsil VN-3、Nipsil E220和Nipsil E220,获自Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.的Chemisnow MP,获自Fuji SilisiaCo.,Ltd.的Silisia 470以及获自Nippon Sheet Glass Co.,Ltd.的SG Flake。优选的是Aerosil 130、Aerosil 300、Aerosil 380、Aerosil TT600和Aerosil X50、Nipsil VN-3和Chemisnow MP。
优选本发明的透明细粒在可光固化组合物中的含量为0.5至20重量%(透明细粒与含有该粒子的组合物的重量比率),特别是1至10重量%。以该量使用透明细粒有利地抑制了转印膜的渗出和该膜厚度的变化,同时保持了该层的透明度。
如上所述,通常,可光固化组合物除了包含平均粒子大小不超过300nm的透明细粒外,还包含含有可光聚合官能团的反应性聚合物(玻璃化转变温度通常不超过20℃)、含有可光聚合官能团(优选(甲基)丙烯酰基)的化合物(如,单体或低聚物)、光聚引发剂以及如果需要的其它添加剂。
至于含有可光聚合官能团的反应性聚合物,可以使用在可光固化转印膜(2)和(3)中所述的那些反应性聚合物。
接着,解释构成可光固化转印膜(5)的可光固化组合物。该可光固化组合物通常主要由含有可光聚合官能团的反应性聚合物(玻璃化转变温度通常不超过20℃)、含有可光聚合官能团(优选(甲基)丙烯酰基)的增塑活性稀释剂(如,单体或低聚物)、光聚引发剂以及如果需要的其它添加剂组成。
由上述可光固化组合物得到的可光固化转印层具有特定的贮存弹性模量,使得将压模的不均匀表面精确地转印至转印层。因此,可光固化转印层在1Hz的频率和25℃的温度下的贮存弹性模量为1×103至1×104Pa,在0.01Hz的频率和25℃的温度下的贮存弹性模量不低于5×103Pa(特别是不低于8×103Pa),并且在100Hz的频率和25℃的温度下的贮存弹性模量不超过1×107Pa(特别是不超过5×106Pa)。在0.01Hz的频率下的贮存弹性模量与未固化层的贮存稳定性密切相关,即在该模量低于5×103Pa时,转印层在以卷形物的形式贮存的过程中产生在其侧面的渗出或厚度的变化。在100Hz的频率下的贮存弹性模量与在将压模的不均匀表面转印至转印层时转印层的硬度密切相关,即当该模量超过1×107Pa时,在转印温度下,没有将不均匀表面精确地转印至转印层,原因在于转印层的转印性能不足。在1Hz的频率下的贮存弹性模量与转印层的上述两种性能密切相关,即当该模量小于1×103Pa时,转印层容易产生未固化层厚度的变化,并且当该模量大于9×104Pa时,容易发生缺陷转印。
可以通过主要适宜地组合反应性聚合物和增塑活性稀释剂的种类和量而得到具有特定贮存弹性模量的可光固化转印层。
至于含有可光聚合官能团的反应性聚合物,可以使用在可光固化转印膜(2)和(3)中所述的那些反应性聚合物。
增塑活性稀释剂可以适宜地选自稍后所述的含有可光聚合官能团的化合物(活性稀释剂)。在所述的化合物中,优选分子量不超过1,000,进一步不超过500,特别是200至400的那些化合物。所述的化合物的实例包括:三环癸烷二羟甲基二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、壬二醇二(甲基)丙烯酸酯和1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯。本发明中特别优选丙烯酸酯。基于可光固化组合物,增塑活性稀释剂的加入量不低于10重量%,进一步不低于20重量%,特别是不低于25重量%(上限通常为40重量%)。反应性聚合物与增塑活性稀释剂的重量比率通常为60∶10至60∶50,优选60∶20至60∶50,特别是60∶20至60∶45(聚合物∶稀释剂)。
随后,解释构成可光固化转印膜(6)的可光固化组合物。该可光固化组合物通常主要由含有可光聚合官能团的反应性聚合物(玻璃化转变温度通常不超过20℃)、含有一个或多个取代基的苯酚化合物、含有可光聚合官能团(优选(甲基)丙烯酰基)的活性稀释剂(如,单体或低聚物)、丙烯酸类树脂、光聚引发剂以及如果需要的其它添加剂组成。
至于含有可光聚合官能团的反应性聚合物,可以使用在可光固化转印膜(2)和(3)中所述的那些反应性聚合物。
本发明含有取代基的苯酚化合物通常被用作聚合抑制剂或抗氧化剂。至于含有取代基的苯酚化合物,优选的是氢醌化合物(氢醌或其衍生物),或受阻酚化合物(受阻酚或其衍生物)。这些化合物在含有反应性聚合物的可光固化组合物中有效地起作用。
基于可光固化组合物,含有取代基的苯酚化合物的含量为0.01至0.3重量%,进一步为0.01至0.2重量%,特别是0.01至0.1重量%。这种少量的使用抑制了反射层的黄化并且提高了反射层的保护功能。
氢醌的优选实例包括:4-甲氧基苯酚,并且受阻酚化合物的优选实例包括下面的化合物:
上述化合物可以商购自Asahi Denka Co.,Ltd.,商品名为Adeka StabAO-20、AO-30、A-40、AO-50、AO-60、A-70、A0-80和AO-330。特别优选的是含有三个或更多个苯酚环的化合物。
随后,解释构成可光固化转印膜(7)的可光固化组合物。该可光固化组合物通常至少包含含有可光聚合官能团的反应性聚合物(玻璃化转变温度通常不超过20℃),优选还包含含有可光聚合官能团的活性稀释剂(如,单体或低聚物)、丙烯酸类树脂、光聚引发剂以及如果需要的其它添加剂。
至于含有可光聚合官能团的反应性聚合物,可以使用在可光固化转印膜(2)和(3)中所述的那些反应性聚合物。
可光固化组合物优选含有活性稀释剂。活性稀释剂的实例包括含有两个(甲基)丙烯酰基的支链烷烃、含有两个(甲基)丙烯酰基的环烷烃、含有一个(甲基)丙烯酰基的长链烷烃或含有一个(甲基)丙烯酰基的环烷烃。支链烷烃的碳原子数通常为4至10,优选4至8。环烷烃的碳原子数通常为5至15,优选5至12。长链烷烃的碳原子数通常不低于10。这种活性稀释剂的使用可以容易地提高固化转印层表面的水接触角。含有两个(甲基)丙烯酰基的支链烷烃的实例包括新戊二醇二丙烯酸酯(Light Acrylate NP-A,获自Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.),新戊二醇二甲基丙烯酸酯,2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯,2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二甲基丙烯酸酯,3-甲基-1,5-戊二醇二丙烯酸酯,3-甲基-1,5-戊二醇二甲基丙烯酸酯。含有两个(甲基)丙烯酰基的环烷烃的实例包括二羟甲基三环癸烷二丙烯酸酯(KAYARAD R-684,获自Nippon Kayaku),二羟甲基三环癸烷二甲基丙烯酸酯。
含有(甲基)丙烯酰基的长链烷烃的实例包括:异癸基一丙烯酸酯、异癸基一甲基丙烯酸酯、正十二烷基一丙烯酸酯、正十二烷基一甲基丙烯酸酯、十三烷基一丙烯酸酯、十三烷基一甲基丙烯酸酯、正十八烷基一丙烯酸酯、正十八烷基一甲基丙烯酸酯、1,10-癸二醇一丙烯酸酯、1,10-癸二醇一甲基丙烯酸酯、异十四烷基一丙烯酸酯和异十四烷基一甲基丙烯酸酯。含有一个(甲基)丙烯酰基的环烷烃的实例包括:异冰片基(isobonyl)一丙烯酸酯、异冰片基一甲基丙烯酸酯、三环癸烷一丙烯酸酯和三环癸烷一甲基丙烯酸酯。
至于活性稀释剂,可以将一种或两种或多种上述化合物用作主要组分,但是也可以方便地使用稍后所述除上述化合物之外的稀释剂。
随后,解释构成可光固化转印膜(8)的可光固化组合物。本发明的可光固化转印膜具有包含可光固化组合物的可光固化转印层,所述的可光固化组合物主要由含有可光聚合官能团的反应性聚合物组成,并且还含有10至220ppm的磷酸(甲基)丙烯酸酯。
可光固化组合物通常主要由含有可光聚合官能团的反应性聚合物(玻璃化转变温度通常不超过20℃)、增强与金属的粘合力的磷酸(甲基)丙烯酸酯、含有可光聚合官能团(优选(甲基)丙烯酰基)的活性稀释剂(如,单体或低聚物)、丙烯酸类树脂、光聚引发剂、抗氧化剂以及如果需要的其它添加剂组成。
至于含有可光聚合官能团的反应性聚合物,可以使用在可光固化转印膜(2)和(3)中所述的那些反应性聚合物。
磷酸(甲基)丙烯酸酯可以是含有磷酸酯骨架的任何(甲基)丙烯酸酯,例如磷酸的一酯、二酯或三酯。
至于磷酸(甲基)丙烯酸酯或其衍生物,可以优选采用下式的化合物:
其中R表示H或CH3,n为0至2.0,a为1.0至3.0,b为0至2.0,并且a与b之和为3.0。在式中,优选的是R表示CH3,a为1.5(平均值),b为1.5(平均值)并且n为0的化合物的混合物。
磷酸(甲基)丙烯酸酯可以是除上述化合物之外的含有磷酸酯骨架的其它(甲基)丙烯酸酯,例如磷酸的一酯、二酯或三酯。磷酸(甲基)丙烯酸酯的实例包括:环氧乙烷-改性的苯氧基化的磷酸(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷-改性的丁氧基化的磷酸(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷-改性的辛氧基化的磷酸(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷-改性的磷酸二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷-改性的磷酸三(甲基)丙烯酸酯。磷酸(甲基)丙烯酸酯可以以一种的形式使用,或通过混合适宜比率的两种或多种使用。
如果磷酸(甲基)丙烯酸酯(磷酸(甲基)丙烯酸酯和/或其衍生物)的使用量基于整个组合物低于10ppm,固化转印层没有充分地粘合至银层等的层上。如果磷酸(甲基)丙烯酸酯的使用量不低于360ppm,固化转印层的耐腐蚀性受到极大的降低。在磷酸(甲基)丙烯酸酯的使用量为10至220ppm的情况下,反射率在高温度和湿度的条件下几乎不降低,并且显示与银合金的层的优异粘合力。特别是,10至100ppm的量平衡了反射率和粘合力。
本发明的可光固化组合物优选包含如在可光固化转印膜(1)至(8)中所述的含有可光聚合官能团的活性稀释剂(如,单体或低聚物)。
含有可光聚合官能团的活性稀释剂(化合物)的实例包括:(甲基)丙烯酸酯单体,如(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟丁酯、2-乙基己基聚乙氧基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、三环癸烷一(甲基)丙烯酸酯、二环戊烯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、丙烯酰基吗啉、N-乙烯基己内酰胺、2-羟基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、邻-苯基苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二丙氧基二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇羟基新戊酸酯二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二羟甲基二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三[(甲基)丙烯酰氧基乙基]异氰脲酸酯和二(三羟甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯;和
下面的(甲基)丙烯酸酯低聚物,如:
聚氨酯(甲基)丙烯酸酯,如通过下面化合物的反应而得到的化合物:
多元醇化合物(如,多元醇如1,2-亚乙基二醇、丙二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,9-壬二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇、三羟甲基丙烷、二甘醇、双丙甘醇、聚丙二醇、1,4-二羟甲基环己烷、双酚-A聚乙氧基二醇和聚四亚甲基二醇;通过上述多元醇和多元酸或其酐的反应而得到的聚酯型多元醇,所述的酸或其酐如琥珀酸、马来酸、衣康酸、己二酸、氢化二聚体酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸;通过上述多元醇与ε-己内酯的反应而得到的聚己内酯多元醇;通过上述多元醇与上述多元酸或其酸酐与ε-己内酯的反应产物的反应而得到的化合物;聚碳酸酯型多元醇;或聚合物型多元醇);和
有机聚异氰酸酯化合物(如,甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二环戊基(dicyclopentanyl)二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4’-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,2’,4’-三甲基六亚甲基二异氰酸酯),和
含羟基的(甲基)丙烯酸酯(如,(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟丁酯、2-羟基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、环己烷-1,4-二羟甲基一(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯或甘油二(甲基)丙烯酸酯);
通过双酚-A环氧树脂或双酚-F环氧树脂与(甲基)丙烯酸的反应而得到的双酚型环氧(甲基)丙烯酸酯。
这些含有可光聚合官能团的化合物可以单独采用或两种或更多种组合采用。
本发明中可以使用任何已知的光聚引发剂。优选的是与其它组分混合后具有良好贮存稳定性的引发剂。光聚引发剂的实例包括苯乙酮型引发剂;苯偶姻型引发剂如苄基甲基缩酮;二苯甲酮型引发剂;噻吨酮型引发剂如异丙基噻吨酮和2,4-二乙基噻吨酮。此外,作为特别类型,可以提及甲基苯基乙醛酸酯。特别优选的是2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙-1-酮和二苯甲酮。这些光聚引发剂可以与一种或多种光聚促进剂,如苯甲酸型化合物(如,4-二甲基氨基苯甲酸)或叔胺化合物,通过将所述的引发剂与所述的促进剂以任意比率混合而一起采用。该引发剂可以单独采用或两种或多种组合采用。该引发剂在可光固化组合物中的含量优选为0.1至20重量%,特别是1至10重量%。
除了上述可光聚引发剂外,苯乙酮型引发剂包括4-苯氧基二氯苯乙酮、4-叔丁基二氯苯乙酮、4-叔丁基三氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羟基-2-甲基丙-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)-苯基(2-羟基-2-丙基)酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-丙-1-酮;并且二苯甲酮型引发剂包括二苯甲酮、苯甲酰基苯甲酸、苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基苯硫醚和3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮。
苯乙酮型引发剂优选是2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、1-羟基环己基苯基酮和2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙-1-酮,并且二苯甲酮型引发剂优选是二苯甲酮,苯甲酰基苯甲酸和苯甲酰基苯甲酸甲酯。
光聚合促进剂的叔胺化合物的优选实例包括:三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三异丙醇胺、4,4’-二甲基氨基二苯甲酮、4,4’-二乙基氨基二苯甲酮、2-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸(正丁氧基)乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯和4-二甲基氨基苯甲酸-2-乙基己酯。特别优选的是4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸(正丁氧基)乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯和4-二甲基氨基苯甲酸-2-乙基己酯。
构造本发明的可光固化组合物,使得可光固化转印膜的玻璃化转变温度不超过20℃,并且透光率不低于70%。因此,本发明的可光固化组合物除了包含含有可光聚合官能团的活性稀释剂和光聚引发剂之外,如果需要,还优选包含下面的热塑性树脂和其它的添加剂。
反应性聚合物:含有可光聚合官能团的化合物:光聚引发剂的重量比率通常为40-100∶0-60∶0.1-10,优选为60-100∶0-40∶1-10。
至于其它添加剂,可以将硅烷偶合剂用来提高粘合强度(粘合力)。硅烷偶合剂的实例包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、γ-巯基丙基甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷。硅烷偶合剂可以单独使用,或两种或多种组合使用。基于100重量份的上述反应性聚合物,硅烷偶合剂的使用量优选为0.01至5重量份。
类似地,可以将含环氧基的化合物用来提高粘合强度。含环氧基的化合物的实例包括:三缩水甘油基三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯、新戊二醇二缩水甘油基醚、1,6-己二醇二缩水甘油基醚、烯丙基缩水甘油基醚、2-乙基己基缩水甘油基醚、苯基缩水甘油基醚、苯酚缩水甘油基醚、对-叔丁基苯基缩水甘油基醚、二缩水甘油基己二酸酯、二缩水甘油基邻苯二甲酸酯、缩水甘油基甲基丙烯酸酯和丁基缩水甘油基醚。此外,通过使用含有环氧基且分子量为数百至数千的低聚物,或含有环氧基且分子量为数千至数十万的聚合物,也得到了类似的效果。基于100重量份的反应性聚合物,含有环氧基的化合物的含量在0.1至20重量份的范围内是足够的。可以单独地使用至少一种含有环氧基的化合物,或组合使用两种或多种。
至于其它添加剂,还可以使用烃树脂,用于改善加工性能如层压性能。烃树脂可以是天然树脂也可以是合成树脂。天然树脂的实例优选包括松香、松香衍生物和萜烯树脂。松香的实例包括树脂胶、浮油树脂、木树脂。松香衍生物的实例包括氢化松香、歧化松香、聚合松香、酯化松香、松香的金属盐。萜烯树脂的实例包括α-蒎烯树脂、β-蒎烯树脂和萜烯酚树脂。此外,至于天然树脂,可以使用达马脂、柯巴树脂、紫胶。合成树脂的实例优选包括石油树脂、酚树脂和二甲苯树脂。石油树脂的实例包括脂族石油树脂、芳族石油树脂、环脂族石油树脂、共聚物型石油树脂、氢化石油树脂、纯单体型石油树脂和苯并呋喃-茚树脂。酚树脂的实例包括烷基酚树脂和改性酚树脂。二甲苯树脂的实例包括二甲苯树脂和改性二甲苯树脂。
此外,本发明中还可以采用丙烯酸类树脂。例如,可以使用得自丙烯酸烷基酯如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯和/或甲基丙烯酸烷基酯如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯的均聚物或共聚物。可以使用这些单体与其它可共聚单体的共聚物。考虑到光固化步骤中的反应性以及固化产品的耐久性和透明度,优选聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
基于100重量份的反应性聚合物,上述聚合物如烃树脂的使用量可以为1至20重量份,优选为5至15重量份。
可光固化组合物除了上述添加剂外还可以含有少量的紫外吸收剂、抗老化剂、染料和加工助剂。如果需要,可以含有少量的二氧化硅凝胶、碳酸钙或硅氧烷共聚物的粒子。
包含本发明的可光固化组合物的可光固化转印膜通常是由下面的方法制备的:均匀地混合反应性聚合物、含有可光聚合官能团的活性稀释剂(单体或低聚物)以及如果需要的含有至少两个含活泼氢的官能团的化合物和其它添加剂,使用挤出机或轧辊捏合所述的混合物,并且使用压延机、轧辊、T-模头挤出或膨胀对捏合混合物进行薄膜形成过程,以形成预定尺寸的薄膜。当使用载体时,必须将薄膜形成在载体上。用于形成可光固化膜的更优选方法包括以下步骤:将所述的组分均匀地溶解于良溶剂中,采用流动-涂布机方法、辊-涂布机方法、照相凹版-辊方法、迈尔-棒方法或唇-模涂布方法,将得到的溶液涂覆至用硅氧烷或氟树脂仔细涂布的隔体(或载体)上,并且蒸发所述的溶剂。
可光固化转印层的厚度通常为1至1,200μm,优选5至500μm,特别是5至300μm(优选不超过150μm)。当厚度薄于1μm时,降低了密封性能,并且可能该层没有充满透明基材的不均匀性。当厚度厚于1,200μm时,得到的记录介质的厚度太厚,以致于可能在介质的容纳或装配时产生麻烦,或可能对透光率产生不利的影响。
可光固化转印层优选在其两面上具有释放膜。
释放膜优选包含玻璃化转变温度不低于50℃的透明有机树脂。释放膜通常是主要由有机树脂组成的透明树脂膜,所述的有机树脂如聚酯树脂(如,聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸环己二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯),聚酰胺(如,尼龙46、改性尼龙6T、尼龙MXD6、聚邻苯二酰胺)、酮树脂(如,聚苯硫、聚硫醚砜)、砜树脂(如,聚砜、聚醚砜)、聚醚腈、多芳基化物、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、三乙酰纤维素、聚苯乙烯或聚氯乙烯。这些树脂中,可以优选采用聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。厚度通常为10至200μm,特别是30至100μm。
本发明中使用的具有不均匀表面的基材21优选包含玻璃化转变温度不低于50℃的透明有机树脂。基材通常是主要由有机树脂组成的透明树脂膜:所述的有机树脂如聚酯树脂(如,聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸己二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯),聚酰胺(如,尼龙46、改性尼龙6T、尼龙MXD6、聚邻苯二酰胺)、酮树脂(如,聚苯硫、聚硫醚砜)、砜树脂(如,聚砜、聚醚砜)、聚醚腈、多芳基化物、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、三乙酰纤维素、聚苯乙烯或聚氯乙烯。这些树脂中,聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯具有优异的转印性能、透明度和双折射,因此可以优选采用。厚度通常为200至2,000μm,特别是500至1,500μm。
本发明中使用的用于保护的聚合物薄膜26优选包含玻璃化转变温度不低于50℃的透明有机树脂。该薄膜通常是主要由有机树脂组成的透明树脂膜,所述的有机树脂如聚酯树脂(如,聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸环己二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯),聚酰胺(如,尼龙46、改性尼龙6T、尼龙MXD6、聚邻苯二酰胺)、酮树脂(如,聚苯硫、聚硫醚砜)、砜树脂(如,聚砜、聚醚砜)、聚醚腈、多芳基化物、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、三乙酰纤维素、聚苯乙烯或聚氯乙烯。这些树脂中,聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯具有优异的透明度和双折射,因此可以优选采用。厚度通常为10至200μm,特别是50至100μm。
尽管如上得到的本发明的可光固化转印膜通常包含含有玻璃化转变温度不超过20℃的反应性聚合物的可光固化组合物,但是可光固化转印膜通常在380至420nm,优选380至800nm的波长范围内的透光率不低于70%。更具体而言,通过将反应性聚合物的玻璃化转变温度设置为不超过20℃,得到的可光固化膜在将该膜压制至压模上时即使在室温下也具有可以精确地遵循压模的不均匀表面的挠性。特别地,在15至-50℃的玻璃化转变温度的情况下,进一步改善了精确地遵循压模的不均匀表面的性能。当玻璃化转变温度太高时,在压制或粘合操作中需要高的压力和温度,从而降低了可加工性。当玻璃化转变温度太低时,得到的膜在固化后不具有足够的硬度。
如上所述,(固化的)可光固化转印膜通常在380至420nm,优选380至800nm的波长范围内的透光率不低于70%,从而可以防止将要用激光束读出信号的强度的降低。此外,优选该膜在380至420nm的波长范围内的透光率不低于80%。
可光固化组合物的反应性聚合物优选含有1至50摩尔%的可聚合官能团,从而固化的可光固化膜具有用于保持其形状的强度。如上所述,光聚引发剂的使用量优选为0.1至10重量%。低于下限的量由于固化速度慢而导致可加工性降低,而高于上限的量恶化了精确地遵循压模的不均匀或粗糙表面的性能。
本发明的可光固化转印膜可以作为精确控制厚度的薄膜而得到,因此,可以容易而准确地将该膜粘合至不均匀表面如基材或压模。通过采用下面的容易方法而压制该膜和压模,可以容易地进行该粘合(接触粘合):使用压力辊或轻便压力机以将它们在20至100℃的温度下临时粘合,然后通过将其在室温下曝光1至数十秒而将该膜固化。此外,该临时粘合的层压材料由于其特定的粘合性而不发生在该膜与压模或基材之间的滑动或剥离,因此直到所述的光固化步骤,可以自由地处理该层压材料。
在固化本发明的可光固化转印膜的情况下,作为所使用的光源可以采用各种产生在紫外至可见光的波长范围内的光的光源。光源的实例包括超高压、高压和低压汞灯,化学制品灯,氙灯,卤素灯,汞卤素灯,炭弧灯和白炽电灯,以及激光束。曝光时间通常为数秒至数分钟,这取决于灯的种类及光的强度。为了促进固化,可以预先将层压材料加热30至80℃,然后可以将加热的层压材料曝光于紫外线。
通过金属化(如,溅射、真空沉积、离子镀),将本发明的反射层形成在得到的具有不均匀表面的固化的可光固化膜的不均匀表面上。金属材料的实例包括铝、金、银或它们的合金。提供在该膜上的半透明反射层通常是使用银等作为金属而形成的。更具体而言,与所述的反射层相比,要求半透明反射层具有低的反射率,因此是通过改变材料和/或厚度而形成的。
当将有机聚合物薄膜粘合至固化膜的反射层上时,将粘合剂涂覆至该薄膜和该膜之一上,并且将另一个迭合在将固化的粘合层之上。当粘合剂是可UV固化树脂时,它通过紫外线辐照固化,并且当粘合剂是热熔型时,将其在加热下涂覆于反射层上,然后冷却。
在本发明的光学信息记录介质的制备中,将连续地加工成光盘形式。但是,可以将其加工成膜的形式,最后冲孔成光盘的形式。
实施例
本发明通过使用下面的实施例来举例说明。
[实施例1]
<可光固化转印膜的制备>
(反应性聚合物的制备)
配方I
甲基丙烯酸酯-2-乙基己酯 70重量份
甲基丙烯酸甲酯 20重量份
甲基丙烯酸-2-羟乙酯 10重量份
二苯甲酮 5重量份
甲苯 30重量份
乙酸乙酯 30重量份
在温和的搅拌下将上述配方I的混合物加热至60℃以引发聚合,并且在此温度搅拌10小时,以提供在其侧链上含有羟基的丙烯酸类树脂。然后,将5重量份的Calens MOI(甲基丙烯酸-2-异氰酸根合乙酯;获自ShowaDenko K.K.)加入至丙烯酸类树脂的溶液中,并且在温和的搅拌下,在50℃的氮气气氛中彼此反应,以提供包含含有可光聚合官能团的反应性聚合物的溶液1。
得到的反应性聚合物的Tg为0℃,并且在其侧链上含有5摩尔%的甲基丙烯酰基和5摩尔%的羟基。
配方II
反应性聚合物的溶液1 100重量份
己二醇二甲基丙烯酸酯 30重量份
二异氰酸酯 0.5重量份
(BXX5627,获自Toyo Ink Mfg.)
Irgercure 184(获自Chiba-Geigy) 1重量份
将上述配方II均匀地溶解得到混合物,将其涂覆至释放膜(宽度:140mm,长度:300m,厚度:75μm;商品名:No.23,获自Fujimori Kogyo)的整个表面上,并且干燥,形成厚度为20±2μm的可光固化转印层。接着,将与如上相同的释放膜涂覆至将以卷形物的形式卷起的可光固化转印层的反面上。因此,制备出直径为260mm的可光固化转印膜的满边型卷形物。
[实施例2]
重复实施例1,不同之处在于配方II的二异氰酸酯的使用量为1.0重量份,以制备可光固化转印膜的满边型卷形物。
[实施例3]
重复实施例1,不同之处在于配方II的二异氰酸酯的使用量为0.1重量份,以制备可光固化转印膜的满边型卷形物。
[实施例4]
重复实施例1,不同之处在于配方II的二异氰酸酯的使用量为3.0重量份,以制备可光固化转印膜的满边型卷形物。
[比较例1]
重复实施例1,不同之处在于不使用配方II的二异氰酸酯,以制备可光固化转印膜的满边型卷形物。
(1)可光固化转印膜的评估
(1-1)转印膜的蠕变试验
使在实施例1至4和比较例1中得到的卷形物于25℃放置24小时,然后使用RheoStress RS300(获自HAAKE)作为动态粘弹性测量装置,对卷形物的膜的转印层进行蠕变试验。所述的试验是使用的平行板在以下条件下进行的:(通过迭合和形成转印层而得到的)将测量的厚度为1mm,测量温度为25℃,应力为50Pa,并且应力施加时间为120秒。
通过使用得到的数据,将应变[γ](%)对时间[t](秒)作图形成图7的曲线图。基于图7的曲线图而制备的、显示logγ和logt之间关系的曲线图示于图8中。由图8的曲线图,确定实施例1至4和比较例1每个中的式“logγ=a+b·logt”的“a”和“b”。
(1-2)渗出
使在实施例1至4和比较例1中得到的卷形物于常温放置24小时,然后观察卷形物每个的转印层的渗出。渗出的外观评估如下:
○:未观察到渗出;
△:稍微观察到渗出;
×:显著观察到渗出。
(1-3)转印膜的硬度
将在实施例1至4和比较例1每个中得到的转印层(厚度:25μm)转印至玻璃板上,以制备样品。使用超微硬度测试机(Fisher Scope H100,获自Helmut Fisher)在4.0mN的负载条件下测量样品的HU(通用硬度(UniversalHardness);表面硬度)。通用硬度描述于例如,“Material TestingTechnology”,vol.43,No.2,第148页(1998年5月)。
(1-4)厚度的精确度
以每1m2的膜10个点测量得到的可光固化转印膜的厚度。确定厚度值的改变率。
○:不超过5%的变化率;
×:超过5%的变化率。
(2)光学信息记录介质的评估
<光学信息记录介质的制备>
在将可光固化转印膜以光盘形式冲孔出后,将得到的光盘形状的可光固化转印膜放置在银合金的半透明反射层上,所述的半透明反射层是形成在通过注塑形成的具有不均匀表面作为坑的聚碳酸酯基材(厚度:1.1mm)的不均匀表面上的,使得转印膜的表面与反射层接触,并且使用由硅橡胶制成的轧辊在2kg的负载下压制,形成层压材料(对应于图2的(3))。
接着,除去层压材料的转印膜的另一释放膜,并且将具有作为坑的不均匀表面的镍压模的不均匀表面放置在转印膜的暴露表面上,使得不均匀表面与暴露表面接触,并且使用由硅橡胶制成的轧辊在2kg的负载下压制该压模,形成层压材料,由此将压模的不均匀表面转印至转印膜的暴露表面上。
接着,使用金属卤化物灯,在1,000mJ/cm2的累计光量的条件下,将层压材料的可光固化转印膜暴露于UV射线,结果,将转印膜(转印层)固化。
将压模从层压材料中剥离。在固化的可光固化转印膜的不均匀表面上溅射铝,以形成铝反射层(70nm)。将聚碳酸酯薄膜(厚度:70μm;Pure AceC110-70,获自Teijin Ltd.)通过粘合力粘合在半透明反射层上。
因此,制备具有提供有不均匀表面的两层的光学信息记录介质。
<光学信息记录介质的评估>
(2-1)透光率(380至420nm的波长)
根据JIS K6717,在380至420nm的波长下测量一种光学信息记录基材的透光率。70%或更高的透光率标记为○,并且低于70%的透光率标记为×。
(2-2)转印性能(信号的读出)
使用405nm波长的激光束,读出得到的光学信息记录介质的信息,得到其波浪图形。将此波浪图形与压模的波浪图形进行比较。将与压模的波浪图形一致的介质的波浪图形标记为○,并且将与压模的波浪图形很少一致的介质的波浪图形标记为×。
得到的结果示于表1中。
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 比较例1 | |
二异氰酸酯(重量份) | 0.5 | 1.0 | 0.1 | 3.0 | 0.0 |
b | 0.51 | 0.29 | 0.55 | 0.05 | 0.60 |
渗出 | ○ | ○ | △ | ○ | × |
表面硬度(N/mm<sup>2</sup>) | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
厚度的精确度 | ○ | ○ | △ | ○ | × |
透光率(380-420nm) | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
转印性能 | ○ | ○ | ○ | △ | ○ |
实施例1至4和比较例1中得到的卷形物形式的可光固化转印膜几乎没有渗出,并且使用该膜制备的光学信息记录介质的坑形状良好。此外,转印膜显示出优异的转印性能和可加工性。特别是,实施例1和2得到的膜的上述性能特别优异。比较例1中得到的可光固化转印膜显示出良好的坑形状,但显示出发生卷形物的渗出,因此降低了可加工性。因此,本发明的可光固化转印膜的可加工性得到了提高,而没有降低光学信息记录介质的特性。
[实施例5]
<可光固化转印膜的制备>
(反应性聚合物的制备)
配方I
甲基丙烯酸酯-2-乙基己酯 70重量份
甲基丙烯酸甲酯 20重量份
甲基丙烯酸-2-羟乙酯 10重量份
二苯甲酮 5重量份
甲苯 30重量份
乙酸乙酯 30重量份
在温和的搅拌下将上述配方I的混合物加热至60℃以引发聚合,并且在此温度搅拌10小时,以提供在其侧链上含有羟基的丙烯酸类树脂。然后,将5重量份的Calens MOI(甲基丙烯酸-2-异氰酸根合乙酯;获自ShowaDenko K.K.)加入至丙烯酸类树脂的溶液中,并且在温和的搅拌下,在50℃的氮气气氛中彼此反应,以提供包含含有可光聚合官能团的反应性聚合物的溶液1。
得到的反应性聚合物的Tg为0℃,并且含有5摩尔%的甲基丙烯酰基。
配方II
反应性聚合物的溶液1 100重量份
三环癸烷二丙烯酸酯 30重量份
增粘剂 10重量份
(SP值=8.52,mp=115℃,Tg=59℃,
平均分子量=650,Clyaron M115,
获自Yasuhara Chemical)
1-羟基环己基苯基酮 1重量份
将上述配方II均匀地溶解得到混合物,将其涂覆至释放膜(宽度:140mm,长度:200m,厚度:75μm;商品名:No.23,获自Fujimori Kogyo)的整个表面上,并且干燥,形成厚度为20±2μm的可光固化转印层。接着,将与如上相同的释放膜涂覆至将以卷形物的形式卷起的可光固化转印层的反面上。因此,制备出可光固化转印膜的满边型卷形物(直径:0.25m)。
[比较例2]
重复实施例5,不同之处在于不使用配方II的增粘剂,以制备可光固化转印膜的满边型卷形物。
[比较例3]
重复实施例5,不同之处在于使用另一增粘剂(SP值=8.26,mp=115℃,Tg=62℃,平均分子量=1,100,商品名:YS树脂PX1150,获自Yasuhara Chemical)作为配方II的增粘剂,以制备可光固化转印膜的满边型卷形物。
(1)可光固化转印膜的评估
(1-1)渗出
使在实施例5和比较例2和3中得到的卷形物于常温放置24小时,然后观察卷形物每个的转印层的渗出。渗出的外观评估如下:
○:未观察到渗出;
△:稍微观察到渗出;
×:显著观察到渗出。
(1-2)厚度的精确度
以每1m2的膜10个点测量得到的可光固化转印膜的厚度。确定厚度值的改变率。
○:不超过1%的变化率;
×:超过1%的变化率。
(1-3)转印膜的蠕变试验
使在实施例5和比较例2中得到的卷形物于25℃放置24小时,然后使用RheoStress RS300(获自HAAKE)作为动态粘弹性测量装置,对卷形物的膜的转印层进行蠕变试验。所述的试验是使用的平行板在以下条件下进行的:(通过迭合和形成转印层而得到的)将测量的厚度为1mm,测量温度为25℃,应力为50Pa,并且应力施加时间为120秒。
通过使用得到的数据,将应变[γ](%)对时间[t](秒)作图,形成显示logγ和logt之间关系的曲线图。由曲线图,确定实施例5和比较例2每个中的式“logγ=a+b·logt”的“b”。
(2)光学信息记录介质的评估
<光学信息记录介质的制备>
在将可光固化转印膜以光盘形式冲孔出后,将得到的光盘形状的可光固化转印膜放置在银合金的半透明反射层上,所述的半透明反射层是形成在通过注塑形成的具有不均匀表面作为坑的聚碳酸酯基材(厚度:1.1mm)的不均匀表面上的,使得转印膜的表面与反射层接触,并且使用由硅橡胶制成的轧辊在2kg的负载下压制,形成层压材料(对应于图2的(3))。
接着,除去层压材料的转印膜的另一释放膜,并且将具有作为坑的不均匀表面的镍压模的不均匀表面放置在转印膜的暴露表面上,使得不均匀表面与暴露表面接触,并且使用由硅橡胶制成的轧辊在2kg的负载下压制该压模,形成层压材料,由此将压模的不均匀表面转印至转印膜的暴露表面上。
接着,使用金属卤化物灯,在1,000mJ/cm2的累计光量的条件下,将层压材料的可光固化转印膜暴露于UV射线,结果,将转印膜(转印层)固化。
将压模从层压材料中剥离。在固化的可光固化转印膜的不均匀表面上溅射铝,以形成铝反射层(70nm)。将聚碳酸酯薄膜(厚度:70μm;Pure AceC110-70,获自Teijin Ltd.)通过粘合力粘合在半透明反射层上。
因此,制备具有提供有不均匀表面的两层的光学信息记录介质。
<光学信息记录介质的评估>
(2-1)透光率(380至420nm的波长)
根据JIS K6717,在405nm的波长下测量一种可光固化转印膜的透光率。
(2-2)信号的读出
使用405nm波长的激光束,读出得到的光学信息记录介质的信息,得到其波浪图形。将此波浪图形与压模的波浪图形进行比较。将与压模的波浪图形一致的介质的波浪图形标记为○,并且将与压模的波浪图形很少一致的介质的波浪图形标记为×。
得到的结果示于表2中。
表2
实施例5 | 比较例2 | 比较例3 | |
渗出 | ○ | × | △ |
厚度的精确度 | ○ | × | △ |
b | 0.50 | 0.59 | -- |
透光率(405nm) | 90% | 88% | 70% |
信号的读出 | ○ | ○ | ○ |
实施例5中得到的可光固化转印膜显示小的b值并且没有卷形物的渗出,并且使用该膜制备的光学信息记录介质的坑形状良好。此外,转印膜显示出优异的转印性能和可加工性。此外,转印膜显示出高的透光率,并且对于激光束通过该层是有利的,因此光学信息记录介质具有优异的特性。
比较例2中得到的不含增粘剂的可光固化转印膜显示大的b值和良好的坑形状,但是显示出产生卷形物的渗出,因此显示降低的可加工性。此外,含有低于本发明SP值的增粘剂的可光固化转印膜(比较例3)显示良好的坑形状,但是显示出产生卷形物的渗出,因此显示降低的可加工性,并且还显示降低的透光率。
因此,本发明的可光固化转印膜的可加工性得到改善,而没有降低光学信息记录介质的特性。
[实施例6]
<可光固化转印膜的制备>
(反应性聚合物的制备)
配方I
甲基丙烯酸酯-2-乙基己酯 70重量份
甲基丙烯酸甲酯 20重量份
甲基丙烯酸-2-羟乙酯 10重量份
二苯甲酮 5重量份
甲苯 30重量份
乙酸乙酯 30重量份
在温和的搅拌下将上述配方I的混合物加热至60℃以引发聚合,并且在此温度搅拌10小时,以提供在其侧链上含有羟基的丙烯酸类树脂。然后,将5重量份的Calens MOI(甲基丙烯酸-2-异氰酸根合乙酯;获自ShowaDenko K.K.)加入至丙烯酸类树脂的溶液中,并且在温和的搅拌下,在50℃的氮气气氛中彼此反应,以提供包含含有可光聚合官能团的反应性聚合物的溶液1。
得到的反应性聚合物的Tg为0℃,并且含有5摩尔%的甲基丙烯酰基。
配方II
反应性聚合物的溶液1 100重量份
三环癸烷二丙烯酸酯 30重量份
1-羟基环己基苯基酮 1重量份
二氧化硅细粒 5重量份
(平均粒子大小:50nm,商品名:Chemisnow MP
获自Soken Chemical & Engineering Co.,Ltd.)
将上述配方II均匀地溶解得到混合物,将其涂覆至释放膜(宽度:300mm,长度:1,000m,厚度:75μm;商品名:No.23,获自Fujimori Kogyo)的整个表面上,并且干燥,形成厚度为20±2μm的可光固化转印层。接着,将与如上相同的释放膜涂覆至将以卷形物的形式卷起的可光固化转印层的反面上。因此,制备出可光固化转印膜的满边型卷形物(直径:0.5m)。
[比较例4]
重复实施例6,不同之处在于不使用配方II的二氧化硅细粒,以制备可光固化转印膜的满边型卷形物。
[比较例5]
重复实施例6,不同之处在于使用5重量份另一种二氧化硅细粒(平均粒子大小:1,000nm,商品名:Chemisnow MP,获自Soken Chemical &Engineering Co.,Ltd.)代替配方II的上述二氧化硅细粒,以制备可光固化转印膜的满边型卷形物。
(1)可光固化转印膜的评估
(1-1)渗出
使在实施例6和比较例4和5中得到的卷形物于常温放置24小时,然后观察卷形物每个的侧面中的渗出。渗出的外观评估如下:
○:未观察到渗出;
△:稍微观察到渗出;
×:显著观察到渗出。
(1-2)转印膜的蠕变试验
使在实施例6和比较例4中得到的卷形物于25℃放置24小时,然后使用RheoStress RS300(获自HAAKE)作为动态粘弹性测量装置,对卷形物的膜的转印层进行蠕变试验。所述的试验是使用的平行板在以下条件下进行的:(通过迭合和形成转印层而得到的)将测量的厚度为1mm,测量温度为25℃,应力为50Pa,并且应力施加时间为120秒。
通过使用得到的数据,将应变[γ](%)对时间[t](秒)作图,形成显示logγ和logt之间关系的曲线图。由曲线图,确定实施例6和比较例4每个中的式“logγ=a+b·log t”的“b”。
(2)光学信息记录介质的评估
<光学信息记录介质的制备>
在将可光固化转印膜以光盘形式冲孔出后,将得到的光盘形状的可光固化转印膜放置在铝反射层(70nm)上,所述的铝反射层是形成在通过注塑形成的具有不均匀表面作为坑的聚碳酸酯基材(厚度:1.1mm)的不均匀表面上的,使得转印膜的表面与反射层接触,并且使用由硅橡胶制成的轧辊在2kg的负载下压制,形成层压材料(对应于图2的(3))。
接着,除去层压材料的转印膜的另一释放膜,并且将具有作为坑的不均匀表面的镍压模的不均匀表面放置在转印膜的暴露表面上,使得不均匀表面与暴露表面接触,并且使用由硅橡胶制成的轧辊在2kg的负载下压制该压模,形成层压材料,由此将压模的不均匀表面转印至转印膜的暴露表面上。
接着,使用金属卤化物灯,在1,000mJ/cm2的累计光量的条件下,将层压材料的可光固化转印膜暴露于UV射线,结果,将转印膜(转印层)固化。
将压模从层压材料中剥离。在固化的可光固化转印膜的不均匀表面上溅射铝,以形成银合金半反射层(70nm)。将聚碳酸酯薄膜(厚度:70μm;Pure Ace C110-70,获自Teijin Ltd.)通过粘合力粘合在半透明反射层上。
因此,制备具有提供有不均匀表面的两层的光学信息记录介质。
<光学信息记录介质的评估>
(2-1)透光率(380至420nm的波长)
根据JIS K6717,在380至420nm的波长下测量一种可光固化转印膜的透光率。70%或更高的透光率标记为○,并且低于70%的透光率标记为×。
(2-2)信号的读出
使用405nm波长的激光束,读出得到的光学信息记录介质的信息,得到其波浪图形。将此波浪图形与压模的波浪图形进行比较。将与压模的波浪图形一致的介质的波浪图形标记为○,并且将与压模的波浪图形很少一致的介质的波浪图形标记为×。
得到的结果示于表3中。
表3
实施例6 | 比较例4 | 比较例5 | |
渗出 | ○ | × | ○ |
b | 0.50 | 0.59 | -- |
透光率(380-420nm) | ○ | ○ | ○ |
信号的读出 | ○ | ○ | × |
实施例6中得到的可光固化转印膜显示小的b值并且没有卷形物的渗出,并且使用该膜制备的光学信息记录介质的坑形状良好。此外,转印膜显示出优异的转印性能和可加工性。
比较例4中得到的不含二氧化硅细粒的可光固化转印膜显示良好的坑形状,但是显示大的b值和带来卷形物渗出的发生,因此降低了可加工性。此外,含有在本发明平均粒子大小之外的二氧化硅细粒的可光固化转印膜(比较例5)没有显示卷形物渗出的发生,但使用该膜制备的光学信息记录介质的坑形状不佳。
因此,本发明的可光固化转印膜的可加工性得到改善,而没有降低光学信息记录介质的特性。
[实施例7]
<可光固化转印膜的制备>
(反应性聚合物的制备)
配方I
甲基丙烯酸酯-2-乙基己酯 70重量份
甲基丙烯酸甲酯 20重量份
甲基丙烯酸-2-羟乙酯 10重量份
二苯甲酮 5重量份
甲苯 30重量份
乙酸乙酯 30重量份
在温和的搅拌下将上述配方I的混合物加热至60℃以引发聚合,并且在此温度搅拌10小时,以提供在其侧链上含有羟基的丙烯酸类树脂。然后,将5重量份的Calens MOI(甲基丙烯酸-2-异氰酸根合乙酯;获自ShowaDenko K.K.)加入至丙烯酸类树脂的溶液中,并且在温和的搅拌下,在50℃的氮气气氛中彼此反应,以提供包含含有可光聚合官能团的反应性聚合物的溶液1。
得到的反应性聚合物的Tg为0℃,并且含有5摩尔%的甲基丙烯酰基。
配方II
反应性聚合物的溶液1 100重量份
己二醇二丙烯酸酯 30重量份
1-羟基环己基苯基酮 1重量份
将上述配方II均匀地溶解得到混合物,将其涂覆至释放膜(宽度:300mm,长度:1,000m,厚度:75μm;商品名:No.23,获自Fujimori Kogyo)的整个表面上,并且干燥,形成厚度为20±2μm的可光固化转印层。接着,将与如上相同的释放膜涂覆至将以卷形物的形式卷起的可光固化转印层的反面上。因此,制备出可光固化转印膜的满边型卷形物(直径:0.5m)。
[比较例6]
重复实施例6,不同之处在于不使用配方II的己二醇二丙烯酸酯,以制备可光固化转印膜的卷形物。
[比较例7]
重复实施例6,不同之处在于配方II的己二醇二丙烯酸酯的使用量为60重量份,以制备可光固化转印膜的类型卷形物。
(1)可光固化转印膜的评估
(1-1)转印膜贮存弹性模量的测量
实施例7和比较例6和7中得到的转印膜的转印层的贮存弹性模量是使用RheoStress RS300(获自HAAKE)作为动态粘弹性测量装置来测量的。所述的测量是使用的平行板在以下条件下进行试验:(通过迭合和形成转印层而得到的)将测量的厚度为1mm,测量温度为25℃,应力为50Pa,并且频率为0.01Hz、1Hz和100Hz。
(1-2)厚度的精确度
以每1m2的膜10个点测量得到的可光固化转印膜的厚度。确定厚度值的改变率。
○:不超过5%的变化率;
×:超过5%的变化率。
(2)光学信息记录介质的评估
<光学信息记录介质的制备>
在将可光固化转印膜以光盘形式冲孔出后,将得到的光盘形状的可光固化转印膜放置在铝反射层(70nm)上,所述的铝反射层是形成在通过注塑形成的具有不均匀表面作为坑的聚碳酸酯基材(厚度:1.1mm)的不均匀表面上的,使得转印膜的表面与反射层接触,并且使用由硅橡胶制成的轧辊在2kg的负载下压制,形成层压材料(对应于图2的(3))。
接着,除去层压材料的转印膜的另一释放膜,并且将具有作为坑的不均匀表面的镍压模的不均匀表面放置在转印膜的暴露表面上,使得不均匀表面与暴露表面接触,并且使用表面温度为25℃的由硅橡胶制成的轧辊在2kg的负载下压制该压模,形成层压材料,由此将压模的不均匀表面转印至转印膜的暴露表面上,
接着,使用金属卤化物灯,在1,000mJ/cm2的累计光量的条件下,将层压材料的可光固化转印膜暴露于UV射线,结果,将转印膜(转印层)固化。
将压模从层压材料中剥离。在固化的可光固化转印膜的不均匀表面上溅射银合金,以形成银合金的半透明反射层。将聚碳酸酯薄膜(厚度:70μm;Pure Ace C110-70,获自Teijin Ltd.)通过粘合力粘合在半透明反射层上。
因此,制备具有提供有不均匀表面的两层的光学信息记录介质。
<光学信息记录介质的评估>
(2-1)透光率(380至420nm的波长)
根据JIS K6717,在380至420nm的波长下测量一种可光固化转印膜的透光率。70%或更高的透光率标记为○,并且低于70%的透光率标记为×。
(2-2)光学信息记录介质的转印性能(信号的读出)
使用405nm波长的激光束,读出得到的光学信息记录介质的信息,得到其波浪图形。将此波浪图形与压模的波浪图形进行比较。将与压模的波浪图形一致的介质的波浪图形标记为○,并且将与压模的波浪图形很少一致的介质的波浪图形标记为×。
得到的结果示于表4中。
表4
实施例7 | 比较例6 | 比较例7 | |
贮存弹性模量(0.01Hz) | 1×10<sup>4</sup>Pa | 1×10<sup>5</sup>Pa | 3×10<sup>3</sup>Pa |
贮存弹性模量(1Hz) | 5×10<sup>4</sup>Pa | 5×10<sup>5</sup>Pa | 1×10<sup>4</sup>Pa |
贮存弹性模量(100Hz) | 4×10<sup>6</sup>Pa | 1×10<sup>8</sup>Pa | 1×10<sup>6</sup>Pa |
厚度的精确度 | ○ | ○ | × |
透光率(380-420nm) | ○ | ○ | ○ |
转印性能 | ○ | × | ○ |
实施例7中得到的可光固化转印膜显示出优异的厚度精确度和可加工性,使用该膜制备的光学信息记录介质的坑形状良好。此外,常温下的转印性能优异。
比较例6中得到的由不使用活性稀释剂并且贮存弹性模量高于本发明的贮存弹性模量的可光固化转印膜制备的光学信息记录介质显示出优异的厚度精确度,但是降低了转印性能。比较例7中得到的由贮存弹性模量低于本发明的贮存弹性模量的可光固化转印膜制备的光学信息记录介质显示出优异的转印性能,但是降低了厚度精确度。
[实施例8至16]
<可光固化转印膜的制备>
(反应性聚合物的制备)
配方I
甲基丙烯酸酯-2-乙基己酯 70重量份
甲基丙烯酸甲酯 20重量份
甲基丙烯酸-2-羟乙酯 10重量份
二苯甲酮 5重量份
甲苯 30重量份
乙酸乙酯 30重量份
在温和的搅拌下将上述配方I的混合物加热至60℃以引发聚合,并且在此温度搅拌10小时,以提供在其侧链上含有羟基的丙烯酸类树脂。然后,将5重量份的Calens MOI(甲基丙烯酸-2-异氰酸根合乙酯;获自ShowaDenko K.K.)加入至丙烯酸类树脂的溶液中,并且在温和的搅拌下,在50℃的氮气气氛中彼此反应,以提供包含含有可光聚合官能团的反应性聚合物的溶液1。
得到的反应性聚合物的Tg为0℃,并且含有5摩尔%的甲基丙烯酰基。
配方II
反应性聚合物的溶液1 100重量份
(固含量:63.6重量%)
丙烯酸类树脂 10重量份
(Tg:65℃,数均分子量:230,000,
商品名:Dianal BR-90,获自Mitsubishi Rayon)
己二醇二丙烯酸酯 40重量份
含有取代基的苯酚化合物 0.05重量份
(表5中所示)
1-羟基环己基苯基酮 1重量份
(Irgercure 184,获自Chiba-Geigy)
将上述配方II均匀地溶解得到混合物,将其涂覆至释放膜(宽度:300mm,长度:1,000m,厚度:75μm;商品名:No.23,获自Fujimori Kogyo)的整个表面上,并且干燥,形成厚度为20±2μm的可光固化转印层。接着,将与如上相同的释放膜涂覆至将以卷形物的形式卷起的可光固化转印层的反面上。因此,制备出可光固化转印膜的卷形物(直径:0.5m)。
[比较例8]
重复实施例8,不同之处在于不使用配方II的含有取代基的苯酚化合物,以制备可光固化转印膜的卷形物。
[光学信息记录介质的评估]
<光学信息记录介质的制备>
在将可光固化转印膜以光盘形式冲孔出后,将得到的光盘形状的可光固化转印膜放置在银合金(APC)的半透明反射层(70nm)上,所述的半透明反射层是形成在通过注塑形成的具有不均匀表面作为坑的聚碳酸酯基材(厚度:1.1mm)的不均匀表面上的,使得转印膜的表面与反射层接触,并且使用表面温度为25℃的由硅橡胶制成的轧辊在2kg的负载下压制,形成层压材料(对应于图2的(3))。
接着,除去层压材料的转印膜的另一释放膜,并且将具有作为坑的不均匀表面的镍压模的不均匀表面放置在转印膜的暴露表面上,使得不均匀表面与暴露表面接触,并且使用表面温度为25℃的由硅橡胶制成的轧辊在2kg的负载下压制该压模,形成层压材料,由此将压模的不均匀表面转印至转印膜的暴露表面上。
接着,使用金属卤化物灯,在1,000mJ/cm2的累计光量的条件下,将层压材料的可光固化转印膜暴露于UV射线,结果,将转印膜(转印层)固化。
将压模从层压材料中剥离。在固化的可光固化转印膜的不均匀表面上溅射铝,以形成铝反射层(70nm)。将聚碳酸酯薄膜(厚度:70μm;Pure AceC110-70,获自Teijin Ltd.)通过粘合力粘合在铝反射层上。
因此,制备具有提供有不均匀表面的两层的光学信息记录介质。
<光学信息记录介质的评估>
(1)记录介质的透光率(380至420nm的波长)
以如上所述相同的条件固化可光固化转印膜,然后根据JIS R 3257,在380至420nm的波长下测量可光固化转印膜的透光率。90%或更高的透光率标记为○,并且低于90%的透光率标记为×。
(2)记录介质反射率的改变量
从基材侧测量得到的光学信息记录介质的反射层(AgX)的反射率,然后将记录介质放置于温度80℃和湿度85%的恒温浴中24小时(加速试验),以如上相同的方式测量反射率。将初始介质的反射率与进行过加速试验的介质的反射率的差值示于表5中。所有的初始介质的反射率为43%。
得到的结果示于表5中。
表5
苯酚化合物 | 反射率改变量(%) | 透光率 | |
实施例8 | 4-甲氧基苯酚 | 3 | ○ |
实施例9 | Adeka Stab AO-20 | 3 | ○ |
实施例10 | Adeka Stab AO-30 | 3 | ○ |
实施例11 | Adeka Stab AO-40 | 3 | ○ |
实施例12 | Adeka Stab AO-50 | 3 | ○ |
实施例13 | Adeka Stab AO-60 | 3 | ○ |
实施例14 | Adeka Stab AO-70 | 3 | ○ |
实施例15 | Adeka Stab AO-80 | 3 | ○ |
实施例16 | Adeka Stab AO-330 | 3 | ○ |
比较例8 | 无 | 7 | ○ |
表5中,Adeka Stab是Asahi Denka Co.,Ltd.的商品名。
实施例8-16中得到的光学信息记录介质即使暴露于高的温度和湿度的气氛中之后也只显示小的反射率降低。相反,比较例8中得到的不含苯酚化合物的光学信息记录介质显示大的反射率降低。
[实施例17]
<可光固化转印膜的制备>
(反应性聚合物的制备)
配方I
甲基丙烯酸酯-2-乙基己酯 70重量份
甲基丙烯酸甲酯 20重量份
甲基丙烯酸-2-羟乙酯 10重量份
二苯甲酮 5重量份
甲苯 30重量份
乙酸乙酯 30重量份
在温和的搅拌下将上述配方I的混合物加热至60℃以引发聚合,并且在此温度搅拌10小时,以提供在其侧链上含有羟基的丙烯酸类树脂。然后,将5重量份的Calens MOI(甲基丙烯酸-2-异氰酸根合乙酯;获自ShowaDenko K.K.)加入至丙烯酸类树脂的溶液中,并且在温和的搅拌下,在50℃的氮气气氛中彼此反应,以提供包含含有可光聚合官能团的反应性聚合物的溶液1。
得到的反应性聚合物的Tg为0℃,并且含有5摩尔%的甲基丙烯酰基。
配方II
反应性聚合物的溶液1 100重量份
(固含量:63.6重量%)
丙烯酸类树脂 10重量份
(Tg:65℃,数均分子量:230,000,
商品名:Dianal BR-90,获自Mitsubishi Rayon)
新戊二醇二丙烯酸酯 40重量份
(LIGHT-ACRYLATE NP-A,
获自KYOEISHA CHEMICAL Co.,Ltd.)
1-羟基环己基苯基酮 1重量份
(Irgercure 184,获自Chiba-Geigy)
将上述配方II均匀地溶解得到混合物,将其涂覆至释放膜(宽度:300mm,长度:1,000m,厚度:75μm;商品名:No.23,获自Fujimori Kogyo)的整个表面上,并且干燥,形成厚度为20±2μm的可光固化转印层。接着,将与如上相同的释放膜涂覆至将以卷形物的形式卷起的可光固化转印层的反面上。因此,制备出可光固化转印膜的卷形物(直径:0.5m)。
[实施例18]
重复实施例17,不同之处在于使用二羟甲基环癸烷二丙烯酸酯(KAYARAD R-684,获自NIPPON KAYAKU)代替配方II的新戊二醇二丙烯酸酯,以制备可光固化转印膜的卷形物。
[比较例9-12]
重复实施例17,不同之处在于使用表6所示的化合物代替配方II的新戊二醇二丙烯酸酯,以制备可光固化转印膜的卷形物。
[光学信息记录介质的评估]
<光学信息记录介质的制备>
在将可光固化转印膜以光盘形式冲孔出后,将得到的光盘形状的可光固化转印膜放置在银合金(APC)的半透明反射层(70nm)上,所述的半透明反射层是形成在通过注塑形成的具有不均匀表面作为坑的聚碳酸酯基材(厚度:1.1mm)的不均匀表面上的,使得转印膜的表面与反射层接触,并且使用表面温度为25℃的由硅橡胶制成的轧辊在2kg的负载下压制,形成层压材料(对应于图2的(3))。
接着,除去层压材料的转印膜的另一释放膜,并且将具有作为坑的不均匀表面的镍压模的不均匀表面放置在转印膜的暴露表面上,使得不均匀表面与暴露表面接触,并且使用表面温度为25℃的由硅橡胶制成的轧辊在2kg的负载下压制该压模,形成层压材料,由此将压模的不均匀表面转印至转印膜的暴露表面上。
接着,使用金属卤化物灯,在1,000mJ/cm2的累计光量的条件下,将层压材料的可光固化转印膜暴露于UV射线,结果,将转印膜(转印层)固化。
将压模从层压材料中剥离。在固化的可光固化转印膜的不均匀表面上溅射银合金,以形成银合金反射层(70nm)。将聚碳酸酯薄膜(厚度:70μm;Pure Ace C110-70,获自Teijin Ltd.)通过粘合力粘合在铝反射层上。
因此,制备具有提供有不均匀表面的两层的光学信息记录介质。
<光学信息记录介质的评估>
(1)记录介质的透光率(380至420nm的波长)
以如上所述相同的条件固化可光固化转印膜,然后根据JIS R 3257,在380至420nm的波长下测量可光固化转印膜的透光率。90%或更高的透光率标记为○,并且低于90%的透光率标记为×。
(2)记录介质的固化层的水接触角
将可光固化转印膜在与压模接触之前,以如上所述相同的条件固化,然后由接触角测量装置(CA-X,获自Kyowa Interface Science Co.,Ltd.)根据JJS R 3257测量固化层的水接触角。
(3)记录介质反射率的改变量
从基材侧测量得到的光学信息记录介质的反射层(AgX)的反射率,然后将记录介质放置于温度80℃和湿度85%的恒温浴中24小时(加速试验),以如上相同的方式测量反射率。将初始介质的反射率与进行过加速试验的介质的反射率的差值示于表6中。所有的初始介质的反射率为43%。至于反射率的改变量,3%或更低的改变标记为○,并且高于3%的改变标记为×。
得到的结果示于表6中。
表6
活性稀释剂 | 接触角 | 反射率改变量(%)(判断) | 透光率 | |
实施例17 | NPGDA | 61° | 1.9(○) | ○ |
实施例18 | R684 | 65° | 2.2(○) | ○ |
比较例9 | A-400 | 47° | 12.5(×) | ○ |
比较例10 | A-TMPT | 57° | 6.7(×) | ○ |
比较例11 | KS-HDDA | 59° | 5.0(×) | ○ |
比较例12 | R-712 | 58° | 6.3(×) | ○ |
表6中,
A-400:聚乙二醇二丙烯酸酯((PEG400)二丙烯酸酯);
A-TMPT:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯;
KS-HDDA:1,6-己二醇二丙烯酸酯;
R-712:商品名KAYARAD R-712,获自NIPPON KAYAKU。
实施例17和18中得到的具有大的水接触角的光学信息记录介质即使暴露于高的温度和湿度的气氛中之后也只显示小的反射率降低。相反,比较例9至12中得到的具有小的水接触角的光学信息记录介质显示大的反射率降低。因此,本发明的光学信息记录介质具有优异的耐久性。
[实施例19-21和比较例13-16]
<可光固化转印膜的制备>
(反应性聚合物的制备)
配方I
甲基丙烯酸酯-2-乙基己酯 70重量份
甲基丙烯酸甲酯 20重量份
甲基丙烯酸-2-羟乙酯 10重量份
二苯甲酮 5重量份
甲苯 30重量份
乙酸乙酯 30重量份
在温和的搅拌下将上述配方I的混合物加热至60℃以引发聚合,并且在此温度搅拌10小时,以提供在其侧链上含有羟基的丙烯酸类树脂。然后,将5重量份的Calens MOI(甲基丙烯酸-2-异氰酸根合乙酯;获自ShowaDenko K.K.)加入至丙烯酸类树脂的溶液中,并且在温和的搅拌下,在50℃的氮气气氛中彼此反应,以提供包含含有可光聚合官能团的反应性聚合物的溶液1。
得到的反应性聚合物的Tg为0℃,并且含有5摩尔%的甲基丙烯酰基。
配方II
反应性聚合物的溶液1 100重量份
(固含量:63.6重量%)
丙烯酸类树脂 10重量份
(Tg:65℃,数均分子量:230,000,
商品名:Dianal BR-90,获自Mitsubishi Rayon)
活性稀释剂(己二醇二丙烯酸酯) 40重量份
磷酸甲基丙烯酸酯 表7中所示的重量份
(环氧乙烷改性的磷酸二甲基丙烯酸酯,
获自NIPPON KAYAKU)
光聚引发剂 1重量份
(1-羟基环己基苯基酮,
Irgercure 184,获自Chiba-Geigy)
将上述配方II均匀地溶解得到混合物,将其涂覆至释放膜(宽度:300mm,长度:1,000m,厚度:75μm;商品名:No.23,获自Fujimori Kogyo)的整个表面上,并且干燥,形成厚度为20±2μm的可光固化转印层。接着,将与如上相同的释放膜涂覆至将以卷形物的形式卷起的可光固化转印层的反面上。因此,制备出可光固化转印膜的卷形物(直径:0.5m)。
[光学信息记录介质的评估]
<光学信息记录介质的制备>
在将可光固化转印膜以光盘形式冲孔出后,将得到的光盘形状的可光固化转印膜放置在银合金(APC)的半透明反射层(70nm)上,所述的半透明反射层是形成在通过注塑形成的具有不均匀表面作为坑的聚碳酸酯基材(厚度:1.1mm)的不均匀表面上的,使得转印膜的表面与反射层接触,并且使用表面温度为25℃的由硅橡胶制成的轧辊在2kg的负载下压制,形成层压材料(对应于图2的(3))。
接着,除去层压材料的转印膜的另一释放膜,并且将具有作为坑的不均匀表面的镍压模的不均匀表面放置在转印膜的暴露表面上,使得不均匀表面与暴露表面接触,并且使用表面温度为25℃的由硅橡胶制成的轧辊在2kg的负载下压制该压模,形成层压材料,由此将压模的不均匀表面转印至转印膜的暴露表面上。
接着,使用金属卤化物灯,在1,000mJ/cm2的累计光量的条件下,将层压材料的可光固化转印膜暴露于UV射线,结果,将转印膜(转印层)固化。
将压模从层压材料中剥离。在固化的可光固化转印膜的不均匀表面上溅射铝,以形成铝反射层(70nm)。将聚碳酸酯薄膜(厚度:70μm;Pure AceC110-70,获自Teijin Ltd.)通过粘合力粘合在半透明反射层上。
因此,制备具有提供有不均匀表面的两层的光学信息记录介质。
<光学信息记录介质的评估>
(1)压模的剥离性能
在上述UV曝光后,从层压材料中去除(剥离)压模时,如下评估去除操作进行是否良好:
○:固化转印层完全留在层压材料上;
×:固化转印层不完全留在层压材料上,其中部分转印层粘合至压模上。
(2)记录介质反射率的改变量
使用405nm的激光束,从基材侧测量得到的光学信息记录介质的反射层(银合金:APC)的反射率,然后将记录介质放置于温度80℃和湿度85%的恒温浴中24小时(加速试验),以如上相同的方式测量反射率。将初始介质的反射率与进行过加速试验的介质的反射率的差值示于表7中。所有的初始介质的反射率为43%。
得到的结果示于表7中。
表7
磷酸甲基丙烯酸酯(加入的重量份) | 反射率改变量(%)(判断) | 剥离性能 | |
比较例13 | -- | 3 | × |
比较例14 | 0.001 | 3 | × |
实施例19 | 0.003 | 3 | ○ |
实施例20 | 0.01 | 3 | ○ |
实施例21 | 0.03 | 3 | ○ |
比较例15 | 0.05 | 5 | ○ |
比较例16 | 0.1 | 10 | × |
实施例19至21中得到的光学信息记录介质在记录介质的制备过程中显示出压模良好的剥离性能,即使暴露于高的温度和湿度的气氛中之后也只显示小的反射率降低,因此,本发明的光学信息记录介质具有优异的耐久性。相反,比较例13和14中得到的光学信息记录介质显示小的反射率降低,但在记录介质的制备过程中显示出压模差的剥离性能。此外,比较例15和16中得到的光学信息记录介质显示大的反射率降低,因此耐久性不足。
工业适用性
本发明的光固化转印膜可以用于制备厚度小和容量大的光学信息记录介质(如,DVD),并且在将该模以有利于制备的连续长度和卷形物的形式使用时,转印膜没有渗出在其面上的转印层的组分,并且没有产生转印膜(转印层)的厚度改变。因此,转印膜具有优异的可加工性。
更具体而言,特别是将在可光固化转印膜(1)至(5)中所述的特定层[如,具有特定蠕变特性、特定增粘剂和特定细粒的层]用作有利在常温下转印操作的包含含有可聚合官能团的反应性聚合物的可光固化转印层,可以抑制在制备、加工或贮存过程中转印层组分的渗出,并且抑制该膜在贮存过程中厚度改变的发生。当改善转印性能时,该改变容易发生。
此外,在使用可光固化转印膜(6)至(8)而得到的光学信息记录介质中,将上述膜的固化转印层用作与银或银合金的反射层接触的层,可以抑制反射率的降低(特别是由于在银反射层和固化层之间界面处的漫反射的发生),或抑制长期产生的反射层的腐蚀。
因此,即使长期使用上述光盘也没有带来反射率的降低,因此光盘可以在长期没有错误发生的情况下进行复制。特别是,膜(6)的使用抑制了转印层由于黄化导致的恶化,并且膜(7)的使用即使在高的温度和湿度的气氛中也抑制了水对转印层的浸入,因为转印层是具有水接触角不低于60度的特别疏水性的可光固化组合物的固化层。因此,转印膜带来上述效果。
此外,在膜(8)的使用中,固化转印层强烈地粘合至由银合金等制成的薄膜上,这抑制了在制备过程中的剥离,因此除了上述效果外,可以使制备更加容易,从而提高了可加工性。此外,在制备后,由于固化薄膜与银合金薄膜的优异粘合力得到保持,还未发现反射率的降低(认为反射率的降低是由于薄膜的腐蚀所引起的)。特别是,相比于与Ni构成的压模的粘合力,膜(8)的可光固化组合物的层改善了与银合金的粘合力,因此,在将压模从固化层中去除时,固化层成功并且选择性地留在银合金上而不留在压模上。因此,在通过迭合多层而制备光盘的情况下,可以有利地使用本发明的转印膜(8)。
此外,本发明中使用光反应性聚合物,因此,固化层强烈地粘合至反射层上,并且具有高的薄膜强度,从而显示出对反射层的高保护作用。
Claims (24)
1.一种可光固化转印膜,所述的可光固化转印膜具有包含可光固化组合物的可光固化转印层,所述的可光固化组合物是可以通过施加压力而变形的并且含有含可光聚合官能团的反应性聚合物,
其中所述的可光固化转印层在由%表示的应变γ和单位为秒的时间t之间具有线性关系,所述的由%表示的应变γ和单位为秒的时间t是通过使用动态粘弹性测量装置在常温、50Pa的应力和120秒的时间的条件下的蠕变试验测得的,并且满足下式:
logγ=a+b·logt,
其中“a”是实数,并且“b”在0.10至0.53范围内。
2.根据权利要求1所述的可光固化转印膜,其中所述的反应性聚合物的玻璃化转变温度不超过20℃。
3.根据权利要求1或2所述的可光固化转印膜,其中所述的反应性聚合物的数均分子量为10,000至300,000。
4.根据权利要求1或2所述的可光固化转印膜,其中所述的反应性聚合物的重均分子量为10,000至300,000。
5.根据权利要求1或2所述的可光固化转印膜,其中所述的反应性聚合物含有1至50摩尔%的所述的可光聚合官能团。
6.根据权利要求1或2所述的可光固化转印膜,其中所述的可光聚合官能团是(甲基)丙烯酰基。
7.根据权利要求1或2所述的可光固化转印膜,其中所述的反应性聚合物具有含活泼氢的官能团和所述的可光聚合官能团,并且所述的可光固化组合物包含含有至少两个对含活泼氢的官能团具有反应性的基团的化合物。
8.根据权利要求7所述的可光固化转印膜,其中所述的含活泼氢的官能团是羟基。
9.根据权利要求7所述的可光固化转印膜,其中所述的对含活泼氢的官能团具有反应性的基团是异氰酸酯基。
10.根据权利要求1或2所述的可光固化转印膜,其中所述的可光固化组合物还含有溶度参数(SP值)不低于8.50的增粘剂。
11.根据权利要求1或2所述的可光固化转印膜,其中所述的可光固化组合物还含有平均粒子大小不超过300nm的透明细粒。
12.根据权利要求1或2所述的可光固化转印膜,其中所述的可光固化转印层在1Hz的频率和25℃的温度下的贮存弹性模量为1×103至9×104Pa,在0.01Hz的频率和25℃的温度下的贮存弹性模量不低于5×103Pa,并且在100Hz的频率和25℃的温度下的贮存弹性模量不超过1×107Pa。
13.根据权利要求1或2所述的可光固化转印膜,其中所述的可光固化组合物还含有含一个或多个取代基的苯酚化合物,其量为0.01至0.3重量%。
14.根据权利要求1或2所述的可光固化转印膜,其中通过固化所述的可光固化组合物而形成的固化层的表面的水接触角不低于60度。
15.根据权利要求1或2所述的可光固化转印膜,其中所述的可光固化组合物含有磷酸(甲基)丙烯酸酯或其衍生物,其量为10至220ppm。
16.根据权利要求1或2所述的可光固化转印膜,其中在所述的可光固化转印层的一面或两面上提供释放膜。
17.根据权利要求16所述的可光固化转印膜,其为连续长度形式,并且具有与所述的释放膜相同的宽度。
18.一种制备光学信息记录介质的方法,该方法包括步骤(2)至(4):
步骤(2):除去在根据权利要求16或17所述的可光固化转印膜一面上的所述的释放膜,
步骤(3):将所述的可光固化转印膜放置在反射层的不均匀表面上,使得所述的可光固化转印层与所述的不均匀表面接触,所述的反射层是形成在具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的基材的不均匀表面上的,并且压制所述的可光固化转印膜和所述的基材以形成层压材料,其中所述可光固化转印膜的所述一面紧密地粘附于所述反射层的不均匀表面上,和
步骤(4):除去在所述层压材料的可光固化转印层的另一面上的释放膜。
19.根据权利要求18所述的制备光学信息记录介质的方法,
其中在所述步骤(2)之前,进行下面的步骤(1):
步骤(1):从所述的可光固化转印膜中冲孔出光盘,或
步骤(1):从所述的可光固化转印膜中冲孔出包含所述的可光固化转印层和所述的可光固化转印膜一面上的释放膜的光盘,而不冲孔出另一面的释放膜。
20.根据权利要求18或19所述的制备光学信息记录介质的方法,
其中在所述的步骤(4)之后,进行下面的步骤(5)和(6):
步骤(5):将具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的压模的不均匀表面放置在所述的层压材料没有释放膜的表面上,并且压制所述的可光固化转印膜和所述的压模,以形成层压材料,其中所述可光固化转印层的所述表面紧密地粘附于所述压模的所述不均匀表面上,和
步骤(6):将具有所述压模的所述层压材料曝光于紫外线,以固化所述的可光固化转印层,并且从所述的层压材料中除去所述的压模,以在所述的可光固化转印层上形成不均匀表面。
21.根据权利要求20所述的制备光学信息记录介质的方法,
其中在所述的步骤(5)和(6)之后,进行下面的步骤(7):
步骤(7):在所述的可光固化转印层的所述不均匀表面上形成反射层。
22.一种光学信息记录介质,其可以由根据权利要求18至21任何一项所述的方法得到。
23.一种光学信息记录介质,其包含:具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的可光固化转印膜和形成在所述的不均匀表面上的银或银合金的反射层,
其中所述的可光固化转印膜是根据权利要求1至15任何一项所述的可光固化转印膜。
24.一种光学信息记录介质,其包含:具有记录坑和/或凹槽的不均匀表面的光学信息记录基材、在所述的不均匀表面上形成的银、银合金或银化合物的反射层,以及与所述反射层的所述不均匀表面紧密接触的可光固化转印膜,
其中所述的可光固化转印膜是根据权利要求1至15任何一项所述的可光固化转印膜。
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