CN101501770A - 具有透明保护层的光学数据存储介质 - Google Patents

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CN101501770A CNA2007800273384A CN200780027338A CN101501770A CN 101501770 A CN101501770 A CN 101501770A CN A2007800273384 A CNA2007800273384 A CN A2007800273384A CN 200780027338 A CN200780027338 A CN 200780027338A CN 101501770 A CN101501770 A CN 101501770A
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珍妮·E·豪布里奇
文·P·廖
索纳·S·斯洛克姆
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Abstract

一种光学数据存储介质，包括：a)基片；b)在基片(a)之上的至少一个数据层；和c)在数据层(b)之上的至少一个透明保护层，该透明保护层是由可辐射固化的丙烯酸酯组合物形成的，且在其固化时显示出模量不大于约500MPa，收缩率小于约8％，抗擦伤性小于约5％，和Tg为约20～约60℃。

Description

具有透明保护层的光学数据存储介质
发明背景
本发明涉及具有透明保护层或涂层的光学存储介质，例如光盘。
随着光学数据存储介质例如压缩音频光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)和最近的高分辨率数字通用光盘(HD DVD)和蓝光光盘(BD)(如此命名用于读写光盘的蓝紫色激光器)中数据存储密度增加，对于光盘的透明层或者透光层的性能要求变得越来越严格。具有越来越短的读写波长的光盘，特别是前述BD，已成为许多开发工作的目的。预期BD在几年内将取代录像磁带和数据存储密度较低的DVD。BD格式也很可能成为用于计算机数据存储和高分辨率电影的光学标准。
光盘通常包括较厚的盘形热塑性树脂基片、金属反射层、数据层和透明保护层。对于BD，保护层可以是单层或双层类型，两种类型的总厚度为约100μm。
在两层结构中，在数据层上形成97μm的第一透明层，随后在第一透明层上形成3μm的第二透明硬涂层。虽然97μm的第一透明层不提供耐磨性或抗擦伤性，3μm的第二透明层旨在提供这些所需性能。
期望从前述两层结构转换为提供耐磨性或抗擦伤性的单层保护涂层，因为这将显著地简化光盘组装工序。通常可以通过由固化(即聚合)过程期间高度交联的可辐射固化的丙烯酸酯组合物形成透明保护层来实现耐磨性或抗擦伤性。但是，大多数形成聚合物的组合物在聚合时收缩。固化保护涂层的收缩在固化保护涂层与基片之间产生应力，这反过来导致光盘翘曲(tilt)。由于所涉及数据密度较高和激光所需的必要精确度，特别是对于BD，必须避免过度的翘曲。
由此，本发明目的是提供具有透明保护层的光学数据存储介质如CD、DVD、HD DVD和BD，其在固化期间存在最小的收缩且在室温波动期间保持尺寸稳定，由此避免了过度翘曲，同时显示高水平的耐磨性或抗擦伤性。
本发明的特定目的是提供具有低模量且，有利地，高弹性的透明保护层的光学数据存储光盘。
发明概述
依据本发明的前述和其它目的，提供了光学数据存储介质，其包括：
a)基片；
b)在基片(a)之上的至少一个数据层；和
c)在数据层(b)之上的至少一个透明保护层，该透明保护层是由可辐射固化的丙烯酸酯组合物形成的，且在其固化时显示出模量不大于约500MPa，收缩率小于约8％，抗擦伤性小于约5％，和Tg为约20～约60℃。
透明保护层(c)在聚合期间收缩率较小，在温度和湿度的日常和季节性变化期间膨胀和收缩保持在相当小的限度范围之内，且耐受诸如金属等硬物产生的磨损和擦伤。施加压力时，涂层趋于变形，且释放压力时，涂层恢复，由此避免擦伤。
附图说明
图1为一种实施方式的光学数据存储介质的横截面视图，其具有由依据本发明可辐射固化的丙烯酸酯组合物形成的透明保护涂层。
发明详述
如图1中所示，光学数据存储介质10由多个层组成，包括至少一个基片层20、至少一个数据层30、至少一个反射层40和至少一个透明(即透光的)保护层50。
本公开内容的上下文中，典型的光学数据存储介质具有多个聚合物组分，其通常组合在预定厚度(其具体值取决于数据存储介质的特定性能和需求)的重叠水平层中。光学数据存储介质的主要组分为基片层(图1中部件20)。基片层通常由包含至少一种选自热塑性树脂、热固性树脂和其任意组合的成分的聚合物材料制成。加聚物和缩聚物都适用于该基片层。
本申请中使用的术语“热塑性聚合物”，本领域中还称作热塑性树脂，定义为重复地加热时软化和冷却时硬化的、具有大分子结构的材料。有用热塑性聚合物的示例类别包括苯乙烯类、丙烯酸类、聚乙烯、乙烯基聚合物、尼龙和碳氟化合物。
本申请中使用的术语“热固性聚合物”，本领域中还称作热固性树脂，定义为在压力下首次加热时固化且不能在不损坏其原始特性下再熔融或再模塑的材料。有用热固性聚合物的示例类别包括环氧树脂、蜜胺树脂、酚醛树脂和脲树脂。
有用热塑性聚合物的实例包括衍生自烯烃的聚合物(例如，聚乙烯、聚丙烯、和它们的共聚物)，聚甲基戊烯，衍生自二烯烃的聚合物(例如，聚丁二烯、聚异戊二烯、和它们的共聚物)，不饱和羧酸和它们的功能衍生物的聚合物(例如，丙烯酸类聚合物如聚(丙烯酸烷基酯)、聚(甲基丙烯酸烷基酯)、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈和聚丙烯酸)，链烯基芳族聚合物(例如，聚苯乙烯、聚-α-甲基苯乙烯、聚乙烯基甲苯、和橡胶改性的聚苯乙烯)，聚酰胺(例如，尼龙-6、尼龙-6，6、尼龙-1，1和尼龙-1，2)，聚酯；聚酮；聚碳酸酯；聚酯碳酸酯；聚醚如芳族聚醚、聚亚芳基醚、聚醚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺；聚亚芳基硫醚，聚砜，聚硫醚砜；和液晶聚合物。一种实施方式中，该基片层包括热塑性聚酯。热塑性聚酯的适宜实例包括但并不限于，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸-1，4-丁二醇酯)、聚(对苯二甲酸-1，3-丙二醇酯)、聚(对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)、聚(对苯二甲酸环己二甲醇酯-共聚-对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)、聚(萘二甲酸丁二醇酯)、和聚丙烯酸酯。例如，基片层可以包括聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酮、聚酰胺、芳族聚醚、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚醚酮、聚苯醚、聚苯硫醚及其任意组合。
另一实施方式中，基片层包括热塑性弹性体聚酯(TPE)。如本申请中所定义，热塑性弹性体是可以作为热塑性材料加工但是也具有常规热固性树脂的一些性能的材料。热塑性弹性体聚酯的适宜实例包括聚醚酯，聚(对苯二甲酸亚烷基酯)，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，聚(对苯二甲酸丁二醇酯)，含有聚(亚烷基氧化物)的柔性嵌段片段、特别是聚(环氧乙烷)片段和聚(环氧丁烷)片段的聚醚酯，聚醚酰胺例如通过使芳族二异氰酸酯与二羧酸和具有羧酸端基的任意聚酯进行缩合而合成的那些。
任选地，基片层可以包括至少一个介电层、至少一个绝缘层或其任意组合。介电层经常用作热控制层(heat controller)，通常具有约
Figure A200780027338D00061
～约
Figure A200780027338D00062
Figure A200780027338D00063
的厚度。适宜的介电层包括氮化物层(例如碳化硅、氮化铝)、氧化物层(例如氧化铝)、碳化物层(例如碳化硅)，和包含至少一种前述物质以及不与周围层反应的任何相容材料的任何组合。
典型的光盘包括至少一个数据层(图1中部件30)。该数据层可以由能够存储可光学获取的数据的任意材料制成，如光学层或磁光层。典型数据层的厚度可以高达约
Figure A200780027338D00071
一种实施方式中，数据层的厚度可以高达约
Figure A200780027338D00072
将存储到数据存储介质上的信息可以直接刻印到数据层的表面上或者存储到已沉积于基片层表面之上的介质中。适宜的数据存储层通常包括至少一种选自以下的材料：氧化物(例如，氧化硅)，稀土元素-过渡金属合金，镍，钴，铬，钽，铂，铽，钆，铁，硼，有机染料(例如，花青或酞菁型染料)，无机相变化合物(例如，TeSeSn或InAgSb)，和包含至少一种前述物质的任意合金或组合。
金属反射层(图1中部件40)的厚度应该足以反射足够能够获取数据的能量。典型地，反射层具有高达约的厚度。一种实施方式中，反射层的厚度为约～约
Figure A200780027338D00075
适宜的反射层包括铝、银、金、钛，以及包含至少一种前述物质的合金和混合物。
透明保护层(图1中部件50)通过可辐射固化的丙烯酸酯组合物的辐射固化获得。依据本发明的一种实施方式，该可辐射固化的丙烯酸酯组合物包括：
a)至少一种聚氨酯多丙烯酸酯(urethane polyacrylate)，其中聚氨酯多丙烯酸酯的Tg不大于约40℃，其数均分子量为每个丙烯酸酯基团至少约400；
b)至少一种交联性聚丙烯酸酯，具有至少约50℃的Tg；
c)至少一种疏水性单丙烯酸酯；和
d)至少一种光引发剂。
本申请中使用的术语“丙烯酸酯”包括“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”官能团。
术语“多丙烯酸酯”表示具有至少两个丙烯酸酯官能团的丙烯酸酯，例如二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯、三甲基丙烯酸酯等。
术语“Tg”表示来源于该术语所应用的丙烯酸酯的树脂的玻璃化转变温度。由此，例如，前述可辐射固化的丙烯酸酯组合物中描述为Tg不大于约40℃的聚氨酯多丙烯酸酯(a)，应理解为表示来源于至少一种聚氨酯多丙烯酸酯(a)的聚合的树脂的玻璃化转变温度不大于约40℃。同样，该可辐射固化的丙烯酸酯组合物中描述为具有至少约50℃的Tg的交联性聚丙烯酸酯(b)，应理解为表示来源于至少一种交联性聚丙烯酸酯(b)的聚合的树脂的玻璃化转变温度为至少约50℃。
术语“可固化的”在本申请中应理解是表示将包含一种或多种可固化单体的组合物全部固化或部分固化例如至少到该组合物的“初始(green)”强度，根据已知的和常规的程序，该固化通过任意合适的方式而实现，例如，热固化、用UV、电子束等固化。
当本申请中可辐射固化的丙烯酸酯组合物固化之后，当聚氨酯多丙烯酸酯(a)在所获树脂的结构中变为与其它丙烯酸酯单体在化学上成为一体时，这有助于其中的一些性能，这些性能对于其用作光学数据存储介质的保护涂层来说是特别期望的。这些性能之中包括良好耐磨性和抗擦伤性、降低的收缩率和增强的柔韧性。
聚氨酯多丙烯酸酯(a)有利地为二丙烯酸酯或三丙烯酸酯，一种实施方式中数均分子量为每个丙烯酸酯基团至少约600，另一实施方式中数均分子量为每个丙烯酸酯基团至少约800，和又一实施方式中Tg不大于约30℃。这些和其它有用的聚氨酯多丙烯酸酯是已知的，且通常由异氰酸酯封端的聚氨酯(其自身由多元醇如聚醚多元醇或聚酯多元醇与稍微摩尔过量的有机聚异氰酸酯的反应获得)与羟基封端的丙烯酸酯如丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯等的反应获得。假设异氰酸酯-封端的聚氨酯与羟基封端的丙烯酸酯等摩尔反应，聚氨酯多丙烯酸酯中丙烯酸酯基团的平均数将对应于异氰酸酯封端的聚氨酯中异氰酸酯基团的平均数。
本申请中特别适合使用的是基于脂肪族聚酯的聚氨酯二丙烯酸酯和聚氨酯三丙烯酸酯，其中一些可从诸如Rahn US Corp.，Sartomer Company，Inc.，Cytec Industries，Inc.和Bomar Specialties Co.的公司购得。另外有用的是已用低粘度丙烯酸酯稀释以降低它们的粘度的聚氨酯多丙烯酸酯，如Ebecryl230(脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯，粘度为约40,000cps)、Ebecryl 244(用10wt％二丙烯酸1，6-己二醇酯稀释的脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯)、Ebecryl 284(用10wt％二丙烯酸1，6-己二醇酯稀释的脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯)，均可从UCB Chemicals获得；CN-963A80(共混有20wt％二丙烯酸二缩三丙二醇酯的脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯)、CN-966A80(共混有20wt％二丙烯酸二缩三丙二醇酯的脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯)、CN-982A75(共混有25wt％二丙烯酸二缩三丙二醇酯的脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯)和CN-983(脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯)，均可从Sartomer Corp.获得。
通常，可辐射固化的丙烯酸酯组合物中聚氨酯丙烯酸酯(a)的含量足以向上述固化树脂赋予期望的性能，特别是良好耐磨性和抗擦伤性、降低的收缩率和增强的柔韧性。
交联性聚丙烯酸酯(b)赋予或者有助于固化树脂的一些有用性能，包括降低的粘性、增高的玻璃化转变温度(Tg)和减少的气体(特别是水蒸汽)渗透性。已发现提供特别良好结果的一类交联性聚丙烯酸酯(b)为烷氧基化酚类二丙烯酸酯，一种实施方式中，包括平均分子量为每个丙烯酸酯基团小于约400的那些，另一实施方式中包括平均分子量为每个丙烯酸酯基团小于350的那些，和又一实施方式中Tg为至少约60℃。这种类型的特定二丙烯酸酯包括乙氧基化(1)双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化(1)双酚A二甲基丙烯酸酯、乙氧基化(2)双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化(2)双酚A二甲基丙烯酸酯、乙氧基化(3)双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化(3)双酚A二甲基丙烯酸酯、乙氧基化(4)双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化(4)双酚A二甲基丙烯酸酯等，以及它们的混合物。
通常，交联性聚丙烯酸酯(b)存在的量在第一实施方式中可以为约10～约50wt％，在第二实施方式中可以为约15～约35wt％，以整个单体混合物的重量计。
可辐射固化的丙烯酸酯组合物中疏水性单丙烯酸酯(c)也有助于固化树脂低的水蒸汽和水分吸收性能。在光盘中，使水蒸汽和水分的渗透最小化是特别重要的，因为它们可能降低反射层的完整性(integrity)以及由此降低记录数据的可读性。有用的疏水性单丙烯酸酯包括衍生自脂肪族醇的那些，例如脂环族(单环、双环等)变体和长链脂肪族(例如链长为约8～约22个碳原子)变体的那些。有用的疏水性脂环族单丙烯酸酯(c)包括丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸4-叔丁基环己酯、丙烯酸二氢双环戊二烯酯等，和它们的混合物。有用的疏水性长链脂肪族单丙烯酸酯(c)包括丙烯酸庚酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸十三烷酯、丙烯酸月桂酯等，和它们的混合物。
迄今用于固化含丙烯酸酯的组合物的任何光引发剂可以在本申请中用作光引发剂(d)。可以使用的有用光引发剂的实例包括2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮以及1-羟基环己基苯基丙酮与二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦的共混物。光引发剂(c)的存在量可以为该可辐射固化的丙烯酸酯组合物的约0.25～约10wt％，且有利地其中光引发剂(c)存在的量为约2～约5wt％。
全部配制的可辐射固化的丙烯酸酯组合物的粘度应是有利于其应用，无需加入溶剂和其它降低粘度的非反应性组分。通常，本申请中可辐射固化的丙烯酸酯组合物的粘度在25℃可以为约500～约5000cps，且有利地，在25℃为约1000～约3000cps。
本发明的可辐射固化的丙烯酸酯组合物可以含有一种或多种任选的组分，以向由此获得的固化树脂赋予其它期望的性能。一种特别适用类型的添加剂为表面活性剂，特别是有机硅表面活性剂和全氟表面活性剂，当将其加到可辐射固化的丙烯酸酯组合物中时，向固化树脂赋予一种或多种额外期望的性能，如防指纹(即防指纹能力)和其它类型污痕的性能，增强的表面滑移性(surface slip)用于改善的耐磨性和改善的涂层均匀性或者平整性。通常，在该可辐射固化的丙烯酸酯组合物中表面活性剂存在的量可以为约0.05～约10wt％，且有利地为约0.1～约2wt％。一种实施方式中可以利用有机硅表面活性剂如有机硅聚醚表面活性剂，以及另一实施方式中可以利用全氟聚醚表面活性剂，以向固化树脂赋予防指纹性能。例如，可以在前述用量范围之内使用如下物质：Silwet L7657(General Electric)，其中聚醚部分为聚(环氧乙烷)链的有机硅聚醚表面活性剂，和Zonyl FSN(DuPont)，US5,609,990(将其内容引入本申请作为参考)中公开的全氟聚醚，以向固化树脂赋予防指纹能力，当该树脂起到光学数据存储介质的透明保护层的作用时该防指纹能力是特别期望的性能。
由前述可辐射固化的丙烯酸酯组合物获得的固化树脂可以具有使其能够起到依据本发明的光学数据存储介质的保护涂层的作用的透明水平。由此，例如，第一实施方式中，固化的丙烯酸酯涂层将显示出由UV-Vis光谱计测量的透明度为至少约90％，和第二实施方式中为至少约95％。
本申请中固化树脂显示特有的低模量，认为是拉伸模量不大于约500MPa，且有利地，不大于约250MPa。其它实施方式中，固化树脂还将显示高弹性，认为是断裂伸长率为至少约10％，且有利地为至少约25％。
固化树脂的其它有用性能包括收缩率小于约8％，且有利地小于约5％；由Taber磨损试验之后雾度变化所测量的抗擦伤性小于约5％，且有利地小于约2％；和Tg为约20℃～约60℃，且有利地为约35～约50℃。
固化树脂的其它期望性能包括吸湿性(吸水性)不大于约1.5wt％；与三油酸甘油酯的接触角为至少约30°，且有利地为至少约45°；表面电阻率不大于约1×10-14欧姆；老化之后反射率变化小于约20％，且有利地小于约10％；加速老化试验开始和之后的相对双折射(relative birefringence)小于约20，且有利地小于约15。
可以采用任意已知和常规步骤在本发明的光学数据存储光盘上形成固化树脂层。一种实施方式中，通过以下方法获得固化树脂层：采用已知的旋涂步骤将如上所述的可辐射固化的涂层组合物的涂层施用到光盘上达到预定厚度，且有时在旋涂操作期间或之后，使该组合物在实现其固化的条件下进行辐射，例如照射UV光。一种实施方式中，采用约500～约3000rpm的转速、持续约1～约30秒，将可辐射固化的组合物涂覆到光盘表面并随后固化。典型的固化操作包括使用Fusion D或H灯(bulb)或氙气闪光灯(Xenon Flash Bulb)，其中Fusion D或H灯设定光强(set intensity)范围为1.384-2.8W/cm2，且辐射量为0.304-2J/cm2。
透明保护层的厚度可以在非常宽泛的范围之内变化，取决于其所涂覆基片的性质和层的功能要求。对于光学数据存储介质，根据数据存储介质的具体类型，该层的厚度可以为约50～约200μm且通常为约70～约120μm。特别是对于BD，透明保护层的厚度可以为约100μm的数量级。
可以以单一操作或者一系列旋涂/固化循环提供所需整体厚度的可固化树脂，其中在一系列旋涂/固化循环中所期望厚度在两个或多个阶段中增加。在后一种情形中，可以有利地在涂覆下一层之前仅使层部分固化，且仅在沉积最后的层之后完成固化。本发明也预期使用该可辐射固化的丙烯酸酯组合物来仅提供保护层的最上端部分，例如，保护层的最上面2～10μm，保护层的主要部分通过迄今已知用于提供光盘的透明保护涂层的任何可辐射固化的组合物来提供。
不管用于在光学数据存储介质上沉积可固化的丙烯酸酯涂层组合物的技术如何，且特别是对于高分辨率光盘如BD，期望使涂布组合物的厚度保持高度均匀，且由此使所获固化树脂的厚度保持高度均匀。一种实施方式中，涂层均匀性应在平均总涂层厚度的约5％之内，且有利地在约3％之内。
依据本发明具有透明保护层的光学数据存储介质将有利地进一步显示(1)在55mm半径测量，老化试验之后翘曲变化绝对值不大于约0.8°，且有利地不大于约0.5°，(2)在55mm半径测量，潮湿冲击试验(humidity shocktesting)之后翘曲变化绝对值不大于约0.8°，且有利地不大于约0.5°，和(3)在55mm半径测量，热冲击试验(heat shock testing)之后翘曲变化绝对值不大于约0.8°，且有利地不大于约0.5°。
如下实施例中，实施例1～9示例性地阐述了依据本发明的光盘，而对比例1和2(阐述了在涂层配制物中使用了亲水性单丙烯酸酯单体)的光盘在本发明的范围之外。所有实施例中，制备了一系列可UV固化的丙烯酸酯组合物，并在由聚碳酸酯OQ1030(GE Plastics)或Noryl EXNL0090(GE Plastics)模塑的60mm半径光盘基片上进行旋涂。将这些基片和溅射有银合金的基片二者用于涂布。将涂层厚度调节到约100μm。基于可固化组合物的粘度改变旋涂条件。典型旋涂条件为：在光盘的内径(ID)分散可固化组合物，在1秒钟内加速到约2000rpm并在此速率下停留3秒钟。通常采用XenonRC-747脉冲调制的UV系统(装有D灯)使可固化组合物固化2秒钟。
采用Dr.Schenk PROmeteus MT-200/蓝光装置测量固化树脂的径向偏差和反射率。当光盘在涂层侧为凹面时出现负径向偏差，且当光盘在光盘的非涂布侧为凹面时出现正偏差。
对于加速老化试验，将光盘以涂布侧向下的方式堆叠在具有1.7mm ID、3.0mm OD的轴上，每个光盘之间放置Teflon垫圈。将光盘置于湿度箱中，进行如下温度和湿度程序：(1)两小时从25℃升高到80℃，从50％相对湿度(RH)降低到8％RH；(2)80℃，2小时升高到85％ RH，(3)80℃、85％ RH，96小时；(4)80℃，2小时降低到50％ RH，(5)80℃、50％RH，6小时；(6)2小时降低到25℃，50％ RH，(7)25℃、50％ RH，36小时。采用Dr.Schenk装置记录翘曲和反射率变化。
为了测试光盘是否由于在保护层上存在指纹而产生它们金属层的腐蚀，通过用拇指在保护层上用力压约1秒钟，使得在光盘表面上留下清楚可辨的印痕，在光盘上形成5个指纹。随后如上所述，使光盘在80℃、85％RH进行老化试验。从湿度箱中取出之后，对光盘进行分析，以确定在具有指纹的区域之下的金属层是否观察到腐蚀。记录显示出下层金属层的可观察到的腐蚀的指纹数目。
如下进行指甲刻痕恢复试验。用拇指甲在保护涂层上形成深的刻痕。随后将该区域擦干净并观察刻痕以确定刻痕不再可见所需的分钟数。可接受的刻痕恢复时间小于2分钟，且优选的恢复时间小于1分钟。
实施例1
通过将Genomer 4316(52.0份，购自Rahn USA)、乙氧基化(4)双酚A二丙烯酸酯(30.0份)、Irgacure 184(2.0份，购自Ciba)、Genocure TPO(0.2份，购自Rahn USA)、Silwet L7657(0.25份，购自GE)和丙烯酸异癸酯(15.5份)组合并均匀混合，制得可UV固化的丙烯酸酯组合物。如上所述，将该组合物涂布于银涂布的Noryl光盘上，并在80℃、85％RH进行老化。
实施例2
如实施例1制备和涂布可UV固化的丙烯酸酯组合物，不同之处在于使用丙烯酸异冰片酯代替丙烯酸异癸酯。
实施例3
如实施例1制备和涂布可UV固化的丙烯酸酯组合物，不同之处在于使用1.5wt％ Irgacure 184代替2wt％ Irgacure 184，且使用50wt％丙烯酸异癸酯和50wt％丙烯酸苯氧基乙酯(疏水性单丙烯酸酯)的主要是疏水性的共混物(predominantly hydrophobic blend)代替丙烯酸异癸酯。
实施例4
如实施例1制备和涂布可UV固化的丙烯酸酯组合物，不同之处在于1.5wt％ Irgacure 184代替2wt％ Irgacure 184，且使用75wt％丙烯酸异癸酯和25wt％丙烯酸2-苯氧基乙酯的主要是疏水性的共混物代替丙烯酸异癸酯。
实施例5
如实施例1制备和涂布可UV固化的丙烯酸酯组合物，不同之处在于使用50wt％丙烯酸异冰片酯和50wt％丙烯酸异癸酯的共混物代替丙烯酸异癸酯。
实施例6
如实施例1制备和涂布可UV固化的丙烯酸酯组合物，不同之处在于使用25wt％丙烯酸异冰片酯和75wt％丙烯酸异癸酯的共混物代替丙烯酸异癸酯。
对比例1
如实施例1制备和涂布可UV固化的丙烯酸酯组合物，不同之处在于使用等重量的丙烯酸四氢糠基酯(亲水性单丙烯酸酯)代替丙烯酸异癸酯。
对比例2
如实施例3制备和涂布可UV固化的丙烯酸酯组合物，不同之处在于使用100wt％的丙烯酸2-苯氧基乙酯代替50wt％丙烯酸异癸酯和50wt％丙烯酸2-苯氧基乙酯的共混物。
下面表1中给出了在实施例1～8的涂布光盘上进行的前述试验的结果。
表1
                                     径向偏差  ％反射率
                         产生腐蚀                         指甲刻痕
实施例 单丙烯酸酯 吸水性 的指纹数 初始 老化后 初始 老化后 恢复时间
1      IDA                0       0.04  -0.58 32.2 28.0   <1分钟
2      IBOA               0       -0.02 -0.62 29.9 25.5   >2分钟
3      50％IDA，          0       0.04  -0.43 32.3 28.4   <1分钟
       50％PhEA
4      75％IDA，          1       0.03  -0.44 32.3 28.7   <1分钟
       25％PhEA
5      50％IBOA，         0       -0.01 -0.58 32.0 28.1   >2分钟
       50％IDA
6      75％IDA，1.31      1       0.01  -0.61 31.8 27.9   <2分钟.
       25％IBOA
7      THFA     1.68      5       -0.05 -0.77 31.2 26.4   <1分钟
8      PhEA               5       0.01  -0.47 32.0 28.0   <1分钟
IDA：丙烯酸异癸酯；IBOA：丙烯酸异冰片酯；PHEA：丙烯酸2-苯氧基乙酯；THFA：丙烯酸四氢糠基酯。
如表1中试验数据所示，采用在性质上完全或者至少主要是疏水性的各个单丙烯酸酯或单丙烯酸酯共混物制得的实施例1～6的固化树脂通过了指纹腐蚀试验，而采用亲水性单丙烯酸酯制得的那些未通过该试验。
如下实施例7～9中，除了具体说明之外，采用上述一般步骤制备和试验涂布光盘。
采用Electro-tech Systems的电阻/电阻率探针Model 803B和Keithley8487皮可安培计，对聚碳酸酯光盘上约100μm厚的固化组合物测量表面电阻率。
采用Instron 4665，对从100μm厚固化涂层中切割的哑铃形样品测量断裂伸长率。样品断裂时的伸长率记为断裂伸长率。
对涂布在透明聚碳酸酯光盘上约100μm厚的固化组合物测量百分透光率。未涂布的透明聚碳酸酯光盘用作测量的参比。使用Cary 500 ScanUV-VIS-NIR分光光度计进行该测量。
通过在70℃测量涂布光盘的翘曲变化，进行热冲击。使用Dr.SchenkMT-200 PROmeteus装置，翘曲测量为55mm半径的平均径向偏差。测量初始翘曲之后，将涂布的BD置于70℃炉中，垂直立于金属支架中。经过预定时间间隔将光盘从炉中取出，在环境条件下测量翘曲。测量之后迅速将光盘放回炉中以使热损失最小化。进行多个测量，建立翘曲变化与时间的关系。与在70℃加热之前的最大翘曲变化记录为热冲击。
潮湿冲击测量经历湿度变化的涂布光盘的翘曲变化。将涂布BD置于设定在25℃和90％RH的湿度箱中至少4天，以确保该光盘完全被水蒸汽饱和。将光盘从该箱中取出之后立即测量光盘的翘曲(采用Dr.SchenkMT-200 PROmeteus设备测量55mm半径的平均径向偏差)。每小时测量该翘曲一次，总计8小时。与初始翘曲的最大翘曲变化记录为潮湿冲击。
依据ASTM D1044-99测量Taber耐磨性。使用CS-10F轮在250g的负荷下运行5次循环，进行该测量。
实施例7
如上所述在光盘上旋涂如实施例6中制得的可UV固化的丙烯酸酯组合物，不同之处在于：使旋转降低到约400rpm，随之在继续旋转的同时采用250W弧光灯使涂层部分固化，来代替仅在旋转停止之后固化该光盘。
随后停止旋转，并采用来自装有D灯的Xenon Model RC801照射单元(exposure unit)的20个脉冲的光完成涂层的固化。
实施例8
制备含有100g实施例6的配制物和0.4g FSO100氟碳表面活性剂(DuPont)的可UV固化的丙烯酸酯组合物。如实施例1在光盘上涂布该组合物，不同之处在于：利用装有D灯的Xenon RC801照射单元使样品固化30个脉冲，来代替采用Xenon RC-747脉冲调制的UV体系固化2秒钟(20个脉冲)。
实施例9
如本申请中所述在光盘上涂布实施例7的可UV固化的丙烯酸酯组合物，不同之处在于：在约400rpm旋转的同时采用250W弧光灯使涂层部分固化，且采用装有D灯的Xenon RC801照射单元通过30个脉冲完成固化。
下面表2中给出了对实施例7～9的涂布光盘进行试验的结果。
表2
 
性能 实施例7 实施例8 实施例9
涂层Tg 37℃
涂层模量 169Mpa
涂层断裂伸长率 40％
固化后涂层的收缩率 4.1％
涂层Taber磨损Δ雾度 2.7％ 1.7％
涂层接触角，三油酸甘油酯 51.5°
涂层在405nm的透光率 95％
涂层吸水率 1.3％
光盘表面电阻率 2.9x1012欧姆/□(square)
固化后光盘的Δ径向偏差 0.01 0.06 0.15
在80℃、85％RH老化4天后光盘的Δ径向偏差 -0.29 -0.76 -0.40
在25℃、90％RH老化5天后光盘的Δ径向偏差 0.18 0.37 -0.45
热冲击后光盘的Δ径向偏差 0.27 0.05 0.04
涂层指甲刻痕恢复时间 <1分钟
产生腐蚀的指纹数 0
光盘涂层厚度范围 97-103微米 97-103
虽然已参照一些实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以进行多种变化且可以用等价物代替其单元，而不背离本发明的范围。另外，可以进行许多改进使特定情形或材料适应于本发明的教导，而不背离其基本范围。由此，本发明并不在于限定于作为预期实施本发明的方法的最佳方式而公开的特定实施方式，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围之内的所有实施方式。

Claims (14)

1.一种光学数据存储介质，包括：
a)基片；
b)在基片(a)之上的至少一层数据层；和
c)在数据层(b)之上的至少一层透明保护层，该透明保护层是由可辐射固化的丙烯酸酯组合物形成的，且在其固化时显示出模量不大于约500MPa，收缩率小于约8％，抗擦伤性小于约5％和Tg为约20～约60℃。
2.权利要求1的光学数据存储介质，其中透明保护层(c)的模量不大于约250MPa，收缩率小于约5％，抗擦伤性小于约2％和Tg为约35～约50℃。
3.权利要求1的光学数据存储介质，其断裂伸长率为至少约10％。
4.权利要求2的光学数据存储介质，其断裂伸长率为至少约25％。
5.权利要求1的光盘，其中透明保护层(c)显示出透光率为至少约90％。
6.权利要求1的光盘，其中透明保护层(c)显示出透光率为至少约95％。
7.权利要求1的光学数据存储介质，其具有金属反射层(d)，该金属反射层(d)用于使数据-读取激光束透过透明保护层(c)反射到数据层(b)，透明保护层(c)另外具有用于降低金属反射层(d)的腐蚀发生率的防指纹性能。
8.权利要求1的光学数据存储介质，其中透明保护层(c)显示出从手指刻痕的恢复时间小于约2分钟。
9.权利要求1的光学数据存储介质，其中透明保护层(c)显示出从手指刻痕的恢复时间小于约1分钟。
10.权利要求1的光学数据存储介质，其显示出吸水率不大于1.5wt％，与三油酸甘油酯的接触角为至少约30°，表面电阻率不大于约1×10-14欧姆，老化之后的反射率变化小于约20％，以及相对双折射小于约20。
11.权利要求1的光学数据存储介质，其显示出老化试验之后翘曲变化绝对值不大于约0.8°，潮湿冲击试验之后翘曲变化绝对值不大于约0.8°，和热冲击试验之后翘曲变化绝对值不大于约0.8°。
12.权利要求1的光学数据存储介质，其显示出老化试验之后翘曲变化绝对值不大于约0.5°，潮湿冲击试验之后翘曲变化绝对值不大于约0.5°，和热冲击试验之后翘曲变化绝对值不大于约0.5°。
13.权利要求1的光学数据存储介质，其为CD、DVD、DHD、DVD或BD。
14.权利要求2的光学数据存储介质，其为CD、DVD、DHD、DVD或BD。
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