DE3019189A1 - Optisch auslesbare informationsscheibe, verfahren zu deren herstellung und vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens - Google Patents

Optisch auslesbare informationsscheibe, verfahren zu deren herstellung und vorrichtung zum durchfuehren des verfahrens

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DE3019189A1
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radiation
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DE19803019189
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Egbert Broeksema
Arnoldus Adrianus Smeets
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Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Description

.'I. i'liiilj.0 Jr.-.".i: .'.J.-ji.i·;.. ._,·....., LrWUi)GVG
11.11.1-P79 -<-(*- PHN 9463
Optisch, auslesbare Informatioasscheibe, Verfahren zu deren Herstellung und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Die Erfindung bezieht sich auf
eine optisch auslesbare Informationsscheibe, die ein aus Kunststoff hergestelltes Substrat enthält, das mit einer unter· der Einwirkung von Strahlung gehärteten Lackschicht versehen ist, die eine optisch auslesbare Informationsspur enthält, die eine Reliefstruktur abwechselnd auf höherem und auf niedrigerem Pegel liegender Informationsgebiete · aufweist.
Eine derartige Informations-
scheibe, die Ton- oder Bildinformation enthalten kann, ist aus der DE-OS 27 44 k'79 im Warnen der Anmelderin bekannt.
Die in der genannten niederländischen Patentanmeldung beschriebene Informationsschei-15
be weist eine geschichtete Struktur auf, die dadurch hergestellt ist, dass ein dünnflüssiger mit Strahlung härtbarer Lack über die Oberfläche einer metallenen Matrize, die die Informationsspur enthält, angebracht wird. Auf der erhaltenen sehr dünnen Lackschicht wird eine aus Kunststoff
hergestellte Substratscheibe angeordnet und dann wird der Lack über die Substratseheibe mit Hilfe von Strahlung, wie ultraviolettem Licht, gehärtet, wonach das Gebilde von Substratseheibe und mit ihr verbundener gehärteter Lackschicht, in der die'Informationsspur kopiert ist, von der
Matrizenoberfläche entfernt wird.
Die Kunststoffsubstratplatte
oder -scheibe ist aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie z.B. Polymethylmethacrylat, hergestellt. Der dünnflüssige Lack weist eine Viskosität von höchstens 100 cP, i ■ " > >-
wie 1 bis 10 cP, auf und besteht vorzugsweise aus mindestens 95 Gew. fo niedrigmolekularer Monomere mit einem mittleren Molekulargewicht von höchstens 400. Die gege-
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benenfalls in dem Lack verarbeiteten Oligomere weisen in der Regel ein etwas höheres Molekulargewicht von z.B. 500bis 200Ö auf, wie auf Seite 8 der vorgenannten niederländischen Patentanmeldung erwähnt ist.
Obgleich die bekannte Informationsscheibe eine sehr hohe Güte aufweist, hat sich herausgestellt, dass auf die Dauer insbesondere bei Lagerung oder beim Gebrauch unter feuchten Bedingungen und/oder bei höheren Temperaturen eine Verschlechterung der Qualität auftritt, wodurch die gespeicherte Information nicht mehr optimal ausgelesen oder abgespielt werden kann.
Die vorliegende Erfindung hat
die Aufgabe, eine optisch auslesbare Informationsscheibe der eingangs genannten Art zu schaffen, die weniger feuchtigkeits- und wärmeempfindlich ist, eine grössere Haltbarkeit aufweist und sich weiter auf einfache und billige Weise herstellen lässt.
..„.^ ,^ " Nach'der Erfindung werden diese Aufgaben mit einer Informationsscheibe der vorgenannten Art dadurch gelöst, dass das Substrat und die Lackschicht beide aus einer gleichen unter der Einwirkung von Strahlung gehärteten Schicht eines Lackes hergestellt sind, der Oligomere, Acrylate oder Methacrylate enthält, die durchschnittlich pro Molekül zwischen 1 und k Acrylat oder Methacrylatgruppen enthalten, wobei dieser Lack eine Viskosität von 1000 bis I5OOO cP aufweist und mit einem Photoinitiator in, einer Konzentration von 0,1 bis 0,5 Gew.tfo versehen ist.
Die Informationsscheibe nach der Erfindung weist keine geschichtete Struktur auf, sondern bildet sowohl in chemischer als auch in physikalischer Hinsicht ein Ganzes. Die Scheibe wird denn auch als ein Ganzes in einem aus nur einem Schritt bestehenden Verfahren hergestellt.
Die in der Oberfläche der Scheibe vorhandene Informationsspur weist ein rechteckformiges Profil abwechselnd auf höherem Lind niedrigerem
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Pegel liegender Informationsgebiete sehr geringer Abmessungen auf. Die Längsabmessungen der Informationsgebiete ändern sich, entsprechend der gespeicherten Information und betragen im grossen ganzen 0,3 bis 3 /um. Der Pegelunter- __ 5 schied zwischen den Gebieten liegt in der Grössenordnung von Zehnteln eines Mikrons, wie z.B. 0,2 bis 0,3 /um.
Die Informationsspur wird vorzugsweise über den Körper der Informationsscheibe und ebenfalls vorzugsweise in Reflexion mit Laserlicht ausgelesen. Das Auslesen über den Körper der Informationsscheibe weist den Vorteil auf, dass die auf der Oberfläche der Scheibe vorhandenen Staubteilchen oder Kratzer ausserhalb der Tiefenschärfe des Objektivs fallen, das das Ausleselaserlicht auf die Informationsspur fokussiert. Derartige Verunreinigungen beeinträchtigen dann die Güte der ausgelesenen Information nicht. Das Auslesen in Reflexion bietet den Vorteil, dass eine kleinere Anzahl optischer Elemente, wie Objektive,,benötigt werden, weil der hingehende und der reflektierte Laserlichtstrahl zu einem grossen Teil demselben optischen ¥ege folgen. Die Informationsspur wird dabei auf Basis von Phasenunterschieden, die zwischen dem hingehenden und dem reflektierten Laserlichtstrahl auftreten, ausgelesen. Die Phasenunter.sch.iede ändern sich in der Grosse, je nachdem ein auf höherem Pegel oder ein auf niedrigerem Pegel liegendes Informationsgebiet belichtet wird. Der Pegelunterschied beträgt vorzugsweise eine Vier- -te!wellenlänge des Laserlichts, mit dem ausgelesen wird. Für die Auslesung in Reflexion ist die Oberfläche der Inf ο rmat ions scheibe , die die Informationsspur enthält, mit einer reflektierenden Metallschicht, wie einer Silberschicht oder einer Schicht aus Aluminium, die durch einen Aufdampfvorgang, einen Zerstäubungsvorgang oder einen Tauchvorgang in einer sehr geringen Schichtdicke von z.B. 30 um angebracht werden kann, abgedeckt.
^5 Der Lack oligomerer Acrylate oder
Methacrylate, aus dem die Informationsscheibe hergestellt ist, ist für die bei Aushärtung angewandte Strahlung, wie
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ultraviolettes Lieht, . und nach. Aushärtung für das Laserlicht, mit dem die Informationsscheibe ausgelesen ■Wird, durchlässig.
. . ■ Der Lack polymerisiert schnell,
sogar bei niedrigen Temperaturen, wie Zimmertemperatur, und ergibt eine sehr homogene Vernetzung (cross-linking) der vorhandenen oligomeren Stoffe. "U.a. infolge dieser Tatsache weist die Införmationsscheibe verhältnismässig wenig störende innere Spannungen auf und besitzt weiter in der Ausleserichtung keine merkliche Doppelbrechung. Die Informationsscheibe weist auch auf längere Frist keine
: ?erformungen auf und es treten keine örtlichen Unterschiede im Ausdehnungskoeffizienten infolge veränderlicher Feuchtigkeit s— oder Temperaturbedingungen auf.
- ■--' "-■ : -" Der verwendete Lack oligomerer Acrylate oder Methacrylate weist ein sehr gutes Auflösungsvermögen auf.Darunter ist zu verstehen, dass es möglich ist, auf genaue ¥eise sehr verfeinerte und detaillierte.Information in Form der vorgenannten Informationsgeblete in der Oberfläche des Lackes anzubringen. In diesem Zusammenliang sei bemerkt, dass die Inf örmations spur dadurch angebracht wird, dass der Lack in der gewünschten Schichtdicke auf der Oberfläche einer Matrize, wie einer jSTiekßlmatriz e,-angebracht wird, wobei die Oberfläche der Matrize mit der von dem Lack zu übernehmenden Informationsspur versehen ist. Der Lack folgt der Profilierung der Matrizenoberflache sehr genau. Der Lack wird dann durch Strahlung, wie ultraviolettes Licht, gehärtet und die erhaltene gehärtete Införmationsscheibe, in der die Informationsspur kopiert ist, wird schliesslich von der Matrizenoberfläche entfernt. Auf diesen Herstellungsvorgang wird nachstehend noch näher eingegangen.
Die Informationsscheibe nach der Erfindung weist eine Dicke in der G-rössenordnung von 0,5 bis 3 mm aufund ist ein mechanisch steifes und festes Produkt, das eine hohe Kratzerbeständigkeit aufweist. Die Scheibe ist temperatur- und feuchtbeständig.
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Die homogene Zusammensetzung
der Informationsscheibe nach, der Erfindung hat zur Folge, dass von Haftproblemen keine Rede ist, die zwischen der Substratplatte und der Informationsschient der obenbeschriebenen bekannten Informationsscheibe infolge eines Unterschiedes in Ausdehnung zwischen der Substratplatte und der Informationsschicht wohl auftreten können.
Der in dem Lack verwendete Photoinitiator ist von einem üblichen Typ, Seine Zusammensetzung ist von der Art der bei der Polymerisation des Lackes angewendeten Strahlung abhängig. Bei Anwendung ultravioletten Lichtes kann z.B. eine aromatische Carbonylverbindung, insbesondere ein Benzoinderivat, wie Benzoinisobutyläthex", verwendet werden. In einem mit
sichtbarem Licht härtbaren Lack oligomere'r Acrylate oder Methacrylate kann ein Xanthenfarbstoff, wie z.B. erythrosin, als Photoinitiator verwendet werden. . ' -■ • · ■ Es ist zu bevorzugen, neben dem Photoinitiato'r auch einen Sensibilisator in den mit -'■-■ Strahlung härtbaren Lack aufzunehmen. Der Sensibilisator absorbiert die Strahlung, mit der ausgehärtet wird xxnd überträgt die absorbierte Energie auf den Photοinitiator, der Radikale bildet, mit denen die Polymex°isation der Acrylate oder Methacrylate eingeleitet wird. Die Anwendung eines Sensibilisators, wie eines Amins, insbesondere ■ eines Äthanolamins, wie Dimethylaminoäthanol, hat weiter eine flexibilisierende Wirkxxng. Dies bedeutet, dass ein weniger sprödes Produkt erhalten wird. ¥eiter wird durch
3D den Sensibilisator die Sauerstoffinhibition herabgesetzt. Die Sensibilisatormenge beträgt im grossen ganzen 0,1 bis 0,5 Gew. fo. -
' · ' Der Lack enthält ausserdem vorzugsweise ein- kopölymerisierbares tertiäres Amin, wie z.B.:
ein Aminoacrylat mit einem Molekulargewicht von etwa 200 600. Ein geeignetes Aminoacrylat ist namentlich das unter dem.Handelsnamen "üvecryl" bekannte Aminoacrylatprodukt;
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Ein derartige!5 kopοlymerisierender Stoff hat eine sensibilisierende Wirkung und beschleunigt die Polymeri-
-■;■- sationsreaktion. Weiter wird durch Anwendung eines kopolymerisierbaren tertiären Amins ein flexibeleres, d.h.
5. weniger sprödes Endprodukt mit einer noch etwas verbesserten Feuchtbes-tändigkeit erhalten. Die Menge an tertiärem Amin beträgt höchstens 20 Gew. fo und ist vorzugsweise kleiner als 10Gew. fo, z.B. k - 8 Gew. %. -.
Die Viskosität des mit Strahlung härtbaren Lackes oligomerer Acrylate oder Methacrylate liegt zwischen 1000 und J5000 cP bei 200C. Insbesondere werden günstige Ergebnisse mit einem Lack erzielt, dessen Viskosität bei 20°C 1100 bis 5000 cP, z.B. 2500 cP, beträgt. . ^
45■"■"■'" ..-:-.-: . Bei einer bevorzugten Ausfiäh-
Kuigsf:ρrm der Infoririationsscheibe nach der Erfindung^vird eine durch Strahlung gehärtete Schicht eines Lackes verwendet, der oligöinere Acrylate oder-Methacrylate Mf hinein aiittle-reii Molekulargewicht Ton -300 — TOOQ. enthält. D«r
20 : -Gehalt an. oligomeren Acrylaten oder Hethacrylaten beträgt - vorzugsweise mindestens 90 Gew. fo» Ein« auf iasis dieses Lackes; hergestellte Informaiionsscbeiie weist neben der erforderlichen mechanischen Steifiglceiir -und Festigkeit eine "genügende Flexibilität auf ,·um da.s normalen bei
.^5 Handhabung der Scheibe möglicherweise 'auftretenden Kräfte neutralisieren zu können, ohne dass eine grosse Gefahr .vor Bruch besteht. ; : ";
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsf orm der Scheibe nach der Erf induing wird eine -durch Strahlung gehärtete Schicht/eines Lackes verwendet, der mindestens 90 Gew. fo eines epoxylierten oder alkoxylierten Bisphenols Tand/oder Novölac. enthält ο die je
; durchschhittlieh 1 bis 3 Acryl-at- oder Methacrylatgruppen ;."."""- pro: Molekül enthalten. Die mittlere Anzahl von Acryiat- oder Methacrylatgruppen pro Molekül ist vorzugsvieise 1-,5 bis.2,5· Epoxylierte oder alkoxyliefte Bisphenol- und . Novolacverbindungen sind allgemein aus der Literatur
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bekannt. Beispielsweise sei hierbei auf "Handbook of Fiberglan and Advanced Plastics Composites", George Labin, veröffentlicht von Forstrand, Rh.einb.old Co., New-York (1969), Kapitel 3, S. k6 - 8k verwiesen.
Insbesondere werden gute
Informations scheiben erhalten., wenn der Lack mindestens 90 Gew. fo eines Alkylen-bis(phenoxyalkylacrylats) oder Alkylen-bis(phenoxyalkylmethacrylats) enthält. Dies gilt insbesondere für einen Lack, der mindestens zu 90 Gew. fo aus 1 , 1 '-Isopropylen-bis^p-phenoxyäthylacrylat) oder 1,1!- Isopropylen-bis(p-phenoxyäthylmethacrylat) besteht. Die vorgenannte Methacrylatverbindung ist unter dem eingetragenen Handelsnamen "Diacryl 1OJ" käuflich erhältlich und entspricht -der Formel .
CH„ = c -.-C - 0 -
CH_ - Q - ύ -■*- C =:CH„.; --, ■'-, ..
ei --- ■ ;■ <C --
Der Stoff hat ein Mol-e^ülargewicfet von U-52 und weist bei 20°C eine Viskosität-Von 23OQ. oS auf, .-- \ "'■ ;l)ie. vpargenaalsate Acry 1 atverbindung ist unter dem Hand-elsüamen "Setaltix- ΐϊ5Γ 2246" käuflich erhältlich und entspricht der .Formel -
CII„ -CH-C-O- CHn - CH-- 0 -
0 -■■--■'
- 0 - C - CH =·/
Dieser, Stoff weist bei 2'00C eine VislcositSt von im grossen ganzen 10.000 cP auf. ■ - · ;
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1 ΐ. 11.1979 β"-<4ή- PHN 9463
^ η ι ö ι g Q
Neben der Phenoxyalkylacrylat-
oder methacrylat-verbindung kann der Lack höchstens 5 Gew. fo eines oligomeren Polyester- oder Polyurethanacrylats oder -methacrylate enthalten, das pro Molekül durchschnit tuch 1 b-is 3 Acrylat- oder Methacrylatgruppen enthält.
Die optisch auslesbare Informationsscheibe nach der Erfindung kann auch in der sogenannten doppelten Ausführung hergestellt werden. Dazu werden
zwei Informationsscheiben, die je auf der Seite der Informationsspur mit einer reflektierenden Schicht versehen sind zu einem Gebilde zusammengebaut, dadurch, dass die Scheiben die mit den reflektierenden Oberflächen zueinander hin gerichtet sind, mit Hilfe eines Klebers, erwünschtenfalls
unter Zwischenfügung eines oder mehrerer ringförmiger Distanzglieder, miteinander verbunden werden.
- ■-.·· · " . . . Die Erfindung bezieht sich, auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer optisch auslesbaren Informationsscheibe der obenbeschriebenen Art und 20
dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein unter der Einwirkung von Strahlung häx^tbarer Lack, der oligomere Acrylate oder Methacrylate enthält, die durchschnittlich pro Molekül 1 bis h Acrylat- oder Methacrylat-
gruppen enthalten, wobei dieser Lack eine Viskosität von 25
TOOO bis 1500 cP aufweist und mit einem Photoinitiator in einer Konzentration von 0,1 bis. 0,5 Gew. % versehen ist, in einen zwischen zwei.parallel angeordneten Matrizen gebildeten Formhohlraum eingeführt wird, wobei mindestens
eine der beiden Matrizen an der der anderen Matrize -■-.-,-
zugekehrten Oberfläche mit einer Informations spur mit.
einer Reliefstruktur abwechselnd auf höherem und auf niedrigerem Pegel liegender Informationsgebiete versehen ist; dass dann die eingeführte Lackschicht über eine oder beide Matrizen durch Strahlung gehärtet wird, und dass die erhaltene gehärtete Seheibe, in der die Informationsspur kopiert ist, nach dem öffnen der Matrizen entfernt und erwünschtenfalls auf der Seite der Informationsspur mit einer reflektierenden Schicht versehen wird.
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. BAD ORiGfNAL
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30tS189
Eine günstige Ausführung&fornt
des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Matrizen verschiebbar ist, ■wobei die Matrize während der beim Härten auftretenden Schwindung des Lackes nach wie vor an der Oberfläche der Lackschicht haftet und unter der Einwirkung der auf die Matrize ausgeübten Schwindungskräfte sich ohne Verformung in einer Richtung senkrecht zu der Matrizenoberfläche verschiebt, so dass infolgedessen die Schwindung der Lackschicht ausschliesslich oder nahezu ausschliesslieh eine Abmessungsänderung der Lackschicht in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche der Matrizen ergibt.
Mit dieser günstigen Ausführungs-
form wird erreicht t dass sich die Abmessungen der in der Oberfläche der Lacrkschicht gebildeten Informations-spur nicht oder nahezu nicht während der Schwindung des Lackes beim Aushärten ändern.
Weiterhin bezieht sieh die
Erfindung auf eine Vorrichtung zum Durchführen des oben
■
angegebenen Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein teilbares und im wesentlichen zylindrisches Gehäuse enthält, in dem zwei parallele und im wesentlichen zylindrische Matrizenteile angeordnet sind, wobei einer der beiden Matrizenteile in bezug auf den anderen Matri-
zenteil in einer Richtung senkrecht zu seiner Oberfläche verschiebbar ist, während ein Formhohlraum zwischen den beiden Matrizenteilen vorgesehen ist, der über eine erste öffnung im Gehäuse mit einer Zufuhrvorrichtung für einen mit Strahlung härtbaren Lack und über eine zweite öffnung
im Gehäuse mit einer Saugpresspumpe in Verbindung steht, wobei die dem Formhohlraum zugekehrte Oberfläche mindestens eines Matrizenteiles mit einer Informationsspur abwechselnd auf höherem und auf niedrigerem Pegel liegender
Informationsgebiete versehen ist, während weiter eine 35
Strahlungsquelle vorhanden ist.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung darges-tellt und werden im
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;■■". folgenden näher .beschrieben-. Es zeigen:
Fig« I einen schematischen
Querschnitt durch die Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,
/ " : · Flg. 3 einen tangentialen
Schnitt durch eine Informationsscheibe nach der Erfindung, und
IG :r Fig. h einen tangentialen Querschnitt durch die doppelte Ausführungsform der Informations scheibe nach der Erfindung.
■_...". In Fig. 1 ist mit 1 ein teilbares Gehäuse bezeichnet, das einen Metallkopf 2 sowie eine ebenfalls aus Metall hergestellte ringförmige und teil— bars Stützplatte 3 enthält. Dar Kopf 2 enthält einen zylindrischen Körper 4 und eine mit einer mittleren ; Bffnung.-5 ifersehene Deckplatte 6, die mit einer in die öffnung; 5 geführten Welle 7 eines linearen Motors 8 verbunden ist. In den vom Körper h umschlossenen Raum 9 ist ein zylindrischer/erster Matrizenteil 10 aufgenommen. Zwischen dem Körper h und dem Matrizenteil 10 ist ein spaltförmiger zylindrischex- Raum 11 vorhanden. Die Räume 9 und 11 stehen über einen mit einer mittleren Bohrung 12 versehenen Anschlussnippel 13 mit einer an den Nippel 13 angeschlossenen Saugpresspumpe 1 it- in Verbindung.
Der Matrizenteil 10 enthält
einen aus Metall hergestellten Matrishalter 15 und eine mit diesem verbundene metallene Matrix 16, die an der vom Halter 15 abgekehrten Oberfläche mit einer Informationsspur 17 versehen ist, die eine Reliefstruktur abwechselnd auf höherem Pegel und auf niedrigerem Pegel liegender Informationsgebiete 18 bzw. 19 aufweist.
-. In der Stützplatte 3 ist ein im wesentlichen zylindrischer zweiter Matrizenteil 2Ό, der aus Glas oder aus einem transparenten Kunststoff, wie Polymethylmethacrylat, hergestellt ist, lösbar ^befestigt.
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11.11.1979 \y AlL PHN"
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Dazu ist der Ma tr iz enteil 20 mit einer umlaufenden Rille 21 versehen, die in die Nut 22 einer teilbaren Stützplatte 3 passt.
Der erste und der zweite
g Matrizenteil (lO bzw. 20) sind zueinander parallel angeordnet und schliessen einen Formhohlraum 23 ein. Der Formhohlraum 23. steht mit einer Zufuhrvorrichtung 24 für einen unter der Einwirkung von Strahlung härtbaren Lack über eine mittlere Bohrung 25 in dem Matrizenteil 10, einen biegsamen Verbindungsteil Z6 und eine Bohrung 27 in der Felle 7 des Motors 8 in Verbindung, wobei die letztere Bohrung in einen quer zu der Felle 7 angebrachten !Nippel 28 mündet, der mit der genannten Zufuhrvorrichtung 24 verbunden ist.
. Der zylindrische Körper 4 ist
auf der Höhe des Formhohlraumes 23 mit einer umlaufenden inneren Wut 29 versehen. Der Formh-ohlraum 23 kann über den transparenten Matrizenteil 20 mit ultraviolettem Licht belichtet werden, das von der ^Lichtquelle 30 stammt.
Die ^Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt.
Unter dem Einfluss des linearen
Motors 8 wird der Kopf 2 geschlossen, wobei sich der zylindrische Körper 4 des Kopfes 2 der Stützplatte 3 anschliesst. Der Matrizenteil 10 liegt mit der Matrix 16" an der oberen Fläche des zweiten Matrizenteiles 20 an-. Unter dem Einfluss der Saugpresspumpe 14 werden die vom Körper 4 umschlossenen Räume 9 und 11 evakuiert, wonach ein unter der Einwirkung ultravioletten Lichtes hart— barer flüssiger Lack -aus der Zufuhrvorrichtung 24 über die Bohrung 27, den Verbindungsteil Z6 und die Bohrung 25 in den zwischen dem Matrizenteil 4 0 und dem Matrizenteil 20 vorhandenen Förmhohlraum '23 eingeführt wird. Der flüssige Lack weist eine Temperatur von 5O°C eine Viskosität von 300 ·οΡ und die nachstehende Zusammensetzung
auf: . . " "
99 G-e-w.fo 1 ,1 '— Isopropylen-bis(p-phenoxyäthylmethacry— lat)
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.11*1979 V£ AS9
301S1BS
0,5 Grew·^. 2 ,2~-Dimethoxy~2—phenylaeetophenon (Photoinitiator) und
0,5 &ew·^ Dimethylamino-ätha-nol.
Infolge der Lackzufuhr we-rdeit der Matfixhalter 15 und die mit diesem verbundene Matrix l6 aufwärts gedrückt und wird in dem Formhohlraum 2\3 eine Lacksehicht aufgebaut. Die endgültige Dicke der eingeführten Lackschicht hängt von der dosierten Menge Lack aT> und liegt zwischen 0, 1 und 3 nun,
Nachdem die gewünschte Menge Lack dosiert worden ist, wird mit Hilfe der Saugpresspumpe \h Pressluft über den Kanal 12 dem Raum 9 zugeleitet. U.a. infolge dieser Tatsache übt der Matrizenteil· 10 einen gleichmässigen Druck auf die in dem Formhohlraum 23 vorhandene Lackschicht aus. Der- Lack wird während 1 bis 2 Minuten über den transparenten Matrizenteil mit ultraviolettem Licht- belichtet, das von einer Hoehdruckqueck-. silberdampf lampe 3CX vom Typ Philips HPN 12 mit einer Leistung von 10 m¥/cm2 und einer Emis-sionswellenlänge von
2Q 365 nm stammt.
Der Lack polymerisiert unter
der Einwirkung des ultravioletten Lichtes. Während der Polymerisation schwindet die Lackschicht. Die Matrix haftet während der Schwindung nach wie vor an der Oberfläche der Lackschicht, wobei die Matrix 16 und der mit dieser verbundene - Matrixhalter 15 sich während der Schwindung in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Matrizenteiles 10 verschieben. Infolgedessen ergibt die Schwindung ausschliesslich eine Abmessungsänderung der Lackschicht in einer Richtung senkrecht zu dem Matrizenteil 10. Die in der Oberfläche der Lackschicht vorhandene Informationsspur weist keine oder nahezu keine Formänderung während der Polymerisation der Lackschicht auf. Nach der Polymerisation des Lackes wird die Pressluft abgeführt und dann wird der Kopf 2 mit Hilfe des linearen Motors 8 heraufgezogen, d.h., dass er von der Stützplatte 3 entfernt wird. Da sich die gehärtete Lack-
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schient bis in die im Körper 4 vorhandene Nut 29 erstreckt, werden beim Heraufziehen des Kopfes 2 auch die Lackschicht und der Matrizhalter 15 mit der Matrix 16 heraufgezogen, wobei die Lackschicht von der Oberfläche des zweiten Matrizenteiles- 20 getrennt wird. Mit Hilfe der Saugpresspumpe 1-4 wird der Raum 9 etwas evakuiert, wodurch der Matrixhalter 15 mit der Matrix l6 ausserhalb des zylindrischen Körpers 4 heraufgezogen wird. Die scheibenförmige gehärtete Lackschicht, die einseitig mit der von der Matrix 16 kopierten Jnformationsspur (siehe Fig. 3) versehen ist, kann wegen des grösseren Durchmessers dieser Aufwärtsbewegung nicht folgen und wird dadurch von der Matrix i6 getrennt. Dann wird mit Hilfe der Saugpresspumpe Pressluft über die Räume 9 und 11 in den zwischen der Matrix 16 und der scheibenförmigen Lackschicht gebildeten Raum eingeführt, wodurch sich die scheibenförmige Lackschicht aufbauscht und infolge des verkleinerten Durchmessers aus dem zylindrischen Körper 4 herausgeworfen wird. Schliesslich wird die erhaltene Informationsscheibe (Fig. 3) auf der Seite der Informationsspur (Fig. 3) mit einer reflektierenden Metallschicht versehen.
In Fig. 2 bezeichnet 31 einen
metallenen Halter für eine Glasplatte .32. Die Glasplatte 32 weist eine Dicke von 5 mm auf. Der Halter 31 weist ein TJ-förmiges Profil auf, wobei die Stirnfläche. 33 etwas abgeschrägt ist und einen ¥inkel von etwa 5°C mit der Waagerechten einschliesst. Der Halter 3I ist weiter mit einer Bohrung 3.4 versehen, die in die genannte Stirnfläche 33 mündet und über den Verbindungsteil 35 mit einer Zufuhrvorrichtung 36 für einen mit Strahlung härtbaren Lack verbunden ist. Mit 37 ist ein zweiter aus Metall hergestellter Halter bezeichnet, der im wesentlichen zylindrisch ist und mit einer Abdeckplatte 38 versehen ist, die eine öffnung 39 enthält, in die die Felle 40 des linearen Motors 4i geführt ist. Die von der Abdeckplatte 38 abgekehrte ringförmige Stirnfläche des Halters 37 ist mit einer Matrix 42 versehen, die in der Mitte mit einem
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aus Glas hergestellten Matrixträger 43 versehen ist, der eine Dicke von etwa 2 mm aufweist. An der vom Trager 43 -- abgekehrten Oberfläche der Matrix 42 ist eine Informationsspur 44 angebracht, die eine Reliefstruktur auf höherem Pegel liegender Informationsgebiete 45 und auf niedrigerem Pegel liegender Informationsgebiete 46 aufweist.
Die Inf ormatxonsgebiete .weisen
: Längsabmessungexi. auf, die zwischen etwa 0,3 bis 3 /um liegen. Der Höhenunterschied beträgt etwa 0,2 bis 0,3/um. Der ausserhalb des Hatrixträgers 43 liegende Teil der Matrix ist mit einer Rille 47 mit einer Tiefe von etwa.0,1 mm ■ versehen. DasVorhandensein der Rille 47 bewirkt, dass der .mit der Informationsspur 44 versehene Teil der Matrix zusammen mit dem Matrixträger 43 flexibel ist und in bezug - auf den Halter 37 und über einen Abstand von etwa 5O/um verschoben werden kann. Der Halter 37 ist mit einer Bohrung-48 versehen, die über den Yerbindungsteil 49 mit einer Saugpresspumpe 50 verbunden ist. An der Stelle der Bohrung 48 weist die JMatrix 42 eine Öffnung 51 axif. Der Halter lcann mit Hilfe des linearen Motors 41 verschoben werden, wobei in der in der Zeichnung dargestellten Arbeitslage .des Halters 37 der a\if der Stirnfläche des Halters 37 befestigte Teil der Matrix 42 klemmend gegen den Halter 31 gedrückt ist und zwischen der Matrix 42 und der mit dem
Halter 31 verbundenen Glasplatte 32 ein Formhohlraum 52 gebildet wird, der eine Tiefe von 1,1 mm aufweist. Der Formhohlraum 52 kann über die Glasplatte 32 mit ultraviolettem Licht belichtet werden, das von der Lichtquelle
. 53 stammt. - "."-"-..""
-.■■■-.-. .";.-.- Die ¥irkungsweise der Vorrichtung ist folgende.
... :■ "..-"■"■-... .:, Es wird von der in der Zeichnung
dargestellten Arbeitslage ausgegangen, in der der auf dem Halter 37 befestigte Teil der Matrix 42 an dem Halter 31
-
anliegt. Der Förmhohlraum 52 wird mit Hilfe der Saxigpresspumpe 50 evakuiert und dann wird der Formhohlraum mit einem unter der Einwirkung ultravioletten Lichtes härtbaren
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Lack der nachsteilenden Zusammensetzung gefüllt:
96,75 Gew.$ 1,1'-Isopropylen-bis(p-phenoxyäthylacrylat)
0^25 Ge¥,^ I-soprqpylbe:nzoinäther
^ 5 3 Gew.$ Aminoacrylat (Handelsname "Uvecryl P l-04" .
-Der von der Zufuhrvorrichtung·
3ö herrührende Lack weist eine Temper-atur von 51O0C und eine Viskosität von 300 cP auf. Die im Hohlraum 52 vorhandene Lackschicht wird mit ultraviolettem Licht belichtet, das von der Lichtquelle 53) in- diesem Falle einer Hochdruckquecksilberdampf lampe vom Typ Philips HPiT 12 mit einejt? Leistung von 15 ml/cm2, stammt; diese Belichtung dauert Minute. Während der Belichtung härtet die Lacksehicht und tritt ausserdem Schwindung auf. Die Matrix M-Z haftet während der auftretenden Schwindung nach wie vor an der Oberfläche der Lacfcschicht und verschiebt sich überdies mit der Trägerplatte 43 unter dem Einfluss <ier Schwindungskräfte über einen Abstand von 50 ,xaa in Richtung auf die Glasplatt« 32. Die von der Matrix 42 in der Lacksehicht kopierte Informationssjpur weist keine Abmessungsänderungen während der Schwindung der Lacksehicht auf. !Nach Härtung der Lacksehicht wird der Halter 37 mit Hilfe des linearen Motors 41 nach rechts (in der Zeichnung) verschoben. Die auf der Matrix 42 vorhandene Scheibe aus gehärte— tem Lack haftet während der Bewegung des Halters 37 nach wie vor an der Oberfläche der Matrix h-2 und folgt der Bewegung des Halters 37· Dabei löst sich die Scheibe von der Glasplatte 32 ab und -wird dann von der Oberfläche der Matrix 42 entfernt. Die erhaltene Informationsscheibe, in der die Informations spur 44 von der Matrix 42 kopiert ist., wird schliesslich auf -der Seite der Inf ο rmat ions spur mit einer reflektierenden Metallschicht versehen.
In Fig. 3 ist mit 54 eine
Scheibe aus mit Strahlung gehärtetem Lack bezeichnet, die auf die an Hand der Fig. 1 beschriebene ¥eise erhalten ist» Die Scheibe 54 weist eine Dicke von 1,1 mm auf und ist auf einer Seite mit einer Informations spur 55 mit
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einer He lief struktur auf höherem Pegel liegender Informationsgebiete 56 und auf niedrigerem Pegel liegender Informationsgebiete 57 versehen. Die Längsabmessungen der Informationsgebiete 56,57 liegen zwischen
5. 0,1 bis 3 mm. Der Pegelunterschied beträgt 0^2 bis Or3 /um Die Scheibe 54 ist auf" der Seite der Informations spur ^y mit einer nicht dargestellten Ag-Schicht mit einer Dicke von 30 nm abgedeckt r die durch einen Zerstäubung^svorgang angebracht ist.
In Fig. h ist eine doppelte Ausführungsform der Scheibe nach Fig. 3 dargestellt. In Fig. h sind für dieselben Teile dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 3 angewandt. Nach Fig. k sind zwei Informationsscheiben (Fig. 3.) zu einem Gebilde zusammengebaut, wobei die zusammenstellenden Scheiben ^h mit je der die Informations spur 55 enthaltenden Seite einander zugewandt und mittels eines Klebers 58 miteinander verbunden sind.
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Claims (1)

  1. PATENTANSPRUECHE:
    . . Optisch, auslesbare Informations scheibe, die ein aus Kunststoff hergestelltes Substrat enthält, das mit einer unter der Einwirkung von
    Strahlung gehärteten Lackschicht versehen ist, die eine g ■■■---
    optisch auslesbare Informationsspur enthält, die eine Reliefstruktur abwechselnd auf höherem und auf niedrigerem Pegel liegender Informationsgebiete aufweist, dadurch gekennzeichnet,-_, dass das Substrat und die Lackschicht beide aus einer gleichen unter der Einwirkung von Strahlung . gehärteten Schicht eines Lackes hergestellt sind, der oligomere Acrylate oder Methacrylate enthält, die durchschnittlich pro Molekül zwischen 1 und k- Acrylat- oder Methacrylatgruppen enthalten, wobei dieser Lack eine Viskosität von 1ΌΟΟ bis 1500 cP aufweist und mit einem Photoinitiator in einer Konzentration von 0,1 bis 0,5 G-ew.^o versehen ist.
    2. ."",""■""■"- Optisch auslesbare Informationsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das oligömere Acrylat oder Methacrylat ein mittleres Molekulargewicht von 300 bis 1000 aufweist.
    3. Optisch auslesbare Informations-■ scheibe nach, Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack mindestens 90 Gew. n/o eines epoxylierten oder alkoxylierten Bisphenols und/oder Novolac enthält, die je
    "'". "■■ ■-- ■"""■ :.."-■"■■
    durchschnittlich pro Molelcül zwischen 1 und 3 Acrylat- oder Methacrylatgruppen enthalten.
    4,- .--.." Optisch auslesbare Informations-
    ; scheibe nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass der Lack ein Alleylenbisfphenoxyalkylinethacrvlat) oder ein
    • Allcylenbis^phenoxyalkylacrylat) enthält.
    _7 5" : Optisch auslesbare Informations-
    . scheibe nach Anspruch 4, .dadurch gekennzeichnet, dass der
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    Lack 1,1'-Isopropylen-bis(p-phenoxyäthylmethacrylat) oder 1,1«-Isopropylen-bis(p-phenoxyäthylacrylat) enthält.
    6. Verfahren zur Herstellung einer optisch auslesbaren Informationsscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein unter der Einwirkung von Strahlung härtbarer Lack, der oligomere Acrylate oder Methacrylate enthält, die durchschnittlich pro Molekül 1 bis 4 Acrylat oder Methacrylatgruppen enthalten, wobei dieser Lack eine Viskosität von 1000 bis 15OOO cP aufweist und mit einem Photoinitiator in einer Konzentration von 0,1 bis 1,5 Gew.^ versehen ist, in einen zwischen zwei parallel angeordneten Matrizen gebildeten Formhohlraum eingeführt wird, wobei mindestens eine der beiden Matrizen an der der anderen Matrize zugekehrten Oberfläche mit einer Informationsspur versehen ist, die eine Relief struktur abwechselnd auf höherein und auf niedrigerem Pegel liegender Informationsgebiete aufweistj dass dann die eingeführte Lackschicht über eine oder beide Matrizen durch Strahlung gehärtet wird, und dass die erhaltene gehärtete Scheibe, in der die Informationsspur kopiert ist, nach dem öffnen der Matrizen entfernt und erwünschtenfalls auf der Seite der Informationsspur mit einer reflektierenden Schicht versehen wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, da— durch gekennzeichnet, dass eine der beiden Matrizen verschiebbar ist, wobei die Matrize während der beim Härten auftretenden Schwindung des Lackes nach wie vor an der Oberfläche der Lackschicht haftet und sich unter dem Einfluss der auf die Matrize ausgeübten Schwindungskräfte ohne Verformung in einer Richtung senkrecht zu der Matrizenoberfläche verschiebt, so dass infolgedessen die Schwindung der Lackschicht ausschliesslich oder nahezu ausschliesslich eine Abmessungsänderung der Lackschicht in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche der Matrizen ergibt.
    8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet,
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    dass sie ein teilbares und im wesentlichen zylindrisches Gehäuse enthält, in dem zwei parallel angeordnete und im wesentlichen zylindrische Matrizenteile angeordnet sind, wobei einer der beiden Matrizenteile in bezug auf
    g den anderen Matrizenteil in einer Richtung senkrecht zu seiner Oberfläche verschiebbar ist, während zwischen den beiden Matrizenteilen ein Formhohlraum vorgesehen ist, der über eine erste Öffnung im Gehäuse mit einer Zufuhrvorrichtung für einen mit Strahlung härtbaren Lack und über eine zweite Öffnung im Gehäuse -mit einer Saugpresspumpe in Verbindung steht, wobei die dem Formhohlraum zugekehrte Oberfläche mindestens eines Matrizenteiles mit einer Informationsspur abwechselnd auf höherem und auf niedrigerem Pegel liegender Informationsgebiete versehen ist, während weiter eine Strahlungsquelle vorhanden ist.
    .030049/0774.
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