FR2886446A1 - Support d'enregistrement optique comportant une couche de colle urethane acrylate - Google Patents
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Abstract
Un support d'enregistrement optique (1) est doté- d'un premier ensemble (A) comportant au moins une couche support (2) munie d'une piste (3) et une couche active (4) apte à se déformer sous l'effet d'une contrainte thermique- et d'un second ensemble (B) comportant au moins une couche de protection (7).Le second ensemble (B) est fixé à la couche active (4) du premier ensemble (A) par l'intermédiaire d'une couche adhésive déformable constituée par une couche de colle uréthane acrylate (10). La colle uréthane acrylate est avantageusement choisie de manière à avoir une température de transition vitreuse inférieure à 0°C et de préférence, comprise entre -50°C et -10°C et l'épaisseur de la couche de colle uréthane acrylate (10) est, de préférence, comprise entre 5µm et 100µm et plus particulièrement entre 10µm et 50µm.
Description
Support d'enregistrement optique comportant une couche de colle uréthane
acrylate.
Domaine technique de l'invention L'invention concerne un support d'enregistrement optique, tel qu'un disque compact, un disque numérique polyvalent, un disque compact enregistrable ou un disque numérique polyvalent enregistrable respectivement connus sous les noms anglo-saxons de "Compact Disc" (CD), "Digital Versatil Disc" (DVD), "Compact Disc Recordable" (CD-R) et "Digital Versatil Disc Recordable" (DVDR), et doté : - d'un premier ensemble comportant au moins une couche support munie d'une piste et une couche active apte à se déformer sous l'effet d'une contrainte 15 thermique - et d'un second ensemble comportant au moins une couche de protection, ledit second ensemble étant fixé à la couche active du premier ensemble par l'intermédiaire d'une couche adhésive déformable.
État de la technique De manière connue, un support d'enregistrement optique comporte une couche support présentant une face munie d'une piste en spirale et recouverte par une couche active permettant l'écriture de données. La piste, généralement continue et moulée dans la couche support, est destinée à délimiter, dans la couche active, une zone où les données peuvent être enregistrées, puis lues.
L'enregistrement des données peut s'effectuer par échauffement local de la couche active, au moyen d'un rayonnement optique d'écriture, tel qu'un faisceau laser focalisé. Ainsi, une partie du faisceau laser focalisé est absorbée par la couche active et cette absorption induit des modifications locales dans la 5 couche active, qui forment des marques de différentes longueurs.
Les modifications locales induites dans la couche active dépendent de la nature de la couche active utilisée. En effet, il est possible d'utiliser une couche active comportant un matériau capable de changer de phase sous l'effet de o l'échauffement provoqué par le faisceau laser focalisé. La couche active peut également comporter un matériau apte à se déformer localement sous l'effet dudit échauffement. Dans ce cas, les déformations locales produites provoquent des modifications des propriétés optiques de la couche active, ce qui permet de former des marques de différentes longueurs, correspondant à des données codées.
De plus, lors de la fabrication des supports d'enregistrement, une couche de protection est généralement collée sur l'empilement comportant la couche support et la couche active et les colles utilisées pour réaliser un tel assemblage sont généralement des colles acrylates ou époxydes. Pour des supports d'enregistrement où l'écriture est obtenue sans déformation géométrique de la couche active, ce type de colle est satisfaisant. Mais, pour les supports comportant une couche active apte à se déformer localement lors d'une opération d'écriture, ce type de colle présente l'inconvénient d'être peu flexible et il ne permet pas d'obtenir une modulation suffisante de la déformation de la couche active. En effet, à titre d'exemple, la couche active d'un disque de type DVD-R peut se déformer sur une hauteur qui peut être supérieure à une centaine de nanomètres et une couche de colle de type acrylate ou époxyde bloque la déformation de la couche active.
Pour favoriser la création de marques précises dans la couche active, il a été proposé, dans la demande de brevet WO-A-2005/010876, de disposer une couche déformable en polydiméthylsiloxane (PDMS) entre la couche active et la couche de protection. Ainsi, comme représenté aux figures 1 et 2, un support d'enregistrement 1 comporte un empilement successif de couches minces comprenant une couche support 2 munie d'une piste 3, une couche active 4, une couche déformable 5, une couche de colle 6 et une couche de protection 7. La couche de colle est formée par un ruban de type PSA ("Pressure sensitive o adhesif" ou adhésif de contact).
Ainsi, la couche active 4 est une couche apte à se déformer localement sous l'action d'une contrainte thermique engendrée par l'application d'un rayonnement optique 8 d'écriture tel qu'un faisceau laser focalisé. Le rayonnement optique 8 d'écriture représenté sur la figure 1 traverse successivement la couche de protection 7, la couche de colle 6 et la couche déformable 5 pour atteindre la couche active 4 et provoquer une déformation 9 de la couche active 4, comme représentée à la figure 2. Dans ce cas, les couches 7, 6 et 5 sont transparentes audit rayonnement optique 8. Bien que satisfaisant, le support d'enregistrement décrit aux figures 1 et 2 nécessite, cependant, à la fois l'utilisation d'une couche de colle et d'une couche déformable. La demande de brevet WO-A2005/010876 indique également que dans la mesure où la couche déformable a une adhérence suffisante, elle peut être directement mise en contact avec le support de protection. Cependant, en pratique, le PDMS n'est pas suffisamment adhérent et une couche de colle reste indispensable. De plus, le PDMS est incompatible avec les cycles industriels visés par les supports d'enregistrement optique, le PDMS pouvant provoquer une éventuelle contamination de l'environnement lors du procédé de fabrication de supports d'enregistrement optique.
Objet de l'invention L'invention a pour but un support d'enregistrement optique remédiant aux inconvénients selon l'art antérieur.
Plus particulièrement, l'invention a pour but un support d'enregistrement optique doté . - d'un premier ensemble comportant au moins une couche support munie d'une piste et une couche active apte à se déformer sous l'effet d'une contrainte io thermique - et d'un second ensemble comportant au moins une couche de protection, de sorte que le second ensemble soit fixé, de manière satisfaisante, à la couche active du premier ensemble par l'intermédiaire d'une couche adhésive déformable permettant également d'absorber efficacement les déformations de la couche active lors d'une opération d'écriture.
Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que la couche adhésive déformable est constituée par une couche de colle uréthane acrylate.
Selon un développement de l'invention, la colle uréthane acrylate a une température de transition vitreuse inférieure à 0 C.
Selon un autre développement de l'invention, la colle uréthane acrylate est de type mono-composante.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, la couche de colle uréthane acrylate a un module de cisaillement inférieur à 2Mpa.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche de colle uréthane acrylate a une dureté comprise entre 10 et 70 Shore A.
Description sommaire des dessins
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, io dans lesquels: Les figures 1 et 2 représentent, schématiquement, en coupe, un support d'enregistrement optique selon l'art antérieur, respectivement avant et après une opération d'écriture.
Les figures 3 et 4 représentent schématiquement, en coupe, un support d'enregistrement optique selon l'invention, respectivement avant et après une opération d'écriture.
La figure 5 représente schématiquement, en coupe, une variante de réalisation d'un support d'enregistrement optique selon l'invention.
Description de modes particuliers de réalisation
Selon un mode particulier de réalisation représenté aux figures 3 et 4, l'empilement formé par la couche déformable 5 et la couche de colle 6 dans le support d'enregistrement optique 1 représenté aux figures 1 et 2 est remplacé par une couche unique 10.
Ainsi, sur la figure 3, le support comporte un premier ensemble A comportant la couche support 2 munie de la piste 3 et la couche active 4 apte à se déformer localement sous l'effet d'une contrainte thermique provoquée lors d'une opération d'écriture de données. De plus, le support comporte la couche de protection 7 formant un second ensemble B et fixée à la couche active 4 du premier ensemble A par l'intermédiaire de la couche unique 10. A titre d'exemple, les couches support 2 et de protection 7 peuvent être en polycarbonate tandis que la couche active 4 peut être formée par un empilement de deux sous-couches, respectivement en ZnTe et en SnTe, avec une io épaisseur totale comprise entre 20 et 60nm.
La couche unique 10 est une couche adhésive déformable, c'est-à-dire une couche permettant non seulement de fixer de manière satisfaisante le second ensemble B au premier ensemble A mais capable également de se déformer sous contrainte pour absorber efficacement les déformations de la couche active 4 et donc ne pas bloquer la déformation de la couche active 4. Ainsi, comme illustré sur la figure 4, lorsqu'un rayonnement optique 8 traversant le support de protection 7 et la couche unique 10 (figure 3) atteint la couche active 4, il provoque un échauffement local et donc une contrainte thermique dans la couche active 4. Cette contrainte thermique entraîne alors une déformation locale 11 de la couche active 4 sous la forme d'une bulle qui correspond alors à une marque capable d'être lue par un rayonnement optique de lecture d'une puissance inférieure à celle du rayonnement optique d'écriture. De plus, la déformation locale 11 de la couche active 4 induit une contrainte mécanique sur la couche unique 10 qui est suffisamment déformable pour accompagner la déformation locale de la couche active 4.
Afin de permettre un assemblage satisfaisant et une déformation efficace de la couche active 4, la couche 10 est constituée par une couche de colle uréthane acrylate. En effet, il a été trouvé que les colles provenant de la famille des polymères à base d'uréthane et d'acrylate sont particulièrement adaptées aux supports d'enregistrement optique. Ce type de colles présente non seulement l'avantage d'être suffisamment adhésif pour assurer un assemblage satisfaisant entre les deux ensembles du support d'enregistrement optique mais qu'il est également suffisamment déformable pour accompagner la déformation de la couche active. Contrairement aux autres types de colle utilisés dans les supports d'enregistrement selon l'art antérieur, une colle uréthane acrylate est, suffisamment flexible ou élastique pour ne pas brider ou bloquer la couche io active 4. Ceci permet alors d'obtenir une modulation suffisante des déformations de la couche active 4 et donc une lecture ultérieure précise des données écrites par déformation de cette couche active 4.
Parmi les colles uréthane acrylate, le matériau formant la couche adhésive déformable 10 est avantageusement choisi de manière à avoir une température de transition vitreuse inférieure à 0 C et de préférence, comprise entre -50 C et -10 C. Avantageusement, il est également choisi de manière à présenter un module de cisaillement faible à température ambiante. Le module de cisaillement du matériau est, de préférence, de quelques MPa et, plus particulièrement, inférieur à 2Mpa. De plus, dans un mode préféré de réalisation, le matériau est choisi de manière à présenter une dureté comprise entre 10 et 70 Shore A. Ainsi, le fait de choisir une colle de type uréthane acrylate, avec, de préférence, un module de cisaillement faible à température ambiante, une température de transition vitreuse faible, un module de cisaillement faible et une dureté très faible apporte non seulement une certaine flexibilité à la couche mais également de très bonnes propriétés d'adhésion. L'épaisseur de la couche de colle uréthane acrylate est, de préférence, comprise entre 5pm et 100,um et plus particulièrement entre 10pm et 50,um. En effet, cette épaisseur ne limite pas l'ampleur de la déformation de la couche active Lorsque l'écriture et la lecture des données dans le support d'enregistrement sont réalisées à travers la couche de protection 7, l'indice de réfraction de la couche de colle 10 est, de préférence, voisin de celui de la couche de protection 7. Ceci permet alors aux rayonnements lumineux d'être peu ou pas déviés par la couche de colle 10. A titre d'exemple, l'indice de réfraction d'une couche de protection en polycarbonate est de 1,58 et les colles de type uréthane acrylate présentent généralement un indice de réfraction compris entre 1,45 et 1, 70. Au lieu de provenir de la face du support comportant la couche de protection 7, les rayonnements optiques d'écriture et/ou de lecture peuvent également provenir de la face opposée du support de manière à atteindre la couche active par l'intermédiaire de la couche support 2.
Dans un mode particulier de réalisation, l'assemblage des premier et second ensembles A et B est réalisé en plaçant un premier ensemble A formé de la couche support 2 et de la couche active 4 sur un porte- substrat équipé d'un moyen de centrage. Le porte-substrat est ensuite placé dans le bol d'un dispositif d'étalement à la tournette, puis, il est mis en rotation, à une vitesse de rotation relativement faible pour appliquer, sur la surface libre de la couche active 4, une colle uréthane acrylate non réticulée et présentant une viscosité compatible avec les machines industrielles. Par rotation du porte-substrat, un cordon annulaire de colle se forme alors autour du centre de la surface libre de la couche active 4. La mise en rotation du porte-substrat est ensuite arrêtée pour centrer et positionner la couche de protection 7 sur la couche active 4 munie de son cordon de colle. Après cette étape d'assemblage, une étape de centrifugation est réalisée de manière à former, à partir du cordon annulaire de colle, une couche de colle présentant une épaisseur homogène, sur la totalité de la surface de la couche active 4, en contact avec la couche de protection 7. La couche de colle est ensuite réticulée. L'étape de réticulation est, par exemple, réalisée dans un équipement d'insolation équipé d'une lampe UV, dont l'émission est, de préférence, axée sur une gamme de longueur d'onde comprise entre 320 et 390nm. Après un temps rapide d'exposition, par exemple de l'ordre d'une seconde, le support ainsi assemblé est retiré de l'équipement.
Dans une variante de réalisation, la colle uréthane acrylate peut être appliquée sur la couche de protection 7 ou bien elle peut être appliquée à la fois sur la o couche de protection 7 et sur la couche active 4.
De préférence, le matériau formant la couche de colle 10 est choisi de manière à être compatible avec le procédé de fabrication et/ou d'assemblage des supports d'enregistrement optiques. Ainsi, avantageusement, la colle est choisie 15 de manière à : être monocomposante, être stable avant réticulation, - être réticulée photochimiquement dans des domaines de longueurs d'onde usuels (par exemple UV-A), le temps nécessaire à la réticulation devant être 20 bref, par exemple de l'ordre d'une seconde, avoir une viscosité adaptée à un procédé d'assemblage industriel entre les deux ensembles A et B. Plus particulièrement, la colle est choisie de manière à présenter une viscosité comprise entre 200 à 900 mPa/s à 25 C, présenter une excellente mouillabilité par rapport aux interfaces à coller, être inerte chimiquement par rapport aux interfaces à coller, - être capable de résister au vieillissement en température et en humidité, dans les conditions préconisées d'un point de vue industriel.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus. A titre d'exemple, le support d'enregistrement optique peut comporter plusieurs niveaux d'enregistrement. Dans ce cas et comme représenté à la figure 5, la couche de protection 7 peut être munie d'une piste et une couche active supplémentaire 12 peut être disposée entre la couche adhésive déformable 10 et la couche de protection 7. Le mode d'enregistrement dans la couche active supplémentaire 12 peut être de tout type, la couche active supplémentaire 12 pouvant, ainsi, être organique ou inorganique. Par exemple, la couche active supplémentaire peut être une couche apte à se déformer sous l'effet d'une io contrainte thermique.
Claims (10)
1. Support d'enregistrement optique (1) doté : - d'un premier ensemble (A) comportant au moins une couche support (2) munie d'une piste (3) et une couche active (4) apte à se déformer sous l'effet d'une contrainte thermique et d'un second ensemble (B) comportant au moins une couche de protection (7), ledit second ensemble (B) étant fixé à la couche active (4) du premier ensemble (A) par l'intermédiaire d'une couche adhésive déformable, support caractérisé en ce que la couche adhésive déformable est constituée par une couche de colle uréthane acrylate (10).
2. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colle uréthane acrylate a une température de transition vitreuse inférieure à 0 C.
3. Support selon la revendication 2, caractérisé en ce que la température de transition vitreuse de la colle est comprise entre -50 C et -10 C.
4. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce 20 que la colle uréthane acrylate est de type mono-composante.
5. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche de colle uréthane acrylate (10) a un module de cisaillement inférieur à 2MPa.
6. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche de colle uréthane acrylate (10) a une dureté comprise entre 10 et 70 Shore A.
7. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la couche de colle uréthane acrylate (10) a une épaisseur comprise entre 5pm et 100,um.
8. Support selon la revendication 7, caractérisé en ce que la couche de colle uréthane acrylate (10) a une épaisseur comprise entre 10pm et 50,um.
9. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la couche de protection (7) est munie d'une piste et en ce que le second ensemble (B) comporte au moins une couche active supplémentaire (12) disposée entre la couche de colle uréthane acrylate (10) et la couche de protection (7).
10. Support selon la revendication 9, caractérisé en ce que la couche active supplémentaire (12) est une couche apte à se déformer sous l'effet d'une contrainte thermique.
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2005
- 2005-05-31 FR FR0505486A patent/FR2886446A1/fr not_active Withdrawn
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2006
- 2006-05-31 WO PCT/FR2006/001234 patent/WO2006129015A1/fr active Application Filing
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