JP2013529826A - 光学テープをパターニングするための低粘度モノマー - Google Patents
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Abstract
硬化性液体組成物を基材フィルム面にパターニングするステップを含む、基材フィルムからデータ記憶用の光学テープを形成するための方法である。特徴的に、硬化性液体組成物は、フリーラジカル光重合開始剤と、少なくとも１つのアクリレートを含む重合性成分とを含む。硬化性液体組成物に化学線が照射されて、基材フィルム上に配置されるパターニングされたインプリント層が形成される。多層データ記録アセンブリがインプリント層上に配置される。本方法によって作成される光学テープも提供される。
Description
背景
１．分野
本発明は光学テープ記憶技術、特に光学テープを作成するための方法に関する。
１．分野
本発明は光学テープ記憶技術、特に光学テープを作成するための方法に関する。
２．関連技術の説明
デジタルデータの量がますます増加していることにより、高容量記憶の解決策となる開発が続けられる弾みとなっている。これらの用途に適する技術は、光学テープ、磁気テープ、および光ディスクを含む。これらのうち、光学テープ技術がより大きい記憶容量を提供すると考えられている。
デジタルデータの量がますます増加していることにより、高容量記憶の解決策となる開発が続けられる弾みとなっている。これらの用途に適する技術は、光学テープ、磁気テープ、および光ディスクを含む。これらのうち、光学テープ技術がより大きい記憶容量を提供すると考えられている。
典型的な光学テープ媒体は、デジタルデータを記録するために、複数の層で被覆される、たとえばポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のようなベースフィルムを含む。重合体インプリント層は一般にベースフィルムの上に配置される。ある種類の光学テープでは、インプリント層の上に反射金属層が被覆され、さらにその上に誘電体層、相変化層、および誘電体層が順次被覆される。実際のデータ記録および読取は、相変化層で起こる。典型的な用途では、光学ヘッドアセンブリからパルスレーザビームが光学テープに照射され、それにより相変化層に相変化が起こり、そこにデータが符号化される。光学テープに符号化されたデータもレーザによって読取られ、反射層が光をディテクタに反射させる。さらに、光学テープは光学ヘッドを制御するために、サーボ制御システムで動作されるよう、テープの長さに沿って、インプリント層にエンボス加工されている光サーボマークを含む。現在の光学テープ技術はある程度うまく働くが、重合体インプリント層に関していくつかの問題がある。
インプリント層は、そこに起こる寸法的変化により、いくつかの有害な影響を与える傾向がある。たとえば、このような寸法的変化は、金属層および誘電体層での厚さの変動を引起し得る。これらの影響は、インプリント重合体の劣った機械的および熱的特性によるものだと考えられているが、金属層および誘電体層積層の際の、電子ビームの損害に対するインプリント層の感度も、これらの変化の一因になっていると考えられている。
したがって、光学テープ媒体で用いられるインプリント層の形成について、新しい材料および方法が必要である。
発明の概要
本発明は、少なくとも一実施形態において、基材フィルムからデータ記憶用の光学テープを形成するための方法を提供することにより、先行技術の１つ以上の問題を解決する。本実施形態の方法は、硬化性液体組成物を基材フィルム上にパターニングするステップを含む。硬化性液体組成物は、フリーラジカル光重合開始剤と、少なくとも１つのアクリレートを含む重合性成分とを含む。基材フィルム上に被覆された硬化性液体組成物には、化学線が照射され、これにより基材フィルム上に配置されるパターニングされたインプリント層が形成される。多層データ記録アセンブリは、第２のインプリント層面に配置されて、光学テープが形成される。好適に、本実施形態で形成されるインプリント層は電子ビームの損傷を受けにくく、光学テープ媒体を製造するために現在用いられているインプリント層と比べて、機械的安定性が向上している。
本発明は、少なくとも一実施形態において、基材フィルムからデータ記憶用の光学テープを形成するための方法を提供することにより、先行技術の１つ以上の問題を解決する。本実施形態の方法は、硬化性液体組成物を基材フィルム上にパターニングするステップを含む。硬化性液体組成物は、フリーラジカル光重合開始剤と、少なくとも１つのアクリレートを含む重合性成分とを含む。基材フィルム上に被覆された硬化性液体組成物には、化学線が照射され、これにより基材フィルム上に配置されるパターニングされたインプリント層が形成される。多層データ記録アセンブリは、第２のインプリント層面に配置されて、光学テープが形成される。好適に、本実施形態で形成されるインプリント層は電子ビームの損傷を受けにくく、光学テープ媒体を製造するために現在用いられているインプリント層と比べて、機械的安定性が向上している。
別の実施形態において、基材フィルムからデータ記憶用の光学テープを形成するための方法が提供される。特徴として、基材フィルムは第１の基材面および第２の基材面を有する。本実施形態の方法は、硬化性液体組成物を基材フィルム上にパターニングするステップを含む。硬化性液体組成物は、フリーラジカル光重合開始剤と、少なくとも１つのアクリレートを含む重合性成分とを含む。基材フィルム上に被覆された硬化性液体組成物には化学線（たとえば紫外線）が照射されて、これにより基材フィルム上に配置されるパターニングされたインプリント層が形成される。金属層は、パターニングされたインプリント層上に配置される。次に、第１の誘電体層が金属層上に配置される。相変化層は第１の誘電体層上に被覆される。最後に、第２の誘電体層が相変化層上に配置される。
さらに別の実施形態において、上記の方法によって形成されるインプリント層が提供される。インプリント層は、フリーラジカル光重合開始剤の残留物、および少なくとも１つのアクリレートを含む重合性成分（たとえば、モノマー）の残留物を含む。インプリント層は任意に、フリーラジカル光重合開始剤の残留物をさらに含む。
図面の簡単な説明
本発明の例示的実施形態は、詳細な説明および添付の図面からより十分に理解されるであろう。
本発明の例示的実施形態は、詳細な説明および添付の図面からより十分に理解されるであろう。
本発明の詳細な説明
現在発明者たちが知っている本発明を実施するための最良のモードをなす、本発明の好ましい組成物、実施形態および方法がより詳細に説明される。図面は必ずしも尺度どおりに描かれていない。しかし、開示された実施形態は本発明の単なる例示であり、さまざまなおよび代替的な態様で実施できることは理解されるべきである。したがって、ここに開示される具体的な詳細は限定的に解釈されるべきものではなく、本発明のいずれかの局面の代表的な基本原理として、および／または本発明を多様に用いるために、当業者に対する教示をなす代表的な基本原理としてのみ、解釈されるべきである。
現在発明者たちが知っている本発明を実施するための最良のモードをなす、本発明の好ましい組成物、実施形態および方法がより詳細に説明される。図面は必ずしも尺度どおりに描かれていない。しかし、開示された実施形態は本発明の単なる例示であり、さまざまなおよび代替的な態様で実施できることは理解されるべきである。したがって、ここに開示される具体的な詳細は限定的に解釈されるべきものではなく、本発明のいずれかの局面の代表的な基本原理として、および／または本発明を多様に用いるために、当業者に対する教示をなす代表的な基本原理としてのみ、解釈されるべきである。
実施例以外では、または特に言わないかぎり、材料の量または反応条件および／または使用条件を示す本明細書における数値的量は、本発明の最も広い範囲を記載する際に、「約」の用語によって修飾されるものと理解される。示されている数値的限定内での実施が一般に好ましい。さらに、特に示さないかぎり、パーセント、「部」および割合の値は重量に基づくものである。本発明に関連して、所与の目的のための適切なまたは好ましい材料のグループまたはクラスの説明は、そのグループまたはクラスのいずれか２つまたはそれ以上の混合物が等価に適切または好ましいことを意味する。化学用語での構成物の説明は、明細書に示されているいずれかの組合せに対する添加時のものを示し、一旦混合された混合物の構成要素間での化学的相互作用を必ずしも除外するものではない。頭字語または他の省略語の最初の定義は、以降ここで用いられる同じ略語に当てはまる。さらに、特に言わないかぎり、ある特性の測定は、その同じ特性について前にまたは後で言及した同じ技術によって定められるものである。
さらに、本発明は以下に記載される特定の実施形態および方法に限定されるものではない。なぜなら、特定の成分および／または条件は当然変動し得るからである。さらに、ここで用いられる用語は本発明の特定の実施形態を記載する目的のためにのみ用いられており、いかなる限定も意図されない。
さらに、明細書本文および請求項で用いられている単数形のａ、ａｎおよびｔｈｅは、内容によって特に示されないかぎり、複数形をも含む。たとえば、単数形での成分の言及は、複数の成分を含むことも意図される。
本願において、刊行物が言及されている場合には、これら刊行物の開示は、本発明に関わる技術をより十分に記載するために、引用によりここに援用される。
図１および図２を参照して、デジタルデータを記憶するための光学テープ媒体が概略的に示される。図１は光学テープ媒体の上面図である。図２は光学テープ媒体の断面図である。光学テープ１０は、基材フィルム１２を含み、基材フィルム面１４および１６を有する。典型的に、基材フィルム１２は、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）から形成される。インプリント層２０は、基材フィルム面１６上に配置される。インプリント層２０は、インプリント層面２２およびインプリント層面２４を含み、インプリント層面２２は基材フィルム１２により近い。有利に、インプリント層２０は以下に記載の方法によって作られる。多層データ記録アセンブリ２８はインプリント層２０上に配置される。多層データ記録アセンブリ２８は典型的には、データの光学的記録に関わる１つ以上の層を含む。
続けて図１および２を参照して、多層データ記録アセンブリ２８の一例が示される。多層データ記録アセンブリ２８は、インプリント層面２４上に配置される金属層３０を含む。金属層３０は、金属層面３２および金属層面３４を含む。金属層面３２は金属層面３４よりもインプリント層２０に近い。多層データ記録アセンブリ２８は、金属層面３４上に配置される誘電体層４０をさらに含む。誘電体層４０は、誘電体層面４２および、金属層３０により近い誘電体層面４４を含む。多層データ記録アセンブリ２８は、誘電体層４０上に配置される相変化層５０をさらに含む。相変化層５０は、相変化層面５２および相変化層５０により近い相変化層面５４を含む。最後に、本実施形態はさらに多層データ記録アセンブリ２８をも含む。多層データ記録アセンブリ２８は、金属層面５４上に配置される誘電体層６０をさらに含む。
図３を参照して、上記の光学記憶媒体の製造を示す概略図が提供される。光学テープ形成システム７０は、スプール７２を含み、ここからテープ状の基材フィルム１６が供給される。光学テープ形成システム７０の動作の間、基材フィルム１２は、ｄ1−ｄ5によって示される方向に動き、方向ローラ７４−８２によって案内される。基材フィルム１２の基材フィルム面１６は、ディスペンサ８８からの硬化性液体組成物８６によって被覆される。ある形態において、硬化性液体組成物８６は、フリーラジカル光重合開始剤と、少なくとも１つのアクリレートを含む重合性成分とを含む。図３に示される形態では、ディスペンサ８８を用いて、硬化性液体組成物８６を基材フィルム１２上に被覆する。被覆された基材フィルム９４は、基材フィルム１２上に配置された硬化性液体層９６を含む。被覆された基材フィルム９４は、パターニングローラ９８に進む。パターニングローラ９８は、被覆された基材フィルム９４上にインプリントされるべきパターンを規定する突出部１００を含む。硬化エネルギ源１０２は、化学線を硬化性液体層９６に照射し、そこでラジカル重合を引起して、インプリント層２０を形成する。典型的に、硬化エネルギ源１０２は、紫外線（ＵＶ）光源である。硬化を助けるために、熱を与える目的で、熱源１０４が任意に提供される。硬化後、インプリント層２０には、パターン１０６がインプリントされる。
続けて図３を参照して、多層データ記録アセンブリ２８は、方向ｄ5に沿って製造される。ある形態では、金属成長ステーション１１０を用いて、インプリント層２０上に金属層３０を成長させる。用いることができる成長プロセスの例は、スパッタリングおよび蒸着を含む。典型的に、金属成長１１０はスパッタリングリアクタである。基材フィルム１２は次に誘電体成長ステーション１１２に進み、誘電体層４０が形成される。相変化層５０は、相変化被覆システム１１４において誘電体層４０上に被覆される。典型的に、相変化層５０は金属合金であり、非結晶質状態と結晶状態との間で著しい光学的および電気的違いを有する。誘電体層６０は、誘電体成長ステーション１１６を介して、相変化層５０上に成長される。金属層３０、誘電体層４０、６０および相変化層５０は単一または多層構造であり得る。一例として、いくつかの層は、より優れた反射制御および長期の安定性のために、２つまたは３つの副層を用いる。最後に、光学テープ１０は、スプール１２０に巻取られる。有利に、本方法によって形成された光学テープは、優れた機械的および熱的特性を有することが観測されている。特に、この方法により、約２ミクロン未満の厚さで、インプリント層を形成することができる。別の形態では、インプリント層の厚さは１．５ミクロン未満である。さらに別の形態では、インプリント層は約０．１から約０．５ミクロンの厚さを有する。さらに他の形態では、インプリント層は約０．２ミクロンを超える厚さを有する。さらに別の形態では、インプリント層は０．３から０．４ミクロンの間の厚さを有する。さらに他の形態では、インプリント層は約０．１から約０．２５ミクロンの厚さを有する。
幾つかの形態において、光学テープ製造工程は、インプリント層の形成の後、停止させられる。この形態では、被覆された基材は、後で処理するためにスプールに巻取られてもよい。別の形態において、光学テープは、カートリッジ内に嵌合するために、スリットされてもよい。
上記のように、本発明のさまざまな実施形態は、ラジカル重合される硬化性液体組成物を有利に用いる。
有利に、硬化性液体組成物は２５℃において約５０ｃｐｓ未満の粘度を有する。別の形態では、硬化性液体組成物は、２５℃において約３０ｃｐｓ未満の粘度を有する。別の形態において、硬化性液体組成物は、２５℃において約２０ｃｐｓ未満の粘度を有する。別の形態において、硬化性液体組成物は、２５℃において約１０ｃｐｓ未満の粘度を有する。典型的に、硬化性液体組成物の粘度は、２５℃において約２ｃｐｓよりも大きい。別の形態において、硬化性液体組成物は、２５℃において約５ｃｐｓより大きい粘度を有する。硬化性液体組成物は、１つ以上のアクリレートを含む。適切なアクリレートの例は、モノアクリレート、ジアクリレート、３官能以上の多官能アクリレート、およびその組合せを含む。ある形態において、重合性成分は、硬化性液体組成物の総重量の約９０から約９９重量パーセントを占める。別の形態において、重合性成分は、硬化性液体組成物の総重量の約９３から約９９重量パーセントを占める。さらに別の形態において、重合性成分は、硬化性液体組成物の総重量の約９５から約９９重量パーセントを占める。
ある形態において、硬化性液体組成物は以下の式Ｉで示されるアクリレートを含み、：
ここでＲ1は水素または置換もしくは非置換アルキルであり、Ｒ2は４つ以上の炭素原子を有する置換もしくは非置換アルキル、置換もしくは非置換シクロアルキル、置換もしくは非置換シクロアルケニル、または置換もしくは非置換アリールである。好ましくは、Ｒ1は水素またはメチルであり、Ｒ2はｎ−ブチル、ｔ−ブチル、イソボルニル、フェニル、ベンジル、ジシクロペンテニル、ジシクロペンテニルオキシエチル、エチレングリコールジシクロペンチルエーテル、シクロヘキシルおよびナフチルである。最も好ましいエチレン性不飽和モノマーは、イソボルニルアクリレートモノマーである。特に有用なモノマーは以下の式によって提供される：
さらなる形態において、硬化性液体組成物は以下の式ＩＩで示される化合物を含み：
ここでＲ3は水素または置換もしくは非置換アルキル（たとえば、メチル、エチルなど）であり、Ｒ4は炭化水素部分である。ある形態において、Ｒ4はアルキレン基である。さらなる形態において、Ｒ4は−（ＣＨ2）ｎ−で記述され、ｎは１から１０の整数である。特に有用な形態において、式ＩＩで示される化合物は、以下の式で示されるものである：
特に有用な形態において、硬化性液体組成物は、式Ｉで示される化合物と式ＩＩで示されるアクリレートとの組合せを含む。本形態の一つの局面において、式Ｉで示されるアクリレートは、硬化性液体組成物の総重量の約５５重量パーセントから約７５重量パーセントを占め、式ＩＩで示されるアクリレートは、硬化性液体組成物の総重量の約２５重量パーセントから約４５重量パーセントを占める。
硬化性液体組成物はさらにフリーラジカル光重合開始剤を含む。適切なフリーラジカル光重合開始剤は、ベンゾフェノン類、アセトフェノン誘導体、およびその組合せを含むが、これらに限定されない。具体的な例として、アルファ−ヒドロキシアルキルフェニルケトン、ベンゾイン類（たとえば、ベンゾインアルキルエーテルおよびベンジルケタール）、モノアシルホスフィンオキシド、ビスアシルホスフィンオキシドおよびその組合せを挙げることができる。特に有用な光重合開始剤はビス（2,4,6 - トリメチルベンゾイル） - フェニルホスフィンオキシドである。ある形態において、フリーラジカル光重合開始剤は、硬化性液体組成物の総重量の約０．１から約１０重量パーセントを占める。別の形態において、フリーラジカル光重合開始剤は、硬化性液体組成物の総重量の約０．５から約８重量パーセントを占める。さらに別の形態において、フリーラジカル光重合開始剤は、硬化性液体組成物の総重量の約１から約５重量パーセントを占める。
本発明のさまざまな方法は、上記の重合体インプリント層を形成するために用いられる。したがって、インプリント層は上記の１つ以上のアクリレートの残留物を含むことによって特徴付けられる。特に、インプリント層は、式Ｉおよび式ＩＩによって示される化合物の残留物を含む。インプリント層はさらに上記のフリーラジカル光重合開始剤の残留物をも含む。
重合体インプリント層は、約６６重量パーセントのイソボルニルアクリレート、３０重量パーセントの1,6 - ヘキサンジオールジアクリレート、および4重量パーセントのビス（2,4,6 - トリメチルベンゾイル） - フェニルホスフィンオキシドを含む混合物を、基材フィルム上に被覆することによって形成される。被覆された基材フィルムは、パターニングローラを通過しながらＵＶ光で硬化されて、インプリント層が形成される。
本発明の実施の形態が図示および説明されたが、これら実施の形態は本発明の可能な形すべてを図示および説明するものではないと考えられるべきである。本明細書で用いられる用語は、限定よりも説明のための文言であり、さまざまな変更は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなくなされることは理解される。
Claims (20)
- 基材フィルムからデータ記憶用の光学テープを形成するための方法であって、基材フィルムは第１の基材面および第２の基材面を有し、該方法は：
ａ） 硬化性液体組成物を前記基材フィルムの第２の基材面上にパターニングするステップを備え、該硬化性液体組成物は、フリーラジカル光重合開始剤と、少なくとも１つのアクリレートを含む重合性成分とを含み、
ｂ） 硬化性液体組成物に光照射して、前記基材フィルム上に配置されるパターニングされたインプリント層を形成するステップを備え、該インプリント層は第１のインプリント層面および第２のインプリント層面を有し、第１のインプリント層面は、第２のインプリント層面よりも第２の基材面に近く、さらに
ｃ） 多層データ記録アセンブリを第２のインプリント層面上に配置するステップを備える、方法。 - 前記硬化性液体組成物は、式Ｉで示されるアクリレートを含み：
- Ｒ1は水素またはメチルである、請求項２に記載の方法。
- Ｒ2はｎ−ブチル、ｔ−ブチル、イソボルニル、フェニル、ベンジル、ジシクロペンテニル、ジシクロペンテニルオキシエチル、エチレングリコールジシクロペンチルエーテル、シクロヘキシルおよびナフチルである、請求項２に記載の方法。
- 前記硬化性液体組成物は、
- 前記硬化性液体組成物は、以下の式ＩＩで示される化合物を含み：
- Ｒ3は水素またはメチルである、請求項３に記載の方法。
- Ｒ4はアルキレン基である、請求項３に記載の方法。
- Ｒ4は−（ＣＨ2）ｎ−で記述され、ｎは１から１０の整数である、請求項３に記載の方法。
- 前記少なくとも１つのアクリレートは、
- ステップｃ）は、
ｄ） 金属層を前記第２のインプリント層面上に成長するステップと、
ｅ） 誘電体層を前記金属層上に成長するステップと、
ｆ） 相変化層を前記第１の誘電体層上に成長するステップと、
ｇ） 第２の誘電体層を前記相変化層上に成長するステップとを含む、請求項１に記載の方法。 - 前記硬化性液体組成物に、紫外線光が照射される、請求項１に記載の方法。
- 前記硬化性液体組成物を前記第２の基材面に塗布して被覆された基材を形成し、さらに
硬化性液体組成物がパターニングされるよう、被覆された基材上の前記硬化性液体組成物をインプリンタと接触させることにより、
前記硬化性液体組成物は前記第２の基材面上にパターニングされる、請求項１に記載の方法。 - 基材フィルムからデータ記憶用の光学テープを形成するための方法であって、基材フィルムは第１の基材面および第２の基材面を有し、該方法は：
ａ） 硬化性液体組成物を、前記基材フィルムの第２の基材面上にパターニングするステップを備え、該ステップは
前記硬化性液体組成物を前記第２の基材面に塗布して被覆された基材を形成し、さらに
硬化性液体組成物がパターニングされるよう、被覆された基材上の前記硬化性液体組成物をインプリンタと接触させることにより行われ、
前記硬化性液体組成物は、フリーラジカル光重合開始剤と、以下の式Ｉで示される化合物および式ＩＩで示される化合物を含む重合性成分とを含み：
Ｒ1は水素または置換もしくは非置換アルキルであり、
Ｒ2は４つ以上の炭素原子を有する置換もしくは非置換アルキル、置換もしくは非置換シクロアルキル、置換もしくは非置換シクロアルケニル、または置換もしくは非置換アリールであり、
Ｒ3は水素または置換もしくは非置換アルキルであり、
Ｒ4は炭化水素部分であり、
ｂ） 硬化性液体組成物に光照射して、前記基材フィルム上に配置されるパターニングされたインプリント層を形成するステップを備え、該インプリント層は第１のインプリント層面および第２のインプリント層面を有し、第１のインプリント層面は、第２のインプリント層面よりも第２の基材面に近く、
ｃ） 多層データ記録アセンブリを第２のインプリント層面上に配置するステップと、
ｄ） 金属層を前記第２のインプリント層面上に成長するステップと、
ｅ） 誘電体層を前記金属層上に成長するステップと、
ｆ） 相変化層を前記第１の誘電体層上に成長するステップと、
ｇ） 第２の誘電体層を前記相変化層上に成長するステップとを備える、方法。 - 前記金属層はスパッタリングにより成長される、請求項１４に記載の方法。
- Ｒ1は水素またはメチルであり、
Ｒ2はイソボルニル、フェニル、ベンジル、ジシクロペンテニル、ジシクロペンテニルオキシエチル、エチレングリコールジシクロペンチルエーテル、シクロヘキシルおよびナフチルであり、
Ｒ3は水素またはメチルであり、
Ｒ4はアルキレン基である、請求項１４に記載の方法。 - 前記硬化性液体組成物は、
- Ｒ4は−（ＣＨ2）ｎ−で記述され、ｎは１から１０の整数である、請求項３に記載の方法。
- 前記少なくとも１つのアクリレートは、
- フリーラジカル光重合開始剤の残留物、ならびに、以下の式Ｉで示される化合物および式ＩＩで示される化合物を含む重合性成分の残留物を備え、
Ｒ1は水素または置換もしくは非置換アルキルであり、
Ｒ2は４つ以上の炭素原子を有する置換もしくは非置換アルキル、置換もしくは非置換シクロアルキル、置換もしくは非置換シクロアルケニル、または置換もしくは非置換アリールであり、
Ｒ3は水素または置換もしくは非置換アルキルであり、
Ｒ4は炭化水素部分である、重合体インプリント層。
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