JP2014526958A - 高屈折率の紫外線硬化型コーティングを利用する、損傷した光学基板を復元するための方法及び組成物 - Google Patents

Abstract

本発明は、光学基板の表面の欠陥を修復するための方法を記載する。その方法は、放射硬化性コーティングを提供するステップと、その後、光学基板の表面にコーティングを塗布するステップとを含む。コーティングは、次に、ＵＶ光源を用いて硬化し、コーティングの屈折率を、基板の屈折率の±１０％未満にする。硬化したコーティングは、２５℃で約３１５ｃＰ未満の粘度を示す。また、本発明は、光学基板を修復するための新規のコーティング組成物を記載する。

Description

本発明は、２０１１年７月１４日出願の米国仮特許出願第６１／５０７，６６２号の利益を主張し、本明細書に完全に記載されているように、全ての目的について、参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、一般に、損傷した光学基板を復元する方法、及び／又は、またこの光学基板の傷を低減又は除去するための方法を対象とする。また、本発明は、損傷した光学基板を修復するため、及び／又は、この光学基板の傷を低減又は除去するために使用される、コーティング組成物を対象とする。

ＣＤ及びＤＶＤなどの光学基板は、音楽、映画及びビデオゲームなどのメディアへアクセスするために、ますます多用される媒体となっている。事実、ＮｅｔＦｌｉｘ及びＢｌｏｃｋｂｕｓｔｅｒなどのサービスプロバイダーは、光学基板を使用して、郵送で顧客に直接媒体を送付している。しかしながら、顧客が、損傷した光学基板及び／又は傷のついた光学基板を受け取ることが少なくない。損傷によって、光学基板が、デジタルディスクリーダによってスキップされたり、又は完全に読めなくなる可能性がある。さらに、傷のある光学基板は、光学基板の外観を損なう。これらのいずれかの又は両方は、現在の顧客及び潜在的な顧客の離れを左右し得る重要な関心事であるため、少なくともこれらの問題に対する解決策が非常に望まれている。

螺旋トラックの形で光学基板上に記録されたデジタル情報を復号するために、光学読み取りシステムが使用される。レーザービームがトラックの下層部を透過し、反射されて、フォトダイオードに接触して電気信号が生成される。トラックの表面にくぼみが存在する場合、ビームが適切に反射されず、信号が生成されない。光学読み取りシステムは、トラック上の影響を受けない配列を読み取ることができるまでバックトラックする。この動作は、スキップと呼ばれる。傷が大きな場合、光学基板が完全に読めなくなることがある。

光学基板を修復するための従来の方法は、機械的摩耗を利用すること及び研磨装置を利用することを含む。具体的には、ディスクが研磨剤を用いて研磨される、及び／又は、傷を埋めるためにワックス材料が塗布される。しかしながら、充填剤は、仕上りを曇らせたり、時間とともに緩む可能性があるため、ワックス充填法は好ましくない。従って、光学基板のスキップが再発する可能性がある。さらに、研磨が連続的に適用されると、光学媒体の表面が薄くする。このため、新しい光学基板が必要となり、製造コストが上昇してしまう。

光学基板の表面を処理するための別の方法は、揮発性溶媒を使用することを提案している。具体的には、揮発性溶媒は、空隙を充填するために、光媒体の表面にリフローを引き起こす。しかしながら、そのような溶媒は、一般的に環境に優しくないと分類される。現行の環境法及び保留中の環境法の観点から、このような溶媒は禁止されているか、又は好ましくない。さらに、米国及び世界中のグリーン技術への取り組みは、環境に配慮していない化学物質の使用削減に対する社会的な抗議に拍車をかけている。

従来の方法の別の欠点として、処理時間がある。例えば、１枚の基板を処理するために、研磨法及び溶媒の塗布に数分かかる可能性がある。比較的長い処理時間は、商用スループットを低下させる。さらに、比較的長い期間にわたる処理装置の実行は、処理コストの増加をもたらす。

当該技術分野において、光学基板を修復するための改良された方法が所望されている。

また、当該技術分野において、光学基板を修復するための改良された方法も所望されている。

また、当該技術分野において、損傷した光学基板を修復するための、グリーン技術への取り組みの観点から環境に優しい方法も所望されている。

また、当該技術分野において、光学基板の美的外観を向上させるための方法も所望されている。

さらに、可読性及び／又は基板の美的特徴を改良するための新規の組成物も所望されている。

光学読み取り装置によるＣＤ又はＤＶＤなどの光学基板の可読性を大幅に改良するという本発明の方法が、本発明者によって考案される。また、ユーザーへのその美的外観を向上させるために、光学基板の表面の傷を低減するための方法も、本発明者により考案される。可読性のみならず、光学基板の美的外観を向上させることが可能な新規のコーティング組成物も記載される。さらに、新規なコーティングを用いて光学基板を処理するための機械を使用するシステムも記載される。

本発明者によると、技術は、光学基板の屈折率に密接に一致する屈折率を有するエネルギー硬化性コーティング組成物を塗布することを含む。これにより、スキップを最小化するように、光学基板のレーザー読み取り側が修復される。塗布され、硬化されたコーティングの更なる利点は、改善された耐傷性である。

本発明の第一の態様において、光学基板の表面の欠陥を修復するための方法が開示されている。２５℃で約３１５ｃＰ未満の粘度を示す放射硬化性コーティングを、基板の表面に塗布する。塗布されたコーティングは、ＵＶ光源を用いて硬化される。硬化されたコーティングは、基板の屈折率の約±１０％以内の屈折率を有する。

本発明の第二の態様において、光学基板の表面の欠陥を修復するための、放射硬化性組成物を開示する。組成物は、約１５重量％を超える、芳香族又は脂肪族（メタ）アクリレートオリゴマーを含む。また、（メタ）アクリレートモノマー及び光開始剤も含む。その組成物は、２５℃で約３１５ｃＰ未満の粘度を示す。

本発明の第三の態様において、光学基板修復システムを開示する。そのシステムは、表面欠陥を有する光学基板、放射硬化性組成物、及び光学基板上に組成物を塗布し、その後に塗布された組成物を硬化する機械を含む。

本発明の追加の特徴及び利点を、以下の説明に記載し、一部はその説明から明らかになる、又は、本発明の実施によって知ることができる。本発明の利点は、記載された説明及び本明細書の特許請求の範囲だけではなく添付の図面において、特に指摘された構造によって、実現及び達成されるであろう。

ここで、本発明の実施形態について詳細に参照し、当該実施形態の例は、添付の図面に示されている。

本願は、損傷した光学基板の可読性を向上させるための、方法及び組成物を記載する。その方法は、本発明に係る組成物を、光学基板のレーザー読み取り側へ塗布すること及び、塗布されたコーティングをＵＶ放射へ供することを含む。その目的は、塗布したコーティングの屈折率レベルを光学基板の屈折率レベルと密接に一致させることである。そうすることにより、光学基板のレーザー読み取り側を平坦化し、スキップの減少及び／又は排除をもたらす。さらに、光学基板の視覚特性は、有意に少ない傷を示す。ディスクが視覚的に損なわれると、それは再販価値を失い、たとえそれが許容可能なＰＩ Ｓｕｍ ８平均を有し、例えば、ＤＶＤ及びＣＤプレーヤーにおいてよく実行したとしても、顧客へ質の低下を認識させる。従って、光学基板を再販又はレンタルする事業を行っている企業は、光学基板の美的特性は、ＰＩ Ｓｕｍ ８平均と同様に重要であると考えている。

組成物は、以下により詳細に説明するように、ＵＶ硬化性材料を用いて、光学基板のレーザー読み取り側の表面欠陥を埋める。組成物は、光学基板の屈折率と同等の屈折率を有する。屈折率整合のための好ましい材料は、ポリカーボネートであるが、他のプラスチック及びガラス基板を用いても良い。代替的な実施形態において、本発明の組成物及び方法を、基板がＵＶ硬化性コーティングでコーティングされている他の用途とともに、様々なレンズ、包装、ウィンドウ及びケーシング用途のための、ホウケイ酸ガラス（ＲＩ＝１．４７）；ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ、ＲＩ＝１．４９）；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、ＲＩ＝１．５７〜１．５８）を修復するために、使用することができる。典型的には、光学基板は、１．４５〜１．６０の範囲の屈折率を有する。

光学基板は、ＣＤ、スーパーオーディオＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ及び読み取り側のＤＶＲなどを含み得るが、それらに限定されない。既知の光磁気光学基板は、少なくとも以下を含む。

ＣＤ−ＤＡ＝コンパクトディスクデジタルオーディオ

ＣＤ−ＲＯＭ＝コンパクトディスク読み取り専用メモリー

ＤＶＤ−ＲＯＭ＝デジタル多用途ディスク読み取り専用メモリー

ＣＤ−Ｒ＝コンパクトディスクレコーダブル

ＤＶＤ−Ｒ＝デジタル多用途ディスクレコーダブル

ＣＤ−ＲＷ＝コンパクトディスクリライタブル

ＤＶＲ＝高密度ディスクレコーダブル

一般に、本発明に係る組成物は、少なくとも（メタ）アクリル化オリゴマー、（メタ）アクリル化モノマー及び光開始剤を含む。組成物は、本発明に記載されるように選択された光学基板に関わる、光学基板を修復するために必要とされる、他の添加剤を含み得る。例えば、組成物は、さらに、増感剤、共力剤、安定剤及び流動助剤を含み得る。

本発明の第一の態様において、組成物の成分及びそれらの好ましい重量百分率を含む、一般式Ｉを開示する。表１を参照。

一実施形態において、本組成物は、芳香族（メタ）アクリレートオリゴマーを含む。別の実施形態では、コーティング組成物は、脂肪族（メタ）アクリレートオリゴマーを含む。芳香族又は脂肪族（メタ）アクリレートオリゴマーは、単官能性であり得る。あるいは、脂肪族又は芳香族（メタ）アクリレートオリゴマーは、多官能性であり得る。（メタ）アクリレートオリゴマーは、エポキシ、芳香族及び脂肪族ウレタン、ポリエステル、ポリエーテル、メラミン及びそれらの組み合わせのいずれかから選択することができる。

さらに別の実施形態において、オリゴマーは、硫黄原子、臭素原子又はそれらの組み合わせを含み得る。硫黄又は臭素原子は、有機材料の屈折率を上昇させるために選択される。

好ましい実施形態において、コーティング組成物の０〜９０重量％は、一以上の芳香族／脂肪族（メタ）アクリレートオリゴマーを含む。例示的な実施形態において、組成物中の芳香族／脂肪族（メタ）アクリレートオリゴマーの量は、約１０〜９０重量％、２０〜９０重量％、３０〜９０重量％、４０〜９０重量％、５０〜９０重量％、６０〜９０重量％、７０〜９０重量％及び８０〜９０重量％の範囲である。別の例示的な実施形態において、組成物中の芳香族／脂肪族（メタ）アクリレートオリゴマーの量は、約１０〜８０重量％、１０〜７０重量％、１０〜６０重量％、１０〜５０重量％、１０〜４０重量％、１０〜３０重量％、及び１０〜２０重量％の範囲であり得る。さらに別の例示的な実施形態において、芳香族／脂肪族（メタ）アクリレートオリゴマーの量は、約２０〜８０％、３０〜７０％及び４０〜６０％の範囲である。

さらに例示的な実施形態において、組成物中の芳香族／脂肪族（メタ）アクリレートオリゴマーの量は、約１重量％、２重量％、３重量％、４重量％、５重量％、６重量％、７重量％、８重量％、９重量％、１０重量％、１１重量％、１２重量％、１３重量％、１４重量％、１５重量％、１６重量％、１７重量％、１８重量％、１９重量％、２０重量％、２１重量％、２２重量％、２３重量％、２４重量％、２５重量％、２５重量％、２６重量％、２７重量％、２８重量％、２９重量％、３０重量％、３１重量％、３２重量％、３３重量％、３４重量％、３５重量％、３６重量％、３７重量％、３８重量％、３９重量％、４０重量％、４１重量％、４２重量％、４３重量％、４４重量％、４５重量％、４６重量％、４７重量％、４８重量％、４９重量％、５０重量％、５１重量％、５２重量％、５３重量％、５４重量％、５５重量％、５６重量％、５７重量％、５８重量％、５９重量％、６０重量％、６１重量％、６２重量％、６３重量％、６４重量％、６５重量％、６６重量％、６７重量％、６８重量％、６９重量％、７０重量％、７１重量％、７２重量％、７３重量％、７４重量％、７５重量％、７６重量％、７７重量％、７８重量％、７９重量％、８０重量％、８１重量％、８２重量％、８３重量％、８４重量％、８５重量％、８６重量％、８７重量％、８８重量％、８９重量％、９０重量％、９１重量％、９２重量％、９３重量％、９４重量％及び９５重量％である。

別の実施形態において、コーティング組成物は、単官能性（メタ）アクリレートモノマーを含む。一般的に、使用することができる（メタ）アクリレートは、テトラヒドロフルフリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、２−エトキシエチルアクリレート、イソデシルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクチルアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ベンジルアクリレート、トリデシルアクリレート、カプロラクトンアクリレート、エトキシ化ノニルフェノールアクリレート、及びポリプロピレングリコールアクリレート並びにそれらの組み合わせを含む。

代替的な実施形態において、モノマーは多官能性であり得る。好ましくは、多官能性モノマーは、ジ、トリ及びより高次の官能性アクリレートから選択される。ジアクリレートは、トリエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＯＤＡ）、ネオペンチル（ｎｅｏｐｅｎｙｌ）グリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート（ＤＰＧＤＡ）、トリプロピレングリコールジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート及びプロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレートを含む。代替的な実施形態において、（メタ）アクリレートモノマーは、少なくとも一つのα、β−エチレン性不飽和、放射重合性基を含む。

より高次の官能性アクリレートは、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ）、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート及びエトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレートを含むがそれらに限定されない。

好ましい実施形態において、０〜９０重量％のコーティング組成物は、一以上の（メタ）アクリレートモノマーを含む。例示的な実施形態において、組成物中の（メタ）アクリレートモノマーの量は、約１０〜９０重量％、２０〜９０重量％、３０〜９０重量％、４０〜９０重量％、５０〜９０重量％、６０〜９０重量％、７０〜９０重量％及び８０〜９０重量％の範囲である。別の例示的な実施形態において、組成物中の一以上の（メタ）アクリレートモノマーの量は、約１０〜８０重量％、１０〜７０重量％、１０〜６０重量％、１０〜５０重量％、１０〜４０重量％、１０〜３０重量％及び１０〜２０重量％の範囲である。さらに別の例示的な実施形態において、組成物中の（メタ）アクリレートモノマーの量は、約２０〜８０％、３０〜７０％及び４０〜６０％の範囲である。

更なる例示的な実施形態において、組成物中の（メタ）アクリレートモノマーの量は、約１重量％、２重量％、３重量％、４重量％、５重量％、６重量％、７重量％、８重量％、９重量％、１０重量％、１１重量％、１２重量％、１３重量％、１４重量％、１５重量％、１６重量％、１７重量％、１８重量％、１９重量％、２０重量％、２１重量％、２２重量％、２３重量％、２４重量％、２５重量％、２５重量％、２６重量％、２７重量％、２８重量％、２９重量％、３０重量％、３１重量％、３２重量％、３３重量％、３４重量％、３５重量％、３６重量％、３７重量％、３８重量％、３９重量％、４０重量％、４１重量％、４２重量％、４３重量％、４４重量％、４５重量％、４６重量％、４７重量％、４８重量％、４９重量％、５０重量％、５１重量％、５２重量％、５３重量％、５４重量％、５５重量％、５６重量％、５７重量％、５８重量％、５９重量％、６０重量％、６１重量％、６２重量％、６３重量％、６４重量％、６５重量％、６６重量％、６７重量％、６８重量％、６９重量％、７０重量％、７１重量％、７２重量％、７３重量％、７４重量％、７５重量％、７６重量％、７７重量％、７８重量％、７９重量％、８０重量％、８１重量％、８２重量％、８３重量％、８４重量％、８５重量％、８６重量％、８７重量％、８８重量％、８９重量％、９０重量％、９１重量％、９２重量％、９３重量％、９４重量％及び９５重量％である。

別の実施形態において、コーティング組成物は、アクリレートモノマー及びオリゴマーと容易に共重合する物質を含み得る。例えば、これらの物質は、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカルバゾール、メチロールアクリルアミド、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルピリジン、ビニルエーテル、トリアリルイソシアヌレート、アリルアクリレート及びエーテルマレイン酸エステルを含むがそれらに限定されない。

別の例示的な実施形態において、本発明のコーティング組成物は、紫外線硬化のための、一以上の光重合開始剤又は増感剤を含む。例えば、光重合開始剤、即ち、光開始剤は、フェニルグリオキシル酸メチルエステル、α−ヒドロキシケトン、アシルホスフィンオキシド及びジフェニルトリベンジルホスフィンオキシド（ＴＰＯ）とともに、ベンゾフェノン及びその誘導体、ベンゾイン、α−メチルベンゾイン、α−フェニルベンゾイン、α−アリルベンゾイン、α−ベンジルベンゾイン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインｎ−ブチルエーテルなどの水素引抜型；アセトフェノン及び２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパン−１−オン（ＨＭＰＰ）などのそれらの誘導体、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（ＣＰＫ）、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−（４−モルホリニル）−１−プロパン、２−ベンジル−２−２（ジメチルアミノ）−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル］−１−ブタノンなどのα開裂型を含むがそれらに限定されない一覧から選択できる。

一以上の光開始剤を含むコーティング組成物は、約１〜１５重量％の範囲の量で存在し得る。好ましい実施形態において、光開始剤は、約３〜１０％の範囲の量で存在し得る。より好ましくは、光開始剤は、約４〜９％の範囲の量で存在し得る。

さらに別の実施形態において、光開始剤は、約１重量％、２重量％、３重量％、４重量％、５重量％、６重量％、７重量％、８重量％、９重量％、１０重量％、１１重量％、１２重量％、１３重量％、１４重量％及び１５重量％の量でコーティング組成物中に存在する。

さらに別の実施形態において、コーティング組成物は、安定剤を含み得る。安定剤は、組成物の長期貯蔵を補助する。安定剤は、フェノチオゼン、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）並びに、４−メトキシフェノール、メチルヒドロキノン及びＮ−ニトロソフェニルヒドロキシアミンなどのその誘導体を含むがそれらに限定されない一覧から選択することができる。

別の例示的な実施形態において、着色剤は、コーティング組成物中に存在し得る。適切な着色剤は、有機又は無機顔料及び染料を含むがそれらに限定されない。所望の色を実現する他の有機及び無機顔料及び染料並びにそれらの組み合わせを、用いることができる。顔料は、硫化亜鉛、ピグメントホワイト６、ピグメントイエロー１、ピグメントイエロー３、ピグメントイエロー１２、ピグメントイエロー１３、ピグメントイエロー１４、ピグメントイエロー１７、ピグメントイエロー６３、ピグメントイエロー６５、ピグメントイエロー７３、ピグメントイエロー７４、ピグメントイエロー７５、ピグメントイエロー８３、ピグメントイエロー９７、ピグメントイエロー９８、ピグメントイエロー１０６、ピグメントイエロー１１４、ピグメントイエロー１２１、ピグメントイエロー１２６、ピグメントイエロー１２７、ピグメントイエロー１３６、ピグメントイエロー１７４、ピグメントイエロー１７６、ピグメントイエロー１８８、ピグメントオレンジ５、ピグメントオレンジ１３、ピグメントオレンジ１６、ピグメントオレンジ３４、ピグメントレッド２、ピグメントレッド９、ピグメントレッド１４、ピグメントレッド１７、ピグメントレッド２２、ピグメントレッド２３、ピグメントレッド３７、ピグメントレッド３８、ピグメントレッド４１、ピグメントレッド４２、ピグメントレッド５７、ピグメントレッド１１２、ピグメントレッド１２２、ピグメントレッド１７０、ピグメントレッド２１０、ピグメントレッド２３８、ピグメントブルー１５、ピグメントブルー１５：１、ピグメントブルー１５：２、ピグメントブルー１５：３、ピグメントブルー１５：４、ピグメントグリーン７、ピグメントグリーン３６、ピグメントバイオレット１９、ピグメントバイオレット２３、ピグメントブラック７などの、任意の従来の有機又は無機顔料であり得る。

着色剤はまた、連邦食品医薬品化粧品法により、使用が承認されている染料又は顔料から選択されてもよく、ＦＤ＆Ｃ赤色３号、Ｄ＆Ｃ赤色６号、Ｄ＆Ｃ赤色７号、Ｄ＆Ｃ赤色９号、Ｄ＆Ｃ赤色１９号、Ｄ＆Ｃ赤色２１号、Ｄ＆Ｃ赤色２２号、Ｄ＆Ｃ赤色２７号、Ｄ＆Ｃ赤色２８号、Ｄ＆Ｃ赤色３０号、Ｄ＆Ｃ赤色３３号、Ｄ＆Ｃ赤色３４号、Ｄ＆Ｃ赤色３６号、ＦＤ＆Ｃ赤色４０号、Ｄ＆Ｃオレンジ５号、ＦＤ＆Ｃ黄色５号、Ｄ＆Ｃ黄色６号、Ｄ＆Ｃ黄色１０号、ＦＤ＆Ｃ青色１号、酸化鉄イエロー、酸化鉄ブラウン、酸化鉄レッド、酸化鉄ブラック、鉄アンモニウムフェロシアン化マンガンバイオレット、ウルトラマリンブルー、酸化クロムグリーン、水和酸化クロムグリーン、及び二酸化チタンを含む。本発明のエネルギー硬化性インクにおいても有用である顔料組成物は、米国特許第４，９４６，５０８号、米国特許第４，９４６，５０９号、米国特許第５，０２４，８９４号及び米国特許第５，０６２，８９４号に記載され、これらはそれぞれ参照により本明細書中に組み込まれる。

染料は、アゾ染料、アントラキノン染料、キサンテン染料、アジン染料、それらの組み合わせなどを含むが、それらに限定されない。

さらに別の例示的な実施形態において、コーティング組成物は、ワックスを含み得る。ワックスは、アミドワックス、エルカミドワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、テフロン、カルナバワックスなどから選択することができる。好ましい実施形態において、ワックスは複数のワックスの組み合わせである。一実施形態において、ワックスはアミドワックス及びエルカミドワックスのブレンドである。ワックスは、０〜４重量％の範囲であり得る。ワックスは、約０重量％〜約２重量％の量で存在することが好ましい。

さらに一層、別の例示的な実施形態において、コーティング組成物は界面活性剤を含む。界面活性剤は、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．１９，Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９６９，ｐｐ．５０７−５９３及び、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．１３，Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９７０，ｐｐ．４７７−４８６に記載のアニオン性、カチオン性及び非イオン性の薬剤を含み、それらの両方が参照により本明細書中に組み込まれる。

さらに一層別の例示的な実施形態において、コーティング組成物は、消泡剤を含み得る。消泡剤は、Ｅｍｅｒａｌｄ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓから販売されているＦｏａｍ Ｂｌａｓｔ ＵＶＤなどの、シリコーン、オルガノシリコーン、鉱物油又は合成ベースの消泡剤であり得る。

また、アミン相乗剤も、コーティング組成物中に使用することができる。アミン相乗剤は、ベンゾフェノン及びその誘導体などの水素引抜型光開始剤が利用されている場合、開始ラジカルを生成するために存在する。一実施形態において、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、エチル−４−（ジメチルアミノ）ベンゾエート（ＥＤＢ）及び他のアクリル化アミンのアミン相乗剤を使用することができる。

さらに一層別の例示的な実施形態において、組成物は、柔軟性及び耐久性を提供するための可塑剤を含み得る。適切な可塑剤は、ポリカルボン酸可塑剤、フタレート系可塑剤、トリメタレート（ｔｒｉｍｅｔａｌｌａｔｅ）可塑剤、アジペート系可塑剤、セバケート系可塑剤、スルホンアミド可塑剤、ベンゾエート可塑剤、マレエート可塑剤、ベンゾエート可塑剤、有機リン酸塩可塑剤、エポキシ化植物油可塑剤、グリコール／ポリエーテル可塑剤、ニトロベンゼン可塑剤、アセチル化モノグリセリド可塑剤、クエン酸アルキル可塑剤及びそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない一覧から選択することができる。

本発明の第二の態様において、光学基板の表面の欠陥及び／又は傷を修復するための方法が記載されている。一般に、欠陥及び傷は、光学基板のレーザー読み取り側に存在する。上記方法は、上述のように、組成物を塗布した基板をコーティングするステップを含む。コーティング組成物は、スピンコーティング、ディッピング、ロールコーティング、スクリーン印刷、平版印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷、スロット印刷、スプレー、スタンピング及びパディングを含むが、それらに限定されない手順により、塗布することができる。

スピンコーティングが選択される場合、コーティング組成物は、チャンバ内の液体リングの形態又は螺旋状に塗布される。回転速度は、毎分約１，０００〜約１０，０００回転の任意の範囲であり得る。これにより、コーティングが、基板の表面全体に均一に塗布される。スピンコーティングは、約０．１〜１０秒継続されてもよい。過剰なコーティングが基板から振り落とされる。

一実施形態において、ＵＶ硬化を用いた修復プロセスは、１５秒未満要する。好ましい実施形態において、修復プロセスは、１０秒未満であり得る。

光学基板は、その上に約０．００１〜１００ミクロンの厚さのコーティングを有し得る。１００ミクロンを超える厚さは、容積により十分な硬化性を確保するためである。コーティングが厚すぎると、容積による硬化過程の収縮の結果、光学基板の変形（ディッシング）が発生し、読み取りも書き込みもできなくなる可能性があり、好ましい実施形態においては、コーティングの厚さは、５〜３０μｍの範囲である。コーティングの厚さが５μｍ未満の場合、酸素禁止硬化により、硬化が不十分となる可能性がある。別の実施形態において、コーティングの厚さは、約５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、１１μｍ、１２μｍ、１３μｍ、１４μｍ、１５μｍ、１６μｍ、１７μｍ、１８μｍ、１９μｍ、２０μｍ、２１μｍ、２２μｍ、２３μｍ、２４μｍ及び２５μｍであった。

塗布後、コーティングは直ちに硬化される。コーティングがＥＢ硬化を用いた使用のために処方されない限り、それは、ＵＶ放射などの化学線により活性化可能な、重合光開始システムを含む。そのような光開始剤システムは、光化学作用を有する放射により活性化された場合、直接的に陽イオン又はフリーラジカルを与える、一以上の化合物を有する。ＵＶ活性化の場合には、光開始剤システムは、紫外線、可視近赤外スペクトル領域へスペクトル応答を拡張する増感剤も含み得る。好ましい実施形態において、コーティングは、高圧水銀灯（１２０Ｗ／ｃｍ）を用い、収束反射鏡を装備して、２００ｍＪ／ｃｍ（ＵＶＡ＋ＵＶＢ）の統合された最小用量で、ＵＶ線を照射する。ＵＶ放射の適切な供給源は、非パルス又はパルスであり得る。

本明細書で使用される方法によると、使用されるＵＶランプの放射出力は、（ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ及びＤＶＤでは）約１０００〜２０，０００ワット、好ましくは約１６００〜２２００ワットで可変である。使用されるＵＶランプ（メーカー：Ｓｉｎｇｕｌｕｓ；タイプ：２００ ＢＴＺ／ＤＦ）は、約１０００〜２０，０００ワット／時の可変出力を有する、高圧水銀ランプであり得る。別の選択肢は、標準水銀ランプの使用であり、それらは、約２５０〜４００ｎｍ、好ましくは約２８０〜３６５ｎｍの硬化ＵＶ範囲で、対応する出力を発することを条件とする。

試験手順
粘度を、典型的には２０〜８０％の間のトルク値を維持しながら、コーンのためのＢｒｏｏｋｉｆｉｅｌｄ ＤＶＩＩ＋設定、及びスピンドル＃ＣＰＥ−４０及び１〜１００の範囲のＲＰＭを備えたプレート測定を利用して、２５℃で測定した。２５℃でＡｔａｇｏ ＮＡＲ−１Ｔ屈折計を利用して屈折率を測定した。

コーティングの厚さは、硬化したコーティングを除去して測定することができる、基板上の配合物をスピンコーティングすることにより測定した。この場合、配合物をＬ０ディスクの銀層側にスピンコーティングした。コーティングは、カミソリの刃で切断し、除去し、Ｍｉｔｕｔｏｙｏ ＭＣ−Ｌ００２マイクロメータを用いて測定した。スピンコーティングパラメータ、ＲＰＭ及び時間は、例えば、約２０〜２５μｍの所望の厚さが得られるまで、変化させた。

さらに、光学基板の可読性を測定した。具体的には、商業的に製造されたデュアルレイヤーＤＶＤのレーザー読み取り側を、ＣＳ−１０Ｆホイールを備え、２５０ｇの重さである、Ｔａｂｅｒ摩耗試験機５１５５からの２０回転を与えた。摩耗領域の誤り率を、ＡｕｄｉｏＤｅｖにより製造されたＣＡＴＳ ＳＡ３００アナライザーで測定した。アナライザーは、ディスクの中心からディスクが３２ｍｍ〜４２ｍｍの間で摩耗している、ディスクのＰＩ Ｓｕｍ ８平均を測定するために設定した。ディスクを、約２０〜２５μｍのコーティングの厚さを得るために、様々なＵＶコーティングを用いてスピンコーティングした。コーティングは、ウシオフラッシュランプシステムからの１０ショットを用いて硬化させた。前後のＰＩ Ｓｕｍ ８平均を、比較した。表３を参照。

ＰＩ Ｓｕｍ ８平均読み取りを理解するために、ＤＶＤの誤り訂正システムを簡単に説明する。具体的には、ＤＶＤの誤り訂正システムは、２セットのパリティデータ、内部パリティ（ＰＩ）及び外部パリティ（ＰＯ）を含む。ＰＩ情報は、１８２バイト長である、行の最後の１０バイトに含まれている。ＰＯ情報は、２０８行である、ＥＣＣブロックの最後の１６行に含まれている。ＰＩ Ｓｕｍ ８（内部パリティＳｕｍ ８）は、ＰＩエラーの８ ＥＣＣブロックサムを実行している。エラー中少なくとも１バイトを有するＥＣＣブロックの行は、エラーを構成している。これは、ブロック当たり２０８エラーの可能性のあるＰＩエラーの量を与える可能性があり、最終的に、１６６４の最大ＰＩ Ｓｕｍ ８エラーを与える可能性がある。平均値を報告する。

ＰＩ Ｓｕｍ ８平均が２８０を上回った場合、ディスクはスキップエラーを示し、１，０００を超えた場合、ＣＡＴＳ ＳＴ３００により完全に読めなくなる。ＰＩ ＳＵＭ８平均についての一般的なＤＶＤメーカーの仕様によると、２８０未満が許容できると考えられる。最高のパフォーマンスを得るために、可能な限り低い、ＰＩ Ｓｕｍ ８合計を有することが有利であろう。好ましくは２００未満、より好ましくは５０未満、さらにより好ましくは５０未満が所望される。

光ディスクの美的側面を測定する別の試験を行った。光ディスクを、０〜５のスケールに基づき、耐擦傷性について視覚的に検査した。具体的には、ディスクを目の高さに垂直に保持した。次に、観察者の直接的な背後の光源を用いて、反射の摩耗部の視認性を評価した。

好ましい実施形態において、塗布した基板は、本発明の方法及び／又は組成物を用いて修復された後、０〜３の外観評価分布を有する。より好ましい実施形態において、ディスクは、本発明の方法及び／又は組成物を用いて修復された後、０〜２の外観評価分布を有する。最も好ましくは、ディスクは、本発明の方法及び／又は組成物を用いて修復された後、０〜１の外観評価分布を有する。それぞれの値についての評価分布は以下の通り行った。
０＝傷の視覚的な形跡無し
１＝最小限の傷の視覚的な形跡
２＝わずかな傷の視覚的な形跡
３＝中程度の傷の視覚的な形跡
４＝かなりの傷の視覚的な形跡
５＝重度の傷の視覚的な形跡

光媒体の修復の場合において、本発明の方法は、好ましくは、許容可能な２８０未満のＰＩ Ｓｕｍ ８平均“及び”０〜３の範囲、より好ましくは０〜２の範囲、最も好ましくは０〜１の範囲の視覚的評価分布の両方を有する、ディスクを提供する。光媒体に使用されない基板を修復するために、本発明の方法及び／又は組成物を用いる場合には、視覚的な修復が最も重要になることがある。別の例示的な実施形態において、許容可能なＰＩ Ｓｕｍ ８平均を有するが視覚的に損なわれている光媒体を提供するために、外観が性能及び／又は価格よりも重要ではないいくつかの二次市場で、これらがうまく機能するように、本発明の方法及び／又は組成物を使用することも可能である。

別の好ましい実施形態において、組成物及び方法は、それが印刷される基板上のＲＩの屈折率に近似する、屈折率（ＲＩ）を有するコーティングをもたらすであろう。好ましい実施形態において、ＰＩ Ｓｕｍ ８平均が許容され、“かつ”外観評価が０〜３の範囲、より好ましくは０〜２の範囲であるように、ディスクを修復することを意図している。この好ましい実施形態について、組成物のＲＩは、好ましくは、ディスク材料のＲＩの±５％以内、より好ましくは±４％以内、最も好ましくは±３％以内である。典型的には、光媒体は、許容可能なＰＩ Ｓｕｍ ８平均、及び、０〜３、より好ましくは０〜２の外観を有することの両方を満たすために、１．５８６の屈折率を有するポリカーボネートから構成され、ポリカーボネート上で使用される場合、組成物は好ましくは、約１．５０〜約１．６６の屈折率を有し、より好ましくは、約１．５２〜約１．６５、最も好ましくは約１．５４〜約１．６３の屈折率を有する。光媒体基板と密接に一致する、コーティング組成物の屈折率を有することが有利であると考えられる。

ＰＩ Ｓｕｍ ８平均が許容可能であるが、視覚的外観が特に重要ではないように、光媒体を修復する場合は、次に、組成物及び基板の間の広いＲＩ差が可能である。例えば、ＰＩ Ｓｕｍ ８平均が許容される限り、ａ±１５％又はそれよりも高い値が可能である。従って、例えば、１．５８６のＲＩを有するポリカーボネートの場合、ＰＩ Ｓｕｍ ８平均が主な目的であるときに、ＲＩが１．３４〜１．８２の範囲又はさらに広い範囲であるコーティング及び方法を使用することが可能である。

結果及び議論
本発明によると、以下の表２に示す５つの例を、可読性及び外観について試験した。例１〜５のそれぞれは、メタ（アクリレート）モノマー、（メタ）アクリレートオリゴマー及び光開始剤を含む。

得られた屈折率をコーティングされた基板に近づけるために、添加剤レベル（０．１〜１０％）又は主要成分レベル（１０〜９０％）のいずれかにおいて、エネルギー硬化性配合物の屈折率を調整するために、他の材料を使用することができる。そのような材料は、無機ナノ粒子（ジルコニア、チタニア、酸化アンチモン、アルミナ及び酸化スズ）、トリアジン系材料（メタ）アクリレートモノマー及びオリゴマー）又は、スクロースベンゾエート、スチレンなどのような高度の芳香族材料を含む。

表３に示すように、コーティングの屈折率は、例えば、この場合のポリカーボネートにおいて、基板の屈折率とより密接に一致するので、視覚的評価分布が向上する。これにより、光学基板は視覚的により良好となる。例３及び例４は、ポリカーボネート基板のＲＩの比較的近くのＲＩを有する。これらの組成物は、修復され外観が最適化された後の、両者の最終的なＰＩ Ｓｕｍ ８平均における、光ディスク修復方法を表す。例３及び４は、良好な可読性及び視覚的外観が所望されている用途に適している。例１及び例２は、ポリカーボネート基板のＲＩから離れたＲＩを示す。このように、例１及び例２は、修復の際に良好な最終的ＰＩ Ｓｕｍ ８平均を維持しながら、さほど良好ではない外観の評価分布を示す。例１及び例２は、良好な可読性は必要な要件であるが、外観はそれほど重要ではない用途にとってより適切であり得る。例５は、良好な可読性が必要要件であるが、外観はほとんど又は全く重要ではない用途に適している。

以下に示すように、表４は、光ディスクを修復するために使用される、従来の方法を記載する。現在市販されている方法は、ワックス塗布、ディスクバフ仕上げ及び溶剤柔軟化を含む。例えば、Ｓｃｒａｔｃｈ Ｏｕｔ及びＰｌａｓｔｉＸを、これらのワックス塗布の方法に使用することができる。ＰｌａｓｔｉＸは、例えば、中級脂肪族ナフサ（ＣＡＳ番号６４７４２−８８−７）、イソパラフィン系炭水化物（ＣＡＳ番号６４７４２−４８−９及び６４７４２−４７−８）、ハイドロ処理された蒸留物（ＣＡＳ番号６４７４２−４６−７）及び酸化アルミニウム（ＣＡＳ番号１３４４−２８−１）を含む。これらの方法のそれぞれにおいて、生成物をよく振盪し、柔らかいきれいな布に塗布し、次に、圧力及び小さな円運動をしっかりと適用することにより、最大１分間、ディスク上の視覚的な傷を研磨するために使用した。その後、ディスクをきれいに拭いた。この方法を繰り返した。誤り率を測定した。

ディスクバフ仕上げの方法として、ＤｖｄＤｒ_ｘ（登録商標）及びＳｋｉｐＤｒ（登録商標）再生液を、ディスクの傷面に軽く噴霧した。これらの製品は、水及びイソプロピルアルコールを含む。ディスクは、再生面をＦｌｅｘｉＷｈｅｅｌ（商標）に向けての修復システムに挿入した。ディスクが２回完全に回転するまで、クランクを時計回りに回転した。ディスクを、その後、軽いサンドペーパーなどのバフ仕上げスクエアを用いて研磨した。誤り率を測定した。

溶媒軟化方法に関して、溶媒混合物を混合し（１５部のメチルエチルケトン、３８．５部の蒸留水、４４部のエタノール及び２．５部のイソプロピルエーテル）、ディスクへ塗布した。溶媒を、約３０秒間放置し、次に拭き取って乾かした。誤り率を測定した。

表４に示すように、ワックス法を用いる比較例１では、ディスクが読めなかった。さらに、処理後も外観が改善されなかった。比較例２は読み取り可能であるが、修復後の最終的なＰＩ Ｓｕｍ平均は、依然として１，０００を超えていた。処理後も外観が改善されなかった。比較例３は、６５１の最終的なＰＩ Ｓｕｍ平均を示した。この値は、頻繁なスキップを示す。外観は、処理後に、５から４とわずかに改善した。溶媒柔軟法を使用する比較例４は、読めない最終的なＰＩ Ｓｕｍ平均を示した。処理後も外観が改善されなかった。

以下に示す表５は、コーティングされていないポリカーボネート基板及びコーティングされたポリカーボネート基板の耐傷性を記載している。ＣＳ−１０Ｆホイール及び２５０ｇの重量を備える、テーバー摩耗試験機５１５５からの所望の回転数へ、商業的に製造されたデュアルレイヤーＤＶＤのレーザー読み取り側を供することにより、試験を行った。摩耗領域の誤り率を、ＡｕｄｉｏＤｅｖにより製造されたＣＡＴＳ ＳＡ３００アナライザーを用いて測定した。試験と試験との間に、製造業者の推奨に従って、ＣＳ−１０Ｆホイールを、ＳＴ−１１研磨板を用いて、再舗装した。コーティングされたポリカーボネートの結果は、本発明の例４から得た。

表５によると、本発明の組成物を用いてコーティングされたポリカーボネート基板のＰＩ Ｓｕｍ平均は、少なくとも５回のテーバー回転の後の、コーティングされていないポリカーボネートのＰＩ Ｓｕｍ平均よりも大幅に低い。これらの結果は、改善された耐傷性を示す。具体的には、大きく損傷した光媒体、即ち、表５によると５回及び１０回のテーバー回転後の媒体は、ＰＩ Ｓｕｍが約２５未満であった。さらに、読み取り不能な光媒体、即ち、２０回又は３０回のテーバー回転後の光媒体は、ＰＩ Ｓｕｍが約１２０未満に修復される。

本発明は、その好ましい実施形態を含み、詳細に説明した。しかしながら、本開示を考慮すると、本発明の範囲及び趣旨内に属する本発明への修正及び／又は改良を行うことができることは、当業者に理解されるであろう。

Claims (20)

1. ２５℃で約３１５ｃＰ未満の粘度を示す放射硬化コーティングを提供することと、
   光学基板の表面に前記放射硬化コーティングを塗布することと、
   ＵＶ光源を用いて前記コーティングを硬化することとを含み、
   前記硬化されたコーティングが、前記光学基板の屈折率の約±１０％以内の屈折率を示す、光学基板の表面の欠陥を修復するための方法。
2. 前記屈折率が、前記基板の屈折率の約±４％以内である、請求項１に記載の方法。
3. 前記硬化されたコーティングが施されている前記光学基板が、約２８０未満の符号誤り率を示す、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記硬化されたコーティングが施されている前記光学基板が、２以下の視覚的傷評価を示す、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記視覚的傷評価が１以下である、請求項４に記載の方法。
6. 前記硬化されたコーティングの前記屈折率が、約１．５０〜１．６６の範囲である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記光学基板上の前記欠陥修復が、１５秒未満で行われる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 光学基板の表面の欠陥を修復するための放射硬化組成物であって、前記組成物が、
   約１５重量％よりも多い量の芳香族又は脂肪族（メタ）アクリレートオリゴマーと、
   （メタ）アクリレートモノマーと
   光開始剤とを含み、
   前記組成物が、２５℃で約３１５ｃＰ未満の粘度を示す、組成物。
9. 前記芳香族又は脂肪族メタ（アクリレート）オリゴマーが、エポキシ、ウレタン、ポリエステル、ポリエーテル、メラミン及びそれらの組み合わせから選択される、請求項８に記載の組成物。
10. 前記芳香族／脂肪族（メタ）アクリレートオリゴマーが、前記組成物の約７０重量％未満である、請求項８又は９に記載の組成物。
11. 前記メタ（アクリレート）モノマーが、前記組成物の約２０〜８０重量％である、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の組成物。
12. 前記メタ（アクリレート）モノマーが、前記組成物の約４０重量％未満である、請求項１１に記載の組成物。
13. 前記（メタ）アクリレートモノマーが、多官能性である、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の組成物。
14. 前記光開始剤が、ベンゾフェノン及びその誘導体などの水素引抜型、アセトフェノン及びその誘導体などのα開裂型、α−ヒドロキシケトン、アシルホスフィンオキシド及びこれらの組み合わせから選択される、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の組成物。
15. 前記組成物が溶媒を含まない、請求項８〜１４のいずれか一項に記載の組成物。
16. 請求項９〜１５のいずれか一項に記載の放射硬化性組成物を含む、修復された光学基板。
17. ２８０未満の符号誤り率を示す、請求項１６に記載の光学基板。
18. 約３未満の視覚的傷評価を示す、請求項１６又は１７に記載の光学基板。
19. 通信販売のＣＤ又はＤＶＤレンタル、再販及び個人的な使用における、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の修復された光学基板の使用。
20. 表面欠陥を含む光学基板と、
    請求項９〜１５のいずれか一項に記載の放射硬化組成物と、
    前記光学基板上に前記組成物を塗布し、ＵＶが前記塗布された組成物を硬化する機械と
    を含む、光学媒体修復システム。