KR100604164B1

KR100604164B1 - 광 디스크 정보 기록매체용 보호 코팅, 및 그 인가 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100604164B1
Application number: KR1019980031658A
Authority: KR
Inventors: 윌리엄 알. 뮐러
Original assignee: 웨아 매뉴팩츄어링 인코오포레이티드
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1998-08-04
Publication date: 2006-10-04
Also published as: US5935673A; ATE427548T1; JP4121624B2; KR19990023325A; SG89260A1; DE69840697D1; EP0896329A1; JPH11126373A; EP0896329B1; AU736921B2; AU7885298A

Abstract

컴팩트 디스크(CD) 또는 디지털 다기능 디스크(DVD)와 같은 광 디스크 정보 기록 매체의 광학 표면을 보호하기 위해, 그 표면은 디스크의 광학적 성질을 명백하게 변경시키지 않는 제거 가능한 물질의 층으로 코팅된다. 상기 코팅층이 손상될 때마다, 그 코팅층은 제거되고 새로운 층으로 대체된다.

Description

광 디스크 정보 기록 매체용 보호 코팅, 및 그 인가 방법 및 장치{PROTECTIVE COATING FOR OPTICAL DISC INFORMATION RECORDING MEDIA, AND METHOD AND APPARATUS FOR APPLYING SAME}

본 발명은 컴팩트 디스크(CD) 및 디지털 다기능 디스크(DVD)와 같은 광 디스크 정보 기록 매체에 관한 것으로, 더 상세히 말하자면, 광 디스크 또는 그러한 디스크의 표면을 보호하는 것에 관한 것이다.

일부 광 디스크는 통상의 사용량 이상으로 취급되어 진다. 예컨대, 대출 도서관 및 대여점(rental business)이 소유한 광 디스크는 이러한 취급을 받을 수 있다. 이러한 취급을 받고 있는 디시크의 광학 표면은 지문, 긁힘, 닳음 등의 형태로 물리적인 손상을 받기 쉽다. 이러한 손상은 시간이 지남에 따라 축적되므로, 디스크는 결국 재생 불능 상태가 되고 소유자에게 경제적인 손실을 주게 된다.

이러한 관점에서, 본 발명의 목적은 광 디스크의 사용 수명을 연장하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광 디스크의 광학적 표면을 보호하는 것이다.

본 발명의 이들 및 다른 목적은 제거 가능하고 그에 따라 갱신 가능한 보호 코팅을 광 디스크에 제공함으로써 본 발명의 원리에 따라 달성된다. 이러한 종류의 바람직한 코팅은 약 5 미크론 내지 약 20 미크론의 범위의 두께, 광 디스크의 코팅된 광학적 부분의 굴절률과 거의 동일한 굴절률, 및 바람직하게는 100,000 p.s.i. 미만이고, 그에 따라 코딩이 광 디스크로부터 용이하게 제거될 수 있는 것(코팅을 들어올려 디스크 표면으로부터 벗겨내기 위해 약간의 접착 테이프를 사용함으로써)을 지원하는 인장률을 가진다. 예시적인 코팅 재료는 종종 박리 락카(peel off lacquer)로 칭하는 비닐 또는 비닐형 수지를 포함한다.

예시적인 코팅 방법은 코팅될 디스크의 표면을 세척하는 단계(예컨대, 디스크를 회전시키면서 디스크의 방사상 방향의 내측 부분 상에 세척제를 분무함으로써 세척제가 원심력에 의해 디스크 표면 상에 방사상 방향의 외측을 향해 흐름)를 포함한다. 이어서, 디스크 표면은 건조될 수 있다(예컨대, 디스크를 계속 회전시키면서 디스크상에 공기를 송풍함으로써). 그 후, 코팅 재료는 디스크의 표면에 인가된다. (예컨대, 디스크가 회전함과 동시에 세척제가 분무될 수 있는 전술한 예시적인 세척 단계와 동일한 일반적인 방법으로, 액상의 코팅 재료를 디스크 상에 분무함으로써). 액상으로 인간되는 경우, 코팅은 이어서 건조 또는 경화된다. (예컨대, 디스크가 전술한 세척 단계 후에 건조될 수 있는 것과 동일한 방법으로, 또는 자외선 (U.V.) 경화성 코팅인 경우, 코팅을 자외선(U.V.) 광에 노출시킴으로써)

광 디스크를 코팅하는 예시적인 장치는 디스크를 회전 법선축 주위를 회전시키는 위한 구조체, 회전 디스크 상에 세척액을 분무하기 위한 구조체, 회전하는 디스크상에 건조 기체 흐름을 유도하는 구조체, 회전 디스크 상에 액상의 코팅 재료를 분무하기 위한 구조체, 회전 디스크의 표면으로부터 원심 분리되는 여분의 액체(세척액 또는 코팅액인지의 여부에 무관)를 취하기 위한 구조체를 포함한다. 여러 장치 구성 요소의 동작 시퀀스를 자동화하기 위해, 또는 적어도 부분적으로 자동화하기 위한 제어부가 행해질 수도 있다.

본 발명의 다른 특징, 그 성질 및 다수의 장점은 첨부하는 도면과 이하 기술하는 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다.

도 1에 도시된 예시적인 광 디스크 코팅 장치(10)는 코팅될 디스크(100)를 지지하는 턴테이블(20)을 포함한다. 턴테이블(20)은 모터(30)에 의해 회전 가능하며, 광 디스크는(100)는 회전 법선 중심축(102) 주위를 회전한다. 모터(30)( 및 이하 기술되는 장치(10)의 여러 다른 구성요소)는 제어 회로(40)에 의해 제어된다. 코팅될 디스크(100)를 세척하는데 사용가능한 세척액은 세척 탱크(50)에 저장되고, 펌프(52)(회로(40)에 의해 제어될 수 있음)에 의해 선택적으로 퍼 올려지고, 분배 아암(60)을 통해 배출될 수 있다. 액상의 코팅 재료는 코팅 탱크(70) 내에 저장되고, 펌프(72)(회로(40)에 의해 또한 제어될 수 있음)에 의해 선택적으로 퍼 올려지고, 분배 아암(60)을 배출될 수 있다. 송풍기(80)(역시 회로(40)에 의해 제어될 수 있음)는 디스크(100)의 표면 상에 건조 기체(예컨대, 공기)를 선택적으로 송풍한다. 디스크(100)로부터 비산되는 여분의 세척액 또는 코팅액은 환상 집수(環象集水) 구조체(90)에 의해 포집되어 배수 탱크(92)로 배출된다.

코팅될 광 디스크(100)는 턴테이블(20)상에 배치된다. (이 동작( 및 디스크를 제거)을 용이하게 하기 위해, 분배 아암(60)은 방해되지 않게 상방 또는 측면으로 종회(從回) 가능하게 될 수 있다). 턴테이블(20)이 회전하여 디스크는 회전 법선의 축(102) 주위를 회전된다. 광 디스크(100)가 회전하고, 분배 아암(60)이 도 1에 도시된 위치에 있는 상태에서 펌프(52)가 탱크(50)로부터 세척액을 퍼 올리고, 분배 아암의 자유 단부를 통해 디스크의 방사상 방향의 내측 부분으로 배출하도록 동작된다. 디스크의 회전에 의해, 세척액에 세척액을 최초로 수용하는 방사상 방향의 내측 부분으로부터 최외측의 에지까지의 디스크의 표면 전체로 살포되어 디스크의 표면 전체가 세척된다. 디스크의 회전 표면으로부터 방사상 방향의 외측 방향으로 비산되는 세척액은 집수 구조체(90)에 의해 포집되어 배수 탱크(92)로 배출된다.

광 디스크(100)가 세척액에 충분히 노출된 후, 펌프(52)는 정지되고 송풍기(80)가 턴온되어 디스크의 표면을 건조시키기 위해 디스크의 표면 상에 건조 기체(예컨대, 공기)를 송풍한다. 모터(30)는 이 건조 동작 중에 디스크(100)를 계속 회전하여도 좋다.

송풍기(80)가 광 디스크(100)를 건조하기에 충분한 시간 동안 동작한 후, 송풍기는 턴오프되고 펌프(72)가 턴온되어 분배 아암(60)을 통해 코팅액을 탱크(70)로부터 디스크 상에 배출한다. 이 동작 중에, 모터(30)는 광 디스크(100)를 회전시켜 코팅액이 최초에 코팅액을 수용하는 방사상 방향의 내측 부분으로부터 최외측의 에지까지 디스크의 표면 상에 분산된다. 디스크의 외측 에지로부터 비산되는 소정의 여분의 코팅액은 집수 구조체(90)에 의해 포집되어 배수탱크(92)로 배출된다.

충분한 양의 코팅액이 디스크에 공급되면, 펌프(72)는 정지한다. 코팅액이 원하는 비교적 얇은 코팅층을 형성하기 위해 디스크 표면상으로 퍼지면, 송풍기(80)가 다시 턴온되어 코팅 재료를 건조하고, 가능하다면 경화를 촉진하기 위해 건조 기체가 코팅 상에 송풍된다. 모터(30)는 송풍기(80)의 이 동작 중에 광 디스크(100)를 계속적으로 회전하여도 좋다.

송풍기(80)가 광 디스크(100) 상의 코팅을 건조시키기에 충분한 시간 동안 동작한 후, 송풍기는 정지하고, 모터(30)가 정지되어 있지 않은 경우, 모터(30)도 정지한다. 분배 아암(60)은 방해되지 않는 장소로 이동하고, 광 디스크(100)는 턴테이블(20)로부터 제거된다. 광 디스크(100)의 타 측면에도 코팅이 필요한 경우, 광 디스크(100)가 뒤집어져서 턴테이블(20) 상에 재배치되고, 전술한 동작 전체를 디스크의 제2면에 대하여 반복할 수 있다.

일부의 코팅 재료는 그들을 경화시키기 위해 추가의 처리를 필요로 할 수 있다. 예컨대, 일부의 코팅 재료는 경화를 위해(U.V.) 광에 노출할 필요가 있을 수 있다. 디스크(100)가 장치(10) 상에 있는 상태 또는 장치(10)로부터 없어진 상태에서 소정이 필요한 추가 처리가 행해질 수 있다. 예컨대, 자외선(U.V.)에 의한 경화가 필요한 경우, 광 디스크(100)가 턴테이블(20) 상에서 회전하고 있거나 또는 정지하고 있는 중에 자외선(U.V.) 광을 광 디스크(100) 상으로 향하게 하는 자외선(U.V.) 광원이 제공될 수 있다. 이와 달리, 광 디스크(100)가 장치(10)로부터 제거되어 별개의 자외선(U.V.) 경화 장치에 배치되어도 좋다.

도 2는 본 발명에 따른 코팅을 갖는 예시적인 광 디스크(100)를 도시한다. 도 2에 도시된 특정 실시예에 있어서, 광 디스크(100)는 2면의 DVD(후면-후면 접착된 2장의 CD 와 다소 유사함)이다. 그러므로, 광 디스크(100)는 2개의 플라스틱(예컨대, 폴리카보네이트)층(110, 120)을 갖는다. 본 발명에 따른 코팅층(130a 또는 130b)이 광 디스크(100)의 각 광학 표면 상에 제공된다. 코팅층(130a, 130b)은 디스크의 영구 광학 표면을 지문, 긁힘 및 닳음 등의 손상으로부터 보호한다.

각 코팅층(130a, 130b)의 바람직한 두께는 약 5 미크론 ~ 약 20 미크론의 범위에 있다. 코팅층(130a, 130b)의 재료의 굴절률은 하측에 위치하는 디스크의 플라스틱 재료의 굴절률과 동일한 것이 바람직하다(예컨대, 폴리카보네이트 광학 표면상에 사용하는 경우에는 약 1.55 ± 0.1). 코팅층(130a, 130b)의 재료의 인장률은 코팅층이 들어올려서 디스크로부터 벗겨내어 들어올리는 것을 돕도록 접착 테이프를 사용함으로써) 100,000 p.s.i.(ATSM 표준 D638) 미만인 것이 바람직하다. 예컨대, 도 3은 하측에 위치하는 광 디스크(100)의 표면으로부터 코팅층(130a)을 벗기거나 또는 들어올리기 이해 사용하는 접착 테이프 루프(140)(시판중인 셀로판 테이프와 같은)를 도시한다. 디스크 상의 코팅층(130a, 130b) 중 한쪽 또는 양쪽 모두를 갱신할 필요가 있는 경우에는 언제나 오래된 코팅층 중 한쪽 또는 양쪽 모두가 제거되고(에컨대, 도 3에 도시된 바와 같이), 디스크는 도 1 및 도 2와 관련하여 전술한 바와 같이 재코팅된다. 예컨대, 이것은 대여 디스크가 그 디스크를 소유하는 대출 도서관 또는 대여점에 반납될 때마다 행해질 수 있다.

적절한 코팅 재료는, 통상적으로 박리 락카로서 분류된다. 대체로 이들 재료료는 비닐 또는 비닐 베이스의 수지이다. 적절한 시판 재료의 예로는 미국 뉴욕주 게인스빌(Gainsville)에 소재한 트라이랜너 인터내셔널(Trylaner Internationals)사로부터 구입 가능한 실라텍트(Silatect), 독일 슈룰렌돌프(Strullendorf)에 소재한 모톤 인터내셔널(Morton International)사로 부터 구입 가능한 아카펠(Aquapell), 및 일본 사아타마켄(Saitama)에 소재한 대일본 잉크 화학( Dainippon Inc.＆ Chemicals) 사로부터 구입 가능한 DICSD 1700이 포함된다.

필요가 있을 때는 언제나 오래된 층(들)이 제거되고(예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이), 상기 디스크는 도 1 및 도 2와 관련하여 전술한 바와 같이 재코팅된다. 예컨대, 이것은 빌린 디스크가 그것을 소유하는 도서 대여점 또는 임대점에 반환되는 매 시간마다 달성될 수 있다.

전술한 것은 본 발명의 원리를 설명한 것이고, 다양한 변형이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어남 없이 당업자에 의해 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 예컨대, 분배 아암(60)과 같은 별개의 분배 아암이 바람직한 경우 세척 및 코팅액용으로 사용될 수도 있다. 송풍기(80)로부터 나오는 건조 기체는 선택 사양이고, 세척액의 인가 후, 코팅액 인가 후 또는 이들 다음에 필요없게 되는 경우도 있다. 모터(30)는 제어 회로(40)에 의해 제어될 수 있어, 서로 다른 시간에 여러 속도로 광 디스크(100)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 코팅액을 분산할 때, 모터(30)는 광 디스크(100)를 상대적으로 느리게 회전시킬 수 있다. 코팅액의 환상 링이 디스크 상에 인간된 후, 그 코팅액의 분산이 정지하며, 광 디스크(100)의 회전이 실질적으로 가속화되어, 코팅액의 링이 원하는 비교적 얇은 코팅을 형성하도록 디스크의 표면으로 퍼질 수 있다.

본 발명에 의하면, 광 디스크의 사용 수명을 연장할 수 있으며, 광 디스크의 광학적 표면을 보호할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 광 디스크를 코팅하는 예시적인 장치의, 부분적으로는 단면도이며, 부분적으로는 개략 블록도인 단순화한 입면도.

도 2는 본 발명에 따라 코팅된 예시적인 광 디스크의 부분을 나타내는 단순화한 단면도.

도 3은 본 발명의 코팅층 중 하나가 광 디스크로부터 제거되어 있는 곳을 도시하는, 도 2와 유사한 다른 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 광 디스크 코팅 장치

20 : 턴테이블

30 : 모터

40 : 제어 회로

50 : 세척 탱크

52, 72 : 펌프

60 : 분배 아암

70 : 코팅 탱크

80 : 공기 송풍기

Claims

광 디스크의 광학 표면을 보호하는 방법으로서,

상기 광학 표면에 제거 가능한 코팅을 인가하는 단계 - 상기 제거 가능한 코팅은, 상기 디스크로부터 상기 제거 가능한 코팅 또는 상기 광학 표면을 통해 정보를 판독하는 것과 간섭하지 않도록 선택되어 인가되고, 상기 제거 가능한 코팅은 처음에 상기 광학 표면에 인가될 때 액체임- 을 포함하는 광디스크의 광학 표면 보호 방법.
제1항에 있어서,

상기 제거 가능한 코팅이 손상을 입는 경우 상기 제거 가능한 코팅을 제거하는 단계와;

상기 광학 표면에 다른 코팅을 인가하도록 상기 인가 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 방법.
제1항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅은 박리 락카(peel off lacquer)인 것을 광 디스크의 광학 표면 보호 방법.
제1항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅은 약 5 ~ 약 20 미크론의 범위의 두께로 인가되는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 방법.
제1항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅은 상기 광학 표면의 재료와 거의 동일한 굴절률을 갖도록 선택되는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 방법.
제1항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅의 상기 굴절률은 약 1.55 ± 0.1인 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 방법.
제1항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅의 인장률은 100,000 p.s.i. 미만인 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 방법.
제1항에 있어서,

상기 표면상에 상기 코팅 재료를 경화시키는 단계를 더 포함하는 광 디스크의 광학 표면 보호 방법.
제1항에 있어서, 상기 인가 단계는:

상기 광학 표면상에 상기 액체 코팅 재료의 국소적인 증착을 형성하는 단계와;

상기 액상 코팅 재료를 상기 표면 위의 상기 국소화된 증착으로부터 실질적으로 균일한 두께의 층으로 분산되도록(spread out) 하는 단계를 포함하는, 광 디스크의 광학 표면 보호.
제9항에 있어서, 상기 국소적인 증착을 형성하는 단계는:

상기 광학 표면상에 상기 액상 코팅 재료의 링을 형성하는 단계 - 상기 링은 상기 광 디스크의 회전 중심축과 실질적으로 동심이며 상기 광학 표면의 방사상 방향의 내측 부분 상에 위치함 - 와;

상기 액상 코팅 재료를 상기 광학 표면 상에서 상기 링으로부터 방사상 방향의 외측을 향해 흐르게 하도록 상기 회전 중심축 주위에서 상기 광 디스크를 회전시키는 단계를 포함하는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 방법.
제8항에 있어서, 상기 경화 단계는:

상기 액상의 코팅 재료 상에 건조 기체를 송풍하는 단계를 포함하는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 방법.
제1항에 있어서, 상기 인가 단계 이전에 상기 표면을 세척하는 단계를 더 포함하는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 방법.
광 디스크의 광학 표면을 보호하는 장치에 있어서:

제거 가능한 코팅을 상기 광학 표면 상에 인가하도록 구성된 구조체 - 상기 제거 가능한 코팅은 상기 제거 가능한 코팅 및 상기 광학 표면을 통해 상기 광 디스크로부터 정보를 판독하는 것과 간섭하지 않도록 선택되어 인가됨 - 을 포함하고,

상기 구조체는:

상기 광학 표면상에 액상으로 코팅 재료를 증착하도록 구성되는 제 1 부 구조체와;

상기 증착으로부터 상기 액상 코팅 재료를 상기 광학 표면 상에 실질적으로 균일한 두께로 분산시키도록 구성되는 제 2 부구조체

를 포함하는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 장치.
제13항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅은 박리 락카를 포함하는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 장치.
제13항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅은 약 5 미크론 내지 약 20 미크론의 범위의 두께로 인가되는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 장치.
제13항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅은 상기 광학 표면의 재료와 거의 동일한 굴절률을 갖도록 선택되는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 장치.
제13항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅의 굴절률은 약 1.55 ± 0.1인 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 장치.
제13항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅의 인장률은 100,000 p.s.i. 미만인 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 장치.
제13항에 있어서, 상기 제1 부구조체는 상기 광학 표면 상에 상기 액상의 코팅 재료의 국소적 증착을 형성하는 것인, 광 디스크의 광학 표면 보호 장치.
제19항에 있어서, 상기 제2 부구조체는:

상기 광 디스크를 상기 광 디스크와 동심인 축 주위를 회전시키도록 구성된 구성 요소를 포함하는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 장치.
제20항에 있어서, 상기 국소적 증착은 상기 축과 실질적으로 동심의 링인 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 장치.
제13항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅을 인가하도록 구성된 상기 구조체의 동작 이전에 상기 광학 표면을 세척하도록 구성된 구성 요소를 더 포함하는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 장치.
제22항에 있어서, 상기 구성 요소는:

상기 광학 표면에 세척액을 인가하는 제1 부구조체를 포함하는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 장치.
제23항에 있어서, 상기 구성 요소는:

상기 제1 부구조체의 동작 중에, 상기 광 디스크를 상기 광 디스크와 동심인 축 주위를 회전시키도록 구성된 제2 부구조체를 더 포함하는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 장치.
제23항에 있어서, 상기 구성 요소는:

상기 제1 부구조체의 동작 후에, 상기 광학 표면에 건조 기체의 흐름을 인가하도록 구성된 다른 부구조체를 포함하는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 장치.
제19항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅을 인가하도록 구성된 상기 부구조체는:

사기 제2 부구조체의 동작 후에, 상기 광학 표면에 건조 기체의 흐름을 공급하도록 구성된 제3 부구조체를 더 포함하는 것인 광 디스크의 광학 표면 보호 장치.
광학적으로 판독 가능한 기록 정보를 포함하는 제1층과;

상기 제1층의 광학 표면 상에 제거 가능한 코팅 - 상기 기록 정보는 상기 제거 가능한 코팅과 상기 광학 표면을 통해 광 디스크로부터 광학적으로 판독 가능하고, 상기 제거 가능한 코팅은 처음에 상기 표면에 인가될 때 액체임 - 을 포함하는 광 디스크.
제27항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅은 박리 락카를 포함하는 것인 광 디스크.
제27항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅의 두께는 약 5 ~ 약 20 미크론의 범위에 있는 것인 광 디스크.
제27항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅은 상기 제1층과 거의 동일한 굴절률을 갖도록 선택되는 것인 광 디스크.
제27항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅의 굴절률은 대략 1.55 ± 0.1인 것인 광 디스크.
제27항에 있어서, 상기 제거 가능한 코팅의 인장률은 100,000 p.s.i. 미만인 것인 광 디스크.
제27항에 있어서, 광학적으로 판독 가능한 기록 정보를 포함하는 제2층으로서, 상기 제1층의 상기 제거 가능한 코팅에 이격하여 대향하는 면 상에서, 상기 제1층에 접착되어 있는 제2층을 더 포함하는 것인 광 디스크.
제33항에 있어서, 상기 제1층으로부터 이격하여 대향하는 상기 제2층의 광학 표면 상의 제2 제거 가능한 코팅으로서, 상기 제2층의 기록 정보는 상기 제2 제거 가능한 코팅 및 상기 제2층의 광학 표면을 통해 광학적으로 판독가능한 제2 제거 가능한 코팅을 더 포함하는 것인 광 디스크.