利用高折射率紫外線可固化涂料修復(fù)受損的光學(xué)基板的方法及組合物的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明描述了用于修復(fù)光學(xué)基板表面上的缺陷的方法。所述方法包括提供輻射可固化涂料然后將所述涂料施加至光學(xué)基板的表面上的步驟。然后用UV光源將涂料固化，導(dǎo)致涂料折射率為基板折射率的小于±10%。固化的涂料在25℃下表現(xiàn)出小于約315cP的粘度。本發(fā)明還描述了用于修復(fù)光學(xué)基板的新型涂料組合物。
【專(zhuān)利說(shuō)明】利用高折射率紫外線可固化涂料修復(fù)受損的光學(xué)基板的方法及組合物
[0001]本申請(qǐng)要求2011年7月14日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?1/507，662的權(quán)益，該美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)據(jù)此為了所有目的而通過(guò)引用并入，如同在本文中充分地闡述。
_2]發(fā)明背景
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]通常，本發(fā)明涉及一種用于修復(fù)受損的光學(xué)基板和/或還用于從其上減少或消除劃痕的方法。本發(fā)明還涉及一種用于修復(fù)受損的光學(xué)基板和/或從其上減少或消除劃痕的涂料組合物。
【背景技術(shù)】
[0004]光學(xué)基板諸如⑶和DVD已成為越來(lái)越受歡迎的用于訪問(wèn)媒體諸如音樂(lè)、電影和視頻游戲的介質(zhì)。事實(shí)上，服務(wù)商諸如Netflix和Blockbuster已依靠光學(xué)基板通過(guò)郵件直接向他們的客戶提供媒體。然而在不止幾種情況下，客戶可能收到受損的和/或劃傷的光學(xué)基板。損傷可導(dǎo)致光學(xué)基板跳讀或完全不能通過(guò)數(shù)字盤(pán)讀取器讀取。此外，劃傷的光學(xué)基板也減少光學(xué)基板的美學(xué)吸引力。由于其中一個(gè)或兩個(gè)方面是可能動(dòng)搖現(xiàn)有的和潛在的客戶離開(kāi)的重要問(wèn)題，解決至少這些問(wèn)題的方案是高度期望的。
[0005]光學(xué)讀出系統(tǒng)用于解碼記錄在螺旋形軌道形式的光學(xué)基板上的數(shù)字信息。激光束穿過(guò)軌道上的底層并且被反射至接觸光電二極管以用于產(chǎn)生電信號(hào)。如果軌道表面上存在凹坑，光束被不正確地反射并且沒(méi)有信號(hào)產(chǎn)生。光學(xué)讀取器原路返回直到能夠在軌道上讀取一個(gè)未受影響的序列。這被稱(chēng)為跳讀。在嚴(yán)重的情況下，光學(xué)基板可能完全變得不可讀。
[0006]用于修復(fù)光學(xué)基板的傳統(tǒng)方法包括利用機(jī)械研磨和拋光設(shè)備。具體地，將盤(pán)用磨料拋光和/或施加蠟狀物質(zhì)以填充劃痕。然而，蠟填充方法不是優(yōu)選的，因?yàn)樘盍喜牧蠒?huì)留下模糊的涂飾或者會(huì)隨時(shí)間松動(dòng)。因此，光學(xué)基板的跳讀可能重現(xiàn)。此外，拋光導(dǎo)致光學(xué)介質(zhì)的表面在連續(xù)應(yīng)用后變薄。因此，將需要新的光學(xué)基板，這導(dǎo)致增加的生產(chǎn)成本。
[0007]用于處理光學(xué)基板表面的另一種方法提議使用揮發(fā)性溶劑。具體地，揮發(fā)性溶劑導(dǎo)致光學(xué)介質(zhì)的表面重新流動(dòng)以便填充空隙。然而，這些溶劑通常被歸類(lèi)為對(duì)環(huán)境不友好。鑒于目前的和待決的環(huán)境立法，這些溶劑被禁止或不是優(yōu)選的。此外，在美國(guó)和世界各地的綠色技術(shù)倡議已經(jīng)促使減少非經(jīng)濟(jì)友好化學(xué)品的使用的社會(huì)呼吁。
[0008]處理時(shí)間是傳統(tǒng)方法的另一個(gè)缺點(diǎn)。例如，拋光方法和溶劑應(yīng)用會(huì)花費(fèi)幾分鐘來(lái)處理單個(gè)的基板。較長(zhǎng)的處理時(shí)間減少商業(yè)生產(chǎn)量。此外，較長(zhǎng)時(shí)間地運(yùn)行處理設(shè)備導(dǎo)致增加的處理成本。
[0009]本領(lǐng)域期望的是用于修復(fù)光學(xué)基板的改進(jìn)的方法。
[0010]本領(lǐng)域還期望的是用于修復(fù)光學(xué)基板的改進(jìn)的方法。
[0011]本領(lǐng)域還期望的是用于修復(fù)受損的光學(xué)基板的考慮綠色技術(shù)倡議的環(huán)境友好的方法。[0012]本領(lǐng)域還期望的是用于改善光學(xué)基板的美學(xué)外觀的方法。
[0013]本領(lǐng)域還期望的是用于改善基板的可讀性和/或美學(xué)特征的新型組合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明人已經(jīng)設(shè)想到本發(fā)明的方法顯著改善了光學(xué)基板諸如CD或DVD通過(guò)光學(xué)讀取器的可讀性。本發(fā)明人還設(shè)想到用于減少光學(xué)基板表面上的劃痕以用于改善其對(duì)用戶的美學(xué)吸引力的方法。還描述了一種能夠改善光學(xué)基板的可讀性以及美學(xué)吸引力的新型涂料組合物。此外，描述了采用用于處理具有新型涂料的光學(xué)基板的設(shè)備的系統(tǒng)。
[0015]據(jù)本發(fā)明人所述，所述技術(shù)涉及施加具有與光學(xué)基板的折射率緊密匹配的折射率的能量可固化涂料組合物。通過(guò)這樣做，修復(fù)光學(xué)基板的激光讀取面以便最小化跳讀。所施加的固化的涂料的一個(gè)額外的好處是改善的耐劃傷性。
[0016]在本發(fā)明的第一方面中，公開(kāi)了一種用于修復(fù)光學(xué)基板表面上的缺陷的方法。將在25°C下表現(xiàn)出小于約315cP的粘度的輻射可固化涂料施加至基板的表面上。用UV光源將所施加的涂料固化。固化的涂料的折射率為基板折射率的約±10%以內(nèi)。
[0017]在本發(fā)明的第二方面中，公開(kāi)了一種用于修復(fù)光學(xué)基板表面上的缺陷的輻射可固化組合物。所述組合物包括大于約15wt.%的芳香族或脂肪族(甲基)丙烯酸酯低聚物。還包括的是(甲基)丙烯酸酯單體和光引發(fā)劑。所述組合物在25°C下表現(xiàn)出小于約315cP的粘度。
[0018]在本發(fā)明的第三方面中，公開(kāi)了一種光學(xué)基板修復(fù)系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括具有表面缺陷的光學(xué)基板、輻射可固化組合物以及將組合物施加至光學(xué)基板上并且隨后固化所施加的組合物的設(shè)備。
[0019]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的描述中得到闡明，部分地將由描述變得清楚，或者可以通過(guò)本發(fā)明的應(yīng)用來(lái)了解。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)將由書(shū)面說(shuō)明和其權(quán)利要求書(shū)以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和達(dá)到。
【具體實(shí)施方式】
[0020]現(xiàn)在將詳盡地參考本發(fā)明的實(shí)施方案，這些實(shí)施方案的實(shí)施例在附圖中予以說(shuō)明。
[0021]本申請(qǐng)描述了一種用于改善受損的光學(xué)基板的可讀性的方法和組合物。所述方法包括將根據(jù)本發(fā)明的組合物施加至光學(xué)基板的激光讀取面上然后使所施加的涂料經(jīng)受UV輻射的步驟。目的是使所施加的涂料的折射率水平與光學(xué)基板的折射率水平緊密匹配。通過(guò)這樣做，使光學(xué)基板的激光讀取面平面化，這導(dǎo)致跳讀的減少和/或消除。此外，光學(xué)基板的視覺(jué)特性表現(xiàn)出顯著較少的劃痕。當(dāng)盤(pán)變成目視受損時(shí)，它可能會(huì)失去轉(zhuǎn)售價(jià)值并且給予客戶質(zhì)量下降的感覺(jué)，即使它具有可接受的PI Sum8平均值(PI Sum8Average)并且例如在DVD和CD播放器上表現(xiàn)良好。因此，從事轉(zhuǎn)售或出租光學(xué)基板業(yè)務(wù)的公司認(rèn)為光學(xué)基板的美學(xué)特征是和PI Sum8平均值一樣重要。
[0022]如將在以下更詳細(xì)地描述，所述組合物用UV可固化材料填充光學(xué)基板的激光讀取面上的表面缺陷。組合物的折射率可與光學(xué)基板的折射率相比較。而為了使折射率匹配，對(duì)于光學(xué)基板優(yōu)選的材料為聚碳酸酯，也可以使用其他塑料和玻璃基板。在可選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物和方法可以用于修復(fù)硼硅玻璃(RI=1.47)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA, RI=L 49)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET，RI=L 57-1.58)，以用于各種透鏡、包裝、窗戶和殼體應(yīng)用以及其中基板被UV可固化涂料涂覆的其他應(yīng)用。通常，光學(xué)基板的折射率為1.45-1.60。
[0023]光學(xué)基板可以包括但不限于在讀取面上的⑶、超級(jí)音頻⑶、⑶-R、⑶-RW、DVD、DVD-R、DVD-Rff和DVR。已知的光學(xué)和磁光基板包括至少以下:
[0024]⑶-DA=光盤(pán)-數(shù)字音頻
[0025]⑶-ROM=光盤(pán)-只讀存儲(chǔ)器
[0026]DVD-ROM=數(shù)字多功能盤(pán)-只讀存儲(chǔ)器
[0027]CD-R=光盤(pán)-可記錄
[0028]DVD-R=數(shù)字多功能盤(pán)-可記錄
[0029]⑶-RW=光盤(pán)-可重寫(xiě)
[0030]DVR=高密度盤(pán)-可記錄
[0031]通常，根據(jù)本發(fā)明的組合物至少包括(甲基)丙烯酸酯化低聚物、(甲基)丙烯酸酯化單體和光引發(fā)劑。根據(jù)如本發(fā)明所描述的選定的光學(xué)基板，組合物可以包括如用于修復(fù)光學(xué)基板所需的其他添加劑。例如，所述組合物還可以包括敏化劑、增效劑、穩(wěn)定劑和助流劑。
[0032]在本發(fā)明的第一方面中，描述了包括組合物的成分和其優(yōu)選的重量百分比的通用配方。見(jiàn)表1。
[0033]表1
[0034]
【權(quán)利要求】
1.一種用于修復(fù)光學(xué)基板表面上的缺陷的方法，包括: 提供在25°C表現(xiàn)出小于約315CP的粘度的輻射可固化涂料； 將所述輻射可固化涂料施加至所述光學(xué)基板的表面上； 以及 用UV光源固化所述涂料， 其中所述固化的涂料顯示出在所述光學(xué)基板的折射率的約±10%以內(nèi)的折射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述折射率在所述基板的折射率的約±4%以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中其上具有所述固化的涂料的光學(xué)基板表現(xiàn)出小于約280的數(shù)字錯(cuò)誤率。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中其上具有所述固化的涂料的光學(xué)基板表現(xiàn)出小于或等于2的視覺(jué)劃傷等級(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述視覺(jué)劃傷等級(jí)為小于或等于I。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述固化的涂料的折射率在約1.50至1.66之間。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述光學(xué)基板上缺陷的修復(fù)進(jìn)行小于15秒。
8.一種用于修復(fù)光學(xué)基板表面上的缺陷的輻射可固化組合物，所述組合物包括: 量大于約15wt.%的芳香族或脂肪族(甲基)丙烯酸酯低聚物； (甲基)丙烯酸酯單體；以及 光引發(fā)劑， 其中所述組合物在25°C表現(xiàn)出小于約315cP的粘度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，其中所述芳香族或脂肪族(甲基)丙烯酸酯低聚物選自環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯、聚酯、聚醚、三聚氰胺及其組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的組合物，其中所述芳香族或脂肪族(甲基)丙烯酸酯低聚物小于所述組合物的約70wt.%。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的組合物，其中所述(甲基)丙烯酸酯單體為所述組合物的約20至80wt.%。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的組合物，其中所述(甲基)丙烯酸酯單體小于所述組合物的約 40wt.%。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-12中任一項(xiàng)所述的組合物，其中所述(甲基)丙烯酸酯單體是多官能的。
14.根據(jù)權(quán)利要求8-13中任一項(xiàng)所述的組合物，其中所述光引發(fā)劑選自氫提取類(lèi)型諸如二苯甲酮及其衍生物、α裂解類(lèi)型諸如苯乙酮及其衍生物、α-羥基酮、?；⒀趸锛捌浣M合。
15.根據(jù)權(quán)利要求8-14中任一項(xiàng)所述的組合物，其中所述組合物不含溶劑。
16.一種修復(fù)的光學(xué)基板，所述光學(xué)基板包括根據(jù)權(quán)利要求9-15中任一項(xiàng)所述的輻射可固化組合物。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光學(xué)基板，所述光學(xué)基板表現(xiàn)出小于280的數(shù)字錯(cuò)誤率。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的光學(xué)基板，所述光學(xué)基板表現(xiàn)出小于約3的視覺(jué)劃傷等級(jí)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16-18中任一項(xiàng)所述的修復(fù)的光學(xué)基板在郵購(gòu)CD或DVD出租、轉(zhuǎn)售及個(gè)人使用中的用途。
20.—種光學(xué)介質(zhì)修復(fù)系統(tǒng),包括: 包括表面缺陷的光學(xué)基材； 根據(jù)權(quán)利要求9-15中任一項(xiàng)所述的輻射可固化組合物；以及 將所述組合物施加至所述光 學(xué)基板上并且UV固化所施加的組合物的設(shè)備。
【文檔編號(hào)】B29C73/02GK103889694SQ201280034905
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月14日
【發(fā)明者】魯塞爾·安德森 申請(qǐng)人:Dic成像產(chǎn)品美國(guó)有限責(zé)任公司