利用高折射率紫外線可固化涂料修復受損的光學基板的方法及組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了用于修復光學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基板的表面上的步驟。然后用UV光源將涂料固化，導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光學基板的新型涂料組合物。
【專利說明】利用高折射率紫外線可固化涂料修復受損的光學基板的方法及組合物
[0001]本申請要求2011年7月14日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/507，662的權益，該美國臨時專利申請據(jù)此為了所有目的而通過引用并入，如同在本文中充分地闡述。
_2]發(fā)明背景
【技術領域】
[0003]通常，本發(fā)明涉及一種用于修復受損的光學基板和/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受損的光學基板和/或從其上減少或消除劃痕的涂料組合物。
【背景技術】
[0004]光學基板諸如⑶和DVD已成為越來越受歡迎的用于訪問媒體諸如音樂、電影和視頻游戲的介質。事實上，服務商諸如Netflix和Blockbuster已依靠光學基板通過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/或劃傷的光學基板。損傷可導致光學基板跳讀或完全不能通過數(shù)字盤讀取器讀取。此外，劃傷的光學基板也減少光學基板的美學吸引力。由于其中一個或兩個方面是可能動搖現(xiàn)有的和潛在的客戶離開的重要問題，解決至少這些問題的方案是高度期望的。
[0005]光學讀出系統(tǒng)用于解碼記錄在螺旋形軌道形式的光學基板上的數(shù)字信息。激光束穿過軌道上的底層并且被反射至接觸光電二極管以用于產生電信號。如果軌道表面上存在凹坑，光束被不正確地反射并且沒有信號產生。光學讀取器原路返回直到能夠在軌道上讀取一個未受影響的序列。這被稱為跳讀。在嚴重的情況下，光學基板可能完全變得不可讀。
[0006]用于修復光學基板的傳統(tǒng)方法包括利用機械研磨和拋光設備。具體地，將盤用磨料拋光和/或施加蠟狀物質以填充劃痕。然而，蠟填充方法不是優(yōu)選的，因為填料材料會留下模糊的涂飾或者會隨時間松動。因此，光學基板的跳讀可能重現(xiàn)。此外，拋光導致光學介質的表面在連續(xù)應用后變薄。因此，將需要新的光學基板，這導致增加的生產成本。
[0007]用于處理光學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)性溶劑導致光學介質的表面重新流動以便填充空隙。然而，這些溶劑通常被歸類為對環(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，在美國和世界各地的綠色技術倡議已經促使減少非經濟友好化學品的使用的社會呼吁。
[0008]處理時間是傳統(tǒng)方法的另一個缺點。例如，拋光方法和溶劑應用會花費幾分鐘來處理單個的基板。較長的處理時間減少商業(yè)生產量。此外，較長時間地運行處理設備導致增加的處理成本。
[0009]本領域期望的是用于修復光學基板的改進的方法。
[0010]本領域還期望的是用于修復光學基板的改進的方法。
[0011]本領域還期望的是用于修復受損的光學基板的考慮綠色技術倡議的環(huán)境友好的方法。[0012]本領域還期望的是用于改善光學基板的美學外觀的方法。
[0013]本領域還期望的是用于改善基板的可讀性和/或美學特征的新型組合物。

【發(fā)明內容】

[0014]本發(fā)明人已經設想到本發(fā)明的方法顯著改善了光學基板諸如CD或DVD通過光學讀取器的可讀性。本發(fā)明人還設想到用于減少光學基板表面上的劃痕以用于改善其對用戶的美學吸引力的方法。還描述了一種能夠改善光學基板的可讀性以及美學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基板的設備的系統(tǒng)。
[0015]據(jù)本發(fā)明人所述，所述技術涉及施加具有與光學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。通過這樣做，修復光學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，公開了一種用于修復光學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。
[0017]在本發(fā)明的第二方面中，公開了一種用于修復光學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，公開了一種光學基板修復系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括具有表面缺陷的光學基板、輻射可固化組合物以及將組合物施加至光學基板上并且隨后固化所施加的組合物的設備。
[0019]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的描述中得到闡明，部分地將由描述變得清楚，或者可以通過本發(fā)明的應用來了解。本發(fā)明優(yōu)點將由書面說明和其權利要求書以及附圖中特別指出的結構來實現(xiàn)和達到。
【具體實施方式】
[0020]現(xiàn)在將詳盡地參考本發(fā)明的實施方案，這些實施方案的實施例在附圖中予以說明。
[0021]本申請描述了一種用于改善受損的光學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基板的激光讀取面上然后使所施加的涂料經受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基板的折射率水平緊密匹配。通過這樣做，使光學基板的激光讀取面平面化，這導致跳讀的減少和/或消除。此外，光學基板的視覺特性表現(xiàn)出顯著較少的劃痕。當盤變成目視受損時，它可能會失去轉售價值并且給予客戶質量下降的感覺，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，從事轉售或出租光學基板業(yè)務的公司認為光學基板的美學特征是和PI Sum8平均值一樣重要。
[0022]如將在以下更詳細地描述，所述組合物用UV可固化材料填充光學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基板的折射率相比較。而為了使折射率匹配，對于光學基板優(yōu)選的材料為聚碳酸酯，也可以使用其他塑料和玻璃基板。在可選的實施方案中，本發(fā)明的組合物和方法可以用于修復硼硅玻璃(RI=1.47)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA, RI=L 49)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET，RI=L 57-1.58)，以用于各種透鏡、包裝、窗戶和殼體應用以及其中基板被UV可固化涂料涂覆的其他應用。通常，光學基板的折射率為1.45-1.60。
[0023]光學基板可以包括但不限于在讀取面上的⑶、超級音頻⑶、⑶-R、⑶-RW、DVD、DVD-R、DVD-Rff和DVR。已知的光學和磁光基板包括至少以下:
[0024]⑶-DA=光盤-數(shù)字音頻
[0025]⑶-ROM=光盤-只讀存儲器
[0026]DVD-ROM=數(shù)字多功能盤-只讀存儲器
[0027]CD-R=光盤-可記錄
[0028]DVD-R=數(shù)字多功能盤-可記錄
[0029]⑶-RW=光盤-可重寫
[0030]DVR=高密度盤-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基板，組合物可以包括如用于修復光學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。見表1。
[0033]表1
[0034]
【權利要求】
1.一種用于修復光學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基板的折射率的約±10%以內的折射率。
2.根據(jù)權利要求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。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中其上具有所述固化的涂料的光學基板表現(xiàn)出小于約280的數(shù)字錯誤率。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其中其上具有所述固化的涂料的光學基板表現(xiàn)出小于或等于2的視覺劃傷等級。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中所述視覺劃傷等級為小于或等于I。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，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)前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述光學基板上缺陷的修復進行小于15秒。
8.一種用于修復光學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)氧樹脂、聚氨酯、聚酯、聚醚、三聚氰胺及其組合。
10.根據(jù)權利要求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)權利要求8-10中任一項所述的組合物，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)權利要求8-12中任一項所述的組合物，其中所述(甲基)丙烯酸酯單體是多官能的。
14.根據(jù)權利要求8-13中任一項所述的組合物，其中所述光引發(fā)劑選自氫提取類型諸如二苯甲酮及其衍生物、α裂解類型諸如苯乙酮及其衍生物、α-羥基酮、酰基膦氧化物及其組合。
15.根據(jù)權利要求8-14中任一項所述的組合物，其中所述組合物不含溶劑。
16.一種修復的光學基板，所述光學基板包括根據(jù)權利要求9-15中任一項所述的輻射可固化組合物。
17.根據(jù)權利要求16所述的光學基板，所述光學基板表現(xiàn)出小于280的數(shù)字錯誤率。
18.根據(jù)權利要求16或17所述的光學基板，所述光學基板表現(xiàn)出小于約3的視覺劃傷等級。
19.根據(jù)權利要求16-18中任一項所述的修復的光學基板在郵購CD或DVD出租、轉售及個人使用中的用途。
20.—種光學介質修復系統(tǒng),包括: 包括表面缺陷的光學基材； 根據(jù)權利要求9-15中任一項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 學基板上并且UV固化所施加的組合物的設備。
【文檔編號】B29C73/02GK103889694SQ201280034905
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年7月13日 優(yōu)先權日:2011年7月14日
【發(fā)明者】魯塞爾·安德森 申請人:Dic成像產品美國有限責任公司