JPS60500106A - アクリルオ−バコ−トを備えた光学記録用のコ−トされた媒体 - Google Patents

アクリルオ−バコ−トを備えた光学記録用のコ−トされた媒体

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JPS60500106A
JPS60500106A JP59500555A JP50055584A JPS60500106A JP S60500106 A JPS60500106 A JP S60500106A JP 59500555 A JP59500555 A JP 59500555A JP 50055584 A JP50055584 A JP 50055584A JP S60500106 A JPS60500106 A JP S60500106A
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メイア,トーマス
ボーリング,ノーマン・エル
ランコート,ジエームズ・デイー
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バロ−ス・コ−ポレ−ション
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
アクリルオーバコートを備えた 光学記録用のコー1へされた媒体 本発明は新規な高密度情報記憶媒体に関し、特に光学データ記録に適する記録層 を含む媒体であって記録の特性を高めるだめのコーティングと保護オーバコート 手段を有するものに関する。 発明の背景 ディジタルデータの光学ストレージは比較的新しい技術であって、特FAな(O DD、”光学ディジタルデータ″)媒体たとえばODDディスクを用いかつ光学 技術を利用するディジタル情報の記憶と再生に関する技術である。類似のものと して、従来、そのようなデータは今日の高速ディジタル]ンピュータにおいて一 般に用いられているテープまたはディスクのような磁気媒体にストアされている 。 ここで述べられているのはディジタルデータのための感度の良い光学記録媒体を 作成する試みであって、その媒体は酸化または環境による劣化に耐えるものであ って、また感度が改善されかつ寿命を延長することができ、ざらに現在のものよ りも製造の手間が簡略化されるものである。 そのような媒体のための種々のタイプの保護オーバコーティングが、特に“調整 された媒体″に関して技術音速によって提案されてきた(たとえば、゛ダークミ ラー″効果を用いる媒体;たとえば、3el1等の米国特許第4,222.07 1号;z’echによる光学記憶媒体のレビューである゛光学情報ストレージ” 、5PJE “\10:1,177.1979、、p、56以下; F3 a、 rtoi injによる光学記録媒体のレビューである゛光学記憶材料と方法”  、 S P J、E Voll−123、1977(+)、2以下; Coc ManとF errie;rによる″リアルタイム高密度データストレージのた めの金属フィルム中の溶融孔” 、 SP IE Proceedjngs4A ugust 1977、 p、、17〜32:および後述の仙の引例を参照)。 長期の記録保存寿命: 光学データ記憶技術は魅力的である。なビならばそれは大きな記憶容量の可能性 があるからである。ここで考慮されるような光学データディスクは長期の保存か 命にわたって情報をストアすることがめられ、その目標はデータ処理(DP)装 置に関する典型的なあるいは最も厳しい動作条件において5〜10年また(Jそ れ以上である。技術音速はそれを目指して長い間努力してきたか、そのような長 期の寿ω(ユ当該技術分野において未だ達成されてい−ない目標である。本発明 はそのような保存寿命により適した改良されたODD媒体を目指しており、すな わら特に゛光学マス(質量)メモリ″やそのような応用に適した媒体であって、 改善されたオーバコートおよび/またはスペーサ手段に重点が置かれている。 したがってここでの特徴として、我々は好ましい長期の記録保存寿命を示すレコ ードのために新規なスペーυおよび7才たはオーバコートの構造と材料の利用を 意図している。すなわら、そのレコードは典型的なりPス1〜レージと使用の間 の酸化または環境による劣化に対して高い抵抗を示すものである。したがって、 長期の保存寿命にわたって記録された情報の“ロス″はほとんどまたは全くなく て″゛読出パするのに十分安定な反射能を備えている。そのような実際的な記憶 媒体またはそれに関連するシステムは未だ提供され得ず、特に゛良好な″感度も められる場合は尚更である。本発明はこの目標を目指す手段を示すものである。 新規な゛′スペーサ層″: さらにここでの顕著な態様によれば、スペーサ層(たとえば、そのような゛ダー クミラー″構造において)は好ましくは反射体層上に蒸着される″軟質パッド° ′を含み、その上には次に吸収体く記録)層が重ねられる。このスペーサ層はそ のように析出されたフルオロポリマーからなっており、それは意図された続出書 込波長に対して透過性が高く、また反射体層から吸収体層を隔離することによっ て良好な熱的かつ機械的絶縁を提供するくさもなくば、通常その反射体は高伝導 性金属であるので、それはヒートシンクとして作用して記録エネルギを吸収体層 から漏逸させ、その効率を減する)。 し′たがって、以後にさらに述べられるように、−例として我々はポリテトラフ ルオロエチレン(PT’FE)またはフッ化□エチレンプロピレンコポリマー( FEP)のような真空蒸着されたフルオロポリマーを好む。 そのようなスペーサとして硬質シリケートコーティング〈酸化シリコンまたは二 酸化シリコン;゛溶融シリカ″参照)を指定することはどちらかといえば従来技 術・に属する(たとえば、Be11等の米国特許第4.195,312号または 第4,195,313号あるいは第4,216,501号を参照)。しかしなが ら、そのような材料はここで設定された熱的か゛つ機械的目的のすべてを満足す ることはできない。その1つとして、そのようなシリケートコーティングは容易 に熱を伝えすぎる。たとえば、パ低エネルギ″記録パルス(約40ナノ秒の中位 から低位の出力)は、単一の1/4波長光学厚さのs; 02がAA反射体上に 用いられるとき、記録することが困難である。この非常に薄いスペーサ層は、明 らかに記録のための熱をあまりに多く散逸させてa費さぜる。これを防ぐために 、より分厚いスペーサ層を用いることももちろん可能であるが、分厚い5i02 層は製造プロセスを複雑化して品位を下げる。それは特にその層が一般に吸収体 を拘束して感度を下げるからであり、また低い反射能を得るバンド幅を・狭める からである( J 、RancOurtによる″テルルの光学データディスクの 設計と作成”、 3 p 、I E P roceedings ; L/−ザ スキvン技術における進歩、’ Vol、299.1・(lJ81 、 p、、 57参照)。 さらに、・もし数個のよく分離された続出/書込(R/W)波長が用・いられる ならば、必要な波長のパ最小値″に精密に設定するためにざらに“厚さ″制御が められるので、スペーサの作成はさらに複雑となる(光のエネルギを゛3重層″ の吸収層と効率的に結合させてビット位置の反射能を増大さゼることによって゛ 書込″することがめられ、意図されたR/W波長において比較的低い反射能の書 込まれ・ていないバックグラウンドがめられることに注目)、。 逆に、この教示を利用する単一の“軟質バラドパ(たとえば、フルオロポリマー )スペーサは感度に対してけとんど影響せず、またそれは単一の1/4波長であ るので広い反I31率最小値(λ)を与え、したがって同時に多くのR、、/  W波長において機能することができる。 この開示の1つの態様はそのような゛″軟軟質バッドススペーサ材料調製と使用 を教示するとともに関連する析出方法を示すことであり、それは特にそのような oDディスクな適するものである。より特定的に言えば、それは一般に坦在のレ ーザ装置を用いる低エネルギ記録のために便利なものである(たとえば、5〜2 0+nW/40n 、 secパルスのHe ”−Neレーザによる書込: 2 5 M H2級参照)。 オーバコートニ一般: そのように記録されたスポット(“ビット″)は直径で約1ミクロンになるよう に意図されている。しかし、表面のパ汚れ″(たとえば、油や指紋)または空中 からの埃のような粒子状の汚染物はこの大きさまたはそれより大きく、したがっ て記録された″ピッl〜パの障害となり得る。たとえば、通常の煙の粒子は約6 ミフロンバ6μm、ま、たは約240マイクロインチ)の直径である。したがっ て、もし1つまた↓ま数個のそのような汚染粒子がちょうどオーバコート上に載 っていれば、そ、れらの粒子は一般に″マスク″として働いて記録されたパビッ ト″(データ)を消してしまう。 したがって、そのような汚染粒子やすべての汚れ、汚点。 または染をデフォーカスするために、従来、分厚いオーバコーティング層が用い られていた。たとえば、1. O0〜180ミクロン厚さのオーダの透明なオー バコーティングが施されていた。したがって、そのよやな保護層の表面上に載っ ている(拭き取られていない)いずれの埃粒子も“デフォーカス″される。すな わち、それらの埃は記録されたデータを検知するために用いられる対物レンズの 焦点範囲や光学的照準位置から外されて光学的に″消失′°する。第2の目的と して、そのようなオーバコートは記録層のために機械的な保護を与えかつ取扱い くたとえば、製造中、テスト中、または使用中)などにおける損傷を防がなけれ ばならない。 ところで、ある場合には技術音速は透光性保護オーバコートとして比較的“硬質 ″の材料全提案してきたが、他の場合には゛軟質″の材料を提示してきた。たと えば、あるものはエラストーマの外部]−トを提示したCGE社によル” 31 lastic RT V ”のようなシリコーンラバー参照:Be11等の米国 特許第4,101.’907号を見よ:それによれば成る有機染料のような′拭 き取られ得る′″吸収体は5ro2の″゛障壁層″でオーバコートされ、または ナツ力ローズ(蔗糖)または樹脂酸の誘導体の障壁層でオーバコートされて、こ れはそのようなシリコーン樹脂でスーパコート(重ねコート)される)。しかし 、軟質で弾力的な(ゴムのような)材料の周知のオーバコーティングは゛′粘着 性″の露出表面を示す特色があり、それは容易に埃を吸着して保持する。また成 る例においては、そのような゛′エラストメトリック(弾力的な)″コーティン グはなおその下層の吸収体をパ拘束′°するようである。さらに、エラスt・− マは高すぎる硬化温度を必要とするものがあり、あるいはそれらがもし室温で硬 化する場合には長ずきる時間がかかるであろうし、″早期硬化′のために加熱さ れるときそれらはその3重層に過熱という重大な危険を与える(RTVのような シリコーンエラストーマは、これらのすべての欠点を示すとともに硬化応力や使 用中に多すぎる湿気の吸収を伴なう)。 一方、他の技術音速は吸収層上に直接重ねられるパ硬質”の外部゛封止パオーバ コートを考えたくたとえば、B art。 1;nl等による′″光学ディスクシステムの出現”、IEEESpectru m 、 August 1978を参照;それによれば″゛3重層″構造におい てSio2はチタンの吸収体の上下に施されている)。しかし、彼等はそのよう な硬質のオーバコートがその他の点では受入れ得る記録媒体を実質的に″゛記録 不能″のものとしてしまう点まで記録感度を劣化させるようである(おそらくそ のオーバコートが変形せずに吸収体を押え付けて拘束するからである)ことを認 めざるを得なかった。また、5i02のような硬質の外部コーティングは長期間 使用するにはあまりに吸収性である(たとえば、水蒸気の吸収)。 ゛硬質/軟質″オーバコート: したがって、この開示のもう1つの態様は前述の欠点のほとんどまたはすべてを 除去するオーバコーティングを提供することである。それは“軟質パッド″の内 側の層とパ硬質″の外側封止層からなる2部のオーバコーティングを提供するこ とによって行なわれ、すなわち“硬質/軟質″オーバコートを備える。軟質の° 内層パッドは゛柔らかなりッション″として変形しやすくかつ圧縮されやすいも のに意図されており、それは隣接する吸収体が書込加熱の間に変形したり移動し たりできるようにし、同時にまた良好な熱絶縁を提供する(非常に低い熱伝導性 :比較的低い比熱)。簡単に言えば、この゛軟質パ;ノド″は機械的熱的により よく吸収体を隔離し、一方、゛硬質″外層コートは最適な機械的保護を与える( たとえば、蒸気の侵入に対するシール)。もちろん、そのような層はよく接合す るものでなければならず、また意図された読出/書込波長に対して高い透過性の ものでなければならず、さらに用いるのに便利で安価なものが好ましい。 述べられたように、成るそのような゛″軟質パッド″(たとえば、F’EPまた はPEFE、後述参照)の機械的特性は゛書込加熱″の間における下層の吸収体 の動きや変形をよりよく受入れるようである(たとえば、上のパッド″として; もし軟質材料がパスペーサ″としても用いられる場合は下のパッド″としても) 。そのような゛軟質バッド″は明らかに吸収体をその周囲の環境から機械的かつ 熱的に分離するので、°゛感度′°を著しく高め得ることがわかる(たとえば、 溶融シリカのような゛硬質″オーバコーティングのみを用いて期待されるものよ り優れており、すなわち後者のものは成るビットまたは″゛ホール″°゛書込″ するためにより大きなエネルギを必要とする)。゛軟質バッド″はそのような隔 離材として非常に効果的であるのr(たとえば吸収体上の5iOzとともに)下 層の゛スペーサ″として用いるだけの場合であってもそれはくたとえばそれを5 i02スペーサで置換える場合に比べて)感度を高めることがわかった。 また以下に述べられるように、そのような“′軟質バッド″コーティングは、好 ましくは吸収体層を析出させるのに用いられたのと本質的に同じ装置を用いて蒸 着フィルムとして付与される(たとえば、共通の装置を用いて関連した引続く析 出ステップによって〉。その結果としての9便利さや、コストや時間などの節減 は明らかであろう。この特徴に従つて、我々はこれらのかなり厳しい“°軟質バ ッド″要件(真空R着を含む〉のほとんどまたはずべてを満足する凝ましい材料 の例である前述のフルオロポリマー(FEPとPTFE>を発見した。そして都 合の良いことに、その同一の゛軟質バッド″材料は吸収体の両側に(すなわち、 スペーサとオーバコートとして)用いることができる。この代わりに、プラズマ 高分子化された種類のポリマーのたとえばポリエチレンまたはparylene  ” (商標、ユニオンカーバイド社からパラキシレンとして、米国特許第3, 342.754号参照)を用いてもよい。好ましくは、“軟質バッド層のそのよ うな蒸着は、吸収体層(および/またはスペーサ層)を析出させるものと同じ装 置を用いて同時に付与される。 この゛軟質パッド′°オーバコート層は好ましくは吸収体層をどのような重ねコ ーティング(特に゛軟質パッド上に付与される゛′硬質”層)からも熱的かつ機 械的に分離するためのものであり、また下層の吸収体層と都合良く接合しなけれ ばならない。それによつ゛C感度が劣化されることがなくかつ吸収体は硬質の° “外層″オーバコーティングから適切に゛分離′”される。そしてその硬質オー バコーティングと/またはその上の何らかの応力が吸収体を拘束してそこへのビ ット形成に干渉するのを防ぐ。またそのパ軟質バッドパオーバコー1−は使用中 に゛剥離″シたり湿気の侵入などを防ぐために″硬質″コートと十分よく接合さ れる。 を狂わせる(はんの100Aの変位が、必要な゛調整″を破壊し得る)。そのよ うな有害な効果のいかなるものからも吸収体を保護することは重要なことであっ て、たとえば特に記録や゛ヒツトスポット″の形成中において変形しかつ/また は変位する吸収体を用いる場合に重要である。吸収体上に直接付与される硬質オ ーバコーティング(たとえば、周知のSiOまたはSi 02 )がその吸収体 層を拘束してパビット書込″中のそのよづな変形や移動を抑制し得ることは技術 習性にとって明らかなことであろう。したがって、それSよヒツト形成と干渉し て感度や記録効率を劣化させて、より多くの書込エネルギが必要となる。また、 はとんどの酸化珪素は多くの湿気を吸収し過ぎる。我々は冷たい″サブストレー ト上に蒸着されたSio2を用いてこのような問題を経験したが、FEPまたは PTFEのような材料(これらは、同様な条件の下に、比較的“無気孔″のフィ ルムとして析出さぼることができる)でははるかに問題が少なかった。 したがって、技術習性は前述のタイプの適当な゛軟質パッド″がいかに重要かつ 有用であるかを認識するであろうし、特にそれは隣接するOD吸収体層の記録効 率を高めようとする場合に有用である。したがって、この特徴のもう1つの形態 は吸収体層上に゛軟質パッド′°コーティングを与えることであって、また可能 な場合には共通の析出技術を用いて行なうことである。関連する特徴の1つはあ る場合に吸収体の下に類似の゛軟質パッド″スペーサ層を与えることであって、 それによって吸収体層を上層や下層から生じる干渉から熱的かつ機械的に隔離で きる。 関連する特徴は、たとえば良好な蒸気障壁1機械的゛カバー″および静電防止表 面として働くように、また表面の汚れをパデフオーカシング″するための必要な 光学的な層を形成するために、この゛゛軟質パッド″の外側に゛′硬質″保護オ ーバコーティングを重ねることであるくすなわち、゛硬質/軟質“オーバコート )。 上述のものへのもう1つの改良はくフルオロポリマーの)゛軟質パッド″を付与 することであって、それは十分に軟らかくて変形しやすく、そして隣接する吸収 体層を機械的に分離してその吸収体層が書込時に自由に゛移動″できるようにす るとともにそれを熱的に隔離する(すなわち、下層の゛スペーサ″として、また は被さっている“′軟質オーバコート′″として、あるいはその両方として機能 する)。 もう1つの改良は成る何機層を用いてそのような″軟質バッド″のスペーサを備 えることであって、その有機層は下にある反射体層に強力に粘着するようになさ れていると粘着するものである。そして、関連する特徴はそのような゛軟質パッ ド″のオーバコートを備えることであって、それは上に重ねられる硬質のオーバ コー1〜と比較的しっかりと接合するが下層の吸収体とは異なった強さで接合す る。 新規な°°硬質″スーバコー1−二 上述のように、ここでのもう1つの著しい特徴は、上記説明された゛軟質パッド ″オーバコートが好ましくは次に適合し得る゛′硬質″の外側保護層でスーパコ ートされることである。 また、さらに特有の特徴として、新規な“照射硬化ポリマー″の類がここで記録 保存OD(光学データ)ディスクのためのそのような゛硬質”′の外側コーティ ングとして考慮されており、さらにそれに関連する好ましい新規な方法がそのよ うな材料を用いてそのようなディスクをコーティングするために考慮されている 。 新規なプレポリマー(pre −polymer )の調製は後に述べられてい る(たとえば、混合物H−1を見よ)。それはそのようなODディスク(長期の 記録保存寿命など)のためのそのような″゛硬質″の保護オーバコーティングを 提供づ“ることか意図されており、特にそのような“軟質パッド″オーバコー1 〜上のスーパコ−1〜として意図されている。より具体的に言えば、それは表面 の埃などくたとえば、6〜5m1t (1/1000インチ)までの大きさ)を ゛デフォーカス″する助けとなる厚さの゛′透明な″コーティング(意図された R/W波長において透光性)を提供するように意図されており、さらに機械的干 渉または蒸気の侵入(特に、水、水霧、硫酸塩、NaC秋、または他の塩化物) に対する環境障壁を提供するように意図されている。それはむしろ周知のオーバ コーティング(たとえば、°′ガラス″)のように働くよう意図されており、良 好な機械的保護を与える。それによってそのディスクは少々押え付けてもよくな るが、それは指の爪で引掻くような意識的な切断動作に耐える必要はない(注: そのような硬質スーパコーティングがなければ、軟質FEP層は容易に拭き取ら れ得るものである)。 周知の゛硬質′°オーバ]−ティング:この技術分野の技術習性は類似の保護コ ーティングのために種々の材料を考えてきた。たとえば、″溶融シリカ″(Si O2,またはSi O)のような゛ガラス状”°の形態のオーバコートが共通し て提案されてきたが、本件の目的(ODディスクなど)のためにはこれらは失格 のようである。たとえば、それらは一般に多孔質性が高くχ湿気を取込みすぎる 可能性がある。したがって、それらは脹れ(SWell)てクララ、夕が入る傾 向が強く(特に前述の厳しい温度/湿度サイクリングテストの下で)、またその ような湿気による汚染は光学的特性を著しく劣化さける。さらに、それらは必要 な真空蓋肴に関して最適のものではない(たそのような無機質のオーバコーティ ングに加えて、技術習性は同様な状況において保護オーバコートを与えるための 成るいくつかの有機材料を考えた。たとえば前述のよ〕に、成る技術省達はこの ためにシリコーンラバーまたは類似のエラストメリックポリマーを用いることを 考えた。たとえば、都合良くv温で硬化し得る成る種のプラスチックであり、一 般にそれらは硬化の間に酢酸のような有害な汚染物質を遊離させる(または米国 特許第4,334.233号の“プラスデックシート″を見よ)。 同様な意図で、我々は周知のフルオロポリマーを用いることを考えた。しかし、 意図された厚さく6〜3m1l )において、債型的なフルオロポリマーの析出 方法は好ましいものではない。たとえば、それは一般に多くの溶剤の飛散を必要 とする(後で述べる溶剤の飛散とそれに関連する収縮などに伴なう問題を参照) 。さらに重大なことに、これは全体を強く加熱する(約390℃)硬化加熱を伴 ない、一方、当該ODディスクとそれに関連するコーティングは約66°C以上 で耐えるようには意図されていない(たとえば、それ以上の温度では有機軟質F EPオーバ]−トや吸収体層のようなコーティングは破壊されるであろうし、か つ/またはその構成要素は移動したりするであろう)。さらに、そのようなポリ マーは″゛粘肴性″で埃を保持しやすい表面を表わし、また当該読出/書込波長 (600〜900ナノメータ)において最適に透光性のものであるとは考えられ ていない。 さらに、そのような硬質保護オーバコートのために考えられたのは種々の“溶剤 ベース″の(溶質を付与された)ポリマーである。しかしながら、これらの乾燥 (硬化)は溶剤の大部分の消散を生じて、問題である大ぎな収縮を伴なう。した がって、これらの材料は失格のようであって特に意図された厚さのコーティング のためには不適のようである(また、これらの材料のそのような分厚いコーティ ング中にはおそらく気泡などが形成されるであろう)。さらに考慮されたのは” RTV、−6” (GE社による)のような種々の“′2部硬化″ポリマーであ る。しかしながら、これらは付与するのが幾分困難であって、一般に比較的高い 粘性を有している(おそらく迅速かつスムーズな付与のために十分軟化させるよ うに、問題である加熱を必要とする)。また、それらは一般にパ脱ガス″問題を 生じ、さらにそれらの多くは比較的高い湿度において比較的ゆっ・くりと硬化す る(たとえば、約66℃において15分であって、しかもその硬化した材料はし ばしば粘着性の表面を示し、また傷付けられやすくかつ剥離など1やすい)。さ らに、そのような材料は一般にあまりにも短い゛ボッ1−ライフ(pot −1 ife) ” (1日のオーク)しか有しておらず、さらに付与において欠点を 有している。 考慮、されたもう1つの種類の保護材料はPVc(塩化ポリビニル)タイプのも のであったが、これらは実用的ではないようである。なぜならば、これらは溶剤 を必要とし、さらにより重大なことはそれらが一般に時間とともに結晶化して、 許容し得ることができない光学的パ2色性″を生じるからである。この゛′2色 性″は必要な読出/′ヨ込ビームの伝達と干渉するであろう(読出/書込レーザ ビームは既に偏光などされており、結晶化したオーバコートは技術音速が認識す るであろうように明らかに光学的問題を生じるであろう)。当該好ましい照射硬 化アクリルポリマーは前述のような問題を生じないようであり、たとえばそれら は結晶化しなくて゛′2色′性″の問題を生じない。 “硬質オーバコート″のための好ましい材料:結果として、前述の種類の化学的 コーティングは望ましいものではない。“照射硬化型のアクリルタイプのポリマ ーを用いて成る試みがなされたくアクリルモノマー、または種々の添加剤を含む プレポリマー混合物;後で議論される″゛混合物H−1”に類似したもの)。幾 分驚きではあるが、そのようなオーバコ−1〜は適切に付与されるとき(たとえ ば、後でjホベる“′スパイラル″技術参照;適当な″゛セツティング界面活性 材″と適当な″″溶媒平坦化″などを用いる)前述の要件を(もしすべてでなく てもほとんど)満たすことができ、一方、他の材料はそのように渦足し得るもの ではなさそうである。したがって、この開示のもう1つの目的はそのような光学 データディスクのための゛硬質″保護オーバコートとしてそのような照射硬化ポ リマー(特にアクリル系)の利用を教示し、さらにそれらをIIして付与する関 連した方法を教示することである。 以下に詳述するように、好ましい種類の硬質コート材料(゛照射硬化ポリマー″ )は多くの゛アクリル七ツマー″からなっている(または、パプレボリマ一″、 すなわちさらに高分子化されるオリゴマーまたは樹脂;特に主要成分が適当なア クリレートまたはアクリルアミドの場合)。好ましい処方箋(混合物H−1)は 、適当なアクリルエポキサイドとアクリルアクリレートとともにアクリレ−1〜 架橋体および関連するアクリレ−1〜希釈剤とフォトイニシェークを含み、さら に好ましくは所定の゛′セツティング界面活性材″を含む。また、その混合物の 小部分(たとえば、10%)が1つまたはそれ以上の添加剤からなっていてもよ い(好ましく it u v高分子化に参加する有機物、たとえばスチレンまた は類似のビニルエーテル)。 そのようなアクリルはいくつかの理由から非常に適切であることが明らかである 。すなわち、それらはパ収縮性溶剤°′のような問題の成分を多くは自んでおら ず、またそれらは問題の硬化条件(たとえば過度の加熱〉を必要としない。それ らはめられる特性を有する最終的な“硬質″高分子オーバコートを付与するのに 特に適しているようである。 また、そのような″アクリル照射硬化ポリマー″は請求められる゛硬質オーバコ ート′″のその曲の要件のほとんどすべてを満足することが認識されよう。すな わち、それらは容易には結晶化ゼす、それらは多量の溶剤成分を含まずあるいは それに関連する収縮の問題がなく、それらは過度の加熱を必要とぜずに迅速かつ 都合良く硬化し、さらにそれらは付与するのが比較的容易である(たとえば、低 粘性モノマー溶液として)。それらは通常の環境物質による腐蝕や劣化に対する 抵抗において特に優れているようであり、すなわちそれらは″粘着性″または埃 を吸着しやすいものではなくて、また゛2部硬化″と異なってそれらは広範囲か つ種々の添加剤と適合する(たとえば、後述の例で見られるように、それらの硬 化は添加材によって影響されない)。 技術音速は請求められる硬化照射がUvソース(適切な便利なものであってさら に5%はどの小さな収縮しか伴なわないようなものであり得ることを認識するで あろう。あるいは、コストが主要な関心事でない場合には、代わりに電子ビーム またはガンマ線照射によって硬化させることもできる。代わりに、過酸化物(触 媒)硬化もある場合には実施可能である。また、主要な硬化モードがどのような ものであろうとも、成る場合には光の補助的な熱が硬化の完了を促進させるため に与えられることが理解されようミ゛″スパイラル″としての付与: 関連する特徴によれば、そのようなアクリルオーバコートポリマーは好ましくは 主サブストレートディスク上にスパイラル状に付与され、その上で均一に分布さ せ・られて(たとえば、適当なディスクの回転と成る特殊なフルオロポリマーの “セツティング剤”の含有によって)、均等に流れて定着することができる。こ れはその混合物をこの表面上に非常な平滑さと均一な厚さで拡げることがわか− る。 たとえばそれはドーナツ状のディスクの数インチの幅(たとえば、14インチデ ィスクの外側の半分)にわたる7m11コーテイングにおいて±0.7〜7.0 ミクロンはどの小さな厚さの変動を生じる。これは全く驚くべきことである。当 該技術分野の技術音速は、そのようなアクリルコーティングまたは他のコーティ ングと関係しているか否かにかかわらず、そのようなコーティング技術の簡単さ や新規な利点は全く注目すべきものであることを認識するであろう。 上述のような特殊な゛セツティング剤″の関連する発明は、驚くべきことに、濡 れ性や平坦化などを高めるような有用な界面活性特性をかなりの度合で与えるの みならず、その混合物を“セット″する。すなわら、スパイラルの列を生じて、 1度ホストディスクに付与されれば自分で平坦化するまで(または適当な平坦化 溶媒と接触させられる)までその位置に゛セットアツプ″シて留まる。そのよう な“′セツティング作用″はコーティング技術の簡略化を高めることがわかるで あろう。たとえば、それはこれらのスパイラルの列を付与する過程において、関 連する遠心ノコによる材料の非対称の変形や移動を伴なうことなくホストディス ク表1面をゆっくりと回転させることを可能にする。 この新規な付与技術の1つの変形は゛溶媒平坦化″ステップを含み、ディスク上 の付与された混合物の列は適当な溶媒蒸気との接触によって(ディスク表面に対 して)“″ウェット″になってかつ著しい均一性と速度でそのディスク表面に拡 げられることが可能となる。特殊な溶媒がこのために提案されており、好ましい コーティング材料とナブストレート表面に特に適するものである。 したがって、ここでの1つの目的は前述のおよび他の関連する特徴や利点を提供 することである。より特定的な目的は、″゛光学記録層′°に隣接する゛軟質パ ッド″材料の利用を教示しながらそうすることである。もう1つの目的は、改良 された記録感度や低出力レーザに適するのみならず長期の使用寿命のためのもの を教示することである。さらにもう1つの目的は、フルオロポリマー材料を用い て特に真空蒸着によって析出させられるそのような″軟質バッド′層の調製を教 示することである。もう1つの目的は、そのような゛硬質″オーバコーティング と、関連する好まし0材料と、関連する付与技術を提供することである。 ゛ の 単な説明 本発明のこれらおよび他の特徴と利点は、添付された図面と関連して考慮される 好ましい本実施例の以下の詳細な説明を参照することによって5技術者達により よく理解されて認識されるであろう。なお図面において同様な参照符号は同様な 要素を示している。 第1図は先行技術による記録媒体の理想化された部分の断面図である。 第2図は本発明の特徴による@造を示す新規な好ましい記録媒体の実施例の同様 な図である。 第3図はここでのもう1つの特徴に従ってオーバコート材料を付与する好ましい 方法を概略的に示す図である。 第4図はそのように付与されに手Δ料の非常に理想化された断面図である。 第5図は一部変更された条件にお
【ブる同様な断面図である。 第6図は外側コーティング厚さの変化を示す図である。 第8図はテーブルの回転3!度とアームの速度をディスクの半径方向の位置の関 数として示す図であり、第7図はこれらの値を示す図である。 典型的なOD記録(第1図;″オーバコート材料を漏えた3重層口 そのような“′軟質バット″の1つの好ましい利用は、上述のようなディジタル データの光学記録に適用される周知の゛ダークミラー゛′(または調整された゛ ′3重層重層溝造における“スペーサ″としてのものである。このスペーサはも ちろん吸収体(記録)層と反射体層の間に配置されろくたとえば、そのような媒 体は“ダークミラー″効果を利用している二本分生の他の文献を参照)。 そのような“軟質パッド″スペーサの好ましい実施例のいくつかの例を説明する 前に、第1図に示された典型的な゛3重重層光学記録構造の機能を以下に簡単に 述べる。 第1図は光学データディスクR−ddの断面部分を概略的かつ理想化された様式 で描写しており、記録3重層丁を支えるサブス1〜レートディスクSと上に被さ る保護オーバコー1−100を含んでいることがわかるであろう。ディスクR− ddは、そこへ成るビットを記録するために3重層丁へビームLBを照射する周 知の光源(レーザL)によって記録するために用いられるよう意図されているこ とがわかるであろう(吸収体層98内のサンプルパビットホール″98−a参照 )。これらのビン1〜は所定の関連する検知手段(DET>を用いて″読出″さ れる。 続出レーザビーム(第1図のLB)の波長はディスクR−ddの記録されていな い領域が必要な反射防止条件を示すように選択される。読出ビーム強度はディス ク上に記録されたデータの完全さを乱すことのないよう十分低く保たれる。サブ ストレー1〜Sは、好ましくは必要に応じて平滑化層92を備えた従来の磁気記 録ディスク9oからなっている。3重層丁は、反射体フィルム94上の透孔スペ ーサ層96を含みかつ層96上に積層された適当な吸収体または記録フィルム9 8を備えている。 したがって、反射された読出ビームはデータが記録されたビット位置くたとえば 、゛′ホール”98−a)における光学的に検知可能な変化によって強度変−調 されることがわかるであろう。たとえば、読出ビームは゛ピッl−”(たとえば 、“ホール”98−a)を照射しているときに比較的高い反則を受け、書込まれ ていない領域を照射しているときに比較的低い反射を受ける。保護層100は、 その上表面上の炭粒子が光学システムの焦点面から遠く変位させられてくすなわ ち焦点外へ置かれて)記録や読出動作へ影響を与えないように選択されて配置さ れる。 従来、゛書込″〈すなわち、薄いフィルム吸収体層98の反射能において、光学 的に検知可能な乱れを生じて゛′記録″)するレーザビームによって、吸収体フ ィルム98は成る与えられたビット位置(98−a)において所定のく最小の) 書込温度(Tw)へ加熱されなければならないと考えられている。最小温度TW のレベルは吸収体98の特性(たとえば、その厚さ、金属学的特性、微細構造な ど)に依存し、また下層のスペーサ96の特性のみならずスペーサ96と吸収体 98の間の゛界面特性″に依存し、またオーバコート100と吸収体98の間の 界面特性にも依存し得ると考えられてりる。 “ゼット位置′″ (たとえば、書込レーザビームがフォーカスされると考えら れる領域98−a)への書込に関して、この必要な最小゛記録温度”TVへ到達 するのに成る有限時間が必麟であることがわかるであろう。しかし、“ビット位 置”98−aがそのように加熱されている間、通常はその与えられた熱のい(ら かが下にある誘電体スペーサ96を介して(おそら<100をも介して)逃げて ゛浪費″されると考えられている。そのように熱が失われる限り、もちろん、よ り多くの時間/エネルギが“書込″のために必要であり、ずなわらそれたけ記録 感度が劣化する。また、そのようなヒートロスは記録の品質を低下させ、それに よって媒体の゛記録密度′°を減すると考えられている。 パ3重層スペーサ″としての軟質パッド;好ましい材料:本発明によれば、成る パ軟質バッド″(たとえば、フッ化炭化水素ポリマー)材料がそのような誘電体 スペーサ層96(第1図)として都合良く使用し1することが発見された。そし て、重要なことに、そのような゛軟質パッドスベー丈″の使用は著しく書込エネ ルギの浪費を減少できることがわかった(すなわち、ビット位置における小さな 書込エネルギの損失)。 好ましい材料の1つはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)ポリマーであっ て、もう1つはFEP (フッ化エチレンプロピレン)ポリマーであり、どちら も商業的に(たとえば、デュポン社の商標である゛テフロン″という名で)入手 可能な″フッ化ポリマー″である。そのようなフッ化ポリマーは反射@94〈第 1図)上に薄い均一な層として蒸着することができ、特に、たとえば以下で議論 されるように適当な融液からの真空蒸発によって行なうことができる。そのよう なコーティング材料は″゛真空蒸発/析出″された状態にあると考えられる。な ぜならばそれらはそのような析出の後に゛′一部変更された″状態にあると考え られているからである。 サンプルO:比較基準(Si 02スペーサ):3重層丁の調製;(第1図): 約600〜900Aのアルミニウム(好ましくは約60ようなサヒング(sub bing ) !592で適当に平滑化されたアルミニウムディスク90上に、 反射体94として施される。 アルミニウム94は、均一性を高めるために大きなコーティング距離とサブスト レー1〜の”2型回転″′とを備えた対応する大きなバッチ型のコーティングチ ャンバ内で高真空において蒸発させることができる。構成部分上のすべての埃や 汚れは厳格な゛′クリーンルーム″技術を用いて完全な最小値まで減少されねば ならない。 スペーサ96は反射体94上に同様に析出させられる。 本実施において、スペーサ96はレーザスペクトルの°゛動作部分″に対して比 較的透光性の誘電体材料として働く。 約1600Aの蒸着された5102 (二酸化珪素)は従来から当該目的のため に(たとえば、λ=6328Aでの書込/読出のため)用いられるものであろう (注: 光学的観点から、厚さt s −n A (/ 2のスペーサは“消失 ″す吸収体層98はスペーサ層96の比較的平らな(〜≦λ/20)記録表面」 −へ蒸@(熱的蒸発)されたテルルの比較的薄い層からなっていると考えてよい 。 ここで、50△のオーダの厚さのテルルのフィルムは、例示的吸収体層と考えら れる。テルルの類似の利用は、今日当該技術分野において知られている(たとえ ば、上記引例を参照:またAShと△1lenによる“データ記録のために用い られるテルルのフィルムの光学的特性”、5PTEp roceedings、  # 222 、1980参照:およびRancourtによる′″テルル光学 データディスクの設計と製造″、SP I E P roceedings、  # 299 、1981参照)。 低融点と低伝導性を有するテルルまたは他の゛′吸収体金属″が一般に技術者性 に好まれる。なぜならば、それは優れた感度を示し、そして必要なくスレッショ ルド)レーザ書込出力を最小にすると考えられるからである。その劣った記録保 存性のために、それはここでは特に推薦されるものではない。しかし、それは技 術者性によく理解されているので(またその゛変形的″ホール形成機構がここで 教示されるような゛軟質パッドスーパコー1・″の利点を用いるのによく適して いるようであるので)本発明を説明する目的には非常に有用である。 たとえば、3ellとBartoliniの米国特許第4.222゜071号に おいて、同様なテルルの記録フィルムは、約20%の光学効率の仮定の下に適当 な続出を達成するために、その上への書込のために15m Wのオーダのレーザ 出力を必要とするように説明されている。その目標は、記録されたビデオ信号を 約40〜50dBのS/Nまたは゛放送品質″で再生できるようにすることであ る。米国特許第4゜222.071@はまた類似の構造を説明しており、それに よれば固体のGa−Am−Asインジェクションレーザが用いられて、ディスク が動かされている間にその記録表(または米国特許第4,334.299号のビ デオ記録材料参照)。− ここでは、テスト記録は6328Aで動作するガス(He −Ne )レーザビ ームを用いて30〜470n 、 secの記録露出(通常は10mWで4On 、secまたは約400pJ)で行なわれる。これは同一のまたは同様なレーザ 装置を用いて最小の適当な読出(または約40dBのS/N>を生じるように意 図されており、そのときにたとえば150〜5001]J/cm2の低出力で読 出される(ここでpJ=10− ” watt−secまたはジュールである) oこ(D意図された設定において、レーザビームは1/2から1ミクロ:/ 直 径(?t’ ナワチ、50oO〜10000△) (1) ヒッt−位置上にフ ォーカスされるように意図されていて、それは約40n、sec長さの書込パル スである。またこれは18Q Q rpmのディスクの回転とそれに関連するガ ルボミラー(galvo−mirror)フォーカスの特性に適応する。 当該レコードR−dd(第1図)はその上にそのように記録される。文献などに お【プる比較し1qる状況に関して、比較的“″中位の出力″のレーザパルスが Teフィルムを十分に加熱して溶解し、周知のパビット″またはバクレータ″を 生じて、非常にわずかの゛ノイズ″を伴なうが良好な続出(たとえば、λ=63 28Aにおいて1〜3%のバックグラウンドに対して約50%のビット反射率) を与え得ることがわかった。 以下は本発明による′″軟質バッド″材料を用いた多重層光学媒体のための好ま しい構造の多くの例である。 サンプルI(スペーサとしてのF E P ) ’:以後に説明される以外はサ ンプルO(比較基準)が複製される。 この場合、光学データディスクは研磨されたガラスザブス1〜レートを備えて構 成されており、そのサブストレート上には約600A厚さのアルミニウム反射体 フィルムが置かれており、次にそのアルミニウム上には約1100A厚さの゛軟 質バッド″スペーサ層としてのFEP (フルオロエチレンプロピレン)コポリ マーが車ねられ、さらにそのスペーサ上には約66A厚さのテルル吸収体フィル ムが置かれている。反射体、スペーサ、および吸収体の層は、上述のような良好 な本実施に従って、単一の共通な装置を用いて真空蒸発によって単一の連続的手 順によって析出させ゛軟質パッド′°スペーサの熱的有効性を最も劇的に示すた めには横方向の最小のヒートロスを有する吸収体を用いなければならない。Te は実際には最適ではないが、ここで主に提示する。なぜならば、技術者性はそれ に非常に慣れているし、その有用な性能をも知っているからである。 もちろん、Teはここで理解されているように゛記録保存性″が良くなく、した がって長期の“記録寿命″が必要な場合には他の吸収体が示されるであろう(他 の場所で引用されているR ancourtやAshなどによる文献を参照)。 技術者性は、AfJ、フィルム上へFEPやPTFEのような有機材料の薄い層 を高真空の蒸着によって形成する好ましい方法に習熟しているであろう(同様な 析出に関して引用されたR ancourtの文献参照)。好ましくは、その材 料は高真空チャンバ内の゛′ボー1〜″またはそのような容器内で抵抗線加熱さ れる。たとえば、FEPロッドはそのボー1〜内に置くのに都合のよい寸法に切 断される。FEPの沸点は非常に低いので、それを蒸発させるためには比較的小 さな熱しか必要としない。電子銃蒸発は好ましくなく、なぜならばFEPを分解 するであろうからである。また成る場合には、“’parylene ” (商 品名、ユニオンカーバイト社)のような類似の塩化炭化水素と置換えることもで きる3FEPのパ変種″形態のものもそのように析出されることがわかるであろ う。たとえば、テ゛ユポン社による゛テフロン140 ”のような比較的高い分 子■のフルオロポリマーがロッドから小片に切断されて真空蒸発されるとき、我 々1はそわがAu反射9フイルム上に異なった″ポリマーとして析出すると考え る。すなわち、それはおそらく低分子重量のものであって短いチェーンによって 特徴付けられ、もし全体のものであるならば弱くクロスリンクされたものであろ う。たと悦ば、それは非常にソフトで弱く結合されているので、指で摺ればそれ は拭き去られてしまうであろう。おそらく、高真空におけるそのような加熱の後 にFEPが分解され、そしてそれが凝縮して■高分子化するときに比較陶冶たい A9表面へ移動する。一方、空気中でそのように加熱されれば、FEPは過フッ 化プロピレンとテトラフルオロエチレン七ツアーに分解すると考えられている。 FEPやPTFEのようなフルオロポリマーは水素の一部または全部がフッ素で 置換えられており、全体としてパラフィンのような構造である。どちらも商品名 ゛テフロン″でデュポン社から売られている。それらは非常に不活性(反応性の 化学薬品に影響されない)であって、意図された厳しい温度や湿度の下において も化学的機械的に全く安定である。また、それらは低い誘電定数を有し、かつ十 分に接合するようである。 ” F E Pコポリマー″はテトラフルオロエチレンとへキサフルオロプロピ レンの重合によって作られる。FEPは290℃の結晶融点を有しており、その 分子構造は主に次のような直線状のチェーンからなっている。 PTFEは、テトラフルオロエチレンの(MM基m1始反応された)高分子化に よって形成された高い結晶性の完全にフッ化されたポリマーである。PTFE− ポリマーは327℃の結晶融点を有しており、その分子構造は主に次のような直 線状のチェーンがらなっている、−1−C1”2− CF;=← また、そのようなAQサブス1−ジー1〜は幾分活性で、高分子化やクロスリン クをJ足進覆ることができる( ” Z iegler触媒″のように;たとえ ば、M、S、Toyによる文献であるJ、 Polym、 Sci、 、 Vo l、 34.1971. l)、273を参照)とともに、Afl金属J、たは A庭中間化合物と比較的強い化学的結合を導入し得る。 そのような場合、FEPのクロスリンキングは△Uフィルムに直接接触するとこ ろで最大となるように期待され、AflからFEPスペーサ厚さ方向に離れるに 従って減少するであろう(これはめられるパ吸収体隔離″や高められた感度など を得るために重要であるがもしれないし、そうでないかもしれない)。 本目的において、“感度″は書込エネルギEW、すなわち指定された最小の続出 を与えるに十分なほど反射能(またけそのような読出特性)を変えるのに必要な レーザビームを特定することがわかるであろう。 ここで、フォーカスされた書込ビームの強度と露出時間2 は、反射能において指定された変化を生じるように吸収体層98の温度を上げる のに十分なものであることが理解されよう。その変化は、たとえば当該分野の技 術習性によって理解されているような適当なコントラストであるS 、/ N比 が実現されるように必要な読出品質などを与える;約15MHzのバンド幅に関 して40〜50dBの典型的なSZN比(RMSノイズに対するピークツーピー ク信@)を参照。 レーザ記録は、第1図に関連して言及された一般型の装置を用いて240 Or pmの回転において、完成された光学媒体上になされる。ヘリウムネオンレーザ が再び記録のために用いられる(0.633μmの波長)。媒体フィルム98上 にフォーカスされたレーザご一部“′スポット′″は約0.5μmである。その ような記録の感度は非常に良好であって、ザンブル○のような従来のものから予 想されるものより良好であることがわかるであろう。たとえば、テストによれば 、許容し1qる記録のために必要な書込エネルギ(は予想されたものの約1/′ 2だけであり、ピッ1〜位置からスペーサへの書込熱の漏れはFEPを用いれば 非常に小さいことがわかった。すなわち、そのFEPは全く望ましいものであっ て、たとえば、明らかに″゛感度″を高める助けその接着性はどちらかと言えば Au反射体フィルムに対して強力であるが、上に被さっている(丁e)吸収体フ ィルムに対しては異なっているようである。 この高められた感度はF E Pの厚さ方面にf3Lプる前述のクロスリンクの 変化で一部説明することができ、」たF[Pとの強い接合に対する吸収体の不親 和性で説明することができる。上述のように、クロスリンクはAp一層と直接接 しているところで最大であって、へ0、から離れるにつれ減少(低密度)して、 丁e吸収体に接するところで最も弱いことがわかった。クロスリンクと接合にd 3 Gづるこの差は吸収体からの熱の漏れを減少させるように倒」き、またその 吸収体に書込まれるときのピッ1〜位冒の変形または移動によりよく順応する。 すなわら、この゛′軟V〔バラ1〜′”スペーサは書込の間に吸収体98−aに 隣接して都合9く変形し、“′ホール″の形成に対してほとんどまたは全く抵抗 とならないようである。これはこのナシプルが示す高められた感度の原因の一部 と考えられる。 Ann反体体のFEPの強力な接合は、長期の厳しい温度/′湿度サイクリング の後に特に明らかである。ジーなAつら、他のスペーサ層は剥離することがわか ったが、この接合は耐えた。また、光学的“スポットパまたは他の収差(△旦〕 )ルムにおける)はそのような温度7/湿度サイクリングによって引起こされな かったが、シリカのスベーηを用いるとき+、1それが生じる。シリカのスペー サは、あまりに多孔質であって過剰の湿気を吸収するなどしく 低い″記録保存 性″のものとなる傾向になることが明らかである。 さらに、FEPは比較的低い屈折率(最適値より幾分高い値である溶融シリカの 約1.5に対して約1.3)を備えたすばらしい光学透明層を与える。 技術者性が認識するであろうように、成る場合には、これに代わってプラズマ高 分子化または他の技術による析出も実施可能であろう。 また、技術者性は他の類似の″軟質バッド°′ポリマーが真空蓋発によって同様 に析出させ得るかもしれないことを化えるであろう。しかし、その選択はむしろ 厳しい当該要件の観点から幾分限定されるであろう。好ましい材料と厚さは種々 のものに適することがわかった。たとえば、多くの場合において、このスペーサ (または以後に述べられるような“′軟質パッド′°オーバコート〉の材料また は厚さを変えることなく、異なった吸収体金属を用いることができる。 サンプル■(吸収体上のSi 02オーバコート):吸収体層が約2000A厚 さの溶融シリカ(SiO2)の保護層でコートされる以外はサンプル■のディス クの構成が複製される。 結果: サンプル■と同様に、感度は満足し得るものであるが幾分劣化することが予想さ れる。また技術者性が知っているように、そのSiO2は湿気を吸収する傾向に あって、それと関連して問題のスウェリング(膨張)を起こして光学的特性を劣 化させる。 サンプル■の2000Aの5i02オーバコートを含むように一部変更されたサ ンプル0(SiO2スペーサ)とこのサンプル(II)とを比較することは意義 あることである(その一部変更されたサンプル0はここでサンプル「−Aとし、 それは5tOz層間に吸収体がサンドイッチされている)。 サンプル■は゛低いが許容し得る″読出を生じ、サンプルII−A(すなわち、 オーバコートされたサンプルO)は十分な読出を与えなかった。これは感度にお ける著しい差異であって、今まで十分には認識されていなかったものである。ま たこれは改善された熱保存性と“軟質パッド′”スペーサの機械的順応性による ことが明らかである。 同様な(わずかに異なるが)改善は、吸収体の下でなくてその上に゛′軟質パッ ド′″が置かれたときに見られる。そのようなパ軟質パッド′°は、たとえばこ の例1t−Aの吸収体直上に、後で述べる例Aのような゛硬質/軟質″オーバコ ートとして重ねられる(Si O2オーバコートを゛硬質、/軟質″″オーバコ ートで置換える)。すなわち、そのような吸収体に(上および/または下に)隣 接して置かれたそのような°°軟質パッド″が感度を高めると結論され、特にそ 、れは゛軟質パッド″がSiO2のような従来の比較的硬いフィルムと置換ねる 場合である。 吸収体上のスーパコーティングとしての゛軟質パッド′″前述のように、そのよ うな゛軟質パットパ層は吸収体層上にスーパコートされた゛″バツフア緩衝)′ としても考えられ、たとえばその吸収体層を熱的かっ機械的にさらに隔離する助 けとなり、特にそれは類似の゛軟質パッド″が吸収体の直下に存在する場合であ る。たとえば、これは書込エネルギの保存においてさ・らに助けとなるとともに 書込加熱されている間にパビットホール″に対して移動または変形する自由をさ らに与えるくたとえば、非常に拘束されたホール形成と考えら机でいるシリカの スーパコートと比べて)。両方のことを考慮すれば感度は高められる筈である。 そのようなことは、後に示すサンプル■のような場合であることがわかった。 前述のタイプの゛′軟質パットパ層は吸収体(たとえば、前述のTeフィルム) 上のバツファスーパコ−1〜として都合良く使用し得ること(特にこの″軟質バ ッド″スーパコートが次に゛硬質″障壁層を伴なってオーバコー!・される場合 )を発見する過程において、我々はそのようなパ軟質ハツト″スーバコ−1−が 好ましくは次のような特性(表■を示すべきことを知った。 表 1 (“軟質バッド″スーパコートの必須要件)1、 光どL度IJ了り鉄−: < R/W)λにお(ブる良好な透光性。 込′°とそれに伴なう吸収体の変形および/または移動に対して全くまたはわず かじか抵抗とならず、さらにオレンジビール(蜜柑1111)や剥離などを生じ ない。 湿度の変化さらに汚染などにかかわらず安定):たとえば、劣化することなく使 用温度に耐え(ホール形成位置に近接したところでさえ);化学的にも安定;た とえば、硬化中やまたは厳しい温度と湿度のサイクリングの下におい−Cも溶剤 または他の汚染物質を放出しない。 6、 軟らかさと圧縮容易性: #3にお(プるように移動/変形を可能にし; オーバコーティングによる感度の劣化を最小にl)たピッ1〜劣込に適応するよ うに十分に分厚い。 7、 良好な熱絶縁性: たとえば、低い熱放散性、低い比熱;製造温度と゛m 込゛の温度に耐えること。 ところで、他の技術者性はそのよ、うな吸収体のためのいくつかの種類の高分子 スーパコーティングを提案した。たとえば、米国特許第4..101,907号 はそのための゛シリコーン樹脂″′について述べており、たとえばそれ(よゼネ ラルエレクトリック社のRTV615またはRTV602(これらは成る硬化剤 によって室温で硬化する)またはタ′ウコーニング社の3y1gard184が あり、これらはチタン上に使用されるように提案されている。これらは好ましく はS i O2の介在パ障壁層″または成る複合有機材料吸収体フィルムが約9 500A厚さのFEPの層(スペーサ層と同様のものであってSi O,、スー パコートを伴なわないもの)でカバーされていることを除けばサンプル■のディ スクが複製される。 結果: サンプルIと同様であるが、それより少し多いピッ1〜書込エネルギが必要であ る。しかし、そのエネルギはサンプル■(吸収体上にSi 02 >の場合より はるかに小さい。 サンプル■: リブストレートディスクが標準的アルミニウムパウインチェスター″テイスク〈 コンピュータ媒体のために商業的1 磁気記録ディスクにおいて用いられるもの )であることを除けばサンプル■のディスクが複製される。 結果: 本質的にサンプル■と同様である。 変わり得る゛軟質バッド″の実施例: 技術音速は、そのようなパ軟質パッドスペーサ″が適当な場合においては他の方 法で実施し冑るこ・七を認識するであろう(たとえば、他の比較的不活性で安定 かつ長持ちし、さらに不完全に硬化するかまたは弱く高分子化して軽くクロスリ ンクしたパ軟質パポリマーを用いて;たとえば一部変更されたポリテトラフルオ ロエチレンであって一般に同様に分解して再高分子化するクロロフルオロポリマ ーまたはその他の類似の変種フルオロポリマー)。パ軟質パッドスーパコート! ′に関しても同様である。また適当な場合には他の析出技術も実施可能であって 、たとえばグロー放電のようなプラズマ析出技術(特にフルオロカーボンに関し て)またはスパッタリングを用いることができ、特に化学的分解が完全でない場 合に実施される。また技術音速は光学吸収体を変えてもよく、たとえば他のより よく適合し1qる高感度の薄いフィルムであってその軟質パッドと適切に結合す る低熱伝導材料に変えてもよい。さらに、技術音速は、そのような゛軟質バッド 層が有利である類似の他の応用を考えるであろう。たとえば1.類似の他の記録 フィルム上および/または下の“′隔離層″として、または後で述べられる゛硬 質オーバコート″のような比較的“″硬質″のコーティングとTeフィルムのよ うな記録層との間の圧縮口」能な軟質中間層として考えられ、特にこの゛軟質バ ッド″はその硬質オーバコートと良好に接合してその記録層と適当に結合する。 技術音速は単層または2重層の形態の○DD記録層についての類似の応用をも知 るであろう。 好ましいオーバコートの実施例:例Δ、第2図(′″硬質/軟質″オーバコート 0−C): 第2図のディスクRo (第1図に倣ってごく小さな概略断面が示されており、 説明される以外のものは本質的に第1図と同じである)は上述の特徴を有する好 ましい例を示しており、特に吸収体記録フィルムをカバーする゛軟質パット″層 上に付与される′°硬質″オーバコート、すなわち新規な゛硬質/軟貿″オーバ コーティング構造O−Cを(概略的に〉教示している(サブストレート部分上に 与えられた前述と同種のODD“3重層”T−Lの一部である吸収体e上の軟質 パッド層fと硬質コート9を第1図と比較せよ)。ここで、この概略図を参照し て説明する。 特に説明する以外は、(ここで、またすべての実施例に関して)ここでのすべて の材料や方法および装置はこの良好な実施例に従って上述のようにまたは他の周 知の手段によって実施されることを理解するであろう。この説明の過程において 、成る状況のトにおいて有用であるいくつかの変更例も指摘されるであろう。 サブストレート: サブストレート部分はアルミニウムサブストレートディスクへとして考えてよく 、それは必要に応じてその表面を十分に平滑にするために平滑化層またはリビン グ1Bで処理される。したがって、サブストレー1〜△は好ましくはアルミニウ ム合金の通常のパウインチェスター″ディスク−であって、たとえばコンピュー タのメモリシステムにおいて用いられるようなディジタルデータの高速磁気記録 のための製造用ディスクとして典型的なものである。そのようなディスクの表面 は、技術属性がよく知っているように、通常はダイヤモンド研磨または他の方法 による平滑化によって磨かれている。この代わりに、ある場合には適当なガラス またはプラスチックのテ′イスクを代用してもよい。 ゛′サビング″層Bはよく清浄化された裸のディスク表面に与えられることがわ かるであろう。その“リビング″は、好ましくはサブストレートAの表面上の微 IBな不覗則性を゛′ホールサイズ″(たとえば、直径で約0.5μmまたはそ れ以下)以下の良好なものに平滑化する有機材料からなっている。技術音速が知 っているように、もしその表面が既に十分平滑であるならばくたとえば、高度に 研磨されたガラスディスクが用いられる場合)、丈ヒンク層は必要てないかもし れない。 そして、このサブストレー1へは、約1800 (〜数千)rpmで使用される 良好な表面平滑性を僅えた14インヂデイスクからなっていると理解される。 所定のエネルギと波長の照射くレーザ)ビームがレーザソース[−(第1図参照 )から媒体「く○へ与えられることが理解されよう。その照射ビームは、″′書 込′”の過程において記録層e上の意図された続出に適する゛ピッ+−”、”ホ ール″または類似の光学的′°特異点パ(たとえば、第1図の98−a位置に類 似するもの)を形成するために゛書込時間″において活性化されてフォーカスさ れる。さらに特定的に言えば、たとえば直径0.8μm (すなわち、8000 △)の10mWのカラス形ビームを用いて45m/seCでスキャンすることに よって成る最小の長さと幅(たとえば、0.8μm2であって−1しかし必ずし も矩形1円形または他の所定の形である必要はない)の光学的変調を形成するよ うに意図することができる。ところで、たとえば記録保存レコードに関して技術 音速が認識しているように、この要件は従来の手段にとってあまりに厳し過ぎる ものである。 そして、各゛ピッh”(ビット)が記録される場所において、゛反射防止″バッ クグラウンドは高コン1〜ラストの続出に適する゛ピッ1〜マーク′°を生じる ように崩壊させられる。また、記録波長がシフトさせられるところでは、スペー サの厚さは同様な結果を生じるように容易に変えられる。この゛調整された”( ”3重層″または゛ダークミラー”>W造において、吸収体e上の表面反射率は 吸収体厚さとスペーサ厚さを調節することによって0″または他の選択された値 にすることができる。ここで、゛33重層″は1つの面上に吸収体を備えかつ他 の面上に反射体を備えた透光性のスペーサからなっているものと理解されくそれ らの層の厚さは技術音速が知っているであろうように゛′光学的調整″のために 調節される。 したがって、コーティングのパラメータは、好ましくは書込ビームがこの吸収体 層上にフォーカスされるときに意図された記録周波数においてコートされたディ スクに゛′反射防止″条件を与えるように選択されることが理解されよう。その ようなことに関して、上述の記述と3ell とSp。 n9による“光学記録のための反射防止構造” 、 J ournalof Q uaMum Electronics、 Vol、 QE 14. No、7゜ July1978参照;また一般的な先行技術に関して、Barto+y旧など による“′光学ディスクシステムの出現″、IEEE Spectrum、Au gust 1978.p、20.および゛光学記憶材料と方法” 、 S P  I E P roceedings。 VOI、177、○ptical I nformation 3 torag e、 1979、p、56の文献例を参照。 記録部分(゛ダークミラー″タイプ):ディスクRoの記録面は、当該技術にお いて周知のように、適当な下層の“スペーサ層II dとそのスペーサdの下の 反射体層”Cを伴なったパ吸収体層neと考えることができる。この開示のもう 1つの態様として、そのような層(C,d’、 e )は好ましくは単一の高真 空チャンバ内で適当な材料を用いて連続的な蒸発コーティングシーケンスによっ て与えられ、また好ましくは後で述べるように“軟質パッド′″オーバコーティ ングfも同時に付与される。 この代わりに、これらの付与はフィルムを作成するための前述のタイプの適当な プラズマ高分子化技術または他の適当な方法によって行なうこともできるであろ う。 技術音速は、共通の析出装置を用いるそのような一連の類似の析出ステップに適 応し得る材料と技術の開示を長所として認識するであろう(たとえば、特にスペ ーサ層dと軟質オーバコー、ティングtの両方が類似の°゛軟質バッド°′から なっている場合に)。 反射体層Cは好ましくは上述の蒸着アルミニウムのような高い反射能の金属の層 からなっており、たとえば意図された照射において層Cを通して見たときに層C が″ちょうど不透明″になるまで析出される(蒸着反射体の作成について知識を 有する技術音速がよく知っているように、反射体は分厚すぎると反射能が劣化す る)。技術音速が知っているように、意図されたR/Wの波長において十分な高 反射率を示す限り他の金属を用いることができる。しかしながら、十分な注意が 払われなければ、代用反射体金属はAuがFEP (また同等なスペーサ材料) に関して示すような反応性や接合作用を生じないであろう。もう1つの選択は交 互に高低の指数の誘電体フィルムを17′4波長反射体とともに用いることであ る。 スペーサ層dは、反射体層Cおよび吸収体層eとの組合せによってその“″3重 層″アセンブリの反射率をゼロまで減少させるか、または他の予め決められた成 る反射率値まで減少させるように働くよう意図されている。その用いられる材料 は、好ましくは意図されたR、/W波長に対して比較的゛′非吸収性″でありか つ高い透光性のものであろう。 スペーサdの厚さはその光学的特性に依存し、かつこの3M層内の他の層の光学 的特性にも依存するであろう。好ましくは、0.5〜1.5の1/4波長の厚さ が用いられよう。この代わりに、技術音速が知るであろうように、多重の1/2 波長厚さを加えてもよい(注:光学的見地から、厚さT、+=jlλY/2のス ペーサは′見えなくなる“であろう)。 ここでのく上述の)特徴は当該スペーサ材料が好ましくはFEP、PTFE、ま たは類似のフルオ゛ロポリマーからなっていることであって、好ましくはたとえ ば共通の真空装置内において上述のように層Cとeとともに(また必要に応じて 層fとともに)蒸着される。 層e (第2図)は照射作用゛書込エネルギ″が集中される吸収フィルムである 。サンプルIの吸収体を利用し得る。 オーバコート部分: ″軟質パッド″コーティングfは、好ましくは都合の良い厚さくたとえば、数千 へ)のFEPまたは類似のポリマーからなっている(たとえば、都合良くかつ好 ましくはスペーサ層dと同じ材料でかつ同じ析出方法である)、、それは好まし くは上述のFEP:11−ティングとして吸収体e上に調製されて析出され、最 も好ましくは便利のために3重層T−Lとともに同じ析出シーケンスにおいて重 ねられる。 パ3重層″を用いる場合、1またはそれ以上の1/2波長として析出される層[ を用いて厚さを検知して制御することが便利であろう。技術音速が認ITるであ ろうように、多くの1/2波長の厚さはその軟質オーバコーティングを光学的に “消失″させて、吸収体層に与えられる読出/書込エネルギを反射しないであろ う(これはシステムの効率を減少させよう)。 “′軟質バッド″スーパコーティングfは上述のように意図されたR/W波長( λ、)に対して高い透光性であるのみならず、感度を最大にするために十分に変 形して圧縮し得るものであってかつ比較的低い比熱を有する比較的無孔質性で熱 的に絶縁性のものである。また、それは重ねられる障壁層にしっかりと接合し、 しかし下にある吸収体とはどちらかといえば弱く結合しくたとえば、その吸収体 は好ましくはその゛′パッド″に対して比較的非反応性のもの)、またもちろん 、フラッシュ中間コーティングを用いることもできる。またそれは化学的に安定 かつ適合し得るものであって(レコードRoにおいて汚染物質を放出しない)、 かつ隣接層(すなわち、吸収体eと硬質コーi〜g)と熱的かつ機械的に適合し 得るべきである。また理想的には、それは付与するのが便利でかつコスト効率の 良いものである(たとえば、層c、ij、eと同じ析出方法と装置を用いて)。 上述のようなく真空蒸着などされた)FEPとPTFE(ま、〈上記の表Iで要 約されているような)これらの厳しい要件のすべてではないにしてもそれらのほ とんど1こ適合することがわかろう。しかし、適当な場合には他の類似の材料( たとえば、類似の′弱く高分子化″′されたフルオロポリマー)が適するであろ う。また、そのような゛′軟質バッド″が吸収体をその両側からサンドインチ状 に挾むとき、それによって与えられる“熱的機械的隔離″は著しいものであるこ とが認識されよう。 隣接するコーティングとの適合性や接合を最適にするために(たとえば、゛硬質 ′″オーバコーティングへの付着性を高めかつ/または下にある吸収体層との接 合を弱めるために)゛軟質パッド″オーバコーディング「のその後の処理が必要 であるかもしれない。たとえば、軟質FEPスーパコートの表面上に真空蒸着さ れた数原子層の酸化珪素(SiO2)またはAm、O,は、後で述べられる照射 硬化型のアクリル樹脂のような硬質オーバコーティングQの濡れ性などを高める ためにしばしば好ましいものであることがわかった。ここでの特徴として、その ような゛軟質バッド″スーパコーティングは、その上の硬質スーパコートに対し て強い接着性を与えるが下にある吸収体層に対しては比較的弱い結合であること がわかる。 吸収体e上(すなわち、外側部分)のオーバコーティングO−Cの残りの部分は くここで関連する特徴に従って)゛硬質′″オーバコーティング層gで形成され て、好ましくは後で述べられるアクリル樹脂製である。これは外側の機械的保護 や(パッドfとともに)必要なデフォーカシング厚さを与えるためのみならず、 良好な蒸気障壁や静電防止表面として働く。硬質オーバコート9のための好まし い調製とそれを付与するための関連する好ましい方法は後で詳述される。 層Qの厚さは、ある程度まで、用いられる光学システムに依存する(たとえば、 対物レンズにおける球面収差の補正が関係するであろう)。この実施例に関して 1o○〜180ミクロンのオーダの厚さが全(適することがわかった。 結果: (例A、第2図): 上で提示された“硬質/軟質″オーバコートの実施例(たとえば、特に後述の例 ■のようなアクリル樹脂が第2図のような下層の吸収体である3重層などととも に上述の例■のような゛軟質バッド′°上に付与される場合)は、驚くべき良好 な感度(たとえば、厚いSi○2オーバコ−j〜が吸収体に被さっている類似の レコードより優秀〉を与えるのみならず上述の他のめられる特性(たとえば、表 ■)をも与えることがわかるであろう。 もらろん、技術音速はこの実施例(例へ)がとちらがといえば概略的に)ホベら れていることがわかるであろう。 ゛硬質″と゛軟質バッド″のコーティングの材料や析出などのより詳しい特徴は 他の部分で述べられる(゛硬質′°は例Iなどを参照;“軟質バッド″はサンプ ル1.バなどを参照)。 すなわち、概略的に上述された″軟質バッド゛・オーバコートは他の部分のいく つかの例にJ5いて詳述されるくたとえば、構造、材料、調製、使用などに関し てサンプル■。 ■などをその示された結果や有利な特徴とともに参照ゼよ)。たとえば、そのよ うな″軟質パッド”(FEI)またはPTFE)は溶融シリカのような通常のコ ーティングより優秀なものである(たとえば、必要な書込エネルギを減少させ、 環境に対する長(かつ良好な安定性と有効性を与え、それはたとえば適当な″硬 質パオーバコーティングど組合わされたときに湿気の吸収という観点において著 しい)。 形成されるパ硬質″オーバコートはそのような保護的外部コートの予想される通 常の特性〈たとえば、硬度、擦傷抵抗性、非粘着性)を示し、容易に清浄化され (たとえば、埃、油、指紋)、λ に対して透明であって、さらに水然気や酸素 などのような汚染物質に対して低い浸)6性を示す。 さらに、それは“′軟質パッド″に対して十分に接合する。 そのような硬質コート材料は(良好な本実施に従って)スピンコーティングによ って付与され、または技術音速に知られている他の適当な技術によって付与され る(たとえば、成る場合には、スプレーコーティング、とIsl、潰コーティン グ、流れコーティングまたはカーテンコーティングが代わりに実施し得る)。後 で詳述されるような照射硬化型のアクリルコーティングは多くの場合に適するも のであることが理解されよう。 硬質/軟質オーバコーティングのための他の材料:適当な場合には、伯の“′軟 質パッド″および/または゛硬質オーバコート″材料がここで詳述された好まし い実施例に示された機能のすべてまたはいくつかを発揮するように用いることが できることを技術音速は理解するであろう。たとえば、成る場合には硬質オーバ コートが透光性のシートの形態をとってもよい(たとえば、′″軟質パッド″上 に被せられた水晶または同様なガラス状の材料、逆の場合も同様〉。また成る場 合にはそのパ軟質バッド″は硬質コートのための接着剤としても動き得る。 好ましい“硬質オーバコーl〜″材料:前述のことを発展させて、我々は次に上 述のような保護的゛″硬質″オーバコーティング(たとえば、第1図や第2図な どのODディスク状の゛°軟質バッド″に被さるスーパコーティングとして)用 いるのに特にかつ驚くほど適した種類の材料を述べる。その後に、我々はそのよ うな“硬質コーティング″材料を○Dディスクまたは類似の溝道に付与するため の好ましい新規な関連する技術を述べる。 例I: (サンアル■上の“硬質″コーティングニ調製。 付与、硬化): この例はサンプル■の実施例に(吸収体に被さるFEP“軟質バッド″スーパ] −ト上で)応用される好ましい照射硬化型のアクリル硬質コーティング混合物”  H−1”の調製と特性を)ホベることを意図しており、またこれをリーブスト レー1−に付与してそれをその場で硬化させる一般的な方法を述べることをも意 図しており、またその後でこれを所定の光学データディスクへ付与するための特 定の好ましい方法の詳細が述べられる(第3図と第4図に関連する記述を参照) 。 温湿とその他通常の条件における作業によって、次の“硬質オーバコート″ポリ マー混合物H−1が約7m1l厚さの゛′硬質″保護オーバコーティングとして 付与されるよう意図されて調製され、それは所定の光学データディスク表面上に 均一【こスプレーされて硬化する前述の特性を有している。この表面は、適当に 処理されたアルミニウムディスクサブストレート(たとえば、その上に平滑化予 億]−トを有する)とその上に重ねられた3重層の光学記録母体とさらにその上 の真空蒸着された薄い(約9500A厚さに蒸発されて析出されて高分子化され たFEPまたは類似の゛′軟質パット″フルオロポリマー)″軟質バッド″スー パコーティングとからなっていると考えてよい。すなわち、そのようなパ変種F EPポリマー′°がここで選択されたナシストレートである。 混合物)−1−1重量割合 好ましい範囲Celrad 1700 (Cela nese社) 120 105〜135Celrad 3200 (Celan ese社)4035〜45TMP丁A 460 145〜175 2エチルへキシルアクリレ−1〜 180 160〜200(2−Eh A) “’FC−430” (3M社) 2.5 2,5[)arocure 117 3 、5 5Celrad 1700は比較的高い分子重量のアクリルアクリレ ートであって、適当にイニシエート(開始)されるとき(後述のように)紫外線 によって容易に硬化されることがわかるであろう。この基本的プレポリマー物質 は、比較的長い使用寿命を超える硬化型のコーティングにめられる強靭性と化学 的安定性を与えるために選択され、またそれは非常に迅速にかつ便利に硬化して 良好な透明度を生ずるので選択され、さらに他のすべての成分と同様にそれは調 製して付与するのが一般に低コストでかつ容易であるのでここで好まれ、またさ らにそれは(他の部分で述べられるように請求められる“記録保存″保護コーデ ィングを生ずるので選択される。 Ce1rad 3200は比較的低分子量1k(1000〜2000の分子量) のアクリルエポキサイドであって、サブストレート上にコーティングを流す場合 に便利な程度、の低い粘性に適している。またそれは擦傷抵抗やバルクの強度− 15他の保護的特性を増大させて、かつ特に湿気に対する抵抗を高める(さもな くば、適当な゛湿度デスト′°条イト[の下にその高分子化されたコーティング は、湿気を吸収しすぎることによって膨張してクラックを生じやすくなるであろ う)。 そのような″゛低分子量″の希釈剤(および他の低粘性添加剤)なしには、この 調製は付与するために粘性が高すぎて分厚くなるであろう(後述の好ましいスパ イラル付与技術を参照:たとえば、混合物は配給ノズルを通して流れなければな らない)。また、硬化したコーティングは膨張してクラックを生じる傾向にある であろう。その“”3200”は比較的安価であって他の成分と適合し、まため られる高分子化に参加すると考えられている。 しかしながら、3200は時間とともにわずかに変色する傾向にあり、かつそれ はわずかに“グルパの含有(もし濾過されないなら問題となる)を示ずことがあ るので、その濃度は通常は実施し得る範囲で最小にされるべきである。 技術゛音速は、他の同様な低粘性のコモノマー(またはプレポリマー;低粘性の 希釈剤)が代用されて適宜粘性を調節し1uることを認識するであろう。たとえ ば、他のCe1rad調製は分子量においてさらに低く、また粘性をさらに低く 下げるためにCe1rad 1700と換えることができるであろう。しかし、 他の一般的なコーティング用ポリマーは実用的でな(、たとえばあるシリコーン 樹脂(J溶解性と硬化の問題を生じる。 トリメチルオルプロパントリアクリレート(T M P T A ’)はこの混 合物において用いるのに適した゛低分子量″のクロスリンク剤である。トリメデ ルオル1−リメタクリレ−1−のような伯の類似のクロスリンク剤を代用するこ ともできるであろう。技術音速がよく知っているように、いくつかのそのような りロスリンク子がコーディングの強度などを高めるために通常用いられ、それは 好ましくは他の″′低分子量”のクロスリンク子である。 TMPT△またはCe1radの省略(等価なもので置換えることなく)はあま りに粘性を低下さu1硬化したオーバコニトを軟化させて湿気の侵入を許すこと によってその膨張によるクラックの発生を生じる傾向にある(たとえば、後述の H−2を参照)。 2エチルへキシルアクリレート(2−Eh A)は3200″に対する補足的な 有機希釈剤であって、それは最終のポリマーコートの柔軟性(たとえば、擦傷抵 抗)の改善とく低い)粘性の調節のために加えられる。技術音速(ユ、イソデシ ルアクリレート(iso −decyl acrylate)のような希釈剤を 代用することができることを認識するであろう(しかし、硬さや強靭性は少し影 響されるであろう)。 “’ [) arocure 1173”はそのような混合物のそのような(U V)硬化に適した光学イニシェークである。技術音速はチバガイギー社によるl  rgacure # 184またはf rgacure#651のような多く の類似のイニシエータの1つを代用してもよい。 ′“F C−430”は有機高分子コーティングシステムのための″°非イオン 界面活性剤″心して特徴付けられるフルオロポリマーの゛′界面活性°°添加剤 であって、゛前述の゛セツティング″の機能を示す。それは濡れ性、平坦化1分 散化などの機能の助けとなることが知られており、また成るサブストレート上の 成るコーティングの表面張力を減少させるのに適した流れ制御剤として知られて いる。それは非常に非反応性であって、水ベースまたは溶剤ベースのシステム( およびほとんどのポリマー)と適合するものとして推奨されている。”FC−, 430”は成る調節によって類似の表面活性剤”FC−431”(これも3M社 によるものであってイソプロパツールとエチルアセテ−j〜によって50%薄め られるが、それは高い高分子N量を有していてここでは好ましいものではない) で代用することも可能であろう。 また、FC−430は、″変種F E P ”のようなりブストジート上の1− (−1のようなアクリル混合物のために前述の°゛セツデイング″作用与える他 のそのような界面活性剤で代用することも可能である。 後述されるように、ODディスク表面へスパイラルのループ状にモノマーの混合 物を付与する過程において(第3図のディスクCD上のスパイラル状のビードb と後の関連する記述を参照)、そのパビード″が非常に容易に付与されることか わかったことは幾分驚きであった。すなわち、それらのビードは対称形の形でそ れらの場所に留まって、たとえば溶媒のステップが始まるときまで比較的わずか に拡がるだけである。この代わりに、後述の例M−2のように、もしそれらのビ ードが接触して施されるならば拡がりはすぐに起こる。そのような場合にはいく らかのまたはすべてのFC−430が共に配給されるであろう。しかし、ディス クの中心近くで縁を保つ″ことは困難に違いない。 FC−430はこの″゛セツテイング″作用高めるようであり、その機能は今ま で知られていなかった。 FC二430は、第3図と第4図に図解されたタイプの場合に、すなわちディス クを回転させてそのディスクの上にモノマーの混合物を分配する過程においてこ の゛セツティング作用“′を高めるように意図されている。なぜならば、そのよ うにf寸与される“ビード″はそれらが非対称に変位しないように遠心力に耐え なければならない。技術音速が理解するであろうように、その非対称な変位は不 均等なコーティングの原因ヒなるものである。 もちろん、他のコーティング方法を用いることによってFC−430添+JD剤 は重要なものではなくなって省略し得るかもしれない(たとえば、異なった°“ 非セツティング″界面活性剤を使用し1qる)、たとえば、サブストレートディ スクが混合物を臼与される間回転し続けない場合である(たとえば、その混合物 はパ自己平坦化゛スるである。う:後述参照)。 すべてではないにしてもほとんどの通常の関連する界制活性剤は不適当であろう 。たとえば、SWSシリコーン社による゛シリコーン液F−815”′は通常の シリコーン界面活性剤であって、平滑性と均一性を促進するためにコーティング において広く用いられている。しかし、それは(間合物1−1−1の)スパイラ ル状のビードに時機尚早に流れを起こさせる(不十分な“′セツティング″作用 ;パリング状″または半径方向に非対称な厚さとなる)。E、 hecryl− 350(バージニアケミカル社)は同様に不満足なものであった。 混合物1−1−1はどのような場合にも分配やディスク付与を最適にするように ゛′粘性調節′″され、ここで当該環境条件<v渇、FEPサブストレート表面 など)において最終的な粘性は100〜ゴ50cpの範囲内であるべきである。 後で提示されるように、H−1(および同様な混合物)のような調製は広範な化 学的な他のどのような添加剤にも全く許容的であって、したがって適当な場合に はそれらの添加剤を加えることができる。 硬化: 当該ディスクの(FEP)表面上へのほぼ完全に酸素が除去された状態での(た とえば、後述のようにN2または同様な不活性ガスによる予備洗浄によって)材 料の塗布(たとえば、後述のスパイラル技術を介して:サンプル■参照)にJ5 いて、そのコーティングはディスクがゆっくりと回転されている間に紫外線によ る数分間の露出によって光硬化する。これにより−(良好で十分に硬化したパ硬 質″オーバコーティングか形成される(補足的な熱が不要で、高分子化を完成さ せるための時効時間が不要)Cより特定的にかつ好ましくは、窒素による予備洗 浄(たとえば、すべての酸・素を除去するために約30秒)から始められ、次に 窒素下において約1分から3分の間またはそのコーティングを必要なだけ硬化さ せるのに十分なだけしj\lに露出させる。好ましくは、これはディスクをゆっ くりとくたとえば、1 、/ 2 rpmから2ppm)回転さt!ながら行な われ、その間に約400〜800の扇形が各瞬間においてUVにさらされている 。好ましいtJ Vビームは2つの熱フィルタに通されて、それは単色ではない が大部分が0゜3〜0.4μmの範囲の2内にあり、強度はλとともに変化する (たとえば、0.366μmにおいて1/2分〜5分の照D11.1100m  W/am2)。用いられるイニシエータが少なくて硬化に長くかかるような場合 は、等価な長い低強度による露出よりも比較的高強度の知い露出の方が好ましい ようである。明らかにそれは″酸素クエンチ”を妨げるからである。 プロセス最適化: 1、 小さな気泡は゛′ピンホール′°または類似の散乱場所を生じゃすい:溶 液の真空説ガスとその後の注意深い取扱いによってこれを除去できる。 2、 コーティングの゛オレンジビール″組織が起こりやすい、それは硬イヒ雰 囲気において酸素を除去することによって防ぐことができ、たとえばその硬化は 30秒間の窒素による予備洗浄と硬化サーイクル中の窒素の使用によって行なわ れる。これはまた硬化時間を著しく短縮する。 適当な場合には、(長期の記録保存寿命にわたる)適当な安定性の保証に注意し つつかつ(たとえば、熱影響による揮発または不適切な硬化による)材料の応力 クラックまたは分解の発生の防止に注意しつつ、他の関連する技術および/また は材料とそれに付随する調整で代用することかできることを技術音速は認識する であろう。 照射硬化は他の関連する方法より好ましい。たとえば、゛′過酸化硬化″は一般 に制御aI]づるのが複雑でかつ困難であって、それは短いパポットライフ″を 示す。さらに、その過酸化硬化反応は発熱的かつパカス放出的″であって過熱さ れやすく、制御するのが困難でかつ取扱いに危険が伴なうことを技術音速は認識 するであろう。たとえば、過酸化硬化の良好な制御のためには、温度は低(保た れなりればた、ガスが放出されるので、もしその硬化が迅速に進めばこれらのガ スは適切に消散されずに、望まれざる曇りを含むこととなり、光を散乱する半透 明の]−ティングとなる。 結果: 混合物H−1は、ディスク(FEP表面)上に付与されて硬化されるとき、硬質 で透明な保護コーティングを与え、前述の当該要件(たとえば、湿気の侵入とそ れに関連する膨張クラックを防ぎ、優れた光学的透明性を備えかつ良好な擦傷抵 抗を示し、さらにたとえば室温における単純な石油洗いによって容易に洗浄され る)のすべてを1.tとんど満足することがわかるであろう。 耐湿性は特に驚異的かつ印象的であって、たとえば100%の不浸透性ではない が、この硬質コートは水中への長い浸漬(1回のテストにおいて14日間)の後 であっても膨張クラックは生じない。同様に、その硬質オーバコートは厳しい温 度/湿度サイクリング(たとえば、Mi温から140℃で約40%の湿度から8 0%の湿度までの範囲で何週間もの間)に耐えることが観察された。 さらに、この外部コーティングは長期にわたる安定性を示すことがわかる。たと えば、かなり厳しい温度/湿度サイクリングに対する長期間の露出に耐え、また その硬質コーティングはODDの他の層へ移動して劣化させがちな(表面活性剤 または感光性化剤またはそれらの副産物のような)゛′低分子重量成分″を含ま ないようである。この゛安定性″とそれに関連する強靭性などは、生成されたそ れぞれのクロスリンクされた長いチェーンのポリマーグループから生じると考え られる。 また、この硬質コートは請求められるようにFEP″′軟質バッド′°に十分に 粘着する。その硬質コートおよび/または゛軟質バッド″が変えられればそのよ うな粘着力は生じないであろう。そのような場合、適合し得る(たとえば、十分 に透光性の)″粘着性の中間層″が必要とされるであろうが、それは好ましくな い(たとえば、それ(よ厚さの制御を複雑にする)。 フォトイニシエータの濃度は重要なようである。過剰な温度のイニシエータはコ ーティングの下側部分の硬化に先立って上側の表面部分の時機尚早な硬化を生じ て、その硬化したオーバコートに大きな゛′皺″を生じる結果となることが観察 された。これは明らかにその上側表面がまず硬化して収縮し、そして比較的まだ 硬化していない幾分液状である下側部分に対して滑るからである。 また、粘性と平坦化特性を制御することも重要である(たとえば、混合物日−1 の粘性を平坦化するのに十分なほど低(かつセットするのに十分なほど高く保つ )。アクリルプレポリマー(混合物H−1)の粘性の制御は付与されるコーティ ングの良好な゛平坦化′″のだめの1つのキーである。1;とえば、もし粘性が 低すぎるならば、そのコーティングビードはあまりに容易に°流れ″を起こして 適当に゛セットアツプ″シないであろう。もし粘性が高すぎるならば、ビードは あまりにゆっくりと平坦化しまたは完全には平坦化しない、これに関連するコー ティング技術分野の技術音速やそのようなアクリル材料を調製して用いることに 関係する人達は、広い領域にわたって°゛比較的そんざいに″配布されたもので ある比較的分厚いコーティングの均一性に驚かされるであろう。すなわち、7p +ilまたは180μmのコーティングを3インチから4インチのコーティング スパンにわたって±0.7〜7μmのオーダに制御することは全く注目すべきこ とである(たとえば、第3図の4インチのバンドBl、参照、それは14インチ ディスクdの周囲から6インチの半径方向の点まで延びている)。 ところで、技術音速は、アクリルコーティングおよび他の同様なコーティングで あって金属オーバコーティングのためのベースとして自動車工業におけるような またはフォトレジスト技術におけるようなどちらかといえば関係の薄いある種の 応用のためのコーティングについても知らされた。しかし、これらの他の応用は 比較的゛高粘性材料パを利用し、通常は厚さの正確な直接的な制御のようなもの は何も行なわれずに幾分大雑把な方法で幾分薄い厚さにノズルでスプレーされる 。自動車工業における類似のコーティングのためには、犀に滑らかで見栄えの良 い外観だけがめられる。しかし、レーザ検知される散乱限定された光学的特性は 、平滑さや均一性においてはるかに厳密なもので後述のように(混合物1−1− 1 A >修正された特性以外は例■が繰返されて、その混合物は同様に調製さ れ、かつ同様に付与されて硬化される。 混合物H−1八 重量割合 比較(ト1−1)Celrad 1700 80  (120)Celrad 3200 80 (40)TMPTA 160 (同 一) 2−EhA 180 < n) 合計 507.5 ()I) 結果: 粘性が低くくここでは3200が多めに用いられて1700が少なめである)、 その混合物がより容易に流れて拡がること以外は例■の場合と同様である。 LL: 異なった混合物” l−1−2”が下に示したように調製されることを除けば例 ■が再現されて、その混合物は同様に調製されかつ付与されて硬化される。 混合物H−2重量割合 比較(H−1)Celrad 1700 120 (1 20)(Celracl 3200 ・・・除<) O(40)(T M P  T△ ・・・除<) O(160)2エチルへキシルアクリレート 185 ( 180)<、 2− E IT A ) ’FC−430” 2.5 (2,5)合計 312.5 (507,5) 結果: そのオーバコートがより“′軟質″であって湿気を吸収して“膨張クラック″を 生じやすいことを除けば例Iの結果とほぼ同様であった。 VAL: イソデシルアクリレートが2−Eh Aと置換えられたこと以外はH−1と同様 のもう1つの代わり得る混合物H−3が調製されかつ句与されて硬化される。 据ユ命j挾」1ユ、β−重量割合 Ce1rad 1700 120 Celrad 3200 40 TMPT△ ie。 イソデシルアクリレート 180 結果: 擦傷抵抗(表面硬さ)が改善されるが幾分膨張クラックを伴なうこと以外は、は ぼH−1と同様である。 好ましからざる調製: 幾分驚くべきことに、成る同様な“照射硬化型アクリル゛′の混合物は実際的で な(て当該目的に好ましいものでない。 たとえば、下記の混合物H−4のような調製は(意図された0、4〜0.8μm の波長において)十分に透明かつ透光性ではなくて、特に光硬化後において曇っ たり変色しゃすいものである。 混合物H−4: 2−EhAの゛柔軟性ポリマー″を゛ステアリルメタクリレートで置換えること 以外は混合物H−1が再現される。 結果: いくらかの′曇り″などが現われる(上記のように:明らかに相分離による)。 そのコーティングは十分に透明ではなくて透光性ではない。 混合物H−5: 2−EhAがメチルメタクリレート(MM△)で置換えられること以外は混合物 H−1が再現される。 結果: スパイラル状のイ」与が全く満足のいくものではない(明らかに粘性が低すぎる )。また透明性が損われ、かつ硬化による収縮が大きい。 艷 Ce1rad 1700と3200がアクリルウレタンで置換えられる以外はH −1のようである。 結果: パ曇り″および膨張、クラック、さらに分離が過ぎる。 混合物H−6のアクリルウレタンのような関連するアクリルポリマーが前述の゛ ′G度テスト″の下にクラックと剥離を生じかつ/ま、たは謬見の吸収の結果と して曇ることがわかったことは驚くべきことである。たとえば、ト1−1の成る 変更例は硬化に際して剥離して乃−ルし、厳しい温度/湿度サイクリングの後に サビングコーティングを引き剥がして小片破壊してしまうことがわかった。また 、その硬質オーバコートが多くの湿気を取り込むことも驚くべきことであった( 明らかにその°゛硬硬質パフアクリルコーティング考えられていたよりも親水性 のものである)。 また、前述のタイプの添加剤の成るものは、形成されるオーバコートを曇らせる かまたは変色させるようである。 たとえば、MMA (H−5参照)のような七ツマ−に溶媒樹脂を溶すとき、″ “オイルスポラ1〜″が結果として現われたく明らかに成る成分が時機尚早に高 分子化されて折用するからである)。 コーティング方法; 以下は、ODディスクの外部保護オーバコー1〜を形成するために(FEPのよ うな)ODデイスクサブストレジー−上に前述の例のような“硬質]−ティング ″混合物を付与するための新調な技術の例である。特に数mil厚さで高い均一 性のものが照射によってその揚砂化されて、前述の長い寿命にわたってそのディ スクのために前述の環境などに対する保護を与える。これらの技術は、非常に正 確な厚さとその摩さの均一性を制御できる便利でかつ経済的なコーティングと硬 化の方法であることを認識するであろう。 当該コーティングでは約7■11の高度に均一な厚さに付与されるが、技術者】 室は約3Qmilまでの厚さが満足できる状態で形成されることを認識するであ ろう。 前述のような゛′硬質コートの調製″は、ここでのもう1つの特徴による(たと えば、後述のような○Dディスクへの)新規な゛′スパイラル″状の付与の方法 に全く適するものであることを認識するであろう。そのような材料は、配付の驚 くべき簡単さと容易さにもかかわらず、前)本の驚(べき正確さの厚さの均一性 の制御に適するものである。 たとえば請求められるコーティング厚さを知ることによって、そ、の厚さに対応 する走行距離あたりのビード質■(gm/am)の値のビードに容易に換算する ことができる。 その場合、平坦化機構によって予め決定されるスパイラルの間隔で必要な数のス パイラルを実験的に決定する。たとえば、第3図におけるバンドBl)に近い約 3.5インチから約7インチの半径に拡がっているスパイラル状のバンドに関し て、これらの条件の下に20〜3oのスパイラルが約711厚さの非常に均一な コーティングを与えることがわかった。一方、10またはそれ以下のスパイラル はひどく乱れた厚さの均一性を生じ、3oよりはるかに多いスパイラルは多すぎ る。いかなる場合にも、スパイラルは重なり合ってはならない。 したがって、技術習性は、意図されたディスクの回転速度(たとえば、ここでは 4〜10rpm)が与えられれば、その材料の供給、速度を計算して制御するこ とができる。この簡単な技術によって一定のコーティング密度を付与することが できる。すなわち、均一な″ビード″サイズはノズルからの成る一定の配給速度 を必要とする。認識されるであろうように、スパイラルの回転長さにおける一定 の変化にもかかわらずビード寸法と間隔を一定に保つために、ノズルの半径方向 の移動速度および/またはディスクの回転速度が調節される。ディスクの回転は 、材料が付与されたならばその材料を゛′移動″さじたりまたは歪ませたりする ようなものであってはならないし、もちろん゛遠心力″′によってディスクから 落してはならない。 今、調製1f−1が第゛1図における○Dテ′イスク表表面へ成る好ましいスパ イラル様式で付与される場合について述べる。これは、前述の3重製の光学記録 構造が付与されてさらにこの上に改善された″′真空蒸着のF E P ”の層 (または類似の“軟質パッド″高分子表面)を備えたアルミニウムディスク徊し て1眉さ′れる。 一般にその方法は、所定の(FEP)ディスク表面上に所定の数のスパイラルの 列またはパビード″でコーティング材料を付与することを伴なうのがわかるであ ろう。−次に、それらのビードは非常に平滑でかつ均一なコーティングに拡げら れるかまたはパ平坦化″される。その後に、このコーティングはめられる“硬質 ′″保護オーバコートを形成するように硬化させられる。この付与方法の成る特 定の好ましい形態のい(つかが述べられる。 例M−1: FEPサブストレートへのH−1の・(″溶媒平坦化″)ニ ステップ#1: 混合物の調製: 新規なコーティング方法の好ましい形態が述べられる。 好ましい硬質コーティング混合物(好ましくは上記の” 1−1−1 ” )は 、均一で対称な゛ビード″のスパイラル状のJIJでディスクに付与するために 選択されて用意されかつ配置されることがわかるであろう。その後に、それらの ビードは同時にゆっくりと回転されているディスクによって゛溶媒平坦化゛(所 定のFEP表面上にヒートの迅速かつ高度に均一な゛平坦化″)される。そのデ ィスクの回転は非対称な重力(振動または不等方なディスクの向き)を打消すの に十分なだけの速さであり、かつ材料が軟化されて平滑かつ均一な層になるとき にその材料の2方向の対称的な定着化を乱すような遠心力を生じないほど十分に 遅いものである。 ステップ#2:”スパイラル状ビード”°としての配付:より特定的に第3図と 第4図を参照して、混合物H−1は技術音速が知っているように往復運動可能な アーム△に取付けられたく技術音速が知っているような注射針のような)所定の 制御された割合で配給する手段nへ与えられる。 ノズルnは、一定の割合で当該ディスクdの表面(FEP)上にその混合物の所 定の注意深く制御された均一な流れSlを配給するために、周知の手段によって 用いられて制御される。それは好ましくは第3図に示されたディスクの周囲から スター1〜する。こうして、第5図と関連して後述されているように、遠心力F 、はガ立させられて、隣接する拡がりつつあるビー15からの押圧力F に−よ るいくらかの拡がった変位と対立する。その間、アーム△はディスクdの半径方 向く内向き)に連続的に変位させられて注意深・く制御されることがわかるであ ろう。そうして、この流れstはディスクdが回転する間そのディスクの半径方 向に動いて、それによって特定のスパイラルSRを描く。たとえば、アーム△は ビードの均一な間隔と寸法を保ちながら磁気記録ヘッドに用いられるようなりニ 7ノモー夕によって移動させられる。必要な場合にはディスクのrpmも変える ことができる(後述参照)。技術音速が認識するであろうように、均一なサイズ のビードを配列するために、ディスクのrpm 。 アームの速度、および配給割合の3つの変数のうちの1つまたはいくつかを変え ることができ、しかし他の変数は一定に保たれる。 したがって、ノズルnはディスクdが回転されている間にそのディスクの所定の 半径を横切って制御可能に移動させられる。そして、技術属性が認識するであろ う−ように、均一な間隔とサイズと形の″ビード″部分すの連続的で均一なスパ イラルSRとして混合物を展開する。その混合物は、そのようなスパイラル(た とえば、3.5インチの半径方向のバンドB にわたる25本のビード)を形成 するために所定の割合で配給するよ゛うに設けられた周知の圧力オリフィス制御 手段(詳述せず)を介してノズルnへ与えられる。 技術音速は、3つの隣接するビートの列すを示す第4図の断面部分概略図に示さ れているように形成されたビード分布を認識するであろう。それらの列は所定の ギャップg9で隔てられており(注: それらは触れ合ったり重なり合うことは ない〉、またそれらの断面形状2寸法、および分量はく当該技術分野で周知のよ うに前もってなされた適切な計算による)所定の値に保たれて用いられ、均一に 平坦化さ・れればディスクd−トにめられる厚さの保護オーバコートを生ずる( 第2図の外部コーティング9参照)。 たとえば、“通常の′″ (部屋の)温度において混合物H−1を用dXてかつ 前述のような高分子化されたFEPのサブストレー1〜表面を用いて、約3.5 インチの半径から始めて約3.5インチ幅のディスクバンドにわたって均一に配 列された20本から30本のスパイラル部分すはく適当な平坦化と硬化を仮定し て)約7m1l厚さの高度に均一なコーティングを生ずることがわかった。一方 、1o本またはそれ以下の列はコーティング厚さをあまりに減少させてその厚さ を不均一なものにした。また、もし最小ギャップ9gS維持されずに特にもし列 SRが重なり合えばめられる正確な厚さ制御を達成することは事実上不可能であ った(その制御は7m1lコーテイングに関して±0.7〜7ミクロン;これは そのような簡単なコーチインク装置を用いてそのような大きなザブストレート上 に与えられたこの材料としては全く驚くべき均一性である)。 配給割合が一定に保たれる場合、均一なビードを形成するためにディスクの回転 を変えることができる(たとえば、最も内側の半径において4〜5 ppmのオ ーダの場合に徐々に減速して最も外側において約2 rpmになり、そして均一 で一定のビード分遣を与える)。均一で等間隔の列すを〒「持するために、アー ムAによるノズルnの半径方向の移動も当該技術分野周知のように(ディスク中 心からのその距離に従って2制御的に変化させられる。この代わりに、技術音速 がよく知っているように、同一の均一なスパイラルを形成するために配給割合を 変化させてもよい。 詳述されたディスクの回転とアームの移動(よ均一に隔てられた″′ビード″を 形成するであろう(それは所定の間隔ggで半径方向に配置されており、たとえ ば好ましく Lt 3 。 5インチの半径方向のハントにわたって25本のビートが並んでいる〉。離隔距 離qgは成る限度内において変えることができる。しかし、いかなる場合におい ても、゛ビード″は重なる″べきではないし、他方また、意図した1゛溶媒平坦 化″によってビードが流れて1つになって目標厚さの均一性を形成し得ないほど 遠く離れてもいけない。また、各ビードは適当に゛盛上がる″ことができるよう に十分なサブストレートとの接触(面積)を得るのに(その高さに対して、すな わち良好なw/を比を得るために)十分な幅のものでなければならない。次に、 このスパイラル状のビード付与が十分になされれば、流れS[が終了させられて 、そしてディスクの回転は″溶媒平坦化″のためにセットされる(好ましくは約 1〜2rpm)。 前述のように、H−1のような混合物はこれに関して魅力的なものである。なぜ ならば、それは所定の均一で対称な形態を維持しかつ十分に“セットアツプ″す るからである。そして、ディスク表面に対する゛ビードの傾斜″は比較的″急峻 ″(通常に比べて小さな゛濡れ角度″)である。 すなわち、ビードは平坦化のために溶媒蒸気と触れさせられてその濡れ角度を急 速に増大させる寸で崩れ落ちたり移動したりまたは変形したりあるいは(第4図 と第5図において示されているような)その対称性を変えてはならない。 前述のように、FC−430添加剤はそのような(FEP)サブストレート上の (そのような混合物の)ビートの濡れと“セットアツプ′”を制御して改善する ために選択されて設計される。 ステップ#3: 溶剤平1■化: 次に、スパイラル状の配列のビードは溶媒蒸気の均一な゛霧″にさらされて、そ れによってビードの表面とそれとかかわりあう(FEP)サブストレートは急速 に゛濡れる″くそれは溶媒の凝縮により、好まし・くけすべてのビードと露出し ているサブストレフトにわたって凝縮した比較的連続的な薄nψを生じる)。そ して、濡れている表面張力を即座に下げて、ビードを゛″軟化′°させて一急速 に゛′平坦化″させるくずなわら、即座に拡がって重力によって押え付(プられ 、そして対称的に平坦化してめられる均一なコーティングとなる)。正確な厚さ 制御が非常゛に重要であることが認識されよう。したがって、もしそのようにコ ートされたディスクdの表面が完全な水平面になくてそのヒートにかかる重力が 完全に対称ではない場合、いかなる不均一性または非対称性を打消すの1こ十分 なだけディスクdを回転させなければならない(当該分野の技術音速が認識する であろ−うように、溶媒平坦化の間のディスク面の“振動″やそのようなものを も打消す〉。 したがって、溶媒平坦化が始まるとディスクdは好ましくは回転される(たとえ ば、ここでは1〜2rpm)。そしてそのビードの流れは比較的完全なコーティ ングの均一性を与えるであろう。しかしその回転は遠心力による流れを生じるほ ど速いものではない。 所定の溶媒蒸気へディスクd (その上に(ユスパイラル状のヒートが施されて いる)をさらすとき、そのディスクをフード内に置いて所定の圧力と濃度の蒸気 を導入することができる(または技術音速が認識するであろうような他の方法に よって)。 したがって、そのようなビートの軟化と溶媒平坦化に関して、その溶媒が列b( ビード)とそれとかかわり合う「EPサブス1〜レート上に比較的均一で連続的 なフィルムとして非常に迅速に凝縮し、それらビードとサブストレートを互いに ′濡れ′°さけるように溶媒とその他の条件を選択しなければならない。そして 、令状化されたビードが隣接するFEP表面をカバーするように(重力によって 押え付けられて)崩れ落ちて流れるのに十分なだけ溶媒が凝縮される(その溶媒 は良好な″濡れ″を促進させ、この場合それはFEPに対する混合物H−1の濡 れである)。 ここで簡単のために、アセl〜ンがその溶媒として用いられることを仮定し、さ らにそれはビード上とそれとかかわり合うFEPサブストレートにわたって迅速 に凝縮できるような条件〈温度/圧力環境)の下にそのビード上に蒸気または飽 和されたrr fI ++として単に注がれると仮定する。 たとえば、ここではこれらの表面全体が急に“光沢″を帯びるが、液滴や大きな 液溜りは示さない。すなわち、ビードまたはディスク上に)凝縮゛液滴″または 大きな液溜りを止しないほど少なく保たれ、もしそれが起これば揮発性を増大さ せねばならない。この露出は、当該パヒード゛を即座に軟化させてそれらを迅速 に互いに流し合わせるのに十分であろう(この例の場合、実際に瞬間的である) 。 溶媒の揮発性は好ましくは十分に高いものであって、したがって一度ビードとそ れとかかわり合う(FEP)ディスク表面が十分に儒らされたとき、その溶媒蒸 気は迅速に揮発して消散するであろう(またはたとえばポンプ引きによって抜き 去られる)。したがって、平坦化の間に溶媒はほとんどまたは全く残存しなくて 好ましい。 そのような゛溶媒平坦化″の結果は驚くべきことである。 隣接するビードは゛平坦化″動作において1つに流れ合うのが観察され、それは 驚くほど迅速でかつ注目ずべきコーティングの均一性を形成する。 溶媒特性、一部変更: 溶媒は、当該作用温度、ナフストレート表面、および混合物の化学的性質に照ら して、この温度においてサブストレフト(ここで(まFEP)に対してその混合 物の表面張力を減少させるように選択されるであろう。それによって、その混合 物を軟化させて容易な流れを生じて”平坦化゛°させる。すなわち、溶媒はこれ らの条件に関して特定化され、かつそれらの条件が変われば調節を必要とするで あろう(たとえば、異なったコーティング混合物または異なったサブストレート 表面に関して)。 ここでのアセトンのような溶媒の使用にお(プる1つの利点は、硬化が開始する 前に溶媒が蒸発せずに残留するということがほとんどまたは全くないということ である。それ以外の方法では、コーディング混合物1−1−1との共重合が期待 できる溶媒を代用しなければならず(メチルアクリレート溶媒はそのように共重 合し得る)、また高分子化を決して抑制するものではないかまたはめられる特性 に全く影響しない溶媒を用いなければならない。 この代わりに、当該分野の技術音速が認識J−るであろうように、成る場合には 十分な揮発性を備えていればポリスチレンモノマーが平坦化溶媒として用いるこ とができ、また)まエチルアセテート、塩化メチレンあるいはメチルエチルケト ン(MEK)のような溶媒を用いることができる。 スチレンはそのアクリル混合物と少なくともある程度共重合すると予想されるが 、他のものはそうではないので十分に揮発させてしまわな【ブればならない。 したがって、ディスク表面の特性または化学的性質を変えることはくたとえば、 FEP上に薄い酸化物の“フラッシュコーチインク″を用いて)、一般にパ濡れ パ特性を変えてその“平坦化作用′°に何らかの変化を生ずるくしばしば異なっ た溶媒蒸気を必要とする)。たとえば、F E P上のA(jzo=またはSi OあるいはS i Q 2の薄いフィルムは濡れを促進させるようであり、特に 前)ホのアセトン溶媒蒸気を用いたときに著しい。 また、そのような゛溶媒平坦化″を用いる場合は、ナブストレートに始めからあ まりによく濡れるものでない混合物(たとえばH−1)を調製する。さもなくば 、その混合物はスパイラル状に付与されている間にその形を維持するのに十分な ほど良好にサブストレートに゛セラ1〜アツプしないであろう。たとえば、その 混合物はスパイラル形成中にディスクが回転されるので溶媒と接触する前に遠心 力によって非対称に崩れ落ちるであろう。FC−430”界面活性剤パのような ”セットアツプ″を促進する添加剤はも、ちるんこの点に関して助けとなる。同 様な理由で、ビード1はサブストレートと十分な接触面積を持たなければならな い。 混合物の粘性の制御は良好な分布と均一な定着を得るために非常に重要であるこ とがわかる。たとえば、混合物H−1へMM△のようなより揮発性の七ツマ−を 加えれば、FEPサブス1〜レー1−の過剰の濶れによってビードbの間に非常 に凝縮しやすくなり、したがって不適当な゛セットアツプ″を生じて時機尚早の ビードの°′定肴″を起こす。 逆に、゛脱落部″または“ピンホール°′が生じないように注意しなければなら ない。それらは溶媒がほとんどまたは全く凝縮しないボイドであって、そこは異 なった゛濡れ″または全く濡れない状態となる(注: 周囲の温度が上がればそ のようなボイドが大きくなるようであり、これはおそらく溶媒の蒸発が速すぎる からである)。 もちろん、その混合物が即座に゛自己平坦化″シ得るものの場合には、溶媒にさ らす必要はないであろうし、またその混合物を′°セットアツプ″するためにF  C−/1.30のような界面活性剤をも必要としないであろう(後述のM−2 参照)。 ステップ#4: (硬化): 完全に平坦化してディスクdの表面にコーティングが均等に分布されれば、それ はめられる硬質の保護オーバコーティングを生じるようにそのまま(さもなくば 処理されて)硬化される。そして、ディスクの回転は静められてそのディスクは 硬化条件に置かれる。それは好ましくはコーティングの均一性が損われないよう にまたは汚染物の導入(たとえば、その粘着性の表面上への埃の定@)が起こら ないように、そのディスクを°“溶媒平坦化″ステーションから動かすことなく 行なわれる。 したがって、Uv硬化はその溶媒平坦化ステーションで行なわれる。すなわら、 材料が当該ディスク表面に均等に拡げられれば、そのコーティングは適当に硬化 されてパ硬質″となるまで不活性雰囲気(たとえば、すべての酸素を追出すよう なN2吹付け)において紫外線への露出によって光硬化させられる。0.3〜0 .4μmのUV(たとえば、0.366μmで100m W/cm2(1)強度 )ヘノ約5〜20秒のトータル露出で十分であることがわかる。 この代わりに、他の同様な硬化方法(たとえば、電子ビームまたはIR熱照射も ある場合には適当な調節(たとえば、フォ1−イニシエータの濃度の調節など) を行なうことによって用いることができる。 結果: 前述のように、厚さの均一性(公称7m1lコーテイングに関して3.5インチ のバンドにわたって±0.7〜7μmのオーダ)は全く注目すべきものであって 、特にその付与装置の簡単さと用いられるコーティング混合物のタイプの観点か らして注目すべきである。前述のように、硬化の時間と温度はその他の処理条件 と同様に全く都合の良いもにかなり高くなった場合に、流れの速度が増大したり 平坦化が速くなったりしなかったという事実は幾分驚くべきことであった。むし ろその列は、よりビードが盛上がって、拡がるよりもむしろ幅が狭まるようであ った。その原因は確実にはわかっていないが、溶媒(アセトン蒸気)が適当に凝 縮して表面を濡らすには熱くなりすぎたためと考えら溶媒平坦化ステップを用い る必要なしに直接゛自己平坦化″を生じるように隣接するビードが実際に接触し て置かれる例であって、後で詳述されること以外は例M−1が繰返される。 より特定的に言えば、硬質コーティング混合物くたとえば、H−1)が再び用意 され(FC−430は必要でないかもしれない;上記参照)、ディスク上に連続 的なスパイラル配列として配付されるが、ビード間のギャップgg(第4図)は ほぼゼロに減少される。これは第5図において理想化されたシーケンシャルな様 式で幾分概略的に示されており、最初のビードb−1が破線で示されている。ビ ードb−1は実際上即座に崩れ落ちて平坦化しく実線のb−1)、したがって隣 のビードb−2が置かれるときにそれは(少し拡がった)b−1と接触するであ ろう。b−iの拡がり動作″はb−2をディスク中心の方へ押圧する傾向となる (拡がり力F5参照)。したがって、連続的な各ビードは自己拡がりをそのよう に押圧されるので、ディスク中心の方に向けて幾分非対称になる(破線の1m− 2を参照)。外側から内側へスパイラルを描く方式はディスクの回転による遠心 力成分(FC)を拡がり力F、に対向させるように意図されている(第5図の矢 印を参照)。配(=Jされた混合物のパターン(スパイラル状の列)に゛′平坦 化溶媒″を与える必要なしに゛自己平坦化″を起こさせるために、温度/サブス トレート条件によってその混合物の粘性における適当な減少がめられるであろう ことを技術音速は認識するであろう。より遅いディスクの回転(または無回転) やFC−430の他の表面活性剤への置換えのような他のいくつかの適用するだ めの調整も勧められる。もちろん、ディスクdの表面を確実に水平面に維持する とい−う問題は依然として存在するであろう。したがって、°゛振動′″または 不均等なパ重力″を打8!ltために適当なディスクの回転が勧められる。 したがって、゛′自己平坦化″するビードを用いることによって、多くの場合に 用いられる溶媒平坦化を省略して簡単な゛ワンステップ″のコープインクシーケ ンスが実現される。その硬化はM−1の場合のように行なわれ、その形成された コーティングはM−1の場合と本質的に同じであろう(実際は、いくつかの場合 において均一性が優れている)。 もちろん、前の場合のように、流速(rf、ノズルnがらディスク上へ)、ディ スクのrl)m <W、() 、およびアーム速度(Vユ)の3つのファクタは 、いずれの場合においてもビードの位置の変化(すなわち、各ビードセグメント の半径方向の位置db)にかかわらず均一なサイズと形のビードを配信するよう に調節されるであろう。 この特定の例として第6図ないし第8図が示されている。 第6図は、一定に保たれた流速<rj )においてディスクのrpm (W、( )とアーム速度(Vi )を比較的均一に増大させて(たとえば、ディスクの周 囲から開始してほぼ1:2のように)、最終的なコーティング厚さtl:がディ スクの半径方向にどのように変化するかを(非常に概略的に)描いている。この ″自己定着″作用は均一なコーティングのプロセスを複雑化していることがわか る。 これを矯圧するために、第7図とM8図に示されているようにrpHlを連続的 に増加(Δ〜¥d−αメーφ半径)させかつアームを始めに幾分加速(aニー△ Va/j)して次に幾分減速し、そして最後に加速(aニーφ′半径)させる修 正されたモードにおけるコーティングを我々は提案する。ディスクのrpmはい かなる場合にも好ましくは最小限にされるであろう。すなわち、一般にそれはそ れらのスパイラルが゛′相互流れ″をちょうど起こし得るようなrpmである。 今までに、技術音速には″デフA−カシングオーバコー十″′を付与する他の方 法が示された。たとえば、1 evinの米国特許第4.340,959号ニオ イテ、0.05〜1゜0mmのシリコーン樹脂(またはエポキシ)コーティング が示されており、そのコーティング技術においではディスクがモールドとして配 置される必要があって゛スピニング″方法による付与は排除される( l ev illによって引用された参考文献を見よ)。 第7図において、流速が一定に保たれた場合についてwへとV工における変化が ビード位置(db)の関数として表示されている。第8図において、それらの値 が幾分理想化されて描かれている。スライダの速度変化(加速)は幾分驚くべき ようなものであることがわかった。すなわち、最初は徐々に速度を増加しく第8 図において曲線■の位ばa→b)、次に急速に落ちて(位置b−1c)、最後に 連続的な増加モードにされる(指数的増加;位置c−+dなどを参照)。それは 、ビード厚が最初“軽″<て次にそれが増大するので、ある種の平衡状態に到達 するまで(位置C)スライダアームの減速が必要となり(位置b−+c)、モし てビードの円弧の減少に対応して連続的な加速が必要となまた、どのようなコー ティング付与技術が用いられようとも、濡れ粘着性または他の特性を高めるため に上で示されたようにサブストレートを予備処理することが勧められ上に付与さ れて溶剤平坦化されるH−1)またはその変更例に従えば、(FEP)サブスト レー1−の親水性や1−(−1ビードのそのサブストレートへの濡れ性を高める ことが望まれよう。そのような場合、H−1または類似のビードを付与する前に FEP上にSiO□の非常に軽い“フラッシュ″コーティング(たとえば、第2 図の層f上のSi 02 )を施せば都合の良いことがわかった。 l二4: (FEPが吸収体をサンドイッチ状に挾んだM−1のようなもの): 両方のFEP層がその3重層に共通な真空チャンバで蒸着されることによってサ ンプル■が再現される。FEρ゛スペーサ″はnλ、/4光学厚さであって、一 方、FEP“軟質バッド″スーバコ−1〜は約1〜2μm厚さである。 (たとえば、好ましくは吸収体フィルムの厚さの100(8のオーダ)。その゛ 硬質″オーイくコーティングは表−面の埃などをデフォーカスするのに十分な厚 さのものであって、上記の好ましい方法M−2におけるように施される。 異なった利用: そのような゛硬質”コーティングは変更された゛軟質パッド″コーティングのよ うな幾分異なった他の表面へ施すように調製し得ることを技術音速は認識するで あろう。また、そのサブストレート表面が根本的に異なったもの(たとえば、G E社のRTVのようなシリコーンエラストーマ)の場合であっても、成る場合に は、゛°不適合な″′サブストレートが上記のような゛硬質”オーバコートの付 与に適応するように予備コートまたは他の予備処理を施し得ることを技術音速は 認識するであろう。たとえば、プラスチックのコーティングや加工の技術におい て、“濡れ性″を高めるために広範な種々の高分子サブストレートを処理するた めの種々の方法が知られている。たとえば、ハロゲンまたは活性な酸化剤によっ て軽く酸化させるか、またはプロパントーチによって軽く焼くか、あるいは放電 によるか、さらに前述のように8102のような予備コートを挿入するような方 法である。それらは適当な場合に利用することが5できるし、本発明と組合わせ ることも可能である。 、ここで述べられた好ましい実施例は単なる例示であって、本発明はその構成や 利用において発明の精神から離れることなり!りの匣正や変更の可能なことか理 解されよう。 たとえば、ここで開示されたようなものに類似した°゛軟質バッド′°コーティ ングは、他のサブストレートおよび/または他のスーパコーティングを有するサ ブストレートを保護するためにもj音用できるであろう(たとえば、与えられた ゛°隔離″を有利に利用するために)。また、本発明(よ他の同様な記録゛材料 に隣接するパ隔離層″を備えるために利用し得る。 さらに、ここで教示されたものと類似の″硬質′°外部コーティングは、もちろ ん類似の目的のための他のサブス)−レートをカバーして保Wiするように用い 飛ことができるし、前述のパスパイラル″コーティング方法はく適当な調整によ って〉他の材料についても用0ることができる。さらに、そのようなコーディン グ構造は、適当な場合に他の方法によって形成することも可能である。たとえば 、゛′硬買コーチ、イング″サブストレート(たとえば、7m1l アクリ1− トディスク)上にパ軟質パッド″を析出させて、次に軟質パッド上に吸収体を析 出させ、次に吸収体上に必要なだけスペーサ/反射体を析出させて、最後に関連 する゛ウ9インチニスターディスクたは類似の゛担体′°上に接着剤を付与して これを圧接するような方法である。 さらに本発明の変更が可能である。たとえば、ここで開示された手段と方法は、 °゛軟質バッド″のコー!〜された記録テープやフロッピィディスクまた(凋そ のようなものへも適用可能である。さらに、本発明(は、■R露出を用いてデー タが記録および/または再生されるような記録および/または記録システムの他 の形態において用いられる媒体のために同様な保護外部コーティングを与えるよ うに適用し得るものである。 本発明の可能な変更例の上記の例は単に説明のためである。したがって、本発明 は添付された特許請求の範囲によって限定される発明の範囲内で生ずる寸べての 可能な修正や変更を含むものと考えられるべきである。 FIG、6゜ FIG、7 国際調査報告

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1. 所定の照射によって情報が記録されるべき少なくとも1つの記録領域を備 えたディスクからなるレコードユニットにおいて、 硬質の外側保護シールコーティングが機械的/化学的障壁を与えるようレニ前記 記録領域の外側表面へ調製されて付与されており、そのシールコーティングは前 記照射に対しで比較的透光性であり、またこのコーティングは少なくとも1つの アクリレ−1ヘプレボリマを含む調製物の高分子化された生成物からなることを 特徴とするレコードユニツ1〜。 2、 前記調、製物は1つまたはそれ以上のアクリレートプレポリマ成分および 適合し得る協働的な低分子重量の柔軟化希釈剤を含み、さらに必要なコーティン グ強さを与えるために十分な低い粘性のクロスリンク剤と前記ディスク表面へ付 与するため必要な低い粘性を与えるために十分な適合し得る低分子重量の希釈剤 を含むことを特徴とする請求の範囲第1項記載の結合物。 3、 前記プレポリマ成分は透明で高分子重量のアクリレートを含み、さらに前 記調製物の都合の良い付与とスプレィを可能にするために粘性を減少させるのに 十分な関連する低分子重量の適合し得る希釈剤を含むことを特徴とする請求の範 囲第2項記載の結合物。 4、 前記クロスリンク剤は1−リメチルオルプロパンの1〜リアクリレートま たはトリメタクリレートのような多官能アクリレ−1〜からなることを特徴とす る請求の範囲第33項記載の結合物。 5、 前記成分は高分子重量のアクリレ−゛ト化アクリレートおよび粘性を下げ るのに十分な低分子lff1のアクリレート化エポキサイドを含むことを特徴と する請求の範囲第4項記載の結合物。 6、 前記調製物は都合の良い付与スプレィのためにさらに十分に粘性を下げる のに十分な柔軟化有機希釈剤をも含むことを特徴とする請求の範囲第5項記載の 結合物。 7、 前記調製物はエチルヘキシルグループのアクリレートのような硬度緩和希 釈剤のアクリレートを含むことを特徴とする請求の範囲第6項記載の結合物。 8、 前記レコードユニットはルーリ”記録のための光学的質量メモリディスク であって、前記コーティングは記録層上またはその上のスーバコー1〜上に付与 されて数m1l(1/1000インチ)厚さのオーダであることを特徴とする請 求の範囲第2項記載の結合物。 9、 前記プレポリマグループは照射硬化されることを特徴とする請求の範囲第 4項記載の結合物。 10、所定の照射によって情報が記録されるべき少なくとも1つの記録領域を有 するディスク上へ外側保護シールコーティングを与える方法において、 少なくとも1つのアクリレートプレポリマを含む調製物を用意するステップと、 前記照射に対して比較的透明な機械的/化学的障壁を与えるために前記記録領域 の外側表面へこの調製物を付与するステップと、それをそこで硬化させるステッ プを含むことを特徴とする外側保護シールコーティングを与える方法。 11、 前記コーティングは数インチまたはそれ以上のスパンにわたって精密な 厚さの均一性を数μmのオーダで維持するように1ないし数milの厚さまで付 与されることを特徴とする請求の範囲第10項記載の方法。 12、 前記調製物は1またはそれ以上のアクリレートプレポリマ成分および適 合し冑る協動的低分子重量の柔軟化希釈剤を含み、さらにコーティングの必要な 硬さや強さを与えるのに十分な低粘性のクロスリンク剤および前記ディスク表面 へのイ」勺のために必要な低粘性を与えるために十分な適合し得る低分子重量の 希釈剤を含むことを特徴とする請求の範囲第10項記載の方法。 13、 前記プレポリマ成分は透明で高分子重量のアクリレートを含み、さらに 前記調製物の都合の良いスプレィを可能にするために粘性を減少させるのに十分 な関連する低分子重量の適合し得る希釈剤を含むことを特徴とする請求の範囲第 12項記載の方法。 14、 前記クロスリンク剤はトリメチルオルプロパンのトリアクリレートまた はトリメタクリレートのような多官能アクリレートを含むことを特徴とする請求 の範囲第13項記載の方法。 15、”軟質バラ1〜″U高離層か前記記録領域と前記外側シールコーチインク の間に挿入されていることを特徴とする請求の範囲第1項記載の結合物。 16、 前記隔離間はフルオロポリマからなっていることを特徴とする請求の範 囲第15項記載の結合物。 17、 前記フルオロポリマは真空蒸発されて:疑縮再高分子化された生成物で あることを特徴とする請求の範囲第16項記載の結合物。 18、 前記記録順1ii2はまず゛軟質バット″隔離層が被せられることを特 徴とする請求の範囲第10項記載の結合物。 19、 前記隔離習はフルオロポリマからなることを特徴とする請求の範囲第1 8項記載の結合物。 20、 前記フルオロポリマは衷空陸発されて凝縮再高分子化された生成物であ ることを特徴とする請求の範囲第19項記載の結合物。
JP59500555A 1982-12-17 1983-12-16 アクリルオ−バコ−トを備えた光学記録用のコ−トされた媒体 Pending JPS60500106A (ja)

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