CN102576557A

CN102576557A - 圆盘形高密度记录介质

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Publication number: CN102576557A
Application number: CN2009801575145A
Authority: CN
Inventors: F-K.布鲁德; W.黑泽; R.奥泽; R.普罗特; A.迈尔; K.希尔登布兰; R.王; I.张
Original assignee: Bayer Intellectual Property GmbH; Bayer MaterialScience AG
Current assignee: Covestro Deutschland AG; Bayer Intellectual Property GmbH
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2009-12-12
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2029-12-12
Also published as: CN102576557B

Abstract

本发明涉及一种光学记录介质，其中在基材上顺序地形成至少一个记录层和一个光传输层，并且其中光从光传输层侧照射用于记录和/或再现信息信号，所述基材包括注塑部件，并且所述基材具有根据ASTME756-0505在25℃、2000Hz下测量的至少2.15GPa的杨氏模量E和低于160的Q因子，和＞85%的凹点/凹槽结构的可录制性。

Description

圆盘形高密度记录介质

技术领域

本发明涉及一种圆盘形高密度记录介质，其具有特殊的结构用于记录各种信息信号，例如适宜于近场光学拾波器头(Near Field Optical Pick up Heads)的数字数据。

背景技术

用于记录和再现信息信号，例如用于音频或视频的信息信号的记录介质中，有已知的圆盘形光学记录介质和圆盘形磁性记录介质。

这些记录介质中，有光盘，信息信号在其上例如借助于凹点和凹槽以微凹凸（micro-irregularities）的形式写入，相变光盘、磁-光盘，利用记录胶片的光磁效应，和用于磁性写入信号的硬盘。

为了在光学记录介质上形成记录层，具有与信息信号，例如数据信息或跟踪伺服信号相关的微凹凸，例如位相凹点或预凹槽的这些记录介质中，通常使用塑料材料基材的注塑。特别地，使用注塑设备、金属模具和模压机形成圆盘形基材，此时由模压机转录信息信号。

为对这种光盘进行信息读取和记录，通常通过给定数值口径NA的简单物镜使波长λ的激光束经由厚度d＞＞λ的光传输层和在物镜和光传输层表面之间的工作距离WD＞＞λ下聚焦到记录层上。聚焦的激光束的光斑直径D在此以D=λ/NA的形式给出。市售光盘，例如压缩光盘(CD，λ=780 nm，NA=0.45，d=1.2 mm)，数字通用光盘(DVD，λ=650 nm，NA=0.60，d=0.6 mm)，高清晰度数字多用途光盘(HD-DVD，λ=405 nm，NA=0.65，d=0.6 mm)或蓝光光盘(BD，λ=405nm，NA=0.85，d=0.1mm)使用这一远场光学原理。通过降低λ和提高NA，光斑直径D可以降低，因此数据密度可以提高。

但是在这种远场光学系统(d和WD＞＞λ)中，物镜的NA被限制在＜1.0的值。为进一步提高数据密度，NA必须变得大于1.0，这可以通过近场光学系统(NFR)实现。NFR的一种实施方法可以利用所谓的固体浸没透镜(SIL)(S.M.Mansfield，W.R.Studenmund，G.S.Kino，和K.Osato，“High-numerical-aperture lens system for an optical storage head（用于光学存贮器头的高数值口径透镜系统）”，Opt.Lett. 18，305页以下(1993))。例如在由NA＜1.0的远场透镜和由具有折射指数n_SIL的材料制成的半球形透镜组成的透镜系统中，有效数值孔径NA_eff由NA·n_SIL给出，如果n_SIL足够大，其将超过1.0。另一种实施方法可以借助于直径D_AP＜＜λ的小孔，其可以通过具有非常窄的末端孔口的光纤实现(H.Brückl，Physik in unserer Zeit，28，Jahrgang 1997 Nr.2，p67以下)或由光学非线性响应薄掩模层(所谓的超级分辨率增强近场结构(Super Resolution Enhanced Near Field Structure)，参见：J.Tominaga等人，Advanced Physics Letters，Vol 73 (15) 1998)实现。

NFR在透镜系统或孔口表面和光盘或记录层表面之间的WD＜＜λ下使用电磁场。例如在K.Saito等人，Technical Digest ISOM 2001，p 244以下中，表明在WD＜＜405 nm的工作距离下，可以将SIL的衰逝波的足够的光偶合进光盘中，使得SIL的NA_eff可以升高超过1.0的远场限制。同样表明WD的精确性必须控制到几nm的水平，以便获得稳定的再现信号。这一点可以理解为衰逝波的强度随着与透镜表面的距离按指数衰减。为确定这种控制机理，T.Ishimoto等人，Technical Digest ISOM/ODS 2002，WC3，p 287以下建议和介绍了活性反馈伺服回路。这一伺服回路还能够抵消由旋转光盘的模态振荡形成的WD的波动(J.I.Lee等人，Technical Digest ODS 2006 MC4，p 43以下)。但是由于伺服回路的带宽限制，这种补偿仅在较低的光盘转速下和对于低频模态振荡工作良好。因此由于例如具有120 mm直径的1.1 mm厚整体聚碳酸酯光盘的高频模态振荡幅度，数据传输速率方面存在限制。其中公开的基材不满足本发明基材的要求。为了改善同样在高光盘转速下的间隙伺服控制操作，必须特别改进光盘的高频模态振荡性能。

模态振荡由其模态频率f_n 表征，所述模态频率f_n 与光盘的几何结构和杨氏模量E与质量密度ρ的比率有关，与(E/ρ)^0.5成正比(也参见公式1)。质量因子Q (参见公式2)借助于Q=3/tanδ，与tanδ有关。就这点而论，Q可以用作阻抑，例如tanδ的量度。低Q意味着高阻抑，因为tanδ高。通常，E与Q对频率f显示明显依赖性。

US 6,908,655 B2关注调节在120 mm直径、通常1.1 mm厚的整体聚碳酸酯光盘上发生的约140 Hz的低频(第一)模态振荡，以及还涉及远场光学拾波器头。US 6908655 B2公开利用标准1 K注塑，并非可以同时平衡或优化所有关键参数，例如劲度、阻抑、平面性和特别是光盘的凹点/凹槽结构的可录制性。因此建议一种复杂的夹层结构，具有现有技术光盘级聚碳酸酯的表层。

因此理想的是制造由简单的1 K注射模塑基材组成的光盘，其具有增强的劲度或增强的阻抑或两者，并且显示凹点/凹槽结构的高可录制性。

WO 00/48172关注于光盘的第一模态频率(＜300 Hz)性能，据说第一模态频率应优选设置在光盘的旋转工作范围外。就高频模态振荡(＞=2000 Hz)性能而论，没有公开解决方案。本申请实验部分中给出的对比例3基于WO 00/48172的实施例2，表明就阻抑而论满足低频要求的解决方案不满足本发明的高频要求。

WO 2003/005354A1描述特殊的共聚碳酸酯，获得改善的光盘阻抑。就聚合物的化学结构而论，该实施方案不同于本发明，或者就阻抑而论该实施方案描述低(第一)模态频率要求，但是没有描述本发明的高频要求。

在低频(1 Hz-16 Hz)下获得改善的阻抑，但是不足以达到本发明的高频模态振荡要求的其它解决方案在US 6,391,418 B1、EP 1 158 024 A1和US 2004/0265605 A1中公开。US 6,391,418 B1描述信息记录介质的基材，由包括粘均分子量为10,000至40,000并基于联苯、三苯化合物或其混合物的聚碳酸酯的聚碳酸酯组合物制成。EP1 158 024 A1描述一种振动-阻抑热塑性树脂组合物，包括a) 50至90 wt%的损耗tanδ为0.01至0.04和载荷挠曲温度不低于120℃的无定形热塑性树脂和b) 50至10 wt%的甲基丙烯酸甲酯树脂，其中由其模塑的制品具有某些物理性能。US 2004/0265605 A1描述一种振动阻尼数据存储介质，包括基材、包括至少一种聚酰亚胺的物理部分和基材上的至少一个数据层。其与第一模态(低频)振荡有关。

NFR的另一个重要特征是经由WD＜＜λ将来自渐逝场的光偶合进入记录介质表面，以充分利用SIL的NA_eff用于降低D至λ/NA_eff的能力。为此，记录介质最上面的光传输层的折射率实部n必须大于NA_eff。可以由高折射率层(HRI涂层)获得这样一个层，根据本发明，所述高折射率层可以形成记录介质的最上层并允许将渐逝场中的光偶合进入记录介质中。HRI涂层也可以用作两个或多个再现层或记录层之间的间隔层。为使存储密度提高至少二倍，与最相关的远场光学(NA＜1.0)相比，NA_eff应至少＞1.41，因此HRI层的折射率的实部n应至少＞1.41。关注于远场光学器件的现有技术不必考虑这一点。

US 6,875,489 B2或EP 1,518,880 A1关注于厚度d＞3 μm的光传输层，因为这些实施方案与远场光盘，例如BD有关。就象NFR，有效NA_eff大于1.0，关键的是将光传输层厚d限制到较小值(例如＜=3 μm)，因为其更易于补偿例如像差(Zijp等人，Proc. of SPIE，5380卷，p209以下)。

除了HRI层的上述光学性能之外和由于NFR光学拾波器头的非常小的WD，这种HRI层也将作为保存在记录介质中的信息的保护层和在偶然磁头碰撞的情况下，作为光学拾波器头的保护层。因此当WD只有几十nm时，HRI层应具有高抗划性和低表面粗糙度R_a。HRI层的折射率的吸收或虚部k也应较低，以使来自由可由HRI层组成的间隔层分隔的多个叠层记录层的反射能够足够高以及获得高读取稳定性。现有技术同样不必考虑这种光盘结构的复杂性能概况。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种用于间隙伺服控制的NFR光盘的光学记录介质，其中在基材上形成至少一个记录层和一个光传输层，并且其中光从光传输层侧照射用于记录和/或再现信息信号，并且所述基材在2000 Hz的高频下满足杨氏模量和阻抑(Q因子)的特殊要求。本发明的另一个目的是提供一种如上所述的光学记录介质，其包括至少一个记录层和一个光传输层，具有折射指数、抗划性和表面粗糙度的特殊要求。记录层和光传输层在基材上顺序地形成，并且其中光从光传输层侧照射用于记录和/或再现信息信号，其中所述基材可以由注塑部件组成，并且所述基材具有根据ASTM E 756-05，在25℃、2000 Hz下测定的至少2.15 GPa的杨氏模量E和低于160的Q因子，以及凹点/凹槽结构的可录制性＞85%。

发明概述

在间隙伺服控制的近场记录和近场读取中，透镜和光盘表面的工作距离WD必须降低到远低于激光的波长λ，以及必须控制在严格限度内。因此对于光盘的高频模态振荡性能以及对于光传输层的厚度、光学和机械性能存在严格要求。本发明显示一种特殊的光盘构造的选择，其利用合适的材料来实现这一点，从而解决上述问题。

因此本发明涉及一种光学记录介质，其中在基材上顺序地形成至少一个记录层和一个光传输层，和其中光从光传输层侧发射用于记录和/或再现信息信号，所述基材包括注塑部件和所述基材具有根据ASTM E 756-05在25℃、2000 Hz下测量的至少2.15 GPa的杨氏模量E和低于160的Q因子，和＞85%的可录制性。

优选本发明为根据权利要求1的光学记录介质，特征在于基材在＞Tg (玻璃化转变温度)-30℃的模具温度，优选在＞Tg (玻璃化转变温度)-20℃的模具温度下模塑。

本发明还涉及一种制备作为根据权利要求1的光学记录介质基础的基材的方法，其中基材在＞Tg (玻璃化转变温度)-30℃的模具温度下相对于包括凹点和/或凹槽的压模进行模塑，通过所述方法，所述凹点和/或凹槽被复制到基材中，可录制性＞85%。

优选实施方案的说明

改变高频下光盘的模态振荡的方法是提高其杨氏模量E (劲度)，其使模态振荡向更高频率偏移，由此降低给定阻抑下的幅度，或降低其质量因子Q (提高其阻抑)以减少振荡幅度。为克服该问题，可以以单一参数的形式改进劲度或阻抑，或同时改进两者。

光传输层的厚度优选为1 nm至低于3000 nm，更优选为200 nm至低于2000 nm以及特别为500 nm至低于1500 nm。

基材材料的说明

形成基材的合适基材材料的实例为聚合物、共混物和配混物(填充的热塑性树脂组合物)，只要基材满足杨氏模量E和Q因子的要求。但是，用于所述基材的本发明的聚合物树脂不局限于以下实例。

除了关于杨氏模量E和Q因子的要求之外，热塑性树脂、共混物或配混物应具有低吸水性、高耐热性，以及应可用常用的方法，例如注塑、注射压缩模塑等加工为光盘。

这种热塑性树脂可以选自聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂和无定形聚环烯烃以及氢化聚苯乙烯。热塑性树脂也可以为由不同热塑性树脂组成的共混物，以及为一种或多种热塑性树脂与填料和/或添加剂的配混物。

聚碳酸酯树脂

聚碳酸酯树脂通常通过芳族二羟基化合物和碳酸酯前体的溶液聚合或熔体聚合来获得。可接受任何芳族二羟基化合物，只要其满足上述条件。

优选的芳族二羟基化合物为式(1)的化合物：

HO-Z-OH (1)

其中Z表示式(1a)的基团，

其中

R¹和R²彼此独立地表示H或C₁-C₈-烷基，优选为H或C₁-C₄-烷基，特别是氢或甲基，和

X表示单键、C₁-C₆-亚烷基、C₂-C₅-烷叉基或C₅-C₆环烷叉基，其可以由C₁-C₆-烷基，优选甲基或乙基取代，条件是如果X表示3,3,5-三甲基环己叉基，则R¹和R²表示氢。

最优选X表示单键、亚甲基、异亚丙基或环己叉基或3,3,5-三甲基环己叉基，特别是X表示异亚丙基或3,3,5-三甲基环己叉基。

芳族二羟基化合物通常是已知的，或者可以根据通常已知的方法制备。

芳族二羟基化合物的实例包括氢醌、间苯二酚、4,4'-二苯酚、1,1-双(4-羟苯基)乙烷、2,2-双(4-羟苯基)丙烷、2,2-双(4-羟苯基)丁烷、1,1-双(4-羟苯基)-1-苯乙烷、1,1-双(4-羟苯基)环己烷、2,2-双(4-羟苯基)戊烷、4,4'-(对-亚苯基二异亚丙基)二酚、9,9-双(4-羟苯基)芴、1,1-双(4-羟苯基)-4-异丙基环己烷、2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、1,1-双(4-羟苯基)环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、9,9-双(3-甲基-4-羟苯基)芴和α,α'-双(4-羟苯基)间-二异丙苯。优选的二羟基化合物为2,2-双(4-羟苯基)丙烷(双酚A)、4,4'-(间-亚苯基二异亚丙基)二酚和1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷。

聚碳酸酯树脂可以为通过均聚上述芳族二羟基化合物获得的均聚碳酸酯，或通过共聚两种或多种芳族二羟基化合物获得的共聚碳酸酯。此外，其可以为通过聚合上述芳族二羟基化合物和一种或多种其它二羟基化合物获得的共聚碳酸酯。

借助于溶液方法的反应通常为二元酚和光气之间的反应，并且通常在酸偶联剂和有机溶剂存在下进行。作为酸偶联剂，使用碱金属氢氧化物，例如氢氧化钠或氢氧化钾，或胺化合物，例如吡啶。作为有机溶剂，使用卤代烃，例如二氯甲烷或氯苯。为了促进反应，也可以使用催化剂，例如叔胺、季铵化合物或季

化合物，其示例分别为三乙胺、N-乙基-哌啶、四-正丁基溴化铵，或四-正丁基溴化

。优选，反应温度通常为0至40℃，反应时间为10分钟至5小时，反应期间的pH为不小于9。

在聚合反应中，通常使用末端封闭剂。使用的这些末端封闭剂可以为单官能酚。这些单官能酚通常用作调节分子量的末端封闭剂。获得的聚碳酸酯树脂具有由单官能酚基基团封闭的末端，使得其在热稳定性方面优于未如上所述获得的聚碳酸酯树脂。单官能酚通常为酚或低级烷基取代酚，例如苯酚、对-叔丁基苯酚、对-枯基苯酚、异辛基苯酚或长链烷基酚，例如癸基苯酚、十二烷基苯酚、十六烷基苯酚、十八烷基苯酚、二十烷基苯酚、二十二烷基苯酚和三十烷基苯酚。

末端封闭剂以获得合适的分子量的量引入。末端封闭剂可以单独使用，或以组合的形式使用。

聚碳酸酯或共聚碳酸酯的平均分子量由二氯甲烷中的聚合物溶液的相对溶液粘度表征，使用Ubbelhode毛细管粘度计，毛细管类型0C。聚合物浓度为5 g/l，测量在25℃下进行。相对溶液粘度为1.15至1.30，优选为1.18至1.25，特别优选为1.19至1.23。

借助于熔融方法的反应通常为二元酚和碳酸酯之间的酯交换反应，并且通过在加热下在惰性气体存在下混合二元酚和碳酸酯，和馏出产生的醇或酚的方法进行。虽然反应温度基于例如产生的醇或酚的沸点而不同，但是其通常为120至350℃。在反应的后一半期间，反应体系压力降低至大约1.33×10³至13.3 Pa，以促进产生的醇或酚的蒸馏。反应时间通常为1至4小时。

碳酸酯中，有例如C6至C10芳基或芳烷基或C1-4烷基的酯，其有时可以被取代，特别是碳酸二苯酯、碳酸双(氯苯基)酯、碳酸二萘基酯、碳酸双(联苯基)酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸二丁酯。其中碳酸二苯酯是最优选的。

为了促进聚合，也可以使用聚合催化剂。作为这些聚合催化剂，可以使用通常用于酯化或酯交换反应的那些催化剂，例如碱金属化合物，例如氢氧化钠、氢氧化钾，或二元酚的钠或钾盐，碱土金属化合物，例如氢氧化钙、氢氧化钡或氢氧化镁，含氮碱性化合物，例如氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、三甲胺或三乙胺，碱金属或碱土金属的醇盐，含磷碱性化合物，例如四苯基

酚盐或碱金属或碱土金属的有机酸盐，锌化合物、硼化合物、铝化合物、硅化合物、锗化合物、有机锡化合物、铅化合物、锇化合物、锑化合物、锰化合物、钛化合物或锆化合物。这些催化剂可以单独或以组合的形式使用。这些催化剂以对于作为起始材料的一摩尔二元酚，优选1×10^-8至1×10^-3当量，更优选1×10^-7至5×10^-4当量的量使用。

芳族聚碳酸酯树脂可以包含三-或更高官能的芳族化合物或者在聚合物中包含支化组分作为聚合中异构化反应的结果。三-或更高官能的芳族化合物的实例优选包括间苯三酚(phlorogrucin)、五羟基联苯(phlorogrucide)、三苯酚，例如4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟苯基)庚烯-2,2,4,6-三甲基-2,4,6-三(4-羟苯基)庚烷、1,3,5-三(4-羟苯基)苯、1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷、1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羟苯基)乙烷、2,6-双(2-羟基-5-甲基苯甲基)-4-甲酚和4-(4-[1,1-双(4-羟苯基)乙基]苯)-α,α-二甲基苯甲基苯酚、四(4-羟苯基)甲烷、双(2,4-二羟苯基)酮、1,4-双(4,4-二羟基三苯基甲基)苯、苯偏三酸、苯均四酸、二苯甲酮四羧酸和其酸亚氯酸盐。其中，1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷和1,1,1-三(3,5-二甲基-4-羟苯基)乙烷是优选的。

磷基热稳定剂可以加入到热塑性树脂中。合适的磷基热稳定剂例如是亚磷酸、磷酸、亚膦酸(phosphonous acid)、膦酸和其酯。特别地，可以提及亚磷酸酯化合物，例如亚磷酸三苯酯、亚磷酸三（壬基苯）酯、亚磷酸三(2,4-二-叔丁基苯基)酯、亚磷酸三癸基酯、亚磷酸三辛酯、亚磷酸三（十八烷基）酯、亚磷酸二癸基单苯酯、亚磷酸二辛基单苯酯、亚磷酸二异丙基单苯酯、亚磷酸单丁基二苯酯、亚磷酸单癸基二苯酯、亚磷酸单辛基二苯酯、二亚磷酸双(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇酯、亚磷酸2,2-亚甲基双(4,6-二-叔丁基苯基)辛酯、二亚磷酸双(壬基苯基)季戊四醇酯和二亚磷酸双(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇酯，和磷酸酯化合物，例如磷酸三丁酯、磷酸三甲酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三氯苯酯、磷酸三乙酯、磷酸二苯基甲酚酯、磷酸二苯基单邻联苯（orthoxenyl）酯、磷酸三丁氧基乙酯、磷酸二丁酯和磷酸二异丙酯。另外的磷基热稳定剂例如是二亚膦酸四(2,4-二-叔丁基苯基)-4,4'-亚联苯酯、二亚膦酸四(2,4-二-叔丁基苯基)-3,3'-亚联苯酯和亚膦酸双(2,4-二-叔丁基苯基)-4-亚联苯酯。其中，亚膦酸三（壬基苯）酯、二亚磷酸二硬脂基季戊四醇酯、二亚磷酸双(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二-叔丁基苯基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、二亚膦酸四(2,4-二-叔丁基苯基)-4,4'-亚联苯酯和亚膦酸双(2,4-二-叔丁基苯基)-4-亚联苯酯是优选的。这些热稳定剂可以单独或以混合物的形式使用。这些热稳定剂的量优选为0.0001至0.5重量份，更优选为0.0005至0.2重量份和最优选为0.002至0.2重量份，相对于100重量份的热塑性树脂组合物。

可以将通常已知的抗氧剂加入到本发明的热塑性树脂中以防止氧化。抗氧剂的实例为酚基抗氧剂。抗氧剂的量优选为0.0001至0.05 wt%，基于热塑性树脂。

一元醇或多元醇的高级脂肪酸酯可以任选加入到本发明的热塑性树脂中。通过共混一元或多元醇的高级脂肪酸酯，模塑热塑性树脂时由模具剥离的可剥离性得到提高，盘基材模塑中的剥离载荷变小，由此可以防止由剥离破坏引起的盘基材变形和凹点错位。热塑性树脂的熔体流动性也得到提高。

醇和高级脂肪酸的酯的量为0.01至2 wt%，优选为0.015至0.5 wt%，更优选为0.02至0.2 wt%，基于热塑性树脂。

添加剂，例如其它热塑性树脂、光学稳定剂、色料、抗静电剂和润滑剂可以加入到本发明光盘基材的树脂中，条件是模塑盘的湿气吸收和湿气解吸步骤中的可录制性和减少翘曲的效果不受损害。

在本发明的树脂组合物的制备中，可以设想在聚合物溶液或模制品，例如颗粒或粒料的阶段进行聚碳酸酯树脂的混合和/或聚碳酸酯树脂与其它树脂的混合。这并没有特别的限制。就混合手段而论，在聚合物溶液阶段，主要使用装有搅拌器的容器，在模制品，例如颗粒或粒料的阶段，可以使用滚筒、双筒混合器、Nauter混合器、Banbury混合器、捏合辊或挤出机。在两种情况下，可以使用任何技术，并且没有特别的限制。

在上述树脂组合物中，各种填料可以作为附加组分添加，以提高劲度和振荡阻尼性能。填料可以列举玻璃纤维、玻璃片、碳纤维、研磨纤维、硅灰石晶须、炭黑、碳纳米管、二氧化硅颗粒、氧化钛颗粒、氧化铝颗粒、滑石、云母和其它无机材料。也可以使用耐热有机填料，例如芳族聚酰胺纤维、聚芳酯（polyarylate）纤维、聚苯并噻唑纤维和芳族聚酰胺粉末。在使用此类组分的情况下，滑石填料和石墨填料是优选的。这种组分的添加量优选为1至30 wt%，基于树脂组合物重量。

热塑性树脂组合物可以通过借助于捏合机，例如滚筒、V-混合机、Nauta混合器、Banbury混合器、捏合机辊或挤出机，混合热塑性树脂组合物的各组分来制备。更优选，各组分借助于挤出机，特别是双螺杆挤出机一起熔融和捏合。

丙烯酸树脂

丙烯酸树脂包括聚甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯和一种或多种其它共聚单体的共聚物。这种共聚单体的实例为丙烯酸烷基酯，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸苯酯和丙烯酸苄酯，甲基丙烯酸烷基酯，例如甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸苯酯和甲基丙烯酸苄酯，及其共聚物。也可以使用丙烯酸树脂的混合物。聚甲基丙烯酸甲酯是最优选的丙烯酸树脂。

丙烯酸树脂的分子量M_w (重均)优选为50,000至2,000,000 g/mol，更优选为60,000至1,000,000 g/mol，最优选为70,000至500,000 g/mol和特别是80,000至300,000 g/mol，由光散射测量。

这些丙烯酸树脂也可以以与以上聚碳酸酯的共混物的形式使用。在这种情况下，丙烯酸树脂的量优选低于50 wt%，更优选低于20 wt%，特别优选低于10 wt%，基于全部组合物。

在与聚碳酸酯的共混物中，丙烯酸树脂也可以为丙烯酸弹性材料。在这种情况下，其由以下组成：作为必需组分的丙烯酸酯橡胶组分、甲基丙烯酸甲酯、具有C1至C8烷基的丙烯酸烷基酯和根据需要可与其共聚的乙烯基单体作为共聚物组分。在这种丙烯酸弹性材料中，在100 wt%的弹性材料中，甲基丙烯酸甲酯的量为15至65 wt%。

丙烯酸酯橡胶包含丙烯酸C2至C10烷基酯，和根据需要，作为可与其共聚的组分的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或丁二烯。

作为丙烯酸C2至C10烷基酯，丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸正丁酯是优选的。这种丙烯酸烷基酯优选以50 wt%的量包含在100 wt%的丙烯酸酯橡胶中。同样优选，丙烯酸酯橡胶是至少部分交联的。用于交联的交联剂可以例如列举二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸丁二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸烯丙酯和聚丙二醇二丙烯酸酯。优选，丙烯酸酯橡胶中使用0.01至3 wt%的这些交联剂。

作为丙烯酸弹性材料的优选形式，其可以优选为核壳结构和多层结构，其基于丙烯酸酯橡胶组分、甲基丙烯酸甲酯、具有C1至C8烷基的丙烯酸烷基酯、苯乙烯和可与其共聚的乙烯基单体在根据需要的多个层中聚合获得。丙烯酸弹性材料可以由任何已知的方法，例如嵌段聚合、悬浮聚合、嵌段-悬浮聚合、溶液聚合或乳液聚合来制备。多层结构也可以包含在多步聚合中未接枝在接枝基体上的组分。

当以与以上聚碳酸酯的共混物的形式使用时，这些弹性丙烯酸树脂优选以低于全部组合物的10 wt%使用。更优选它们的含量低于5 wt%。

聚苯乙烯树脂

根据本发明合适的苯乙烯树脂为苯乙烯均聚物、苯乙烯共聚物或苯乙烯热塑性弹性体或共混物，例如聚苯乙烯和聚苯醚的共混物。那些材料以若干形式存在，但是大部分包括包含苯乙烯、异戊二烯和丁二烯的共聚物。共聚物包括三嵌段，例如S-B-S、S-I-S、S-EB-S和S-EP-S；交替嵌段共聚物，例如(S-I)；支化嵌段共聚物，例如(S-B)和(S-I)和三嵌段/二嵌段共混物(例如S-B-S/S-B)。

这些苯乙烯树脂可以根据已知的聚合规则和已知的步骤来制备。苯乙烯聚合物例如可以由Houben Weyl，Methods of Organic Chemistry（有机化学方法），第4版，XIV/1卷，761-841页，Georg Thieme-Verlag (1961)的方法制备。它们也以合适的形式商购。自由基方法是优选的，但是也可以使用离子聚合方法。按照本发明使用的聚合物的分子量M_w通常高于2000，优选为5000至5,000,000，特别优选20,000至200,000道尔顿。(由光散射测定；参见Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry（Ullmann工业化学百科全书），第4版，15卷，285-387页，Verlag Chemie 1978)。

均聚物和共聚物也可以由已知的方法制备。(参见H.Rauch Puntigam，Th.Volker，Acrylic and Methacrylic Compounds（丙烯酸和甲基丙烯酸化合物），Springer-Verlag 1967)。尽管原则上可以由阴离子聚合或基团转移聚合制备它们(也参见O.W.Webster等人，J.Am.Chem.Soc，105，5706 ( 1983))，不过制备的优选形式为自由基聚合。

苯乙烯热塑性弹性体的分子量M_w (重均)通常高于2000，通常为10,000至2,000,000，优选为20,000至200,000道尔顿，由光散射测量。

更详细地，以上嵌段共聚物的实例可以为：

基于乙烯基芳族化合物，优选聚苯乙烯(S-嵌段)，和通过聚合1,3-二烯烃制造的聚合物嵌段，优选例如丁烯、异丁烯、乙烯-丁烯共聚物嵌段、乙烯-丙烯共聚物嵌段或异戊二烯单元的共聚物。根据本发明，均聚和共聚物嵌段是可用的。所得嵌段共聚物可引入相同或不同的弹性体嵌段。弹性体嵌段，例如B-嵌段，必须完全或几乎完全水合。该嵌段共聚物优选显示例如S-B-S结构的线性结构。可用的还有具有辐射结构或星形结构或由线性多嵌段共聚物组成的嵌段共聚物。还包括二嵌段共聚物，例如S-B聚合物。所有所述聚合物可以单独或以组合的形式使用。特别优选的是苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物(S-EB-S)、苯乙烯-乙烯/丙烯-二嵌段共聚物(S-EP)和苯乙烯-乙烯/丁烯-二嵌段共聚物(S-EB)。

以上共聚物的其它实例包括

上述嵌段共聚物的嵌段共聚物，其中弹性体嵌段或至少一部分弹性体嵌段用马来酸酐官能化。马来酸酐含量优选为0.2至4 wt%，基于全部嵌段共聚物。特别优选的是酸酐含量为0.5至2%。

根据本发明，包含有用的共聚物的其它实例为

烯烃共聚物，例如乙烯/丙烯橡胶或乙烯/辛烯共聚物，优选用马来酸酐官能化。优选的是马来酸酐含量为1至4%。

上述化合物的市售共聚物的非限制实例为马来酸酐官能化的乙烯共聚物，例如ExxonMobil Chemical的Exxelor VA 1801、Exxelor VA 1803或Exxelor VA 1840。基于苯乙烯和乙烯/丁烯共聚物的线性官能化三嵌段-共聚物，例如Kraton Polymers的Kraton FG 1901 X和Kraton FG1924X。线性三嵌段共聚物，例如Kraton Polymers的Kraton G1651和Kraton G1652。基于乙烯-辛烯共聚物的聚烯烃弹性体，例如Dow Chemical的Engage 8411、8440、8842。

聚碳酸酯或共聚碳酸酯的实例为Bayer Materialscience AG的Makrolon或Apec。

根据本发明，优选的树脂组合物或共混物由如上所述聚碳酸酯和/或共聚碳酸酯和0.2至30 wt%和优选1至15 wt%的以上嵌段共聚物组成。

此外也可以使用来自无定形聚烯烃的聚合物。这种聚合物由环烯烃聚合、环烯烃开环聚合以及特殊的氢化聚烯烃，例如氢化聚苯乙烯基聚合物产生。

聚环烯烃树脂

环烯烃的聚合物例如可以为来自具有降冰片烯结构的烯烃，例如降冰片烯本身、四环十二碳烯、乙烯基降冰片烯或降冰片二烯的聚合产物。其也可以为具有降冰片烯结构的这种烯烃与烯烃的共聚物，例如乙烯和降冰片烯以及乙烯和四环十二碳烯的共聚物。这种产物例如在日本专利申请Kokai (专利申请公开) 292,601/86、日本专利申请Kokai (专利申请公开) 26,024/85、日本专利申请Kokai (专利申请公开) 19,801/87和19,802/87以及EP-A 317 262和EP-A 532 337中描述。

氢化聚苯乙烯树脂

氢化聚苯乙烯基聚合物可以具有线性或星形支化结构。线性类型例如在JP-B 7-114030中描述，具有星形支化结构的聚合物例如在WO 0148031中描述。

作为基材树脂，也可以使用以上聚合物的共混物。合适的添加剂，例如热稳定剂、脱模剂等以及填料也可以加入到丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚环烯烃树脂和氢化聚苯乙烯树脂中。

光传输层的概述

光传输层通常为可UV固化和可旋涂的树脂，具有在405 nm下测定的至少1.41的折射率的实部。树脂可以由基料和反应性降粘分子(thinner molecule)和其它添加剂，例如UV引发剂或溶剂组成。典型的光引发剂(UV引发剂)为α-羟基酮，例如1-羟基-环己基-苯基-酮(Irgacure® 184，Ciba)或例如2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Darocur 1173®，Ciba)，或单酰基膦，例如2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦(Darocur® TPO，Ciba)。基料分子可以例如选自聚氨酯丙烯酸酯或聚醚丙烯酸酯。反应性降粘剂可以选自乙氧基化丙烯酸烷基酯、乙氧基化丙烯酸苯基酯、脂环族丙烯酸酯和杂环丙烯酸酯。

光传输层作为高折射指数层涂层A的概述 (HRI)

涂层A可得自流延溶液A*，该流延溶液A*施涂于基材(S)或信息和记录层(B)并交联。

组分A*(流延溶液)

根据本发明的流延溶液A*包含以下组分：

A1：包含纳米颗粒和水与至少一种有机溶剂的混合物的悬浮液，

A2：基料

和任选

A3：其它添加剂。

在本发明范围内，纳米颗粒理解为平均粒度(d₅₀)低于100 nm，优选为0.5至50 nm，特别优选为1至40 nm，非常特别优选为5至30 nm的颗粒。优选的纳米颗粒另外具有低于200 nm，特别是低于100 nm，特别优选低于40 nm，非常特别优选低于30 nm的d₉₀值。纳米颗粒优选为悬浮液中的单分散形式。平均粒度d₅₀是一种直径，在超过和低于该直径的情况下都存在50 wt%的颗粒。d₉₀值为一种直径，在低于该直径的情况下存在90 wt%的颗粒。激光散射，或优选使用分析超离心(AUC)，适合于测定粒度和表征单分散性。AUC是本领域技术人员已知的，例如在“Particle Characterization（颗粒表征）”，Part. Part. Syst. Charact.，1995，12，148-157中描述。

为制备组分A1 (包含纳米颗粒和水与至少一种有机溶剂的混合物的悬浮液)，Al₂O₃、ZrO₂、ZnO、Y₂O₃、SnO₂、SiO₂、CeO₂、Ta₂O₅、Si₃N₄、Nb₂O₅、NbO₂、HfO₂或TiO₂的纳米颗粒水悬浮液是合适的，CeO₂纳米颗粒的水悬浮液是特别合适的。特别优选，纳米颗粒的水悬浮液包含一种或多种酸，优选羧酸RC(O)OH，其中R=H、可以任选被卤素，优选氯和/或溴取代的C₁至C₁₈-烷基，或者各自可以任选被C₁至C₄-烷基和/或卤素，优选氯、溴取代的C₅至C₆-环烷基、C₆至C₂₀-芳基或C₇至C₁₂-芳烷基。R优选为甲基、乙基、丙基或苯基，特别优选为乙基。纳米颗粒悬浮液也可以包含矿物酸作为酸，例如硝酸、盐酸或硫酸。纳米颗粒的水悬浮液优选包含0.5至10重量份，特别优选1至5重量份的酸，基于酸和水的重量份总和。例如，购自Nyacol NanoTechn.，Inc.，USA的纳米颗粒悬浮液NanoCeria® CeO₂-ACT (用乙酸稳定的CeO₂纳米颗粒的水悬浮液，pH值=3.0)和CeO₂-NIT (用硝酸稳定的CeO₂纳米颗粒水悬浮液，pH值=1.5)是合适的。

来自这些水悬浮液的一部分水被至少一种有机溶剂替代。这种部分溶剂替换通过蒸馏或薄膜过滤，优选通过超过滤，例如根据“横向流动（cross-flow）”法来进行。横向流动超过滤是一种工业规模的超过滤形式(M.Mulder：Basic Principles of Membrane Technology（膜技术基本原理），Kluwer Acad. Publ.，1996，第一版)，其中要过滤的溶液(料液)成切线地流动经过薄膜。对于这种溶剂替换优选使用至少一种选自醇、酮、二酮、环醚、二醇、二醇醚、二醇酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺和碳酸亚丙酯的溶剂。优选使用至少两种上述溶剂的溶剂混合物，特别优选使用1-甲氧基-2-丙醇和二丙酮醇（DAA）的溶剂混合物。特别优选使用比率优选为95：5至30：70，特别优选为90：10至50：50的1-甲氧基-2-丙醇(MOP)和二丙酮醇的溶剂混合物。水可以存在于使用的溶剂中，量优选为至多20 wt%，更优选为5至15 wt%。

在本发明的另一个实施方案中，通过在至少一种上述有机溶剂中溶剂替换，然后添加另一种溶剂来制备纳米颗粒的悬浮液，这种另一种溶剂选自醇、酮、二酮、环醚，例如四氢呋喃或二氧杂环己烷，二醇、二醇醚、二醇酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基-乙酰胺、丙酮缩甘油(solketal)、碳酸亚丙酯和乙酸烷基酯，例如乙酸丁酯。同样在该实施方案中，水可以存在于使用的溶剂中，量优选为至多20 wt%，更优选为5至15 wt%。

优选使用由聚醚聚砜制成的超滤膜，其优选具有低于200,000 D，优选低于150,000 D，特别优选低于100,000 D的截止性(cut-off)。薄膜的截止性定义如下：截留相应尺寸(例如200,000 D和更大)的分子，同时较小尺寸的分子和颗粒能够通过(“Basic Principles of Membrane Technology（膜技术基本原理）”，M.Mulder，Kluwer Academic Publishers，1996，第一版)。这种超滤膜甚至在高流量下截留纳米颗粒，同时使溶剂通过。根据本发明，溶剂替换通过连续过滤进行，通过的水被相应量的溶剂或溶剂混合物替代。作为聚合物薄膜的替代，也可在溶剂替换工序中使用陶瓷薄膜。

本发明的方法特征在于由上述有机溶剂或溶剂混合物替代水不低于所得纳米颗粒悬浮液(组分A1)中的5 wt%的极限值。优选，由有机溶剂或溶剂混合物替代水使得所得纳米颗粒悬浮液(组分A1)具有5至50 wt%，优选7至30 wt%，特别优选10至20 wt%的水含量。所得纳米颗粒悬浮液优选包含1至50 wt%，更优选5至40 wt%，特别优选15至35 wt%的纳米颗粒(在下文中称为纳米颗粒固体分数)。

如果长时间在薄膜池中进行纳米颗粒悬浮液的溶剂替换，使得导致水含量低于5 wt%，则发生颗粒聚集，使得所得涂层不满足单分散性和高透明度的条件。另一方面，如果有机基纳米颗粒悬浮液中的水含量大于50 wt%，用于后续步骤中的基料不再可溶于含水悬浮液来产生透明溶液，使得在这两种情况下，即对于聚结的纳米颗粒或对于并未溶解产生透明溶液的基料，所得涂层不同时满足高折射率n和高透明度的要求。

作为基料(组分A2)，可以使用非反应性热干燥热塑性塑料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(Elvacite®，Tennants)或聚乙酸乙烯酯(Mowilith 30®，Synthomer)，和涂布之后可以借助于化学反应或光化反应进行反应产生高度交联聚合物基质的反应性单体组分。例如，交联由UV辐射完成。考虑到提高抗划性，借助于UV辐射的交联是特别优选的。反应性组分优选为UV-可交联丙烯酸酯体系，如P.G.Garratt在“Strahlenhartung”，1996，C.Vincentz VIg.，汉诺威中描述的。基料(组分A2)优选选自聚乙酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯和丙烯酸酯的至少一种。基料(组分A2)特别优选选自二丙烯酸己二醇酯(HDDA)、二丙烯酸三丙二醇酯、五丙烯酸二季戊四醇酯、六丙烯酸二季戊四醇酯(DPHA)、四丙烯酸二三羟甲基丙烷酯(DTMPTTA)、三-(2-羟乙基)-异氰脲酸酯三丙烯酸酯、三丙烯酸季戊四醇酯、三-(2-羟乙基)-异氰脲酸酯三丙烯酸酯和二丙烯酸己二醇酯(HDDA)的至少一种。

在流延溶液中用作其它添加剂的组分(组分A3)优选为选自光引发剂和热引发剂的至少一种添加剂。基于流延溶液的各组分的重量份总和，使用至多3重量份，优选0.05至1重量份，特别优选0.1至0.5重量份的添加剂(组分A3)。典型的光引发剂(UV引发剂)为α-羟基酮(Irgacure® 184，Ciba)或单酰基膦(Darocure® TPO，Ciba)。引发UV聚合所需的能量值(UV辐射的能量)为大约0.5至4 J/cm²的涂布表面，特别优选为2.0至3.0 J/cm²的涂布表面的范围。作为其它添加剂同样合适的是所谓的涂料添加剂，如由Byk/Altana (46483 Wesel，德国)以名称BYK提供的，例如BYR 344®。

根据本发明，用于高折射率涂层的流延溶液A*通过在可以包含水的有机溶剂或溶剂混合物中溶解至少一种基料(组分A2)和任选其它添加剂(组分A3)来制备。所得溶液(在下文称为基料溶液)与组分A1混合，和任选过滤和脱气。在优选的实施方案中，组分A1包含相同的有机溶剂或溶剂混合物作为基料溶液。

流延溶液A*优选具有以下组成：

• 12至30重量份，优选13至25重量份，特别优选14至19重量份的纳米颗粒固体分数，

• 2至8重量份，优选2.5至5重量份的基料，

• 0至3重量份，优选0.05至1重量份，特别优选0.1至5重量份的其它添加剂(组分A3)，

• 7至28重量份，优选15至27重量份，特别优选20至26重量份的水，和

• 32至79重量份，优选42至70重量份，特别优选50至63重量份的有机溶剂，

各组分的重量份的总和标准化至100。

流延溶液A*通常具有10至50 wt%，优选14至28 wt%的固体含量。流延溶液A*的固体含量为组分A2、A3和纳米颗粒固体分数的总和。流延溶液中基料(组分A2)对纳米颗粒固体分数的比率优选为40：60至7：93，特别优选为26：74至12：88。

涂层A的层厚为1 nm至3000 nm，优选为200 nm至2000 nm，特别优选为500 nm至1500 nm。层厚可以由流延溶液的固体含量调节，特别是在旋涂法的情况下。如果需要涂层的层厚高，则使用较高的流延溶液固体含量；如果需要较薄的涂层，则使用低流延溶液固体含量。

涂布产品的涂层A的性能测定如下：复数折射率的实部n和虚部k在400至410 nm的波长(即在蓝色激光器的波长范围内)下测量。表面粗糙度借助于AFM (原子力显微术)以R_a值的形式测量。为了测定抗划性，在涂层上以1.5 cm/s的前进速率以及40 g的施加重量移动具有50 μm尖部半径的钻石针，测量所得划痕深度。在与生产和测试涂布产品有关的部分中给出各测量方法的细节。

基材S

基材(S)为圆盘形制品，由上述聚合物树脂和下述方法制造。通过向基材顺序地施加至少一个记录层和一个光传输层，形成光学记录介质。

生产光学记录介质的基材的工艺说明

为由上述树脂生产光学记录介质的基材，使用装有光盘模具和具有满足光学记录介质所需规格的凹点和凹槽以及具有足够低表面粗糙度的相应压模的注塑机(包括注射压塑机)，通过注塑形成光盘基材。盘基材的厚度为0.3至2.0 mm。注塑机可以是通常使用的设备，但是优选为由一定的材料制造的机器，其机筒和螺杆具有对树脂的低粘合性、耐腐蚀性和耐磨性，以抑制碳化物的产生和提高盘基材的可靠性。

考虑到本发明的目的，模塑步骤的环境优选尽可能的干净。同样重要的是要模塑的材料应充分干燥以去除水，和应避免可能导致熔融树脂分解的停留。

本发明的光盘基材的树脂优选具有足够高的流动性，这样有利于注塑或注射压缩模塑期间的可录制性。

光学记录介质可以通过在本发明基材的至少一侧上形成至少一个反射薄膜来制造。反射薄膜的材料为元素金属或复合金属。使用单独的Al或Au，或优选使用包含0.5至10 wt%，优选3.0至10 wt%的Ti的Al合金，或包含0.5至10 wt%的Cr的Al合金。反射薄膜可以通过物理汽相沉积、离子束溅射、DC溅射或RF溅射形成。仅该金属薄膜(反射层)足以满足本发明的预录制的光学记录介质，但是除反射层之外，可以形成一个记录层(例如在可重复写入或可记录的情况下的相变薄膜和染料，和可记录光学记录介质，以及在磁-光光学记录介质的情况下的磁-光记录薄膜)和一个光传输层，以获得本发明的可重复写入或可记录光学记录介质。

相变薄膜记录材料层由单独的硫族元素或硫族元素化合物制成。特别地，可以使用Te、Se或硫属化合物基材料，例如Ge-Sb-Te、Ge-Te、In-Sb-Te、In-Se-Te-Ag、In-Se、In-Se-Tl-Co、In-Sb-Se、Bi₂Te₃、BiSe、Sb₂Se₃或Sb₂Te₃。

具有包括Kerr效应或Faraday效应的磁-光性能的垂直磁化薄膜，例如Tb-Fe-Co的无定形合金薄膜用作磁-光记录薄膜层。

光传输层在记录层上形成。光传输层由传输激光的材料制成，并且在光传输层的概述部分和作为高折光指数层涂层a (HRI)的光传输层的概述中更具体地描述。

形成光传输层的方法在制造光传输层的方法和制造光传输层作为高折射率层的方法部分中更具体地描述。此外，光传输层的厚度被限制在1 nm至3000 nm，优选200 nm至2000 nm，特别优选500 nm至1500 nm，以便抑制球面-和色彩像差。

以上已经描述了本发明的光学记录介质的基本构成。可以将介电层加入到上述构成中，以控制光学记录介质的光学性能和热性能。在这种情况下，可以以提及的顺序在基材上形成光反射层、第一介电层、记录层、第二介电层和光传输层。另外上述本发明的光学记录介质不局限于基材上唯一的由上述不同的层组成的一个层的叠层。其也可以具有各自由间隔层分隔的多层叠层，所述间隔层由也可以用于光传输层的材料制成。

单组分注塑法(1-K模塑)(如实施例中使用的)

以下描述本发明光学记录介质的标准1-K模塑基材的制造，所述方法在实验部分中使用，并且并不限制本发明的范围，只要基材满足杨氏模量E和Q因子的要求。使用装有模具AWM5237和BD-ROM压模的Sumitomo SD 40E注塑机，由各粒料注塑直径为120 mm和厚度为1.2 mm的盘基材。另外，使用装有Philips CD模具和BD-ROM压模的Arburg 420 C Allrounder 1300-350注塑机。

为形成相应的光学记录介质，通过物理汽相沉积(Leybold A1100)或DC溅射(Reuter LP 800)在1-K模塑基材上形成反射层(50 nm Ag)。根据上述方法在反射层上形成HRI型光传输层。

为形成用于根据ASTM E 756-05测量杨氏模量E和质量因子Q的测试杆，从相应的光学记录介质基材，或用记录层叠层覆盖的基材或用记录层叠层和光传输层覆盖的基材切下该杆，或由用于本发明基材的相应树脂直接1-K注塑测试杆。

9. 制造光传输层的工艺说明

通过旋涂将树脂施涂于基材表面或信息和记录层表面。可以在例如UV曝光设备上进行树脂的后续交联：为此，将涂布的基材放在以约1 m/min的速度移动经过UV光源(Hg灯，80 W)的传送带上。也可以重复该方法，以改变每cm²的辐射能。至少1 J/cm²，优选2至10 J/cm²的辐射剂量是优选的。涂布基材然后可以经历热后处理，优选利用热空气，例如在60℃至120℃下持续5至30分钟。

10. 制造光传输层作为高折射率层(HRI)的工艺说明

通过以下步骤可获得涂层(A)：

i) 用至少一种有机溶剂替代水性纳米颗粒悬浮液中包含的一部分水，使得所得纳米颗粒悬浮液(组分A1)具有5至50 wt%的水含量，

ii) 向纳米颗粒悬浮液(组分A1)中添加至少一种基料(组分A2)，产生流延溶液(A*)，

iii) 将流延溶液(A*)施涂到基材(S)或信息和记录层(B)上，和

iv) 借助于热或光化学方法交联流延溶液(A*)。

优选，步骤iii)之后，将剩余溶剂从用流延溶液(A*)覆盖的基材(S)完全或部分去除，和/或步骤iv)之后向获得的涂层施加热后处理。

流延溶液A*任选用超声波处理至多5分钟，优选10至60秒，和/或经由优选具有0.2 μm薄膜(例如RC薄膜，Sartorius)的过滤器过滤。如果存在，可以施加超声波处理以破坏纳米颗粒聚结物。

流延溶液施涂于基材表面或信息和记录层表面。优选通过旋涂去除过量流延溶液之后，流延溶液的残余物保留在基材上，残余物的厚度取决于流延溶液的固体含量和在旋涂的情况下，取决于旋涂条件。流延溶液中包含的一些或全部溶剂可以优选通过热处理任选地加以去除。流延溶液或残余物的后续交联通过热法(例如使用热空气)或光化学法(例如UV光)进行。可以在例如UV曝光设备上进行光化学交联：为此，将涂布的基材放在以约1 m/min的速度移动经过UV光源(Hg灯，80 W)的传送带上。也可以重复该方法，以改变每cm²的辐射能。至少1 J/cm²，优选2至10 J/cm²的辐射剂量是优选的。涂布基材然后可以经历热后处理，优选利用热空气，例如在60℃至120℃下持续5至30分钟。

本发明因此进一步提供一种制造光传输层的方法，包括以下步骤：

i) 从水性纳米颗粒悬浮液开始在至少一种有机溶剂中制备单分散纳米颗粒悬浮液，去除水性纳米颗粒悬浮液中存在的水，同时用至少一种有机溶剂替代，使得纳米颗粒悬浮液具有5至50 wt%的水含量，

ii) 向纳米颗粒悬浮液(组分A1)中添加至少一种基料(组分A2)和任选其它添加剂(组分A3)，产生流延溶液(A*)，

iii) 将来自ii)的流延溶液施涂到基材或信息和记录层(B)上，

iv) 优选通过热处理，任选去除流延溶液中包含的一些或全部溶剂，在基材上产生残余物，

v) 通过热或光化学法交联流延溶液或残余物，和

vi) 优选在60至120℃下任选热处理该涂层。

测试程序的说明

杨氏模量E和质量因子Q的测量

为测定约10 Hz至10 KHz频率范围内的材料的杨氏模量E和阻尼相关因子Q (质量因子)，使用与ASTM E 756-05中描述的相似装置(图1)。测量原理基于评价所关心材料的摆动杆的共振频率f_n 。为激励共振频率，将杆固定在由范围扩展至1 mHz至10 KHz的模拟白噪声信号驱动的压电-振动器的一侧。记录杆对激励的响应，例如利用激光-多普勒-振动计(LDV)在未固定在压电-振动器上的杆尖端测量的速度对频率函数，上述速度对频率函数标准化为例如固定在压电-振动器上的杆末端上的速度对激励频率函数。根据该响应曲线，按照以下计算E和Q：

其中：

E = 杆材料的杨氏模量，以Pa计，

f_n = 模式n的共振频率，以Hz计，

Δf_n = 模式n的全带宽下的半功率(FWHM)，以Hz计，

C_n = 未固定(均一)杆的模式n的系数，

H = 振荡方向中的杆厚度，以米计，

l = 杆的长度，以米计，

n = 模式数：1、2、3……

Q = 杆材料的质量因子，无量纲，

ρ = 杆的质量密度，以kg/m³计。

例如，杆可以从根据上述步骤制造的光盘中切下，或者可以注塑。本说明不限制制造杆的方式，至少在杆厚度方向中观察到的层状结构是相同的。选择杆的宽度W为0.013 m，选择长度l使得共振频率较好地与10 Hz至10 kHz的测定频率范围匹配。使用在低于2000 Hz的测定f_n 和高于2000 Hz的测定f_n+1 下，由公式1和公式2提取的相应值，通过线性插值法计算2000 Hz下的E和Q值。

基于AFM的凹点高度测量

通过原子力显微镜以穿刺（tapping）模式测量凹点高度。

基于AFM的表面粗糙度

表面粗糙度以Ra给出，根据ASTM E-42.14 STM/AFM，通过原子力显微镜以穿刺模式测量。

质量密度

质量密度ρ用Mettler密度设备Mettler AT 250 H66765，在室温下，使用乙醇作为浸渍液体在从光盘中切下的试样上测量。或者，从光盘中切下已知宽度W、已知高度H和已知长度l的矩形光盘切片。用天平(例如Mettler AT 250)称量测定矩形光盘切片的质量m，通过ρ=m/(l · H · W)计算ρ。

复数折射指数n*=n+ik的测量

从涂层的透射和反射光谱获得涂层的复数折射指数n*的实部n和复数折射指数的虚部k (在下文也称为吸收常数k)。为获得这些光谱，通过旋涂由稀释溶液向石英玻璃载体施涂约100至300 nm厚的涂层薄膜。借助于购自STEAG ETA-Optik的分光光度计，CD-测量系统ETA-RT测量这一层状结构的透射和反射光谱，然后使涂层层厚和n和k的光谱依赖性与测定的透射和反射光谱匹配。使用分光光度计的内部软件完成匹配，其需要预先在空白测量中测定的石英玻璃基材的n和k的光谱依赖性，如下所示，k与衰变常数α有关：

λ为光的波长。

抗划性的测量

为了测定光盘基材上涂层的抗划性，使用尖部半径为50 μm的钻石针，以1.5 cm/s的前进速率和40 g的施加重量，在涂布基材的径向从内至外进行刻划。使用购自Tencor的Alpha Step 500台阶剖面仪（step profiler）测量刻划深度。刻划深度作为抗划性的量度。刻划深度值小意味着相应的涂层的抗划性高。

涂层溶液的水含量的测量

通过Karl Fischer法测定涂层溶液的水含量。

光传输层厚度的测量

对于1 nm至1500 nm的厚度范围，利用与施加于本发明光学记录介质的基材相同的方法将光传输层施加在透明的BPA-聚碳酸酯CD-基材上，所述基材用空白压模(不存在凹点和凹槽)模塑。借助于购自STEAG ETA-Optik的分光光度计，CD-测量系统ETA-RT测量这一层状结构的透射和反射光谱，然后使涂层层厚与测定的透射和反射光谱匹配。使用分光光度计的内部软件完成匹配，其需要预先在空白测量中测定的聚碳酸酯基材的n和k的光谱依赖性，和根据复数折射指数n*=n+ik的测量中的说明测定的光传输层的n和k。对于1500 nm至150000 nm的厚度范围，借助于CD-测量系统ETA-RT，使用模数“ETA-DVR Measuring System for Blu-ray/Digital Video Recording (DVR) Disks（用于蓝光/数字视频记录（DVR）盘的ETA-DVR测量系统）”测量施加于光学记录介质基材的光传输层的厚度。为此需要光传输层的复数折射指数的实部n，其根据复数折射指数n*=n+ik的测量中的说明进行测定。

可录制性的测量

用AFM以穿刺模式测量具有复制凹点结构的注射模塑基材的凹点深度d_R。压模的凹点深度d_S以同样的方式测量。然后通过以下计算可录制性t：

t = d_R/d_S *100%

径向偏差的测量

径向偏差测量光盘表面与基准面的角度偏差。其定义为垂直于基准面的入射光与反射光之间在径向测定的角度。使用购自Dr.Schenk Prometheus MT 200的离线光盘扫描仪测量光盘的径向偏差。

基于动态力学分析(DMA)的Tg的测量

根据IEC 1006，使用尺寸为80×10×4 mm³的测试试样，在0℃至260℃的温度范围内测量剪切中的储能模量G'和损耗模量G''。加热速率设置为20 K/min，振动频率设置为1 Hz。Tg从对数-对数尺度曲线中的G'的最陡下降的点取得。

具体实施方式

实施例

本发明现在根据一些基于实验结果的数值实施例加以说明。但是，形成光学记录介质的本发明的基材不局限于以下实施例，只要该基材满足光学记录介质的杨氏模量E和Q因子的要求。

基材材料

用滑石填充的基材材料，实施例号 1 至 7

配混物1至7由溶液粘度为1.202的双酚A (BPA)-聚碳酸酯(Makrolon OD 2015®，Bayer MaterialScience)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA 6N®，Degussa)、根据莫氏硬度的硬度为1的滑石(Finntalc MO5SL®，Mondo Minerals，Helsinki/芬兰)、甘油单硬脂酸酯(Dimodan，Danisco/德国)和任选其它添加剂，例如双(2-乙基己基)磷酸酯(CAS号298-07-7，Alfa Aesar GmbH & Co KG，Karlsruhe/德国)，以根据以下表1的wt%制成。各材料通过ZSK 25/4挤出机(Coperion Holding GmbH，Stuttgart/德国)配混，并将熔体线料在水浴中冷却之后造粒。

表1：实施例1至7的配方

用石墨填充的基材材料，实施例号 8 至 13

配混物8至13由溶液粘度为1.202的BPA-聚碳酸酯(Makrolon OD 2015®，Bayer MaterialScience)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA 6N®，Degussa)、根据莫氏硬度的硬度为1-2的石墨Cond 5/99 (Graphit Kropfmühl AG，Hauzenberg/德国)和甘油单硬脂酸酯(Dimodan，Danisco/德国)，以根据以下表2的wt%制成。各材料通过ZSK 25/4挤出机(Coperion Holding GmbH，Stuttgart/德国)配混，并将熔体线料在水浴中冷却之后造粒。

表2：实施例8至13的配方

用气相二氧化硅填充的基材材料，实施例号 14 和 15

配混物14和15由溶液粘度为1.202的BPA-聚碳酸酯(Makrolon OD 2015®，Bayer Material Science)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA 6N®，Degussa)、Aerosil® R 9200 (Degussa，Hanau，德国)和甘油单硬脂酸酯(Dimodan，Danisco/德国)，以根据以下表3的wt%制成。使用的初级气相二氧化硅颗粒的粒度分布(值)具有13 nm的d₅₀值和17 nm的d₉₀值的特征。各材料通过ZSK 25/4挤出机(Coperion Holding GmbH，Stuttgart/德国)配混，并将熔体线料在水浴中冷却之后造粒。

表3：实施例14和15的配方

用硫酸钡填充的基材材料，实施例号 16

配混物16由95.0 wt%的溶液粘度为1.202的BPA-聚碳酸酯(Makrolon OD 2015®，Bayer MaterialScience)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA 6N®，Degussa)和5.0 wt%的根据莫氏硬度，在本体试样中测定的硬度为3的硫酸钡纳米粉(Solvay Infra，Bad Hönningen/德国)制成。使用的硫酸钡初级纳米颗粒的粒度分布(值)具有42 nm的d₅₀值的特征。各材料通过ZSK 25/4挤出机(Coperion Holding GmbH，Stuttgart/德国)配混，并将熔体线料在水浴中冷却之后造粒。

其它基材材料，实施例号 17 至 23

材料17包括相对溶液粘度为1.20的由50 mol%的4,4'-(间-亚苯基二异亚丙基)二酚和50 mol%的1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷制备的共聚碳酸酯。

材料18包括购自Degussa的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA 6N®。

材料19包括相对溶液粘度为1,225的由13 wt%的1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷和87 wt%的双酚A制备的共聚碳酸酯。

材料20包括溶液粘度为1,202的由双酚A制备的聚碳酸酯。

材料21包括溶液粘度为1,24的由双酚A制备的聚碳酸酯。该材料用12 wt%的二氧化钛(2230，Kronos，Dallas)填充。

材料22包括相对溶液粘度为1,294的由70 mol%的4,4'-(对-羟基二苯基)和30 mol%的双酚A制备的共聚碳酸酯。

材料23包括材料20的配混物以及20 wt%的碳纤维(碳纤维Tenax-U型号234，Toho Tenax Europe GmbH Wuppertal Germany)。

聚合物共混物，实施例 24 至 26

在以下，Makrolon 2808表示购自Bayer Materialscience AG的基于双酚A的芳族聚碳酸酯，熔体体积速率为10 g/(10 min)(根据ISO 1133；300℃，1.2 kg测定)。Apec 1895表示购自Bayer Materialscience AG的双酚A/1,1-双-(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷共聚碳酸酯，熔体体积速率为18 (根据ISO 1133；330℃，2,16 kg测定)。Apec 2095表示购自Bayer Materialscience AG的双酚A/1,1-双-(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷共聚碳酸酯，熔体体积速率为8 (根据ISO 1133；330℃，2,16 kg测定)。Kraton 1652G表示购自Kraton Polymers的苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯的线性三嵌段共聚物。Sibstar 073T表示购自Kaneka Corp.的苯乙烯和异丁烯的嵌段共聚物。各共混物通过ZSK 25/4挤出机(Coperion Holding GmbH，Stuttgart/德国)配混，并将熔体线料在水浴中冷却之后造粒。

材料24包括95 wt%的Makrolon® 2808，1 wt%的Apec® 2095和4 wt%的Kraton G1652。

材料25包括96 wt%的Apec® 1895和4 wt%的Sibstar® 073T。

材料26包括95 wt%的Apec® 1895，1 wt%的Apec® 9379和4 wt%的Kraton® 1652G。

光盘模塑方法 A

使用装有模具AWM 5237和BD-ROM压模的Sumitomo SD 40E注塑机，由上所述材料注塑直径为120 mm和厚度为1.2 mm的盘基材。使用以下模塑参数，参见表4：

表4：用于不同实施例的根据光盘模塑方法A的模塑参数

光盘模塑方法B

另外，使用装有Philips CD模具和BD-ROM压模的Arburg 420 C Allrounder 1300-350注塑机。使用以下模塑参数，参见表5：

表5：用于不同实施例的根据光盘模塑方法B的模塑参数

表6中，描述测试杆的杨氏模量测量和质量因子Q的结果。测试杆通过直接1-K模塑或通过将其从1-K模塑光盘基材中切下来制造。

表6：测试棒

表7中的所有以下光盘基材(S)和表10中的涂布光盘实例基于轨迹间距为320 nm的信息层的凹点结构。实施例中描述的所有光盘也显示极低的径向偏差值，完全在-0.8˚至+0.8˚的BD规格内。

表7：1-K模塑基材(S)

对比例20不满足所需低Q值，尽管可录制性高，因为玻璃化转变温度和模具温度之间的差值小于30℃。

对比例13具有足够低的Q值，但是不满足可录制性要求，因为玻璃化转变温度和模具温度之间的差值大于30℃。

通过DC溅射(Reuter LP 800)在基材(S)上形成50 nm Ag的反射层(B)。

由以下组分和步骤获得在基材(S)上的反射层之上的光传输层：

组分A.0

二氧化铈CeO₂-ACT®：CeO₂的水悬浮液：20 wt% CeO₂纳米颗粒在77 wt%水和3 wt%乙酸中，悬浮液的pH值：3.0，悬浮CeO₂纳米颗粒的粒度：10-20 nm，比重：1.22 g/ml，粘度：10 mPa·s，制造商：Nyacol Inc.，Ashland，MA，美国。

组分A.2-1

基料：五/六丙烯酸二季戊四醇酯(DPHA，Aldrich)。

组分A.2-2

基料：二丙烯酸己二醇酯(HDDA，Aldrich)。

组分A.2-3：

基料：Desmolux U 100 (聚氨酯丙烯酸酯，Bayer Materialscience)。

组分A.3

UV光引发剂：Irgacure® 184 (1-羟基-环己基苯基酮)，Ciba Specialty Chemicals Inc.，Basel，瑞士。

以下组分用作实施例中的有机溶剂：

1-甲氧基-2-丙醇(MOP)，制造商：Aldrich

二丙酮醇(DAA)，制造商：Aldrich。

借助于如下所述横向-流动超过滤将水性CeO₂纳米颗粒悬浮液(组分A.0)转变为含水和MOP的纳米颗粒悬浮液(组分A.1)：

购自PALL (Centramate OS070C12)的膜组件以及UF薄膜盒(PES，MW 100,000)用于横向-流动超过滤(UF)。渗透在2.5巴的压力下进行，丢弃含水渗出物，用醇溶剂1-甲氧基-2-丙醇(MOP)替代减少的渗余液。使用6.5升组分A.0。如以下表格中示出的，三个不同长度的循环之后结束过滤，如此获得有机溶剂MOP和水的混合物中的纳米颗粒悬浮液(组分A.1)。

表8：组分A.1的组成和性能

1) 借助于Karl Fischer滴定测定

2) 包含3 wt%乙酸

通过混合溶液A和溶液B获得具有10 wt%水含量的流延溶液(组分A**)：

溶液A：在搅拌下，在108 g的溶剂DAA中溶解12.4 g的组分A.2-1和3.1 g的组分A.2-2和15.6 g的A.2-3。然后添加2.35 g的组分A.3，于是形成透明溶液。

溶液B：在玻璃烧杯中，向435 g的组分A.1中添加54 g的溶剂DAA，搅拌混合物，于是获得透明的黄色悬浮液，用超声波处理30秒。期间添加32.5 g的水。

混合溶液A和B，然后再次用超声波处理30秒，在0.2 μm过滤器(Minisart RC薄膜)上过滤。流延溶液(组分A*)的计算组成如下：

表9：流延溶液组分A**的组成和性能

1) 由组分A.1产生的纳米颗粒固体分数(这里为CeO₂)

2) 各流延溶液的标明固体含量为组分A.2-1+组分A.2-2+组分A.3+纳米颗粒固体分数(CeO₂)的总和。

复数折射率的实部n测定为405 nm下为1.84，复数折射率的虚部k测定为405 nm下为0.004。

为将涂层溶液(组分A*)施涂于圆盘形基材(S)上的反射层(B)，通过以下过程旋涂组分A*：通过注射器经2.1秒将组分A*配给到240 RPM低转速的固定基材的内径，经3.5秒将组分A*分布在750 RPM下的光盘的全部面积上，经40秒调理10 RPM下的分布的组分A*，通过在20秒内使旋转从10 RPM增至2000 RPM去除过量组分A*，保持高转速恒定另外14秒。涂层用汞灯以5.5 J/cm²交联。光传输层的残留层厚为950 nm。

表10：来自1-K模塑基材(S)的涂布光盘

Claims

1.一种光学记录介质，其中在基材上顺序地形成至少一个记录层和一个光传输层，并且其中光从光传输层侧照射用于记录和/或再现信息信号，所述基材包括注塑部件，并且所述基材具有根据ASTM E 756-05在25℃、2000 Hz下测量的至少2.15 GPa的杨氏模量E和低于160的Q因子，和＞85%的可录制性。

2.根据权利要求1的光学记录介质，特征在于基材在＞Tg (玻璃化转变温度)-30℃的模具温度下模塑。

3.根据权利要求2的光学记录介质，特征在于模具温度＞Tg (玻璃化转变温度)-20℃。

4.根据权利要求1的光学记录介质，其中所述基材具有根据ASTM E 756-05，在25℃、2000 Hz下测量的至少2.93 GPa的杨氏模量E和低于160的Q因子。

5.根据权利要求1至权利要求3的光学记录介质，其中所述基材为包含填料的聚碳酸酯。

6.根据权利要求5的光学记录介质，其中所述填料具有根据莫氏硬度，低于或等于5的硬度，基于本体试样测量。

7.根据权利要求6的光学记录介质，其中所述填料基于d₅₀低于100 nm的初级纳米颗粒。

8.根据权利要求1的光学记录介质，其中所述基材具有沿着螺旋形轨迹排列的凹点，和或轨迹间距低于350 nm的螺旋形凹槽。

9.根据权利要求1的光学记录介质，其中所述光传输层为具有至少1.41的折射率实部n的UV可固化和可旋涂树脂。

10.根据权利要求1的光学记录介质，其中所述光传输层为UV可固化和可旋涂树脂，其具有(i)复数折射率，其中实部n为至少1.70和其中虚部k为至多0.016，(ii)低于20 nm的表面粗糙度R_a，和(iii)不大于0.75 μm刻划深度的抗划性，所述实部n和虚部k在400至410 nm波长下测量，并且所述表面粗糙度R_a由原子力显微镜方法测定，所述刻划深度通过在40 g的施加重量下以1.5 cm/s的前进速率使尖部半径为50 μm的钻石针在聚碳酸酯基材上的涂层上移动来测定。

11.根据权利要求1至权利要求9的光学记录介质，其中所述光传输层为UV可固化和可旋涂树脂，其包括平均粒度(d₅₀)低于100 nm的纳米颗粒。

12.根据权利要求1至权利要求10的光学记录介质，其中光传输层的厚度为1 nm至低于3000 nm，更优选为200 nm至低于2000 nm和特别为500 nm至低于1500 nm。

13.根据权利要求1的光学记录介质，其中基材包括聚碳酸酯树脂，其中芳族二羟基单体衍生自式(1)的芳族二羟基化合物

HO-Z-OH (1)

其中Z表示式(1a)的基团

其中

R¹和R²彼此独立地表示H或C₁-C₈-烷基和X表示单键、C₁-C₆-亚烷基、C₂-C₅-烷叉基或C₅-C₆-环烷叉基，其可以被C₁-C₆-烷基取代，

条件是如果X表示3,3,5-三甲基环己叉基，R¹和R²表示氢。

14.制备作为根据权利要求1的光学记录介质基础的基材的方法，其中基材在＞Tg (玻璃化转变温度)-30℃的模具温度下相对于包括凹点和/或凹槽的压模进行模塑，借助于该方法，所述凹点和/或凹槽被复制到基材中，可录制性＞85%。