CN1292423C - 含有聚酯碳酸酯的数据储存介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据储存介质，更具体涉及具有数据储存层和相邻的透明表层的数据储存介质，其中该数据储存层能够反射先入射到所述透明表层而后才入射到所述数据层的能量场。本发明具体涉及具有薄的聚酯碳酸酯透明表层的数据储存介质。

Description

含有聚酯碳酸酯的数据储存介质

相关申请的参考

无

联邦资助的研究

无

技术领域

本申请要求1999年9月8日提交的60/153122号临时申请的优先权。

本发明涉及数据储存介质，更具体涉及兼具数据储存层和相邻透明表层的数据储存介质，其中数据储存层能够反射先入射到所述透明表层而后入射到所述数据层上的能量场。特定地说，本发明涉及具有透明聚酯碳酸酯(polyestercarbonate)薄表层(overlayer)的数据储存介质。

背景技术

自从致密盘(CD)被广泛用于储存音乐、数字通用盘片(DVD)用于影象或其它数据以及CD-ROM用于计算机文件以来，光学储存介质的使用已经越来越普遍。此类光学储存介质要求有具有优异光学性能的透明表层，这个表层覆盖着数据层。数据层用信息进行了编码，对于预记录介质一般是一系列坑或凹陷的形式，或者对于可记录和可重写介质是连续的沟槽。在上述常规的格式中，介质是盘状的。此介质通常通过在表层上形成花纹，然后在表层顶上形成数据层来得到。激光和光学检出系统可以通过检测在适当涂布的基底(substrate)上的坑或沟槽来恢复储存在盘上的信息。利用这种储存装置，在较小空间上储存越来越多信息的要求日益增长。

要想保证光学储存介质能够有效地制造、耐久并完好地发挥功能，对此透明表层有几点要求。比如，此透明表层必须具有低的双折射率(birefringence)，其定义为沿着两个垂直轴的折光指数的差。光盘的测量双折射率具有一个内在(intrinsic)分量，对于使用于透明表层的材料这是特征性的，还有一个外因性的(extrinsic)分量，这是在模塑此盘片时所引入的应力的多少的函数。在类似的模塑条件下，更粘的材料(即熔流指数较低的材料)倾向于制造具有更高双折射率的盘片。大的双折射率值是不希望的，因为对读取数据有干扰，因此限制了可以编码在盘片上可读信息的密度。也希望的是，向着比较薄的透明表层进展，以保证有甚至更高的数据储存密度。一般说来，在注塑模塑时制件越薄引进的应力就越大，因此在制造高密度数据储存介质时，寻找方法来减小外因性的双折射率是甚至更为重要的。

一般说来，使用更高熔流指数(MFI)的材料就能够降低在模塑操作时产生的外因性双折射率，因为粘度较低的材料在模塑操作时就更容易流动。然而，具有较高MFI的塑料经常太脆，难以提供在光学介质使用时可接受的耐用性。

双酚A型聚碳酸酯(BPA-PC)至今已经广泛地用于光学储存介质的应用，比如CD和DVD的应用。可是BPA-PC也有某些限制，使其不太适合或者不太希望用于某些现行的和未来一代的应用。具体说，满足可接受的脆性规格的PBA-PC比较粘，因此相当难于用注塑模塑的方法加工。这个困难就限制了能够制造盘片的速度。还有，这些在加工上的挑战增加了获得良好凹坑或沟槽的再现性的困难度，这就限制了能够储存在盘片上的信息的质量和密度。因此，由BPA-PC制造的光学数据储存介质在其最大数据密度方面受到其双折射率和在塑料基底的表面上再现凹坑和沟槽的能力的限制。受到聚合物熔体的流变性能和热性能以及注塑模塑时加工条件影响的凹坑或沟槽的差的再现性在光盘读取时可能导致噪音增大。

典型的CD使用的基底直径是120mm，厚1.2mm。最近引进了DVD。DVD有两个基底，每个的半径都是120mm，厚度各仅0.6mm。这些基底粘接在一起，形成双面光学介质。DVD要求减小厚度就增加了注塑具有必要双折射率和凹坑或沟槽再现性的表层的难度，因为模塑件越薄，遭受的应力就越大，从而就增大了外因性的双折射率。在将来，更高容量的光学储存设备将使用甚至更薄的表层。具有可接受双折射的更薄的表层将越来越难用热塑性树脂的注塑模塑来制造。

使用更长的循环时间，在更热的模塑方法中可以获得更好的再现性和更低的应力，但在高温和更长的停留时间下BPA-PC易于降解和泛黄。另外，BPA-PC的分子量可能降低，但这倾向于增加成品盘片的脆性。

试验了BPA-PC的多种结构变体，以求克服BPA-PC在光学介质方面的限制，但许多变体都没有满足对成功的光学数据储存设备材料的要求。大多数品种太脆，光学性能不好(透射率低和/或雾度大)，或者由于其玻璃化转变温度(Tg)高而难于加工。加工温度太高也会导致聚合物链降解，这就造成机械性能的损失，产生颜色(特别是泛黄)并产生损害光学性能的气体副产物。

其它潜在低双折射率的光学材料是不可接受的，因为它们不是太软(弯曲模量低于大约150,000psi)就是热容量低(Tg低于大约80℃)。

因此，有必要找到一种光学介质使用的透明表层材料，该材料应该是透明的、有良好的熔融加工性能、具有低的双折射率、具有高的热容量并当用来制造其表层厚度等于或小于目前DVD的厚度(大约0.6mm)的数据储存介质时保持平整度。

发明内容

已经发现，当用来成型厚度为大约0.6mm或者更薄(比如在DVD格式中)的表层时，MFI大于14的聚酯碳酸酯能够给上述挑战提供令人满意的解决方案。这是有些意外的，因为正如下面所显示，当用来制造厚度为大约1.2mm(比如在CD的格式中)表层时，聚酯碳酸酯并不是这些问题的良好答案。

在本发明的第一方面，涉及到具有数据层和与此数据层相邻的透明表层的数据储存介质。该透明表层的厚度是大约0.6mm或者更薄。此储存介质的结构使得数据层能够反射先入射到透明表层而后再入射到数据层的能量场。此透明表层包含MFI大于14的聚酯碳酸酯。

在本发明的第二方面，涉及到一种数据储存介质，数据使用在介质和用来检索介质所存储数据的读取光束之间的相对运动来读取。所述介质具有包含聚酯碳酸酯的第一盘形透明表层。该聚酯碳酸酯具有衍生自二羟酚和脂肪族二羧酸的单体。此聚酯碳酸酯的MFI大于14。此第一透明表层具有入射表面和出射表面(exit surface)。此入射表面的设计使得当此盘片被读取时，能量场通过此入射表面首先进入该介质，穿过第一表层到达出射表面，并且被与此出射表面相邻的数据层反射。第一保护层邻接着与透明表层相对的所述数据层。第二保护层连接在第一保护层上。第二数据层连接着第二保护层，也设计成能够反射能量场。具有入射表面和出射表面的第二透明表层与第二数据层相邻，并且在保护层的对面。所述第二透明表层的出射表面与第二数据层相邻。第一和第二保护层彼此相连(比如通过粘合剂)。另外，第一和第二保护层可以是单层。

在本发明的第三方面，涉及到检索数据的方法。此方法包含使如上本发明第一或第二方面所述的数据储存盘片旋转。此方法还包含将能量场指向到此盘片上，使能量场入射到透明表层上，并被数据层反射。最后，此方法包含通过所述能量场从所述数据层检索信息。

在本发明的第四方面，涉及到一种数据储存介质，该介质包括包含衍生自二羟酚和脂肪族二羧酸的单体单元的聚酯碳酸酯。此聚酯碳酸酯的MFI大于14，同时切口伊佐德强度大于1。优选此聚酯碳酸酯的MFI大于16，同时切口伊佐德强度大于1。

在本发明的第五方面，涉及到检索数据的方法，该方法包含从上面第四方面中叙述的数据储存介质中读取数据。

在本发明的第六方面，涉及到一种数据储存介质和读取此介质的方法，其中所述介质具有多个数据层和透明表层，而且其中一个或几个所述数据层对入射的能量场既适合于部分反射，也适合于部分透射，而另外的数据层适合于对所述部分透射的能量场进行反射。

本发明进一步涉及到在本节中叙述的以外的方面，这些都包含在所附的权利要求中。

附图说明

图1显示了包含聚碳酸酯的简单的现有技术光盘的横断面；

图2显示了包含聚酯碳酸酯的本发明数据储存介质的横断面；

图3显示了具有任选粘接层的本发明数据储存介质的横断面；

图4显示了本发明的双面单层DVD；

图5显示了本发明的双面多层DVD。

本发明的详细叙述

正如在本文中所使用的，术语“数据层”指的是一种材料，其形状和/或化学状态和/或磁状态相应于所存储的数据。比如在CD中典型使用的数据层是一种铝层，具有散布着凹坑的沟槽，其相应于所存储的数字信息。数据层可以适合于简单地反射入射的能量场，或者也可以以某种方式对其发生作用(比如吸收、选择性反射、偏振等)。

正如在本文中所使用的，术语“能量场”指的是光束(可以是激光)、磁场、电场或者上述各种的组合，当从储存介质读取信息时，它入射到数据层上。

正如在本文中所使用的，术语“透明层”指的是一种材料，它对于能量场不是不透明的，能量场先通过此层再入射到反射层上。

正如在本文中所使用的，术语“数字通用盘片或DVD”指的是如图4和图5所示的具有夹心结构的光盘储存介质。DVD可以存储相应于影象、音响或其它各种数据的数据。

本发明提供一种优异的数据储存介质和读取所述介质的方法。此介质是优异的，是因为它提供了一个透明表层而能够有更大的存储密度，此透明表层还同时具有高的延展性、低的双折射和在制造时的低粘度，这样就具有更短的模塑周期。本发明部分基于下面的发现，即虽然某些聚酯碳酸酯在制造厚度为1.2mm的透明表层时不能良好地平衡性，并且实际上它们并不用在此目的上(商品CD是用BPA-PC均聚物制造的)，但在用作大约0.6mm或更薄的表层应用时，这些所述的聚酯碳酸酯具有比BPA-PC均聚物好得多的性能。

按照本发明的数据储存介质包括一个含有聚酯碳酸酯的透明表层。具体说，此聚酯碳酸酯包含衍生自二羟酚和脂肪族二羧酸的单体单元。此二羟酚、脂肪族二羧酸和碳酸酯前体一般反应在一起，通过界面合成法形成聚酯碳酸酯，但是当然如下所述，其它的合成方法也是可以的。

在制备本发明的共聚酯碳酸酯时使用的二羟酚可以用如下的通式表示：

式中：

R独立地选自卤素、一价的烃基和一价的烃氧基；

R¹独立地选自卤素、一价烃基和一价的烃氧基；

W选自二价的烃基：

-S-、-S-S-、-O-、 和

n和n¹独立地选自值为0～4(含)的整数；以及

b是0或者1。

用R和R¹表示的一价烃基包括烷基、环烷基、芳基、芳烷基和烷芳基。优选的烷基是含有1～约12个碳原子的烷基。优选的环烷基是含有4～约8个环碳原子的环烷基。优选的芳基是含有6～12个环碳原子的芳基，即苯基、萘基和联苯基。优选的烷芳基和芳烷基是含有7～大约14个碳原子的基团。

用R和R¹表示的优选的卤素基团是氯和溴。

用W表示的二价烃基包括亚烷基、1，1-亚烷基、亚环烷基和1，1-亚环烷基。优选的亚烷基是含有2～约30个碳原子的基团。优选的1，1-亚烷基是含有1～约30个碳原子的基团。优选的亚环烷基和1，1-亚环烷基是含有6～大约16个环碳原子的基团。

用R和R¹表示的一价烃氧基可以用式-OR²表示，其中R²是前面所述类型的一价烃基。优选的一价烃氧基是烷氧基和芳氧基。

属于式II范围内的二羟酚的说明性而非限制性的例子包括：

2，2-双(4-羟基苯基)-丙烷(双酚A)；

2，2-双(3，5-二溴-4-羟基苯基)-丙烷；

2，2-双(3，5-二甲基-4-羟基苯基)-丙烷；

1，1-双(4-羟基苯基)-环己烷；

1，1-双(3，5-二甲基-4-羟基苯基)-环己烷；

1，1-双(4-羟基苯基)-癸烷；

1，4-双(4-羟基苯基)-丙烷；

1，1-双(4-羟基苯基)-环十二碳烷；

1，1-双(3，5-二甲基-4-羟基苯基)-环十二碳烷；

4，4-二羟基二苯基醚；

4，4-硫代二酚(thiodiphenol)；

4，4-二羟基-3，3-二氯二苯基醚；和

4，4-二羟基-2，5-二羟基二苯基醚。

也适合于制备上述聚碳酸酯的其它有用的二羟酚公开在美国专利2,999,835、3,028,365、3,334,154和4,131,575中，这些专利都在此引作参考。优选的二羟酚是双酚A。

二羧酸可以是脂肪族的或者是芳香族的，但优选是脂肪族的。最优选的脂肪族二羧酸是α，ω-脂肪族二羧酸。这些脂肪族羧酸优选具有4～50个碳原子，更优选具有10～大约20个碳原子，最优选具有10～12个碳原子(比如十二碳烷二酸)。应该调节此二羧酸的用量和链长，使得得到足够透明的材料，让得到的聚酯碳酸酯能够作为表层使用(即允许进行数据层的读取)。也可以使用二酸的混合物。应该注意到，虽然这里指的是二酸，但任何的酯前体都可以使用，比如酰卤，优选是酰氯、二酸的二芳酯，如二苯酯，比如癸二酸的二苯酯。至于在前面所谈到的碳原子数，不包括任何在酯前体部分如二苯基中所包含的碳原子。在1999年7月30日申请的通用电气公司的标题为《包含支化二酸残基的聚酯碳酸酯》的系列号09/363222专利中公开了其它适用的二羧酸，发明人是Peter D.Phelps、Gary C.Davis、Mohan Amaratunga和David Mobley。在本发明的一个特别优选的实施方案中，在聚酯碳酸酯中加入占二羟酚大约2～30mol％的二羧酸。

在界面合成方法中一般使用的碳酸酯前体可以是任何标准的碳酸酯前体，比如光气、碳酸二苯酯等。当使用常规的界面方法或二氯甲酸酯界面方法时，还优选使用在合成聚碳酸酯和共聚酯碳酸酯时已知的标准催化系统。典型的催化系统是胺系统，比如叔胺、脒或胍。在这样的反应中一般使用叔胺。一般优选三烷基胺，比如三乙胺。

可以使用几种不同的方法来制备本发明的聚酯碳酸酯，包括在美国专利5,807,965、5,321,114、4,238,596和4,238,597中叙述的方法，这些专利在此全部引作参考。再有，在与本申请相同受让人于1999年10月26日提交的三份申请书中也叙述了制造聚酯碳酸酯的其它方法。这些申请书是Gary C.Davis和David P.Mobley的标题为《合成聚酯碳酸酯的稳健方法》、Timothy E.Banach、Gary C.Davis和Kengliem L.Bill的《聚酯碳酸酯的制造方法》以及Timothy E.Banach、Gary C.Davis和Kengliem L.Bill的《聚酯碳酸酯的制造方法》。这些申请在此也引作参考。比如，美国专利5,807,965叙述了一种合成方法，设计用来通过仔细选择特定的催化物种和光气化的条件，来最大限度减少酸酐键的形成。在此方法中，光气(碳酸酯前体)通过二羟酚、二羧酸、六烷基胍盐(相转移催化剂)、至少一种叔胺、水和水不混溶或有机溶剂组成的混合物，光气的比例为化学计量的至少50％。在此步骤中，一般通过添加含水碱，比如氢氧化钠或氢氧化钾保持pH值在4.5～9.5。然后pH值升高到大约10，继续通入光气，直到通入的光气过量化学计量至少5wt％。实施例1提供了制造本发明聚酯碳酸酯的另一种方法。

还可以加入封端剂来控制分子量。此封端剂在挤出条件下必须是化学稳定的。典型的挤出条件是180～320℃。苯酚是适当的链终止剂，但体积更大的封端剂可以提供增强的物理性能。更大的链封端基团的例子包括对叔丁基苯酚、异壬基苯酚、异辛基苯酚和枯基苯酚，如间枯基苯酚和对枯基苯酚。优选的大体积链封端基团包括对枯基苯酚以及苯并二氢吡喃基化合物，如苯并二氢吡喃I。加入的封端剂的量优选足可以使得到的分子量低于32,500。在一个更优选的实施方案中，加入足够的封端剂将分子量降低到低于24,000，在最优选的实施方案中低于19,000。

也可以用其它方法，比如熔融和/或固态合成技术制造本发明的聚碳酸酯。

此外，可以通过使用再分布的方法控制分子量，或者控制与之相当的MFI，在此方法中，在碳酸酯再分布催化剂如二乙基二甲基氢氧化铵或四烷基氢氧化，优选四丁基氢氧化的存在下加热聚酯碳酸酯。碳酸二芳酯，优选碳酸二苯酯可以与再分布催化剂一起存在。此催化剂将会使分子量降低，通过改变存在的催化剂的用量可以控制此分子量。如美国专利5567802和5886073中所述，典型的再分布催化剂包括四有机基氢氧化，此专利在此引作参考。

在本发明的一个优选实施方案中，二羧酸的mol％是4～10。在一个更优选的实施方案中，二羧酸的mol％是8～9。

聚酯碳酸酯的MFI优选大于14。在本发明的一个更优选实施方案中，聚酯碳酸酯的MFI大于16。在本发明的最优选实施方案中，聚酯碳酸酯的MFI为20～30。在此给出的所有MFI值都是在250℃下按照ASTM标准D1238测定的。使用Tinius Olsen公司销售的商品挤出塑度计进行此测量。

本发明的模塑盘片的最大双折射率优选低于80nm，更优选低于40nm。在一个最优选的实施方案中，最大双折射率低于30nm。对于平均双折射率，也优选低于50nm，最优选低于20nm。用商品仪器，比如ODS130光盘扫描仪或Koch CS-4/OT光学测试仪测量模塑光学介质表层的双折射率。这些设备用圆偏振激光束照射透明的塑料制品，并使用对偏振敏感的检出方案来分析光束的反射分量或透射分量。通过对盘片径向偏振的光束部分和切线方向偏振的光束部分进行比较，可以计算出相延迟，以nm为单位表示。

在本发明的优选实施方案中，聚酯碳酸酯的切口伊佐德值大于1，更优选大于4。测量切口伊佐德值的方法是ASTM D256，在室温下用1/8”的条进行测试。

在本发明的优选实施方案中，表层厚度低于约0.6mm。在本发明的可选择实施方案中，表层厚度可以是低于0.3mm，或低于0.15mm。

本发明的聚酯碳酸酯还可以包含各种添加剂。比如聚酯碳酸酯可以包含染料、稳定剂、增塑剂、脱模剂和抗静电剂。

适当的染料可包括任何与聚酯碳酸酯相容并完全溶解其中，而且不会对介质的读取引起不可接受干扰的染料。

某些适当的染料包括醌类、偶氮苯类、茋类和酞菁类染料等。

各种稳定剂是与聚酯碳酸酯相容而且有助于延迟物质的熔体反应和改进色泽。适当的稳定剂的某些例子包括酸性磷基化合物和位阻酚。

另外，还希望加入专门的脱模剂，它可以在保持透明的同时使成型的零件与模具容易分离。由于信息存储所需要的盘片的质地化特性，致使光盘具有很高的表面积，使其从模具上容易脱出是很重要的。高分子量的脂肪族酯类，如季戊四醇四硬脂酸酯和单硬脂酸甘油酯对保障盘片从模具中成功地脱模是特别有用的。

在聚酯碳酸酯中加入抗静电剂也可能是有利的。比如，某些适当的抗静电剂包括四烷基铵苯磺酸盐和四烷基苯磺酸盐。

已知有各种不同类型的数据储存介质，这包括比如计算机硬盘、磁-光学介质、计算机CD-ROM、CD-R和CD-RW驱动器、CD音像介质和DVD介质，包括声频-视频和ROM，以及DVD-R、DVD-RW、DVD和RW、DVD-RAM以及DVD-9、10、14和18。美国专利4,719,171、4,658,392和4,441,179对这些介质中某些的已知结构提供了范例，这些专利在此引作参考。在未来，具有薄表层的各种新型数据储存介质将也可能会商品化。本发明意图涵盖其表层厚度小于大约0.6mm的各类型存储介质，不管它们原先已经商品化还是将要在未来商品化。

在本文中叙述的光学介质一般是由注塑模塑制造的。具体说，使表层注塑上一系列和数据相应的凹坑和沟槽。然后把数据层施用到表层上带有凹坑与沟槽图案的一侧。然而还有另外几种制造数据储存介质的方法。比如可以先在数据层本身上做上信息图案，然后将透明表层粘在有图案的数据层上。另外，数据层和/或表层可以被压花或压印，而不是被注塑。通过上述方法或任何其它方法形成的任何光学介质都可以有利地用于本发明。

用于读取数据储存介质的目前光学方法典型使用的是红色的光。实际上，使用红色激光得到本文中报告的双折射测量。将来很可能蓝色激光将用于光学数据储存介质。蓝色激光能够有利地用于读取本文所述的聚酯碳酸酯数据储存介质。

在这里叙述的聚酯碳酸酯所含颗粒必须足够少，以避免对数据储存介质的读和/或写产生不可接受的干扰。所谓颗粒，一般定义为尺寸大于0.5μm的物质，颗粒含量用测量溶液的散射量的方法确定。颗粒计数优选低于200,000/g，更优选低于100,000/g，最优选低于20,000/g。在制造、提纯反应物的过程中对聚合物溶液进行过滤和使用封闭系统的反应方法都能够降低颗粒计数。

参考图1，这是包含表层30的现有技术的CD，一般由BPA-PC树脂制成。基底涂有反射数据层20，它可以是铝或者如在美国专利4,648,392中所公开的一些其它的反射材料。在反射数据层20上覆盖有背层10，该层包含清漆(优选是曝露在紫外辐射下能够硬化的清漆)。表层30的表面和反射数据层20之间的距离一般为大约1.2mm。

参考图2，这显示的是一种更新的，更高数据密度的单面、单层介质。此介质包含一个基底层110，上面覆盖着适合于反射入射能量场，以及任选使其改变的反射层120。表层130的厚度是大约0.6mm或者更薄，并包含如本文所述的聚酯碳酸酯。在本发明的另一个供选择的实施方案中，表层130的厚度小于0.3mm。在另外一个供选择的实施方案中，表层130的厚度小于0.15mm。基底层110优选也包含聚酯碳酸酯，厚度为大约0.6mm或者更薄。参见图3，显示的是具有任选的粘接层211的另一种单面、单层数据储存介质。图3的介质包含基底层210，上面覆盖着粘接层211，它进而粘接在反射数据层220上。在反射数据层220上覆盖着表层230，其厚度为大约0.6mm或者更薄。

参见图4，显示的是双面单层DVD。此DVD包含第一盘状透明表层330。此表层330由如上所述的聚酯碳酸酯制造。表层330覆盖着第一数据层321。第一数据层321也与第一粘接层311接触，此层进一步连接着第二粘接层310。第二粘接层310和第二数据层320接触，此层又进一步被第二透明表层331覆盖。两个表层330和331的厚度都是大约0.6mm或者更薄，都包含如上所述的聚酯碳酸酯。此介质可以从两侧读取，或者也可以改变为可以只从一侧读取。

参见图5，这显示的是一种双面多层DVD。此DVD包含盘状的第一透明表层450。此表层由如上所述的聚酯碳酸酯制造。此表层覆盖着第一半透明第一数据层440。第一数据层440还与透明粘接层(bonding layer)430接触，该层又进而连接着第一全反射数据层420。第一全反射数据层420又与中心粘接层410接触，它还粘接着第二全反射数据层421。此第二全反射数据层接触着透明粘接层431，它进而接触着第二半透明数据层441。在此第二半透明数据层441上覆盖着第二透明表层451。两个表层450和451的厚度都是大约0.6mm或者更薄，都包含如上所述的聚酯碳酸酯。在图5中显示的结构可以进行变化，任选地允许仅从一面读取，或者是根据所需的数据存储容量而包括任何数目的数据层。

在本发明的一个实施方案中，使用盘状的介质，其中该介质的最大凹度(dishing)小于±0.8°，更优选小于±0.4°。此介质的平均凹度也优选小于±0.3°，更优选小于±0.2°。可以用商品光盘测试仪测量凹度，此仪器也用来测量双折射率。这些仪器用激光束照射被固定的塑料盘片，并测量反光点的位置。反射光束偏离入射光束的距离正比于凹度。

用下面的实施例进一步说明本发明。这些实施例意图作为本发明的代表而无论如何不对本发明所提权利要求的范围构成限制。

具体实施方式

实施例

实施例1聚酯碳酸酯的合成

下面的实施例对合成本发明聚酯碳酸酯的方法进行了叙述。

在配方罐中混合二氯甲烷(60加仑)、水(50加仑)、三乙胺(3.5磅)、双酚-A(200磅)、十二碳二酸(20磅)和50％的NaOH(22磅)并搅拌5min。将此混合物加入到光气反应器中，用另外的50加仑二氯

甲烷漂洗配方罐到反应器中。光气与足够量的50％NaOH一起加入反应器中，以维持前半部分反应的pH值为8.5。对后半部分反应，pH值的控制点升高到10.5。在光气化的过程中，在反应器中加入对枯基苯酚(5.5磅)以调节聚合物的Mw。加入总共大约115磅的光气，使50％NaOH的最低消耗量为175磅。

已完成的反应批料从反应器中排放到缓冲罐中，然后送入一系列的液/液离心机中，分离盐水相，用1％的盐酸水溶液洗涤树脂相除去三乙胺(TEA)，再用DI水洗涤除去残留的离子。通过1μm的绝对介质过滤聚酯碳酸酯树脂的二氯甲烷提纯溶液。然后将此树脂溶液送入150psi蒸汽的喷头中，使蒸汽/树脂比为约2/1以闪蒸出二氯甲烷。在热氮气流化床中将湿的滤饼树脂进一步干燥除去残留的二氯甲烷和水，直至残留的总挥发份低于0.2％。得到的树脂(225磅)是白色粉末，Mw为32,500，氯离子含量小于2.0ppm，残留TEA含量小于4.0ppm。

然后把此聚酯碳酸酯粉末送入装有在线流变仪的70mm双螺杆挤出机。向挤出机中靠近粉末进料点处注入二乙基二甲基氢氧化铵水溶液。调节该水溶液的注入速度，直至在线流变仪读取如在下面表1中的实施例所指出的目标熔体流动。

实施例2-聚碳酸酯和聚酯碳酸酯的比较

在下面的实施例中，数字所指出的是本发明的实施例，而字母所指出的是现有技术的对照实施例。表1显示了由不同材料制造的CD注塑制件实施例(1.2mm厚)的比较情况，还比较了数字视盘(DVD)的注塑制件(0.6mm厚)。

用80吨CD注塑机和熔融温度低于360℃的表1所示的CD模塑物制造CD。模具的温度为65℃对熔融温度进行选择使得成品的盘片具有最佳性能。对与聚碳酸酯均聚物(实施例A)相同熔融温度的共聚聚酯碳酸酯进行注塑得到的盘片有严重的翘曲，其特征不能用正常的手段表示。

对于CD，用OMP ODS130光盘扫描仪测量双折射率和凹度。在表1中的结果包括在CD中观察到的平均双折射率以及在盘上最大单点双折射率。也显示了最大凹度和平均凹度。高质量CD的最大双折射率低于80nm，优选低于60nm，并且平均双折射率低于40nm，优选低于30nm。要求最大凹度(dishing)低于0.8°，优选低于0.6°，平均凹度低于0.6°，优选低于0.5°。因此，从实施例A、B和C可以明显看出，高流动性的共聚聚酯碳酸酯生产不了质量与用聚碳酸酯均聚物制造的盘片相当的CD。

用在注塑机上DVD模具(0.6mm)模塑DVD的实施例(D、1和2)。在表1上指出了熔融温度，并且模具温度是110℃。

用Koch CS-4/OT光学测试仪测量DVD实施例(厚度0.6mm)的双折射率和凹度。很明显，对于在注塑中给定的熔融温度，本发明的共聚聚酯碳酸酯基底优于用聚碳酸酯均聚物模塑的基底。

表1-本发明的实施例和现有技术实施例

实施例	材料	MFIg/10min	厚度mm	熔融温度℃	最大双折射率nm	平均双折射率nm	最大凹度°	平均凹度°
									A	均PC	14	1.2	315	58.5	21	0.49	0.41
B	CPEC	27	1.2	275	108.2	41	1.1	0.61
									C	CPEC	16	1.2	275	84.4	58	-	-
D	均PC	14	0.6	370	45		-0.32
									330	55		-0.24
				1	CPEC	27	0.6	340						28	-6	-0.14	-0.1
330	48	16	-0.22						-0.19
								2		CPEC	23	0.6	330	36	10	-0.2	-0.175

虽然参照某些优选的实施方案对本发明进行了相当详细的叙述，但其它的实施方案也是可能的。比如，在这里叙述的数据储存介质可以有利地用于可记录光学介质，象基于光可烧灼性染料(包括酞菁)的光学介质、包括了基于光诱导相变材料和磁-光技术的可重写光学介质。本发明能够给光助磁介质带来好处，比如对固定的和可移动的计算机盘片以及可记录的和可重写的影象盘片。本发明的优点不限于盘形的介质，也可以应用于任何几何形状的储存介质，其使用高的光学质量和低的粘度，甚至包括卡片基的光学或光助磁性介质。

在此叙述的低双折射率共聚聚碳酸酯能够有利地用于聚碳酸酯的各种类型的典型应用中，特别是在低双折射、低粘度和/或光学质量能够提供某些好处的场合。具体说来，在此处叙述的共聚聚碳酸酯可以用于光学介质的薄膜、近场光学记录应用、眼科透镜应用、激光应用、照相机和成象的透镜、液晶基底、护目镜、飞机座舱罩、装配玻璃、显示屏、模内装饰件、导波器(比如单模和多模光纤、平板或沟道导波器和光管的芯和/或包敷层)和活性光子装置比如调制器(比如电-光或声-光调制器)。再有，在此处叙述的共聚聚酯碳酸酯可以通过注塑、纤维纺丝、挤塑、溶液流延和聚碳酸酯可用的任何其它制造方法而制成制品。还应该注意到，可以在此聚酯碳酸酯中加入已知与聚碳酸酯相容的各种的添加剂。

在这里叙述的共聚碳酸酯可以通过导致特定范围MFI和延展性的任何方法制造。任选使用再分布催化剂。可以使用任何能够把MFI增加到规定范围的再分布催化剂。另外，可以控制聚酯碳酸酯的制造方法，以保证在挤塑以前MFI处于或者接近规定的范围，这样就减少或消除了对再分布催化剂的需求。

应当理解，在这里叙述的共聚聚酯碳酸酯的合成方法可能会影响得到的树脂中残留低分子量物质(比如二芳基碳酸酯和酸酐)的含量。在共聚碳酸酯中存在的低分子量物质的含量可能影响注塑制品的某些性能，比如表面形变和发白。因此，如在美国专利申请系列号09/281,497中所述，希望使用某些技术来减少残留的低分子量的物质，此专利在此引作参考。

还应该注意，已知和聚碳酸酯相容但在本文中未加提及的各种类型的添加剂可以加入到聚酯碳酸酯中。

还应该注意到，在这里叙述的聚酯碳酸酯可以与其它的热塑性树脂掺混，形成热塑性树脂体系，只要此体系是透明的，而且Tg低于140℃，优选低于135℃即可。

Claims (44)

1.一种数据储存介质，所述介质包含

a)数据层，和

b)与所述数据层相邻的透明表层，

其中所述透明表层的厚度小于0.6mm，所述表层包含热塑性树脂体系，该体系包括包含衍生自二羟酚和脂肪族或芳香族二元羧酸的单体单元的聚酯碳酸酯，所述聚酯碳酸酯的MFI大于14，

其中所述数据层适合于反射先入射到所述透明表层而后入射到所述数据层上的能量场，以及

其中所述介质是盘片。

2.如权利要求1的储存介质，其中所述数据层适合于改变和反射能量场。

3.如权利要求1的储存介质，其中所述储存介质是数字通用盘片。

4.如权利要求1的储存介质，其中所述能量场选自光束、电场、磁场和它们的组合。

5.如权利要求1的储存介质，其中盘片的最大双折射率小于80nm。

6.如权利要求5的储存介质，其中盘片的最大双折射率小于40nm。

7.如权利要求1的储存介质，其中盘片的最大凹度小于±0.8°。

8.如权利要求7的储存介质，其中盘片的最大凹度小于±0.4°。

9.如权利要求8的储存介质，其中盘片的平均凹度小于±0.3°。

10.如权利要求9的储存介质，其中盘片的平均凹度小于±0.2°。

11.如权利要求5的储存介质，其中聚酯碳酸酯的MFI大于16，以及盘片的切口伊佐德强度大于1。

12.如权利要求11的储存介质，其中聚酯碳酸酯的MFI大于20。

13.如权利要求1的储存介质，其中聚酯碳酸酯还包含封端剂残基，此封端剂选自苯酚、对叔丁基苯酚、异壬基苯酚、异辛基苯酚和枯基苯酚。

14.如权利要求13的储存介质，其中的封端剂是对枯基苯酚。

15.如权利要求1的储存介质，其中所述树脂体系由聚酯碳酸酯组成。

16.如权利要求1的储存介质，其中二元羧酸是脂肪族二元羧酸。

17.如权利要求16的储存介质，其中脂肪族二元羧酸具有10～20个碳原子。

18.如权利要求1的储存介质，其中该聚酯碳酸酯还包含封端剂。

19.制造权利要求1的数据储存介质的方法，该方法包含在低于360℃的熔融温度注塑透明表层。

20.如权利要求1的储存介质，其中所述树脂由聚酯碳酸酯组成。

21.用于数据的储存介质，该类数据是利用在介质和用以检索此介质所携带信息的读取光束之间的相对运动来读取的，所述的储存介质包含：

a)第一盘形透明表层，其厚度小于0.6mm，其包含包括衍生自二羟酚和脂肪族二元羧酸的单体单元的聚酯碳酸酯，所述聚酯碳酸酯的MFI大于14，所述第一盘形透明表层具有第一入射表面和第一信息表面，

b)与第一盘形透明表层的所述第一信息表面相邻的第一数据层，所述第一数据层的形状与储存数据相对应，其中所述第一数据层适合于反射先入射到所述第一盘形透明表层而后才入射到所述第一数据层上的能量场，

c)与所述数据层相邻并和所述第一表层相对的第一保护层，

d)连接到第一保护层并和所述第一数据层相对的第二保护层，

e)与所述第二保护层相邻的第二数据层，所述第二数据层的形状与储存数据相对应，和

f)第二盘形透明表层，其厚度等于或小于0.6mm，其包含包括衍生自二羟酚和脂肪族二元羧酸的单体单元的聚酯碳酸酯，所述聚酯碳酸酯的MFI大于14，所述第二盘形透明表层具有第二入射表面和第二信息表面，其中该第二信息表面与所述第二数据层相邻。

22.如权利要求21的储存介质，其中第一和第二保护层用粘合剂结合在一起。

23.如权利要求22的储存介质，其中所述第一和第二表层的最大双折射率都小于80nm，切口伊佐德强度都大于1。

24.如权利要求23的储存介质，其中所述第一和第二表层的MFI都大于16。

25.如权利要求24的储存介质，其中所述第一和第二表层的MFI都大于20。

26.检索数据的方法，该方法包括：

a)转动盘状数据储存介质，所述介质是包含数据层和与所述数据层相邻的透明表层的盘片，

其中所述透明表层的厚度小于0.6mm，所述表层包含包括衍生自二羟酚和脂肪族二元羧酸的单体单元的聚酯碳酸酯，所述聚酯碳酸酯的MFI大于14，以及

其中所述数据层适合于反射先入射到所述透明表层而后才入射到所述数据层的能量场，

b)将能量场指向所述储存介质，使得此能量场先入射到所述透明表层，然后被所述数据层反射，

c)通过所述能量场从所述数据层检索信息。

27.如权利要求26的方法，其中所述数据层适合于改变和反射能量场。

28.如权利要求26的方法，其中所述储存介质是数字通用盘片。

29.如权利要求26的方法，其中所述能量场选自光束、电场、磁场和它们的组合。

30.如权利要求26的方法，其中该盘片的最大双折射率小于80nm。

31.如权利要求30的方法，其中该盘片的最大双折射率小于40nm。

32.如权利要求26的方法，其中该盘片的最大凹度小于±0.8°。

33.如权利要求32的方法，其中该盘片的最大凹度小于±0.4°。

34.如权利要求33的方法，其中该盘片的平均凹度小于±0.3°。

35.如权利要求34的方法，其中该盘片的平均凹度小于±0.2°。

36.如权利要求30的方法，其中该聚酯碳酸酯的MFI大于16，该盘片的切口伊佐德强度大于1。

37.如权利要求36的方法，其中该聚酯碳酸酯的MFI大于20。

38.如权利要求26的方法，其中该聚酯碳酸酯还包含封端剂残基，该封端剂选自苯酚、对叔丁基苯酚、异壬基苯酚、异辛基苯酚和枯基苯酚。

39.如权利要求38的方法，其中封端剂是对枯基苯酚。

40.如权利要求1的储存介质，其中该二元酸是脂肪族二元羧酸，以及该盘片的切口伊佐德强度大于1。

41.如权利要求26的方法，其中该二元酸是脂肪族二元羧酸以及该盘片的切口伊佐德强度大于1。

42.一种数据储存介质，所述介质包含：

a)多个数据层，以及

b)多个透明表层，

其中所述透明表层的厚度小于0.6mm，所述表层包含包括衍生自二羟酚和脂肪族二元羧酸的单体单元的聚酯碳酸酯，所述聚酯碳酸酯的MFI大于14，

其中，所述数据层适合于反射先入射到所述透明表层而后才入射到所述数据层的能量场。

43.如权利要求42的数据储存介质，其中所述数据层中的至少一层适合于部分反射入射的能量场并且还部分透射入射的能量场，其它的数据层适合于反射所述部分透射的入射能量场。

44.如权利要求42的数据储存介质，其中所述介质是可以从两面读取的盘片。

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