DE19921943A1 - Substrate for optical data storage, based on homo-, co- and/or block polymers of vinylcyclohexane, and has specified moment of inertia and specific density - Google Patents
Substrate for optical data storage, based on homo-, co- and/or block polymers of vinylcyclohexane, and has specified moment of inertia and specific densityInfo
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Abstract
Description
Als Substrat für optische Datenspeicher können transparente Kunststoffe wie aroma tisches Polycarbonat, Polymethylmethacrylat oder Polystyrol, verwendet werden. Auch Additionscopolymere aus Ethylen und einem Norbornenderivat oder einem Tetracyclododecenderivat sowie hydrierte Produkte von ringgeöffneten Metathese polymeren aus Norbornen- oder Tetracyclododecen kommen in Frage.Transparent plastics such as aroma can be used as a substrate for optical data storage table polycarbonate, polymethyl methacrylate or polystyrene can be used. Also addition copolymers of ethylene and a norbornene derivative or one Tetracyclododecene derivative and hydrogenated products from ring-opened metathesis polymers from norbornene or tetracyclododecene are possible.
Für sehr hohe Dichten der Datenspeicherung (<5, insbesondere <10 Gbyte, bezogen auf eine Scheibe von 120 mm Durchmesser) ist jedoch keines der gängigen Substrat materialien uneingeschränkt verwendbar. Dazu sind sehr niedrige Doppelbrechung und Wasseraufnahme, hohe Wärmeformbeständigkeit, bei ausreichenden mecha nischen Eigenschaften und niedrige Schmelzviskosität gleichzeitig erforderlich.For very high densities of data storage (<5, especially <10 Gbytes, related on a disc with a diameter of 120 mm), however, is not a common substrate materials can be used without restriction. In addition there are very low birefringence and water absorption, high heat resistance, with sufficient mecha properties and low melt viscosity required at the same time.
Aromatische Polycarbonate besitzen zwar sehr gute mechanische Eigenschaften und Wärmeformbeständigkeit, aber zu hohe Doppelbrechung und Wasseraufnahme.Aromatic polycarbonates have very good mechanical properties and Dimensional stability, but too high birefringence and water absorption.
Polystyrol weist zu hohe Doppelbrechung und zu niedrige Wärmeformbeständigkeit auf.Polystyrene has too high birefringence and low heat resistance on.
Polymethylmethacrylat hat zu hohe Wasseraufnahme und zu geringe Formbestän digkeit.Polymethyl methacrylate has too high water absorption and insufficient shape retention efficiency.
Additionscopolymere aus Ethylen und einem unpolaren Norbornen- oder Tetracyclo dodecen besitzen niedrige Doppelbrechung und fast keine Wasserabsorption.Addition copolymers of ethylene and a non-polar norbornene or tetracyclo dodecene have low birefringence and almost no water absorption.
Diese Materialien sind jedoch sehr teuer in ihrer Herstellung. Die Materialien lassen sich nur schwer in optisch reiner Qualität herstellen. Das Vorliegen von Gelanteilen reduziert ebenfalls deren Anwendungen als optische Materialien. Das Abtrennen der Katalysatoren und Cokatalysatoren ist mit erheblichem technischen Aufwand ver bunden.However, these materials are very expensive to manufacture. Leave the materials are difficult to manufacture in optically pure quality. The presence of gel components also reduces their applications as optical materials. The separation of the Catalysts and cocatalysts require considerable technical effort bound.
Wasseraufnahme des Substratmaterials und der damit verbundenen Quellung führt insbesondere bei asymmetrisch aufgebauten optischen Datenträgern (z. B. CD, MO, MD, ASMO, DVR) zu einer zusätzlichen Deformation (z. B. Zunahme der Winkelverkippung). Dies führt zu einer Verschlechterung des Auslesesignals (höherer Gitter, höherer Cross Talk) und läßt damit nicht die maximal zulässige Datendichte zu oder erfordert aufwendige elektronische/optische Korrekturmodule (Tiltservo) (F. Bruder, R. Plaetschke, H. Schmid, Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 37 (1998) 2120).Water absorption of the substrate material and the associated swelling leads especially with asymmetrical optical data carriers (e.g. CD, MO, MD, ASMO, DVR) to an additional deformation (e.g. increase in Angular tilt). This leads to a deterioration in the readout signal (higher grid, higher cross talk) and does not leave the maximum permissible Data density too or requires complex electronic / optical correction modules (Tiltservo) (F. Bruder, R. Plaetschke, H. Schmid, Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 37 (1998) 2120).
Quellung der Substratschichten können insbesondere an Grenzflächen zu Informa tions- und Schutzschichten zu mechanischen Spannungen führen, die ein be schleunigtes Ablösen der Informationschichten von Substratschichten bewirken.Swelling of the substrate layers can in particular at interfaces to informa tion and protective layers lead to mechanical stresses that a be cause accelerated detachment of the information layers from substrate layers.
Gegenstand der Erfindung sind Substrate basierend auf Homo- und/oder Co-Poly meren des Vinylcyclohexans, wobei Comonomere ausgewählt sind aus mindestens einem der Gruppe der Olefine, Acrylsäurederivate, Maleinsäurederivate, Vinylether und Vinylester oder Mischungen daraus aus mindestens 2 Comonomeren, wobei das Trägheitsmoment des Substrats im allgemeinen von 280 bis 50 g/cm2, besonders bevorzugt von 260 bis 100 g/cm2, ganz besonders bevorzugt von 250 bis 150 g/cm2, bestimmt nach Torsionsschwingung, und die spezifische Dichte von 1 bis 0,8 g/cm3, vorzugsweise 0,98 bis 0,90 g/cm3, betragen.The invention relates to substrates based on homo- and / or copolymers of vinylcyclohexane, where comonomers are selected from at least one of the group of olefins, acrylic acid derivatives, maleic acid derivatives, vinyl ethers and vinyl esters or mixtures thereof from at least 2 comonomers, the moment of inertia of Substrate in general from 280 to 50 g / cm 2 , particularly preferably from 260 to 100 g / cm 2 , very particularly preferably from 250 to 150 g / cm 2 , determined by torsional vibration, and the specific density from 1 to 0.8 g / cm 3 , preferably 0.98 to 0.90 g / cm 3 .
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein optisches Substrat, welches insbesondere bei hochfokusierenden Optiken (hohe numerische Apertur <45) sehr geringe Störung durch Doppelbrechung zeigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gangunterschied des Lichts welches auf das Substrat fällt, in Abhängigkeit des Einfallwinkels bei senk rechten und davon abweichenden Winkeln bis 27°, eine Differenz des Gangunter schieds im allgemeinen von 0 bis 60 nm, bevorzugt von 0 bis 50 nm, ganz besonders bevorzugt von 0 bis 40 nm, aufweist.The invention further relates to an optical substrate, which in particular with high-focusing optics (high numerical aperture <45) very little interference by birefringence, characterized in that the path difference of the Light that falls on the substrate, depending on the angle of incidence at lower right and deviating angles up to 27 °, a difference in the passage below differs generally from 0 to 60 nm, preferably from 0 to 50 nm, very particularly preferably from 0 to 40 nm.
Die erfindungsgemäßen Substrate zeichnen sich durch hohe Dimensionsstabilität, hohe Transparenz, geringe Doppelbrechung und hohe Wärmeformbeständigkeit aus und sind daher als Substratmaterial für optische Datenspeicher ausgezeichnet geeig net. Die Substrate sind besonders geeignet für die Herstellung von optischen Speichermedien mit hoher Speicherdichte.The substrates according to the invention are distinguished by high dimensional stability, high transparency, low birefringence and high heat resistance and are therefore extremely suitable as substrate material for optical data storage media net. The substrates are particularly suitable for the production of optical Storage media with high storage density.
Schwingungen des Datenträgers sind reduziert im Vergleich zu den derzeit verwendeten Datenträgern, beispielsweise Polycarbonat.Vibrations of the data carrier are reduced compared to those currently used data carriers, for example polycarbonate.
Die Sättigungswasseraufnahme eines erfindungsgemäßen Rohlings des optischen Speichermediums beträgt im allgemeinen kleiner 0.5%, bevorzugt kleiner 0.2%, ganz besonders bevorzugt kleiner 0.1% insbesondere kleiner 0.06% gemessen nach DIN 53 495.The saturation water absorption of an optical blank according to the invention Storage medium is generally less than 0.5%, preferably less than 0.2%, very particularly preferably less than 0.1%, especially less than 0.06% measured according to DIN 53 495.
Das Material besitzt einen hohen E-Modul. Damit verbunden ist eine hohe Biege festigkeit was wiederum die Konstruktion dimensionsstabiler Substratplatten erlaubt. Dünnere Substratdicken erlauben höhere Datendichten, da Optiken mit hoher numerischer Apertur NA und geringer Laserwellenlänge λ unkritischer werden (Spatdurchmesser ~ λ / NA, G. Bonwkuis, J. Braat, A. Huijser, J. Pasman, G. van Rosmaten, K. Schonhauer, Immiuk, Principles of Optical Disc Systems (Adam Hilger Ltd., 1995).The material has a high modulus of elasticity. This is associated with a high bending strength which in turn allows the construction of dimensionally stable substrate plates. Thinner substrate thicknesses allow higher data densities because optics with higher numerical aperture NA and low laser wavelength λ become less critical (Spat diameter ~ λ / NA, G. Bonwkuis, J. Braat, A. Huijser, J. Pasman, G. van Rosmaten, K. Schonhauer, Immiuk, Principles of Optical Disc Systems (Adam Hilger Ltd., 1995).
Bei hohen Drehzahlen der optischen Platte tritt eine geringere Dehnung der Informationsschicht in radialer Richtung auf. Dies ist insbesondere für hohe Daten dichte bei für hoher Auslese- und Einschreibesicherheit der Information wichtig. At high speeds of the optical disk, there is less elongation Information layer in the radial direction. This is especially true for high data density is important for high security of reading and writing of the information.
Die optische Transmission beträgt für Wellenlängen größer 400 nm größer 89%. Das Material ist daher ein bevorzugtes optisches Material für kurz und langweiliges Licht, insbesondere für Wellenlängen von 300 bis 800 nm.The optical transmission is greater than 89% for wavelengths greater than 400 nm. The Material is therefore a preferred optical material for short and boring Light, especially for wavelengths from 300 to 800 nm.
Substrate mit niedrigen Differenzen des Gangunterschieds in Abhängigkeit des Ein fallwinkels des Lichts, sind besonders geeignet zur Verbesserung der optoelektroni schen Einschreib- und Auslesesignale und sind ideale Substrate für nur lesbare, be schreibbare und wiederbeschreibbare Datenträger.Substrates with low differences in path difference depending on the input angle of incidence of light, are particularly suitable for improving optoelectronics write-in and read-out signals and are ideal substrates for only readable, be writable and rewritable data carriers.
Die Materialien besitzen eine hohe Wärmeformbeständigkeit Tg und erlauben hohe Betriebs- und Gebrauchstemperaturen.The materials have a high heat resistance Tg and allow high Operating and service temperatures.
Auf den optischen Platten lassen sich andere Materialien mit und ohne Vorbe handlung der Oberfläche abscheiden. Um gegebenfalls die Oberfläche zu modifi zieren sind besonders geeignet Plasma- oder naßchemische Prozesse.Other materials with and without preparation can be used on the optical plates deposit surface action. In order to modify the surface if necessary grains are particularly suitable for plasma or wet chemical processes.
Bevorzugte Materialien zum Abscheiden sind Metalle, Metallverbindungen und Farbstoffe.Preferred materials for deposition are metals, metal compounds and Dyes.
Als Metalle sind besonders geeignet, Aluminium, Gold, Silber, Kupfer, Zinn, Zink, Germanium, Antimon, Tellur, Terbium, Eisen, Kobald, Gadolinium und deren Legierungen.Particularly suitable metals are aluminum, gold, silver, copper, tin, zinc, Germanium, antimony, tellurium, terbium, iron, cobalt, gadolinium and their Alloys.
Als Metallverbindungen sind besonders geeignet Zinkoxid, Siliziumoxid, Silizium- Stickstoffverbindungen und Zinksulfid.Particularly suitable metal compounds are zinc oxide, silicon oxide, silicon Nitrogen compounds and zinc sulfide.
Als Farbstoffe geeignet sind Cyanin, Phthalocyanin und Azofarbstoffe.Cyanine, phthalocyanine and azo dyes are suitable as dyes.
Diese Materialien können durch spin coating und sputter-Techniken aufgebracht werden. These materials can be applied by spin coating and sputtering techniques become.
Als optische Datenspeicher werden beispielhaft genannt:
The following are examples of optical data storage media:
- - Magneto-optische Disc (MO-Disc)- Magneto-optical disc (MO disc)
- - Mini-Disc (MD)- Mini disc (MD)
- - ASMO (MO-7) ("Advanced storage magnetooptic")- ASMO (MO-7) ("Advanced storage magnetooptic")
- - DVR (12 Gbyte Disc)- DVR (12 Gbyte disc)
- - MAMMOS ("Magnetic Amplifying magneto optical system")- MAMMOS ("Magnetic Amplifying magneto optical system")
- - SIL and MSR ("Solid immersion lens" and "magnetic superresolution")- SIL and MSR ("Solid immersion lens" and "magnetic superresolution")
- - CD-ROM (Read only memory)- CD-ROM (Read only memory)
- - CD, CD-R (recordable), CD-RW (rewritable), CD-I (interactive), Photo-CD- CD, CD-R (recordable), CD-RW (rewritable), CD-I (interactive), Photo-CD
- - Super Audio CD- Super audio CD
- - DVD,DVD-R (recordable), DVD-RAM (random access memory); DVD=Digital versatile disc- DVD, DVD-R (recordable), DVD-RAM (random access memory); DVD = digital versatile disc
- - DVD-RW (rewritable)- DVD-RW (rewritable)
- - PC + RW (Phase change and rewritable)- PC + RW (phase change and rewritable)
- - MMVF (multimedia video file system)- MMVF (multimedia video file system)
Bevorzugt sind Substrate aus einem Vinylcyclohexan basierenden Polymer mit der
wiederkehrenden Struktureinheit der Formel (I)
Preference is given to substrates made of a vinylcyclohexane-based polymer with the recurring structural unit of the formula (I)
in welcher
R1 und R2 unabhängig voneinander für Wasserstoff oder C1-C6-Alkyl, vorzugsweise
C1-C4-Alkyl stehen und
R3 und R4 unabhängig voneinander für Wasserstoff oder für C1-C6-Alkyl, vorzugs
weise C1-C4-Alkyl, insbesondere Methyl und/oder Ethyl, oder R3 und R4
gemeinsam für Alkylen, vorzugsweise C3- oder C4-Alkylen (ankondensierter
5- oder 6-gliedriger Cycloaliphatischer Ring) stehen,
R5 für Wasserstoff oder C1-C6-Alkyl, vorzugsweise C1-C4-Alkyl,
R1, R2 und R5 stehen unabhängig voneinander insbesondere für Wasserstoff oder
Methyl.in which
R 1 and R 2 are independently hydrogen or C 1 -C 6 alkyl, preferably C 1 -C 4 alkyl and
R 3 and R 4 independently of one another for hydrogen or for C 1 -C 6 alkyl, preferably C 1 -C 4 alkyl, in particular methyl and / or ethyl, or R 3 and R 4 together for alkylene, preferably C 3 - or C 4 alkylene (fused-on 5- or 6-membered cycloaliphatic ring),
R 5 represents hydrogen or C 1 -C 6 alkyl, preferably C 1 -C 4 alkyl,
R 1 , R 2 and R 5 independently of one another in particular represent hydrogen or methyl.
Die Verknüpfung kann außer der stereoregulären Kopf-Schwanz Verknüpfung einen geringen Anteil Kopf-Kopf Verknüpfung aufweisen. Das Vinylcyclohexan basie rende amorphe überwiegend syndiotaktische Polymer kann über Zentren verzweigt sein und z. B. eine sternförmige Struktur besitzen.In addition to the stereoregular head-tail linkage, the linkage can unite have a small proportion of head-to-head connection. The vinylcyclohexane is based rende amorphous predominantly syndiotactic polymer can be branched through centers be and z. B. have a star-shaped structure.
Als Comonomere können bei der Polymerisation des Ausgangspolymeren (gegebenenfalls substituiertes Polystyrol) vorzugsweise verwendet und in das Poly mer miteingebaut werden: Olefine mit im allgemeinen 2 bis 10 C-Atomen, wie bei spielsweise Ethylen, Propylen, Isopren, Isobutylen, Butadien, C1-C8- vorzugsweise C1-C4-Alkylester der Acryl- bzw. Methacrylsäure, ungesättigte cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Cyclopentadien, Cyclohexen, Cyclohexadien, gegebenen falls substituiertes Norbornen, Dicyclopentadien, Dihydrocyclopentadien, gegebe nenfalls substituierte Tetracyclododecene, kernalkylierte Styrole, α-Methylstyrol, Divinylbenzol, Vinylester, Vinylsäuren, Vinylether, Vinylacetat, Vinylcyanide wie beispielsweise Acrylnitril, Methacrylnitril, Maleinsäureanhydrid und Mischungen dieser Monomere.The comonomers used in the polymerization of the starting polymer (optionally substituted polystyrene) are preferably used and also incorporated into the polymer: olefins with generally 2 to 10 carbon atoms, such as, for example, ethylene, propylene, isoprene, isobutylene, butadiene, C 1 - C 8 - preferably C 1 -C 4 alkyl esters of acrylic or methacrylic acid, unsaturated cycloaliphatic hydrocarbons, e.g. B. cyclopentadiene, cyclohexene, cyclohexadiene, optionally substituted norbornene, dicyclopentadiene, dihydrocyclopentadiene, optionally substituted tetracyclododecenes, nuclear alkylated styrenes, α-methylstyrene, divinylbenzene, vinyl esters, vinyl acids, vinyl ethers, vinyl acrylate, mixtures of methylene nitrile, vinyl nitrate, Monomers.
Als amorphe Vinylcyclohexan Polymere können auch solche mit einem syndiotakti schen Diadenanteil, ermittelt durch zwei dimensionale NMR-Spektroskopie, von 50,1 bis 74%, vorzugsweise von 52-70% eingesetzt werden. Verfahren zur Mikro strukturaufklärung anhand von 13C-1H Korrellationsspektroskopie der Methylen Kohlenstoffatome eines Polymerrückgrates sind allgemein bekannt und werden z. B. von A. M. P. Ros und O. Sudmeijer beschrieben (A. M. P. Ros, O. Sudmeijer, Int. J. Polym. Anal. Charakt. (1997), 4, 39.).Amorphous vinylcyclohexane polymers which can also be used are those with a syndiotactic diad fraction, determined by two-dimensional NMR spectroscopy, from 50.1 to 74%, preferably from 52-70%. Methods for microstructure elucidation using 13 C- 1 H correlation spectroscopy of the methylene carbon atoms of a polymer backbone are generally known and are described, for. B. by AMP Ros and O. Sudmeijer (AMP Ros, O. Sudmeijer, Int. J. Polym. Anal. Charakt. (1997), 4, 39.).
Die an diesen Substraten bestimmte Doppelbrechung, gemessenen anhand der rheo optischen Konstante CR beträgt kleiner gleich 0.3 GPa-1, der Betrag ist mehr als eine Zehnerpotenz kleiner als der für Polycarbonat (CR = + 5.4 GPa-1). Das Meßverfahren der rheooptischen Konstante ist in EP-A 0621 297 beschrieben. Die dazu benötigten planparallelen 150 bis 1000 µm-Probekörper können durch Schmelzpressen oder Filmgießen hergestellt werden. Das Material kann im Vergleich zu Polycarbonat als doppelbrechungsfrei angesehen werden.The birefringence determined on these substrates, measured on the basis of the rheo-optical constant C R, is less than or equal to 0.3 GPa -1 , the amount is more than a power of ten less than that for polycarbonate (C R = + 5.4 GPa -1 ). The measurement method of the rheo-optic constant is described in EP-A 0621 297. The plane-parallel 150 to 1000 µm specimens required for this can be produced by melt pressing or film casting. The material can be considered to be birefringent compared to polycarbonate.
Die Vinylcyclohexan(co)polymere haben im allgemeinen absolute Molekularge wichte Mw Gewichtsmittel von 1000-10000000, vorzugsweise von 60000-1000000, ganz besonders bevorzugt 70000-600000, bestimmt nach Lichtstreuung.The vinylcyclohexane (co) polymers generally have absolute molecular weights weight M w weight average of 1000-10000000, preferably of 60000-1000000, most preferably 70000-600000, determined by light scattering.
Besonders bevorzugt haben die Vinylcyclohexan-(co)polymere absolute Molekulargewichte von 100 000 bis 450 000 g/Mol. Die Molekularge wichtsverteilung ist vorzugsweise durch einen Polydispersitätsindex (PDI = Mw/Mn) von 1 bis 3 charakterisiert, wobei ein gegebenenfalls vorhandener Oligomeranteil bis zu einem Molekulargewicht von 2000 nicht zur Berechnung des Polydispersitäts index berücksichtigt wird. Ein gegebenenfalls vorhandener Oligomeranteil bis zu einem Mw von 3000 ist, bezogen auf das Gewicht des Polymers, kleiner 5%.The vinylcyclohexane (co) polymers are particularly preferred absolute Molecular weights from 100,000 to 450,000 g / mol. The molecular ge weight distribution is preferably by a polydispersity index (PDI = Mw / Mn) characterized from 1 to 3, wherein an optionally present oligomer fraction to to a molecular weight of 2000 not to calculate the polydispersity index is taken into account. Any oligomer content up to an Mw of 3000, based on the weight of the polymer, is less than 5%.
Die Copolymere können sowohl statistisch als auch als Blockcopolymere vorliegen.The copolymers can be present both statistically and as block copolymers.
Die Polymere können eine lineare Kettenstruktur besitzen als auch durch Co-Ein heiten Verzweigungsstellen aufweisen (z. B. Propfcopolymere). Die Verzweigungs zentren beinhalten z. B. sternförmige oder verzweigte Polymere. Die erfindungsge mäßen Polymere können andere geometrische Formen der primären, sekundären, tertiären, ggf. quartären Polymerstruktur aufweisen hierbei seinen genannt Helix, Doppelhelix, Faltblatt usw. bzw. Mischungen dieser Strukturen.The polymers can have a linear chain structure as well as through Co-Ein have branching points (e.g. graft copolymers). The branching centers include e.g. B. star-shaped or branched polymers. The fiction Moderate polymers can use other geometric forms of the primary, secondary, Tertiary, optionally quaternary polymer structures have what is called their helix, Double helix, leaflet etc. or mixtures of these structures.
Besonders bevorzugt sind Styrol-Isopren Copolymere, insbesondere Poly(Styrol- Block-Co-Isopren) und sternförmiges Poly(Styrol-Block-Co-Isopren).Styrene-isoprene copolymers are particularly preferred, in particular poly (styrene Block co-isoprene) and star-shaped poly (styrene block co-isoprene).
Blockcopolymere beinhalten Di-Blöcke, Tri-Blöcke, Multi-Blöcke und sternförmige Blockcopolymere.Block copolymers include di-blocks, tri-blocks, multi-blocks and star-shaped Block copolymers.
Die VCH-(Co)Polymere werden hergestellt, indem man Derivate des Styrols mit den entsprechenden Monomeren radikalisch, anionisch, kationisch, oder durch Metall komplex-Initiatoren bzw. Katalysatoren polymerisiert und die ungesättigten aromati schen Bindungen anschließend vollständig oder teilweise hydriert (vgl. z. B. WO 94/21694, EP-A 322 731).The VCH (co) polymers are made by using derivatives of styrene with the corresponding monomers radical, anionic, cationic, or by metal Complex initiators or catalysts polymerized and the unsaturated aromati then fully or partially hydrogenated bonds (see, e.g., WO 94/21694, EP-A 322 731).
Die VCH-(Co)Polymere lassen sich beispielsweise ferner herstellen durch Hydrie rung aromatischer Polystyrole bzw. deren Derivate in Gegenwart eines Katalysators, wobei als Lösungsmittel ein Ether, welcher kein α-Wasserstoff-Atom an einem zur Etherfunktion benachbarten Kohlenstoffatom besitzt, oder ein Gemisch solcher Ether oder ein Gemisch mindestens eines der genannten Ether mit für Hydrierreaktionen geeigneten Lösungsmitteln.The VCH (co) polymers can also be produced, for example, by hydration tion of aromatic polystyrenes or their derivatives in the presence of a catalyst, where as the solvent is an ether which has no α-hydrogen atom on one Has adjacent carbon atom ether function, or a mixture of such ethers or a mixture of at least one of the ethers mentioned with for hydrogenation reactions suitable solvents.
Die Hydrierung der Ausgangspolymere wird nach allgemein bekannten Methoden durchgeführt (z. B. WO 94/21 694, WO 96/34 895, EP-A-322 731). A1s Katalysa toren können eine Vielzahl von bekannten Hydrierkatalysatoren eingesetzt werden. Bevorzugte Metallkatalysatoren sind beispielsweise in WO 94/21 694 oder WO 96/34 896 genannt. Als Katalysator kann jeder für Hydrierreaktion bekannter Kataly sator eingesetzt werden. Geeignet sind Katalysatoren mit großer Oberfläche (z. B. 100-600 m2/g) und kleinem mittleren Porendurchmesser (z. B. 20-500 Å). Weiter hin sind auch Katalysatoren mit kleiner Oberfläche (z. B. ≧ 10 m2/g) und großen mittleren Porendurchmessern geeignet, die dadurch charakterisiert sind, daß 98% des Porenvolumens, Poren mit Porendurchmessern größer 600 Å aufweisen (z. B. ca. 1000-4000 Å) (vgl. z. B. US-A 5.654.253, US-A 5.612.422, JP-A 03076706). Ins besondere werden Raney-Nickel, Nickel auf Siliciumdioxid oder Siliciumdi oxid/Aluminiumoxid, Nickel auf Kohlenstoff als Träger und/oder Edelmetallkata lysatoren, z. B. Pt, Ru, Rh, Pd, verwendet.The hydrogenation of the starting polymers is carried out according to generally known methods (for example WO 94/21 694, WO 96/34 895, EP-A-322 731). A1s catalysts can be used in a variety of known hydrogenation catalysts. Preferred metal catalysts are mentioned, for example, in WO 94/21 694 or WO 96/34 896. Any catalyst known for the hydrogenation reaction can be used as the catalyst. Catalysts with a large surface area (for example 100-600 m 2 / g) and a small average pore diameter (for example 20-500 Å) are suitable. Furthermore, catalysts with a small surface area (e.g. ≧ 10 m 2 / g) and large average pore diameters are suitable, which are characterized in that 98% of the pore volume has pores with pore diameters greater than 600 Å (e.g. approx 1000-4000 Å) (see e.g. US-A 5,654,253, US-A 5,612,422, JP-A 03076706). In particular, Raney nickel, nickel on silicon dioxide or Siliciumdi oxide / aluminum oxide, nickel on carbon as a carrier and / or precious metal catalysts, z. B. Pt, Ru, Rh, Pd used.
Die Reaktion wird im allgemeinen bei Temperaturen zwischen 0 und 500°C, vor zugsweise zwischen 20 und 250°C, insbesondere zwischen 60 und 200°C, durchge führt.The reaction is generally carried out at temperatures between 0 and 500 ° C preferably between 20 and 250 ° C, especially between 60 and 200 ° C leads.
Die für Hydrierreaktionen üblichen Lösungsmitteln verwendbaren Lösungsmitteln sind beispielsweise in DE-AS 11 31 885 beschrieben (siehe oben).The solvents which are customary for hydrogenation reactions are described for example in DE-AS 11 31 885 (see above).
Die Reaktion wird im allgemeinen bei Drücken von 1 bar bis 1000 bar, vorzugsweise 20 bis 300 bar, insbesondere 40 bis 200 bar, durchgeführt.The reaction is generally preferred at pressures from 1 bar to 1000 bar 20 to 300 bar, in particular 40 to 200 bar, carried out.
Die Substrate werden aus den thermoplastischen Formmassen, enthaltend Mono- und/oder Copolymere basierend auf Vinylcyclohexan und gegebenenfalls weitere übliche Additive, wie Verarbeitungshilfsmittel, Stabilisatoren, hergestellt, indem die Formmassen bei Temperaturen größer 280°C verarbeitet werden. The substrates are made from the thermoplastic molding compositions containing mono- and / or copolymers based on vinylcyclohexane and optionally others Common additives, such as processing aids, stabilizers, made by the Molding compounds can be processed at temperatures above 280 ° C.
Der 40 l Autoklave wird mit Inertgas (Stickstoff) gespült. Die Polymerlösung und der Katalysator werden zugegeben (Tabelle 1). Nach dem Verschließen wird mehr mals mit Schutzgas dann mit Wasserstoff beaufschlagt. Nach dem Entspannen wird der jeweilige Wasserstoffdruck eingestellt und unter Rühren auf die entsprechende Reaktionstemperatur geheizt. Der Reaktionsdruck wird nach Einsetzen der Wasser stoffaufnahme konstant gehalten. Die Reaktionszeit ist definiert vom Aufheizen des Ansatzes bis zu der Zeit, wenn die Wasserstoffaufnahme ihrem Sättigungswert zustrebt.The 40 l autoclave is flushed with inert gas (nitrogen). The polymer solution and the catalyst is added (Table 1). After closing, more will be added then exposed to hydrogen with protective gas. After relaxing the respective hydrogen pressure is set and while stirring to the corresponding one Heated reaction temperature. The reaction pressure is increased after the water material absorption kept constant. The reaction time is defined by the heating of the Approach up to the time when the hydrogen intake reaches its saturation level strives.
Nach beendeter Reaktion wird die Polymerlösung filtriert. Das Produkt wird vom Lösungsmittel befreit und zu Granulat verarbeitet.When the reaction has ended, the polymer solution is filtered. The product is from Solvent freed and processed into granules.
Aus dem Granulat werden im Spritzguß z. B. Schulterstäbe, optische Platten und weitere Probekörper zur Ermittlung der physikalischen Eigenschaften hergestellt (Tabelle 2). From the granules, z. B. shouldersticks, optical plates and further test specimens were produced to determine the physical properties (Table 2).
Die Synthesen werden mit Standard Inertgastechniken durchgeführt. 138 kg abs. Cyclohexan werden in einem 250 l Reaktor vorgelegt. 6,3 kg abs. Styrol werden bei Raumtemperatur in den Reaktor gegeben. Die Temperatur wird auf 55°C erhöht, 102 ml (0,255 mol) n-Butyllithium (23% in n-Hexan) werden in den Reaktor gege ben. Die Reaktionsmischung wird auf 70°C erwärmt und 30 Minuten gerührt.The syntheses are carried out using standard inert gas techniques. 138 kg abs. Cyclohexane are placed in a 250 l reactor. 6.3 kg abs. Styrene are at Added room temperature to the reactor. The temperature is raised to 55 ° C, 102 ml (0.255 mol) of n-butyllithium (23% in n-hexane) are added to the reactor ben. The reaction mixture is heated to 70 ° C. and stirred for 30 minutes.
1,4 kg abs. Isopren und 6,3 kg abs. Styrol werden gleichzeitig in den Reaktor ge geben. Die Mischung wird 2 Stunden bei 70°C gehalten. Die Reaktionslösung wird auf Raumtemperatur gekühlt und eine Lösung von 10 g 2-Propanol in 500 g Cyclo hexan wird zugegeben. Die Polymerlösung wird auf 16,6 Gew.-% bei 40 bis 45°C am Vakuum konzentriert. 1.4 kg abs. Isoprene and 6.3 kg abs. Styrene are simultaneously in the reactor give. The mixture is kept at 70 ° C. for 2 hours. The reaction solution is cooled to room temperature and a solution of 10 g of 2-propanol in 500 g of cyclo hexane is added. The polymer solution is at 16.6 wt .-% at 40 to 45 ° C. concentrated in a vacuum.
22 kg der Polymerlösung (Beispiel 2) werden in einen 40 l Autoklaven unter Stick stoff überführt. Nach Zugabe von 421,5 g Ni-5136 P (Engelhard) wird der Autoklave mehrmals mit Stickstoff und Wasserstoff beaufschlagt. Die Reaktionslösung wird bei 100 bar auf 170°C augeheizt. Die Reaktion wird nach der Aufheizphase durch eine Druckautomatik bei 150 bar bis zur Druckkonstants gefahren und zwei Stunden nachgerührt.22 kg of the polymer solution (Example 2) are placed in a 40 l autoclave under a stick transferred fabric. After adding 421.5 g of Ni-5136 P (Engelhard) the autoclave charged several times with nitrogen and hydrogen. The reaction solution is at 100 bar heated to 170 ° C. After the heating phase, the reaction is started by a Automatic pressure at 150 bar up to pressure constant and two hours stirred.
Der Katalysator wird von der Polymerlösung filtriert. Die Polymerlösung wird mit
4000 ppm Irganox XP 420 FF (Ciba Geigy, Basel, Schweiz) stabilisiert, bei 240°C
vom Lösungsmittel befreit und als Granulat weiterverarbeitet.
The catalyst is filtered from the polymer solution. The polymer solution is stabilized with 4000 ppm Irganox XP 420 FF (Ciba Geigy, Basel, Switzerland), freed from the solvent at 240 ° C and further processed as granules.
Als Vergleichsbeispiel A wird ein CD-Rohling (CD-Substrat), hergestellt aus einem Bisphenol A-Polycarbonat (Makrolon CD 2005, Bayer AG, Leverkusen, Deutschland), und als Beispiele B und C CD-Rohlinge, hergestellt aus auf Poly vinylcyclohexan basierenden Polymeren gemäß Beispiel 1 und 3, eingesetzt. Die CD-Rohlinge werden auf einer Spritzgußmaschine der Firma Netstal, Typ Diskjet 600 hergestellt. Die CD-Rohlinge gemäß Beispiel B und C zeigen im Vergleich zum gängigen Substratmaterial gemäß Vergleichsbeispiel A (Tabelle 2) für die Ver wendung als optische Speichermedien hoher Dichte, die wichtige Kombination aus kleinem Trägheitsmoment, geringer Wasseraufnahme, hoher Dimensionsstabilität (hohes E-Modul), kleiner spezifischer Dichte, niedrige Differenz des Gangunter schieds in Abhängigkeit des Einfallwinkels des Lichts, hohe optische Transparenz bei kurzen und langen Wellenlängen, sowie geringe Doppelbrechung bei gleichzeitig vorhandener hoher Wärmeformbeständigkeit. Beispiel C zeigt eine weiter optimierte Rheooptische Konstante CR, bei sehr kleiner Differenz des Gangunterschieds in Abhängigkeit des Einfallwinkels des Lichts und weist eine Glastemperatur auf dem Niveau von Polycarbonat auf.As a comparative example A, a blank CD (CD substrate) is produced from one Bisphenol A polycarbonate (Makrolon CD 2005, Bayer AG, Leverkusen, Germany), and as examples B and C CD blanks made of poly vinylcyclohexane-based polymers according to Examples 1 and 3, used. The Blank CDs are made on an injection molding machine from Netstal, type Diskjet 600 manufactured. The CD blanks according to Example B and C show in comparison to common substrate material according to Comparative Example A (Table 2) for Ver as an optical storage medium of high density, the important combination of low moment of inertia, low water absorption, high dimensional stability (high modulus of elasticity), low specific density, low difference of the gear under different depending on the angle of incidence of light, high optical transparency at short and long wavelengths, as well as low birefringence at the same time existing high heat resistance. Example C shows a further optimized one Rheo-optic constant CR, with a very small difference in the path difference in Dependence of the angle of incidence of the light and has a glass temperature on the Level of polycarbonate.
Claims (6)
in welche
R1 und R2 unabhängig voneinander für Wasserstoff oder C1-C6-Alkyl stehen und
R3 und R4 unabhängig voneinander für Wasserstoff oder C1-C6-Alkyl stehen oder R3 und R4 gemeinsam für Alkylen stehen,
R5 für Wasserstoff oder C1-C6-Alkyl steht.4. Substrates according to claims 1 to 3, based on one or a mixture of vinylcyclohexane (co) polymers of the recurring structural unit of the formula (I)
in which
R 1 and R 2 are independently hydrogen or C 1 -C 6 alkyl and
R 3 and R 4 independently of one another represent hydrogen or C 1 -C 6 alkyl or R 3 and R 4 together represent alkylene,
R 5 represents hydrogen or C 1 -C 6 alkyl.
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