DE3731514A1

DE3731514A1 - Optisches informationsaufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3731514A1
Application number: DE19873731514
Authority: DE
Inventors: Keiichi Nito; Tohru Nagai; Tsutomu Noguchi; Mayumi Miyashita; Junetsu Seto; Katsumi Kohno
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-09-20
Filing date: 1987-09-18
Publication date: 1988-03-24
Anticipated expiration: 2007-09-19
Also published as: KR960006305B1; DE3731514C2; GB2197345A; FR2604279A1; FR2604279B1; GB2197345B; JP2530324B2; US5993971A; GB8721956D0; KR880004447A; JPS6377932A

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium, wie magneto-optische Aufnahmeplatten, optische Platten zum einmaligen Beschreiben, Compact-Disks und dergleichen und insbesondere ein verbessertes Polycarbonatharz, das als Substratmaterial für diese Aufzeichnungsmedien verwendet wird.

Das optische Aufzeichnungssystem zeichnet sich durch solche Eigenschaften oder Vorteile, wie Handlichkeit, aus, die eine kontaktlose Aufzeichnung und Wiedergabe, hohe Beständigkeit gegenüber Schmutz oder Kratern und ein Speichervermögen, das mehrere 10- oder 100-mal größer als das von magnetischen Aufzeichnungssystemen ist, ermöglicht. Es wird nicht nur für sogenannte Compact-Disks, wobei Tonsignale oder Videosignale digital aufgezeichnet werden, oder für Video-Disks verwendet, sondern nimmt man auch an, daß es bei der Ablage von Codeinformationen oder bei Bildinformationen jeweils mit einem großen Speichervermögen verwendet werden kann.

Unter den optischen Informationsaufzeichnungsmedien gibt es eine große Vielfalt von optischen Platten zum einmaligen Beschreiben oder magneto-optische Platten, die nicht zu den vorgenannten Compact-Disks gehören, wobei jede dieser Arten eine auf einem durchsichtigen Substrat gebildete optische Informationsaufzeichnungsschicht besitzt, so daß man davon ausgehen kann, das verschiedene Eigenschaften für das Substratmaterial erforderlich sind. So sind beispielsweise die folgenden Eigenschaften unerläßlich:

(1) das Material muß eine Wärmebeständigkeit zum Zeitpunkt des Schmelzverformens aufweisen und mit Leichtigkeit geformt werden können;
(2) das Material darf sich nach dem Formen in Platten nicht verformen oder in seiner Qualität ändern;
(3) das Material muß hervorragende mechanische Eigenschaften aufweisen;
(4) das Material soll eine geringe Doppelbrechung aufweisen, die beispielsweise durch molekulare Orientierung verursacht wird und somit eine wichtige Rolle während der Aufzeichnung und Wiedergabe einnimmt.

Als Materialien, die diesen Anforderungen entsprechen, können Polymethylmethacrylatharze, Polycarbonatharze, Polymethylpentenharze oder Polystyrolharze usw. genannt werden.

Unter diesen zeigt das Polycarbonatharz hinsichtlich der Punkte (1) bis (3) die besten Eigenschaften und es ist daher das aussichtsreichste Substratmaterial für optische Informationsmedien. Zum Beispiel sind in den japanischen Offenlegungsschriften Nos. 60-155424, 61-4726, 61-16962, 61-19656, 61-55116 und 61-55117 optische Platten aus Polycarbonatharzen beschrieben.

Das Polycarbonatharz hat jedoch den Nachteil, daß es aufgrund seiner molekularen Struktur eine große Doppelbrechung zum Zeitpunkt des Plattenformens aufweist. Es ist insbesondere für eine magneto-optische Platte unerläßlich, beispielsweise die in dem transparenten Substrat hervorgerufene Doppelbrechung soweit wie möglich zu vermindern, da das Auftreten der Doppelbrechung ein ernsthaftes Problem für ein solches Material darstellt.

Um daher gute Verwendungsmöglichkeiten des Polycarbonatharzes als durchsichtiges Substrat jener Art zu gewährleisten, muß man einen Weg finden, die Doppelbrechung während des Verformens zu vermindern.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Ursache der Doppelbrechung zu klären, die aus dem Polycarbonat selbst resultiert und diese zu unterdrücken. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium zu schaffen, das ausgezeichnete mechanische und Verformungseigenschaften aufweist und dessen Geräuschpegel niedrig ist.

Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 den Vergleich der Molekulargewichtsverteilung vor und nach dem Reinigen eines Polycarbonatharzes,

Fig. 2 die Veränderung der Molekulargewichtsverteilung, die sich während des Erwärmens des Polycarbonatharzes einstellt,

Fig. 3 die Veränderung des Molekulargewichts in Abhängigkeit von verschiedenen Gehalten an Anteilen mit niedrigem Molekulargewicht im Polycarbonatharz, und

Fig. 4 die Veränderung der Glasumwandlungstemperatur in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Gehalten der Anteile mit niedrigem Molekulargewicht im Polycarbonatharz.

Es hat sich nun bei der Untersuchung der Ursache der Doppelbrechung im Polycarbonatsubstrat gezeigt, daß dafür zwei herausragende Gründe verantwortlich sind. Zunächst einmal haben die Erfinder für die Doppelbrechung, die auf der gesamten Oberfläche des Substrates auftritt, festgestellt, daß die Doppelbrechung durch die Orientierung des Polycarbonatmoleküls zum Zeitpunkt der Substratverformung hervorgerufen wird und daß einer der Gründe darin zu sehen ist, daß es zu einer inneren Verzerrung zum Zeitpunkt des Abkühlens und der Entnahme während der Substratverformung kommt. Man kann die Doppelbrechung dieser Art herabsetzen, indem man geeignetere Verformungsbedingungen wählt, wodurch es möglich wird, ein Harz mit geringer Doppelbrechung auf der gesamten Oberfläche des Substrates herzustellen.

Man hat zweitens eine abnormale Doppelbrechung festgestellt, die teilweise im Substrat auftritt, wodurch sich die Anzahl an Fehlern erhöht. Die abnormale Doppelbrechung wird durch das Vorhandensein fremder Materialien innerhalb oder in der Nähe der Substratoberfläche hervorgerufen, wobei von diesen fremden Materialien beispielsweise jene, die durch das Einmischen eines Teils des Materials einer Verformungsvorrichtung bildet, entfernt werden könnte, indem man eine Oberflächenbehandlung der Verformungsvorrichtung durchführt.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die nur teilweise auftretende abnormale Doppelbrechung nicht nur durch das Vermischen mit dem Material der Verformungsvorrichtung hervorgerufen wird, sondern ebenfalls ein Faktor des Polycarbonats selbst darstellt.

Bei der sorgfältigen Untersuchung zur Klärung des Auftretens der Doppelbrechung, die teilweise während einer langen Zeit auftritt, haben die Erfinder festgestellt, daß die auf dem Markt befindlichen Polycarbonatharze 4 bis 6% von Anteilen mit einem unter Bezugnahme eines Polystyrolmolekulargewichts gemessenen gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht mehr als 3500 enthalten. Man hat festgestellt, daß diese niedrigmolekularen Anteile während der Herstellung eines Aufzeichnungsmediums zum Zeitpunkt des Substratverformens segregieren, was dazu führt, daß es zu einer abnormalen Doppelbrechung kommt, wodurch Rauschsignale erzeugt werden.

Die Erfindung betreffend ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium mit einer auf einem durchsichtigen Substrat vorhandenen optischen Informationsaufzeichnungsschicht wurde auf der Grundlage dieses Wissens aufgebaut. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das durchsichtige Substrat aus einem Harzmaterial hergestellt ist, das hauptsächlich aus einem Polycarbonatharz besteht, das nicht mehr als 4 Gew.-% niedrigmolekularer Anteile mit einem unter Bezugnahme eines Polystyrols gemessenen gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht mehr als 3500 enthält.

Bei dem erfindungsgemäßen optischen Informationsaufzeichnungsmedium wird das als Substratmaterial verwendete Polycarbonatharz nach dem Phosgen- Verfahren hergestellt, bei dem eine zweiwertige Phenolverbindung mit Phosgen in Gegenwart eines sauren Bindemittels und eines Lösungsmittels umsetzt wird. Die Polycarbonatharze schließen verzweigte Polycarbonatharze unter Verwendung von multifunktionellen organischen Verbindungen mit mehr als drei Funktionalitäten mit einer phenolischen Hydroxylgruppe als Verzweigungsmittel, ein langkettiges Alkyl-terminiertes Polycarbonatharz mit einer einfunktionellen organischen Verbindung, wie ein langkettiges Alkylsäurechlorid oder ein langkettiger Alkylester, der mit Phenol als Terminator substituiert ist, ein langkettiges Alkyl-terminiertes und verzweigtes Polycarbonatharz mit dem vorgenannten Verzweigungsmittel und Terminator sowie eine Mischung aus diesen Verbindungen, die nicht zu den gewöhnlichen Polycarbonatharzen gehören. Das zum Zeitpunkt des Substratverformens verwendete Polycarbonatharz besitzt ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 10000 bis 100000. Beispiele für zweiwertige phenolische Verbindungen, die zu einem Polycarbonat führen, sind Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl) ethan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)butan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3,5-dibromphenyl)- propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3,5-dichlorphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3- bromphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-chlorphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxy- 3,5-dimethylphenyl)propan, Bis(4-hydroxyphenyl)ether, Bis(4-hydroxyphenyl) sulfon, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfid, Bis(4-hydroxyphenyl)keton, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethan, Bis(4- hydroxyphenyl)diphenylmethan und dergleichen.

Als Verzweigungsmittel werden andererseits beispielsweise Polyhydroxyverbindungen, wie Phloroglucin, 2,6-Dimethyl-2,4,6-tri(4-hydroxyphenyl)3-hepten, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri(4-hydroxyphenyl)2-hepten, 1,3,5-Tri(2-hydroxyphenyl)benzol, 1,1,1-Tri(4-hydroxyphenyl)ethan, 2,6-Bis(2-hydroxy-5-methyl- benzyl)-4-methylphenol, α,α′,α″-Tri(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-triisopropylbenzol und 3,3-Bis(4-hydroxyaryl)oxyindol, 5-Chlorisatin, 5,7-Dichlorisatin, 5- Bromisatin und dergleichen.

Zu den Beispielen einer als Terminator verwendeten einfunktionalen organischen Verbindung zählen Fettsäurechloride, wie Caprylchlorid, Laurylchlorid, Myristylchlorid, Palmitoylchlorid, Stearylchlorid, Cerotylchlorid, Fettsäuren, wie Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Cerotinsäure, langkettige Alkylpermutationsphenole, wie Octylphenol, Nonylphenol, Laurylphenol, ein Phenol der Palmitinsäure, ein Phenol der Stearinsäure, langkettige Alkylesterhydroxybenzoate, wie Octylhydroxybenzoat, ein Laurylhydroxybenzoat, ein Nonylhydroxybenzoat, ein Stearylhydroxybenzoat und dergleichen.

Die vorgenannten Polycarbonatharze werden gereinigt und man verwendet insbesondere als Substratmaterial für optische Informationsaufzeichnungsmedien Harze, ohne Gehalt an Anteilen mit einem unter Bezugnahme eines Polystyrolmolekulargewichts gemessenen gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht mehr als 3500.

Wenn man beispielsweise die Verteilung des Molekulargewichts eines auf dem Markt befindlichen Polycarbonatharzes betrachtet, so ergibt sich die in Fig. 1 gezeigte durchgezogene Linie, wobei ein kleiner Peak in der Nähe des unter Bezugnahme eines Polystyrolmolekulargewichts von 2000 gemessenen gewichtsmittleren Molekulargewichts beobachtet wird. Es hat sich bei Experimenten herausgestellt, daß, wenn ein Polycarbonat, das diese Elemente mit niedrigem Molekulargewicht enthält, als Substratmaterial für magneto-optische Aufzeichnungsplatten verwendet wird, diese Anteile mit niedrigem Molekulargewicht segregieren und auf der Oberfläche des Plattensubstrats kondensieren, wobei sich dann sogenannte durchsichtige Flecken bilden, wodurch eine abnormale Doppelbrechung hervorgerufen wird. Je weniger man von diesen Anteilen mit niedrigem Molekulargewicht einsetzt, umso geringer wird die abnormale Doppelbrechung. Um nun erfindungsgemäß die abnormale Doppelbrechung zu unterdrücken, werden die Gehalte der niedrigmolekularen Anteile mit einem unter Bezugnahme eines Polystyrolmolekulargewichts gemessenen gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht mehr als 3500 auf diesen gewünschten Wert eingeschränkt. Es sei hier festgestellt, daß man das einzuschränkende Molekulargewicht der Anteile mit niedrigem Molekulargewicht unter dem Gesichtspunkt auf ein unter Bezugnahme eines Polystyrolmolekulargewichts gemessenes gewichtsmittleres Molekulargewicht von nicht mehr als 3500 festgesetzt hat, da ein gewisser Bereich bei der Verteilung dieser Anteile mit niedrigem Molekulargewicht vorliegt. Um nun diese Anteile entsprechend dem in Fig. 1 gezeigten Peak auszuschließen, ist es daher bevorzugt, das Material derart zu reinigen, daß die Anteile mit dem Molekulargewicht von nicht mehr als 3500 nicht mehr als den vorgeschriebenen Wert erreichen.

Die Gehalte der Anteile mit niedrigem Molekulargewicht werden außerdem im Zustand des Verformens in ein Substrat für ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium, d. h. eine optische Platte, geschätzt. Dies ist auf den Anstieg der Anteile mit niedrigem Molekulargewicht, was durch die Wärmebehandlung verursacht wird, zurückzuführen (siehe Fig. 2). Diese Figur verdeutlicht die Variation der Molekulargewichtsverteilung, wenn das Substrat unter Verwendung eines Polycarbonatharzpellets, worin sich keine Anteile mit niedrigem Molekulargewicht befinden, verformt wird. Die Anteile mit niedrigem Molekulargewicht vergrößern sich tatsächlich in dem bei einer Temperatur von 345°C (gezeigt durch die Linie b in Fig. 2) verformten Substrats oder in einem, das bei einer Temperatur von 363°C (verdeutlicht durch die gestrichelte Linie c in Fig. 2) verformt wird, im Vergleich mit dem Pellet (siehe Linie a in Fig. 2) erniedrigt.

Unter dieser Voraussetzung ist es erfindungsgemäß erforderlich, die Gehalte an Anteile mit niedrigem Molekulargewicht mit einem unter Bezugnahme eines Polystyrolmolekulargewichts gemessenen gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht mehr als 3500 in dem Polycarbonatharz als Substratmaterial auf nicht mehr als 4 Gew.-% im Zustand des Verformens des Substrates festzusetzen. Je geringer die Anteile mit niedrigem Molekulargewicht werden, umso weniger kommt es zum Auftreten der Doppelbrechung, so daß die Menge für den praktischen Gebrauch unterhalb 4 Gew.-%, vorzugsweise 3 Gew.-% beträgt. Wenn die Gehalte an Anteile mit niedrigem Molekulargewicht mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 3500 den Wert von 4 Gew.-% überschreiten, kommt es häufig zum Auftreten der abnormalen Doppelbrechung, so daß man dieses Material als Substrat für optische Platten nicht verwenden kann.

Um daher die Gehalte an Anteile mit niedrigem Molekulargewicht in den Substratmaterialien herabzusetzen, ist es notwendig, das zu verwendende Polycarbonatharz vorher zu reinigen, um somit die Anteile mit niedrigem Molekulargewicht einzuschränken. Es sind verschiedene Reinigungsverfahren für Polycarbonatharze bekannt, wobei beispielsweise ein Ausfällungsverfahren angewendet werden kann.

Man kann einerseits ein Material, das schon einmal zu einem Pellet verarbeitet wurde, reinigen oder andererseits ein Material direkt reinigen, das während der letzten Stufe des Phosgen-Verfahrens in Methylchlorid gelöst wurde.

Im ersteren Fall gibt man unter Bildung eines Pellets ein Antioxidans oder ein Lösungsmittel zu einem Pulver aus Polycarbonatharz, das man nach dem Phosgen- Verfahren hergestellt hat, löst es in einem guten Lösungsmittel, wie Methylenchlorid oder Dioxan, und gibt die Lösung unter Bildung eines Polymerniederschlags in ein schlechtes Lösungsmittel, wie Methanol oder Ethanol. Nach dem Abfiltrieren und Trocknen erhält man das Pulver aus Polycarbonatharz und pelletisiert es wieder unter Bildung eines Polycarbonatharzpellets.

Im letzteren Fall gestalten sich die Verfahrensschritte folgendermaßen. Zunächst bläst man Phosgen in eine Mischung aus beispielsweise einem Bisphenol A, einer alkalischen Lösung und Methylchlorid und fügt nach der Polykondensationsreaktion einen Terminator hinzu, um somit die Umsetzung zu beenden. Damit trennt man die Methylenchloridphase, worin das Polycarbonat gelöst ist, ab, wiederholt den Waschvorgang und entfernt das Natriumchlorid, den Terminator oder die Alkalielemente. Man gibt zu der Methylenchloridphase direkt ein schlechtes Lösungsmittel und erhält somit das Polymerpräzipitat, filtriert dann und trocknet, um somit die nichtumgesetzten Monomere oder Carbonatoligomere unter Bildung eines Polycarbonatharzpulvers zu entfernen. Man pelletisiert dann anschließend unter Bildung eines Polycarbonatharzpellets.

Das in dieser Weise erhaltene Polycarbonatharzpellet enthält sehr geringe Anteile mit niedrigen Molekulargewichten, wie dies in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie verdeutlicht ist, und man kann durch Spritzgießen ein Substrat mit geringen Anteilen mit niedrigem Molekulargewicht formen.

Bei den Anteilen mit niedrigem Molekulargewicht mit einem unter Bezugnahme eines Polystyrolmolekulargewichts gemessenen gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht mehr als 3500 in einem Polycarbonatharz wird bei der Verarbeitung in das Substrat eine teilweise Segregation bewirkt, so daß sich ein sogenannter durchsichtiger Fleck bildet. Durch solche transparente Flecke treten beispielsweise ein Burst-Fehler auf.

Die Gehalte an Anteilen mit niedrigem Molekulargewicht mit Molekulargewichten von nicht mehr als 3500 im Substrat sind auf einen Wert von nicht mehr als 4 Gew.-% beschränkt, um somit das Auftreten einer abnormalen Doppelbrechung zu vermindern und den Rauschpegel herabzusetzen.

Die Verminderung der Anteile mit niedrigen Molekulargewichten dient also in wirkungsvoller Weise dazu, die Auflösung der Wärmebeständigkeit zum Zeitpunkt des Schmelzens des Polycarbonatharzes und die Wärmeumwandlungstemperatur nach dem Schmelzen zu verbessern.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)

Man verwendet zunächst unter den ungereinigten Polycarbonatharzen solche, die verschiedene Gehalte an Anteilen mit niedrigem Molekulargewicht mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht, das unter Bezugnahme eines Polystyrolmolekulargewichts gemessen wurde von nicht mehr als 3500, aufweisen und formt somit zwei Arten von optischen Plattensubstraten und berechnet das CN- Verhältnis dieser Substrate. In diesem Fall betragen die entsprechenden Gehalte der in dem das Substrat bildende Polycarbonatharz enthaltenen Anteile mit niedrigem Molekulargewicht 5,5 Gew.-% bzw. 4,8 Gew.-%.

Nachdem man das CN-Verhältnis der Substrate mit einem Träger-Signal von 20 kHz und 100 kHz gemessen hat, wird festgestellt, daß das Substrat mit weniger Anteilen mit niedrigem Molekulargewicht ein besseres CN-Verhältnis von 2 bis 3,5 dB aufweist.

Jedoch hat man bei der Untersuchung der Oberfläche der Substrate mit einem Polarisationsmikroskop durchsichtige Punkte von einigen µm bis einigen zehn µm Größe gefunden, wodurch sich die das Vorhandensein der abnormalen Doppelbrechung bestätigt hat.

Beispiel 2

Die Tatsache, daß die Beispiele mit niedrigem Molekulargewicht einen bemerkenswerten Einfluß auf die abnormale Doppelbrechung ausüben, wurde durch das vorangegangene Beispiel 1 verdeutlicht. Deshalb soll in diesem Beispiel gezeigt werden, welche Arten von Verbindungen die Anteile mit niedrigen Molekulargewichten im Polycarbonatharz bilden.

Zunächst einmal mißt man die Molekulargewichtsverteilung der auf dem Markt befindlichen Polycarbonatharze durch eine Gelpermeationschromatographie (GPC), (gepacktes Säurematerial: Shodex A-800P + A-804, Lösungsmittel: Tetrahydrofuran) und bestimmt mittels Gaschromatographieanalyse, kernmagnetische Resonanzspektroskopie (¹H-NMR, ¹³C-NMR) und Infrarotspektroskopie die Beschaffenheit der Anteile mit einer unter Bezugnahme eines Polystyrolmolekulargewichts gemessenen gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht mehr als 3500.

Daraus hat sich ergeben, daß ein Bisphenol A, welches ein Rohmaterial des Polycarbonatharzes darstellt, ein Carbonatoligomer, dessen beide Enden mit einem Phenolinduktionsmittel versehen sind und ein gehindertes Phenol, das wohl ein Antioxidant sein soll, und dergleichen vorhanden sind. Die Strukturformeln sehen folgendermaßen aus:

I) Bisphenol

II) Carbonatoligomer

[mit der Maßgabe, daß m 1 und R ein Phenolinduktionsmittel, wie

bedeutet,

III) Gehindertes Phenol

Beispiel 3 (Ausführungsform)

Da die auf der Substratoberfläche vorkommenden Fremdmaterialien Anteile mit niedrigen Molekulargewichten, die im Polycarbonatharz enthalten sind, darstellen und der Rauschpegel herabgesetzt wird, wenn geringe Anteile mit niedrigem Molekulargewicht darin enthalten sind, wird eine weitere Verminderung dieser Materialien vorgenommen.

Zunächst schmilzt man 1 kg auf dem Markt befindliches Polycarbonatharz in 29 Liter Dioxan, erhitzt es auf eine Temperatur von 80°C, gibt nach und nach unter Rühren 20 Liter Ethanol hinzu und filtriert die präzipitierten Elemente mit hochmolekularem Gewicht, um somit die Anteile mit niedrigem Molekulargewicht auszuschließen. Dann trocknet man das gereinigte Polycarbonatharz bei vermindertem Druck während 10 Stunden bei einer Temperatur von 120°C, um somit das restliche Dioxan und Ethanol zu vertreiben. Die in dieser Weise erhaltenen Pulver schmilzt man, pelletiert sie und verwendet sie als Proben zum Formen eines Substrats.

Durch diese Reinigung setzt man die Menge der Anteile mit niedrigem Molekulargewicht mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht mehr als 3500, das unter Bezugnahme eines Polystyrolmolekulargewichtes gemessen wird, von zunächst 5,5 Gew.-% auf 0,8 Gew.-% herab, wodurch fast das gesamte Carbonatoligomer (1 m 4), das Bisphenol A und das gehinderte Phenol ausgeschlossen werden.

Man formt nach dem Spritzgußverfahren unter Verwendung von Polycarbonatharzpellets, deren Anteile mit niedrigem Molekulargewicht auf einen Wert von 0,8 Gew.-% herabgesetzt wurde, ein Substrat für eine optische Platte.

Wenn man die in dieser Weise erhaltene Substratoberfläche mit einem Polarisationsmikroskop untersucht, so stellt man weder leuchtende Punkte noch durchsichtiges fremdes Material auf der Substratoberfläche fest, wobei um diese Materialien herum keine abnormale Doppelbrechung auftritt.

Beispiel 4

Die Ergebnisse dieser Versuche zeigen, daß die Verminderung der Gehalte an Anteilen mit niedrigem Molekulargewicht in dem Polycarbonatharz auf wirkungsvolle Weise die abnormale Doppelbrechung verhindert. Im folgenden werden nun die Wirkungen der Anteile mit niedrigem Molekulargewicht auf die thermischen Zersetzungseigenschaften, die Wärmeübergangsbeständigkeit und die Schlagfestigkeit und dergleichen untersucht.

Die Hydrolyse des Polycarbonatharzes durch Phenole wurde bereits von B.M. Kovarskaya, et al in Poly. Sci. USSR, 4 (6), 1346 (1963) untersucht, jedoch gibt es kein Beispiel dafür, worin Anteile mit niedrigen Molekulargewichten in Polycarbonatharzen systematisch zur Untersuchung der Wärmezersetzung analysiert werden.

In diesem Beispiel wird deshalb die thermische Zersetzung untersucht.

Das im Polycarbonatharz enthaltene Bisphenol A hydrolisiert beispielsweise das Polycarbonat während einer Wärmebehandlung, wie Pelletisieren oder Spritzgießen, unter Bildung eines anderen Bisphenols A als Zersetzungsprodukt, wobei die Hydrolyse weiterhin beschleunigt wird. Es wird daher angenommen, daß die Hydrolyse auf wirkungsvolle Weise durch eine Reinigung unterdrückt werden kann, wobei die Anteile mit niedrigem Molekulargewicht eingeschränkt werden.

Man untersucht das thermische Zersetzungsverhalten (Brechen der Molekülketten) des Polycarbonatharzes bei einer Temperatur von 360°C von Polycarbonatproben, die verschiedene Mengen von niedrigmolekularen Anteilen enthalten. Das Ergebnis ist der Fig. 3 zu entnehmen. Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß die Veränderungen des Molekulargewichts durch das Verhältnis Mw(t)/Mw(o), wobei Mw(o) das mittlere Molekulargewicht vor dem Verformen und Mw(t) das mittlere Molekulargewicht bedeuten, gegeben ist, während (t) für die, die seit dem Verformen vergangene Zeit in Minuten steht. Die jeweiligen Kurven i, ii, iii, und iv zeigen die Gehalte an Anteilen mit niedrigen Molekulargewichten von 0,8 Gew.-%, 4,1 Gew.-%, 4,8 Gew.-% bzw. 5,5 Gew.-%.

Es konnte schließlich gezeigt werden, daß gemäß der Verminderung der Gehalte an Anteilen mit niedrigem Molekulargewicht mit einem unter Bezugnahme eines Polystyrolmolekulargewichts gemessenen gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht mehr als 3500 die Abnahme des Molekulargewichts zurückgehalten werden kann. Da das Bisphenol A insbesondere vollständig durch die Reinigung ausgeschlossen werden kann, wird die Abnahme des Molekulargewichts, d. h. die thermische Zersetzung, kaum in den gereinigten Polycarbonatharzen beobachtet.

Man ermittelt andererseits die Wärmeumwandlungsbeständigkeit über die Glasumwandlungstemperatur Tg des Polycarbonatharzes.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, erhöht sich die Glasübertragungstemperatur Tg, die man aus dem visko-elastischen Verhalten bei 110 Hz des Polycarbonatharzes, worin die Anteile mit niedrigem Molekulargewicht herabgesetzt sind, erhält, in Übereinstimmung mit der Verminderung der Anteile mit niedrigem Molekulargewicht mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 3500. In dem gereinigten Polycarbonatharz (worin der Gehalt an Anteile mit niedrigem Molekulargewicht 0,8 Gew.-% beträgt) des vorgenannten Beispiels 3, beträgt die Temperatur 163°C, ein Wert, der 8°C höher als der Wert des auf dem Markt befindlichen Polycarbonatharzes ist (die Gehalte an Anteile mit niedrigem Molekulargewicht betragen 5,5 Gew.-%). Es konnte daher festgestellt werden, daß somit die Wärmebeständigkeit erheblich bei Substratmaterialien von optischen Platten verbessert wird. Man hat außerdem festgestellt, daß die Schlagfestigkeit verbessert ist.

Aus dem Vorangegangenen ist zu erkennen, daß es, da die Gehalte an Anteilen mit niedrigem Molekulargewicht in einem Polycarbonatharzsubstrat eines optischen Informationsaufzeichnungsmediums erfindungsgemäß auf einen Wert von nicht mehr als 4 Gew.-% gesetzt wurde, möglich ist, die abnormale Doppelbrechung, die sogenannten durchsichtigen Flecke, die durch Fremdmaterial auftreten, die durch die Segregation oder Kondensation der Anteile mit niedrigem Molekulargewicht auftreten, zu verringern und außerdem den Geräuschpegel herabzusetzen.

Die Verminderung der Anteile mit niedrigerem Molekulargewicht dienen daher in wirkungsvoller Weise dazu, die Wärmezersetzung des Polycarbonatharzsubstrats zu verbessern, so daß zum Beispiel der durch Wärme hervorgerufene Abbau des Harzes zum Zeitpunkt des Verformens unterdrückt werden kann.

Zur gleichen Zeit kann durch Verminderung der Anteile mit niedrigem Molekulargewicht die Wärmeverformungsbeständigkeit oder die Schlagbeständigkeit des Polycarbonatharzsubstrats verbessert werden.

Auf diese Weise ist es möglich, ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium zu schaffen, das überlegene mechanische Eigenschaften aufweist und mit dem man hochverläßliche Aufzeichnungen/Wiedergaben durchführen kann, wobei insbesondere bei opto-magnetischen Platten und dergleichen die bestmögliche Wirkung erreicht werden kann.

Claims

Optisches Informationsaufzeichnungsmedium mit einem durchsichtigen Substrat und einer auf dem Substrat ausgebildeten optischen Informationsaufzeichnungsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem Polycarbonatharz gebildet ist, das nicht mehr als 4 Gew.-% niedrigmolekularer Anteile mit einem bezogen auf das Molekulargewicht eines Polystyrols gemessenen gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht mehr als 3500 eines Polystyrols enthält.