DE3731514C2

DE3731514C2 - Optisches Informationsaufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3731514C2
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: 1998-05-14
Anticipated expiration: 2007-09-19
Also published as: JPS6377932A; KR960006305B1; FR2604279B1; GB2197345A; US5993971A; DE3731514A1; GB2197345B; FR2604279A1; KR880004447A; GB8721956D0; JP2530324B2

Description

Die-. Erfindung betrifft ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. Bei einem solchen Informationsaufzeich nungsmedium handelt es sich zum Beispiel um magneto-optische Aufnahmeplatten, optische Platten zum einmaligen Beschreiben, Compact-Disks und dergleichen. Für diese Aufzeichnungsmedien wird insbesondere ein verbessertes Polycarbonatharz als Substratmaterial verwendet.

Ein optisches Aufzeichnungsmedium zeichnet sich durch solche Eigenschaften oder Vorteile, wie Handlichkeit, aus, die eine kontaktlose Aufzeichnung und Wieder gabe, hohe Beständigkeit gegenüber Schmutz oder Kratzern und ein Speichervermö gen, das mehrere 10- oder 100-mal größer als das von magnetischen Aufzeich nungsmedien ist, ermöglichen. Es wird nicht nur für sogenannte Compact-Disks, wo bei Tonsignale oder Videosignale digital aufgezeichnet werden, oder für Video-Disks verwendet, sondern man nimmt auch an, daß es bei der Ablage von Codeinformatio nen oder bei Bildinformationen jeweils mit einem großen Speichervermögen verwen det 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 Informationsauf zeichnungsschicht besitzt, so daß man davon ausgehen kann, daß verschiedene Ei genschaften für das Substratmaterial erforderlich sind. So sind beispielsweise die fol genden 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 seiner Qualität ändern;
(3) das Material muß hervorragende mechanische Eigenschaften aufwei sen;
(4) das Material soll eine geringe Doppelbrechung aufweisen, die bei spielsweise durch molekulare Orientierung verursacht wird und somit eine wichtige Rolle während der Aufzeichnung und Wiedergabe einnimmt.

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

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

Das Polycarbonatharz hat jeden den Nachteil, daß es aufgrund seiner moleku laren Struktur eine große Doppelbrechung zum Zeitpunkt des Plattenformens auf weist. Es ist insbesondere für eine magneto-optische Platte unerläßlich, beispielswei se die in dem transparenten Substrat hervorgerufene Doppelbrechung soweit wie möglich zu vermindern, da das Auftreten der Doppelbrechung ein ernsthaftes Pro blem 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.

Ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium der eingangs genannten Art ist aus EP-A-0 175 905 bekannt. Bei diesem Informationsaufzeichnungsmedium ist ein Durchschnittsmolekulargewicht des Polycarbonats von 12 000 bis 22 000 vorge sehen. Die Angabe "Durchschnittsmolekulargewicht von 12 000 bis 22 000" in dieser Druckschrift bedeutet aber nicht, daß das Harz eine Molekulargewichtsverteilung zwi schen 12 000 und 22 000 aufweist. Wenn nämlich das Durchschnittsmolekularge wicht eines Harzes in diesem Bereich liegt, so kann ein solches Harz durchaus nie dermolekulare Bestandteile mit einem Molekulargewicht unterhalb 12 000 sowie hö hermolekulare Bestandteile mit einem Molekulargewicht über 22 000 aufweisen. Le diglich das durchschnittliche Molekulargewicht liegt zwischen 12 000 und 22 000.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Informationsauf zeichnungsmedium mit einem Substrat aus einem Polycarbonatharz zur Verfügung zu stellen, bei dem die Doppelbrechung unterdrückt ist, das ausgezeichnete mechani sche und Verformungseigenschaften aufweist und dessen Geräuschpegel niedrig ist.

Diese Aufgabe wird bei einem optischen Informationsaufzeichnungsmedium nach dem Oberbegriff des Patentanspruches erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Die Angabe "gewichtsmittleres Molekulargewicht von 10 000 bis 100 000" be deutet nicht, daß das Harz eine Molekulargewichtsverteilung zwischen 10 000 und 100 000 aufweist, sondern daß ein bestimmtes Harz verwendet wird, das einen be stimmten Wert hinsichtlich des gewichtsmittleren Molekulargewichts aufweist, wobei dieser Wert zwischen 10 000 und 100 000 liegt.

Es hat sich herausgestellt, daß die auftretende Doppelbrechung des herkömm lichen Polycarbonatharzes ein Faktor des Polycarbonats selbst darstellt. So hat sich nämlich gezeigt, daß die herkömmlichen Polycarbonatharze 4 bis 6% niedrigmoleku lare Anteile mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht mehr als 3500 enthalten und daß diese niedrigmolekularen Anteile während der Herstellung eines Aufzeichnungsmediums segregieren und auf der Oberfläche des Plattensubstrats kondensieren, wobei sich dann Flecken bilden, die eine abnormale Doppelbrechung verursachen.

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

Fig. 1 den Vergleich der Molekulargewichtsverteilung vor und nach den 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 Molekular gewicht im Polycarbonatharz, und

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

Es hat sich nun bei der Untersuchung der Ursache der Doppelbrechung im Poly carbonatsubstrat 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 Doppelbre chung durch die Orientierung des Polycarbonatmoleküls zum Zeitpunkt der Substratverformung hervorgerufen wird und daß einer der Gründe darin zu se hen ist, daß es zu einer inneren Verzerrung zum Zeitpunkt des Abkühlens und der Entnahme während der Substratverformung kommt. Man kann die Dop pelbrechung dieser Art herabsetzen, indem man geeignetere Verformungsbedin gungen 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 frem den Materialien beispielsweise jene, die durch das Einmischen eines Teils des Materials einer Verformungsvorrichtung bildet, entfernt werden könnte, in dem man eine Oberflächenbehandlung der Verformungsvorrichtung durch führt.

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

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

Die Erfindung betreffend ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium mit einer auf einem durchsichtigen Substrat vorhandenen optischen Informa tionsaufzeichnungsschicht 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 Polycarbo natharz besteht, das nicht mehr als 4 Gew.-% niedrigmolekularer Anteile mit einem unter Bezugnahme eines Polystyrols gemessenen gewichtsmittleren Mo lekulargewicht von nicht mehr als 3500 enthält.

Bei dem erfindungsgemäßen optischen Informationsaufzeichnungsmedium wird das als Substratmaterial verwendete Polycarbonatharz nach dem Phos gen-Verfahren hergestellt, bei dem eine zweiwertige Phenolverbindung mit Phosgen in Gegenart eines sauren Bindemittels und eines Lösungsmittels um setzt wird. Die Polycarbonatharze schließen verzweigte Polycarbonatharze un ter Verwendung von multifunktionellen organischen Verbindungen mit mehr als drei Funktionalitäten mit einer phenolischen Hydroxylgruppe als Ver zweigungsmittel, ein langkettiges Alkyl-terminiertes Polycarbonatharz mit ei ner einfunktionellen organischen Verbindung, wie ein langkettiges Alkylsäu rechlorid oder ein langkettiger Alkylester, der mit Phenol als Terminator sub stituiert ist, ein langkettiges Alkyl-terminiertes und verzweigtes Polycarbonat harz mit dem vorgenannten Verzweigungsmittel und Terminator sowie eine Mischung aus diesen Verbindungen, die nicht zu den gewöhnlichen Polycarbo natharzen gehören. Das zum Zeitpunkt des Substratverformens verwendete Po lycarbonatharz besitzt ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 10 000 bis 100 000. Beispiele für zweiwertige phenolische Verbindungen, die zu einem Po lycarbonat führen, sind Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-hydroxyphe nyl)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)pro pan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3,5-dichlorphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-brom phenyl)propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-chlorphenyl)propan, 2,2-Bis(4-hy droxy-3,5-dimethylphenyl)propan, Bis(4-hydroxyphenyl)ether, Bis(4-hydroxy phenyl)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 Polyhydroxyver bindungen, wie Phloroglucin, 2,6-Dimethyl-2,4,6-tri(4-hydroxyphenyl)-3-hep ten, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri(4-hydroxyphenyl)-2-hepten, 1,3,5-Tri(2-hydroxy phenyl)benzol, 1,1,1-Tri(4-hydroxyphenyl)ethan, 2,6Bis(2-hydroxy-5-methyl benzyl)-4-methylphenol, α,α',α''-Tri(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-triisopropylben zol und 3,3-Bis(4-hydroxyaryl)oxyindol, 5-Chlorisatin, 5,7-Dichlorisatin, 5-Bromisatin und dergleichen.

Zu den Beispielen einer als Terminator verwendeten einfunktionalen organi schen Verbindung zählen Fettsäurechloride, wie Caprylchlorid, Laurylchlorid, Myristylchlorid, Palmitoylchlorid, Stearylchlorid, Cerotylchlorid, Fettsäu ren, wie Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäu re, Cerotinsäure, langkettige Alkylpermutationsphenole, wie Octylphenol, No nylphenol, Laurylphenol, ein Phenol der Palmitinsäure, ein Phenol der Stea rinsäure, langkettige Alkylesterhydroxybenzoate, wie Octylhydroxybenzoat, ein Laurylhydroxybenzoat, ein Nonylhydroxybenzoat, ein Stearylhydroxyben zoat und dergleichen.

Die vorgenannten Polycarbonatharze werden gereinigt und man verwendet insbesondere als Substratmaterial für optische Informationsaufzeichnungs medien Harze, ohne Gehalt an Anteilen mit einem unter Bezugnahme eines Po lystyrolmolekulargewichts 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 Be zugnahme eines Polystyrolmolekulargewichts von 2000 gemessenen gewichts mittleren 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 Auf zeichnungsplatten verwendet wird, diese Anteile mit niedrigem Molekularge wicht segregieren und auf der Oberfläche des Plattensubstrats kondensieren, wobei sich dann sogenannte durchsichtige Flecken bilden, wodurch eine abnor male 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 gewichts mittleren 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 Ge sichtspunkt auf ein unter Bezugnahme eines Polystyrolmolekulargewichts ge messenes gewichtsmittleres Molekulargewicht von nicht mehr als 3500 festge setzt hat, da ein gewisser Bereich bei der Verteilung dieser Anteile mit niedri gem 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 Informationsauf zeichnungsmedium, 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 Va riation der Molekulargewichtsverteilung, wenn das Substrat unter Verwendung eines Polycarbonatharzpellets, worin sich keine Anteile mit niedrigem Mole kulargewicht befinden, verformt wird. Die Anteile mit niedrigem Molekularge wicht vergrößern sich tatsächlich in dem bei einer Temperatur von 345°C (ge zeigt durch die Linie b in Fig. 2) verformten Substrats oder in einem, das bei ei ner 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 Molekularge wicht 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.-% be trägt. Wenn die Gehalte an Anteile mit niedrigem Molekulargewicht mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 3500 den Wert von 4 Gew.-% überschrei ten, 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 Poly carbonatharz vorher zu reinigen, um somit die Anteile mit niedrigem Moleku largewicht einzuschränken. Es sind verschiedene Reinigungsverfahren für Po lycarbonatharze bekannt, wobei beispielsweise ein Ausfällungsverfahren an gewendet werden kann.

Man kann einerseits ein Material, das schon einmal zu einem Pellet verarbei tet 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 Phos gen-Verfahren hergestellt hat, löst es in einem guten Lösungsmittel, wie Methy lenchlorid oder Dioxan, und gibt die Lösung unter Bildung eines Polymer niederschlags in ein schlechtes Lösungsmittel, wie Methanol oder Ethanol. Nach dem Abfiltrieren und Trocknen erhält man das Pulver aus Polycarbonat harz und pelletisiert es wieder unter Bildung eines Polycarbonatharzpellets.

Im letzteren Fall gestalten sich die Verfahrensschritte folgendermaßen. Zu nächst bläst man Phosgen in eine Mischung aus beispielsweise einem Bisphe nol A, einer alkalischen Lösung und Methylchlorid und fügt nach der Polykon densationsreaktion einen Terminator hinzu, um somit die Umsetzung zu been den. Dann trennt man die Methylenchloridphase, worin das Polycarbonat ge löst ist, ab, wiederholt den Waschvorgang und entfernt das Natriumchlorid, den Terminator oder die Alkalielemente. Man gibt zu der Methylenchloridphase di rekt ein schlechtes Lösungsmittel und erhält somit das Polymerpräzipitat, fil triert dann und trocknet, um somit die nichtumgesetzten Monomere oder Car bonatoligomere unter Bildung eines Polycarbonatharzpulvers zu entfernen. Man pelletisiert dann anschließend unter Bildung eines Polycarbonatharzpel lets.

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

Bei den Anteilen mit niedrigem Molekulargewicht mit einem unter Bezugnah me eines Polystyrolmolekulargewichts gemessenen gewichtsmittleren Moleku largewicht 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 Molekularge wichten von nicht mehr als 3500 im Substrat sind auf einen Wert von nicht mehr als 4 Gew.-% beschränkt, um somit das Auftreten einer abnormalen Dop pelbrechung zu vermindern und den Rauschpegel herabzusetzen.

Die Verminderung der Anteile mit niedrigen Molekulargewichten dient also in wirkungsvoller Weise dazu, die Auflösung der Wärmebeständigkeit zum Zeit punkt des Schmelzens des Polycarbonatharzes und die Wärmeumwandlungs temperatur 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 ei nem gewichtsmittleren Molekulargewicht, das unter Bezugnahme eines Polysty rolmolekulargewichts 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 Gehal te 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 Dop pelbrechung bestätigt hat.

Beispiel 2

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

Zunächst einmal mißt man die Molekulargewichtsverteilung der auf dem Markt befindlichen Polycarbonatharze durch eine Gelpermeationschroma tographie (GPC), (gepacktes Säurenmaterial: Shodex A-800P + A-804, Lösungs mittel: Tetrahydrofuran) und bestimmt mittels Gaschromatographieanalyse, kernmagnetische Resonanzspektroskopie (¹H-NMR, ¹³C-NMR) und Infrarot spektroskopie die Beschaffenheit der Anteile mit einer unter Bezugnahme eines Polystyrolmolekulargewichts gemessenen gewichtsmittleren Molekularge wicht von nicht mehr als 3500.

Daraus hat sich ergeben, daß ein Bisphenol A, welches ein Rohmaterial des Po lycarbonatharzes darstellt, ein Carbonatoligomer, dessen beide Enden mit ein em Phenolinduktionsmittel versehen sind und ein gehindertes Phenol, das wohl ein Antioxidant sein soll, und dergleichen vorhanden sind. Die Struktur formeln 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 Vermin derung dieser Materialien vorgenommen.

Zunächst schmilzt man 1 kg auf dem Markt befindliches Polycarbonatharz in 29 Liter Dionan, 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 Moleku largewicht auszuschließen. Dann trocknet man das gereinigte Polycarbonat harz 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, pelletisiert sie und verwendet sie als Proben zum Formen eines Substrats.

Durch diese Reinigung setzt man die Menge der Anteile mit niedrigem Moleku largewicht 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 aus geschlossen werden.

Man formt nach dem Spritzgußverfahren unter Verwendung von Polycarbonat harzpellets, 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 Polari sationsmikroskop untersucht, so stellt man weder leuchtende Punkte noch durchsichtiges fremdes Material auf der Substratoberfläche fest, wobei um die se 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 wir kungsvolle Weise die abnormale Doppelbrechung verhindert. Im folgenden wer den nun die Wirkungen der Anteile mit niedrigem Molekulargewicht auf die thermischen Zersetzungseigenschalten, 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 Poly carbonatharzen 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 Zersetzungspro dukt, wobei die Hydrolyse weiterhin beschleunigt wird. Es wird daher ange nommen, daß die Hydrolyse auf wirkungsvolle Weise durch eine Reinigung un terdrückt werden kann, wobei die Anteile mit niedrigem Molekulargewicht eingeschränkt werden.

Man untersucht das thermische Zersetzungsverhalten (Brechen der Molekül ketten) des Polycarbonatharzes bei einer Temperatur von 360°C von Polycarbo natproben, die verschiedene Mengen von niedrigmolekularen Anteilen enthal ten. 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), wo bei 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 ei nes Polystyrolmolekulargewichts gemessenen gewichtsmittleren Molekularge wicht von nicht mehr als 3500 die Abnahme des Molekulargewichts zurückge halten werden kann. Da das Bisphenol A insbesondere vollständig durch die Reinigung ausgeschlossen werden kann, wird die Abnahme des Molekularge wichts, d. h. die thermische Zersetzung, kaum in den gereinigten Polycarbonat harzen beobachtet.

Man ermittelt andererseits die Wärmeumwandlungsbeständigkeit über die Gla sumwandlungstemperatur Tg des Polycarbonatharzes.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, erhöht sich die Glasübergangstemperatur Tg, die man aus dem visko-elastischen Verhalten bei 110 Hz des Polycarbonatharzes, worin die Anteile mit niedrigem Molekulargewicht herabgesetzt sind, erhält, in Über einstimmung mit der Verminderung der Anteile mit niedrigem Molekularge wicht mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 3500. In dem gereinig ten Polycarbonatharz (worin der Gehalt an Anteile mit niedrigem Molekular gewicht 0,8 Gew.-% beträgt) des vorgenannten Beispiels 3, beträgt die Temperat ur 163°C, ein Wert, der 8°C höher als der Wert des auf dem Markt befindlichen Polycarbonatharzes ist (die Gehalte an Anteile mit niedrigem Molekularge wicht 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 ver bessert ist.

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

Die Verminderung der Anteile mit niedrigerem Molekulargewicht dienen daher in wirkungsvoller Weise dazu, die Wärmezersetzung des Polycarbonatharz substrats 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 Moleku largewicht die Wärmeverformungsbeständigkeit oder die Schlagbeständigkeit des Polycarbonatharzsubstrats verbessert werden.

Auf diese Weise ist es möglich, ein optisches Informationsaufzeichnungsmedi um 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 best mögliche Wirkung erreicht werden kann.

Claims

Optisches Informationsaufzeichnungsmedium mit einem durchsichtigen Substrat aus einem Polycarbonatharz mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 10 000 bis 100 000 und einer auf dem Substrat ausgebildeten, optischen Informationsauf zeichnungsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Polycarbonatharz nicht mehr als 4 Gew.-% niedrigmolekularer Anteile mit einem bezogen auf das Molekulargewicht eines als Referenzpolymer verwendeten Polystyrols gemessenen, gewichtsmittleren Molekulargewicht von nicht mehr als 3500 enthält.