JP3525963B2 - 光記録媒体用成形材料 - Google Patents
光記録媒体用成形材料Info
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Description
レーザーディスク、光カード、MOディスクなどの光記
録媒体を製造するのに好適な耐熱性、成形性などが優れ
るとともに複屈折の低減された芳香族ポリカーボネート
樹脂光記録媒体用成形材料に関する。
は、その透明性、耐熱性、耐加水分解性、寸法安定性な
どの特徴を生かして、最近は光ディスク基盤材料として
広く用いられるようになった。光ディスク基盤としての
性能のうち、情報読み取り、書き込みに用いられるレー
ザー光線を実質的に弱めてしまう複屈折は最も重要な問
題であり、複屈折が大きい材料ではエラーが増加し、記
録媒体としての信頼性が劣ってしまう。
大きく光ディスク基盤材料としてはやや問題点があっ
た。そこで、複屈折の低減を目的とした様々な芳香族ポ
リカーボネート樹脂材料が開発されている(たとえば、
特開昭60−215020,特開昭62−18111
5)。近年さらに高度の信頼性が要求される光ディスク
基盤材料としては、上記公報に提案されている程度の複
屈折の低減化では未だ十分とは言えず、さらに複屈折を
低減した芳香族ポリカーボネート・ポリスチレン共重合
体(PC−PS)が開発されている(特開平2−294
12)。このPC−PSは、従来のものに比べ複屈折に
関しては大幅に改良されているがポリスチレン (PS)
を用いているため耐熱性に問題があり用途が限られてい
た。また、最近では成形条件で改善が困難な斜め入射の
複屈折の低減が要求されていた。
や耐摩耗性、難燃性、選択的気体透過性等を有するシク
ロヘキサン構造を有する芳香族ポリカーボネートが知ら
れている(特開昭60−172045、特開平2−30
0258、特開平2−294359、特開平3−915
28、)。
題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定のシクロヘ
キサン構造を有する芳香族ポリカーボネート樹脂は、耐
熱性と低複屈折性、優れた成形性を兼ね備えた良質の光
記録媒体成形材料となることを見いだし、本発明を完成
するに至った。
有する下記一般式(A)および下記式(B)で表される
構造単位を有し、一般式(A)の構造単位が全構成単位
中5〜40mol%(但し、一般式(A)が1,1−ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチ
ルシクロヘキサンから誘導される場合は、20mol%
以上を含む場合を除く。)であり、かつ極限粘度が0.
30〜0.50dl/gである芳香族ポリカーボネートから
なる光記録媒体用成形材料に関する。
子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数6〜12のアリ
ール基、炭素数2〜5のアルケニル基、炭素数1〜5の
アルコキシ基、または炭素数7〜17のアラルキル基で
あり、これらの基の炭素は炭素数1〜5のアルキル基も
しくはアルケニル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、ハ
ロゲン原子、またはポリジメチルシロキシ基で置換され
ていてもよい。)
フェノールAからポリカーボネートを製造する際に用い
られている公知の方法、例えば二価フェノールとホスゲ
ンとの直接反応(ホスゲン法)、あるいは二価フェノー
ルとビスアリールカーボネートとのエステル交換反応
(エステル交換法)などの方法により容易に得られる。
(A)構造を誘導するシクロヘキサン含有二価フェノー
ルの反応性を考慮した場合、ホスゲン法の方が好まし
い。
剤および溶媒の存在下において、式(B)を形成する二
価フェノールと本発明における一般式(A)を形成する
シクロヘキサン含有二価フェノールとホスゲンを反応さ
せる。酸結合剤としては、例えばピリジンや、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化
物などが用いられ、また溶媒としては、例えば塩化メチ
レン、クロロホルム、クロロベンゼン、キシレンなどが
用いられる。
リエチルアミンのような第三級アミンまたは第四級アン
モニウム塩などの触媒を、また重合度を調節には、フェ
ノール、p−t−ブチルフェノール、p-クミルフェノー
ル、長鎖アルキル置換フェノール、pーヒドロキシ安息
香酸アルキル等一官能基化合物が分子量調節剤として使
用される。
ドロサルファイトなどの酸化防止剤や、フロログルシ
ン、イサチンビスフェノールなど分岐化剤を小量添加し
てもよい。反応は通常0〜150℃、好ましくは5〜4
0℃の範囲とするのが適当である。反応時間は反応温度
によって左右されるが、通常0.5分〜10時間、好ま
しくは1分〜2時間である。また、反応中は、反応系の
pHを10以上に保持することが望ましい。
般式(A)を形成するシクロヘキサン含有二価フェノー
ルと式(B)を形成する二価フェノールとビスアリール
カーボネートとを混合し、減圧下で高温において反応さ
せる。反応は通常150〜350℃、好ましくは200
〜300℃の範囲の温度において行われ、また減圧度は
最終で好ましくは1mmHg以下にして、エステル交換
反応により生成した該ビスアリールカーボネートから由
来するフェノール類を系外へ留去させる。反応時間は反
応温度や減圧度などによって左右されるが、通常1〜4
時間程度である。反応は窒素やアルゴンなどの不活性ガ
ス雰囲気下で行うことが好ましく。また、所望に応じ、
酸化防止剤や分岐化剤を添加して反応を行ってもよい。
製造に使用される式(B)を形成する二価フェノールと
しては、具体的には、2,2−ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)プロパン(ビスフェノ−ルA;BPA)であ
る。
は、例えばホスゲンや、ジフェニルカーボネート、ジ−
p−トリルカーボネート、フェニル−p−トリルカーボ
ネート、ジ−p−クロロフェニルカーボネート、ジナフ
チルカーボネートなどのビスアリールカーボネートが挙
げられる。これらの化合物は2種類以上併用して使用す
ることも可能である。
ン構造単位を形成するシクロヘキサン含有二価フェノー
ルは、具体的には、次の式で示される化合物が例示され
る。
ス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、上記式
(2)の1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−
3,3,5−トリメチルシクロヘキサンから選択される
ことが好ましい。また、上記二価フェノールを2種類以
上併用して使用することも可能である。
成形、射出成形、ブロ−成形、圧縮成形、湿式成形など
公知の成形法で成形可能であるが、光記録媒体用成形材
料として使用するには、押出成形、射出成形が容易にで
きることが望ましく、特に光記録媒体用の精密成形では
極限粘度が0.30〜0.50dl/gの範囲であるこ
とが好ましい。
クロヘキサン構造単位は耐熱性、成形性、低複屈折性を
考慮し全構成単位中5〜40mol%(但し、一般式
(A)が1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−
3,3,5−トリメチルシクロヘキサンから誘導される
場合は、20mol%以上を含む場合を除く。)である
ことが好ましく、特に成形性と低複屈折性をより高度な
ものとするには、10〜30mol%(但し、一般式
(A)が1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−
3,3,5−トリメチルシクロヘキサンから誘導される
場合は、20mol%以上を含む場合を除く。)である
ことが好ましい。シクロヘキサン構造単位が5mol%
未満では、複屈折性が大きくなりすぎ好ましくなく、1
0mol%未満では5mol%の場合よりかなり複屈折
は改善されるものの必要十分とは言えない。30mol
%を超えるとガラス転移温度上昇により成形条件が狭く
なるため成形不良や分子配向による複屈折増加を引き起
こし易く、40mol%を超えると射出成形が著しく困
難となる。なお、成形性の改善には、末端停止剤とし
て、p−ヒドロキシ安息香酸アルキルの様なエステル構
造を持った化合物を使用し、流動性を改良することもで
きる。
ート成形材料は、一般の光ディスク用ポリカーボネート
と同様に高度に精製されたものでなければならない。具
体的には、直径50μm以上のダストが実質上検出され
ず、直径0.5〜50μmのダストが3×104以下、
無機および有機残留塩素が2ppm以下、残留アルカリ
金属が2ppm以下、残存水酸基200ppm以下、残
存窒素量5ppm以下、残存モノマー20ppm以下等
の基準を可能な限り満たすように精製される。また、低
分子量体除去や溶媒除去のため抽出等の後処理が行われ
る場合もある。
材料は押出成形時や射出成形時に必要とされる安定性や
離型性を確保するため、所望に応じて、ヒンダードフェ
ノール系やホスファイト系酸化防止剤;シリコン系、脂
肪酸エステル系、脂肪酸系、脂肪酸グリセリド系、密ろ
う等天然油脂などの滑剤や離型剤;ベンゾトリアゾール
系、ベンゾフェノン系、ジベンゾイルメタン系、サリチ
レート系等の光安定剤;ポリアルキレングリコール、脂
肪酸グリセリド等帯電防止剤などを適宜併用してよいも
のであり、さらにはコスト等から一般の光記録媒体用ポ
リカーボネートと性能を損なわない範囲で任意に混合し
て使用する事も可能である。また、本成形材料を射出成
形する場合の成形温度は、流動性の観点から280〜3
60℃が好ましい。
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。
トルに、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロ
パン(BPA)6.38kg(28mol)と、1,1
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリ
メチルシクロヘキサン(BPTMC)3.70kg(1
2mol)およびハイドロサルファイト50gを加え溶
解した。これに、メチレンクロライド36リットル加え
攪拌し、溶液温度を15℃に保持し、ホスゲン5kgを
60分を要して吹き込んだ。吹き込み終了後、p−t−
ブチルフェノール0.39kg(2.6mol)を加え
激しく攪拌して、反応液を乳化させ、乳化後20mlの
トリエチルアミンを加え、約1時間攪拌し重合させた。
重合液を水相と有機相に分離し、有機相をリン酸で中和
し、洗液のpHを中性になるまで純水で水洗を繰り返し
た後、0.5μmフィルターにて有機相を濾過した。有
機相にイソプロパノール47リットルを加え、重合物を
沈澱させた。沈澱物を濾過後、クリーン乾燥機にて乾燥
し粉末状重合体を得た。この重合体は、塩化メチレンを
溶媒とする濃度0.5g/dlの溶液の温度20℃にお
ける極限粘度[η]は0.35dl/gであった。
ルより分析した結果、1770cm-1付近にカルボニル
基による吸収、1240cm-1付近にエーテル結合によ
る吸収が認められ、カーボネート結合を有することが確
認された。また、3650〜3200cm-1位置に水酸
基由来の吸収はほとんど認められなかった。吸光光度法
による残存フェノール性OH量は150ppmであっ
た。GPCによるモノマー分析の結果、BPA及びBP
TMCのいずれも20ppm以下であった。この重合体
は末端にp−t−ブチルフェノールを有し、下記構造か
らなるポリカーボネート重合体と判断される。
ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(BPZ)3.1
9kg(12mol)を用いた以外は、合成例1と同様
に行った。 得られた重合体の極限粘度[η]は0.3
6dl/gで、赤外吸収スペクトル分析等よりこの重合
体は末端にp−t−ブチルフェノールを有し、下記構造
からなるポリカーボネート重合体と認められる。
2.46kg(8mol)に変更した以外は合成例1と
同様に行った。得られた重合体の極限粘度[η]は0.
34dl/gで、赤外吸収スペクトル分析等より重合度
以外は合成例1と同等の構造を有するポリカーボネート
重合体と認められる。
1.23kg(4mol)に変更した以外は合成例1と
同様に行った。得られた重合体の極限粘度[η]は0.
34dl/gで、赤外吸収スペクトル分析等より重合比
以外は合成例1と同等の構造を有するポリカーボネート
重合体と認められる。
0.62kg(2mol)に変更した以外は合成例1と
同様に行った。得られた重合体の極限粘度[η]は0.
36dl/gで、赤外吸収スペクトル分析等より重合比
が異なる以外は合成例1と同等の構造を有するポリカー
ボネート重合体と認められる。
4.24kg(14mol)に変更した以外は合成例1
と同様に行った。得られた重合体の極限粘度[η]は
0.37dl/gで、赤外吸収スペクトル分析等より重
合比が異なる以外は合成例1と同等の構造を有するポリ
カーボネート重合体と認められる。
酸ブチルを0.50kg(2.6mol)を用いた以外
は、合成例1と同様に行った。得られた重合体の極限粘
度[η]は0.37dl/gで、赤外吸収スペクトル分
析等よりこの重合体は下記構造を有するポリカーボネー
ト重合体と認められる。
5.54kg(18mol)に変更した以外は合成例1
と同様に行った。得られた重合体の極限粘度[η]は
0.36dl/g で、赤外吸収スペクトル分析等より
重合比が異なる以外は合成例1と同等の構造を有するポ
リカーボネート重合体と認められる。
l)に変更し、p−t−ブチルフェノールの代わりにp
−ヘプタデカニルフェノール0.86kg(2.6mo
l)に変更した以外は実施例1と同様に行った。得られ
た重合体の極限粘度[η]は0.37dl/gで、赤外
吸収スペクトル分析等より下記構造のポリカーボネート
重合体と認められる。
クス1000ppmを添加し、50μmポリマーフィル
ターを付けたベント付き50mm押出機にて290℃で
押出し、溶融ペレット化を行った。得られたペレットを
樹脂温度320℃と350℃で、金型温度100℃、及
び射出圧300Kg/cm2の条件で、外径120m
m、厚さ1.2mmの円盤を射出成形し、2日間室内放
置後の30℃斜め入射時の複屈折を測定した。また、押
出ペレットについてガラス転移温度(Tg)を測定し、
耐熱性の目安とした。
1と同様の試験を行った。
1と同様の試験を行った。
考例1と同様の試験を行った。
考例1と同様の試験を行った。
体用BPA型ポリカーボネート(三菱瓦斯化学(株)製
ユーピロンH−4000、[η]=0.35dl/g)
を用いて参考例1と同様の試験を行った。
体用ポリカーボネート・ポリスチレン共重合体(三菱瓦
斯化学(株)製ユーピロンODX、[η]=1.08d
l/g)を用いて参考例1と同様の試験を行った。
考例1と同様の試験を行った。
考例1と同様の試験を行った。
4までの試験結果を表1に示した。なお、表中、複屈折
は、(株)溝尻光学工業製、自動エリプソメーターによ
り測定した。測定波長632.8nm。ガラス転移温度
は、島津製作所(株)製DSCにより測定。(A)成分
は、一般式(A)構造単位の全構成単位に対する割合
(mol%)
を両立した光記録媒体用成形材料を提供できる。特に、
高密度記録と信頼性が要求される書換可能な光ディスク
および光磁気ディスクに好適である。
Claims (3)
- 【請求項1】 置換されたシクロヘキサン構造を有する
下記一般式(A)および下記式(B)で表される構造単
位を有し、一般式(A)の構造単位が全構成単位中5〜
40mol%(但し、一般式(A)が1,1−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシク
ロヘキサンから誘導される場合は、20mol%以上を
含む場合を除く。)であり、かつ極限粘度が0.30〜
0.50dl/gであるポリカーボネートからなる光記
録媒体用成形材料。 【化1】 (式中、R1〜R7は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1
〜5のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素
数2〜5のアルケニル基、炭素数1〜5のアルコキシ
基、または炭素数7〜17のアラルキル基であり、これ
らの基の炭素は炭素数1〜5のアルキル基もしくはアル
ケニル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、ハロゲン原
子、またはポリジメチルシロキシ基で置換されていても
よい。)【化2】 - 【請求項2】 一般式(A)の構造単位が全構成単位中
10〜30mol%(但し、一般式(A)が1,1−ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチ
ルシクロヘキサンから誘導される場合は、20mol%
以上を含む場合を除く。)である請求項1記載の光記録
媒体用成形材料。 - 【請求項3】 一般式(A)が1,1−ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)ー3,3,5ートリメチルシクロヘキ
サンまたは1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シ
クロヘキサンから誘導された、請求項1または請求項2
記載の光記録媒体用成形材料。
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