JP4093703B2

JP4093703B2 - 光学式ディスク基板用ポリカーボネート樹脂及び光学式ディスク基板

Info

Publication number: JP4093703B2
Application number: JP2000127336A
Authority: JP
Inventors: 達矢富岡; 宏至川東; 宗廣長佐
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: CN101358026A; CN101358025A; CN101358026B; JP2001312836A; CN101358025B

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式ディスク基板用ポリカーボネート樹脂及び光学式ディスク基板に関し、さらに詳しくは、バリによる欠陥が少ない光学式ディスク基板の素材として適したポリカーボネート樹脂及び該樹脂からなる光学式ディスク基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリカーボネート樹脂は、透明性、耐熱性、低吸水性が優れているため、ＣＤ，ＣＤ−ＲＯＭ，ＭＯ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＡＭ等の光学式ディスクの基板に広く使用されている。こうした光学式ディスク基板は、通常、射出成形で、金型内に配設されたスタンパと呼ばれるニッケルの薄板にピットやグルーブといった信号が刻印されている面が、成形されるポリカーボネート樹脂製基板に転写され、製造する方法が採用される場合が多い。
【０００３】
近年における光学式ディスク基板の製造においては、一つの工場において数十から百台を超える成形機が導入されて省力化が図られ、更なる量産効果の向上が追求されていると同時に品質の管理も徹底的に行われている。しかしながら、その中でスタンパの交換や成形機の成形条件の変更等がなく、かつポリカーボネート樹脂の分子量、分子量分布、ガラス転移温度ほか流動性を規定する因子が一定範囲内で安定しているにかかわらず、突発的にディスク基板センターホールのスプルーカツト時に離型不良が発生し、その離型不良によってディスク基板外周部もしくは外周部の微細なバリが金型と擦り落ちて発生したと考えられる樹脂屑混入により、ディスク基板の歩留まりが数％〜数十％程度低下する場合がある。この現象を一般にバリによる欠陥と呼び、これを防ぐためには離型剤の添加量を増やすことにより解決できる。しかし、光学的性質の欠陥の発生、特に恒温恒湿下での加速劣化試験においてポリカーボネート樹脂の偏光白濁欠陥の発生が促進される傾向が見られ、光学的ディスクとしての記録データ保存に対する信頼性も低下するために離型剤の添加量を必要以上に増やすことはできない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記状況を鑑みなされたもので、離型剤の添加量を必要以上に増やすことなく、バリによる欠陥が少ない光学式ディスク基板の素材として適したポリカーボネート樹脂及び該樹脂からなる光学式ディスク基板を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、種々検討を重ねた結果、ポリカーボネート樹脂中の鉄分量及び遊離トータルフェノール量とバリによる欠陥発生に相関性があることを見出し、これに基づいて本発明を完成させるに至った。
【０００６】
すなわち、本発明の要旨は下記の通りである。
１．溶液法で製造したポリカーボネート樹脂に溶剤を用いて溶出処理を行う方法により得られた粘度平均分子量が１０，０００〜１７，０００のポリカーボネート樹脂と、離型剤として多価アルコール脂肪酸エステルとを含有するポリカーボネート樹脂組成物であって、鉄分量が０．２ｐｐｍ以下、遊離トータルフェノール量が８０ｐｐｍ以下であり、かつ該離型剤を１００〜５００ｐｐｍ含有することを特徴とする光学式ディスク基板用ポリカーボネート樹脂組成物。
２．アセトン可溶分量が１２質量％以下である請求項１記載の光学式ディスク基板用ポリカーボネート樹脂組成物。
３．離型剤を１５０〜３５０ｐｐｍ含有するものである前記１又は２に記載の光学式ディスク基板用ポリカーボネート樹脂組成物。
４．離型剤がグリセリンモノステアレートである前記１〜３のいずれかに記載の光学式ディスク基板用ポリカーボネート樹脂組成物。
５．前記１〜４のいずれかに記載の光学式ディスク基板用ポリカーボネート樹脂組成物からなる光学式ディスク基板。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明の光学式ディスク基板に使用されるポリカーボネート樹脂について説明する。
そのポリカーボネート樹脂としては、その化学構造や製造法については特に制限はなく種々のものを用いることができる。例えば、二価フェノールとカーボネート前駆体との反応により製造される芳香族ポリカーボネート樹脂が好適に用いられる。製造方法については、溶液法、溶融法いずれも採用できる。
【０００８】
上記の二価フェノールとしては、種々のものが用いられるが、例えば、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）プロパン、４，４’−ジヒドロキシジフェニル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフィド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホキシド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ケトン、ハイドロキノン、レゾルシン、カテコールなどが好適なものとして挙げられる。これら二価フェノールの中でも、ビス（ヒドロキシフェニル）アルカン、特に２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン〔ビスフェノールＡ〕が好ましい。そして、これらの二価フェノールは、それぞれ単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
【０００９】
また、カーボネート前駆体としては、カルボニルハライド、カルボニルエステル、またはハロホルメートなどを用いることができる。さらに具体的には、ホスゲン、二価フェノールのジハロホーメート、ジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどである。
【００１０】
そして、このポリカーボネート樹脂の化学構造は、その分子鎖が線状構造または環状構造もしくは分岐構造を有しているものを用いることができる。このうち、分岐構造を有するポリカーボネート樹脂としては、分岐剤として、１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、α，α’，α”−トリス（４−ビドロキシフェニル）−１，３，５−トリイソプロピルベンゼン、フロログルシン、トリメリット酸、イサチンビス（ｏ−クレゾール）などを用いて製造したものが好ましく用いられる。また、このポリカーボネート樹脂として、テレフタル酸などの２官能性カルボン酸、またはそのエステル形成誘導体などのエステル前駆体を用いて製造されたポリエステル−カーボネート樹脂を用いることもできる。さらに、これら種々の化学構造を有するポリカーボネート樹脂の混合物を用いることもできる。
【００１１】
また、これらポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、通常１０，０００〜３０，０００である。この粘度平均分子量（Ｍｖ）は、ウベローデ型粘度計を用いて、２０℃における塩化メチレン溶液の粘度を測定し、これより極限粘度［η］を求め、［η］＝１．２３×１０^-5Ｍｖ^0.83の式により算出した値である。このようなポリカーボネート樹脂の分子量の調節には、フェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール、ｐ−クミルフェノールなどが用いられる。
【００１２】
ポリカーボネート樹脂は、通常溶液法が採用されるので溶液法で得られたとして説明する。
上記の方法で製造したポリカーボネート樹脂のフレークをアセトン、ジオキサン等の溶剤を使用して溶出処理を行い、不純物、遊離トータルフェノールを溶出させる必要がある。その場合、後述するペレットの状態で、粘度平均分子量を１０，０００〜１７，０００、鉄分量を０．２ｐｐｍ以下、遊離トータルフェノール量を８０ｐｐｍ以下となるように溶出処理を行えばよい。また、アセトン可溶分量も１２質量％以下にした方が好ましい。溶出処理後の乾燥させたポリカーボネート樹脂フレークに離型剤、必要によりリン系酸化防止剤を２０〜１００ｐｐｍ添加した後、押出し機でペレット化する。このペレット中の離型剤が１００〜５００ｐｐｍ（好ましくは１５０〜３５０ｐｐｍ）となるようにする必要がある。
離型剤が１００ｐｐｍ未満であると、離型不良によるバリによる欠陥の発生が増大し、５００ｐｐｍを超えると、光学ディスクとしての偏光白濁欠陥が発生しやすくなり好ましくない。
【００１３】
上記の離型剤としては、好ましくは、多価アルコールの脂肪酸エステルが使用され、グリセリン，トリメチルプロパン，ヘキサントリオール等の３価のアルコールや、ペンタエリスリトール，メソエリスリトール，キシリトール，ソルビトール等の４価以上のアルコールと、炭素数１０〜３０の脂肪酸との部分エステルが挙げられる。脂肪酸としては、カプリン酸，ウンデカン酸，ラウリン酸，トリデカン酸，ミリスチン酸，ペンタデカン酸，パルミチン酸，マルガリン酸，ステアリン酸，ノナデカン酸，エイコサン酸，ベヘン酸等が挙げられる。具体的には、グリセリンモノステアレート，グリセリンモノパルミテート，グリセリンモノミリステート，グリセリンモノラウレート等のグリセリンモノエステル、ペンタエリスリトールジステアレート，ペンタエリスリトールトリステアレート，ペンタエリスリトールモノパルミテート，ペンタエリスリトールジパルミテート，メソエリスリトールトリラウレート，キシリトールジステアレート，キシリトールトリステアレート，キシリトールテトラステアレート等が用いられる。これらのエステルは単独でも、二種以上を併用することもできる。
【００１４】
リン系酸化防止剤として、例えば、トリメチルホスファイト，トリエチルホスファイト，トリブチルホスファイト，トリオクチルホスファイト，トリノニルホスファイト，トリデシルホスファイト，トリオクタデシルホスファイト，ジステアリルペンタエリスチルジホスファイト，トリス（２−クロロエチル）ホスファイト，トリス（２，３−ジクロロプロピル）ホスファイトなどのトリアルキルホスファイト；トリシクロヘキシルホスファイトなどのトリシクロアルキルホスファイト；トリフェニルホスファイト，トリクレジルホスファイト，トリス（エチルフェニル）ホスファイト，トリス（ブチルフェニル）ホスファイト，トリス（ノニルフェニル）ホスファイト，トリス（ヒドロキシフェニル）ホスファイトなどのトリアリールホスファイト；２−エチルヘキシルジフェニルホスファイトなどのモノアルキルジアリールホスファイト；トリメチルホスフェート，トリエチルホスフェート，トリブチルホスフェート，トリオクチルホスフェート，トリデシルホスフェート，トリオクタデシルホスフェート，ジステアリルペンタエリスリチルジホスフェート，トリス（２−クロロエチル）ホスフェート，トリス（２，３−ジクロロプロピル）ホスフェートなどのトリアルキルホスフェート；トリシクロヘキシルホスフェートなどのトリシクロアルキルホスフェート；トリフェニルホスフェート，トリクレジルホスフェート，トリス（ノニルフェニル）ホスフェート，２−エチルフェニルジフェニルホスフェートなどのトリアリールホスフェートなどが挙げられる。これらは単独でも、二種以上を併用することもできる。
【００１５】
上述したように、ポリカーボネート樹脂は、ペレットの状態で、粘度平均分子量を１０，０００〜１７，０００、鉄分量を０．２ｐｐｍ以下、遊離トータルフェノール量を８０ｐｐｍ以下とする必要がある。残存鉄分量、遊離トータルフェノール量が多すぎると、バリによる欠陥が多く発生する。また、アセトン可溶分量も１２質量％以下の方がバリによる欠陥の発生防止の点で好ましい。
また、粘度平均分子量が１０，０００未満であると、成形品の機械的強度が低下し、１７，０００を超えると、成形時の流動性不足により成形品に歪みが残り、光学的特性が低下し好ましくない。なお、鉄分量、遊離トータルフェノール量、アセトン可溶分量の測定法は下記のとおりである。
【００１６】
（１）鉄分量
試料を灰化した後、グラファイトファーネス原子吸光法にて定量分析する。
（２）遊離トータルフェノール量
原料モノマーの二価フェノール、末端停止剤の一価フェノール等のトータルのフェノール類の量であり、下記の方法で分析する。
▲１▼試料１０ｇを円筒濾紙に入れる。
▲２▼平底フラスコにアセトン１２０ｃｃとガラス沸石を２〜３個入れる。
▲３▼ソックスレー抽出を行う。抽出時間は１回目のアセトンリフラックスが終了する時点より、ペレットの場合は４時間である。
▲４▼アセトン溶液をロータリーエバポレーターにセットし、アセトンを留去し濃縮乾固する。
▲５▼乾燥器で１０５℃で１時間乾燥させた後、室温になるまで放冷する。
▲６▼１０ｃｃの塩化メチレンを加えて内容物を溶解させる。
▲７▼０．１規定の水酸化ナトリウム水溶液を５０ｃｃ加え、スターラーで１５分間攪拌する。
▲８▼静置分離し、水層（上層）の水酸化ナトリウム溶液を約２５ｃｃ採取し、５Ａの濾紙で濾過する。
▲９▼濾液のトータルフェノール量を分光光度計で測定する。
【００１７】
（３）アセトン可溶分量
▲１▼試料１ｇを塩化メチレン１０ｃｃに溶解させる。
▲２▼アセトン２００ｃｃに入れ、ポリカーボネートを沈殿させる。
▲３▼ポリカーボネートを濾過して除く。
▲４▼濾液を濃縮乾固させた後、重さを測定し、アセトン可溶分量とする。
本発明の光学式ディスク基板は、上記ポリカーボネートペレットを射出成形法，圧縮成形法，押出成形法など任意の方法で成形することにより得ることができる。なかでも、スタンパを使用した射出成形法が好ましい。
【００１８】
【実施例】
次に、実施例および比較例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
〔実施例１〕
ビスフェノールＡとホスゲンを原料として使用し、溶液法で調製した、アセトン可溶分量が１４質量％、遊離トータルフェノール量が１２０ｐｐｍであるフレーク状のポリカーボネート１００ｋｇにアセトン２２５ｋｇを加えて５０℃で１時間攪拌して溶出処理を行った。その後、アセトンを除去し、１２０℃、１．３〜４０ｈＰａの減圧下で２０時間乾燥させた。得られたフレーク状のポリカーボネートの粘度平均分子量は１４，９００であり、それに離型剤としてグリセリンモノステアレート３００ｐｐｍ、リン系酸化防止剤としてトリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト４０ｐｐｍを添加した後、押出機でペレット化した。そのペレットのアセトン可溶分量は８質量％、遊離トータルフェノール量は７０ｐｐｍ、鉄分は０．１ｐｐｍであり、グリセリンモノステアレート２８０ｐｐｍであった。このペレットを射出成形機（住友重機械社製：ＤＩＳＫ５）に供給し、下記の条件で径１３０ｍｍ、厚み１．２ｍｍのディスク基板を６００枚製造した。
・シリンダー温度：３２５℃
・金型温度：９０℃（スタンパ側）／８５℃
・スタンパー：ＣＤ−ＲＯＭ用
得られたディスク基板を傷欠陥検査機で検査した結果、バリによる欠陥品は４．５％であった。ディスク基板を９０℃９０％の恒温恒湿下で３００時間加速劣化させた後、電気特性検査機を用いて測定したところ、ブロックエラーレートが５であった。
【００１９】
〔実施例２〕
ビスフェノールＡとホスゲンを原料として使用し、溶液法で調製した、アセトン可溶分量が１２質量％、遊離トータルフェノール量が１２０ｐｐｍであるフレーク状のポリカーボネート１００ｋｇにアセトン２２５ｋｇを加えて６０℃で１時間攪拌して溶出処理を行った。その後、アセトンを除去し、１２０℃、１．３〜４０ｈＰａの減圧下で２０時間乾燥させた。得られたフレーク状のポリカーボネートの粘度平均分子量は１４，９００であり、それに離型剤としてグリセリンモノステアレート３００ｐｐｍ、リン系酸化防止剤としてトリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト４０ｐｐｍを添加した後、押出機でペレット化した。そのペレットのアセトン可溶分量は６質量％、遊離トータルフェノール量は４０ｐｐｍ、残留鉄分は０．１ｐｐｍであり、グリセリンモノステアレートは２８０ｐｐｍであった。このペレットを実施例１と同様にディスク基板を６００枚製造した。得られたディスク基板を傷欠陥検査機で検査した結果、バリによる欠陥品は２．５％であった。
【００２０】
〔比較例１〕
ビスフェノールＡとホスゲンを原料として使用し、溶液法で調製した、アセトン可溶分量が１４質量％、遊離トータルフェノール量が１２０ｐｐｍである粘度平均分子量１４，９００のフレーク状のポリカーボネートに離型剤としてグリセリンモノステアレート３００ｐｐｍ、リン系酸化防止剤としてトリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト４０ｐｐｍを添加した後、押出機でペレット化した。そのペレットのアセトン可溶分量は１３質量％、遊離トータルフェノール量は９０ｐｐｍ、残留鉄分は０．１ｐｐｍであり、グリセリンモノステアレートは２８０ｐｐｍであった。このペレットを実施例１と同様にディスク基板を６００枚製造した。得られたディスク基板を傷欠陥検査機で検査した結果、バリによる欠陥品は１５％であった。
【００２１】
〔比較例２〕
ビスフェノールＡとホスゲンを原料として使用し、溶液法で調製した、アセトン可溶分量が１４質量％、遊離トータルフェノール量が１２０ｐｐｍであるフレーク状のポリカーボネート１００ｋｇにアセトン２２５ｋｇを加えて５０℃で１時間攪拌して溶出処理を行った。その後、アセトンを除去し、１２０℃、１．３〜４０ｈＰａの減圧下で２０時間乾燥させた。得られたフレーク状のポリカーボネートの粘度平均分子量は１４，９００であり、それに離型剤としてグリセリンモノステアレート５０ｐｐｍ、リン系酸化防止剤としてトリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト４０ｐｐｍを添加した後、押出機でペレット化した。そのペレットのアセトン可溶分量は８質量％、遊離トータルフェノール量は８０ｐｐｍ、残留鉄分は０．１ｐｐｍであり、グリセリンモノステアレートは４０ｐｐｍであった。このペレットを実施例１と同様にディスク基板を６００枚製造した。得られたディスク基板を傷欠陥検査機で検査した結果、バリによる欠陥品は１１．０％であった。
【００２２】
〔比較例３〕
ビスフェノールＡとホスゲンを原料として使用し、溶液法で調製した、アセトン可溶分量が１４質量％、遊離トータルフェノール量が１２０ｐｐｍを含有するフレーク状のポリカーボネート１００ｋｇにアセトン２２５ｋｇを加えて５０℃で１時間攪拌して溶出処理を行った。その後、アセトンを除去し、１２０℃、１．３〜４０ｈＰａの減圧下で２０時間乾燥させた。得られたフレーク状のポリカーボネートの粘度平均分子量は１４，９００であり、それに離型剤としてグリセリンモノステアレート６００ｐｐｍ、リン系酸化防止剤としてトリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト４０ｐｐｍを添加した後、押出機でペレット化した。そのペレットのアセトン可溶分量は８質量％、遊離トータルフェノール量は８０ｐｐｍ、残留鉄分は０．１ｐｐｍであり、グリセリンモノステアレート５５０ｐｐｍであった。このペレットを実施例１と同様にディスク基板を６００枚製造した。得られたディスク基板を傷欠陥検査機で検査した結果、バリによる欠陥品は４．０％であったが、ディスク基板を９０℃９０％の恒温恒湿下で３００時間加速劣化させた後、電気特性検査機を用いて測定したところ、ブロックエラーレートが２５であった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、離型剤の添加量を必要以上に増やすことなく、バリによる欠陥が少ない光学式ディスク基板の素材として適したポリカーボネート樹脂組成物及び該樹脂組成物を成形してなる光学式ディスク基板を提供することができる。

Claims

溶液法で製造したポリカーボネート樹脂に溶剤を用いて溶出処理を行う方法により得られた粘度平均分子量が１０，０００〜１７，０００のポリカーボネート樹脂と、離型剤として多価アルコール脂肪酸エステルとを含有するポリカーボネート樹脂組成物であって、鉄分量が０．２ｐｐｍ以下、遊離トータルフェノール量が８０ｐｐｍ以下であり、かつ該離型剤を１００〜５００ｐｐｍ含有することを特徴とする光学式ディスク基板用ポリカーボネート樹脂組成物。
アセトン可溶分量が１２質量％以下である請求項１記載の光学式ディスク基板用ポリカーボネート樹脂組成物。
離型剤を１５０〜３５０ｐｐｍ含有するものである請求項１又は２に記載の光学式ディスク基板用ポリカーボネート樹脂組成物。
離型剤がグリセリンモノステアレートである請求項１〜３のいずれかに記載の光学式ディスク基板用ポリカーボネート樹脂組成物。
請求項１〜４のいずれかに記載の光学式ディスク基板用ポリカーボネート樹脂組成物からなる光学式ディスク基板。