JP4173860B2 - 寸法安定性ポリカーボネート物品 - Google Patents
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Description
ビスフェノールA(BPA)ポリカーボネートは、低コスト、良好な透明性及び機械的性質のため、コンパクトディスク及びデジタルバーサタイルディスク(DVD)のような光情報記憶媒体に最適な基板として役立っている。しかし、個々のディスクにさらに大量の情報を保存する必要性から、高密度DVD(HDDVD)、記録型デジタルビデオ(DVR)、記録型DVD(DVD−R及びDVD+R)及び書換型DVD(DVD−RW及びDVD+RW)フォーマットのような多層記録層及び短波長レーザーに基づく高密度データ記憶のための新しい技術が開発されている。かかる光学媒体ディスクに非干渉性シールドを形成する透明プラスチック層には、高い透明性、耐熱性、低い吸水性、延性、粒状物が少ないことなど、一段と厳しい材料規格が要求され、通常のBPAホモポリカーボネートでは満足できない。
以下の式からなる群から選択されるビス(ヒドロキシアリール)シクロヘキサン
次式の1種以上の芳香族ジヒドロキシ化合物コモノマー
を用いて製造されたものであり、製造されたポリカーボネートは、約10000以上の重量平均分子量、約100℃以上のガラス転移温度、及び相対湿度約100%の窒素に温度約23℃で約3時間暴露した後に初期長さに対して約0.025%未満の伸び率を有する。
を含むビスフェノール組成物を用いて製造されたポリカーボネートを含んでなる物品である。
以下の式からなる群から選択されるビス(ヒドロキシアリール)シクロヘキサン
次式の1種以上の芳香族ジヒドロキシ化合物コモノマー
を用いて製造されたものであり、製造されたポリカーボネートは、約10000以上の重量平均分子量、約100℃以上のガラス転移温度、及び相対湿度約100%の窒素に温度約23℃で約3時間暴露した後に初期長さに対して約0.025%未満の伸び率を有する。
次式(I)、(II)及びこれらのビス(ヒドロキシアリール)シクロヘキサンを1種以上含む組合せからなるビス(ヒドロキシアリール)シクロヘキサンの群から選択される1種以上のビスフェノール
任意成分として、次式(III)の1種以上の芳香族ジヒドロキシコモノマー化合物
とを用いて界面重合によって製造される。
ガラス製重合反応器を、1モル濃度の塩酸水溶液を含有する浴に浸漬することによって不動態化した。24時間後、反応器を脱塩水で、最後に脱イオン水で充分に濯いで、痕跡量のあらゆる酸その他の汚染物質を確実に除去した。その後反応器を充分に乾燥し、適当な量のビス(ヒドロキシアリール)シクロヘキサン(I)又は(II)、1種以上の芳香族ジヒドロキシ化合物コモノマー及びジフェニルカーボネートからなるモノマーを仕込んだ。次に、反応器を重合アセンブリに取付け、漏れがないことをチェックして確認した。次いで、上記のように調製した所要量の触媒溶液を、注射器を用いて反応器中に導入した。その後、反応器内部の雰囲気を真空源を用いて排気し、窒素でパージした。このサイクルを3回繰り返した後、反応器の内容物を加熱してモノマー混合物を溶融させた。混合物の温度が約180℃に達したとき、反応器内の攪拌機を始動させ、約40〜約80回転/分(rpm)に調節して、固形物全体を確実完全に溶融させた。このプロセスには通常約15〜約20分かかった。次に、反応混合物を約230℃に加熱する一方、真空源を用いて反応器内の圧力を約170ミリバールに調節した。この温度−圧力−時間条件をP1と呼ぶ。反応塊をこの条件で約1時間攪拌した後、反応温度を約270℃に上昇させる一方で圧力を約20ミリバールに再調節した。この条件(P2と呼ぶ)に約30分維持した後、反応混合物の温度を300℃に上昇させる一方で圧力を約1.5ミリバールに低下させた。これらの条件(P3と呼ぶ)下で約30〜約60分反応を進行させた後、反応器内の圧力を大気圧にし、反応器を通気して過剰の圧力を解放した。反応器の底のガラスニップルを破壊し、物質を回収することによって生成物を単離した。生成物の分子量が非常に高い場合には、窒素ガスで反応器を加圧して熱い溶融ポリマーを落下させた。
上記一般重合手順を使用して、様々な異なるモノマー組成物を用いて各種ポリカーボネートを調製した。調製した各ポリカーボネートに対して、上記一般手順を用いてガラス転移温度、分子量及び膨潤データを測定した。結果を表1に示す。反応は全て、ジフェニルカーボネートと、ビス(ヒドロキシアリール)シクロヘキサン及び芳香族ジヒドロキシ化合物コモノマーの組合せとのモル比を1.08として行った。触媒は、モル比1:100の水酸化ナトリウムと水酸化テトラメチルアンモニウムの組合せであった。いずれの場合も、ビスフェノール組成物1モル当たり2.5×10−4モルの水酸化テトラメチルアンモニウムを使用した。値はビス(ヒドロキシアリール)シクロヘキサン混合物及び芳香族ジヒドロキシ化合物コモノマーの相対モル割合(%)を示す。比較例1(表1中に比較例1として示す)は、上記一般手順を用いてBPAとジフェニルカーボネートから製造したBPAホモポリカーボネートである。比較例2(表1中に比較例2として示す)は、45:55のモル比のモノマー、すなわち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及び4,4’−(m−フェニレンジイソプロピリデン)ジフェノールとホスゲンとの界面反応で調製したポリカーボネートコポリマーである。比較例3(表1中に比較例3として示す)は、上記一般手順を用いてジメチルビスフェノールシクロヘキサノンとジフェニルカーボネートから製造したポリカーボネートである。
同様に上記一般手順を用いて、より高いガラス転移温度、一般に150℃より高いポリカーボネートを調製した。これらの結果を表2に示す。モル比はジフェニルカーボネートのモル数とBPA(X)及び(Y)のモル数の合計との比を意味する。触媒は1:100のモル比の水酸化ナトリウムと水酸化テトラメチルアンモニウムの組合せであった。いずれの場合も、ビスフェノール組成物1モル当たり2.5×10−4モルの水酸化テトラメチルアンモニウムとした。値は、(A)、(X)及び(Y)からなるビスフェノール組成物1モルに対する触媒のモル数を表す。P3時間は上記手順に記載した重合プロセスの最後の段階の反応時間を指す。
反応条件がポリカーボネートの分子量とガラス転移温度に及ぼす影響を調べた。これらの結果を表3に示す。重合は全て、BPAと(X)を用い、各成分のモル分率が0.5となるようにして実施した。触媒は、1:100のモル比の水酸化ナトリウムと水酸化テトラメチルアンモニウムの組合せであった。いずれの場合も、ビスフェノール組成物1モル当たり2.5×10−4モルの水酸化テトラメチルアンモニウムとした。値はBPAと(X)の組合せ1モルに対する触媒のモル数を表す。P3時間は上記と同じ意味を有する。モル比はジフェニルカーボネートのモル数とBPA及び(X)のモル数の合計との比を意味する。
Claims (9)
- 前記ポリカーボネートが、溶融エステル交換重合、界面重合、界面変換ビスクロロホルメート、固相重合及び薄膜溶融重合からなる群から選択される方法で製造される、請求項1記載の光学ディスク。
- 前記芳香族ジヒドロキシ化合物が、4,4’−(3,3,5−トリメチルシクロヘキシリデン)ジフェノール、4,4’−ビス(3,5−ジメチル)ジフェノール、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)シクロヘキサン、4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、2,4’−ジヒドロキシジフェニルメタン、ビス(2−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−5−ニトロフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,6−ジメチル−3−メトキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−2−クロロフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−エチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−イソプロピルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5,3’,5’−テトラクロロ−4,4’−ジ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)シクロヘキシルメタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルプロパン、2,4’−ジヒドロキシフェニルスルホン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ヒドロキノン、レゾルシノール、C1−3アルキル置換レゾルシノール、3−(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,3−トリメチルインダン−5−オール、1−(4−ヒドロキシフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン−5−オール及び2,2,2’,2’−テトラヒドロ−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビ[1H−インデン]−6,6’−ジオールからなる群から選択される、請求項4記載の光学ディスク。
- 前記芳香族ジヒドロキシ化合物コモノマーが、ビスフェノールA、レゾルシノール、4,4’−(1−デシリデン)−ビスフェノール、2,2−ビス(3−sec−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン及びこれらのコモノマーを1種以上含む組合せからなる群から選択される、請求項4記載の光学ディスク。
- 光学ディスクが、高密度デジタルバーサタイルディスク及びデジタルビデオ書換型フォーマットからなる群から選択される、請求項1記載の光学ディスク。
- 触媒組成物とモノマー組成物を用いて製造されたポリカーボネート層を含んでなる光学ディスクであって、モノマー組成物がジフェニルカーボネート、ビスフェノール組成物及び芳香族ジヒドロキシコモノマー化合物を含んでなり、芳香族ジヒドロキシ化合物がレゾルシノール、ビスフェノールA、4,4’−(1−デシリデン)−ビスフェノール、2,2−ビス(3−sec−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン及びこれらの芳香族ジヒドロキシコモノマー化合物を1種以上含む組合せを含んでなり、ビスフェノール組成物が以下の式からなる群から選択される1種以上のビス(ヒドロキシアリール)シクロヘキサンを含んでなる光学ディスク。
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