JPH01108225A

JPH01108225A - 光学機器用素材

Info

Publication number: JPH01108225A
Application number: JP62262850A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Shigematsu; 重松　一吉; Shigenori Shiromizu; 重憲白水; Hideji Sakamoto; 坂元　秀治
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1987-10-20
Filing date: 1987-10-20
Publication date: 1989-04-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は光学機器用素材に関し、特にディジタルオーデ
ィオディスク、ディジタルビデオディスク、光メモリ−
ディスク等の光ディスク、レンズ、プリズム、光ファイ
バー等に適した光学機器用素材に関する。

〔従来の技術〕

光学用途に使用する成形物、例えば板状、シート状の成
形物は、透明であると共に、光学的歪みの小さいもので
あることが必要とされる。特に、ディジタル信号を利用
して光情報材料として供する場合、例えばディジタルオ
ーディオディスク、ディジタルビデオディスク、更には
情報読み取り、書き込みを目的としたディスクにおいて
は、光学的歪みについては実成形品において位相差とし
て２０ｎｍ以下であることが要求される。また、光ビー
ムを基板の記録膜に絞り込むために、光ビームは基板中
を斜めに進行する。この時、斜め入射の光ビームは大き
な位相差を示し、これが情報読み取り、書き込み時にエ
ラーを発生する原因となる。

上記の要求を満足する光学機器を得るためには、それを
構成する素材が重要であり、従来、ポリメチルメタクリ
レートや２．２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロ
パンを原料とするポリカーボネートなどが用いられてい
る。ところが、前者は耐熱性や耐湿性、耐衝撃性におい
て十分な性能を有していない。一方、後者においては、
耐熱性、耐湿性、耐衝撃性などにおいて優れているもの
の、光学的歪みが大きく、これに起因して複屈折が大き
くなり、ディスクに記録された情報の読み取り感度が低
下したり、エラーが発生するという難点がある。

［発明が解決しようとする問題点］本発明は、透明性、耐熱性、耐湿性、耐衝撃性に優れる
とともに、光学的歪み、すなわち複屈折、特に斜め入射
光の複屈折が小さく、ディスクに記録された情報の読み
取り感度の高い光学機器用素材を提供することを目的と
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、下記の式で表される繰り返し単位を有するポ
リカーボネートよりなる光学機器用素材を提供するもの
である。

本発明に用いるポリカーボネートの重合度は、光学機器
の種類に応じて適宜選定すればよいが、ビスフェノール
Ａ換算の粘度平均分子量が１２゜０００〜２５，００．
０であることが好ましい。粘度平均分子量が１２，００
０未満であると、耐衝撃性が低下することがあり、また
２５，０００を超えると、樹脂の溶融粘度が高くなり、
成形品に光学的歪み、すなわち複屈折が発生することが
ある。

本発明に用いるポリカーボネートは、上記一般式（１）
で表される繰り返し単位を有するものであり、この繰り
返し単位のみからなるホモポリマーのほか、さらに他の
繰り返し単位、例えば下記の操り返し単位の１種または
２種以上を含有するポリカーボネート共重合体を用いる
ことができる。

じｔｉｔｓ上記のポリカーボネート共重合体においては、式（Ｉ）
で表される繰り返し単位を少な（とも５０モル％以上有
することが好ましい。式（Ｉ）で表される繰り返し単位
のモル分率が５０モル％未満であると、複屈折低下の効
果が不十分となる場合がある。

本発明に用いられるポリカーボネートの製法としては、
ビスフェノール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、例えばビスフェノール化合
物とホスゲンとの直接反応によるホスゲン法、あるいは
ビスフェノール化合物とビスアリールカーボネートとの
エステル交換反応などの方法を採用することができる。

前者のホスゲン法においては、通常酸結合剤および溶媒
の存在下において、下記式で表される２、２−ビス（３−フェニル−４−ヒドロキ
シフェニル）プロパンとホスゲンとを反応させる。２，
２−ビス（３−フェニル−４−ヒドロキシフェニル）プ
ロパンの他に、さらに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）、２．２−ビス
（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、４
．４’　−ジヒドロキシテトラフェニルメタン、および
３゜３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ペンタン、１
−フェニル−１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）
エタンなどの１種または２種以上を添加し、共重合させ
ることができる。

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、
クロロベンゼン、キシレンなどが用いられる。さらに、
縮重合反応を促進するために、ト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、また重合度を調整するために、ｐ−ｔ−ブチルフェ
ノール、フェノール、フェニルフェノールなどの分子量
調節剤を添加して反応を行うことが望ましい。また、所
望に応じ、亜硫酸ナトリウム、ハイドロサルファイドな
どの酸化防止剤を少量添加してもよい。反応は通常０〜
１５０℃、好ましくは５〜４０°Ｃの範囲の温度で行わ
れる。反応時間は通常０．５〜１０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１
０以上に保持することが望ましい。

一方、後者のエステル交換法においては、前記のビスフ
ェノール化合物とビスアリールカーボネーとを混合し、
減圧下で高温において反応させる。

反応は通常１５０〜３５０°Ｃ１好ましくは２００〜３
００　’Ｃ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ｌｍｍＨｇ以下にして、エステル交換
反応により生成した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、前記の分子ｆｆ１ｉ［節剤や酸化防止剤などを添
加して反応を行ってもよい。また、前記のポリカーボネ
ート共重合体を製造する場合は、予め２．２−ビス（３
−フェニル−４−ヒドロキシフェニル）プロパンとビス
アリールカーボネートを縮重合させてオリゴマーを得、
このオリゴマーと他のビスフェノール化合物とを反応さ
せてもよい。

このようにして得られる本発明のポリカーボネートを成
形した場合、得られる成形品の複屈折は小さく、特に斜
め入射光における複屈折は従来のポリカーボネート樹脂
を成形して得られる成形品に比べて著しく小さく、各種
の光学機器用の素材として好適なものである。また、透
明性、耐熱性、耐湿性、耐衝撃性にも優れた素材である
ため、これを用いて作られた光学機器は様々な条件下で
安定して作動する。

特に、斜め入射光の複屈折が著しく小さいということは
、成形し、ディジタルオーディオディスク、ディジタル
ビデオディスク、情報読み取り、書き込みを目的とした
ディスクなどの光ディスクの基板として用いた場合、デ
ィスクに記録された情報の読み取り感度が高く、エラー
の発生が少ないことを意味する。したがって、本発明の
光学機器用素材は、特に光デイスク用基板の素材として
好適なものである。

本発明の光学機器用素材の成形法としては、通常ポリカ
ーボネート樹脂の成形に用いられている方法、例えば射
出成形法、圧縮成形法、射出成形と圧縮成形の折衷法で
あるローリンクス法やマイクロモールディングなどの中
から任意の方法を使用することができる。

成形温度は２８０〜３５０℃の範囲とすることが望まし
い。２８０°Ｃ未満では樹脂の溶融が不十分となり、不
十分な流動性の結果、光学的歪みを生じたり、樹脂の充
填が不完全となり、転写性に問題を生じたりすることが
ある。また、３５０″Ｃを超える高温で成形した場合、
樹脂の分解によって分子量が低下し、シルバーストリー
クを生じたり、黄変などの着色が生じて成形品の透明性
を損なうことがある。

本発明の光学機器用素材を成形するにあたっては、本発
明のポリカーボネートの光学的性質を損なわない範囲で
、必要に応じ、酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、帯
電防止剤、滑剤、着色剤等、通常ポリカーボネートに添
加される添加物を配合することができる。

使用される酸化防止剤としては、例えば、２゜６−ジー
も一ブチルーｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニ
ソール、２，６−ジーｔ　−７’チル−４−エチルフェ
ノール、ステアリル−β−（３゜５−ジーも一ブチルー
４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，２′−
メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール
）、２．２’−メチレンービス（４−エチル−６−ｔ−
ブチルフェノール）、４．４’−チオビス（３−メチル
−６−ｔ−ブチルフェノール）、４．４’−ブチリデン
ビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、テト
ラキス〔メチレン−３−（３’、５′−ジーＬ−ブチル
ー４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートコメタン、
１，１．３−１−リス（２−メチル−４−ヒドロキシ−
５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン等のフェノール系化合
物、フェニル−β−ナフチルアミン、Ｎ、Ｎ’　−ジフ
ェニル−ｐ−フェニレンジアミン等のアミン系化合物、
トリス（ノニルフェニル）フォスファイト、トリフェニ
ルフォスファイト、トリオクタデシルフォスファイト、
ジフェニルイソデシルフォスファイト等のリン系化合物
、ジラウリルチオジプロピオネート、シミリスチルチオ
ジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート
等の硫黄化合物などが挙げられる。酸化防止剤の添加量
は、通常ポリカーボネートに対して５０〜３００ｐｐｍ
、好ましくは１００〜２００　ｐｐｍとする。酸化防止
剤の添加量が５０ｐ１）１１１未満であると、成形時に
ポリカーボネートの焼けが発生しやすく、このため複屈
折が大きくなることがある。また、３００ｐｐｍを超え
ると、成形時にポリカーボネート中の酸化防止剤が分解
してガスが発生し、やはり複屈折が大きくなることがあ
る。

使用される難燃剤としては、例えば、ポリブロモブチレ
ン、デカブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビス
フェノールＡ等のハロゲン系難燃剤、リン酸アンモニウ
ム、トリクレジルホスフェート、トリエチルホスフェー
ト、酸性リン酸エステル等のリン系難燃剤、酸化スズ、
三酸化アンチモン等の無機系難燃剤が挙げられる。

使用される紫外線吸収剤としては、例えば、フェニルサ
リシレート、ｐ−ｔ−プチルフェニルサリシレート等の
サリチル酸系紫外線吸収剤、２゜４−ジヒドロキシベン
ゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェ
ノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤、２−　（２’
−ヒドロキシ−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾ
ール、２−（２′−ヒドロキシ−５′−ｔ−ブチルフェ
ニル）ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系紫
外線吸収剤等が挙げられる。紫外線吸収剤の添加量は、
ポリカーボネートに対し１００〜５００　ｐｐｍとする
ことが好ましい。１００　ｐｐｍ未満では効果が不十分
であり、５００ｐｐｍを超えると、添加剤のブリードな
どによる品質の低下を招くことがある。

使用される帯電防止剤としては、例えば、ポリオキシエ
チレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルア
ミド等の非イオン系帯電防止剤、アルキルスホネート、
アルキルベンゼンスルホネート等のアニオン系帯電防止
剤、第４級アンモニウムクロライド、第４級アンモニウ
ムサルフェート等のカチオン系帯電防止剤、アルキルベ
タイン型、アルキルイミダシリン型等の両性帯電防止剤
等が挙げられる。帯電防止剤の添加量は、ポリカーボネ
ートに対し、１００〜５，０００ｐｐｍどすることが好
ましい。１１００ｐｐ未満では効果が不十分であり、５
．ＯＯＯｐｐｍを超えると添加剤のブリードなどによる
品質の低下を招（ことがある。

使用される滑剤としては、脂肪族系炭化水素、高級脂肪
族系アルコール、脂肪酸アマイド系、金属石鹸系、脂肪
酸エステル系などの滑剤が挙げられる。滑剤の添加量は
、ポリカーボネートに対し、５０〜５００ｐｐｍとする
ことが好ましい、５０ｐｐｍ未満では効果が不十分であ
り、５００　ｐｐｍを超えると、添加剤のブリードなど
による品質の低下を招くことがある。

使用される着色剤としては、プラスチックの着色に使用
される通常の着色剤を使用することができる。

さらに、本発明のポリエステルカーボネートには、成形
に際し、さらに他の成分、例えば着色や透明性の劣化を
防止するための亜リン酸エステル類、メルトインデック
ス値を増大させるための可塑剤等を添加することができ
る。

この際使用される亜リン酸エステル類としては、例えば
トリブチルホスファイト、トリス（２−エチルヘキシル
）ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリスステ
アリルホスファイト、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（ノニルフェニル）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
、デシルジフェニルホスファイト、フェニル−ジー２−
エチルへキシルホスファイト、フエニルジデシルホスフ
ァイト、トリシクロヘキシルホスファイト、ジステアリ
ルペンタエリスリチルジホスファイト、ジフェニルペン
タエリスリチルジホスファイトなどが挙げられる。亜リ
ン酸エステル類の添加量は、ポリカーボネートに対し５
０〜５．ＯＯＯｐｐｍとすることが好ましい。５０ｐｐ
ｍ未満では、効果が不十分であり、５．ＯＯＯｐｐｍを
超えると、添加剤のブリードなどによる品質の低下を招
くことがある。

また、可塑剤としては、例えば２−エチルへキシルフタ
レート、ｎ−ブチルフタレート、イソデシルフタレート
、トリデシルフタレート、ヘプチルフタレート、ノニル
フタレート等のアルキルフタレート類、２−エチルへキ
シルアジペート、２−エチルへキシルセバケート等の二
塩基酸のアルキルエステル類、リン酸トリブチル、リン
酸トリオクチル、リン酸トリクレジル、リン酸トリフェ
ニル等のリン酸アルキルエステル類、エポキシ化オレイ
ン酸オクチル、エポキシ化オレイン酸ブチル等のエポキ
シ化脂肪酸エステル類、あるいはポリエステル形可塑剤
、塩素化脂肪酸エステル類などが挙げられる。可塑剤の
添加量は、ポリカーボネートに対し、１００〜１０，０
００ｐｐｍとすることが好ましい。１１００ｐｐ未満で
は効果が不十分であり、１０，０００を超えると、添加
剤のブリードによる品質の低下を招くことがある。

また、本発明のポリカーボネートの特性を１員なわない
範囲で、他の樹脂を配合して成形してもよい。

〔実施例〕

次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、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。

製造例１内容積ｌＯｌの邪魔板付フラスコに、２，２−ビス（３
−フェニル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン６００
ｇと分子ｆｆ１ｉＪ１節剤のｐ−ｔ−ブチルフェノール
１０ｇおよび塩化メチレン５１を入れて溶解させたのち
、水３２と触媒のトリエチルアミン１０ｍ！を加え、攪
拌下に２０〜３０゛Ｃでホスゲンガスを３０００〜４０
００ｄ／分の割合で吹き込んだ。ホスゲンガスを吹き込
む間、反応系のｐＨが１０以下にならないように１２規
定濃度の水酸化ナトリウム水溶液を滴下した。ホスゲン
ガスを２５分間吹き込んだのち、２０〜２５°Ｃで１時
間攪拌下に反応させた。反応終了後、生成物を塩化メチ
レン７℃で希釈し、水、０．Ｏ１規定の水酸化ナトリウ
ム水溶液、水、ｏ、ｏｉ規定の塩酸、水の順に洗浄して
５０２のメタノール中に注入し、重合体を析出させて回
収した。重合体の収量は６４０ｇ（収率９７％）であっ
た。ここで得られた重合体の分子量は、粘度平均分子量
で１６．５００であった。

得られた重合体は、赤外線吸収スペクトル分析の結果、
１６５０ｃｍ−’の位置にカルボニル基の吸収が認めら
れ、また’Ｈ−ＮＭＲ分析の結果より、この重合体は下
記の繰り返し単位を有することが認められた。

製造例２製造例１において用いた２、２−ビス（３−フェニル−
４−ヒドロキシフェニル）プロパン６００ｇの代すりに
、２．２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン１
４４ｇおよび２．２−ビス（３−フェニル−４−ヒドロ
キシフェニル）プロパン３６０ｇを用いたほかは製造例
１と同様にして、ポリカーボネート共重合体を得た。こ
のポリカーボネート共重合体の分子量は、粘度平均分子
量で１４，５００であった。

得られた共重合体は、赤外線吸収スペクトル分析の結果
、１６５０ｃｍ−’の位置にカルボニル基の吸収が認め
られ、またＩ　Ｈ−Ｎ　Ｍ　Ｒ分析の結果より、この共
重合体は下記の繰り返し単位を有することが認められた
。

実施例１製造例１で得たポリカーボネートを、テクノプラス株式
会社製成形機により、成形温度３００°Ｃで成形し、厚
さ１．２　ｍｍ、径１３０ｍｍのディスクを作製し、エ
リプソメーターにより複屈折を測定した。結果を表に示
す。

実施例２製造例２で得たポリカーボネート共重合体を用いた以外
は実施例１と同様の操作を行った。結果を表に示す。

比較例１ビスフェノールＡを原料とするポリカーボネート（粘度
平均分子量１５，０００）を用いた以外は実施例１と同
様の操作を行った。結果を表に示す。

（以下余白）〔発明の効果〕本発明の光学機器用素材は、透明性、耐熱性、耐湿性、
耐衝撃性に優れるのみならず、複屈折、特に斜め入射光
における複屈折が小さく、光学機器用素材として有用で
ある。特に、ディジタルオーディオディスク、ディジタ
ルビデオディスク、光メモリ−ディスクなどの光ディス
クに成形した場合、ディスクに記録された情報の読み取
り感度が高く、エラーの発生が少なく、光デイスク用の
素材として掻めて有用である。

Claims

【特許請求の範囲】１、下記の式で表される繰り返し単位を有するポリカー
ボネートよりなる光学機器用素材。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ２、光学機器が光ディスクの基板である特許請求の範囲
第１項記載の光学機器用素材。