JPH01223122A - 光学材料用樹脂組成物 - Google Patents

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］ 本発明は光学材料用樹脂に関し、特にデジタルオーディ
オディスクや光メモリ−ディスクに関するものである。

［従来の技術］ 記録層あるいは光反射層からなる情報記録層に情報を記
録および再生したり、情報記録層に形成された情報を再
生するデジタルオーディオディスクや光ディスク、光磁
気ディスクの基板として、ガラスや透明な合成樹脂の円
板が用いられる。

ガラス基板は透明性、耐熱性、寸法安定性に優れた素材
であるが、重く、破壊し嘉＜、製造コストが高いという
問題点がある。

一方、合成樹脂基板は、ガラス基盤と比較すると成型加
工が容易であり、取り扱い中に破損する危険性も少なく
、軽量であるばかりでなく、コスト的仲もガラス基板よ
り勝っている。一般に、このような合成樹脂（光学材料
用樹脂）としては透明であることのほか、成形性および
寸法安定性が良く耐熱性、耐湿性、機械的強度に優れて
いるとともに、光学的に均質で複屈折の小さいことが要
求されている。

このような光学材料用樹脂として、従来からアグリル樹
脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂
、ビスフェノールＡ系ポリカーボネート樹脂などが知ら
れている。しかしながら、アクリル樹脂は透明性が高く
光学的に均質で複屈折は小さいものの、吸湿性が大きい
ために寸法安定性が不良であり、多湿環境下にて反り、
ねじれなどを生ずるという欠点を有しておりまた、耐熱
性にも問題を有している。

エポキシ樹脂は、光学及び物理的性質は良好なのである
が、成形性に問題があり、大量生産には適していない、
また、ポリスチレン樹脂は加工性に優れ、コストも安い
が干渉縞が出やすく複屈折が大きくなる欠点がある。

硬質タイプの塩化ビニル樹脂は吸湿性などに優れている
が、加工性、耐久性、耐熱性、成形性などの点で劣って
いる。一方、ビスフェノールＡ（２，２−ビス（４′−
ヒドロキシフェニル）プロパン）をホスゲンや炭酸ジフ
ェニル等と反応させて得られるポリカーボネート樹脂は
、耐熱性、耐湿性、耐衝撃性などにおいて優れているも
のの、複屈折が大きく、ディスクに記録された情報の読
取り感度が低下したりエラーが発生しやすいという欠点
がある。

以上のように現在に至まで、良好な透明性を持ちながら
、耐熱性、耐久性、機械的強度を有し、かつ光学的に均
質で複屈折の小さな光学材料用樹脂は見い出されていな
い。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上に述べた従来のデジタルオーディオディス
クや光メモリ−ディスク用樹脂として必要とされる耐熱
性、耐湿性、機械的強度に優れているとともに、光学的
に均質で複屈折の小さな光学材料用樹脂を提供するもの
である。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は耐熱性、耐湿性、機械的強度に優れている
とともに、光学的に均質で複屈折の小さな光学材料用樹
脂を得るべく、鋭意検討を行った。

その結果、特定の構造を有するポリカーボネート共重合
体が耐熱性、耐湿性、機械的強度に優れているとともに
、光学的に均質で複屈折の小さな特徴を有することを見
い出だし本発明に到達した。

すなわち本発明は、デジタルオーディオディスクや光メ
モリ−ディスク用基板として、耐熱性、耐湿性、機械的
強度に優れているとともに、光学的に均質で複屈折の小
さな光学材料用樹脂が下記一般式（１） （式中、Ｒ３およびＲ２は水素原子、炭素数１から６の
アルキル基およびフェニル基を示し、モル分率ｎおよび
ｍはそれぞれ６．０１から０．９９の任意の数であり、
かつｎ十ｍは１である）で表される繰り返し単位を有す
るポリカーボネート共重合体からなる光学材料用樹脂組
成物に関するものである。

本発明におけるポリカーボネート共重合体は。

ビスフェノール類および１，２−ジフェニル−１，２−
エタンジオールと炭酸エステル形成性化合物とを反応さ
せることにより、製造することができる。

本発明で用いるビスフェノールとしては、例えば、２．
２−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）プロパン、２．
２−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）ブタン、２．２
−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）ペンタン、２．２
−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）ヘキサン、２．２
−ビス（４″−ヒドロキシフェニル）へブタン、３．３
−ビス（４’−ヒドロキシフェニル）ペンタン、４．４
−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）へブタン、１−７
エニルー１．１−ビス（４′−ヒドロキシフェニル）エ
タン、１．１−ビス（４’　−ｈドロキシフェンニル）
シクロヘキサン、１−７エニルー１．１−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）ジフェニルメタンをあげることができる。

尿発明で用いる炭酸エステル形成ｉ化合物としては、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
ーボネート等のビスアリールカーボネートが挙げられる
。

前記共重合体の製造法としては、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、例えば二価フェノールおよびアルコールとホスゲ
ンとの直接反応、あるいは二価フェノールおよびアルコ
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
などの方法を採用することができる。

前者の二価フェノールおよびアルコールとホスゲンとの
直接反応法においては、通常酸結合剤および溶媒の存在
下において、前述のビスフェノール類および１．２−ジ
フェニル−１，２−エタンジオ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、水酸化カリウム等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、キシレン等が用いられる。

さらに、重縮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ンモニウム塩などの触媒を、また重
合度を調節するために、ｐ−ｔ−ブチルフェノールやフ
ェニルフェノール等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、必要に応じ亜硫酸ナトリウム
、ハイドロサルファイド等の酸化防止剤を少量添加して
も良い。

ビスフェノール類および１．２−ジフェニル−１，２−
エタンジオールの配合割合は任意であるが、通常ビスフ
ェノール類のモル分率ｎは０．０１から０．９９、好ま
しくは０．１から０．９である０反応は、通常Ｏ〜１５
０℃、好ましくは５〜４０℃の範囲の温度で行われる０
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。

一方後者のエステル交換反応法においては、前述のビス
フェノール類および１．２−ジフェニル−１，２−エタ
ンジオールとビスアリール、カポネートとを混合し、減
圧下で高温において反応させる０反応は通常１５０〜３
５０℃、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ｌｍｍＨｇ
以下で、エステル交換反応によって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に留
去させる０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０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、また必要に応じ、前述の分子量調節剤や酸化防止剤
などを添加しても良い。

本発明の樹脂材料を成形して基板を得るに際しての成形
方法としては射出成形、圧縮成形等が挙げられるが、こ
れらの成形法のうち、生産性の点から射出成形が最も好
ましい、なお射出成形により基板を成形するに当たって
は、溶融樹脂粘度が低いことが望ましく、樹脂材料の分
子量を耐熱性、機械的強度などに悪影響を与えない一範
囲で適時調整することが好ましい。

前記成形法においては、前記共重合体をそのまま成形し
ても良いが、必要に応じ、該共重合体に各種の成分、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
剤などを配合して成形しても良いし、また、本発明の共
重合体の特性を損なわない範囲で他の樹脂を配合して成
形しても良い。

［発明の効果］ このようにして得られた本発明のポリカーボネート共重
合体組成物は透明性、耐熱性、機械的強度に優れるとと
もに、光学的に均質で複屈折が小さいという特徴を有し
ており、光学材料用樹脂として極めて優れたものである
。

［実施例］ 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。

なお、実施例において得られる諸物性は下記の試験法に
より測定した。

（１）光透過率　：分光光度計にて５００　ｎｍの光透
過率を測定 （２）複屈折　　二日本工学（株）製傷光原黴鏡にセナ
ルモンコンペンセータ をつけて光デイスク基板の直 径８０ｍｍの部分を測定 （３）熱変形温度：ＡＳＴＭ−Ｄ−６４８に従い熱変形
試験装置にて測定 （４）硬度　　　：ＪＩＳ−に−６９１１に従い鉛筆硬
度試験装置にて測定 （５）吸水率　　：ＡＳＴＭ二Ｄ−５７０に従い測定 実施例１ １０００ｍｌのフラスコに４．４’　−（イソプロピリ
デン）ビスフェノール９１．３ｇ　＜０．４ｎｏｔ）を
６％濃度の水酸化ナトリウム水溶液５００ｍ１に溶解さ
せた溶液と、塩化メチレン２５０ｍ１を加えた後、撹拌
しながらホスゲンガスを１０１００Ｏ／分の供給割合で
１５分吹き込み反応させた０次いでこの溶液を無水硫酸
ナトリウムで脱水した後、分子量調節剤としてＰ−ター
シャリブチルフェノール２．０ｇを添加し溶解させ、攪
拌しながら１．２−ジフェニル−１，２−エタンジオー
ル８５．７ｇ　（０，４ｎｏｔ＞をピリジン５０ｍ１と
塩化メチレン５０ｍ１の混合液に溶解させた溶液を滴下
し、室温で１時間反応させた。

反応終了後、反応生成物を塩化メチレン１５００ｍｌで
希釈した後、ＩＮ塩酸と水で洗浄し、５０００ｍｌのメ
タノール中に投入して共重合体を回収した。

得られた共重合体を真空下４０℃にて乾燥したところ、
収量は１８８ｇであった。

得られた重合体についてＧＰＣ測定を行ったところ、重
量平均分子量はポリスチレン換算値で１゜２３Ｘ１０’
であった。

この共重合体の赤外吸収スペクトルから、１゛６５１ｃ
ｍ−’にポリカーボネートのカルボニル基に基ずく吸収
が認められ、まなＩＨ−および”ｃ　−ＮＭＲスペクト
ルからこの共重合体は、下記の繰り返し単位を有するも
のと認められた。

この共重合体をシリンダー温度２５０℃、金型温度１２
０℃の条件下で厚さ１．２ｍｍ、直径１２０ｍｍの円盤
に射出成形した。得られた射出成形板の吸水率、光透過
率、鉛筆硬度、複屈折および熱変形温度の結果を表１に
示す。

実施例２ １０００ｍｌのフラスコに４．４’−（イソプロピリデ
ン）ビスフェノール９１．３ｇ　（０，４ｎｏｔ）、１
．２−ジフェニル−１，２−エタンジオール４２．９ｇ
＜０．２ｎｏｔ）およびｐ−ターシャリブチルフェノー
ル２．０ｇをピリジン５０ｍ１と塩化メチレン５００ｍ
１に混合し室温で攪拌した。ついでホスゲンガスを１０
１００Ｏ／分の供給割合で１時間吹き込み反応させた０
反応終了後、反応生成物を塩化メチレン１５００ｍｌで
希釈した後、ＩＮ塩酸と水で洗浄し、５０００ｍｌのメ
タノール中に投入して共重合体を回収した。得られた共
重合体を真空下４０℃にて乾燥したところ、収量は１４
１ｇであった。

得られた重合体についてＧＰＣ測定を行ったところ、重
量平均分子量はポリスチレン換算値で１゜２７Ｘ１０’
であった。

この共重合体の赤外吸収スペクトルから、１６５１ｃｍ
″″′にポリカーボネートのカルボニル基に基ずく吸収
が認められ、またＩＨ−およびＩＣ−ＮＭＲスペクトル
からこの共重合体は、下記の繰り返し単位を有するもの
と認められた。

この共重合体を実施例１と同様の条件で射出成形した、
得られた射出成形板の吸水率、光透過率、鉛筆硬度、複
屈折および熱変形温度の結果を表１に示す。

実施例３ １０００ｍｌのフラスコに４．４’−（α−メチルベン
ジリデン）ビスフェノール１１６ｇ（０゜４ｍｏｌ）を
６％濃度の水酸化ナトリウム水溶液５００ｍ１に溶解さ
せた溶液と、塩化メチレン２５０ｍ１を加えた後、攪拌
しながらホスゲンガスを１０１００Ｏ／分の供給割合で
１５分吹き込み反応させた０次いでこの溶液を無水硫酸
ナトリウムで脱水した後、分子量調節剤としてＰ−ター
シャリブチルフェノール２．０ｇを添加し溶解させ、攪
拌しながら１．２−ジフェニル−１，２−エタンジオー
ル８５．７ｇ　（０，４ｍｏｌ）をピリジン５０ｍ１と
塩化メチレン５０ｍ１の混合液に溶解させた溶液を滴下
し、室温で１時間反応させた。

反応終了後、反応生成物を塩化メチレン１５００ｍｌで
希釈した後、ＩＮ塩酸と水で洗浄し、５０００ｍｌのメ
タノール中に投入して共重合体を回収した。

得られた共重合体を真空下４０℃にて乾燥したところ、
収量は２０５ｇであった。

得られた重合体についてＧＰＣ測定を行ったところ、重
量平均分子量はポリスチレン換算値で１゜１８Ｘ　１０
’であった。

この共重合体の赤外吸収スペクトルから、１６５１ｃｍ
−’にポリカーボネートのカルボニル基に基ずく吸収が
認められ、またＩＨ−および”ｃ　−ＮＭＲスペクトル
からこの共重合体は、下記の繰り返し単位を有するもの
と認められた。

この共重合体を実施例１と同様の条件で射出成形した。

得られた射出成形板の吸水率、光透過率、鉛筆硬度、複
屈折および熱変形温度の結果を表１に示す。

実施例４ １０００ｍｌのフラスコに４．４’　−＜Ｃ１−メチル
ベンジリデン）ビスフェノール１１６ｇ（０゜４　ｍ　
ｏ　ｌ　）　、１　＋　２−ジフェニル−１，２−エタ
ンジオール４２．９ｇ　（０，２ｍｏｌ）およびＰ−タ
ーシャリブチルフェノール２．０ｇをピリジン５０ｍ１
と塩化メチレン５００ｍ１に混合し室温で攪拌しな、つ
いでホスゲンガスを１００１００Ｏ分の供給割合で１時
間吹き込み反応させた。

反応終了後、反応生成物を塩化メチレン１５００ｍｌで
希釈した後、ＩＮ［ｖｉと水で洗浄し、５０００ｍｌの
メタノール中に投入して共重合体を回収した。得られた
共重合体を真空下４０℃にて乾燥したところ、収量は１
６６ｇであった。

得られた重合体についてＧＰＣ測定を行ったところ、重
量平均分子量はボ゛リスチレン換算値で１゜２Ｘ１０’
であった。

この共重合体の赤外吸収スペクトルから、１６５１ｃｍ
−’にポリカーボネートのカルボニル基に基ずく吸収が
認められ、また’Ｈ−および”ｃ　−ＮＭＲスペクトル
からこの共重合体は、下記の繰り返し単位を有するもの
と認められた。

この共重合体を実施例１と同様の条件で射出成形しな、
得られた射出成形板の吸水率、光透過率、鉛筆硬度、複
屈折および熱変形温度の結果を表１に示す。

比較例 ４．４’　−（イソプロピリデン）ビスフェノールを原
料とする市販のポリカーボネート樹脂を実施例１と同様
の条件で射出成形した。得られた射出成形板の吸水率、
光透過率、鉛筆硬度、複屈折および熱変形温度の結果を
表１に示す。

表１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記一般式（１） ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （式中、Ｒ＿１およびＲ＿２は水素原子、炭素数１から
   ６のアルキル基およびフェニル基を示し、モル分率ｎお
   よびｍはそれぞれ０．０１から０．９９の任意の数であ
   り、かつｎ＋ｍは１である）で表される繰り返し単位を
   有するポリカーボネート共重合体からなる光学材料用樹
   脂組成物。