JPH1060247A

JPH1060247A - 光学用成形材料

Info

Publication number: JPH1060247A
Application number: JP8224965A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kono; 伸二河野
Original assignee: Teijin Chemicals Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1996-08-27
Filing date: 1996-08-27
Publication date: 1998-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】成形性、熱安定性、耐加水分解性に優れた光
学用、特に光ディスク基板用に適したポリカーボネート
樹脂成形材料を提供する。【解決手段】ポリカーボネート樹脂１００重量に、
（Ａ）炭素数１０〜２２の一価脂肪酸と多価アルコール
とから誘導される部分エステル０．０１〜０．１重量
部、（Ｂ）リン酸トリメチル０．００１〜０．０１重量
部、（Ｃ）亜リン酸エステル０．００１〜０．０１重量
部及び（Ｄ）亜リン酸０．００１〜０．０１重量部を配
合してなる光学用成形材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学用成形材料に関
する。更に詳しくは成形性、熱安定性、耐加水分解性に
優れた光学用、特に光ディスク基板用に適した成形材料
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリカーボネート樹脂は優れた透明性、
耐熱性、寸法安定性等を有するがゆえにレンズや光ディ
スク基板等の光学用途に使用されている。かかる光学用
途においては特に光学的歪みの少ないことが重要な要求
特性であって、一般に複屈折が１００ｎｍ以下であるこ
とが必須条件とされている。このような低い複屈折の成
形品を得るには、成形時に良好な流動性や離型性が要求
される。成形時の流動性をよくするために、粘度平均分
子量が約２０，０００以下のポリカーボネート樹脂を使
用している。しかしながら、それでも成形時の樹脂温度
は３１０〜４００℃という高温を必要とし、解重合によ
る分子量低下や熱劣化による着色が生じ易い。そのた
め、ポリカーボネート樹脂に対して優れた耐熱性が要求
される。

【０００３】従来、ポリカーボネート樹脂の熱安定性を
改良する方法として種々の化合物を配合する試みがなさ
れている。これらの化合物として特に亜リン酸トリフェ
ニルや亜リン酸トリクレジルの如き亜リン酸エステルが
一般的である。かかる亜リン酸エステルはポリカーボネ
ート樹脂の加工温度ではかなり高い蒸気圧を有するた
め、充分な熱安定性を付与し得る量使用すると、得られ
る成形品に気泡やいわゆる銀線が入り易いという問題が
発生する。その改良技術としてポリカーボネート樹脂に
部分エステルと亜リン酸エステルを用いた光学用組成物
が提案されている（特公平１−２３４９８）。しかし、
近年では、成形の高サイクル化にともなう高い離型性が
要求される様になってきた。

【０００４】また、ポリカーボネート樹脂製の光ディス
ク基板のもう一つの問題として、局所加水分解物の発生
があげられる。これは光ディスク基板を高温高湿下で長
時間放置した際、基板内に１０〜１００μｍ程度の球状
の白色欠点が発生する問題である。この白色欠点は発生
場所により情報の読み取りを妨げるため可及的に減少さ
せる必要がある。この白色欠点の発生メカニズムについ
ては明らかではないが、アルカリ性の微小物質がトリガ
ーとなって引き起こされていると考えられる。その対策
として各種の化合物を添加することが考えられるが、現
状では充分な効果を与える方法は見出だされていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は成形
性、熱安定性、耐加水分解性に優れた光学用、特に光デ
ィスク基板用に適したポリカーボネート樹脂成形材料を
提供することである。

【０００６】本発明者は、上記課題を達成せんとして鋭
意検討を重ねた結果、特定の脂肪酸エステルと多価アル
コールとから誘導される部分エステル、リン酸トリメチ
ル、亜リン酸エステル及び亜リン酸を夫々特定量併用す
ることによって、ポリカーボネート樹脂にその優れた成
形性、熱安定性、耐加水分解性を付与し得ることを究明
し、本発明を完成した。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリカーボネ
ート樹脂１００重量に、（Ａ）炭素数１０〜２２の一価
脂肪酸と多価アルコールとから誘導される部分エステル
０．０１〜０．１重量部、（Ｂ）リン酸トリメチル０．
００１〜０．０１重量部、（Ｃ）亜リン酸エステル０．
００１〜０．０１重量部及び（Ｄ）亜リン酸０．００１
〜０．０１重量部を配合してなる光学用成形材料に係る
ものである。

【０００８】本発明で対象とするポリカーボネート樹脂
は、二価フェノールとカーボネート前駆物質とを反応さ
せて得られるポリカーボネート樹脂である。通常、カー
ボネート前駆物質としてホスゲンを使用する界面重縮合
反応又は炭酸ジエステルを使用するエステル交換反応に
よって得られる。ここで使用する二価フェノールとして
は２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン
（通称ビスフェノールＡ）を主たる対象とするが、その
一部又は全部を他の二価フェノールで置換えてもよい。
他の二価フェノールとしては例えばビスフェノールＡ以
外の２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）アルカ
ン、ハイドロキノン、レゾルシン、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）スル
フィド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフォン、
ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフオキシド等があ
げられる。

【０００９】ホスゲンを使用する界面重縮合反応では、
通常酸結合剤の水溶液に二価フェノールを溶解し、溶媒
の存在下に反応させる。酸結合剤としては例えば水酸化
ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化
物が使用され、溶媒としては例えば塩化メチレンやクロ
ロベンゼン等のハロゲン化炭化水素が使用される。反応
に際しては通常末端停止剤が使用される。末端停止剤と
しては例えばｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールのような
一価フェノールが好ましく、その使用量は二価フェノー
ルに対し０．０１〜１０モル％、好ましくは０．０３〜
８モル％である。反応温度は０〜４０℃、好ましくは２
０〜３０℃であり、反応時間は１０分〜１０時間程度で
ある。反応の進行に伴い反応系のｐＨを９以上に保持す
ることが好ましい。また、反応を促進させるために触媒
を用いてもよく、触媒としては例えばトリエチルアミ
ン、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムブロマイド、テト
ラ−ｎ−ブチルホスホニウムブロマイド等の三級アミ
ン、四級アンモニウム化合物、四級ホスホニウム化合物
等があげられる。更に必要に応じて酸化防止剤等を加え
ることもできる。

【００１０】炭酸ジエステルを使用するエステル交換反
応は、不活性ガス雰囲気下で二価フェノールと炭酸ジエ
ステルとを加熱しながら撹拌して生成するアルコール又
はフェノールを留出させることで行われる。反応温度は
生成するアルコール又はフェノールの沸点等により異な
るが、通常１２０〜３５０℃の範囲である。反応後期に
は系を減圧にして生成するアルコール又はフェノールの
留出を容易にさせる。炭酸ジエステルとしては例えばジ
フェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス
（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、ジブチルカーボネート等があげ
られ、なかでもジフェニルカーボネートが好ましい。重
合速度を速めるために重合触媒を使用することができ、
重合触媒としては例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリ
ウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物、
ホウ素やアルミニウムの水酸化物、アルカリ金属塩、ア
ルカリ土類金属塩、第４級アンモニウム塩、アルカリ金
属やアルカリ土類金属のアルコキシド、アルカリ金属や
アルカリ土類金属の有機酸塩、亜鉛化合物、ホウ素化合
物、ケイ素化合物、ゲルマニウム化合物、有機スズ化合
物、鉛化合物、アンチモン化合物、マンガン化合物、チ
タン化合物、ジルコニウム化合物等の通常エステル化反
応やエステル交換反応に使用される触媒があげられる。
触媒は単独で使用してもよいし、二種以上併用してもよ
い。触媒の使用量は原料の二価フェノールに対し０．０
００１〜１重量％、好ましくは０．０００５〜０．５重
量％の範囲で選ばれる。

【００１１】かくして得られるポリカーボネート樹脂の
分子量は、あまりに低いと十分な強度が得られ難くな
り、あまりに高くなると溶融流動性に劣るようになり、
成形時に成形歪みが生じ易くなるので、粘度平均分子量
で表して２０，０００以下が好ましく、１３，０００〜
１８，０００の範囲が特に好ましい。なお、ここでいう
粘度平均分子量（Ｍ）は塩化メチレン１００ｍｌにポリ
カーボネート樹脂０．７ｇを２０℃で溶解した溶液から
求めた比粘度（η_sp）を次式に挿入して求めたものであ
る。

【００１２】η_sp／ｃ＝［η］＋０．４５×［η］²ｃ［η］＝１．２３×１０^-4Ｍ^0.83 （但し［η］は極限粘度、ｃはポリマー濃度で０．７で
ある。）本発明で使用する（Ａ）成分は、例えばミリスチン酸、
パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘン酸、
硫化魚油の脂肪酸等の炭素数１０〜２２の一価脂肪酸と
例えばエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリス
リトール等の多価アルコールから誘導される部分エステ
ルの単独又は混合物である。そのエステル化率は、多価
アルコールを完全にエステル化した時のエステル化率を
１００％とすると、１０〜８０％、好ましくは２０〜６
０％の範囲である。この（Ａ）成分の使用量はポリカー
ボネート樹脂１００重量部に対して０．０１〜０．１重
量部の範囲である。０．０１重量部より少ないと、溶融
成形時の離型性が悪くなって成形品に曇りや離型歪に基
ずく光学的歪を生じるようになり、０．１重量部より多
いと容融成形時に熱分解により成形品に銀条を生じさせ
たり、基板やスタンパーに汚れを発生させるようにな
る。

【００１３】（Ｂ）成分はリン酸トリメチルであり、そ
の使用量はポリカーボネート樹脂１００重量部に対して
０．００１〜０．０１重量部である。０．００１重量部
より少ないと、得られる成形品が着色するようになり、
０．０１重量部より多くすると、溶融成形時に成形品に
銀条を生じさせたり、耐沸水性を低下させるようにな
る。

【００１４】（Ｃ）成分は亜リン酸エステルであり、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
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
−２−エチルヘキシルホスファイト、フェニル−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、トリ
ス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファ
イト等があげられる。特にトリス（ノニルフェニル）ホ
スファイト及びトリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル
フェニル）ホスファイトが好ましい。（Ｃ）成分である
亜リン酸エステルはポリカーボネート樹脂の熱安定性を
向上させる共に、（Ａ）成分との相互作用によって成形
品の色相を改善する効果を奏する。その使用量はポリカ
ーボネート樹脂１００重量部に対して０．００１〜０．
０１重量部である。０．００１重量部より少ないと、充
分な熱安定性向上効果や色相改善効果を発現し難く、
０．０１重量部より多くすると、耐沸水性を低下させた
り銀条を生じさせるようになる。

【００１５】（Ｄ）成分は亜リン酸であり、その使用量
はポリカーボネート樹脂１００重量部に対して０．００
１〜０．０１重量部である。０．００１重量部より少な
いと充分な加水分解抑制効果や耐熱性向上効果が得られ
難く、０．０１重量部より多くすると、ポリカーボネー
ト樹脂の色相に悪影響を与えるようになり易い。

【００１６】本発明の光学用成形材料の調製は任意の混
合法によって実施でき、混合の順序も任意でよい。特に
押出機による溶融混合法が最も好ましい方法である。ま
た、本発明の成形材料は例えば樹脂温度３１０〜４００
℃、金型温度７０〜１３０℃で射出成形又は射出圧縮成
形により光ディスク用基板を成形することができる。更
に、本発明の成形材料には必要に応じて例えば紫外線吸
収剤、着色剤等の添加剤を配合することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下実施例及び比較例を挙げて本
発明を説明する。なお、実施例中の部は重量部であり、
評価は下記の方法によった。

【００１８】（１）耐熱性；５０×５０×２ｍｍの平板
を射出成形機［住友重機（株）製ネオマット１５０／７
５］によりシリンダー温度３４０℃、成形サイクル３５
秒で成形中、成形を一旦停止して３４０℃で１０分間滞
留させた後成形を再開し、滞留前後のＬ値、ａ値、ｂ値
をスガ試験機（株）製色差計により測定し、下記式

【００１９】

【数１】

【００２０】［式中Ｌ₁、ａ₁、ｂ₁は滞留前のＬ値、
ａ値、ｂ値であり、Ｌ₂、ａ₂、ｂ₂は滞留後のＬ値、
ａ値、ｂ値である。］により色差（ΔＥ）を求めた。Δ
Ｅが大きい程色が悪くなり、耐熱性に劣ることを示す。

【００２１】（２）色相；（１）における滞留前の平板
のｂ値で示した。ｂ値が大きい程色が悪いことを示す。

【００２２】（３）耐沸水性；（１）における滞留前の
平板をオートクレーブ中に１２０℃×１００％ＲＨの条
件下で２００時間放置し、その前後の粘度平均分子量の
差（ΔＭ）を求めた。ΔＭが大きい程分子量低下が大き
いことを示す。

【００２３】（４）離型応力；ペレットを成形温度３０
０℃、金型温度８０℃の条件で肉厚４ｍｍ、高さ２０ｍ
ｍ、底部直径６３ｍｍ、上部開口部直径７０ｍｍのカッ
プ状成形品を成形する際に突出しプレートに取り付けた
ストレンゲージにより離型荷重を測定し、離型性を評価
した。離型応力は小さい程離型性のよいことを示す。

【００２４】（５）白色欠点；ペレットを用いてディス
ク用成形機［住友重機（株）製ＤＩＳＫ３Ｍ III］によ
り光ディスク用基板（直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍ
ｍ）を成形し、その基板２５枚を温度８０℃、湿度８５
％の条件下で１６８時間放置した後光学顕微鏡を用いて
基板中の球状白色欠点数を数え、これを白色欠点数とし
た。

【００２５】（６）外観；上記光ディスク用基板を目視
で観察し、欠点（離型不良による汚れやシルバー等）の
有無を判定した。

【００２６】［実施例１〜３及び比較例１〜９］ビスフ
ェノールＡのアルカリ水溶液と塩化メチレンを２５℃で
攪拌しつつホスゲンを導入し、次いで分子量調製剤とし
てｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールと触媒としてトリエ
チルアミンを添加し、３時間反応させた後反応生成混合
物の塩化メチレン層を水で繰返し洗浄した後溶剤を除去
して得たスラリー状のポリカーボネート樹脂を１１０℃
で４時間減圧乾燥し粘度平均分子量１５，０００のポリ
カーボネート樹脂粉末を得た。次いでこの粉末１００重
量部に、表１記載の量の脂肪酸エステル、リン酸トリメ
チル、亜リン酸エステル及び亜リン酸を添加混合して２
５０〜２７０℃の温度範囲で３０ｍｍ押出機によりスレ
ッドを押出しカッターでペレット化した。評価結果を表
１に示す。なお、表１中の脂肪酸エステル及び亜リン酸
エステルを表す記号は下記の通りである。

【００２７】Ａ１：ステアリン酸モノグリセライドＡ２：ベヘン酸モノグリセライドＡ３：ペンタエリスリトールテトラステアレートＣ１：トリスノニルフェニルホスファイトＣ２：トリ（２，４−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイ
トＣ３：２−エチルヘキシルフェニルホスファイト

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明の成形材料は色相、耐熱性、耐沸
水性、離型性に優れているので、３１０〜４００℃の高
温で成形しても分解、焼け、銀条等を生ずることなく、
金型を正確に転写し、実用上問題になるような光学的歪
みがなく且つ高温高湿下で長時間放置しても球状白色欠
点の発生が殆どない成形品が得られる。従って光ディス
ク用基板、各種レンズ、プリズム、フレネルレンズ等の
光学用途に有用であり、特に光ディスク用基板として優
れている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１１Ｂ 7/24 ５２６ 8721−5ＤＧ１１Ｂ 7/24 ５２６Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリカーボネート樹脂１００重量に、
（Ａ）炭素数１０〜２２の一価脂肪酸と多価アルコール
とから誘導される部分エステル０．０１〜０．１重量
部、（Ｂ）リン酸トリメチル０．００１〜０．０１重量
部、（Ｃ）亜リン酸エステル０．００１〜０．０１重量
部及び（Ｄ）亜リン酸０．００１〜０．０１重量部を配
合してなる光学用成形材料。
【請求項２】亜リン酸エステルが、トリス（ノニルフ
ェニル）ホスファイト及びトリス（２，４−ジ−ｔｅｒ
ｔ−ブチルフェニル）ホスファイトから選ばれた少なく
とも一種の化合物である請求項１記載の光学用成形材
料。
【請求項３】ポリカーボネート樹脂の分子量が、粘度
平均分子量で表して１３，０００〜１８，０００である
請求項１又は２記載の光学用成形材料。