JPS6237110A - 合成樹脂円板の製造方法 - 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、注型方法によって透明な熱硬化性合成樹脂円
板を製造する方法に関するもので、さらに詳しくは、寸
法精度かたかく夾雑物が少なく、かつ耐熱変形性に優れ
た熱硬化性樹脂円板を容品に製造する方法に関するもの
である。

本発明で得られた合成樹脂円板は、優れた寸法精度、純
粋性、耐熱変形性、光特性を必要とする分野、例えば、
情報記録用光ディスク、フレネルレンズ、鏡板、等に利
用することができる。

「従来の技術」 光学的に利用される透明な合成樹脂円板材料例えば情報
記録用光デイスク基板材料では、透明性、耐吸水性、耐
衝撃性、複屈折の少なさ、耐熱変形性、寸法精度のよい
仕上がり性、高純度性が要求され、これら要求に適合し
た合成樹脂及びその成形法が研究され試作されている。

たとえばポリメチルメタアクリレート或いはポリカーボ
ネートを用いた射出成形物、エポキシ樹脂を用いた注型
成形物が試作され、一部市版されている。

しかし、ポリメタアクリレート或いはポリカーボネート
の射出成形物については、吸水性かたかい、複屈折性が
たかい、熱変形性が大きい等の問題点が内在し、エポキ
シ樹脂の通常の注型物については生産性がきわめて悪い
等の問題点がある。

「発明が解決しようとする問題点」 エポキシ樹脂に代表される熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹
脂に比較し、熱変形性が少ない、吸水性が少ない等−船
釣特徴を有しているが、主剤−硬化剤、主剤−触媒等を
配合した二液性配合物である為、混合不良による不均一
性、混合時のガス（空気等）の巻き込み、反応時の副生
成物の発生等による夾雑物が混入しやすい傾向を有して
いる。

一方、情報記録用光ディスクに要求される基板の純度は
ＰＰＭオーダーをはかるに下廻った夾雑物の含有量であ
り、原料中のゴミの混入は勿論、大気中のゴミの混入、
成形機等から発生する油性揮発分の混入等も許されない
現状である。

又、情報記録用光ディスクに要求される記録溝の寸法精
度は、０．１μ以下であり、又、円板のソリの精度は１
１ｍ以下で、気泡の混入、ボイドの発生、板厚の不良、
残留歪の発生のない、寸法精度のたかいことが条件とさ
れる。

本発明者等は、光学的に利用される透明な合成樹脂円板
について、夾雑物が少なく、寸法精度の少ない製造方法
を鋭意検討の結果、本発明により解決することを見出し
た。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、透明な熱硬化性合成樹脂円板を製造するに当
り、熱硬化可能なプレポリマー溶液を鋳込型に注入し硬
化前に該層を１つの軸のまわりに高速で回転させ、遠心
力で夾雑物を円周又は円心部に分離した後、引き続いて
回転による遠心力で該溶液を型に押し付けながら該溶液
を加熱硬化せしめることを特徴とする透明な熱硬化性合
成樹脂円板を製造する方法である。

本発明方法における鋳込型の回転速度は、従来の一般成
形物の成型方法の１つとしての回転成型法における回転
速度よりも相当に速いものである。すなわち、従来の回
転成型法における回転速度は５００ｒｐｍ位であるのに
対し、本発明方法における回転速度は１１０００ｒｐ以
上の高速である。

本発明に使用される熱硬化可能なプレポリマー溶液とは
、主剤−硬化剤、主剤−触媒等を配合した二液以上の配
合溶液であって、分子量が少なくとも３００、官能基を
少なくとも２ケを有するプレポリマーを溶液中に３０％
以上含有し、１００℃以下の沸点の化合物を含まず、熱
硬化後は透明な成形物を形成するプレポリマー溶液であ
る。該プレポリマー溶液の粘度は、常温で１〜２００　
ｐｏｉｓｅが適切で、ｌ　ｐｏｉｓｅ以下では反応発熱
が大きくなり、その結果円板の成形歪が大きくなると共
に、型からの漏れを生じて作業性が悪く、２００　ｐｏ
ｉｓｅ以上では、夾雑物の分離が充分でない、プレポリ
マーの分子量が、３００以下であったり、プレポリマー
の含有量が３０％以下であると成形歪が大きく、プレポ
リマーの官能基数が２ケより少ないと熱硬化性がわるく
、成形生産性が不充分である。

酸プレポリマー溶液に該当するものとしては、液状エポ
キシ樹脂−酸硬化剤、液状エポキシ樹脂−アミン化合物
、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイソシアネート−ポリ
オール化合物、不飽和エポキシエステル、不飽和ウレタ
ンのプレポリマー溶液を掲げることができるが、光学用
円板については黄変性の少ない、液状エポキシ樹脂−酸
硬化剤、不飽和エポキシ樹脂、無黄変ジイソシアネート
を原料にしたポリイソシアネート−ポリオール化合物、
無黄変ポリイソシアネートを原料とした不飽和ウレタン
プレポリマー溶液が好ましい。

液状エポキシ樹脂−酸硬化剤系にあっては、液状エポキ
シ樹脂が、該プレポリマー成分に相当し、ビスフェノー
ルＡのジグリシジルエーテルがその代表例である。

酸硬化剤としてはへキサヒドロフタル酸無水物、テトラ
ヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸無
水物、ナジックメチル酸無水物等で代表されるポリカル
ボン酸の無水物、グリコール或いはポリオールと酸無水
物を反応して得られるカルボキシル基末端アダクト等で
代表されるポリカルボン酸化合物を掲げることができる
。

液状エポキシ樹脂−酸硬化剤系には、成形生産性を向上
させる為、第３級アミン、イミダゾール類、カルボン酸
の金属塩等を硬化促進剤として使用することができる。

無黄変ジイソシアネートを原料にしたポリイソシアネー
ト−ポリオール化合物溶液に於いて、ポリイソシアネー
ト成分又はポリオール化合物のいずれか又は両方がプレ
ポリマー成分に相当する。無黄変ジイソシアネートとし
ては、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジ
イソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジン
ジイソシアネート等が代表例であり、これらは単独で或
いは他化合物と変性させて、イソシアヌレート系ポリイ
ソシアネート、ビユレット系ポリイソシアネート、ポリ
ウレタン系ポリイソシアネートの形で使用される。

ポリオール化合物として、エチレングリコールで代表さ
れるアルキレングリコール、トリメチロールプロパンで
代表されるアルキレンポリオールの他、ポリエーテルポ
リオール、ポリエステルポリオール等の形で使用される
。ポリイソシアネート−ポリオール系では成形生産性を
向上する為、ジブチル錫ジラウレートを代表とするウレ
タン化促進剤を使用することができる。

不飽和エポキシプレポリマー溶液にあっては、ポリエポ
キシ化合物と不飽和カルボン酸を反応して得た不飽和エ
ポキシプレポリマーと重合性単量体からの溶液が使用さ
れる。

ポリエポキシ化合物として、ビスフェノールへのジグリ
シジルエーテル、ノボラックフェノール樹脂のポリグリ
シジルエーテル、グリコールのジグリシジルエーテル等
が代表例であり、不飽和カルボン酸としては、アクリル
酸、メタアクリル酸を代表とする不飽和モノカルボン酸
、マレイン酸、フマル酸を代表とする不飽和ジカルボン
酸をあげることができる。重合性単量体の代表例として
、メチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート、スチレン、エチレングリコール、ジ
（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ　
（メタ）アクリレートがあげられる。不飽和エポキシエ
ステルプレポリマー溶液には、過酸化ベンゾイルで代表
されるラジカル開始剤、必要に応じナフテン酸コバルト
で代表される促進剤を添加することができる。

不飽和ウレタンプレポリマー溶液にあっては、不飽和ヒ
ドロキシ化合物、ポリイソシアネート、必要に応じポリ
オールを反応して得られる不飽和ウレタンプレポリマー
と重合性単量体からの溶液が使用される。不飽和ヒドロ
キシ化合物としてはβヒドロキシエチル（メタ）アクリ
レート、ペンタエリスリートルのトリ　（メタ）アクリ
レート、トリメチロールプロパンのジ又はモノ　（メタ
）アクリレート等を代表例としてあげることができる。

ポリイソシアネートとしては、無黄変ポリイソシアネー
トが適切で、既述のジイソシアネート、イソシアヌレー
ト系ポリイソシアネート、ビユレット系ポリイソシアネ
ート、ポリウレタンポリイソシアネートが使用される０
重合性単量体としては、不飽和エポキシプレポリマー溶
液に用いられる既述の重合性単量体を代表例としてあげ
ることができる。

本発明に使用される鋳込型は鋳型上部、鋳型下部から構
成され、鋳型は回転軸に接続されている。更に回転軸は
、１１０００ｒｐ以上回転可能で、好ましくは可変速の
回転体に接続している。

上部及び／又は下部鋳型の内部表面は、必要に応じＶ型
模様或いは凹凸模様を円心状に設けることができる。第
１図に鋳型構成体の例を、第２図に鋳型下部に凹凸模様
を設けた例をあげた。

使用される鋳込型材質は、アルミ、鋼板、ニッケルを被
覆した硬質ガラス、耐熱性のよいプラスチックが一般的
であるが、その表面は離型性のよい硬化性シリコン樹脂
、硬化性の弗素樹脂が好ましい。又鋳型構成体の内部空
隙に平滑な或いは凹凸模様を有するプラスチックシート
或いは金属シートを配しプレポリマー溶液を注入し、成
形し、硬化物とシートを一体化したり、硬化物からシー
トを剥がして円板を得ても差しつかえない。

溶液を鋳型に注入する際、予め注入口に減圧装置を付し
真空にしておくと、注入が容易となる。

プレポリマー溶液を鋳込型に注入し、硬化前に鋳込型を
１１００Ｏｒｐ＋以上の高速で回転させ遠心力で、プレ
ポリマー溶液中の気泡或いはゴミ等夾雑物を円周又は円
心部に送り出し分離する。情報記録用光ディスクに於い
ては円周部又は円心部は記録部分として用いない為、夾
雑部の混入は差しつかえないが、必要に応じ硬化取出後
、打ち抜き等で夾雑部の入った円心部、円周部を除くこ
ともできる。夾雑部を分離後、必要に応じ回転速度を緩
め、回転による遠心力で該溶液を型に押しつけながら、
２００℃以下で加熱すると、重合を開始し、（１）重合
収縮に伴う型びけ部分に、未重合溶液が圧入されていく
こと、（２）重合熱が回転運動で放散され易いこと、（
３）発泡成分が円心部に抜は易いこと等の理由で、他の
注型方法より、たがい硬化温度、多い触媒量が適用でき
る為、生産性かたかく高純度で寸法精度がよい、透明な
合成樹脂円板を製造することができる。

「実施例」 以下、プレポリマー溶液の製造例、実施例をあげるがこ
れに限定されるものではない。

〔プレポリマー溶液製造例１〕 Ｐｌｕｒａｃｏｌ（）　２０１０　（Ｂａｓｆ　Ｗｙａ
ｎｄｏｔｔｅ製　ポリエーテルジオールＭＷ２０００）
４４重量部（以下部とする）、ヘキサヒドロフタル酸無
水物６８部、１メチルイミダゾ一ル１部を１５０℃、６
時間加熱しジカルボン酸プレポリマーをつくる。冷却後
２エチル４メチルイミダゾール５部を加える。

これに［！ｐｏｎ　８２１＠　（Ｓｈｅｌｌ　Ｃｈｅｗ
製の液状エポキシ樹脂）１００部を混合しプレポリマー
溶液（１）を製造した。

〔プレポリマー溶液製造例２〕 イソシアヌレート化されたヘキサメチレンジイソシアネ
ート、（ＭＷ５０４）５０４部、１．３ブタンジオ一ル
ジメタアクリレート６０６部及びハイドロキノン０．０
２部を混合し、８０℃に加熱しβヒドロキシエチルメタ
アクリレ−）３９０部を２時間にわたって滴下し、ジプ
チル錫ジラウレー）０．０２部を添加し３時間後に反応
を終了し、冷却し、ナフテン酸コバルト３部を加える。

これに成形時、メチルエチルケトンパーオキシドのジメ
チルフタレートの５０％溶液を１５部加えてプレポリマ
ー溶液（２）とする。

〔プレポリマー溶液製造例３〕 ２．２ビス〔３，５ジブロモ４　（２グリシジル）フェ
ニル〕プロパン１モルに対し、メタアクリル酸２モルを
反応して得た２、２ビス〔３，５ジブロモ４　（２メタ
クリロイルオキシ、ヒドロキシイソプロポキシ）フェニ
ル３１０８７７０部、スチレン３０部、ラウロイルパー
オキシカーボネート２部、２　（２’ヒドロキシ５′メ
チルフエニル）ベンゾトリアゾール０．２部を混合し、
プレポリマー溶液（３）を製造した。

実施例１ 第１図の鋳型構成体（内部直径３０（！１１．厚さ１．
５ｍ５）の鋳型にシリコン離型剤をスプレーし、型を予
備加熱し型を閉じ、注入口を減圧ホースに連結し、減圧
後直ちに予備加熱したプレポリマー溶液（１）を注入し
、３００Ｑｒｐｍで１分間鋳型構成体を回転した後、３
００ｒｐｍ迄回転を減速せしめ、１０分で１５０℃迄昇
温し１５０℃で１５分加熱を保ち、冷却後透明な合成樹
脂円板を取り出した。なお、鋳型構成体を１つの回転体
に多数取り付け、一度に多数の円板を成形することもで
きる。

実施例２．３ 型の予備加熱温度、溶液の予備加熱温度、初期回転速度
、加熱成形時の回転速度、加熱成形の温度時間、プレポ
リマー溶液をかえた他は実施例１と同様に行い、透明な
合成樹脂円板を作成した。その条件、測定結果を第１表
に記した。

第１表に示す樟に外観（夾雑物の分離性）、寸法精度（
そり）、熱変形性（加熱後のそり）に優れた円板を得た
。

〔そ　リ〕成形取り出し後の円板のそりと、ディスクの
中心３０ｆｉφでささえ６０℃、５時間保温後のそりを
鶴で示した。

〔透水性３円板を水中に２日間放置し、その前後の重量
差を測定した。この吸水量をポリメチルメタアクリレー
ト（ＰＭＭＡ）板を８とした時の相対量で示した。

〔外　観〕夾雑物の分離性を観察する為、プレポリマー
溶液１００部に対し、綿（１鶴長）０．１部、タルク粉
末０．１部、マージン油０．１部を混合し、成形後記録
部分に残留しているか観察した。

「発明の効果」 以上の様に本発明の透明な合成樹脂円板の製造方法によ
れば、鋳型を高速で回転しながら成形するため、寸法精
度かたかく、夾雑物が少なく、かつ耐熱変形の優れた円
板を得ることができ、更には液状エポキシ樹脂−酸硬化
剤の様なプレポリマー溶液を選択することにより、耐黄
変性及び複屈折率の少ない合成樹脂製円板を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する鋳型構成体の断面図、第２図
は同上鋳型の部分拡大図を示し、図中、（１）は鋳型上
部、（２）は樹脂注入口、（３）は鋳型下部、（４）は
回転体取り付は治具（回転軸）　、（５）はガスケット
、（刀はキャビティ、α・は鋳型内面の凹凸を夫々示し
ている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明な熱硬化性合成樹脂円板を製造するに当り、熱硬化
   可能なプレポリマー溶液を鋳込型に注入し、硬化前に該
   型を１つの軸のまわりに高速で回転させ、遠心力によっ
   て夾雑物を円周又は円心部に分離した後、引き続き回転
   による遠心力で該溶液を型に押し付けながら該溶液を加
   熱硬化せしめることを特徴とする透明な合成樹脂円板の
   製造方法。