WO2006072345A1 - Substratmaterial aus polycarbonat für transparente spritzgussteile - Google Patents

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WO2006072345A1
WO2006072345A1 PCT/EP2005/013215 EP2005013215W WO2006072345A1 WO 2006072345 A1 WO2006072345 A1 WO 2006072345A1 EP 2005013215 W EP2005013215 W EP 2005013215W WO 2006072345 A1 WO2006072345 A1 WO 2006072345A1
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substrate material
injection molding
electric field
hydroxyphenyl
polycarbonate
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PCT/EP2005/013215
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Wilfried Haese
Burkhard Reitze
Michael Roppel
Michael Prein
Alexander Meyer
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Bayer Materialscience Ag
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G64/04—Aromatic polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates

Definitions

  • the invention relates to polycarbonates as substrate material for the production of transparent injection-molded parts, in particular for the production of injection-molded parts to be coated, as well as molded parts obtainable from the polycarbonates according to the invention.
  • Molded parts can e.g. transparent plates, lenses, optical storage media or articles in the field of automotive glazings such. Be scattered light discs.
  • the invention relates in particular to optical storage media or carriers for optical storage media, such as, for example, optical media. recordable optical data memories which have good coatability and wettability, and which are described in US Pat. suitable for the application of dyes from solution in particular from non-polar media.
  • the optical injection molded parts of the polycarbonates according to the invention have a lower tendency to become soiled.
  • Transparent injection-molded parts are particularly important in the field of glazing and storage media.
  • Optical data recording materials are increasingly used as a variable recording and / or archiving medium for large amounts of data.
  • Examples of this kind of optical data storage are CD, Super Audio CD, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-R, DVD + R, DVD-RW, DVD + RW and BD.
  • Transparent thermoplastics such as polycarbonate, polymethylmethacrylate and chemical modifications thereof are typically used for optical storage media.
  • Polycarbonate as a substrate material is particularly suitable for write-once and multi-readable as well as multi-writable optical discs and for the production of moldings from the field of automotive glazings, such. of scattered light disks.
  • This thermoplastic material has excellent mechanical stability, is less susceptible to dimensional changes and is characterized by high transparency and impact strength.
  • Polycarbonate prepared by the interfacial process can be used for the fabrication of optical data memories of the formats described above, e.g. for Compact Discs (CD) or
  • DVD Digital Versatile Disks
  • These discs often have the property to build a high electric field during their injection molding production. This high field starch on the substrate leads during the production of optical data storage, for example, to attract dust from the environment, or for bonding the injection molded articles such as the discs among themselves, which reduces the quality of the finished injection molded articles and complicates the injection molding process.
  • nonpolar media such as e.g. a non-polar dye or a dye-applied solvent, e.g. Dibutyl ether, ethyl cyclohexane, tetrafluoropropanol, cyclohexane, methylcyclohexane or octafluoropropanol leads.
  • a high electric field on the surface of the substrate during dye application to recordable data storage media causes an irregular dye coating, thereby causing defects in the information layer.
  • the degree of electrostatic charging of a substrate material may be e.g. be quantified by measuring the electric field at a certain distance to the substrate surface.
  • antistatic agents are added as additives to the substrate material.
  • Antistatic polycarbonate compositions are described, for example, in JP 62 207 358-A.
  • phosphoric acid derivatives are added as antistatic agents to the polycarbonate.
  • EP 0922 728 describes various antistatics such as polyalkylene glycol derivatives, ethoxylated sorbitan monolaurate, polysiloxane derivatives, phosphine oxides and distearylhydroxyamine, which are used individually or as mixtures.
  • Japanese application JP 62 207 358 describes esters of phosphorous acid as additives.
  • US Pat. No. 5,668,202 describes sulfonic acid derivatives.
  • the described additives may also adversely affect the properties of the substrate material as they tend to leak out of the material. While this is a desirable effect for the antistatic properties, it can lead to deposit formation or poor impression taking. Furthermore, the content of oligomers in the polycarbonate can lead to a poorer mechanical property level and to a lowering of the glass transition temperature. Furthermore, these additives can cause side reactions. The subsequent "end-capping" of polycarbonate, which was obtained from the transesterification process, is laborious and the results achieved are not optimal.Adding new end groups into the material is associated with high costs.
  • the object is to provide a composition or a substrate material which meets the requirements of the lowest possible field strength at the substrate surface and avoids the disadvantages described above.
  • the antistatics described in EP-A 922 728 such as polyoxyethyl sensor bitane monolaurate, polyoxyethylene monolaurate and polyoxyethylene monostearate in the added amounts of 50-200 ppm, are effective in antistatic properties, they may be detrimental to the overall performance of the injection molded body as described above.
  • these materials initially show good antistatic properties, which, however, disappear in the course of a continuous injection molding process.
  • the additives can escape from the material and thus lead in a continuous injection molding process to surface defects on the moldings or to disruptions in the manufacturing process. Also, the initial antistatic effect may be lost and lead to high electrostatic fields on the moldings.
  • the material may contain additional additives, such as flame retardants, mold release agents, UV stabilizers, thermal stabilizers, as are known for aromatic polycarbonates.
  • additional additives such as flame retardants, mold release agents, UV stabilizers, thermal stabilizers, as are known for aromatic polycarbonates.
  • additives are mold release agents based on stearic acid and / or stearic alcohol, particularly preferably pentaerythritol stearate, trimethylolpropane tristearate, pentaerythritol distearate, stearyl stearate, and glycerol monostearate, and also heat stabilizers based on phosphanes, phosphites and phosphoric acid.
  • the present invention provides a substrate material which is particularly useful for rewritable optical media with good coating and wettability and low tendency to fouling available.
  • the substrate material according to the invention leads to a low rejection rate in the production process.
  • the invention therefore relates to a substrate material, preferably polycarbonate prepared by the interfacial process, for the production of transparent to be coated molded parts, which within the first 5 minutes of the injection molding process discs with a measured electric field measured at 100 mm distance from the substrate surface between -30 and 0 kV / m preferably between -20 and 0 kV / m and after 180 to 185 minutes discs with an E-FeId between 0 and 25 kV / m and more preferably between 0 and +18 kV / m supplies.
  • a substrate material preferably polycarbonate prepared by the interfacial process
  • the invention furthermore relates to a substrate material, preferably polycarbonate, produced by the interfacial process which, after 3 hours of a continuous injection molding process, does not exceed an integral average value of the field of +18 kV / m, measured at a distance of 100 mm from corresponding injection-molded bodies (measured in 100 mm distance to the substrate surface).
  • a substrate material preferably polycarbonate
  • the electric field caused by surface charges on the corresponding substrate is substantially dependent on the geometry and dimensions of the injection molded article and the type of injection molding process. Therefore, it is important to measure the coating on the injection molded body itself, such as a disk for an optical disk.
  • ionizers are often used, which conduct an ionized air flow over the discs.
  • inventive substrate materials were achieved without the use of ionizers.
  • ionizers makes the production process more expensive.
  • ionizers can also be used.
  • the invention likewise relates to the molded parts produced from the substrate materials according to the invention, such as e.g. Discs for recordable optical data storage or materials from the field of automotive glazings such. Diffusers.
  • optical data storage devices are suitable:
  • Thermoplastics such as polycarbonate based on bisphenol A (BPA-PC), polycarbonate based on trimethylcyclohexyl-bisphenol polycarbonate (TMC-PC), fluorenyl polycarbonate, polymethyl methacrylate, cyclic polyolefin copolymer, hydrogenated polystyrenes (HPS) as well as amorphous polyolefins and polyesters.
  • BPA-PC bisphenol A
  • TMC-PC trimethylcyclohexyl-bisphenol polycarbonate
  • HPS hydrogenated polystyrenes
  • polycarbonate is suitable for producing the coatable transparent injection molded parts.
  • the substrate materials according to the invention and injection molded articles obtainable therefrom, in particular disks, can be produced by selecting suitable process parameters.
  • the field strength course on finished injection-molded parts can be influenced by several factors.
  • the purity of the reactants and auxiliaries is important.
  • process parameters such as the molar ratio of bisphenol used and phosgene, temperatures during the reaction, reaction and residence times can be decisive.
  • the task is to control the process in such a way that the limits according to the invention are not exceeded in the field strength curve (measured on corresponding injection-molded parts.)
  • the described measurement of the field strength profile is a suitable instrument for the skilled person to control the process.
  • a suitable selection of process parameters to obtain the desired substrate material may be as follows:
  • One possibility for producing the substrate material according to the invention is the selection of specific process parameters during the production of the substrate material in a continuous phase interface process. While the excess of phosgene used, based on the sum of the bisphenols used, is between 3 and 100 mol%, preferably between 5 and 50 mol%, in the conventional continuous polycarbonate synthesis, the substrate material according to the invention is obtained at phosgene excesses of from 5 to 20 mol%. %, preferably 8 to 17 mol% produced.
  • the pH of the aqueous phase is maintained during and after the phosgene dosage in the alkaline range, preferably between 8.5 and 12 via one or more replenishment of sodium hydroxide solution or appropriate addition of bisphenolate solution, while it after addition of the catalyst to 10 to 14 is set.
  • the temperature during the phosgenation is 0 0 C to 40 0 C, preferably 5 0 C to 36 ° C.
  • the polycarbonates according to the invention are prepared by the interfacial process. This process for polycarbonate synthesis has been widely described in the literature; For example, see H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, Vol.
  • oligocarbonates are condensed with the aid of suitable catalysts to high molecular weight, dissolved in the organic phase, polycarbonates.
  • the organic phase is finally separated and the polycarbonate isolated from it by various work-up steps.
  • suitable dihydroxyaryl compounds are those of the formula (2)
  • Z is an aromatic radical having 6 to 30 carbon atoms, which may contain one or more aromatic nuclei, may be substituted and may contain aliphatic or cycloaliphatic radicals or alkylaryls or heteroatoms as bridge members.
  • Z in formula (2) preferably represents a radical of the formula (3)
  • R 6 and R 7 independently of one another are H, C 1 -C 18 -alkyl, C 1 -C 18 -alkoxy, halogen, such as Cl or Br, or each optionally substituted aryl or aralkyl, preferably H or C 1 -C 12 - Alkyl, particularly preferably for H or CrCg-alkyl and very particularly preferably for H or methyl, and
  • X is a single bond, -SO 2 -, -CO-, -O-, -S-, Q- to C 6 -alkylene, C 2 - to C 5 -alkylidene or C 5 - to Ce- cycloalkylidene, which is denoted by C 1 - to C 6 alkyl, preferably methyl or ethyl may be substituted, further for C O - to C 12 arylene, which may optionally be condensed with further heteroatom-containing aromatic rings is.
  • X is preferably a single bond, C 1 to C 5 -alkylene, C 2 to C 5 -alkylidene, C 5 to C 6 -cycloalkylidene, -O-, -SO-, -CO-, -S-, - SO 2 -, or one for a radical of the formula (3a) or (3b)
  • n is an integer from 4 to 7, preferably 4 or 5, with the proviso that on at least one atom X 1 , R 8 and R 9 are simultaneously alkyl.
  • dihydroxyaryl compounds are: dihydroxybenzenes, dihydroxydiphenyls, bis (hydroxyphenyl) alkanes, bis (hydroxyphenyl) -cycloalkanes, bis (hydroxyphenyl) -aryls, bis (hydroxyphenyl) ethers, bis (hydroxyphenyl) ketones , Bis (hydroxyphenyl) sulfides, bis (hydroxyphenyl) sulfones, bis (hydroxyphenyl) sulfoxides, l, l 'bis (hydroxyphenyl) diisopropylbenzenes, and their nuclear alkylated and nuclear halogenated compounds.
  • Diphenols suitable for the preparation of the polycarbonates to be used according to the invention are, for example, hydroquinone, resorcinol, dihydroxydiphenyl, bis (hydroxyphenyl) alkanes, bis (hydroxyphenyl) -cycloalkanes, bis (hydroxyphenyl) sulfides, bis (hydroxyphenyl) ethers , Bis (hydroxyphenyl) ketones, bis (hydroxyphenyl) sulfones, bis (hydroxyphenyl) sulfoxides, ⁇ , ⁇ '-bis (hydroxyphenyl) diisopropylbenzenes, and their alkylated, nuclear alkylated and nuclear halogenated compounds.
  • Preferred diphenols are 4,4'-dihydroxydiphenyl, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -1-phenyl-propane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -phenyl-ethane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,4-bis (4-hydroxyphenyl) -2-methylbutane, 1,3-bis [2- (4-hydroxyphenyl) -2-propyl] benzene (bisphenol M) , 2,2-bis (3 methyl-4-hydroxyphenyl) -propane, bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -methane, 2,2-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -propane, bis (3, 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) sulfone, 2,4-bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -2-methylbutane, 1,3-bis [2- (3,5-dimethyl-4 -hydroxy-phenyl)
  • diphenols are 4,4'-dihydroxydiphenyl, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -phenyl-ethane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -propane, 2,2-bis (3,5 -dimethyl-4-hydroxyphenyl) -propane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -cyclohexane and 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane (bisphenol TMC).
  • the monofunctional chain terminators needed to control the molecular weight such as phenol or alkylphenols, in particular phenol, p-tert. Butylphenol, iso-octylphenol, cumylphenol, their chlorocarbonic acid esters or acid chlorides of monocarboxylic acids or mixtures of these chain terminators are either added to the reaction with the bisphenolate or the bisphenolates or added at any time during the synthesis, as long as in the reaction mixture or phosgene or Chlorkohlenquipreend phenomenon are present or in the case of acid chlorides and chloroformate as a chain terminator as long as sufficient phenolic end groups of the forming polymer are available.
  • the chain terminator (s) are added after phosgenation at one point or at a time when phosgene is no longer present but the catalyst has not yet been metered, or before the catalyst, with the catalyst together or in parallel.
  • any branching or debranching compounds to be used are added to the synthesis, but usually before the chain terminators.
  • trifunctional compounds are 2,4-dihydroxybenzoic acid, trimesic acid, cyanuric chloride and 3,3-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -2-oxo-2,3-dihydroindole.
  • Preferred branching agents are 3,3-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -2-oxo-2,3-dihydroindole and 1,1,1-tri (4-hydroxyphenyl) -ethane.
  • the catalysts used in the phase interface synthesis are tert. Amines, in particular triethylamine, tributylamine, trioctylamine, N-ethylpiperidine, N-methylpiperidine, Ni / n-propylpiperidine; quaternary ammonium salts such as tetrabutylammonium / tributylbenzylammonium / tetraethylammonium hydroxide / chloride / bromide / hydrogensulfate / tetrafluoroborate; and the phosphonium compounds corresponding to the ammonium compounds. These compounds are described as typical phase interface catalysts in the literature, are commercially available and familiar to those skilled in the art.
  • the catalysts may be added individually, in admixture or else side by side and sequentially to the synthesis, if appropriate also prior to phosgenation, but preference is given to doses after phosgene introduction, unless an onium compound or mixtures of onium compounds is used as catalysts, then an addition before the phosgene dosage is preferred.
  • Amines then as their ammonium salts with acids, preferably mineral acids, in particular hydrochloric acid, take place.
  • the total amount of catalysts used is between 0.001 to 10 mol% based on moles of bisphenols, preferably 0.01 to 8 mol%, particularly preferably 0.05 to 5 mol%.
  • the polycarbonates according to the invention may also be admixed with the usual additives for polycarbonates in the customary amounts.
  • additives serves to prolong the useful life or the color (stabilizers), to simplify the processing (eg, remover, flow aids, antistatics) or to adapt the polymer properties to specific loads (impact modifiers, such as rubbers, flame retardants, colorants, glass fibers).
  • additives can be added individually or in any desired mixtures or several different mixtures of the polymer melt, namely directly in the isolation of the polymer or after melting of granules in a so-called compounding step.
  • the additives or mixtures thereof as a solid, i. be added as a powder or as a melt of the polymer melt.
  • Another type of dosing is the use of masterbatches or mixtures of masterbatches of the additives or additive mixtures.
  • Suitable additives are described, for example, in “Additives for Plastics Handbook, John Murphy, Elsevier, Oxford 1999", in the “Plastics Additives Handbook, Hans Zweifel, Hanser, Kunststoff 2001”
  • Preferred thermal stabilizers are, for example, organic phosphites, phosphonates and phosphanes, usually those in which the organic radicals consist entirely or partially of optionally substituted aromatic radicals.
  • UV straighteners e.g. substituted benzotriazoles used.
  • stabilizers may be used singly or in combinations and added to the polymer in the above-mentioned forms.
  • processing aids such as mold release agents, usually derivatives of long-chain fatty acids, can be added. Preference is given, for example, to pentaerythritol tetrastearate and glycerol monosteate. They are used alone or in a mixture, preferably in an amount of 0.02 to 1 wt .-%, based on the composition of the composition.
  • Suitable flame-retardant additives are phosphate esters, ie triphenyl phosphate, resorcinol diphosphoric acid esters, bromine-containing compounds, such as brominated phosphoric acid esters, brominated oligocarbonates and polycarbonates, and preferably salts of fluorinated organic sulfonic acids.
  • Suitable impact modifiers are, for example, graft polymers comprising one or more grafting bases selected from at least one polybutadiene rubber, acrylate rubber (preferably ethyl or butyl acrylate rubber), ethylene-propylene rubbers and graft monomers selected from at least one monomer from the group consisting of styrene, acrylonitrile, alkyl methacrylate (preferably methyl methacrylate) or interpenetrating siloxane and acrylate networks with grafted methyl methacrylate or styrene-acrylonitrile.
  • graft polymers comprising one or more grafting bases selected from at least one polybutadiene rubber, acrylate rubber (preferably ethyl or butyl acrylate rubber), ethylene-propylene rubbers and graft monomers selected from at least one monomer from the group consisting of styrene, acrylonitrile, alkyl methacrylate (preferably methyl methacrylate)
  • colorants such as organic dyes or pigments or inorganic pigments, IR absorbers, individually, mixed or in combination with stabilizers, glass fibers, glass (hollow) balls, inorganic fillers may be added.
  • the present application furthermore relates to the extrudates and moldings obtainable from the substrate materials according to the invention, in particular those for use in the transparent region, more particularly in the field of optical applications, such as e.g. Plates, web plates, glazing, lenses, lamp covers, or optical data storage, such as audio CD, CD-R (W), DVD, DVD-R (W), mini discs in their various read only or rewritable, possibly also repeatedly described embodiments.
  • optical applications such as e.g. Plates, web plates, glazing, lenses, lamp covers, or optical data storage, such as audio CD, CD-R (W), DVD, DVD-R (W), mini discs in their various read only or rewritable, possibly also repeatedly described embodiments.
  • the present invention furthermore relates to the use of the polycarbonates according to the invention for the production of extrudates and molded parts.
  • the erf ⁇ ndungswashe substrate material preferably polycarbonate
  • a disk thus prepared may e.g. an Audio CD, a Super Audio CD, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-R, DVD + R, DVD-RW, DVD + RW or BR.
  • the CD-R (write once, read many) consists of a substrate with concentrically shaped guide recesses (Pregroove), which are transferred in the injection molding process by a nickel matrix. Via a matrix which contains depressions on a submicrometer scale, these are transferred in the injection molding process exactly on the surface of the substrate.
  • the CD-R consists of the above-mentioned substrate, a dye-recording layer, a reflection layer, and a protective layer which are laminated on the substrate in this order.
  • DVD-R Another example of a write-once and multiple read-back optical disc is the DVD-R, which consists of the substrate, a dye-recording layer, a reflection layer and optionally consists of a protective layer and are also applied in this order to the substrate described above and bonded to a second disk ("Dummy Disk").
  • the application of the dye layer takes place via a "spin-coating process.”
  • the respective dye dissolved in an organic solvent, is applied to the information layer of the substrate and, by rotating the disk in the radial direction, uniformly into the recesses of the substrate After this step, the dye layer is dried.
  • the dye to be used for the application described above has an absorption range which lies in the range of the laser used (300-850 nm).
  • dye types are e.g. Cyanines, phthalocyanines, squarylium dyes, polymethines, pyrilium and thiopyril dyes, indoanilines, naphthoquinones, anthraquinones, various metal chelate complexes, e.g. Azo coordination compounds, cyanines or phthalocyanines.
  • These dyes have good signal sensitivity as well as good solubility in organic solvents and fastness to light and are thus preferred dyes for applications described above.
  • solvents examples include esters such as butyl acetate, ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyliosbutyl ketone and 2,4-dimethyl-4-heptanone (DMH), chlorinated hydrocarbons such as 1,2-dichloroethane, and chloroform, amides such as dimethylformamide, hydrocarbons such as cyclohexane , Methylcyclohexane or ethylcyclohexane, ethers such as THF and dioxane, alcohols such as ethanol, propanol, isoprpanol, n-butanol, and diacetone alcohol, fluorinated solvents such as 2,2,3,3-tetrafluoropropanol, and glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monomethyl ether. These can be used individually or as mixtures. Preferred solvents are fluorin
  • a reflective layer e.g. be applied consisting of gold or silver.
  • a protective layer may be applied to the reflective layer.
  • the disk substrate according to the invention and the optical disk according to the invention show markedly improved antistatic properties and improved coatability.
  • the injection molded part is obtained by conventional injection molding.
  • the injection-molded part is produced as follows:
  • an optical disk is selected;
  • the following injection molding parameters and conditions are set:
  • Mold temperature on die side 60 0 C
  • a field meter from Eltec EMF 581230
  • EMF 581230 a field meter from Eltec
  • the field meter is positioned above the disk at a distance of 100 mm from the horizontal disk surface.
  • the center of the fieldmeter is positioned so that its projection on the currently measured disk is 39 mm outside the center of the disk. The disc will not be moved. The measurement of the field thus takes place within a period of 3 to 10 seconds after completion of the injection molding process.
  • the meter is connected to an x / y recorder on which the respective values are printed out.
  • Each measured disk is thus assigned a particular integral value of the electric field.
  • 100 measurements were taken after the process started, i. Of the first 100 discs, the corresponding electric field was recorded. After every 60 minutes, another 100 measurements are taken. After the 4th measurement series, i. After approx. 3 hours the measurement is stopped.
  • the dyestuff deposition can be carried out by "spin coating."
  • the dyestuff used is preferably a phthalocyanine and preferably dibutyl ether as the solvent
  • the dyestuff base begins at a distance of 2 mm from the innermost trace
  • the rate of rotation when the dyestuff is applied is 200 rpm Spreading the solution over the entire disk speeds up to 5000 rpm.
  • Dye coatability is measured here by light microscopic examination of the interior of the dye-coated disk. If a deviation from the color edge of 0.5 mm or higher is observed at one point of the outer edge of the dye, the wetting behavior of this disk is considered insufficient.
  • Another indirect way to measure coatability is to check the eg dye-coated disk with a camera or laser system.
  • the recorded information is evaluated via image processing software and any wetting errors that occur are detected ("in-line" detection). Defective disks are automatically sorted out.
  • the preparation of the polycarbonate is carried out by the known interfacial process. It is worked according to a Konti procedure.
  • the bisphenolate solution bisphenol A, alkali content 2.12 mol NaOH / mol BPA
  • the solvent diichloromethane / chlorobenzene 1: 1
  • the temperature in the reactor is 35 ° C.
  • sodium hydroxide solution (32% by weight) is likewise metered in at 9.97 kg / h.
  • the granules obtained are dried for 6 hours and then processed to discs using a Netstal Discjet injection molding machine (see above) at a cycle time of 4.4 seconds under the parameters given above.
  • the template is an audio stamper.
  • the electric field is measured with a field meter as described above. After an hour another 100 disks are measured consecutively; the injection molding process is not interrupted. Further, after the 2nd and 3rd hours, 100 discs are also successively measured. The result of the field measurement is shown in FIG.
  • the preparation of the polycarbonate is carried out as described in Example 1. However, the bisphenolate solution (bisphenol A) at 750 kg / h (14.93% by weight), the solvent (dichloromethane / chlorobenzene 1: 1) at 646 kg / h and the phosgene at 58.25 kg / h fed. Furthermore, sodium hydroxide solution (32% by weight) is also metered in at 12.34 kg / h. The second amount of sodium hydroxide is 36.20 kg / h; the amount of chain terminator 34.18 kg / h at the concentrations given in Example 5. The amount of catalyst is 33 kg / h. The work-up is carried out as indicated in Example 1.
  • the granules obtained are dried for 6 hours and then, using a Netstal Discjet injection molding machine (see above) with a cycle time of 4.4 seconds below the above
  • the template is an audio stamper. From the first
  • the electric field is measured with a field meter as described above.

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Abstract

Substratmaterial aus Polycarbonat, dadurch gekennzeichnet, dass der integrale Wert des elektrischen Feldes gemessen im Abstand von 100 mm von entsprechenden Spritzgusskörpern, welche innerhalb der ersten 5 Minuten eines kontinuierlichen Spritzgussprozesses hergestellt wurden, zwischen -30 und 0 kV/m und bevorzugt zwischen -20 und 0 kV/m liegt.

Description

Substratmaterialien für transparente Spritzgussteile
Gegenstand der Erfindung sind Polycarbonate als Substratmaterial zur Herstellung transparenter Spritzgussteile, insbesondere zur Herstellung von zu beschichtenden Spritzgussteilen sowie Formteile erhältlich aus den erfindungsgemäßen Polycarbonaten. Formteile können z.B. transparente Platten, Linsen, optische Speichermedien bzw. Träger für optische Speichermedien oder auch Artikel aus dem Bereich des Automotive Glazings wie z.B. Streulichtscheiben sein. Gegenstand der Erfindung sind insbesondere optische Speichermedien bzw. Träger für optische Speichermedien wie z.B. beschreibbare optische Datenspeicher, welche gute Beschichtbarkeit und Benet- zungsfahigkeit aufweisen und z.B. für die Auftragung von Farbstoffen aus Lösung insbesondere aus unpolaren Medien geeignet sind. Zudem weisen die optischen Spritzgussteile aus den erfϊn- dungsgemäßen Polycarbonaten eine geringere Verschmutzungsneigung auf.
Transparente Spritzgussteile sind vor allem im Bereich des Glazings und der Speichermedien von Bedeutung.
Optische Datenaufzeichnungsmaterialien werden zunehmend als variables Aufzeichnungs- und/oder Archivierungsmedium für große Datenmengen verwendet. Beispiele für diese Art von optischen Datenspeichern sind CD, Super-Audio-CD, CD -R, CD -RW, DVD, DVD - R, DVD+R, DVD - RW, DVD+RW und BD.
Transparente thermoplastische Kunststoffe wie zum Beispiel Polycarbonat, Polymethylmethacrylat und chemische Modifikationen hiervon werden typischerweise für optische Speichermedien einge- setzt. Polycarbonat als Substratmaterial eignet sich insbesondere für einmal beschreibbare und mehrfach auslesbare sowie auch für mehrfach beschreibbare optische Disks sowie für die Herstellung von Formteilen aus dem Bereich des Automotive Glazings, wie z.B. von Streulichtscheiben. Dieser thermoplastische Kunststoff verfügt über eine ausgezeichnete mechanische Stabilität, ist wenig anfällig gegenüber Dimensionsveränderungen und zeichnet sich durch eine hohe Transpa- renz und Schlagzähigkeit aus.
Gemäß DE-A 2 119 799 erfolgt die Herstellung von Polycarbonaten unter Beteiligung phenolischer Endgruppen, nach dem Phasengrenzflächenverfahren wie auch dem Verfahren in homogener Phase.
Polycarbonat, hergestellt nach dem Phasengrenzflächenprozess, kann für die Herstellung von opti- sehen Datenspeichern der oben beschriebenen Formate wie z.B. für Compact Disks (CD) oder
Digital Versatile Disks (DVD) verwendet werden. Diese Disks haben oft die Eigenschaft während ihrer Herstellung im Spritzgussverfahren ein hohes elektrisches Feld aufzubauen. Diese hohe Feld- stärke auf dem Substrat fuhrt während der Herstellung der optischen Datenspeicher, z.B. zur Anziehung von Staub aus der Umgebung, bzw. zum Verkleben der Spritzgussartikel wie z.B. der Disks untereinander, was die Qualität der fertigen Spritzgussartikel mindert und das Spritzgussverfahren erschwert.
Es ist ferner bekannt, dass die elektrostatische Aufladung insbesondere von Disks (für optische Datenträger) zu einer mangelnden Benetzbarkeit vor allem mit unpolaren Medien, wie z.B. einem unpolaren Farbstoff oder einem Farbstoffauftrag aus Lösungsmitteln, wie z.B. Dibutylether, Ethyl- cyclohexan, Tetrafluorpropanol, Cyclohexan, Methylcyclohexan oder Octafluorpropanol, führt. So verursacht ein hohes elektrisches Feld an der Oberfläche des Substrates während des Farbstoffauf- trags bei beschreibbaren Datenspeichern zum Beispiel eine unregelmäßige Beschichtung mit Farbstoff und fuhrt damit zu Defekten in der Informationsschicht.
Das Maß der elektrostatischen Aufladung eines Substratmaterials kann z.B. durch Messung des elektrischen Feldes in einem bestimmten Abstand zur Substratoberfläche quantifiziert werden.
Im Falle eines optischen Datenspeichers bei dem ein beschreibbares Substrat auf der Oberfläche in einem Spin Coating Prozess aufgetragen wird, ist eine niedrige absolute elektrische Feldstärke erforderlich, um die gleichmäßige Auftragung der beschreibbaren Schicht zu gewährleisten und einen störungsfreien Produktionsprozess sicherzustellen.
Außerdem verursacht ein hohes elektrostatisches Feld aufgrund der oben beschriebenen Fakten Ausbeuteverluste hinsichtlich des Substratmaterials. Dies kann zum Stopp des jeweiligen Produk- tionsschrittes führen und ist mit hohen Kosten verbunden.
Um dieses Problem einer hohen statischen Aufladung zu lösen, wurden mehrere Ansätze verfolgt. Im Allgemeinen werden Antistatika als Additive dem Substratmaterial zugesetzt. Antistatische Polycarbonat-Zusammensetzungen werden z.B. in JP 62 207 358-A beschrieben. Hier werden u. a. Phosphorsäurederivate als Antistatika dem Polycarbonat zugesetzt. EP 0922 728 beschreibt ver- schiedene Antistatika wie Polyalkylenglykolderivate, ethoxyliertes Sorbitanmonolaurat, Polysilo- xanderivate, Phosphinoxide, sowie Distearylhydroxyamin, welche einzeln oder als Mischungen eingesetzt werden. Die japanische Anmeldung JP 62 207 358 beschreibt Ester der phosphorigen Säure als Additive. In US Patent 5,668,202 werden Sulfonsäurederivaten beschrieben. In US-A 6,262,218 und 6,022,943 wird der Einsatz von Phenylchlorformiat beschrieben, um den Endgrup- pengehalt in Schmelze-Polycarbonat zu erhöhen. Nach dieser Anmeldung soll sich ein Endgruppengehalt >90 % positiv auf die elektrostatischen Eigenschaften auswirken. In WO 00/50488 wird 3,5-Di-tert-butylphenol als Kettenabbrecher im Phasengrenzflächenverfahren eingesetzt. Dieser Kettenabbrecher führt zu einer niedrigeren statischen Aufladung des entsprechenden Substratmate- rials verglichen mit herkömmlichen Kettenabbrechera. JP 62 207 358-A beschreibt Polyethylen- bzw. Polypropylenderivate als Additive für Polycarbonat. In EP-A 1 304 358 wird der Einsatz kurzer Oligomere wie z.B. Bisphenol A-bis-(4-tert.-butylphenylcarbonat) in Polycarbonat aus dem Umesterungsprozess beschrieben.
Die beschriebenen Additive können sich jedoch auch nachteilig auf die Eigenschaften des Substratmaterials auswirken, da sie dazu neigen, aus dem Material auszutreten. Dies ist zwar für die Antistatik-Eigenschaften ein wünschenswerter Effekt kann aber zu Belagsbildung oder mangelhafter Abformung führen. Weiterhin kann auch der Gehalt an Oligomeren im Polycarbonat zu einem schlechteren mechanischen Eigenschaftsniveau und zu einer Absenkung der Glasübergangstempe- ratur führen. Ferner können diese Zusätze Nebenreaktionen verursachen. Das nachträgliche „End- capping" von Polycarbonat, welches aus dem Umesterungsprozess gewonnen wurde, ist aufwendig und die erreichten Resultate nicht optimal. Neue Endgruppen in das Material einzuführen ist mit hohen Kosten verbunden.
Somit stellt sich die Aufgabe eine Zusammensetzung bzw. ein Substratmaterial zur Verfügung zu stellen, welches den Anforderungen einer möglichst niedrigen Feldstärke an der Substratoberfläche genügt und die oben beschriebenen Nachteile vermeidet.
Vorteilhaft sind vor allem diejenigen Substratmaterialien, die keine oder möglichst wenige Additive enthalten. So sind z.B. die in EP-A 922 728 beschriebenen Antistatika wie Polyoxyethylensor- bitanmonolaurat, Polyoxyethylenmonolaurat und Polyoxyethylenmonostearat in den zugesetzten Mengen von 50 - 200 ppm zwar wirksam bezüglich der antistatischen Eigenschaften, aber können wie oben beschrieben für die gesamte Performance des Spritzgusskörpers nachteilig sein.
So zeigen diese Materialien anfangs gute antistatische Eigenschaften, welche allerdings im Lauf eines kontinuierlichen Spritzgussprozesses schwinden. Wie oben beschrieben können die Additive aus dem Material austreten und so bei einem kontinuierlichen Spritzgussprozess zu Oberflächen- Störungen auf den Formteilen oder auch zu Störungen im Herstellprozess führen. Auch kann sich die anfangs vorhandenen antistatische Wirkung verlieren und zu hohen elektrostatischen Feldern auf den Formteilen führen.
Deshalb ist es vorteilhaft ein Substratmaterial einzusetzen, welches nach Möglichkeit keine Antistatikadditive enthält.
Darüber hinaus können im Material noch zusätzliche Additive enthalten sein, wie z.B. Flammschutzmittel, Entformungsmittel, UV-Stabilisatioren, Thermostabilisatoren, wie sie für aromatische Polycarbonate bekannt sind. Allerdings ist aus den oben beschriebenen Gründen die Menge - A -
der eingesetzten Additive möglichst gering 2x1 halten. Beispiele für derartige Additive sind Ent- formungsmittel auf Basis von Stearinsäure und/oder Stearinalkohol, besonders bevorzugt Pentae- rythritstearat, Trimethylolpropantristearat, Pentaerytritdistearat, Stearylstearat, und Glycerinmo- nostearat, sowie Thermostabilisatoren auf Basis von Phosphanen, Phosphiten und Phosphorsäure.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Substratmaterial, welches insbesondere für wiederbeschreib- bare optische Datenträger mit guter Beschicht- und Benetzbarkeit sowie geringer Verschmutzungsneigung verwendbar ist, bereit. Das erfϊndungsgemäße Substratmaterial führt im Produkti- onsprozess zu einer geringen Ausschussrate.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass das elektrostatische Feld, welches im Laufe des Spritzgussprozesses auf den jeweiligen Spritzgussteilen entsteht, während, des Produktionsprozesses nicht konstant ist, sondern einem bestimmten Feldstärkenverlauf folgt. So wurde überraschenderweise gefunden, dass im Falle von Polycarbonat, produziert nach dem Phasengrenzflächenverfahren, die Feldstärke auf den jeweiligen Disks nach Beginn des Spritzgussprozesses (Einsetzen einer neuen Matrize vorausgesetzt) ansteigt und nach einem gewissen Zeitraum ein Plateau er- reicht oder nur noch wenig ansteigt. Dies war bislang nicht bekannt und ist wichtig ein wichtiges Kriterium für die Performance des Spritzgussteils im nachfolgenden Produktionsschritt, in welchem z.B. der Farbstoff auf das Substrat aufgetragen wird. Bei den erfϊndungsgemäßen Substratmaterialien können auf entsprechenden Spritzgusskörpern, welche in einem kontinuierlichen Pro- duktionsprozess gefertigt werden, anfangs hohe elektrische Felder auftreten. Allerdings liegt der Wert des elektrischen Feldes schon nach kurzer Zeit in einem akzeptablen Bereich und verändert sich pro Zeiteinheit nur noch wenig. Somit ist die Gesamt-Ausschussrate während des kontinuierlichen Spritzgussprozesses gegenüber herkömmlichen Substratmaterialien deutlich geringer.
Als entscheidendes Qualitätsmerkmal für die Beschichtung von Spritzgusskörpern, insbesondere für die Beschichtung von transparenten optischen Disks oder von transparenten Streulichtscheiben, wurde also überraschenderweise gefunden, dass sich vor allem solche Substratmaterialien im Sinne der Erfindung als positiv erweisen, welche nach einem bestimmten Produktionszeitraum eine bestimmte Feldstärke, gemessen in einem definierten Abstand zur Substratoberfläche und bei definierter Temperatur und Luftfeuchtigkeit, nicht überschreiten. Ferner wurde gefunden, dass die Änderung des elektrischen Feldes pro Zeiteinheit einen bestimmten Gradienten nicht übersteigen darf.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Substratmaterial, vorzugsweise Polycarbonat hergestellt nach dem Phasengrenzflächenverfahren, zur Herstellung von transparenten zu beschichtenden Spitzgussteilen, welches innerhalb der ersten 5 Minuten des Spritzgussprozesses Disks mit einem elektrischen Feld gemessen in 100 mm Abstand zur Substratoberfläche zwischen -30 und 0 kV/m bevorzugt zwischen -20 und 0 kV/m liefert und nach 180 bis 185 Minuten Disks mit einem E-FeId zwischen 0 und 25 kV/m und besonders bevorzugt zwischen 0 und +18 kV/m liefert. Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Substratmaterial, vorzugsweise Polycarbonat, hergestellt nach dem Phasengrenzflächenverfahren, welches nach 3 Stunden eines kontinuierlichen Spritzgussverfahrens einen integralen Durchschnittswert des Feldes von +18 kV/m, gemessen im Abstand von 100 mm zu entsprechenden Spritzgusskörpern nicht überschreitet (gemessen in 100 mm Abstand zur Substratoberfläche).
Das elektrische Feld hervorgerufen durch Oberflächenladungen auf dem entsprechenden Substrat ist wesentlich von der Geometrie und den Dimensionen des Spritzgussartikels und Art des Spritzgussprozesses abhängig. Deshalb ist es wichtig, die Messung an dem zu beschichtenden Spritzgusskörper selbst, wie z.B. eine Disk für einen optischen Datenträger, durchzuführen.
Alle oben beschriebenen und gemessenen Werte gelten für Formteile, die über einen prinzipiell bekannten Spritzprozess bei bestimmter Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur ohne den Einsatz von Ionisatoren hergestellt wurden.
Um eine gute Beschichtbarkeit der Disks im Produktionsprozess zu gewährleisten, werden häufig sogenannte Ionisatoren eingesetzt, welche einen ionisierten Luftstrom über die Disks leiten. Die oben genannten Messwerte für erfϊndungsgemäße Substratmaterialien wurden ohne den Einsatz von Ionisatoren erzielt. Dies ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, da der Einsatz von Ionisatoren den Produktionsprozess verteuert. Ionisatoren können allerdings zusätzlich eingesetzt werden.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung sind die aus den erfindungsgemäßen Substratmaterialien hergestellten Formteile wie z.B. Disks für beschreibbare optische Datenspeicher oder Materialien aus dem Bereich des Automotive Glazings wie z.B. Streulichtscheiben.
Zur Herstellung der beschichtbaren transparenten Spritzgussteile, bevorzugt optische Datenspei- eher, sind geeignet:
Thermoplaste wie Polycarbonat auf Basis von Bisphenol-A (BPA-PC), Polycarbonat auf Basis von Trimethyl-Cyclohexyl-Bisphenol-Polycarbonat (TMC-PC), Fluorenyl-Polycarbonat, Polymethyl- methacrylat, cyclisches Polyolefm-Copolymer, hydrierte Polystyrole (HPS) sowie amorphe Polyo- lefine und Polyester.
Insbesondere eignet sich zur Herstellung der beschichtbaren transparenten Spritzgussteile Polycarbonat. Die erfindungsgemäßen Substratmaterialien und daraus erhältliche Spritzgusskörper, insbesondere Disks, lassen sich durch Wahl geeigneter Prozessparameter herstellen.
Der Feldstärkenverlauf auf fertigen Spritzgussteilen, wie er oben geschildert wurde, kann durch mehrere Faktoren beeinflusst werden. Beispielsweise ist die Reinheit der Edukte und Hilfsstoffe von Bedeutung. Ferner können Prozessparameter wie das molare Verhältnis von eingesetztem Bisphenol und Phosgen, Temperaturen während der Reaktion, Reaktions- und Verweilzeiten maßgebend sein. Für den Fachmann besteht die Aufgabe darin, den Prozess derart zu steuern, dass die erfindungsgemäßen Grenzen im Feldstärkeverlauf (gemessen an entsprechenden Spritzgussteilen, nicht überschritten werden. Die beschriebene Messung des Feldstärkeverlaufs ist für den Fach- mann ein geeignetes Instrument den Prozess zu kontrollieren.
Eine geeignete Auswahl von Prozessparametern, um das gewünschte Substratmaterial zu erhalten kann wie folgt aussehen:
Eine Möglichkeit zur Herstellung des erfindungsgemäßen Substratmaterials ist die Wahl bestimmter Prozessparameter während der Herstellung des Substratmaterials in einem kontinuierlichen Phasengrenzflächenprozess. Während der verwendete Überschuss an Phosgen, bezogen auf die Summe der eingesetzten Bisphenole, bei der üblichen kontinuierlichen Polycarbonatsynthese zwischen 3 und 100 mol-%, bevorzugt zwischen 5 und 50 mol-% liegt, wird das erfindungsgemäße Substratmaterial bei Phosgenüberschüssen von 5 bis 20 mol-%, bevorzugt 8 bis 17 mol-% hergestellt. Dabei wird über einmalige oder mehrfache Nachdosierung von Natronlauge oder entspre- chende Nachdosierung von Bisphenolatlösung der pH-Wert der wässrigen Phase während und nach der Phosgendosierung im alkalischen Bereich, bevorzugt zwischen 8,5 und 12 gehalten, währen er nach der Katalysatorzugabe auf 10 bis 14 eingestellt wird. Die Temperatur während der Phosgenierung beträgt 00C bis 400C, bevorzugt 50C bis 36°C.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Polycarbonate erfolgt nach dem Phasengrenzflächenver- fahren. Dieses Verfahren zur Polycarbonatsynthese ist mannigfaltig in der Literatur beschrieben; beispielhaft sei auf H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, Vol.
9, Interscience Publishers, New York 1964 S. 33 ff., auf Polymer Reviews, Vol. 10, „Condensation
Polymers by Interfacial and Solution Methode", Paul W. Morgan, Interscience Publishers, New
York 1965, Kap. Vm, S. 325, auf Dres. U. Grigo, K. Kircher und P. R- Müller "Polycarbonate" in Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Band 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Cellulose- ester, Carl Hanser Verlag München, Wien 1992, S. 118-145 sowie auf EP-A 0 517 044 verwiesen.
Gemäß diesem Verfahren erfolgt die Phosgenierung eines in wässrig-alkalischer Lösung (oder Suspension) vorgelegten Dinatriumsalzes eines Bisphenols (oder eines Gemisches verschiedener Bisphenole) in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemisches, welches eine zweite Phase ausbildet. Die entstehenden, hauptsächlich in der organischen Phase vorliegenden, Oligocarbonate werden mit Hilfe geeigneter Katalysatoren zu hochmolekularen, in der organischen Phase gelösten, Polycarbonaten aufkondensiert. Die organische Phase wird schließlich abgetrennt und das Polycarbonat durch verschiedene Aufarbeitungsschritte daraus isoliert.
Für die Herstellung von Polycarbonaten sind geeignete Dihydroxyarylverbindungen solche der Formel (2)
HO-Z-OH (2)
in welcher
Z ein aromatischer Rest mit 6 bis 30 C-Atomen ist, der einen oder mehrere aromatische Kerne enthalten kann, substituiert sein kann und aliphatische oder cycloaliphatische Reste bzw. Alkylaryle oder Heteroatome als Brückenglieder enthalten kann.
Bevorzugt steht Z in Formel (2) für einen Rest der Formel (3)
Figure imgf000008_0001
in der
R6 und R7 unabhängig voneinander für H, Ci-C18-Alkyl-, C1-C18-AIkOXy, Halogen wie Cl oder Br oder für jeweils gegebenenfalls substituiertes Aryl- oder Aralkyl, bevorzugt für H oder Ci-C12-Alkyl, besonders bevorzugt für H oder CrCg-Alkyl und ganz besonders bevorzugt für H oder Methyl stehen, und
X für eine Einfachbindung, -SO2-, -CO-, -O-, -S-, Q- bis C6-Alkylen, C2- bis C5-Alkyliden oder C5- bis Ce- Cycloalkyliden, welches mit C1- bis C6-Alkyl, vorzugsweise Methyl oder Ethyl substituiert sein kann, ferner für CO- bis C12-Arylen, welches gegebenenfalls mit weiteren Heteroatome enthaltenden aromatischen Ringen kondensiert sein kann, steht.
Bevorzugt steht X für eine Einfachbindung, C1 bis C5-Alkylen, C2 bis C5-Alkyliden, C5 bis C6-Cy- cloalkyliden, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO2-, oder ein für einen Rest der Formel (3 a) oder (3b)
Figure imgf000009_0001
wobei
R8 und R9 für jedes X1 individuell wählbar, unabhängig voneinander Wasserstoff oder C1 bis C6-Alkyl, vorzugsweise Wasserstoff, Methyl oder Ethyl bedeuten und
X1 Kohlenstoff und
n eine ganze Zahl von 4 bis 7, bevorzugt 4 oder 5 bedeuten, mit der Maßgabe, dass an mindestens einem Atom X1, R8 und R9 gleichzeitig Alkyl sind.
Beispiele für Dihydroxyarylverbindungen sind: Dihydroxybenzole, Dihydroxydiphenyle, Bis- (hydroxyphenyl)-alkane, Bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkane, Bis-(hydroxyphenyl)-aryle, Bis-(hy- droxyphenyl)-ether, Bis-(hydroxyphenyl)-ketone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfide, Bis-(hydroxy- phenyl)-sulfone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide, l,l '-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole, sowie deren kernalkylierte und kernhalogenierte Verbindungen.
Für die Herstellung der erfϊndungsgemäß zu verwendenden Polycarbonate geeignete Diphenole sind beispielsweise Hydrochinon, Resorcin, Dihydroxydiphenyl, Bis-(hydroxyphenyl)-alkane, Bis(hydroxy-phenyl)-cycloalkane, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfide, Bis-(hydroxyphenyl)-ether, Bis- (hydroxyphenyl)-ketone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide, α,α'-Bis- (hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole, sowie deren alkylierte, kernalkylierte und kernhalogenierte Verbindungen.
Bevorzugte Diphenole sind 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-l-phenyl-propan, 1 , 1 -Bis-(4-hydroxypheny l)-phenyl-ethan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan, 2,4-Bis-(4-hydroxy- phenyl)-2-methylbutan, l,3-Bis-[2-(4-hydroxyphenyl)-2-propyl]benzol (Bisphenol M), 2,2-Bis-(3- methyl-4-hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan, 2,2-Bis-(3,5- dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon, 2,4-Bis-(3,5- dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, l,3-Bis-[2-(3,5-dimethyl-4-hydroxyρhenyl)-2-propyl]- benzol und l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan (Bisphenol TMC).
Besonders bevorzugte Diphenole sind 4,4'-Dihydroxydiphenyl, l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-phenyl- ethan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 1,1-Bis- (4-hydroxyphenyl)-cyclohexan und l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan (Bisphenol TMC).
Diese und weitere geeignete Diphenole sind z.B. in den US-A 2 999 835, 3 148 172, 2 991 273, 3 271 367, 4 982 014 und 2 999 846, in den deutschen Offenlegungsschriften 1 570 703, 2 063 050, 2 036 052, 2 211 956 und 3 832 396, der französischen Patentschrift 1 561 518, in der Monographie "H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964, S. 28ff; S.102ff", und in "D.G. Legrand, J.T. Bendler, Handbook of Polycarbonate Science and Technology, Marcel Dekker New York 2000, S. 72ff." beschrieben
Im Falle der Homopolycarbonate wird nur ein Diphenol eingesetzt, im Falle von Copolycarbonaten werden zwei oder mehr Diphenole eingesetzt. Die verwendeten Diphenole, wie auch alle anderen der Synthese zugesetzten Chemikalien und Hilfsstoffe können mit den aus ihrer eigenen Synthese, Handhabung und Lagerung stammenden Verunreinigungen kontaminiert sein. Es ist jedoch wünschenswert, mit möglichst reinen Rohstoffen zu arbeiten.
Die zur Regelung des Molekulargewichtes benötigten monofunktionellen Kettenabbrecher, wie Phenol oder Alkylphenole, insbesondere Phenol, p-tert. Butylphenol, iso-Octylphenol, Cumylphe- nol, deren Chlorkohlensäureester oder Säurechloride von Monocarbonsäuren bzw. Gemischen aus diesen Kettenabbrechern, werden entweder mit dem Bisphenolat bzw. den Bisphenolaten der Reaktion zugeführt oder aber zu jedem beliebigen Zeitpunkt der Synthese zugesetzt, solange im Re- aktionsgemisch noch Phosgen oder Chlorkohlensäureendgruppen vorhanden sind bzw. im Falle der Säurechloride und Chlorkohlensäureester als Kettenabbrecher solange genügend phenolische Endgruppen des sich bildenden Polymers zur Verfügung stehen. Vorzugsweise werden der oder die Kettenabbrecher jedoch nach der Phosgenierung an einem Ort oder zu einem Zeitpunkt zugegeben, wenn kein Phosgen mehr vorliegt, aber der Katalysator noch nicht dosiert wurde, bzw. sie werden vor dem Katalysator, mit dem Katalysator zusammen oder parallel dazu dosiert.
In der gleichen Weise werden eventuell zu verwendende Verzweiger oder Verzweigermischungen der Synthese zugesetzt, üblicherweise jedoch vor den Kettenabbrechern. Üblicherweise werden Trisphenole, Quarterphenole oder Säurechloride von Tri- oder Tetracarbonsäuren verwendet, oder auch Gemische der Polyphenole oder der Säurechloride.
Einige der verwendbaren Verbindungen mit drei oder mehr als drei phenolischen Hydroxylgruppen sind beispielsweise
Phloroglucin,
4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-hepten-2,
4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-heptan,
l,3,5-Tri-(4-hydroxyphenyl)-benzol,
1,1,1 -Tri-(4-hydroxyphenyl)-ethan,
Tri-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan,
2,2-Bis-(4,4-bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexyl]-propan,
2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenol,
Tetra-(4-hydroxyphenyl)-methan,
Einige der sonstigen trifunktionellen Verbindungen sind 2,4-Dihydroxybenzoesäure, Trimesinsäu- re, Cyanurchlorid und 3,3-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindol.
Bevorzugte Verzweiger sind 3,3-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindol und 1,1,1 -Tri-(4-hydroxyphenyl)-ethan.
Die in der Phasengrenzflächensynthese verwendeten Katalysatoren sind tert. Amine, insbesondere Triethylamin, Tributylamin, Trioctylamin, N-Ethylpiperidin, N-Methylpiperidin, N-i/n-Propyl- piperidin; quartäre Ammoniumsalze wie Tetrabutylammonium- / Tributylbenzylammonium-/ Te- traethylammonium- hydroxid / -chlorid / -bromid / -hydrogen-sulfat / -tetrafluoroborat; sowie die den Ammoniumverbindungen entsprechenden Phosphoniumverbindungen. Diese Verbindungen sind als typische Phasengrenzflächen-Katalysatoren in der Literatur beschrieben, kommerziell erhältlich und dem Fachmann geläufig. Die Katalysatoren können einzeln, im Gemisch oder auch neben- und nacheinander der Synthese zugesetzt werden, gegebenenfalls auch vor der Phosgenie- rung, bevorzugt sind jedoch Dosierungen nach der Phosgeneintragung, es sei denn, es wird eine Oniumverbindung oder Gemische aus Oniumverbindungen als Katalysatoren verwendet, dann ist eine Zugabe vor der Phosgendosierung bevorzugt. Die Dosierung des Katalysators oder der Kata- lysatoren kann in Substanz, in einem inerten Lösungsmittel, vorzugsweise dem der Polycarbonat- synthese, oder auch als wässrige Lösung, im Falle der tert. Amine dann als deren Ammoniumsalze mit Säuren, bevorzugt Mineralsäuren, insbesondere Salzsäure, erfolgen. Bei Verwendung mehrerer Katalysatoren oder der Dosierung von Teilmengen der Katalysatorgesamtmenge können natürlich auch unterschiedliche Dosierungsweisen an verschiedenen Orten oder zu verschiedenen Zeiten vorgenommen werden. Die Gesamtmenge der verwendeten Katalysatoren liegt zwischen 0,001 bis 10 Mol % bezogen auf Mole eingesetzte Bisphenole, bevorzugt 0,01 bis 8 Mol %, besonders bevorzugt 0,05 bis 5 Mol %.
Den erfϊndungsgemäßen Polycarbonaten können noch die für Polycarbonate üblichen Additive in den üblichen Mengen zugesetzt werden. Der Zusatz von Additiven dient der Verlängerung der Nutzungsdauer oder der Farbe (Stabilisatoren), der Vereinfachung der Verarbeitung (z.B. Entfor- mer, Fließhilfsmittel, Antistatika) oder der Anpassung der Polymereigenschaften an bestimmte Belastungen (Schlagzähmodifikatoren, wie Kautschuke; Flammschutzmittel, Farbmittel, Glasfasern).
Diese Additive können einzeln oder in beliebigen Mischungen oder mehreren verschiedenen Mischungen der Polymerschmelze zugesetzt werden und zwar direkt bei der Isolierung des Polymeren oder aber nach Aufschmelzung von Granulat in einem sogenannten Compoundierungsschritt. Dabei können die Additive beziehungsweise deren Mischungen als Feststoff, d.h. als Pulver oder als Schmelze der Polymerschmelze zugesetzt werden. Eine andere Art der Dosierung ist die Verwen- düng von Masterbatches oder Mischungen von Masterbatches der Additive oder Additivmischungen.
Geeignete Additive sind beispielsweise beschrieben in "Additives for Plastics Handbook, John Murphy, Elsevier, Oxford 1999", im "Plastics Additives Handbook, Hans Zweifel, Hanser, München 2001"
Bevorzugte Thermostabilisatoren sind beispielsweise organische Phosphite, Phosphonate und Phosphane, meist solche bei denen die organischen Reste völlig oder teilweise aus gegebenenfalls substituierten aromatischen Resten bestehen. Als UV-Strabilisatoren werden z.B. substituierte Benztriazole eingesetzt. Diese und andere Stabilisatoren können einzeln oder in Kombinationen verwendet werden und in den genannten Formen dem Polymer zugesetzt werden.
Außerdem können Verarbeitungshilfsmittel wie Entformungsmittel, meist Derivate langkettiger Fettsäuren, zugesetzt werden. Bevorzugt sind z.B. Pentaerythrittetrastearat und Glycerinmonostea- rat. Sie werden allein oder im Gemisch vorzugsweise in einer Menge von 0,02 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Masse der Zusammensetzung eingesetzt. Geeignete flammhemmende Additive sind Phosphatester, d.h. Triphenylphosphat, Resorcin- diphosphorsäureester, bromhaltige Verbindungen, wie bromierte Phosphorsäureester, bromierte Oligocarbonate und Polycarbonate, sowie bevorzugt Salze fluorierter organischer Sulfonsäuren.
Geeignete Schlagzähmodifϊkatoren sind beispielsweise Pfropfpolymere enthaltend eine oder meh- rere Pfropfgrundlagen ausgewählt aus mindestens einem Polybutadienkautschuk, Acrylatkautschuk (vorzugsweise Ethyl- oder Butylacrylatkautschuk), Ethylen-Propylen-Kautschuke und Pfropfmo- nomeren ausgewählt aus mindestens einem Monomer aus der Gruppe Styrol, Acrylnitril, Alkyl- methacrylat (vorzugsweise Methylmethacrylat) oder interpenetrierende Siloxan- und Acrylat- Netzwerke mit aufgepfropftem Methylmethacrylat oder Styrol-Acrylnitril.
Des Weiteren können Farbmittel, wie organische Farbstoffe oder Pigmente oder anorganische Pigmente, IR-Absorber, einzeln, im Gemisch oder auch in Kombination mit Stabilisatoren, Glasfasern, Glas(hohl)kugeln, anorganischen Füllstoffen zugesetzt werden.
Gegenstand der vorliegenden Anmeldung sind weiterhin die aus den erfindungsgemäßen Substratmaterialien erhältlichen Extrudate und Formteile, insbesondere solchen zur Verwendung im transparenten Bereich, ganz besonders im Bereich optischer Anwendungen wie z.B. Platten, Stegplatten, Verglasungen, Streuscheiben, Lampenabdeckungen, oder optischer Datenspeicher, wie Audio-CD, CD-R(W), DVD, DVD-R(W), Minidisks in ihren verschiedenen nur lesbaren oder aber einmalbeschreibbaren gegebenenfalls auch wiederholt beschreibbaren Ausführungsformen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin die Verwendung der erfindungsgemäßen Polycarbonate zur Herstellung von Extrudaten und Formteilen.
Das erfϊndungsgemäße Substratmaterial, vorzugsweise Polycarbonat, kann im Spritzguss nach bekannten Verfahren verarbeitet werden. Eine so hergestellte Disk kann z.B. eine Audio-CD, eine Super- Audio-CD, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-R, DVD+R, , DVD-RW, DVD+RW oder BR sein.
So besteht die CD-R (write once, read many) aus einem Substrat mit konzentrisch geformten Führungsvertiefungen (Pregroove), die im Spritzgussprozess von einer Nickel-Matrize übertragen werden. Über eine Matrize, welche Vertiefungen im Submikrometermaßstab enthält, werden diese im Spritzgussprozess genau auf die Oberfläche des Substrats übertragen. Die CD-R besteht aus dem oben erwähnten Substrat, aus einer Farbstoff-Aufzeichnungsschicht, einer Reflektionsschicht, sowie einer Schutzschicht welche in dieser Reihenfolge auf das Substrat aufgetragen bzw. auflaminiert werden. Ein anderes Beispiel für eine einmal beschreibbare und mehrfache wiederausles- bare optische Disk ist die DVD-R, welche aus dem Substrat, einer Farbstoff-Aufzeichnungs- schicht, einer Reflexionsschicht sowie optional aus einer Schutzschicht besteht und ebenfalls in dieser Reihenfolge auf das oben beschriebene Substrat aufgetragen werden und mit einer zweiten Disk („Dummy Disk") verklebt werden.
Der Auftrag der Farbstoffschicht erfolgt über einen „Spin-coating" Prozess. In diesem Produkti- onsschritt wird der jeweilige Farbstoff, gelöst in einem organischen Lösungsmittel, auf die Informationsschicht des Substrats aufgetragen und durch Rotation der Disk in radialer Richtung gleichmäßig in die Vertiefungen des Substrats eingebracht. Nach diesem Schritt erfolgt die Trocknung der Farbstoffschicht.
Der zu verwendende Farbstoff für die oben beschriebene Anwendung besitzt einen Absorptionsbe- reich der im Bereich des verwendeten Lasers liegt (300 - 850 nm). Beispiele für Farbstofftypen sind z.B. Cyanine, Phthalocyanine, Squarylium-Farbstoffe, Polymethine, Pyrilium und Thiopyrili- umfarbstoffe, Indoaniline, Naphthochinone, Anthrachinone, verschiedene Metall-Chelatkomplexe wie z.B. Azo-Koordinationsverbindungen, Cyanine oder Phthalocyanine. Diese Farbstoffe besitzen eine gute Signalempfindlichkeit sowie gute Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln und Licht- echtheit und sind somit bevorzugte Farbstoffe für oben beschriebene Anwendungen.
Beispiele für Lösungsmittel sind Ester wie Butylacetat, Ketone wie Methyethylketon, Cyclohexa- non, Methyliosbutylketon und 2,4-Dimethyl-4-heptanon (DMH), chlorierte Kohlenwasserstoffe wie 1,2-Dichlorethan, und Chloroform, Amide wie Dimethylformamid, Kohlenwasserstoffe wie Cyclohexan, Methylcyclohexan oder Ethylcyclohexan, Ether wie THF und Dioxan, Alkohole wie Ethanol, Propanol, Isoprpanol, n-Butanol, und Diacetonalkohol, fluorierte Lösungsmittel wie 2,2,3,3-Tetrafluorpropanol, und Glykolether wie Ethylenglykolmonomethylether, und Propylen- glykolmonomethylether. Diese können einzeln oder als Mischungen eingesetzt werden. Bevorzugte Lösungsmittel sind fluorierte Lösungsmittel wie 2,2,3,3-Tetrafluorpropanol, Octafluorpentanol und Dibutylether.
Über eine Sputtermethode kann auf die Farbstoffschicht eine Reflexionsschicht z.B. bestehend aus Gold oder Silber aufgebracht werden. Optional kann eine Schutzschicht auf die Reflexionsschicht aufgetragen werden.
Das erfindungsgemäße Disk-Substrat und die erfindungsgemäße optische Disk zeigen deutlich verbesserte Antistatikeigenschaften und verbesserte Beschichtbarkeit.
Das Spritzgussteil wird nach üblichen Spritzgussverfahren erhalten. Im Beispielteil der vorliegenden Anmeldung wird das Spritzgussteil wie folgt hergestellt: Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formteile wird eine optische Disk gewählt; es werden folgende Spritzgussparameter und Bedingungen eingestellt:
Maschine: Netstal Discjet
Matritze: Audio-Stamper
Zykluszeit: 4,2 - 4,6 s (in den genannten Beispielen: 4,4s)
Massetemperatur: 310 - 3300C
Substratdimensionen : Audio-CD
Werkzeugtemperatur matrizenseitig: 600C
Vor Beginn des Spritzgussprozesses wird ein neuer Audio-Stamper in die Maschine eingesetzt. Vor Einsetzen des neuen Stampers muss die gesamte Spritzgussanlage von vorangegangenem Material gereinigt sein, damit die Messwerte nicht verfälscht werden.
Zur Messung der elektrischen Feldstärke wird ein Feldmeter der Firma Eltec (EMF 581230) verwendet. Unmittelbar nach Ende des Spritzgussprozesses wird das Formteil, im Beispielteil der vorliegenden Anmeldung eine Disk, über ein Roboterarm entnommen, und abgelegt. Dabei darf die Disk nicht mit Metall in Berührung kommen, da sonst die Messung beeinträchtigt wird. Ferner müssen evtl. vorhandene Ionisatoren abgeschaltet sein.
Das Feldmeter wird oberhalb der Disk in einem Abstand von 100 mm zur horizontalen Diskoberfläche positioniert. Das Zentrum des Feldmeters ist derart positioniert, dass seine Projektion auf die aktuell zu messende Disk 39 mm außerhalb des Zentrums der Disk liegt. Die Disk wird dabei nicht bewegt. Die Messung des Feldes erfolgt somit in einem Zeitraum von 3 - 10 Sekunden nach Abschluss des Spritzgussprozesses.
Das Messgerät ist an einen x/y-Schreiber angeschlossen, auf dem die jeweiligen Werte ausgedruckt werden. Jeder gemessenen Disk wird somit ein bestimmter integraler Wert des elektrischen Feldes zugeordnet. Zur Begrenzung der Datenmenge wurde nach Start des Prozesses 100 Messun- gen durchgeführt, d.h. von den 100 ersten Disks wurde das entsprechende elektrische Feld aufgenommen. Nach jeweils 60 Minuten werden weitere 100 Messungen durchgeführt. Nach der 4. Messserie, d.h. nach ca. 3 Stunden wird die Messung eingestellt.
Bei der Durchführung der Messung ist darauf zu achten, dass die Luftfeuchtigkeit während der Messung 30 bis 60 %, vorzugsweise 35 bis 50 % und die Raumtemperatur 25 bis 280C beträgt. Der Farbstoffaufitrag kann wie oben dargestellt über „Spin coating" erfolgen. Als Farbstoff wird vorzugsweise ein Phthalocyanin und als Lösungsmittel vorzugsweise Dibutylether verwendet. Der Farbstoffaufitrag beginnt in 2 mm Abstand zur innersten Spur. Die Rotationsgeschwindigkeit bei Auftrag des Farbstoffs beträgt 200 U/min. Zur Verteilung der Lösung über die gesamte Disk wird die Geschwindigkeit auf 5000 U/min gesteigert.
Die Messung der Beschichtbarkeit mit Farbstoff erfolgt hier mittels lichtmikroskopischer Untersuchung des Innenbereichs der mit Farbstoff beschichteten Disk. Wenn an einer Stelle des äußeren Farbstoffrandes eine Abweichung vom Farbrand von 0.5 mm oder höher festgestellt wird, so gilt das Benetzungsverhalten dieser Disk als ungenügend.
Eine weitere indirekte Möglichkeit die Beschichtbarkeit zu messen, ist die Überprüfung der z.B. mit Farbstoff beschichteten Disk mit einem Kamera- oder Lasersystem. Dabei werden die aufgenommenen Informationen über eine Bildverarbeitungssoftware ausgewertet und auftretende Benet- zungsfehler erkannt (,,In-line"-Detektion). Defekte Disk werden automatisch aussortiert.
Beispiele
Beispiel 1:
Die Herstellung des Polycarbonats erfolgt nach dem bekannten Phasengrenzflächenverfahren. Es wird nach einem Konti-Verfahren gearbeitet.
Es werden die Bisphenolatlösung (Bisphenol A; Alkaligehalt 2,12 mol NaOH/mol BPA) mit 750 kg/h (14,93 Gew.-%), das Lösungsmittel (Dichlormethan/Chlorbenzol 1 :1) mit 646 kg/h und das Phosgen mit 56,4 kg/h eingespeist und zur Reaktion gebracht. Die Temperatur im Reaktor beträgt 350C. Ferner wird Natronlauge (32 Gew.-%) mit 9,97 kg/h ebenfalls zudosiert. Im Verlauf der Aufkondensation wird eine zweite Menge Natronlauge (32 Gew.-%) mit 29,27 kg/h sowie einer Lösung von Kettenabbrechern (11,7 Gew.-% tert. Butylphenol in Methylenchlorid/Chlorbenzol 1 :1) und 34,18 kg/h dosiert. Danach wird N-Ethylpiperidin gelöst in Methylenchlorid/Chlorbenzol (1 :1; 2,95 Gew.-% N-Ethylpiperidin) mit 33,0 kg/h als Katalysator eingespeist. Die Phasen werden getrennt, die organische Phase wird einmal mit verdünnter Salzsäure und fünfmal mit Wasser gewaschen. Anschließend wird die Polycarbonatlösung eingeengt, in einem Eindampfkessel aufkon- zentriert und die Polymerschmelze über einen Ausdampfextruder abgesponnen und granuliert.
Das erhaltene Granulat wird für 6 Stunden getrocknet und dann über eine Netstal Discjet Spritzgussmaschine (siehe vorne) bei einer Zykluszeit von 4,4 Sekunden unter den oben angegebenen Parametern zu Disks verarbeitet. Als Matritze wird ein Audiostamper verwendet. Von den ersten 100 Disks wird jeweils das elektrische Feld mit einem Feldmeter wie oben beschrieben gemessen. Nach einer Stunde werden weitere 100 Disks aufeinanderfolgend gemessen; der Spritzgussprozess wird dabei nicht unterbrochen. Ferner werden nach der 2. und 3. Stunde ebenfalls jeweils 100 Disks aufeinanderfolgend gemessen. Das Ergebnis der Feldmessung ist in Fig. 1 dargestellt.
Fig l:
0 h: Messung der ersten 100 Disks nach Beginn des Spritzgussprozesses
I h : Messung von weiteren 100 Disks nach 60 Minuten kontinuierlichen Spritzgussprozesses
2 h: Messung von weiteren 100 Disks nach 120 Minuten kontinuierlichen Spritzgussprozesses
3 h: : Messung von weiteren 100 Disks nach 180 Minuten kontinuierlichen Spritzgussprozesses Λ Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel):
Die Herstellung des Polycarbonats erfolgt wie in Beispiel 1 beschrieben. Allerdings werden in den Reaktor die Bisphenolatlösung (Bisphenol A) mit 750 kg/h (14,93 Gew.-%), das Lösungsmittel (Dichlormethan/Chlorbenzol 1:1) mit 646 kg/h und das Phosgen mit 58,25 kg/h eingespeist. Ferner wird Natronlauge (32 Gew.-%) mit 12,34 kg/h ebenfalls zudosiert. Die zweite Menge Natronlauge beträgt 36,20 kg/h; die Menge an Kettenabbrecher 34,18 kg/h bei den in Beispiel 5 angegebenen Konzentrationen. Die Menge an Katalysator beträgt 33 kg/h. Die Aufarbeitung erfolgt wie in Beispiel 1 angegeben.
Das erhaltene Granulat wird für 6 Stunden getrocknet und dann über eine Netstal Discjet Spritz- gussmaschine (siehe vorne) bei einer Zykluszeit von 4,4 Sekunden unter den oben angegebenen
Parametern zu Disks verarbeitet. Als Matritze wird ein Audiostamper verwendet. Von den ersten
100 Disks wird jeweils das elektrische Feld mit einem Feldmeter wie oben beschrieben gemessen.
Nach einer Stunde werden weitere 100 Disks aufeinanderfolgend gemessen; der Spritzgussprozess wird dabei nicht unterbrochen. Ferner werden nach der 2. und 3. Stunde ebenfalls jeweils 100 Disks aufeinanderfolgend gemessen. Das Ergebnis der Feldmessung ist in Fig. 1 dargestellt.
Wie in Fig. 2 gezeigt wird, liegen die Feldstärken auf den gemessenen Spritzgussteilen deutlich außerhalb des erfindungsgemäßen Bereichs.
0 h: Messung der ersten 100 Disks nach Beginn des Spritzgussprozesses
1 h : Messung von weiteren 100 Disks nach 60 Minuten kontinuierlichen Spritzgussprozesses
2 h: Messung von weiteren 100 Disks nach 120 Minuten kontinuierlichen Spritzgussprozesses
3 h: : Messung von weiteren 100 Disks nach 180 Minuten kontinuierlichen Spritzgussprozesses
Tabelle 1
Figure imgf000019_0001
* Durchschnittswert (integraler) des elektrischen Feldes der ersten 100 gemessenen Disks
2 Durchschnittswert (integraler) des elektrischen Feldes von 100 nach 180 Minuten kontinuierlichem Spritzgussprozess gemessenen Disks
^ Benetzungsfehler am Innenrand der Disk nach Farbstoffauftrag; detektiert mittels lichtmikroskopischer Auswertung

Claims

Patentansprüche
1. Substratmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass der integrale Wert des elektrischen Feldes gemessen im Abstand von 100 mm von entsprechenden Spritzgusskörpern, welche innerhalb der ersten 5 Minuten eines kontinuierlichen Spritzgussprozesses hergestellt wurden, zwischen -30 und 0 kV/m und bevorzugt zwischen -20 und 0 kV/m liegt.
2. Substratmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach 180 -185 Minuten kontinuierlichen Spritzgussprozess der Wert des elektrischen Feldes gemessen in 100 mm Abstand von entsprechenden Spritzgusskörpern zwischen 0 und + 25 kV/m und besonders bevorzugt zwischen 0 und 18 kV/m beträgt.
3. Substratmaterial nach Anspruch 1 welches nach 3 Stunden einen integralen Durchschnittswert des elektrischen Feldes von + 18 kV/m, gemessen im Abstand von 100 mm von entsprechenden Spritzgusskörpern nicht überschreitet.
4. Substratmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der integrale Wert des elektrischen Feldes gemessen im Abstand von 100 mm von entsprechenden Spritzgusskör- pern, welche innerhalb der ersten 5 Minuten eines kontinuierlichen Spritzgussprozesses hergestellt wurden, zwischen -30 und 0 kV/m liegt und nach 180 -185 Minuten kontinuierlichen Spritzgussprozess der Wert des elektrischen Feldes gemessen in 100 mm Abstand von entsprechenden Spritzgusskörpern zwischen 0 und + 25 kV/m beträgt.
5. Substratmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der integrale Wert des elektrischen Feldes gemessen im Abstand von 100 mm von entsprechenden Spritzgusskörpern, welche innerhalb der ersten 5 Minuten eines kontinuierlichen Spritzgussprozesses hergestellt wurden, zwischen -30 und 0 kV/m liegt und nach 180 -185 Minuten kontinuierlichen Spritzgussprozess der Wert des elektrischen Feldes gemessen in 100 mm Abstand von entsprechenden Spritzgusskörpern zwischen 0 und + 25 kV/m beträgt und welches nach 3 Stunden einen integralen Durchschnittswert des elektrischen Feldes von + 18 kV/m, gemessen im Abstand von 100 mm von entsprechenden Spritzgusskörpern nicht überschreitet.
6. Substratmaterial gemäß Ansprüche 1 bis 5 für transparente zu beschichtende Formteile.
7. Polycarbonat als Substratmaterial gemäß Ansprüche 1 bis 6.
8. Verwendung des Substratmaterials gemäß der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung von Formteilen und Extrudaten.
9. Formteile und Extrudate, erhältlich aus den Substratmaterialϊen nach Ansprüchen 1 bis 8.
10. Optische Datenspeicher oder Streuscheibe, erhältlich aus den Substratmaterialien nach Ansprüchen 1 bis 7.
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