JPS62222812A - ポリカ−ボネ−ト樹脂よりなる光デイスク基板の製造法 - 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〕 この発明は、光学的特性の優れた光ディスク基板の製造
に用いられる材料、特に透明性が優れ、光学的な歪みが
小さい成形物を製造する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

光ディスク基板に使用する成形物、例えば、板状、シー
ト状の成形物は透明であると共に光学的歪みの小さいも
のであることが必要とされる。特にディジタル信号を利
用して光情報材料として供する場合、例えばディジタル
オーディオディスク、ディジタルビデオディスク、更に
は情報読み取シ、書き込みを目的としたディスクにおい
ては透明性の要求が極めて厳格であシ。

光学的歪みについては実成形品において位相差にしてシ
ングルパス士コθｎｍの範囲内であることが要求される
。

かつ、かかるディスクにおいては、反シがないこと、耐
熱性に優れていること等も要求されている。

このような成形物を工業的に製造するには、透明性１寸
法安定性、耐熱性等に優れているボリカーボネート樹脂
を用い射出成形法によって成形を行なうのが有利である
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしポリカーボネート樹脂は、溶融粘度が高い為、通
常の成形条件では複屈折が大きくなる欠点を有している
。そこで溶融粘度を下げるべく、分子量を下げたシ、成
形時に溶融樹脂温度を上げる等の方法により複屈折を小
さくする検討はなされているが、いまだに充分な解決に
は致っていない。更には、ポリカーボネート樹脂からな
る基板の複屈折は経時変化を受は易く。

長時間連続使用される製品に於いてはトラブル発生の原
因となる可能性が高い。

〔問題の解決手段〕

本発明者らはポリカーボネートよシな、る光ディスク基
板の持つ上記の欠点を解決すべく鋭意検討した結果、特
定の射出成形条件で成形した後、特定の条件で熱処理を
ほどこすことにより複屈折が極めて小さく、かつ経時変
化もない光ディスク基板を得られることを見い出し、本
発明に到達した。

すなわち本発明は、複屈折が小さくま光経時変化もない
基板を製造することを目的とするものである。そしてか
かる目的はポリカーボネート樹脂よりなる光ディスク基
板を製造する際。

第一工程では樹脂温度３θθ〜４ｔ００℃、金型温度！
θ〜／！θ℃で射出成形し、第二工程では示差走査熱量
計で測定した樹脂のガラス転移温度をＴ℃とした時第一
工程で得られ九基板を（Ｔ−９０）℃から（Ｔ−ｊ）Ｃ
の温度範囲で１分以上熱処理することによシ達成される
。

以下本発明を具体的に説明する。

本発明で使用するポリカーボネート樹脂は。

一種または二種以上のビスフェノール類とホスゲンまた
はジフェニルカーボネートのような炭酸エステルとを反
応させることによシ與造されるものである。

ここでビスフェノール類としては具体的には、ビｘ（ｇ
−ヒドロキシフェニル）メタン、／、／−ヒス（クーヒ
ドロキシフェニル）エタン。

コア。２−ビス（ターヒドロキシフェニル）プロパン（
ビスフェノールＡ）、Ｊ２−ビス（４ｔ−ヒドロキシフ
ェニル）ブタン、　、２．２−ビス（クーヒドロキシフ
ェニル）オクタン、ビス（ターヒドロキシフェニル）フ
ェニルメタン、／、／−ヒス（クーヒドロキシフェニル
）−／−フェニルエタン、／、ｌ−ビス（クーヒドロキ
シフェニル）−／−フェニルプロパン、ビス（クーヒド
ロキシフェニル）ジフェニルメタン、ビス（ターヒドロ
キシフェニル）ジベンジルメタン、／、／−ビス（クー
ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、コア２−ビス（
グーヒドロキシ−３−クロロフェニル）フロパン％＝、
２−ビス（ターヒドロキシ−３−ブロモフェニル）フロ
パン１．２．−一ビス（ターヒドロキシ−３−メチルフ
ェニル）プロパン、　、２．Ｊ−ビス（％−ヒドロキシ
ー３−イソプロピルフェニル）プロパン、２，２−ビス
（クーヒドロキシ−３−セカンダリ−ブチルフェニル）
プロパン％　タ、り′−ジヒドロキシフェニルエーテル
、Ｓｔ、ｇ’−シヒド四キシジフェニルスー　番　− ルア　イ）”、　ａ、＜ｔｔ−ジヒドロキシジフェニル
スルホン等が挙げられる。

かかるビスフェノール類とホスゲンからポリカーボネー
ト樹脂を製造する方法は具体的には塩化メチレン、／、
２−ジクロルメタンなどの不活性溶媒存在下、一種ま六
は二種以上のビスフェノール類に酸受容体としてアルカ
リ水溶液またはピリジン等を入れ、ホスゲンを導入しな
がら反応させる。酸受容体としてアルカリ水溶液を使う
時は触媒としてトリメチルアミン、トリエチルアミン等
の第３級アミンあるいは、テトラブチルアンモニウムク
ロリド、ベンジルトリブチルアンモニウムプロミド等温
ダ級アンモニウム化合物を用いると反応速度が増大する
。また必要に応じて分子量調節剤としてフェノール、ｐ
−ターシャリ−ブチルフェノール等−価のフェノールを
共存させる。反応温度は０〜１００℃である。触媒は最
初から入ｎてもよいしオリゴマーを造った後に入れて高
分子量化する等任意の方法がとれる。尚、二種以上のビ
スフエノ−ル化合物によシ共重合体を製造する場合は（
イ）最初に同時にホスゲンと反応させて重合する。

（ロ）　一方をまずホスゲンと反応させ、ある程度反応
を行なった後他方を入れて重合する。

ｋ→　別々にホスゲンと反応させて各々のオリゴマーを
つくシ、それらを反応させて重合する。

等任意の方法がとｔ′１．る。

更に本発明で使用するポリカーボネート樹脂は、別途重
合した二種以上のビスフェノール類からなる異なる構造
の二種以上の樹脂を混合したものでもよい、この方法と
しては、それぞれの粉末あるいは粒状物を混合した後、
押出機、ニーダ−１混練ロール等で溶融状態にして混合
する方法、溶液ブレンド法等任章の方法がとれる。

本発明に使用するポリカーボネート樹脂の平均分子量は
７．θ００〜２．２．θθθ　である必要があり、好ま
しくはり、ｊθ０〜／ｆ、０００程ｆｆで６る。

ここで言う平均分子量とはポリマー６．０１／１の塩化
メチレン溶液を用い、２０℃で測定されるη８ｐから下
記の式−／および式−コよシ求められる値である。

ηａｐ／ｃ＝ｃη］（／十に’ηθｐ）・・・・・・・
・・・・・／）〔η）　＝　ＫＭ”　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・曲、２）式中　Ｃ：ポリマー濃度（？／１　） 〔η〕：極限粘度 に′：θコ♂　Ｋ　：　／、、：ｚ３ｘ／θ→α　：ｏ
３３ Ｍ：平均分子量 すなわち平均分子量があまシ高いと、光学的歪の少ない
成形物を製造する為には、４４００℃を超える樹脂温度
で成形を行なうことが必要となシ、このような高温では
樹脂の分解を避けることができず、成形物の表面にシル
バーストリークを生ずるとか、着色を招く等の不都合が
ある。

一方、平均分子量があ筐シ低いと、光学的歪の少ない成
形物を得ることはできるが、樹脂の強度が低く成形時の
金型から離型の際に破損し−ツ　− 易く、また成形物が得られても機械的強度は小さい。

なお１本発明で使用するポリカーボネート樹脂を射出成
形する際には亜リン酸エステル類を樹脂に対してθ、０
／〜２．０重量％添加することは樹脂の分解による着色
、透明性の低下を抑制する上で好ましい。

かかる亜リン酸エステルの具体例としては、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）、）ＩＪス（ノニルフェニル）ホスファイト
。

コーエチルへキシルジフェニルホスファイト、デシルジ
フェニルホスファイト、フェニルジーコーエチルへキシ
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
スリチルホスファイト、ジフェニルペンタエリスリチル
ホスファイト等が挙げられる。

　８一 本発明においては、上記の様にして得られ九ポリカーボ
ネート樹脂を第一工程において樹脂温度３００〜ダ０θ
℃、金型温度！θ〜／！θ℃で射出成形する。

この成形において樹脂温度をあま夛高くすると樹脂の分
解が避けられなくなシ、着色、シルバーストリークの発
生を招き透明性が劣るようになる。逆に樹脂温度をあま
〕に低くすると、光学的歪の発生しにくい本発明のポリ
カーボネート樹脂を使用しても、光学的歪の小さい成形
物を得ることができなくなる。好ましい樹脂温度は３θ
０〜ダθＯ℃程度である。

更に、この成形において金型温度は！θ〜／ｊθ℃、好
ましくは６０〜／’ｌ！℃程度である。金型温度が高す
ぎると離型時の変形が犬きくな夛、反応の小さい成形物
が得られなくなる。

逆にあまシ低いと、光学的歪の小さい成形物が得られな
くなる。

尚、この第一工程では複屈折の値として−グθ」から＋
２０ｒｍの範囲に入っていることが好ましい。

次に本発明の第２工程では、第１工程で得ら樹脂のガラ
ス転移温度をＴ℃とした時（Ｔ−タθ）℃から（Ｔ−ｊ
）℃、より好ましくは（Ｔ−Ｊ’ｊ）℃から（Ｔ−／ｊ
）℃の範囲内である。すなわち（Ｔ−タＱ）℃よりも低
い温度で熱処理し喪場合には複屈折の経時変化を解決で
きない。一方、（Ｔ−ｊ）ｔ：よシも高い温度で熱処理
した場合、射出成形時にスタンパ−よシ転写さｆｔたグ
ループやビットの形状が変化してしまうので好ましくな
い。また熱処即時間は／分以上、好ましくは３分以上行
なう必要がある。すなわち、あま〕短時間では複屈折の
経時変化を解決できない。

かかる熱処理は熱風乾燥機、熱風トンネル。

真空乾燥機等を所定の温度に設定し、所定の時間基板を
滞留させることにより達成される。この熱処理を施した
後の複屈折は−λθ」から十、２０　ｎｍの範囲内にあ
ることが実用上好ましい。

本発明によるポリカーボネート樹脂は光ディスク用材料
として有用である。ここで、光ディスクとは２コンパク
トディスク、レーザーディスク等の再生専用型；文書フ
ァイル、静止画ファイル、動画ファイルとして使用され
るライトワンス型；光磁気ディスク等のイレザブル型の
ものを含む。このうちとくに耐熱性が要求される分野、
例えばイレザプル型の光ディスクに好適である。

〔実施例〕

以下に実施例によシ詳細に説明する。

尚、以下の例中「部」はすべて「重量部」を示す。

また物性の測定値は以下の方法によって測定した値を用
いた。

（イ）複屈折（Δｎ） 厚さ／、２ｔｍ、直径／３θ■のディスクの中央からコ
、？１の位置での１ｊＡＮ４折を情況光学社製エリプリ
メーターを用いて測定した。

（ロ）　ガラス転移温度（Ｔ） パーキンエルマー社製　示差走査熱量計を用いて測定し
た。

ρ→　グループ溝深畑 ランクテーラーホブソン社製　タリステップを用いて測
定し九。

〈ポリカーボネート樹脂の製造例Ａ〉 ！チ水酸化ナトリウム水溶液にビスフェノールＡを溶解
して調製した ビスフェノールＡナトリウム塩／Ｊ％の水溶液　７０θ
部ｐ−タージャリーブナルフェノール　　　　　　０．
３を部２％トリエチルアミン水溶液　　　　　　ｊ、ｇ
　ｇ部塩化メチレン　　　　　　　　　　　ｊ″３？部
を混合攪拌し、これにホスゲン！に、２部を導入しなが
ら界面重合を行なった。

反応混合物を分液し、ポリカーボネート樹脂を含有する
塩化メチレン溶液を、水、塩酸水溶液１次いで水を用い
て洗浄し、塩化メチレンを蒸発させて平均分子量１５．
！θＯのポリカーボネート樹脂を伯た。

〈ポリカーボネート樹脂の製造例Ｂ〉 （イ）　オリゴマーの製造 ／、ｌ−ビス−（４ｔ−ヒドロキシフェニル）−／−フ
ェニルエタン　　　　　　　　　　ｉｏｏ部水酸化ナト
リウム　　　　　　　　　４ｔｏ部水　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　６００部塩化メチレン　　
　　　　　　　　３７！部上記混合物を攪拌機付反応器
に仕込み、ｒｏθｒｐｍで攪拌した。これにホス７７５
７部を７時間の間に吹き込み、界面重合を行なった。

反応終了後ポリカーボネートオリゴマーを含有する塩化
メチレン溶液のみを捕集した。得られたオリゴマーの塩
化メチレン溶液の分析結果は下記のとお勺であった。

オリゴマー濃度　　　、２−２，１重量％　（注／）末
端クロロホーメート基濃度　０．りλ規定　　（注２）
末端フェノール性水酸基濃度　ｏ、ｏ、ｚｏ規定　（注
３）以上の方法で得られたオリゴマー溶液を。

以下オリゴマー溶液−ａと略称する。

注／）蒸発乾固させて測定。

注２）アニリンと反応させて得られるアニリン塩酸塩を
θ１．２規定水酸化ナトリウム水溶液で中和滴定。

注３）四塩化チタン、酢酸溶液に溶解させたときの発色
をｊｔ’ｌにｔｕｎで比色定量。

（ロ）　ポリカーボネートの製造 ポリカーボネートオリゴマー溶液−ａ　　　ｌダθ部ｐ
−ターシャリ−ブチルフェノール　　　　７．９部塩化
メチレン　　　　　　　　　　／θ部上記混合物を攪拌
機付反応器に仕込みｊ５Ｏｒｐｍで攪拌した。更に下記
組成の水溶液、すなわち、 水酸化ナトリウムの２．３チ水溶液　　　・１０部トリ
エチルアミンの２％水溶液　　　　　７部を加え、３時
間界面重合を行ない反応混合物を分液し、ポリカーボネ
ート樹脂を含む塩化メチレン溶液を、水、塩酸水溶液、
ついで水を用いて洗浄し％最後に塩化メチレンを蒸発て
せて樹脂を取Ｑ出した。この樹脂の平均分子量は／／、
２０θ　であった。

〈ポリカーボネート樹脂の製造例Ｃ〉 （−ｆ）　　オリゴマーの製造 水酸化ナトリウム水溶液にビスフェノールＡを溶解して
調整したビスフェノール人ナトリウム塩の／乙、４％水
溶液　　　　／θθ部ｐ−ターシャリーブチルフェノー
ル　　００．２３部塩化メチレン　　　　　　　　　　
グθ部ホスゲン　　　　　　　　　　　　　７部上記組
成の混合物を定量的にパイプリアクターへ供給し、界面
重合を行なった。

反応混合物を分液し、ポリカーボネートオリゴマーを含
有する塩化メチレン溶液のみを捕集した。

得られたオリゴマーの塩化メチレン溶液の分析結果は下
記のとおりであった。

オリゴマー濃度　　　　　　　２グ、ｊ重量係末端りロ
ロホーメート基濃度　　　７．３規定末端フ工ノール性
水酸基濃度　　　０．３規定以上の方法で得られたオリ
ゴマー溶液を以下オリゴマー溶液−すと略称する。

（→　ポリカーボネートの製造 ポリカーボネートオリゴマー溶液−１）　　Ｊ’７０部
ｐ−ターシャリ−ブチルフェノール　　／、０　部塩化
メチレン　　　　　　　　　　３００部上記混合物を、
攪拌機付反応器に仕込み、！　！　Ｏｒｐｒｎで攪拌し
た。更に下記組成の水溶液、すなわち、 ２．２−ビス−（４ｔ−ヒドロキシ−３−メチルフェニ
ル）フロパンのナトリウム塩の１７チ水溶液　　　　　
　　　　　　　　２００部水酸化ナトリウムの、２！チ
水溶液　２θ部トリエチルアミンの２チ水溶液　　　２
部を加え、約／、に時間界面重合を行ない１反応器合物
を分液し、ポリカーボネート樹脂を含む塩化メチレン溶
液を、水、塩酸水溶液、ついで水を用いて洗浄し、最後
に塩化メチレンを蒸発させて樹脂を取シ出した。

この樹脂の平均分子量は／７．θθθ　であり、ＮＭＲ
の分析結果から共重合されているコ、コービス（クーヒ
ドロキシ−３−メチルフェニル）フロパンの量は３θ、
５重量％であツタ。

表／　製造例の樹脂の組成、平均分子量。

ガラス転移温度 実施例１ 製造例Ａで製造したポリカーボネート樹脂フレー４７０
０部にトリスノニルフェニルホスファ（トθ、Ｑｊ部を
混合し、ｕＯｒｍ＠ヘント付押出機を用いてコロθ℃で
溶融混練した後押し出しペレット化した。このベレット
を射出成形機（名機社製　Ｍ−／ｇ０Ａ）を用い金型可
動側にグループ付スタンバ−を取シ付け、樹脂温度３７
０℃、金型温度／／θ℃にて厚さ／、、２ｍ％直径／　
ｊ　Ｏｍ＋の円盤状に成形した。

かかる基板（Ａ）の複屈折は一コθｎｍであシ、グルー
プ溝深さは７コ０＾であった。

この基板（Ａ）を！θ℃恒温熱風乾燥機中でに０分熱処
理した基板（Ｂ）の複屈折は、２ｎｍと極めて小さく％
またグループ溝深さは、７２θ又と変わらなかった。

更に、基板（Ｂ）を５０℃−タθチＲＨの恒温恒湿槽に
ダ？θ時間滞留させた基板（０）の複屈折はコｎｍ、グ
ループ溝深さは７２０Ｘであシ経時変化は全くなかった
。

比較例／ 実施例／で得られた基板（Ａ）を熱処理しないで実施例
１と同条件下ダｔθ時間保持したところ複屈折は−ｊｎ
ｍと大きく経時変化してしまった。

比較例コ 実施例／で得られた基板ｆＡＪをガラス転移温度よシ３
℃低い／４ｔｊ℃で６０分、実施例／と同様に熱処理し
たところグループ溝がコθθ又となってしまった。

比較例３ 実施例／で得られた基板ｆＡ）をガラス転移温度よＦ）
９ｒ℃低い５０℃で６θ分実施例／と同様に熱処理した
基板（Ｂ）の複屈折は−／りｎｍと熱処理前後でほとん
ど変わらなかった。

この基板（Ｂ）を実施例／と同条件下ｌ♂θ時間保持し
念ところ、複屈折は−ｇ　ｎｍと大きく経時変化してし
まった。

比較例ダ 実施例／で得られた基板（Ａ）を、２０℃で３０秒、実
施例／と同様に熱処理した基板ｆＢ）の複屈折は−／　
ｊ　ｎｍであった。

この基板（同を実施例／と同条件下り２０時間保持した
ところ複屈折は−ダ皿と大きく経時変化してしまった。

１９一 実施例コ、３ 実施例／で得られた基板（Ａ）を表２に示し念温度及び
時間の条件で熱処理し九基板（１３＋の複屈折は極めて
小さく、ま九基板（０）においては経時変化もなかった
。

実施例グ 製造例Ｂで製造したポリカーボネート樹脂１０θ部にト
リスノニルフェニルホスファイト０．０ｙ部を混合し、
グＯ■グベント付押出機を用いて、２７θ℃で溶融混練
した後、押し出しベレット化した。

このベレットを実施例／と同様の操作で樹脂温度３ｔ！
”！℃：、金型温度／３！℃にて成形した。

かかる基板（噂の複屈折は−／ｎｍであシ、グループ溝
深さは乙！ｏＸであった。

この基板（Ａ）を７７０℃で≦θ分、実施例／と同様に
熱処理した基板（Ｂ）の複屈折はｊ　ｎｍと極めて小さ
く、またグループ溝深さはｔｒｏＡと変わらなかった。

更に、基板ＴＢ）を実施例／と同東件下、ａ、ｒ。

時間保持したところ、複屈折の経時変化は全くなかった
。

実施例ｊ 製造例Ｏで製造したポリカーボネート樹脂ｉｏｏｍにツ
ーエチルへキシルジフェニルホスファイト０．０１部を
混合し、＜ｔ　ｏ　ｗ１２５ベント付押出機を用いて２
６θ℃で溶融混練した後押し出シベレット化し念。この
ベレットを実施例１と同様の操作で樹脂温度３ｊθ℃、
金型温度／θＯ℃にて成形した。

かかる基板（Ａ）の複屈折は一３０ｎｍであシ、グルー
プ溝深さは７３０＾であった。

この基板（蜀を／θ℃で６０分、実施例／と同様に熱処
理した基板（Ｂ）の複屈折は／　ｎｍと極めて小テ＜、
またグループ溝深式は７３θ又と変わらなかつ喪。

更に、基板＋Ｅｌを実施例／と同条件下９ｔ？θ時間保
持したところ、複屈折の経時変化は全くなかった。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明の製造法によって得られる成
形物は複屈折が極めて小感＜、かつ複屈折の経時変化も
なく、光ディスク基板として用いるのに好適である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリカーボネート樹脂よりなる光ディスク基板を
   製造する際、第一工程では、樹脂温度３００〜４００℃
   、金型温度５０〜１５０℃で射出成形し、第二工程では
   、示差走査熱量計で測定した樹脂のガラス転移温度をＴ
   ℃とした時、（Ｔ−９０）℃から（Ｔ−５）℃の温度範
   囲で、１分以上熱処理することを特徴とする光ディスク
   基板の製造法
2. （２）平均分子量が９，０００〜２２，０００であるポ
   リカーボネート樹脂を使用することを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項記載の光ディスク基板の製造法