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JP2621890B2 - 光ディスク用ポリカーボネート成形材料 - Google Patents

光ディスク用ポリカーボネート成形材料

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JP2621890B2
JP2621890B2 JP62305850A JP30585087A JP2621890B2 JP 2621890 B2 JP2621890 B2 JP 2621890B2 JP 62305850 A JP62305850 A JP 62305850A JP 30585087 A JP30585087 A JP 30585087A JP 2621890 B2 JP2621890 B2 JP 2621890B2
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resin
solvent
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polycarbonate
polycarbonate resin
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俊和 梅村
真 松村
一良 一瀬
典慶 小川
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Sony Corp
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Sony Corp
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Publication date
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  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザー光の反射や透過によって信号の記
録や読み取りを行う光ディスク用のポリカーボネート成
形材料であり、高温多湿環境下において信号読み取りエ
ラーとなるディスク基板中の白点の生成を大幅に改善し
たものである。
〔従来の技術〕 光ディスクの基板材料としては、ガラス、エポキシ樹
脂等が当初用いられていたが、射出成形により容易に基
板が得られる熱可塑性樹脂が求められている。
この要求を満たす光学用熱可塑性樹脂としては、メチ
ルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリカ
ーボネート−ポリスチレン共重合体、ポリメチルペンテ
ン樹脂、ポリノルボルネン系樹脂などが挙げられる。
これらの中でポリカーボネート樹脂は、コンパクトデ
ィスクにおける実績などより最も可能性のある材料とし
て開発、改良が行われているが、ディスクの長期信頼性
を問題とする場合、記録膜の腐食やディスク基板中の白
点の発生等の問題があり、特に高温多湿環境におけるポ
リカーボネート性基板中の白点の発生は信号読み取りエ
ラーとなり大きな問題であることが分かった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者らは、このディスク基板の白点の生成原因に
ついて鋭意検討し、白点がポリカーボネート樹脂の加水
分解により生成したビスフェノールモノマー又は末端が
水酸基であるビスフェノールオリゴマーであることを見
出した。更にこの加水分解を誘発する物質がポリカーボ
ネート樹脂中に含まれる未反応ビスフェノールと低分子
量体であり、特に重合度(n=ビスフェノールの繰り返
し単位数)が1〜3の低分子量体の含有率が白点の生成
に大きな影響があることが分かった。
従来のビスフェノールとホスゲンとを用いる界面重合
反応によって得られる芳香族ポリカーボネート樹脂は、
GPCによる分子量分布測定を行うと分子量分布係数(U
値=重量平均分子量/数平均分子量)が1.5〜3.5の分布
を示し、重合度が1〜3程度の低分子量体は0.5〜5重
量%あり、それらの末端基は通常、水酸基、クロロホー
メート基、或いは末端停止剤として使用した化合物の対
応する残基からなっている。
重合後のポリカーボネート樹脂は、通常ハロゲン化炭
化水素溶媒の溶液として得られ、樹脂溶液は重合反応の
副生成物である食塩、炭酸ソーダ、及び未反応ビスフェ
ノール等を含むのでこれを水洗によって除去したのち、
微量に含有される水酸化ナトリウムを中和するためにリ
ン酸、塩酸、硫酸等の鉱酸を添加混合し、さらに水洗を
繰り返して精製される。
しかし、これらの精製によっては、低分子量体は除去
されず樹脂溶媒中に残存している。
上記により精製された樹脂溶液より粉末状のポリカー
ボネートを得る方法としては、樹脂の良溶媒溶液或いは
これに貧溶媒を沈澱が生じない程度に加えてなる樹脂溶
液を濃縮ゲル化する方法(“ゲル濃縮法";溶媒留去ゲル
化、フラッシュ濃縮ゲル化等)、該樹脂溶液を温水中に
滴下し溶媒を留去しゲル化する方法(“温水滴下法”)
等の濃縮法(a)と貧溶媒中に該樹脂溶液を滴下する方
法或いは該樹脂溶液中に貧溶媒を滴下する方法である沈
澱法(b)がある。しかし、前者の濃縮法(a)では低
分子量体の除去はできず、又、後者の沈澱法(b)は、
低分子量体を除去出来る可能性を有するものであるが、
操作性を考慮した従来の方法においてはやはり低分子量
体を除去することは殆ど出来ず、樹脂中には低分子量体
が0.5重量%以上存在し、このようなポリカーボネート
成形材料を使用したディスク基板を高温多湿環境下に放
置すると、低分子量体が加水分解し白点を生じる。例え
ば、80℃、90%RHの環境下に200〜300時間後に目視で判
別出来る白点が生じ、500時間程度となると、直径12cm
程度のディスク中に直径100μm以上の白点が10個以上
存在し、もはや光ディスクとしての信頼は消失するもの
である。
また、ポリカーボネート樹脂粉末を貧溶媒で洗浄して
低分子量体を抽出することも知られているが、これには
極めて多量の貧溶剤が必要となる他、抽出される樹脂粉
末の粒度によって抽出効率が大きく影響され、確実な手
法ではなかった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、未反応ビスフェノールと低分子量体を
除去したポリカーボネート樹脂を工業的に効率良く製造
する方法について鋭意検討した結果、重合後の樹脂溶液
を1〜10重量%の苛性ソーダ水溶液と乳化状態を形成し
ながら撹拌し、クロロホーメート、その他の反応中間体
や副生物である末端基を分解すると共に未反応ビスフェ
ノールと低分子量体の一部を抽出した後、水洗及びリン
酸等の鉱酸の水溶液での洗浄を繰り返して精製した樹脂
溶液を得、これから精密濾過等により「ダスト」を除
き、これをポリカーボネートの非溶媒或いは貧溶媒中に
滴下するか、又は該樹脂溶液に非溶媒或いは貧溶媒中に
滴下することによって樹脂を沈澱化させると低分子量体
が効率よく分解され、このようにして得られたポリカー
ボネート樹脂を用いた光ディスクは、高温多湿環境下に
放置しても白点を生じにくく、極めて信頼性に優れたも
のであることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、界面重合法で2,2−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)プロパンとホスゲンとの反応によ
って製造されるポリカーボネート樹脂であって、下記一
般式(1)で表される重合鎖の繰り返し単位数nが1〜
3の低分子量体の含有率が0.2重量%以下であり、未反
応2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが10p
pm以下である光ディスク用ポリカーボネート成形材料で
ある。
一般式(1); 本発明のポリカーボネート樹脂としては、通常のビス
フェノール類を使用してなるホモー、コーポリカーボネ
ート樹脂、更に分岐化されたもの、末端に長鎖アルキル
基を導入したもの等の平均分子量が13,000〜30,000程度
のもの;コーモノマーや末端停止剤として炭素/炭素不
飽和二重結合を有するビスフェノールやビニルフェノー
ルなどを用いて得た変性ポリカーボネート樹脂にスチレ
ンなどをグラフトしたもの、又はフェノール性水酸基等
をコーモノマーとして使用してなる変性ポリスチレンに
ポリカーボネート樹脂をグラフト重合したものなど何れ
でも使用可能なものとして例示される。
又、重合反応等に使用する良溶媒としては、クロロホ
ルム、四塩化炭素、ジクロロメタン(=塩化メチレン、
メチレンクロライド)、ジクロロエタン、トリクロロエ
タン等ハロゲン化炭化水素とはであり、特に塩化メチレ
ンが好適である。
上記で得たポリカーボネート樹脂溶液を苛性ソーダ水
溶液による抽出を行い、精製、「ダスト」除去をした
後、非或いは貧溶媒を用いた沈澱固形化とを行うことに
より製造される。
重合後の樹脂液の抽出に用いる苛性ソーダ水溶液は通
常、濃度1〜10重量%の範囲、このましくは4〜8重量
%の範囲で、樹脂液100重量部に対して5〜200重量部の
範囲、好ましくは10〜50重量部の範囲で使用することが
樹脂液と乳化状態を形成し易く、抽出効率も良好であ
り、抽出時間5〜60分間、好ましくは10〜40分間の範囲
で温度10〜50℃の範囲で行う。
ついで、この樹脂液をリン酸水溶液等の鉱酸による中
和、水洗等を繰り返して精製をした後、精密濾過、遠心
分離により精製等の「ダスト」除去操作をして含水率の
低下され、低ダスト化された樹脂濃度が通常10〜25重量
%の精製されたポリカーボネート樹脂溶液とし、沈澱化
を行う。
沈澱化を行う際に用いる非或いは貧溶媒としては、通
常、アルコール、ケトン、脂肪族炭化水素、脂環式炭化
水素等を用いるが、アルコールやケトンは樹脂中に残存
した場合アルコルシス分解の原因となるので好ましくな
く、n−ヘプタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン等の
脂肪族又は脂環式炭化水素が好ましい、また、沈澱化に
使用するこれらの非或いは貧溶媒の使用量は、樹脂液中
の溶媒(良溶媒)/非或いは貧溶媒=4/6〜6/4(容量
比)となる範囲で、ポリカーボネート樹脂の回収率は75
〜95重量%の範囲とするのが好ましく、適宜、温度、溶
媒比等を制御する。
上記により得たポリカーボネート樹脂の湿潤粉体は、
このまま出来るだけ「ダスト」が増加しない条件で乾燥
して溶媒であるハロゲン化炭化水素溶媒を好ましくは10
ppm以下とした乾燥粉体とし、適宜、所望の添加剤類を
配合して押出して、本発明の成形材料とすることもでき
る。
しかし、乾燥後の粉体の嵩比重は0.2〜0.3程度、沈澱
化法を制御することによっても0.4程度以下と小さく、
かつ多量の微粉末を含むために「ダスト」を増加させな
いように工業的に効率よく乾燥し押出ペレット化するこ
とは困難である。従って、本発明においては、好適に
は、この湿潤粉末をそのまま、又はポリカーボネート樹
脂の非或いは貧溶媒で洗浄するか或いは非或いは貧溶媒
を添加して処理した後、湿潤粉末の5容量倍以上の水を
加えて45〜100℃に加熱し、適宜湿式粉砕しつつ、溶媒
を留去して微粉末が多孔質状に凝集した粉粒体の水スラ
リーとし、水を分離して微粉末が減少した嵩比重の高い
ものとして乾燥し、上記と同様に押出するか、又は、水
を分離した後の良溶媒、貧溶媒及び水を含む湿潤粉末を
そのまま又は適宜、所望の添加剤類を配合してベント部
の樹脂の表面更新頻度の大きい、好ましくは150以上の
ベント付の押出機に供給して減圧により良溶媒、貧溶媒
及び水を押出と共に除去しペレットとする。
〔実施例〕
以下、実施例等により本発明を説明する。
なお、実施例等中の%、部などは特に断らない限り重
量基準である。
実施例1および比較例1 ポリカーボネートの重合. 容量5m3の反応槽に、ビスフェノールA(=BPA)300k
g、10%苛性ソーダ1,400、塩化メチレン(=MC)650
、ハイドロサルファイト0.5kgを仕込み攪拌した。こ
れにp−tert−ブチルフェノール12.3kgを投入し、ホス
ゲン147kgを約45分間で吹き込んだ。
ホスゲン吹き込み終了後0.2kgのトリエチルアミンを
加え、強攪拌下で30℃に保ちつつ60分間重合した。
重合液の抽出・洗浄・濾過. 重合終了後、反応液を遠心分離機に送り、5000Gの遠
心力で水層を分離した。
得られた樹脂溶液に300の4%苛性ソーダ水溶液を
加えて30分間攪拌し、攪拌終了後、前記と同様に水層を
分離し、リン酸中和槽に送り、1%リン酸水溶液300
を加えて攪拌し、攪拌終了後、前記と同様に水層を分離
した。
ついで最終段階の水洗槽に送り、純水300を加えて
攪拌、遠心分離した。
上記で得た樹脂溶液を孔系1.2μmのポリーパーフロ
ロエチレン製のメンブランフィルターで濾過した。
ポリカーボネート樹脂の分離. 攪拌機と還流冷却器とを有する反応槽に上記で得た芳
香族ポリカーボネート樹脂のMC溶液を導入し、30℃に保
ちながらn−ヘプタン(=nH)をMC/nH=5/5(容量比)
となる量滴下してポリカーボネート樹脂の沈澱を生成さ
せた後、濾過分離し、次いでこの湿潤粉体を120℃で8
時間乾燥して乾燥粉体295kg(回収率85.3%)を得た。
この粉末中のnHは2000ppm、MC250ppmであり、BPAは認
められず、繰り返し数n=1〜3の低分子量体は0.05%
であった。
成形材料の製造. 上記で得たポリカーボネート乾燥粉体に、ベヘニルベ
ヘネート0.1%を添加混合した後、L/D=28のベント付き
押出機で樹脂温度270℃で押出してペレット化し光ディ
スク用成形材料を得た。
ディスクの製造および環境試験. 上記のペレットを使用し、射出成形して片面に螺旋状
のグルーブをもつ厚み1.2mmのデータファイル用光ディ
スク基板を得た。
この基板上に光磁化膜であるTe/Fe/Co合金をスパッタ
リングにより300〜500Å蒸着し、記録膜上には光硬化型
のアクリル系樹脂をコートし、紫外線で硬化させた。
このディスクを80℃,90%RH,500hrs放置する環境試験
を行い、信号読み取り面からみて50μm以上の白点が全
ディスク表面に何個存在するかを光学顕微鏡で100時間
毎に調べた結果を第1表に示した。
比較例. 又、比較のため、重合終了後の苛性ソーダ水溶液によ
る抽出を行わなず、樹脂分離を樹脂溶液を温水中に滴下
して固形化する方法により分離する他は同様として得た
材料を製造し、試験した結果を第1表に示した。
尚、ペレット中のBPA及び低分子量体の定量はWaters
社製HPLC M600マルチソルベントシステムを使用し、逆
相グラジエント法を用いて行った。
使用溶媒は水/テトラヒドロフラン=25/75→0/100
(容量比)とし、検出器は波長254nmのUV検出器とし
た。
また、第1表中の低分子量体の含有率は、繰り返し単
位数n=1〜3のものの合計量で示した。
実施例2〜4および比較例2、3 実施例1において、重合液の抽出に使用する苛性ソー
ダ水溶液の濃度を2%とすること、沈澱固形化に使用す
るnHの使用容量比を変更すること、nHに代えてシクロヘ
キサン(=CH)を第2表に記載のように用いる他は実施
例1と同様にした。
結果を第2表に示した。なお、環境試験結果は1,000
時間後のものである。
また、比較の為に、実施例1において、重合液の抽出
に使用する苛性ソーダ水溶液の濃度を2%とし、沈澱化
に用いるnHの量比を多くすることの他は同様としたもの
(比較例2)及び苛性ソーダ抽出処理無しの場合(比較
例3)について試験した結果を第2表に示した。
〔発明の作用および効果〕 以上、本発明のポリカーボネート樹脂成形材料による
光ディスクは、長期に渡って白点の発生の少ない信頼性
の優れたものであることが明瞭である。従って、高温多
湿環境下において使用することを余儀無くされる場合に
も、安心して使用可能なものであり、その工業的意義は
極めて高いものである。
フロントページの続き (72)発明者 小川 典慶 大阪府豊中市神州町2丁目12番地 三菱 瓦斯化学株式会社大阪工場内 審査官 佐藤 健史 (56)参考文献 特開 昭63−77932(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】界面重合法で2,2−ビス(4−ヒドロキシ
    フェニル)プロパンとホスゲンとの反応によって製造さ
    れるポリカーボネート樹脂であって、下記一般式(1)
    で表される重合鎖の繰り返し単位数nが1〜3の低分子
    量体の含有率が0.2重量%以下であり、未反応2,2−ビス
    (4−ヒドロキシフェニル)プロパンが10ppm以下であ
    る光ディスク用ポリカーボネート成形材料. 一般式(1);
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