JPH02105851A - 光学材料用樹脂組成物 - 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Ｊ 本発明は光学材料用樹脂に関し、特にデジタルオーディ
オディスクや先メモリーディスク等の基板用樹脂に関す
るものである。

［従来の技術］ 記録層あるいは光反射層からなる情報記録層に情報を記
録および再生したり、情報記録層に形成された情報を再
生するデジタルオーディオディスクや光ディスク、光磁
気ディスクの基板として、ガラスや透明な合成樹脂の円
板が用いられる。

ガラス基板は透明性、耐熱性、寸法安定性に優れた素材
であるが、重く、破壊し易く、製造コストが高いという
問題点がある。

一方、合成樹脂基板は、ガラス基板と比較すると成型加
工が容易であり、取り扱い中に破損する危険性も少なく
、軽量であり、コスト的にもガラス基板より勝っている
。一般に、このような合成樹脂（光学材料用樹脂）の特
性としては透明であることのほか、成形性および寸法安
定性が良く耐熱性、耐湿性、機械的強度に優れていると
ともに、光学的に均質で複屈折の小さいことが要求され
ている。

このような光学材料用樹脂として、従来からアクリル樹
脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂
、ビスフェノールＡ系ポリカーボネート樹脂などが知ら
れている。しかしながら、アクリル樹脂は透明性が高く
光学的に均質で複屈折は小さいものの、吸湿性が大きい
ために寸法安定性が不良であり、多湿環境下において反
り、ねじれなどを生ずるという欠点を有しており、また
耐熱性にも問題を有している。

エポキシ樹脂は、光学及び物理的性質は良好なのである
が、成形性に問題があり、大量生産には適していない。

また、ポリスチレン樹脂は加工性に優れ、コストも安い
が干渉縞が出やすく複屈折が大きくなる欠点がある。

硬質タイプの塩化ビニル樹脂は吸湿性などに優れている
が、加工性、耐久性、耐熱性、成形性などの点で劣って
いる。一方、ビスフェノールＡ（２，２−ビス（４′−
ヒドロキシフェニル）プロパン）をホスゲンや炭酸ジフ
ェニル等と反応させて得られるポリカーボネート樹脂は
、耐熱性、耐湿性、耐衝撃性などにおいて優れているも
のの、複屈折が大きく、ディスクに記録された情報の読
取り感度が低下したりエラーが発生しやすいという欠点
がある。

またポリカーボネート樹脂に、この樹脂と相殺する複屈
折をもつ樹脂をブレンドして全体の複屈折を低減させる
方法も提唱されており、例えばポリカーボネート／ポリ
スチレン誘導体のブレンドが提案されている。これは、
通常ポリカーボネートとポリスチレンのブレンドは非相
溶系であるが、ポリスチレンのベンゼン環に対して水酸
基を導入することなどによってポリカーボネートとの相
溶が可能となるものなどがあり、この例としてポリスチ
レンにヘキサフルオロアセトンを反応させた誘導体がポ
リカーボネートと相溶することが知られている（ｊｏｕ
ｒｎａｌ　ｏｒ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　５ｃｌｅｎｃｅ：Ｐ
ｏｌｙｍｅｒｌ、ｅＬｔｃｒｓ　Ｅｄｌｔｌｏｎ、　Ｖ
ｏ暑、１８．２０１−２０９（１９８０）　）　、　し
かし、ビスフェノールＡなどからなるポリカーボネート
に上記のようなポリスチレン誘導体をブレンドして複屈
折を実用レベルまで低減させるためには約５０重量％配
合しなければならず、その結果ブレンド組成物のガラス
転移点はビスフェノールＡ系ポリカーボネートに比べて
著しく低下し、耐熱性に劣ると共に対衝撃性などの機械
的強度も低下し、実用に耐えないといった問題点が指摘
される。

以上のように現在に至るまで、良好な透明性を持ちなが
ら、耐熱性、耐久性、機械的強度を有し、かつ光学的に
均質で複屈折の小さな光学材料用樹脂は見い出されてい
ない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上に述べた従来のデジタルオーディオディス
クや光メモリ−ディスク用樹脂として必要とされる耐熱
性、耐湿性、機械的強度に優れているとともに、光学的
に均質で複屈折の小さな光学材料用樹脂を提伏するもの
である。

【課題を解決するための手段］ 本発明者等は耐熱性、耐湿性、機械的強度に優れている
とともに、光学的に均質で複屈折の小さな光学材料用樹
脂を得るべく、鋭意検討を行った。

その結果、特定な構造を有するポリカーボネートと、あ
る種のポリスチレン誘導体とをブレンドしたものが耐熱
性、耐湿性、機械的強度に優れているとともに、光学的
に均質で複屈折の小さな特徴を有することを見い出だし
本発明に到達した。

すなわち本発明は、構造式（１）、 （式中Ｒは炭素数１〜３の置換あるいは非置換のアルキ
リデン基、−ｏ−、−ｃｏ−−５−−ＳＯ−、又は−８
０２−を表わし、Ｒ８−Ｒ４は水素、ハロゲンあるいは
炭素数１〜３の飽和または不飽和アルキル基を表わす）
で表されるポリカーボネートと、構造式（１１）、 （式中ｎの値は０．０１ないし０．２であり、ｍ＋ｎｍ
ｌである）で表されるポリスチレン誘導体との均一なブ
レンド混合物からなる光学材料用樹脂組成物を提供する
ものである。構造式（１り中のｎ及びｍはそれぞれの構
造単位のモル分率を示す。

本発明におけるポリカーボネートは、芳香族二価フェノ
ール系化合物とホスゲンとの直接反応、または炭酸ジエ
ステルとを反応させて製造することができる。芳香族二
価フェノール系化合物としてはビス（４−ヒドロキシフ
ェニル）スルフォン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）
スルフィド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフオ
キシド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビ
ス（４−ヒドロキシフェニル）ケトン、２．２−ビス（
４−ヒドロキシフェニル）ジフェニルメタン、ビス（４
−ヒドロキシフェニル）メタン、２．２−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）エタン、２゜２−ビス（４−ヒドロ
キシフェニル）プロパン、２．２−ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）ブタン、２．２−ビス（４−ヒドロキシ−
３，５−ジメチルフェニル）プロパン、２．２−ビス（
４−ヒドロキシ−３，５−ジエチルフェニル）プロパン
、２．２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジプロピル
）プロパン、などが例示される。

また本発明におけるポリスチレン誘導体は、ポリスチレ
ンにヘキサフルオロアセトンをＪｏｕｒｎａｌｏｒＰｏ
ｌｙｍｅｒ　５ｃｉｅｎｃｅ：Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｌｅｔ
ｔｅｒｓ　Ｅｄｌｔｌｏｏ。

Ｖｏｌ、１８．２０１−２０９（１９８０）に記載され
ている方法によって反応させることによって得られる。

上記のような２つの成分をブレンドして光学材料用樹脂
を構成するのであるが、このブレンドに用いるポリカー
ボネートの分子量は、数平均分子量で約ｔｏ、ｏｏｏな
いし約１５０，０００程度、好ましくは１０．０００な
いし　ｔｏｏ、ｏｏｏである。数平均分子量がこの範囲
未満の（のはそれを目的とする基板に成形したときの強
度に問題があり、実質的に不適当である。また、数平均
分子量がこの範囲を越えるものは、それを成形する際の
流動性が低下し、生産効率が低下するとともにその光学
的物性値も低下してしまう。

また上記ポリスチレン誘導体の分子量は数平均分子量に
して約１０．０００ないし約ｓｏｏ、ｏｏｏ　、好まし
くはｔｏ、ｏｏｏないしａｏｏ、ｏｏｏである。数平均
分子量がこの範囲未満のものは、ブレンドしてもその光
学的効果に乏しく適当でなく、また機械的強度にも問題
がある。また数平均分子量がこの範囲を越えるものは上
記ポリカーボネートとの相溶性が著しく低下してしまう
ために適当でない。

本発明の光学材料用樹脂組成物は上記のそれぞれの分子
量を持った２成分をブレンドして構成されるが、そのブ
レンド率はポリカーボネートとポリスチレン誘導体の重
量比で、９５：５〜３０ニア０、好ましくは９０：１０
〜５０：５０の範囲が適当である。ポリスチレン誘導体
のブレンド率がこの範囲未満では上記芳香族ポリカーボ
ネートの複屈折を実用レベルにまで低減させる光学効果
を必ずしも十分に発揮できず、またこの範囲を越えたブ
レンド率では耐熱性、衝撃強度などの低下により必ずし
も十分な効果を発揮できない。

上記２成分のブレンド方法としては、押出し機、ニーダ
−などによる溶融混練方法、あるいは上記２成分をたと
えば塩化メチレンなどの共通の良溶媒に溶解させた状態
で混合する溶液ブレンド方法などがあるが、これは特に
限定されるものではなく、通常用いられるポリマーブレ
ンド方法ならどの様な方法を用いてもよい。以上のよう
にしてブレンドされた光学材料用樹脂組成物は、ポリカ
ーボネートの成分を２．２−ビス（４′−ヒドロキシフ
ェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）よりも耐熱性の
高い七ツマ−から構成したことにより耐熱性に優れたも
のとなっている。

本発明の樹脂材料を成形して基板を得るに際しての成形
方法としては射出成形、圧縮成形等が挙げられるが、こ
れらの成形法のうち、生産性の点からｒ＋＝を出成形が
最も好ましい。

射出成形においては、前記ブレンド体をそのまま成形し
ても良いが、必要に応じ、該ブレンド体に各種の成分、
例えば着色や透明性の劣化を防止するための亜リン酸エ
ステル類、メルトインデックス値を増大させるための可
塑剤などを配合して成形しても良い。

Ｃ実施例］ 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。

なお、実施例において得られる諸物性は下記の試験法に
よりＩＩＦＩ定した。

（１）先ｉ！過率　：分光光度計にて５００ｎｍの光週
遇率を測定 Ｃ２）１Ｍ屈折　　：日本工学（株）製偏光顕′ｆｆ１
．Ｖｌにセナルモンコンペンセータ をつけて光デイスク基板の直 径８０ｍｍの部分を４Ｐ１定 （３）熱変形温度：　ＡＳＴＭ−Ｄ−６４８に従い熱変
形試験装置にて測定 （ポリカーボネートの調製） （成分１〜１） １０００ｄのフラスコにジヒドロキシジフェニルスルフ
ォキサイド（ビスフェノールスルフォン）１１０．４ｇ
　（０，４ｍｏ　１）および分子ｊ：Ｌ調節剤としてｐ
−ターシャリ−ブチルフェノール２．０ｇを塩化メチレ
ン５００−およびピリジン２００ｄに溶解させた溶液を
加えた後、攪拌しながらホスゲンガスを１１０００ａ／
分の供給割合で１５分間吹き込み、室温で１時間反応さ
せた。反応終了後、反応生成物を塩化メチレン１５００
ｄで希釈した後、ＩＮ塩酸と水で洗浄し、５０００−の
メタノール中に投入して重合体を回収した。

得られたｍ合体についてＧ　Ｐ　Ｃ７１１１定を行なっ
たところ、数平均分子量はポリスチレン換算値で５、Ｌ
ＩＸ１０’であった。　’Ｈ−ＮＭＲおよび１３Ｃ−Ｎ
ＭＲスペクトルから、この重合体は下記の繰り返し構造
を有するものと認められた。

（成分Ｉ−ｌ− ２）１０００のフラスコに２．２゛−ビス（（３゜５−
ジメチル）４．４−−ヒドロキシフェニル）プロパン１
２４．Ｏｇ　（０，４ｍｏ　りおよび分子量調節剤とし
てｐ−ターシャリ−ブチルフェノール２．０ｇを塩化メ
チレン５００−およびピリジン２００−に溶解させた溶
液を加えた後、攪拌しながらホスゲンガスを１０００ｄ
／分の供給割合で１５分間吹き込み、室温で１時間反応
させた。反応終了後、反応生成物を塩化メチレン１５０
０ｒｄで希釈した後、ＩＮ塩酸と水で洗浄し、５０００
ｍＮのメタノール中に投入して重合体を回収した。

得られた重合体についてＧ　Ｐ　Ｃ１Ｆ７定を行なった
ところ、数平均分子量はポリスチレン換算値で５．２Ｘ
１０４であった。’Ｈ−ＮＭＲおよび”Ｃ−ＮＭＲスペ
クトルから、この重合体は下記の繰り返し構造を有する
ものと認められた。

反応終了後、該フラスコの内容物を約３０００ＪＩＩ！
の水中に投入し、目的物を回収した。得られた反応物の
　ＩＨ−およびＩ３Ｃ−ＮＭＲスペクトルの測定により
、このポリスチレン誘導体は下記の構造と認められ、そ
の反応率は５％であった。

（ポリスチレン誘導体の調製・成分（■））１０００ｍ
ｊ！のフラスコにアルゴンガスを導入し系中をアルゴン
雰囲気とした後、ポリスチレン（デンカスチロール　Ｇ
Ｐ−１）６２．４ｇおよび反応触媒として塩化アルミニ
ウム２４ｇを二硫化炭素８００−に溶解させた後、フラ
スコを氷水中に浸しフラスコ内を３℃〜５℃に冷却した
。

さらに該フラスコ上部にガストラ・ノブ用のデユワ−冷
却器を取り付け、反応装置を１１−１成した。

該フラスコ内を攪拌しつつヘキサフルオロアセトン（３
水和物）１６ｍｊを１００℃硫酸２８０ｄ中に、連続的
に３０分間にわたり滴下して、発生したヘキサフルオロ
アセトンガスを導入する。導入終了後も該フラスコの攪
拌を３時間行なった。

（実施例１） 成分（１−１）　色成分（ＩＩ）　ヲ７５　：　２５　
（ｉ量比）の割合で全ｍ１００ｇとなるように配合し、
ＩＱ　？Ｊ押出し機を用いて押出しベレットを作成した
。

このペレットをシリンダー温度３００℃、金型温度１０
０℃の条件下で厚さ１．２ｍｍ、直径１２０ｍｍの円盤
に射出成形した。得られた射出成形板の光透過率、複屈
折および熱変形温度の結果を表１に示す。

（実施例２） 成分（１−２）と成分（ＩＩ）を７５：２５（重量比）
の割合で全Ｅｌ　１００　ｇとなるよ゛うに配合し、混
練押出し機を用いて押出しペレットを作成した。

このペレットを実施例１と同様の条件で射出成形した。

得られた射出成形板の光透過率、複屈折および熱変形温
度の結果を表１に示す。

（比較例１） 成分（１−１）の重合体のみを用いて、押出し機により
ベレットを作成し、実施９１１と同様にして射出成形し
た。得られた射出成形板の光透過率、複屈折および熱変
形温度の結果を表１に示す。

（比較例２） 成分（１−２）の重合体のみを用いて、押出し機により
ペレットを作成し、実施例１と同様にして射出成形した
。得られた射出成形板の光透過率、複屈折および熱変形
温度の結果を表１に示す。

（比較例３） 成分（夏−１＞の重合体と成分（ＩＩ）を作成する際に
用いた、ヘキサフルオロアセトンを反応させていないポ
リスチレンを７５：２５（２１１比）の割合で全ｆ２１
００　ｇとなるように配合し、押出し機を用いて押出し
ベレットを作成し、実施例１と同様にして射出成形した
ところ、得られた射出成形板は不透明であり、目的とし
た光学基板用材料には不適当であることがわかった。

（比較例４） 成分（１−２）の重合体と成分（ＩＩ）を作成する際に
用いた、ヘキサフルオロアセトンを反応させていないポ
リスチレンを７５：２５（ｆｆｌｆｆｆｉ比）の割合で
全ｆｆｉ　１００　ｇとなるように配合し、押出し機を
用いて押出しベレットを作成し、実施例１と同様にして
射出成形したところ、得られた射出成形板は不透明であ
り、目的とした光学基板用材料には不適当であることが
わかった。

表１ リスチレン誘専体とのブレンド組成物は、耐熱性、耐湿
性、機械的強度に優れているとともに、光学的に均質で
複屈折が小さく、光学材料用樹脂として、例えばデジタ
ルオーディオディスクや光メモリ−ディスク用基板材料
として極めて優れたものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）構造式（Ｉ）、 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中Ｒは炭素数１〜３の置換あるいは非置換のアルキ
   リデン基、−Ｏ−、−ＣＯ−、 −Ｓ−、−ＳＯ−、又は−ＳＯ＿２−を表わし、Ｒ＿１
   〜Ｒ＿４は水素、ハロゲンあるいは炭素数１〜３の飽和
   または不飽和アルキル基を表わす）で表されるポリカー
   ボネートと、構造式（II）、 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中ｎの値は０．０１ないし０．２であり、ｍ＋ｎ＝
   １である）で表されるポリスチレン誘導体との均一なブ
   レンド混合物からなる光学材料用樹脂組成物。
2. （２）構造式（Ｉ）のポリカーボネート共重合体と構造
   式（II）のポリスチレン誘導体とのブレンド率が９０：
   １０〜５０：５０（重量比）の範囲である請求項第１項
   記載の光学材料用樹脂組成物。