JPS6392643A - 光学部品成形用樹脂材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエステル交換法（溶融法）によるポリカーボネ
ート樹脂の末端変性方法と、これによって得られる光学
部品用末端変性ポリカーボネート樹脂材料に関するもの
である。本発明は特に、光ディスク、光カード等の高密
度記録媒体の基板や光変調器、光回路等の光学機器の構
造材料あるいは機能材料として用いることが可能な透明
ポリカーボネート樹脂材料に関するものである。

（発明の背景） 一般に光学機器用材料としては、透明性、耐熱性、耐湿
性、耐衝撃性、流動性、複屈折が小さい等の性質が要求
されている。このような性能を有する素材としては、従
来からアクリル樹脂が知られているが、このものは耐熱
性や耐衝撃性が低くま几水分によって反りを生じるなど
未だ充分なものとは言い難い。

上記のような欠点をなくす為、粘度平均分子量が１５，
０００〜１８，０００のポリカーボネート樹脂がディス
ク類及びレンズ類等の成形材料として検討されているが
（＃１間昭５８−１８０５５３号）、なお、流動性が不
十分であり、これらの用途としては、最も重要視される
複屈折が太きい等の欠点を有し、未だにその使用には限
界がある。特に、レーザー等を利用し素光による情報の
読み取り、書き込み等に用いられる精密光学系において
は、より複屈折の小さいプラスチック光学材料の開発が
望まれていた。

ところで、樹脂製光学用透明成形品の複屈折は、素材そ
のものの特性と共に、成形条件によって変化する。

即ち、透明な光学成形品の成形においては、樹脂を溶融
させ金型内で冷却して、成形品を得るが、溶融時の粘性
が高いと樹脂が不均一なまま冷却され、成形品に光学的
な歪みが残シ、それが複屈折として現れる。特に、射出
成形の場合、金型内に樹脂を射出するため、粘性の高い
状態では、流れの方向に樹脂の配向が残シ、成形品に複
屈折が生じやすい。

そこで、成形条件の緩和の手段として、従来から周知の
方法、すなわち、可塑剤を配合することによって高流動
性の成形材料とする方法が考えられる。ところが、通常
のポリカーボネート樹脂用の可塑剤を成形性の改良に十
分な全添加−例えば、オレフィン系の可塑剤、リン酸エ
ステル系の可塑剤−した場合、流動性は良好となるが、
可塑剤によって金型に汚れが生じ、成形品が汚染された
υ、あるいは、相溶性不良に基づいて、透明性が低下す
る等の外観不良を呈し、又、物性の低下が許容不可能と
なったシして、所望の光学成形品は得られない。

又、ポリカーボネート樹脂に極めて相溶性の良好なポリ
カーボネート樹脂オリゴマーを配合する方法がちるが、
この場合、成形性の改良が通常の使用量ではなお不十分
であシ、且つ、使用量を増加させれば成形性はかなり改
良されるが、これは、結果的に粘度平均分子量が下がっ
た為であり、同一粘度平均分子量のポリカーボネート樹
脂に比べ、若干の成形性向上は認められるものの大幅な
改良はできず、初期の目的は達成されない。

その念め、これまで光学用透明成形品の複屈折の低減化
は、成形条件に頼る（特に成形温度の上昇）か、あるい
は流動性良好な低分子量のポリカーボネート樹脂を用い
て対処している。しかし、低分子量のポリカーボネート
樹脂を高温で成形する場合、成形品の複屈折性はやや改
良されるが、複屈折（リターデーション）の絶対値が２
０　ｎｍ以下であることを要求される光磁気記録媒体、
特に光磁気ディスクの透明基板に適した樹脂材料はまだ
少ない。

本発明者達はエステル交換法によるポリカーボネート樹
脂の重縮合の研究の過程で、複屈折を大巾に低下させる
ポリカーボネート樹脂の末端変性法を発見し本発明を完
成させた。

（従来技術） ポリカーボネートの製造時に末端停止剤を追加して光学
成形品を作ることは公知である。例えば、特開昭６０−
２１５０２０号では分子量調節剤あるいは末端停止剤と
して長鎖アルキル酸クロライドや長鎖アルキルまたは長
鎖アルキルエステル置換フェノールを用いている。この
出願明細書中にはポリカーボネート樹脂の製造性として
二価フェノールと炭酸ジエステルとの反応を用いてよい
ということが記載されているが、実施例は全てホスケ゛
ン法である。

一般に、ホスケ９ン法とエステル交換法は互いに同じ最
終製品のポリカーボネート樹脂の製造に用いることがで
きるが、両方法の本質的相違点、特にエステル交換法の
場合には分子量調節が難しいという点から、ホスゲン法
とエステル交換法では重縮合された製品の性質が大巾に
異る。

上記特開昭６０−２１５０２０号記載のホヌグン法によ
シ得られた末端変性ポリカーボネート樹脂の複屈折はそ
の明細書の第２表からもわかるとうシ２４〜４８ｎｍで
あり、前記光磁気ディスク用基板としてはなお不満であ
る。

（発明の目的） 本発明の目的は複屈折が大巾に低下し之光学部品成形用
樹脂材料を提供することにあり、特に、エステル交換法
によｐ製造されるポリカーボネートを末端変性して、流
動性を向上させ、それによってピント転写性が良く且つ
複屈折が大巾に低下した光学部品、例えば光磁気ディス
ク用の透明プラスチック基材の成形に好適な樹脂材料を
提供することにある。

（発明の構成） 本発明の提供するビスフェノールとジアリルカーＳネー
トとのエステル交換反応で得られる光学部品成形用樹脂
材料は、末端停止剤として下記一般式（１）および／″
！たは（２）で表わされる単官能性化合物を上記ビスフ
ェノールに対して１〜１０モルチ用いて製造され几末端
変性ポリカーゴネートでちることを特徴としている： ＣｎＨ２ｎ＋１−　ＯＨ（２） ここで、ｎは７〜３０の整数を表わす。

本発明に使用される上記ビスフェノールとして上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〕、１．１−ビス（４′−ヒドロキシフェニ
ル）シクロヘキサン〔ビスフェノールＦ〕、１，１−ビ
ス（４′−ヒドロキシフェニル）エタン、ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）メタン、１．２−　ヒス（４′−ヒ
ドロキシフェニル）エタン、ビス（４−ヒドロキシフェ
ニル）フェニルメタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル
）シクロヘキシルメタン、３．３’−ビス（４′−ヒド
ロキシフェニル）ペンタン、ビス（４−ヒドロキシフェ
ニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エー
テル等が挙げられる。主としてビスフェノールＡが好ま
しい。

ジアリールカーブネートとしてはジフェニルカーゴネー
ト、ジトリールカーブネート、ビス（クロロフェニル）
カーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス（ジフェ
ニル）カーブネート等カ挙げられる。主としてジフェニ
ルカーボネートが好ましい。

又、末端停止剤として一般式（１）で表わされる長鎖ア
ルキル酸フェニルとしてはオクタン酸フェニル、ノナン
酸フェニル、デカン酸フェニル、ラウリン酸フェニル、
ミリスチン酸フェニル、ツヤルミチン酸フェニル、ステ
アリン酸フェニル、ベヘニン酸フェニル等が挙げられる
。一般式（２）で表わされる長鎖アルキルアルコールと
しては、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシ
ルアルコ−７＋、、７つＩＪルアルコール、テトラデシ
ルアルコール、セシルアルコール、ステアリルアルコー
ル等が挙げられる。

これらの末端停止剤はビスフェノールに対し、１〜１０
モルチ、より好ましくは２〜６モルチ用いられる。用い
る末端停止剤が少ないと流動性改善の効果がなくなり、
また多過ぎると耐衝撃性等の機械的物性を損う。

又本発明に使用される触媒としては、一般にエステル交
換反応に用いられる触媒が使用可能である。適当な触媒
の例を以下に掲げる。

（１）　　リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウ
ム、セシウム、７ランシウムのようなアルカリ金属、及
びこれらアルカリ金属の炭酸塩、水酸化物、水素化物、
水素化ホウ素物、フェノラート、ビスフェノラート、カ
ルボン酸塩、酸化物。

（２）周期律表の第■族及び第■族の元素、例えばカル
シウム、マグネシウム、アルミニウム等の金属、及びこ
れら金属の炭酸塩、水酸化物、水素化物、水素化ホウ素
物、フェノラート、ビスフェノラート、カルボン酸塩、
酸化物。

（３）金属酸化物、金属酢酸塩、チタン及びスズ化合物
、例えば三酸化アンチモン、酸化ゲルマニウム、三酸化
ヒ素、酸化鉛、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の金属酸
化物、酢酸コ・ぐルト、酢酸亜鉛、酢酸カドミウム、酢
酸マンガン等の金属酢酸塩、チタン酸テトラブチル、チ
タン酸テトライソプロピル、チタン酸テトラフェニル等
のチタン化合物、ジブチルスズオキシド、ジブチルスズ
メトキシド、ジブチルスズジラウレート等のスズ化合物
。

これらの触媒は、通常のエステル交換反応の有効量の、
ビスフェノール基準で約０．００００１〜０．１モルチ
が使用される。

以上の成分を用い、エステル交換反応法により本発明の
末端変性ポリカーボネート樹脂を製造する。より好まし
い実施態様においては該末端変性ポリカーボネート樹脂
の粘度平均分子量が１３．ＯＯＯ〜２２，０００、特に
、１５，０００〜２０，０００のものが光学機器用材料
として好ましい。

以下、具体的に実施例により発明の詳細な説明する。

本発明によシ得られ几ポリカーゴネートの評価に用い几
項目の測定方法は次の通りである。

（１）粘度平均分子量の評価方法：２０℃における塩化
メチレン溶液の固有粘度〔η：ｌ（ｄｇ／、！ｉ’）を
ウベローデ粘度管を用いて測定し、次式を用いて粘度平
均分子量Ｍｖを計算し之。

Ｃ’７：ｌ＝１．１１Ｘ１０　　（Ｍｖ）（２）流動特
性「ＭＩ値」の評価方法：高架式フローテスターを用い
、シリンダ一温度２３０℃、荷重２１６０ｇで１電φＸ
ＩＯ閣りのノズルよシ１ｏ分間に流出する溶融樹脂量を
１７１ｏ分の単位で表わした。

（３）複屈折の測定：　Ｈｅ　−Ｎｅレーザーを光ディ
スクに描て、光ディスクの前後に偏光板をクロスニコル
に配置した周知の装置で測定。

実施例−１ ビスフェノールＡ　１．′Ｏモル、ジフェニルヵーボネ
ー）１１．０２モ／ｌ／、ステアリン酸フェニル０．０
４モルを１！竪型反応器に仕込み、窒素置換後１８０℃
で溶解した。エステル交換触媒として炭酸リチウム０．
００００１モル添加し約５時間かけて温度を２８０℃迄
徐々に上げ、真空度も常圧から１ｍ＋＋Ｈｇ迄徐々に上
げながらエステル交換反応を行い連続的に副柱フェノー
ルを留去した。その後真空を破り窒素パージの常圧下で
ポリマーを得た。このポリマーの粘度平均分子量及び高
架式フローテスターで求めた流動特性ｒＭＩ値」は第１
表に示したようであっ几。

実施例−２〜４ 実施例−１においてステアリン酸フェニルニ代えてラウ
リル酸フェニルを０．０４モル、ラウリルアルコールを
０．０２モル、ステアリルアルコールを０．０２モルに
それぞれする他は同様とした。結果を第１表に示した。

実施例−５ ヒスフェノールＡ２３．６モル、ジフェニルカーボネー
ト２４．１モル、ステアリン酸フェニル０．７１モルを
２０１、槁型反応器に仕込み、窒素置換後１８０℃で溶
解し友。エステル交換触媒として炭酸リチウム０．００
０２モル添加し、約７時間かけて温度を２８０℃迄徐々
に上げ、真空度も常圧から１　閣Ｈｇ迄徐々に上げなが
らエステル交換反応を行い、連続的に副生フェノールを
留去した。その後真空を破シ窒素Ａ’−ジの常圧下でポ
リマーを排出し被レットを得た。このペレットの粘度平
均分子量と流動特性ｒ　ＭＩ値」を第１表に示す。

比較例−１ 実施例−５に於いて、ステアリン酸フェニルを仕込まず
にジフェニルカーボネートを２５．０モルにする他は同
様とした。得られたにレットの粘度平均分子量及び高架
式フローテスターで求めた流動特性ｒ　ＭＩ値」を第１
表に併記した。

比較例−２ 実施例−１と同じ組成で且つ同じ操作を繰返したが、ス
テアリン酸フェニルの量を０．１１モルにし友。

結果は同じく第１表に示しである。

以上の各実施例および比較例で得られた各樹脂サンプル
を用いて光デイスク基板を射出成形した。

成形条件はシリンダ一温度＝３５０℃、金型温度＝１１
０℃、射出圧＝　５００　ｋＦ／／ｃｍ２で、成形キャ
ビティー寸法は直径＝　１３０　ｔａｎ、厚さ＝　１．
２　ｍｍである。得られた基板の複屈折値は第２表に示
しである。

第２表 （注１）複屈折（リターデーション）は半径（Ｒ）上の
９０°間隔の４点の平均値。

（注２）比較例１のディスク基板は複屈折値は低いが機
械的強度が不足でディスク基板としては使えなかった。

以上の結果から明らかなように、本発明による光学部品
成形用ポリカーボネートは複屈折が大巾な低下している
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ビスフェノールとジアリルカーボネートとをエステ
   ル交換して得られる光学部品成形用樹脂材料において、
   末端停止剤として下記一般式（１）および／または（２
   ）で表わされる単官能性化合物を上記ビスフェノールに
   対して１〜１０モル％用いて製造された末端変性ポリカ
   ーボネート樹脂より成る光学部品成形用樹脂材料： ▲数式、化学式、表等があります▼（１） Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿＋＿１−ＯＨ（２） ここでｎは７〜３０の整数。 ２）上記ビスフェノールがビスフェノールＡであり、上
   記ジアリルカーボネートがジフェニルカーボネートであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学部
   品成形用樹脂材料。 ３）上記末端変性ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子
   量が１３，０００〜２２，０００であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の材料。 ４）上記光学部品が光記録媒体用基板であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の材料。 ５）上記光記録媒体が光ディスクであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載の材料。