JP2621871B2 - 光ディスク用ポリカーボネート成形材料 - Google Patents

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、記録膜の腐食による劣化、破壊を大幅に
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、アルミニウム、白金、
テルル、テルビニウム、鉄、コバルト、アンチモン、セ
レン、ガドリニウム及びこれらの合金をポリカーボネー
ト基板上に蒸着又はスパッタリングして形成される記録
膜の長期信頼性の点では必ずしも満足されるものではな
かった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、長期信頼性の向上についてポリカーボ
ネート樹脂製の光ディスク用成形品に記録膜用の金属を
蒸着し、高温多湿環境下での試験をし、記録膜の破壊部
分を分析検討した。その結果、孔食或いは全面腐食によ
って破壊された記録膜の近傍に接する基板上に遊離の塩
素が存在することを見出した。又、この腐食箇所には、
塩素と共にナトリウムも検出されることもあり、遊離塩
素は食塩又は塩化水素の形で存在するものと推定され
た。

従って、通常、ビスフェノールとホスゲンの界面重合
反応によって得られる芳香族ポリカーボネート樹脂のハ
ロゲン化炭化水素溶液中に含まれる副生成物である食塩
或いは塩化水素を除去することにより上記の問題点が大
幅に解消されるものと考えられる。

従来のビスフェノールとホスゲンの界面重合反応によ
って得られる芳香族ポリカーボネート樹脂の精製方法と
しては、純水を用いて回分洗浄操作を繰り返し、水層が
中性を示すようになった時点で水層と樹脂溶液層との分
離を静置や遠心分離により行う方法、ポリカーボネート
樹脂溶液を活性炭と接触処理してモノマーおよびオリゴ
マーを除去する方法（特公昭41−8475号公報）、ポリカ
ーボネート樹脂溶液と水との混合溶液を水との接触角が
40度以下の親水性の濾過材層（木綿、濾紙、珪藻土、硝
子布等）を通して、水溶液層と樹脂溶液層とを相分離し
て水溶解不純物を除去する方法（特公昭46−41622号公
報）等がある。

しかし、純水による洗浄のみで遊離塩素を完全に取り
除くことは困難であり、従って、樹脂溶液に含まれる水
量を少なくすることが必要となる。ところが、洗浄水と
樹脂溶液との分離を遠心分離により行い、樹脂溶液中の
含水率を0.2％以下とすることは、極めて大きな遠心力
と処理時間とを必須とするものとなり装置が大型化し、
工業的実施は困難である。又、濾過材層を通過させる方
法では、樹脂溶液中の含水率を１％以下とすることは困
難であった。従って、従来法においては、遊離塩素とし
て0.5ppm程度は必然的に含む結果となり、結果として高
温多湿下での記録膜の孔食或いは全面腐食による損傷を
防止することは困難であった。

この解決のために遊離塩素の除去に代えて、遊離塩素
を取込み安定で無害なものに変換す方法が考えられる。
この典型的な方法として、既存のポリカーボネート用安
定剤類を配合する方法があるが、有効な安定剤が見出さ
れるには至っていないものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、安定剤によらず、遊離塩素を除去する
ことによりこの問題を解決する方法を鋭意検討した結
果、遠心分離と濾過とを組み合わせることによりポリカ
ーボネート溶液の水含有量を工業的実用性を有する方法
で大幅に減少できることを見出した。その結果、遊離塩
素の含有量が0.2ppm以下となった場合に初めて記録膜の
長期信頼性が得られることを見出し本発明を完成するに
至った。

すなわち、本発明は、ビスフェノールとホスゲンとの
反応によって得られる芳香族ポリカーボネート樹脂であ
って、該ポリカーボネート樹脂中に含有される遊離塩素
が0.2ppm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。

本発明において、遊離塩素が0.2ppmを越えて例えば、
0.8ppmとなった場合には、初期の記録膜の欠陥個数に対
して、環境テスト後の欠陥個数は10〜100倍程度に増加
するものであり、この増加は既存のホスファイト系等の
安定剤によっては解消されないものである。

本発明の芳香族ポリカーボネートの製造法は、洗浄精
製されたポリカーボネート樹脂溶液と洗浄水との分離を
遠心分離及び濾過を併用して行うことを除き従来の光学
用芳香族ポリカーボネートの製法と同様である。

重合反応後の樹脂溶液よりアルカリ水溶液を分離した
後、少なくとも水洗／リン酸水溶液洗浄／水洗の３段階
の中和精製をする。この各段階の洗浄後の層分離を500G
以上の遠心力で行い、最終段階の水洗は遠心分離した水
の導電率が10μs/cm以下、好ましくは９μs/cm以下とな
るまで洗浄するとともに、樹脂溶液中の含水率が0.5％
以下とする。

次に、この樹脂溶液を0.5〜10μｍの細孔フィルター
を通過させて、樹脂溶液中の水の一部をフィルター濾過
面上で凝集させ、直径1mm以上の水滴として樹脂溶液か
ら分離してくるので、これを取り除き、樹脂溶液の含水
率を0.2％以下、好ましくは0.15％以下とする。

ここに樹脂溶液の最終段階の水洗に用いる水は実質上
遊離塩素を含まないイオン交換水であり、該水は、強塩
基性イオン交換樹脂と強酸性イオン交換樹脂との同量混
合相を通過させることにより容易に得られ、現状の比色
法及び電位差滴定法でのC1イオンの定量分析下限である
0.1ppm以下であるものが好適である。樹脂溶液に対する
使用量は、樹脂溶液１に対して0.05〜2.0容量倍の範
囲、特に樹脂溶液中に水が乳化状態で分散する量が好適
である。また、遠心分離は500G以上、好ましくは3000G
以上の遠心力である。ここに遠心力が小さい場合には、
樹脂溶液中の含水率が大きくなり、洗浄／遠心分離の操
作を多数回繰り返したり、又は繰り返しても水洗は遠心
分離した水の導電率が10μs/cm以下とすることが困難と
なり、結果として遊離塩素の量を0.2ppm以下とすること
が出来なくなるので好ましくない。

また、フィルターは細孔径が小さいもの程分離効率が
良好となるので含水分の分離の点からは好ましいが、圧
力損失等の実用面から0.5〜10μｍの細孔を有するもの
が好ましく、材質としてはポリ−パーフロロエチレン、
ポリ−パーフロロエチレン−パーフロロプロピレン、ポ
リ−フッ化ビニリデンなどの弗素樹脂、ポリエステル、
ポリプロピレンなどの疎水性のものが好ましく、ポリア
ミド、セルロース、ステンレスなどの比較的親水性のも
のも使用可能であるが、ガラス繊維、活性炭、ケイソウ
土のような濾過材はダスト混入の原因となるので本発明
では好ましくない。フィルターの形式は、上記の材料に
よる繊維、連続多孔質フィルム或いは粒状体の焼結体な
どであり、１段または材質或いは所望の含水率により多
段として使用する。

以上の方法で得た芳香族ポリカーボネート樹脂溶液か
ら、ポリカーボネートを分離し、通常、適宜所望の添加
剤類を配合し、押し出しペレット化して本発明の光ディ
スク用ポリカーボネート成形材料とする。

なお、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なるホモ−、コ−ポリカー
ボネート樹脂、更に分岐化されたもの、端末に長鎖アル
キル基を導入したもの、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
用可能である。

〔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及び比較例１ 芳香族ポリカーボネート樹脂の重合． 容量5m³の反応槽に、ビスフェノールA300kg、10％苛
性ソーダ1,400、塩化メチレン650、ハイドロサルフ
ァイト0.5kgを仕込み、撹拌した。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、強撹拌下で30℃に保ちつつ60分間重合した。

樹脂溶液の洗浄・遠心分離． 重合終了後、反応液を連続式の遠心分離機に送り、5,
000Gの遠心力で水層を分離した。樹脂溶液は撹拌槽に送
り、純水300を加えて30分間撹拌し、撹拌終了後、前
記と同様にして水層を遠心分離し、得られた樹脂溶液を
リン酸中和槽に送り、１％リン酸水溶液300を加えて
撹拌し、撹拌終了後、前記と同様にしてリン酸水溶液層
を遠心分離した。

ついで、最終段階の水洗槽に前記で分離した樹脂溶液
を送り、純水300を加えて撹拌・遠心分離した。

このとき、分離した水層の導電率は8.6μs/cmであ
り、樹脂溶液の含水率は0.35％であった。

樹脂溶液の濾過． この樹脂溶液を孔径1.2μｍのポリ−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。フィルター
濾過面には、水滴が凝集し、大きな液滴となってフィル
ターハウジング上部に集まるので適宜これを抜き出し
た。この結果、濾過後の樹脂溶液中の含水率は0.12％と
なった。

ポリカーボネートの分離． この樹脂溶液1,000に対してｎ−ヘプタンを200混
合し、温度55℃の強撹拌下の水中に常圧下で滴下し、滴
下終了後、温度を95℃以上に上げ、溶媒を留去し、得ら
れたポリカーボネート樹脂の水スラリーを濾過し、樹脂
粉末を取り出し、この粉末を粉砕して平均粒子径１〜1.
5mmとし、140℃で３時間乾燥した。

乾燥粉体中の遊離塩素は0.2ppmであった。

成形材料の調製． 上記で得たポリカーボネート粉体に、第１表に示した
添加剤を加え混合した後、ベント付き押出機で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。

光ディスクの製造および信頼性評価． 上記のペレットを使用し、射出成形して片面にラセン
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。

この光ディスクの円周方向に沿って30μｍ以下の欠陥
が全ディスク表面に何個存在するかを測定し、又、この
ディスクを80℃,90％RH,300hrs放置して同様の測定をし
た結果を第１表に示した。

又、比較のため、遠心分離精製のみで、メンブランフ
ィルターによる水分離を行わずに得たポリカーボネート
成形材料によって同様にした結果を比較例１として示し
た。

尚、第１表中のペレット中の遊離塩素の測定は、試料
5gを精秤量し、塩化メチレン150mlに溶解し、アセトン5
0mlを加え、0.0005M硝酸銀／アセトン溶液を滴定試薬と
して用い、電位差滴定によって求めた。

又、ディスクの庇欠陥数の検査は、日本電子光学
（株）製、自動庇検査装置Ｉ型を使用した。

実施例２及び比較例２ 実施例１で得たポリカーボネート樹脂粉末に蜜蝋0.1
％を添加し、ベント付き押出機で同様にしてペレット化
した。このペレット中の遊離塩素は0.2ppmであった。

このペレットを原料として厚み1.2mmのコンパクトデ
ィスクを成形し、この基板上にアルミニウム蒸着膜を形
成し、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。

このコンパクトディスクについて50μｍ以上の欠陥を
80℃,90％RHで環境試験した結果を第２表に示した。

又、比較のため、重合反応後のポリカーボネート樹脂
溶液からアルカリ水層を静置分離し、次に樹脂溶液に樹
脂溶液の1.5容量倍の純水を加えて混合した後、小型フ
ィルタープレスにより水層を除去した。濾布の材質は木
綿であった。

この純水混合、フィルタープレス分離を計５回行って
精製樹脂溶液を得た。

この時の最終洗浄水の導電率は60μs/cm、含水率1.2
％であった。

上記による精製樹脂溶液からポリカーボネートの固形
化、乾燥を実施例１と同様にして行い、上記と同様にし
てペレット化し、同様にしてコンパクトディスクの製
造、試験をした結果を第２表に示した。尚、成形に使用
したペレット中の遊離塩素は1.2ppmであった。

〔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、記録膜の材質によらず長期信頼性に優れ
たものとなることが明瞭であり、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 (56)参考文献 特開 昭54−138097（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−96697（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ビスフェノールとホスゲンとの反応によっ
   て得られる芳香族ポリカーボネート樹脂であって、該ポ
   リカーボネート樹脂中に含有される遊離塩素が0.2ppm以
   下である光ディスク用ポリカーボネート成形材料．