(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘度平均分子量が１０，０００〜１８，０００のポリカーボネートのペレットからなる成形材料であって、該ペレットは、その長さの平均値は２．５〜３．５ｍｍ、断面楕円の長径の平均値は２．６０〜３．２ｍｍであり、且つ該ペレットの７０％以上が長さの平均値±０．０８ｍｍの範囲及び長径の平均値±０．１２ｍｍの範囲に含有されることを特徴とする光ディスク基板用ポリカーボネート成形材料。
【請求項２】
光ディスク基板は、ポリカーボネートペレットを、成形サイクルが４．０ｓｅｃ以下で射出成形して得られることよりなる請求項１に記載の光ディスク基板用ポリカーボネート成形材料。
【請求項３】
光ディスク基板は、ポリカーボネートペレットを成形機のシリンダーの設定温度が２８０℃〜４００℃、金型の設定温度が５０℃〜１４０℃の条件にて射出成形して得られる厚み０．６ｍｍ〜１．２ｍｍの単板あるいはその２枚の張り合わせにて形成されることよりなる請求項１又は２に記載の光ディスク基板用ポリカーボネート成形材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度記憶媒体である光ディスクの透明基板を射出成形により製造するのに有用なポリカーボネート成形材料に関するものであり、詳しくは、ポリカーボネートを射出成形する際に、射出成形のサイクルが短く、生産性良くディスク基板を成形し得るポリカーボネートペレットの成形材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリカーボネート樹脂は透明性、耐熱性、低吸水性が優れているために、光学用途、特にＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＰＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤーＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の光ディスクの透明基板に広く使用されているが、近年この光ディスクの市場の発展は目覚ましく、その透明基板の製造における品質精度に加えて、生産性がより重要視されるようになってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
透明基板は、通常射出成形により製造されているが、生産性の観点からその成形サイクルが短時間であることが有利である。射出成形のサイクルは、一般に樹脂の射出、保圧、冷却、基板の取り出しの各工程で構成されており、最近のＣＤの製造の場合、この成形サイクルは４．０ｓｅｃ以下とされている。成形条件や取り出し機の能力にによってもことなるが、各工程トータルの成形サイクルを４．０ｓｅｃ以下にする場合、冷却工程の時間は２．０〜３．０ｓｅｃに設定しなければならず、そこで問題となるのは樹脂の可塑化時間である。通常樹脂の可塑化は、射出、保圧の終了後冷却時間内に終了させるが、次の射出までの待機時間が短かい方がハイサイクルには有利である。
【０００４】
トータルサイクルが４．０ｓｅｃ以下のハイサイクルを達成させるためには、金型の冷却効率を高めて基板の冷却時間を短くすることが一つの手段ではあるが、冷却時間が短時間過ぎると、樹脂の可塑化時間が冷却時間を上回り、実際の基板の冷却は終了しているにも拘わらず、樹脂の可塑化が終了するまで冷却時間を伸ばさなければならないという問題が生ずる。他方、もし可塑化が終了しない中に金型を開いて基板を取り出すと、可塑化中の樹脂がスクリュー部と一体化されている金型（固定）のスプルー部に流れこみ可塑化不良が誘発される。そこで、樹脂の可塑化時間を短くすることが必要になる。樹脂の可塑化時間を短くするためには、スクリューの計量回転数を増加させれば良いが、その際、回転数を上げるために高速で回転するとエアーを巻き込み易く、その結果成形基板にシルバーストリークが生じ易くなるという問題点が発生する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
通常、成形機内での樹脂の可塑化及び計量は、シリンダー内のスクリューを高速回転させつつ、後退させながら樹脂ペレットを高温で溶融させることによって樹脂を均一に可塑化し、且つ溶融した一定量の樹脂をシリンダーの前方へ送り出すことによって達成される。従って、可塑化時間は樹脂ペレットの溶融する時間が短い程短くなる。本発明者は樹脂ペレットの溶融挙動について鋭意検討した結果、樹脂ペレットの溶融時間はシリンダーのフイードゾーンの温度やスクリューの回転数に依存するが、ペレットの長さや径の分布の均一性が可塑化時間に大きく影響する、つまり、ペレットの長さや径の分布が均一であるほど溶融時間が短く可塑化時間を短縮し得ることを見出した。更に、樹脂ペレットの形状を均一にすることで可塑化時間が短くなる結果、計量時にスクリューを高速で回転させる必要がなくなり、エアーの巻き込みによるシルバーストリークの発生も回避することができるとの知見も得た。
【０００６】
本発明は上記知見に基づいて達成されたものであり、その要旨は、粘度平均分子量が１０，０００〜１８，０００のポリカーボネートのペレットからなる成形材料であって、該ペレットは、その長さの平均値は２．５〜３．５ｍｍ、断面楕円の長径の平均値は２．６０〜３．２ｍｍであり、且つ該ペレットの７０％以上が長さの平均値±０．０８ｍｍの範囲及び長径の平均値±０．１２ｍｍの範囲に含有されることを特徴とする光ディスク基板用ポリカーボネート成形材料に存する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、光ディスク基板用のポリカーボネート成形材料に係わり、本発明の成形材料が適用される光ディスク基板としては、射出成形により成形されるものであれば特に制限されないが、好適には生産性等を考慮し、成形の際の成形サイクルが４．０ｓｅｃ以下であり、また、射出成形機のシリンダーの設定温度が２８０〜４００℃、金型の設定温度が５０〜１４０℃である成形条件にて射出成形して得られる厚み０．６ｍｍ〜１．２ｍｍの単板あるいはそれを２枚張り合わせて形成される光ディスク基板が挙げられる。
【０００８】
本発明の成形材料は、粘度平均分子量が１０，０００〜１８，０００のポリカーボネートから形成されたペレットであって、該ペレットの長さの平均値が２．５〜３．５ｍｍの範囲にあり、かつ該ペレットの７０％以上が長さの平均値±０．０８ｍｍの範囲に含まれ、同時に該ペレットの断面楕円の長径の平均値が２．６〜３．２ｍｍの範囲にあり、かつ該ペレットの７０％以上が長径の平均値±０．１２ｍｍの範囲に含まれるものである。
【０００９】
本発明の成形材料のポリカーボネート樹脂は、種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、またはジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを反応させるエステル交換法によって得られる重合体または共重合体であり、代表的なものとしては、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］から製造されたポリカーボネート樹脂が挙げられる。
【００１０】
上記ジヒドロキシジアリール化合物としては、ビスフェノールＡの他、ビス（４−ヒドロキシジフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシジフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−第３ブチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）プロパンのようなビス（ヒドロキシアリール）アルカン類、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサンのようなビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカン類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエ−テル、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルエーテルのようなジヒドロキシジアリールエーテル類、４，４’−ジヒドロキシフェニルスルフィド、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルスルフィドのようなジヒドロキシジアリールスルフィド類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルスルフォキシドのようなジヒドロキシジアリールスルフォキシド類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルフォン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルスルホンのようなジヒドロキシジアリールスルフォン類等が挙げられる。
【００１１】
これらは単独または２種類以上混合して使用されるが、これらの他にピペラジン、ジピペリジル、ハイドロキノン、レゾルシン、４，４’−ジヒドロキシジフェニル等を混合して使用してもよい。
光ディスク基板等の光学用部品には光学的歪みが少ないことが要求されるため、ポリカーボネートの粘度平均分子量を１０，０００〜１８，０００、好ましくは１３，０００〜１６，０００の範囲にする必要がある。ここでいう粘度平均分子量（Ｍ）はオストワルド粘度計を用い塩化メチレンを溶媒とする溶液の極限粘度（η）を求め、以下に示すＳｃｈｎｅｌｌの粘度式から求められる。
【００１２】
【数１】
（η）＝１．２３×１０−４Ｍ０．８３
【００１３】
本発明のポリカーボネート成形材料のペレットは、その長さの平均値が２．５〜３．５ｍｍの範囲にあり、また断面楕円の長径の平均値が２．６〜３．２ｍｍの範囲にあること、及び該ペレットの７０％以上が長さの平均値±０．０８ｍｍの範囲で且つ長径の平均値±０．１２ｍｍの範囲に含まれることが必要である。ペレットの長さは、ディスク用の射出成形機のシリンダーとスクリューの寸法に適合することが望ましく、長さの平均値は２．５〜３．５ｍｍの範囲にあるのが好ましい。ペレットの長さが長すぎたり、逆に短すぎたりするとスクリューの食い込みが悪くなり好ましくない。又、ペレットの径も同様であり、ペレット断面楕円の長径の平均値が２．６〜３．２ｍｍの範囲であるのが望ましい。更に、ペレットの長さや径は一般にその製造時には下記に述べる様に分布が生じるが、本発明のペレットは、そのの７０％以上が全体の長さの平均値±０．０８ｍｍ、及び長径の平均値±０．１２ｍｍの範囲に含まれることが必要であり、ペレットの長さ及び長径が共にこの範囲内に存するものの割合が７０％より低い場合は、分布が広く形状の均一性がなくなるため可塑化時の溶融効率が低下して可塑化時間が長くなり好ましくない。
【００１４】
樹脂ペレットは通常以下の様な方法で製造される。即ち、押出機内で溶融された樹脂に必要に応じて添加剤等を混合し、ダイスから数本のストランドとして押し出した後、これを冷却水槽中で冷却固化し、ストランドカッターと呼ばれる一定間隔の刃とローラーのクリアランスによってカットして製造される。この様にして得られたペレットの形状は楕円柱状であり、本発明においては、この円柱の高さに相当するカットされた断面間をペレットの長さとし、楕円断面の長軸方向の径を長径とする。ペレットの長さは一定間隔に位置する刃と刃の間の間隔で決定されるが、ストランドの太さやカッターの機構などにより、ペレットの長さは不均一になりある分布を形成する。また、押出機の樹脂の吐出量とペレタイザーの回転速度によってペレットの径は決定されるが、吐出量が不安定であったり、ストランドの冷却槽の温度が不安定であることにより径に分布が生じる。
【００１５】
本発明では、ペレットは上記の如く所定の範囲の長さと長径を有するが、同時にそのペレットの長さや径の分布が一定の狭い範囲内に存する、すなわちペレットの７０％以上が所定範囲の長さと長径を有することが必要である。この様な狭い分布の長さをもつペレットを製造する方法としては種々の方法が考えられるが、例えば樹脂のダイス内での流量との関係からダイスの穴の大きさを調整して、ストランドの太さを均一にしたり、ローラーとカッターとの距離を短くすることなどにより、カットの長さが振れないようにすることができる。また径を均一にする方法としては例えば、押出機の吐出量を均一にするためにシリンダー温度を上げたり、ストランドの冷却槽の温度の管理を厳密にすること等が挙げられる。ペレットの長さや長径は、ノギスをペレットに当てて測定し、好ましくは１５０点（ペレット数）以上の測定点を求めて平均値を決定するのがよい。
【００１６】
本発明の成形材料では、そのペレットの長さ及び長径を上記の範囲にすることにより、長さと長径の比が約０．７〜１．５のバランスのとれた立体形状となり、しかもその分布は一定の狭い範囲内に存するので、非常に均一な形状から構成されている。その結果、形状がディスク用射出成型機のシリンダーとスクリューの構造により適合していることは勿論、可塑化時の溶融効率が高められて可塑化時間が短縮され、成形サイクルの短い、所謂ハイサイクル成形による光ディスク基板の製造を可能にするのである。しかも、ペレットの長さと長径のバランスの良い形状であることにより、光ディスク基板のハイサイクル成形時の計量時間が短くなるため、計量時にスクリューを高速回転させる必要がなく、基板に発生するシルバーストリークも低減されるのである。
【００１７】
【実施例】
以下本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限りこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１〜３及び比較例１〜２
実施例及び比較例におけるポリカーボネートのペレットは次のようにして調製した。粘度平均分子量１４，８００のビスフェノールＡをモノマーとしたタイプのポリカーボネート（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製：商品名ＮＯＶＡＲＥＸ  ７０２０ＡＤ２）を用いて溶融押出し、ダイスから押し出されるストランドをカットしてペレットを製造した。得られたペレットにノギスを当てて長さ及び長径を測定した。ペレット１５０個を測定し、１５０点（測定点）の平均値を求め、同時に長さの平均値±０．０８ｍｍの範囲に入るペレット数（測定点）を求めてその割合を算出した。長径についても同様な方法で平均値±０．１２ｍｍの範囲に入る測定点を求めた。
【００１８】
得られたペレットを下記に示す成形条件で、連続して１２ｃｍφのＣＤを１００ショット成形し、成形機にてモニターされる可塑化時間（計量時間）の平均値及び成形サイクル時間を求めた。その結果を表１に示す。
【００１９】
成形条件
成形機：住友重機ＤＩＳＫ３
シリンダー温度（ノズルより）：２６０−３００−３００−３００−３００−２８０℃
射出速度：０．２０秒
冷却時間：２．３０秒
金型温度（℃）：７０／７０（可動／固定）
計量（スクリュー）回転数：３００ｒｐｍ
【００２０】
【表１】
0003611950.tif 000002
【００２１】
【発明の効果】
本発明の長さ及び径が均一なペレットを使用して光ディスク基板を成形すれば、成形時の計量時間が短縮されるので、その結果成形サイクルの短縮が可能になり、同時にシルバーストリークの低減も可能になった。従って、本発明の成形材料は、光ディスク基板の工業的生産において利用価値は極めて高いものである。