DE19847051A1 - Production of high-purity polycarbonate, used e.g. for optical data memories, lenses and prisms, involves washing the polymer solution with aqueous liquid, heating to give a clear solution and filtering off solids - Google Patents
Production of high-purity polycarbonate, used e.g. for optical data memories, lenses and prisms, involves washing the polymer solution with aqueous liquid, heating to give a clear solution and filtering off solidsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Polycarbonat höchster Reinheit, Formkörper aus diesem Polycarbonat sowie ein Verfahren zur Herstellung des hochreinen Polycarbonats oder die Reinigung von Polycarbonat.The invention relates to a polycarbonate of the highest purity, moldings made from this Polycarbonate and a method for producing the high-purity polycarbonate or cleaning polycarbonate.
Formkörper aus Polycarbonaten mit hoher Reinheit werden für optische und magne tooptische Zwecke, insbesondere in laserlesbaren Datenspeichermedien, eingesetzt. Da die Speicherkapazität dieser Medien immer weiter erhöht werden soll, steigen auch die Anforderungen an die Reinheit der eingesetzten Polycarbonate.Moldings made of polycarbonates with high purity are used for optical and magne used for optical purposes, especially in laser-readable data storage media. As the storage capacity of these media is to be continuously increased, increase also the requirements for the purity of the polycarbonates used.
Zur Herstellung von Polycarbonaten nach dem sogenannten Phasengrenzflächenver fahren werden Dihydroxydiarylalkane in Form ihrer Alkalisalze mit Phosgen in hete rogener Phase in Gegenwart von anorganischen Basen wie Natronlauge und einem organischen Lösungsmittel, in dem das Produkt Polycarbonat gut löslich ist, umge setzt. Während der Reaktion ist die wäßrige Phase in der organischen Phase verteilt und nach der Reaktion wird die organische, Polycarbonat enthaltende Phase mit einer wäßrigen Flüssigkeit gewaschen, wobei unter anderem Elektrolyte entfernt werden sollen, und die Waschflüssigkeit anschließend abgetrennt.For the production of polycarbonates according to the so-called phase interface ver will drive dihydroxydiarylalkanes in the form of their alkali salts with phosgene in hete rogen phase in the presence of inorganic bases such as sodium hydroxide solution and organic solvent in which the product polycarbonate is readily soluble, vice versa puts. During the reaction, the aqueous phase is distributed in the organic phase and after the reaction, the organic, polycarbonate-containing phase with a washed aqueous liquid, among other things, electrolytes are removed should, and then the washing liquid separated.
Zum Waschen der Polycarbonat enthaltenden Lösung schlägt die EP 264 885 A2 vor, die wäßrige Waschflüssigkeit mit der Polycarbonatlösung zu verrühren und die wäß rige Phase durch Zentrifugieren abzutrennen.For washing the solution containing polycarbonate, EP 264 885 A2 proposes to stir the aqueous washing liquid with the polycarbonate solution and the aq Remove the remaining phase by centrifugation.
Die EP 379 130 A1 beschreibt ein optisches Speichermedium, das unter Verwendung eines Polycarbonats mit einem geringen Fremdteilchenanteil hergestellt wurde. Zur Beschreibung der Reinheit des Polycarbonats wird der Fremdteilchenindex herange zogen, wobei das hier zur Herstellung des Speichermediums verwendete Polycarbonat einen Fremdteilchenindex von 1 × 105 µm2/g aufweist. Damit ein Polycarbonat dieser Reinheit erhalten wird, schlägt die EP 379 130 A1 vor, die Polycarbonatlösung zu filtrieren oder das Polycarbonatgranulat unter Erwärmung mit Aceton zu waschen.EP 379 130 A1 describes an optical storage medium which was produced using a polycarbonate with a low proportion of foreign particles. The foreign particle index is used to describe the purity of the polycarbonate, the polycarbonate used here to produce the storage medium having a foreign particle index of 1 × 10 5 μm 2 / g. In order to obtain a polycarbonate of this purity, EP 379 130 A1 suggests filtering the polycarbonate solution or washing the polycarbonate granules with acetone while heating.
Die EP 380 002 A2 offenbart ein optisches Speichermedium, das unter Verwendung eines Polycarbonats hergestellt wurde, dessen Gehalt an Metallen der Gruppe IA und VIII des Periodensystems der Elemente nicht mehr als jeweils 1 ppm ist. Zum Erhalt eines derart reinen Materials werden dieselben Reinigungsschritte wie in der EP 379 130 A1 vorgeschlagen. Der aus Polycarbonat hergestellte Formkörper der EP 417 775 A2 enthält in seinem Polycarbonatanteil einen Restnatriumgehalt von nicht mehr als 1 ppm.EP 380 002 A2 discloses an optical storage medium using a polycarbonate was prepared, the content of metals of group IA and VIII of the Periodic Table of the Elements is not more than 1 ppm each. To receive of such a pure material are the same cleaning steps as in the EP 379 130 A1 proposed. The molded body of EP made from polycarbonate 417 775 A2 does not contain any residual sodium in its polycarbonate content more than 1 ppm.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Polycarbonate und Copolycarbonate mit einer noch größeren Reinheit in bezug auf den Natriumgehalt und/oder den Partikel gehalt bereitzustellen, die zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere optischer Formkörper, magnetooptischer und optischer Datenspeicher mit besonders hoher Datendichte oder besonders geringer Fehlerhäufigkeit geeignet sind.The invention is based, polycarbonates and copolycarbonates with the task an even greater purity in terms of sodium content and / or particle to provide content for the production of moldings, in particular optical Molded body, magneto-optical and optical data storage with particularly high Data density or particularly low error rates are suitable.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Polycarbonat, Copolycarbonat und/oder Poly estercarbonat einer Molmasse von 12.000 bis 80.000 und einem Fremdteilchenindex von kleiner als 2,5.104 µm2/g, insbesondere kleiner als 1,8.104 µm2/g sowie daraus hergestellte Formkörper.This object is achieved by a polycarbonate, copolycarbonate and / or polyester carbonate with a molecular weight of 12,000 to 80,000 and a foreign particle index of less than 2.5.10 4 µm 2 / g, in particular less than 1.8.10 4 µm 2 / g, and moldings produced therefrom .
Die erfindungsgemäßen Polymere zeichnen sich durch einen Natriumgehalt von weniger als 50 ppb, vorzugsweise ≦ 30 ppb aus, gemessen durch Atomabsorption spektroskopie.The polymers according to the invention are characterized by a sodium content of less than 50 ppb, preferably ≦ 30 ppb, as measured by atomic absorption spectroscopy.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung dieser Polymere. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Reinigung der Polymer enthaltenden Lösung von Partikeln und Alkalisalzen, insbesondere Natriumsalzen, in dem die mit einer Waschflüssigkeit gewaschene organische, das Polymer enthaltende Phase bis zum Erreichen einer klaren Lösung erwärmt und zum Abtrennen von Feststoffen fil triert wird.The invention further relates to a method for producing these polymers. The invention also relates to a process for cleaning the polymer-containing ones Solution of particles and alkali salts, especially sodium salts, in which the with a washing liquid washed organic phase containing the polymer to heated to achieve a clear solution and fil to remove solids is trated.
Die erfindungsgemäßen Polymeren sind Polycarbonate, sowohl Homopolycarbonate als Copolycarbonate und deren Gemische. Die erfindungsgemäßen Polycarbonate können aromatische Polyestercarbonate sein oder Polycarbonate, die im Gemisch mit aromatischen Polyestercarbonaten vorliegen. Der Begriff Polycarbonat wird anschlie ßend stellvertretend für die zuvor genannten Polymere verwendet.The polymers according to the invention are polycarbonates, both homopolycarbonates as copolycarbonates and their mixtures. The polycarbonates according to the invention can be aromatic polyester carbonates or polycarbonates mixed with aromatic polyester carbonates are present. The term polycarbonate is then used used as representative of the aforementioned polymers.
Das erfindungsgemäße Polycarbonat wird nach dem sogenannten Phasengrenz flächenverfahren erhalten (H. Schnell "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymerreview, Vol. IX S. 33ff, Interscience Publishers, New York 1964), in dem die Polycarbonat enthaltende Lösung anschließend mit einer Waschflüssigkeit gewaschen, die Waschflüssigkeit abgetrennt und das Lösungsmittel abgedampft wird. Erfindungsgemäß wird dieses Verfahren dahingehend verändert, daß man das nach der Waschstufe erhaltene Gemisch aus organischer Lösung und restlicher wäßriger Waschflüssigkeit bis zum Erreichen einer klaren Lösung erwärmt und zum Abtrennen von Feststoffen filtriert.The polycarbonate according to the invention is based on the so-called phase boundary obtained surface processes (H. Schnell "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Review, Vol. IX pp. 33ff, Interscience Publishers, New York 1964), in which the Solution containing polycarbonate then with a washing liquid washed, the washing liquid separated and the solvent evaporated becomes. According to the invention, this method is changed so that the mixture of organic solution and remaining obtained after the washing stage aqueous washing liquid until a clear solution is reached and Separation of solids filtered.
In den bekannten Verfahren enthält die Lösung des Polycarbonats auch nach dem Waschvorgang noch anorganische Salze und Reste der Waschflüssigkeit, insbeson dere Wasser. Die restliche Waschflüssigkeit kann in der organischen Phase emulgiert und/oder gelöst, aber auch als reine wässrige Phase vorliegen. Durch die bekannte Waschstufe erfolgt keine vollständige Abtrennung der Elektrolyte aus der Lösung des Polycarbonats. Die restlichen Elektrolyte, insbesondere Alkalisalze, sind nach dem Waschvorgang in der wässrigen Phase gelöst. Diese bleiben nach Abdampfen des Lösungsmittels und Gewinnen des Polycarbonats als verunreinigende Teilchen im Polycarbonat. Erst durch die erfindungsgemäße zwischengeschaltete Filtration bei erhöhter Temperatur wird die Abtrennung restlicher Elektrolytteilchen aus der Polycarbonatlösung erreicht. In the known processes, the solution of the polycarbonate also contains after Washing process still inorganic salts and residues of the washing liquid, in particular their water. The remaining washing liquid can be emulsified in the organic phase and / or dissolved, but also present as a pure aqueous phase. By the well-known Washing stage there is no complete separation of the electrolytes from the solution of the polycarbonate. The remaining electrolytes, especially alkali salts, are after the washing process in the aqueous phase. These remain after evaporation of the solvent and recovering the polycarbonate as contaminating particles in polycarbonate. Only through the intermediate filtration according to the invention elevated temperature will separate residual electrolyte particles from the Polycarbonate solution reached.
Durch das Erwärmen der die restliche wäßrige Waschflüssigkeit enthaltenden Poly carbonatlösung wird die Waschflüssigkeit im organischen Lösungsmittel gelöst, wobei eine klare Lösung entsteht. Dabei fallen die zuvor gelösten Verunreinigungen, insbesondere die gelösten Alkalisalze, aus und können abfiltriert werden. Das Erreichen einer klaren Lösung ist also ein wesentlicher Schritt des erfindungs gemäßen Verfahrens.By heating the poly containing the remaining aqueous washing liquid carbonate solution, the washing liquid is dissolved in the organic solvent, creating a clear solution. The previously loosened impurities fall, especially the dissolved alkali salts, and can be filtered off. The So reaching a clear solution is an essential step of the invention according to the procedure.
Üblicherweise wird die Temperatur der nach dem Waschen erhaltenen Polycarbonat lösung 25 bis 40°C betragen, wobei die Polycarbonatlösung ein milchig trübes Aus sehen aufweist.Usually the temperature of the polycarbonate obtained after washing Solution be 25 to 40 ° C, the polycarbonate solution a milky cloudy out see has.
Die zum Erhalt einer klaren Lösung erforderliche Temperatur ist von dem Wasseran teil in der Polycarbonatlösung abhängig. Bei üblicher Verfahrensweise wird eine Temperaturerhöhung von 5 bis 35°C ausreichen. Eine Temperaturerhöhung um mehr als 35°C kann bei größeren Wasseranteilen erforderlich sein.The temperature required to obtain a clear solution is from the water depending in part in the polycarbonate solution. In the usual procedure, a A temperature increase of 5 to 35 ° C is sufficient. A temperature increase by more greater than 35 ° C may be required for larger amounts of water.
Zur Durchführung der erfindungsgemäßen Filtration sind Membranfilter und Sinter metallfilter als Filtermedien geeignet. Die Porengröße der Filtermaterialien beträgt vorzugsweise 0,1 bis 1,5 µm, beispielsweise etwa 0,6 µm oder etwa 1,0 µm. Solche Filtermaterialien sind im Handel beispielsweise von den Firmen Pall GmbH, D- 63363 Dreieich, und Krebsböge GmbH, D-42477 Radevormwald, (Typ SIKA-R CU1AS) erhältlich. Durch die erfindungsgemäß zwischengeschaltete Filtration bei erhöhter Temperatur erfolgt eine Teilchenverringerung um mehr als 40%, bezogen auf die Anzahl der Teilchen einer Vergleichsprobe derselben Produktionscharge, die nicht filtriert wurde.Membrane filters and sinters are used to carry out the filtration according to the invention metal filter suitable as filter media. The pore size of the filter materials is preferably 0.1 to 1.5 µm, for example about 0.6 µm or about 1.0 µm. Such Filter materials are commercially available from Pall GmbH, D- 63363 Dreieich, and Krebsböge GmbH, D-42477 Radevormwald, (type SIKA-R CU1AS) available. Due to the intermediate filtration according to the invention At higher temperatures, the particle size is reduced by more than 40% on the number of particles in a comparative sample of the same production batch was not filtered.
Erfindungsgemäß als Ausgangsverbindungen bevorzugt einzusetzende Verbindungen sind Bisphenole der allgemeinen Formel HO-Z-OH, worin Z ein divalenter organi scher Rest mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen ist, der eine oder mehrere aromatische Gruppen enthält. Beispiele solcher Verbindungen sind Bisphenole, die zu der Gruppe der Dihydroxydiphenyte, Bis(hydroxyphenyl)alkane, Inganbisphenole, Bis(hydroxy phenyl)ether, Bis(hydroxyphenyl)sulfone, Bis(hydroxyphenyl)ketone und a,a'- Bis(hydroxyphenyl)diisopropylbenzole gehören.Compounds to be preferably used as starting compounds according to the invention are bisphenols of the general formula HO-Z-OH, in which Z is a divalent organi is 6 to 30 carbon atoms, the one or more aromatic Contains groups. Examples of such compounds are bisphenols belonging to the group dihydroxydiphenyte, bis (hydroxyphenyl) alkanes, inganbisphenols, bis (hydroxy phenyl) ether, bis (hydroxyphenyl) sulfones, bis (hydroxyphenyl) ketones and a, a'- Bis (hydroxyphenyl) diisopropylbenzenes belong.
Besonders bevorzugte Bisphenole, die zu den vorgenannten Verbindungsgruppen ge hören, sind 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol-A), Tetraalkylbisphenol- A, 4,4-(meta-Phenylendiisopropyl) diphenol (Bisphenol M), 1,1-Bis-(4-hydroxy phenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexanon sowie gegebenenfalls deren Gemische. Beson ders bevorzugte Copolycarbonate sind solche auf der Basis der Monomere Bisphenol-A und 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan. Die erfin dungsgemäß einzusetzenden Bisphenolverbindungen werden mit Kohlensäure verbindungen, insbesondere Phosgen, umgesetzt.Particularly preferred bisphenols belonging to the aforementioned connecting groups hear, are 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol-A), tetraalkyl bisphenol A, 4,4- (meta-phenylenediisopropyl) diphenol (bisphenol M), 1,1-bis (4-hydroxy phenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexanone and optionally their mixtures. Especially ders preferred copolycarbonates are those based on the monomers Bisphenol-A and 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane. The invent bisphenol compounds to be used according to the invention are carbonated compounds, especially phosgene, implemented.
Die erfindungsgemäßen Polyestercarbonate werden durch Umsetzung der bereits genannten Bisphenole, mindestens einer aromatischen Dicarbonsäure und gegebenfalls Kohlensäure erhalten. Geeignete aromatische Dicarbonsäuren sind beispielsweise Orthophtalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, 3,3'- oder 4,4'- Diphenyldicarbonsäure und Benzophenondicarbonsäuren.The polyester carbonates according to the invention are already implemented by the bisphenols mentioned, at least one aromatic dicarboxylic acid and possibly obtained carbonic acid. Suitable aromatic dicarboxylic acids are for example orthophthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 3,3'- or 4,4'- Diphenyl dicarboxylic acid and benzophenone dicarboxylic acids.
In dem Verfahren verwendete inerte organische Lösungsmittel sind beispielsweise Dichlormethan, die verschiedenen Dichlorethane und Chlorpropanverbindungen, Chlorbenzol und Chlortoluol, vorzugsweise werden Dichlormethan und Gemische aus Dichlormethan und Chlorbenzol eingesetzt.Inert organic solvents used in the process are, for example Dichloromethane, the various dichloroethanes and chloropropane compounds, Chlorobenzene and chlorotoluene, preferably dichloromethane and mixtures from dichloromethane and chlorobenzene.
Die Reaktion kann durch Katalysatoren, wie tertiäre Amine, N-Alkylpiperidine oder Oniumsalze beschleunigt werden. Bevorzugt werden Tributylamin, Triethylamin und N-Ethylpiperidin verwendet. Als Kettenabbruchmittel und Molmassenregler können ein monofunktionelles Phenol, wie Phenol, Cumylphenol, p.-tert.-Butylphenol oder 4-(1,1,3,3-Tetramethylbutyl)phenol verwendet werden. Als Verzweiger kann beispielsweise Isatinbiscresol eingesetzt werden. The reaction can be carried out by catalysts such as tertiary amines, N-alkylpiperidines or Onium salts are accelerated. Tributylamine, triethylamine and N-ethylpiperidine used. Can be used as chain terminators and molecular weight regulators a monofunctional phenol, such as phenol, cumylphenol, p-tert-butylphenol or 4- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) phenol can be used. As a branch can for example, isatin biscresol can be used.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen hochreinen Polycarbonate werden die Bisphenole in wässriger alkalischer Phase, vorzugsweise Natronlauge, gelöst. Die gegebenenfalls zur Herstellung von Copolycarbonaten erforderlichen Ketten abbrecher werden in Mengen von 1,0 bis 20,0 Mol % je Mol Bisphenol, in der wässrigen alkalischen Phase gelöst oder zu dieser in einer inerten organischen Phase in Substanz zugegeben. Anschließend wird Phosgen in den die übrigen Reaktionsbestandteile enthaltenden Mischer eingeleitet und die Polymerisation durchgeführt.To produce the high-purity polycarbonates according to the invention, the Bisphenols dissolved in an aqueous alkaline phase, preferably sodium hydroxide solution. The chains necessary for the production of copolycarbonates are terminated in amounts of 1.0 to 20.0 mol% per mole of bisphenol in the dissolved aqueous alkaline phase or to this in an inert organic phase added in substance. Then phosgene is added to the others Mixer containing reaction components initiated and the polymerization carried out.
Ein Teil, bis zu 80 Mol%, vorzugsweise von 20 bis 50 Mol% der Carbonat-Gruppen in den Polycarbonaten können durch aromatische Dicarbonsäureester-Gruppen ersetzt sein.A portion, up to 80 mole%, preferably from 20 to 50 mole% of the carbonate groups in the polycarbonates can by aromatic dicarboxylic acid ester groups to be replaced.
Die thermoplastischen Polycarbonate haben mittlere Molekulargewichte Mw (ermittelt durch Messung der relativen Viskosität bei 25°C in Dichlormethan und einer Konzentration von 0,5 g Polycarbonat/100 ml Dichlormethan) von 12.000 bis 400.000, vorzugsweise von 12.000 bis 80.000 und insbesondere von 15.000 bis 40.000.The thermoplastic polycarbonates have average molecular weights M w (determined by measuring the relative viscosity at 25 ° C. in dichloromethane and a concentration of 0.5 g polycarbonate / 100 ml dichloromethane) from 12,000 to 400,000, preferably from 12,000 to 80,000 and in particular from 15,000 to 40,000.
Während der Reaktion wird die wäßrige Phase in der organischen Phase emulgiert. Dabei entstehen Tröpfchen unterschiedlicher Größe. Nach der Reaktion wird die organische, das Polycarbonat enthaltende Phase, üblicherweise mehrmals mit einer wässrigen Flüssigkeit gewaschen und nach jedem Waschvorgang von der wässrigen Phase soweit wie möglich getrennt. Die Polymerlösung ist nach der Wäsche und Abtrennung der Waschflüssigkeit trüb. Als Waschflüssigkeit werden wäßrige Flüssigkeit zur Abtrennung des Katalysators, eine verdünnte Mineralsäure wie HCl oder H3PO4 und zur weiteren Reinigung vollentsalztes Wasser eingesetzt. Die Konzentration von HCl oder H3PO4 in der Waschflüssigkeit kann beispielsweise 0,5 bis 1,0 Gew.-% betragen. Die organische Phase kann beispielsweise fünfmal gewaschen werden und nach dem Abtrennen der letzten Waschflüssigkeit erfolgt die erfindungsgemäße, zuvor beschriebene Filtration bei erhöhter Temperatur. During the reaction, the aqueous phase is emulsified in the organic phase. This creates droplets of different sizes. After the reaction, the organic phase containing the polycarbonate is usually washed several times with an aqueous liquid and separated as far as possible from the aqueous phase after each washing operation. The polymer solution is cloudy after washing and separating the washing liquid. Aqueous liquid for separating the catalyst, a dilute mineral acid such as HCl or H 3 PO 4 and for further purification deionized water are used as the washing liquid. The concentration of HCl or H 3 PO 4 in the washing liquid can be, for example, 0.5 to 1.0% by weight. The organic phase can be washed five times, for example, and after the last washing liquid has been separated off, the inventive filtration described above takes place at elevated temperature.
Als Phasentrennvorrichtungen zur Abtrennung der Waschflüssigkeit von der organi schen Phase können grundsätzlich bekannte Trenngefäße, Phasenseparatoren, Zentri fugen oder Coalescer oder auch Kombinationen dieser Einrichtungen verwendet wer den.As phase separation devices for separating the washing liquid from the organi rule phase can basically known separation vessels, phase separators, centri joints or coalescers or combinations of these facilities used the.
Zum Erhalt des hochreinen Polycarbonats wird das Lösungsmittel abgedampft. Das Abdampfen kann in mehreren Verdampferstufen erfolgen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung kann das Lösungsmittel oder ein Teil des Lösungsmittels durch Sprühtrocknung entfernt werden. Das hochreine Polycarbonat fällt dann als Pulver an. Gleiches gilt für die Gewinnung des hochreinen Polycarbonats durch Fällung aus der organischen Lösung.The solvent is evaporated to obtain the high-purity polycarbonate. The Evaporation can be done in several evaporator stages. According to another preferred embodiment of this invention may be the solvent or a Part of the solvent can be removed by spray drying. The highly pure Polycarbonate is then obtained as a powder. The same applies to the extraction of the high-purity polycarbonate by precipitation from the organic solution.
Erfindungsgemäße Formkörper aus dem hochreinen Polycarbonat sind insbesondere optische und magnetooptische Datenspeicher wie Mini Disk, Compact Disk oder Digital Versatile Disk, optische Linsen und Prismen, Verscheibungen für Kraftfahr zeuge und Scheinwerfer, Verscheibungen anderer Art wie für Gewächshäuser, soge nannte Stegdoppelplatten oder Hohlkammerplatten. Hergestellt werden diese Form körper durch Spritzgußverfahren, Extrusionsverfahren und Extrusions-Blasformver fahren unter Verwendung des erfindungsgemäßen Polycarbonats mit dem geeigneten Molekulargewicht.Moldings according to the invention made of the high-purity polycarbonate are in particular optical and magneto-optical data storage such as Mini Disk, Compact Disk or Digital versatile disk, optical lenses and prisms, glazing for motor vehicles witnesses and headlights, glazing of a different kind such as for greenhouses, so-called called double-wall sheets or twin-wall sheets. This shape is made body by injection molding, extrusion and extrusion blow molding drive using the polycarbonate according to the invention with the appropriate Molecular weight.
Der bevorzugte Molekulargewichtsbereich für die Datenträger beträgt 12.000 bis 22.000, für Linsen und Verscheibungen 22.000 bis 32.000 und derjenige von Platten und Hohlkammerplatten 28.000 bis 40.000. Alle Molekulargewichtsangaben beziehen sich auf das Gewichtsmittel der Molmasse.The preferred molecular weight range for the media is 12,000 to 22,000, for lenses and glazing 22,000 to 32,000 and that of plates and twin-wall sheets 28,000 to 40,000. All molecular weights refer to the weight average molecular weight.
Die erfindungsgemäßen Formkörper weisen gegebenenfalls eine Oberflächenvergü tung auf, beispielsweise eine Kratzfestbeschichtung. The moldings according to the invention optionally have a surface coating tion, for example a scratch-resistant coating.
Zur Herstellung von optischen Linsen und Folien oder Scheiben für magnetooptische Datenträger werden die erfindungsgemäßen Polycarbonate vorzugsweise mit einem Molekulargewicht von 12.000 bis 40.000 eingesetzt, da sich ein Material mit einer Molmasse in diesem Bereich sehr gut thermoplastisch formen läßt. Die Formkörper können durch Spritzgußverfahren hergestellt werden. Dazu wird das Harz auf Temperaturen von 300 bis 400°C geschmolzen und die Form im allgemeinen auf einer Temperatur von 50 bis 140°C gehalten. Unter Verwendung des erfindungs gemäß erhaltenen hochreinen Polycarbonats hergestellte Formkörper sind in den Fig. 1 und 2 dargestellt.For the production of optical lenses and foils or disks for magneto-optical data carriers, the polycarbonates according to the invention are preferably used with a molecular weight of 12,000 to 40,000, since a material with a molecular weight in this area can be shaped very well in a thermoplastic manner. The moldings can be produced by injection molding. For this purpose, the resin is melted at temperatures of 300 to 400 ° C. and the mold is generally kept at a temperature of 50 to 140 ° C. Shaped body produced using the high-purity polycarbonate obtained according to the invention are shown in FIGS. 1 and 2.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Compact Disk wobei 1 einen erfin dungsgemäßen Polycarbonatformkörper bezeichnet. Die Dicke des Polycarbonat formkörpers beträgt beispielsweise etwa 1,2 mm. Im Polycarbonatformkörper sind die Informationen in Form von Vertiefungen gespeichert. Die die Vertiefungen aufweisende Oberfläche des Polycarbonatformkörpers ist mit einer Aluminium schicht 2 versehen, auf der eine Schutzschicht 3 aus einem Lack ausgebildet ist. Fig. 1 shows the schematic structure of a compact disk, wherein 1 denotes a polycarbonate molded body according to the invention. The thickness of the polycarbonate molded body is, for example, approximately 1.2 mm. The information is stored in the form of depressions in the polycarbonate molded body. The surface of the molded polycarbonate body having the depressions is provided with an aluminum layer 2 , on which a protective layer 3 is formed from a lacquer.
Fig. 2 zeigt den schematischen Aufbau einer Digital Versatile Disk (DVD) mit zwei Polycarbonatformkörpern 1, 1'. Diese besitzen beispielsweise eine Dicke von jeweils etwa 0,6 mm. Die die Informationen in Form von Vertiefungen tragenden Oberflächen der beiden Polycarbonatformkörper 1, 1' sind mit Metallschichten 2, 2' versehen. Durch eine Klebeschicht 4 werden die beiden mit Metall bedampften Polycarbonatformkörper verklebt. Lesen und Beschreiben kann von beiden Seiten der Disk erfolgen. Fig. 2 shows the schematic structure of a digital versatile disk (DVD) with two polycarbonate molded bodies 1, 1 '. These each have a thickness of approximately 0.6 mm, for example. The surfaces of the two shaped polycarbonate bodies 1 , 1 'carrying the information in the form of depressions are provided with metal layers 2 , 2 '. The two metal-coated polycarbonate molded bodies are bonded by an adhesive layer 4 . Reading and writing can be done from both sides of the disc.
Zur Herstellung beispielsweise eines plattenförmigen Datenspeichermaterials wird der erfindungsgemäße hochreine Polycarbonatkörper in dafür geeigneten, bekannten Kunststoffspritzgießmaschinen hergestellt.For the production of, for example, a plate-shaped data storage material the high-purity polycarbonate body according to the invention in suitable, known Plastic injection molding machines manufactured.
Ein Stamper, der die Informationen, die später auf der Compact Disk gespeichert werden sollen, in Form von kleinen Grübchen oder Vertiefungen enthält, wird zunächst in eine Seite einer Kavität des Spritzgießwerkzeugs eingebracht. Polycarbo nat-Granulatkörner aus einem Granulattrichter werden in die Plastifiziereinheit der Kunststoffspritzgießmaschine überführt. Dort wird das Granulat durch die Scherwir kung der drehenden Schnecke und die Heizeinrichtungen am Außenumfang des Pla stifizierzylinders geschmolzen. Die Schmelze gelangt entlang der drehenden Schnecke und durch eine Rückstromsperre in den Schneckenvorraum und treibt die Schnecke durch die dabei entstehenden Reaktionskräfte zurück. Wenn sich die gewünschte Menge Plastifikat vor der Rückstromsperre befindet, wird die Schneckenrotation und damit die Materialbeförderung gestoppt. Anschließend wird die Schnecke axial nach vorne bewegt, die Rückstromsperre schließt sich und schiebt das Plastifikat in die Kavität des Werkzeugs, wo es unter abnehmendem Druck auskühlt. Die Polycarbonatscheibe besitzt beispielsweise eine Dicke von 0,5 bis 3 mm.A stamper that stores the information that is later stored on the compact disk should be in the form of small dimples or depressions first introduced into one side of a cavity of the injection mold. Polycarbo nat granules from a granulate hopper are placed in the plasticizing unit of the Plastic injection molding machine transferred. There the granulate is sheared by the Scherwir kung the rotating screw and the heating devices on the outer circumference of the pla melting cylinder melted. The melt passes along the spinning Snail and through a non-return valve in the screw vestibule and drives the Snail back through the reaction forces. If the desired amount of plasticate is in front of the non-return valve, the Screw rotation and thus the material transport stopped. Then will the screw moves axially forward, the non-return valve closes and pushes the plasticate into the cavity of the tool, where it is under decreasing pressure cools down. The polycarbonate pane has a thickness of 0.5 to, for example 3 mm.
Nach dem Erstarren des eingespritzten Polycarbonats im Werkzeug wird das Zen trumsloch der Compact Disk gestanzt, anschließend das Werkzeug geöffnet und die Disk entnommen. Zum Aufbringen der Reflektionsschicht wird die gelochte Disk durch eine Metallisierungsanlage geführt. Die Metalle werden aufgedampft oder auf den Polycarbonatformkörper gesputtert. Geeignete Metalle sind beispielsweise Alu minium, Gold, Silicium und die Seltenen Erden oder ein Gemisch aus einem Über gangsmetall wie Eisen oder Cobalt und einem Seltenen Erden Element wie Terbium, Gadolinium, Neodymium oder Disprosium.After the injected polycarbonate solidifies in the mold, the Zen punched in the compact disk, then opened the tool and the Disc removed. The perforated disc is used to apply the reflective layer passed through a metallization system. The metals are evaporated or on sputtered the polycarbonate molded body. Suitable metals are, for example, aluminum minium, gold, silicon and the rare earths or a mixture of an over transition metal such as iron or cobalt and a rare earth element such as terbium, Gadolinium, Neodymium or Disprosium.
Nach dem Metallisieren gelangt die Disk zur Belackungseinheit, wo die Schutz schicht aufgebracht wird. Die Schutzschicht wird aus einem durch Elektronen strahlen oder UV-Strahlen härtbaren Harz, einem Silicon oder keramischen Material gebildet.After metallizing, the disk goes to the coating unit, where the protection layer is applied. The protective layer is made of an electron rays or UV rays curable resin, a silicone or ceramic material educated.
Das folgende Beispiel dient der Erläuterung der Erfindung. The following example serves to explain the invention.
In einem Verfahren zur Herstellung von Polycarbonat betrug die Konzentration des Polycarbonats in einem organischen Lösungsmittel etwa 15%. Dieser Prozeßstrom wies ein milchig trübes Aussehen auf und wurde einer Grobfiltration zur Abtrennung von Feststoffen einer Teilchengröße von etwa 15 µm unterzogen. Ein Teil des aus der Grobfiltration austretenden Prozeßstroms mit einer Temperatur von 25°C wurde zur Polycarbonatgewinnung der Lösungsmitteleindampfung zugeführt und ein anderer Teil auf etwa 80°C erwärmt und über einen Membrankerzenfilter einer Porengröße von nominal 0,6 µm geleitet.In a process for producing polycarbonate, the concentration of Polycarbonate in an organic solvent about 15%. This process stream had a milky cloudy appearance and was subjected to coarse filtration for separation of solids with a particle size of about 15 microns. Part of the out the coarse filtration emerging process stream with a temperature of 25 ° C. for polycarbonate extraction of the solvent evaporation and a other part heated to about 80 ° C and one over a membrane candle filter Pore size of nominal 0.6 µm.
In gleicher Weise wurde mit einem weiteren Prozeßstrom verfahren, wobei in diesem
Fall mittels einer Metallsinterkerze mit einer Porengröße von nominal 1,0 µm bei
etwa 80°C filtriert wurde. Die Filtrate wurden eingedampft und die Teilchenanzahl
im Produkt in der gleichen Weise bestimmt wie bei den nicht filtrierten Produkten.
Die Bestimmung der Teilchenanzahl erfolgte mittels Laser-Streulichtmethode. Die
Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargestellt, wobei zusätzlich zu der
Teilchenanzahl der Proben in der letzten Zeile der im Stand der Technik verwendete
Fremdteilchenindex (Foreign-Substances Index) aufgeführt ist. Die Anzahl der
Partikel pro Gramm Polymer wurde mit einem Hiac/Royco Modell 346 BCL
ermittelt.
The same procedure was followed with a further process stream, in which case filtering was carried out using a metal sintered candle with a pore size of nominally 1.0 μm at approximately 80 ° C. The filtrates were evaporated and the number of particles in the product was determined in the same way as for the unfiltered products. The number of particles was determined using the laser scattered light method. The results are shown in the table below, in addition to the number of particles in the samples, the last line shows the foreign substance index used in the prior art. The number of particles per gram of polymer was determined using a Hiac / Royco model 346 BCL.
Fremdteilchenindex I = Σ{[0,5(di+l + di)]2 x (ni-n'i)}/W, worin di einen i-ten numeri schen Wert (µm) zum Teilen eines Bereichs des Teilchendurchmessers bezeichnet, ni die Anzahl von Fremdteilchen mit einem Teilchendurchmesser von weniger als di+l und nicht weniger als di , die in der Lösung ermittelt wurden, n'i bezeichnet die Anzahl der Fremdteilchen, die zuvor im Lösungsmittel bestimmt wurden und W bezeichnet des Gewicht (g) des Materials.Foreign particle index I = Σ {[0.5 (d i + l + d i )] 2 x (n i -n ' i )} / W, where d i is an i-th numerical value (µm) for dividing a range of the particle diameter, n i denotes the number of foreign particles with a particle diameter of less than d i + l and not less than d i , which were determined in the solution, n ' i denotes the number of foreign particles which had previously been determined in the solvent and W denotes the weight (g) of the material.
Ferner wurde der Natriumgehalt in der Polycarbonatlösung vor der Heißfiltrations stufe und nach Durchführung der Filtration bei erhöhter Temperatur durch flammlose Atom- Absorptionsspektroskopie ermittelt. Dabei wurden vor der Filtration Natrium gehalte von 100 bis 150 ppb und hinter der Filtrationsstufe 20 bis 40 ppb gemessen.Furthermore, the sodium content in the polycarbonate solution before the hot filtration stage and after carrying out the filtration at elevated temperature through flameless Atomic absorption spectroscopy determined. Sodium contents from 100 to 150 ppb and measured after the filtration stage 20 to 40 ppb.
Diese Ergebnisse zeigen eine deutliche Verringerung der Teilchenanzahl und des Natriumgehalts bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.These results show a significant reduction in the number of particles and the Sodium content when carrying out the process according to the invention.
Claims (12)
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1998147051 DE19847051A1 (en) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | Production of high-purity polycarbonate, used e.g. for optical data memories, lenses and prisms, involves washing the polymer solution with aqueous liquid, heating to give a clear solution and filtering off solids |
| BR9913005-0A BR9913005A (en) | 1998-08-13 | 1999-07-30 | High purity polycarbonates and process for their preparation |
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