專利名稱：光學(xué)部件用樹脂組合物及光學(xué)部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)部件用樹脂組合物及光學(xué)部件。更具體而言，涉及一種光學(xué)拾波器(optical pickup devices)等的光學(xué)系統(tǒng)封裝(optical housings)的成型原料適用的光學(xué)部件用樹脂組合物，及使之成型為一種光軸偏差小的光學(xué)部件。
背景技術(shù)：
從來，信息在光盤(密紋光盤、數(shù)字多用光盤等)的記錄面上記錄或再生之際，照射光束用的光學(xué)拾波器、激光打印機、復(fù)印機，特別是高速采色復(fù)印機的光學(xué)系統(tǒng)封裝，一直在用鋁、鋅等金屬模鑄來制造?？墒?，近年減輕這類器械重量的要求在提高，正在研究向合成樹脂制品轉(zhuǎn)換。例如，特開平10-293940中建議，采用一種含聚亞芳基硫和無機填充劑、導(dǎo)熱率高的樹脂組合物作成型原料制成一種耐熱性、尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)良，且能抑制光軸偏差的光學(xué)拾波器用保持容器。
但是，由于此類光盤的記錄容量增大，且還要用在可寫入的可記錄密紋光盤(CD-R)和可重寫密紋光盤(CD-RW)、數(shù)字光盤一隨機存取存儲器(DVD-RAM)等中記錄，就要求在提高記錄密度的同時進一步提高照射激光的輸出，光學(xué)拾波器多在更高溫度，例如50℃以上，特別在70℃以上使用。在這么高的溫度下，用過去的聚亞芳基硫樹脂組合物形成的光學(xué)系統(tǒng)封裝，由于隨溫度變化的光軸偏差大，就發(fā)生在光盤上記錄或再生出現(xiàn)故障的問題。
因此，要求研制出一種用作光學(xué)拾波器等光學(xué)系統(tǒng)封裝的成型原料，在比以往更高的溫度范圍，例如70-110℃，也能抑制光學(xué)系統(tǒng)光軸偏差加大的成形材料，以及一種由其成型而成的光學(xué)部件。
本發(fā)明的目的在于提供一種作為光學(xué)系統(tǒng)的光軸偏差隨溫度變化小的光學(xué)部件的成型原料使用價值高的樹脂組合物，以及一種由該成型原料成型的光學(xué)部件。
本發(fā)明人為解決上述課題，反復(fù)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使光學(xué)部件用樹脂組合物的樹脂成分的線膨脹系數(shù)的各向異性降低，就能夠有效地達到上述目的?；谏鲜鰧嵺`中的認識和經(jīng)驗完成本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
就是說，本發(fā)明的要點如下〔1〕一種光學(xué)部件用樹脂組合物，該組合物包含(A)樹脂溫度300℃、剪切速度1000sec-1的熔體粘度為50-350泊的聚亞芳基硫，(B)玻璃轉(zhuǎn)化溫度在180℃以上的非晶態(tài)樹脂，(C)非纖維狀無機填充劑，以及(D)纖維狀無機填充劑，(A)成分與(B)成分合計占樹脂組合物全體的體積百分率為30-70容量％，含(A)成分與(B)成分的質(zhì)量比，(A)成分∶(B)成分＝65-95∶35-5，同時(D)成分占樹脂組合物全體的體積百分率為3-25容量％。
〔2〕上述〔1〕的光學(xué)部件用樹脂組合物，其中(B)成分是選自聚苯撐醚、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亞胺及聚芳酯的一種或兩種以上的非晶態(tài)樹脂。
〔3〕上述〔1〕的光學(xué)部件用樹脂組合物，其中(C)成分是二氧化硅或碳酸鈣中的任一種，或者是它們的混合物。
〔4〕上述〔1〕的光學(xué)部件用樹脂組合物，其中(D)成分是選自玻璃纖維、碳纖維及須狀填充劑的一種或兩種以上的纖維狀無機填充劑。
〔5〕由上述〔1〕-〔4〕記載的光學(xué)部件用樹脂組合物成型而成的光學(xué)部件。
〔6〕上述〔5〕的光學(xué)部件是光學(xué)拾波器、激光打印機或復(fù)印機的光學(xué)系統(tǒng)封裝。
附圖簡單說明

圖1實施例1中安裝有成型光學(xué)拾波底盤的光學(xué)拾波器的側(cè)斷面略圖
具體實施例方式
本發(fā)明的光學(xué)部件用樹脂組合物包含(A)樹脂溫度300℃、剪切速度1000sec-1的熔體粘度為50-350泊的聚亞芳基硫、(B)玻璃轉(zhuǎn)化溫度在180℃以上的非晶態(tài)樹脂、(C)非纖維狀無機填充劑、以及(D)一種纖維狀無機填充劑；(A)成分與(B)成分合計占樹脂組合物全體的體積百分率為30-70容量％，含(A)成分與(B)成分的質(zhì)量比，(A)成分∶(B)成分＝65-95∶35-5，同時(D)成分占樹脂組合物全體的體積百分率為3-25容量％。以下，就組成此光學(xué)部件用樹脂組合物的(A)成分一聚亞芳基硫、(B)成分—非晶態(tài)樹脂、(C)成分—非纖維狀無機填充劑以及(D)成分—纖維狀無機填充劑做具體說明。
(A)成分聚亞芳基硫用作本發(fā)明樹脂組合物(A)成分的聚亞芳基硫可以使用含有70mol％以上的下面通式〔1〕—Ar—S— 〔1〕〔式中Ar為芳撐基〕表示的重復(fù)單元的聚合物。因為此重復(fù)單元不足70mol％時，聚亞芳基硫的耐熱性和機械強度不充分。而且，作為此芳撐基，可以舉出苯撐基、聯(lián)苯撐基、各種萘撐基，優(yōu)選的是苯撐基(聚苯撐硫)。
合適的聚苯撐硫，可以舉出含有70mol％以上的下面通式〔2〕 〔式中R1為鹵原子、C1-6烷基、C1-6烷氧基、苯基、羧基、氨基或硝基，m為0-4的整數(shù)。同時，n是平均聚合度為10以上的自然數(shù)〕表示的重復(fù)單元的聚合物。作為C1-6烷基，可以舉出甲基、乙基及各種丙基、丁基、戊基、己基，作為C1-6烷氧基，可以舉出甲氧基、乙氧基以及各種丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基。
同時，此種聚苯撐硫優(yōu)選是以對苯撐硫單元作為基本的重復(fù)單元，進而可含有間苯撐硫單元、鄰苯撐硫單元、P，P’-二苯撐酮-硫單元、P，P’-二苯撐砜-硫單元、P，P’-聯(lián)苯撐-硫單元、P，P’-二苯撐-醚硫單元、P，P’-二苯撐甲撐-硫單元、P，P’-二苯撐枯烯基-硫單元、各種萘基-硫單元等重復(fù)單元的聚合物。
此種聚亞芳基硫，可通過使通常的二鹵芳族化合物與硫源在有機極性溶劑中起縮聚反應(yīng)的方法來制造。而其聚合物鏈的形態(tài)既可實際上是直鏈的、沒有支鏈和交聯(lián)結(jié)構(gòu)，也可在其制造中少量添加有3個官能團以上的單體而導(dǎo)入支鏈結(jié)構(gòu)或交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
而且，此種聚亞芳基硫，雖能使用具有上述各種結(jié)構(gòu)的聚合物，但無論用哪一種聚合物時，其樹脂溫度300℃、剪切速度1000sec-1的熔體粘度必須為50-350泊。熔體粘度不足50泊時機械強度低，而超過350泊時該組合物成型時流動性下降而成形體的尺寸精度降低，從而導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)的光軸偏差加大。這種聚亞芳基硫的熔體粘度，較優(yōu)選為50-300泊，更優(yōu)選為50-250泊。
(B)成分非晶態(tài)樹脂用作本發(fā)明光學(xué)部件用組合物(B)成分的非晶態(tài)樹脂的玻璃轉(zhuǎn)化溫度必須在180℃以上。如果其玻璃轉(zhuǎn)化溫度不足180℃時，由該組合物注塑成的光學(xué)部件從模型脫模時就有招致光學(xué)部件變形的危險。并且，如果該非晶態(tài)樹脂的玻璃轉(zhuǎn)化溫度在約280℃(聚亞芳基硫的熔點)以下時，當配制樹脂組合物之際就易于熔融混煉，這是更優(yōu)選的。
另外，這種非晶態(tài)樹脂，以結(jié)晶度低者為宜，可以使用不足20％，優(yōu)選不足10％的。這種樹脂的結(jié)晶度超過20％，其熔融和凝固時的體積變化加大，所以收縮率加大，將其用作為(B)成分的樹脂組合物所形成的光學(xué)部件其尺寸精度因而降低。并且，這種非晶態(tài)樹脂的組合物成型時的熔融粘度與聚亞芳基硫的熔融粘度大致相同時，分散性極好，這是優(yōu)選的。
作為這種非晶態(tài)樹脂的例子可以舉出聚砜、聚苯撐醚、聚醚砜、改性聚苯撐醚、聚芳酯(Polyarylate)、聚醚酰亞胺，以及它們的混合物，其中的聚砜及聚苯撐醚是特別適用的。
(C)成分非纖維狀無機填充劑用作本發(fā)明光學(xué)部件用組合物中(C)成分的非纖維狀無機填充劑的例子可以舉出絹云母、高嶺土、云母、白土、膨潤土、滑石粉、水合硅酸鋁等硅酸鹽，氧化鋁、氧化硅、氧化鎂、氧化鋯、氧化鈦、氧化鐵等金屬化合物，碳酸鈣、碳酸鎂、白云石等碳酸鹽，硫酸鈣、硫酸鋇等硫酸鹽，玻璃珠、陶瓷珠、氮化硼、碳化硅、磷酸鈣、二氧化硅、石墨及炭黑等。這類非纖維狀無機填充劑中的二氧化硅，具有能夠使配混了它的光學(xué)部件用組合物的線膨脹和各向異性降低的優(yōu)良特性，是特別優(yōu)選的。
于是，這類非纖維狀無機填充劑通?？捎米鳂渲鰪娪玫呐浠炝?。而且，當把這類非纖維狀無機填充劑與上述(A)成分或(B)成分配混之際，最好事先用硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑加以預(yù)處理，使所得樹脂組合物的機械強度得以提高。
(D)成分纖維狀無機填充劑用作本發(fā)明光學(xué)部件用組合物(D)成分的纖維狀無機填充劑的例子可以舉出玻璃纖維、碳纖維、氧化鋁纖維、碳化硅纖維、陶瓷纖維、石棉纖維、石膏纖維、金屬纖維、鈦酸鉀須、氧化鋅須、碳酸鈣須、硅灰石、石棉等。這類纖維狀無機填充劑中的玻璃纖維、碳纖維及須狀填充劑是特別優(yōu)選的。并且，在玻璃纖維的場合，其纖維直徑優(yōu)選5-20μm，在用須狀填充劑的場合，特別優(yōu)選的是氧化鋅須。
其次，就上述各成分的配混比而言，(A)成分與(B)成分合計占樹脂組合物全體的體積百分率，即〔(A)+(B)〕/〔樹脂組合物〕為30-70容量％，含(A)成分與(B)成分的質(zhì)量比，(A)成分∶(B)成分＝65-95∶35-5，而(C)成分占樹脂組合物全體的體積百分率為5-67容量％，(D)成分占樹脂組合物全體的體積百分率為3-25容量％。
此處，(A)成分與(B)成分合計占樹脂組合物全體的體積百分率為30-70容量％是因為，當此樹脂組合物的樹脂成分-〔(A)+(B)〕成分的體積百分率不足30容量％時，就不能確保適于該樹脂組合物成型的流動性；而當超出70容量％時，其成型所得的光學(xué)部件的光軸偏差就會加大。本發(fā)明光學(xué)部件用樹脂組合物的樹脂成分〔(A)+(B)〕成分，與填充劑成分〔(C)+(D)〕成分之比規(guī)定為體積百分率是因為，此兩成分的比率和此樹脂組合物成型所得光學(xué)部件的光軸偏差，不是與兩成分的質(zhì)量比，而是與體積比的相關(guān)性高。而且，此體積百分率是由(A)成分、(B)成分的質(zhì)量除以各成分在25℃、大氣壓下的密度算出的值。
并且，含(A)成分與(B)成分的質(zhì)量比的(A)成分∶(B)成分＝65-95∶35-5是因為，當(A)成分的分量不足65質(zhì)量％時，樹脂組合物的流動性降低，當(A)成分超過95質(zhì)量％時，樹脂組合物成型所得光學(xué)部件的光軸偏差就會加大。
還有，此樹脂組合物的填充劑成分〔(C)+(D)〕成分占樹脂組合物全體的體積百分率為70-30容量％。而其中，(D)成分的纖維狀無機填充劑必須配混成占此樹脂組合物全體的3-25容量％。此(D)成分的配混比，當不足樹脂組合物全體體積百分率的3容量％時，該樹脂組合物成型所得的光學(xué)部件的機械強度就不充分；而當此體積百分率超過25容量％時，該樹脂組合物成型所得光學(xué)部件的光軸偏差就會加大。此光學(xué)部件的光軸偏差，例如基于光學(xué)拾波器的光學(xué)架構(gòu)構(gòu)成部件的熱膨脹絕對值及其各向異性，由于各部件隨溫度變化的位置關(guān)系的偏差而導(dǎo)致激光光軸偏差的出現(xiàn)。所以，在此光學(xué)部件光軸偏差的抑制方面，重要的是使光學(xué)構(gòu)架構(gòu)成部件的熱膨脹絕對值及其各向異性降低。
因此，根據(jù)如上觀點，重要的是(D)成分的纖維狀無機填充劑種類及其配混比的選定。例如，由于配混玻璃纖維的樹脂組合物其線膨脹的各向異性較小，提高其配混比就易于獲得機械強度優(yōu)良的光學(xué)部件用樹脂組合物，而配混碳纖維的樹脂組合物其線膨脹的各向異性較大，最好使配混比在15容量％以內(nèi)，以便抑制所得光學(xué)部件光軸偏差的加大。由于此碳纖維對樹脂組合物的物性尤其是剛性的改善效果好，所以即使降低其配混比，也能夠制成一種具有實用上十分優(yōu)良的機械強度的能形成光學(xué)部件的樹脂組合物。這樣，如要決定(D)成分的配混比，把填充劑成分全體的配混比和(D)成分的配混比之差作為(C)成分的配混比，通過把(C)成分的配混比定在5～67容量％范圍內(nèi)，就可以決定。
再者，在本發(fā)明的光學(xué)部件用組合物中，除上述(A)-(D)成分之外，作為添加劑還可配混受阻酚、對苯二酚、亞磷酸酯等抗氧化劑或熱穩(wěn)定劑，間苯二酚、水楊酸酯、苯并三唑、二苯甲酮等紫外線吸收劑。而且，也可適量配混一般合成樹脂用的抗靜電劑、阻燃劑、成核劑、脫模劑、顏料等各種添加劑。
下面，就本發(fā)明光學(xué)部件用組合物的制造方法而言，用聚亞芳基硫等的混合或熔融混練常用的混合機和混煉機，通過把上述(A)-(D)成分及添加劑成分熔融混煉能夠制得均相樹脂組合物。并且，就所得樹脂組合物成型為光學(xué)部件的方法而言，可以通過已知的注塑、擠塑、溶劑成型、壓機成型、熱成型等來成型。這些成型方法中，注塑法的生產(chǎn)率和注塑件的尺寸精度優(yōu)良，所以優(yōu)選。
這樣成形所得的本發(fā)明的光學(xué)部件可以舉出用于在CD、CD-R、CD-ROM、CD-RW、DVD、DVD-R、DVD-ROM、DVD-RAM等記錄面上的信息記錄或再生的光學(xué)拾波的光學(xué)系統(tǒng)封裝，激光打印機、復(fù)印機的光學(xué)系統(tǒng)封裝、底盤(chassis)等。這些本發(fā)明的光學(xué)部件，由于用上述樹脂組合物來成型，這些部件即使在高于以往的環(huán)境溫度，如有必要超過70℃的環(huán)境溫度下，也能把激光的光軸偏差盡量控制在容許界限內(nèi)。
實施例下面，用實施例對本發(fā)明做更具體的說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。
實施例1-11、比較例1-3〔1〕作為各成分使用的材料(A)成分(a-1)聚苯撐硫〔東曹公司制；B100〕1)交聯(lián)型2)熔體粘度〔300℃、1000sec-1〕100泊3)密度〔25℃、大氣壓〕1.35(a-2)聚苯撐硫〔Tohpren公司制；LR01〕1)線型
2)熔體粘度〔300℃、1000sec-1〕100泊3)密度〔25℃、大氣壓〕1.35(B)成分(b-1)聚苯撐醚〔三菱Engineering-Plastic公司制〕1)原料2，6-二甲基-1，4-苯撐醚2)玻璃轉(zhuǎn)化溫度220℃3)密度〔25℃、大氣壓〕1.06(b-2)聚砜〔帝人Amoco公司制；Udel P1700〕1)玻璃轉(zhuǎn)化溫度190℃2)密度〔25℃、大氣壓〕1.24(比較品)聚碳酸酯〔出光石油化學(xué)公司；Tarflon A2200〕1)玻璃轉(zhuǎn)化溫度150℃2)密度〔25℃、大氣壓〕1.20(C)成分(c-1)碳酸鈣〔白石鈣公司制；Whiton P30〕1)密度〔25℃、大氣壓〕2.75(c-2)二氧化硅〔電化學(xué)工業(yè)公司制；FB650〕1)密度〔25℃、大氣壓〕2.21(D)成分(d-1)玻璃纖維〔旭Fiber Glass公司制；JAFT591〕1)纖維直徑10μm2)密度〔25℃、大氣壓〕2.55(d-2)碳纖維〔東邦Rayon公司制；HTA-C6-SRS〕1)纖維直徑6μm2)密度〔25℃、大氣壓〕1.80〔2〕光學(xué)部件用樹脂組合物的制造把上述〔1〕中所示的各成分，以示于表1及表2的配混比(質(zhì)量比)干混后，用雙螺桿擠塑機〔東芝機械公司制；TEM35〕在330℃熔融混煉，制得光學(xué)部件用樹脂組合物的粒料。
這里所得的光學(xué)部件用樹脂組合物中所含〔(A)+(B)〕樹脂成分占樹脂組合物全體的體積百分率、(A)成分(B)成分的質(zhì)量比、以及〔(C)+(D)〕填充劑成分占樹脂組合物全體的體積百分率，由上述原料成分的密度及配混比計算出的結(jié)果示于表1及表2。
〔3〕光學(xué)部件的制造上述〔2〕所得的光學(xué)部件用樹脂組合物的粒料，通過50噸注塑機〔日本制銅所公司制〕作為成型機，在其模具溫度140℃、注塑溫度330℃的條件下，成型為密紋光盤用光學(xué)拾波底盤。
〔4〕光學(xué)部件的評價①成型性(尺寸精度)的評價對上述〔3〕成型的光學(xué)拾波底盤的變形大小進行目視視察，用下述評價標準評價其尺寸精度。
○幾乎看不到變形×能看到變形，難以安裝在光學(xué)拾波器上②光軸偏差的評價光學(xué)拾波底盤的評價，是把上述〔3〕所得的光學(xué)拾波底盤安裝在圖1所示光學(xué)拾波器上后進行的。
這個光學(xué)拾波器是在保持容器9內(nèi)裝有的光學(xué)拾波底盤6上保持固定著半導(dǎo)體激光光源1、半透明反射鏡(half mirror)2、物鏡3及受光部分5。于是，從半導(dǎo)體激光光源1輸出的激光，通過半透明反射鏡2及平行光管透鏡4，由物鏡3聚束在光盤7的記錄面8上，使來自記錄面8的反射光，通過物鏡3、平行光管透鏡4及半透明反射鏡2，入射到受光部分5，得以獲得信息信號以及聚焦誤差信號等誤差信號。還有，對誤差信號，備有物鏡3的位置調(diào)整機構(gòu)。并且，這個光學(xué)拾波底盤6在保持容器9內(nèi)裝配成與傳動軸聯(lián)動，能夠邊移動邊使激光的照射范圍涉及光盤7的整個記錄面8。
于是，用這個光學(xué)拾波器的密紋光盤光軸偏差(角度)的測定是，先把半透明反射鏡面2水平固定，在23℃下激光照射，測出其反射角；接著，升溫到80℃保持10分鐘后，再次照射激光，測出其反射角。然后把80℃的反射角和23℃的反射角的差數(shù)作為光軸偏差(角度，分)。再者，此反射角的測定用備有無接觸角度測定機構(gòu)的測定裝置進行。此測定機構(gòu)的分辨能力為0.08分。
③在數(shù)字通用光盤上記錄的實機評價上述〔4〕的光學(xué)拾波器上放置數(shù)字通用光盤，使該光學(xué)拾波器的曝光溫度為70℃，對用激光的數(shù)字通用光盤的記錄再生做出實機評價。此處的評價標準如下。
○能夠準確再生×不能再生這些光學(xué)部件的評價結(jié)果示于表1及表2表1

表2

按照本發(fā)明，能夠提供一種光學(xué)系統(tǒng)的光軸偏差隨溫度變化小、作為光學(xué)部件的成型原料使用價值高的樹脂組合物，以及由該成型原料成型的光軸偏差小的光學(xué)部件。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)部件用樹脂組合物，該組合物包含(A)樹脂溫度300℃、剪切速度1000sec-1的熔體粘度為50-350泊的聚亞芳基硫，(B)玻璃轉(zhuǎn)化溫度在180℃以上的非晶態(tài)樹脂，(C)非纖維狀無機填充劑，以及(D)纖維狀無機填充劑，(A)成分與(B)成分合計占樹脂組合物全體的體積百分率為30-70容量％，(A)成分與(B)成分的含量質(zhì)量比，(A)成分∶(B)成分＝65-95∶35-5，同時(D)成分占樹脂組合物全體的體積百分率為3-25容量％。
2.按照權(quán)利要求1的光學(xué)部件用樹脂組合物，其中(B)成分是選自聚苯撐醚、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亞胺及聚芳酯的一種或兩種以上的非晶態(tài)樹脂。
3.按照權(quán)利要求1的光學(xué)部件用樹脂組合物，其中(C)成分是二氧化硅或碳酸鈣中的任一種，或者是它們的混合物。
4.按照權(quán)利要求1的光學(xué)部件用樹脂組合物，其中(D)成分是選自玻璃纖維、碳纖維及須狀填充劑的一種或兩種以上的纖維狀無機填充劑。
5.由權(quán)利要求1-4任一項的光學(xué)部件用樹脂組合物成型而成的光學(xué)部件。
6.按照權(quán)利要求5的光學(xué)部件是光學(xué)拾波器、激光打印機或復(fù)印機的光學(xué)系統(tǒng)封裝。
7.按照權(quán)利要求5的光學(xué)部件是光學(xué)拾波底盤。
全文摘要
一種光學(xué)部件用樹脂組合物及由其成型的光學(xué)部件。該組合物的隨溫度變化的光學(xué)系統(tǒng)光軸偏差小，用作光學(xué)部件的成型原料，使用價值高。該組合物包含(A)聚亞芳基硫、(B)非晶態(tài)樹脂，(C)非纖維狀無機填充劑、以及(D)纖維狀無機填充劑。(A)成分與(B)成分合計占樹脂組合物全體的體積百分率為30－70容量％，(A)成分與(B)成分的含量質(zhì)量比為0.65－0.95∶0.35－0.05，且(D)成分占樹脂組合物全體的體積百分率為3－25容量％。
文檔編號G11B7/12GK1585803SQ0281081
公開日2005年2月23日 申請日期2002年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月29日
發(fā)明者奧山一廣 申請人:出光興產(chǎn)株式會社