CN1252882A - 光传感器装置用保持容器 - Google Patents

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Abstract

一种由含有聚亚芳基硫醚和无机填料的、导效率在1W/mK以上的树脂组合物形成的光传感器装置用保持容器,以及至少将光源、物镜和受光部保持在该保持容器内的光传感器装置。

Description

光传感器装置用保持容器
                       技术领域
本发明涉及一种光传感器(pick-up)装置用保持容器，更详细地说，涉及这样一种用于光传感器装置的保持容器，该光传感器装置是将光束照射到高密度磁盘等光记录媒体上，受到记录面反射的光，获得与记录面上光束反射状态的变化相对应的光信号，将其转变成电信号进行记录或再现。
                       背景技术
近年来，高密度磁盘(CD)、数字视频磁盘(DVD)、激光磁盘(LD)、小磁盘(MD)等光记录媒体(光盘)，记录密度高，容量大，进一步地，由于随机存取容易，被广泛地用作各种记录媒体。情报的记录和/或再现，通过向光记录媒体的一面(记录面)上照射光束来进行。
为了向光记录媒体的记录面上照射记录/再现用的光束，使用光传感器装置。光传感器装置一般至少具备光源、物镜和受光部，已知有各种方式和形态的装置(例如，特开平8-315402号公报、特开平8-315406号公报、特开平8-321067号公报、特开平8-321068号公报)。
图1示出光传感器装置的一个例子。图1的光传感器装置中，从半导体激光器(光源)1输出的激光，经过半透镜平面板(光分路部)2和准直透镜4，被物镜3聚焦到光盘7的记录面8上，经过物镜3、准直透镜4和半透镜平面板2，使该记录面的反射光(反光)入射到4分割的光电二极管(受光部)5上，以获得数字信号和误差信号(聚焦误差信号和统调误差(tracking error)信号)。根据误差信号，使物镜3上下左右地移动，以进行聚焦控制和统调控制。
光传感器装置中的上述构成零件，通常被保持在保持容器6内。过去以来，在光传感器装置中，使用金属制的保持容器。然而，保持容器由于必须装载上述构成零件，其形状极其复杂。因此，为了制成金属制保持容器，必须进行极其困难的加工。
如果用合成树脂代替金属，即使是形状复杂的保持容器，也可以采用例如注射成型而容易地制成。然而，由于合成树脂制保持容器的导热性差，存在着由半导体激光器所产生的热量以及信号光受光部的温度上升等容易造成变形的问题。保持容器即使发生一点点的变形，其中保持的各构成零件的位置就会发生变动，就会产生光轴不吻合的问题。而且，温度上升使记录媒体记录面上的光束点形状失真，进一步使受光部上的光点形状失真，难以稳定地进行记录和再现。
特别地，在有必要谋求数字视频磁盘(DVD)与其它光盘的互换性方面，为了使深度不同的记录面记录信号，稳定地进行记录和再现，就必须极其严格地控制保持容器内保持的各构成零件的位置。过去的光盘用传感器装置中，特别是在数字视频磁盘中，这一要求极其强烈，难以使用由容易产生蓄热和热变形的合成树脂制的保持容器。
                      发明的公开
本发明的目的在于提供一种耐热性、尺寸稳定性、耐热变形性、导热性优良的合成树脂制的光传感器装置用保持容器。特别地，本发明的目的在于提供一种适合于数字视频磁盘的光传感器装置用保持容器。
本发明的另一个目的在于提供一种将光源、物镜、受光部等构成零件保持在耐热性、尺寸稳定性、耐热变形性、导热性优良的合成树脂制的光传感器装置用保持容器内的光传感器装置。
本发明者们为了克服上述现有技术的问题而进行了深入的研究，结果发现，使用一种含有聚亚芳基硫醚和无机填料、导热率在1W/mK以上的树脂组合物来制作光传感器装置用保持容器，可以获得耐热性、尺寸稳定性、耐热变形性、导热性优良的保持容器，进一步地，在该保持容器中装载各构成零件的光传感器装置可以进行稳定的记录和再现。本发明就是基于这些经验而完成的。
因此，本发明提供一种光传感器装置用保持容器，其特征在于，该容器是由含有聚亚芳基硫醚(A)和无机填料(B)的导热率为1W/mK以上的树脂组合物形成的。
另外，本发明提供一种光传感器装置，其特征在于，在至少将光源、物镜和受光部保持在保持容器内的光传感器装置中，保持容器是由上述树脂组合物形成的。
再有，本发明提供以下优选的实施方案。
1.上述的光传感器装置用保持容器，其中，树脂组合物为在聚亚芳基硫醚(A)100重量份中含有作为无机填料(B)的金属氧化物粉末(B1)50～300重量份和纤维状填料(B2)20～300重量份。
2.上述的光传感器装置用保持容器，其中，金属氧化物粉末(B1)为选自氧化铁和氧化铝中的至少一种。
3.上述的光传感器装置用保持容器，其中，纤维状填料(B2)为选自玻璃纤维、碳纤维、硅灰石、钛酸钾和硼酸铝中的至少一种。
4.上述的光传感器装置用保持容器，其中，聚亚芳基硫醚(A)为聚苯硫醚。
5.一种具有上述第1～5项任一项中所述保持容器的光传感器装置。
                   对附图的简单说明
图1为示出一例光传感器装置结构的截面图。
                   实施发明的最佳方案聚亚芳基硫醚
本发明中使用的聚亚芳基硫醚(以下简称为PAS)，是以通式[-Ar-S-](其中，-Ar-为亚芳基)所示亚芳基硫醚的重复单元作为主要构成要素的芳香族聚合物。本发明中使用的PAS为通常含有[-Ar-S-]重复单元50重量％以上、优选70重量％以上、更优选90重量％以上的均聚物或共聚物。
作为亚芳基，可以举出例如对亚苯基、间亚苯基、取代的亚苯基(取代基优选为碳原子数1～6的烷基或苯基。)、p，p′-二亚苯基磺基、p，p′-联苯基、p，p′-二亚苯基羰基、亚萘基等。作为PAS，可以优选使用主要具有相同亚芳基的聚合物，从加工性和耐热性的观点看，也可以使用含有两种以上亚芳基的共聚物。
本发明中使用的PAS优选为直链型聚合物，但也可以是部分含有支链和/或交联结构的聚合物、或者是交联型聚合物，即使通过氧化交联来增大熔融粘度(固化)，如果能够满足机械特性，也可以使用。
这些PAS中，以对苯硫醚的重复单元为主要构成要素的聚苯硫醚(以下简称为PPS)，加工性、耐热性、尺寸稳定性优良，而且工业上容易获得，因此是特别优选的。
此外，也可以使用聚亚芳基酮硫醚(polyaryleneketonesulfide)、聚亚芳基酮酮硫醚(polyaryleneketoneketonesulfide)等。作为共聚物的具体例子，可以举出具有对苯硫醚重复单元与间苯硫醚重复单元的无规或嵌段共聚物、具有苯硫醚重复单元和亚芳基酮硫醚重复单元的无规或嵌段共聚物、具有苯硫醚重复单元与亚芳基酮酮硫醚重复单元的无规或嵌段共聚物、具有苯硫醚重复单元与亚芳基砜硫醚重复单元的无规或嵌段共聚物等。
从耐热性、尺寸稳定性等观点看，这些PAS优选为结晶性聚合物。
这种PAS可以采用在极性溶剂中使碱金属硫化物与二卤取代芳香族化合物进行聚合反应的公知方法(例如特公昭63-33775号公报)来获得。作为碱金属硫化物，可以举出例如硫化锂、硫化钠、硫化钾、硫化铷、硫化铯等。在反应体系中，也可以使用使NaSH与NaOH反应生成的硫化钠。
作为二卤取代芳香族化合物，可以举出例如对二氯苯、间二氯苯、2，5-二氯甲苯、对二溴苯、2，6-二氯萘、1-甲氧基-2，5-二氯苯、4，4′-二氯联苯、3，5-二氯安息香酸、p，p′-二氯二苯醚、4，4′-二氯二苯甲酮等。这些可以单独使用，或者将两种以上组合使用。
为了向PAS中引入一些支链结构或交联结构，可以少量并用1个分子中具有3个以上卤素取代基的多卤取代芳香族化合物。作为多卤取代芳香族化合物的优选实例，可以举出1，2，3-三氯苯、1，2，3-三溴苯、1，2，4-三氯苯、1，2，4-三溴苯、1，3，5-三氯苯、1，3，5-三溴苯、1，3-二氯-5-溴苯等的三卤取代芳香族化合物、以及它们的烷基取代物。
作为极性溶剂，以N-甲基-2-吡咯烷酮(以下简称为NMP)等N-烷基吡咯烷酮、1，3-二烷基-2-咪唑烷酮、四烷基尿素、六烷基磷酸三酰胺等为代表的质子惰性的有机酰胺溶剂，由于反应体系的稳定性高、容易获得高分子量的聚合物，因而是优选的。
本发明中使用的PAS的熔融粘度没有特别的限制，在提供注射成型、挤出成型等熔融加工法方面，希望使用310℃、剪切速度1200/秒下的熔融粘度优选为1～200Pa·s、更优选为3～140Pa·s的PAS。无机填料
本发明中，将含有PAS和无机填料、导热率在1W/mK以上的树脂组合物用作为保持容器的材料。如果使用导热率过低的树脂组合物制成保持容器，则难以向光传感器装置外排放热，由半导体激光光源产生的热以及受光部受到的光能产生的热，使光传感器装置内部的温度上升。其结果，保持容器内保持的各构成零件的位置发生变化，产生光轴不吻合或光点形状失真，因此难以进行稳定的信号记录或再现。树脂组合物的导热率，优选为1～3W/mK左右。
作为本发明中使用的无机填料，优选使用导热率较高的填料。更优选导热率高、同时尺寸稳定性优良的无机填料。作为粉末状(包括粒状、鳞片状)的无机填料，可以举出例如金、银、铜、铝、铁、锌、硅、锗、钼、黄铜、青铜、矾土(氧化铝)、氧化铁、氧化镁、氧化硅、石墨、难石墨化的碳等的粉末。这些无机填料可以各自单独使用，或者将两种以上组合使用。
这些无机填料中，从在空气中的稳定性的观点看，优选金属氧化物粉末，特别优选氧化铝和氧化铁。作为氧化铝，特别优选球状氧化铝。由于氧化铝的硬度非常高，因此在防止挤出机、注射成型机、模具等的磨耗方面，优选球状的氧化铝。氧化铝的平均粒径，从流动性的观点看，通常为3～100μm，优选为5～80μm，更优选为8～50μm。作为氧化铁，特别优选使用Ni-Zn系铁氧体、Mn-Zn系铁氧体、Mg-Zn系铁氧体、Cu系铁氧体等的尖晶石型铁氧体；Ba铁氧体、Sr铁氧体等的磁铁铅矿型铁氧体；以γ-氧化铁为代表的铁氧体系化合物等。氧化铁的平均粒径，从流动性的观点看，通常为1～100μm，优选为2～80μm，更优选2～50μm。平均粒径可以使用例如扫描电子显微镜(SEM)来测定。
本发明中，作为无机填料，可以使用纤维状填料。作为纤维状填料，可以举出例如玻璃纤维、碳纤维、氧化铝纤维、不锈钢纤维、铝纤维、铜纤维、黄铜纤维、钛酸钙纤维、矿渣纤维、硅灰石纤维、金蛭石纤维、磷酸盐纤维、硫酸钙纤维、石棉纤维、氢氧化镁纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、硼纤维、硼酸铝纤维等。这些纤维状填料，可以各自单独使用，或者将两种以上组合使用。纤维状填料中，从在空气中的稳定性和工业上容易获得的观点看，特别优选从玻璃纤维、碳纤维、硅灰石、钛酸钾、硼酸铝中选出的一种以上的纤维。
粉末状的无机填料和纤维状填料，可以用硅烷偶合剂、钛酸盐系偶合剂、铝系偶合剂等偶合剂进行表面处理。
无机填料优选将主要有助于提高导热性的粉末状无机填料和主要有助于强度和尺寸稳定性的纤维状填料合并使用。无机填料的配合比例，对于PAS 100重量份来说，通常为50～300重量份，优选为70～200重量份，更优选为80～150重量份。如果无机填料的配合比例过小，则难以获得导热性高的树脂组合物，如果过大，则熔融成型性和机械强度有可能降低。纤维状填料的配合比例，对于PAS 100重量份来说，通常为20～300重量份，优选为30～200重量份，更优选为50～150重量份。如果纤维状填料的配合比例过小，则机械强度和尺寸稳定性的改善效果小，如果过大，则熔融成型性可能降低。树脂组合物
本发明中使用的树脂组合物，为含有聚亚芳基硫醚和无机填料的、导热率在1W/mK以上的树脂组合物。本发明的树脂组合物中，可以在不损害本发明目的的范围内，添加抗氧化剂、润滑剂、脱模剂、成核剂、阻燃剂、着色剂、耐冲击性改良剂、热固性树脂、其它热塑性树脂等。
本发明的树脂组合物可以采用一般用于配制热塑性树脂组合物的设备和方法来配制。即，可以用单螺杆或双螺杆挤出机将各成分混炼并挤出，制成成型用粒料。保持容器和光传感器装置
上述树脂组合物可以采用注射成型法，将树脂组合物注射到模具内，成型为保持容器。如果采用树脂组合物的注射成型，就不需要金属制保持容器那样复杂且困难的加工。除了注射成型以外，也可以采用挤出成型或压机成型等来成型必要的零件。
保持容器的形状可以根据各构成零件的种类和配置状态等来适宜地决定。光传感器装置一般具有至少将光源、物镜和受光部保持在保持容器内的结构，多数场合下，也带有光分路部和准直透镜等。图1中示出光传感器装置的一例，但本发明的保持容器和光传感器装置不受此限定。
                         实施例
以下举出实施例，更具体地说明本发明优选的实施方案。(1)导热率的测定方法
按照ASTM C201测定树脂组合物的导热率。实施例1
将聚苯硫醚(吴羽化学工业制，W203，310℃、剪切速度1200/秒下测定的熔融粘度＝30Pa·s)8kg，以及氧化铝(昭和电工制，AS-50，平均粒径10μm的α-氧化铝球状颗粒)8kg，投料到20L的享塞尔(ヘンシル)混合机中，混合约3分钟。接着，再追加投入玻璃纤维(日本电气硝子制，GLK)4kg，搅拌30秒，获得混合物。将获得的混合物供料到温度调节至280℃～320℃的双螺杆挤出机中进行熔融混炼，获得颗粒状的树脂组合物。获得的树脂组合物的导热率为1.5W/mK。
将上述获得的颗粒状树脂组合物供料到筒体温度调节至280～320℃的注射成型机中，注射到调节至150℃～160℃的模具内，成型为光传感器装置的保持容器。
在所获光传感器装置的保持容器中，装载半导体激光器、光分路部、以及受光部，进行光盘的再现，经过长时间后也没有任何问题，可以进行正确的再现。实施例2
将聚苯硫醚(吴羽化学工业制，W203；310℃、剪切速度1200/秒下测定的熔融粘度＝30Pa·s)8kg，以及Mn-Zn系铁氧体粉末(平均粒径3μm)8kg，投料到20L的享塞尔混合机中，混合约3分钟。接着，再追加投入玻璃纤维(日本电气硝子制，GLK)4kg，搅拌30秒，获得混合物。将获得的混合物供料到温度调节至280℃～320℃的双螺杆挤出机中进行熔融混炼，获得颗粒状的树脂组合物。获得的树脂组合物的导热率为1.2W/mK。
将上述获得的颗粒状树脂组合物供料到筒体温度调节至280～320℃的注射成型机中，注射到调节至150℃～160℃的模具内，成型为光传感器装置的保持容器。
在所获光传感器装置的保持容器中，装载半导体激光器、光分路部、以及受光部，进行光盘的再现，经过长时间后也没有任何问题，可以进行正确的再现。比较例1
将聚苯硫醚(吴羽化学工业制，W203，310℃、剪切速度1200/秒下测定的熔融粘度＝30Pa·s)7kg，以及碳酸钙(日东粉化工业，马卡尔索(ママカルソ))6kg，投料到20L的享塞尔混合机中，混合约3分钟。接着，再向混合机中追加投入玻璃纤维(日本电气硝子制，直径13μm)7kg，搅拌约30秒，获得混合物。将获得的混合物供料到温度调节至280℃～320℃的双螺杆挤出机中进行熔融混炼，获得颗粒状的树脂组合物。获得的树脂组合物的导热率为0.5W/mK。
将上述获得的颗粒状树脂组合物供料到筒体温度调节至280～320℃的注射成型机中，注射到调节至150℃～160℃的模具内，成型为光传感器装置的保持容器。
在所获光传感器装置的保持容器中，装载半导体激光器、光分路部、以及受光部，进行光盘的再现，随着使用时间的延长，产生光轴不吻合，再现信号变得不稳定。
                   产业上的利用可能性
本发明提供一种耐热性、尺寸稳定性、耐热变形性、导热性优良的合成树脂制的光传感器装置用保持容器。本发明的保持容器，特别适合于数字视频磁盘的记录/再现。而且，本发明还提供一种将光源、物镜、受光部等构成零件保持在耐热性、尺寸稳定性、耐热变形性、导热性优良的合成树脂制的保持容器内的光传感器装置。本发明的保持容器，由于可以通过将树脂组合物熔融成型而获得，与金属制容器相比，形状的自由度极高，而且生产性极高。

Claims (9)

1.一种光传感器装置用保持容器，其特征在于，它是由含有聚亚芳基硫醚(A)和无机填料(B)的、导热率在1W/mK以上的树脂组合物形成的。
2.权利要求1中所述的光传感器装置用保持容器，其中，树脂组合物为，在聚亚芳基硫醚(A)100重量份中，含有作为无机填料(B)的金属氧化物粉末(B1)50～300重量份和纤维状填料(B2)20～300重量份。
3.权利要求2中所述的光传感器装置用保持容器，其中，金属氧化物粉末(B1)是选自氧化铁和氧化铝中的至少一种。
4.权利要求2中所述的光传感器装置用保持容器，其中，纤维状填料(B2)是选自玻璃纤维、碳纤维、硅灰石、钛酸钾和硼酸铝中的至少一种。
5.权利要求1中所述的光传感器装置用保持容器，其中，树脂组合物的导热率为1～3W/mK。
6.权利要求1～5任一项中所述的光传感器装置用保持容器，其中，聚亚芳基硫醚(A)为聚苯硫醚。
7.权利要求6中所述的光传感器装置用保持容器，其中，它是由在聚苯硫醚100重量份中，含有氧化铝粉末50-300重量份和纤维状填料20～300重量份的树脂组合物形成的。
8.权利要求6中所述的光传感器装置用保持容器，其中，它是由在聚苯硫醚100重量份中，含有氧化铁粉末50～300重量份和纤维状填料20～300重量份的树脂组合物形成的。
9.一种光传感器装置，其特征在于，在至少将光源、物镜和受光部保持在保持容器中的光传感器装置中，保持容器是由含有聚亚芳基硫醚(A)和无机填料(B)的、导热率在1W/mK以上的树脂组合物形成的。
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