JP2016513820A - コンパクトカメラモジュール - Google Patents
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Abstract
Description
[0001]本出願は、2013年3月13日出願の米国特許仮出願シリアル番号第61/779,260号の権利を主張する。これらは、本明細書中、その全体が参照として含まれる。
[0015]サーモトロピック液晶ポリマーは通常、金型の小さな空間を効果的に充填できる高度な結晶化度(crystallinity)をもつ。好適なサーモトロピック液晶ポリマーとしては、芳香族ポリエステル、芳香族ポリ(エステルアミド)、芳香族ポリ(エステルカーボネート)、芳香族ポリアミドなどを挙げることができ、同様に、一つ以上の芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族アミノカルボン酸、芳香族アミン、芳香族ジアミンなど並びにこれらの組み合わせから形成される繰り返し単位を含むことができる。
Y1及びY2は独立して、O、C(O)、NH、C(O)HN、またはNHC(O)である}により表すことができる。
A.導電性充填材
[0029]所望により、ポリマー組成物に導電性充填材を使用して、成形操作の間に静電荷が生成する傾向を下げやすくすることができる。実際、本発明者らは、上記のように制御されたサイズと量の鉱物繊維が存在することによって、液晶ポリマーマトリックスの中に導電性充填材が分散する能力を高め、これによって比較的低い濃度の充填材を使用して、所望の帯電防止特性を達成することができることを発見した。しかしながら比較的低濃度で使用されるので、熱的特性及び機械的特性における影響は最小化することができる。この点において、使用するときに導電性充填材は、典型的にはポリマー組成物の約0.1重量%〜約25重量%、態様によっては約0.3重量%〜約10重量%、態様によっては約0.4重量%〜約3重量%、及び態様によっては、約0.5重量%〜約1.5重量%を構成する。
[0038]一般に導電性ではないガラス充填材は、強度を改善するためにポリマー組成物中で使用することもできる。たとえば、ガラス充填材は、ポリマー組成物の約2重量%〜約40重量%、態様によっては約5重量%〜約35重量%、及び態様によっては約6重量%〜約30重量%を構成することができる。ガラス繊維、たとえばE-ガラス、A-ガラス、C-ガラス、D-ガラス、AR-ガラス、R-ガラス、S1-ガラス、S2-ガラスなど及びそれらの混合物から形成されるものは本発明に特に好適である。ガラス繊維の中央値幅は、比較的小さく、たとえば約1〜約35マイクロメートル、態様によっては約2〜約20マイクロメートル、及び態様によっては約3〜約10マイクロメートルでありえる。使用するとき、そのようなガラス繊維の直径が小さいと、溶融ブレンドの間にその長さをより容易に小さくすることができるので、外観及び機械的特性をさらに改善することができる。たとえば成形品では、ガラス繊維の体積平均長さは比較的小さく、たとえば10〜約500マイクロメートル、態様によっては約100〜約400マイクロメートル、態様によっては約150〜約350マイクロメートル、及び態様によっては約200〜約325マイクロメートルでありえる。ガラス繊維は、たとえば約1〜約100、態様によっては約10〜約60、及び態様によっては約30〜約50の比較的高いアスペクト比(公称直径で割った平均長さ)をもつことができる。
[0039]一般的に導電性ではない粒状充填材は、所望の特性及び/または色を達成し易くするためにポリマー組成物中でも使用することができる。使用するとき、そのような粒状充填材は典型的には、ポリマー組成物の約5重量%〜約40重量%、態様によっては約10重量%〜約35重量%、及び態様によっては約10重量%〜約30重量%を構成する。粒状粘土鉱物は、本発明での使用に特に好適でありえる。そのような粘土鉱物の例としては、タルク(Mg3Si4O10(OH)2)、ハロイサイト(Al2Si2O5(OH)4)、カオリナイト(Al2Si2O5(OH)4)、イライト((K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)])、モンモリロナイト(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2・nH2O)、バーミキュライト((MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2・4H2O)、パリゴルスカイト((Mg,Al)2Si4O10(OH)・4(H2O))、パイロフィライト(Al2Si4O10(OH)2)など並びにそれらの組み合わせが挙げられる。粘土鉱物の代わりに、またはこれに加えて、他の粒状充填材も使用することができる。たとえばマイカ、珪藻土などの他の好適な粒状ケイ酸塩充填材(silicate filler)も使用することができる。たとえばマイカは、本発明において特に好適でありえる。本明細書中、「マイカ(雲母)」なる用語は、一般的にたとえば白雲母(KAl2(AlSi3)O10(OH)2)、黒雲母(K(Mg,Fe)3(AlSi3)O10(OH)2)、金雲母(KMg3(AlSi3)O10(OH)2)、鱗雲母(K(Li,Al)2-3(AlSi3)O10(OH)2)、海緑石(K,Na)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10(OH)2)など、並びにこれらの組み合わせなどのこれらの種の任意のものを包含するものとする。
[0040]所望により、官能基を含む化合物(functional compound)を本発明で使用して、中でもポリマー組成物の溶融粘度を下げやすくすることができる。たとえば一態様において、本発明のポリマー組成物は、官能基を含む芳香族化合物を含むことができる。そのような化合物は典型的には、ポリマー鎖と反応してその長さを短くして、溶融粘度を下げることができる一つ以上のカルボキシル及び/またはヒドロキシ官能基を含む。特定の場合では、組成物の機械的特性を維持し易くするために切断した後、その溶融粘度が下がった後でさえも、化合物はポリマーの短い鎖と混和することができる。官能基を含む芳香族化合物は、式(II):
環Bは6-員の芳香環であり、ここで1〜3個の環炭素原子は場合により窒素または酸素により置き換えられ、ここでそれぞれの窒素は場合により酸化され、環Bは、場合により5-若しくは6-員のアリール、ヘテロアリール、シクロアルキルまたはヘテロサイクリルに融合または結合することができる;
R4はOHまたはCOOHであり;
R5はアシル、アシルオキシ(たとえばアセチルオキシ)、アシルアミノ(たとえば、アセチルアミノ)、アルコキシ、アルケニル、アルキル、アミノ、アリール、アリールオキシ、カルボキシル、カルボキシルエステル、シクロアルキル、シクロアルキルオキシ、ヒドロキシル、ハロ、ハロアルキル、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロサイクリル、またはヘテロシクロキシ(heterocycloxy)であり;
mは0から4であり、態様によっては0〜2であり、態様によっては0〜1であり;及び
nは1〜3であり、態様によっては1〜2である}。化合物が金属塩の形態であるとき、好適な金属対イオンとしては、遷移金属対イオン(たとえば銅、鉄など)、アルカリ金属対イオン(たとえばカリウム、ナトリウムなど)、アルカリ土類金属対イオン(たとえばカルシウム、マグネシウムなど)及び/または主群金属対イオン(main group metal counterion)(たとえばアルミニウム)を挙げることができる。
R6はアシル、アシルオキシ、アシルアミノ、アルコキシ、アルケニル、アルキル、アミノ、カルボキシル、カルボキシルエステル、ヒドロキシル、ハロ、またはハロアルキルであり;及び
qは0〜4であり、態様によっては0〜2であり、態様によっては0〜1である}。そのようなフェノール性化合物の特別な例としては、たとえば安息香酸(qは0である);4-ヒドロキシ安息香酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);フタル酸(R4はCOOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である);イソフタル酸(R4はCOOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である);テレフタル酸(R4はCOOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である);2-メチルテレフタル酸(R4はCOOHであり、R6はCOOH、及びCH3であり、及びqは2である);フェノール(R4はOHであり、及びqは0である);ナトリウムフェノキシド(R4はOHであり、及びqは0である);ハイドロキノン(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);レゾルシノール(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);4-ヒドロキシ安息香酸(R4はOHであり、R6はC(O)OHであり、及びqは1である)など並びにその組み合わせが挙げられる。
R6はアシル、アシルオキシ、アシルアミノ、アルコキシ、アルケニル、アルキル、アミノ、アリール、アリールオキシ、カルボキシル、カルボキシルエステル、シクロアルキル、シクロアルキルオキシ、ヒドロキシル、ハロ、ハロアルキル、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロサイクリル、またはヘテロシクロキシであり;及び
qは0〜4であり、態様によっては0〜2であり、及び態様によっては0〜1である}。そのようなジフェノール性化合物の特別な例としては、たとえば4-ヒドロキシ-4'-ビフェニルカルボン酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);4'-ヒドロキシフェニル-4-安息香酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);3'-ヒドロキシフェニル-4-安息香酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);4'-ヒドロキシフェニル-3-安息香酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);4,4'-ビ安息香酸(R4はCOOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である);(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);3,3’-ビフェノール(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);3,4’-ビフェノール(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);4-フェニルフェノール(R4はOHであり、及びqは0である);ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン(R4はOHであり、R6はC2(OH)2フェノールであり、及びqは1である);トリス(4-ヒドロキシフェニル)エタン(R4はOHであり、R6はC(CH3)ビフェノールであり、及びqは1である);4-ヒドロキシ-4'-ビフェニルカルボン酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である);4'-ヒドロキシフェニル-4-安息香酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である);3'-ヒドロキシフェニル-4-安息香酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である);4'-ヒドロキシフェニル-3-安息香酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である);など並びにその組み合わせが挙げられる。
R6はアシル、アシルオキシ、アシルアミノ、アルコキシ、アルケニル、アルキル、アミノ、アリール、アリールオキシ、カルボキシル、カルボキシルエステル、シクロアルキル、シクロアルキルオキシ、ヒドロキシル、ハロ、ハロアルキル、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロサイクリル、またはヘテロシクロキシである;及び
qは0〜4であり、態様によっては0〜2であり、及び態様によっては0〜1である}。そのようなナフテン系化合物の特別な例としては、たとえば1-ナフトエ酸(R4はCOOHであり、及びqは0である);2-ナフトエ酸(R4はCOOHであり、及びqは0である);2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);2-ヒドロキシ-5-ナフトエ酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);2-ヒドロキシ-3-ナフトエ酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);2,6-ナフタレンジカルボン酸(R4はCOOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である);2,3-ナフタレンジカルボン酸(R4はCOOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である);2-ヒドロキシ-ナフタレン(R4はOHであり、及びqは0である);2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である);2-ヒドロキシ-5-ナフトエ酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である);3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である);2-ヒドロキシ-3-ナフトエ酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である);2,6-ジヒドロキシナフタレン(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);2,7-ジヒドロキシナフタレン(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である);1,6-ジヒドロキシナフタレン(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)など並びにその組み合わせが挙げられる。
[0046]組成物中に配合しえるさらに他の添加剤としては、抗菌剤、顔料、酸化防止剤、安定剤、界面活性剤、蝋、固体溶剤(solid solvent)、難燃剤、ドリップ防止剤(anti-drip additive)、並びに特性及び加工性を改善するために添加される他の材料を挙げることができる。実質的に分解することなく液晶ポリマーの加工条件に耐えうる滑剤をポリマー組成物中で使用することもできる。そのような滑剤の例としては、エンジニアリングプラスチック材料の加工で滑剤として一般的に使用されるタイプの脂肪酸エステル、その塩、エステル、脂肪酸アミド、有機リン酸エステル、及び炭化水素蝋、これらの混合物が挙げられる。好適な脂肪酸は典型的には、約12個〜約60個の炭素原子をもつ幹炭素鎖をもち、たとえばミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、モンタン酸、オクタデシン酸(octadecinic acid)、パリンリック酸(parinric acid)などがある。好適なエステルとしては、脂肪酸エステル、脂肪アルコールエステル、ワックスエステル、グリセロールエステル、グリコールエステル及び複合エステルが挙げられる。脂肪酸アミドとしては、脂肪第一アミド(fatty primary amide)、脂肪第二アミド、メチレン及びエチレンビスアミド、並びにアルカノールアミド、たとえばパルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、N,N'-エチレンビスステアラミドなどが挙げられる。脂肪酸の金属塩、たとえばステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなど;炭化水素蝋、たとえばパラフィン蝋、ポリオレフィン及び酸化ポリオレフィン蝋、並びに微結晶質蝋も好適である。特に好適な滑剤は、酸、ステアリン酸の塩またはアミド、たとえばペンタエリスリトールテトラステアレート、ステアリン酸カルシウム、またはN,N'-エチレンビスステアラミドである。使用するとき、(単数または複数種類の)滑剤は典型的には、ポリマー組成物の約0.05重量%〜約1.5重量%、及び態様によっては約0.1重量%〜約0.5重量%を構成する。
[0047]液晶ポリマー、鉱物繊維、及び他の任意選択の添加剤は、ポリマー組成物を形成するために、約250℃〜約450℃、態様によっては約280℃〜約400℃、及び態様によっては約300℃〜約380℃の温度範囲で一緒に溶融加工または溶融ブレンドすることができる。たとえば、成分(たとえば、液晶ポリマー、鉱物繊維など)は、バレル(たとえば円筒状のバレル)内に回転可能に据え付けられ、且つ収納された少なくとも一つのスクリューを含み、供給区分と、スクリューの長さに沿って供給区分から下流に配置された溶融区分とを画定することができる押出機に、個別にまたは組み合わせて供給することができる。
[0053]一度成形したら、ポリマー組成物を、コンパクトカメラモジュールで使用するための成形品に成形することができる。たとえば、成形品は、一成分射出成形プロセスを使用して成形することができ、ここでは乾燥され、予熱されたプラスチック粒子は金型の中に射出される。使用する成形技術にかかわらず、本発明の成形品は、その表面光沢度により表すことができる比較的平滑面をもちうることが発見された。たとえば、約80°〜85°の角度で光沢度計を使用して測定した表面光沢度は、約35%以上、態様によっては約38%以上、及び態様によっては約40%〜約60%でありえる。従来は、そのような平滑面をもつ部品は、十分によい機械的特性ももたないだろうと考えられていた。しかしながら、従来の考えに反して、本発明の成形品は、非常に優れた機械的特性をもつことが知見された。たとえば部品は、高い溶接強度をもつことができ、これはコンパクトカメラモジュールの薄い部品を成形する際に有用である。たとえば、部品は、約10キロパスカル(kPa)〜約100kPa、態様によっては約20kPa〜約80kPa、及び態様によっては約40kPa〜約70kPaの溶接強度を示すことができ、これは、23℃においてISO試験No.527(ASTM D638と技術的に同等)に従って測定した際のピーク応力(peak stress)である。
[0058]溶融粘度:溶融粘度(Pa-s)は、Dynisco LCR7001キャピラリーレオメーターを使用して、融解温度を15℃超える温度(たとえば350℃)及び剪断速度1000s-1で、ISO試験No.11443に従って測定することができる。レオメーターオリフィス(ダイ)は、直径1mm、長さ20mm、L/D比20.1、及び入口角180°を有していた。バレルの直径は9.55mm±0.005mmで、ロッド長さは233.4mmであった。
[0066]サンプル1〜5は、以下の表1に示されているように、様々な割合の液晶ポリマー、珪灰石(Nyglos(登録商標)4Wまたは8)、無水硫酸カルシウム、滑剤(Glycolube(商標)P)、導電性充填材、及び黒色マスターバッチから形成する。黒色マスターバッチは、80重量%液晶ポリマー及び20重量%カーボンブラックを含む。サンプル1〜5では、導電性充填材は炭素繊維を含む。サンプル6では、導電性充填材は黒鉛も含む。最後にサンプル7では、導電性充填材は、イオン液体−すなわち、トリ-n-ブチルメチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)-イミド(FC-4400、3M製)である。各サンプル中の液晶ポリマーは、HBA、HNA、TA、BP及びAPAP、たとえば米国特許第5,508,374号(Leeら)に記載のものから成形する。また比較サンプル(比較サンプル1)は、珪灰石を使用せずに成形する。コンパウンディングは、18-mm一軸押出機を使用して実施する。部品は、サンプルをプラーク(60mm×60mm)に射出成形する。
[0068]サンプル8〜9は、以下の表3に示されているように、様々な割合の液晶ポリマー、珪灰石(Nyglos(登録商標)4W)、滑剤(Glycolube(商標)P)、マイカ、水和アルミナ(ATH)、4,4’-ビフェノール(BP)、及び2,6-ナフタレンジカルボン酸(NDA)から成形する。各サンプル中の液晶ポリマーは、4-ヒドロキシ安息香酸(HBA)、2,6-ヒドロキシナフトエ酸(HNA)、テレフタル酸(TA)、及びハイドロキノン(HQ)、たとえば米国特許第5,969,083号(Longら)に記載のものから成形する。NDAは、ポリマー中、20モル%の量で使用する。比較サンプル(比較サンプル2及び3)も珪灰石を使用せずに成形する。コンパウンディングは、18-mm一軸押出機を使用して実施する。部品は、サンプルをプラーク(60mm×60mm)に射出成形する。
[0070]サンプル10は、以下の表5に示されているように、液晶ポリマー、珪灰石(Nyglos(登録商標)4W)、滑剤(Glycolube(商標)P)、タルク、水和アルミナ(ATH)、4,4’-ビフェノール(BP)、2,6-ナフタレンジカルボン酸(NDA)、及び黒色マスターバッチから成形する。各サンプル中の液晶ポリマーは、4-ヒドロキシ安息香酸(HBA)、2,6-ヒドロキシナフトエ酸(HNA)、テレフタル酸、及び4,4’-ビフェノール(BP)から形成する。HNAは、ポリマー中、20モル%の量で使用する。コンパウンディングは、18-mm一軸押出機を使用して実施する。部品は、サンプルをプラーク(60mm×60mm)に射出成形する。
[0072]サンプル11〜12は、以下の表7に示すように、様々な割合の液晶ポリマー、珪灰石(Nyglos(登録商標)8)、タルク、及び黒色顔料(HCN-LC DU 005)から成形する。各サンプル中の液晶ポリマーは、4-ヒドロキシ安息香酸(HBA)、テレフタル酸(TA)、4,4’-ビフェノール(BP)、2,6-ナフタレンジカルボン酸(NDA)及びハイドロキノン(HQ)、たとえば米国特許第5,969,083号(Longら)に記載のものから成形する。NDAはポリマー中、20モル%の量で使用する。コンパウンディングは18-mm一軸押出機を使用して実施し、珪灰石繊維は、バレルNo.6で添加する。部品は、サンプルをプラーク(60mm×60mm)に射出成形する。
Claims (20)
- 平面基部の上にレンズバレルが据え付けられる一般に平面基部を含むコンパクトカメラモジュールであって、前記基部、バレルまたはその両方は、約500マイクロメートル以下の厚さをもち、且つサーモトロピック液晶ポリマーと複数の鉱物繊維とを含むポリマー組成物から成形され、ここで前記鉱物繊維は、約1〜約35マイクロメートルの中央値幅をもち、ポリマー組成物の約5重量%〜約60重量%を構成する、前記コンパクトカメラモジュール。
- 前記厚さが約100〜約450マイクロメートルである、請求項1に記載のコンパクトカメラモジュール。
- 前記液晶ポリマーが前記組成物の約25重量%〜約95重量%を構成する、請求項1または2に記載のコンパクトカメラモジュール。
- 前記液晶ポリマーが芳香族エステル繰り返し単位を含む、請求項1〜3のいずれかに記載のコンパクトカメラモジュール。
- 前記芳香族エステル繰り返し単位が、芳香族ジカルボン酸繰り返し単位、芳香族ヒドロキシカルボン酸繰り返し単位、またはその組み合わせである、請求項4に記載のコンパクトカメラモジュール。
- 前記ポリマーがさらに芳香族ジオール繰り返し単位を含む、請求項4または5に記載のコンパクトカメラモジュール。
- 前記液晶ポリマーが、4-ヒドロキシ安息香酸、テレフタル酸、ハイドロキノン、4,4’-ビフェノール、アセトアミノフェン、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸またはその組み合わせから誘導される繰り返し単位を含む、請求項1〜6のいずれかに記載のコンパクトカメラモジュール。
- 前記鉱物繊維の少なくとも約60体積%は、約1〜約35マイクロメートルの直径をもつ、請求項1〜7のいずれかに記載のコンパクトカメラモジュール。
- 前記鉱物繊維は約1〜約50のアスペクト比をもつ、請求項1〜8のいずれかに記載のコンパクトカメラモジュール。
- 前記鉱物繊維は約3〜約15マイクロメートルの中央値幅をもつ、請求項1〜9のいずれかに記載のコンパクトカメラモジュール。
- 前記鉱物繊維がケイ酸塩から誘導される繊維を含む、請求項1〜10のいずれかに記載のコンパクトカメラモジュール。
- 前記ケイ酸塩がイノケイ酸塩である、請求項11に記載のコンパクトカメラモジュール。
- 前記イノケイ酸塩が珪灰石を含む、請求項12に記載のコンパクトカメラモジュール。
- 前記鉱物繊維が硫酸塩を含む、請求項1〜10のいずれかに記載のコンパクトカメラモジュール。
- 導電性充填材、ガラス充填材、粘土鉱物、またはその組み合わせをさらに含む、請求項1〜14のいずれかに記載のコンパクトカメラモジュール。
- 官能基を含む化合物をさらに含む、請求項1〜15のいずれかに記載のコンパクトカメラモジュール。
- 官能基を含む前記化合物が、芳香族ジオール、芳香族カルボン酸、またはその組み合わせである芳香族化合物を含む、請求項16に記載のコンパクトカメラモジュール。
- 官能基を含む前記化合物が、水和物である非芳香族化合物を含む、請求項16または17に記載のコンパクトカメラモジュール。
- 前記組成物が、1000s-1の剪断速度及び、前記組成物の融解温度よりも15℃高い温度で、ISO試験No.11443に従って測定して、約0.1〜約80Pa-sの溶融粘度をもつ、請求項1〜18のいずれかに記載のコンパクトカメラモジュール。
- 前記基部、バレルまたはその両方が、入射光角85°で約35%以上の表面光沢度をもつ、請求項1〜19のいずれかに記載のコンパクトカメラモジュール。
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