TW200521183A - Component of signal reading apparatus and component of sensor - Google Patents

Description

200521183 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於藉由具有高耐熱性、同時具有高共振頻率 特性而維持信號讀取控制穩定性之樹脂材料所構成之信號 讀取裝置或感測器之構成組件。 【先前技術】 於近年來之信號讀取裝置，尤其是數位磁碟驅動裝置之 處理資訊的大容量化、高速化，已有崩·新的成果。例如， 有因CD-ROM之磁碟旋轉速度之高倍速化、DVD之普及而達 成的紀錄資訊密度之高密度化等，而M0之信號讀取裝置、 硬碟之信號讀取裝置等亦有相同的傾向。數位磁碟會發生 軸偏、面擺動、旋轉振動等所造成的振動，因此，為了讀 取磁碟之資訊，例如在使用雷射之情況，雷射之焦點與磁 碟上之欲讀取資訊的位置會相對偏移，而發生讀取錯誤。 為了防止此狀況，於習知之信號讀取裝置中雖設有修正振 動等造成之偏移量的機構，然，如上所述，因近年來之數 位磁碟驅動裝置之高速化而造成振動增加，或因振動頻率 之高頻率化或資訊密度之高密度化，曰漸要求信號讀取裝 置之振動衰減特性之提升或共振頻率之高頻率化。因此， 僅靠使用於習知信號讀取裝置之熱可塑性樹脂材料，亦變 得無法獲得安定的讀取性能。 近年來，具有高振動衰減特性及高共振頻率特性的全芳 香族系之液晶性聚合物被大量使用作為構成信號讀取裝置 之樹脂材料，而最近的信號讀取裝置係朝輕薄短小化進 312XP/發明說明書(補件)/94-03/9313 517 ] 5 200521183 展，特別是構成信號讀取裝置之捲繞有電線之線軸等組 件，亦有以樹脂一體成形的情況。為了使電流通過電線， 必須將纏繞於端子的電線終端之被覆材（胺基曱酸酯等） 剝除，連接至電力供給線。作為剝除被覆材之方法，多為 使用浸潰於焊料浴（S ο 1 d e r b a t h )之方法或以手動方式附 加焊料之方法等之情況，而近年來，焊料之無鉛化不斷進 展，焊料溫度之高溫化亦正進行。因此，不僅樹脂端子， 於金屬端子之情況亦同，隨著樹脂組件之輕薄短小化，熱 容易傳導至樹脂組件，因此需要使樹脂部分不熔解變形， 近年來已要求3 0 0 °C以上的耐熱性。又，在軟焊之方法中， 雖然是低溫焊接，作業者的熟練度對樹脂部分的熱影響程 度不同，不熟練的作業者之操作容易有變形等不良問題。 有鑑於以上狀況，構成信號讀取裝置之樹脂組件雖朝·向高 耐熱化進行，但隨著樹脂部分的高耐熱化，具有共振頻率 降低的問題。 又，於感測器類，尤其是角速度感測器等亦有同樣的問 題，要求角速度感測器兼具有高制振性。角速度感測器係 以振動元件與加速度感測器構成，使振動元件以超過 1 0 k Η z的頻率振動，以將旋轉所產生的柯氏力（C 〇 r i ο 1 i s f o r c e )累積之加速度感測器檢測，經過運算處理而求出角 速度。感測器之外殼一般係以樹脂構成，若振動元件之頻 率與外殼之固有振動數一致，則發生共振，無法正確地檢 測出角速度。角速度感測器係應用於汽車導航系統等，若 無法正確檢測出角速度，則導航的功能便喪失。因此，必 6 312XP/發明說明書(補件)/94-03/9313 5171 200521183 入 熱 之 測 取 域 比 \ ° 係 位 位 30 )、 比 例 問 方 須儘可能地提高外殼之固有振動數。又，感測器中亦組 有電路，因進行軟焊，與信號讀取裝置同樣地需要高耐 性。 作為共振頻率的高頻率化之對策，於P 0 w E R公司發行 山田伸志監訂「振動工學入門」中記載，藉由使 |彎曲彈性率 i ~"tbi""" (以下將此值稱為A值） 上升，可上升共振頻率。於是，作為信號讀取裝置及感 器之構成組件，藉由使用A值大的樹脂材料，使信號讀 裝置及感測器的共振頻率上升，以將振動控制頻率廣 化，是一般的作法。 另一方面，為了構成信號讀取裝置及感測器組件的全 香族液晶性聚合物之高耐熱化，雖進行樹脂之單體構成 率的改變，但在習知之方法中，具有共振頻率降低之問寿 例如，於JP-A55 -144024中，提案有一種共聚合聚酯， 由導入自2 -羥基-6 -萘甲酸之構成單位（I)、二羧酸單 (Π )、二醇單位（Π)、自4_羥基苯甲酸導入之構成單 (IV)所構成，並以各20〜40莫耳％、5〜30莫耳％、5〜 莫耳％、1 0〜5 0莫耳％之比例含有構成單位（I )、（ Π (瓜）、（IV )。該共聚合聚酯藉由降低構成單位（I )之 例，使樹脂之对熱性提高，但由於構成單位（I )之比 低，反而具有降低信號讀取裝置及感測器之共振頻率的 題。 為了達成高共振頻率，亦有填充玻璃纖維或碳纖維之 312XP/發明說明書(補件)/94-03/93135 Π1 200521183 法，但在填充玻璃纖維之情況，由於必須大量填充， 在射出成形等加工性方面有問題，且樹脂組成物的比 加，造成信號讀取裝置及感測器本身變重，具有應答 化的問題。又，在填充碳纖維之情況，因為具有導電 於線軸等捲繞著芯的組件之情況無法使用，且碳纖維 非常高價，對於可使用之組件有極大的限制，而由於 成本增加，於利用上亦大幅受限。 【發明内容】 本發明係用以解決上述習知技術之問題點，目的在 供一種樹脂材料，藉由使其具有高耐熱性並具有高共 率特性，以維持適於作為信號讀取裝置或感測器之構 件之信號讀取控制安定性。 本發明人等為了達到上述目的，針對耐熱性優異且 高共振頻率特性之液晶性聚合物材料進行深入檢討， 發現，以將全芳香族聚酯樹脂及/或全芳香族聚酯醯胺 之單體構成比率限定為特定值之比率組合，可有效達 述目的，遂完成本發明。 亦即，本發明係一種信號讀取裝置之構成組件或感 之構成組件，其特徵為，係由總構成單位中含有2，6 -基40莫耳％以上且75莫耳％以下，並在熔融時顯示 異向性之全芳香族聚酯樹脂及/或全芳香族聚酯醯胺 所形成。 此外，本發明係一種信號讀取裝置，其包含由含有 萘殘基40莫耳％以上且75莫耳％以下，並在熔融時 312XP/發明說明書(補件)/94-03/9313 5 ] 71 不只 重增 性惡 性， 本身 造成 於提 振頻 成組 具有 結果 樹脂 成上 測器 萘殘 光學 樹脂 2，6 -顯示 8 200521183 光學異向性之全芳香族聚酯樹脂及/或全芳香族聚酯醯胺 樹脂所形成之構成組件。 又，本發明係關於一種感測器，其包含由含有2，6 -萘殘 基40莫耳％以上且75莫耳％以下，並在熔融時顯示光學 異向性之全芳香族聚酯樹脂及/或全芳香族聚酯醯胺樹脂 所形成之構成組件。 本發明亦揭示上述樹脂作為信號讀取裝置之構成組件 或感測器之構成組件之用途。 【實施方式】 以下詳細說明本發明。於本發明中，作為信號讀取裝置 之構成組件，例如在保持物鏡之透鏡架、磁碟上的資訊與 雷射光束的焦點位置相對偏移之情況，可以舉出作為用以 相應於偏移量而使物鏡動作的線圈的芯之致動器線軸、屬 於支持光拾波器之各組件的組成體之致動器體等，但並不 限定於此等。同樣地，感測器之構成組件可舉出感測器外 殼等，但並不限定於此等。 作為使共振頻率上升之判斷的指標，有前述的A值。若 共振頻率在2 0 k Η z以上，則可判斷為能夠在沒有讀取誤差 的情況下得到安定的性能，而為了達成共振頻率2 0 k Η ζ以 上之目標，必須符合的條件為Α值> 1 2 0 ( Μ P a 1 /2)。另外， 此處所指之彎曲彈性率的測定方法，若考慮實際使用條 件，並不適合使用一般所實行之I S 0 1 7 8來進行測定，而 必須以下述方法進行測定。即，試驗片係使用圖1所示之 1 3 0 m m X 1 3 m m X 0 . 8 m m之試驗片。試驗片必須使用射出成形所 9 312XP/發明說明書(補件)/9(03/93135171 200521183 得者，且若試驗片中存在熔接部位便無法進行 定，因此，用以得到試驗片的鑄口 （ g a t e )數目 個。測定係如圖2所示般，在兩端自由支樓之情；! 跨距（s p a η )為2 0 m m，於試驗片中央部設置壓έ 並進行彎曲。使試驗片彎曲之壓頭速度必須為 1 的極快速度。由於振動現象係速度極快的現象， 彈性率也必須在此種極快的速度下進行測定。 其次，說明使用於本發明之液晶性聚合物。本 用之液晶性聚合物，係指具有可形成光學異象性 性質之熔融加工性聚合物。異向性熔融相之性質 用正交偏光鏡之慣用的偏光檢查法進行確認。 說，異向性熔融相的確認可使用L e i t ζ偏光顯微 置於Leitz熱平台（Leitz hot stage)之炫鬲έ試 環境下以4 0倍之倍率觀察而實施。.可應用於本發 性聚合物係在正交偏光鏡間檢查時，即使處於熔 態，偏光仍可正常穿透，顯示光學異向性。本發 性聚合物係全芳香族聚酯或全芳香族聚酯醯胺， 使用具有於 6 0 °C下以 0 . 1重量％之濃度溶解於 時，極限黏度 （I . V.) 至少為約 2 . 0 d 1 / g、 2 · 0 〜1 0 . 0 d 1 / g 者。 作為可應用於本發明之液晶性聚合物之全芳 或全芳香族聚酯醯胺，較佳的是具有選自芳香 酸、芳香族羥基胺、芳香族二胺所組成群組之至 上的化合物作為構成成分的芳香族聚酯、芳香族专 3】2ΧΡ/發明說明書(補件)/94-03/9313517 ] 正確的測 必須為1 L下進行， i (head) 0 0 m m / m i η 因此彎曲 發明中使 熔融相的 可經由利 更具體地 鏡，將載 料在氮氣 明之液晶 融靜止狀 明之液晶 該等最好 五氟化酚 •更佳為 香族聚酯 族羥基羧 少一種以 1 S旨醯胺。 10 200521183 關於本發明所使用之液晶性聚合物之總構成單位，2，6 -萘殘基必須在4 0莫耳％以上且7 5莫耳％以下。若不滿4 0 莫耳％，則上述A值會在1 2 0 ( Μ P a 1 /2)以下，共振頻率也會 降低至2 0 k Η z以下，無法得到安定的控制。又，若超過7 5 莫耳％ ，則聚合物之加工溫度變得過高，以一般的射出成 形技術難以成形，因此較為不佳。 又，總液晶性聚合物中之4 -羥基苯曱酸含量，以單體成 分在8莫耳％以下為佳。若4 -羥基苯曱酸單體之含量多於 8莫耳％，因與2，6 -萘殘基之平衡的關係，耐熱性會降低。 使用於本發明之全芳香族聚酯或全芳香族聚酯醯胺，除 了限定於總液晶性聚合物中之2，6 -萘殘基之比例以外，並 無其他特別的限制，可使用熟習此項技術者所廣知的用於 液晶性聚合物之一般單體，以聚合、混合、改質等一般的 手法製造。 另外，於本發明所使用之液晶性聚合物中，亦可在不損 及本發明之目的之範圍内，添加一種以上之補強材料；無 機·有機填充劑；氟樹脂或金屬皂類等之離型改良劑；染 料、顏料、碳黑等之著色劑；抗氧化劑；熱安定劑；紫外 線吸收劑；防靜電劑；界面活性劑；高級脂肪酸、高級脂 肪酸酯、高級脂肪酸金屬鹽、氟碳系界面活性劑等具有潤 滑劑效果之配合劑等一般添加劑。 又，本發明使用之液晶性聚合物中，在不損及本發明之 目的的範圍内，亦可調配聚碳酸酯等其他樹脂。 用以得到本發明之液晶性聚合物樹脂材料之原料成分 11 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-03/93 ] 3 5171 200521183 的調配手段並無特別的限制。可將含有成分及視 之硼酸鋁晶鬚等補強材料、無機填充劑、離型改 安定劑等各成分各別供給至熔融混合機；或將此 用靜態混合擾拌器（s t a t i c m i X e r )、研钵、亨歇® 球磨、帶式摻和機（r i b b ο n b 1 e n d e r )等預先混 給至熔融混合機。又，亦可將液晶性聚合物樹脂 分別供給至熔融混合機並粒狀化，在粒狀的狀態 組合混合，做成所需的調配量。 本發明之液晶性聚合物樹脂材料適合利用於 裝置及感測器之構成組件，尤其是數位式磁碟驅 組件、水晶角速度感測器用組件等。 (實施例） 以下，根據實施例，更具體地說明本發明，但 不限定於該等。另外，實施例中之物性的測定及 如下方法進行。 (1 )共振頻率之測定 於圖 3所示之CD-ROM光拾波器之定位磁電路 入白色雜訊電信號，使拾波器振動，測定共振點 測定圖表之例係示於圖 4。測定圖中2次共振點 若該值為2 0 k Η z以上便可判斷為無讀取誤差且具 讀取性能，因此以2 0 k Η ζ為判斷指標。 (2 )彎曲彈性率之測定 如前所述，若考慮實際使用條件，並不適合使 實行之I S 0 1 7 8來進行測定，因此以射出成形來 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-03/9313 5171 需要使用 良劑、熱 等原料利 丨攪拌器、 合後再供 與添加劑 下將該等 信號讀取 動裝置用 本發明並 試驗係以 的線圈輸 之頻率。 之頻率， 有安定的 用一般所 成形圖1 12 200521183 所示之130mmxl3mmx0.8mm之試驗片（鑄口數為1個，鑄口 位置係如圖1所示般定為試驗片的長度方向末端部），測定 係如圖 2所示般，在兩端自由支樓之情況下，使跨距為 20mm ^於試驗片中央部設置壓頭並進行彎曲（使試驗片彎 曲之壓頭速度為100mm/min)。 (3 )熱變形溫度之測定 以I S 0 7 5 / A為基準，以測定壓力1 . 8 Μ P a進行測定。 (4 )感測器之動作試驗 與上述C D - R Ο Μ光拾波器（圖3 )之共振頻率測定分開， 進行汽車導航用角速度感測器之動作試驗。 〈參考例1 (聚合物Α之製造）> 在具備攪拌機、迴流管柱、單體加入口 、氮氣導入口、 減壓/流出管線之聚合容器中，裝入166g之2 -經基-6-萘 曱酸、76g之對苯二甲酸、86g之4，4’ -二經基聯S分、5g 之4 -羥基苯甲酸、22. 5mg之醋酸鉀、191g之醋酸酐後， 將反應系統之溫度上升至1 4 0 °C，在1 4 0 °C下反應1小時。 之後，再以5. 5小時之時間升溫至3 6 0 °C，以3 0分鐘之時 間減壓至5 T 〇 r r (即6 6 7 P a )，一邊將副產物醋酸、過量的 醋酸酐、其他低沸點成分餾出，一邊進行熔融聚縮和。當 攪拌力矩達到一定的值後，導入氮氣，自減壓狀態經過常 壓而變成加壓狀態，自聚合容器之下方排出聚合物，將排 出物（s t r a n d )予以造粒而粒狀化，得到聚合物 A。聚合 物A之單體4 -羥基苯曱酸含量為2莫耳％，熔點為3 5 2 °C。 〈參考例2 (聚合物B之製造）> 13 312XP/發明說明書(補件)/94-03/9313 5171 200521183 於參考例1之聚合容器中，裝入2 6 6 g之2 -羥基-6 -萘曱 酸、66g之對苯二曱酸、60g之4 -丙氧胺基酚、22.5mg之 醋酸鉀、1 6 7 g之醋酸酐後，將反應系統之溫度上升至1 4 0 °C ，在1 4 0 °C下反應1小時。之後，以與參考例1同樣的 方法聚合，得到聚合物B。聚合物B不含4 -羥基苯甲酸作 為單體，熔點為2 8 0 °C 。 〈參考例3 (聚合物C之製造）> 於參考例1之聚合容器中，裝入1 8 4 g之4 -羥基苯曱酸、 55g之對苯二曱酸、18g之間苯二曱酸、83g之4,4’ -二羥 基聯酚、2 2 . 5 m g之醋酸鉀、2 3 1 g之醋酸酐後，將反應系統 之溫度上升至1 4 0 °C，在1 4 (TC下反應1小時。之後，以與 參考例1同樣的方法進行聚合，得到聚合物C。聚合物C 之單體4 -羥基苯曱酸含量為6 0莫耳％ ，熔點為3 3 5 °C 。 <參考例4 (聚合物D之製造）> 於參考例1之聚合容器中，裝入114g之2 -羥基-6 -萘曱 酸、226g之4 -羥基苯甲酸、22.5mg之醋酸鉀、234g之醋 酸酐後，將反應系統之溫度上升至1 4 0 °C，在1 4 0 °C下反應 1小時。之後，以與參考例1同樣的方法進行聚合，得到 聚合物D。聚合物D之單體4 -羥基苯曱酸含量為 73莫耳 % ，熔點為2 8 0 °C 。 (實施例1〜2、比較例1〜2 ) 相對於參考例 1〜4所得之各聚合物（A、B、C、D ) 7 0 重量份，添加玻璃纖維（纖維直徑1 0 // m ) 3 0重量份，以 雙軸擠壓機進行熔融混練，將所得物進行股切 （strand 14 312XP/發明說明補件)/94-03/93135171 200521183 cutting)，作成粒狀物。由此粒狀物，使用射出成形機作 成用於上述試驗之試驗片，進行評價。結果示於表1。 (表1 ) 彎曲彈性率（MPa) 比重 A 值(MPa丨/2) 2次共振頻率（kHz) 熱變形溫度（°C) 實施例1 25520 1.62 125.5 20.5 335 實施例2 28792 1.61 133.7 21.8 240 比較例1 21082 1.61 114.4 18.8 284 比較例2 23475 1.62 119.7 19.7 240 由表1之結果可知，經由使用實施例1〜2之液晶聚合物 材料，可得到共振頻率2 0 k Η z以上且讀取誤差小的信號讀 取裝置。 此外，對利用實施例1〜2、比較例1〜2之液晶性聚合物 材料作成之汽車導航用角速度感測器進行動作試驗，於比 較例 1〜2 之情況，會發生讀取誤差而無法進行正確的動 作，而實施例1〜2則可無問題地動作。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示使用於本發明之彎曲彈性率測定用試驗片與 其射出成形用鑄口 （gate)位置之圖。 圖2係顯示本發明之彎曲彈性率測定之具體狀況之圖。 圖3係顯示用於本發明之共振頻率之測定之C D - R 0 Μ光 拾波器之圖。 圖4係顯示本發明之共振頻率之測定圖形之例。 15 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-03/9313 5171

Claims (1)

1. 200521183 十、申請專利範圍： 1 . 一種信號讀取裝置之構成組件，其特徵為，係由含有 2 ,6-萘殘基40莫耳％以上且75莫耳％以下，並於熔融時 顯示光學異向性之全芳香族聚酯樹脂及/或全芳香族聚酯 醯胺樹脂所形成。 2 .如申請專利範圍第1項之信號讀取裝置之構成組件， 其中，於熔融時顯示光學異向性之全芳香族聚酯樹脂及/ 或全芳香族聚酯醯胺樹脂中之4 -羥基苯甲酸含量，係以單 體成分計為8莫耳％以下。 3. 如申請專利範圍第1或2項之信號讀取裝置之構成組 件，其中，信號讀取裝置為數位磁碟讀取裝置。 4. 一種感測器之構成組件，其特徵為，係由含有 2，6 -萘殘基40莫耳％以上且75莫耳％以下，並於熔融時顯示 光學異向性之全芳香族聚酯樹脂及/或全芳香族聚酯醯胺 樹脂所形成。 5 .如申請專利範圍第4項之感測器之構成組件，其中， 於熔融時顯示光學異向性之全芳香族聚酯樹脂及/或全芳 香族聚酯醯胺樹脂中之4 -羥基苯曱酸含量，係以單體成分 計為8莫耳％以下。 6 .如申請專利範圍第4或5項之感測器之構成組件，其 中，感測器為角速度感測器。 7. —種信號讀取裝置，其特徵為，包含由含有2，6 -萘殘 基40莫耳％以上且75莫耳％以下，並於熔融時顯示光學 異向性之全芳香族聚酯樹脂及/或全芳香族聚酯醯胺樹脂 16 312XP/發明說明書(補件)/94-03/9313 5171 200521183 所形成之構成組件。 8 . —種感測器，其特徵為，包含由含有 2，6 -萘殘基4 0 莫耳％以上且7 5莫耳％以下，並於熔融時顯示光學異向性 之全芳香族聚酯樹脂及/或全芳香族聚酯醯胺樹脂所形成 之構成組件。 17 312XP/發明說明書(補件)/94-03/93 Π 5171