TW201542346A - 相機模組 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種相機模組，其含有自聚合物組合物形成之模製零件(例如，大致平面的基座、安裝於該基座上之鏡筒等)。該聚合物組合物包含液晶聚合物及具有基於莫氏硬度標度(Mohs hardness scale)約2.5或更大之硬度值的無機微粒。

Description

相機模組 相關申請案
本申請案主張2014年4月9日申請之美國臨時申請案第61/977,168號之優先權，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
相機模組(或組件)通常用於行動電話、膝上型電腦、數位相機、數位視訊攝影機等。實例包含例如包含安裝至基座之鏡筒、數位相機快門模組、數位相機、打獵相機、醫學相機、監視相機等之組件之小型相機模組。已做出各種嘗試使用芳族聚合物來形成用於相機模組之模製零件。最近，例如，已嘗試使用具有高耐熱性之液晶聚合物。為改良此類聚合物之機械性質，已知可添加片狀物質(例如，滑石)及磨碎玻璃。雖然可以此種方式改良強度及彈性模量，但嘗試在小型相機模組中使用此類材料時仍遇到問題。例如，模製零件之外部或「皮膚」層趨於極易剝離，此可在裝配相機模組期間導致微粒產生及差生產率。此外，亦據信皮膚層之剝離趨勢導致對相機模組之其他組件之差黏附性。
因此，需要可輕易用於相機模組之模製零件中且仍達成良好機械性質及黏附強度之聚合物組合物。
根據本發明之一項實施例，揭示包括模製零件之相機模組。該模製零件係自包括熱致液晶聚合物及具有基於莫氏硬度標度約2.5或 更大之硬度值之無機微粒的聚合物組合物形成。該等無機微粒具有自約0.1至約35微米之中數寬度。
根據本發明之另一實施例，揭示一種聚合物組合物，其包括自約25重量%至約95重量%之至少一種熱致液晶聚合物、自約1重量%至約40重量%之礦物纖維及自約3重量%至約60重量%之具有基於莫氏硬度標度約2.5或更大之硬度值的無機微粒。該等無機微粒具有自約0.1至約35微米之中數寬度。
下文將更詳細地闡述本發明之其他特徵及態樣。
40‧‧‧料斗
42‧‧‧料斗
80‧‧‧單螺桿擠壓機
114‧‧‧套筒
120‧‧‧螺桿
124‧‧‧驅動裝置
132‧‧‧進料區
134‧‧‧熔融區
136‧‧‧混合區
144‧‧‧輸出端
502‧‧‧熱絕緣罩
504‧‧‧透鏡總成
506‧‧‧基座
508‧‧‧主板
510‧‧‧聚合物膜
601‧‧‧電路
602‧‧‧影像感測器
604‧‧‧透鏡
本發明之完整及可實施性揭示內容(包含熟習此項技術者已知的其最佳模式)係描述於更特定言之本說明書之剩餘部分(包含參考隨附圖式)中，其中：圖1-2係可根據本發明之一項實施例形成之小型相機模組(「CCM」)的透視圖及正視圖；及圖3係可用以形成本發明之聚合物組合物之擠壓機螺桿之一項實施例的示意性說明圖。
一般技術者當瞭解本討論僅係示例性實施例之描述，且無意限制本發明之更廣泛態樣。
一般而言，本發明係關於相機模組，諸如彼等常用於無線通訊裝置(例如，行動電話)中者。該相機模組含有自聚合物組合物形成之模製零件(例如，大致平面的基座、安裝於該基座上之鏡筒等)。該聚合物組合物包含液晶聚合物及具有基於莫氏硬度標度約2.5或更大，在一些實施例中約3.0或更大，在一些實施例中自約3.0至約11.0，在一些實施例中自約3.5至約11.0，及在一些實施例中自約4.5至約6.5之硬度值的無機微粒。具有此類硬度值之無機微粒之實例可包含例如諸 如碳酸鈣(CaCO3，莫氏硬度係3.0)或鹼式碳酸銅(Cu2CO3(OH)2，莫氏硬度係4.0)之碳酸鹽；諸如氟化鈣(CaFl2，莫氏硬度係4.0)之氟化物；諸如焦磷酸鈣((Ca2P2O7，莫氏硬度係5.0)、無水磷酸二鈣(CaHPO4，莫氏硬度係3.5)或水合磷酸鋁(AlPO4．2H2O，莫氏硬度係4.5)之磷酸鹽；諸如二氧化矽(SiO2，莫氏硬度係6.0)、矽酸鋁鉀(KAlSi3O8，莫氏硬度係6)或矽酸銅(CuSiO3．H2O，莫氏硬度係5.0)之矽酸鹽；諸如硼矽酸鈣氫氧化物(Ca2B5SiO9(OH)5，莫氏硬度係3.5)之硼酸鹽；氧化鋁(AlO2，莫氏硬度係10.0)；諸如硫酸鈣(CaSO4，莫氏硬度係3.5)或硫酸鋇(BaSO4，莫氏硬度係自3至3.5)之硫酸鹽等等及其組合。該等無機微粒亦具有自約0.1至約35微米，在一些實施例中自約2至約20微米，在一些實施例中自約3至約15微米，及在一些實施例中自約7至約12微米之中數寬度(例如，直徑)。該等無機微粒亦可具有窄尺寸分佈。即，至少約60體積%之該等微粒，在一些實施例中至少約70體積%之該等微粒，及在一些實施例中，至少約80體積%之該等微粒可具有在上述提及之範圍內的尺寸。
不希望受理論限制，本發明者已出乎意料地發現具有諸如上文描述之特定硬度值及尺寸之無機微粒可對所得模製零件之機械強度、黏附性強度及表面平滑度具有增效效應。亦可選擇性地控制無機微粒之相對量以助於在形成模製零件時達成所需機械性質而不對組合物之其他性質(諸如其平滑度)造成不利影響。例如，該等無機微粒通常構成該聚合物組合物之自約3重量%至約60重量%，在一些實施例中自約10重量%至約50重量%，及在一些實施例中，自約20重量%至約40重量%。雖然該等液晶聚合物之濃度通常可基於其他可選組分之存在而變化，但其等通常以自約25重量%至約95重量%，在一些實施例中自約30重量%至約80重量%，及在一些實施例中，自約40重量%至約70重量%之量存在。
因此，通過以選擇性控制之濃度使用某些類型之無機微粒，本發明者已發現所得聚合物組合物可達成聚合物皮膚層之較少分層，此使其特別適合相機模組之小模製零件(例如，基座、鏡筒等)。例如，該基座可具有約500微米或更小，在一些實施例中自約10至約450微米，及在一些實施例中，自約20至約400微米之厚度。同樣，該鏡筒可具有約500微米或更小，在一些實施例中自約10至約450微米，及在一些實施例中，自約20至約400微米之壁厚度。
現將更詳細地描述本發明之各種實施例。
I.液晶聚合物
該熱致液晶聚合物通常具有允許其有效填充模之小空間之高結晶度。合適之熱致液晶聚合物可包含芳族聚酯、芳族聚(酯醯胺)、芳族聚(碳酸酯)、芳族聚醯胺等，且亦可含有自一個或多個芳族羥基羧酸、芳族二羧酸、芳族二酚、芳族胺基羧酸、芳族胺、芳族二胺等及其組合形成的重複單元。
液晶聚合物達到擁有棒狀結構且在其熔融狀態(例如，熱致性向列態)下展示液晶行為的程度通常被歸為「熱致性」。如此項技術中已知，此類聚合物可自一或多種類型之重複單元形成。該液晶聚合物可例如含有一或多種芳族酯重複單元，其量通常佔該聚合物之約60莫耳%至約99.9莫耳%，在一些實施例中自約70莫耳%至約99.5莫耳%，及在一些實施例中，自約80莫耳%至約99莫耳%。通常可藉由下式(I)表示芳族酯重複單元：
其中， 環B係經取代或未經取代之6員芳基(例如，1,4-伸苯基或1,3-伸苯基)、稠合至經取代或未經取代之5或6員芳基之經取代或未經取代之6員芳基(例如，2,6-萘)、或連接至經取代或未經取代之5或6員芳基之經取代或未經取代之6員芳基(例如，4,4-伸聯苯基)；及Y1及Y2獨立地係O、C(O)、NH、C(O)HN或NHC(O)。
通常，Y1及Y2中之至少一個係C(O)。此類芳族酯重複單元之實例可包含例如芳族二羧酸重複單元(式I中之Y1及Y2係C(O))、芳族羥基羧酸重複單元(式I中之Y1係O及Y2係C(0))及其各種組合。
例如，可使用衍生自諸如以下芳族二羧酸之芳族二羧酸重複單元：對苯二甲酸、間苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、二苯醚-4,4'-二羧酸、1,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、4,4'-二羧基聯苯、雙(4-羧苯基)醚、雙(4-羧苯基)丁烷、雙(4-羧苯基)乙烷、雙(3-羧苯基)醚、雙(3-羧苯基)乙烷等及其烷基、烷氧基、芳基及鹵素取代物及其組合。特別合適之芳族二羧酸可包含例如對苯二甲酸(「TA」)、間苯二甲酸(「IA」)及2,6-萘二羧酸(「NDA」)。當使用時，衍生自芳族二羧酸(例如，IA、TA及/或NDA)之重複單元通常構成該聚合物之約5莫耳%至約60莫耳%，在一些實施例中自約10莫耳%至約55莫耳%，及在一些實施例中自約15莫耳%至約50莫耳%。
亦可使用衍生自諸如以下芳族羥基羧酸之芳族羥基羧酸重複單元：4-羥基苯甲酸、4-羥基-4'-聯苯羧酸、2-羥基-6-萘甲酸、2-羥基-5-萘甲酸、3-羥基-2-萘甲酸、2-羥基-3-萘甲酸、4'-羥苯基-4-苯甲酸、3'-羥苯基-4-苯甲酸、4'-羥苯基-3-苯甲酸等及其烷基、烷氧基、芳基及鹵素取代物及其組合。特別合適之芳族羥基羧酸係4-羥基苯甲酸(「HBA」)及6-羥基-2-萘甲酸(「HNA」)。當使用時，衍生自羥基羧酸(例如，HBA及/或HNA)之重複單元通常構成該聚合物之約10莫耳%至約85莫耳%，在一些實施例中自約20莫耳%至約80莫耳%，及 在一些實施例中自約25莫耳%至約75莫耳%。
亦可在該聚合物中使用其他重複單元。例如，在某些實施例中，可使用衍生自諸如以下芳族二酚之重複單元：氫醌、間苯二酚、2,6-二羥基萘、2,7-二羥基萘、1,6-二羥基萘、4,4'-二羥基聯苯(或4,4’-聯苯酚)、3,3'-二羥基聯苯、3,4'-二羥基聯苯、4,4'-二羥基聯苯醚、雙(4-羥苯基)乙烷等及其烷基、烷氧基、芳基及鹵素取代物及其組合。特別合適之芳族二酚可包含例如氫醌(「HQ」)及4,4’-聯苯酚(「BP」)。當使用時，衍生自芳族二酚(例如，HQ及/或BP)之重複單元通常構成該聚合物之約1莫耳%至約30莫耳%，在一些實施例中自約2莫耳%至約25莫耳%，及在一些實施例中自約5莫耳%至約20莫耳%。亦可使用諸如彼等衍生自芳族醯胺(例如，乙醯胺苯酚(「APAP」))及/或芳族胺(例如，4-胺基苯酚(「AP」)、3-胺基苯酚、1,4-伸苯基二胺、1,3-伸苯基二胺等)之重複單元。當使用時，衍生自芳族醯胺(例如，APAP)及/或芳族胺(例如，AP)之重複單元通常構成該聚合物之約0.1莫耳%至約20莫耳%，在一些實施例中自約0.5莫耳%至約15莫耳%，及在一些實施例中，自約1莫耳%至約10莫耳%。亦應瞭解可將各種其他單體重複單元併入該聚合物中。例如，在某些實施例中，該聚合物可含有一個或多個衍生自諸如脂族或環脂族羥基羧酸、二羧酸、二酚、醯胺、胺等非芳族單體的重複單元。當然，在其他實施例中，該聚合物可係缺少衍生自非芳族(例如，脂族或環脂族)單體之重複單元之「全芳族」。
雖然不一定需要，但該液晶聚合物可係「低級環烷」聚合物，其在某種程度上含有最少量的衍生自環烷羥基羧酸及環烷二羧酸(諸如萘-2,6-二羧酸(「NDA」)、6-羥基-2-萘甲酸(「HNA」)或其組合)的重複單元。即，衍生自環烷羥基羧酸及/或二羧酸(例如，NDA、HNA或HNA及NDA之組合)之重複單元的總量通常不超過該聚合物之30莫 耳%，在一些實施例中不超過約15莫耳%，在一些實施例中不超過約10莫耳%，在一些實施例中不超過約8莫耳%，及在一些實施例中自0莫耳%至約5莫耳%(例如，0莫耳%)。儘管缺少高濃度之習知環烷酸，但據信所得「低級環烷」聚合物仍可展示良好熱及機械性質。
在一項特定實施例中，該液晶聚合物可自衍生自4-羥基苯甲酸(「HBA」)及對苯二甲酸(「TA」)及/或間苯二甲酸(「IA」)及各種其他可選成分之重複單元形成。衍生自4-羥基苯甲酸(「HBA」)之重複單元可構成該聚合物之約10莫耳%至約80莫耳%，在一些實施例中自約30莫耳%至約75莫耳%，及在一些實施例中自約45莫耳%至約70莫耳%。衍生自對苯二甲酸(「TA」)及/或間苯二甲酸(「IA」)之重複單元亦可構成該聚合物之約5莫耳%至約40莫耳%，在一些實施例中自約10莫耳%至約35莫耳%，及在一些實施例中自約15莫耳%至約35莫耳%。亦可使用衍生自4,4’-聯苯酚(「BP」)及/或氫醌(「HQ」)的重複單元，其量佔該聚合物之約1莫耳%至約30莫耳%，在一些實施例中自約2莫耳%至約25莫耳%，及在一些實施例中自約5莫耳%至約20莫耳%。其他可能之重複單元可包含彼等衍生自6-羥基-2-萘甲酸(「HNA」)、2,6-萘二羧酸(「NDA」)及/或乙醯胺苯酚(「APAP」)者。在某些實施例中，例如，當使用時，衍生自HNA、NDA及/或APAP之重複單元可各構成該聚合物之約1莫耳%至約35莫耳%，在一些實施例中自約2莫耳%至約30莫耳%，及在一些實施例中自約3莫耳%至約25莫耳%。
不考慮該聚合物之特定成分及性質，可藉由將用以形成酯重複單元(例如，芳族羥基羧酸、芳族二羧酸等)及/或其他重複單元(例如，芳族二酚、芳族醯胺、芳族胺等)之芳族單體首先引入反應容器中以引發聚縮合反應來製備該液晶聚合物。此類反應中所使用之特定條件及步驟係熟知，且可更詳細地描述於Calundann之美國專利案第4,161,470號；Linstid,III等人之美國專利案第5,616,680號；Linstid, III，等人之美國專利案第6,114,492號；Shepherd等人之美國專利案第6,514,611號；及Waggoner之WO 2004/058851中。用於該反應之容器無特別限制，但通常希望使用常用於高黏度流體之反應中之容器。此類反應容器之實例可包含攪拌罐型裝置，其具有配備有形狀可變之攪拌刀片(諸如錨型、多段型、螺旋帶型、螺桿軸型等或其改良形狀)之攪拌器。此類反應容器之其他實例可包含常用於樹脂捏合之混合裝置，諸如捏合機、輥磨機、班伯里(Banbury)混煉機等。
若需要，可通過此項技術已知的單體之乙醯化作用來進行該反應。可藉由向該等單體添加乙醯化劑(例如，乙酐)完成此反應。通常在約90℃之溫度下引發乙醯化作用。在乙醯化作用之初始階段期間，可使用回流以使氣相溫度維持在低於乙酸副產物及酐開始蒸餾之溫度。乙醯化作用期間之溫度通常在90℃至150℃間，及在一些實施例中自約110℃至約150℃。若使用回流，則該氣相溫度通常超過乙酸沸點，但仍低至足以保留剩餘之乙酐。例如，乙酐在約140℃之溫度下蒸發。因此，特別需要提供具有在自約110℃至約130℃之溫度下氣相回流的反應器。為確保大體上完成反應，可使用過量乙酐。過量酐之量將取決於所使用之特定乙醯化作用之條件(包含有無回流)而變化。使用基於存在之反應物羥基之總莫耳計約1至約10莫耳%過量之乙酐並不鮮見。
可在各別反應容器中發生乙醯化作用，或其可在聚合作用反應容器內原位發生。當使用各別反應器容器時，可將該等單體中之一者或多者引入該乙醯化作用反應器中且接著轉移至該聚合作用反應器中。同樣，亦可將該等單體中之一者或多者直接引入該反應器容器中而無需進行預乙醯化作用。
除該等單體及可選乙醯化劑外，亦可在該反應混合物內引入其他組分以幫助促進聚合作用。例如，可視需要使用觸媒，諸如金屬鹽 觸媒(例如，乙酸鎂、乙酸錫(I)、鈦酸四丁酯、乙酸鉛、乙酸鈉、乙酸鉀等)及有機化合物觸媒(例如，N-甲基咪唑)。此類觸媒通常以基於循環單元前驅物總重量之約50至約500ppm之量使用。當使用各別反應器時，通常需要向乙醯化作用反應器而非聚合作用反應器中施用該觸媒，然而此非必須的。
通常在聚合作用反應器容器內將反應混合物加熱至高溫以引發反應物之熔融聚縮合反應。聚縮合反應可發生在例如自約250℃至約400℃，在一些實施例中自約280℃至約395℃，及在一些實施例中自約300℃至約380℃之溫度範圍內。例如，用於形成液晶聚合物之一種合適之技術可包含：將前驅物單體及乙酐裝入反應器中；加熱混合物至約90℃至約150℃之溫度以使該等單體之羥基乙醯化(例如，形成乙醯氧基)；及然後使溫度升至約250℃至約400℃以進行熔融聚縮合反應。當接近最終聚合作用溫度時，亦可移除反應之揮發性副產物(例如，乙酸)使得易於達成所需分子量。通常在聚合作用期間攪拌反應混合物以確保良好之熱量及質量轉移，及進一步確保良好之材料均勻性。攪拌器之轉速可在反應過程中變化，但通常在自約10至約100轉/分鐘(「rpm」)，及在一些實施例中自約20至約80rpm。為建立熔融物之分子量，亦可在真空下進行聚合反應，施加真空會促進移除在聚縮合之最終階段期間形成之揮發物。可藉由施加吸入壓力(諸如自約5至約30磅/平方英寸(「psi」)，及在一些實施例中自約10至約20psi)來建立真空。
在熔融聚合作用後，通常可通過裝有所需組態之模具之擠壓孔自反應器中排出熔融聚合物，將其冷卻並收集。通常，通過有孔模具排出熔融物以形成股並置於水浴中，製粒並乾燥。在一些實施例中，亦可對經熔融聚合之聚合物進行後續固態聚合作用法以進一步增加其分子量。可在氣體(例如，空氣、惰性氣體等)存在下進行該固態聚合 作用。合適之惰性氣體可包含例如氮、氦、氬、氖、氪、氙等及其組合。固態聚合作用反應器容器可具有使聚合物維持在所需固態聚合作用溫度下達所需滯留時間之實質上任何設計。此類容器之實例可係彼等具有固定床、靜態床、移動床、流體化床等者。進行固態聚合作用之溫度可變化，但通常在自約250℃至約350℃之範圍內。當然，聚合作用時間將基於溫度及目標分子量而變化。然而，在大多數情況下，固態聚合作用時間將係自約2至約12小時，及在一些實施例中自約4至約10小時。
II.其他成分
A.礦物纖維
若需要，則該聚合物組合物亦可含有複數種礦物纖維(亦稱為「晶鬚」)。此類礦物纖維之實例包含彼等衍生自以下各物者：諸如島狀矽酸鹽、儔矽酸鹽、鏈矽酸鹽(例如，諸如矽灰石之鏈矽酸鈣；諸如透閃石之鏈矽酸鈣鎂；諸如陽起石之鏈矽酸鈣鎂鐵；諸如直閃石之鏈矽酸鎂鐵等)、頁矽酸鹽(例如，諸如山軟木石之頁矽酸鋁)、網矽酸鹽等之矽酸鹽；諸如硫酸鈣(例如，脫水或無水石膏)之硫酸鹽；礦物綿(例如，石棉或渣棉)等者。以鏈矽酸鹽諸如購自Nyco Minerals之商品名為NYGLOS®(例如，NYGLOS® 4W或NYGLOS® 8)之矽灰石纖維特別合適。
該等礦物纖維可具有自約0.1至約35微米，在一些實施例中自約2至約20微米，在一些實施例中自約3至約15微米，及在一些實施例中，自約7至約12微米之中數寬度(例如，直徑)。該等礦物纖維亦可具有窄尺寸分佈。即，至少約60體積%之該等纖維，在一些實施例中至少約70體積%之該等纖維，及在一些實施例中至少約80體積%之該等纖維可具有在上述提及範圍內之尺寸。不希望受理論限制，據信具有上文指出之尺寸特徵之礦物纖維更易移動通過模製設備，此增強在 聚合物基材內之分佈並最小化表面缺陷之產生。除具有上文提及之尺寸特徵外，該等礦物纖維亦可具有相對高之縱橫比(平均長度除以中數寬度)以幫助進一步改良所得聚合物組合物之機械性質及表面品質。例如，該等礦物纖維可具有自約1至約50，在一些實施例中自約2至約20，及在一些實施例中自約4至約15之縱橫比。此類礦物纖維之體積平均長度可例如在自約1至約200微米，在一些實施例中自約2至約150微米，在一些實施例中自約5至約100微米，及在一些實施例中自約10至約50微米之範圍內。
亦可選擇性控制該等礦物纖維在聚合物組合物中之相對量以助於在形成模製零件時達成所需機械性質而不對該組合物之其他性質(諸如其平滑度)造成不利影響。例如，礦物纖維通常構成該聚合物組合物之約1重量%至約40重量%，在一些實施例中自約2重量%至約30重量%，及在一些實施例中，自約5重量%至約20重量%。
B.導電填料
可在該聚合物組合物中使用導電填料以幫助減小在模製操作、運輸、收集、裝配等期間產生靜電荷之趨勢。事實上，存在上述控制尺寸及量之無機微粒可增強導電填料分散於液晶聚合物基材內之能力，從而容許使用相對低濃度之導電填料來達成所需之抗靜電性質。然而，因為其係以相對低濃度使用，因此可使對熱及機械性質之影響最小化。對此，當使用時，導電填料通常構成該聚合物組合物之自約0.1重量%至約30重量%，在一些實施例中自約0.3重量%至約20重量%，在一些實施例中自約0.4重量%至約5重量%，及在一些實施例中，自約0.5重量%至約1.5重量%。
通常可在該聚合物組合物中使用各種導電填料中之任何一者以幫助改良其抗靜電特性。合適之導電填料之實例可包含例如金屬微粒(例如，鋁薄片)、金屬纖維、碳微粒(例如，石墨、膨脹石墨、石墨 烯、碳黑、石墨化碳黑等)、奈米碳管、碳纖維等等。碳纖維及碳微粒(例如，石墨)係特別合適。當使用時，合適之碳纖維可包含瀝青基碳(例如，焦油瀝青)、聚丙烯腈基碳、金屬塗層碳等。理想上，該等碳纖維具有高純度，即其等具有相對高之碳含量，諸如約85重量%或更多，在一些實施例中係約90重量%或更多，及在一些實施例中，約93重量%或更多之碳含量。例如，該碳含量可係至少約94重量%，諸如至少約95重量%，諸如至少約96重量%，諸如至少約97重量%，諸如甚至至少約98重量%。該碳純度通常係小於100重量%，諸如小於約99重量%。該等碳纖維的密度通常係自約0.5至約3.0g/cm3，在一些實施例中自約1.0至約2.5g/cm3，及在一些實施例中自約1.5至約2.0g/cm3。
在一項實施例中，以最少纖維斷裂的方式將碳纖維併入基材中。甚至當使用具有約3mm初始長度之纖維時，該等纖維在模製後之體積平均長度通常可係自約0.1mm至約1mm。亦可選擇性控制碳纖維在最終聚合物組合物中之平均長度及分佈以達成在液晶聚合物基材內之更佳之連接及電通路。該等纖維之平均直徑可係自約0.5至約30微米，在一些實施例中自約1至約20微米，及在一些實施例中自約3至約15微米。
為改良於聚合物基材內之分散性，可使用上漿劑至少部分塗佈碳纖維，該上漿劑增加碳纖維與液晶聚合物之相容性。該上漿劑係穩定，使得其在模製液晶聚合物之溫度下不熱降解。在一項實施例中，該上漿劑可包含諸如芳族聚合物之聚合物。例如，該芳族聚合物可具有大於約300℃，諸如大於約350℃，諸如大於約400℃的熱分解溫度。如本文使用，材料之熱分解溫度係如根據ASTM測試E 1131(或ISO測試11358)測定之該材料在熱重分析期間之損失其5%質量時的溫度。該上漿劑亦可具有相對高之玻璃轉換溫度。例如，該上漿劑之玻 璃轉換溫度可係大於約300℃，諸如大於約350℃，諸如大於約400℃。該上漿劑之特定實例包含聚醯亞胺聚合物、包含全芳族聚酯聚合物之芳族聚酯聚合物、及高溫環氧聚合物。在一項實施例中，該上漿劑可包含液晶聚合物。該上漿劑可以至少約0.1重量%之量，諸如以至少0.2重量%之量，諸如以至少約0.1重量%之量存在於纖維上。該上漿劑通常以小於約5重量%之量，諸如以小於約3重量%之量存在。
另一合適之導電填料係離子液體。此類材料之一益處係該離子液體除具有導電性以外亦可在熔融處理期間以液體形式存在，此允許其更均勻地摻合於液晶聚合物基材內。此改良導電性且由此增強該組合物自其表面迅速驅散靜電荷的能力。
該離子液體通常係具有足夠低熔融溫度之鹽，使得在與該液晶聚合物熔融處理時，其可呈液體形式。例如，該離子液體之熔融溫度可係約400℃或更低，在一些實施例中係約350℃或更低，在一些實施例中自約1℃至約100℃，及在一些實施例中，自約5℃至約50℃。該鹽含有陽離子物質及相對離子。該陽離子物質含有具有至少一個雜原子(例如，氮或磷)作為「陽離子中心」之化合物。此類雜原子化合物之實例包含例如具有下列結構之季鎓：
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8係獨立地選自由以下各物組成之群：氫；經取代或未經取代之C1-C10烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基等)；經取代或未經取代之C3-C14環烷基(例如，金剛烷基、環丙基、環丁基、環戊基、環辛基、環己烯基等)；經取代或未經取代之C1-C10烯基(例如，乙烯、丙烯、2-甲基丙烯、戊二烯亞戊基等)；經取代或未經取代之C2-C10炔基(例如，乙炔基、丙炔基等)；經取代或未經取代之C1-C10烷氧基(例如，甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、第三丁氧基、第二丁氧基、正戊氧基等)；經取代或未經取代之醯氧基(例如，甲基丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧乙基等)；經取代或未經取代之芳基(例如，苯基)；經取代或未經取代之雜芳基(例如，吡啶基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、異噻唑基、三唑基、咪唑基、異惡唑基、吡咯基、吡唑基、噠嗪基、嘧啶基、喹啉基等)等等。在一項特定實施例中，例如，該陽離子物質可係具有結構N+R1R2R3R4之銨化合物，其中R1、R2及/或R3獨立地係C1-C6烷基(例如，甲基、乙基、丁基等)及R4係氫或C1-C4烷基(例如，甲基或乙基)。例如，該陽離子組分可係三丁基甲基銨，其中R1、R2及R3係丁基且R4係甲基。
適用於該陽離子物質之相對離子可包含例如鹵素(例如，氯離子、溴離子、碘離子等)；硫酸根或磺酸根(例如，甲基硫酸根、乙基 硫酸根、丁基硫酸根、己基硫酸根、辛基硫酸根、硫酸氫根、甲磺酸根、十二烷基苯磺酸根、十二烷基硫酸根、三氟甲烷磺酸根、十七氟辛磺酸根、十二烷基乙氧基硫酸鈉等)；磺基琥珀酸根；醯胺(例如，二氰胺)；醯亞胺(例如，雙(五氟乙基磺醯基)醯亞胺、雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、雙(三氟甲基)醯亞胺等)；硼酸根(例如，四氟硼酸根、四氰基硼酸根、雙[草酸]硼酸根、雙[水楊酸基]硼酸根等)；磷酸根或次磷酸根(例如，六氟磷酸根、二乙基磷酸根、雙(五氟乙基)次磷酸根、三(五氟乙基)-三氟磷酸根、三(九氟丁基)三氟磷酸根等)；銻酸根(例如，六氟銻酸根)；鋁酸根(例如，四氯鋁酸根)；脂肪酸羧酸根(例如，油酸根、異硬脂酸根、十五氟辛酸根等)；氰酸根；乙酸根等等，及前述中任何一者之組合。為幫助改良與液晶聚合物之相容性，可能需要選擇通常具有疏水性之相對離子，諸如醯亞胺、脂肪酸羧酸根等。特別合適之疏水性相對離子可包含例如雙(五氟乙基磺醯基)醯亞胺、雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺及雙(三氟甲基)醯亞胺。
在某些實施例中，可藉由組合使用離子液體與碳填料(例如，石墨、碳纖維等)來達成增效作用。不希望受理論限制，本發明者認為該離子液體在熔融處理期間易於流動以幫助在該碳填料與該液晶聚合物基材之間提供更佳之連接及電通路，從而進一步減小表面電阻率。
C.玻璃填料
亦可在該聚合物組合物中使用通常不導電之玻璃填料以幫助改良強度。例如，玻璃填料可構成該聚合物組合物之約2重量%至約40重量%，在一些實施例中自約5重量%至約35重量%，及在一些實施例中，自約6重量%至約30重量%。玻璃纖維係特別適用於本發明中，諸如彼等自E級玻璃、A級玻璃、C級玻璃、D級玻璃、AR級玻璃、R級玻璃、S1級玻璃、S2級玻璃等及其混合物形成者。該等玻璃纖維之中數寬度可係相對小，諸如自約0.1至約35微米，在一些實施例中自約2 至約20微米，及在一些實施例中自約3至約10微米。當使用時，據信此類玻璃纖維之小直徑可容許其等長度在熔融摻合期間變得更容易減小，此可進一步改良表面外觀及機械性質。在模製零件中，例如，該等玻璃纖維之體積平均長度可係相對小，諸如自約10至約500微米，在一些實施例中自約100至約400微米，在一些實施例中自約150至約350微米，及在一些實施例中自約200至約325微米。該等玻璃纖維亦可具有相對高之縱橫比(平均長度除以標稱直徑)，諸如自約1至約100，在一些實施例中自約10至約60，及在一些實施例中自約30至約50。
D.矽酸鹽填料
亦可在該聚合物組合物中使用可呈微粒形式之矽酸鹽填料以幫助達成所需之性質及/或顏色。當使用時，此類填料通常構成該聚合物組合物之約5重量%至約40重量%，在一些實施例中自約10重量%至約35重量%，及在一些實施例中自約10重量%至約30重量%。合適之矽酸鹽之若干實例包含例如滑石(Mg3Si4O10(OH)2)、高嶺土(Al2Si2O5(OH)4)、高嶺石(Al2Si2O5(OH)4)、伊萊石((K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)])、蒙脫石(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2．nH2O)、蛭石((MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2．4H2O)、山軟木石((Mg,Al)2Si4O10(OH)．4(H2O))、葉蠟石(Al2Si4O10(OH)2)、雲母、矽藻土等及其組合。雲母及/或滑石特別合適。如本文使用，術語「雲母」意為總稱地包含此等物質中之任何一者，諸如白雲母(KAl2(AlSi3)O10(OH)2)、黑雲母(K(Mg,Fe)3(AlSi3)O10(OH)2)、金雲母(KMg3(AlSi3)O10(OH)2)、鋰雲母(K(Li,Al)2-3(AlSi3)O10(OH)2)、海綠石(K,Na)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10(OH)2)等及其組合。
E.官能化合物
若需要，除其他物質外，亦可在本發明中使用官能化合物以幫 助減小該聚合物組合物之熔融黏度。在一項實施例中，例如，本發明之聚合物組合物可含有官能芳族化合物。此類化合物通常含有一個或多個可與該聚合物鏈反應以縮短其長度並因而減小熔融黏度之羧基及/或羥基官能基。在某些情況下，該化合物亦可將切割後的更小聚合物鏈組合在一起以助於維持熔融黏度甚至已降低後的該組合物之機械性質。該官能芳族化合物可具有下式(II)中提供之一般結構：
或其金屬鹽，其中，環B係6員環芳族環，其中1至3個環碳原子係視需要經氮或氧置換，其中各氮係視需要經氧化，且其中環B可視需要稠合或連接至5或6員芳基、雜芳基、環烷基或雜環基；R4係OH或COOH；R5係醯基、醯氧基(例如，乙醯氧基)、醯胺基(例如，乙醯基胺基)、烷氧基、烯基、烷基、胺基、芳基、芳氧基、羧基、羧基酯、環烷基、環烷氧基、羥基、鹵基、鹵代烷基、雜芳基、雜芳氧基、雜環基或雜環基氧基；m係0至4，在一些實施例中自0至2，及在一些實施例中自0至1；且n係1至3，及在一些實施例中自1至2，當該化合物係呈金屬鹽形式時，合適之金屬相對離子可包含過渡金屬相對離子(例如，銅、鐵等)、鹼金屬相對離子(例如，鉀、鈉等)、鹼土金屬相對離子(例如，鈣、鎂等)及/或主族金屬相對離子(例如，鋁)。
在一項實施例中，例如，式(II)中之B係苯基，使得所得之酚類化合物具有以下通式(III)：
或其金屬鹽，其中，R4係OH或COOH；R6係醯基、醯氧基、醯胺基、烷氧基、烯基、烷基、胺基、羧基、羧基酯、羥基、鹵基或鹵代烷基；且q係0至4，在一些實施例中自0至2，及在一些實施例中自0至1。此類酚類化合物之特定實例包含例如苯甲酸(q係0)；4-羥苯甲酸(R4係COOH，R6係OH，且q係1)；鄰苯二甲酸(R4係COOH，R6係COOH，且q係1)；間苯二甲酸(R4係COOH，R6係COOH，且q係1)；對苯二甲酸(R4係COOH，R6係COOH，且q係1)；2-甲基對苯二甲酸(R4係COOH，R6係COOH且CH3及q係2)；酚(R4係OH及q係0)；苯酚鈉(R4係OH且q係0)；氫醌(R4係OH，R6係OH，且q係1)；間苯二酚(R4係OH，R6係OH，且q係1)；4-羥基苯甲酸(R4係OH，R6係C(O)OH，且q係1)等及其組合。
在另一實施例中，上式(II)中之B係苯基及R5係苯基，使得該二酚類化合物具有以下通式(IV)：
或其金屬鹽，其中，R4係COOH或OH；R6係醯基、醯氧基、醯胺基、烷氧基、烯基、烷基、胺基、芳基、芳氧基、羧基、羧基酯、環烷基、環烷氧基、羥基、鹵基、鹵代烷基、雜芳基、雜芳氧基、雜環基或雜環基氧基；且q係0至4，在一些實施例中自0至2，及在一些實施例中自0至1。 此類二酚類化合物之特定實例包含例如4-羥基-4'-聯苯羧酸(R4係COOH，R6係OH，且q係1)；4'-羥苯基-4-苯甲酸(R4係COOH，R6係OH，且q係1)；3'-羥苯基-4-苯甲酸(R4係COOH，R6係OH，且q係1)；4'-羥苯基-3-苯甲酸(R4係COOH，R6係OH，且q係1)；4,4'-二苯甲酸(R4係COOH，R6係COOH，且q係1)；4,4'-聯苯酚(R4係OH，R6係OH，且q係1)；3,3’-聯苯酚(R4係OH，R6係OH，且q係1)；3,4’-聯苯酚(R4係OH，R6係OH，且q係1)；4-苯基苯酚(R4係OH且q係0)；雙(4-羥苯基)乙烷(R4係OH，R6係C2(OH)2苯酚，且q係1)；參(4-羥苯基)乙烷(R4係OH，R6係C(CH3)聯苯酚且q係1)；4-羥基-4'-聯苯羧酸(R4係OH，R6係COOH，且q係1)；4'-羥苯基-4-苯甲酸(R4係OH，R6係COOH，且q係1)；3'-羥苯基-4-苯甲酸(R4係OH，R6係COOH，且q係1)；4'-羥苯基-3-苯甲酸(R4係OH，R6係COOH，且q係1)等及其組合。
在又另一實施例中，上式(II)中之B係萘次甲基，使得所得之環烷化合物具有以下通式(V)：
或其金屬鹽，其中，R4係OH或COOH；R6係醯基、醯氧基、醯胺基、烷氧基、烯基、烷基、胺基、芳基、芳氧基、羧基、羧基酯、環烷基、環烷氧基、羥基、鹵基、鹵代烷基、雜芳基、雜芳氧基、雜環基或雜環基氧基；且q係0至4，在一些實施例中自0至2，及在一些實施例中自0至1。此類環烷化合物之特定實例包含例如1-萘甲酸(R4係COOH且q係0)；2-萘甲酸(R4係COOH且q係0)；2-羥基-6-萘甲酸(R4係COOH，R6係OH，且q係1)；2-羥基-5-萘甲酸(R4係COOH，R6係OH，且q係1)；3- 羥基-2-萘甲酸(R4係COOH，R6係OH，且q係1)；2-羥基-3-萘甲酸(R4係COOH，R6係OH，且q係1)；2,6-萘二羧酸(R4係COOH，R6係COOH，且q係1)；2,3-萘二羧酸(R4係COOH，R6係COOH，且q係1)；2-羥基萘(R4係OH且q係0)；2-羥基-6-萘甲酸(R4係OH，R6係COOH，且q係1)；2-羥基-5-萘甲酸(R4係OH，R6係COOH，且q係1)；3-羥基-2-萘甲酸(R4係OH，R6係COOH，且q係1)；2-羥基-3-萘甲酸(R4係OH，R6係COOH，且q係1)；2,6-二羥基萘(R4係OH，R6係OH，且q係1)；2,7-二羥基萘(R4係OH，R6係OH，且q係1)；1,6-二羥基萘(R4係OH，R6係OH，且q係1)等及其組合。
在本發明之某些實施例中，例如，該聚合物組合物可含有諸如氫醌、間苯二酚、4,4'-聯苯酚等及其組合之芳族二酚。當使用時，此類芳族二酚可構成該聚合物組合物之約0.01重量%至約1重量%，及在一些實施例中自約0.05重量%至約0.4重量%。在某些實施例中，芳族羧酸亦可單獨或結合芳族二酚使用。芳族羧酸可構成該聚合物組合物之約0.001重量%至約0.5重量%，及在一些實施例中自約0.005重量%至約0.1重量%。在特定實施例中，可將芳族二酚(上式中之R4及R6係OH)(例如，4,4’-聯苯酚)及芳族二羧酸(上式中之R4及R6係COOH)(例如，2,6-萘二羧酸)之組合用於本發明中以幫助達成所需之黏度減小。
除彼等上述者外，亦可將非芳族官能化合物用於本發明中。此類化合物可用於各種目的，諸如減小熔融黏度。一種此類非芳族官能化合物係水。若需要，可添加呈在處理條件下生成水之形式之水。例如，可以在處理條件(例如，高溫)下有效「損失」水之水合物形式來添加水。此類水合物包含三水合氧化鋁、五水合硫酸銅、二水合氯化鋇、二水合硫酸鈣等及其組合。當使用時，該等水合物可構成該聚合物組合物之約0.02重量%至約2重量%，及在一些實施例中自約0.05重量%至約1重量%。在一項特定實施例中，可將芳族二酚、水合物及芳 族二羧酸之混合物用於該組合物中。在此類實施例中，水合物對芳族二酚之重量比通常係約0.5至約8，在一些實施例中自約0.8至約5，及在一些實施例中自約1至約5。
F.雷射可活化之添加劑
若需要，本發明之聚合物組合物可「雷射可活化」，意指其含有可藉由雷射直接結構化(「LDS」)方法活化之添加劑。當使用時，雷射可活化之添加劑可構成該聚合物組合物之約0.1重量%至約30重量%，在一些實施例中自約0.5重量%至約20重量%，及在一些實施例中自約1重量%至約10重量%。此類雷射可活化之添加劑通常包含尖晶石晶體，其等在可定義之晶體形成內包含兩個或更多個金屬氧化物團簇組態。例如，整體晶體形成可具有以下通式：AB2O4
其中，A係2價金屬陽離子，諸如鎘、鉻、錳、鎳、鋅、銅、鈷、鐵、鎂、錫、鈦等及其組合；且B係3價金屬陽離子，諸如鉻、鐵、鋁、鎳、錳、錫等及其組合。
通常，上式中之A提供第一金屬氧化物團簇之主要陽離子組分及B提供第二金屬氧化物團簇之主要陽離子組分。此等氧化物團簇可具有相同或不同之結構。在一項實施例中，例如，該第一金屬氧化物團簇具有四面體結構及該第二金屬氧化物團具有八面體團簇。無關地，該等團簇可共同提供對電磁輻射具有高磁感率之奇異性可識別晶體類型結構。合適之尖晶石晶體之實例包含例如MgAl2O4、ZnAl2O4、FeAl2O4、CuFe2O4、CuCr2O4、MnFe2O4、NiFe2O4、TiFe2O4、FeCr2O4、MgCr2O4等。氧化銅鉻(CuCr2O4)係特別適用於本發明且可以商品名「Shepherd Black 1GM.」購自Shepherd Color Co.。
G.其他添加劑
還可包含於該組合物中之其他添加劑可包含例如添加抗微生物劑、顏料、抗氧化劑、穩定劑、表面活性劑、蠟、固體溶劑、阻燃劑、防滴添加劑及其他經添加以增強性質及可加工性之材料。亦可在該聚合物組合物中使用可耐受該液晶聚合物之處理條件而無實質性分解之潤滑劑。此類潤滑劑之實例包含在工程塑膠材料處理中常用作潤滑劑之脂肪酸酯、其鹽、酯、脂肪酸醯胺、有機磷酸酯及烴蠟類型(包含其混合物)。合適之脂肪酸通常具有自約12至約60個碳原子之主碳鏈，諸如肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬酯酸、花生酸、二十八酸、十八炔酸、十八碳四烯酸等等。合適之酯包含脂肪酸酯、脂肪醇酯、蠟酯、甘油酯、二醇酯及複合酯。脂肪酸醯胺包含脂肪一級醯胺、脂肪二級醯胺、亞甲基及伸乙基雙醯胺及烷醇醯胺，諸如，例如，棕櫚酸醯胺、硬脂酸醯胺、油酸醯胺、N,N'-伸乙基雙硬脂醯胺等等。脂肪酸之金屬鹽亦合適，諸如硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂等等；烴蠟，包含石蠟、聚烯烴及氧化聚烯烴蠟及微晶蠟。特別合適之潤滑劑係硬酯酸之酸、鹽或醯胺，諸如異戊四醇四硬脂酸酯、硬脂酸鈣或N,N'-伸乙基雙硬脂醯胺。當使用時，該(等)潤滑劑通常構成該聚合物組合物之約0.05重量%至約1.5重量%，及在一些實施例中自約0.1重量%至約0.5重量%(以重量計)。
III.成形
可在自約250℃至約450℃，在一些實施例中自約280℃至約400℃，及在一些實施例中自約300℃至約380℃之溫度範圍內熔融處理該液晶聚合物、無機微粒及其他可選添加劑或摻合在一起，以形成該聚合物組合物。例如，可將該等組分(例如，液晶聚合物、無機微粒等)分開或組合地提供至擠壓機中，該擠壓機包含至少一個旋轉安裝並容納於套筒(例如，圓柱形套筒)內之螺桿並可界定進料區及沿該 螺桿長度位於該進料區下游之熔融區。
該擠壓機可係單螺桿或雙螺桿擠壓機。參照圖3，例如，顯示單螺桿擠壓機80之一實施例，該單螺桿擠壓機80含有殼體或套筒114及一端由合適之驅動裝置124(通常含有電動機及變速箱)旋轉驅動之螺桿120。若需要，亦可使用含有兩個不同螺桿之雙螺桿擠壓機。該螺桿之組態對本發明而言並非特別關鍵，且如此項技術中已知，其可含有任何數目及/或方向之螺紋及通道。如圖3所示，例如，螺桿120含有形成圍繞螺桿120之核心呈放射狀延伸之大體上螺旋狀通道的螺紋。料斗40係經定位成與該驅動裝置124相鄰，以經由套筒114中之開口向進料區132提供液晶聚合物及/或其他材料(例如，無機微粒、礦物纖維等)。驅動裝置124之對面係擠壓機80之輸出端144，於該處輸出經擠壓之塑膠以進一步處理。
沿螺桿120之長度界定進料區132及熔融區134。進料區132係套筒114之輸入部分，在此添加液晶聚合物、無機微粒、礦物纖維及/或官能化合物。熔融區134係其中該液晶聚合物自固體變為液體之相變區。雖然在製造該擠壓機時未精確界定此等區域之輪廓，但一般技術者可相當可靠地識別進料區132及其中發生自固體至液體之相變之熔融區134。雖然不一定需要，但擠壓機80亦可具有定位成毗鄰套筒114之輸出端並位於熔融區134下游之混合區136。若需要，可在該擠壓機之混合及/或熔融區內使用一個或多個分佈式及/或分散式混合元件。適用於單螺桿擠壓機之分佈式混合器可包含例如Saxon、Dulmage、空腔轉移混合器等。同樣地，合適之分散式混合器可包含Blister環、Leroy/Maddock、CRD混合器等。如此項技術中已知，可藉由在該套筒中使用產生該聚合物熔融物之折疊及再定向之銷釘(諸如彼等用於Buss捏合機擠壓機、空腔轉移混合器及Vortex Intermeshing Pin混合器者)進一步改良該混合。
當使用時，亦可將無機微粒及礦物纖維添加至料斗40或其下游位置。在一項特定實施例中，可在提供液晶聚合物點之下游位置添加無機微粒及礦物纖維。除長度及直徑外，亦可控制擠壓機之其他態樣。例如，螺桿速率係可經選擇以達成所需之滯留時間、剪切速率、熔融處理溫度等。例如，螺桿速率可在自約50至約800轉/分鐘(「rpm」)之範圍內，在一些實施例中自約70至約150rpm，及在一些實施例中自約80至約120rpm。於熔融混合期間之表觀剪切速率亦可在約100s-1至約10,000s-1，在一些實施例中自約500s-1至約5000s-1，及在一些實施例中自約800s-1至約1200s-1之範圍內。該表觀剪切速率係等於4Q/πR 3 ，其中Q係聚合物熔融物之體積流速(「m3/s」)及R係熔融聚合物流動通過之毛細管(例如，擠壓機模)的半徑(「m」)。
無論其以何種特定方式形成，本發明者已發現所得聚合物組合物可具有極佳之熱性質。例如，該聚合物組合物之熔融黏度可低至足以允許其易於流入小尺寸模具之腔穴中。在一項特定實施例中，該聚合物組合物可具有在1000s-1之剪切速率下測定的約0.1至約150Pa-s，在一些實施例中自約0.5至約120Pa-s，及在一些實施例中自約1至約100Pa-s之熔融黏度。可根據ISO測試編號11443在比該組合物之熔融溫度高15℃之溫度(例如，350℃)下測定熔融黏度。該組合物亦可具有相對高的熔融溫度。例如，該聚合物之熔融溫度可係自約250℃至約400℃，在一些實施例中自約280℃至約395℃，及在一些實施例中自約300℃至約380℃。
IV.相機模組
一經形成，則可將該聚合物組合物模製成用於相機模組之成型零件。例如，可使用其中將乾燥預熱塑膠顆粒注入模具中之單組分注射模製法來模製該等成型零件。無論使用何種技術，已發現本發明之模製零件可具有相對平滑之表面(其可藉由其表面光澤度表示)。例 如，使用光澤計在約80°至約85°之角度下測定之表面光澤度可係約35%或更大，在一些實施例中約38%或更大，及在一些實施例中自約40%至約60%。習知上，據信具有此類平滑表面之零件將不具有足夠良好之機械性質。然而，與習知觀點相反，已發現本發明之模製零件具有極佳之機械性質。例如，該零件可具有高銲接強度，其在形成相機模組之薄零件時係有用的。例如，該零件可展示自約10千帕(「kPa」)至約100kPa，在一些實施例中自約20kPa至約80kPa，及在一些實施例中自約40kPa至約70kPa之銲接強度，其係如根據ISO測試編號527(技術上相當於ASTM D638)在23℃下測定之峰值應力。
該零件亦可具有根據ISO測試編號179-1(技術上相當於ASTM D256，方法B)在23℃下測得之大於約2kJ/m2，大於約2.5kJ/m2，及在一些實施例中自約3至約40kJ/m2的夏比(Charpy)缺口衝擊強度。拉伸及抗撓機械性質亦係良好。例如，該零件可展示約20至約500MPa，在一些實施例中自約50至約400MPa，及在一些實施例中自約100至約350MPa之拉伸強度；約0.5%或更大，在一些實施例中自約0.6%至約10%，及在一些實施例中自約0.8%至約3.5%之拉伸斷裂應變；及/或自約5,000MPa至約20,000MPa，在一些實施例中自約8,000MPa至約20,000MPa，及在一些實施例中自約10,000MPa至約15,000MPa之拉伸模量。可根據ISO測試編號527(技術上相當於ASTM D638)在23℃下測定拉伸性質。該零件亦可展示約20至約500MPa，在一些實施例中自約50至約400MPa，及在一些實施例中自約100至約350MPa之抗撓強度；約0.5%或更大，在一些實施例中自約0.6%至約10%，及在一些實施例中自約0.8%至約3.5%之抗撓斷裂應變；及/或自約5,000MPa至約20,000MPa，在一些實施例中自約8,000MPa至約20,000MPa，及在一些實施例中自約10,000MPa至約15,000MPa之抗撓模量。可根據ISO測試編號178(技術上相當於ASTM D790)在23℃下測定抗撓性 質。該模製零件亦可展示如根據ASTM D648-07(技術上相當於ISO測試編號75-2)在1.8MPa之規定負載下測定之約200℃或更大，及在一些實施例中自約200℃至約280℃的負載下變形溫度(DTUL)。如根據ASTM D785-08(M級)測定，該零件之洛氏硬度亦可係約40或更大，在一些實施例中約50或更大，及在一些實施例中自約60至約100。
此外，該模製零件亦可具有極佳之抗靜電行為，特別係該聚合物組合物內包含導電填料時。此類抗靜電行為可藉由如根據IEC 60093測定之相對低的表面及/或體積電阻率來表徵。例如，該模製零件可展示約1 x 1015ohm或更小，在一些實施例中約1 x 1014ohm或更小，在一些實施例中自約1 x 109ohm至約9 x 1013ohm，及在一些實施例中，自約1 x 1010至約1 x 1013ohm之表面電阻率。同樣，該模製零件亦可展示約1 x 1015ohm-m或更小，在一些實施例中自約1 x 109ohm-m至約9 x 1014ohm-m，及在一些實施例中自約1 x 1010至約5 x 1014ohm-m之體積電阻率。當然，此類抗靜電行為絕不係必需的。例如，在一些實施例中，該模製零件可展示相對高之表面電阻率，諸如約1 x 1015ohm或更大，在一些實施例中約1 x 1016ohm或更大，在一些實施例中自約1 x 1017ohm至約9 x 1030ohm，及在一些實施例中自約1 x 1018至約1 x 1026ohm之表面電阻率。
可在各種相機模組組態中使用本發明之聚合物組合物及模製零件。圖1-2中顯示一特別合適之相機模組。如圖所示，相機模組500含有上覆於基座506之透鏡總成504。基座506繼而上覆於可選主板508。由於基座506及/或主板508之相對薄特性，因此其等係特別適合自上文描述之本發明的聚合物組合物模製而成。透鏡總成504可具有此項技術中已知的各種組態中之任何一者。在一項實施例中，例如，透鏡總成504係呈內置透鏡604之空心鏡筒形式，透鏡604係與定位於主板508上並由電路601控制之影像感測器602連通。該鏡筒可具有各種形 狀中之任何一者，諸如矩形、圓柱形等。在某些實施例中，該鏡筒可自本發明之聚合物組合物形成並具有在上述提及之範圍內的壁厚度。當瞭解該相機模組之其他零件亦可自本發明之聚合物組合物形成。例如，如圖所示，聚合物膜510(例如，聚酯薄膜)及/或熱絕緣罩502可覆蓋透鏡總成504。在一些實施例中，薄膜510及/或罩502亦可自本發明之聚合物組合物形成。
參照下列實例可更好瞭解本發明。
測試方法
熔融黏度：可使用Dynisco LCR7001毛細管流變儀，根據ISO測試編號11443在1000s-1之剪切速率及比熔融溫度高15℃之溫度(例如，350℃)下測定熔融黏度(Pa-s)。該流變儀孔(模)具有1mm直徑、20mm長度，20.1之L/D比及180°之入口角。套筒直徑係9.55mm+0.005mm及棒長度係233.4mm。
熔融溫度：可藉由此項技術中已知的差示掃描量熱法(「DSC」)測定該熔融溫度(「Tm」)。該熔融溫度係藉由ISO測試編號11357測定之差示掃描量熱法(DSC)峰值熔融溫度。在該DSC程序下，如ISO標準10350中之規定使用在TA Q2000儀器上進行之DSC測量，以每分鐘20℃加熱及冷卻樣品。
負載下變形溫度(「DTUL」)：可根據ISO測試編號75-2(技術上相當於ASTM D648-07)測定負載下變形溫度。更特定言之，使具有80mm長度，10mm厚度及4mm寬度之測試片條樣品經受其中規定負荷(最大外纖維應力)係1.8兆帕之邊緣三點彎曲測試。可將該樣品放入其中溫度以2℃/分鐘上升之聚矽氧油浴中直至其彎曲0.25mm(針對ISO測試編號75-2係0.32mm)。
拉伸模量、拉伸應力及拉伸伸長率：可根據ISO測試編號527(技術上相當於ASTM D638)測試拉伸性質。可對具有80mm長度，10mm 厚度及4mm寬度之相同測試片條樣品進行模量及強度測量。測試溫度可係23℃，且測試速率可係1或5mm/min。
抗撓模量、抗撓應力及及抗撓應變：可根據ISO測試編號178(技術上相當於ASTM D790)測試抗撓性質。可在64mm支撐跨距上進行此測試。可對未切割ISO 3167多功能棒之中心部分進行測試。測試溫度可係23℃且測試速率可係2mm/min。
缺口夏比衝擊強度：可根據ISO測試編號ISO 179-1(技術上相當於ASTM D256，方法B)測試缺口夏比性質。可使用A型缺口(0.25mm基底半徑)及1型樣品尺寸(80mm之長度，10mm之寬度及4mm之厚度)進行此測試。可使用單齒銑機器自多功能棒之中心切割樣品。測試溫度可係23℃。
焊接強度：如此項技術中所熟知，可藉由首先自聚合物組合物樣品中形成注射成型線柵陣列(「LGA」)連接器(尺寸係49mm x 39mm x 1mm)測定焊接強度。一經形成，則可將該LGA連接器放置於樣品架上。可藉由以速率為5.08毫米/分鐘之桿移動使該連接器的中心經受拉伸力。可將峰值應力記作焊接強度之估值。
表面光澤度：可使用光澤計測量表面之光澤度。可在表面之兩個不同位置以相對於該零件之表面成85°之入射光角度讀取光澤度讀數，其中在每個位置重複測量三次。可取該等讀數之平均數計算光澤度。可使用任何合適之光澤計測量光澤度，諸如購自BYK Gardner GmbH之Micro-TRI-Gloss。
洛氏硬度：洛氏硬度係材料之抗壓痕之量度且可根據ASTM D785-08(M級)測定。藉由使用規定小負載首次迫使鋼珠壓痕器進入材料表面進行測試。然後將該負載增加至規定大負載並減回到初始小負載。該洛氏硬度係壓痕器深度之淨增加量之量度，且藉由130減去透入深度除以標度分格來計算。
表面/體積電阻率：可根據IEC 60093(類似於ASTM D257-07)測定表面及體積電阻率值。根據此程序，將標準試樣(例如，1米立方體)置於兩電極之間。施加六十(60)秒電壓並測量電阻率。該表面電阻率係每單位電極長度之電位梯度(以V/m計)及電流(以A/m計)的商，且通常表示對沿絕緣材料表面之漏電流的抵抗。由於電極的四(4)端界定一正方形，因此刪除商式中之長度並以ohm報告表面電阻率，然而亦常見ohm/每平方之更描述性單位。亦可作為在材料中平行於電流之電位元梯度對電流密度之比值測定體積電阻率。在SI單位中，體積電阻率係在數值上等於一米立方體該材料之相對面之間的直流電電阻(ohm-m)。
實例1
樣品1至4係自如下表1中所指示之各種百分比的液晶聚合物、焦磷酸鈣、矽灰石(Nyglos®4W)、潤滑劑(GlycolubeTM P)、導電填料及黑色母煉膠形成。該黑色母煉膠含有80重量%液晶聚合物及20重量%碳黑。在樣品2至3中，該導電填料包含離子液體-亦即，三正丁基甲基銨雙(三氟甲磺醯基)-醯亞胺(來自於3M之FC-4400)。每個樣品中之液晶聚合物係自HBA、HNA、TA、BP及APAP形成，諸如Lee等人在美國專利案第5,508,374號中所描述。使用18-mm單螺桿擠壓機進行混合。將樣品注射成型為塊狀(60mm x 60mm)的零件。
亦測試該等模製零件之熱及機械性質。結果列於下表2中。
一般技術者可實施本發明之此等及其他修飾及變更而不背離本發明之精神及範圍。此外，應瞭解可全部或部分互換各種實施例之態樣。此外，一般技術者將瞭解前述說明僅以實例說明之且無意限制進一步描述在此類隨附申請專利範圍中之本發明。
502‧‧‧熱絕緣罩
504‧‧‧透鏡總成
506‧‧‧基座
508‧‧‧主板
510‧‧‧聚合物膜
601‧‧‧電路
602‧‧‧影像感測器
604‧‧‧透鏡

Claims (25)

  1. 一種包括模製零件之相機模組，其中該模製零件係自聚合物組合物形成，該聚合物組合物包括熱致液晶聚合物及具有基於莫氏硬度標度(Mohs hardness scale)約2.5或更大之硬度值之無機微粒，其中該等無機微粒具有自約0.1至約35微米之中數寬度。
  2. 如請求項1之相機模組，其中該相機模組包括上方安裝鏡筒之大致平面的基座，其中該基座、鏡筒或兩者皆含有該模製零件。
  3. 如請求項1或2之相機模組，其中該模製零件具有約500微米或更小之厚度。
  4. 如請求項1或2之相機模組，其中該等無機微粒具有基於莫氏硬度標度約3.0至約11.0之硬度值。
  5. 如請求項1或2之相機模組，其中該等無機微粒包含碳酸鈣、鹼式碳酸銅、氟化鈣、焦磷酸鈣、無水磷酸二鈣、水合磷酸鋁、二氧化矽、矽酸鋁鉀、矽酸銅、硼矽酸鈣氫氧化物、氧化鋁或其組合。
  6. 如請求項1或2之相機模組，其中該等無機微粒包含焦磷酸鈣。
  7. 如請求項1或2之相機模組，其中該等無機微粒包含硫酸鋇。
  8. 如請求項1或2之相機模組，其中該等無機微粒構成該聚合物組合物之約3重量%至約60重量%。
  9. 如請求項1或2之相機模組，其中液晶聚合物構成該組合物之約25重量%至約95重量%。
  10. 如請求項1或2之相機模組，其中該液晶聚合物含有芳族酯重複單元。
  11. 如請求項10之相機模組，其中該等芳族酯重複單元係芳族二羧酸重複單元、芳族羥基羧酸重複單元或其組合。
  12. 如請求項10之相機模組，其中該聚合物進一步含有芳族二酚重複單元。
  13. 如請求項1或2之相機模組，其中該液晶聚合物含有衍生自以下各物之重複單元：4-羥基苯甲酸、對苯二甲酸、氫醌、4,4’-聯苯酚、乙醯胺苯酚、6-羥基-2-萘甲酸、2,6-萘二羧酸或其組合。
  14. 如請求項1或2之相機模組，其中該聚合物組合物進一步包括礦物纖維。
  15. 如請求項14之相機模組，其中該等礦物纖維包含衍生自矽酸鹽之纖維。
  16. 如請求項15之相機模組，其中該矽酸鹽係鏈矽酸鹽。
  17. 如請求項16之相機模組，其中該鏈矽酸鹽包含矽灰石。
  18. 如請求項1或2之相機模組，其進一步包括導電填料、玻璃填料、矽酸鹽填料、官能化合物或其組合。
  19. 如請求項1或2之相機模組，其中該模製零件具有如根據ASTM D785-08(M級)測定之約40或更大之洛氏硬度。
  20. 一種聚合物組合物，其包括自約25重量%至約95重量%之至少一種熱致液晶聚合物、自約1重量%至約40重量%之礦物纖維、及自約3重量%至約60重量%之具有基於該莫氏硬度標度約2.5或更大之硬度值的無機微粒，其中該等無機微粒具有自約0.1至約35微米之中數寬度。
  21. 如請求項20之聚合物組合物，其中該等無機微粒具有基於該莫氏硬度標度約3.0至約11.0之硬度值。
  22. 如請求項20之聚合物組合物，其中該等無機微粒包含碳酸鈣、鹼式碳酸銅、氟化鈣、焦磷酸鈣、無水磷酸二鈣、水合磷酸鋁、二氧化矽、矽酸鋁鉀、矽酸銅、硼矽酸鈣氫氧化物、氧化鋁或其組合。
  23. 如請求項20之聚合物組合物，其中該等無機微粒包含焦磷酸鈣或硫酸鋇。
  24. 如請求項20之聚合物組合物，該等礦物纖維包含矽灰石。
  25. 如請求項20之聚合物組合物，其中該等礦物纖維具有自約0.1至約35微米之平均寬度及自約1至約50之縱橫比。
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