WO2005049690A1

WO2005049690A1 - 信号読取装置の構成部品およびセンサーの構成部品

Info

Publication number: WO2005049690A1
Application number: PCT/JP2004/017433
Authority: WO
Inventors: Masahiro Kada; Yasuhisa Fujii
Original assignee: Polyplastics Co., Ltd.
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2005-06-02
Also published as: CN100594218C; TW200521183A; CN1882633A; JP2005158085A

Abstract

高耐熱性を有しながら高共振周波数特性を有することにより、信号読取装置またはセンサーの構成部品として好適な信号読取制御安定性を維持する樹脂材料を提供する。　２，６−ナフタレン残基を４０モル％以上且つ７５モル％以下含有し、溶融時に光学異方性を示す全芳香族ポリエステル樹脂および／または全芳香族ポリエステルアミド樹脂により信号読取装置及びセンサーの構成部品を形成する。

Description

明細書

信号読取装置の構成部品およびセンサ一の構成部品

技術分野

本発明は、高耐熱性を有しながら高共振周波数特性を有することにより、信号読取制御安定性を維持する樹脂材料からなる信号読取装置またはセンサ一の構成部品に関する。

背景技術

近年の信号読取装置、特にデジタルディスク駆動装置の扱う情報の大容量化、高速化には目覚ましいものがある。例えば、 C D— R OMのディスク回転速度の高倍速化、 D VDの普及による記録情報密度の高密度化等であるが、 MOの信号読取装置、ハードディスクの信号読取装置等でも同じ傾向にある。デジタルディスク駆動装置のディスクは偏心、面振れ、回転振動等に起因した振動を生じることから、ディスクの情報を読み取るために、例えばレーザ一を用いている塲合、レーザーの焦点とディスク上の読み取るべき情報の位置が相対的にずれてしまレ読み取りエラーが発生する。これを防止するため、従来から信号読取装置には振動等によりずれた量を補正する機構が設けられているが、上記したような、近年のデジタルディスク駆動装置の高速化により振動が増大したことや、振動周波数の高周波数化や情報密度の高密度化により、信号読取装置の振動減衰特性の向上や共振周波数の高周波数化が求められるようになってきている。そのため、従来信号読取装置に用いていた-熱可塑性樹脂材料では、安定した読取性能が得られなくなつてきた。

近年、高振動減衰特性かつ高共振周波数特性を有する全芳香族系の液晶性ポリマーが信号読取装置を構成する樹脂材料として多用されている一方で、最近の信号読取装置は軽薄短小化が進んでおり、特に信号読取装置を構成する電線が巻かれるポビン等の部品は、樹脂で一体成形されている場合がある。電線に電流を通すためには、端子に絡めた電線終端の被覆材（ウレタン等）を剥がして電力供給線に接続する必要がある。被覆材を剥がす方法としては、ハンダ浴にディップする方法や手動によるハンダ付けの方法等が用いられている場合が多いが、近年、ハンダの鉛フリー化が進み、ハンダ温度の高温化が進んでいる。そのため、樹脂端子は勿論のこと、金属端子の場合でも樹脂部品の軽薄短小化に伴い樹脂部品に熱が伝導しやすいことから、溶けたり変形したりしないよう樹脂部に高い耐熱性が必要とされ、近年では 3 0 0 °C以上の耐熱性が要求されるようになってきている。また、手動によるハンダ付けの方法においては、低温のハンダでも作業者の熟練度合いにより樹脂部への熱の影響が異なり、初心作業者では変形等の不良が多いという問題があった。以上の状況を鑑み、信号読取装置を構成する樹脂部品は高耐熱化が進んでいるが、樹脂部の高耐熱化に伴い、共振周波数が低下するという問題があった。

また、センサー類、特に角速度センサー等においても同様な問題があり、角速度センサーかつ高制振性を有することが求められていた。角速度センサーは振動素子と加速度センサーで構成され、振動素子を 1 0 k H zを超える周波数で振動させておき、回転により発生したコリオリの力を集積した加速度センサーで検出し、演算処理することで角速度を求めるものである。センサーのケースは樹脂で構成することが一般的であるが、振動素子の周波数とケースの固有振動数が一致すると共振し角速度が正しく検知されない。角速度センサーは力一ナビゲーションシステム等に応用されるが、角速度が正しく検知されないとナビゲ一シヨンの機能が機能しなくなる。このため、ケースの固有振動数は可能な限り高くしておかなければならない。また、センサーには回路も組み込まれており、ハンダ付けが行われるため、信号読取装蘆と同様な理由から高い耐熱性が求められていた。共振周波数の高周波数化の対策として、パワー社発行の山田伸志監修「振動ェ学入門」には、

を上昇させることにより、共振周波数を上昇させることが記載されている。そこで、信号読取装置及びセンサ一の構成部品として、 A値の大きな樹脂材料を用いることにより、信号読取装置及びセンサーの共振周波数を上昇させ、振動制御周波数を広域化することが一般的に行われてきた。

一方で、信号読取装置及びセンサー部品を構成する全芳香族液晶性ポリマ一の高耐熱化のために、樹脂のモノマー構成比率を変えることが行われてきたが、従来の方法では共振周波数を低下させてしまう問題があった。例えば、 JP- A 5 5 - 1 4 4 0 2 4には、 2—ヒドロキシ一 6—ナフトェ酸から導入される構成単位 ( I ) 、ジカルボン酸単位（II) 、ジオール単位（III) 、 4ーヒドロキシ安息香酸から導入される構成単位（IV) からなり、構成単位（I ) 、（II) 、 (III) 、 (IV) を夫々 2 0〜4 0モル％、 5〜3 0モル％、 5〜3 0モル％、 1 0〜5 0 モル％の割合で含む共重合ポリエステルが提案されている。この共重合ポリエステルは、構成単位（I ) の割合を少なくすることで樹脂の耐熱性を向上させているが、逆に構成単位（I ) の割合を少ないため信号読取装置及びセンサーの共振周波数を低下させてしまうという問題があつた。

高共振周波数を達成するに-は、ガラス繊維やカーボン繊維を充填する方法もあるが、ガラス繊維の場合、大量に充填しなければならないため、射出成形等の加ェ性に問題があるばかりか、樹脂組成物の比重が増大するため、信号読取装置及びセンサ一自身が重くなり応答性を悪化させるという問題があった。また、カーボン繊維の場合、導電性を有するため、ボビンのようなコイルが巻かれる部品の場合、使用が不可能であるばかり力カーボン繊維自身が非常に高価であるため、使用できる部品に大きな制約があり、コストアップにつながることから利用が大幅に制限されていた。発明の開示

本発明は、上記従来技術の問題点の解決を図るものであり、高耐熱性を有しながら高共振周波数特性を有することにより、信号読取装置またはセンサーの構成部品として好適な信号読取制御安定性を維持する樹脂材料の提供を目的とする。本発明者等は上記目的を達成すべく、耐熱性に優れると共に、高共振周波数特性を有する液晶性ポリマ一材料について鋭意検討した結果、全芳香族ポリエステル樹脂および/または全芳香族ポリエステルアミド樹脂のモノマー構成比率を特定の限定された比率で組み合わせることが上記目的達成に有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち本発明は、全構成単位に関して、 2 , 6—ナフタレン残基を 4 0モル％以上且つ 7 5モル％以下含有し、溶融時に光学異方性を示す全芳香族ポリエステル樹脂および/または全芳香族ポリエステルアミド樹脂から形成されたことを特徴とする信号読取装置の構成部品またはセンサーの構成部品である。

さらに、本発明は、 2 , 6—ナフタレン残基を 4 0モル％以上且つ 7 5モル％以下含有し、溶融時に光学異方性を示す全芳香族ポリエステル樹脂および/または全芳香族ポリエステルアミド樹脂から形成された構成部品を含む信号読取装置である。- また、本発明は、 2 , 6—ナフタレン残基を 4 0モル％以上且つ 7 5モル％以下含有し、溶融時に光学異方性を示す全芳香族ポリエステル樹脂および/または全芳香族ポリエステルアミド樹脂から形成された構成部品を含むセンサーである。あるいは、上記樹脂の信号読取装置の構成部品またはセンサーの構成部品としての用途である。図面の簡単な説明

図 1は本発明に用いた曲げ弾性率測定用試験片とその射出成形用ゲー卜位置を示す図である。図 2は本発明における曲げ弾性率測定の具体的状況を示す図である。図 3は本発明における共振周波数の測定に用いた C D— R〇M光ピックァップを示す図である。図 4は本発明における共振周波数の測定チャートの例を示す図である。発明の詳細な説明

以下、本発明を詳細に説明する。本発明において、信号読取装置の構成部品としては、例えば、対物レンズを保持するレンズホルダー、ディスク上の情報とレ一ザ一ビームの焦点位置が相対的にずれた場合、ずれた量に応じて対物レンズを動かすためのコイルの芯となるァクチユエ一タポビン、光ピックアップの各部品を支えるボディーであるァクチユエ一夕ボディー等が挙げられるが、これらに制限されるものではない。同様にセンサーの構成部品としては、センサ一ケース等が挙げられるが、これらに制限されるものではない。

共振周波数を上昇させる判断の指標として、前述の A値がある。共振周波数が 2 0 k H z以上であれば読取エラーもなく安定した性能を得られると判断できるが、共振周波数 2 0 k H z以上を達成するには、八値> 1 2 0 (M P a ^,/2) である必要がある。尚、ここ-で言うところの曲げ弾性率の測定方法は、実使用条件を考慮すると一般的に行われている I S O 1 7 8にて測定を行うことは適切でなく、次に示す方法で測定を行わなければならない。即ち、試験片は、図 1に示す 1 3 0 mm X 1 3 mm X 0. 8 mmの試験片を用いる。試験片は、射出成形で得られたものを用いなければならず、また試験片中にウエルドが存在すると正しい測定が行えないため、試験片を得るためのゲートの数は 1点でなければならない。測定は、図 2に示すような、両端自由支持で行うが、スパンは 2 O mmで試験片中央部にへッドを設置し曲げる。試験片を曲げるへッドスピードは 1 0 0 mmノ m i nという極めて速い速度で行わなければならない。振動現象は極めて速度の速レ ^現象であるため、曲げ弾性率に関してもこのような極めて速い速度で測定を行わなければならない。

次に本発明に用いる液晶性ポリマーを説明する。本発明で使用する液晶性ポリマーとは、光学異方性溶融相を形成し得る性質を有する溶融加工性ポリマーを指す。異方性溶融相の性質は、直交偏光子を利用した慣用の偏光検査法により確認することが出来る。より具体的には、異方性溶融相の確認は、 L e i t z偏光顕微鏡を使用し、 L e i t zホットステージに載せた溶融試料を窒素雰囲気下で 4 0倍の倍率で観察することにより実施できる。本発明に適用できる液晶性ポリマ一は直交偏光子の間で検査したときに、たとえ溶融静止状態であっても偏光は通常透過し、光学的に異方性を示す。本発明の液晶性ポリマーは、全芳香族ポリエステル又は全芳香族ポリエステルアミドであり、これらは 6 0 °Cでペン夕フルォロフエノールに濃度 0 . 1重量％で溶解したときに、好ましくは少なくとも約 2 . 0 d l / g、さらに好ましくは 2 . 0〜1 0 . 0 d l Z gの対数粘度（I . V. ) を有するものが使用される。

本発明に適用できる液晶性ポリマーとしての全芳香族ポリエステル又は全芳香族ポリエステルアミドとして特に好ましくは、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミンの群から選ばれた少なくとも 1種以上の化合物を構成成分として有する芳香族ポリエステル、芳香族ポリエステルアミドである。本発明で用いられる液晶性ポリマーの全構成単位に関して、 2， 6 _ナフタレン残基は 4 0モル％以上且つ 7 5モル％以下でなければならない。 4 0モル％未満であると、前記 A値が 1 2 0 (M P a ^,/2) 以下となり、振周波数が 2 0 k H z以下まで低下し、安定した制御が得られない。また、 7 5モル％を超えるとポリマーの加工温度が高くなり過ぎ、一般的な射出成形技術で成形が困難になるので好ましくない。

また、全液晶性ポリマ一中の 4ーヒドロキシ安息香酸含量が、モノマー成分として 8モル％以下であることが好ましい。 4ーヒドロキシ安息香酸をモノマーとして 8モル％より多く含有すると、 2， 6—ナフタレン残基とのバランスの関係から耐熱性が低下する。

本発明に用いる全芳香族ポリエステル又は全芳香族ポリエステルアミドは、全液晶性ポリマー中の 2 , 6一ナフタレン残基の割合が限定される以外は特に制限はなく、当業者に広く知られている液晶性ポリマーに用いられる通常のモノマーを用い、重合、混合、改質等、通常の手法により製造することができる。

尚、本発明で用いられる液晶性ポリマーに対して、本発明の目的を損なわない範囲で針状の補強材、無機 ·有機充填剤、フッ素樹脂や金属石鹼類等の離型改良剤、染料、顔料、カーボンブラック等の着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、界面活性剤、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸金属塩、フルォロカーボン系界面活性剤等の滑剤効果を有する配合剤等の通常の添加剤を 1種以上添加することができる。

また、本発明で用いられる液晶性ポリマ一に対して、本発明の目的を損なわない範囲で、ポリ力一ポネート等の他の樹脂を配合することもできる。

本発明の液晶性ポリマ一樹脂材料を得るための原料成分の配合手段は特に限定されない。含有成分、更に必要に応じてホウ酸アルミニウムウイスカ一等の補強材、無機充填剤、離型改良剤、熱安定剤等の各成分を各々別々に溶融混合機に供給するか、またはこれらの原料成分をスタティックミキサー、乳鉢、ヘンシェルミキサー、ポールミル、リポンプレンダ一等を利用して予備混合してから溶融混合機に供給することもできる。また、液晶性ポリマー樹脂と添加剤を別個に溶融混合機に供給してペレツト化し、ペレツト状態でこれらを組み合わせて混合し、所望の配合量とすることもできる。

本発明の液晶性ポリマー樹脂材料は、信号読取装置及びセンサーの構成部品、特にデジタルディスク駆動装置用部品、水晶角速度センサー用部品等に好適に利用される。実施例

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、実施例中の物性の測定および試験は次の方法で行った。

(1) 共振周波数の測定

図 3に示す C D _ R O M光ピックアツプの位置決め磁気回路のコィルに白色雑音電気信号を入力し、ピックアップを振動させ、共振点の周波数を測定した。測定チャートの例を図 4に示す。図中の 2次共振点の周波数を測定し、この値が 2 0 k H z以上であれば読取エラーもなく安定した読取性能があると判断できるため、 2 0 k H zを判断指標とした。（2) 曲げ弾性率の測定

前述の通り、曲げ弾性率の測定方法は、実使用条件を考慮すると一般的に行われている I S O 1 7 8にて測定を行うことは適切でないので、図 1に示す 1 3 O mmX 1 3 mmX 0 . 8 mmの試験片を射出成形で成形し（ゲートの数は 1点とし、ゲ一卜位置は図 1に示すように試験片の長手方向末端部とした）、測定は図 2に示すような、両端自由支持で、スパンは 2 0 mmで試験片中央部にヘッドを設置し曲げることにより行った（試験片を曲げるへッドスピードは 1 0 0 mm / m i Ώ ) 。 (3) 熱変形温度の測定

I S O 7 5 / Aに準じて、測定圧力 1 . 8 M P aにて測定した。

(4) センサーの作動試験

前記 C D— R OM光ピックアップ（図 3 ) の共振周波数の測定とは別に、カーナピゲ一ション用角度センサ一の作動試験を行った。

参考例 1 (ポリマー Aの製造）

攪拌機、還流カラム、モノマー投入口、窒素導入口、減圧 Z流出ラインを備えた重合容器に、 2—ヒドロキシ— 6—ナフトェ酸 166 g、テレフタル酸 76 g、 4 , 4，一ジヒドロキシビフエニル 86 g、 4ーヒドロキシ安息香酸 5 g、酢酸力リウム 22. 5mg、無水酢酸 191 gを仕込んだ後、反応系の温度を 140°Cに上げ、 140°Cで 1時間反応させた。その後、更に 360°Cまで 5. 5時間かけて昇温し、そこから 30 分かけて 5 Torr (即ち 667Pa) まで減圧にして、副生酢酸、過剰の無水酢酸、その他の低沸分を留出させながら溶融重縮合を行った。撹拌トルクが所定の値に達した後、窒素を導入して減圧状態から常圧を経て加圧状態にして、重合容器の下部からポリマーを排出し、ストランドをペレタイズしてペレット化し、ポリマー Aを得た。ポリマー Aの 4ーヒドロキシ安息香酸含量はモノマーとして 2モル％であり、融点は 352°Cであった。

参考例 2 (ポリマ一 Bの製造）

参考例 1の重合容器に、 2—ヒドロキシ一 6—ナフトェ酸 266 g、テレフタル酸 66 g、 4ーァセトキシァミノフエノール 60 g、酢酸カリウム 22. 5mg、無水酢酸 167 gを仕込んだ後、反応系の温度を 140°Cに上げ、 140°Cで 1時間反応させた。その後、参考例 1と同様の方法により重合して、ポリマー Bを得た。ポリマ一 B はモノマ一として 4ーヒドロキシ安息香酸を含まず、融点は 28tTCであった。参考例 3 (ポリマー Cの製造）

参考例 1の重合容器に、 4—ヒドロキシ安息香酸 184 g、テレフタル酸 55 g、イソフタル酸 18 g、 4 , 4 ' —ジヒドロキシビフエニル 83 g、酢酸カリウム 22. 5mg、無水酢酸 231 gを仕込んだ後、反応系の温度を 140でに上げ、 140°Cで 1時間反応させた。その後、参考例 1と同様の方法により重合して、ポリマー Cを得た。ポリマー Cの 4—ヒドロキシ安息香酸含量はモノマーとして 60モル％であり、融点は 335°Cであった。

参考例 4 (ポリマー Dの製造）

参考例 1の重合容器に、 2—ヒドロキシ— 6—ナフトェ酸 114 g、 4—ヒドロキシ安息香酸 226 g、酢酸カリウム 22. 5mg、無水酢酸 234 gを仕込んだ後、反応系の温度を 140°Cに上げ、 140°Cで 1時間反応させた。その後、参考例 1と同様の方法により重合して、ポリマー Dを得た。ポリマー Dの 4—ヒドロキシ安息香酸含量はモノマーとして 73モル％であり、融点は 280°Cであった。

実施例 1〜2、比較例:！〜 2

参考例 1〜4で得られた各ポリマー（A、 B、 C、 D) 7 0重量部に対し、ガラス繊維（繊維径 1 0 im) を 3 0重量部添加し、二軸押出機にて溶融混練したものをストランドカットして、ペレットを作成した。このペレットから射出成形機を用いて上記試験に用いる試験片を作成し、評価した。結果を表 1に示す。

表 1 曲げ弾性率 (MPa) 比重 A値 (MPa^1/2) 2次共振周波数 (kHz) 熱変形温度 (°c) 実施例 1 25520 1.62 125.5 20.5 335 実施例 2 28792 1.61 133.7 21.8 240 — 比較例 1 21082 1.61 1 14.4 18.8 284

比較例 2 23475 1.62 1 19.7 19.7 240

表 1の結果より明らかなように、実施例 1〜 2の液晶性ポリマ一材料を用いることで、共振周波数が 2 0 k H z以上で読取エラーが少ない信号読取装置を得ることができる。

更に、実施例 1〜2、比較例 1〜2の液晶性ポリマー材料を用いて作成した力一ナビゲ一ション用角度センサーの作動試験を行ったところ、比較例 1〜2の場合、読取エラーを生じて正しい作動が行われなかったが、実施例 1〜2に関しては問題なく作動した。

Claims

O 2005/049690 請求の範囲

1 . 2 , 6—ナフ夕レン残基を 4 0モル％以上且つ 7 5モル％以下含有し、溶融時に光学異方性を示す全芳香族ポリエステル樹脂および/または全芳香族ポリエステルァミド樹脂から形成されたことを特徴とする信号読取装置の構成部品。

2 . 溶融時に光学異方性を示す全芳香族ポリエステル樹脂および/または全芳香族ポリエステルアミド樹脂中の 4—ヒドロキシ安息香酸含量が、モノマー成分として 8モル％以下である請求項 1記載の信号読取装置の構成部品。

3 . 信号読取装置がデジタルディスク読取装置である請求項 1又は 2記載の信号読取装置の構成部品。

4. 2 , 6 —ナフタレン残基を 4 0モル％以上且つ 7 5モル％以下含有し、溶融時に光学異方性を示す全芳香族ポリエステル樹脂および Zまたは全芳香族ポリエステルアミド樹脂から形成されたことを特徴とするセンサーの構成部品。

5 . 溶融時に光学異方性を示す全芳香族ポリエステル樹脂および Zまたは全芳香族ポリエステルアミド樹脂中の 4ーヒドロキシ安息香酸含量が、モノマ一成分として 8モル％以下である請求項 4記載のセンサーの構成部品。

6 . センサ一が角速度センサ一である請求項 4又は 5記載のセンサ一の構成部品。

7 . 2 , 6—ナフタレン残基を 4 0モル％以上且つ 7 5モル％以下含有し、溶融時に光学異方性を示す全芳香族ポリエステル樹脂および Zまたは全芳香族ポリエステルアミド樹脂から形成された構成部品を含む信号読取装置。

8 . 2 , 6—ナフ夕レン残基を 4 0モル％以上且つ 7 5モル％以下含有し、溶融時に光学異方性を示す全芳香族ポリエステル樹脂および/または全芳香族ポリエステルアミド樹脂から形成された構成部品を含むセンサ一。