JPH11293097A - 光学式ピックアップ部品用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学式ピックアップの部品として使用される
樹脂組成物の寸法安定性を飛躍的に向上させると共に、
軽量化を付与することにより、光学ピックアップパーツ
の音による高次共振即ちビビリや電気的誤動作によるデ
ータの読み取りを防止する。 【解決手段】 液晶性芳香族ポリエステル樹脂と非晶性
全芳香族ポリエステル樹脂の重量比率を９０：１０〜１
０：９０としたポリエステル樹脂と、ホウ酸アルミニウ
ムウイスカとカーボン繊維の重量比率を１００：４０〜
２００とした繊維状物質を必須成分とした樹脂組成物で
あって、該樹脂組成物における繊維状物質の配合割合を
４０〜７０重量％にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルビデオデ
ィスクプレーヤー、ＣＤ−ＲＯＭプレーヤー、デジタル
オーディオプレーヤー等の光ディスク装置に装着されて
いる光学式ピックアップ部品用樹脂組成物に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】光学式ピックアップは、一般に発光素
子、受光素子、ミラー等の光学素子等を固定する光フレ
ームと、対物レンズ、対物レンズホルダーを光ディスク
の動きに追従させるためのアクチュエーター部と、この
アクチュエーター部を保持し光フレームとの光学路を形
成するベースフレームとから構成されている。〔例え
ば、実開平１−４５３１５号公報参照〕

【０００３】特にアクチュエーター部は、軽量化、寸法
安定性が要求される他、常に２０ｋＨｚまでの音に曝さ
れているため、音による高次共振、即ちビビリによっ
て、光ディスク上のデータを読み誤る恐れが多分にあ
る。この原因については、アクチュエーター部を形成す
る材料の内部損失と弾性率の不足と考えられており、そ
の対策としてアルミニウムなどの金属ダイカストにより
アクチュエーター部を一体成形することにより、音によ
る高次共振を未然に防いでいた。

【０００４】近年、光学式ピックアップの軽量化、低コ
スト化が進み、金属を合成樹脂に代替する試みがなされ
ている。従来使用されている合成樹脂としてはポリフェ
ニレンサルファイド樹脂（以下ＰＰＳ樹脂という）、液
晶性芳香族ポリエステル樹脂（以下ＬＣＰ樹脂という）
等であるが、これらのうちＰＰＳ樹脂組成物は充填剤の
添加、配合により高弾性化され、共振周波数帯域の高い
成形品が得られるものであるが、光ピックアップを高性
能化するに伴って、共振周波数をさらに高周波側にシフ
トさせる場合、ＰＰＳ樹脂では内部損失の改善が期待で
きず、高性能光ピックアップ部品の材料としては不十分
なものであった。

【０００５】一方、ＬＣＰ樹脂は高い内部損失を有し、
溶融流動性が極めて優れており０．１〜０．３mm程度の
薄肉成形品を容易に得ることができるので精巧な光ピッ
クアップ部品の材料としては好適であるが、結晶性が極
めて高い事から冷却固化時の樹脂分子の配行が著しく、
成形品の寸法に異方性が生じ、寸法安定性が無いことや
比重が大きいことが欠点となる。この様なことから種々
改善検討がなされているが、十分なものではなかった。

【０００６】これら樹脂の充填剤としてはカーボン繊
維、ガラス繊維等の長繊維や、チタン酸カリウムウイス
カ、炭酸カルシウム、塩基性硫酸マグネシウム、炭化珪
素、クリソタイル、ワラストナイト等の無機繊維が用い
られている。これらのうちカーボン繊維は高い弾性率を
有しており、また比重が小さいために樹脂組成物の高弾
性化及び軽量化用途として一般的に使用される。

【０００７】しかしながら、カーボン繊維は導電性を示
すため、光ピックアップの機構上、部品に絶縁性が要求
される場合には充填剤として使用し難いものである。ま
た、機構上絶縁性を要求されない場合においても、カー
ボン繊維のみを充填剤として用いる場合には、物性のバ
ラツキを防止する為にカーボン繊維の形状を揃える必要
があること、並びに樹脂に対する濡れ性が悪いので高密
度充填が難しく高充填した場合には押出加工性が困難な
ものであった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑み、内部損失の高いＬＣＰ樹脂と非晶性全芳香
族ポリエステル樹脂をポリマーアロイ化した樹脂を用
い、軽量化及び高弾性化を図り、従来の樹脂組成物では
なし得なかった優れた寸法安定、共振特性を有する光学
式ピックアップの部品として使用可能な樹脂組成物を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は所期の目的
を達成するため、鋭意試験研究を重ねた結果、液晶性芳
香族ポリエステル樹脂と非晶性全芳香族ポリエステル樹
脂の重量比率を９０：１０〜１０：９０としたポリエス
テル樹脂と、ホウ酸アルミニウムウイスカとカーボン繊
維の重量比率を１００：４０〜２００とした繊維状物質
を必須成分とした樹脂組成物であって、該樹脂組成物に
おける繊維状物質の配合割合を４０〜７０重量％とした
ことにより、本発明を完遂するに至った。

【発明の実施の形態】

【００１０】本発明の実施において使用するＬＣＰ樹脂
は、サーモトロピック液晶ポリマーと呼ばれるポリエス
テルであり、 １．芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールと芳香族ヒド
ロキシカルボン酸との組み合わせからなるもの ２．異種の芳香族ヒドロキシカルボン酸からなるもの ３．芳香族ジカルボン酸と核置換芳香族ジオールとの組
み合わせからなるもの ４．ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルに芳
香族ヒドロキシカルボン酸を反応させたもの等が挙げら
れ、これ等の中で４００℃以下の温度で異 方性溶融体
を形成するものである。なお、これらの芳香族カルボン
酸、芳香族ジオール及び芳香族ヒドロキシカルボン酸の
代わりにそれらのエステル形成性誘導体を使用しても構
わない。

【００１１】本発明の実施において使用する非晶性全芳
香族ポリエステル樹脂は、２価フェノールと２塩基酸か
らなり、４００℃以下の温度で非晶性を有する全芳香族
ポリエステル樹脂である。例えばビスフェノールＡとフ
タル酸誘導体からなるポリアリレート樹脂が挙げられ
る。

【００１２】本発明の実施において使用する代表的なホ
ウ酸アルミニウムウイスカは、繊維径０．０５〜５μ
ｍ、繊維長２〜１００μｍの９Ａｌ_２Ｏ_３・２Ｂ_２Ｏ_３
あるいは２Ａｌ_２Ｏ_３・Ｂ_２Ｏ_３で表される組成を持つ
ものであり、樹脂との相溶性、接着性を高めるためにそ
の表面をシランカップリング剤等で表面処理したものを
用いても差し支えない。

【００１３】ホウ酸アルミニウムウイスカの代わりに炭
酸カルシウムウイスカ、チタン酸カリウムウイスカ、塩
基性硫酸マグネシウムウイスカ等を用いた場合、これら
ウイスカ自体の弾性率が不足しているため、高い弾性率
を有する樹脂組成物が得られない。また、塩基性硫酸マ
グネシウムは結晶水を含んでいるため、高温加工時の脱
水反応により、組成物を得ることができない。

【００１４】本発明の実施において使用するカーボン繊
維としては、ＰＡＮ系、ピッチ系があげられる。強度
面、経済面からみてＰＡＮ系が好ましいが、より高い弾
性率を必要とする場合には高弾性ピッチ系カーボン繊維
が好ましい。

【００１５】本発明の実施において使用するＬＣＰ樹脂
と非晶性全芳香族ポリエステル樹脂からなるポリエステ
ル樹脂は、ＬＣＰ樹脂と非晶性全芳香族ポリエステル樹
脂の重量比率を９０：１０〜１０：９０、好ましくはＬ
ＣＰ樹脂と非晶性全芳香族ポリエステル樹脂の重量比率
を８０：２０〜２０：８０とすべきである。ポリエステ
ル樹脂における、非晶性全芳香族ポリエステル樹脂の使
用量が１０重量％を下回ると成形品の寸法に異方性が生
じやすくなり、さらには成形品の比重が大きくなる。ま
た、９０重量％を超えると樹脂の溶融粘度が極めて大き
くなり押出加工及び成形加工がし難く、実用に供し難
い。

【００１６】本発明における光学式ピックアップ部品用
樹脂組成物は、ホウ酸アルミニウムウイスカとカーボン
繊維の繊維状物質を４０〜７０重量％の割合で配合すべ
きである。樹脂組成物中におけるホウ酸アルミニウムウ
イスカとカーボン繊維の配合量が４０重量％を下回ると
弾性率が低下して音による共振トラブルを回避し難いも
のであり、逆に７０重量％を超えると樹脂組成物の強度
低下、成形性及び外観品質が悪化すると同時に樹脂組成
物が重くなり、実用に適さない。

【００１７】さらに、本発明における光学式ピックアッ
プ部品用樹脂組成物は、ホウ酸アルミニウムウイスカと
カーボン繊維の重量比率をホウ酸アルミニウムウイスカ
１００重量部に対してカーボン繊維を４０〜２００重量
部の割合で配合すべきであり、ホウ酸アルミニウムウイ
スカ１００重量部に対するカーボン繊維の配合量が４０
重量部を下回ると樹脂組成物の比重が大きくなり組成物
の軽量化に適さない。また、２００重量部を超えると弾
性率が低下するばかりか、溶融押出しが不可能となる場
合がある。

【００１８】本発明の樹脂組成物には、その性能を低下
させない範囲で酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑材、可塑
剤等の安定化剤を配合することができる。

【００１９】樹脂とホウ酸アルミニウムウイスカを混練
りするには公知の方法を用いて行うことができる。例え
ば、リボンブレンダー、タンブラーミキサ、ヘンシェル
ミキサ等の混合機を使用して均一に混合した後に溶融混
練するか、あるいはバンバリミキサ、スクリュー混練機
等を用いて混合、混練を同時に行うこともできる。混練
によりペレットを成形し、このペレットを使用して各種
の成形法、通常は射出成形法によって成形品を造ること
ができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて
具体的に説明する。なお、実施例及び比較例において使
用する原材料は次のとおりであるが本発明の内容はこら
らの原料に限定されるものでは無い。 １．ＬＣＰ樹脂（ユニチカ製、商品名〔ロッドランＬＣ
−５０００〕） ２．ポリアリレート樹脂（ユニチカ製、商品名Ｕポリマ
ー〔Ｕ−１００〕） ３．ホウ酸アルミニウムウイスカ（四国化成工業製、商
品名〔アルボレックスＹＳ３Ａ〕） ４．ＰＡＮ系カーボン繊維（東邦レーヨン社製、商品名
〔ベスファイトＨＴＡ−Ｃ６−ＳＲ〕） ５．ピッチ系高弾性カーボン繊維（三菱化学製、商品名
〔ダイヤリードＫ−２２３ＱＧ〕） ６．炭酸カルシウムウイスカ（丸尾カルシウム社製、商
品名〔ウイスカルＡ〕） ７．チタン酸カリウムウイスカ（大塚化学製、商品名
〔ティスモ〕） ８．塩基性硫酸マグネシウムウイスカ（宇部興産製、商
品名〔モスハイジ〕）

【００２１】〔実施例１〜３〕表１に示す配合組成に従
い、ＬＣＰ樹脂とポリアリレート樹脂の混合物及びＰＡ
Ｎ系カーボン繊維を２軸押出機〔東芝機械（株）製、Ｔ
ＥＭ３５−Ｂ〕を用いて混練し、サイドフィードにより
ホウ酸アルミニウムウイスカを投入し、３００〜３４０
℃で溶融押し出ししてペレット化した。このようにして
得られたペレットを型締め圧３０トンの射出成形機を用
いて試験片およびピックアップ部品をそれぞれ作製し
た。試験片については、曲げ試験（ＡＳＴＭ Ｄ−７９
０に準拠）、成形収縮率、比重測定を行い、弾性率、寸
法安定性、軽量化の評価試験を行った。ピックアップ部
品については、ピックアップのアクチュエーターを実際
にＣＤプレーヤーに組み込み、共振周波数測定器にて共
振周波数及び共振ピークを計測し、さらに高周波環境の
変化において作動させる総合部品性能試験を行った。な
お、この時ピックアップ機構上、部品として電気的絶縁
性を要しないタイプのＣＤプレーヤーで評価した。

【００２２】〔比較例１〜２〕表１に示す配合組成に従
い、ＬＣＰ樹脂及びポリアリレート樹脂にＰＡＮ系カー
ボン繊維を２軸押出機を用いて混練し、サイドフィード
によりホウ酸アルミニウムウイスカを投入し２９０〜３
５０℃で溶融押し出ししてペレット化した。得られたペ
レットを実施例１〜３と同様にして成形、評価したとこ
ろ、その結果は表１に示すとおりであった。

【００２３】

【表１】

【００２４】ＬＣＰ樹脂のみを使用した比較例１の樹脂
組成物は成形品寸法に大きな異方性を生じており、ま
た、比較例２のポリアリレート樹脂のみ使用した場合に
は極めて溶融粘度が高く、成形が極めて困難であった。

【００２５】〔実施例４〜６〕表２に示す配合組成に従
い、ＬＣＰ樹脂とポリアリレート樹脂を２０：８０の重
量比率で混ぜ合わせた混合物及びＰＡＮ系カーボン繊維
を２軸押出機〔東芝機械（株）製、ＴＥＭ３５−Ｂ〕を
用いて混練し、サイドフィードによりホウ酸アルミニウ
ムウイスカを投入し、３００〜３４０℃で溶融押し出し
してペレット化した。このようにして得られたペレット
を実施例１〜３と同様に処理し、試験片、ピックアップ
部品共に実施例１〜３と同様にして評価を行ったとこ
ろ、その結果は表２に示すとおりであった。

【００２６】〔比較例３〕表２に示す配合組成に従い、
ＬＣＰ樹脂とポリアリレート樹脂を２０：８０の重量比
率で混ぜ合わせた混合物とＰＡＮ系カーボン繊維を２軸
押出機〔東芝機械（株）製、ＴＥＭ３５−Ｂ〕を用いて
混練し、３００〜３４０℃で溶融押し出ししてペレット
化した。得られたペレットを実施例１〜３と同様に処理
し、試験片、ピックアップ部品共に実施例１〜３と同様
にして評価を行ったところその結果は表２に示すとおり
であった。

【００２７】〔比較例４〕ＬＣＰ樹脂とポリアリレート
樹脂を２０：８０の重量比率で混ぜ合わせた混合物を２
軸押出機〔東芝機械（株）製、ＴＥＭ３５−Ｂ〕を用い
て混練し、サイドフィードによりホウ酸アルミニウムウ
イスカを投入し、３００〜３４０℃で溶融押し出しして
ペレット化した。得られたペレットを実施例１〜３と同
様に成形、評価を行ったところ、その結果は表２に示す
とおりであった。

【００２８】

【表２】

【００２９】比較例３のカーボン繊維のみを配合した樹
脂組成物は押出加工性や成形性が極めて悪かった。ま
た、共振周波数や共振ピークは良好な値を示している
が、測定値にバラツキが多く生じた。また、比較例４の
ホウ酸アルミニウムウイスカのみを配合した樹脂組成物
は最も高い弾性率がえられたが、比重が大きく実用に供
しないものであった。

【００３０】〔実施例７〕ＰＡＮ系カーボン繊維の代わ
りにピッチ系カーボン繊維を用いた以外は実施例３と同
様にして成形、評価を行ったところその結果は表３に示
すとおりであった。 〔比較例５〜７〕ホウ酸アルミニウムウイスカの代わり
に炭酸カルシウムウイスカ、チタン酸カリウムウイスカ
及び塩基性硫酸マグネシウムウイスカを用いた以外は実
施例７と同様にして成形、評価を行ったところその結果
は表３に示すとおりであった。

【００３１】この試験において塩基性硫酸マグネシウム
ウイスカを配合した比較例７の樹脂組成物は、溶融押出
時に多量のガスが発生して試験片の加工が不可能となっ
た。この際に発生したガスは塩基性硫酸マグネシウムウ
イスカの結晶水であった。

【００３２】

【表３】

【００３３】比較例５と比較例６の樹脂組成物は弾性率
が小さく、また、共振特性も良好な値を示さなかった。
さらに比較例５の樹脂組成物は比重が最も大きいもので
あった。

【００３４】

【発明の効果】本発明の樹脂組成物によると成形品の寸
法安定性、共振特性に優れ、更には飛躍的に軽量化され
た信頼性の高い光学式ピックアップ部品を提供すること
ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 7/09 Ｇ１１Ｂ 7/09 Ｄ 7/135 7/135 Ａ // Ｃ０８Ｊ 5/04 ＣＦＤ Ｃ０８Ｊ 5/04 ＣＦＤ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶性芳香族ポリエステル樹脂と非晶性
   全芳香族ポリエステル樹脂の重量比率を９０：１０〜１
   ０：９０としたポリエステル樹脂と、ホウ酸アルミニウ
   ムウイスカとカーボン繊維の重量比率を１００：４０〜
   ２００とした繊維状物質を必須成分とした樹脂組成物で
   あって、該樹脂組成物における繊維状物質の配合割合を
   ４０〜７０重量％としたことを特徴とする光学式ピック
   アップ部品用樹脂組成物。