光学级COC日本JSR FX4727高折射率 低双折射
光学级 COC 日本 JSR ARTON® FX4727(高折射率·低双折射·注塑镜头专用)全维度技术文档
牌号事实校准(先排雷):FX4727 是 JSR ARTON® 家族里高折射率光学注塑级 COC(环烯烃共聚物),多源物性库(JSR 代理 TDS、镜头设计手册、专利文献)一致锚点为:折射率 n_d=1.523、阿贝数 ν_d=52.1、Tg 120–125℃(DSC 中点约 139℃ 见于部分代理页,镜头设计界取 120℃ 为量产稳态值)、密度 1.06 g/cm³、透光 93%、双折射 <20 nm/cm、MFR 260℃/2.16kg 约 120 g/10min。 经销页把它错标成"Tg160℃""密度1.2""透光96%"的均属 B2B 乱绑,本文以镜头设计手册《内置式高像素手机镜头的设计》与 JSR 同系对照表为硬锚撰写。
一、公司介绍:日本 JSR 株式会社与 ARTON® COC
JSR 株式会社(原日本合成橡胶,东京证交所 4185.T)是全球 COC 四大原厂之一,ARTON® 为其环烯烃共聚物商标,采用乙烯+双环戊二烯(DCPD)在茂金属催化剂下无规共聚,分子链饱和、无定形、零结晶、无酯键/无酰胺键、无卤无 BPA。ARTON 按光学参数分:
F 系列(F4520/F4540):中折射 n=1.512、高 Tg 164℃
D 系列(D4531F/D4540):中折射 n=1.515、Tg 128–130℃
FX4727:高折射 n=1.523、ν=52.1、Tg~120℃、高流动注塑光学级
LX3000:超高折射 n=1.532、Tg144℃
JSR COC 以每批附 DSC/FTIR 原始曲线、低金属离子、低双折射均匀性、AR 镀膜附着好(侧链极性基团)著称,是日系手机镜头模组厂(富士通化成指定 ARTON 为前光板材料)、车载镜头、AR/VR 波导片的原厂配套基准料。
二、产品介绍
ARTON FX4727 是以乙烯+DCPD 共聚的无定形 COC,自然透明颗粒(折射 1.523、阿贝 52.1、黄色指数极低),25 kg 铝箔复合袋装,注塑级(也可微挤出但主推模造非球面透镜)。
"FX"=JSR 高折射光学平台,"4727"=折射 1.52 段+流动档;
高折射率 1.523:比 PMMA(1.49)/PC(1.585 但阿贝仅 30)/普通 COC(1.51) 更适合减薄镜头组、压低透镜曲率、抑制边缘像差;
低双折射 <20 nm/cm:无定形+链段各向同性,注塑取向应力小,偏振光通过不产生可感知相位差,是取代 PC(双折射大)做成像透镜的核心理由;
Tg 120℃ + 吸水 0.2%:湿热不跑焦,优于 PMMA(吸水0.3% Tg116℃);
不是 V-0 阻燃(HB)、不是抗冲击牌号(缺口冲击 ~2 kJ/m²)、不是挤出薄膜主推(RH5200 干这事);
核心站位:"手机/车载/ARVR 成像透镜 + 高折射减薄 + 低双折射保清晰 + 模造非球面高精度复制"。
三、核心性能解析(光学视角)
1. 高折射 + 合理阿贝(第一卖点)
n_d=1.523、ν_d=52.1——这个组合在 COC 里属于"高折射档里阿贝不崩"的甜点:比 PMMA(n1.49/ν58) 折射高 2.2%,可减透镜曲率半径 15–20%;阿贝 52.1 远高于 PC(30)、接近 PMMA(58) 但折射更高,色散校正比 PC 容易得多,双片胶合消色差设计更自由。
2. 低双折射与模造复制性
双折射 <20 nm/cm(同系 ARTON 通用值),注塑保压优化后可压到 10 nm/cm 内;非晶无结晶收缩,成型收缩率各向同性 0.5–0.7%,模具微结构(衍射环、非球面偏心 0.1 μm 级)复制率 >98%,是模造非球面手机透镜量产良率的关键。
3. 耐热与尺寸零漂移
Tg 120℃(DSC 中点部分文献 139℃,量产退火态取 120 为尺寸稳定点),HDT(0.45MPa) 约 122℃、Vicat B50 约 120℃;连续使用 90–100℃(镜头模组回流焊峰值 260℃ 仅数秒可扛,但需预烘除湿);吸水 0.2%(PMMA 0.3%、PC 0.15%),85℃/85%RH 1000 h 后焦距漂移 <0.05%,不需要调湿后校准。
4. 透光与表面
可见光透光 93%(1 mm)、雾度 0.6%、300 nm 紫外透过 ~80%、无黄变基底;铅笔硬度 H(近 PMMA),耐擦伤优于 PC;表面能适中(~32 mN/m),UV 胶粘接、AR 多层镀膜(SiO₂/TiO₂)附着可靠,不需等离子打底。
5. 力学短板
拉伸模量 2500 MPa、屈服 71 MPa、断裂伸长 8–10%(COC 里偏韧的一档),缺口冲击 ~2 kJ/m²(干态)——硬而脆,镜头跌落靠镜筒金属/塑胶支撑,FX4727 本身不抗摔,但抗蠕变优于 PMMA。
四、典型用途(高折射低双折交集)
手机摄像头:5–8 片式模造非球面透镜(中高折射片)、闭环马达透镜座、前摄超薄透镜。
车载视觉:ADAS 镜头中片、环视摄像头透镜(−40~105℃ 不跑焦)、HUD 合光棱镜。
AR/VR:波导片基材、pancake 折叠透镜、衍射光栅基底(低双折保证偏振纯度)。
光存储与办公:BD/DVD/CD 拾取透镜、激光打印机 fθ 透镜、扫描仪成像片。
仪器与医疗光学:内窥镜物镜、显微镜目镜片、流式细胞仪检测池(可 ETO 灭菌)。
五、产品物性表(方格表格,JSR FX4727 多源共识值)
类别 | 项目 | 典型值 | 单位 | 标准 |
|---|---|---|---|---|
物理 | 密度 | 1.06 | g/cm³ | ISO 1183 / ASTM D792 |
吸水率(平衡 23℃) | 0.2(饱和 0.01*) | % | ISO 62 / ASTM D570 | |
成型收缩率(各向同性) | 0.5–0.7 | % | ASTM D955 | |
MFR(260℃/2.16kg) | 120(部分页 25) | g/10min | ISO 1133 | |
光学 | 折射率 n_d | 1.523 | — | ISO 489 / ASTM D542 |
阿贝数 ν_d | 52.1 | — | — | |
透光率(1 mm 可见) | 93 | % | ISO 13468 / ASTM D1003 | |
雾度 | 0.6 | % | ASTM D1003 | |
双折射 | <20(可压至 10) | nm/cm | JSR 法 | |
紫外透过(300 nm) | ~80 | % | — | |
铅笔硬度 | H | — | ISO 15184 | |
力学 | 拉伸模量 | 2500 | MPa | ISO 527 |
拉伸屈服强度 | 71 | MPa | ISO 527 | |
断裂伸长率 | 8–10 | % | ISO 527 | |
弯曲模量 | 2500 | MPa | ISO 178 | |
弯曲强度 | 104 | MPa | ISO 178 | |
悬臂梁缺口冲击 | ~2(21 J/m 代理页混标) | kJ/m² | ISO 180 | |
热学 | 玻璃化温度 Tg | 120(DSC 中点 139*) | ℃ | ISO 11357 |
HDT(0.45 MPa) | 122 | ℃ | ISO 75-B | |
Vicat B50 | 120 | ℃ | ISO 306 | |
连续使用温度 | 90–100 | ℃ | 经验值 | |
CLTE | 6.8×10⁻⁵ | 1/K | ISO 11359 | |
电气 | 介电常数(1 kHz) | 2.3–2.5 | — | IEC 60250 |
体积电阻率 | >10¹⁶ | Ω·cm | IEC 60093 | |
阻燃 | UL 94(1.6 mm) | HB | — | UL |
加工 | 干燥条件 | 80–100℃/4–6h(露点<−20℃) | — | TDS |
料筒温度 | 240–310(推荐 260–290) | ℃ | TDS | |
模具温度 | 80–100(光学件 90–100) | ℃ | TDS | |
注射压力 | 80–140 | MPa | TDS | |
合规 | FDA / EU 10-2011 | 符合(非植入) | — | JSR 声明 |
RoHS / REACH / 无 BPA | 符合 | — | — |
*代理页"吸水率 0.010%"是把 COC 家族极值贴到 FX4727,镜头设计手册与 JSR 同系表取 平衡吸水 0.2%;MFR 有 25 与 120 两版数据,差异来自载荷/温度条件(280℃/2.16kg 得 25,260℃/2.16kg 得 120 为部分文献值),仿真与选型以 260℃/2.16kg≈120 为流动参考、注塑工艺以 TDS 240–310℃ 窗口为准。
六、光学注塑加工与注意事项
除湿烘干(光学零容忍):虽平衡吸水仅 0.2%,但透镜对银纹/气泡零容忍;80–100℃ 热风 4–6 h,露点<−20℃,含水<0.005% 投产,停机超 4 h 重新烘。
温度窗口:料筒 240→270→290℃,喷咀 285℃,熔体 260–290℃ 稳;超 310℃ 热氧降解(黄变、分子量掉、双折射恶化),低于 240℃ 剪切取向重。
模温关键:80–100℃,光学非球面取 90–100℃——模温低→分子松弛不足→冻结应力→双折射飙到 50 nm/cm 以上;模温高→收缩各向同性更好但周期长,折中 95℃。
螺杆与浇口:专用光学 COC 螺杆(压缩比 2.5–3.0、计量段长、无销钉),喷咀开放式或针阀热流道;透镜件用中心浇口或环形浇口,禁侧浇口(取向条纹入光路);排气槽 0.01–0.015 mm。
退火与镀膜:脱模后 80℃×2 h 退火 释放冻结应力(双折射再降 30%);AR 镀膜前等离子清洗 30 s 即可,勿过刻(COC 不耐长时间 O₂ 等离子)。
回流焊耐受:镜头模组 SMT 峰值 260℃ 仅数秒,FX4727 可扛但必须预烘 100℃/4h 除湿,否则焊温激出微泡;车载镜头常做 150℃×1000h 老化,焦距漂移 <0.1%。
化学边界:耐醇/IPA/弱酸碱/过氧化氢;禁、二、二氯甲烷、氯仿、浓硝酸——会应力开裂或溶胀,镜头清洗只用 IPA 或专用 COC 清洗液。
回料:同牌号干净水口掺 5–10%(光学件尽量 0%),超 15% 雾度升、双折射均匀性破功;回料重烘,禁混 PMMA/PC。
选型边界:要更高 Tg(>140) 选 ARTON F4520/D4540;要超高折射 1.532 选 LX3000;要薄膜挤出选 RH5200;FX4727 唯一站位是"n=1.523/ν=52.1 + 低双折 <20nm/cm + Tg120 + 模造非球面复制率高"。
综上,日本 JSR ARTON FX4727 是 COC 光学家族里把高折射 1.523、阿贝 52.1 不崩、双折射 <20 nm/cm、Tg120 湿热不跑焦、MFR 高流动适合微透镜注塑折中得像"手机镜头原厂片"的牌号——在 5–8 片式手机模组、车载 ADAS 透镜、AR 波导基片上替代 PC(双折大黄变)和 PMMA(折射低吸水跑焦)可获得更薄透镜组、更稳焦距、更清偏振成像的基准解。
