(57)【要約】      （修正有）【課題】堅牢性を損なうことなく帯電防止性能に優れた光学機器用樹脂材料を提供する。【解決手段】光学機器用樹脂材料は、熱可塑性樹脂をベースとし、これにチタン化合物からなり且つ導電処理を施した微細材料を１〜２０重量％の割合で含有したもので、成形した場合に表面抵抗が１０９Ωｃｍ以下になる。この微細材料２２は、酸化チタン又はチタン酸カリウムからなり針状又は粒状を有すると共に、酸化スズ系又はカーボン系の導電材料２３をコーティングして導電処理を施してある。また、熱可塑性樹脂は、ＰＣ樹脂とＰＢＴ樹脂の混合物からなり、ＰＣ樹脂の混合比が６５〜９０重量％である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂に、チタン化合物からなり且つ導電処理を施した微細材料を１〜２０重量％の割合で含有し、成形した場合に表面抵抗が１０９Ωｃｍ以下になる光学機器用樹脂材料であって、
前記微細材料は、酸化チタン又はチタン酸カリウムからなり針状又は粒状を有すると共に、酸化スズ系又はカーボン系の導電材料をコーティングして導電処理を施してあり、
前記熱可塑性樹脂は、ＰＣ樹脂とＰＢＴ樹脂の混合物からなり、ＰＣ樹脂の混合比が６５〜９０重量％であることを特徴とした光学機器用樹脂材料。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂にカーボンナノチューブを添加して、表面抵抗を１０９Ωｃｍ以下に調整した事を特徴とする請求項１記載の光学機器用樹脂材料。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂に、カーボンブラックを０．５〜１０重量％添加し、遮光性を高めたことを特徴とする請求項１記載の光学機器用樹脂材料。
【請求項４】
ガラス繊維又は炭素繊維からなる補強材料を２０重量％以下の割合で含有する事を特徴とした請求項１に記載の光学機器用樹脂材料。
【請求項５】
熱可塑性樹脂に、カーボンナノチューブを含有し、成形した場合に表面抵抗が１０９Ωｃｍ以下になる光学機器用樹脂材料であって、
前記熱可塑性樹脂は、ＰＣ樹脂とＰＢＴ樹脂の混合物からなり、ＰＣ樹脂の混合比が６５〜９０重量％であることを特徴とした光学機器用樹脂材料。
【請求項６】
カメラ用のシャッタ羽根を搭載する為のシャッタ地板であって、
熱可塑性樹脂に、チタン化合物からなり且つ導電処理を施した微細材料を１〜２０重量％の割合で含有し、表面抵抗を１０９Ωｃｍ以下にした樹脂の成形品からなり、
前記微細材料は、酸化チタン又はチタン酸カリウムからなり針状又は粒状を有すると共に、酸化スズ系又はカーボン系の導電材料をコーティングして導電処理を施してあり、
前記熱可塑性樹脂は、ＰＣ樹脂とＰＢＴ樹脂の混合物からなり、ＰＣ樹脂の混合比が６５〜９０重量％であることを特徴とするシャッタ地板。
【請求項７】
カメラ用のシャッタ羽根を搭載する為のシャッタ地板であって、
熱可塑性樹脂にカーボンナノチューブを含有して表面抵抗が１０９Ωｃｍ以下にした成形品からなり、
前記熱可塑性樹脂は、ＰＣ樹脂とＰＢＴ樹脂の混合物からなり、ＰＣ樹脂の混合比が６５〜９０重量％であることを特徴とするシャッタ地板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学機器用樹脂材料に関する。より詳しくは、カメラなどに組み込まれるシャッタ地板、シャッタ羽根押え、中間板など、帯電防止性能が求められる部品の成形に用いる光学機器用樹脂材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラのシャッタ装置は地板を用いて組み立てられる。シャッタ羽根は、地板の上に走行可能に取り付けられる。駆動力が強ければ、地板の帯電による影響は受けにくい。しかし、近年の省電力化により、シャッタの駆動力が弱くなると、摩擦による少しの帯電でもシャッタ羽根が密着してしまい、動作不能に陥る。そこで、従来から、プラスチック成形品からなる地板の表面に、帯電防止性能を有する固体潤滑膜を形成し、シャッタ羽根との密着を防止していた。あるいは、成形用の樹脂材料自体に導電性を有するカーボンブラック粒子や炭素繊維を混入する場合もあった。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１０５８００号公報
【特許文献２】特開平１１−３４３４０１号公報
【特許文献３】特開平１１−３４９６９５号公報
【特許文献４】特開２０００−３１８１０１号公報
【特許文献５】特開２００２−４０５１１号公報
【先行出願】特願２００２−０４３４５０号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
プラスチック地板の表面に帯電防止性能を有する潤滑塗膜を形成する場合、通常スプレーによりコーティングしていた。しかし、塗装時のオーバースプレーにより、塗料や溶剤が大量に環境に放出されていた。又、成形材料に炭素繊維を混入する場合では、シャッタ地板の表面層が基本的に成形樹脂で覆われる為、ここで帯電しシャッタ羽根が密着してしまう。又、電気抵抗を下げる為、成形樹脂にカーボンブラックを多量に練り込む場合は、樹脂の流動性が悪くなり成形性が損なわれ且つ強度が低下してしまう。
【０００５】
また改良された帯電防止性能を有する光学機器用樹脂材料が開発されており、特許文献５に記載がある。この光学機器用樹脂材料は、熱可塑性の樹脂に、チタン化合物からなり且つ導電処理を施した微細材料を１〜４０重量％の割合で含有している。この微細材料は、酸化チタン又はチタン酸カリウムからなり、針状又は粒状を有する。樹脂は、ＰＣ、ＡＢＳ、ＰＢＴ及びＰＯＭから選択される。特許文献５によると、微細なチタン酸カリウム繊維などからなり且つその表面を導電処理した微細材料を樹脂に添加することにより、三次元的な網目構造の導電経路を形成し、以って樹脂の物性及び成形性を低下させることなく、帯電防止性のある光学機器用樹脂材料を得ることが可能であるとしている。
【０００６】
しかしながら、特許文献５に開示された光学機器用樹脂材料は、実用レベルの帯電防止性能を得る為に、４０重量％程度まで達する比較的大量の導電処理済微細材料を混合する必要があった。その為、光学機器用樹脂材料が脆いという欠点があった。材料の脆さの為、カメラのシャッタ地板など堅牢性を必要とする用途に適用しにくいという問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明は帯電防止性能に優れた光学機器用樹脂材料を提供することを目的とする。係る目的を達成する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明に係る光学機器用樹脂材料は、熱可塑性樹脂に、チタン化合物からなり且つ導電処理を施した微細材料を１〜２０重量％の割合で含有し、成形した場合に表面抵抗が１０９Ωｃｍ以下になる光学機器用樹脂材料であって、前記微細材料は、酸化チタン又はチタン酸カリウムからなり針状又は粒状を有すると共に、酸化スズ系又はカーボン系の導電材料をコーティングして導電処理を施してあり、前記熱可塑性樹脂は、ＰＣ樹脂とＰＢＴ樹脂の混合物からなり、ＰＣ樹脂の混合比が６５〜９０重量％であることを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、前記熱可塑性樹脂にカーボンナノチューブを添加して、表面抵抗を１０９Ωｃｍ以下に調整した事を特徴とする。又、前記熱可塑性樹脂に、カーボンブラックを０．５〜１０重量％添加し、遮光性を高めたことを特徴とする。また、ガラス繊維又は炭素繊維からなる補強材料を２０重量％以下の割合で含有する事を特徴とする。
【０００９】
また本発明に係る光学機器用樹脂材料は、熱可塑性樹脂に、カーボンナノチューブを含有し、成形した場合に表面抵抗が１０９Ωｃｍ以下になる光学機器用樹脂材料であって、前記熱可塑性樹脂は、ＰＣ樹脂とＰＢＴ樹脂の混合物からなり、ＰＣ樹脂の混合比が６５〜９０重量％であることを特徴とする。
【００１０】
本発明は又、カメラ用のシャッタ羽根を搭載する為のシャッタ地板を包含している。このシャッタ地板は、熱可塑性樹脂に、チタン化合物からなり且つ導電処理を施した微細材料を１〜２０重量％の割合で含有し、表面抵抗を１０９Ωｃｍ以下にした樹脂の成形品からなり、前記微細材料は、酸化チタン又はチタン酸カリウムからなり針状又は粒状を有すると共に、酸化スズ系又はカーボン系の導電材料をコーティングして導電処理を施してあり、前記熱可塑性樹脂は、ＰＣ樹脂とＰＢＴ樹脂の混合物からなり、ＰＣ樹脂の混合比が６５〜９０重量％であることを特徴とする。あるいは、該チタン化合物からなり且つ導電処理を施した微細材料の代わりに、カーボンナノチューブを含有しても良い。
【００１１】
光学機器用樹脂材料の脆さは、導電性を付与する為に添加した微細材料に起因している。従来、微細材料を最大で４０重量％程度まで樹脂に混合する為、材料自体が脆くなっていた。そこで本発明は、ＰＣ樹脂（ポリカーボネート樹脂）とＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）を適当な混合比率でブレンドすることにより、材料の物性バランスが取れた最適な樹脂組成としている。その比率は、ＰＣ樹脂が６５〜９０重量％で、ＰＢＴ樹脂が３５〜１０重量％である。この様な混合組成の樹脂をベースとすることで、導電性を付与する為に添加すべき微細材料の比率を、従来に比べ抑えることが可能となり、最大でも２０重量％程度で済む。この様にＰＣ樹脂とＰＢＴ樹脂のブレンド樹脂を用いることで、樹脂材料自体の脆さを改善するとともに、微細材料の添加量も抑えることで樹脂材料の脆さを和らげている。尚、場合により補強の為ガラス繊維あるいは炭素繊維を混合する場合もある。この場合の含有率も、樹脂材料の脆さが出ない程度に抑える必要があり、その値は２０重量％以下にする。場合により、導電処理を施したチタン化合物からなる微細材料に加え、同じく導電性を有するカーボンナノチューブを加えることで、微細材料自体の混合量を下げることができる。更には、導電処理を施したチタン化合物からなる微細材料に代えてカーボンナノチューブを用いることで、添加量を５重量％以下に抑えることも可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る光学機器用樹脂材料で成形されたカメラ用のシャッタ地板を示す模式的な断面図である。図示する様に、シャッタ装置は基本的に一対のシャッタ羽根３，４とこれを駆動する電磁アクチュエータ２とからなる。シャッタ羽根３，４はレンズ開口（図示せず）を有する地板１に配置されており、電磁アクチュエータ２により駆動されてレンズ開口を開閉する。本例では、一方のシャッタ羽根３は地板１に植設されたピン３ｂを中心にして回動する。他方のシャッタ羽根４は同じく地板１に植設されたピン４ｂを中心にして回動する。一対のシャッタ羽根３，４は地板１と羽根押え１ｖとの間に設けた羽根室に格納されている。地板１は、シャッタ羽根３，４の開閉動作を妨害しない為、帯電防止性能が要求される。又、羽根押え１ｖについても、好ましくは帯電防止性能が求められる。従って、地板１や羽根押え１ｖなどをプラスチック成形品で構成する場合には、予め導電性を付与する必要がある。
【００１３】
電磁アクチュエータ２は支持体１ｕを介して地板１に搭載されており、シャッタ羽根３，４に連結してこれを開閉駆動する。電磁アクチュエータ２は所謂ムービングマグネットモータ型であり、永久磁石製のロータ２ａと、その周囲に巻回され通電に応じてロータ２ａを回動させるコイル８とからなる。ロータ２ａは回動軸１ｂを有しており、中間位置を挟んで一端位置と他端位置との間を双方向に回動可能である。一端位置と他端位置との間が作動角度範囲となる。ロータ２ａには樹脂モールドにより作動ピン２ｂが一体的に取り付けられており、シャッタ羽根３，４に係合してこれらを駆動する。コイル８はコイル枠８ａに巻回されており、通電に応じてロータ２ａを作動角度範囲で双方向に回動させる。コイル枠８ａの外周にはヨーク７が取り付けられている。低消費電力化の為、電磁アクチュエータ２の駆動力を抑制すると、地板１の少しの帯電でもシャッタ羽根３，４が密着してしまう恐れがある。
【００１４】
尚、電磁アクチュエータ２はコイル８に通電していない無通電状態で、ロータ２ａを中間位置、一端位置又は他端位置に保持する為の自己保持手段を備えている。この自己保持手段は、ロータ２ａを機械的な弾性力で中間位置に規制する弾性部材５と、ロータ永久磁石に対面した磁気的な吸引力でロータ２ａを一端位置に保持する一方の磁性部材６と、ロータ永久磁石に対面し磁気的な吸引力でロータ２ａを他端位置に保持する他方の磁性部材６とを有する。弾性部材５は一対の開放端部５ｉ，５ｊを有するコイルバネからなり、羽根押え１ｖに形成された固定ピン１ｃに取り付けられている。一対の開放端５ｉ，５ｊの間には同じく羽根押え１ｖに植設された案内ピン１ａが挿入されている。ロータ２ａと一体成形された作動ピン２ｂは弾性部材５の両開放端部５ｉ，５ｊにより挟持され、中間位置に規制される。シャッタ羽根３，４は、自己保持手段によって保持可能なロータ２ａの三点に応じて、レンズ開口を開く全開位置、レンズ開口を閉じる全閉位置及びレンズ開口を部分的に開く半開位置の三点に移行可能である。
【００１５】
図２は、図１に示したシャッタ羽根を地板１の下側（シャッタ羽根側）から見た模式的な平面図である。図示の状態は、電磁アクチュエータ２のロータ２ａが中間位置にあり、作動ピン２ｂに連結する一対のシャッタ羽根３，４は地板１に形成されたレンズ開口１ｏを閉じる全閉位置に置かれている。永久磁石製のロータ２ａは樹脂で一体化された作動ピン２ｂを有する。この作動ピン２ｂは、一対のシャッタ羽根３，４各々に形成された作動用長溝３ａ，４ａに係合している。これにより、シャッタ羽根３，４は地板１に植設された回動ピンを中心にして回動可能となっている。又、地板１には弾性部材５を保持する固定ピン１ｃと、弾性部材５の状態を保持する案内ピン１ａが設けられている。これにより、弾性部材５の両開放端部５ｉ，５ｊはロータ２ａの作動ピン２ｂを挟む位置に配置される。図示の電磁アクチュエータ２はロータ２ａとコイル８とヨーク７とで構成されている。コイル８に正逆双方向の通電を行なうことによって、ロータ２ａを時計方向及び反時計方向に所定の作動角範囲で回動させることができる。以上の説明から明らかな様に、地板１は種々の部品を搭載する為に高い寸法精度を要求されており、比較的複雑な形状を有している。従って、地板１をプラスチック成形品で作る場合、前述した帯電防止性能に加え優れた成形性や平滑性が要求される。
【００１６】
ここで、地板や羽根押えなどの部品の成形に用いる光学機器用樹脂材料を説明する。本発明に係る光学機器用樹脂材料は、基本的に、熱可塑性樹脂に、チタン化合物からなり且つ導電処理を施した微細材料を１〜２０重量％の割合で含有し、成形した場合に、表面抵抗が１０９Ωｃｍ以下になる導電性を備えている。特徴事項として、微細材料は、酸化チタン又はチタン酸カリウムからなり針状又は粒状を有するとともに、酸化スズ系又はカーボン系の導電材料をコーティングして導電処理を施してある。又、ベースとなる熱可塑性樹脂は、ＰＣ樹脂（ポリカーボネート樹脂）とＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）の混合物からなり、ＰＣ樹脂の混合比が６５〜９０重量％であり、ＰＢＴ樹脂の混合比が３５〜１０重量％となっている。場合により、ＰＣ樹脂とＰＢＴ樹脂の混合物からなる熱可塑性樹脂に、カーボンナノチューブを添加して、表面抵抗を実用レベルの１０９Ωｃｍ以下に調整してもよい。遮光性が必要な用途によっては、熱可塑性樹脂にカーボンブラックを０．５〜１０重量％添加して、遮光性を高めることもできる。更に、機械的強度が要求される光学機器用部品の成形に応用する場合には、ガラス繊維又は炭素繊維からなる補強材料を、２０重量％以下の割合で含有してもよい。尚、本発明は上述したチタン化合物からなり且つ導電処理を施した微細材料に代えて、同じく導電性を有するカーボンナノチューブを単独で添加することもできる。この場合には、添加量は５重量％以下に抑えることができる。
【００１７】
樹脂材料の脆さは導電性を付与する為に添加する微細材料の量に依存している。本発明では、ＰＣ樹脂とＰＢＴ樹脂をブレンドすることで、材料の物性バランスが取れた最適な樹脂組成を得ている。その混合比率はＰＣ樹脂６５〜９０重量％でＰＢＴ樹脂３５〜１０重量％である。この様に物性バランスが取れた樹脂を用いることで、材料自体の脆さを改善することができるとともに、微細材料の添加量も抑えることができ、これによって樹脂材料の脆さを改善している。樹脂材料の物性バランスが取れたことで、導電性を付与する為に添加する微細材料の混合比は最大でも２０重量％程度まで抑えることが可能となった。尚、補強材として混合するガラス繊維あるいは炭素繊維の含有率についても、樹脂材料の脆さが出ない程度に抑える必要があり、やはりその含有率は２０重量％以下にする。導電性を付与する為に添加する微細材料は、例えばカーボンコートしたチタン酸カリウムウィスカ（商品名デントール）を用いることができ、その含有量は５〜２０重量％である。場合により、チタン酸カリウムウィスカに加えて同じく導電性を有するカーボンナノチューブを添加することで、チタン酸カリウムウィスカの添加量はその分少なくすることができる。更には、チタン酸カリウムウィスカの代わりに、カーボンナノチューブを添加することで、その混合比率を１〜５重量％まで低くすることができる。この場合には、樹脂材料の脆さを一層改善することが可能である。
【００１８】
上述したように、微細材料として一般式Ｋ２  Ｏ・ｎＴｉＯ２  で示されるチタン酸カリウム繊維（ウィスカ）を用いることができる。平均繊維径０．３ないし０．７μｍ、平均繊維長１０ないし２０μｍと極めて微細な繊維であり、高強度、高弾性、高アスペクト比といった特徴を有している為、優れた補強性能を発揮する。この、チタン酸カリウム繊維の表面を導電化処理したものを熱可塑性のＰＣ，ＰＢＴブレンド樹脂に混練して、導電性プラスチック複合材料が得られる。この複合材料は、従来極めて困難とされていた超薄肉成形や超精密成形を可能にした他、ガラス繊維や炭素繊維の最大の弱点とされていた寸法精度の悪さを改善し、更に耐摩耗特性を付与することに成功している。この複合材料は、精密成形材料あるいは高摺動成形材料として優れた性能を発揮する。
【００１９】
本実施例では、チタン酸カリウム繊維を補強材として配合している為、成形品の薄肉部や狭小部へミクロ単位での補強が可能である。プラスチック中での繊維の分散状態がミクロでしかも均一である為、超精密成形や薄肉成形が可能である。チタン酸カリウム繊維は優れた摩擦摩耗性を有しており、摺動性の必要な機構部品に応用できる。無潤滑で優れた摩擦摩耗性を有する摺動部品の成形が可能である。チタン酸カリウム繊維は極めて微細である為、射出成形品内部での繊維配向が比較的小さいことから、優れた寸法精度と安定性を発揮する。更に、成形品は金型転写性が高く、鏡面状態の平滑表面が得られる。面精度の向上により、精密部品、摺動部品、メッキ部品などに好適である。最も重要な点は、微細な導電性繊維を用いている為、プラスチック内における導通パスは三次元的な網目構造を形成する。従って、成形品の抵抗値の面内ばらつきは勿論、体積的なばらつきも非常に小さく且つ安定している。加えて、導電性繊維の添加量により、樹脂の抵抗値を最適に設定可能である。成形品の使用目的に合わせ１０−２Ωｍから１０９Ωｍまで広範囲に亘り抵抗値を設定できる。これにより、導体から帯電防止体、抵抗体まで応用可能である。
【００２０】
図３は、上述した導電性プラスチック材料を用いて成形されたシャッタ地板の他の例を示す模式的な平面図である。本例はフォーカルプレーンシャッタであって、シャッタ地板１１の中央部には長方形の開口１２（一点鎖線で示す）が設けられている。休止状態において四枚の先羽根１０が互いに部分的に重なり合ってシャッタ開口１２を遮蔽している。図示しないが先羽根群の下方には後羽根群が重なって配置されている。各シャッタ羽根の先端部は羽根押え１４によって不要な動きを規制されている。この羽根押え１４も、本発明に係る樹脂材料で成形することができる。地板１１の左端部には一組のアーム１５及び１６が互いに平行関係を保って回動自在に軸支されている。各先羽根１０はその先端部において一組のアーム１５及び１６に係止されている。このアーム１５及び１６も本発明に係る樹脂材料で成形することができる。後羽根群も同様に図示しない一対のアームによって係止されている。主アーム１５には長穴１７が設けられており、主アーム１５の回動に伴う長穴１７の移動軌跡に沿って長溝１８がシャッタ地板１１に設けられている。尚、図示しないが長穴１７には、長溝１８を介して地板１１を貫通する駆動ピンが係合している。図示しないシャッタレリースボタンを押すと、駆動ピンはシャッタ地板１１に設けられた長溝１８に沿って与えられた付勢力により上方に移動する。これに伴って長穴１７において駆動ピンと係合している主アーム１５及びこれと連動する従アーム１６は上方に回動する。この回動により先羽根１０は上方に縦走り走行し開口１２を開口する。次いで図示しない後羽根群が縦走り走行し開口１２を遮蔽し露光が終了する。
【００２１】
図４は、ＰＣ，ＰＢＴブレンド熱可塑性樹脂に添加される微細材料の他の例を示す模式図である。図示する様に、微細材料２１は、針状酸化チタンのウィスカ２２と、その表面を被覆する導電層２３とで構成されている。ウィスカ２２の長手寸法は約２．０μｍで、太さは約０．１μｍである。ウィスカ２２をコーティングする導電層２３の厚みは約２ｎｍである。この導電層はＳｎＯ２  にＳｂをドーピングしたものである。このように、微細材料２１は、ルチル型針状酸化チタンのウィスカ２２を核に、ＳｎＯ２  ／Ｓｂ導電層２３を被覆したものである。係る導電性微細材料は、例えば石原産業株式会社から商品名「針状導電性酸化チタンＦＴシリーズ」として市販されている。ウィスカタイプは球状タイプに比べ、少ない添加量で所望の導電性が得られる。添加量は球状タイプの１／２ないし１／３と大幅に少なくすることができる。この針状酸化チタンをベースとした微細材料は、チタン酸カリウムをベースとした材料に比べ折れにくく、分散強度に対する導電性の安定度は非常に優れている。
【００２２】
ＳｎＯ２  の単結晶は、ｎ型の導電性を示す。これにＳｂを添加すると、導電性が増大する。これはＶ族のＳｂがＩＶ族のＳｎを置換して、多量のドナーレベルを形成する為であると考えられる。尚、ガラス表面上にＳｂ（アンチモン）をドープしたＳｎＯ２  を薄膜状にしたものが透明電極として広く知られている。
【００２３】
図５は、図４に示した導電性の針状酸化チタンウィスカを熱可塑性樹脂に分散した状態を示す顕微鏡写真図である。図示する様に、樹脂マトリクス中で、針状酸化チタンのウィスカが網目構造を取る為、導電性が得られる。
【００２４】
図６は、微細材料の他の例を示している。本例では、微細材料２１は、顔料級酸化チタン粒２２ａを導電層２３で被覆したものである。顔料級酸化チタン粒２２ａの直径は約０．２μｍであり、導電層２３の厚みは約３ｎｍである。本例でも、この導電層２３はＳｎＯ２  にＳｂをドープしたものである。ウィスカに代えて粒状の微細材料を含有した成形樹脂は、特に平滑性を重視する分野で利用可能である。
【００２５】
次に、地板や羽根押えなどの部品の成形に用いる光学機器用帯電防止樹脂材料の他の実施形態を説明する。本実施形態に係る光学機器用帯電防止樹脂材料は、基本的に、熱可塑性のＰＣ，ＰＢＴブレンド樹脂にカーボンナノチューブを１〜５重量％の割合で添加した組成物である。カーボンナノチューブは、直径が例えば０．０１μｍで長さが１〜１０μｍの円筒形で１００％炭素原子からなる物質である。通常、円筒形で単独に存在することはなく、これらが絡み合った状態になっている。カーボンナノチューブの添加量が１重量％以下では、樹脂材料の表面抵抗が１０９Ωｃｍ以下に下がらず、所望の帯電防止性能を得ることができない。又、カーボンナノチューブの添加量が５重量％を超えると、樹脂材料の成形性などに問題が生じる。ここで、本発明に係る帯電防止樹脂材料が、光学機器用途などで遮光性を要求される場合、カーボンブラックを０．５〜１０重量％添加することが好ましい。カーボンブラックが０．５重量％以下では遮光性が不足する場合がある。逆にカーボンブラックの添加量が１０重量％を超えると、成形性などに問題が生じる場合がある。この際、カーボンブラックとして導電性に優れているチャンネルブラックを使用すると、カーボンナノチューブとの相乗作用で、更に光学機器用樹脂材料の導電性が増す。又、本発明に係る帯電防止樹脂材料を高速走行の要求されるシャッタ羽根などに利用する場合、強度が不足することもある。その場合には、炭素繊維あるいはガラス繊維を１〜２０重量％添加し、補強を行なうとよい。繊維の添加量が１重量％未満では所望の補強効果が得られない。一方、繊維の含有量が２０重量％を超えると、成形性に不都合が生ずる場合がある。更に、用途によって潤滑性が不足する場合には、本発明の帯電防止樹脂材料に、ＰＴＦＥ、グラファイト、二硫化モリブデンなどを１〜２０重量％添加して、潤滑性を付与するとよい。添加量が１重量％未満では所望の潤滑性能が得られない。逆に、添加量が２０重量％を超えると、樹脂の成形性や他の特性に悪影響を及ぼす場合がある。
【００２６】
図７は、カーボンナノチューブの単体のモデル図である。構造的には、０．００５μｍ中空コアの周りに、８層のグラファイト層が巻かれた、円筒形状である。直径（Ｄ）は０．０１μｍで、長さ（Ｌ）は１〜１０μｍである。通常、単体のカーボンナノチューブが集まって、針状、蛇状、絡み合い状などの形状を示す。
【００２７】
カーボンナノチューブは、１００％炭素原子からなる円筒形の物質である。ちょうどグラファイトの一層を丸めた構造をした、非常に微小な結晶である。カーボンナノチューブの生成法は、アーク放電法、レーザ蒸発法、ＣＶＤ法などがある。
【００２８】
カーボンナノチューブは、Ｌ／Ｄ比（アスペクト比）が１００〜１０００と大きく、又その結晶構造から理論的には強度が炭素繊維の約４０倍と推定されている。その為樹脂に対して高強度・弾性率を与えるフィラーとしての期待もあるが、実際は個々のカーボンナノチューブの微結晶が強固に固まり合った形態を取っている為、樹脂に配合した際の強度向上効果はあまり期待できない。しかし、本発明の様にカーボンナノチューブを導電性フィラーとしてプラスチックに添加した場合には、優れた帯電防止性能を得ることができる。以下この点につき説明を加える。
【００２９】
カーボン系導電性フィラーとして、カーボンナノチューブの他、従来からカーボンブラック、黒鉛、炭素繊維などが用いられている。この中で、カーボンナノチューブの導電性が最も優れており、電気抵抗率は１０−４ｏｈｍ−ｃｍである。炭素繊維の抵抗率は１０−３ｏｈｍ−ｃｍ、黒鉛の電気抵抗率は１０−２ｏｈｍ−ｃｍ、カーボンブラックの電気抵抗率は１０６〜１０−２ｏｈｍ−ｃｍである。例えば、ポリカーボネート樹脂にカーボンナノチューブを配合した場合、その体積抵抗値は炭素繊維を配合した場合と比較して約１／３〜１／４の添加量で同程度の導電性が得られる。この理由としては、ナノチューブ自体の導電性が優れていること、アスペクト比が高い為樹脂中にネットワークを形成し易いこと、非常に微細で嵩密度が小さく（１００ｇ／１０００ｃｃ）単位重量当たりの本数が多いことなどが挙げられる。少量添加で所定の導電性が得られる為、コストの増加を抑えるとともに、樹脂マトリクスそのものの持つ他の特性、例えば耐衝撃性や流動性を大きく損なわないというメリットが得られる。
【００３０】
光学機器用途では、導電性樹脂成形品表面より摩擦などの原因で導電性フィラーが抜け落ちると、重大な問題を引き起こすケースがある。カーボンナノチューブは元来その細かさの為、「浮き」が殆どなく、非常にきれいな表面状態である上に、高強度・弾性率を持つ物質なので破損による抜け落ちが少ない。
【００３１】
カーボンナノチューブそのものは、純粋に炭素だけからなり、カーボンブラックなどと異なり不純物はほとんど含まない。又、成形時や使用時に高温下に置かれても変化しない上に、樹脂を分解させる傾向もないので、ナノチューブを配合した導電性コンパウンドは、成形品からの発生ガスを嫌う光学部品などの用途に適している。
【００３２】
特に、カーボンナノチューブをＰＣ樹脂とＰＢＴ樹脂のブレンド混入した樹脂材料は、表面抵抗値を制御しながら精密成形した帯電防止光学部品を製造することができる。この様な光学成形部品は、ポリカーボネート樹脂本来の耐熱性や強靱性（引っ張り伸び）を維持しながら、優れた導電性を発現している。成形品の表面抵抗値は総合的な特性を損なうことなく、１０３〜１０９Ωｃｍの範囲でコントロール可能である。
【００３３】
ポリカーボネート及びポリブチレンテレフタレートのブレンドにカーボンナノチューブを混入した成形部品は、微細なカーボンナノチューブがお互いに絡み合った状態で均一に分散しており、その繊維直径は一般的な炭素繊維の１／５００以下である。この分散形態に由来して、カーボンナノチューブ系複合樹脂は、広い表面抵抗値の範囲で優れた帯電防止性能を有しており、炭素繊維系複合樹脂に比較して表面抵抗値が高い領域でも帯電が生じにくい。これは、樹脂中に分散するカーボンナノチューブの導電性ネットワークが極めて微細であることによる。又、カーボンナノチューブが絡み合って分散していることに加え、成形品表面への露出が少ないことから、フィラーの脱落によるパーティクルの発生がない。ごみの発生は従来のカーボンブラックやカーボンファイバ系複合樹脂に比べて１／１０以下であり、フィラー無添加のＰＣ（ポリカーボネート）樹脂と同等である。
【００３４】
ここで実施例１を説明する。ＰＣ樹脂８０重量％、ＰＢＴ樹脂２０重量％のブレンドされた樹脂にガラス繊維２０重量％、導電処理されたチタン酸カリウムウィスカ１５重量％を添加して得られた光学機器用樹脂材料を用いてシャッタ地板を形成し、レンズシャッタに組み込んでシャッタ動作２万回の耐久試験を実施した。その結果、樹脂材料の脆さに起因する不具合は現われず、シャッタの動作は良好であった。又シャッタ地板の表面抵抗値は１×１０８Ωｃｍであった。
【００３５】
次に実施例２を説明する。ＰＣ樹脂７５重量％、ＰＢＴ樹脂２５重量％のブレンドされた樹脂にガラス繊維１０重量％、導電処理されたチタン酸カリウムウィスカ１５重量％を添加して得られた光学機器用樹脂材料を用いてシャッタ地板を形成し、レンズシャッタに組み込んでシャッタ動作２万回の耐久試験を実施した。その結果、樹脂材料の脆さに起因する不具合は現われず、シャッタの動作は良好であった。又、シャッタ地板の表面抵抗値は１×１０８Ωｃｍであった。
【００３６】
更に実施例３を説明する。ＰＣ樹脂９０％、ＰＢＴ樹脂１０重量％のブレンドされた樹脂に炭素繊維５重量％、導電処理されたチタン酸カリウムウィスカ５重量％、カーボンナノチューブ２重量％を添加して得られた光学機器用樹脂材料を用いてシャッタ地板を形成し、レンズシャッタに組み込んでシャッタ動作２万回の耐久試験を実施した。その結果、シャッタの動作は良好であった。又、シャッタ地板の表面抵抗値は１×１０７Ωｃｍであった。
【００３７】
最後に参考の為、比較例１を説明する。ＰＣ樹脂１００％の樹脂にガラス繊維１０重量％、導電処理されたチタン酸カリウムウィスカ１５重量％を添加して得られた材料を用いてシャッタ地板を形成し、レンズシャッタに組み込んでシャッタ動作２万回の動作試験を実施した。その結果、シャッタの動作は帯電が生じた為不安定で、要求特性を満足しなかった。このシャッタ地板の表面抵抗値は１×１０１１Ωｃｍであった。この比較例１から明らかな様に、ＰＢＴ樹脂をブレンドすることなくＰＣ樹脂単体の材料を用いた場合、チタン酸カリウムウィスカを１５重量％程度添加しても、シャッタ地板の表面抵抗値は１×１０１１Ωｃｍでかなり高い。従って、所望の帯電防止効果が得られず、シャッタ動作が不安定になっている。表面抵抗値を１×１０８Ωｃｍ程度まで下げる為には、チタン酸カリウムウィスカの混合量を４０重量％程度まで高める必要がある。この様にチタン酸カリウムウィスカの混合量を増やすと、逆に樹脂材料に脆さが現われ、シャッタ地板に適さなくなる。これに対し、本発明によればＰＣ樹脂にＰＢＴ樹脂をブレンドすることで、樹脂組成を改善し、以って導電性微細材料の混合量を低く抑えることが可能になった。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、ＰＣ及びＰＢＴのブレンドされた樹脂を用いることで、添加する微細材料の比率を少なくして帯電防止性能を発揮することが可能となり、材料としての物性バランスに優れた光学機器用樹脂材料を提供することができる。特に、光学機器用樹脂材料の脆さを改善することが可能になった。又、導電性微細材料の添加量を少なくできる為、コストも低減可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学機器用樹脂材料を用いて成形した地板を組み込んだシャッタ装置を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明に係る光学機器用樹脂材料を用いて成形した地板を組み込んだシャッタ装置の部分平面図である。
【図３】別のシャッタ装置の平面図である。
【図４】本発明に係る光学機器用樹脂材料に添加される微細材料の一例を示す模式図である。
【図５】本発明に係る光学機器用樹脂材料の組成を示す顕微鏡写真図である。
【図６】微細材料の別の例を示す模式図である。
【図７】本発明に係る光学機器用帯電防止樹脂材料に添加されるカーボンナノチューブを示す模式図である。
【符号の説明】
１・・・地板、１１・・・地板、２１・・・微細材料、２２・・・針状酸化チタン、２３・・・導電層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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