(57)【要約】【課題】  光学機器用途に適した堅牢性及び機械的強度を備えるとともに帯電防止性能を具備した樹脂材料を提供する。【解決手段】  樹脂材１Ｒは、ポリカーボネート樹脂の単独材、あるいはポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂、ＡＢＳ樹脂又はポリフェニレンエーテル樹脂とのアロイ材である。補強材１Ｆは、繊維長が０．５〜６ｍｍのガラス繊維０〜３０重量％あるいは繊維長が０．５〜６ｍｍの炭素繊維０〜３０重量％の単独物もしくは両者をあわせた合計が５〜３０重量％の混合物である。導電材１Ｚは、１０〜１００μｍに切断された炭素繊維を５〜３０重量％添加したものであり、樹脂材料を成形した場合にその表面抵抗値が１０９Ωｃｍ以下となるようにする。【選択図】図１
2005128282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材と補強材を混合した組成物に、導電性を付与する導電材を加えた光学機器用樹脂材料であって、
前記樹脂材は、ポリカーボネート樹脂の単独材、あるいはポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂、ＡＢＳ樹脂又はポリフェニレンエーテル樹脂とのアロイ材であり、
前記補強材は、繊維長が０．５〜６ｍｍのガラス繊維０〜３０重量％あるいは繊維長が０．５〜６ｍｍの炭素繊維０〜３０重量％の単独物もしくは両者をあわせた合計が５〜３０重量％の混合物であって、
前記導電材は、１０〜１００μｍに切断された炭素繊維を５〜３０重量％添加したものであり、樹脂材料を成形した場合にその表面抵抗値が１０９Ωｃｍ以下となるようにしたことを特徴とする光学機器用樹脂材料。
【請求項２】
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、
樹脂材と補強材を混合した組成物に、導電性を付与する導電材を加えた光学機器用樹脂材料の成形品からなり、
前記樹脂材は、ポリカーボネート樹脂の単独材、あるいはポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂、ＡＢＳ樹脂又はポリフェニレンエーテル樹脂とのアロイ材であり、
前記補強材は、繊維長が０．５〜６ｍｍのガラス繊維０〜３０重量％あるいは繊維長が０．５〜６ｍｍの炭素繊維０〜３０重量％の単独物もしくは両者をあわせた合計が５〜３０重量％の混合物であって、
前記導電材は、１０〜１００μｍに切断された炭素繊維を５〜３０重量％添加したものであり、成形品の表面抵抗値が１０９Ωｃｍ以下となるようにしたことを特徴とするシャッタ地板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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起きにくい。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塗装し、シャッタ羽根との密着を防止していた。しかしながら塗装は磨耗や剥離の恐れがある為、必ずしも長期的に安定な帯電防止性能を確保することは困難である。
【０００３】
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合する場合もあった。従来の導電性樹脂材料は、その代表例として炭素繊維（例えば０．５ｍｍ〜６ｍｍ）を添加したものが一般的である。しかし、炭素繊維の長さが数ｍｍ程度に達すると、樹脂材料に対する分散性が均一にならない。この為、炭素繊維の添加量を増やしても、成形した後の表面層は樹脂で覆われてしまい、表面抵抗値は１０11Ωｃｍ以上となり、光学機器用途には使用できない。導電性のカーボンブラック粒子を樹脂材料に添加することもある程度効果的である。しかしながら、実用的なレベルである１０９Ωｃｍ程度まで表面抵抗値を下げる為には添加量を相当程度増量しなければならない。この為、表面抵抗値は下がるものの機械的強度や成形性など物性が低下する為、実用に供することは難しい。
【０００４】
又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、以下の特許文献１〜特許文献３に記載がある。
【特許文献１】特開平１１−３４３４０１号公報
【特許文献２】特開２００２−４０５１１号公報
【特許文献３】特開平５−１０５８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は透明性と帯電防止性に優れ、しかも得られた成形品について帯電防止性能が安定的に良好であるポリカーボネート樹脂組成物を開示している。しかしながらその抵抗率は１０１０〜１０１４Ω／ｃｍ２程度であり、シャッタ地板に要求される１０９Ωｃｍ程度の表面抵抗は得られない。
【０００６】
特許文献２は帯電防止性能を有する光学機器用樹脂材料を開示している。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２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。しかしながら、特許文献２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み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。樹脂の脆さの為、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。特にシャッタ地板に成形した場合、脆さの為タップ螺子の使用に制限があった。
【０００７】
特許文献３は制電性樹脂組成物を開示している。この制電性樹脂組成物は、ＡＢＳグラフト共強重合体１００重量部とエピクロロヒドリンポリゴマーの存在下で重合されるエチレンオキシド共重合体５〜３０重量部とを含んでいる。この樹脂組成物は永久帯電防止性、耐衝撃性、破断時伸びなどの機械的特性を有するが、成形物にした場合の層状剥離性に特徴がある。この層状剥離性の為、シャッタ地板などの光学機器用途としては不適当である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明は光学機器用途に適した堅牢性及び機械的強度を備えるとともに優れた帯電防止性能を具備した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。すなわち、本発明に係る光学機器用樹脂材料は、樹脂材と補強材を混合した組成物に、導電性を付与する導電材を加えたものである。前記樹脂材は、ポリカーボネート樹脂の単独材、あるいはポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂、ＡＢＳ樹脂又はポリフェニレンエーテル樹脂とのアロイ材であり、前記補強材は、繊維長が０．５〜６ｍｍのガラス繊維０〜３０重量％あるいは繊維長が０．５〜６ｍｍの炭素繊維０〜３０重量％の単独物もしくは両者をあわせた合計が５〜３０重量％の混合物であって、前記導電材は、１０〜１００μｍに切断された炭素繊維を５〜３０重量％添加したものであり、樹脂材料を成形した場合にその表面抵抗値が１０９Ωｃｍ以下となるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
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、樹脂材と補強材を混合した組成物に、導電性を付与する導電材を加えた光学機器用樹脂材料の成形品からなる。前記樹脂材は、ポリカーボネート樹脂の単独材、あるいはポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂、ＡＢＳ樹脂又はポリフェニレンエーテル樹脂とのアロイ材であり、前記補強材は、繊維長が０．５〜６ｍｍのガラス繊維０〜３０重量％あるいは繊維長が０．５〜６ｍｍの炭素繊維０〜３０重量％の単独物もしくは両者をあわせた合計が５〜３０重量％の混合物であって、前記導電材は、１０〜１００μｍに切断された炭素繊維を５〜３０重量％添加したものであり、成形品の表面抵抗値が１０９Ωｃｍ以下となるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ポリカーボネート樹脂など熱可塑性の樹脂材料に、機械的強度を付与する為、補強材として繊維長が数ｍｍ程度に達する炭素繊維などを混入している。これとは別に、熱可塑性樹脂材料に導電性を付与する為の導電材として、繊維長が数十μｍ程度の炭素繊維を添加している。補強用の炭素繊維は長繊維を切断もしくはカッティングして作るのに対し、導電材の炭素繊維はミルで粉砕加工された非常に微細なものである。導電材としての炭素繊維はその長さが補強材としての炭素繊維に比べ、二桁程短く微細である。この様に微細化された炭素繊維は樹脂材料に対して非常に分散性がよく、成形した場合でも表面に均一な状態で分布する。これにより、三次元的な導電経路が形成し易く、特に表面の導電構造が得られ易い。その結果、成形品の表面抵抗値を帯電防止に効果のあるレベル（１０９Ωｃｍ以下）まで制御可能である。但し、ミルなどで粉砕された微細な炭素繊維のみでは、成形品の機械的強度を確保することができない。そこで本発明は、炭素繊維を長さによって使い分け、機械的特性と電気的特性の両立を図っている。すなわち、繊維長が数ｍｍ程度の炭素繊維（もしくはこれに代えてガラス繊維）を添加することで機械的強度や堅牢性を確保する一方、繊維長が数十μｍ程度の炭素繊維を添加することで、表面導電性を得ている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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を表わす模式図であって、特にシャッタ地板などに成形した部品の表面状態を模式的に示している。図示する様に、本光学機器用樹脂成形品（シャッタ地板）１は、基本的に樹脂材１Ｒと補強材１Ｆを混合した組成物に、導電性を付与する導電材１Ｚを添加したものである。樹脂材１Ｒは、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂の単独材、あるいはポリカーボネート樹脂とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ＡＢＳ樹脂又はポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂とのアロイ材である。補強材１Ｆは、繊維長が０．５〜６ｍｍのガラス繊維０〜３０重量％あるいは繊維長が０．５〜６ｍｍの炭素繊維０〜３０重量％の単独物もしくは両者を合わせた合計が５〜３０重量％の混合物を用いる。繊維長が数ｍｍ程度のガラス繊維や炭素繊維は、原料となる長繊維をカッティングもしくはチョッピングして得る。これに対し導電材１Ｚは、１０〜１００μｍに微細化された炭素繊維を５〜３０重量％添加したものであり、樹脂材料を成形した場合にその表面抵抗値が１０９Ωｃｍ以下となる様にしている。繊維長が数十μｍの炭素繊維は、例えば原料をミルで粉砕して得られる。
【００１２】
以下、本発明に係る光学機器用樹脂材料の各構成要素毎に説明を加える。樹脂材１Ｒは、基本的に成形性や機械的特性に優れた熱可塑性樹脂であるポリカーボネート（ＰＣ）を用いる。場合により、ポリカーボネート樹脂にポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂を適当な混合比率でブレンドすることにより、より材料の物性バランスが取れた樹脂組成を得ることができる。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導電材１Ｚの比率を、従来に比べ抑えることが可能である。ＰＣ樹脂とＰＢＴ樹脂のブレンド樹脂（アロイ材）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、導電材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、場合によってはＰＣ樹脂とＰＢＴ樹脂のアロイ材に代えて、ＰＣ樹脂とＡＢＳ樹脂のアロイ材あるいはＰＣ樹脂とポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂とのアロイ材を用いても、同様な効果が得られる。
【００１３】
補強材１Ｆとして、例えばガラス繊維を用いることができる。熱可塑性樹脂材１Ｒにガラス繊維を混合することで成形部品としての機械的強度を高めることができる。ガラス繊維の長さは、０．５〜６ｍｍ程度が好ましい。０．５ｍｍ以下になると、ガラス繊維長が短過ぎて、十分な機械的強度を得ることができない場合がある。逆にガラス繊維長が６ｍｍを超えると、樹脂との均一な混合が難しくなる上、成形性にも悪影響を及ぼす。又、ガラス繊維の混合量は３０重量％を超えないことが好ましい。３０重量％を超えて過剰にガラス繊維を加えると、樹脂の流動性及び成形性を損なう恐れがある。
【００１４】
より好ましくは、補強材１Ｆとしてガラス繊維に代えて炭素繊維を用いることもできる。ガラス繊維と異なり炭素繊維はある程度導電性を有するので、樹脂成形品の表面抵抗を下げる上で多少の効果がある。但し、補強を主目的とする為、炭素繊維の長さは０．５〜６ｍｍ程度が適当である。炭素繊維がこの様に長いと、その導電性は限られたものとなり、炭素繊維単独の添加で成形品の表面抵抗を１０９Ωｃｍ以下に抑えることは難しい。炭素繊維を添加する場合も樹脂の成形性を損なわない様、混合比を３０重量％以下にすることが好ましい。場合によっては、ガラス繊維と炭素繊維を両方混合し、樹脂材に対する合計の割合が５〜３０重量％の範囲とする様にしてもよい。
【００１５】
導電材１Ｚとして、１０〜１００μｍに微細化した炭素繊維を添加する。導電材１Ｚとして用いる炭素繊維は長さが数十μｍ程度であり、補強材１Ｆとして用いる炭素繊維の長さが数ｍｍ程度であるのと比較すると、二桁程短く、非常に微細化された状態である。これにより、樹脂材１Ｒに混入した場合、極めて分散性がよくなり、三次元的導電経路を形成し易く、表面抵抗値を低く抑えることが可能となる。この様に補強材１Ｆとなる繊維に加え、導電材１Ｚとなる微細化された炭素繊維を添加することで、機械物性を損なうことなく電気特性に優れた安価な光学機器用途の樹脂材料を得ることができる。因みに、炭素繊維は、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）繊維を高温焼成したもので、金属材料を凌駕する強度を持つ、軽量で強靱な素材である。加えて焼成過程で生成する微細なグラファイト結晶構造に起因して、炭素繊維自体に導電性がある。この炭素繊維をミルなどで粉砕し、長さを１０〜１００μｍ程度に微粒子化することで、本発明の導電材を得ることができる。尚、繊維長が１００μｍを超えると分散性が低下するので、その分表面抵抗値の均一性に影響を及ぼす場合がある。
【００１６】
図２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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
図３は、図２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。
【００２０】
図４は本発明に係る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。
【実施例】
【００２１】
（実施例１）
平均分子量が２１０００のＰＣ樹脂に補強材として炭素繊維（０．５〜６ｍｍ）を１０重量％添加し、導電材として１０〜１００μｍの炭素繊維を２０重量％添加して、光学機器用樹脂材料を得た。この樹脂材料を図４に示したシャッタ地板及び押え板に射出成形した。成形品の表面抵抗値は１０５Ωｃｍであった。シャッタ装置に組込み動作確認したところ特に異常はなかった。シャッタ動作を５００００回繰り返す耐久試験を行ったところ異常は見られず結果は良好であった。
【００２２】
（比較例）
平均分子量が２１０００のＰＣ樹脂に炭素繊維（０．５〜６ｍｍ）を３０重量％添加した光学機器用樹脂材料を得た。この樹脂材料を射出成形でシャッタ地板及び押え板に加工した。成形品の表面抵抗値は個々にばらつきが大きく１０６〜１０12Ωｃｍであった。これらの部品をシャッタ装置に組み立てて動作を確認したところ、シャッタ羽根が地板に貼り付くなどの動作異常が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る光学機器用樹脂材料の成形品を示す模式図である。
【図２】本発明に係る光学機器用樹脂材料で成形されたシャッタ地板を示す模式的な部分断面図である。
【図３】本発明に係る光学機器用樹脂材料で成形されたシャッタ地板を示す模式的な平面図である。
【図４】本発明に係る光学機器用樹脂材料で作成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。
【符号の説明】
【００２４】
１・・・光学機器用樹脂成形品（シャッタ地板）、１Ｒ・・・樹脂材、１Ｆ・・・補強材、１Ｚ・・・導電材
【図１】
2005128282.tif 000003
【図２】
2005128282.tif 000004
【図３】
2005128282.tif 000005
【図４】
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