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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern von
Oberflächenreflexionen eines Elements, wie einem Kameraobjektiv
und Kameraobjektivteilen, das ein Auftragen einer schwarzen Farbe
auf eine Oberfläche des Elements aufweist. Ferner betrifft
die Erfindung die Verwendung einer Farbe zum Verhindern von Oberflächenreflexionen von
solch einem Element.
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Im
Allgemeinen werden Kameras gewöhnlich auf ihren Innenraumoberflächen
Antireflexionsbehandlungen unterzogen, da von Objektiven einfallendes
Licht, das an den Innenraumoberflächen reflektiert wird,
einen Film während des Fotografierens belichtet und so
Lichthofbildung oder Schattenstreifen erzeugt, oder da Licht von
einer Lichtquelle an den Kamerainnenraumoberflächen reflektiert
wird, in den Sucherstrahlengang eindringt und so dafür
sorgt, dass das Sucherbild in einigen Fällen schlecht zu
erkennen ist.
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Aus
der japanischen Patentanmeldung
JP 05-341167 A ist eine Technik zur Antireflexionsbehandlung
bekannt, die ein Tauchen der Oberfläche des Innenraums
eines Objektivtubus, z. B. in eine Lösung von Fluorocarbonharz
(z. B. das transparente Fluorocarbonharz ”CYTOP” (eingetragenes
Warenzeichen, Asahi Glass Co., Ltd.; geringer Brechungsindex: 1,34)),
oder ein Abscheiden von z. B. MgF
2 (Brechungsindex:
1,38) auf der Oberfläche durch ein Aufdampfverfahren beinhaltet.
Hierdurch wird eine Antireflexionsschicht als ein dünner
Film mit einer optimal eingestellten Filmdicke gebildet und so der
Brechungsindex der Antireflexionsfolie auf einen Wert, der geringer
als der Brechungsindex des Harzmaterials, aus dem der Objektivtubus
hergestellt ist, ist. Diese Materialien sind z. B. schwarzes Polycarbonat (Brechungsindex:
1,58), ein schwarzes Norylharz oder schwarzes Acrylnitril-Butadien-Styrol.
Alternativ kann die Technik zur Antireflexionsbehandlung auch ein
Anwenden von black alumite processing oder ein Auftragen einer schwarzen
Acrylharzbeschichtung auf die Innenraumoberfläche enthalten,
falls der Objektivtubus aus einem Metall, wie z. B. Aluminium, hergestellt
ist.
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Das
japanische Patent
JP
3934199 B beschreibt die Verwendung von Papier, synthetischem Papier,
synthetischer Harzfolie und dgl. als Untergründe von z.
B. Antireflexionsfolien, die an flexible gedruckte Platinen und
die Innenraumwände von Kameras geklebt werden. Hierbei
können Folien aus Polyolefin, Polyestern, Polyimiden und
dgl. als synthetische Harzfolien verwendet werden, wobei zuvor schwarze
Pigmente wie Ruß und Anilinschwarz in diesen Folien verknetet
werden.
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In
dem japanischen Patent
JP
4002453 B ist ein schwarzes Pigment dafür verantwortlich,
dass eine Folie durch Aufbringen einer mit dem Pigment geschwärzten
Farbe letztendlich Lichtabsorption aufweist. Dabei können
z. B. Eisenschwarz, Ruß, Titanschwarz und dgl. als schwarze
Pigmente benutzt werden. Um eine ausreichende Lichtabsorptionsfähigkeit
durch eine solche Licht absorbierende Folie zu erhalten, wird die
Reflexionsdichte der Licht absorbierenden Folie auf 1,60 oder mehr,
bevorzugt 1,65 oder mehr und mehr bevorzugt 1,70 oder mehr eingestellt.
Hierzu wird das schwarze Pigment in einem Anteil von 5 Gewichtsteilen
oder mehr, bevorzugt 6 Gewichtsteilen oder mehr und mehr bevorzugt 7
Gewichtsteilen oder mehr, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Trägerharzes
zugemischt. Als Lösungsmittel wird bevorzugt ein organisches
Lösungsmittel, das eine relativ hohe Verdampfungsrate aufweist,
verwendet. Beispiele hierfür sind Ketone, wie z. B. Methylethylketon,
Methylisobutylketon und Cyclohexanon, Ester, wie z. B. Methylacetat,
Ethylacetat und Butylacetat, Ether, wie z. B. Methylcellosolve und Ethylcellosolve,
Alkohole wie z. B. Methylalkohol, Ethylalkohol und Isopropylalkohol,
und dgl. Als Substrat können alle dünnen und flexiblen
Materialien in Frage kommen, solange sie nicht von ihren Eigenschaften
her ausgeschlossen sind. Beispielsweise können Papier,
synthetisches Papier, Plastikfolien und dgl. verwendet werden. Unter
Berücksichtigung einer Verminderung der Abfallproduktion
wird eine Vielzahl geeigneter Kunststoffe, wie z. B. Polyethylenterephthalat,
Polycarbonat, Polypropylen, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polyethylennaphthalat
und Polystyrol verwendet. Als besonders geeignet werden hierbei
geschwärzte Kunststoffe genannt.
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Aus
der japanischen Patentanmeldung
JP 2006-145927 A ist darüber hinaus
ein Spiegelkörper einer Kamera bekannt, der aus Fluor enthaltenden Polycarbonaten hergestellt
ist und bei dem der Innenraum schwarz beschichtet, schwarz behandelt
und mit schwarzem Klebeband abgeklebt ist. Ferner ist die Oberfläche
eines Motors in der Kamera angeraut. Die Anwendung all dieser Punkte
wird für das Erreichen einer geringen Lichtreflexion durchgeführt.
Außerdem wird die ganze oder zumindest die äußere Peripherie
des Gehäuses aus einem Material von geringem Reflexionsvermögen
hergestellt, was insgesamt zu einem geringen Lichtreflexionsvermögen führt.
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Die
Nachteile der bekannten schwarzen Farben liegen darin, dass bei
ihnen abhängig vom Substratmaterial keine ausreichenden
Adhäsionseigenschaften erhalten werden. Dadurch besteht
die Möglichkeit, dass ein unerwünschtes Ablösen
entsteht.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
bereitzustellen, bei dem die Farbe unabhängig von dem Material
des Substrats und ohne die Notwendigkeit einer vorhergehenden Behandlung
oder dgl. das Reflexionsvermögen des Substrats auf 1% oder
weniger einstellt, indem sie auf dem Substrat einen schwarzen Beschichtungsfilm
bildet, der gute Adhäsionseigenschaften aufweist und sich
nicht ablöst.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein schwarzer Beschichtungsfilm,
der ein außergewöhnlich niedriges Reflexionsvermögen von
0,35 bis 0,7% in einem weitreichenden Wellenlängenbereich
von 380 nm bis 780 nm aufweist, gebildet wird, indem die schwarze
Farbe auf die Oberfläche des Elements ungeachtet des Materials,
aus dem die Oberfläche besteht, aufgetragen wird.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung weist die schwarze Farbe ein Harz als
Basis und Ruß als ein Additiv auf. Solch eine Farbe wird
auf eine Oberfläche eines Elements aufgebracht, so dass
ein gleichförmiger schwarzer Beschichtungsfilm gebildet werden
kann, unabhängig von dem Material des Elements, das das
Beschich tungsziel darstellt. Diese Farbe weist gute Adhäsionseigenschaften
für alle Materialien auf und löst sich nicht ungewollt
ab.
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Außerdem
kann diese Art der Schwärzung im Gegensatz zu Folien ausgezeichnet
verarbeitet werden und die Antireflexionsfähigkeit kann
um den Faktor 2 oder mehr verglichen mit den bekannten Antireflexionsbehandlungen
verbessert werden.
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Dabei
sind Beispiele für die Elemente eine Objektiveinheit und
Objektivteile, die ein optisches System bilden, wie z. B. Innenräume
von Objektivröhren für Kameraobjektive und Objektivendflächenbereiche
einer Digitalkamera, einer Videokamera, eines optischen Zoomsystems
für Mobiltelefone oder optische Abnehmer eines DVD-(eingetragenes
Warenzeichen), eines HDDVD-(eingetragenes Warenzeichen) oder eines
Blu-Ray-(eingetragenes Warenzeichen)Rekorders.
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Nebengeordnet
wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Verwendung
einer schwarzen Farbe zum Verhindern von Oberflächenreflexion,
in einer bevorzugten Ausgestaltung durch Anordnen der schwarzen
Farbe auf einer Oberfläche eines Elements, so dass ein
schwarzer Beschichtungsfilm, der ein außergewöhnlich
geringes Reflexionsvermögen von 0,35% bis 0,7% in einem
weitreichenden Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm
aufweist, ungeachtet des Materials, aus dem die Oberfläche
besteht, gebildet wird, gelöst.
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Dabei
sind Beispiele für die Elementinnenseiten eines Kameraobjektivröhrenbereichs
oder ein Objektivendflächenbereich wie zuvor beschrieben.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens oder der Verwendung
bildet ein Acrylharz eine Basis für die schwarze Farbe
und wird Ruß als ein Additiv zugegeben.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens oder der
Verwendung bildet ein modifiziertes Vinylacetatharz eine Basis für
die schwarze Farbe und wird Ruß als ein Additiv zugegeben.
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In
einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens oder der
Verwendung bildet ein bestimmtes Alkydmelaminharz eine Basis für
die schwarze Farbe und wird Ruß als ein Additiv zugegeben.
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In
einer zusätzlichen bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens
oder der Verwendung bildet ein Maleinsäureanhydridacryl-modifiziertes
Polyolefinharz eine Basis für die schwarze Farbe und wird
Ruß als ein Additiv zugegeben.
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In
weiteren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung
sind die Harze als Basis der Farbe, die Additive und das Verfahren
der Anwendung wie im Folgenden.
- (a) Folgende
Harze bilden die Basis für die Farben:
Acrylharze,
Urethanharze, Melaminharze, Polyesterharze, Polypropylenharze, Alkydharze,
Epoxyharze, Acrylurethanharze, bestimmte Alkydmelaminharze, Silikonharze,
modifizierte Vinylacetatharze, Maleinsäureanhydridalkyl-modifizierte
Polyolefinharze, Maleinsäureanhydrid-modifizierte chlorierte
Polypropylenharze oder dgl.
- (b) Folgende Additive können verwendet werden:
Zusätzlich
zur VALIFAST BLACK-Serie, zur OIL BLACK-Serie, zu BONJET BLACK CW-2
und MICROPIGMO WMBK-5 erhältlich von Orient Chemical Industries,
Ltd. oder NEOZAPON BLACK erhältlich von Basf Japan Ltd.,
Ruß, Wasser enthaltendes Siliziumoxid, eine Vielzahl von
organischen Lösungsmitteln, die ein Kohlenwasserstoffsystem
enthalten, wie z. B. Ethylacetat, Butylacetat, Ethylbenzol, Trimethylbenzol,
Testbenzin, Methylcyclohexan, Cyclohexan, Methylethylketon, Xylol, Toluol,
Cyclohexan, Methylisobutylketon, Diacetonalkohol, Ethylenglycolmonomethylether und
Ethylenglycolmonobutylether, Cycloolefin-basierte Verbindungen,
ein Alkoholsystem, ein Acetonsystem, ein Ketonsystem oder ein Estersystem.
- (c) Zusätzlich verwendet die vorliegende Erfindung
bevorzugt ein Tauchbeschichtungsverfahren als ein Verfahren zum
Auftragen der schwarzen Farbe. Dennoch ist die vorliegende Erfindung nicht
hierauf beschränkt und als weitere Ausführungsbeispiele
können auch ein Tauchverfahren, ein Spin-Coating-Verfahren,
ein Rollrakelbeschichtungsverfahren (ein Lösungsbeschichtungsverfahren)
und ein Bedampfungsverfahren verwendet werden.
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1 ist
ein Graph, der zeigt, dass ein schwarzer Beschichtungsfilm, der
in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein geringes Reflexionsvermögen
in einem weitreichenden Wellenlängenbereich aufweist. Auf
der Abszisse ist die Wellenlänge (nm) und auf der Ordinate
das Reflexionsvermögen (Prozent) aufgetragen.
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Ein
schwarzer Beschichtungsfilm, der aus einer schwarzen Farbe gebildet
und durch eine Kombination eines Harzes und eines Additivs, wie
zuvor in (a) bis (c) beschrieben, hergestellt wurde, verbessert die
Antireflexionsfähigkeit um einen Faktor von 2 oder mehr,
verglichen mit den bekannten Antireflexionsbehandlungen.
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1 zeigt
Messergebnisse von Fällen, in denen das Oberflächenreflexionsvermögen
eines Materials, das durch diese Kombination herstellbar ist, beispielhaft
gemessen wurde.
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Hierbei
sind die Zusammensetzungen von A, B, C und D aus 1 wie
folgt.
- A: Das Harz, das die Basis der Farbe
bildet, war ein Acrylharz.
Als Additiv wurde die VALIFAST BLACK-Serie oder
Ruß, erhältlich von Orient Chemical Industries,
Ltd., zugegeben.
- B: Das Harz war ein modifiertes Vinylacetatharz.
Als Additiv
wurde BONJET BLACK CW-2 oder Ruß zugegeben.
- C: Das Harz war ein bestimmtes Alkydmelaminharz.
Als Additiv
wurde NEOZAPON BLACK oder Ruß, erhältlich von
Basf Japan Ltd., zugegeben.
- D: Das Harz war ein Maleinsäureanhydridacryl-modifiziertes
Polyolefinharz.
Als Additiv wurde die OIL BLACK-Serie oder
Ruß, erhältlich von Orient Chemical Industries,
Ltd., zugegeben.
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1 zeigt,
dass jede der schwarzen Beschichtungsfolien von A bis D ein extrem
geringes Reflexionsvermögen von 0,35% bis 0,7% in einem weitreichenden
Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm aufweist.
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Das
Harz, das die Basis für eine der zuvor aufgeführten
Farben bildet, wird mit dem Additiv in einem konstanten Mischungsverhältnis
(z. B. Harz: 90 bis 95%, Additiv: 5 bis 10%) vermischt, um die schwarze
Farbe herzustellen. Diese Farbe wird auf die Einheiten und alle
Teile, die ein optisches System bilden, wie z. B. eine Objektivröhre
oder eine Objektivendfläche einer Digitalkamera, einer
Videokamera, eines optischen Zoomsystems für Mobiltelefone,
optische Abnehmer eines DVD-(eingetragenes Warenzeichen), eines
HDDVD-(eingetragenes Warenzeichen) oder eines Blu-Ray-(eingetragenes
Warenzeichen)Rekorders oder dgl., aufgetragen. Dies ermöglicht
es, ein ausgezeichnetes Schwärzen durchzuführen.
Diese schwarze Farbe kann die Antireflexionsfähigkeit um
einen Faktor 2 oder mehr verglichen mit bekannten Farben verbessern,
wobei sie eine inhärente optische Leistungsfähigkeit
aufweist. Diese schwarze Farbe kann eine mögliche Aufhellung
und Schattenstreifen verhindern. Ferner kann sie auf Plastikobjektive
oder dgl. aufgebracht werden. Außerdem kann diese schwarze
Farbe auf einer Innen- und/oder Außenoberfläche
einer Vielzahl von Elementen, wie z. B. auf Gehäusen von
TV-Geräten, Desktop-artigen oder Notebook-artigen PCs,
tragbaren Telefonen, Videorekordern und anderen vorgesehen werden.
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Im
Folgenden werden konkrete Ausführungsbeispiele der Verfahren
und damit auch der Verwendung der Farben erläutert.
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Beispiel 1
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Eine
schwarze Farbe wird durch Mischen eines Additivs in einem Anteil
von 5 Gewichtsteilen oder mehr, bevorzugt 6 Gewichtsteilen oder
mehr und mehr bevorzugt 7 Gewichtsteilen oder mehr, mit einer Lösung
in einem Anteil von 100 Gewichtsteilen, die in ihr gelöst
ein Acrylharz als eine Basis aufweist, und Rühren hergestellt.
Als ein Verfahren zum Auftragen der schwarzen Farbe wird bevorzugt
ein Tauchbeschichtungsverfahren verwendet. Alternativ hierzu eignen
sich auch andere Verfahren, wie Nassverfahren, wie z. B. ein Tauchverfahren,
ein Spin-Coating-Verfahren, ein Rollrakelbeschichtungsverfahren (Lösungsbeschichtungsverfahren)
und ein Pinselstreichverfahren.
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Beispiel 2
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Eine
schwarze Farbe wird durch Mischen eines Additivs in einem Anteil
von 5 Gewichtsteilen oder mehr, bevorzugt 6 Gewichtsteilen oder
mehr und mehr bevorzugt 7 Gewichtsteilen oder mehr, mit einer Lösung
in einem Anteil von 100 Gewichtsteilen, die in ihr gelöst
ein modifiziertes Vinylacetatharz als eine Basis aufweist, und Rühren
hergestellt. Als ein Verfahren zum Auftragen der schwarzen Farbe
wird bevorzugt ein Tauchbeschichtungsverfahren verwendet. Alternativ
hierzu eignen sich auch andere Verfahren, wie Nassverfahren (Lösungsbeschichtungsverfahren)
wie z. B. ein Tauchverfahren, ein Spin-Coating-Verfahren, ein Rollrakelbeschichtungsverfahren
und ein Pinselstreichverfahren.
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Beispiel 3
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Eine
schwarze Farbe wird durch Mischen eines Additivs in einem Anteil
von 5 Gewichtsteilen oder mehr, bevorzugt 6 Gewichtsteilen oder
mehr und mehr bevorzugt 7 Gewichtsteilen oder mehr, mit einer Lösung
in einem Anteil von 100 Gewichtsteilen, die in ihr gelöst
ein bestimmtes Alkydmelaminharz als eine Basis aufweist, und Rühren
hergestellt. Als ein Verfahren zum Auftragen der schwarzen Farbe
wird bevorzugt ein Tauchbeschichtungsverfahren verwendet. Alternativ
hierzu eignen sich auch andere Verfahren, wie Nassverfahren (Lösungsbeschichtungsverfahren),
wie z. B. ein Tauchverfahren, ein Spin-Coating-Verfahren, ein Rollrakelbeschichtungsverfahren
und ein Pinselstreichverfahren.
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Beispiel 4
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Eine
schwarze Farbe wird durch Mischen eines Additivs in einem Anteil
von 5 Gewichtsteilen oder mehr, bevorzugt 6 Gewichtsteilen oder
mehr und mehr bevorzugt 7 Gewichtsteilen oder mehr mit einer Lösung
in einem Anteil von 100 Gewichtsteilen, die in ihr gelöst
ein Maleinsäureanhydridacryl-modifiziertes Polyolefinharz
als eine Basis aufweist, und Rühren hergestellt. Als ein
Verfahren zum Auftragen der schwarzen Farbe wird bevorzugt ein Tauchbeschichtungsverfahren
verwendet. Alternativ hierzu eignen sich auch andere Verfahren,
wie Nassverfahren (Lösungsbeschichtungsverfahren), wie
z. B. ein Tauchverfahren, ein Spin-Coating-Verfahren, ein Rollrakelbeschichtungsverfahren
und ein Pinselstreichverfahren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 05-341167
A [0003]
- - JP 3934199 B [0004]
- - JP 4002453 B [0005]
- - JP 2006-145927 A [0006]