JP2007147880A - 遮光羽根およびこれを用いた光路開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高強度かつ高弾性を有する安定した品質の安価な遮光羽根がなかった。
【解決手段】光路を開閉し得る液晶ポリマーフィルムを用いた本発明による遮光羽根は、押し出し方向に沿った曲げ弾性率が６GＰa以上の液晶ポリマーフィルムを用いている。また、この液晶ポリマーフィルムは、その押し出し方向に沿った曲げ弾性率が押し出し方向と直交するフィルム面に沿った方向の曲げ弾性率に対して１〜２０倍の範囲にある。本発明によると、押し出し方向に裂け難く、高強度かつ高弾性率の遮光羽根を安価に安定した品質で供給することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ポリマーフィルムを用い、カメラなどの光学機器などにおける光路を開閉するための遮光羽根およびこの遮光羽根を用いた光路開閉装置に関する。

カメラなどの光学機器の光路を開閉するシャッタや絞りなどの光路開閉装置において、シャッタ羽根や絞り羽根を構成する遮光羽根は、極めて短時間の間に光路を横切るように移動およびその停止を行う必要がある。そこで、駆動源の負荷を軽減するために遮光羽根を軽量かつ高剛性にすることが望まれる。また、これらの遮光羽根はフィルムやＣＣＤなどの感光体に対して光を遮る必要があることから、遮光性を有すると同時に表面の反射率が低く、しかもある程度の平面性が要求される。さらに、光路開閉装置においては複数枚の遮光羽根を重ね合わせて作動させる構成となっているものが多く、相互に重なり合う接触部分の潤滑性や帯電防止性が必要となる。上述した遮光羽根の表面の平面性は、その作動時において隣り合う遮光羽根との衝突による破損を防止する上でも重要となる。

このような遮光羽根に要求される特性を満たすため、従来から種々の素材を用いたものが提案されている。例えば、特許文献１には、複数のポリエステルなどの結晶性高分子化合物のフィルム層間に、少なくとも一層の金属層を挟んで遮光手段としたカメラ用シャッタが開示されている。また、プラスチックフィルム層の間に、一層以上の黒色塗料などの塗膜層を挟んで遮光手段とすることを教示している。加えて、プラスチックフィルムの少なくとも一層に、黒色顔料あるいは黒色染料を含有させることが開示されている。特許文献２にも光学機器用プラスチック製羽根が開示されている。これは、フィルム厚が１００μm程度以下、好ましくは７０μm以下で１０程度以上の光学濃度が得られるような組成からなる二軸延伸ポリエステルフィルムに、熱硬化性の艶消し塗料をコーティングし、さらに帯電防止材を付着させたものである。特許文献３には、基材フィルムに熱可塑性樹脂を主成分とするフィルムを用い、その両面にカーボンブラック，滑材および艶消し剤を含む熱硬化性樹脂からなる層を設けて遮光性フィルムを構成することが開示されている。特許文献４にはアルミニウム合金を素材にしたカメラ用の遮光羽根が開示されている。特許文献５には炭素繊維強化熱硬化性樹脂薄板（以下、ＣＦＲＰと記述する）をシャッタ羽根に適用すること、およびそのマトリックス樹脂にカーボンブラックなどを含む黒色顔料を混入することで遮光性を得ることが開示されている。さらに、特許文献６には反りの少ないＣＦＲＰが開示され、特許文献７には、ＣＦＲＰが軽量，高強度，高弾性，耐衝撃性および振動減衰性を備えていることが開示されている。

特開昭５７−６０３１５号公報 特開昭５７−１１８２２６号公報 特開平９−２７４２１８号公報 特開昭５７−２４９２５号公報 特開昭４９−８４２３２号公報 特開昭５１−１４９６９号公報 特開昭５３−１０１０８０号公報

ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記述する）を素材にした遮光羽根は、製造コストが低く、比重も軽いため、低価格領域のカメラなどで広く使用されている。しかしながら、ＰＥＴは引張弾性率などの機械的強度が弱いため、走行中もしくは制動時に発生する振動や衝撃などで遮光羽根が撓んでしまう。この結果、遮光羽根相互の衝突やこれによる破損が発生しやすく、高速で走行するフォーカルプレーンシャッタなどで用いることができない。

また、アルミニウム合金などの金属を素材にした遮光羽根は、機械的強度も高く、高速のシャッタ装置に組み込むことが可能であるが、材料自体の比重が大きいことから遮光羽根自体の重量が嵩み、大きなチャージエネルギーを必要とする。さらに、走行中および制動時に発生する振動、いわゆる波打ちが非常に大きく、この波打ち状態がなかなか収まらないため、上述したＰＥＴと同様に遮光羽根相互の衝突ならびに破損の発生という問題がある。

一方、ＣＦＲＰを素材とした遮光羽根は、軽量で弾性率も高く、シャッタ速度が高速であっても走行中および制動中の波打ちが非常に少なく、仮に波打ちが発生したとしても迅速に減衰してしまう特性を有する。従って、遮光羽根相互の衝突やこれによる破損の可能性がなく、非常に高い耐久性を実現することが可能である。しかしながら、ＣＦＲＰはその材料自体が高価である上、その製造時の前駆体であるプリプレグシートを複数枚積層し、この積層物をプレスしたまま加熱するという非常に手間のかかる工程で製造する必要がある。また、これによって得られたシートも、炭素繊維のばらつきによる目開きなどの不良が発生しやすく、強度のばらつきや反りなどによる不良品の発生率が高い欠点を有するため、品質管理の手間が掛かることと相俟って製造コストも非常に高いものとなってしまう。

ところで、液晶ポリマー（以下、ＬＣＰと記述する場合がある）は一般の高分子物質と同様な低密度を有するエンジニアリングプラスチックとして知られている。このＬＣＰを押し出し成形によりフィルム状に成形した場合、各ドメイン（ポリマー鎖）毎にランダムな方向を向いていた各分子が押し出し方向（以下、ＭＤ方向と記述する場合がある）に沿って向きを揃え、配向性を示すこととなる。これにより、ＬＣＰは一般の高分子物質に見られない高強度および高弾性を示す。つまり、ＬＣＰにおける高弾性の発現機構は、ドメインの成形方向への配向に依存しているため、その弾性率は異方性を示すこととなる。つまり、成形方向に沿っては高弾性率を有するものの、これと直交する成形面に沿った方向（以下、これをＴＤ方向と記述する場合がある）の弾性率が著しく低くなる場合がほとんどである。この結果、成形方向に沿って簡単に裂けるようなＬＣＰフィルムができてしまうことが多かった。構造材料としてＬＣＰの使用を考慮した場合、上述したような弾性率の著しい異方性は、信頼性の欠如をもたらすと共にその実用化を困難なものとしている。

本発明は、高強度かつ軽量であって安定した品質の液晶ポリマーフィルムを用いた安価な遮光羽根およびこの遮光羽根を用いた光路開閉装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の形態は、光路を開閉し得る液晶ポリマーフィルムを用いた遮光羽根にある。この遮光羽根を構成する液晶ポリマーフィルムは、押し出し方向に沿った曲げ弾性率が６GＰa以上かつこの押し出し方向に沿った曲げ弾性率が押し出し方向と直交するフィルム面に沿った方向の曲げ弾性率に対して１〜２０倍の範囲にある。

本発明においては、ＬＣＰフィルムのＭＤ方向に沿った曲げ弾性率ＥMがＴＤ方向に沿った曲げ弾性率ＥTの２０倍を越えると、ＴＤ方向の強度が弱くなりすぎてしまい、遮光羽根として使用する場合の強度が不足してしまう。また、この曲げ弾性率比ＥM/ＥT（ＴＤ方向に沿った曲げ弾性率に対するＭＤ方向に沿った曲げ弾性率の割合）が１、つまりＬＣＰフィルムが等方性を示す場合、ＬＣＰフィルムの全体的な機械的強度が小さくなってしまう。しかしながら、その曲げ弾性率ＥMが６GＰa以上であれば、フォーカルプレーンシャッタなどの高速シャッタ装置の遮光羽根として使用可能である。

本発明で用いるＬＣＰは、機械的強度を勘案すると全芳香族系ＬＣＰ、特にサーモトロピックＬＣＰと呼称されるポリエステルが好ましい。

本発明の第１の形態による遮光羽根において、遮光羽根が細長い短冊状をなす場合、その長手方向がＬＣＰフィルムの押し出し方向とほぼ平行となるように設定することが好ましい。

ＬＣＰフィルムが充填材を添加したものであってよい。

ＬＣＰフィルムの表面に遮光性，潤滑性および帯電防止性のうちの少なくとも１つの機能を向上させるための機能向上層を形成することが有効である。

本発明の第２の形態は、本発明の第１の形態による遮光羽根を用いた光路開閉装置であって、液晶ポリマーフィルムの押し出し方向が遮光羽根の移動方向に対してほぼ直交していることを特徴とするものである。

本発明においては、長手方向に沿って高い曲げ弾性率を持つ遮光羽根により、光路開閉装置を構成する遮光羽根の長手方向に沿って進行し、その表面に対して垂直な方向に振動する横波が効率良く抑制される。

本発明の遮光羽根によると、押し出し方向に沿った曲げ弾性率が６GＰa以上のＬＣＰフィルムを用いている。しかも、この押し出し方向に沿った曲げ弾性率が押し出し方向と直交するフィルム面に沿った方向の曲げ弾性率に対して１〜２０倍の範囲にあるＬＣＰフィルムを用いているので、高弾性かつ安定した品質の遮光羽根を安価に供給することができる。

遮光羽根を細長い短冊状とし、その長手方向をＬＣＰフィルムの押し出し方向とほぼ平行に設定した場合、遮光羽根の長手方向に沿った裂けを抑えることができる。しかも、遮光羽根の長手方向に沿った弾性率がその幅方向に沿った弾性率よりも高くなっているため、この遮光羽根の長手方向に沿って進行し、その表面に対して垂直な方向に振動する横波を効率良く抑制することが可能となる。

ＬＣＰフィルムに充填材を添加した場合、ＬＣＰの弾性率の異方性が緩和され、遮光羽根の長手方向に沿った裂けを抑えることができると共に切断面の毛羽立ちを抑えることも可能となる。しかも、軽量で高剛性かつ低コストの遮光羽根を安定した品質で提供することができる。

このような遮光羽根は、工業的見地からＬＣＰフィルムをロール材で連続的に供給し、これをプレス加工によって所定形状に打ち抜くことにより、少ない工数にて容易かつ連続的に製造することが可能となる。また、遮光羽根に反りなどの不良が発生した場合、熱プレスにより歪を除去して簡単に修正することが可能であり、材料の歩留まりを向上させて良品率を上げることができる。

ＬＣＰフィルムの表面に遮光性，潤滑性および帯電防止性のうちの少なくとも１つの機能を向上させるための機能向上層を形成した場合、遮光性を持った機能向上層を形成することにより、所望の遮光性を得ることができる。これは、例えば遮光羽根を薄くしたことによって充分な遮光性が得られない場合に有効である。また、表面反射を極力少なくする必要がある場合には、低反射率の機能向上層を形成すれば良い。あるいは、フォーカルプレーンシャッタのように遮光羽根が相互に摺接するような場合には、潤滑性および帯電防止性の機能を持った機能向上層を形成する。これにより、遮光羽根の円滑な移動および帯電によるゴミの付着を防止することができる。

なお、ＣＦＲＰを用いた従来の遮光羽根においては、プリプレグシートを作成する際にマトリックス樹脂の前駆体となる樹脂液中にカーボンブラックを添加分散させる必要がある。あるいは、カーボンブラックを高濃度に混合した樹脂液を別途用意し、これをロールコータなどを用いてプリプレグシートに圧入浸透させるという手間が必要である。しかしながら、本願発明の遮光羽根はこれらの手間が全く不要である。つまり、ＬＣＰの成形時にカーボンブラックなどの黒色顔料を分散状態で練り込むことが可能であり、従来のものよりも多くの黒色顔料を均一に混入させて遮光特性を向上させることができる。

本発明の遮光羽根を用いた光路開閉装置によると、ＬＣＰフィルムの押し出し方向が遮光羽根の移動方向に対してほぼ直交しているので、遮光羽根の長手方向に沿った弾性率がその幅方向に沿った弾性率よりも高くすることかできる。この結果、遮光羽根の長手方向に沿って進行し、かつその表面に対して垂直な方向に振動する横波を効率良く抑制できる軽量な遮光羽根を用いた光路開閉装置を実現可能である。

本発明による光路開閉装置をフォーカルプレーンシャッタに応用した一実施形態について、図１〜図３を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明はこのような実施形態のみに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の技術にも当然応用することができる。

本実施形態によるフォーカルプレーンシャッタユニットの正面形状を図１に示し、そのII−II矢視断面構造を図２に示す。すなわち、このフォーカルプレーンシャッタユニット１０は、いわゆる縦走りタイプと呼称されているものである。フォーカルプレーンシャッタユニット１０は、図１中、上下方向に走行する先幕１１および後幕１２として相互に重なり合う複数枚（図示例ではそれぞれ５枚および４枚）の遮光羽根１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１を用いている。複数のスペーサ２２を介して相互に平行に組み付けられた枠状のカバー板２３と枠状のシャッタ地板２４との間には、先幕１１と後幕１２とを仕切る枠状の仕切り板２５が傾斜状態で組み付けられている。先幕１１はカバー板２３と仕切り板２５との間に配され、後幕１２は仕切り板２５とシャッタ地板２４との間に配されている。先幕１１を構成する遮光羽根１３〜１７の長手方向一端側（図１中、左側）には、先幕支持アーム２６と先幕駆動アーム２７とがそれぞれピン止めされている。同様に、後幕１２を構成する遮光羽根１８〜２１の長手方向一端側にも後幕支持アーム２８と後幕駆動アーム２９とがそれぞれピン止めされている。これら先幕駆動アーム２７および後幕駆動アーム２９は、カバー板２３およびシャッタ地板２４に形成された円弧状の案内溝３０，３１に対してそれぞれ摺動自在に係合している。そして、これらの基端部が先幕１１および後幕１２を開閉するための図示しない駆動源にそれぞれ連結されている。

なお、このようなフォーカルプレーンシャッタユニット１０自体の具体的構成は、特開平１０−１８６４４８号公報，特開２００２−２２９０９７号公報，特開２００３−２８００６５号公報などで周知の通りである。

本実施形態における遮光羽根１３〜２１の表裏両面には、その遮光性を改善するための黒色塗料が５μmの膜厚にて塗布され、本発明における機能向上層を構成している。また、図２中、上下方向に走行する本実施形態における遮光羽根１３〜２１は、それぞれ細長い矩形のシート状をなし、これら遮光羽根１３〜２１はカーボンブラックなどの遮光剤を均一に分散混入させたＬＣＰシートを所定形状に打ち抜いたものである。この場合、遮光羽根１３〜２１の長手方向（図１中、左右方向）がＬＣＰシートの押し出し方向、つまりＭＤ方向と合致するように設定されている。

このような構成の遮光羽根１３〜２１を製造するに際し、まずＬＣＰをフィルム化する必要がある。この場合、ＬＣＰのフィルムを押出して２軸延伸できればよい。ただし、ＬＣＰの場合には押出し後の硬化が早いので、１軸または２軸の押出機を用いて環状ダイスから溶融樹脂を円筒状に押出し、冷却して巻き取るインフレーション成形法が好ましい。このインフレーション成形の場合、ＭＤ方向の曲げ弾性率ＥMとＴＤ方向の曲げ弾性率ＥTとの割合、つまり曲げ弾性率比ＥM/ＥTを任意に制御することが可能である。これは、ＭＤ方向の延伸倍率ＤMに対し、気体の供給量の調整によるＴＤ方向の延伸倍率ＤTを調整することによってなされる。

曲げ弾性率比ＥM/ＥTが１〜２０の範囲にあるＬＣＰフィルムは、その分子配向度、つまりＳＯＲ(Segment Orientation Ratio)が１.０〜１.５となり、本発明による遮光羽根はこの範囲内に制御される。曲げ弾性率比ＥM/ＥTが２０を越えると、ＬＣＰフィルムのＴＤ方向の強度が弱くなりすぎ、遮光羽根としての強度が不足してしまう。この結果、ＭＤ方向に沿って容易に裂けてしまうようなＬＣＰフィルムとなる可能性が高い。また、曲げ弾性率比ＥM/ＥTが１というのは、ＭＤ方向およびＴＤ方向における機械的強度の差が小さく、ＬＣＰフィルムがほぼ等方性の状態を示すことを表す。この場合、機械的強度の値は小さくなるが、その曲げ弾性率が６GＰa以上であれば、現在広く用いられている２軸延伸ＰＥＴフィルムよりも高い弾性率を示す。このため、フォーカルプレーンシャッタなどの高速シャッタ羽根にも使用することが可能である。

分子配向度（以下、ＳＯＲと記述する）は、対象物の分子を構成するセグメントについての分子配向の度合いを表す指標であり、従来のＭＯＲ(Molecular Orientation Ratio)とは異なり、対象物の厚さに無関係な値である。このＳＯＲは、以下のようにして算出される。すなわち、まず周知のマイクロ波分子配向度測定機を用い、そのマイクロ波の進行方向に対してＬＣＰフィルムの表面（フィルム面）が垂直になるように、ＬＣＰフィルムをマイクロ波共振導波管中に位置決め固定する。次いで、ＬＣＰフィルムを透過するマイクロ波の電場強度、つまりマイクロ波透過強度を測定する。そして、この測定値に基づいて次式により屈折率ｍと呼称される値をまず算出する。

ｍ＝(Ｚ0/Δｚ)×(１−νmax/ν0)
ここで、Ｚ0はマイクロ波分子配向度測定機に固有の装置定数，ΔｚはＬＣＰフィルムの平均膜厚である。また、νmaxはマイクロ波の振動数を変化させた場合、最大のマイクロ波透過強度を与える振動数，ν0は測定物体がない場合において最大のマイクロ波透過強度を与える振動数である。

次に、ＳＯＲをｍ0/ｍ90から算出する。ｍ0は、マイクロ波の振動方向に対する測定物体の回転角が０°の場合、つまりマイクロ波の振動方向と、測定物体の分子が最もよく配向している方向かつ最小マイクロ波透過強度を与える方向とが合致している場合の屈折率である。また、ｍ90はこれに対して回転角が９０°の場合の屈折率である。

なお、曲げ弾性率比ＥM/ＥTが１よりも小さいというのは、ＭＤ方向の延伸倍率ＤMが小さい場合に取り得る値であり、ＴＤ方向の曲げ弾性率ＥTが大きなＬＣＰフィルムを作成することができる。しかしながら、ＬＣＰフィルムの異方性を制御する方法として、ＭＤ方向の曲げ弾性率ＥMが大きなＬＣＰフィルムを作成する場合と原理的に同じである上、ＴＤ方向の延伸倍率ＤTをせいぜい１０倍程度までしか設定することができない。このため、最大となる曲げ弾性率比も２程度が現実的であり、異方性を制御し得る幅が狭く、あまり実用的な方法ではない。しかも、ＭＤ方向の延伸倍率ＤMが大きい場合、それ以上にＴＤ方向の延伸倍率ＤTを大きくしなければならず、インフレーション成形においては不可能ではないけれども一般的とは言えない方法である。

上述したインフレーション成形は、筒状をなすフィルムを膨張させてＴＤ方向に延伸すると同時にこれを引っ張りながらドラフトをかけてＭＤ方向にも延伸させている。筒状フィルムの膨張は、筒状フィルムの内部に気体を圧入することによって行うことができる。この場合、必要に応じて圧入する気体の流量，圧力および温度などを筒状フィルムの膨張性を損なわない範囲で調整することが好ましい。

ＴＤ方向の延伸倍率ＤT、すなわちブロー比は、１.５〜１０倍、好ましくは２〜８倍程度である。ＴＤ方向の延伸倍率ＤTが１.５倍未満の場合には延伸効果が小さく、異方性が大きくなってしまう。逆にＴＤ方向の延伸倍率ＤTが１０倍を越えると、筒状フィルムが破裂する場合が生ずる。一方、ＭＤ方向の延伸倍率ＤM、すなわちＭＤ方向のドラフト比は１.５〜４０倍、好ましくは５〜２５倍程度である。ＭＤ方向の延伸倍率ＤMが１.５倍未満の場合、バブルと称される筒状フィルムの安定した膨張が困難であり、逆にＭＤ方向の延伸倍率ＤMが４０倍を越える、ＭＤ方向の配向が強くなって異方性の大きなフィルムとなってしまう。つまり、インフレーション成形においては、ＴＤ方向の延伸倍率ＤTとＭＤ方向の延伸倍率ＤMとの比率ＤM/ＤTを制御することにより、ＬＣＰフィルムの曲げ弾性率の異方性を制御することが可能となる。

曲げ弾性率比ＥM/ＥTが１〜２０の範囲に収まるＬＣＰフィルムを得るためには、ＴＤ方向の延伸倍率ＤTに対するＭＤ方向の延伸倍率ＤMの比、つまり延伸倍率比ＤM/ＤTが１から２５の範囲に収まるように延伸させればよい。この延伸倍率比ＤM/ＤTと上述した曲げ弾性率比ＥM/ＥTとの関係を図３に模式的に示す。

延伸倍率比ＤM/ＤTが同じでも、特にＴＤ方向の延伸倍率ＤTが異なると、曲げ弾性率比ＥM/ＥTが異なる場合がある。ＴＤ方向の延伸倍率ＤTおよびＭＤ方向の延伸倍率ＤMは以下の式で表される。

ＤT＝ｄ/Ｄ
ＤM＝ｖ/Ｖ＝ｓ/Ｓ
ここで、ｄはインフレーションダイの環状スリットの直径，Ｄは膨張したバブル状の筒状フィルムの直径，Ｖは環状スリットからの溶融フィルムの吐出線速度，ｖは筒状フィルムの引取り速度，ｓは環状スリットの面積，Ｓは筒状フィルムの断面積である。

本実施形態のように、ＬＣＰフィルムをインフレーション成形した場合、原料をロール状で供給し、プレス加工により打ち抜いて遮光羽根を製造することができる。

このようにして得られたＬＣＰフィルムは、必要に応じて熱処理が施される。この熱処理は、ＬＣＰフィルムの緊張下または無緊張下で周知の雰囲気、例えば空気，窒素，真空等の雰囲気中で室温〜熱変形温度以下の範囲に調整して行うことができる。

カーボンブラックなどの遮光材に代表される充填材をＬＣＰフィルム中に分散させる方法も周知の方法を用いることができるが、工業的見地からすると、溶融状態のＬＣＰに対して遮光材を混練する方法が好ましい。充填材の溶融混練を行う場合、一軸または二軸の押出し機や各種ニーダーなどに付設される一般的な混練装置を用いることができるが、特に二軸の高混練機が好ましい。この混練に際しては、充填材を予めタンブラーまたはヘンシェルミキサーのような装置で均一に混合しても良いし、このような混合処理を省き、混練装置に各充填材を別個に定量供給する方法も採用可能である。

ＬＣＰの場合、ＰＥＴ単独フィルムなどと比較すると、素材自体が不透明であって遮光性に優れている。つまり、ＰＥＴ単独の場合の光学濃度はほとんど０と見なすことができるのに対し、ＬＣＰの場合は２５μmのフィルム状態で０.５程度の光学濃度を有している。しかも、上記の如きカーボンブラックをＬＣＰに例えば２重量％添加することにより、光学濃度を６以上にすることができる。

ＬＣＰフィルムは、その厚みが５０〜２００μm、より好ましくは７０ 〜１２０μmの範囲となるように作成される。厚みが５０μm未満の場合、遮光羽根としての機械的強度が不足する上に遮光性も低下してしまう。逆に、厚みが２００μmを超えると、機械的強度は増加するものの遮光羽根自体の重量が嵩んで慣性モーメントの増加により遮光羽根として不利である。特に、これをフォーカルプレーンシャッタに採用した場合、先膜と後膜の距離が離れてしまってシャッタ効率が低下する不具合を招く。

ＬＣＰは、一般的に接着性や塗装性が悪く、接着強度が弱くなりやすい傾向を持つ。このため、ＬＣＰフィルムの表面に機能向上層を形成する場合、その形成前にコロナ放電などの周知の親水化表面処理を施した後、機能向上層を形成することが好ましい。

次に、本発明による遮光羽根１３〜２１の曲げ弾性率およびクロスカット試験による塗装強度を実施例１〜５として比較参考のための比較例１〜３と共に以下の表１に示す。なお、曲げ弾性率は、遮光羽根１３〜２１と同じ製造方法によって短辺が５０mmで長辺が１００mmの短冊状をなす試料を作成して行った。より具体的には、テンシロン万能試験機を用いて各試料の両端側を３０mm隔てて支持し、その中央部に４mmの変位を加えた時の荷重から求めている。この場合、試料の長辺を押し出し方向と平行に設定した。

また、実施例１〜５および比較例１〜３にて得られる遮光羽根１３〜２１を図１，図２に示すフォーカルプレーンシャッタユニット１０の先幕１１および後幕１２として組み込み、光源から２万ルクスの明るさの光を照射した場合の光線漏れの評価を行った。さらに、常温常湿にて１/８０００秒のシャッタ速度にて１５万回の開閉試験を行い、その耐久性を調べた。これらの結果を併せて表１に示す。

原料は、上野製薬株式会社製の UENO LCP8000 にカーボンブラックを２重量％混入したものである。押出機は、インフレーションダイを備えたＬＣＰ用のものであり、その押出シリンダの温度を２５０℃に設定すると共に円筒ダイの温度を２７０℃に設定した。押出機の円筒ダイから溶融状態の原料を上方へ押出し、これによって形成される筒状フィルムの中空部に乾燥空気を圧送し、筒状フィルムを膨張させ、次いで冷却してニップロールに通し、平均膜厚が７５μmでＳＯＲが１.２０の黒色ＬＣＰフィルムを巻き取った。この場合、ＭＤ方向のドラフト比を２０に調整すると共にＴＤ方向のブロー比を５に調整して延伸倍率比ＤM/ＤTが４となるように制御した。さらに、ロール状に巻き取られた黒色ＬＣＰフィルムを空気雰囲気中でコロナ放電処理を行った後、黒色塗料をその表裏両面に５μmの厚さで塗布してこれを所定寸法に切り出し、試料とした。

ＭＤ方向のドラフト比を１５に調整すると共にＴＤ方向のブロー比を５に調整して延伸倍率比ＤM/ＤTが３となるように制御した以外は、実施例１と同様である。得られる黒色ＬＣＰフィルムの平均膜厚は７５μmであるが、ＳＯＲは１.１５であった。

ＭＤ方向のドラフト比を５に調整すると共にＴＤ方向のブロー比を５に調整して延伸倍率比ＤM/ＤTが１となるように制御した以外は、実施例１と同じである。この場合、黒色ＬＣＰフィルムのＳＯＲは１.０１となった。

ＭＤ方向のドラフト比を３０に調整すると共にＴＤ方向のブロー比を２.５に調整して延伸倍率比ＤM/ＤTが１２となるように制御した以外は、実施例１と同じである。得られた黒色ＬＣＰフィルムのＳＯＲは１.２８であった。

ＭＤ方向のドラフト比が３７.５に調整すると共にＴＤ方向のブロー比を１.５に調整して延伸倍率比ＤM/ＤTが２５となるように制御した以外は、実施例１と同様である。この場合、黒色ＬＣＰフィルムのＳＯＲは１.４３であった。

（比較例１）
原料は実施例１と同じものである。押出機は株式会社テクノベル製の KZW15-30MG2 を使用し、押出シリンダの温度を２５０℃に設定すると共にＴダイの温度を２７０℃に設定した。そして、ダイ幅が１２０mmでダイギャップを１mmに設定したＴダイから下方へ溶融原料を押出し、厚さが７５μmでＳＯＲが１.５の黒色ＬＣＰフィルムを作成した。この黒色ＬＣＰフィルムにコロナ放電処理を行わずに黒色塗料をその表裏両面に５μmの厚さで塗布したものを試料とした。

（比較例２）
従来の遮光羽根の原料として用いられている２５μm厚のＣＦＲＰのプリプレグ（ブラックプリプレグ使用せず）を３枚用した。そして、これらの炭素繊維方向が０°/９０°/０°となるように積層し、この状態にて熱プレスを用いてまず１０分間加圧せずに１２０℃で予熱した。しかる後、加熱温度を１３０℃に上げ、この状態にて５kg/cm²の圧力で１２０分間加圧し、３層構造の積層体を作成してこれを試料とした。なお、この場合の曲げ弾性率は、０°がＭＤ方向に対応し、９０°がＴＤ方向に相当する。

（比較例３）
ＰＥＴにカーボンブラックを２重量％練り混んだものを原料とした。これを２軸押出し機によって２軸延伸し、厚さ７５μmのＰＥＴフィルムを作成し、これを試料とした。なお、この場合の押出しシリンダの温度を２６０℃，Ｔダイの温度を２７０〜２７５℃に設定し、延伸倍率を縦方向および横方向共に３〜４倍に設定した。

光線漏れにおいて「なし」というのは、光線漏れがほとんど起こらないことを示しており、本発明による遮光羽根１３〜２１は、充分な遮光性を有していることが確認できた。比較例２の場合、カーボンブラックを含浸させていないため、遮光性の点で問題が生じた。

耐久性において、比較例１，３の場合の「破損」というのは押出成形時の材料の流動方向に沿って亀裂が入ったことを示している。この耐久性に関して本発明の遮光羽根１３〜２１は、従来品と同等以上の性能を有することが確認できた。

塗装強度において、表面親水化処理を行っていない比較例３の場合の「剥離発生」というのは、クロスカット部から機能向上層である塗膜が剥離したことを示している。

本発明による光路開閉装置をフォーカルプレーンシャッタに応用した一実施形態の外観を表す正面図である。 図１中のII−II矢視断面図である。 インフレーション成形で作成したＬＣＰフィルムのＴＤ方向に対するＭＤ方向の延伸倍率比と、そのＴＤ方向の弾性率に対するＭＤ方向の弾性率比との関係を表すグラフである。

符号の説明

１０ フォーカルプレーンシャッタユニット
１１ 先幕
１２ 後幕
１３〜２１ 遮光羽根
２２ スペーサ
２３ カバー板
２４ シャッタ地板
２５ 仕切り板
２６ 先幕支持アーム
２７ 先幕駆動アーム
２８ 後幕支持アーム
２９ 後幕駆動アーム
３０，３１ 案内溝

Claims (5)

1. 光路を開閉し得る液晶ポリマーフィルムを用いた遮光羽根であって、前記液晶ポリマーフィルムは、その押し出し方向に沿った曲げ弾性率が６GＰa以上かつこの押し出し方向に沿った曲げ弾性率が押し出し方向と直交するフィルム面に沿った方向の曲げ弾性率に対して１〜２０倍の範囲にあることを特徴とする遮光羽根。
2. 遮光羽根が細長い短冊状をなし、その長手方向が液晶ポリマーフィルムの押し出し方向とほぼ平行となるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の遮光羽根。
3. 前記液晶ポリマーフィルムには充填材が添加されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遮光羽根。
4. 前記液晶ポリマーフィルムの表面には遮光性，潤滑性および帯電防止性のうちの少なくとも１つの機能を向上させるための機能向上層が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の遮光羽根。
5. 請求項１から請求項４の何れかに記載の遮光羽根を用いた光路開閉装置であって、液晶ポリマーフィルムの押し出し方向が遮光羽根の移動方向に対してほぼ直交していることを特徴とする光路開閉装置。
   

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