JP5153008B2 - 光学機器用遮光部材 - Google Patents

Description

本発明は、高性能一眼レフカメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラ、携帯電話、プロジェクタなどの光学機器のシャッター、絞り部材として好適に用いられる光学機器用遮光部材に関する。

近年、高性能一眼レフカメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラなどに対する小型化、軽量化の要求により、金属材料により形成されていた光学機器のシャッター、絞り部材がプラスチック材料へと代わりつつある。

このようなプラスチック材料の遮光部材としては、基材フィルムにカーボンブラック、滑剤、微粒子を含有する遮光膜を設けた遮光性フィルムや遮光部材が知られている（特許文献１、特許文献２）。

特開平９−２７４２１８号公報（特許請求の範囲） ＷＯ２００６／０１６５５５号公報（背景技術）

しかしながら、高性能一眼レフカメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラなどの更なる小型化、軽量化を図るために遮光部材の薄型化が求められるが、上述のような遮光部材において、単に基材フィルムや遮光膜を薄型化すると、遮光部材自体の腰が弱くなり、シャッター、絞り部材として使用できなくなってしまうといった問題があった。

そこで本発明は、厚みを薄くしつつ腰が強い光学機器用遮光部材を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため本発明の光学機器用遮光部材は、遮光膜が形成される基材として、プラスチックフィルムと硬化型樹脂を含む樹脂層との積層体を用いたことを特徴とする。

本発明の光学機器用遮光部材は、好適には、基材が、少なくとも２枚のプラスチックフィルムからなり、樹脂層は、当該少なくとも２枚のプラスチックフィルムの間に設けられる中間層である。
また本発明の光学機器用遮光部材は、好適には、樹脂層の厚みが１〜２０μｍ、プラスチックフィルムの厚みが４〜５０μｍであって、基材の厚みが６０μｍ以下である。
また本発明の光学機器用遮光部材は、好適には、樹脂層が硬化型樹脂を５０重量％以上含有し、鉛筆硬度がＨ以上である。

本発明によれば、遮光膜が形成される基材として、プラスチックフィルムと硬化型樹脂を含む樹脂層との積層体を用いることにより、中間層により遮光部材の腰を調節することができるため、基材の厚みを薄くしても、遮光部材として必要な腰を維持した光学機器用遮光部材が得られる。特に、少なくとも２枚のプラスチックフィルムの間に中間層が設けられた基材を用いることにより、同じ厚みの１枚のフィルムに比べ、衝撃が緩和されるため、抜き加工適性が向上する。このような遮光部材は、高性能一眼レフカメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラ、携帯電話、プロジェクタなどに好適に用いることができる。

以下、本発明の光学機器用遮光部材（以下、「遮光部材」という場合もある）の実施の形態について説明する。

本発明の遮光部材は、基本的な構成として基材と遮光膜とからなり、基材は、プラスチックフィルムと硬化樹脂からなる樹脂層との積層体からなる。プラスチックフィルムと樹脂層との積層体は、種々の構成が可能である。例えば、１）1枚のプラスチックフィルムの片面又は両面に樹脂層を設ける、２）２枚のプラスチックフィルムの間に樹脂層を中間層として設ける、３）上記１）及び／又は２）の積層体を更に積層する、などの構成を取りうる。具体的には、２枚のプラスチックフィルムで中間層を挟み込み、さらに、もう一枚のプラスチックフィルムを中間層や、接着層で貼り合せる構成などがある。これらのうち、遮光膜との接着性などの観点から、少なくとも２枚のプラスチックフィルムの間に中間層として硬化樹脂からなる層を設けることが好適である。

図１及び図２に、２枚のプラスチックフィルム１１、１１の間に中間層１２を設けた基材１の両面に遮光膜２を形成した遮光部材３の例を示す。図２中、１３は接着層である。

以下、遮光部材の各構成要素について詳述する。
基材を構成するプラスチックフィルムとしては、ポリエステル、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル、ポリオレフィン、セルロース樹脂、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミドなどの合成樹脂フィルムを用いることができる。その中でもポリエステルフィルムが好適に用いられ、延伸加工、特に二軸延伸加工されたポリエステルフィルムが機械的強度、寸法安定性に優れ、さらに腰が強いため特に好ましい。このようなプラスチックフィルムの厚みは、４〜５０μｍが好ましく、特に薄型化の観点から、４〜２０μｍがより好ましい。

また、プラスチックフィルムは、透明なものはもちろん、発泡ポリエステルフィルムや、カーボンブラックなどの黒色顔料や他の顔料を含有させた合成樹脂フィルムを使用することもできる。この場合、上述のプラスチックフィルムは、それぞれの用途により適切なものを選択することができる。例えば、遮光部材として使用する際に、部材断面の合成樹脂フィルム部分においてレンズなどで集光された光が反射し悪影響を及ぼすため、高い遮光性が必要な場合には、カーボンブラックなどの黒色顔料含有の合成樹脂フィルムを使用することができ、他の場合においては、透明若しくは発泡した合成樹脂フィルムを使用することができる。
２枚以上のプラスチックフィルムを用いる場合には、同種のものを用いてもよいし、異なるものを組み合わせてもよい。

上述したプラスチックフィルムに積層される硬化型樹脂を含む層、あるいは２枚のプラスチックフィルムの間に設けられる硬化型樹脂を含む中間層は、熱硬化型樹脂及び／又は電離放射線硬化型樹脂からなるものである。以下、硬化型樹脂を含む層が設けられる位置に関わりなく中間層として説明する。
熱硬化型樹脂及び／又は電離放射線硬化型樹脂としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂などのアクリレート系樹脂など熱や電離放射線により硬化膜を形成することができる樹脂を用いることができ、常温硬化型樹脂も用いることができる。中でも硬度に優れる電離放射線硬化型樹脂を用いることが、遮光部材としたときの腰を強くすることができるため好ましい。また、これらの１種又は２種以上を混合して用いることもできる。

このような中間層は、遮光部材の腰を調整する機能を有するものである。本発明においては、中間層は硬化型樹脂を含むものであるが、中間層が硬化しすぎて遮光部材の可撓性を損なうことがないよう、比較的可撓性のある樹脂を混合することも可能である。このような可撓性を付与するための樹脂としては、熱可塑性樹脂を用いることもでき、ガラス転移温度が低い樹脂や、高分子の主鎖が長い樹脂を用いることができる。可撓性のある樹脂を含む場合でも必要な腰を得るために、硬化型樹脂は全樹脂成分に対して、好ましくは５０重量％以上、７０重量％以上がより好ましい。また、硬化させたときの鉛筆硬度（JIS K5600-5-4:1999）がＨ以上、より好ましくは２Ｈ以上となる中間層が好ましい。

中間層の厚みは、１〜２０μｍが好ましく、２〜１０μｍであることがより好ましく、４〜８μｍであることがさらに好ましい。１μｍ以上とすることにより遮光部材の腰を強くすることができ、２０μｍ以下とすることにより、型抜き加工時に中間層の端部が割れたり、中間層とプラスチックフィルムとの界面が剥がれたりすることを防止することができ、遮光部材の薄型化を図ることができる。

中間層を少なくとも２枚のプラスチックフィルムの間に設けて基材とする場合には、図１に示したように、接着層等を介在させることなく中間層１２だけでプラスチックフィルム１１と貼り合せることも、図２に示したように、プラスチックフィルム１１との間に接着層１３を設けて、中間層１２とプラスチックフィルム１１とを貼り合せることもできる。例えば、中間層として電離放射線硬化型樹脂を用いた場合や溶媒蒸発工程と硬化工程とを別個に行なうことが可能な熱硬化型樹脂（例えば、硬化剤としてブロックイソシアネータを用いた熱硬化型樹脂）を用いた場合には、一方のプラスチックフィルムに塗工した硬化型樹脂を硬化する前に他方のプラスチックフィルムと貼りあわせた後、電離放射線照射等の硬化工程を行いプラスチックフィルムと接着させることも可能である。また一方のプラスチックフィルムに硬化型樹脂の層を形成するとともに、他方のプラスチックフィルムに接着層を設けて両者を接着させることができる。

接着層に用いられる接着剤としては、天然ゴム系、再生ゴム系、クロロプレンゴム系、ニトリルゴム系、スチレン・ブタジエン系、エポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系、アクリル系、アクリレート系化合物などからなる感圧接着剤、ホットメルト接着剤、電離放射線硬化型接着剤などがあげられる。

接着層の厚みは、１〜１０μｍが好ましく、２〜５μｍであることがより好ましい。１μｍ以上とすることにより型抜き加工時に接着層の端部が割れたり、接着層とプラスチックフィルムとの界面が剥がれたりすることを防止することができ、１０μｍ以下とすることにより、接着層の影響を受けることなく遮光部材の腰を強くすることができ、また、遮光部材の薄型化を図ることができる。

プラスチックフィルム及び中間層からなる基材全体の厚みとしては、９〜１００μｍ、特に薄型化の観点から９〜６０μｍが好ましく、さらに好ましくは、９〜２５μｍである。さらに機械的強度の観点から上述した範囲のうち１０μｍ以上が好ましい。本発明では、プラスチックと硬化型樹脂の層の積層体を基材とするため、プラスチックフィルムだけでは充分ではなかった腰を強くすることができ、遮光部材の使用用途であるシャッターや絞り部材として使用できるようになる。また、腰を強くすることによって、シャッターや絞り部材として抜き加工を行う際に遮光部材がたわみにくいため、抜き加工での不良を少なくすることができる。

特に、少なくとも２枚のプラスチックフィルムを上述した中間層を介して貼り合せて基材とした場合には、光学機器用遮光部材としたときに、必要な腰を得ることができ、また、一枚のプラスチックフィルム上に硬化型樹脂膜を形成したときに起こりやすい、基材がカールしてしまうといった問題が生じることがない。

遮光膜は、上述した積層体からなる基材の少なくとも片面に形成されるもので、バインダー樹脂、カーボンブラック、微粒子を含有する。

バインダー樹脂としては、ポリ（メタ）アクリル酸系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、セルロース系樹脂、ポリスチレン／ポリブタジエン樹脂、ポリウレタン系樹脂、アルキド樹脂、アクリル系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリエーテルアクリレート系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂などの熱可塑性樹脂または熱硬化型樹脂があげられ、これらの１種又は２種以上を混合して用いることもできる。

バインダー樹脂の含有率は、遮光膜中５０〜８０重量％が好ましく、５５〜７５重量％とすることがより好ましい。バインダー樹脂を５０重量％以上とすることにより、基材と遮光膜との接着性が低下するのを防止することができ、８０重量％以下とすることにより、遮光性、摺動性、艶消し性などの遮光膜の物性が低下するのを防止することができる。

カーボンブラックは、遮光膜を黒色に着色し遮光性を付与すると共に、導電性を付与し静電気による帯電を防止するための役割をもつものである。このようなカーボンブラックの平均粒径は、充分な遮光性を得るため１μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以下とすることがさらに好ましい。

カーボンブラックの含有率は、遮光膜中５〜２０重量％が好ましく、１０〜２０重量％とすることがより好ましい。カーボンブラックを５重量％以上とすることにより、遮光性及び導電性を付与することができ、２０重量％以下とすることにより、接着性や耐擦傷性、塗膜強度の低下を防止することができ、またコスト高となるのを防止することができる。

遮光膜に含有される微粒子は、表面に微細な凹凸を形成させることで遮光部材表面に入射する光の反射を少なくし、表面の光沢度（鏡面光沢度）を低下させ、遮光部材とした際の艶消し性を向上させるためのものである。

このような微粒子としては、架橋アクリルビーズなどの有機系、シリカ、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、酸化チタンなどの無機系いずれのものも用いることができ、その中でも無機系のものがつや消し効果が高いため好ましく、特に、微粒子の分散性・低コストなどの観点からシリカを用いることが好ましい。また、これらの１種又は２種以上を混合して用いることもできる。

微粒子の平均粒径は、１〜１０μｍが好ましく、１〜６μｍとすることがより好ましい。このような範囲とすることにより、遮光部材の表面に微細な凹凸が形成され、艶消し性が得られるためである。

微粒子の含有率は、遮光膜中１〜１０重量％が好ましく、１〜５重量％とすることがより好ましい。微粒子を１重量％以上とすることにより、表面の光沢度（鏡面光沢度）が増加して艶消し性が低下するのを防止することができ、１０重量％以下とすることにより、遮光部材の摺動による微粒子の脱落が生じたり、摺動性の低下を招くことを防止することができる。

また、遮光膜中には、バインダー樹脂、カーボンブラック、微粒子のほかに、滑剤を含有させることが好ましい。滑剤を含有させることにより、遮光部材の表面の摺動性を向上させ、シャッターや絞り部材などに加工した際、作動時の摩擦抵抗を小さくすると共に、表面の耐擦傷性を向上させることができる。このようなものとしては、固体状のものであれば有機系、無機系いずれのものも用いることができ、例えば、ポリエチレンワックス、パラフィンワックスなどの炭化水素系滑剤、ステアリン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸などの脂肪酸系滑剤、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドなどのアミド系滑剤、ステアリン酸モノグリセリドなどのエステル系滑剤、アルコール系滑剤、金属石鹸、滑石、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤、シリコーン樹脂粒子、ポリテトラフッ化エチレンワックスなどのフッ素樹脂粒子、架橋ポリメチルメタクリレート粒子、架橋ポリスチレン粒子などがあげられるが、特に有機系のものが好ましく用いられる。また、これらの１種又は２種以上を混合して用いることもできる。

このような滑剤は、粒子状のものが好ましく、平均粒径は、３〜２０μｍが好ましく、５〜１０μｍとすることがより好ましい。このような範囲とするのは、表面に適切な凹凸が形成され、摺動性が得られるためである。

滑剤の含有率は、遮光膜中５〜２０重量％が好ましく、１０〜２０重量％とすることがより好ましい。滑剤を５重量％以上とすることにより、表面に適切な凹凸が形成され摺動性を得ることができ、２０重量％以下とすることにより、カーボンブラックの相対的含有量を高くすることができ、遮光性及び導電性が低下するのを防止することができる。

本発明の遮光膜は、本発明の機能を損なわない場合であれば、難燃剤、抗菌剤、防かび剤、酸化防止剤、可塑剤、レベリング剤、流動調整剤、消泡剤、分散剤などの種々の添加剤を含有させることができる。

遮光膜の厚みは、５〜３０μｍが好ましく、５〜２０μｍとすることがより好ましい。５μｍ以上とすることにより、遮光膜にピンホールなどが発生して遮光性が低下することを防止することができ、充分な遮光性を得ることができる。また、３０μｍ以下とすることにより、遮光膜に割れが発生して遮光性が低下することや、遮光膜が基材から脱落することを防止することができる。

このような遮光部材を構成する中間層や遮光膜は、樹脂などを適当な溶媒に溶解させた塗布液を、公知の塗工法により塗布し、乾燥・硬化させて形成することができる。

また、プラスチックフィルムと中間層や遮光膜との接着を向上させるため、必要に応じてアンカー処理やコロナ処理などを行うこともできる。

以上のように、本発明の光学機器用遮光部材は、遮光膜を形成するための基材として、プラスチックフィルムと硬化型樹脂を含む層の積層体を用いていることから、薄型にしても腰の低下を抑えることができるため、高性能一眼レフカメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラ、携帯電話、プロジェクタなどの光学機器のシャッター、絞り部材として好適に用いることができる。

以下、実施例により本発明を更に説明する。なお、「部」、「％」は特に示さない限り、重量基準とする。

［実施例１］
厚み６μｍのポリエステルフィルム（K200：三菱化学ポリエステル社）の一方の面に下記中間層用塗布液を塗布・乾燥し、厚み５μｍの中間層を形成し、中間層面に厚み６μｍのポリエステルフィルムを貼り合せ、紫外線を照射して厚み１７μｍの基材を作製した。中間層の鉛筆硬度（JIS K5600-5-4:1999）は、２Ｈであった。

＜中間層用塗布液＞
・電離放射線硬化型樹脂 ５部
（ビームセット575：荒川化学工業社）
・希釈溶剤 ２０部

次いで、作製された基材両面に、下記遮光膜用塗布液を塗布・乾燥し、厚み１０μｍの遮光膜を形成し、実施例１の光学機器用遮光部材を作製した。

＜遮光膜用塗布液＞
・アクリルポリオール ９２部
（アクリディックA804：大日本インキ化学工業社、固形分：50％）
・イソシアネート ２５部
（バーノックDN980：大日本インキ化学工業社、固形分：75％）
・カーボンブラック １６．３部
（バルカンXC-72：キャボット社）
・微粒子 ２．６部
（シリカTS100：デグサ社、平均粒径４μｍ）
・滑剤 １６．３部
（セリダスト3620：ヘキスト社、平均粒径８．５μｍ）
・希釈溶剤 １００部

［実施例２］
厚み６μｍのポリエステルフィルム（K200：三菱化学ポリエステル社）の一方の面に下記中間層用塗布液を塗布・乾燥し、厚み５μｍの中間層を形成し、中間層面に、下記接着層用塗布液を厚み１μｍとなるように塗布・乾燥した。次いで、接着層面に厚み６μｍのポリエステルフィルムを貼り合せ厚み１８μｍの基材を作製した。次いで、作製された基材の両面に、実施例１と同様の遮光膜を形成し、実施例２の光学機器用遮光部材を作製した。中間層の鉛筆硬度（JIS K5600-5-4:1999）は、Ｈであった。

＜中間層用塗布液＞
・熱硬化型樹脂 １０部
（アクリディックA817：大日本インキ化学工業社、固形分：50％）
・イソシアネート ２．４部
（タケネートD110N：大日本インキ化学工業社、固形分：60％）
・希釈溶剤 １４．３部

＜接着層用塗布液＞
・フルエーテル化メラミン ７．５部
（ニカラックMW-30M：三和ケミカル社）
・ポリエステル樹脂 ５０．０部
（バイロン55SS：東洋紡績社、固形分３５％）
・希釈溶剤 ４２．５部

［実施例３］
中間層の厚みを１０μｍとし、それ以外は実施例１と同様にして実施例３の光学機器用遮光部材を作製した。

［比較例１］
基材を厚み１２μｍのポリエステルフィルム（H100：三菱化学ポリエステル社）に変更し、基材の両面に、実施例１と同様の遮光膜を形成し、比較例１の光学機器用遮光部材を作製した。

［比較例２］
厚み６μｍのポリエステルフィルム（K200：三菱化学ポリエステル社）の一方の面に下記中間層用塗布液を塗布・乾燥し、厚み１μｍの中間層を形成した。次いで、中間層面に厚み１２μｍのポリエステルフィルム（H100：三菱化学ポリエステル社）を貼り合せ厚み１９μｍの基材を作製した。次いで、作製された基材の両面に、実施例１と同様の遮光膜を形成し、比較例２の光学機器用遮光部材を作製した。中間層の鉛筆硬度（JIS K5600-5-4:1999）は、３Ｂであった。

＜中間層用塗布液＞
・ポリエステル樹脂 ５０．０部
（バイロン55SS：東洋紡績社、固形分３５％）
・希釈溶剤 ５０．０部

［比較例３］
基材を厚み２５μｍのポリエステルフィルム（T100：三菱化学ポリエステル社）に変更し、基材の両面に、実施例１と同様の遮光膜を形成し、比較例３の光学機器用遮光部材を作製した。

実施例および比較例の遮光部材の腰の強さを以下のような方法で評価した。
図３に示すように、長さ１２．５ｃｍ、幅２．５ｃｍの大きさのサンプル片Ｓを用意し、その一部（長さ１ｃｍ、幅２．５ｃｍの部分）を台Ｔに固定し、残りの部分が垂れ下がるように設置し、サンプル片を固定した台Ｔの端部から下ろした垂線Ｌと、垂れ下がったサンプル片端部との距離Ｄを測定した。その距離Ｄが、１ｃｍ未満のものを×、１ｃｍ以上３ｃｍ未満のものを○、３ｃｍ以上のものを◎とした。結果を表１に示す。

表に示す結果からも明らかなように、実施例１、２の光学機器用遮光部材は、中間層として硬化型樹脂層が設けられているため、比較例３の光学機器用遮光部材と比較して、薄いものであるが同等の腰があり、加工時の作業性に優れるものであった。また実施例３の光学機器用遮光部材は、厚みは比較例３の光学機器用遮光部材より若干薄い程度であるが、腰の強さは比較例３よりも優れていた。また実施例１及び３の光学機器用遮光部材は、硬化型樹脂として電離放射線硬化型樹脂を用いているため接着層を必要とせず、薄型で十分な腰を得られるものであった。さらに、中間層が２枚のプラスチックフィルムで挟まれているため、平面性も良好であった。また、実施例１〜３の光学機器用遮光部材は、適度な腰があるため、不要な接触部分がなくシャッターや絞り部材として摺動性に優れるものであった。

一方、比較例１の光学機器用遮光部材は、腰がなく、加工時の作業性に劣るものであり、シャッターや絞り部材としたときに接触部分が多く摺動性に劣るものであった。

比較例２の光学機器用遮光部材は、中間層として硬化型樹脂を用いないものである。実施例１、２の光学機器用遮光部材より厚みが厚いものであるが、腰がなく、加工時の作業性に劣るものであり、シャッターや絞り部材としたときに接触部分が多く摺動性に劣るものであった。

比較例３の光学機器用遮光部材は、基材として厚み２５μｍのフィルムを用いているため、実施例１、２と同程度の腰の強さがあるものの、厚みが実施例１、２の光学機器用遮光部材と比べて厚く薄型の用途には適さないものであった。

本発明の光学機器用遮光部材の一実施例を示す断面図。 本発明の光学機器用遮光部材の他の実施例を示す断面図。 実施例の光学機器用遮光部材の評価方法を説明する図

符号の説明

１・・・基材
１１・・プラスチックフィルム
１２・・中間層
１３・・接着層
２・・・遮光膜
３・・・光学機器用遮光部材

Claims (5)

1. 基材と、前記基材の少なくとも片面に形成された遮光膜とからなる光学機器用遮光部材であって、
   前記基材は、硬化型樹脂の硬化物を含む樹脂分で形成した中間層の両面にそれぞれプラスチックフィルムを配置して構成され、厚みが２５μｍ以下の積層体であることを特徴とする光学機器用遮光部材。
2. 請求項１記載の光学機器用遮光部材において、前記硬化型樹脂が電離放射線硬化型樹脂であることを特徴とする光学機器用遮光部材。
3. 請求項１又は２記載の光学機器用遮光部材において、前記中間層は厚みが２〜１０μｍ、前記各プラスチックフィルムは厚みが４〜２０μｍであることを特徴とする光学機器用遮光部材。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の光学機器用遮光部材において、前記中間層は、前記硬化物を全樹脂分中に５０重量％以上含有し、鉛筆硬度がＨ以上であることを特徴とする光学機器用遮光部材。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の光学機器用遮光部材において、前記積層体は、前記中間層と少なくとも一方の前記プラスチックフィルムとの間に接着層を介在させて構成したことを特徴とする光学機器用遮光部材。

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