JPH0288462A - 炭素装飾材料及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、炭素装飾材料及びその製造法に係り、特に限
定するものではないが、建築用壁材等として特ｔこ好適
な炭素装飾材料及びその製造法に関する。

［従来の技術］ 例えば、炭素繊維強化炭素材料の薄板は、炭素Ｉｌ！維
とマトリックス炭素との微妙な反射率の違いから、黒を
基調とした深みのある表面模様を有しており、建築用壁
材等としての用途が期待されている。

従来、このような炭素繊維強化炭素材料の薄板は、予め
炭素繊維に樹脂類、ピッチ類等の有機質マトリックスブ
レカーリ゛−を含浸又は塗イ１ておき、成形し硬化させ
た後、炭素化あるいはこの炭素化とこれに引続く黒鉛化
からなる炭化処理を行うことにより製造されている。

この炭素繊維強化炭素材料の薄板を建築用の壁材等とし
て用いるためにはその表面の模様が重要になる。そして
、この炭素繊維強化炭素材料の薄板の表面模様は原料と
して使用する炭素繊維の使用形態によって決まり、例え
ば、炭素繊維が炭素繊ｌｉｔ　＃ｌ　イｆｉの場合には
炭素化後も炭素繊維織布の模様が残り、また、一方向配
向材料の場合は炭素化後に繊維が一方向に並んだ模様に
なり、さらに、繊維長０．１〜５０ｍの短繊維がランダ
ムに配向するランダム配向材料の場合にはその表面模様
は製造ロットごとに異なるランダム模様となる。

しかしながら、このような炭素繊維強化炭素材料の薄板
では、上述したようにぞの表面模様が製造時の炭素繊維
の使用形態で決まってしまい、例えば幾何学模様、文字
模様、絵模様等の自由な模様を付すことはできない。

［発明が解決しようとする課題］ そこで、本発明者らは、かかる問題点を解決すべく鋭意
研究をΦねた結果、背景材料と一部が文字状又は模様状
に切り欠かれた模様を有する表面材料とを手ね合わせた
積層構造とすることにより、炭素材料の表面に自由に表
面模様を付すことができることを見出し、本発明の炭素
装飾材料に到達したものである。

従って、本発明の目的は、幾何学模様、文字模様、絵模
様等の自由な表面模様を有して建築用壁材、その他看板
や美術品材料等の用途に有用な炭素装飾材料を提供する
ことにある。

また、本発明の他の目的は、表面に所望の模様を有する
建築用壁材等として特に有用な炭素装飾材料を製造する
方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段１ すなわち、本発明は、少な（とも一方が炭素繊維配合炭
素質材料で形成され、ｑいに小ね合わされたシート状又
は板状の背…材料と表面材料とからなり、表面材料の一
部を文字状又は模様状に切り欠くことによって背景材料
のその部分を表面に現してなる炭素装飾材料であり、ま
た、このような炭素装飾材料を製造する方法である。

本発明において、その表面材料には強化用炭素繊維が配
合されていることが必要であり、好ましくは炭素繊維一
方向配向炭素質材料（以下、ＵＤ配向材という）又は炭
素繊維織布配合炭素質材料（以下、クロス配合材という
）で形成されており、その表面が炭素繊維又は炭素繊維
織布由来の表面特有の反射光を有するものである。また
、その背景材料は、好ましくは、ＵＤ配向材、クロス配
合材、炭素繊維ランダム配向炭素質材料（以下、ランダ
ム配向材という）又は炭素質フィラーとマトリックスプ
レカーサーとを混練して得られた炭素繊維を含まない炭
素繊維不配合炭素質材料（以下、繊維不配合材という）
で形成されており、特に限定覆るものではないが、好ま
しくは表面材料の原料とは責なる原料に由来する表面を
有し光線の反射が異なることによって模様等が明瞭にな
るようにするのかよい。

文字、模様等を明瞭にするためには、表面材料を形成す
る炭素質材料と背景材料を形成する炭素質材料とを互い
に異なる炭素質材料とすることによってもできるし、ま
た、これら表面材料と背景材料とについて同じ炭素質材
料を使用してしその炭素ｗ４紺の配向方向をずらせて車
ね合せることによってもできる。例えば、好ましくは表
面材料及び背景材料としてＵＤ配向材を使用し、相互に
炭素ＩＩｉ紺の配向方法がほぼ直角になるように重ね合
わせるのがよい。

そして、このような炭素装飾材料の製造方法としては、
特に限定されるものではないが、例えば薄板材を製造す
る場合、先ずマトリックスプレカーサーが含浸されたシ
ート状あるいは板状のＵＤ配向材やクロス配合材からな
る炭素繊維プリプレグに切取りや打扱き等の手段で文字
、模様等を形成し、次いでこの炭素繊維プリプレグのマ
トリックスプレカーリ−がフラン樹脂、フェノール樹脂
、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂である場合
には硬化させて又は硬化させた後に炭素化して、また、
このマトリックスプレカーサーがピッチ類である場合に
は炭素化して上記模様等を固定化し、次いで、このよう
にして得られた表面材料となる炭素質材料を、マ°１〜
リックスプレカーサ−を含りし背景材料となるシート状
又は板状の炭素質材料に槍ね合せ、これら積層された表
面材料及び背景材料をホットプレス成形で成形した後、
炭素化処理する方法を挙げることができ、さらに、高強
度又は高密度の炭素装飾材料が必要な場合等には、必要
に応じてざらに高密度化処理及び／又は黒鉛化処理を行
う方法を挙げることができる。

ここで、模様等を固定化するための硬化又は炭素化の処
理は、通常の熱硬化性樹脂の硬化処理やこの硬化した熱
硬化性樹脂の炭素化処理あるいはピッチ類の炭素化処理
と同様でよい。また、背景材料としては一方向配向材、
炭素繊維織イ［、繊維長０．１〜５０ｆｒｗｎの炭素繊
維短繊維に熱硬化性樹脂′ｐピッチ類を含浸させたラン
ダム配向材、又は、コークスや黒鉛等の炭素質フィラー
と熱硬化性樹脂やピッチ類等のバインダーとを混練して
得られた炭素材等を挙げることができる。さらに、積層
された表面材料と背景材料とをホットプレス成形で成形
する際の条件は、通常８０〜３００℃、好ましくは１０
０〜２００℃の温度及び１０〜３０ＯＮ！？／ｃｉ−Ｇ
、好ましくは５０〜１５０Ｋｇ／ｃｄ・Ｇの圧力で行う
のがよい。この場合、硬化処理や炭素化処理を加圧下で
行うことにより、表面材料において切り欠かれた部分に
背景材料が盛り上がって充填され、全体として表面が平
らな積層体が得られる。また、この加圧の程度を緩やか
に１にとにより表面が凹凸状の積層体が得られる。しか
しなから、前述のように、表面材料と背景材料とを異な
る炭素質材料としたり、表面材料と背印材料とについて
その炭素繊維の配向方向をずらせることにより、たとえ
表面に凹凸がない状態でも明瞭かつ綺麗な模様等がｊｑ
られる。

また、このようにして得られた成形体の炭素化処理は非
酸化性雰囲気で４５０〜１，１００℃の温度範囲で徐々
に加熱して行い、ざらに、黒鉛化処理は不活性雰囲気で
１，８００〜２．８００″Ｃの温度範囲で徐々に／ＪＯ
熱して行い、また、含浸炭化処理は、従来公知の方法と
同様に、所定の温度で熱硬化性樹脂やピッチ類等のマト
リックスプレカーサーを含浸させ、次いで上記と同様な
炭素化処理あるいはこの炭素化処理に加えて上記と同様
な黒鉛化処理を行う一連の処理を１回又は複数回繰返す
方法で行うことができる。

本発明の炭素装飾材料３１は、黒色が基調であるが、表
面材料と背景材料との反射率の違いにより模様かはっき
りと認識できるので、これにより炭素装飾材料の表面の
模様を任意に制御することができる。

［実施例］ 以下、実施例に基いて、本発明の炭素装飾材料及びその
製造法を具体的に説明する。

第１図に本発明に係る炭素装ｆ１６材料の建築用壁材Ｗ
が示されている。この建築用壁材Ｗは、ＵＤ配向祠で形
成され、千鳥状に配設された長方形の模様状のり欠品弁
２を有する表面材お１１と、ＵＤ配向材で形成され、上
記表面材料１とはぞの繊維方向を９０’ずらせた状態で
重ね合わせに積層された背柴材料３とで構成されており
、全体が積層ｌになっていると共に、その表面は平坦で
市って切欠部分２には背景材料３が盛り上がり、上記表
面材料１の反射率と背景材料３の反射率との差に暴く千
鳥模様が形成されている。

そして、この建築用壁材Ｗは、シート状のＰＡＮ系炭素
炭素繊維トリックスプレカーサーとしてフェノール樹脂
を含浸させて形成された目付１００ｇ／′ｎｔの炭素繊
維プリプレグに模様状の切欠品分２を打扱き、次いで１
５０℃で３０分間保持して硬化させ、ざらに昇温速度１
０℃／ｈｒで８００℃まで昇温ざＵて炭素化し上記切欠
部分２を固定化して表面材料１を調製し、この表面材料
１を上記と同じ目付１００ｇ／７Ｆｆの炭素繊維プリプ
レグからなるシート状の背景材料３の上にその繊維の配
向方法を９０°ずらせて積層し、これら積層された表面
材料１と背景材料３とを１５０℃及び１００Ｋｇ／ｃｒ
Ａ−Ｇの条件でホットプレス成形し、ざらに昇温速度１
０℃／ｈｒ及び１．１００℃の条件で炭素化処理し、２
．４００℃の条件で黒鉛化処理して形成されたもので、
ぞの密磨は１．３１ｇ／−であり、表面模様が目的通り
に明瞭で綺麗なものであった。

［発明の効果１ 本発明の炭素装飾材料は、その表面材料と背唄材料とに
よって、幾何学模様、文字模様、絵模様等の自由な表面
模様が形成されており、表面に所望の模様を有する建築
用壁材等として特に有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる炭素装飾材料の建築用壁材の斜
視図である。 符号の説明 （１）・・・表面材料、 （３）・・・背景材料。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一方が炭素繊維配合炭素質材料で形成
   され、互いに重ね合わされたシート状又は板状の背景材
   料と表面材料とからなり、表面材料の一部を文字状又は
   模様状に切り欠くことによって背景材料のその部分を表
   面に現してなる炭素装飾材料。
2. （２）表面材料が炭素繊維一方向配向炭素質材料又は炭
   素繊維織布配合炭素質材料であり、背景材料が炭素繊維
   一方向配向炭素質材料、炭素繊維織布配合炭素質材料、
   炭素繊維ランダム配向炭素質材料又は炭素繊維不配合炭
   素質材料である請求項１記載の炭素装飾材料。
3. （３）表面材料と背景材料とが異なる炭素質材料である
   請求項２記載の炭素装飾材料。
4. （４）表面材料と背景材料とが炭素繊維一方向配向炭素
   質材料であつて、相互に炭素繊維の配向方法がほぼ直角
   になるように重ね合わされている請求項１記載の炭素装
   飾材料。
5. （５）文字又は模様形成部を切り欠いたマトリックスプ
   レカーサーを含有する炭素質原料のシート又は板体を硬
   化又は炭素化させた後、背景材料となるマトリックスプ
   レカーサーを含有する炭素質原料のシート又は板体に重
   ね合せ、これをホットプレス成形で成形した後、炭素化
   処理することを特徴とする炭素装飾材料の製造法。
6. （６）炭素化処理した後、高密度化処理及び／又は黒鉛
   化処理を行う請求項５記載の炭素装飾材料の製造法。