JPH034886B2 - - Google Patents
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- JPH034886B2 JPH034886B2 JP60074411A JP7441185A JPH034886B2 JP H034886 B2 JPH034886 B2 JP H034886B2 JP 60074411 A JP60074411 A JP 60074411A JP 7441185 A JP7441185 A JP 7441185A JP H034886 B2 JPH034886 B2 JP H034886B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
- G02C5/00—Constructions of non-optical parts
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Eyeglasses (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、軽量かつ強靭で優れた着用感を与え
るプラスチツク系の眼鏡フレームに関する。 〔従来の技術〕 プラスチツク系の眼鏡フレームについては古く
から芯金による構造補強がなされてきたが、複合
技術の発展に伴つて各種繊維物質による組織強化
も盛んに試みられている。この種FRP技術に基
づく眼鏡フレームの品質改良は、近時の細身軽量
化への要求に沿う対応手段として一層活発化する
傾向にある。 これまで強化繊維材料としては、ガラス繊維
（特開昭51−40944）、炭素繊維（実公昭54−
38219、特開昭51−40945、同56−16110、同58−
10716）、ボロン繊維、シリキ繊維などの長繊維ま
たはチヨツプドストランド、SiC，Al2O3，
MgO，Ｗ，Fe，Ni，Ｃ等の単結晶ウイスカー
（特開昭51−43947）が試用の対象とされている。
ところが、現在、炭素繊維を用いたCFRPフレー
ムが一部実用化されているほかは、実用開発が円
滑に進行していない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 プラスチツクフレームはFRP化することによ
り基材となるマトリツクス樹脂の特性を大きく改
善し、とくにその強度ならびに弾性率を著しく向
上させるが、反面、弾性変形性の低下をもたら
す。このため、複合化するマトリツクス樹脂によ
つては耐衝撃強度を寧ろ弱化させる結果を招いた
り、レンズ挿着を容易にするためにアイリムを開
環構造にする必要が生じたり（特開昭59−
133522）、弾性低下によつて着用時の感触および
フイツト性を損ねるなど構造、機能面に多くの問
題点が生じる。そのうえ、炭素繊維のような濃色
繊維を用いる場合にはカラーバリエーシヨンに制
約を受ける装飾上の難点もあり、これら全ての減
少がFRP眼鏡フレームの円滑な実用開発を妨げ
る主因となつている。 本発明は、SICウイスカーを強化材としこれに
特定された物性の熱可塑性マトリツクス樹脂を組
合せることによつて上記の問題点を解消したもの
である。 〔問題点を解決するための手段〕 すなわち、発明者らは従来技術の問題点を多角
的に検討した結果、これらは用いる強化材物質と
マトリツクス樹脂の物性特定化によつて大巾に改
善しえることを知見して本発明に至つたものであ
る。 強化材となるSicウイスカーは、SiO2含有粉末
をカーボンブラツクのような炭材と共に高温反応
させて得られる密度3.19ｇ／cm3のSic針状単結晶
で、直径0.1〜1.0μm、アスペクト比50〜300の微
細繊維性状を備える物質である。SICウイスカー
を強化材に選定した理由は、この物質が卓越した
強度および弾性率を備えるうえに、樹脂に対する
分散混合性が比較的優れており、また淡緑色を呈
するため着色が自在となる等の特長を重視した点
にある。 マトリツクス樹脂には、密度1.03〜1.06ｇ／
cm3、線膨張係数（10-5／℃）7.0〜8.0、吸水率
（23℃／50％RH）1.3％以下、曲げ強さ9.0Kgｆ／
mm2以上および曲げ弾性率180〜220Kgｆ／mm2の物性
を有する熱可塑性樹脂が選択使用される。 通常、FRPフレームのマトリツクス樹脂とし
ては、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリアミド、ABSなど各種の熱硬化性ある
いは熱可塑性の樹脂類が用いられているが、本発
明で適用されるマトリツクス樹脂はこれら従来使
用されている樹脂に比べ比重および吸水率が小さ
く、寸法安定性に優れている点に特徴がある。 特性項目のうち、密度1.03〜1.06ｇ／cm3の特定
範囲はフレームの軽量化に寄与する因子で、この
低比重特性によりSICウイスカー複合後のフレー
ム重量を15ｇ以下に抑えることができる。線膨張
係数（10-5／℃）7.0〜8.0は寸法安定性に関係す
る要素となるが、SICウイスカーを複合化するこ
とにより効果的に改質されて成形収縮率を著しく
減少させる。吸水率（23℃／50％RH）が1.3％以
下と低位にあることは成形フレームの物性劣化、
寸法経時変化（主に膨張）などを防止するために
有効であるほかに、SICウイスカーの複合化時に
発泡現象を伴わず極めて円滑に分散ペレツトを形
成化するために機能する。曲げ強さ9.0Kgｆ／mm2
以上は、マトリツクス樹脂としての基本強度を維
持するために必要な物性である。曲げ弾性率180
〜220Kgｆ／mm2の範囲は複合化後に優れた着用感
触を与えるために重要な物性であり、SICウイス
カー10〜30重量％の添加で好適なバネ弾性の付与
が可能となる。 SICウイスカーは上記物性を備える熱可塑性樹
脂に10〜30重量％の割合で複合化する。複合化は
熱溶融した液状樹脂に必要に応じてシランカツプ
リング処理などを施したSICウイスカーを混練分
散することによつておこなわれるが、SICウイス
カーの添加量が上記範囲の10重量％を下回る場合
には強度ならびに弾性率が要求特性を満足する状
態まで向上せず、一方30重量％を越えると弾性率
の極端な上昇により靭性を損ねる結果を招く。 このようにしてSICウイスカーを分散複合した
FRP材料は、常法によつて所望の眼鏡フレーム
形状に射出成形される。 〔作用〕 本発明のウイスカー強化樹脂製眼鏡フレーム
は、特定された熱可塑性マトリツクス樹脂の特性
要素がSICウイスカーの複合化によつて特有の改
質作用を営み、この結果、フレーム材に要求され
る軽量性、強靭性、復元性、安定性、感触性など
を全面的に満足する性能が付与される。 実施例 １ 密度1.04ｇ／cm3、線膨張係数（10-5／℃）7.8、
吸水率（23℃／50％RH）0.9％、曲げ強さ9.0Kg
ｆ／mm2、曲げ弾性率201Kgｆ／mm2の物性をもつナ
イロン系の熱可塑性樹脂（“グリルアミド
TR55LX”Emser Werke社製）をマトリツクス
樹脂とし、これに直径0.5〜1.0μm、アスペクト比
200〜300の性状を有するβ型SICウイスカーを次
のようにして分散複合した。 樹脂材料と予めシランカツプリング処理した
SICウイスカーを乾式撹拌機により混合したのち
単軸押出機（260℃）に入れ、混練ペーストとし
てノズル（直径３mm穴）から押出した。冷却後、
２〜３mmの長さに切断してペレツト状の成形材料
を得た。マトリツクス樹脂の吸水率が小さいた
め、上記複合過程で吸湿水分による樹脂の発泡現
象は発生せず、良性状の分散ペレツトが円滑に形
成できた。 SICウイスカーの添加量を6.3、16.4および19.8
の各種量％に変化させた場合の成型品物性は下表
のとおりで、SICウイスカー添加量が16.4重量％
および19.8重量％の例では線膨張係数が大巾に低
下し、曲げ強さ、曲げ弾性率が有意に増大した改
質特性を示した。しかし、SICウイスカーの添加
量が6.3重量％の場合には線膨張係数の低下度合
が少なく、また曲げ強さ、曲げ弾性率も効果的な
増大改質は認められなかつた。
るプラスチツク系の眼鏡フレームに関する。 〔従来の技術〕 プラスチツク系の眼鏡フレームについては古く
から芯金による構造補強がなされてきたが、複合
技術の発展に伴つて各種繊維物質による組織強化
も盛んに試みられている。この種FRP技術に基
づく眼鏡フレームの品質改良は、近時の細身軽量
化への要求に沿う対応手段として一層活発化する
傾向にある。 これまで強化繊維材料としては、ガラス繊維
（特開昭51−40944）、炭素繊維（実公昭54−
38219、特開昭51−40945、同56−16110、同58−
10716）、ボロン繊維、シリキ繊維などの長繊維ま
たはチヨツプドストランド、SiC，Al2O3，
MgO，Ｗ，Fe，Ni，Ｃ等の単結晶ウイスカー
（特開昭51−43947）が試用の対象とされている。
ところが、現在、炭素繊維を用いたCFRPフレー
ムが一部実用化されているほかは、実用開発が円
滑に進行していない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 プラスチツクフレームはFRP化することによ
り基材となるマトリツクス樹脂の特性を大きく改
善し、とくにその強度ならびに弾性率を著しく向
上させるが、反面、弾性変形性の低下をもたら
す。このため、複合化するマトリツクス樹脂によ
つては耐衝撃強度を寧ろ弱化させる結果を招いた
り、レンズ挿着を容易にするためにアイリムを開
環構造にする必要が生じたり（特開昭59−
133522）、弾性低下によつて着用時の感触および
フイツト性を損ねるなど構造、機能面に多くの問
題点が生じる。そのうえ、炭素繊維のような濃色
繊維を用いる場合にはカラーバリエーシヨンに制
約を受ける装飾上の難点もあり、これら全ての減
少がFRP眼鏡フレームの円滑な実用開発を妨げ
る主因となつている。 本発明は、SICウイスカーを強化材としこれに
特定された物性の熱可塑性マトリツクス樹脂を組
合せることによつて上記の問題点を解消したもの
である。 〔問題点を解決するための手段〕 すなわち、発明者らは従来技術の問題点を多角
的に検討した結果、これらは用いる強化材物質と
マトリツクス樹脂の物性特定化によつて大巾に改
善しえることを知見して本発明に至つたものであ
る。 強化材となるSicウイスカーは、SiO2含有粉末
をカーボンブラツクのような炭材と共に高温反応
させて得られる密度3.19ｇ／cm3のSic針状単結晶
で、直径0.1〜1.0μm、アスペクト比50〜300の微
細繊維性状を備える物質である。SICウイスカー
を強化材に選定した理由は、この物質が卓越した
強度および弾性率を備えるうえに、樹脂に対する
分散混合性が比較的優れており、また淡緑色を呈
するため着色が自在となる等の特長を重視した点
にある。 マトリツクス樹脂には、密度1.03〜1.06ｇ／
cm3、線膨張係数（10-5／℃）7.0〜8.0、吸水率
（23℃／50％RH）1.3％以下、曲げ強さ9.0Kgｆ／
mm2以上および曲げ弾性率180〜220Kgｆ／mm2の物性
を有する熱可塑性樹脂が選択使用される。 通常、FRPフレームのマトリツクス樹脂とし
ては、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリアミド、ABSなど各種の熱硬化性ある
いは熱可塑性の樹脂類が用いられているが、本発
明で適用されるマトリツクス樹脂はこれら従来使
用されている樹脂に比べ比重および吸水率が小さ
く、寸法安定性に優れている点に特徴がある。 特性項目のうち、密度1.03〜1.06ｇ／cm3の特定
範囲はフレームの軽量化に寄与する因子で、この
低比重特性によりSICウイスカー複合後のフレー
ム重量を15ｇ以下に抑えることができる。線膨張
係数（10-5／℃）7.0〜8.0は寸法安定性に関係す
る要素となるが、SICウイスカーを複合化するこ
とにより効果的に改質されて成形収縮率を著しく
減少させる。吸水率（23℃／50％RH）が1.3％以
下と低位にあることは成形フレームの物性劣化、
寸法経時変化（主に膨張）などを防止するために
有効であるほかに、SICウイスカーの複合化時に
発泡現象を伴わず極めて円滑に分散ペレツトを形
成化するために機能する。曲げ強さ9.0Kgｆ／mm2
以上は、マトリツクス樹脂としての基本強度を維
持するために必要な物性である。曲げ弾性率180
〜220Kgｆ／mm2の範囲は複合化後に優れた着用感
触を与えるために重要な物性であり、SICウイス
カー10〜30重量％の添加で好適なバネ弾性の付与
が可能となる。 SICウイスカーは上記物性を備える熱可塑性樹
脂に10〜30重量％の割合で複合化する。複合化は
熱溶融した液状樹脂に必要に応じてシランカツプ
リング処理などを施したSICウイスカーを混練分
散することによつておこなわれるが、SICウイス
カーの添加量が上記範囲の10重量％を下回る場合
には強度ならびに弾性率が要求特性を満足する状
態まで向上せず、一方30重量％を越えると弾性率
の極端な上昇により靭性を損ねる結果を招く。 このようにしてSICウイスカーを分散複合した
FRP材料は、常法によつて所望の眼鏡フレーム
形状に射出成形される。 〔作用〕 本発明のウイスカー強化樹脂製眼鏡フレーム
は、特定された熱可塑性マトリツクス樹脂の特性
要素がSICウイスカーの複合化によつて特有の改
質作用を営み、この結果、フレーム材に要求され
る軽量性、強靭性、復元性、安定性、感触性など
を全面的に満足する性能が付与される。 実施例 １ 密度1.04ｇ／cm3、線膨張係数（10-5／℃）7.8、
吸水率（23℃／50％RH）0.9％、曲げ強さ9.0Kg
ｆ／mm2、曲げ弾性率201Kgｆ／mm2の物性をもつナ
イロン系の熱可塑性樹脂（“グリルアミド
TR55LX”Emser Werke社製）をマトリツクス
樹脂とし、これに直径0.5〜1.0μm、アスペクト比
200〜300の性状を有するβ型SICウイスカーを次
のようにして分散複合した。 樹脂材料と予めシランカツプリング処理した
SICウイスカーを乾式撹拌機により混合したのち
単軸押出機（260℃）に入れ、混練ペーストとし
てノズル（直径３mm穴）から押出した。冷却後、
２〜３mmの長さに切断してペレツト状の成形材料
を得た。マトリツクス樹脂の吸水率が小さいた
め、上記複合過程で吸湿水分による樹脂の発泡現
象は発生せず、良性状の分散ペレツトが円滑に形
成できた。 SICウイスカーの添加量を6.3、16.4および19.8
の各種量％に変化させた場合の成型品物性は下表
のとおりで、SICウイスカー添加量が16.4重量％
および19.8重量％の例では線膨張係数が大巾に低
下し、曲げ強さ、曲げ弾性率が有意に増大した改
質特性を示した。しかし、SICウイスカーの添加
量が6.3重量％の場合には線膨張係数の低下度合
が少なく、また曲げ強さ、曲げ弾性率も効果的な
増大改質は認められなかつた。
【表】
上記のうちSICウイスカー添加量16.4重量％お
よび19.8重量％の分散ペレツトを用い、成形温度
295℃、射出圧力1400Kg／cm2、二次圧力900Kg／cm2
の条件で細身フレームとして射出成形した。 得られたSICウイスカー強化樹脂製の眼鏡フレ
ームは、重量12ｇ以下で高位の強靭性を有しなが
ら好適なバネ弾性を備えていた。このため、アイ
リムを環状構造に成形してもレンズの挿着は容易
にでき、テンプル部分のフイツト性、着用感は極
めて良好であつた。そのうえ、寸法ならびに品質
の安定性もよく、色調はあらゆる顔料着色が可能
な淡縁色を呈するものであつた。 実施例 ２ 密度1.06ｇ／cm3、線膨張係数（10-5／℃）7.8、
吸水率（23℃／50％RH）1.2％、曲げ強さ10.2Kg
ｆ／mm2、曲げ弾性率220Kgｆ／mm2の物性をもつ熱
可塑性樹脂（“グリルアミドTR55”，Emser
Werke社製）をマトリツクス樹脂とし、これに
実施例１と同一条件により直径0.5〜1.0μm、アス
ペクト比200〜300のβ−SICウイスカーを15.7重
量％の添加量で複合した。 このものの成形品物性を測定したところ、密度
1.17ｇ／cm3、線膨張係数（10-5／℃）3.1、曲げ強
さ14.4Kgｆ／mm2、曲げ弾性率340Kgｆ／mm2の特性
値を示し、眼鏡フレームとした場合の性能も実施
例１と同様の優れた機能性を示すものであつた。 比較例 従来、眼鏡フレームに使用されている各種の熱
可塑性樹脂のみを用い実施例１と同一成形条件に
より細身フレームを射出成形した。 使用した各樹脂の種類、物性およびフレーム性
能を対比して表１に示した。なお、比較のために
実施例１、２で用いた樹脂物性、フレーム性能等
を表１に記載した。
よび19.8重量％の分散ペレツトを用い、成形温度
295℃、射出圧力1400Kg／cm2、二次圧力900Kg／cm2
の条件で細身フレームとして射出成形した。 得られたSICウイスカー強化樹脂製の眼鏡フレ
ームは、重量12ｇ以下で高位の強靭性を有しなが
ら好適なバネ弾性を備えていた。このため、アイ
リムを環状構造に成形してもレンズの挿着は容易
にでき、テンプル部分のフイツト性、着用感は極
めて良好であつた。そのうえ、寸法ならびに品質
の安定性もよく、色調はあらゆる顔料着色が可能
な淡縁色を呈するものであつた。 実施例 ２ 密度1.06ｇ／cm3、線膨張係数（10-5／℃）7.8、
吸水率（23℃／50％RH）1.2％、曲げ強さ10.2Kg
ｆ／mm2、曲げ弾性率220Kgｆ／mm2の物性をもつ熱
可塑性樹脂（“グリルアミドTR55”，Emser
Werke社製）をマトリツクス樹脂とし、これに
実施例１と同一条件により直径0.5〜1.0μm、アス
ペクト比200〜300のβ−SICウイスカーを15.7重
量％の添加量で複合した。 このものの成形品物性を測定したところ、密度
1.17ｇ／cm3、線膨張係数（10-5／℃）3.1、曲げ強
さ14.4Kgｆ／mm2、曲げ弾性率340Kgｆ／mm2の特性
値を示し、眼鏡フレームとした場合の性能も実施
例１と同様の優れた機能性を示すものであつた。 比較例 従来、眼鏡フレームに使用されている各種の熱
可塑性樹脂のみを用い実施例１と同一成形条件に
より細身フレームを射出成形した。 使用した各樹脂の種類、物性およびフレーム性
能を対比して表１に示した。なお、比較のために
実施例１、２で用いた樹脂物性、フレーム性能等
を表１に記載した。
【表】
【表】
〔発明の効果〕
本発明により提供されるウイスカー強化樹脂製
の眼鏡フレームは、従来のFRPフレームでは得
ることができなかつた強靭性と好適なバネ弾性の
同時付与を可能とし、かつ軽量で寸法変化のない
物性を備えるから長期間に亙る快適な着用感が保
障される。
の眼鏡フレームは、従来のFRPフレームでは得
ることができなかつた強靭性と好適なバネ弾性の
同時付与を可能とし、かつ軽量で寸法変化のない
物性を備えるから長期間に亙る快適な着用感が保
障される。
Claims (1)
- １ 密度1.03〜1.06ｇ／cm3、線膨張係数（10-5／
℃）7.0〜8.0、吸水率（23℃／50％RH）1.3％以
下、曲げ強さ9.0Kgｆ／mm2以上および曲げ弾性率
180〜220Kgｆ／mm2の物性を有する熱可塑性樹脂
に、SICウイスカーを10〜30重量％の割合で分散
複合してなるウイスカー強化樹脂製の眼鏡フレー
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7441185A JPS61233716A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | ウイスカ−強化樹脂製の眼鏡フレ−ム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7441185A JPS61233716A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | ウイスカ−強化樹脂製の眼鏡フレ−ム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61233716A JPS61233716A (ja) | 1986-10-18 |
| JPH034886B2 true JPH034886B2 (ja) | 1991-01-24 |
Family
ID=13546421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7441185A Granted JPS61233716A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | ウイスカ−強化樹脂製の眼鏡フレ−ム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61233716A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5143947A (ja) * | 1974-10-14 | 1976-04-15 | Suwa Seikosha Kk | Gankyofureemu |
| JPS60230811A (ja) * | 1984-05-01 | 1985-11-16 | Hirotake Kimura | プラスチツクス製眼鏡枠の製造方法 |
-
1985
- 1985-04-10 JP JP7441185A patent/JPS61233716A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5143947A (ja) * | 1974-10-14 | 1976-04-15 | Suwa Seikosha Kk | Gankyofureemu |
| JPS60230811A (ja) * | 1984-05-01 | 1985-11-16 | Hirotake Kimura | プラスチツクス製眼鏡枠の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61233716A (ja) | 1986-10-18 |
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