JPS61233717A - 複合強化樹脂からなる眼鏡フレ−ム - 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、軽量かつ強靭で優れた着用感を与えるプラス
チック系の眼鏡フレームに関する。

〔従来の技術〕

プラスチッ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いるが、複合技術の発展に伴
って各種繊維物質による組織強化の試みも盛んにおこな
われている。この種ＦＲＰ技術を利用した眼鏡フレーム
の品質改良は、近時の軽量化指向に沿う対応手段として
有用視され、ますます活発化の傾向にある。

これまで眼鏡フレームの強化に試用されている繊維材料
には、ガラス繊維（特開昭５ｌ−４０９４４）、黒鉛を
含む炭素系繊維（実公昭５４−３８２１９、特開昭５１
−４０９４５、同５６−１６１１０、同５８−１０７１
６）、ボロン繊維、シリカ繊維などの長繊維またはこれ
を細断した短繊維、ＳｉＣ，Ａ（２ｔＯ＋、ＭｇＯ，Ｗ
、Ｆｅ、Ｎｔ、Ｃ等の単結晶ウィスカー（特開昭５ｌ−
４３９４７）があるが、このうち炭素系繊維を用いたＣ
ＦＲＰフレームが一部実用化されている以外は、現在、
実用開発が進行していない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

通常、プラスチックフレームはＦＲＰ化により強度なら
びに弾性率を著るしく増大することができるが、反面、
テンプルの着用感（フィツト性）やアイリブへのレンズ
挿着などに関与するバネ弾性、伸びといった必要特性を
損ねる欠点がある。このため、寧ろ外力に対する脆性が
増すことがあり、特開昭５９−１３３５２２のようにア
イリムを開環構造にしなければレンズの挿着ができない
等の事態が生じる。

とくにＣＦＲＰフレームについては上記の傾向が著るし
く、複合化に最適なマトリックス樹脂とされている６、
６−ナイロン、　６−ナイロンを用いた場合にも変形に
対して破断しやすく、また優れたフィツト感触を与える
テンプル弾性が得られない問題点がある。そのうえ、炭
素系繊維が黒色であるためにフレームのカラーバリエー
ションに制約を受けることになり、この点もファツショ
ン性を重視する近時の風潮に適合しえない宿命的な欠点
となっている。

本発明はＣＦＲＰフレームに代表される上記問題点の解
消を図ったものである。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明に係る複合強化樹脂からなる眼鏡フレームは、密
度１．０３〜１．０８９７ｃｍ”、線膨張係数（１０−
’／℃）７．０〜８．０、吸水率（２３℃／５０％ＲＨ
）１．３％以下、曲げ強さ９　、０　Ｋｆｆ　／　ｍｍ
’以上および曲げ弾性率１８０〜２２０　Ｋ９ｆ／ｍ＋
＋＋１の物性を有する熱可塑性樹脂に、炭素系短繊維１
〜１０重量％とＳｉＣウィスカー１０〜３０重量％を均
質分散した組織を備えており、この複合化条件によって
眼鏡フレームに要求される性能の全面的な改善を可能と
したものである。

適用される熱可塑性マトリックス樹脂の物性は、６．６
−ナイロン、　６−ナイロンなど従来のポリアミド系樹
脂に比べて密度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　、０６１７ｃｍ３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って複合後
のフレーム重量を１５９以下に抑えることができる。線
膨張係数（１０−１ｌ／’Ｃ）７．０〜８．０は寸法安
定性に関係する要素となるが、強化材を複合化すること
により効果的に改質されて成形収縮率を著るしく減少さ
せる。

吸水率（２３°Ｃ１５０％ＲＨ）が１．３％以下と低位
にあることは成形フレームの一時的な物性劣化ならびに
寸法変化（主に膨張）を防止するために作用するほか、
強化材複合時に不都合な発泡現象を伴うことなしに円滑
操作で分散ペレットを形成するために有効機能する。曲
げ強さ９．０Ｋｙｆ／＋ａｍ”以上は、マトリックス樹
脂としての基本強度を維６　　　　　　　　　持するた
めに必要な物性である。曲げ弾性率１８０〜２２０　Ｋ
９ｒ／　ｍａｄ”の範囲は複合化後に優れた着用感触を
与えるための条件で、特定された強化材および添加量と
の関係において好適なバネ弾性が付与される。

強化材となる炭素系短繊維は、通常の炭素あるいは黒鉛
質の長繊維を１〜３ｍｍ長に細断したチョップストラン
ドである。また、共用されるＳｉＣウィスカーはＳｉＯ
＊含有粉末をカーボンブラックのような炭材と共に高温
反応させて得られる密度３．１９９／Ｃｌ１１’のＳｉ
Ｃ針状単結晶で、直径０．１〜１．０μ貫、アスペクト
比５０〜３００の微細繊維状を呈する物質である。

これら強化材はマトリックス樹脂に対し、炭素系短繊維
１〜ｌＯ重量％、　ＳｉＣウィスカー１０〜３０重量％
の比率において複合化することが重要で、この添加量範
囲を外れる場合にはフレーム要求性能を満足しなくなる
。また、１０重量％を越える炭素系短繊維の添加は樹脂
の黒色化濃度を強め、自由な着色を不能とする大きな障
害を招く。

強化材の複合は、加熱による液化状態のマトリックス樹
脂に均質に混線分散することによっておこなわれる。こ
の際、強化材は樹脂との濡れ性を改善するためにシラン
カップリングなどの処理を施しておくことができる。

上記のようにして炭素系短繊維およびＳｉＣウィスカー
を分散複合したＦＲＰ材料は、常法に従って所望の眼鏡
フレーム形状に射出成型される。

〔作　用〕

本発明の複合強化樹脂からなる眼鏡フレームは、特定さ
れた熱可塑性マトリックス樹脂の物性要素が特定量によ
る炭素系短繊維およびＳｉＣウイスカーの複合化によっ
て独特の改質作用を営み、この作用を介してフレーム材
に要求される軽量性、強靭性、復元性、品質ならびに寸
法安定性、良悪触性などを全面的に満足する性能が付与
される。

実施例 密度１．０４９／ＣＩ３、線膨張係数（１０−’／℃）
７．８、吸水率（２３℃／５０％ＲＨ）０．９％、曲げ
強さ９．０に９ｆ／ｆｆ１ｍ”、曲げ弾性率２０１　Ｋ
ｉＦｆ／ｍ＋ａ”の物性をもつナイロン系の熱可塑性樹
脂（“グリルアミドＴ　Ｒ５５Ｌ　Ｘ”、　Ｅｍｓｅｒ
　　Ｗｅｒｋｅ社製）をマトリックス樹脂とし、これに
長さ１＋ｕに細断したＰＡＮ系黒鉛繊維のチョツプドス
トランド３．８重量％と直径０．５〜１．０μ１１　　
アスペクト比２００〜３００の性状を有するβ型ＳｉＣ
ウィスカー２０．３重量％の両弾化材を次のようにして
均質分散した。

樹脂材料と強化材を乾式攪拌機で十分混合したのち単軸
押出機（２６０°Ｃ）に入れ、樹脂を液化状態にして強
化材と混練しペーストとして直径３ｍｍのノズルから押
出した。冷却後、２〜３ｍｍの長さに切断してペレット
状の成形材料を得た。マトリックス樹脂の吸水率が小さ
いため、複合過程での吸湿水分による発泡現象は発生せ
ず、良性状の分散ペレットが円滑に形成できた。

このものの成型品物性を測定したところ、密度１　、１
７　ｇ／　Ｃｍ３、線膨張係数（１０″″’／℃）２．
５、曲げ強さｌ　５　、　Ｉ　Ｋｖｆ／　ｍｍ″、曲げ
弾性率４１０に９ｆ１０＋ｍ”の物性値を示し、その色
調は自在な顔料着色ができる淡緑色を呈するものであっ
た。

上記の分散ペレットを用い、成形温度２９５℃、射出圧
力１４００Ｋｇ／ｃが、二次圧力９００　Ｋ？／ｃａｂ
”の成型条件で細身フレームとして射出成形した。

得られた複合強化樹脂からなる眼鏡フレームは、重量ｔ
２ｙと軽量でありながら高位の強靭性と好適なバネ弾性
を有しており、寸法ならびに品質の安定性も良好である
ことが認められた。したがって、従来のＣＦＲＰフレー
ムのように弾性低下のためアイリムを開環構造に設計す
る必要はなく、またテンプル部分のフィツト性、着用感
触にも優れるものであった。

【発明の効果〕

本発明により提供される眼鏡フレームは、ＣＦＲＰフレ
ームなど従来ＦＲＰフレームでは得ることができなかっ
た高度の靭性と好適なバネ弾性の同時付与と多彩なカラ
ーバリエーションが可能となる。そのうえ、軽量で品質
、寸法の経時変化がなく長期間快適な着用感が保証され
る等、機能およびファッションの両面にわたって要求性
能を満足するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 密度１．０３〜１．０６ｇ／ｃｍ＾３、線膨張係数（１
   ０＾−＾５／℃）７．０〜８．０、吸水率（２３℃／５
   ０％ＲＨ）１．３％以下、曲げ強さ９．０Ｋｇｆ／ｍｍ
   ＾２以上および曲げ弾性率１８０〜２２０Ｋｇｆ／ｍｍ
   ＾２の物性を有する熱可塑性樹脂に、炭素系短繊維１〜
   １０重量％とＳｉＣウイスカー１０〜３０重量％を均質
   分散した組織の複合強化樹脂からなる眼鏡フレーム。