JPS6134156A

JPS6134156A - 装飾用複合材料

Info

Publication number: JPS6134156A
Application number: JP15638684A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kurahashi; 和夫倉橋; Nobutoshi Onodera; 小野寺　信敏
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Priority date: 1984-07-26
Filing date: 1984-07-26
Publication date: 1986-02-18
Also published as: FR2568177B1; US4601955A; AT389325B; ATA219585A; FR2568177A1; DE3526451A1

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】「離業上の利用分野」この発明は、メガネフレーム用等の装飾用複合材料に関
し、ウィスカーを分散配合して強度と弾散配合したもの
に枝恨をｈｕシて強度と弾性の向上をなした上にメッキ
性やロウ付は性を良好にしたものである。

「従来技術」強度が高く耐食性に富み、かつ、軽量なＴｉ材に他の金
属材を合わぜてフジラド化し、メガネフレーム用等の装
飾用にされる材料として従来、Ｔ１またはＴ１基合金か
らなる芯拐の表面にＮ１またはＮ１−Ｃ！ｒ合金あるい
はＯｕ金合金クラッド圧着してなる材料、もしくは、マ
トリックス全域とＳｉＣ繊維を複合してなる材料が知ら
れている。

「発明が解決しようとする問題点」上記従来の各種材料にあっては、以下に述べるようない
くつかの欠点を有していた。

まず、メガネフレームは軽量であることが望まれるが、
上記各クラツド材の表面材を構成する合金は、いずれも
、比較的比重が大きく、かつ、機械的強度の低い合金の
ため、良好な加工性とろう付性およびメッキ性を得るた
めに表面材を厚くするには、おのずと限度を生じるとい
った欠点であり、軽’ｔ＋に化と高強度化を目的として
Ｔ１母材の割合を高めると、加工性が低下して、メガネ
フレームに要求δれるＭＨなデザインに対応した加工に
不向きになるといった欠点である。また、ＳｉＣ繊維を
複合してなる材料にあっては、ＳｉＣ繊維の高強度、高
弾性を最大限に生ずためにはＳＳＣ長繊維を用いねばな
らないが、ＳｉＯ長繊維を用いる場合には、製造時繊維
が折れやすく、取扱いが困難であり、前処理に手間がか
かり、長繊維を完全にそろえて行なうことは製造上困難
で生産性が愁いという欠点がめる。

「発明の目的」この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、高
強度かつ高弾性の装飾用複合材料の提供、および、高強
度かつ高弾性であり、筋らに、ロウ付は性とメッキ性に
浸れた装飾用複合材料の提供な目的とする。

［問題点を解決するための手段」第１の発明の材料は、アスペクト比１０〜５０００のウ
ィスカーを、Ｔ１　（チタン）、Ｔ１合金、ＡＩ（アル
ミニウム）、Ａ１合金のいずれかからなるマトリックス
中に、５〜３０　ｖｏｌ％分散配合してなるものである
。なお、上記ウィスカーは、炭化ケイ′：Ａ（ｅｔｃ　
）ウィスカー、アルミナウィスカー、酸化ジルコニウム
ウィスカー、αサイアロンウィスカー、βサイアロンウ
ィスカー、シリカウィスカーのいずれかが好ましい。こ
こで、アスペクト比（径と長毛の比）を１０〜５０００
としたのは、アスペクト比が１０未満であると母材金属
との応力伝達性が低く補強効果が不充分なためでるり、
５０００を超えると長すざて塑性加工中の歪についてい
けなくなり、繊維質が切断されて強度が低下するためで
ある。また、マトリックスとなる金属としては、Ｔｉ、
Ｔｉ合金、Ａｌ、Ａｌ合金のいずれかを用いるのでおる
が、これらが込択される理由は、軽量で耐食性にしれ、
装飾用として好適なためである。、さらに、ウィスカー
の配合率を５〜３０　ｖｏｌ％としたのは、５　ｖｏＡ
％未満では補強効果に乏しく、複合材の強度向上が少な
く、かつ、３０　ｖｏｌ弧シ超タムと曲目ｉν曲　μ六
ζ葵１．？すｒつイ１１１１工が困難になるためである
っ第１０）発明の材料は、マトリックスをウィスカーが補
強するため、軽量で耐食性に愛れた上に、高強度かつ？
ａＪ弾性になっていて、装飾用として好適であるっした
がって、例えば従来材料と同程夏の強度のメガネフレー
ムを第１の発明の材料で形成すると、メガネフレームを
軽短化できるとともに、メガネフレームの強度設計に余
裕が生じ、デザインの自由度か向上する。また、ウィス
カーの配合率を袈えることによって、軽量のままの状態
で強度と弾性を訓読することができ、このため強展面で
種々の安水かおっても広く対応して使用することができ
る。δらに、マトリックス中に分散しているものがウィ
スカーであるため、材料全体として、プレス加工、スェ
ージング、線引等、各独加工の文飾が可能になっている
。

第２の発明の材料は、アスペクト比１０〜５０００のウ
ィスカーを、Ｔｉ　、Ｔｉ合金、ＡＩ、ｈ１合金のいず
れかからなるマトリックスの中に、５〜３０　ｖｏｌ％
分散配曾して形成された複合材の外面に、Ｎｉ　、Ｎｉ
合金、Ｃｕ、Ｏｕ金合金いずれかからなる被機材を、上
記複合材に対する断面積比において３〜３０チの割合で
被覆してなるものである。ここで、ウィスカーの種類、
アスペクト比を１０〜５０００とした理由、ウィスカー
の配合比率を５〜３０　ｖｏｌ％とした理由は、いずれ
も、上記した第１の発明の場合と同じである。また、被
覆材として、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金いずれか
を選定したのは、装飾用としてのメッキ性とロウ付は性
を向上芒硝るためでわり、その被接率を３〜３０％とし
たのは、截り率が３チ未幽でるると被覆材が薄すき゛て
加工中の破断やロウ付は性の低下を引き起こす鹿れがあ
るためでおり、ｈａ率が３０チな超えると、マトリック
スよりも比重の大きな被機材によって材料全体の軽量性
を損うためでめる。

第２の発明の材料は、上述した第１の発明の制科が有す
る特長に加えて、被覆材の存在によりメッキ性とロウ付
は性の面で置れたものになっていて、装飾用として好適
である。また、マトリックスの外面の゛被覆材は、比較
的柔軟で展延性がよく塑性加工性に′ｇんでいるため、
材料全体としての塑性加工性も向上する。

第３の発明の拐料は、アスペクト比１０〜５０００のウ
ィスカーを、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ａｌ、Ａｌ合金のいずれ
かからなるマトリックスの中に、５〜３０　ｖｏｌ％分
散配合して形成された複合材の外面に、Ａｕ、Ａｕ合金
のいずれかからなる被覆材を、上記複合材に対する断面
状比において２〜１５％の割合で破りしてなるものであ
る。ここで、ウィスカーの種類、アスペクト比を１０〜
５０００とした理由、ウィスカーの配合比率を５〜３０
　ｖｏＬ　％とした理由は、いずれも、上記した第１の
発明の場合と同じである。また、被機材として、Ａｕ、
Ａｕ合金のいずれかを選定したのは、装飾面での自己ｌ
・話からであり、その核覆率を２〜１５％としたのは、
社ｏｊ、率が２％未満であると、被覆材が薄すぎるため
であり、杖覆率が１５チを超えると、マトリックスより
もかなり比重の大きな被機材によって材料全体の軽量性
を損うためである。

第３の発明のｆＡ科は、上述した第２のシＧ明の材料が
有する特長に加えて、−を覆材の存在により侵−れた装
飾性を有している。

「実施例」ｓｉｃのウィスカー（ｇ＝０．０１〜１．Ｏｔｒｍ、　
長芒１０〜１００／１ｍ１　σ１３　＝’４００〜７０
０　ｋｇ／ｍａ）を第１表に示１′ような各ＶＯ４φ（
０〜３５チ）で各々Ｔ１粉末に混合し、これらの各々を
ゴム製容器に入れ、静水圧圧力（５０００ｋ１７／ｃｄ
　）で押し出し、上記各ｖＯｔ％ごとの棒体（径３５ダ
、長ｂ３００１）を作製する。次に、各棒体を外径３０
２に旋削し、各々の長さを１００朋とした後に、Ｎ１パ
イプ（厚さ３順）に各々嵌め込み、電子ビーム溶接にて
各々の両端を塞ぐ。次に、熱間押出（加熱一度７５０〜
８００℃）にて各々を５ダの線状体にし、この後に各々
を焼鈍（７００℃にてＩＨｒ、Ｈｌ　ガス雰囲気）し、
線引加工（１）くスの加工率８％にて行う）を行い、２
．６０の線状体を作製する。次いで各線状体を焼鈍（７
００℃にうな／Ｔ６１１〜，４５１８の各試料を作製す
る。なお、上記した平地′先のうら、Ｎ１パイプに嵌め
込む作業と′亀子ビーム浴接作業とを省略し、第１表に
示すようなＡＩ−應１０の各試料を作製したつ　これら
Ａ　１−１６１８の各試料をプレス機械によって１．０
朋のＬｌ）追に圧部し、クランク等の発生について調査
上た。その結果を第１表に示す。

第１表より、Ｎ１被覆を施していない試料、腐１〜／１
６１Ｏにあっては、阻Ｃ量が３５　ｖｏｌ％以上の試料
において、微小クラックや割れを生じており、加工に好
を生じることが明らかである。なお、Ｎ１枝覆を施した
試料／１６１１−４１８にあっては、ＳｉＣ量が３５　
ｖｏＬ　４以上の試料においても、微小クラックや割れ
の発生は起こっていない。これは、Ｎ１被覆層の存在に
より、加工性が向上したためである。また、８１０　ｉ
を増やすほど強度が向上し、それにつれて比重が若干少
なくなっているため、ＳｉＣ量を変えることによって、
軽量のままの状態で強度と弾性を調整できることが判る
。

第２表は、第１表に示した各試料により、火用土の強度
を考！・ハして作られたメガネフレーム材の重量とその
軽Ｍｔ化率を示しているう　（ただし、蝶番は洋白を使
用）第２表＠２表において、軽量化率は比較例のメガネフレームに
対する各試料製のメガネフレームの軽量化の割合を示し
ている。／１６１と／ｉ６４を比較し、屑３と４１５を
比較し、Ａ６ＢとＡ１８を比較してみると、いずれも比
重かはぼ同じであるが、後右のメガネフレームの重量が
各々軽いのは、表面被徨によるロウ付は性および加工性
の向上によるものでおる。第２表により明らかなように
、この発明の材料を利用してメガネフレームを形成すれ
ば、Ｎｉ−０ｒ合金製メガネフレームよりも４０〜５０
チ程度の軽量化をなしうろことが判る。

「発明の効果」以上説明したように、第１の発明の材料は、アスペクト
比１０〜５０００のウィスカーを、Ｔ１、Ｔ１合金、Ａ
ｌ、Ａ１合金のいずれかからなるマトリックス中に１．
５〜３０　ｙｏｔ％分散配合してなるため、軽量で耐食
性に犬れた上に、高強度かつ高弾性になっていて、装飾
用として好適であるっしたがって、第１の発明の材料を
用いてメガネフレームを形成すると、メガネフレームを
軽量化でき、メガネフレームのデザインの自由度が向上
する。また、ウィスカーの配合率を変えることによって
、軽量のままの状態で強度と弾性を調節できる。筋らに
、マトリックス中に配合したものがウィスカーでおるた
め、プレス加工、スェージング、線引等、各種加工が可
能になる。

また、第２の発明の材料は、上記第１の発明の材料の外
面に、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金いずれかからな
る被覆材を断面積比において３〜３０係の割合で被覆し
たものであるため、軽量で耐食性に医れ、高強度かつ高
弾性であるとともに、被覆材の存在により良好なロウ付
は性とメッキ性を治していて、装飾用として好適である
。したがって第２の発明の材料を用いてメガネフレーム
を形成すると、メガネフレームの軽量化をなしえ、メガ
ネフレームのデザインの自由度が向上するっまた、ウィ
スカーの配合率を変えることによって、軽量のままの状
態で強度と弾性を調節できる。芒らに、マトリックス中
に配合したものがウィスカーであるため、プレス加工、
スェージング、線引等、各神加工が可能になる。

一方、ｆＳ３の発明の材料は、上記第１の発明の桐料の
外面に、Ａｕ、Ａｕ合金のいずれかからなる被覆材を断
面積比において２〜１５％の割合で被覆したものでおる
ため、＠量で耐食性に憂れ、高強夏かつ高弾性であると
ともに、被覆材の存在により良好なロウ付は性とメッキ
性を有していて、装飾用として好適であるつしたがって
第３の発明の材料を用いてメガネフレームを形成すると
、メガネフレームの軽量化をなしえ、メガネフレームの
デザインの自由度が向上する。また、ウィスカーの配合
率を変えることによって、ＩＪ！　４４’、のままの状
態で強度と弾性を調節できる。芒らに、マトリックス中
に配合したものがウィスカーであるため、プレス加工、
スェージング、線引等、各種加工が可能になる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アスペクト比１０〜５０００のウィスカーを、Ｔ
ｉ、Ｔｉ合金、Ａｌ、Ａｌ合金のいずれかからなるマト
リックス中に、５〜３０ｖｏｌ分散配合してなることを
特徴とする装飾用複合材料。
（２）ウィスカーが炭化珪素ウィスカーである特許請求
の範囲第１項記載の装飾用複合材料。
（３）ウィスカーがアルミナウィスカーである特許請求
の範囲第１項記載の装飾用複合材料。
（４）ウィスカーが酸化ジルコニウムウィスカーである
特許請求の範囲第１項記載の装飾用複合材料。
（５）ウィスカーがαサイアロンウィスカーである特許
請求の範囲第１項記載の装飾用複合材料。
（６）ウィスカーがβサイアロンウィスカーである特許
請求の範囲第１項記載の装飾用複合材料。
（７）ウィスカーがシリカウィスカーである特許請求の
範囲第１項記載の装飾用複合材料。
（８）アスペクト比１０〜５０００のウィスカーを、Ｔ
ｉ、Ｔｉ合金、Ａｌ、Ａｌ合金のいずれかからなるマト
リックス中に、５〜３０ｖｏｌ％分散配合して形成され
た複合材の外面に、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金の
いずれかからなる被覆材を、上記複合材に対する断面積
比において３〜３０％の割合で被覆してなる装飾用複合
材料。
（９）アスペクト比１０〜５０００のウィスカーを、Ｔ
ｉ、Ｔｉ合金、Ａｌ、Ａｌ合金のいずれかからなるマト
リックス中に、５〜３０ｖｏｌ％分散配合して形成され
た複合材の外面に、Ａｕ、Ａｕ合金のいずれかからなる
被覆材を、上記複合材に対する断面積比において２〜１
５％の割合で被覆してなる装飾用複合材料。