【発明の詳細な説明】 【０００１】 本発明は少なくとも２つの木材層と少なくとも１つの炭素繊維含有層とを備えた熱成形可能な複合材料に関する。 【０００２】 さらに本発明は、日用品、例えば眼鏡中央部分、眼鏡のつる、および眼鏡フレーム全体または腕輪もしくは腕時計バンドに関する。 【０００３】 木材は、極めて好ましい材料特性と、見た目の極めて美しい特性とを有する比較的好適な材料なので、すでに長い間、熱成形法にも木材を活用しようと試みられてきた。 しかしここで大きな問題が生じた。 それというのも、木材は加熱時に極めて限定された範囲でしか成形することができず、また、複合材料の場合、加熱時に個々の木材層が互いに剥離するおそれがあるからである。 従って、例えば熱成形可能性が必要となる、例えば眼鏡のような日用品において木材を使用することは、極めて限定された範囲でしか可能ではなかった。 【０００４】 プラスチックから成る一般的な眼鏡フレームの場合、プラスチックの熱成形可能性が活用され、これにより加熱後に眼鏡レンズを枠内に嵌めこむ。 冷却時にプラスチックは引き合わされて、これにより眼鏡レンズは形状接続的かつ摩擦接続的結合を介して枠内に保持される。 【０００５】 木材は不都合なことに、プラスチックのような材料熱特性を有していないので、木材から成る眼鏡は従来は締付けねじを用いて製造された。 締付けねじは、それぞれの枠の大きさを調節するために、眼鏡中央部分の中断部に取り付けられており、ねじ固定位置において枠内に眼鏡レンズを導入するのを可能にする。 締付けねじを締めた後、枠は引き合わされて、眼鏡レンズは眼鏡フレームに保持される。 【０００６】 国際公開第９９／４２６７６号パンフレットには、梁、つなぎ材、桁、柱、つまり強く荷重がかかる木材構造を強化する可能性が提案され、このような強化は多くの利点を有するとされている。 強化された木造建築部材の最終加工時には、
比較的高価な廃棄物が発生し、また、加工工具も強く負荷される（第２頁第２０
〜２５行参照）。 この国際公開第９９／４２６７６号パンフレットによる解決手段は、強化挿入体の長手方向側に比較的弱い繊維が設けられる（たとえば麻、木綿、ポリエステル）ことにある（第３頁第１２〜２５行参照）。 これらの繊維は比較的低廉で、最終加工のために使用される工具をさほど強くは負荷しない。 強化挿入体は、建築部材の長さの約５分の２から５分の３までを占めるか（第７頁、第１２〜１４行参照）、または全長にわたって延びることもできる。 いずれにしても、強化挿入体の狭幅（広幅）側には、結局のところ木材部分が存在する（
第７頁、第１５〜２０行参照）。 すなわち換言すれば、国際公開第９９／４２６
７６号パンフレットによる強化挿入体は、建築部材の長手方向の広がりおよび幅方向の広がり全体にわたって全面的に延びているのではなく、建築部材内に閉じ込められているのであって、このような強化挿入体は、建築部材の面全体にわたって延びる均質な層を呈さない。 従って、国際公開第９９／４２６７６号パンフレットによる建築部材を加熱し成形した場合（このような成形がこの建築部材の厚さに基づいて可能であるとして）、いずれにしても個々の層の均一な変位は生じ得ない。 【０００７】 ヨーロッパ特許出願公開第０８８９０７７号明細書から公知の、炭素繊維で強化された木材材料は、学校、教会、および橋のような大規模建築物を建設するのに使用されるようになっている。 木材の強度を高めるために、個々の炭素繊維層が設けられている。 これらの炭素繊維層は、結合剤としてエポキシ樹脂を使用してはならない。 それというのもエポキシ樹脂は感温性であり、僅かな加熱でも既に半流動状になるからである。 炭素繊維強化された極めて強固なこのような複合材料の場合、熱成形可能性があると建築材料として使用できなくなるため、決して熱成形可能性が与えられていてはならないので、結合剤としては、レゾルシン含有もしくはフェノール含有の化合物が提案される。 この化合物を使用することにより、複合材料は加熱時にも大きな剛性を有したままである。 【０００８】 最後に英国特許第２１５５８５５号明細書には、熱分解された木材ベニヤを含有する複合材料が開示されている。 第１頁、第４９〜５６行に記載されたように、このために３つの特定の複合が引用される。 すなわち（ａ）第２頁、第３２〜
３６行に記載されたように、２つの異なる樹脂系を硬化剤と共に使用することにより形成される繊維強化積層板のための熱分解木材ベニヤの使用；（ｂ）繊維強化されない、しかし、前記樹脂組成物により硬化剤と結合された熱分解木材ベニヤ層を有する木材積層板、（ｃ）熱可塑性接着剤によって結合される、繊維強化されない積層板である。 【０００９】 これに対して、本発明の目的は、冒頭で述べた形式の複合材料を改良して、例えば個々の層を互いに変位させることにより加熱時に成形可能であり、硬化時にはそのコンパクトな成形状態を維持し、しかもこの場合個々の層が互いに剥離しないような複合材料を提供することである。 本発明の別の目的は、主として木材から成る日用品、例えば眼鏡フレームを提供することであり、眼鏡フレームの場合には、眼鏡レンズを固定するために締付けねじを設けなくて済むような眼鏡フレームを提供することである。 【００１０】 この目的は本発明によれば、冒頭で述べた形式の熱成形可能な複合材料において、少なくとも２つの木材層の間に、少なくとも１つの炭素繊維層が設けられており、層の全面にわたって延びる複合材料の層が、熱軟化可能な接着剤によって接着されていることにより解決される。 【００１１】 こうして層は複合材料の加熱時に互いに変位し、曲げることができ、この場合、木材層の剥離は生じない。 従って好ましいことに、このような複合材料により、高比率の木材を有する種々さまざまな多数の日用品を製造することができる。
それぞれの用途に応じて、木材層はほぼ０．１〜１ｍｍの厚さを有することが好ましい。 【００１２】 出来る限り等方的な複合材料を得るために、炭素繊維層が、互いに交差する炭素繊維を有していることが好ましい。 【００１３】 少なくとも２つの炭素繊維層が設けられており、１つの層の炭素繊維が、それぞれ他の炭素繊維に対して直交していると、やはり好ましいことに、等方的な複合材料が得られる。 【００１４】 できるだけ均質な複合材料を得て、木材の強い非均質性を補償するために、少なくとも１つの炭素繊維層にそれぞれ隣接する両木材層の繊維方向が互いに直交していることが好ましい。 【００１５】 加熱時には複合材料を成形可能にし、冷却後には再び、その成形状態を維持する安定的でコンパクトな材料を形成したいので、炭素繊維層を接着するための接着剤として、加熱時における上記特性を有するポリウレタン接着剤が設けられていることが好ましい。 【００１６】 所望の成形可能性および材料安定性を提供するとともに、見た目には目立たない層を得るために、炭素繊維層が、ほぼ０．２ｍｍの厚さを有するのが好適であることが判っている。 【００１７】 隣接する木材層に信頼性高く結合可能なコンパクトな炭素繊維層を提供し、加熱時に成形可能な複合材料を提供するために、炭素繊維層がエポキシ樹脂で含浸されていることが好ましい。 【００１８】 特に好適な材料特性を有する複合材料の場合、１つのブロックを形成するための少なくとも２つの木材層が、熱軟化可能な耐水性の木材グルーによって直接的に互いに接着されており、隣り合う木材層の繊維方向が互いに回動した状態で配置されている。 複合材料を熱成形可能にしたいので、いくつかの木材層を結合する木材グルーも加熱時に軟化しなければならず、冷却後には、その接着作用を再び達成しなければならない。 木材の非等方特性を補償するために、個々の木材層の繊維方向は互いに回動した状態で配置され、これにより出来る限り等方的な複合材料が得られる。 前記少なくとも２つの木材層を接着するための接着剤として、ＰＶＡｃグルーが設けられていると、好ましいことに、木材層の間が迅速に結合され、また、木材層の接合に必要な圧着時間が極めて短くて済む。 【００１９】 １つのブロック内の木材層の繊維方向が星状に配置されていると、極めて等方的な複合材料が得られる。 それというのはこれにより、繊維方向もしくは繊維方向に対して横方向において著しく異なる木材の材料特性が補償されるからである。 従って、１つのブロックに２つの木材層が設けられている場合には、これらの木材層は互いに直交して配置されており、木材層が４つの場合には、繊維方向はそれぞれ４５°だけ互いに回動させられており、木材層が６つの場合には、繊維方向はそれぞれ３０°だけ回動させれており、以下同様に繊維方向は回動させられている。 従ってこのような星状の配置により、複合材料の極めて均質な特性が達成される。 【００２０】 製作の手間をさほどかけずに複合材料の良好な等方性を得るために、２〜６個の木材層から成るブロックが、２つの炭素繊維層の間に設けられていることが好ましいことが判っている。 【００２１】 複合材料から眼鏡中央部分を製造するのに際し、一方の炭素繊維層に、１つの木材層から成る化粧層が隣接しており、他方の炭素繊維層に、最大２０個の木材層から成る端部ブロックが隣接しているのが好適である。 それというのは、端部ブロックには、眼鏡のつるとの枢着結合のための蝶番継手を取り付け、もしくは、眼鏡中央部分には、鼻パッドを一体的に製造できるからである。 このような複合材料は、最大１．５ｃｍの全厚を有していることが好ましい。 【００２２】 冒頭で述べた形式の本発明による日用品は、日用品が少なくとも部分的に、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の複合材料から成っていることを特徴とする。 この複合材料を使用することにより、日用品は熱成形可能であり、多数の種々異なる日用品を複合材料から製造することができる。 【００２３】 眼鏡中央部分および／または眼鏡のつるが、少なくとも部分的に複合材料から成っていると、好ましいことに、眼鏡中央部分の加熱時にレンズを嵌めこむことができ、このレンズは冷却後には摩擦・形状接続的な結合を介して、眼鏡中央部分に不動に保持される。 これにより、木製の眼鏡において従来一般的であったような、眼鏡ガラスを固定するために締め付けねじを介して結合される開口を有する、開いた眼鏡中央フレームを提供せずにすむ。 【００２４】 従って、眼鏡中央部分は閉じた複合材料から成ることができる。 この閉じた複合材料には、加熱後、眼鏡中央部分の別の開口なしに、レンズを挿入することができる。 【００２５】 出発複合材料をフライス加工して眼鏡フレームの構造が形成された後、解剖学的に適合された眼鏡フレーム形状を得るために、眼鏡中央部分および／または眼鏡のつるが、熱加工により成形可能であることが好ましい。 【００２６】 腕輪もしくは腕時計バンドが、少なくとも部分的に前記複合材料から成っていると、やはり好ましいことに、見た目に極めて魅力的で、環境に負荷を与えず、
しかも皮膚を刺激しない日用品を提供することができる。 【００２７】 本発明を図面に示した好ましい実施例に関して以下にさらに説明する。 ただし、これらの実施例は本発明を限定するものではない。 【００２８】 図１は、複合材料１を互いに引き離した状態で示す斜視図である。 図１に示した複合材料は、全部で３つの層から成っている。 ２つの木材層２の間には、炭素繊維層３が設けられている。 炭素繊維層３は、互いに交差する炭素繊維４から成っている。 炭素繊維はエポキシ樹脂で含浸されている。 炭素繊維層３はポリウレタン接着剤、例えばHB Fuller社のＩＣＥＭＡ（登録商標）Ｒ１４５／４４によって、圧着力と熱を付与することにより両木材層２に接着されている。 このような炭素繊維層３は、好ましくはHEXCEL Composites Ges.mbH社から提供されたＨｅｘＦｏｒｍ（登録商標）炭素繊維織布から成っている。 互いに交差する炭素繊維４を有する炭素繊維層３は、加熱時の両木材層２相互間の一種のスライド層として役立つ。 【００２９】 全ての方向においてほぼ同一の材料特性を有する、出来る限り等方的な複合材料を得るために、木材２の繊維方向５は互いに直角に配置されている。 【００３０】 図２には、２つの炭素繊維層３が設けられた複合材料１が示されている。 両炭素繊維層３は、互いに直交する炭素繊維４を有しており、これにより、出来る限り等方的な複合材料１が得られる。 炭素繊維層３に隣接する木材層２は、互いに直交する繊維方向５を有している。 これにより、繊維方向５に関して極めて大きく異なる、木材層２の強度特性が補償される。 【００３１】 図３には、２つの炭素繊維３と多数の木材層２とを有する、本発明による複合材料１が示されている。 木材層２は、図３において最も下側に設けられた化粧層６と、両炭素繊維層３間に設けられた、６つの木材層から成る中央ブロック７と、ほぼ２０個の木材層から成る端部ブロック８とに分けることができる。 【００３２】 中央ブロック７および端部ブロック８内で直接的に接着された木材層２は、加熱時に軟化する、耐水性の木材グルー、好ましくはＰＶＡｃ−木材グルー、例えばHB Fuller社のＲＡＫＯＬＬ（登録商標）−ＧＬＸ−３−木材グルーによって接着されている。 【００３３】 やはり出来る限り等方的な複合材料を得るために、それぞれの炭素繊維層に隣接する木材層２は、それぞれ互いに直交する繊維方向５を有するように設けられている。 中央ブロック７内もしくは端部ブロック８内の木材層の繊維方向５は、
星状に互いに回動させられている。 すなわち中央ブロック７の６つの木材層は、
連続的に３０°だけ互いに回動させられており、これにより、３６０°にわたって見て、繊維方向の整列状態を出来る限り達成することができる。 これに対応して、端部ブロック８の繊維方向はより細かく回動させられている。 木材層が２０
個ある場合は、それぞれほぼ９°の回動が生じさせられる。 １つのブロックにおいて、木材層２の繊維方向５がそれぞれ４５°、９０°、以下同様に繰返し回動させられ、ひいては、例えば２つまたは４つの木材層２から成る一種のサブ・ブロックが形成されることも可能である。 【００３４】 図３に示した複合材料１は、眼鏡中央部分を製造するのに特に適している。 それというのも、眼鏡のつると結合するための蝶番継手を取り付けるのに、比較的厚い端部ブロック８に充分なスペースが存在しているからである。 【図面の簡単な説明】 【図１】 図１は、複合材料を互いに引き離した状態で示す斜視図である。 【図２】 図２は、２つの炭素繊維層を有する複合材料を断面して示す斜視図である。 【図３】 図３は、複合材料を示す断面図である。 【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書【提出日】平成１３年１０月１９日（２００１．１０．１９） 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書【補正対象項目名】特許請求の範囲【補正方法】変更【補正の内容】 【特許請求の範囲】 【請求項１】 木材層（２）と少なくとも１つの炭素繊維含有層（３）とを有する熱成形可能な複合材料（１）であって、前記木材層（２）が、ブロック（
７）を形成するために直接的に互いに接着されている形式のものにおいて、前記ブロック（７）を形成するために接着された木材層（２）が、熱軟化可能な耐水性の木材グルーによって接着されており、隣り合う木材層（２）の繊維方向（５
）が互いに回動した状態で配置されており、さらに、前記木材層（２）の間に、
該層の全面にわたって延びる少なくとも１つの炭素繊維層（３）が設けられており、該炭素繊維層（３）が前記木材層に、熱軟化可能な接着剤によって接着されていることを特徴とする、熱成形可能な複合材料。 【請求項２】 前記炭素繊維層（３）が、互いに交差する炭素繊維（４）を有している、請求項１に記載の複合材料。 【請求項３】 少なくとも２つの炭素繊維層（３）が設けられており、１つの層の炭素繊維が、それぞれ他の炭素繊維（４）に対して直交している、請求項１に記載の複合材料。 【請求項４】 前記少なくとも１つの炭素繊維層（３）にそれぞれ隣接する両木材層（２）の繊維方向（５）が互いに直交している、請求項１から３までのいずれか１項に記載の複合材料。 【請求項５】 前記炭素繊維層（３）を接着するための接着剤として、ポリウレタン接着剤が設けられている、請求項４に記載の複合材料。 【請求項６】 前記炭素繊維層（３）が、ほぼ０．２ｍｍの厚さを有している、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。 【請求項７】 前記炭素繊維層（３）がエポキシ樹脂で含浸されている、請求項１から６までのいずれか１項に記載の複合材料。 【請求項８】 前記木材層（２）を接着するための接着剤として、ＰＶＡｃ
グルーが設けられている、請求項１から７までのいずれか１項に記載の複合材料。 【請求項９】 前記ブロック（７）内の前記木材層（２）の繊維方向（５）
が星状に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項に記載の複合材料。 【請求項１０】 ２〜６個の木材層（２）から成るブロック（７）が、２つの炭素繊維層（３）の間に設けられている、請求項１から９までのいずれか１項に記載の複合材料。 【請求項１１】 一方の炭素繊維層（３）に、１つの木材層（２）から成る化粧層（６）が隣接しており、他方の炭素繊維層（３）に、最大２０個の木材層（２）から成る端部ブロック（８）が隣接している、請求項１０に記載の複合材料。 【請求項１２】 日用品であって、該日用品が少なくとも部分的に、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の複合材料（１）から成っていることを特徴とする、日用品。 【請求項１３】 眼鏡中央部分および／または眼鏡のつるが、少なくとも部分的に前記複合材料（１）から成っている、請求項１２に記載の日用品。 【請求項１４】 前記眼鏡中央部分が、閉じた複合材料（１）から成っている、請求項１３に記載の日用品。 【請求項１５】 前記眼鏡中央部分および／または前記眼鏡のつるが、熱加工により成形可能である、請求項１３から１４までのいずれか１項に記載の日用品。 【請求項１６】 腕輪もしくは腕時計バンドが、少なくとも部分的に前記複合材料（１）から成っている、請求項１２に記載の日用品。 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 7識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｃ 5/02 Ｇ０２Ｃ 5/02 5/14 5/14 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2B260 AA20 BA13 BA19 CD15 EA11 4F100 AD11B AD11D AK21G AK51G AK53B AK53D AP00A AP00C AP00E BA03 BA04 BA05 BA06 BA10A BA10C BA24A BA24B BA24D CB00 DC23E DG01A EJ82B EJ82D GB71 HB00E JB07A JL12A |
