JP2001140543A

JP2001140543A - 窓枠

Info

Publication number: JP2001140543A
Application number: JP32567299A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Seiki; 敦史清木; Hideshi Matsumoto; 英志松本
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2001-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】耐衝撃性に優れた、アクリル樹脂被覆層を積
層した塩化ビニル系樹脂製窓枠の提供。【解決手段】アクリル樹脂被覆層と塩化ビニル系樹脂
母材との積層体で構成される窓枠であって、前記アクリ
ル樹脂被覆層の、ＪＩＳＫ７２０３に準拠した２３
℃における曲げ弾性率が１４００〜２１００ＭＰａであ
り、前記積層体の、ＪＩＳＫ７１１１に準拠した−
１０℃におけるシャルピー衝撃値が２０ｋＪ／ｍ²以上
であることを特徴とする塩化ビニル系樹脂製窓枠。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

【０００２】

【従来の技術】従来、塩化ビニル系樹脂製窓枠では、紫
外線による劣化を防ぐために、その表面に紫外線により
劣化しにくいアクリル樹脂などを積層することが知られ
ており、その積層方法としては、例えば、図１に示した
ように、直射日光の当たる部分にアクリル樹脂を共押出
により積層する方法が一般的である（特開平５−１２５
２４９号公報参照）。この時アクリル樹脂と母材となる
塩化ビニル系樹脂成形体の界面は押出成形時の熱により
融着されている。そして、窓枠においては、通常耐衝撃
性が必要とされるために、塩化ビニル系樹脂に衝撃改質
剤等を添加することにより、母材の耐衝撃性を持たせて
いる。

【０００３】しかしながら、アクリル樹脂は耐衝撃性が
低い樹脂であり、汎用のアクリル樹脂においては、ＪＩ
ＳＫ７１１１に規定されるシャルピー衝撃強度が２
〜５ｋＪ／ｍ²程度であり、市販の耐衝撃性グレードに
おいても、シャルピー衝撃強度は３〜５ｋＪ／ｍ²程度
にすぎず、非常に脆い樹脂である。

【０００４】このような耐衝撃性が低く、脆い樹脂を母
材に被覆させると、窓枠のある部分に応力が集中した場
合、アクリル樹脂の部分は変形に対して追従性が低いた
め、小さな応力でも簡単に割れ、その際の割れの形態は
脆性的なものである。また、熱によりアクリル樹脂が母
材と融着しているため、たとえ母材に衝撃改質剤が添加
され、変形に対する母材の追従性が高くても、アクリル
樹脂−塩化ビニル系樹脂界面での変形に対する母材の追
従性はアクリル樹脂により阻害され、アクリル樹脂に追
随して母材も割れてしまう。

【０００５】上記問題点を解消する方法としては、アク
リル樹脂と母材の界面での融着度合いを弱くすることに
より、変形に対する母材の追従性を向上させる方法が挙
げられるが、融着度合いが弱すぎると今度は母材とアク
リル樹脂が夏場などに熱収縮等により剥離してしまい、
製品としての機能を満たさない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑み、
耐衝撃性に優れた、アクリル樹脂被覆層を積層した塩化
ビニル系樹脂製窓枠を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の塩化ビニル系樹
脂製窓枠は、アクリル樹脂被覆層と塩化ビニル系樹脂母
材との積層体で構成される。上記積層体のシャルピー衝
撃値（ＪＩＳＫ７１１１に準拠して測定した−１０
℃における値）は、低くなると本発明の窓枠の構成部材
として機能しなくなるので、２０ｋＪ／ｍ² 以上に制
限される。

【０００８】本発明で用いられる母材を形成する塩化ビ
ニル系樹脂は、塩化ビニル、又は塩化ビニルを主成分と
する塩化ビニル系モノマーから得られる。上記塩化ビニ
ル系モノマーとしては、塩化ビニルの他に塩化ビニルと
共重合可能なモノマーが含有されたものを使用できる。
上記塩化ビニルと共重合可能なモノマーとしては、例え
ば、エチレン、プロピレン、ブチレンなどのα‐オレフ
ィン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエ
ステル類；エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテ
ル等のビニルエーテル類；メチルアクリレート、ブチル
アクリレート、ヒドロキシエチレアクリレート等のアク
リル酸エステル類；メチルメタクリレート、ブチルメタ
クリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート等のメタ
クリル酸エステル類；スチレン、α‐メチルスチレン等
の芳香族ビニル類；フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、
塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル類；Ｎ‐フェニル
マレイミド、Ｎ‐シクロヘキシルマレイミド等のＮ‐置
換マレイミド類等が挙げられる。これらは単独で用いて
も２種以上併用してもよい。

【０００９】上記塩化ビニルと共重合可能なモノマーの
含有量は、目的に応じて適宜使用されるが、２０重量％
以下が好ましい。含有量が２０重量％を超えると、塩化
ビニル樹脂が持つ本来の特性を失ってしまう。上記塩化
ビニル系樹脂の重合度は、４００〜２５００が好まし
く、より好ましくは８００〜１4 ００である。重合度が
４００未満であると、耐久性に劣り、重合度が２５００
を超えると、樹脂の溶融粘度が高くなり成形が困難にな
る。

【００１０】本発明に用いられる被覆層を形成するアク
リル系樹脂としては、耐衝撃性及び伸度を付与して、被
覆層の、ＪＩＳＫ７２０３に準拠した２３℃におけ
る曲げ弾性率を１４００〜２１００ＭＰａの範囲とする
必要があることから、例えば、メタクリル酸メチル等の
メタクリル酸アルキルエステルにアクリル酸アルキルエ
ステルを共重合させたものが好適に使用される。上記ア
クリル酸アルキルエステルとしては、例えば、アクリル
酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、ア
クリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル
酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−２−エ
チルヘキシル等が挙げられ、これらは単独で用いても２
種以上併用してもよい。

【００１１】上記アクリル系樹脂被覆層の曲げ弾性率
は、小さくなると、成形時の溶融粘度が上記塩化ビニル
系樹脂と大幅に異なるため、金型内での樹脂の流れが不
規則となり、得られる成形体にムラ等が発現し、大きく
なると、変形に対するアクリル樹脂自体の追従性が小さ
くなり、得られる成形体の耐衝撃性が低下するので、１
４００〜２１００ＭＰａの範囲に限定される。

【００１２】本発明に用いられる塩化ビニル系樹脂母材
は、必要に応じて、安定剤、安定化助剤、滑剤、加工助
剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、可塑剤、顔
料、充填剤等の配合剤を添加して成形される。

【００１３】上記安定剤としては特に限定されず、例え
ば、ジメチル錫メルカプト、ジブチル錫メルカプト、ジ
オクチル錫メルカプト、ジブチル錫マレート、ジブチル
錫マレートポリマー、ジオクチル錫マレート、ジオクチ
ル錫マレートポリマー、ジブチル錫ラウレート、ジブチ
ル錫ラウレートポリマー等の有機錫系安定剤；鉛白、塩
基性亜硫酸鉛、二塩基性亜硫酸鉛、三塩基性亜硫酸鉛、
二塩基性亜リン酸鉛、三塩基性亜リン酸鉛、シリカゲル
共沈けい酸鉛、ステアリン酸鉛、安息香酸鉛、二塩基性
ステアリン酸鉛、ナフテン酸鉛等の鉛系安定剤；ステア
リン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン
酸亜鉛等の金属石鹸；カルシウム‐亜鉛系安定剤、バリ
ウム‐亜鉛系安定剤、バリウム‐カドミウム系安定剤、
ハイドロタルサイド、ゼオライト等が挙げられる。これ
らは単独で用いても２種以上併用してもよい。ただし、
メルカプト基を含む安定剤と鉛系化合物を併用すると、
反応して硫化物を生成し、得られる成形体を汚染するの
で注意を要する。

【００１４】上記安定剤の配合量は、上記塩化ビニル系
樹脂１００重量部に対し１〜１０重量部程度が好まし
い。配合量が、１重量部未満では溶融成形時の熱履歴に
よって得られる成形体に変色を与え、１０重量部を超え
る熱安定化効果は飽和するばかりか、却って成形性に悪
影響を及ぼす。

【００１５】上記安定化助剤としては特に限定されず、
例えば、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポ
キシ化テトラヒドロフタレート、エポキシ化ポリブタジ
エン、燐酸エステル等が挙げられる。これらは単独で用
いても２種以上併用してもよい。

【００１６】上記滑剤としては特に限定されず、例え
ば、モンタン酸ワックス、パラフィンワックス、ポリエ
チレンワックス、ステアリン酸、ステアリルアルコー
ル、ステアリン酸ブチル等が挙げられる。これらは単独
で用いても２種以上併用してもよい。

【００１７】上記加工助剤としては特に限定されず、例
えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）ア
クリレート、ブチル（メタ）アクリレート等の（メタ）
アクリレート系単独重合体；上記（メタ）アクリレート
系モノマーから選ばれた２種以上のモノマーの共重合
体；（メタ）アクリレート系モノマーを主体とし、これ
と共重合し得るスチレン、α−メチルスチレン、アクリ
ロニトリル等のビニルモノマーとの共重合体などが挙げ
られる。上記重合体もしくは共重合体の分子量は重量平
均分子量で２５０万〜６００万程度のものが好適に使用
される。

【００１８】上記紫外線吸収剤としては特に限定され
ず、シアノアクリレート系等の紫外線吸収剤等が挙げら
れる。上記光安定剤としては特に限定されず、例えば、
ヒンダードアミン系の光安定剤等が挙げられる。上記酸
化防止剤としては特に限定されず、例えば、フェノール
系抗酸化剤等が挙げられる。上記可塑剤は、成型時の加
工性を向上させる目的で添加され、このようなものとし
ては、例えば、ジオクチルテレフタレート等の芳香族エ
ステル類等が挙げられる。上記顔料としては特に限定さ
れず、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、スレン系、
染料レーキ系等の有機顔料；酸化物系、クロム酸モリブ
デン系、硫化物・セレン化物系、フェロシアン化物系等
の無機顔料が挙げられる。

【００１９】上記充填剤としては特に限定されず、例え
ば、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタ
ン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化
錫、酸化アンチモン、フェライト類、水酸化カルシウ
ム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、塩基性
炭酸マグネシウム、炭酸カルし無、炭酸マグネシウム、炭
酸亜鉛、炭酸バリウム、ドーソナイト、ハイドロタルサ
イド、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、石膏繊維、けい
酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、モンモリロナ
イト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴ
ライト、セリサイト、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリ
カ系バルン、窒化アルミニウム、窒化ほう素、窒化けい
素、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、炭素
バルン、木炭粉末、各種金属粉、チタン酸カリウム、硫
酸マグネシウム（ＭＯＳ）、チタン酸ジルコニア鉛、ア
ルミニウムボレート、硫化モリブデン、炭化けい素、ス
テンレス繊維、ほう酸亜鉛、各種磁性粉、スラグ繊維、
フライアッシュ、脱水汚泥等が挙げられる。これらの添
加剤の配合量については、本発明の目的を損なわない範
囲で任意に選択することができる。

【００２０】上記各種配合剤を上記塩化ビニル系樹脂に
混合する順序や方法は特に限定されず、任意の方法が採
用可能であり、ホットブレンドによる方法でも、コ−ル
ドブレンドによる方法でもよい。

【００２１】上記混合に使用される装置としては、一般
に公知の混合装置が使用可能であり、例えば、混合槽中
で平板型、プロペラ型、ファウドラー型等の攪拌羽根を
回転させる構造の一般的ミキサー；混合槽中で攪拌ボー
ルを流動させる構造のボールミルなどが挙げられるが、
製造効率や作業性の面から、混合槽に高速回転可能な攪
拌羽根を備えたヘンシェルミキサーが好ましい。

【００２２】本発明の窓枠の成形に際しては、公知の成
形方法が使用され、押出成形する場合は、押出機とし
て、単軸押出機、二軸押出機等が好適に用いられる。押
出成形の場合は、成形品の品質及び作業効率の向上のた
めに、一旦ペレット化してから、押出成形してもよい。
成形温度はシリンダー温度として１６０〜２００℃、金
型温度として１８０〜２００℃が好ましい。

【００２３】

【実施例】以下に実施例を示す。（実施例1 ）［配合］塩化ビニル系樹脂（徳山積水社製、ＴＳ−１０
００Ｒ) １００重量部に対し、衝撃改質剤（三菱レイヨ
ン社製、Ｓ−２０００) ６重量部、二塩基性亜燐酸鉛
（（水澤化学社製、Ｓｔａｂｉｎｅｘ−Ｄ) ２重量部、
ステアリン酸鉛（水澤化学社製、ＳｔａｂｉｎｅｘＮＣ
１８Ｐ−２) ０．５重量部、滑剤（ヘンケルジャパン社
製、ＶＰＮ９６３) ０．３重量部、酸化チタン（テイカ
社製、ＪＲ４０３）３重量部を加え、ヘンシェルミキサ
ー( カワダ社製) を用い、１００℃まで昇温しながら混
合し、配合粉を得た。［窓枠の成形］押出成形機（積水工機社製、ＳＬＭ−９
０）を用いて、上記配合粉と曲げ弾性率が１５０００Ｐ
ａのアクリル系樹脂（住友化学社製、スミペックスＨＴ
−０１Ｘ) との二層押出成形を行った。押出条件は、バ
レル部温度１８０〜１９５℃、金型部温度１９５℃であ
った。上記窓枠材４本を１組として熱融着によって、窓
枠形状に組み立てた。熱融着条件は、融着温度２２０〜
２３０℃、融着時間６０〜７０秒であった。

【００２４】［性能評価］上記窓枠成形体の性能を評価
するため、得られた積層体からＪＩＳＫ７１１１に
準拠したダンベルを作成し、耐衝撃性として−１０℃に
おけるシャルピー衝撃試験を行った。結果を表１に示
す。また、共押出で得られる製品の外観から、共押出性
について評価を行った。共押出性評価は、共押出を行っ
た際、アクリル樹脂と塩化ビニル系樹脂の粘度の違いか
ら、金型内での流動性が異なり、得られた成形品にムラ
が現れるが、このムラの状態を次のように規定し評価し
た。結果を表１に示す。 ◎；ムラが全くなく、製品外観上特に問題無し。 ○；ムラが若干出るが、成形条件で改善可能。 △；ムラがひどく、成形条件によっても改善不可能。

【００２５】（実施例２）積層したアクリル樹脂の曲げ
弾性率を１９６０Ｐａとしたこと以外は実施例１と同様
の試験を行った。その結果を表１に示す。

【００２６】（比較例１）積層したアクリル樹脂の曲げ
弾性率を１３７２Ｐａとしたこと以外は実施例１と同様
の試験を行った．その結果を表１に示す。

【００２７】（比較例２）積層したアクリル樹脂の曲げ
弾性率を２３５２ＭＰａとしたこと以外は実施例１と同
様の試験を行った．その結果を表１に示す。

【００２８】表１に示したように、実施例１及び実施例
２ではアクリル樹脂を被覆しても、母材の優れた耐衝撃
性を損なうことなく、積層体は高い耐衝撃性を発現し
た。比較例１では積層体は優れた耐衝撃性を示したもの
の、アクリル樹脂の粘度が塩化ビニル樹脂に比べ非常に
低く、金型内部での流動性が違うため、得られた製品は
ムラが激しく、共押出性は悪かった。また比較例２では
共押出性は良いものの、アクリル樹脂の耐衝撃性が低
く、かつ変形に対して追従性がないため脆性的な破壊を
した。さらに母材もアクリル樹脂に追随して破壊した。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】本発明により、塩化ビニル系樹脂にアク
リル系樹脂を積層した窓枠においても優れた耐衝撃性を
有することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の窓枠の概念図。

【符号の説明】

１. ハッチング部分：アクリル樹脂を積層した部分（直
射日光が当たり、紫外線による劣化が起こりやすい部
分）２. 白い部分：アクリル樹脂のない部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクリル樹脂被覆層と塩化ビニル系樹脂
母材との積層体で構成される窓枠であって、前記アクリ
ル樹脂被覆層の、ＪＩＳＫ７２０３に準拠した２３
℃における曲げ弾性率が１４００〜２１００ＭＰａであ
り、前記積層体の、ＪＩＳＫ７１１１に準拠した−
１０℃におけるシャルピー衝撃値が２０ｋＪ／ｍ² 以
上であることを特徴とする塩化ビニル系樹脂製窓枠。