JP2002194160A

JP2002194160A - 窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物及び窓枠用押出成形品

Info

Publication number: JP2002194160A
Application number: JP2000394676A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hashizume; 隆橋爪; Fujio Uchida; 富士雄内田; Masaru Tanaka; 優田中
Original assignee: Mitsubishi Chemical MKV Co; Advanced Plastics Compounds Co; Tostem Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical MKV Co; Advanced Plastics Compounds Co; Tostem Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-10
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: JP4792633B2

Abstract

(57)【要約】【課題】木質感に溢れ、耐候性及び機械的物性に優れた
窓枠用樹脂組成物及び成形品を提供する【解決手段】テトラヒドロフランに不溶の架橋ゲル分３
〜５０重量％を含む塩化ビニル系樹脂を主成分として含
有する窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は天然木に酷似する表
面外観を有し、耐候性及び機械的物性に優れた窓枠を得
るための窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物及び窓枠用押出
成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】塩化ビニル系樹脂は、一般に、耐衝撃
性、耐熱性等の物理的性質や耐候性に優れており、且つ
比較的安価であることから、住宅用内外装建材、電線被
覆材、自動車等車両用内外装部材、電機機器部材、家具
等に広く利用されている。また、住宅用内外装建材にお
いては、天然木指向を受け、木目模様を付与した押出成
形品を製造する様々な方法（例えば、特公昭５７−５５
７３５、特公昭６３−５３２１６等）が試みられてい
る。更に、天然木に近い質感を得る方法として、微細に
粉砕された木粉を充填剤とした熱可塑性樹脂組成物は、
古くから知られており、特に塩化ビニル系樹脂組成物は
着色性、成形性が優れ、かつ比較的安価であることから
幅広く用いられている。木粉と塩化ビニル系樹脂組成物
を混合した製品は木材と塩化ビニル系樹脂との特徴を併
せ持ち、木質感に溢れた意匠性の高いものであり、巾
木、廻り縁等の内装建材等に使用されている。一方、更
に、窓枠においても、内装建材の意匠性に同調させ、木
質感を表出させるため、窓枠用樹脂押出成形品に木粉な
どの微粉末を混合して成形する樹脂製窓枠が提案されて
いる。

【０００３】しかしながら、製品の木質感を高めるため
には、従来の知見によれば、例えば樹脂１００重量部に
対して１０〜５０重量部程度の多量の木粉を混合する必
要があり、そのことは、塩化ビニル系樹脂組成物の耐候
性および耐衝撃性等の機械的性質を著しく低下させる問
題を有していた。耐衝撃性改良の試みが様々行われてい
るが、木粉の添加されていない窓枠用押出成形品に比べ
るとそれは極端に低い。また、耐候性のレベルは未だに
低く、特に窓枠という、複雑な形状を持った比較的薄肉
の成形品であって、外気と内気の温度差や、季節の温度
変化に対抗しうる耐衝撃性や耐候性を必要とする窓枠用
押出成形品として使用するには問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明等は、木質感に
溢れ、耐候性及び機械的物性に優れた窓枠用樹脂組成物
及び成形品を提供することにある。特に好ましくは、木
粉などの植物性粉末を全く含まないか、又は樹脂１００
重量部に対し５重量部以下の極微量の植物性粉末を含む
樹脂組成物であっても、木質粉に溢れ、かつ耐候性及び
寒暖の差によらず、機械的物性に優れた窓枠用樹脂組成
物及び成形品を提供することにある。なお、本発明でい
う窓枠とは、窓框も含めて呼称する開閉可能なもの以外
にはめ殺しも含むものであり、図−１の１ａ，１ｂに示
される、アルミ・樹脂複合窓枠の室内側構造部又は／及
び図−２の１ｃ，１ｄに示される、樹脂製窓枠の主要構
造部及び図−２の５，６部に示されるような意匠材や押
縁材を指す。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、テトラヒドロフランに不溶の架橋ゲル分３〜５０
重量％を含む塩化ビニル系樹脂を主成分とする窓枠用塩
化ビニル系樹脂組成物、又はテトラヒドロフランに不溶
の架橋ゲル分３〜５０重量％を含む塩化ビニル系樹脂１
００重量部、植物性粉末０．５〜５重量部を有してなる
窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物、又は該塩化ビニル系樹
脂組成物を押出成形してなる窓枠用成形品、又は熱可塑
性樹脂からなる基材に前記塩化ビニル系樹脂組成物が積
層被覆されてなる窓枠用押出成形品にある。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明を詳細に説明するに、本発
明の窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物の主成分である塩化
ビニル系樹脂は、テトラヒドロフラン（以下ＴＨＦ）に
不溶のゲル分を３〜５０重量％含有し、残部がＴＨＦ可
溶分からなる塩化ビニル系樹脂であることが必須であ
る。架橋ゲル分を含んだ塩化ビニル系樹脂は、塩化ビニ
ルとこれに共重合可能な多官能性単量体との混合物を、
又は、必要に応じ塩化ビニルと共重合可能な他の単量体
とともに、懸濁重合法、塊状重合法、微細懸濁重合法又
は、乳化重合法等通常の方法によって製造されたもの全
てが用いられる。

【０００７】塩化ビニル系樹脂中の架橋ゲル分の含有量
は、塩化ビニルに多官能性単量体の添加量、反応温度等
を調整して、架橋ゲル分が３〜５０重量％の範囲になる
ように重合する方法によって、所望含有量に調整する。
架橋ゲル分を３〜５０重量％になるように調整すること
により、成形した窓枠の耐候性及び機械的物性を低下さ
せることなく、成形品表面が適度に荒れた木質感溢れ
る、意匠性の優れた窓枠となる。架橋ゲル分が３重量％
未満では、表面性への効果が少なく、５０重量％を越え
ると塩化ビニル系樹脂組成物混練時にまとまりが悪く加
工性が劣る傾向にあり、また、成形品の機械的物性も劣
るようになる。又、架橋ゲル分が３〜５０重量％の範囲
になるように調整する際、架橋ゲル分が５０重量％を越
える塩化ビニル系樹脂、更に好ましくは８０重量％を越
える塩化ビニル系樹脂を製造し、これを架橋ゲル分を含
まない又は、架橋ゲル分の少ない塩化ビニル系樹脂と混
合し、架橋ゲル分を３〜５０重量％になるように調整し
た塩化ビニル系樹脂を用いることによって、成形品表面
の木質感は更に向上し、意匠性優れた窓枠となる。

【０００８】塩化ビニルと共重合する前記多官能性基単
量体としては、例えば、ジアリルフタレート、ジアリル
イソフタレート、ジアリルテレフタレート等のフタル酸
ジアリルエステル類、ジアリルマレート、ジアリルフマ
レート等のエチレン性不飽和二塩基酸のジアリルエステ
ル類、ジアリルアジペート等の飽和二塩基酸のジアリル
エステル類、エチレングリコールジビニルエーテル、ｎ
−ブタンジオールジビニルエーテル、デカンジオールジ
ビニルエーテル等のジビニルエーテル類、エチレングリ
コールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタ
クリレート等の多価アルコールのジメタクリルエステ
ル、トリメチロールエタン、トリメタクリレート等の多
価アルコールのトリメタクリルエステル又は、トリアク
リルエステル類。ジアリルエーテル、トリシアヌレー
ト、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリ
テート等が挙げられる。

【０００９】また、必要に応じて混合できる他の単量体
としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、
ラウリン酸ビニル等のビニルエステル類、メチルアクリ
レート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等の
アクリル酸エステル類、メチルメタクリレート、エチル
メタクリレート等のメタクリル酸エステル類、ジブチル
マレート、ジエチルマレエート等のマレイン酸エステル
類、ジブチルフマレート、ジエチルフマレート等のフマ
ール酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルブチ
ルエーテル、ビニルオクチルエーテル等のビニルエーテ
ル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシア
ン化ビニル類、エチレン、プロピレン、スチレン等のα
−オレフィン類、塩化ビニリデン、臭化ビニル等の塩化
ビニル以外のハロゲン化ビニリデン又はハロゲン化ビニ
ル類、ジアリルフタレート、エチレングリコールジメタ
クリレート等が挙げられ、勿論、コモノマーは、上述の
ものに限定されるものではない。コモノマーは、塩化ビ
ニル系樹脂の構成成分中３０重量％以下、好ましくは２
０重量％以下の範囲である。

【００１０】塩化ビニル系樹脂のＴＨＦ可溶部分の平均
重合度は、特に限定するものではないが、加工性、成形
性の点からＪＩＳＫ６７２１に基づいた平均重合度が
５００〜３５００の範囲、好ましくは７００〜２５００
の範囲にあるのが望ましい。また、ＴＨＦ不溶の架橋ゲ
ル分とは２３℃において塩化ビニル系樹脂１ｇをＴＨＦ
２０ｍｌ中で２４時間攪拌後、遠心分離機により分離さ
れた残査重量から算出した。

【００１１】本発明の窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物に
は、必要に応じて、テトラヒドロフランに不溶の架橋ゲ
ル分３〜５０重量％を含む塩化ビニル系樹脂１００重量
部に対し、植物性粉末０．５〜５重量部を添加すること
が木質感を更に高めるために有効である。配合される植
物性粉末は、天然木材、籾殻、パルプ等を微粉砕したも
のが用いられる。天然木材としては、その原木の種類に
特に限定されることなく、針葉樹、広葉樹、ラワン材等
いかなるものでも使用できる。また、植物性粉末の粒径
は細かいほど望ましく、平均粒径１００μｍ以下が好ま
しい。添加量は、多いほど木質感に優れるが耐候性及び
耐衝撃性等の機械的物性が劣る傾向にあり、塩化ビニル
系樹脂１００重量部に対して、０．５〜５重量部が好ま
しい。また、必要に応じて、通常良く知られている熱安
定剤、滑剤、加工助剤、充填剤、衝撃強度改質剤、紫外
線吸収剤、着色剤はもとより、可塑剤、耐熱向上剤、酸
化防止剤、帯電防止剤、防かび剤、抗菌剤等周知の各種
添加剤を配合してもよい。その配合割合は、前記塩化ビ
ニル系樹脂１００重量部に対して、０．０１〜９０重量
部、好ましくは０．０１〜５０重量部である。

【００１２】本発明の窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物
は、テトラヒドロフランに不溶の架橋ゲル分３〜５０重
量％を含む塩化ビニル系樹脂並びに必要に応じて、上述
の各種添加剤を均一に混合することによって調整され
る。組成物は、粉末状であっても、更に混練機によって
混練した後、ペレット状にしてもよい。ペレット状にし
た場合には、異なった着色剤を含有した窓枠用塩化ビニ
ル系樹脂組成物のペレット２種類以上を混合、成形する
ことによって、より美麗な木目模様を容易に出現させる
こともできる。

【００１３】上述の配合成分を混合するのに用いる装置
は、実質的に均一に混合できるなら如何なる装置でもよ
く、例えば、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダー、
プラネタリーミキサー、万能混合機等の混合機等が挙げ
られ、また、混合物を混練するには、例えば、単軸押出
機、二軸押出機、オープンロール、バンバリーミキサ
ー、ニーダー、加圧ニーダー、インテンシブミキサー等
の加熱しながら剪断力下、混練出来る装置が使用され
る。

【００１４】本発明の樹脂組成物を用いて、窓枠用成形
品を製造するには、特にその製造方法に限定されるもの
ではないが、押出成形が最も容易である。

【００１５】本発明の窓枠用押出成形品としては、図３
の（ｂ）に示すように、上記塩化ビニル系樹脂組成物を
そのまま押出成形して得られる単層の成形品と、図３の
（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂からなる基材（１）
の上に上記塩化ビニル系樹脂組成物からなる表皮層
（２）が積層被覆されるように押出成形してなる複層成
形品が挙げられるが、後者の方が、衝撃強度が高い成形
品となるので、より好ましい。複層押出成形品の基材を
構成する熱可塑性樹脂としては、塩化ビニル系樹脂、塩
素化ポリエリレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、Ａ
ＢＳ、ＡＥＳ、等が挙げられ、上記の表皮材との親和性
の高い塩化ビニル系樹脂が特に好ましい。尚、これら
本願発明の特定の塩化ビニル系樹脂組成物によって得ら
れた窓枠用押出成形品の表面は、中心線平均粗さＲａが
０．５μｍ以上となり、天然木に酷似した木質感が得ら
れる点で好ましい。

【００１６】

【実施例】次に本発明の窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物
及び窓枠用押出成形品を実施例にて、詳述するが、本発
明は、その要旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定
されるものではない。

【００１７】実施例１塩化ビニル樹脂（ＴＨＦ不溶ゲル分０重量％、重合度１
０３０）１００重量部、三塩基性硫酸鉛３重量部、二塩
基性ステアリン酸鉛１重量部、ステアリン酸鉛１．５重
量部、滑剤（三井石油化学工業社製ハイワックス２２０
ＭＰ）０．５重量部、アクリル系加工助剤（三菱レイヨ
ン社製メタブレンＰ５５１Ａ）１重量部、炭酸カルシウ
ム（丸尾カルシウム社製ＭＳＫ−Ｐ）５重量部、ＭＢＳ
系衝撃強度改質剤（三菱レイヨン社製メタブレンＣ３２
３Ａ）５重量部、及び着色剤をヘンシェルミキサーで均
一に混合した後、２軸押出機で混練、ペレット化し、Ｊ
ＩＳＺ８７２１に準拠したマンセル値１０ＹＲ５／６
近似色の塩化ビニル樹脂組成物Ａを調整した。

【００１８】塩化ビニル系樹脂（ＴＨＦ不溶ゲル分２１
重量％、ＴＨＦ可溶分平均重合度１０３０）１００重量
部、ステアリン酸カルシウム１．５重量部、ステアリン
酸亜鉛０．６重量部、合成ハイドロタルサイト（協和化
学社製アルカマイザー１）０．７重量部、ステアロイル
ベンゾイルメタン０．１５重量部、２，６−ジ−ｔ−ブ
チル−４−クレゾール０．１５重量部、滑剤（２２０Ｍ
Ｐ）０．５重量部、アクリル系加工助剤（Ｐ５５１Ａ）
１重量部、炭酸カルシウム（ＭＳＫ−Ｐ）５重量部、Ｍ
ＢＳ系衝撃強度改質剤（Elf Atochem社製DURASTRENGTH
(R)200）１０重量部、紫外線吸収剤（チバガイギー社製
チヌビンＰ）０．２重量部、及び着色剤をヘンシェルミ
キサーで均一に混合した後、２軸押出機で混練、ペレッ
ト化し、ＪＩＳＺ８７２１に準拠したマンセル値１０
ＹＲ６／６近似色の塩化ビニル系樹脂組成物Ｂ及びマン
セル値１０ＹＲ３／４を近似色の塩化ビニル系樹脂組成
物Ｃ調整した。

【００１９】次に、上記塩化ビニル樹脂組成物Ａを６５
φ単軸押出機に、上記塩化ビニル系樹脂組成物Ｂ９０重
量％，塩化ビニル系樹脂組成物Ｃ１０重量％の混合物を
４０φ単軸押出機のそれぞれ投入し、共押出成形によ
り、図−３（ａ）に示される塩化ビニル樹脂組成物Ａを
基材とし、塩化ビニル系樹脂組成物Ｂ９０重量％，塩化
ビニル系樹脂組成物Ｃ１０重量％の混合物が積層した木
目模様の窓枠用複層成形品を製造した。

【００２０】実施例２実施例１の塩化ビニル系樹脂組成物Ｂ及びＣに用いた塩
化ビニル系樹脂（ＴＨＦ不溶ゲル分２１重量％、ＴＨＦ
可溶分平均重合度１０３０）１００重量部が塩化ビニル
系樹脂（ＴＨＦ不溶ゲル分８９重量％、ＴＨＦ可溶分平
均重合度１０３０）２３重量％と塩化ビニル樹脂（ＴＨ
Ｆ不溶ゲル分０重量％、平均重合度１０３０）７７重量
％の混合物１００重量部であること以外は実施例１と同
一の塩化ビニル系樹脂組成物（Ｂ１、Ｃ１）を用いて、
実施例１と同様に窓枠用複層成形品を製造した。

【００２１】実施例３実施例２の塩化ビニル系樹脂組成物Ｂ１、Ｃ１に３重量
部の木粉を添加した以外は実施例２と同一の塩化ビニル
系樹脂組成物（Ｂ２、Ｃ２）を用いて、実施例１と同様
に窓枠用複層成形品を製造した。

【００２２】実施例４実施例３で用いたＢ２９０％とＣ２１０％の混合物
を６５φ単軸押出機に投入し、図−３（ｂ）に示される
形状である木目模様の窓枠用単層成形品を製造した。

【００２３】比較例１塩化ビニル系樹脂組成物Ｂ及びＣに用いた塩化ビニル系
樹脂（ＴＨＦ不溶ゲル分２１重量％、ＴＨＦ可溶分平均
重合度１０３０）１００重量部が塩化ビニル樹脂（ＴＨ
Ｆ不溶ゲル分０％、平均重合度１０３０）１００重量部
であること以外は実施例１と同一の塩化ビニル系樹脂組
成物（Ｂ３、Ｃ３）を用いて、実施例１と同様に窓枠用
複層成形品を製造した。

【００２４】比較例２比較例１の塩化ビニル系樹脂組成物Ｂ３及びＣ３に木粉
３０重量部を添加した以外は比較例１と同一の塩化ビニ
ル系樹脂組成物（Ｂ４、Ｃ４）を用いて、実施例１と同
様に窓枠用複層成形品を製造した。

【００２５】比較例３比較例２で用いたＢ４９０％とＣ４１０％の混合物
を用いて、実施例４と同様に、窓枠用単層成形品を製造
した。

【００２６】比較例４比較例２で用いたＢ４及びとＣ４に用いた木粉３０重量
部が３重量部であること以外は比較例２と同一の塩化ビ
ニル系樹脂組成物を用いて、実施例１と同様に窓枠用複
層成形品を製造した。このように得られた成形品を品質
評価し、表−１（複層成形品）と表−２（単層成形品）
に記した。

【００２７】評価方法；（１）シャルピー衝撃値ＪＩＳＫー７１１１に基づき、２３℃及び−１０℃の
雰囲気下で、シャルピー衝撃試験を行った。単位；ｋＪ
／ｍ² （２）表面粗さ木質感の指針として、ＪＩＳＢ−０６０１に基づき、
中心線表面平均粗さＲａを測定した。単位；μｍ（３）質感目視により、木質感を判定した。×；木質感なし。△；
木質感あり。○；非常に木質感あり。（４）耐候性サンシャインウエザーメーター（型式ＷＥＬ−ＳＵＮ−
ＨＣＨ、スガ試験機社製）を用い、ブラックパネル温度
６３℃、噴霧サイクル１８分／１２０分の条件で、所定
時間後、目視及び３箇所の平均色差（△Ｅ）をクラボウ
社製、型式ＡＵＣＯＬＯＲＶＰ−１で測定した。 ○：５００時間後、目視で変化が見られず、△Ｅ＝５未
満 ×：５００時間後、目視で変退色があり、△Ｅ＝５以上

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【発明の効果】本発明の窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物
は、耐候性及び機械的物性に優れた木質感に溢れ、天然
木に酷似した窓枠製品が製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルミ・樹脂複合窓枠の一例を示す断面図

【図２】樹脂製窓枠の一例を示す断面図

【図３】本願実施例成形品の形状断面図

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ：樹脂製窓枠材、２ａ，２ｂ：
アルミ性窓枠材、３：グレージングチャンネル、
４：複層ガラス、５：樹脂製意匠材、
６：樹脂製押縁材、７：塩化ビニル系樹脂
組成物Ａ、８：塩化ビニル系樹脂組成物Ｂ＋Ｃ

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｂ２９Ｋ 105:20 Ｂ２９Ｋ 105:20 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 (72)発明者橋爪隆東京都江東区大島２丁目１番１号トステム株式会社内 (72)発明者内田富士雄東京都江東区大島２丁目１番１号トステム株式会社内 (72)発明者田中優愛知県名古屋市中村区岩塚町大池２番地アプコ株式会社内Ｆターム(参考） 4F071 AA24 AA73 AA80 AF13 AF57 AH03 BA01 BB06 BC06 BC16 4F207 AA15 AB03 AB11 AB12 AD05 AD18 AF08 AG03 AH47 KA01 KA17 KB11 KB22 KK13 KL58 KL65 4J002 AH003 BD03W BD03X BD05W BD05X BD09W BD09X FA083 GL00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】テトラヒドロフランに不溶の架橋ゲル分３
〜５０重量％を含む塩化ビニル系樹脂を主成分として含
有する窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物。
【請求項２】テトラヒドロフランに不溶の架橋ゲル分３
〜５０重量％を含む塩化ビニル系樹脂１００重量部、植
物性粉末０．５〜５重量部を有してなる窓枠用塩化ビニ
ル系樹脂組成物。
【請求項３】テトラヒドロフランに不溶の架橋ゲル分が
５０重量％を越える塩化ビニル系樹脂とテトラヒドロフ
ラン不溶の架橋ゲル分が０〜５０重量％である塩化ビニ
ル系樹脂を混合することにより、架橋ゲル分を３〜５０
重量％に調整した請求項１および請求項２記載の窓枠用
塩化ビニル系樹脂組成物。
【請求項４】テトラヒドロフランに不溶の架橋ゲル分が
８０重量％を越える塩化ビニル系樹脂とテトラヒドロフ
ラン不溶の架橋ゲル分が０〜８０重量％である塩化ビニ
ル系樹脂を混合することにより、架橋ゲル分を３〜５０
重量％に調整した請求項１および請求項２記載の窓枠用
塩化ビニル系樹脂組成物。
【請求項５】請求項１〜請求項４記載の塩化ビニル系樹
脂組成物を押出成形してなる窓枠用押出成形品。
【請求項６】熱可塑性樹脂からなる基材に請求項１〜請
求項４記載の塩化ビニル系樹脂組成物が積層被覆されて
なる窓枠用押出成形品。
【請求項７】熱可塑性樹脂が塩化ビニル系樹脂である請
求項６記載の窓枠用押出成形品
【請求項８】押出成形によって得られた請求項５〜請求
項７記載の成形品表面の中心線平均粗さＲａが０．５μ
ｍ以上である窓枠用押出成形品。