JP2006307572A

JP2006307572A - 樹脂製窓

Info

Publication number: JP2006307572A
Application number: JP2005132532A
Authority: JP
Inventors: Akira Ishibashi; 石橋　　亮; Kensuke Noda; 憲佑野田; Seiji Bando; 誠二板東; Takehiro Funaki; 竹宏舟木
Original assignee: YKK AP Inc
Current assignee: YKK AP Inc
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2025-04-28
Also published as: JP4229286B2

Abstract

【課題】火災時に樹脂形材が軟化、あるいは焼失しても樹脂製障子が脱落することがない樹脂製窓とする。
【解決手段】樹脂製障子１０の樹脂形材の上框１１、下框１２、左右の縦框１３に金属補強材１６をそれぞれ設け、コーナー部において隣接した縦・横の金属補強材１６をコーナー金具１７で連結して金属補強材１６を四周連続して樹脂形材が軟化、あるいは焼失しても障子としての形を保持できるようにし、樹脂製窓枠１の樹脂形材の上枠２に金属補強材５を設けると共に、その金属補強材５に受け金具２０を取付け、前記上框１１の金属補強材１６に支持金具３０を取付け、障子閉じ状態において樹脂形材が軟化、あるいは焼失した時に支持金具３０と受け金具２０によって障子を吊り下げ支持するようにして各樹脂形材が軟化、あるいは焼失しても樹脂製障子１０が脱落しないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製窓枠に樹脂製障子を開閉自在に取付けした樹脂製窓に関する。

従来から、樹脂形材の上枠、下枠、左右の縦枠を方形状に連結した樹脂製窓枠に、樹脂形材の上框、下框、左右の縦框を方形状に連結した框組体内にガラスを装着した樹脂製障子を開閉自在に取付けた樹脂製窓が種々知られている。
前述の樹脂製窓の樹脂形材としては、主として塩ビ樹脂を用いたものが知られているので、火災時に樹脂形材が軟化あるいは焼失して樹脂製障子が脱落したり、ガラスが脱落するから防火窓にはならない。

このことを解消することで防火窓となるようにした樹脂製窓が種々開示されている。
例えば、塩ビ樹脂を用いて防火基準を満たすためには、無機充填材を多く配合した第１のものが特許文献１に開示され、ガラス繊維補強樹脂を用いた第２のものが特許文献２に開示され、形材の中空部に型鋼を挿入し、さらに発泡炭化する燃焼焼結材を中空部に充填するようにした第３のものが特許文献３に開示され、ガラス周囲に挟持部材をまわし、膨張性の不燃材を介在させるようにした第４のものが特許文献４に開示されている。

特開昭６２−８００４２号公報特許第３２１３５９７号公報特公平６−８９６２２号公報特許第２７８８１６７号公報

前述した第１のもののように、無機充填材を多くした場合には燃焼により無機充填材が残り、皮膜を形成することから窓としての形が残る。また、第３のもののように樹脂形材の中空部に不燃材を充填した場合においては、外殻の形材が失われても窓としての形を保つことができる。しかし、これだけでは形は保っても、ガラスを支える力は無く、障子の脱落が起こり、防火基準を満たすことは難しい。第２のものも同様である。
前述した第４のものは樹脂製障子だけを備えた窓であるから、樹脂製窓枠から樹脂製障子が脱落することを防止することについては何ら開示されていない。

本発明の目的は、樹脂製窓枠に樹脂製障子を開閉自在に取付けした樹脂製窓において、火災時に樹脂製障子が脱落しないようにすることである。

本発明は、樹脂形材の上枠、下枠、左右の縦枠を有する樹脂製窓枠に、樹脂形材の上框、下框、左右の縦框を有する樹脂製障子を開閉自在に取付けした樹脂製窓であって、
前記樹脂製障子の上框、下框、左右の縦框に金属補強材をそれぞれ設けると共に、コーナー部において隣接した縦、横の金属補強材をコーナー金具でそれぞれ連結して金属補強材を四周連続し、
前記樹脂製窓枠の上枠に設けた金属補強材に受け金具を取付け、前記樹脂製障子の上框に設けた金属補強材に支持金具を取付け、
前記樹脂製障子が閉じ状態で、前記樹脂製障子の框が軟化、あるいは焼失した時に支持金具と受け金具で樹脂製障子を吊り下げ支持するようにしたことを特徴とする樹脂製窓である。

本発明においては、金属補強材とコーナー金具、金属補強材と受け金具、金属補強材と支持金具、金属補強材同士における少なくとも一つが、樹脂形材の一部分における表面と裏面にそれぞれ接してビスで連結され、
そのビスで連結される部分が相互に金属接触していることが好ましい。

このようにすれば、樹脂形材が火災時に軟化、あるいは焼失した場合にも強固に連結された状態を保つことができる。

前述のようにするには、樹脂形材に不連続部分を形成し、ビスで連結する部分の少なくとも一方に絞り加工し、そのビスで連結する部分が不連続部分において金属接触していることが好ましい。

このようにすれば、ビスを螺合することのみで連結でき、その連結作業が簡単である。

本発明に用いる樹脂形材は、発泡性樹脂より成り、その加熱面側が火炎の熱によって発泡炭化して火炎遮断層を形成するものであることが好ましい。

この樹脂形材であれば、非加熱面への熱伝達を抑制し、非加熱面側の樹脂を保護することが可能である。

前記樹脂形材は、発泡性樹脂にハロゲン元素を含有していることが好ましい。

このようにハロゲン元素を含有することで、難燃化に効果的である。

前述の発泡性樹脂を塩化ビニル樹脂としても良い。このようにすれば、ハロゲン化合物（元素）を加えなくとも難燃化に効果的である。しかも、炭化が起こり易く、発泡した炭化層を形成する。

前述のように、塩化ビニル樹脂を用いた場合には炭化剤としてポリオールを含むことが好ましい。
さらに好ましくは、炭化剤としてポリオールと亜リン酸化合物を含むことである。

本発明によれば、火災時に各框が軟化、あるいは焼失した場合に、各框に設けた金属補強材がコーナー金具で連結されて四周連続しているから障子としての形を保持すると共に、支持金具と受け金具で障子が吊り下げ支持されているので、樹脂製窓枠に樹脂製障子を開閉自在に取付けた樹脂製窓において、火災時に樹脂製障子が脱落することがない。

図１に示すように、樹脂製窓枠１に樹脂製障子１０を開閉自在に取付けして樹脂製窓としてある。
前記樹脂製窓枠１は、上枠２と下枠３と左右の縦枠４，４を方形状に連結してある。この上枠２、下枠３、左右の縦枠４，４は樹脂形材で、その各コーナー部を突き合わせて溶着してある。この各樹脂形材は同一断面形状である。
前記上枠２、下枠３、左右の縦枠４には金属補強材５が長手方向に亘って設けてあり、そのコーナー部には金属補強材５が存在しない。
前記上枠２、下枠３、左右の縦枠４は金属補強材５を挿通した図示しない固着具で建物躯体側に固着して取付けられる。

前記樹脂製障子１０は、上框１１と下框１２と左右の縦框１３を方形状に連結した框組体１４内にガラス１５が装着してある。
前記上框１１、下框１２、縦框１３は樹脂形材で、その各コーナー部を突き合わせて溶着してある。この各樹脂形材は同一断面形状である。
前記上框１１、下框１２、左右の縦框１３には金属補強材１６が長手方向に亘って設けてあり、そのコーナー部には金属補強材１６が存在しないので、コーナー部において縦・横の金属補強材１６をコーナー金具１７で連続し、各金属補強材１６を四周連続している。
前記一方の縦枠４と一方の縦框１３がヒンジ６で開閉自在に連結され、他方の縦框１３にハンドル７が取付けてある。

前記上枠２には受け金具２０が取付けてある。この受け金具２０は前記金属補強材５に固着してある。
前記上框１１には支持金具３０が取付けてある。この支持金具３０は前記金属製補強材１６に固着してある。
前記樹脂製障子１０が閉じ状態で、その樹脂製障子１０の框が軟化、あるいは焼失した時に、支持金具３０が受け金具２０によって落下しないように吊り下げ支持され、かつ樹脂製障子１０を閉じ状態から開放する時には支持金具３０が受け金具２０から離脱する。

このようであるから、障子閉じ状態で火災が発生した時に各框が軟化、あるいは焼失した場合に上框１１、下框１２、左右の縦框１３に設けた金属補強材１６がコーナー金具１７で連結されて方形枠状を維持するから障子としての形が残る。
また、上框１１に設けた金属補強材１６が支持金具３０、受け金具２０によって上枠２に設けた金属補強材５に吊り下げ支持されるので、樹脂製障子１０が吊り下げ支持されて脱落することがない。

前述のヒンジ６がアルミ製等で火災時に溶ける場合には前述の受け金具２０、支持金具３０は左右に離隔して一対設けることが好ましいが、ヒンジ６がステン等火災時にも溶けない場合にはヒンジ６と反対側寄り１つ設けることでも良い。

次に各部材の具体形状を説明する。
前記上枠２、下枠３、縦枠４に設けた金属補強材５は、図２、図３に示すように中空部２ａ，３ａ，４ａ内に設けた第１の金属補強材５_１と、面内方向の外側面２ｂ，３ｂ，４ｂに設けた第２の金属補強材５_２を備え、両者はビス８で固着してある。
このビス８は第２の金属補強材５_２から第１の金属補強材５_１に螺合してある。
前記第２の金属補強材５_２から固着具９を取付片２ｃ，３ｃ，４ｃを挿通して図示しない建物躯体に固着して上枠２、下枠３、縦枠４を建物躯体に固着して取付けている。

このようであるから、火災時に上枠２、下枠３、縦枠４が軟化、あるいは焼失しても第２の金属補強材５_２が建物躯体に固着され、その第２の金属補強材５_２に第１の金属補強材５_１が連結されているので、窓枠としての形を維持しながら建物躯体に取付けられている。

前記上框１１、下框１２、縦框１３に設けた金属補強材１６は図２と図３に示すように、第１の中空部１１ａ，１２ａ，１３ａ、第２の中空部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂにそれぞれ設けた第１の金属補強材１６_１、第２の金属補強材１６_２と、面内方向外側面１１ｃ、１２ｃ、１３ｃに設けた第３の金属補強材１６_３を備え、その第３の金属補強材１６_３が第１・第２の金属補強材１６_１，１６_２にそれぞれビス１８で固着してある。
前記コーナー金具１７は各框の面内方向内側面１１ｄ，１２ｄ，１３ｄに設けてあり、ビス１９で第１の金属補強材１６_１に固着してある。
なお、前記各框は押縁１１ｅ，１２ｅ，１３ｅを備えており、前述のコーナー金具１７で縦横の第１の金属補強材１６_１を連結した後にガラス１５を設け、その後に押縁１１ｅ，１２ｅ，１３ｅを取付ける。

このようであるから、火災時に各框が軟化、あるいは焼失した場合に、各金属補強材１６がコーナー金具１７で方形状に連結されたままとなり、障子としての形を保持する。
この時、ガラス１５が脱落しないようにするには、前述のガラス１５の周縁部にコ字状の金属枠材を嵌め込んで支持し、その金属枠材を金属補強材１６にビスで固着すれば良い。

次に、前記受け金具２０と支持金具３０について説明する。
前記受け金具２０は図４に示すように取付部２１と受け部２２を備え、その取付部２１を図２に示すように上枠２の面内方向内側面２ｄに接し、ビス２３を第１の金属補強材５_１に螺合して取付けられる。
この受け部材２０の受け部２２は上枠２の面内方向内側面２ｄと離隔する。
図４に示す受け金具２０は一枚の板材を加工してほぼコ字状としてある。

前記支持金具３０は図４に示すように取付部３１と引掛け部３２を備え、その取付部３１を上框１１の面内方向外側面１１ｃに接し、ビス３３を第１の金属補強材１６_１に螺合して取付けてある。
なお、支持金具３０が第３の金属補強材１６_３に干渉するのであれば、その部分を切り欠きすれば良い。
そして、前記引掛け部３２が上方に向かい、樹脂障子１０を閉じ状態とすることで引掛け部３２が上枠２の面内方向内側面２ｄと受け部２２との間に入り込むようにしてある。

前記受け金具２０と支持金具３０は図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、その受け金具２０を取付部２１と縦部２４と受け部２２で断面ほぼコ字状としても良い。
また、図５（ａ）では受け部２２と引掛け部３２が平行であるが、図５（ｂ）のように受け部２２を上向き、引掛け部３２を下向きに傾斜させても良いし、図５（ｃ）のように受け部２２の先端部分２２ａを下向き、引掛け部３２の先端部分３２ａを上向きとして、受け部２２よりも引掛け部３２が若干下方位置であっても先端部分２２ａ，３２ａをガイドとして入り込むようにしても良い。

前記受け金具２０を図６と図７に示すように取付部２１に垂下片２５を設け、その垂下片２５に開口部２６を形成して受け部２２とし、支持金具３０の引掛け部３２を開口部２６内に挿入するようにしても良い。

前述のように、金属補強材同士や金属補強材とコーナー金具をビスで連結したり、金属補強材と受け金具、支持金具をビスで連結する際に、それらは樹脂形材の一部分における表面と裏面に接するので、その一部分の肉厚寸法だけ離隔している。
このために、火災時に樹脂形材が軟化、あるいは焼失した際に、金属補強材同士や金属補強材とコーナー金具、金属補強材と受け金具、金属補強材と支持金具が前述の肉厚寸法だけガタつくことがある。

このことを防止するために、樹脂形材の一部分の表面と裏面に接してビスで連結する場合には、両方の部材間に隙間が生じないように相互に金属接触してビスで連結する。
例えば、図２における下框１２の第１の金属補強材１６_１とコーナー金具１７をビス１９で連結する場合には、図８（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように下框１２の一部分に孔又は切り欠き等の不連続部分４０を形成し、その下框１２の一部分の表面４１（面内方向内側面１２ｃ）にコーナー金具１７を接すると共に、裏面４２（第１の中空部１２ａの内面）に第１の金属補強材１６_１を接する。

そして、図８（ａ）に示すようにコーナー金具１７における前述の不連続部分４０と対向した一部分１７ａを絞り加工して第１の金属補強材１６_１に接し、ビス１９を孔１７ｂから第１の金属補強材１６_１のビス穴１６_１−ａに螺合し、両者を金属接触して連結する。
また、図８（ｂ）に示すようにコーナー金具１７の一部分１７ａ（孔１７ｂの周縁）と第１の金属補強材１６_１の一部分１６_１−ｂ（ビス穴１６_１−ａの周縁）を絞り加工して金属接触させ、ビス１９を螺合して連結する。
また、図８（ｃ）に示すようにコーナー金具１７の一部分１７ａをビス１９の皿形頭部に合わせて漏斗状に絞り加工、又は図８（ｄ）に示すように円形の凹陥形状に絞り加工する。

前述のことは金属補強材同士の連結、例えば図２における第２の金属補強材１６_２と第３の金属補強材１６_３の連結、受け金具２０と金属補強材５の連結、支持金具３０と金属補強材１６の連結にも適用できることは勿論である。

前述の実施の形態では樹脂製障子１０をヒンジ６で開閉自在に取付けした樹脂製窓について述べたが、これに限ることはなく樹脂製障子１０を樹脂製窓枠１の面内方向に移動自在に取付けした樹脂製窓にも適用できることは勿論である。
例えば、図９、図１０に示すように樹脂製窓枠１の室内側と室外側とに樹脂製障子１０を面内方向に移動自在に取付けした樹脂製引き違い窓にも適用できる。

この場合の受け金具２０と支持金具３０は前述した図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、受け金具２０に対して支持金具３０が面内方向に移動可能な形状なものが好ましい。

また、図１０においては縦枠４の上部寄りに受け金具２０を取付けると共に、縦框（戸当たり框）１３の上部寄りに支持金具３０を取付けできる。
この場合には、受け金具２０、支持金具３０は障子閉じエンドで相互に面内方向に嵌まり合う形状が好ましい。
例えば、図１１に示すように受け金具２０を取付部２１にピン２７を固着したものとし、その取付部２１を縦枠４の面内方向内側面に接し、金属補強材５に螺合するビスで固着して取付け、そのピン２７を面内方向内側に向ける。
また、支持金具３０に前記ピン２７が嵌合する孔３４を形成し、その孔３４を引掛け部３２とし、その取付部３１を縦框１３の面内方向外側面に接し、金属補強材１６に螺合するビスで固着して取付け、その孔３４をピン２７と対向する。

このようにすることで、樹脂製障子１０が閉じエンドまで移動すると、孔３４とピン２７が嵌合して縦框１３の上部寄りを縦枠４の上部寄りに吊り下げ支持することができる。
この場合にも各樹脂製障子１０の上框１１における召合せ部寄りと上枠２を受け金具２０と支持金具３０で吊り下げ支持する。

次に、本発明の樹脂製窓に用いる樹脂形材について説明する。
図１２（ａ）に示す樹脂形材５０の一方の表面５１を加熱した時の状態を図１２（ｂ）に示す。
加熱した一方の表面５１（加熱面）の樹脂は発泡し炭化していた。他方の表面５２（非加熱面）の樹脂に変化は無く、熱が非加熱面に達していないことを示している。また、加熱表面には炭化した膜５３があり、そのすぐ下には緻密な発泡炭化した層５４があった。そのさらに下にはまだ炭化しきらない変色した層５５があり、この層は大きな気泡となっていた。そして、これらの層が火炎を遮断する役目を果たす。

樹脂形材５０の加熱時の状態が前述したようであれば、火災時に枠と障子との間等に隙間が発生することを防止し、火炎が非加熱面に達することを防止できる。
すなわち、本発明の樹脂形材は加熱面側が火炎の熱により発泡炭化して火炎遮断層を形成し、非加熱面への熱伝達を抑制し、非加熱面の樹脂を保護できるものである。

次に、その詳細を説明する。
非加熱面の樹脂を保護するためには樹脂材料の難燃化は必須であるが、それだけでは不十分である。なぜなら、防火試験としての遮炎、準遮炎試験では２０分加熱後に７８１℃に達し、樹脂材料の分解温度を超えている。この様な高温では非加熱面も樹脂の分解温度に達し、非加熱面の樹脂を残すことはできない。そのため、加熱面の樹脂の炭化を促し、さらに発泡させて断熱し、非加熱面への伝熱を小さくしなければならない。
難燃化するにはハロゲン元素を樹脂材料に含有させると効果的である。ハロゲン元素は燃焼時に活性な酸素と結合し、酸素と可燃性ガスの反応を阻害して、発熱を低下させる。そのため樹脂は蒸し焼き状態となり、炭化が促進される。また、樹脂内部では温度により分解ガスが発生するために発泡する。そのため、発泡剤を添加しなくとも樹脂は発砲し、表面側に発泡した炭化層が形成され、耐火断熱層として機能する。

本発明の樹脂形材は、その樹脂形材そのものが発泡炭化することを特徴とするものである。

従来の技術では、金属製窓において、その金属形材に膨張性黒鉛等の不燃性膨張材料を貼り付けることにより火炎の回り込む隙間を塞ぐ方法が行われてきた。本発明では樹脂形材そのものを発泡炭化する要素とし、隙間の発生と非加熱面の温度上昇防止を行うものである。金属製窓では窓としての機能は金属形材により確保されており、さらに防火対応の為に膨張性不燃材を添加する必要があった。本発明では樹脂形材そのものに発泡炭化の機能を持たせており、通常使用時には強度部材として機能する形材が防火機能を有するものである。従来の樹脂製窓においても膨張性不燃材料の窓枠部材中空部への挿入、隙間の発生が予想される個所への添付等が行われる。本発明においては樹脂形材自身が発泡し、熱により分解して、不燃性の発泡体を形成するため、不燃性膨張材料を用いる必要がないか、あるいは用いたとしても、従来よりも少量を用いれば良い。また、膨張性不燃材料は脆く、耐水性、耐磨耗性に欠けるために露出面、接触面、人の触れる面に用いることが難しかった。本発明によればこれらの面においても発泡炭化した断熱層を形成可能である。

オレフィン系樹脂を難燃化するにはハロゲンの添加が最も効果的である。樹脂にハロゲン元素を含有させるためには、ハロゲン系難燃剤を添加する方法が一般的である。ハロゲン系の難燃剤としてはヘキサブロムビフェニル、ヘキサブロムベンゼン、ペンタブロムジフェニルエーテル、デカブロムジフェニルオキサイド、エチレンビスペンタブロムベンゼン、トリス（２，３−ジブロムプロピル）イソシアネート、２，２−ビス（４−ヒドロキシエトキシ−３，５−ジブロムフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロムフェニル）プロパン、臭素化エポキシ樹脂、臭素化ポリスチレン、塩素化パラフィン等がある。
さらには無機系難燃剤として水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、三酸化アンチモン、燐酸カルシウム、酸化ジルコン、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硼酸バリウム、メタ硼酸バリウム、メタ硼酸亜鉛、無水アルミナ、二硫化モリブデン、粘土、赤燐、珪藻土、カオリナイト、モンモリナイト、ハイドロタルサイト、タルク、シリカ、ホワイトカーボン、セライト、アスベスト、リトポン等を併用することが考えられる。これらを１００重量部以上配合すると炭化した樹脂と残留無機物が残り、火炎を遮断することができる。

しかし、窓枠材料には高い耐衝撃性が求められる。一般に充填剤が多くなると衝撃強度が低下するために、これら無機系難燃剤を用いた材料は窓枠部材には適さない。

一方、塩化ビニル樹脂は塩素を分子構造の中に持っており、新たにハロゲン化合物を加える必要がない。さらに、塩化ビニルの分解は塩酸の離脱が先行し、後に２重結合が残る。そのため、一般のオレフィン樹脂に比べて炭化が起こりやすく、一部の樹脂が炭化して残り、発泡した炭化層を形成する。特に発泡剤を使用しなくても、内部から分解ガスが発生するために発泡する。発泡倍率を上げる場合にはアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、５，５’−ビス−１Ｈテトラゾールのマンガン塩等が使用できる。樹脂形材の溶着工程での発泡を抑えるためには、これらの高温発泡剤の使用が好ましい。

さらに炭化を促進し、炭化物量を増やすために、ポリオールを添加することができる。ポリオールは炭化剤として機能し、適当な条件で炭化し、皮膜を作る。特にリン酸化合物、亜リン酸化合物を併用すると効率的に炭化する。

炭化剤として、ペンタエリトリトールおよび２量体以上の縮合体、セルロース、マルトース、グルコース、アラビノース、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ソルビトール、デキシトリン、エチレン・ビニルアルコール共重合体等のポリオールおよびそのエステル化合物、メラミンおよびその誘導体、グアナミンおよびその誘導体、イソシアヌル酸およびその誘導体、トリス（４−ヒドロキシフェニル）イソシアヌレート等のトリアジン系誘導体、デンプン、カゼイン、木粉等を挙げることができる。これらは単独でまたは複合して用いることができる。
特にポリオールはカルシウム-亜鉛系安定剤を用いる場合に、初期の着色を防止する上で重要な要素でもある。安定剤としてのポリオールの具体例は以下のようなものである。ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトール、ビストリメチロールプロパン、ビストリメチロールエタン、トリスメチロールプロパン、イノサイト、ポリビニルアルコール、ソルビトール、マルタイト、イソマルタイト、ラクタイト、リカジン、マニトール、ラクトース、ロイクロース、トリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、パラチナイト、テトラメチロールシクロヘキサノール、テトラメチロールシクロペンタノール、テトラメチロールシクロピラノール、グリセロール、ジグリセロール、ポリグリセロール等である。炭化剤としてはジペンタエリスリトール、トリペンタエリトリトールが適しており、安定剤としてはカルシウム-亜鉛安定剤に対して、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、グリセロール、ソルビトールが代表的に用いられる。また、これらのポリオールを複数組み合わせて用いることができる。さらに、これらのポリオールは炭化剤としても使用できる。
ポリオールの炭化を促進する亜リン酸エステル化合物は酸化防止剤としても有用であり、着色防止には好適な安定剤である。具体例としては、トリオクチルホスファイト、トリデシルホスファイト、トリドデシルホスファイト、トリトリデシルホスファイト、トリペンタデシルホスファイト、トリオレイルホスファイト、トリステアリルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリクレシルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、フェニルジオクチルホスファイト、フェニルジデシルホスファイト、フェニルジドデシルホスファイト、フェニルジトリデシルホスファイト、フェニルジテトラデシルホスファイト、フェニルジペンタデシルホスファイト、オクチルジフェニルホスファイト、デシルジフェニルホスファイト、ウンデシルジフェニルホスファイト、ドデシルジフェニルホスファイト、トリデシルジフェニルホスファイト、テトラデシルジフェニルホスファイト、ペンタデシルジフェニルホスファイト、オレイルジフェニルホスファイト、９，１０−ジヒドロ−９−オキサー１０−ホスファフェナントレンー１０−オキサイド、１０−（３，５−ジーｔ−ブチルー４−ヒドロキシベンジル）−９，１０−ジヒドロー９−オキサー１０−ホスファフェナントレンー１０−オキサイド、１０−デシロキシー９，１０−ジヒドロー９−オキサー１０−ホスファフェナントレン、トリス（２，４−ジーｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス（２，４−ジーｔ−ブシル）ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス（２，６−ジーｔ−ブチル４−メチルフェニル）ホスファイト、２，２−メチレンビス（４，６−ジーｔ−ブチルフェニル）オクチルホスファイトである。特に、粉末状である９，１０−ジヒドロ−９−オキサー１０−ホスファフェナントレンー１０−オキサイド以下の亜リン酸化合物は粉末状で、取り扱いが容易ある。これら亜リン酸化合物はポリオールを炭化する難燃剤として塩ビに対しても有効である。亜リン酸を塩ビに配合するには安定剤に用いられる亜鉛を塩基性亜リン酸亜鉛としてもよい。

また、酸化防止剤としては他にもアルキル化モノフェノール、アルキルチオメチルフェノール、ヒドロキノンおよびアルキル化ヒドロキノン、ヒドロキシル化チオジフェニルエーテル、アルキリデンビスフェノール、ベンジル化合物、ヒドロキシベンジル化マロネート、ヒドロキシベンジル−芳香族炭化水素、ヒドロキシベンジル−芳香族炭化水素等があり、これらは組み合わせて用いることができる。

これまで、軟質塩ビに亜リン酸系の可塑剤を用いる場合があった。例えば高度な難燃性を必要とする場合には可塑剤を難燃性とする必要があり、難燃性の可塑剤としてリン酸、亜リン酸エステルが用いられた。しかし、硬質塩ビは高い難燃性を有するために、難燃剤の配合は行われてこなかった。また、リン酸、亜リン酸化合物については、脱水触媒として機能するリン酸化合物により脱水され、加熱された耐火塗膜に炭化層を形成するための成分である、とされている。酸素を含まない塩ビについてはリン酸、亜リン酸の添加による難燃性の向上は期待できない。亜リン酸は酸化防止剤として使用されており、ポリオールと併用しなければ硬質塩ビに難燃性を付与する添加剤とはならない。

本発明においてはポリオールと亜リン酸化合物を併用することで、防火試験において発泡した炭化層を残すことを目的としている。一般に塩ビに難燃剤を配合すると物性が低下する。難燃剤と安定剤を兼用できれば添加剤の部数を減少でき、物性への影響を小さくすることができる。ポリオールの添加量は０．１から４０重量部、亜リン酸化合物としては０．０５から５重量部が適当で、これ以上多くすると物性を損なう。

この他に安定剤としてカルシウム化合物、亜鉛化合物、ハイドロタルサイト、β−ジケトン化合物が添加される。カルシウム化合物として、例えば、グリセロリン酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、ヘプタン酸塩、２−エチルヘキシル酸塩、ステアリン酸塩等のＣ8〜Ｃ22までの高級脂肪酸塩、１２−ヒドロキシステアリン酸塩、乳酸塩、クエン酸塩、グルコン酸塩、ソルビン酸塩、ロジン酸塩、アセト酢酸エチル塩、安息香酸塩、イソデカン酸塩、ネオデカン酸塩、ナフテン酸塩が添加される。添加量は０．０１〜２重量部が適当である。

また、亜鉛化合物として、例えば、オルソリン酸塩、ヘプタン酸塩、２−エチルヘキシル酸塩、ステアリン酸塩等のＣ₈〜Ｃ₂₂までの高級脂肪酸塩、ロジン酸塩、ジブチルジチオカルバミン酸塩、サリチル酸塩、イソデカン酸、ネオデカン酸塩、ナフテン酸塩等が添加される。添加量は０．０１〜２重量部が適当である。

さらには、ハイドロタルサイトが０．０１〜５重量部添加される。好ましくは０．１〜１重量部である。５重量部を超えると溶着時に発泡が起こり好ましくない。β−ジケトン化合物の添加量は０．０１〜１重量部が適当である。通常、さらに充填剤として炭酸カルシウム、着色剤として酸化チタン、加工助剤、滑剤が添加される。

樹脂形材は熱により発泡するが、加熱面側が早く発泡し、非加熱面側の発泡が遅れるために、湾曲して発泡する。そのため、障子の当り部等ではシール構造が崩れ、隙間が発生する。Ｌ形の金具を取付けることでこの様な変形を防止できる。Ｌ形の金具は発泡時に力を受けるため、補強材に固定する必要がある。

以上の配合の樹脂により、押し出し加工された樹脂形材は切断、加工され、溶着前、あるいは溶着後に金属補強材を取付けられる。必要があれば膨張性黒鉛等の膨張性の不燃材を取付けても良い。さらに、枠と障子を上部で連結する受け金具２０、支持金具３０を取付けることにより、防火試験において、ガラスの落下、貫通孔の発生を防止し、高温に曝されても火炎の非加熱面での発生を防ぐことができる。

実施例
以下に実施例を示して説明するが、本発明は実施例に制限されるものではない。
実施例１
塩ビ１００重量部に対して、ジペンタエリトリトール３重量部、ペンタエリトリトール２重量部、２，２−メチレンビス（４，６−ジーｔ−ブチルフェニル）オクチルホスファイト０．２重量部、ステアリン酸カルシウム０．５重量部、ステアリン酸亜鉛０．５重量部、ハイドロタルサイト１重量部、炭酸カルシウム５重量部、酸化チタン４重量部、アクリル系加工助剤０．１重量部、パラフィンワックス０．１重量部を加えた配合を押し出し機により成形し、板状のサンプルを得た。これを８００℃に調整した炉内で２０分間焼いたところ、発泡した黒色の炭化物が得られた。

実施例２
塩ビ１００重量部に対して、ジペンタエリトリトール２重量部、木粉４重量部、トリス（２，４−ジーｔ−ブチルフェニル）ホスファイト１重量部、ステアリン酸カルシウム０．５重量部、ステアリン酸亜鉛０．５重量部、ハイドロタルサイト１重量部、炭酸カルシウム５重量部、酸化チタン４重量部、アクリル系加工助剤０．１重量部、パラフィンワックス０．１重量部を加えた配合を押し出し機により成形し、板状のサンプルを得た。これを８００℃に調整した炉内で２０分間焼いたところ、発泡した黒色の炭化物が得られた。

本発明の第１の実施の形態を示す樹脂製窓の概略正面図である。本発明の第１の実施の形態を示す樹脂製窓の詳細縦断図である。本発明の第１の実施の形態を示す樹脂製窓の詳細横断図である。受け金具と支持金具の斜視図である。受け金具と支持金具の異なる形状を示す側面図である。受け金具と支持金具の第２の実施の形態を示す斜視図である。受け金具と支持金具の第２の実施の形態を示す側面図である。金属補強材とコーナー金具の連結部分の拡大断面図である。本発明の第２の実施の形態を示す樹脂製窓の概略正面図である。本発明の第３の実施の形態を示す樹脂製窓の概略正面図である。受け金具と支持金具の第３の実施の形態を示す斜視図である。樹脂形材の加熱状態の説明図である。

符号の説明

１…樹脂製窓枠、２…上枠、３…下枠、４…縦枠、５…金属補強材、１０…樹脂製障子、１１…上框、１２…下框、１３…縦框、１４…框組体、１５…がラス、１６…金属補強材、１７…コーナー金具、２０…受け金具、３０…支持金具、４０…樹脂形材、４１…一方の表面（加熱面）、４２…他方の表面（非加熱面）

Claims

樹脂形材の上枠、下枠、左右の縦枠を有する樹脂製窓枠に、樹脂形材の上框、下框、左右の縦框を有する樹脂製障子を開閉自在に取付けした樹脂製窓であって、
前記樹脂製障子の上框、下框、左右の縦框に金属補強材をそれぞれ設けると共に、コーナー部において隣接した縦、横の金属補強材をコーナー金具でそれぞれ連結して金属補強材を四周連続し、
前記樹脂製窓枠の上枠に設けた金属補強材に受け金具を取付け、前記樹脂製障子の上框に設けた金属補強材に支持金具を取付け、
前記樹脂製障子が閉じ状態で、前記樹脂製障子の框が軟化、あるいは焼失した時に支持金具と受け金具で樹脂製障子を吊り下げ支持するようにしたことを特徴とする樹脂製窓。
金属補強材とコーナー金具、金属補強材と受け金具、金属補強材と支持金具、金属補強材同士における少なくとも一つが、樹脂形材の一部分における表面と裏面にそれぞれ接してビスで連結され、
そのビスで連結される部分が相互に金属接触している請求項１記載の樹脂製窓。
樹脂形材に不連続部分を形成し、ビスで連結する部分の少なくとも一方に絞り加工し、そのビスで連結する部分が不連続部分において金属接触している請求項２記載の樹脂製窓。
樹脂形材は、発泡性樹脂より成り、その加熱面側が火炎の熱によって発泡炭化して火炎遮断層を形成するものである請求項１，２，３いずれか１項記載の樹脂製窓。
発泡性樹脂にハロゲン元素を含有した請求項４記載の樹脂製窓。