JP2012031568A - 防塵樹脂サッシ及びこれに用いる押出樹脂材の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 防塵性を付与した防塵樹脂サッシを提供する。
【解決手段】 共押出成形を行って硬質ポリ塩化ビニル系樹脂の基層１１と、硬質ポリ塩化ビニル樹脂（単体）に導電性物質としてポリエチレングリコールを含有するポリエーテル系の高分子剤を混合配置した肉厚０．１〜０．５の表層１２を配置した押出樹脂材１を用いて樹脂サッシを形成する。導電性物質は、硬質ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して３〜２０重量部を用いることによって、表層１２に導電回路を形成し、該表層１２の表面抵抗値を１０^１２Ω以下とすることができ、硬質ポリ塩化ビニル系樹脂のみの場合の１０^１４Ω以上の表面抵抗値を低下して、有効な防塵性を確実に確保したものとすることができる。共押出成形に際して押出樹脂材１の表層１２の成形温度は、これを１２０〜１８０℃とするのがよい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、樹脂サッシに関し、特に防塵性を付与した防塵樹脂サッシに関し、また、これに用いる押出樹脂材の成形方法に関する。

樹脂サッシは、断熱性、防音性、耐衝撃性等を良好に確保するため、一般に硬質ポリ塩化ビニルを用いた押出成形材に切断、穴あけ等所定の加工を施して、枠組み乃至框組みを施して構成したものとされており、下記特許文献１によれば、耐成形着色性及び成形加工性を向上するために、ポリ塩化ビニル１００質量部およびＴｇが０〜１５０℃の範囲であってグリシジル（メタ）アクリレート単位を含有する重合体０．１〜３０質量部を含有し、所定の式を満足し、実質的に可塑剤を含まないポリ塩化ビニル樹脂組成物を提案しており、また、下記特許文献２は、硬質ポリ塩化ビニル系樹脂を用いることによる防火性能の不足を補うために、例えば熱膨張性無機物、無機充填材を含有する樹脂組成物で構成した熱膨張性耐火材を、枠乃至框の中空部に配置して、火災等の加熱によって熱膨張耐火材を膨張して防火性を付与するものとされる。

特開２００８−６３４２３号公報 特開２００５−９３０４号公報

これらは樹脂サッシの生産性を向上し、また、防火地域、準防火地域の樹脂サッシの使用を可能とするが、樹脂サッシは、その帯電性のために静電気の発生を抑止することができず、該静電気により樹脂サッシの表面が集塵して、塵埃が付着し易いという問題点を有しているところ、樹脂サッシについて様々な技術開発がなされ乍ら、該表面集塵による塵埃付着の問題については、そのまま放置されており、樹脂サッシの普及に伴ってその早急な解決が求められる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、その解決課題とするところは、コストアップを可及的に抑制しつつ、可及的に優れた防塵性を確保した防塵樹脂サッシを提供するにあり、また、該防塵樹脂サッシに用いる押出樹脂材の成形方法を提供するにある。

上記課題に沿って本発明は、樹脂サッシの原料として実績のある硬質ポリ塩化ビニル系樹脂（硬質ポリ塩化ビニルを主成分とする組成物を成形したものを意味する。以下同じ。）を用いることを前提として、その断熱性、防音性、耐衝撃性等に影響を与えることなく、該硬質ポリ塩化ビニル系樹脂の共押出成形を行うことにより、該樹脂サッシを基層と表層の２層構造とするとともに該表層において、硬質ポリ塩化ビニル樹脂（硬質ポリ塩化ビニル樹脂単体を意味する。以下同じ。）１００重量部に対して３〜２０重量部の導電性物質を分散配置することによって、該表層に導電性物質の粒子による導電回路を形成し、一般に１０^１４Ω以上である樹脂サッシ表面の表面抵抗値を１０^１２Ω以下として、その帯電性を改善し樹脂サッシに防塵性を付与するようにしたものであって、即ち、請求項１に記載の発明を、共押出成形によって基層と表層の２層構造とした押出樹脂材を用いた防塵樹脂サッシであって、上記基層を硬質ポリ塩化ビニル系樹脂とし、表層を硬質ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して３〜２０重量部の導電性物質を分散配置し、該表層に導電性物質の粒子による導電回路を形成することによって、該表層の表面抵抗値を１０^１２Ω以下としてなることを特徴とする防塵樹脂サッシとしたものである。

請求項２に記載の発明は、上記に加えて、上記表層の肉厚を可及的に薄肉化しつつ、上記表面抵抗値を有効且つ確実に確保するとともに防塵性付与によるコストアップを可及的に防止したものとするように、これを、上記表層の肉厚を０．０５〜０．５ｍｍとしてなることを特徴とする請求項１に記載の防塵樹脂サッシとしたものである。

請求項３に記載の発明は、同じく上記に加えて、上記導電性物質を、樹脂サッシの防塵性を有効且つ確実に確保するに好適のものとするように、これを、上記導電性物質を、ポリエチレングリコールを含有するポリエーテル系の高分子剤としてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の防塵樹脂サッシとしたものである。

請求項４に記載の発明は、上記防塵樹脂サッシを構成する押出樹脂材の成形における、表層の成形温度（押出成形温度を意味し、具体的には押出機スクリューにおける温度をいう。以下同じ。）によって起因する表面の荒れや導電性物質の高温分解による表面抵抗値の上昇による防塵性の低下を防止することによって、外観良好にして防塵性に有効な表面抵抗値を確実に確保し得る防塵樹脂サッシに用いる押出樹脂材の成形方法を提供するように、これを、硬質ポリ塩化ビニル系樹脂の基層に対して、硬質ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して３〜２０重量部の導電性物質を混合して表層を共押出成形するとともに該表層の成形温度を１２０〜１８０℃とすることを特徴とする防塵樹脂サッシに用いる押出樹脂材の成形方法としたものである。

本発明はこれらをそれぞれ発明の要旨として上記課題解決の手段としたものである。

本発明は以上のとおりに構成したから、請求項１に記載の発明は、樹脂サッシの原料として実績のある硬質ポリ塩化ビニル系樹脂を用いることを前提として、その断熱性、防音性、耐衝撃性等に影響を与えることなく、該硬質ポリ塩化ビニル系樹脂の共押出成形を行うことにより、該樹脂サッシを基層と表層の２層構造とするとともに該表層において、硬質ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して３〜２０重量部の導電性物質を分散配置することによって、該表層に導電性物質の粒子による導電回路を形成し、一般に１０^１４Ω以上である樹脂サッシの電気抵抗値、即ち、樹脂サッシ表面の表面抵抗値を１０^１２Ω以下として、その帯電性を改善し樹脂サッシに防塵性を付与することによって、コストアップを可及的に抑制しつつ、可及的に優れた防塵性を確保した防塵樹脂サッシを提供することができる。

請求項２に記載の発明は、上記に加えて、上記表層の肉厚を可及的に薄肉化しつつ、上記表面抵抗値を有効且つ確実に確保するとともに防塵性付与によるコストアップを可及的に防止したものとすることができる。

請求項３に記載の発明は、同じく上記に加えて、上記導電性物質を、樹脂サッシの防塵性を有効且つ確実に確保するに好適のものとすることができる。

請求項４に記載の発明は、上記防塵樹脂サッシを構成する押出樹脂材の成形における、表層の成形温度によって起因する表面の荒れや導電性物質の高温分解による表面抵抗値の上昇による防塵性の低下を防止することによって、外観良好にして防塵性に有効な表面抵抗値を確実に確保し得る防塵樹脂サッシに用いる押出樹脂材の成形方法を提供することができる。

押出樹脂材の基層と表層のモデルを示す断面図である。 押出樹脂材の押出状態を示す側面図である。

以下本発明を更に具体的に説明すれば、１は防塵樹脂サッシに用いる押出樹脂材であり、該押出樹脂材１は、共押出成形によって基層１１と表層１２の２層構造としたものとしてあり、このとき該押出樹脂材１は、その上記基層１１を硬質ポリ塩化ビニル系樹脂とし、表層１２を硬質ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して３〜２０重量部の導電性物質１３を分散配置し、該表層１２に導電性物質の粒子による導電回路を形成することによって、該表層１２の表面抵抗値を１０^１２Ω以下としたものとしてあり、これにより該押出樹脂材１を用いて構成した樹脂サッシの表面の表面抵抗値を２桁以上減少し、該樹脂サッシを有効且つ確実な防塵性を呈するものとしてある。

このとき表面抵抗値を１０^１２Ω以下とすることによって、樹脂サッシの防塵性を確保することができるが、これを更に１０^１１Ω以下とすることによって該塵埃の付着を可及的高度に防止するとともに仮に付着しても乾拭き等で容易に拭取り可能として、高い防塵性を確保することができる。従って、表層１２の表面抵抗値は、これを１０^１１Ω以下とすることが好ましい。

該押出樹脂材１は、その肉厚、即ち基層１１と表層１２の合計厚さを、例えば１．５〜２ｍｍ程度としてあり、本例にあって、上記表層１２の肉厚は、これを、０．０５〜０．５ｍｍとし、該表層１２に上記導電性物質粒子を混合配置したものとしてある。図１に示した例の押出樹脂材１にあって肉厚は、これを、例えば、１．５ｍｍとし、このうち表層１２を０．２ｍｍ、基層１１を１．３ｍｍとして、樹脂サッシとして、例えばＪＩＳ Ａ５５５８の「無可塑ポリ塩化ビニル製建具用形材」に準拠するものとしてある。

即ち、表層１２の肉厚は、これが０．０５ｍｍを下回ると、表層１２の表面抵抗値が１０^１２Ωを上回る傾向を招くため、表層１２の肉厚の下限は、これを０．０５ｍｍとするのがよく、このとき該下限を０．１ｍｍとすることによって確実に表面抵抗値を１０^１２Ωとし、また１０^１１Ω以下とすることができるから、該下限は、これを０．１ｍｍとするのが好ましい。一方、表層１２の肉厚を厚くすることによる表面抵抗値の変化は見られないので、一般に上記樹脂押出材１の肉厚を考慮すると、肉厚の上限は、これを０．５ｍｍとすることで防塵性を充分に得られるとともに該０．５ｍｍを上回ると導電性物質の使用量が増加し、コストアップの要因となるため、該肉厚の上限は０．５ｍｍとするのが好ましい。従って、表層１２の表面抵抗値とこれによる防塵性の確保の面から、樹脂サッシにあって、その表層１２の肉厚は、これを０．０５〜０．５ｍｍとするのがよい。

本例の導電性物質１３は、これを、ポリエチレングリコール（以下ＰＥＧという）としてあり、該ＰＥＧを押出樹脂材１の表層１２のみに混合配置することによって、該表層１２にＰＥＧのネットワークによる導電回路を形成して、その表面抵抗値を減少し、帯電性を防止して、樹脂サッシとしての防塵性を確保したものとしてある。

即ち、導電性物質１３、本例にあってはＰＥＧは、表層１２において上記ネットワークの導電回路を形成するところ、該導電回路は、高分子固体電解質を形成しているＰＥＧが該表層１２の硬質ポリ塩化ビニル樹脂中で分散配置することによって該表層１２内に形成され、これによって、押出樹脂材１は、開閉やカーテンとの接触等によってこれに生じる静電気を放電する結果、該押出樹脂材１の帯電性を防止し、その表面抵抗値を減少するに至る。

導電性物質１３は、上記硬質ポリ塩化ビニル系樹脂の表層１２に、硬質ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して３〜２０重量部含有するように、これを分散配置してある。該導電性物質１３の混合配置はその粒子が硬質ポリ塩化ビニル樹脂に練り込まれるように且つ上記ネットワークを形成するように分散することによってなされるところ、これが３重量部を下回ると、該ネットワークの形成に該導電性物質が量的に不足する傾向を招き、表層１２の表面抵抗値が１０^１２Ωを上回る傾向を呈する一方、これを５重量部以上とすると、表層１２の表面抵抗値を１０^１１Ω乃至それ以下として、該表面抵抗値が１０^１２Ωのときに見られることあるような塵埃付着を改善して、高度な防塵性を確保することが可能となる。従って、該導電性物質１３の下限は、これを３重量部とするのが好ましく、高度な防塵性を確保するためには、該下限を５重量部とするのが特に好ましい。一方、２０重量部を上回ると、好ましい表面抵抗値を得られるが、導電性物質１３が量的に過剰となる結果、樹脂押出材１の表層１２に変色や荒れの外観不良を生じる傾向を招くから、該導電性物質１３の上限は、これを２０重量部とするのがよい。以上から、導電性物質１３は、３〜２０重量部とすることが好ましく、５〜２０重量部とすることが特に好ましい。

この樹脂サッシ１の押出樹脂材１は、硬質ポリ塩化ビニル系樹脂の基層１１に対して、硬質ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して３〜２０重量部の導電性物質１３を混合して表層１２を共押出成形するとともに該表層１２の成形温度を１２０〜１８０℃とする押出樹脂材１の成形方法によって成形することによってその生産を行うことができる。

即ち、押出樹脂材１の成形は、図２に示す共押出成形機２で、ホッパー２１に基層形成用の硬質ポリ塩化ビニル樹脂を投入して、基層押出機２２によって基層１１を押出成形し、該基層１１に対して、ホッパー２３に表層形成用の硬質ポリ塩化ビニル樹脂と導電性物質１３を投入し、表層押出機２４によって表層１２を押出成形し、ダイス２５を通過させてこれらを一体とし、図示省略の引取機の引取りによって冷却器２６を通過するように、これを行うものとしてある。

このとき上記基層１１の押出成形は、常法に従って、例えば１７０℃程度で行うところ、表層１２の押出成形は、押出温度、即ち上記表層押出機２４における成形温度によって押出樹脂材１、特にその表層１２に外観不良を招く可能性があり、従って、該成形温度は、これを１２０〜１８０℃で行うものとしてある。即ち、表層１２の成形温度は、これが１２０℃を下回ると、硬質ポリ塩化ビニル樹脂と導電性物質１３の混練が不十分になって表層１２の表面に荒れを生じて、平滑性を損なう傾向を招き、また、１８０℃を上回ると、導電性物質１３が分解することから、表層１２の表面抵抗値が影響を受けて、該表面抵抗値が１０^１２Ωを上回る傾向を招くとともに変色が生じる傾向を招くから、該押出成形は１２０〜１８０℃とするのがよい。このとき成形温度は、これを、１４０〜１６０℃とすることによって、表面抵抗値を１０^１２Ω以下、特に１０^１１Ω以下とするとともに上記荒れや変色のない良好な外観を呈する押出樹脂材１を得る上で好ましい。

本発明の実施に当って、上記導電性物質を、ポリエチレングリコール以外の高分子固体電解質を形成する４級アンモニウム塩系、スルホン酸系等の導電性物質を含有する高分子剤によるものとすることを含めて、押出樹脂材、基層、表層、硬質ポリ塩化ビニル系樹脂、導電性物質、共押出成形、成形方法、成形温度等の各具体的形状、構造、材質、寸法、これらの関係、これらに対する付加等は、上記発明の要旨に反しない限り様々な形態のものとすることができる。

実験例１〜３４

肉厚を１．５ｍｍとした硬質ポリ塩化ビニル系樹脂の基層、即ち硬質ポリ塩化ビニル樹脂を主成分とする組成物を押出成形した基層に、肉厚を０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍと変化し、硬質ポリ塩化ビニル樹脂、即ち皇室ポリ塩化ビニル樹脂単体（ヴイテック社製）１００重量部に対する導電性物質としてポリエチレングリコールを含有するポリエーテル系の高分子剤（三洋化成工業株式会社ペレスタット）の添加量を０重量部、１重量部、３重量部、４重量部、５重量部、１０重量部、１５重量部、２０重量部、２５重量部と変化し、表層の成形温度を、１１０℃、１２０℃、１４０℃、１６０℃、１８０℃、１９０℃と変化して、表１に示す組合せにより、３４種類の押出樹脂材を共押出成形して、防塵性、外観、ＪＩＳ Ａ５５５８「無可塑ポリ塩化ビニル製建具用形材」による性能について評価した。その結果を同じく表１に示す。防塵性は、押出樹脂材の表層（表面）の表面抵抗値が１０^１３Ω以上を×、１０^１２Ωを△、１０^１１Ω以下を○として評価し、外観は表層の荒れ又は変色の見られたものを×、表層に荒れ又は変色の見られないものを○として、肉視によって評価し、性能は、上記ＪＩＳ Ａ５５５８に適合しないものを×、適合したものを○として評価した。

以上の実験例から、硬質ポリ塩化ビニル系樹脂の基層に対して硬質ポリ塩化ビニル樹脂に導電性物質を添加して混合配置した表層を共押出成形した押出樹脂材における表層の表面抵抗値は１０^１２Ω以下、特に１０^１１Ω〜１０^９Ωの結果を示し、該導電性物質を添加せず、従って、これを含有しないものの１０^１４Ω以上の表面抵抗値に比して、表面抵抗値を減少して優れた防塵性を呈するものとすることができること、このとき、該導電性物質は、その添加量（混合配置量）を、硬質ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して３〜２０重量部、好ましくは５〜２０重量部を混合配置すること、表層の肉厚を０．１〜０．５ｍｍ、好ましくは０．２〜０．５ｍｍとすること、共押出成形に際して表層の成形温度を１２０〜１８０℃、好ましくは１４０〜１６０℃とすることが、表面抵抗値の減少による防塵性及び良好な外観の確保に有効なことが判明した。

１ 押出樹脂材
１１ 基層
１２ 表層
１３ 導電性物質
２ 共押出成形機
２１ ホッパー
２２ 基層押出機
２３ ホッパー
２４ 表層押出機
２５ ダイス
２６ 冷却器

Claims (4)

1. 共押出成形によって基層と表層の２層構造とした押出樹脂材を用いた防塵樹脂サッシであって、上記基層を硬質ポリ塩化ビニル系樹脂とし、表層を硬質ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して３〜２０重量部の導電性物質を分散配置し、該表層に導電性物質の粒子による導電回路を形成することによって、該表層の表面抵抗値を１０^１２Ω以下としてなることを特徴とする防塵樹脂サッシ。
2. 上記表層の肉厚を０．０５〜０．５ｍｍとしてなることを特徴とする請求項１に記載の防塵樹脂サッシ。
3. 上記導電性物質を、ポリエチレングリコールを含有するポリエーテル系の高分子剤としてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の防塵樹脂サッシ。
4. 硬質ポリ塩化ビニル系樹脂の基層に対して、硬質ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して３〜２０重量部の導電性物質を混合した表層を共押出成形するとともに該表層の成形温度を１２０〜１８０℃とすることを特徴とする防塵樹脂サッシに用いる押出樹脂材の成形方法。

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