JP5460168B2 - 合成樹脂製中空材及び合成樹脂製中空材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂製中空材及び合成樹脂製中空材の製造方法に関する。

表面と裏面を複数のリブによって接続することによって形成された、複数の中空部を有する合成樹脂製複層板が、採光用外装材、屋根材、壁材、間仕切材、窓材等に利用されている。このような合成樹脂製複層材ではその端部が開放されているため、端部処理を行わないと、鋸屑が中空部に進入して美観を低下させたり、外気が中空部に進入して結露が生じたりするという不具合があった。

そこで、このような合成樹脂製複層材を、上側熱圧着具と下側熱圧着具で上下から挟むように熱圧着して溶断（切断）することによって、合成樹脂製複層材の端部を気密的に接合することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２１４８６５号公報

しかしながら、溶断することによって端部処理を行うと、端部に、突出した接合封止端部が生じ、合成樹脂製複層材の外観が悪化したり、複数の合成樹脂製複層材を取り付ける場合の枠体の嵌合寸法が長くなったりするという不具合があった。

そこで、本発明は、上記の問題点を解消することを可能とした合成樹脂製中空材及び合成樹脂製中空材の製造方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、端部が外観を損ねることなく簡易に処理された合成樹脂製中空材及びそのような合成樹脂製中空材の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る合成樹脂製中空材は、開口端部を有する複数の中空部を含む本体部と、開口端部を封止するように開口端部に熱溶着によって固定された合成樹脂製シート材を有し、合成樹脂製シート材の融解温度が本体部の融解温度より高いことを特徴とする。

また、本発明に係る合成樹脂製中空材では、合成樹脂製シート材で封止した封止面が略平面であって、封止面と本体部の表面及び裏面とのなす角度は略直角であることが好ましく、さらに、合成樹脂製シート材で開口端部が封止されることによって、合成樹脂製中空材は相互に隔離された複数の独立した中空部を有することが好ましい。

本発明に係る合成樹脂製中空材の製造方法では、合成樹脂製シート材を予備乾燥する段階と、開口端部を有する複数の中空部を含む本体部の開口端部に熱溶着によって予備乾燥済みの合成樹脂製シート材を固定する段階を有し、合成樹脂製シート材の融解温度が、本体部の融解温度より高いことを特徴とする。

本発明によれば、合成樹脂製中空材の外観が悪化したり、複数の合成樹脂製中空材を取り付ける場合の枠体の嵌合寸法が長くなったりするという不具合を生じさせずに、本体部の開口端部を合成樹脂製シート材によって封止することが可能となった。

本発明に係る合成樹脂製中空材の一例の斜視図である。 本体部１０の開口端部の一例を示す図である。 合成樹脂製中空材１の製造過程の一例を示した図である。 合成樹脂製中空材１の屋外使用時の耐候処理方法の一例を示す図である。

以下、本発明に係る合成樹脂製中空材及び合成樹脂製中空材の製造方法を図面を参照しながら説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

図１は、本発明に係る合成樹脂製中空材の一例の斜視図である。

図１に示すように、合成樹脂製中空材１は、複数の中空部を含む本体部（壁体）１０と、本体部１０の開口端部を封止する合成樹脂製シート材４０及び５０とから構成される。合成樹脂製中空材１は、連設されて、採光外壁面材、採光用開口部充填材、屋根材等に利用される。合成樹脂製中空材１は、ガラスやガラスブロック等の採光用面材と比較すると、軽量であるので、広い採光面を容易に実現することができるという特性を有している。

本体部１０は、淡く着色された透光性樹脂（ポリカーボネイト）を押し出し成形によって形成したものであって、図中の左右の両端部に連設凸部２０及び連設凹部３０を有し、図中の上下に開口端部を有している。したがって、実際には、後述する内部の隔壁が透けて見えるが、図１にはその点の表示を行っていない。また、本体部１０の室外側面板１１の表面には、紫外線吸収材を含んだ耐光性塗料が塗布されるか、あるいは紫外線吸収材を含んだ耐候層を共押し出し成形により設けており、紫外線による退色を防止できるような処理がなされている。なお、室内に配置する場合等には、そのような処理は不要である。

連設凸部２０は、先端が少し膨張したＵ字状の断面を有する中空の形状をしている。連設凹部２０の近傍には、コの字状の断面を有する中空の突起部２１が配置されている。また、連設凹部３０は、連設凸部２０と連設するための凹部を形成する、中空の第１腕部３１及び第２腕部３２を有している。連設凹部と連設凸部とが連設された場合、突起部２１と連設凸部２０との間の小凹部、突起部２１、小凹部３３及び、第２腕部３２により断面Ｔ字形の空間が形成され、断面Ｔ字形の空間には、合成樹脂製中空材と建物の躯体とを連結するための取付具（不図示）が挿入できるように構成されている。

ある合成樹脂製中空材の連設凹部３０に、他の合成樹脂製中空材の連設凸部２０を図１の矢印Ａの方向から圧入することによって、合成樹脂製中空材同士を簡単に連設することができる。よって、複数の合成樹脂製中空材を連設することによって、様々な寸法の採光用壁を形成することが可能となる。

合成樹脂製シート材４０は、淡く着色された、厚さ０．５ｍｍの透光性樹脂（ポリカーボネイト）から構成され、本体部１０の図中の上側開口端部を封止するために、熱溶着によって固定されている。また、本体部１０の図中の下側開口端部を封止するための合成樹脂製シート材５０も、同様に熱溶着によって固定されている。なお、合成樹脂製シート材４０及び５０の厚さは、本例では０．５ｍｍとしたが、０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下が望ましい。０．２ｍｍ以下では穴開き等により完全に封止できない恐れがあり、３ｍｍ以上では後述するプレートヒータ１１０での加熱に時間を要するとともにプレートヒータ１１０に接していない面の加熱が不十分になることで十分な融解強度が得られない恐れがあるからである。

また、合成樹脂製シート材４０及び５０の融解温度は、本体部１０の融解温度より高くなるように設定されている。本例の場合、合成樹脂製シート材４０及び５０の融解温度は２４０度、本体部１０の融解温度は２２０度であった。しかしながら、融解温度はこれらの値に限定されるものではなく、利用する樹脂に基づいて可変してもかまわない。なお、「融解温度」はＪＩＳ Ｋ７１２１に基づき測定される温度とする。

図２は、本体部１０の開口端部の一例を示す図である。

図２は、合成樹脂製シート材４０を固定する前の本体部１０における、図１の図中の上側の開口端部を示している。図２に示すように、本体部１０の連設凸部２０及び連設凹部３０以外の部分は、室内側面板１１、室外側面板１２、室内側面板１１と垂直に配置された隔壁１３、室内側面板１１と平行に配置された隔壁１４及び１５、室内側面板１１に対して斜めに配置された隔壁１６、隔壁１６と直交して配置された隔壁１７から構成されている。

連設凸部２０、連設凹部３０、室内側面板１１、室外側面板１２、及び隔壁１３〜１７によって、本体部１０には、本体部１０を図１の矢印Ｂの方向に貫通する複数のそれぞれ独立した中空部１８ａ〜１８ｓが形成されている。なお、図１に示す本体部１０には、中空部１８ａ〜１８ｋのセットが１１個存在する。

図３は、合成樹脂製中空材１の製造過程の一例を示した図である。

最初に、合成樹脂製シート材４０及び５０を８０℃に設定された高温槽１００に８時間安置し、予備乾燥を行う（図３（ａ）参照）。ポリカーボネイトは、水分を含み、加熱すると、水分の蒸発に伴って、微小な泡が発生してしまう。微小な泡が発生すると、透明度が変化し、合成樹脂製中空材の外観を損ない、強度が下がる可能性があって好ましくない。そこで、発泡防止のための予備乾燥を行い、後述する熱溶着時に、合成樹脂製シート材４０及び５０で発泡が発生しないように準備を行っている。

次に、本体部１０の開口端部を、厚さ０．５ｍｍの予備加熱済みの合成樹脂製シート材４０を介して、所定の治具を用い、２４０度に設定されたプレートヒータ１１０に対して圧着する（図３（ｂ）参照）。なお、プレートヒータ１１０は、本体部１０の開口端部の全てをカバーする加熱領域を有しているものとする。なお、プレートヒータ１１０の温度は、合成樹脂製シート材４０及び５０の融解温度±１０℃の範囲内であることが望ましい。融解温度より１０℃以上低い場合には合成樹脂製シート材４０及び５０が十分に融解しないため十分な熱溶着強度が得られない恐れがあり、融解温度より１０℃以上高い場合には合成樹脂製樹脂シート材４０及び５０が完全に融解することにより板形状を保持できなくなり外観が悪化する恐れがあるからである。

前述したように、合成樹脂製シート材４０の融解温度は２４０度であり、本体部１０の融解温度は２２０度であるので、プレートヒータ１１０の熱によって、本体部１０の開口端部の先端が合成樹脂製シート材４０より先に融解し、同様に高温となっている合成樹脂製シート材４０と熱溶着する。したがって、合成樹脂製シート材４０が、本体部１０の開口端部を封止するように固定される。

合成樹脂製シート材４０が、所定時間（例えば、１２秒後）経過して、本体部１０の開口端部を封止するように固定されたら、プレートヒータ１１０から離間して冷却する（図３（ｃ）参照）。プレートヒータ１１０を利用することによって、合成樹脂製シート材４０の表面（封止面）が略平面状となり、封止面と本体部１０の室外側面板１１（表面）及び室内側面板１２（裏面）とのなす角度は略直角となる。したがって、外観上、非常に良好に本体部１０に対して合成樹脂製シート材４０を固定することが可能となった。

冷却後に、カッター等の治具によって、本体部１０の開口端部の形状にトリミングして、一方の開口端部の封止を完了する（図３（ｄ）参照）。再度図３の（ａ）〜（ｄ）の工程を厚さ０．５ｍｍの予備加熱済み合成樹脂製シート材５０について行い、本体部１０の両端の開口端部の封止を完了したものが、図１に示す合成樹脂製中空材１となる。

合成樹脂製中空材１では、本体部１０の両方の開口端部が、合成樹脂製シート材４０及び５０によって封止されているので、本体部１０に形成されている相互に隔離された複数のそれぞれ独立した中空部１８ａ〜１８ｓがそれぞれ密閉されることとなる。したがって、たとえ一箇所の中空部へ水蒸気等が進入して内部を白く曇らせることとなっても、他の中空部へ広がり難くなり、合成樹脂製中空材１の外観の悪化を防止することができる。

図４は、合成樹脂製中空材１の屋外使用時の耐候処理方法の一例を示す図である。

図４（ａ）は、本体部１０の開口端部を合成樹脂製シート材によって封止していない場合に、本体部１０を屋外で利用するための耐候処理方法の一例を示す図である。図４（ａ）に示すように、最初に開口端部から水蒸気等が侵入しないように、本体部１０の開口端部をアルミシート２００で包み込み、その後、アルミ材による枠体２１０を嵌め込む。アルミシート２００等が外部から見えるのは外観上好ましくないので、アルミシート２００が開口端部から表面側に出ている長さＷ１より、枠体２１０の嵌合寸法Ｗ２を長くするように設計しなければならない。

図４（ｂ）は、合成樹脂製中空材１を屋外で利用するための耐候処理方法の一例を示す図である。図４（ｂ）に示すように、本体部１０の開口端部は合成樹脂製シート材４０及び５０によって既に封止されているので、さらに図４(ａ）に示すようなアルミシート２００を設ける必要は無い。したがって、アルミ材等による枠体２２０の嵌合寸法側Ｗ３をアルミシート２００を考慮して長くする必要が無く、Ｗ２＞Ｗ３と設定することができる。これによって、合成樹脂製中空材１用の枠体２２０を安価に構成することができるという利点がある。

上記に説明した本体部及び合成樹脂製シート材の寸法、形状、着色等は一例であって、これに限定されるものでは無い。したがって、複数の中空部を有する合成樹脂製中空材であれば、寸法、形状、着色等に関わらず、本発明を適用することが可能である。

１ 合成樹脂製中空材
１０ 本体部
２０ 連設凸部
３０ 連設凹部
４０、５０ 合成樹脂製シート材
１００ 高温槽
１１０ プレートヒータ

Claims (5)

1. 合成樹脂製中空材であって、
   開口端部を有する複数の中空部を含む本体部と、
   前記開口端部を封止するために、前記開口端部に熱溶着によって固定された合成樹脂製シート材と、を有し、
   前記合成樹脂製シート材の融解温度が、前記本体部の融解温度より高く、
   前記本体部と、前記合成樹脂製シート材とは、透光性樹脂で形成され、
   前記本体部を、前記合成樹脂製シート材を介して、ヒータに圧着することによって、前記合成樹脂製シート材が前記本体部に固定される、ことを特徴とする合成樹脂製中空材。
2. 前記合成樹脂製シート材で封止した封止面が略平面であって、前記封止面と前記本体部の表面及び裏面とのなす角度は略直角である、請求項１に記載の合成樹脂製中空材。
3. 前記合成樹脂製シート材で前記開口端部が封止されることによって、前記合成樹脂製中空材は、相互に隔離された複数の独立した中空部を有する、請求項１または２に記載の合成樹脂製中空材。
4. 前記本体部に固定される前記合成樹脂製シート材は、予備乾燥済みのものである、請求項１〜３の何れか一項に記載の合成樹脂製中空材。
5. 合成樹脂製中空材の製造方法であって、
   合成樹脂製シート材を予備乾燥する段階と、
   開口端部を有する複数の中空部を含む本体部の前記開口端部に熱溶着によって予備乾燥済みの前記合成樹脂製シート材を固定する段階と、を有し、
   前記合成樹脂製シート材の軟化温度が、前記本体部の軟化温度より高く、
   前記本体部と、前記合成樹脂製シート材とは、透光性樹脂で形成され、
   前記合成樹脂製シート材を固定する段階は、本体部を、予備乾燥済みの前記合成樹脂製シート材を介して、ヒータに圧着することを含む、ことを特徴とする合成樹脂製中空材の製造方法。

Images