JPH09137675A - 樹脂製窓枠 - Google Patents

樹脂製窓枠

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JPH09137675A JP7292481A JP29248195A JPH09137675A JP H09137675 A JPH09137675 A JP H09137675A JP 7292481 A JP7292481 A JP 7292481A JP 29248195 A JP29248195 A JP 29248195A JP H09137675 A JPH09137675 A JP H09137675A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 木製芯材で補強された樹脂製窓枠の耐久性改
善する。具体的には、熱サイクルによる外観及び強度の
劣化を防止する。 【解決手段】 内部に木製芯材が嵌合された樹脂製外枠
からなる樹脂製窓枠に於いて、該樹脂製外枠としてセル
ロース系微粉末を含む樹脂の成形体を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製窓枠に関す
る。さらに詳しくは、木製芯材と樹脂製外枠との少なく
とも2層構造を有する高強度で耐久性の改善された樹脂
製窓枠に関する。
【従来の技術】樹脂性窓枠は、熱伝導率が低いため、冬
期に室内側への結露が少ないという優れた特徴を有して
いる。しかしながら、中空状の樹脂で窓枠を成形した場
合、強度が十分とはいえず、また、たわみ変形やクリー
プ変形を起こすという欠点を有している。このため、樹
脂製窓枠を金属で補強することが提案されているが、補
強材として金属材料を用いた場合には、結果として窓枠
の熱伝導率が高くなるため暖冷房効率が低下するばかり
でなく、樹脂と金属の熱収縮率の違いから両者が容易に
剥離し、その間隙に水分が侵入し金属材料の腐食を招く
という欠点があった。この欠点を解決するために、実開
昭59−32090号には、補強材として木製の芯材を
使用した樹脂製窓枠が開示されているが、該窓枠に関し
ても次のような問題点が指摘されている。即ち、樹脂製
窓枠を木製芯材で補強することによって、補強材として
金属を使用した時の前記欠点はかなり改善されるもの
の、特に樹脂層の厚さが薄い場合には、温度変化の大き
な環境下で長期間使用すると、部分的なふくれや微細な
ひびが発生し外観が悪化したり、該ふくれやひびの発生
が契機となって樹脂層と芯材との間に水分が侵入し、芯
材延いては窓枠の強度が低下するという問題が指摘され
ている。
【発明が解決しようとする課題】このように、過酷な条
件下で長期間使用しても、外観の悪化や強度の低下の少
ない、かつ高強度な樹脂製窓枠が望まれていた。
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく、樹脂の配合剤に着目して鋭意検討を行っ
た。その結果、セルロース系微粉末を添加した樹脂で木
製芯材を被覆すると、高温−低温の熱サイクルを繰り返
した時のふくれやひびの発生が少ないことを見い出し、
本発明を完成するに到った。即ち、本発明は、窓枠形状
に形成された樹脂製の中空状外枠中に、該樹脂製外枠の
中空部に相当する形状・寸法を有する木製芯材を嵌合し
て成る樹脂製窓枠において、上記樹脂製外枠がセルロー
ス系微粉末を含む樹脂の成形体であることを特徴とする
樹脂製窓枠である。なお、本発明においては、框も含め
て窓枠と指称する。本発明においては、上記記載に示さ
れるように、木製芯材を使用した樹脂製窓枠における前
記課題を、樹脂製外枠の素材としてセルロース系微粉末
を配合した樹脂を用いることにより解決している。この
ような手段により前記課題が解決される理由は必ずしも
明らかではないが、木製芯材の主成分でもあるセルロー
ス系微粒子を配合した樹脂で外枠を成形すると、該外枠
と木製芯材との熱膨張係数の差が小さくなり熱サイクル
に起因する応力が小さくなるためと推定している。
【発明の実施の形態】以下、図1を用いて本発明の樹脂
製窓枠を説明する。図1に示されるように、本発明の樹
脂製窓枠における中空状外枠1は、セルロース系微粉末
を含有する樹脂を中空状の窓枠形状に成形したものであ
る。ここで使用される樹脂は、セルロース系微粉末をほ
ぼ均一に分散でき、かつ賦形可能なものであれば特に限
定されないが、セルロース系微粉末の均一分散の容易性
及び成形の容易性から熱可塑性樹脂であることが好適で
ある。本発明で好適に使用できる熱可塑性樹脂を例示す
れば、塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプ
ロピレン系樹脂、ABS樹脂等である。中でも機械的諸
物性、熱伝導性、耐候性等のバランスの点で、塩化ビニ
ル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体と塩化ビニルとの
グラフトポリマー等の塩化ビニル系樹脂が特に好適であ
る。また、前記樹脂に配合されるセルロース系微粉末
は、セルロースを主成分とする粉末で、樹脂に配合した
ときに成形性を著しく損なわないものであれば、その製
法、形状及び粒径は特に限定されない。本発明で一般的
に使用されるセルロース系微粉末を例示すれば、木材の
粉砕物、バカスの粉砕物、稲藁の粉砕物等の各種植物性
原料の粉砕物を磨砕処理したものが挙げられる。木材の
粉砕物を原料としたセルロース系微粉末を用いた場合に
は、窓枠に木質感を与えることもできる。また、セルロ
ース系微粉末の粒径は、一般的には1〜1000μm程
度であるが、樹脂への均一分散性を考慮すると該微粉末
の粒径は100μm程度以下で均一であることが好まし
い。さらに、セルロース系微粉末に含まれる水分は、成
形時の発泡の原因ともなるので、該微粉末は、含有され
る水分量ができるだけ少なくなるように十分に乾燥させ
て使用するのが好ましい。これらセルロース系微粉末の
前記樹脂に対する配合量は、特に限定されるものではな
いが、樹脂100重量部に対してセルロース系微粉末を
15〜25重量部配合するのが好適である。セルロース
系微粉末の樹脂100重量部に対する配合量が15重量
部未満のときには十分な効果が得られない場合があり、
該配合量が25重量部を越える場合には成形性が低下す
る傾向がある。最終的に得られる窓枠の物性を考慮する
と、セルロース系微粉末は前記樹脂中に均一に分散する
ことが好ましく、そのため、セルロース系微粉末は、粉
末状もしくは粒状の前記樹脂と成形前にヘンシェルミキ
サー等により十分に混合しておくことが好ましい。この
とき、本発明の効果を損なわない範囲で、各種安定剤、
顔料、染料、可塑剤、成形助剤等を配合することができ
る。なお、顔料は予めセルロース系微粉末に担持してお
くこともできる。この様にして得られたセルロース系微
粉末と樹脂粉粒末との混合物は、中空状の窓枠形状の外
枠に成形される。該樹脂製外枠の成形に際しては、成形
後の変形防止等の目的で内部に壁を設ける場合もあり、
該樹脂製外枠は複数の中空部を有することもある。ま
た、該樹脂製外枠は、木製芯材を嵌合させる時の操作性
を考慮して、組み立てた時の形状が最終的な窓枠の形状
となるような複数の窓枠材に分割して成形されるのが一
般的である。このときの成形方法としては、押出成形
法、射出成形法等の公知の成形方法が採用でき、成形条
件も含めて使用する樹脂の特性等に応じて適宜決定すれ
ばよい。本発明で使用される木製芯材2は、前記の樹脂
製外枠の中空部に相当する形状・寸法を有する必要があ
る。該芯材は必ずしも一体品である必要はなく、組み合
わせた形状・寸法が前記の樹脂製外枠の中空部に相当し
さえすれば、加工し易い形状の複数部分に分割されてい
てもよい。該木製芯材は、木製角材や丸太等を直接加工
して得ることもできるが、一般に窓枠の形状は複雑なた
め、木質チップ等を接着材等と共に所望の形状に圧縮成
形した所謂、集成材を使用することが好適である。木製
芯材に集成材を使用した場合には、複雑な形状にも対応
できるばかりでなく、芯材自体の機械的強度も高く、そ
の異方性も少ないという副次的効果も得られる。また、
本発明で使用される木製芯材は防腐処理、耐水処理、難
燃処理等を施されたものであることが好適である。本発
明の樹脂製窓枠は、前記の樹脂製外枠に該外枠の中空部
に相当する形状・寸法を有する木製芯材が嵌合されてい
る。但し、樹脂製外枠が複数の中空部を有する場合に
は、木製芯材は主要な中空部に嵌合していれば良く、必
ずしも全ての中空部に木製芯材を嵌合させる必要はな
い。ここでいう主要な中空部とは、該主要な中空部の総
断面積が全中空部の総断面積の半分以上を占め、且つ、
該主要な中空部に木製芯材が嵌合されれば十分な補強効
果が得られるという1つ若しくは複数の中空部の意であ
る。樹脂製外枠の中空部に木製芯材を嵌合させる方法
は、結果として両者が密着する方法であれば特に制限さ
れず任意の公知の方法が採用される。例えば、予め成形
された中空状の樹脂製外枠に木製芯材をそのまま或いは
該芯材の表面に接着剤を塗布して挿入することにより、
又は、予め該外枠の中空部に相当する形状・寸法に加工
された木製芯材の表面を前記のセルロース系微粉末を含
有する樹脂で被覆するように、2層(共)押出成形法等
で一体成形することにより両者を良好な密着状態で嵌合
させることができる。特に、後者の一体成形法は、一度
の操作で樹脂製外枠と木製芯材とを良好に密着させるこ
とが可能となるばかりでなく、樹脂製外枠の厚さを薄く
することもできるため本発明の樹脂製窓枠を工業的に生
産するのに適した方法である。該一体成形においても、
複雑な形状を有する窓枠を一度に成形するのは困難であ
るため、窓枠材ごとに成形するのが一般的である。各窓
枠材は組み立てられ、最終的な窓枠形状とされる。な
お、本発明の窓枠が框の場合には、窓枠材組立後に複層
ガラス3を押縁4等を用いて組込んで使用に供される。
この様にして組み立てられた本発明の樹脂製窓枠は、本
発明の効果を損なわない範囲で任意の二次的な加工をす
ることができる。ここでいう二次的な加工とは、例えば
意匠性向上を目的とした採色、模様付け、エンボス加工
等の各種表面処理・加工、退色防止や耐表面傷つき性向
上を目的とした保護皮膜の形成、或いは、パッキン等の
窓枠としての性能向上を目的とした各種付属部品の取付
等である。特に、彩色や模様付けを行った場合には、紫
外線等による退色が著しいため、アクリル系樹脂等によ
り表面をコーティングし、退色を防止するのは好ましい
態様である。
【実施例】次に、本発明の効果を一層明らかとするため
に、実施例及び比較例を挙げてさらに詳細に説明する
が、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
なお、本発明の効果は、窓枠を作成するまでもなく簡単
なモデル試験片で確認することができるので、以下の実
施例及び比較例ではモデル試験片を用いて実験を行っ
た。 実施例1〜7及び比較例1〜2 集成材から成る1辺3cmの正方形断面を有する角材を芯
材として用い、塩化ビニル樹脂100重量部に木材の粉
砕物から調製した平均粒径100μmの十分に乾燥した
セルロース系微粉末を第1表に示す重量部配合した樹脂
組成物を2層押出成形して、表面が該樹脂組成物で被覆
された棒状成形体を得た。得られた棒状成形体を長さが
10cmとなるように切断し、さらに両端の切断面を被覆
層と同一組成の樹脂板で蓋をし、該樹脂板を側面の樹脂
被覆層と溶接してモデル試験片とした。得られた試験片
の樹脂層の厚さは第1表に示す通りである。試験片は、
各実施例及び比較例につき15本づつ用意した。試験片
を温度23℃の恒温室に48時間保存した後、15本の
試験片を同時に60℃に保たれた恒温槽に5分間浸し、
その後直ちに−20℃に保たれた恒温槽に5分間浸すと
いう操作を繰り返した。該操作を20回繰り返した後、
15本の試験片中から5本を取り出した。その後、残り
の10本の試験片について同様の操作を更に30回(計
50回)繰り返し、5本の試験片を取り出した。その後
さらに残りの5本の試験片について同様の操作を更に5
0回(計100回)繰り返した。試験後の各試験片は、
目視によりふくれや微細なひびの有無を調べることによ
ってその評価を行った。その結果を第1表にまとめる。
表中の評価の欄の数字は、同一回数の熱サイクルを受け
た5本の試験片中、ふくれもしくは微細なひびが認めら
れた試験片の数を表している。
【表1】
【発明の効果】第1表に示される如く、セルロース系微
粒子を配合した樹脂を用いて作成した各実施例の試験片
は、セルロース系微粒子を配合しない樹脂を用いて作成
した比較例の試験片と比べて高温−低温の熱サイクルを
繰り返したときの外観の劣化が極めて少ない。この結果
は、本発明の樹脂製窓枠が、過酷な自然環境下での耐久
性が従来の木製芯材を有する樹脂製窓枠より優れている
ことを示すものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の樹脂製窓枠の一部斜視図で
ある。
【符号の説明】
1・・・中空状外枠 2・・・木製芯材 3・・・複層ガラス 4・・・押縁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窓枠形状に形成された樹脂製の中空状外
    枠中に、該樹脂製外枠の中空部に相当する形状・寸法を
    有する木製芯材を嵌合して成る樹脂製窓枠において、上
    記樹脂製外枠がセルロース系微粉末を含む樹脂の成形体
    であることを特徴とする樹脂製窓枠。
  2. 【請求項2】 樹脂製外枠が樹脂100重量部に対しセ
    ルロース系微粉末を15〜25重量部含有する熱可塑性
    樹脂の成形体である請求項1記載の樹脂製窓枠。
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