JPH1130075A

JPH1130075A - 窓枠

Info

Publication number: JPH1130075A
Application number: JP9185188A
Authority: JP
Inventors: Akira Takarada; 彰寶田; Shigeki Tanaka; 茂樹田中
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】難燃性及び断熱性に優れ、火災発生時等の高
温雰囲気中において良好な形状保持性を示す窓枠を得
る。【解決手段】室内側枠材４，５と室外側枠材６，７の
間に断熱部８，９が設けられた窓枠において、断熱部
８，９が、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、繊維長
４ｍｍ以上のガラス繊維３０〜２００重量部及び溶融温
度３５０〜８００℃のガラスフリット１５〜１５０重量
部を配合した熱可塑性樹脂組成物から形成された樹脂成
形体により構成されていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、窓枠に関するもの
であり、特に少なくとも一部が熱可塑性樹脂を成形した
樹脂成形体から構成されている窓枠に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
省エネルギーの観点から、建物の断熱化により冷暖房負
荷の低減が進められている。建物の各部の中でも、外壁
や天井、床といった部位については、既に優れた断熱効
果を有する材料が多数開発され、高度の断熱性が達成さ
れている。他方、窓やドアといった開口部については、
未だ十分な断熱性が得られていない。外壁部等の断熱性
が高められても、窓等の開口部の断熱性が高められない
限り、冷暖房負荷を十分に低減することはできない。そ
のため、開口部の断熱対策が一層重要視されるようにな
ってきている。

【０００３】このような現状を背景に、開口部、特に窓
枠部分の断熱性を向上する手段として、良好な断熱性を
有する樹脂を用いることが検討されている。しかしなが
ら、樹脂製の窓枠は、従来のアルミ製等の窓枠に比較し
て耐火性に劣るという欠点を有していた。すなわち、窓
枠が樹脂製の建物においては、一旦火災が発生すると、
樹脂が燃えて枠材が変形したり、ガラス部分が脱落する
といった事態が生じ易い。そうなると、火災や外気に対
する遮断性が低下し、火災が容易に広がってしまうた
め、建物全体の耐火性が著しく低下してしまい好ましく
ない。また、ガラス部分が脱落すると、建物周囲に落下
して、消火活動に当たる消防員や避難者を死傷させるお
それがあり、極めて危険である。そこで、アルミ枠とア
ルミ枠との間に樹脂を挟み込む複合型の窓枠とすること
も試みられている。複合型窓枠の場合、樹脂が直接火炎
と接触することがないので、樹脂のみからなる窓枠に比
較して耐火性は向上する。しかしながら、高温時の保形
性が不十分であるので、上述のような枠材の変形やガラ
ス部分の脱落といった問題は解消されていない。

【０００４】このような問題を解消するため、これまで
に各種の樹脂材料が検討されている。例えば、特開昭６
３−１６２７４９号公報には、塩化ビニルの塩素含有率
を高めることにより、燃焼時の固化性を高めた材料が提
案されている。しかしながら、該材料はハロゲン含有率
が非常に高く、燃焼時の有毒ガスの発生が問題となる。

【０００５】また、特開平１−２２３１４１号公報に
は、二重結合を有するゴムに水和金属酸化物及び無機充
填材を配合した材料を用いることにより、固化燃焼残渣
を形成させる材料が提案されている。しかしながら、該
材料はゴム組成物であるため、剛性が低く、構造材料と
しては用途が限定されている。

【０００６】また、特開平８−３４８８０号公報には、
オレフィン系樹脂に、ガラスフリット、水ガラス、金属
水酸化物等を配合した材料が提案されている。しかしな
がら、該材料の燃焼時に生成する燃焼残渣は極めて脆
く、火災時の形状保持性が不十分であるという欠点を有
している。

【０００７】本発明の目的は、難燃性及び断熱性に優
れ、火災発生時等の高温雰囲気中であっても形状を保持
することができる窓枠を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため、鋭意検討を重ねた結果、断熱性材料と
して熱可塑性樹脂を用い、該熱可塑性樹脂に特定の繊維
長のガラス繊維及びガラスフリットを特定量配合するこ
とにより、上記目的を達成し得ることを見出し、本発明
を完成するに至った。

【０００９】すなわち、本発明の窓枠は、少なくとも一
部が熱可塑性樹脂を成形した樹脂成形体から構成されて
おり、該樹脂成形体が、熱可塑性樹脂１００重量部に対
して、繊維長４ｍｍ以上のガラス繊維３０〜２００重量
部及び溶融温度３５０〜８００℃のガラスフリット１５
〜１５０重量部を配合した熱可塑性樹脂組成物から形成
されていることを特徴としている。

【００１０】本発明に従う好ましい実施形態の一つにお
いては、さらに、熱可塑性樹脂１００重量部に対して無
機繊維１〜５０重量部が配合される。すなわち、樹脂成
形体が、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、繊維長４
ｍｍ以上のガラス繊維３０〜２００重量部、溶融温度３
５０〜８００℃のガラスフリット１５〜１５０重量部、
及び無機繊維１〜５０重量部を配合した熱可塑性樹脂組
成物から形成されることを特徴としている。

【００１１】本発明に従う他の好ましい実施形態の窓枠
は、室内側枠材と室外側枠材の間に断熱部が設けられた
窓枠であり、該断熱部が上記樹脂成形体から構成されて
いることを特徴としている。

【００１２】本発明の窓枠において用いられる樹脂成形
体は、それ自身が難燃性を有するとともに、火災等の高
温雰囲気にさらされ樹脂が高温で熱分解されてしまった
場合においても、燃焼残渣がセラミック状となって形状
を保持することができる。そのため、本発明の窓枠は、
万一の火災発生の際にも、窓枠の変形やガラスの脱落に
よる火災の拡大を効果的に抑制することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の樹脂成形体に用いる熱可
塑性樹脂としては、特に制限はなく、その具体例として
は、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂な
どのポリオレフィン樹脂、スチレン樹脂、ポリフェニレ
ンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエ
チレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、芳香
族ポリエステル樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、ポリフェ
ニレンスルフィド樹脂、ポリアミド６樹脂、ポリアミド
６−６樹脂、ポリアミド１２樹脂、ポリアミド６Ｔ樹脂
等のポリアミド樹脂などが挙げられる。これらの熱可塑
性樹脂は単独で用いてもよいし、２種以上をブレンドし
ポリマーアロイとして用いてもよい。

【００１４】これらの熱可塑性樹脂の中でも、剛性、耐
熱性、価格等の点からは、スチレン樹脂、ポリフェニレ
ンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレン
テレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹
脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアミド樹脂が
好ましい。

【００１５】本発明の樹脂成形体において、ガラス繊維
の配合量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して３０〜
２００重量部であり、好ましくは１００〜２００重量部
である。ガラス繊維の配合量がこれらの範囲を下回る
と、燃焼残渣の形態保持性が低下するため好ましくな
い。またガラス繊維の配合量がこれらの範囲を上回る
と、成形加工性が悪くなるため好ましくない。

【００１６】本発明の樹脂成形体において用いるガラス
繊維の繊維長は４ｍｍ以上である。ガラス繊維の繊維長
がこれより短くなると、燃焼残渣の形態保持性が低下す
るため好ましくない。また、ガラス繊維として、好まし
くは、チョップドストランドもしくは連続繊維のローリ
ングが用いられる。チョップドストランド繊維を用いる
場合は、４〜１５ｍｍの繊維長のものが好ましく、さら
に好ましくは６〜１３ｍｍの繊維長のものが用いられ
る。これらの範囲の繊維長のガラス繊維を用いることに
より、製造時のガラス繊維の供給性を低下させることな
く、燃焼残渣の形態保持性を高めることができる。連続
繊維のローリングを用いる場合には、繊維長に特に上限
は設定されない。

【００１７】ガラス繊維の繊維径としては、３〜１５μ
ｍが好ましく、さらに好ましくは６〜１３μｍである。
これらの範囲内のものを用いることにより、製造時のガ
ラス繊維の供給性を低下させることなく、表面外観、及
び燃焼残渣の形態保持性に優れた樹脂成形体とすること
ができる。

【００１８】本発明の樹脂成形体においてガラスフリッ
トの配合量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、１
５〜１５０重量部である。配合量を１５重量部以上とす
ることにより、燃焼時において十分な形状保持性を得る
ことができ、１５０重量部以下とすることにより、良好
な成形加工性及び機械物性を得ることができる。

【００１９】本発明の樹脂成形体において用いるガラス
フリットは、広義のガラスの一種で、陶磁器やホウロウ
用ウワグスリ、焼付け用フラックス等を製造する場合に
おいて、その成分の一部または全部を溶融してガラス状
としたものである。ガラスフリットは、燃焼時に溶融し
始め、ガラス繊維を包んで固化し、燃焼残渣の形態保持
性を高める効果を有している。本発明において好適に用
いられるガラスフリットとしては、主たる組成がＳｉＯ
₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ、Ｎａ₂Ｏからなり、溶融温度
が３５０〜８００℃、好ましくは４００〜６００℃のも
のが挙げられる。このような溶融温度範囲は、火災時に
溶融してガラス被膜を形成するのに十分に低い温度で、
かつ樹脂の溶融温度よりも十分に高く、成形時に溶融し
て製造を困難にしないような温度範囲である。

【００２０】本発明の樹脂成形体において用いるガラス
フリットとしては、粒子径０．１〜５０μｍの粉末状物
が好ましく、より好ましくは０．１〜１０μｍの粉末状
物である。

【００２１】本発明の樹脂成形体に用いる熱可塑性樹脂
組成物においては、上記各成分に加えて、各種の無機繊
維を併用することができる。このような無機繊維の具体
例としては、珪酸カルシウム繊維、チタン酸カリウム繊
維、塩基性硫酸マグネシウム繊維、酸化亜鉛繊維、酸化
マグネシウム繊維、炭化珪素繊維、黒鉛繊維、ホウ酸ア
ルミニウム繊維、ホウ酸マグネシウム繊維、ガラス繊維
（上記必須成分となるガラス繊維以外のもの）等を例示
することができる。これらの繊維は、ウィスカ等の単結
晶であってもよいし、多結晶体であってもよいし、非晶
質繊維であったもよい。その形状としては、平均繊維径
０．１〜２０μｍ、平均繊維長３μｍ〜１５ｍｍ、アス
ペクト比５〜１０００のものを例示することができる。

【００２２】これらの無機繊維は、通常熱可塑性樹脂１
００重量部に対して、１〜５０重量部の割合で配合する
ことが好ましい。配合量が１重量部未満であると、無機
繊維配合の効果が十分に得られず、配合量が５０重量部
を超えると成形性が悪くなるため好ましくない。

【００２３】これらの無機繊維を併用することにより、
成形性の向上、断熱性の付与、剛性等の機械的強度の向
上、耐熱性の向上等を図ることができる。特に、無機繊
維としてチタン酸カリウム繊維を用いることにより、断
熱性を著しく高めることができる。

【００２４】本発明の樹脂成形体に用いる熱可塑性樹脂
組成物においては、さらに、本発明の効果を損なわない
範囲で、上記以外の他の成分を配合してもよい。具体例
としては、耐候性向上のためのヒンダードアミン系、ベ
ンゾトリアゾール系等の紫外線吸収剤、耐衝撃性改善の
ためのエラストマー、難燃性向上のための水酸化アルミ
ニウム等の難燃剤、成形性向上のための離型剤、各成分
の親和性を向上させるためのシラン系カップリング剤、
着色のための染料、顔料等を例示することができる。

【００２５】本発明の樹脂成形体に用いる熱可塑性樹脂
組成物の製造方法は特に限定されるものではなく、例え
ば公知の方法により製造することができる。製造方法の
一例としては、熱可塑性樹脂、ガラスフリット、無機繊
維等のその他の成分を溶融混練し、これにガラス繊維を
添加して混練押出しペレット化する方法を例示すること
ができる。熱可塑性樹脂、ガラスフリット、無機繊維等
の成分を溶融混練するに際して、予めタンブラーミキサ
ー等を用いてブレンドしておいてもよい。このように、
ガラス繊維を後添加することにより、ガラス繊維の繊維
長の保持率を高めることができる。

【００２６】本発明の樹脂成形体は、射出成形、押出成
形、ブロー成形等の各種の成形方法により成形された成
形体である。本発明の窓枠においては、その少なくとも
一部が樹脂成形体から構成されているが、窓枠全体が樹
脂成形体から構成されていてもよい。また、本発明の窓
枠は、室内側枠材と室外側枠材の間に断熱部が設けられ
たサンドイッチ構造の窓枠であってもよく、このような
サンドイッチ構造の窓枠においては、断熱部が樹脂成形
体から構成される。

【００２７】図１は、このような室内側枠体と室外側枠
体の間に断熱部が設けられた窓枠を示す断面図である。
図１に示すように、窓ガラス１は、ガスケット２を介し
て、ビート３に保持されており、このビート３の両側に
室内側枠材４と室内側枠材６が設けられている。この室
内側枠材４及び室外側枠材６は、例えばアルミなどから
形成されている。室内側枠材４と室外側枠材６の間に
は、また断熱部としての樹脂成形体８が設けられてい
る。樹脂成形体８はそれぞれ一対の板状に形成されてお
り、それらの間には断熱効果を高めるため空気が存在し
ている。

【００２８】室内側枠材４及び室外側枠材６の下には、
室内側枠材５及び室外側枠材７が設けられており、この
室内側枠材５と室外側枠材７の間に一対の板状の樹脂成
形体９が設けられている。一対の樹脂成形体９の間には
空気が存在している。この樹脂成形体９が室内側枠材５
と室外側枠材７の間の断熱部を構成している。本発明に
おいては、図１に示す樹脂成形体８及び樹脂成形体９
を、上記熱可塑性樹脂組成物から形成することができ
る。また、ガスケット２を上記熱可塑性樹脂組成物から
形成した樹脂成形体としてもよい。

【００２９】本発明における樹脂成形体は、上述のよう
に射出成形、押出成形、ブロー成形等の任意の成形方法
で成形することができる。本発明の窓枠の樹脂成形体
は、それ自身が優れた耐火性を有するとともに、十分な
機械的強度と断熱性を有している。また、火災発生時等
において高温雰囲気にさらされて樹脂が燃焼もしくは熱
分解してしまった場合であっても、燃焼残渣がセラミッ
ク状に焼結して形状を保持するため、火災発生時の被害
の拡大を抑制することができる。

【００３０】

【実施例】以下に、実施例を挙げ、本発明をさらに具体
的に説明する。なお、以下において「部」とあるのは
「重量部」を意味する。

【００３１】試験例１〜５及び比較試験例１〜３下記の原料を、表１に示す配合割合（部）で混合して、
シリンダー温度２８０℃で混練した後、ペレット化し
た。次いで、得られたペレットを二軸同方向回転混練機
（ベストフルフＺＥ４０Ａ）を使用し、シリンダー温
度２８０℃、圧力５０ｋｇｆ／ｃｍ²にて押出成形し、
厚さ２ｍｍのシートを得た。このシートから７０×７０
×２ｍｍ及び１００×１００×２ｍｍの平板を切り出
し、耐火性試験の評価サンプルとした。

【００３２】使用原料：・ポリアミド−６，６（商品名アミランＣＭ３００１
−Ｎ、東レ株式会社製）・ポリアミド−６（商品名アミランＣＭ１０２１、東
レ株式会社製）・ポリカーボネート（商品名カリバー３００−１０、
住友ダウ製）・ガラス長繊維Ａ（商品名ＲＥＳ１３−ＴＰ６４、日
本硝子繊維株式会社製、平均繊維長１３ｍｍ、繊維径１
０μｍ）・ガラス長繊維Ｂ（商品名ＲＥＳ１３−ＴＰ６４、日
本硝子繊維株式会社製、平均繊維長１３ｍｍ、繊維径１
７μｍ）・ガラス短繊維（商品名ＥＣＳ０３Ｔ−２４、日本電
気硝子株式会社製、平均繊維長３ｍｍ、繊維径１３μ
ｍ）・ケイ酸カルシウムウィスカ（平均繊維長２５μｍ、平
均繊維径４μｍ）・ガラスフリット（商品名シープリーMicrofine 、平
均粒子径５μｍ、エアブラウン株式会社製）上記に示した以外の他の材料については、一般的な工業
原料を用いた。

【００３３】耐火性試験としては、以下の２種の試験方
法を採用した。耐火性試験（１）内径５５ｍｍ、外径９０ｍｍ、高さ２０ｍｍの鉄製円筒
を炉中で加熱しておき、その上に７０ｍｍ角の上記評価
サンプルを載せ、炉中で所定時間所定温度で加熱し、状
態を観察した。加熱条件は、５４０℃×５分間、８００
℃×２０分間とした。

【００３４】以下の基準で評価し、評価結果を表１に示
した。 ◎：形状がしっかりしている ○：少し陥没しているが、円周が完全に残っている △：陥没しているが、円周がまだ一部残っている ×：円周が完全に脱落している

【００３５】耐火性試験（２）２０ｍｍ間隔で設置した鉄製台の上に１００ｍｍ角の上
記評価サンプルを載せ、上からプロパンガストーチバー
ナーで５分間加熱し、その状態で観察し、以下の基準で
評価した。評価結果を表１に示す。 ◎：形状がしっかりしている ○：一部の脱落がある ×：完全に脱落している

【００３６】押出成形性試験上記ペレットを用い、縦４ｍｍ、横２０ｍｍの断面の異
形押出成形を行い、成形性を評価した。成形性は、試験
例１において良好な成形体が得られる押出速度の上限を
基準として、以下の評価基準で評価した。 ◎：良好（押出速度上限の８０〜１００％） ○：やや劣る（押出速度上限の５０〜８０％） △：かなり劣る（押出速度上限の１０〜５０％） ×：成形が極めて困難

【００３７】

【表１】

【００３８】表１の結果から明らかなように、試験例１
〜５においては、良好な耐火性を有するすることがわか
る。ガラス長繊維に代えてガラス短繊維を用いた比較試
験例１、ガラスフリットに代えて水酸化マグネシウムを
用いた比較試験例２、及びガラス長繊維の配合量を２５
部とした比較試験例３においては、試験例１〜５に比べ
耐火性が劣っていることがわかる。

【００３９】実施例上記の試験例１〜５及び比較試験例１〜３の熱可塑性樹
脂組成物を用いて、図１に示す樹脂成形体８及び樹脂成
形体９を作製し、これらの樹脂成形体を断熱部として有
する、図１に示す構造の窓枠を作製した。これらの窓枠
について、プロパンガストーチバーナーで窓枠部分を加
熱し、その状態を観察したところ、試験例１〜５を用い
た窓枠は良好な形状保持性を有していたのに対し、比較
試験例１〜３を用いた窓枠は形状保持性において劣って
いた。

【００４０】以上のことから明らかなように、本発明に
従う窓枠は、高温雰囲気中において良好な形状保持性を
有し、耐火性に優れた窓枠である。

【００４１】

【発明の効果】本発明の窓枠の樹脂成形体は、特定の繊
維長のガラス繊維及びガラスフリットが特定量配合され
ており、これによって、火災等の高温雰囲気にさらされ
樹脂が燃焼もしくは熱分解した場合であっても、燃焼残
渣がセラミック状に焼結して形状を保持することができ
る。従って、火災発生の際にも、窓枠の変形やガラスの
脱落による火災の拡大を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の窓枠の一実施例を示す断面図。

【符号の説明】１…窓ガラス２…ガスケット３…ビート４，５…室内側枠材６，７…室外側枠材８，９…樹脂成形体（断熱部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一部が熱可塑性樹脂を成形し
た樹脂成形体から構成されている窓枠において、前記樹脂成形体が、熱可塑性樹脂１００重量部に対し
て、繊維長４ｍｍ以上のガラス繊維３０〜２００重量部
及び溶融温度３５０〜８００℃のガラスフリット１５〜
１５０重量部を配合した熱可塑性樹脂組成物から形成さ
れていることを特徴とする窓枠。
【請求項２】少なくとも一部が熱可塑性樹脂を成形し
た樹脂成形体から構成されている窓枠において、前記樹脂成形体が、熱可塑性樹脂１００重量部に対し
て、繊維長４ｍｍ以上のガラス繊維３０〜２００重量
部、溶融温度３５０〜８００℃のガラスフリット１５〜
１５０重量部、及び無機繊維１〜５０重量部を配合した
熱可塑性樹脂組成物から形成されていることを特徴とす
る窓枠。
【請求項３】窓枠全体が前記樹脂成形体から構成され
ていることを特徴とする請求項１または２に記載の窓
枠。
【請求項４】室内側枠材と室外側枠材の間に断熱部が
設けられた窓枠において、前記断熱部が、請求項１に記
載の樹脂成形体から構成されていることを特徴とする窓
枠。
【請求項５】室内側枠材と室外側枠材の間に断熱部が
設けられた窓枠において、前記断熱部が、請求項２に記
載の樹脂成形体から構成されていることを特徴とする窓
枠。