(57)【要約】【課題】製作コストを過剰に増大せしめることなく、過激な温度変化に晒されても変形が可及的に回避され、耐熱性が格段に向上され、充分な強度を有する合成樹脂製中空窓枠を提供する。【解決手段】合成樹脂製中空窓枠の少なくとも一部を塩化ビニル系樹脂及び化学修飾セルロースナノファイバーを主成分とする組成物から形成されている。好適には、内層はリサイクル塩化ビニル系樹脂及び化学修飾セルロースナノファイバーを主成分とする組成物から形成され、外層の少なくとも一部は未使用塩化ビニル系樹脂を主成分とする組成物から形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部は塩化ビニル系樹脂及び化学修飾セルロースナノファイバーを主成分とする組成物から形成されている、ことを特徴とする合成樹脂製中空窓枠。
【請求項２】
少なくとも一部は重量割合で８５乃至９５％の塩化ビニル系樹脂及び重量割合で５乃至１５％の化学修飾セルロースナノファイバーを含む組成物から形成されている、請求項１記載の合成樹脂製中空窓枠。
【請求項３】
化学修飾セルロースナノファイバーはプロピオニル基、フタル酸基又はトリメリット酸基によって化学修飾されている、請求項１又は２記載の合成樹脂製中空窓枠。
【請求項４】
内層はリサイクル塩化ビニル系樹脂及び化学修飾セルロースナノファイバーを主成分とする組成物から形成され、外層の少なくとも一部は未使用塩化ビニル系樹脂を主成分とする組成物から形成されている、請求項１から３までのいずれかに記載の合成樹脂製中空窓枠。
【請求項５】
該外層の屋外に露呈する部分及び屋内に露呈する部分は未使用塩化ビニル系樹脂又は未使用アクリル系樹脂を主成分とする組成物から形成されている、請求項４記載の合成樹脂製中空窓枠。
【請求項６】
該外層の屋外に露呈する部分は未使用アクリル系樹脂を主成分とする組成物から形成されており、該外層の屋外に露呈する部分以外は未使用塩化ビニル系樹脂を主成分とする組成物から形成されている、請求項５記載の合成樹脂製中空窓枠。
【請求項７】
該外層の未使用塩化ビニル系樹脂を主成分とする組成物から形成された部分の厚さは０．５乃至３．５ｍｍである、請求項５又は６記載の合成樹脂製中空窓枠。
【請求項８】
該外層の未使用アクリル系樹脂を主成分とする組成物から形成された部分の厚さは０．１乃至０．３ｍｍである、請求項５又は６記載の合成樹脂製中空窓枠。
【請求項９】
該内層の厚さは０．５乃至３．５ｍｍである、請求項４から８までのいずれかに記載の合成樹脂製中空窓枠。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂製中空窓枠、更に詳しくは温度変化に対する変形が可及的に回避されると共に耐熱性及び強度が向上された合成樹脂製中空窓枠に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、内層がリサイクル塩化ビニル系樹脂とリサイクルオレフィン系樹脂又はリサイクルアクリル系樹脂とを含む組成物から形成され、外層が未使用塩化ビニル樹脂又は未使用アクリル樹脂を主成分とする組成物から形成された合成樹脂製中空窓枠が開示されている。かような窓枠は、内層を形成する材料としてリサイクル樹脂を使用しているので製作コストが低減されるにも拘わらず、外層を形成する材料として未使用塩化ビニル樹脂或いは未使用アクリル樹脂を使用している故に、充分な耐候性を有すると共に所望色の充分に美麗な外観を呈する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４２０５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
而して、上記特許文献１に開示されている窓枠も未だ充分に満足し得るものではなく、過激な温度変化に起因して歪み等の望ましくない変形が発生する虞がある、耐熱性が必ずしも充分でない、強度が必ずしも充分ではなく偶発的に過大な力が作用した場合に破損されてしまう虞がある、という解決すべき問題を有する。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、製作コストを過剰に増大せしめることなく、過激な温度変化に晒されても変形が可及的に回避され、耐熱性が格段に向上され、充分な強度を有する、新規且つ改良された合成樹脂製中空窓枠を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は鋭意研究及び実験の結果、少なくとも一部を塩化ビニル系樹脂と共に化学修飾されたセルロースナノファイバーを主成分とする組成物から形成することによって、上記主たる技術的課題を達成することができることを見出した。
【０００７】
即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成することができる合成樹脂製中空窓枠として、
少なくとも一部は塩化ビニル系樹脂及び化学修飾セルロースナノファイバーを主成分とする組成物から形成されている、ことを特徴とする合成樹脂製中空窓枠が提供される。
【０００８】
好適には、少なくとも一部は重量割合で８５乃至９５％の塩化ビニル系樹脂及び重量割合で５乃至１５％の化学修飾セルロースナノファイバーを含む組成物から形成されている。化学修飾セルロースナノファイバーはプロピオニル基、フタル酸基又はトリメリット酸基によって化学修飾されているのが好都合である。特に好ましくは、内層はリサイクル塩化ビニル系樹脂及び化学修飾セルロースナノファイバーを主成分とする組成物から形成され、外層の少なくとも一部は未使用塩化ビニル系樹脂を主成分とする組成物から形成されている。該外層の屋外に露呈する部分及び屋内に露呈する部分は未使用塩化ビニル系樹脂又は未使用アクリル系樹脂を主成分とする組成物から形成されているのが好適であり、殊に該外層の屋外に露呈する部分は未使用アクリル系樹脂を主成分とする組成物から形成されており、該外層の屋外に露呈する部分以外は未使用塩化ビニル系樹脂を主成分とする組成物から形成されているのが好適である。該外層の未使用塩化ビニル系樹脂を主成分とする組成物から形成された部分の厚さは０．５乃至３．５ｍｍであり、該外層の未使用アクリル系樹脂を主成分とする組成物から形成された部分の厚さは０．１乃至０．３ｍｍであり、該内層の厚さは０．５乃至３．５ｍｍであるのが好都合である。
【０００９】
本願の特許請求の範囲及び明細書において使用する語句「リサイクル塩化ビニル系樹脂」は、実際に窓枠等に使用され廃材として回収された塩化ビニル系樹脂のみならず、押出成形された窓枠材を適宜に切断し加熱溶着して窓枠を製作する際に残材として生成された塩化ビニル系樹脂も含む。
【発明の効果】
【００１０】
後に言及する実験例から明確に理解される如く、未使用又はリサイクル塩化ビニル系樹脂から成形した成形体と比べて、未使用又はリサイクル塩化ビニル系樹脂及び化学修飾セルロースナノファイバーを主成分とする組成物から成形した成形体は、線膨張率が低く、耐熱性に優れ、曲げ最大応力及び曲げ弾性率が高く、かくして本発明の合成樹脂製中空窓枠は、製作コストを過剰に増大せしめることがないにも拘わらず、過激な温度変化に晒されても変形が可及的に回避され、耐熱性が格段に向上され、充分な強度を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に従って構成された合成樹脂製中空窓枠の好適実施形態に使用されている枠部材の横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に従って構成された合成樹脂製中空窓枠の好適実施形態に使用されている枠部材を示している添付図面を参照して更に詳述する。
【００１３】
当業者には周知の如く、全体として矩形状である合成樹脂製中空窓枠は、押出成形（後に更に言及するとおり、本発明に従って構成された合成樹脂製中空窓枠においては内層と外層とが異なった材料から成形されている故に共押出成形）した中空枠部材を適宜に切断して、上枠部材、下枠部材及び両側枠部材を形成し、上枠部材の両端に両側枠部材の上端を溶着すると共に下枠部材の両端に両側枠部材の下端を溶着することによって製造される。本発明に従って構成された合成樹脂中空窓枠の好適実施形態は、図１に図示するとおりの断面形状を有する枠部材２を使用して構成される。図１に図示する枠部材の形状自体は周知の典型例であり、本発明に従って構成された窓枠の新規な特徴を構成するものではなく、それ故に枠部材の形状自体については本明細書においては説明を省略する。
【００１４】
本発明に従って構成された窓枠においては、少なくとも一部が塩化ビニル系樹脂及び化学修飾セルロースナノファイバーを主成分とする組成物から成形されていることが重要である。図示の実施形態においては、窓枠の製造に使用される枠部材２の内層４は、リサイクル塩化ビニル系樹脂及び化学修飾セルロースナノファイバーを主成分とする組成物から成形されている。かかる組成物は、重量割合で８５乃至９５％のリサイクル塩化ビニル系樹脂及び重量割合で５乃至１５％の化学修飾セルロースナノファイバーを含有しているのが好適である。リサイクル塩化ビニル系樹脂に代えて未使用塩化ビニル系樹脂を使用することもできあるが、リサイクル塩化ビニル系樹脂を使用することによって製造コストを低減することができる。一方、リサイクル塩化ビニル系樹脂は種々の色に着色されており、それ故にリサイクル塩化ビニル系樹脂を使用すると、美しい所望色にすることが困難であるが、内層４は目視されることがなく、美しい所望色でないことによって問題が発生することは皆無である。未使用又はリサイクル塩化ビニル系樹脂を主成分とする組成物によって成形された枠部材に比べて、未使用又はリサイクル塩化ビニル系樹脂及び化学修飾セルロースナノファイバーを主成分とする組成物から成形した枠部材２は、後述する実験例からも明確に理解されるとおり、線膨張率が低く、耐熱性に優れ、曲げ最大応力及び曲げ弾性率が高い。それ故に、本発明に従って構成された窓枠は、製作コストを過剰に増大せしめることがないにも拘わらず、過激な温度変化に晒されても変形が可及的に回避され、耐熱性が格段に向上され、充分な強度を有する
【００１５】
未使用又はリサイクル塩化ビニル系樹脂としては、塩化ビニルの単独重合体；塩化ビニル−エチレン共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体の如き塩化ビニルを主体とした共重合体；及びアクリル系ゴム変性塩化ビニル樹脂の如きゴム変性塩化ビニル樹脂を例示することができる。これらの樹脂は単独で或いは複数種を混合して使用されたものでよい。また、必要に応じて熱安定剤、滑剤、紫外線安定剤、安定化助剤、着色剤（顔料）及び充填剤等の添加剤が配合されたものでもよい。
【００１６】
化学修飾セルロースナノファイバーは、塩化ビニル系樹脂との相性の点から、炭素鎖が長いため塩化ビニル樹脂との相溶性向上が期待できるプロピオニル基、可塑剤と同様の化学構造を持つフタル酸基又はトリメリット酸基によって化学修飾されたものが好ましい。
【００１７】
窓枠の製造に使用される枠部材２の外層６ａ及び６ｂの少なくとも一部は未使用塩化ビニル系樹脂を主成分とする組成物から成形されているのが好適である。図示の実施形態においては、外層６ａ及び６ｂにおける、屋外に露呈される（即ち大気に晒され且つ屋外において目視される）故に耐候性に優れ且つ美麗な外観を呈することが望まれる部分６ａは未使用アクリル系樹脂を主成分とする組成物から成形され、かかる部分６ａ以外の部分６ｂは未使用塩化ビニル系樹脂を主成分とする組成物から成形されている。所望ならば、外層６ａも未使用塩化ビニル系樹脂を主成分とする組成物から成形することもできる。また、外層６ｂにおける、屋外に露呈されない（即ち屋外において大気に晒されることがない）と共に屋内にも露呈されない（即ち屋内において目視されない）部分は、内層４と一体に未使用又はリサイクル塩化ビニル系樹脂及び化学修飾セルロースナノファイバーを主成分とする組成物から成形することもできる。
【００１８】
未使用のアクリル樹脂系樹脂としては、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ｎ−ブチル、ポリアクリル酸イソプロピル、ポリアクリル酸ｓｅｃ−ブチル、ポリアクリル酸ｔ−ブチル、ポリアクリル酸オクチル、ポリアクリル酸エチルヘキシンの如きポリアクリル酸エステル類；ポリメタアクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタアクリル酸エチル、ポリメタアクリル酸ｎ−プロピル、ポリメタアクリル酸イソブチル、ポリメタアクリル酸ｓｅｃ−ブチル、ポリメタアクリル酸ｔ−ブチル、ポリメタアクリル酸オクチル、ポリメタアクリル酸エチルヘキシンの如きポリメタアクリル酸エステル類を例示することができる。これらの樹脂は単独で或いは複数種を混合して使用されたものでよい。また、必要に応じて滑剤、紫外線安定剤、着色剤（顔料）及びつや消し剤等の添加剤が配合されたものでもよい。
【００１９】
上述したとおりの内層４並びに外層４ａ及び４ｂを備えた枠部材２は、それ自身は周知の共押出によって好都合に成形することができる。一般に、内層４の厚さは０．５乃至３．５ｍｍであり、外層４ａの厚さは０．１乃至０．３ｍｍであり、外層６ｂの厚さは０．５乃至３．５ｍｍであるのが好適である。
【００２０】
実験例１−Ａ及び１−Ｂ
リサイクル塩化ビニル系樹脂として、株式会社エクセルシャノンから商品名「シャノンウインド」として販売されている合成樹脂製中空窓枠を製造する際に残材として生成されたリサイクル塩化ビニル系樹脂（重合度１０００）をターボミルで粉砕して平均粒子径３ｍｍ、嵩密度０．７ｇ／ｃｃにした粉末を使用し、化学修飾セルロースナノファイバーとして、市販のパルプ由来のセルロースをプロピオニル基で化学修飾（変性）したものを使用した。化学修飾度（変性度）は表１に記載のとおりである。重量割合で９０％のリサイクル塩化ビニル系樹脂粉末と重量割合で１０％の化学修飾セルロースナノファイバーから構成された組成物を混合及び加熱混練後造粒した原料を使用して、平板を成形した。そして、かかる平板の曲げ最大応力（ＭＰａ）、曲げ弾性率（ＧＰａ）、線膨張率、Ａ５０法によるビカット軟化温度（℃）を測定した。その結果は表１に示すとおりであった。
【００２１】
実験例２
プロピオニル基ではなくてフタル酸基で化学修飾した（化学修飾度は表１に記載のとおりであった）点を除き実験例１−Ａ及び１−Ｂと同様にして成形した成形品の曲げ最大応力（ＭＰａ）曲げ弾性率（ＧＰａ）、線膨張率、Ａ５０法によるビカット軟化温度（℃）を測定した。その結果は表１に示すとおりであった。
【００２２】
プロピオニル基ではなくてトリメリット酸基で化学修飾した（化学修飾度は表１に記載のとおりであった）点を除き実験例１−Ａ及び１−Ｂと同様にして成形した成形品の曲げ最大応力（ＭＰａ）曲げ弾性率（ＧＰａ）、線膨張率、Ａ５０法によるビカット軟化温度（℃）を測定した。その結果は表１に示すとおりであった。
【００２３】
比較実験例１
化学修飾セルロースナノファイバーを使用することなくリサイクル塩化ビニル系樹脂のみを使用して成形した点を除き実験例１−Ａ、１−Ｂ及び１−Ｃと同様にして成形した成形品の曲げ最大応力（ＭＰａ）曲げ弾性率（ＧＰａ）、線膨張率、Ａ５０法によるビカット軟化温度（℃）を測定した。その結果は表１に示すとおりであった。
【００２４】
【表１】
2020079531.tif 000003
【００２５】
表１における測定結果から、リサイクル塩化ビニル系樹脂を主成分とする組成物によって成形された枠部材に比べて、リサイクル塩化ビニル系樹脂及び化学修飾セルロースナノファイバーを主成分とする組成物から成形した枠部材は、線膨張率が低く、耐熱性に優れ、曲げ最大応力及び曲げ弾性率が同等以上になることが理解される。
【符号の説明】
【００２６】
２：枠部材
４：枠部材の内層
６ａ：枠部材の外層
６ｂ：枠部材の外層
【図１】
2020079531.tif 000004