(57)【要約】  本発明は、Ｅ−モジュラス＞８．０００Ｎ／ｍｍ２、好ましくは＞１０．０００Ｎ／ｍｍ２、軟化温度＞１００℃、好ましくは＞１５０℃および膨張率＜６・１０−５Ｋ−１、好ましくは５・１０−５Ｋ−１、最も好ましくは＜４・１０−５Ｋ−１の繊維強化プラスチック、特に繊維強化ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートまたはそれらの混合物の、窓フレームまたはドアフレーム用中空構造材（１，１０）の補強桟（２，６，７，１４，１５）としての使用に関する。
2011511191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｅ−モジュラス＞８．０００Ｎ／ｍｍ２、好ましくは＞１０．０００Ｎ／ｍｍ２、軟化温度＞１００℃、好ましくは＞１５０℃および膨張率＜６・１０−５Ｋ−１、好ましくは＜５・１０−５Ｋ−１、最も好ましくは＜４・１０−５Ｋ−１の繊維強化プラスチック、特に繊維強化ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートまたはそれらの混合物の、窓フレームまたはドアフレーム用中空構造材（１，１０）の補強桟（２，６，７，１４，１５）としての使用。
【請求項２】
前記補強桟（２，６，７，１４，１５）がマルチチャンバ型プラスチック製中空構造材（１，１０）内に押出されて、少なくとも前記補強桟の上端部と下端部とが前記プラスチック製中空構造材（１，１０）と連結されることを特徴とする請求項１に記載の使用。
【請求項３】
前記補強桟（２，６，７，１４，１５）がほぼ直立してプラスチック製中空構造材（１，１０）内に押出されることを特徴とする請求項１または２に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に熱可塑性プラスチックからなる押出し成形されたマルチチャンバ型中空構造材として形成されていてよい窓フレームまたはドアフレーム用構造材の補強手段としての繊維強化プラスチックの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の構造材はとりわけ国際特許公開公報第０１／０６０７９号から公知である。該公報には、ベルト状またはストリップ状の補強要素として形成される補強手段の材料としてプラスチックならびにスチールのいずれもが挙げられているが、ここで、スチールタイプは断熱性で劣る点でプラスチック製補強手段に対して一線を画している。しかも、断熱は窓工事においてますます重要性を増している。国際特許公開公報第０１／０６０７９号記載の補強要素は、特に該補強要素の互いに対向する縦方向辺縁に、フレーム用構造材とほぞ結合する打ち抜き箇所を有している。
【０００３】
さらに、ドイツ公開第１９９３３０９９号により、窓／ドア用のプラスチック製中空プロフィル材が公知となった。この場合、補強手段は凹欠によってプラスチック製中空構造材とほぞ結合により結合される金属ベルトからなっている。これらの凹欠を造るために金属ベルトは局所的に打ち抜かれなければならず、これによってさらに付加的な製造コストが要されることになる。
【０００４】
この種の構造材から窓フレームを製造しようとする場合には、構造材の当該区域が斜め継ぎ用に鋸引きされて、隅部が互いに溶接される。構造材が金属材料からなる補強材を含んでいる場合には、溶接前に、当該補強材が溶接面に接して熱可塑性材料加熱時の送り運動を妨げないようにするため、補強材はプラスチック製構造材の端から数ミリメートル引っ込んでいるようになされなければならない。これは、補強用構造材が別個に挿し込まれる場合には、適切に短縮された構造材を使用することによって達成される。他方、内部押出し成形された補強構造材の場合には、補強材はフライス削りされて、数ミリメートル引っ込められなければならない。いずれの対策もフレームの製造に困難をもたらす。
【０００５】
金属製補強材に代えて、熱硬化性材料のガラス繊維強化プラスチック製構造材が使用される場合にも、同じ問題が生ずる。公知の繊維強化ＰＶＣ製構造材はあらゆる荷重条件に対処するのに十分な安定性を有していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際特許公開公報第０１／０６０７９号
【特許文献２】ドイツ公開第１９９３３０９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ドアフレームまたは窓フレーム用中空構造材に補強桟として使用することができ、補強された構造材に一方で十分な安定性を付与すると共に他方で製造コストの低下ならびに優れた断熱性の達成という利点が得られるような使用に適したプラスチックを提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は本発明により、ほぼ無数に及ぶ公知のプラスチックのうちから、Ｅ−モジュラス＞８．０００Ｎ／ｍｍ２、好ましくは＞１０．０００Ｎ／ｍｍ２、軟化温度＞１００℃、好ましくは＞１５０℃および膨張率＜６・１０−５Ｋ−１、好ましくは＜５・１０−５Ｋ−１、最も好ましくは＜４・１０−５Ｋ−１のごく特別なプラスチックが選択され、特に少なくとも主として繊維強化ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートまたはそれらの混合物から選択されたこのプラスチックが窓フレームまたはドアフレーム用中空構造材の押出補強桟として取り付けられることによって解決される。
【０００９】
これによって、先ず、金属製補強手段が使用されず、それゆえ、金属製補強手段に起因する断熱性の悪化が回避されるという利点が得られる。
【００１０】
本発明によって使用されるプラスチックの膨張率は好ましくはＰＶＣの膨張率よりも少なくとも１０％低い。高いＥ−モジュラス、高い軟化温度そして低い膨張率の組み合わせは、熱に起因する中空構造材の長さ変化が従来よりも大幅に抑止されることにより、補強手段が、静的要件以外に、温度に起因する影響因子に対しても遥かに効果的であるという利点を有している。
【００１１】
プラスチック製補強手段自体は、フレーム面において有効な中空構造材とのほぞ結合を形成するために、補強手段の横方向に張り出した形成物、例えば耳によって形付けられていてよく、そのため、補強手段と中空構造材とのほぞ結合は補強手段の構造化によって実現されている。従って、補強手段の横方向に張り出した、補強手段と共に製造される部分によってほぞ結合が形成されるため、補強手段の打ち抜きは不要とすることができる。こうして、相対的に低い製造コストでプラスチック製中空構造材の強度の補強を達成することが可能である。
【００１２】
補強手段の構造化は縦方向に連続的に行われるかまたは断続的にのみ行われていてもよい。それにより、補強桟の端縁部の膨張化によって補強桟の構造化組み込みが好適に実現される。
【００１３】
補強手段の形状については、当業者に数多くの可能性が供されている。好ましくは、構造材内部に、直立して、従って、フレーム面と平行に、しかも好適には建物外側面に向いた構造材外側面の近傍に配置された薄い補強桟が用いられる。同所には最も激しい温度変化が生じるために、熱に起因する膨張の緩和を目的とする補強桟を設けることが好ましい。
【００１４】
補強桟は別個に、例えばロール品として存在し、押出ノズルに供給されるかまたは好適には、中空構造材の押出工程と同時に、エンドレスベルトとして押出され、ノズルに供給されてよい。いずれの場合にも、補強手段が中空構造材と共に同時押出しされ、これによって、内部における双方の部材間の摩擦による接合と場合によっては物質融合接合も生ずるという利点が得られる。
【００１５】
さらに、補強手段には、吸湿による重量増加が０．５％以下、好ましくは０．２５％以下という低い吸湿性を特徴とするプラスチックを使用するのが好適であることが判明した。これによって補強手段は湿潤状態にあっても所望の強度値を保持する。前述した特性は冒頭に述べたポリブチレンテレフタレートおよび／またはポリエチレンテレフタレートによって保証することができる。
【００１６】
従来、この種のプラスチックは、例えば小型モータ用の射出成形によるボードおよびハウジングに使用されてきたため、窓工事に使用することは当業者にとって容易に考え付くことではなく、とりわけ、別のプラスチックからなる中空構造材内部に押出し成形された補強桟として使用するという特殊な使用方法は容易に考え付くものではなかった。
【００１７】
補強手段の加工温度、従って、連続する構造材区域の溶接が行われる温度について言えば、その温度は２２０℃〜３００℃、好ましくは約２５０℃であるのが好ましい。これにより、製造された補強手段は、連続する構造材区域の結合に用いられる通例の鏡面溶接法に最もよく適している。
【００１８】
好ましくは、上述したプラスチックの使用は、補強桟がほぼ直立してマルチチャンバ型プラスチック製中空構造材内に押出されて、少なくともその上端部と下端部とがプラスチック製中空構造材と連結されるようにして行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】窓フレーム用構造材の断面を示す図である。
【図２】別途の窓フレーム用構造材の断面を示す図である。
【図３】さらに別途の窓フレーム用構造材の断面を示す図である。
【図４】窓・ドアフレームの断面図である。
【図５】ドアフレーム用構造材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明のその他の特徴および利点は下記実施例の説明ならびに図面から判明する通りである。
【００２１】
図１には、本発明による補強手段２の組み込まれた窓フレーム用中空構造材１が認められる。
押出し成形されたＰＶＣ製中空構造材１の外側輪郭は従来公知の中空構造材と同じであるため、従来のドアフレームと互換可能である。ただし、中空構造材１の内部スペースの分割は従来通例の構造材と多くの点で異なっている。
【００２２】
一方で、建物外側面に向いた構造材半体の内部には、ガラス繊維含有率４０％以上、Ｅ−モジュラス１２．０００Ｎ／ｍｍ２、軟化温度＞２００℃および膨張率約３・１０−５Ｋ−１を有するポリブチレンテレフタレートからなる直立した、従って、フレーム面と平行に走る、ほぼ独立した補強手段２が配置されている。この補強桟はその上側端縁と下側端縁とがそれぞれ両側横方向に膨張化しており、これらの膨張化部２ａと２ｂとは構造材内部に突き出したそれぞれの壁部１ａないし１ｂによってクランプ状に挟持されている。中空構造材１は補強手段２と共に同時押出しされるため、双方の部材の間には、冷却によるＰＶＣの収縮に起因する摩擦による接合（摩擦起因結合）が生じ、その上さらに、フレーム面の方向（従って、図１では垂直方向）に作用するほぞ結合が生ずる。この結合は、好ましい発展形態において補強手段が中空構造材との結合部にローレット刻みまたは同等な粗面を備え、これによって構造材縦方向に擬似ほぞ結合が作り出されることにより、さらなる増強が実現する。
【００２３】
他方で、中空構造材１は、従来通例の補強チャンバに代えて、中空構造材を垂直方向に横切り、好ましくはさらに、横壁５によって相互に結合された２つの垂直壁３および４を含んでいる。こうして、これらの垂直壁は中空構造材の中央部に強化部を形成し、同所に、窓フレームを建物壁体と結合するための取り付けボルト、アンカーなどを配置することができる。
【００２４】
図２は基本的に同じ断面を示したものであるが、ただし、本図では、さらにもう１つの補強手段６が補強手段２と平行にかつ中空構造材１の右側内壁の近傍に配置されている。補強手段６は補強手段２と基本的に同じ形を有し、同じく中空構造材１と共に同時押出しされている。
【００２５】
図１および２に示した補強手段２はそれぞれ構造材の低断面エリア内のみを延びているが、他方、図３に示した補強手段７は構造材外側面近傍に設けられているため、該補強手段は上方に突き出した構造材延長部１ｃ内にも入り込んで延びている。この補強手段は構造材外側面との間にわずかな間隔を保持して延びており、その上側端縁と下側端縁とは同じく両側横方向に膨張化し、こうして、これらの膨張化部７ａおよび７ｂもまた中空構造材１ないし延長部１ｃの当該壁部によって外囲されて、ほぞ結合が作り出されている。
【００２６】
加えてこの場合には、さらに、水平な壁突き出し部１ｄおよび１ｅが補強手段７の中間部によって保持されている。補強手段７は、これによって、中空構造材をさらに横方向にも補強することになる。
【００２７】
図４は、上述した窓フレーム１とドアフレーム１０との連携を示している。このドアフレームはそれ自体公知の構造を有している。該フレームは特に、ガラス１２の嵌め込みを容易にし、同時に、ガラスとドアフレームとを接合する接着剤１３を収容するためのチャンバのシーリングを形成し得るセンタリングリップ１１を有している。
【００２８】
図５は、本発明による補強手段が同じくドアフレームにも適していることを示している。そのため、中空構造材１０には左半体に、また場合によっては右半体にも、それぞれ補強手段１４ないし１５が配置されている。これら双方の補強手段はそれぞれの端縁が膨張化されており、これらの膨張化部が中空構造材１０の当該壁部によって外囲保持されている。
【００２９】
最後に図５は、補強手段１５を例として、補強手段を垂直に取り付けるのではなく傾斜させて取り付けることも十分に可能であることを示している。
【００３０】
上記すべての実施形態において、金属製補強桟に代えて本発明による補強手段を使用することにより、優れた安定性ならびに寸法安定度が達成されると共に、高度な断熱性が実現される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年12月7日(2009.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
Ｅ−モジュラス＞８．０００Ｎ／ｍｍ２、好ましくは＞１０．０００Ｎ／ｍｍ２、軟化温度＞１００℃、好ましくは＞１５０℃および膨張率＜６・１０−５Ｋ−１、好ましくは＜５・１０−５Ｋ−１、最も好ましくは＜４・１０−５Ｋ−１の繊維強化プラスチック、特に繊維強化ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートまたはそれらの混合物の押出し成形された窓フレームまたはドアフレーム用中空構造材（１，１０）の補強桟（２，６，７，１４，１５）としての使用であり、その際、前記補強手段は製造時に前記中空構造材と共に同時押出しされることを特徴とする使用。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
この種の構造材から窓フレームを製造しようとする場合には、構造材の当該区域が斜め継ぎ用に鋸引きされて、隅部が互いに溶接される。構造材が金属材料からなる補強材を含んでいる場合には、溶接前に、当該補強材が溶接面に接して熱可塑性材料加熱時の送り運動を妨げないようにするため、補強材はプラスチック製構造材の端から数ミリメートル引っ込んでいるようになされなければならない。これは、補強用構造材が別個に挿し込まれる場合には、適切に短縮された構造材を使用することによって達成される。他方、内部押出し成形された補強構造材の場合には、補強材はフライス削りされて、数ミリメートル引っ込められなければならない。いずれの対策もフレームの製造に困難をもたらす。
国際特許公開公報第０１／８１０７２号には、繊維強化プラスチック部材の製造方法と、エンドレスなグラスファイバー強化繊維を使用して引出成形法で作動する当該装置とが記載されている。この場合、特に、引出成形が比較的コストのかかる方法であり、さらに、エンドレス強化繊維の使用によって、提案された方法で製造された構造材との溶接適性が悪化し、そのために、実際に溶接箇所における強化繊維の局所的な引っ込めフライス削りが必要になる。これは労働コストおよび経費の高まりを含意している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ドアフレームまたは窓フレーム用中空構造材に補強桟として使用することができ、こうして得られる構造材に一方で十分な安定性を付与すると共に他方で製造コストの低下ならびに優れた断熱性の達成という利点が得られる冒頭に述べた使用に適したプラスチックを提供することである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的は本発明により、ほぼ無数に及ぶ公知のプラスチックのうちから、Ｅ−モジュラス＞８．０００Ｎ／ｍｍ２、好ましくは＞１０．０００Ｎ／ｍｍ２、軟化温度＞１００℃、好ましくは＞１５０℃および膨張率＜６・１０−５Ｋ−１、好ましくは＜５・１０−５Ｋ−１、最も好ましくは＜４・１０−５Ｋ−１のごく特別なプラスチックが選択され、特に少なくとも主として繊維強化ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートまたはそれらの混合物から選択されたこのプラスチックが押出し成形された窓フレームまたはドアフレーム用中空構造材の押出補強桟として取り付けられ、その際、補強手段は製造時に中空構造材と共に同時押出しされることによって解決される。
【国際調査報告】
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