(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状アルミ製芯材の外表面に合成樹脂からなる被覆層を有してなり、前記芯材が、内部に芯材長手方向に連続して形成され、かつ、芯材の内部空間を分割する補強用仕切部材を有し、芯材の厚みが１．１〜５．０ｍｍであり、芯材の厚み（Ｘ：ｍｍ）と、補強用仕切部材によって分割された２以上の内部空間のうち、芯材の長手方向に対して垂直な芯材断面形状における最大内径方向の寸法が最大である空間の当該最大内径方向の寸法であるスパン（Ｙ：ｍｍ）とが、式；
Ｙ３／Ｘ３≦５０００
の関係を満たし、補強用仕切部材の厚みが０．８〜５．０ｍｍであり、被覆層の厚みが０．３〜３ｍｍであり、被覆層が２層以上の合成樹脂層からなり、芯材と接触する合成樹脂層がポリエステル系樹脂層であることを特徴とする一体押出成形体。
【請求項２】
請求項１に記載の一体押出成形体からなる建築用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミ製芯材入り一体押出成形体および建築用部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築用手摺りの製造方法として、芯材の外表面に一体押出成形によって軟質合成樹脂層および硬質合成樹脂層を形成する方法が報告されている（特許文献１）。詳しくは、走行する金属又は硬質合成樹脂よりなる芯材が、金型ダイスの内部を通過中に第１押出成形機に注入したＪＩＳＡ硬度８５以下の柔軟性を有する合成樹脂またはその合成樹脂よりなる発泡体の軟質合成樹脂層を以て被着し、その後、第２押出成形機に注入したＪＩＳＡ硬度９０以上の強靭な合成樹脂によって、前記軟質合成樹脂層の外周に厚み０．２ｍｍ以下の表皮合成樹脂層を被膜積層した後、冷却水槽で固化させ、所要寸法に切断することを特徴とした建築用手摺りの製造方法が報告されている。
【特許文献１】特開２００２−１１７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、建築用部材として用いられる成形体において、芯材として比較的安価かつ軽量な中空押出状のアルミ製のものを用いる場合、被覆合成樹脂層とアルミ製芯材との接着力が悪いという問題があった。そのような接着力が悪いと、被覆合成樹脂層とアルミ製芯材との繊膨張率の相違により、例えば建物躯体へのビス打ち部分について、被覆層樹脂が割れる等の問題が生じるのである。そのため、一体成形時に樹脂圧力によりアルミ製芯材と被覆合成樹脂とを強固に密着させなければならず、上記のような中間に柔軟層を用いることはできないうえ、一体押出成形時の圧力によりアルミ製芯材が撓んで圧縮変形することが問題となっていた。
【０００４】
本発明は、圧縮変形のないアルミ製芯材の外表面に被覆層を有してなる一体押出成形体および建築用部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、中空状アルミ製芯材の外表面に合成樹脂からなる被覆層を有してなり、芯材の厚みが１．０ｍｍ以上であり、芯材の厚み（Ｘ：ｍｍ）とスパン（Ｙ：ｍｍ）とが、式；
Ｙ３／Ｘ３≦５０００
の関係を満たすことを特徴とする一体押出成形体、および該一体押出成形体からなる建築用部材に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のアルミ製芯材入り一体押出成形体は、所定の芯材厚みと芯材スパンを確保するので、芯材の圧縮変形を抑制できる。特に、芯材内部に補強用仕切部材を有すると、芯材スパンを容易に確保でき、芯材の圧縮変形をより有効に抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の一体押出成形体は、中空状アルミ製芯材の外表面に合成樹脂からなる被覆層を有してなるものであり、詳しくは被覆層１は、例えば、図１および図２に示すように、芯材１０の長手方向ｍだけでなく、芯材１０断面の周方向ｐにおいても継ぎ目なく連続的に形成される。図１および図２はいずれも本発明の一体押出成形体の一例を示す概略見取り図である。
【０００８】
本明細書中、一体押出成形とは、被覆層用樹脂を押出成形すると同時に当該層を、送り込まれた芯材に順次被覆して一体化することを意味し、そのよう方法で形成されたものを一体押出成形体という。
【０００９】
本発明において使用される芯材１０はアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる中空形状を有する棒材であり、通常はアルミニウムまたはアルミニウム合金の押出成形により調製される。なお、本発明において「アルミ製」とは、「アルミニウム合金製」もその範疇に含むものである。
【００１０】
そのような芯材の厚み（肉厚）は１．０ｍｍ以上であることを要し、軽量化の観点から好ましくは１．１〜５．０ｍｍ、より好ましくは１．２〜３．０ｍｍである。芯材の厚みが１．０ｍｍ未満であると、アルミ合金の押出成形による芯材製造時、生産安定性に劣る。さらに、一体押出成形時に生じる樹脂による圧縮圧に耐えることができず、アルミ製芯材が撓んで圧縮変形される。圧縮変形された場合、被覆層の厚みが均一にならないため、例えば建築用内装材または外装材としての使用に適さない。特に、被覆層中にポリエステル系の接着層を含む場合、一体押出成形時において当該接着層の粘度が低いため、圧縮変形により接着層の厚みの均一性が失われてしまい、被覆層とアルミ製芯材との接着性が低下する。
【００１１】
芯材の断面形状は特に制限されるものではなく、例えば、略円形、略楕円形、または略方形（例えば、略長方形、略正方形）等であってよい。建築用部材の取扱い性の観点からは、略円形、略楕円形または略長方形の断面形状、特に略楕円形または略長方形の断面形状を有する芯材が好ましい。なお、芯材の断面形状とは芯材の長手方向に対して垂直な断面形状を意味するものとする。
【００１２】
本明細書中、略楕円形とは、例えば図１に示すように、当該断面形状における最大内径をａ（ｍｍ）、当該最大内径方向に対して垂直方向における最大内径をｂ（ｍｍ）としたとき、ｂ／ａ＜０．９５、特に０．３≦ｂ／ａ≦０．８を満たす形状をいう。断面形状における最大内径ａの実寸は本発明の目的が達成される限り特に制限されるものではなく、通常は１０〜２００ｍｍ、特に２０〜８０ｍｍが好適である。
【００１３】
略円形とは、上記略楕円形の説明で用いた同様のａおよびｂについて、０．９５≦ｂ／ａ≦１を満たす形状をいう。
【００１４】
略長方形とは、例えば図２に示すように、当該断面形状における最大内径をｃ（ｍｍ）、当該最大内径方向に対して垂直方向における最大内径をｄ（ｍｍ）としたとき、ｄ／ｃ＜０．９５、特に０．１≦ｄ／ｃ≦０．８５を満たす形状をいう。断面形状における最大内径ｃの実寸は本発明の目的が達成される限り特に制限されるものではなく、通常は１０〜３００ｍｍ、特に２０〜１５０ｍｍが好適である。
【００１５】
略正方形とは、上記略長方形の説明で用いた同様のｃおよびｄについて、０．９５≦ｄ／ｃ≦１を満たす形状をいう。
【００１６】
本発明において芯材は、中空内部に補強用仕切部材を有することが好ましい。特に芯材が略長方形または略楕円形等の断面形状を有する場合において補強用仕切部材を有することは、芯材の圧縮変形を防止する上で有効である。通常建築用部材に使用される場合は、ビス等の固定部材を使用して、建物躯体、固定用補助部材に固着されるのであるが、当該ビス打ちを考慮すると、芯材厚みを厚くすることはビス打ちを困難にするため好ましくない。また厚みを厚くすることにより、重量的にも重くなる。したがって、芯材厚みは厚くすることなく、圧縮変形を防止するために、補強用仕切部材を用いるのが好ましいのである。特に、最大内径が２０ｍｍ以上ある芯材の場合、更に言えば成形体最大外径が３０ｍｍ以上ある製品の場合、補強用仕切部材の効果が大きい。補強用仕切部材５は、例えば略長方形の断面形状を有する芯材の概略見取り図を表す図３に示すように、芯材１０の中空内部において、断面形状における最大内径の方向ｎに対して略垂直で、かつ芯材長手方向ｍに連続して形成され、芯材の内部空間を分割するものである。これによって一体押出成形時に生じる被覆樹脂による圧縮圧により芯材が撓み変形するのを有効に抑制できる。補強用仕切部材の厚みは芯材の撓み変形をより有効に抑制できる限り特に制限されず、通常は０．８〜５．０ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０ｍｍである。補強用仕切部材は、芯材が押出成形により調製されるとき、同時に一体化形成可能である。
【００１７】
芯材が有する補強用仕切部材（以下、単に仕切部材という）の数は、本発明の目的が達成される限り特に制限されるものではなく、芯材の厚み（Ｘ：ｍｍ）とスパン（Ｙ：ｍｍ）とが、式；
Ｙ３／Ｘ３≦５０００          （１）；
好ましくは
Ｙ３／Ｘ３≦２５００          （２）；
より好ましくは
Ｙ３／Ｘ３≦１５００          （３）；
の関係を満たすようなスパンを確保すればよい。Ｙ３／Ｘ３の値が大きすぎると、芯材が一体押出成形時に生じる樹脂による圧縮圧に耐えることができず、撓んで圧縮変形される。
【００１８】
芯材のスパンとは仕切部材によって分割された２以上の内部空間のうち、芯材断面形状における最大内径方向の寸法が最大である空間の当該寸法の値である。例えば、図３において内部空間は２つの仕切部材５によって３等分されているので、いずれの空間の最大内径方向ｎの寸法もスパン（Ｙ）に対応することを示している。図３中、Ｘは芯材の厚みを示す。
【００１９】
芯材が仕切部材を有するときの芯材スパン（Ｙ）の別の具体例を図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図４（Ａ）は、略長方形の断面形状を有する芯材において内部空間が１つの仕切部材５によって２等分されているので、いずれの空間の最大内径方向の寸法もスパン（Ｙ）に対応することを示している。図４（Ｂ）は、略楕円形の断面形状を有する芯材において内部空間が１つの仕切部材５によって２等分されているので、いずれの空間の最大内径方向の寸法もスパン（Ｙ）に対応することを示している。図４（Ｃ）は、略長方形の断面形状を有する芯材において内部空間は１つの仕切部材５によって２分割されているが２等分されていないので、明らかに最大内径方向の寸法が大きい左側の空間の当該寸法がスパン（Ｙ）に対応することを示している。特に、図４（Ｃ）に示すような仕切部材を有する芯材は、断面形状の最大内径方向における中央に仕切部材を有さないので、一体押出成形体、特に建築用部材の取り付けが容易になる。
【００２０】
本発明において芯材は仕切部材を必ずしも有さなくてよい。芯材が仕切部材を有さない場合において芯材スパンは芯材の断面形状における最大内径であり、当該芯材スパンと芯材厚みとが上記「Ｙ３／Ｘ３」の関係を満たせばよい。
【００２１】
芯材が仕切部材を有さないときの芯材スパン（Ｙ）の具体例を図５（Ａ）〜（Ｂ）に示す。図５（Ａ）は、略長方形の断面形状を有する芯材が仕切部材を有さないので、断面形状における最大内径（ｃ）がスパン（Ｙ）に対応することを示している。ｃは図２においてと同様である。図５（Ｂ）は、略楕円形の断面形状を有する芯材が仕切部材を有さないので、断面形状における最大内径（ａ）がスパン（Ｙ）に対応することを示している。ａは図１においてと同様である。
【００２２】
芯材のスパン（Ｙ）の具体的な数値範囲について説明する。
例えば、ＸとＹが上式（１）の関係を満たすとき、スパンＹは具体的には以下に示す通りである；
芯材の厚みが１．０ｍｍの場合、スパンは約１７ｍｍ以下である；
芯材の厚みが２．０ｍｍの場合、スパンは約３４ｍｍ以下である；
芯材の厚みが３．０ｍｍの場合、スパンは約５１ｍｍ以下である。
【００２３】
また例えば、ＸとＹが上式（２）の関係を満たすとき、スパンＹは具体的には以下に示す通りである；
芯材の厚みが１．０ｍｍの場合、スパンは約１３ｍｍ以下である；
芯材の厚みが２．０ｍｍの場合、スパンは約２７ｍｍ以下である；
芯材の厚みが３．０ｍｍの場合、スパンは約４０ｍｍ以下である。
【００２４】
また例えば、ＸとＹが上式（３）の関係を満たすとき、スパンＹは具体的には以下に示す通りである；
芯材の厚みが１．０ｍｍの場合、スパンは約１１ｍｍ以下である；
芯材の厚みが２．０ｍｍの場合、スパンは約２２ｍｍ以下である；
芯材の厚みが３．０ｍｍの場合、スパンは約３４ｍｍ以下である。
【００２５】
なお、Ｙ３／Ｘ３の値について、下限は特に限定されるものではないが、芯材の補強効果と仕切部材の必要性およびコストを考慮した場合、Ｙ３／Ｘ３≧２００であることが好ましく、特に好ましくはＹ３／Ｘ３≧４００である。
【００２６】
芯材は中空内部に、一体押出成形体の取り付けのためのビスホール有してもよい。ビスホールは、芯材が押出成形により調製されるとき、同時に一体化形成可能である。
【００２７】
芯材の外表面に形成される被覆層１は合成樹脂からなり、いわゆる非発泡体または発泡倍率５倍以下、特に２倍以下の低発泡体の形態を有するものである。
【００２８】
そのような被覆層に使用される合成樹脂として、例えばポリ塩化ビニル樹脂（以後、ＰＶＣ樹脂という）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂（以後、ＡＢＳ樹脂という）、アクリロニトリル−スチレン−アクリルゴム共重合樹脂（以後、ＡＳＡ樹脂という）、ポリスチレン樹脂、ハイインパクトポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂（以後、ＡＳ樹脂という）、シリコン系複合ゴム変性アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂（以後、ＳＡＳ樹脂という）、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂（以後、ＰＭＭＡ樹脂という）、メチルメタクリレート−ブチルアクリレート共重合樹脂、メチルメタクリレート−スチレン共重合樹脂（以後、ＭＳ樹脂という）などのアクリル系樹脂またはポリエステル系樹脂もしくはこれらの混合樹脂等が挙げられる。成形性、強靭性、経済性の面から特に好ましいのは、ＰＶＣ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＳＡＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂であり、これらの樹脂はそれ自体、より硬質のものである。なお、これらの合成樹脂には、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、シラスバルーン等の充填材や軽量化材、ガラス繊維やセルロース繊維等の補強材、難燃剤、その他熱安定剤、滑剤等の合成樹脂成形体に添加される各種添加剤を含むことができる。
【００２９】
被覆層は単層からなっていても、２層以上の合成樹脂層からなっていてもよいが、２層以上、特に２〜４層の合成樹脂層からなることが好ましい。被覆層が２層以上の合成樹脂層からなる場合、各層を構成する合成樹脂はそれぞれ独立して上記合成樹脂から選択されればよい。
【００３０】
好ましい被覆層は２層以上の合成樹脂層からなり、芯材と接触する合成樹脂層がポリエステル系樹脂層である。ポリエステル系樹脂層の厚みは特に制限されないが、通常０．０５〜２ｍｍである。これによって、被覆層と芯材との接着性が向上するためである。特に一体成形時には、樹脂圧により芯材と密着されるため接着力が発揮される。このとき、芯材と接触するポリエステル系樹脂層以外の合成樹脂層は、ＰＶＣ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＳＡＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂等からなっていることがより好ましい。ポリエステル系樹脂層による接着性向上効果がより有効に発揮されるためである。
【００３１】
被覆層が２層以上の合成樹脂層からなる場合、最表面層は表面を保護するための保護機能を有することが好ましい。そのような保護機能を有する最表面層は、上記合成樹脂のうち、通常ＰＭＭＡ樹脂、ＳＡＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＭＳ樹脂、ＰＶＣ樹脂からなっていることが好ましい。そのような合成樹脂の中でも、最表面層をＰＭＭＡ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＭＳ樹脂、ＡＳ樹脂から構成させると透明保護層とすることができる。
【００３２】
被覆層の好ましい構成を以下に示す。ただし、以下の構成に限定されるものではない。なお、最初に記載の層は芯材と接触する層であり、順に最表面層に近づく層を示し、最後に記載の層は最表面層である；
（１）ポリエステル系樹脂からなる接着層−ＰＭＭＡ樹脂からなる透明保護層；
（２）ポリエステル系樹脂からなる接着層−種剤を有する着色ＳＡＳ樹脂からなる表面加飾層；
（３）ポリエステル系樹脂からなる接着層−種剤を有する着色ＰＭＭＡ樹脂からなる加飾層−ＰＭＭＡ樹脂からなる表面層；
（４）ポリエステル系樹脂からなる接着層−着色ＡＢＳ樹脂からなる半透明保護層；
（５）ポリエステル系樹脂からなる接着層−種剤を有する着色半透明ＭＳ樹脂からなる表面加飾層；
（６）ポリエステル系樹脂からなる接着層−可飾性粉体を有する着色半透明ＰＭＭＡ樹脂からなる表面加飾層；
（７）ポリエステル系樹脂からなる接着層−可飾性粉体を有する着色ＰＭＭＡ樹脂からなる加飾層−ＰＭＭＡ樹脂からなる透明表面層；
【００３３】
被覆層の厚みは、硬度、摩耗性、生産安定性の観点から０．３ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは０．６ｍｍ以上である。被覆層が２層以上の合成樹脂層からなる場合、それらの合計厚みが上記範囲内であればよい。特に、被覆層厚みが０．６ｍｍ以上であれば、表面加飾層を形成する場合、安定した加飾表現が可能となる。なお、厚みの上限は特に制限されるものではないが、一体成形時の樹脂圧力が過剰になること、生産性及びコストの面より３ｍｍ以下であり、好ましくは２ｍｍ以下である。
【００３４】
本発明の一体押出成形体は、生産性、長尺物成形、製品特性の一定性という面から、被覆層の押出成形と同時に被覆層を芯材と一体化させる、いわゆる一体押出法によって製造される。特に、２層以上の合成樹脂層からなる被覆層を有する一体押出成形体を製造する場合には、図６に示すような共押出式の一体化押出成形機によって製造される。詳しくは、各合成樹脂層を形成する樹脂を溶融・混練するための各押出機（図６中、１１，１２）より押し出された樹脂を１個のダイス１３内で積層すると同時に、当該層を、送り込まれる芯材１０に順次被覆して一体化する。一体化された後は、通常、冷却され、所望寸法に切断される。図６では２台の押出機が使用されているが、これに制限されず、被覆層を構成する合成樹脂層の数に応じて適宜設置されればよい。
【００３５】
本発明の一体押出成形体は、中空状アルミ製芯材の表面全面を合成樹脂にて被覆されている必要はない。例えば図３のような断面略長方形状のものであれば、上面及び下面を被覆し、側面は芯材むき出し状態であるような被覆状態であっても良い。
【実施例】
【００３６】
［評価サンプルの作成方法］
（実施例／比較例）
図６に示す共押出式の一体化押出成形機によって一体押出成形体を製造した。詳しくは、外層（最表面層）、内層（芯材と接触する層）の合成樹脂を、それぞれ外層用押出機１２、内層用押出機１１から同時に押出し、ダイス１３内でアルミ製芯材１０に積層・被覆して、アルミ製芯材１０の外表面に２層型被覆層を有する一体押出成形体を製造した。なお、押出条件、押出樹脂、芯材条件は次の通りである。
外層用押出機：４０φ、一軸押出機（押出温度約１８０℃）
内層用押出機：４０φ、一軸押出機（押出温度約１５０℃）
内層樹脂：ポリエステル系樹脂であって、比重が１．２６、融点が１１５℃のものを用いる。冷却後の内層厚みは０．２ｍｍである。
外層樹脂：ＳＡＳ樹脂（ユーエムジーウッド；ユーエムジーエービーエス社製）。冷却後の外層厚みは０．７ｍｍである。
アルミ製芯材は、ダイス内に挿入直前に予備加熱（約１００℃）を行う。
【００３７】
アルミ製芯材はアルマイト処理された中空形状を有するアルミニウム合金製のものであり、一般的に「Ａ６０６３Ｓ−Ｔ５」と呼称されるものを用いる。なお、詳細は以下の通りである。
【００３８】
【表１】
0004723956.tif 000002
【００３９】
【表２】
0004723956.tif 000003
【００４０】
［評価方法］
・圧縮変形
製造された一体押出成形体の断面を目視観察し、圧縮変形について評価した。
◎；圧縮変形はほとんど観察されなかった；
○；圧縮変形がわずかに観察されたが、実用上問題なかった；
×；圧縮変形が明らかに観察され、実用上問題があった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のアルミ製芯材入り一体押出成形体は、建築用手摺り、防犯用面格子、デッキ材、バルコニールーバー等の建築用部材として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一体押出成形体の一例を表す概略見取り図である。
【図２】本発明の一体押出成形体の一例を表す概略見取り図である。
【図３】本発明に使用される芯材の一例を表す概略見取り図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明に使用される芯材の断面形状の一例を表す概略断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｂ）は本発明に使用される芯材の断面形状の一例を表す概略断面図である。
【図６】本発明の一体押出成形体を製造するための共押出式の一体押出成形機の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１：被覆層、５；補強用仕切部材、１０：芯材、１１：１２：押出機、１３：ダイス。
【図１】
0004723956.tif 000004
【図２】
0004723956.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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