(57)【要約】【課題】木質感に溢れ、耐候性、機械的物性及び耐汚染性に優れた窓枠用押出成形品を提供する。【解決手段】テトラヒドロフランに不溶の架橋ゲル分を３〜５０重量％含み、テトラヒドロフラン可溶部の平均重合度が７００〜９００である塩化ビニル系樹脂を主成分とする窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物。この窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物を押出成形してなる窓枠用押出成形品。熱可塑性樹脂からなる基材にこの窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物が積層被覆されてなる窓枠用押出成形品。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テトラヒドロフランに不溶の架橋ゲル分を３〜５０重量％含み、テトラヒドロフラン可溶部の平均重合度が７００〜９００である塩化ビニル系樹脂を主成分とする窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１記載の塩化ビニル樹脂組成物を押出成形してなる窓枠用押出成形品。
【請求項３】
熱可塑性樹脂からなる基材に請求項１記載の塩化ビニル系樹脂組成物が積層被覆されてなる窓枠用押出成形品。
【請求項４】
該基材を構成する該熱可塑性樹脂が塩化ビニル系樹脂である請求項３記載の窓枠用押出成形品。
【請求項５】
押出成形によって得られた請求項２〜請求項４記載の成形品表面の中心線平均粗さＲａが４μｍ以上である窓枠用押出成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は天然木に酷似する表面外観を有し、耐候性、機械的物性及び耐汚染性に優れた窓枠を得るための窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物と、この塩化ビニル系樹脂組成物を用いた窓枠用押出成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｉ．  塩化ビニル系樹脂は、一般に、耐衝撃性、耐熱性等の物理的性質や耐候性に優れており、且つ比較的安価であることから、住宅用内外装建材、電線被覆材、自動車等車両用内外装部材、電機機器部材、家具等に広く利用されている。また、住宅用内外装建材においては、天然木指向を受け、木目模様を付与した押出成形品を製造する様々な方法（例えば、特公昭５７−５５７３５号公報、特公昭６３−５３２１６号公報等）が提案されている。
II．  天然木に近い質感を得る方法として、微細に粉砕された木粉を充填剤とした熱可塑性樹脂組成物は、古くから知られており、特に塩化ビニル系樹脂組成物は着色性、成形性が優れ、かつ比較的安価であることから幅広く用いられている。木粉を混合した塩化ビニル系樹脂組成物を成形してなる製品は、木材と塩化ビニル系樹脂との特徴を併せ持ち、木質感に溢れた意匠性の高いものであり、巾木、廻り縁等の内装建材等に使用されている。
III．  窓枠においても、内装建材の意匠性に同調させ、木質感を表出させるため、窓枠用樹脂押出成形品に木粉などの微粉末を混合して成形する樹脂製窓枠が提案されているが、耐衝撃性や耐候性のレベルは窓枠押出成形品として使用するには問題があった。
【０００３】
その解決手段として、架橋ゲル分を含有する塩化ビニル系樹脂を主成分とする窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物が提案されている（特開２００２−１９４１６０号公報）。
【特許文献１】特公昭５７−５５７３５号公報
【特許文献２】特公昭６３−５３２１６号公報
【特許文献３】特開２００２−１９４１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の木粉などの微粉末の混入や架橋ゲル分によって木質感を高めた樹脂製窓枠は、その意匠性の高い表面性故に、従来の樹脂製窓枠に比べ、耐汚染性に劣る。
【０００５】
本発明の目的は、木質感に溢れ、耐候性、機械的物性及び耐汚染性に優れた窓枠用押出成形品を成形し得る窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物と、この窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物を用いた窓枠用押出成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物は、テトラヒドロフランに不溶の架橋ゲル分を３〜５０重量％含み、テトラヒドロフラン可溶部の平均重合度が７００〜９００である塩化ビニル系樹脂を主成分とする。
【０００７】
塩化ビニル系樹脂中のテトラヒドロフランに不溶の架橋ゲル分を３〜５０重量％になるように調整することにより、成形した窓枠の耐候性及び機械的特性を低下させることなく、成形品表面が適度に荒れた、木質感溢れる、意匠性に優れた窓枠とすることができる。
【０００８】
なお、本発明において、テトラヒドロフランに不溶の架橋ゲル分とは２３℃において塩化ビニル系樹脂１ｇをテトラヒドロフラン２０ｍｌ中で２４時間攪拌後、遠心分離機により分離された残渣重量から算出した値である。
【０００９】
また、塩化ビニル系樹脂のテトラヒドロフラン可溶部の平均重合度が７００〜９００であることにより、押出成形において、テトラヒドロフラン可溶部が十分にゲル化した、グロスが高く、中心線平均粗さの小さい、滑らかな中に、架橋ゲル分が浮き出た海島構造の表面外観が形成される。そして、これにより、全体としては中心線平均粗さが大きく、グロスが低い木質感溢れる意匠性を有するにも拘わらず、微視的には滑らかな部分が点在するため、耐汚染性に優れた成形品となる。
【００１０】
なお、本発明において、塩化ビニル系樹脂のテトラヒドロフラン可溶部分の平均重合度とは、ＪＩＳ  Ｋ−６７２１に基いたものである。
【００１１】
本発明の窓枠用押出成形品は、かかる本発明の塩化ビニル系樹脂組成物を押出成形したもの、或いは、熱可塑性樹脂からなる基材にかかる本発明の塩化ビニル系樹脂組成物が積層被覆されてなるものである。
【００１２】
なお、本発明の窓枠用押出成形品としては、後記第１図〜第３図に示した室内側構造部１ａ，１ｂ、主要構造部１ｃ，１ｄ、意匠材５、押縁材６、表皮層８、単層の成形品９などが例示されるが、これに限定されない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、木質感に溢れ、耐候性、機械的物性及び耐汚染性に優れた窓枠用押出成形品が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
まず、本発明の窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物の主成分である塩化ビニル系樹脂について説明する。
【００１６】
本発明の窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物の主成分である塩化ビニル系樹脂は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に不溶の架橋ゲル分（以下「ＴＨＦ不溶ゲル分」と称す場合がある。）を３〜５０重量％含有し、残部のＴＨＦ可溶な部分（以下「ＴＨＦ可溶部」と称す場合がある。）の平均重合度が７００〜９００であるものである。
【００１７】
ＴＨＦ不溶ゲル分が３〜５０重量％の塩化ビニル系樹脂であれば、成形した窓枠の耐候性及び機械的物性を低下させることなく、成形品表面が適度に荒れた木質感溢れる、意匠性に優れた窓枠を成形することが可能となる。このＴＨＦ不溶ゲル分の含有量が３重量％未満では、このような表面性への効果が少なく、５０重量％を超えると塩化ビニル系樹脂組成物の混練時にまとまりが悪く、加工性が劣る傾向にあり、また、成形品の機械的物性も劣るようになる。好ましいＴＨＦ不溶ゲル分の含有量は５〜３０重量％である。
【００１８】
ＴＨＦ不溶ゲル分を含んだ塩化ビニル系樹脂は、塩化ビニルとこれに共重合可能な多官能性単量体との混合物を、必要に応じ塩化ビニルと共重合可能な他の単量体と共に、懸濁重合法、塊状重合法、微細懸濁重合法、又は乳化重合法等の通常の方法により共重合させることよって製造することができる。
【００１９】
そして、塩化ビニル系樹脂中のＴＨＦ不溶ゲル分の含有量は、塩化ビニルに共重合させる多官能性単量体の添加量や反応温度等を調整することにより、ＴＨＦ不溶ゲル分が３〜５０重量％の範囲になるように共重合させる方法によって調整することができる。また、ＴＨＦ不溶ゲル分が３〜５０重量％の塩化ビニル系樹脂を調製するには、ＴＨＦ不溶ゲル分が５０重量％を超える塩化ビニル系樹脂を製造し、これをＴＨＦ不溶ゲル分を含まない又はＴＨＦ不溶ゲル分の少ない塩化ビニル系樹脂と混合し、ＴＨＦ不溶ゲル分が３〜５０重量％になるように調整しても良い。
【００２０】
塩化ビニルと共重合させる前記多官能性基単量体としては、例えば、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、ジアリルテレフタレート等のフタル酸ジアリルエステル類、ジアリルマレート、ジアリルフマレート等のエチレン性不飽和二塩基酸のジアリルエステル類、ジアリルアジペート等の飽和二塩基酸のジアリルエステル類、エチレングリコールジビニルエーテル、ｎ−ブタンジオールジビニルエーテル、デカンジオールジビニルエーテル等のジビニルエーテル類、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート等の多価アルコールのジメタクリルエステル、トリメチロールエタン、トリメタクリレート等の多価アルコールのトリメタクリルエステル又はトリアクリルエステル類、ジアリルエーテル、トリシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリテート等が挙げられる。
【００２１】
これらの多官能性基単量体は１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。
【００２２】
また、必要に応じて配合できる他の単量体としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニル等のビニルエステル類、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等のアクリル酸エステル類、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル類、ジブチルマレート、ジエチルマレート等のマレイン酸エステル類、ジブチルフマレート、ジエチルフマレート等のフマル酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニルオクチルエーテル等のビニルエーテル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル類、エチレン、プロピレン、スチレン等のα−オレフィン類、塩化ビニリデン、臭化ビニル等の塩化ビニル以外のハロゲン化ビニリデン又はハロゲン化ビニル類、ジアリルフタレート、エチレングリコールジメタクリレート等の１種又は２種以上が挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。
【００２３】
これらの他の単量体は、塩化ビニル系樹脂の構成成分中３０重量％以下、好ましくは２０重量％以下の範囲で必要に応じて用いられる。
【００２４】
また、本発明に係る塩化ビニル系樹脂では、ＴＨＦ可溶部のＪＩＳ  Ｋ６７２１に基づいた平均重合度が７００〜９００の範囲とすることにより、押出成形において、このＴＨＦ可溶部が十分にゲル化した、グロスが高く、中心線平均粗さの小さい、滑らかな中に、架橋ゲル分が浮き出た海島構造の表面外観を形成し、全体としては中心線平均粗さの大きく、グロスが低い木質感溢れる意匠性を有するにも拘わらず、微視的には滑らかな部分が点在し、耐汚染性に優れた押出成形品を得ることができる。塩化ビニル系樹脂のＴＨＦ可溶部分の平均重合度が７００未満では、得られる成形品の機械物性が低下する傾向にあり、更に、押出成形においてグロスが高く質感に劣るものとなる。また、ＴＨＦ可溶部の平均重合度が９００を超える場合には、押出成形において、ＴＨＦ可溶部のゲル化度が低く、滑らかにし難いため、耐汚染性が劣るものとなる。好ましいＴＨＦ可溶部の平均重合度は７５０〜８５０である。
【００２５】
本発明の窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物には、必要に応じて、通常良く知られている熱安定剤、滑剤、加工助剤、充填剤、衝撃強度改質剤、紫外線吸収剤、着色剤はもとより、可塑剤、耐熱向上剤、酸化防止剤、帯電防止剤、防かび剤、抗菌剤等周知の各種添加剤を配合しても良い。その配合割合は、前記塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、各々０．０１〜３０重量部、合計で０．０１〜９９重量部、好ましくは０．０１〜５０重量部である。
【００２６】
更に、本発明の窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物には、質感を高めるために、木粉などの植物性粉末を添加しても良い。配合される植物性粉末としては、天然木材、籾殻、パルプ等を微粉砕したものが用いられる。天然木材としては、その原木の種類に特に限定されることなく、針葉樹、広葉樹、ラワン材等いかなるものでも使用できる。また、植物性粉末の粒径は細かいほど望ましく、平均粒径１００μｍ以下が好ましい。添加量は、多いほど木質感に優れるが、反面耐候性及び耐衝撃性等の機械的物性が劣る傾向にあり、塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、０．５〜５重量部が好ましい。
【００２７】
本発明の窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物は、ＴＨＦ不溶ゲル分３〜５０重量％を含み、且つＴＨＦ可溶部の平均重合度が７００〜９００である塩化ビニル系樹脂並びに必要に応じて、上述の各種添加剤を均一に混合することによって調製される。この組成物は、粉末状であっても良く、ペレット状であっても良い。ペレット状にした場合には、異なった着色剤を含有した窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物のペレット２種類以上を混合、成形することによって、より趣のある美麗な木目模様を容易に出現させることもできる。
【００２８】
上述の配合成分を混合するのに用いる装置は、実質的に均一に混合できるものであれば如何なる装置でも良く、例えば、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダー、プラネタリーミキサー、万能混合機等の混合機等が挙げられ、また、混合物を混練するには、例えば、単軸押出機、二軸押出機、オープンロール、バンバリーミキサー、ニーダー、加圧ニーダー、インテンシブミキサー等の加熱しながら剪断力下、混練できる装置が好適に使用される。
【００２９】
本発明の窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物を用いて、窓枠用成形品を製造するには、特にその製造方法に限定されるものではないが、押出成形が最も容易である。
【００３０】
押出成形による本発明の窓枠用押出成形品としては、第１図〜第３図に示した部材が例示される。
【００３１】
第１図及び第２図は、アルミ・樹脂複合窓枠の断面図であり、第３図は押出成形品の斜視図である。
【００３２】
第１図のアルミ・樹脂複合窓枠にあっては、符号１ａ，１ｂで示される部分が塩化ビニル系樹脂組成物よりなる室内側構造部であり、２ａ，２ｂで示される部分がアルミ製の窓外側構造部である。窓ガラス４の周囲にはシール材３が配置されている。
【００３３】
第２図のアルミ・樹脂複合窓枠にあっては、符号１ｃ、１ｄで示される部分がこの塩化ビニル系樹脂組成物よりなる主要構造部である。符号５は意匠材、６は押縁材であり、これらも塩化ビニル系樹脂組成物よりなる。
【００３４】
第３図（ａ）は、熱可塑性樹脂の押出成形品よりなる基材７の上に、塩化ビニル系樹脂組成物よりなる表皮層８が積層被覆されるように押出成形してなる複層成形品を示している。
【００３５】
第３図（ｂ）は、塩化ビニル系樹脂組成物をそのまま押出成形してなる単層の成形品９を示している。
【００３６】
第３図（ｂ）に示すように、上記塩化ビニル系樹脂組成物をそのまま押出成形して得られる単層の成形品９と、第３図（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂からなる基材７の上に上記塩化ビニル系樹脂組成物からなる表皮層８が積層被覆されるように押出成形してなる複層成形品が挙げられるが、後者の方が、衝撃強度が高い成形品となるので、より好ましい。
【００３７】
この場合、複層押出成形品の基材７を構成する熱可塑性樹脂としては、塩化ビニル系樹脂、塩素化ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ、ＡＥＳ等が挙げられるが、表皮層８の塩化ビニル系樹脂との親和性の高い塩化ビニル系樹脂が特に好ましい。なお、本発明の塩化ビニル系樹脂組成物よりなる表皮層８の厚さは０．０５〜１ｍｍ程度であることが好ましい。
【００３８】
このような本発明の窓枠用塩化ビニル系樹脂組成物によって得られた窓枠用押出成形品の表面は、中心線平均粗さＲａが４μｍ以上、例えば５〜１５μｍ程度となり、天然木に酷似した木質感が得られる。
【実施例】
【００３９】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００４０】
なお、以下の実施例及び比較例において、製造した窓枠用複層押出成形品の評価は次の方法により行った。
【００４１】
［評価方法］
（１）シャルピー衝撃値（ｋＪ／ｍ２）
ＪＩＳ  Ｋ−７１１１に基き、２３℃及び−１０℃の雰囲気下で、シャルピー衝撃試験を行った。
（２）表面粗さＲａ（μｍ）
木質感の指針として、ＪＩＳ  Ｂ−０６０１に基き、中心線表面平均粗さＲａを測定した。
（３）質感
目視により観察し、木質感を下記基準で評価した。
×；木質感なし
△；木質感あり
○；非常に木質感あり
（４）耐候性
サンシャインウエザーメーター（型式「ＷＥＬ−ＳＵＮ−ＨＣＨ」、スガ試験機社製）を用い、ブラックパネル温度６３℃、噴霧サイクル１８分／１２０分の条件で、所定時間後、目視及び３箇所の平均色差（△Ｅ）をクラボウ社製、型式「ＡＵＣＯＬＯＲ  ＶＰ−１」で測定し、下記基準で評価した。
○：５００時間後、目視で変化が見られず、△Ｅ＝５未満
×：５００時間後、目視で変退色があり、△Ｅ＝５以上
（５）耐汚染性
白色ワセリンで２０倍に希釈したカーボンブラックを成形品に塗布し、２２時間放置した後、エタノールを含ませた布で十分に拭き取った。汚染回復後の△Ｌをクラボウ社製、型式「ＡＵＣＯＬＯＲ  ＶＰ−１」で測定した。
【００４２】
実施例１
塩化ビニル樹脂（ＴＨＦ不溶ゲル分０重量％、重合度１０３０）１００重量部、鉛系複合安定剤５重量部、アクリル系加工助剤１重量部、炭酸カルシウム５重量部、ＭＢＳ系衝撃強度改質剤５重量部及び着色剤をヘンシェルミキサーで均一に混合した後、２軸押出機で混練、ペレット化し、ＪＩＳ  Ｚ−８７２１に準拠したマンセル値１０ＹＲ５／６近似色の塩化ビニル樹脂組成物Ａを調製した。
【００４３】
別に、塩化ビニル系樹脂（ＴＨＦ不溶ゲル分２０重量％、ＴＨＦ可溶部平均重合度７９０）１００重量部、カルシウム亜鉛系複合安定剤５重量部、アクリル系加工剤１重量部、炭酸カルシウム５重量部、アクリル系衝撃強度改質剤１０重量部、紫外線吸収剤０．３重量部、及び着色剤を、着色剤の配合量を変えてヘンシェルミキサーで均一に混合した後、２軸押出機で混練、ペレット化し、それぞれＪＩＳ  Ｚ−８７２１に準拠したマンセル値１０ＹＲ６／６近似色の塩化ビニル系樹脂組成物Ｂと、マンセル値１０ＹＲ３／４近似色の塩化ビニル系樹脂組成物Ｃを調製した。
【００４４】
次に、上記塩化ビニル樹脂組成物Ａのペレットを６５φ単軸押出機に、上記塩化ビニル系樹脂組成物Ｂのペレット９０重量％と、塩化ビニル系樹脂組成物Ｃのペレット１０重量％の混合物を４０φ単軸押出機にそれぞれ投入し、共押出成形により、第３図（ａ）に示される塩化ビニル樹脂組成物Ａを基材７とし、塩化ビニル系樹脂組成物Ｂ９０重量％、塩化ビニル系樹脂組成物Ｃ１０重量％の混合物を表皮層８とする木目模様の窓枠用複層押出成形品を製造した。得られた窓枠用複層押出成形品について、諸特性の評価を行い、結果を表１に示した。
【００４５】
比較例１
実施例１において、塩化ビニル系樹脂組成物Ｂ及びＣの調製に当たり、塩化ビニル系樹脂（ＴＨＦ不溶ゲル分２０重量％、ＴＨＦ可溶部平均重合度７９０）１００重量部の代りに、塩化ビニル系樹脂（ＴＨＦ不溶ゲル分２０重量％、ＴＨＦ可溶部平均重合度５００）１００重量部を用いたこと以外は実施例１と同様にして、それぞれ塩化ビニル系樹脂組成物を調製し、同様に窓枠用複層押出成形品を製造し、同様に評価を行って結果を表１に示した。
【００４６】
比較例２
実施例１において、塩化ビニル系樹脂組成物Ｂ及びＣの調製に当たり、塩化ビニル系樹脂（ＴＨＦ不溶ゲル分２０重量％、ＴＨＦ可溶部平均重合度７９０）１００重量部の代りに、塩化ビニル系樹脂（ＴＨＦ不溶ゲル分３０重量％、ＴＨＦ可溶部平均重合度１２４０）１００重量部を用いたこと以外は実施例１と同様にして、それぞれ塩化ビニル系樹脂組成物を調製し、同様に窓枠用複層押出成形品を製造し、同様に評価を行って結果を表１に示した。
【００４７】
比較例３
実施例１において、塩化ビニル系樹脂組成物Ｂ及びＣの調製に当たり、塩化ビニル系樹脂（ＴＨＦ不溶ゲル分２０重量％、ＴＨＦ可溶部平均重合度７９０）１００重量部の代りに、塩化ビニル系樹脂（ＴＨＦ不溶ゲル分０重量％、ＴＨＦ可溶部平均重合度７９０）１００重量部を用いたこと以外は実施例１と同様にして、それぞれ塩化ビニル系樹脂組成物を調製し、同様に窓枠用複層押出成形品を製造し、同様に評価を行って結果を表１に示した。
【００４８】
【表１】
2005097403.tif 000003
【００４９】
表１より、本発明によれば、耐候性、機械的物性及び耐汚染性に優れると共に木質感に溢れ、天然木に酷似した窓枠製品が得られることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明を適用可能なアルミ・樹脂複合窓枠の一例を示す断面図である。
【図２】本発明を適用可能な樹脂製窓枠の一例を示す断面図である。
【図３】本発明を適用可能な窓枠押出成形品を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
５  意匠材
６  押縁材
７  基材
８  表皮層
９  単層成形品
【図１】
2005097403.tif 000004
【図２】
2005097403.tif 000005
【図３】
2005097403.tif 000006