JPH0639977A - 着色ポリエチレン樹脂被覆材 - Google Patents
着色ポリエチレン樹脂被覆材Info
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- JPH0639977A JPH0639977A JP19991292A JP19991292A JPH0639977A JP H0639977 A JPH0639977 A JP H0639977A JP 19991292 A JP19991292 A JP 19991292A JP 19991292 A JP19991292 A JP 19991292A JP H0639977 A JPH0639977 A JP H0639977A
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- polyethylene resin
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 着色顔料および酸化防止剤が添加された着色
ポリエチレン樹脂層で被覆された防食被覆鋼材におい
て、最小限の酸化防止剤の添加で20年以上の長期の耐候
性を付与する。 【構成】 酸化防止剤の総添加量が次式を満たす。 Ｃ≧1.56／(Ａ×Ｔ2) Ｃ＝ポリエチレン樹脂100 重量部当たりの酸化防止剤の
総添加量 (重量部) 、 Ｔ＝着色ポリエチレン被覆の厚み(mm)、 Ａ＝膜厚50μｍの着色ポリエチレン被覆の波長300 nmの
紫外光に対する吸光度。
ポリエチレン樹脂層で被覆された防食被覆鋼材におい
て、最小限の酸化防止剤の添加で20年以上の長期の耐候
性を付与する。 【構成】 酸化防止剤の総添加量が次式を満たす。 Ｃ≧1.56／(Ａ×Ｔ2) Ｃ＝ポリエチレン樹脂100 重量部当たりの酸化防止剤の
総添加量 (重量部) 、 Ｔ＝着色ポリエチレン被覆の厚み(mm)、 Ａ＝膜厚50μｍの着色ポリエチレン被覆の波長300 nmの
紫外光に対する吸光度。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリエチレン樹脂に着
色顔料と酸化防止剤が添加された着色ポリエチレン樹脂
で被覆された防食被覆材に関する。
色顔料と酸化防止剤が添加された着色ポリエチレン樹脂
で被覆された防食被覆材に関する。
【０００２】
【従来の技術】屋外で長期間使用する鋼材は、厳しい腐
食環境に曝されることがある。例えば、鋼矢板、鋼管矢
板などは、連続的に地中に打ち込み、防護柵を形成する
ことによって、主に河川、海岸、港湾などを護岸する目
的で、また鋼管杭は海洋構造物の基礎などに使用されて
きた。また、鋼管についてもガス管や水道管としてしば
しば使用される。これらの鋼材は、屋外の自然環境の中
で、河川水、排水、雨水、海水などの水、大気、太陽光
などに曝され、また土砂、泥、瓦礫などに直接強く接す
るので、著しく腐食が起こり易い。そのため、長期間
(約20年) の効果的な防食対策が望まれてきた。
食環境に曝されることがある。例えば、鋼矢板、鋼管矢
板などは、連続的に地中に打ち込み、防護柵を形成する
ことによって、主に河川、海岸、港湾などを護岸する目
的で、また鋼管杭は海洋構造物の基礎などに使用されて
きた。また、鋼管についてもガス管や水道管としてしば
しば使用される。これらの鋼材は、屋外の自然環境の中
で、河川水、排水、雨水、海水などの水、大気、太陽光
などに曝され、また土砂、泥、瓦礫などに直接強く接す
るので、著しく腐食が起こり易い。そのため、長期間
(約20年) の効果的な防食対策が望まれてきた。
【０００３】近年、この対策として樹脂を厚膜 (１〜３
mm) 被覆するすることにより優れた防食性を与えた重防
食被覆鋼材が使用されつつある。この被覆樹脂として
は、経済性や各種特性を考慮して、ポリエチレン樹脂が
多用されている。
mm) 被覆するすることにより優れた防食性を与えた重防
食被覆鋼材が使用されつつある。この被覆樹脂として
は、経済性や各種特性を考慮して、ポリエチレン樹脂が
多用されている。
【０００４】ところが、ポリエチレン樹脂は、太陽光に
含まれる紫外線の影響で劣化しやすく、このため本用途
のように屋外で使用する場合は、カーボンブラックを１
〜３％程度添加して耐候性を向上させるのが一般的であ
り、色調が黒色に限定されていた。しかし、住環境、自
然環境を快適かつ綺麗に保持すべき場所では、その環境
に適合するように、鋼矢板、鋼管矢板の着色をすること
が求められる。そのため、被覆材として用いるポリエチ
レン樹脂に紫外線劣化対策を施した上で、着色顔料によ
り任意の色に着色することも試みられている。
含まれる紫外線の影響で劣化しやすく、このため本用途
のように屋外で使用する場合は、カーボンブラックを１
〜３％程度添加して耐候性を向上させるのが一般的であ
り、色調が黒色に限定されていた。しかし、住環境、自
然環境を快適かつ綺麗に保持すべき場所では、その環境
に適合するように、鋼矢板、鋼管矢板の着色をすること
が求められる。そのため、被覆材として用いるポリエチ
レン樹脂に紫外線劣化対策を施した上で、着色顔料によ
り任意の色に着色することも試みられている。
【０００５】従来のポリエチレン樹脂の紫外線劣化対策
としては、着色顔料の他に、ベンゾトリアゾール系化合
物などの紫外線を吸収して低エネルギーに転換する物質
(紫外線吸収剤) と、ヒンダードアミン系、ビンダード
フェノール系化合物、イオウ系化合物などの酸化防止剤
とを組合わせて樹脂に添加することが公知である (特開
昭63−60712 号公報参照）。
としては、着色顔料の他に、ベンゾトリアゾール系化合
物などの紫外線を吸収して低エネルギーに転換する物質
(紫外線吸収剤) と、ヒンダードアミン系、ビンダード
フェノール系化合物、イオウ系化合物などの酸化防止剤
とを組合わせて樹脂に添加することが公知である (特開
昭63−60712 号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これらの酸化防止剤や
紫外線吸収剤 (本発明ではこれらを劣化防止剤と総称す
る) は高価で、ベースになるポリエチレン樹脂に比べて
数十倍のコストであり、その添加は製品コストの高騰を
招く。特に、水道、ガスなどの屋外配管の外面被覆や、
鋼管杭、鋼矢板、鋼管矢板等の重防食被覆においては、
多量の酸化防止剤の添加を必要とする一方で、過剰な酸
化防止剤の添加設計は製品の経済性を損なうものとな
る。
紫外線吸収剤 (本発明ではこれらを劣化防止剤と総称す
る) は高価で、ベースになるポリエチレン樹脂に比べて
数十倍のコストであり、その添加は製品コストの高騰を
招く。特に、水道、ガスなどの屋外配管の外面被覆や、
鋼管杭、鋼矢板、鋼管矢板等の重防食被覆においては、
多量の酸化防止剤の添加を必要とする一方で、過剰な酸
化防止剤の添加設計は製品の経済性を損なうものとな
る。
【０００７】本発明の目的は、経済性を損なうことな
く、またカーボンブラックの添加を必要とせず、最小限
の劣化防止剤の添加設計で、鋼矢板、鋼管矢板、鋼管等
の鋼材に、長期耐候性 (20年以上) を付与することので
きる着色ポリエチレン樹脂被覆鋼材を提供することにあ
る。
く、またカーボンブラックの添加を必要とせず、最小限
の劣化防止剤の添加設計で、鋼矢板、鋼管矢板、鋼管等
の鋼材に、長期耐候性 (20年以上) を付与することので
きる着色ポリエチレン樹脂被覆鋼材を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、酸化防止
剤を各種の量で添加した着色ポリエチレン樹脂の耐候性
について種々検討の結果、劣化層の厚さを表面に限定す
ることでポリエチレン被覆の長期耐候性を実現できるこ
とを見出した。この知見に基づき、ポリエチレン被覆厚
と紫外線透過深さ、酸化防止剤添加濃度との関係を解明
し、本発明に至ったものである。
剤を各種の量で添加した着色ポリエチレン樹脂の耐候性
について種々検討の結果、劣化層の厚さを表面に限定す
ることでポリエチレン被覆の長期耐候性を実現できるこ
とを見出した。この知見に基づき、ポリエチレン被覆厚
と紫外線透過深さ、酸化防止剤添加濃度との関係を解明
し、本発明に至ったものである。
【０００９】本発明は、着色顔料および酸化防止剤が添
加された着色ポリエチレン樹脂で被覆され、着色ポリエ
チレン樹脂被覆中の酸化防止剤の総添加量が次式を満た
すことを特徴とする、長期耐候性に優れた着色ポリエチ
レン樹脂被覆材を要旨とする。
加された着色ポリエチレン樹脂で被覆され、着色ポリエ
チレン樹脂被覆中の酸化防止剤の総添加量が次式を満た
すことを特徴とする、長期耐候性に優れた着色ポリエチ
レン樹脂被覆材を要旨とする。
【００１０】 Ｃ≧1.56／(Ａ×Ｔ2) ‥‥ (1) ここで、Ｃ＝ポリエチレン樹脂100 重量部当たりの酸化
防止剤の総添加量 (重量部) 、 Ｔ＝着色ポリエチレン被覆の厚み(mm)、 Ａ＝膜厚50μｍの着色ポリエチレン被覆の波長300 nmの
紫外光に対する吸光度。
防止剤の総添加量 (重量部) 、 Ｔ＝着色ポリエチレン被覆の厚み(mm)、 Ａ＝膜厚50μｍの着色ポリエチレン被覆の波長300 nmの
紫外光に対する吸光度。
【００１１】
【作用】本発明においてポリエチレン樹脂被覆が施され
る母材は、一般には鋼材であるが、材質は鉄鋼に限定さ
れるものではなく、アルミニウムなどの他の金属材料、
さらには石材、木材、セラミックス等も可能である。以
下では、代表的な材料である鋼材について説明する。鋼
材の形状も特に限定されず、鋼管、鋼管杭などの管状材
でも良いし、鋼矢板などの板材、さらには棒鋼、異形材
などでも良い。また、鋼材はメッキあるいは化成処理
(クロメート処理、リン酸亜鉛処理) 等の適当な下地処
理が施されていても良い。
る母材は、一般には鋼材であるが、材質は鉄鋼に限定さ
れるものではなく、アルミニウムなどの他の金属材料、
さらには石材、木材、セラミックス等も可能である。以
下では、代表的な材料である鋼材について説明する。鋼
材の形状も特に限定されず、鋼管、鋼管杭などの管状材
でも良いし、鋼矢板などの板材、さらには棒鋼、異形材
などでも良い。また、鋼材はメッキあるいは化成処理
(クロメート処理、リン酸亜鉛処理) 等の適当な下地処
理が施されていても良い。
【００１２】必要に応じて、被覆材であるポリエチレン
樹脂層との接着性を高めるために、ポリエチレン樹脂被
覆の前に、鋼材表面を適当なプライマー (例、エポキシ
系プライマー) で前処理することもできる。この前処理
は、従来と同様に、プライマーの塗布と、焼付乾燥また
は紫外線照射による硬化により実施できる。また、鋼材
に対するポリエチレン樹脂の接着性は比較的低いので、
鋼材との接着性を高めるために、周知のように、接着性
付与のための樹脂層 (例、無水マレイン酸変性ポリエチ
レン層) を鋼材と樹脂との界面に存在させるのが好まし
い。ポリエチレン樹脂被覆層の厚みは、目的とする防食
の程度に応じて選択する。重防食の場合には、0.5 〜５
mm、特に長期耐候性 (20年以上) を実現するために２〜
３mm程度が好ましい。
樹脂層との接着性を高めるために、ポリエチレン樹脂被
覆の前に、鋼材表面を適当なプライマー (例、エポキシ
系プライマー) で前処理することもできる。この前処理
は、従来と同様に、プライマーの塗布と、焼付乾燥また
は紫外線照射による硬化により実施できる。また、鋼材
に対するポリエチレン樹脂の接着性は比較的低いので、
鋼材との接着性を高めるために、周知のように、接着性
付与のための樹脂層 (例、無水マレイン酸変性ポリエチ
レン層) を鋼材と樹脂との界面に存在させるのが好まし
い。ポリエチレン樹脂被覆層の厚みは、目的とする防食
の程度に応じて選択する。重防食の場合には、0.5 〜５
mm、特に長期耐候性 (20年以上) を実現するために２〜
３mm程度が好ましい。
【００１３】ポリエチレン樹脂被覆中に添加する劣化防
止剤は、紫外線吸収剤と酸化防止剤とに大別される。
止剤は、紫外線吸収剤と酸化防止剤とに大別される。
【００１４】紫外線吸収剤は、劣化の原因となる紫外線
を吸収して、その吸収した光エネルギーを熱のような無
害な形に変換し、入射光が劣化開始拠点である発色団に
到達するのを防ぐ作用をする。有用な紫外線吸収剤の例
には、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系
化合物、ベンゾエート系化合物、シアノアクリレート系
化合物等がある。
を吸収して、その吸収した光エネルギーを熱のような無
害な形に変換し、入射光が劣化開始拠点である発色団に
到達するのを防ぐ作用をする。有用な紫外線吸収剤の例
には、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系
化合物、ベンゾエート系化合物、シアノアクリレート系
化合物等がある。
【００１５】酸化防止剤には、紫外線による劣化過程で
生成する活性ラジカル種を捕捉するラジカル連鎖禁止剤
として作用するものと、劣化過程で生成した不安定なハ
イドロパーオキサイドを分解し、安定な化合物に変え、
自動酸化の進行を阻止するハイドロパーオキサイド分解
剤として作用するものの２種類がある。
生成する活性ラジカル種を捕捉するラジカル連鎖禁止剤
として作用するものと、劣化過程で生成した不安定なハ
イドロパーオキサイドを分解し、安定な化合物に変え、
自動酸化の進行を阻止するハイドロパーオキサイド分解
剤として作用するものの２種類がある。
【００１６】前者（ラジカル連鎖禁止剤）の作用をする
酸化防止剤の例には、ヒンダードフェノール系化合物お
よび一般にＨＡＬＳと略称されるヒンダードアミン系化
合物があり、ヒンダードアミン系化合物としては、芳香
族アミン誘導体やピペリジン誘導体が有用である。一
方、後者のハイドロパーオキサイド分解剤として作用す
る酸化防止剤の例には、イオウ系化合物、リン系化合
物、有機金属化合物などがある。
酸化防止剤の例には、ヒンダードフェノール系化合物お
よび一般にＨＡＬＳと略称されるヒンダードアミン系化
合物があり、ヒンダードアミン系化合物としては、芳香
族アミン誘導体やピペリジン誘導体が有用である。一
方、後者のハイドロパーオキサイド分解剤として作用す
る酸化防止剤の例には、イオウ系化合物、リン系化合
物、有機金属化合物などがある。
【００１７】使用する酸化防止剤は１種類でもよいが、
通常は上述したラジカル連鎖禁止剤の１種以上と、ハイ
ドロパーオキサイド分解剤の１種以上とを併用すること
が好ましい。さらに、ラジカル連鎖禁止剤として、ヒン
ダードフェノール系化合物とヒンダードアミン系化合物
(特に、ヒンダードピペリジン系化合物) とを併用する
ことが特に好ましい。これらの各種の酸化防止剤は、い
ずれも多数のものが公知であり、また市販品を利用する
ことができる。
通常は上述したラジカル連鎖禁止剤の１種以上と、ハイ
ドロパーオキサイド分解剤の１種以上とを併用すること
が好ましい。さらに、ラジカル連鎖禁止剤として、ヒン
ダードフェノール系化合物とヒンダードアミン系化合物
(特に、ヒンダードピペリジン系化合物) とを併用する
ことが特に好ましい。これらの各種の酸化防止剤は、い
ずれも多数のものが公知であり、また市販品を利用する
ことができる。
【００１８】本発明で用いる酸化防止剤は、分子量 100
〜2000、特に 200〜1200のものが好ましい。分子量100
未満の酸化防止剤では、樹脂内での拡散が速やかに起こ
り、樹脂表面での紫外線による酸化防止剤自体の失効や
溶出による消費が促進され、劣化を長期間防止すること
ができない。分子量が2000を越える酸化防止剤は、樹脂
内での拡散が遅く、樹脂表面に内部の酸化防止剤が充分
に拡散せず、紫外線による劣化反応の活性種の生成速度
に追いつけず、被覆表面での劣化防止に十分に対応でき
ない。一方、分子量が 100〜2000、特に 200〜1200の範
囲内にある酸化防止剤は、被覆内部から表面に適度の速
さで拡散して、表面に酸化防止剤が供給され続けるた
め、長期間にわたってその劣化防止作用を効果的に発揮
し続けることができる。
〜2000、特に 200〜1200のものが好ましい。分子量100
未満の酸化防止剤では、樹脂内での拡散が速やかに起こ
り、樹脂表面での紫外線による酸化防止剤自体の失効や
溶出による消費が促進され、劣化を長期間防止すること
ができない。分子量が2000を越える酸化防止剤は、樹脂
内での拡散が遅く、樹脂表面に内部の酸化防止剤が充分
に拡散せず、紫外線による劣化反応の活性種の生成速度
に追いつけず、被覆表面での劣化防止に十分に対応でき
ない。一方、分子量が 100〜2000、特に 200〜1200の範
囲内にある酸化防止剤は、被覆内部から表面に適度の速
さで拡散して、表面に酸化防止剤が供給され続けるた
め、長期間にわたってその劣化防止作用を効果的に発揮
し続けることができる。
【００１９】本発明者らの研究によれば、着色ポリエチ
レン樹脂被覆の耐候性は、ポリエチレン樹脂被覆の厚さ
および紫外線の透過深さと密接な関係があり、酸化防止
剤の添加濃度を被覆厚さおよび紫外線透過深さに応じて
変動させることにより、最小限の酸化防止剤の添加で高
耐候性を実現できることが判明した。即ち、高耐候性を
実現するための酸化防止剤の添加濃度は、上記(1) 式に
示すように、吸光度Ａに反比例し、ポリエチレン被覆厚
Ｔの２乗に反比例する。着色顔料や紫外線吸収剤の添加
量が多くなって、吸光度Ａが増大したり、被覆厚が増大
すれば、それだけ酸化防止剤の添加量を少なくすること
ができる。
レン樹脂被覆の耐候性は、ポリエチレン樹脂被覆の厚さ
および紫外線の透過深さと密接な関係があり、酸化防止
剤の添加濃度を被覆厚さおよび紫外線透過深さに応じて
変動させることにより、最小限の酸化防止剤の添加で高
耐候性を実現できることが判明した。即ち、高耐候性を
実現するための酸化防止剤の添加濃度は、上記(1) 式に
示すように、吸光度Ａに反比例し、ポリエチレン被覆厚
Ｔの２乗に反比例する。着色顔料や紫外線吸収剤の添加
量が多くなって、吸光度Ａが増大したり、被覆厚が増大
すれば、それだけ酸化防止剤の添加量を少なくすること
ができる。
【００２０】換言すると、着色ポリエチレン樹脂被覆中
の酸化防止剤の総添加量Ｃが、上記(1) 式を満足する
と、紫外線による樹脂の劣化は表層のみに制限され、酸
化防止剤の作用により内部の劣化は防止されるので、20
年以上の長期耐候性を達成することができる。一方、酸
化防止剤の総添加量が上記(1) 式に規定する量より少量
であると、劣化を表層でくい止めることができず、内部
深くまで劣化して耐候性が低下する。
の酸化防止剤の総添加量Ｃが、上記(1) 式を満足する
と、紫外線による樹脂の劣化は表層のみに制限され、酸
化防止剤の作用により内部の劣化は防止されるので、20
年以上の長期耐候性を達成することができる。一方、酸
化防止剤の総添加量が上記(1) 式に規定する量より少量
であると、劣化を表層でくい止めることができず、内部
深くまで劣化して耐候性が低下する。
【００２１】さらに、30年、40年といったより長期の耐
候性は、次の(2) 式を満足するように、想定寿命Ｌに応
じた量で酸化防止剤を添加することにより確保すること
ができる。 Ｃ≧ 7.8×10-2×Ｌ／ (Ａ×Ｔ2) ‥‥ (2) 式中、Ｃ、Ａ、Ｔは前記と同一の意味であり、Ｌはポリ
エチレン被覆の期待される寿命 (年) を意味する。
候性は、次の(2) 式を満足するように、想定寿命Ｌに応
じた量で酸化防止剤を添加することにより確保すること
ができる。 Ｃ≧ 7.8×10-2×Ｌ／ (Ａ×Ｔ2) ‥‥ (2) 式中、Ｃ、Ａ、Ｔは前記と同一の意味であり、Ｌはポリ
エチレン被覆の期待される寿命 (年) を意味する。
【００２２】酸化防止剤の総添加量の上限は特に限定は
ないが、前述したように、過剰の酸化防止剤の添加はコ
スト増大の原因であり、また酸化防止剤があまりに多量
になるとブリードアウトも起こるので、通常は上記(1)
式または(2) 式で規定される量の３倍以下とすることが
好ましい。さらに、酸化防止剤の総添加量は、最大でも
ポリエチレン100 重量部に対して２重量部以下とするこ
とが好ましい。
ないが、前述したように、過剰の酸化防止剤の添加はコ
スト増大の原因であり、また酸化防止剤があまりに多量
になるとブリードアウトも起こるので、通常は上記(1)
式または(2) 式で規定される量の３倍以下とすることが
好ましい。さらに、酸化防止剤の総添加量は、最大でも
ポリエチレン100 重量部に対して２重量部以下とするこ
とが好ましい。
【００２３】ポリエチレン樹脂を着色するために添加す
る顔料としては、公知の有機顔料および無機顔料の何れ
でもよく、通常は所望の色を付与するために、２種以上
の顔料を併用する。着色顔料の総添加量は、充分な着色
を与えるためにポリエチレン樹脂100 重量部に対して0.
05重量部以上が望ましく、物性低下の防止のためには５
重量部以下とすることが望ましい。
る顔料としては、公知の有機顔料および無機顔料の何れ
でもよく、通常は所望の色を付与するために、２種以上
の顔料を併用する。着色顔料の総添加量は、充分な着色
を与えるためにポリエチレン樹脂100 重量部に対して0.
05重量部以上が望ましく、物性低下の防止のためには５
重量部以下とすることが望ましい。
【００２４】添加した顔料の種類により紫外線遮蔽能力
が異なるため、必要に応じて、ベンゾトリアゾール系化
合物など公知の紫外線吸収剤を添加し、紫外線に対する
吸光度を調整することができる。紫外線吸収剤の過剰添
加は製品の経済性を損なうので、ポリエチレン100 重量
部に対して紫外線吸収剤の添加量を0.5 重量部以下とす
ることが望ましい。
が異なるため、必要に応じて、ベンゾトリアゾール系化
合物など公知の紫外線吸収剤を添加し、紫外線に対する
吸光度を調整することができる。紫外線吸収剤の過剰添
加は製品の経済性を損なうので、ポリエチレン100 重量
部に対して紫外線吸収剤の添加量を0.5 重量部以下とす
ることが望ましい。
【００２５】上述した酸化防止剤、着色顔料、および必
要により配合する紫外線吸収剤のほかに、ポリエチレン
樹脂にはさらに体質顔料、防錆顔料、分散剤、軟化剤、
難燃剤といった公知の添加剤を１種もしくは２種以上任
意に添加してもよい。
要により配合する紫外線吸収剤のほかに、ポリエチレン
樹脂にはさらに体質顔料、防錆顔料、分散剤、軟化剤、
難燃剤といった公知の添加剤を１種もしくは２種以上任
意に添加してもよい。
【００２６】着色ポリエチレン樹脂組成物を製造する際
は、樹脂中に着色顔料約 0.5〜50重量％、酸化防止剤約
１〜20重量％程度を配合したマスターバッチを１または
２以上用意しておき、このマスターバッチと顔料や劣化
防止剤を含まないポリエチレン樹脂とを所定の割合で配
合して、着色ポリエチレン樹脂組成物を調製するのが、
均質な組成物を得やすく、経済的にも有利となる。
は、樹脂中に着色顔料約 0.5〜50重量％、酸化防止剤約
１〜20重量％程度を配合したマスターバッチを１または
２以上用意しておき、このマスターバッチと顔料や劣化
防止剤を含まないポリエチレン樹脂とを所定の割合で配
合して、着色ポリエチレン樹脂組成物を調製するのが、
均質な組成物を得やすく、経済的にも有利となる。
【００２７】このように、本発明によれば、上記(1) 式
または(2) 式により、要求される耐候性の年数に応じ
て、酸化防止剤の総添加量を決定することができる。例
えば、20年の耐候性を確保したい場合には、酸化防止剤
の総添加量を上記(1) 式で規定される下限量に近い量と
すればよく、また30年や40年の場合には上記(2) 式で規
定される下限量に近い量とすればよい。それにより、最
小限の酸化防止剤の添加で必要な耐候性を持った着色ポ
リエチレン被覆鋼材を製造することができ、酸化防止剤
の過剰添加による物性や経済性の低下を阻止できる。
または(2) 式により、要求される耐候性の年数に応じ
て、酸化防止剤の総添加量を決定することができる。例
えば、20年の耐候性を確保したい場合には、酸化防止剤
の総添加量を上記(1) 式で規定される下限量に近い量と
すればよく、また30年や40年の場合には上記(2) 式で規
定される下限量に近い量とすればよい。それにより、最
小限の酸化防止剤の添加で必要な耐候性を持った着色ポ
リエチレン被覆鋼材を製造することができ、酸化防止剤
の過剰添加による物性や経済性の低下を阻止できる。
【００２８】着色ポリエチレン樹脂による鋼材の被覆方
法は、従来と同様に実施すればよく、特定の方法に制限
されるものではない。例えば、鋼材に粘着剤または接着
剤層を介して、予め成形しておいた着色ポリエチレンシ
ートを貼り合わせたり、成形機により連続的に押出しな
がら被覆する方法がある。また、静電粉体塗装、流動浸
漬、溶射といった塗装手段を利用して着色ポリエチレン
樹脂を被覆することも可能である。
法は、従来と同様に実施すればよく、特定の方法に制限
されるものではない。例えば、鋼材に粘着剤または接着
剤層を介して、予め成形しておいた着色ポリエチレンシ
ートを貼り合わせたり、成形機により連続的に押出しな
がら被覆する方法がある。また、静電粉体塗装、流動浸
漬、溶射といった塗装手段を利用して着色ポリエチレン
樹脂を被覆することも可能である。
【００２９】
【実施例】鋼矢板 (住友金属工業製: SKSP-II 形式) の
表面をショットブラストにより素地調整 (Sa.2.5以上)
した後、クロム付着量が200 mg/m2 になるように塗布型
クロメート液 (関西ペイント株式会社製: コスマー100)
によりクロメート処理を施した。この鋼矢板に、エポキ
シ樹脂系プライマー (日本ペイント製: No.66 プライマ
ー) を乾燥膜厚が30μｍになるように塗布し、誘導加熱
装置を用いて鋼材を190 ℃に昇温させることにより、プ
ライマーの焼付と鋼材の予熱を行った。
表面をショットブラストにより素地調整 (Sa.2.5以上)
した後、クロム付着量が200 mg/m2 になるように塗布型
クロメート液 (関西ペイント株式会社製: コスマー100)
によりクロメート処理を施した。この鋼矢板に、エポキ
シ樹脂系プライマー (日本ペイント製: No.66 プライマ
ー) を乾燥膜厚が30μｍになるように塗布し、誘導加熱
装置を用いて鋼材を190 ℃に昇温させることにより、プ
ライマーの焼付と鋼材の予熱を行った。
【００３０】一方、被覆する着色ポリエチレン樹脂組成
物は、中低圧法ポリエチレン (昭和電工製: ショーレッ
クスS4002 EX、MFR 0.20g/10分、密度0.938 g/cc) に、
下記に示す(a) 〜(d) の４種類の酸化防止剤と、顔料お
よび紫外線吸収剤とを、表１に示す割合で配合すること
により調製した。この調製はマスターバッチを使用して
行った。
物は、中低圧法ポリエチレン (昭和電工製: ショーレッ
クスS4002 EX、MFR 0.20g/10分、密度0.938 g/cc) に、
下記に示す(a) 〜(d) の４種類の酸化防止剤と、顔料お
よび紫外線吸収剤とを、表１に示す割合で配合すること
により調製した。この調製はマスターバッチを使用して
行った。
【００３１】使用した酸化防止剤 (a) ビス(2,2,6,6−テトラメチル−４−ピペリジニル)
セバケート (分子量480のヒンダードピペリジン系酸化
防止剤) 、(b) 3,9 −ビス〔２−[3−(3−ｔ−ブチル−
４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル) プロピオニルオ
キシ] −1,1 −ジメチルエチル〕−2,4,8,10−テトラオ
キサスピロ [5,5]ウンデカン (分子量 741のヒンダード
フェノール系酸化防止剤) 、(c) トリス(2,4−ジ−ｔ−
ブチルフェニル) ホスファイト (分子量 647のリン系酸
化防止剤) 、(d) 4,4'−チオビス(3−メチル−６−ｔ−
ブチルフェノール) (分子量 358のヒンダードフェノー
ル系酸化防止剤) 。
セバケート (分子量480のヒンダードピペリジン系酸化
防止剤) 、(b) 3,9 −ビス〔２−[3−(3−ｔ−ブチル−
４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル) プロピオニルオ
キシ] −1,1 −ジメチルエチル〕−2,4,8,10−テトラオ
キサスピロ [5,5]ウンデカン (分子量 741のヒンダード
フェノール系酸化防止剤) 、(c) トリス(2,4−ジ−ｔ−
ブチルフェニル) ホスファイト (分子量 647のリン系酸
化防止剤) 、(d) 4,4'−チオビス(3−メチル−６−ｔ−
ブチルフェノール) (分子量 358のヒンダードフェノー
ル系酸化防止剤) 。
【００３２】上記(a) 〜(d) の酸化防止剤は、(a):(b):
(c):(d) が３：１：２：２の割合で添加した。紫外線吸
収剤を添加する場合、紫外線吸収剤として２− (3'−ｔ
−ブチル−5'−メチル−2'−ヒドロキシフェニル) −５
−クロロベンゾトリアゾールを使用した。使用した着色
ポリエチレン樹脂組成物から膜厚50μｍのフィルムを熱
プレスにより調製し、波長300 nmに対する吸光度Ａの値
を測定した結果も表１に示す。
(c):(d) が３：１：２：２の割合で添加した。紫外線吸
収剤を添加する場合、紫外線吸収剤として２− (3'−ｔ
−ブチル−5'−メチル−2'−ヒドロキシフェニル) −５
−クロロベンゾトリアゾールを使用した。使用した着色
ポリエチレン樹脂組成物から膜厚50μｍのフィルムを熱
プレスにより調製し、波長300 nmに対する吸光度Ａの値
を測定した結果も表１に示す。
【００３３】この着色ポリエチレン樹脂組成物と接着剤
層として無水マレイン酸変性ポリエチレン (三井石油化
学製: アドマー) とを２層押出することにより、複層ポ
リエチレンシートを得た。このシートの厚みは、接着剤
層が0.3 mm、着色ポリエチレン樹脂層が2.2 mmであっ
た。この複層シートを赤外線ヒーターで約80℃に加熱し
た後、上記の予熱した鋼矢板の凸部に押さえロールで転
圧しながら接着剤層の変性ポリエチレン層を鋼矢板に融
着させて被覆し、着色ポリエチレン樹脂被覆鋼矢板を得
た。
層として無水マレイン酸変性ポリエチレン (三井石油化
学製: アドマー) とを２層押出することにより、複層ポ
リエチレンシートを得た。このシートの厚みは、接着剤
層が0.3 mm、着色ポリエチレン樹脂層が2.2 mmであっ
た。この複層シートを赤外線ヒーターで約80℃に加熱し
た後、上記の予熱した鋼矢板の凸部に押さえロールで転
圧しながら接着剤層の変性ポリエチレン層を鋼矢板に融
着させて被覆し、着色ポリエチレン樹脂被覆鋼矢板を得
た。
【００３４】このポリエチレン樹脂被覆鋼矢板から切り
出した150 mm×70 mm の鋼板を試験片として、サンシャ
インウェザオメーター(WOM) による促進耐候試験 (ブラ
ックパネル温度63℃) を4000時間実施し (WOM 4000時間
は実環境約20年の紫外線照射量に相当) 、4000時間後の
衝撃強度保持率を測定した。この試験結果も表１に併せ
て示す。
出した150 mm×70 mm の鋼板を試験片として、サンシャ
インウェザオメーター(WOM) による促進耐候試験 (ブラ
ックパネル温度63℃) を4000時間実施し (WOM 4000時間
は実環境約20年の紫外線照射量に相当) 、4000時間後の
衝撃強度保持率を測定した。この試験結果も表１に併せ
て示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】本発明の実施例１〜20は、いずれも(1) 式
[Ｃ≧1.56／(A×T2)]を満足する。これらの実施例で
は、衝撃強度保持率はWOM 促進テスト4000時間後におい
てもほとんど低下していないことがわかる。実施例１〜
３からわかるように、顔料添加濃度を高め、紫外線の遮
蔽効果を高める (吸光度を増大させる) ことにより、酸
化防止剤添加量が少なくなっても、上記(1) 式を満たす
限り、WOM4000 時間後において衝撃強度保持率の低下は
みられない。実施例４〜６は、紫外線吸収剤を添加せ
ず、顔料の添加のみによって吸光度を実施例１〜３と同
レベルに保持した例を示す。この場合も、顔料の添加量
が多いほど、少ない酸化防止剤の添加量で衝撃強度保持
率を保つことができる。
[Ｃ≧1.56／(A×T2)]を満足する。これらの実施例で
は、衝撃強度保持率はWOM 促進テスト4000時間後におい
てもほとんど低下していないことがわかる。実施例１〜
３からわかるように、顔料添加濃度を高め、紫外線の遮
蔽効果を高める (吸光度を増大させる) ことにより、酸
化防止剤添加量が少なくなっても、上記(1) 式を満たす
限り、WOM4000 時間後において衝撃強度保持率の低下は
みられない。実施例４〜６は、紫外線吸収剤を添加せ
ず、顔料の添加のみによって吸光度を実施例１〜３と同
レベルに保持した例を示す。この場合も、顔料の添加量
が多いほど、少ない酸化防止剤の添加量で衝撃強度保持
率を保つことができる。
【００３７】実施例７〜10は、酸化防止剤添加濃度を下
げ、膜厚を厚くした例を示す。この場合も、(1) 式を満
たすように酸化防止剤を添加すれば、衝撃強度保持率の
低下はみられない。同様に、他の色に着色したポリエチ
レン樹脂被覆についても(1)式を満足するものは、衝撃
強度保持率の低下はみられない。
げ、膜厚を厚くした例を示す。この場合も、(1) 式を満
たすように酸化防止剤を添加すれば、衝撃強度保持率の
低下はみられない。同様に、他の色に着色したポリエチ
レン樹脂被覆についても(1)式を満足するものは、衝撃
強度保持率の低下はみられない。
【００３８】また、実施例21に示すように、(2) 式 [Ｃ
≧7.8 ×10-2×Ｌ／(A×T2)]を満たす量 [この場合のＬ
＝40 (年)]で酸化防止剤を添加した場合には、想定した
WOM8000時間 (WOM 8000時間は実環境40年の照射量に相
当) において衝撃強度保持率の低下はみられない。
≧7.8 ×10-2×Ｌ／(A×T2)]を満たす量 [この場合のＬ
＝40 (年)]で酸化防止剤を添加した場合には、想定した
WOM8000時間 (WOM 8000時間は実環境40年の照射量に相
当) において衝撃強度保持率の低下はみられない。
【００３９】しかし、酸化防止剤の添加濃度が上記(1)
式を満足していない比較例１〜４においては、同じ酸化
防止剤添加量、同じ膜厚であっても、酸化防止剤が不足
し、衝撃強度保持率の低下がみられる。これから、酸化
防止剤の添加量を上記(1) 式を満足する量で着色ポリエ
チレン樹脂に添加することにより、最小限の酸化防止剤
添加量によって樹脂の長寿命化が図れることがわかる。
比較例５に示すように、酸化防止剤の添加量を増大させ
ても、(2) 式を満たさない場合には、想定したWOM 8000
時間 (40年) の長期耐候性が得られていない。
式を満足していない比較例１〜４においては、同じ酸化
防止剤添加量、同じ膜厚であっても、酸化防止剤が不足
し、衝撃強度保持率の低下がみられる。これから、酸化
防止剤の添加量を上記(1) 式を満足する量で着色ポリエ
チレン樹脂に添加することにより、最小限の酸化防止剤
添加量によって樹脂の長寿命化が図れることがわかる。
比較例５に示すように、酸化防止剤の添加量を増大させ
ても、(2) 式を満たさない場合には、想定したWOM 8000
時間 (40年) の長期耐候性が得られていない。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の着色ポリエチレン樹脂被覆材は、ポリエチレン樹脂被
覆の劣化防止に必要な酸化防止剤の添加量を、着色度や
被覆厚みを考慮して最小限に抑制することによって、必
要な防食性、耐衝撃性、経済性を損なうことなく、着色
ポリエチレン樹脂被覆に長期耐候性 (約20年) を付与す
ることができる。
の着色ポリエチレン樹脂被覆材は、ポリエチレン樹脂被
覆の劣化防止に必要な酸化防止剤の添加量を、着色度や
被覆厚みを考慮して最小限に抑制することによって、必
要な防食性、耐衝撃性、経済性を損なうことなく、着色
ポリエチレン樹脂被覆に長期耐候性 (約20年) を付与す
ることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 着色顔料および酸化防止剤が添加された
着色ポリエチレン樹脂で被覆され、着色ポリエチレン樹
脂被覆中の酸化防止剤の総添加量が次式を満たすことを
特徴とする、長期耐候性に優れた着色ポリエチレン樹脂
被覆材。 Ｃ≧1.56／(Ａ×Ｔ2) ここで、Ｃ＝ポリエチレン樹脂100 重量部当たりの酸化
防止剤の総添加量 (重量部) 、 Ｔ＝着色ポリエチレン被覆の厚み(mm)、 Ａ＝膜厚50μｍの着色ポリエチレン被覆の波長300 nmの
紫外光に対する吸光度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4199912A JP2734892B2 (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | 着色ポリエチレン樹脂被覆材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4199912A JP2734892B2 (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | 着色ポリエチレン樹脂被覆材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0639977A true JPH0639977A (ja) | 1994-02-15 |
| JP2734892B2 JP2734892B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=16415674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4199912A Expired - Lifetime JP2734892B2 (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | 着色ポリエチレン樹脂被覆材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2734892B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09111057A (ja) * | 1995-08-10 | 1997-04-28 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 耐塩素含有水性着色樹脂組成物及びその成形品 |
| JP2014514417A (ja) * | 2011-05-06 | 2014-06-19 | ボレアリス アクチエンゲゼルシャフト | 被覆組成物 |
| JP2014234906A (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | 株式会社ニチリン | 給水給湯ホース |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6360712A (ja) * | 1986-09-02 | 1988-03-16 | Hitachi Ltd | 光学部品の成形方法及びその装置 |
-
1992
- 1992-07-27 JP JP4199912A patent/JP2734892B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6360712A (ja) * | 1986-09-02 | 1988-03-16 | Hitachi Ltd | 光学部品の成形方法及びその装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09111057A (ja) * | 1995-08-10 | 1997-04-28 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 耐塩素含有水性着色樹脂組成物及びその成形品 |
| JP2014514417A (ja) * | 2011-05-06 | 2014-06-19 | ボレアリス アクチエンゲゼルシャフト | 被覆組成物 |
| JP2014234906A (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | 株式会社ニチリン | 給水給湯ホース |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2734892B2 (ja) | 1998-04-02 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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