JPH09193322A

JPH09193322A - 屋外使用に適した構造材

Info

Publication number: JPH09193322A
Application number: JP2328796A
Authority: JP
Inventors: Itaru Mori; 格森
Original assignee: Sekisui Jushi Corp
Current assignee: Sekisui Jushi Corp
Priority date: 1996-01-16
Filing date: 1996-01-16
Publication date: 1997-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】合成樹脂で被覆された金属製パイプから成
り、屋外で使用したとき、耐候性がよくて適度の柔軟性
を永く保持し、パイプを腐蝕させないような構造材を提
供しようとする。【解決手段】合成樹脂として、メタロセン触媒によっ
て作られたポリエチレンを主材とし、これに特定の紫外
線吸収剤と、ラジカル連鎖禁止剤と、過酸化物分解剤と
を特定の割合で加えた組成物を用い、この組成物で金属
製パイプを被覆して構造材とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、屋外で使用する
に適した構造材に関するものであって、とくに農業用支
柱、物干竿、道路標識柱として使用するに適した構造材
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】屋外で使用するのに適した構造材として
は、例えば鉄系金属から成るパイプの外面を合成樹脂で
一様に被覆した物干竿などが知られている。この構造材
は、パイプの外面に合成樹脂を押し出し被覆することに
よって作られるから、合成樹脂は押し出し加工をするに
適したものであると同時に、耐候性すなわち太陽光及び
風雨に対する抵抗性の大きなものでなければならない。

【０００３】耐候性の良好な樹脂としては、ポリメチル
メタクリレート、ポリカーボネート、ポリエステル樹脂
が知られている。ところが、これらの樹脂は柔軟性に乏
しいために鉄系金属で作られたパイプを被覆するに適し
ていない。そのほか、耐候性が良好で、柔軟性に富み、
押し出し被覆するのが容易な樹脂として、塩化ビニル系
樹脂が知られているが、塩化ビニル系樹脂は鉄系金属表
面で分解し易いので、これもまた鉄系金属製のパイプを
被覆するのに適していない。他方、ポリオレフィン、す
なわちポリエチレンやポリプロピレンは柔軟であって、
押し出し被覆するに適しているが、耐候性が前述の各樹
脂よりも劣っている。このように、構造材とするに適し
た合成樹脂には、これで充分だというものがない。従っ
て、鉄系金属から成るパイプを被覆して屋外使用に向く
構造材を提供する場合、当業者はパイプを被覆するのに
より一層適した合成樹脂を模索して来た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述の要
求に答えるものである。すなわち、この発明は、金属製
パイプを被覆することが容易な樹脂であり、耐候性がよ
くて適度の柔軟性を永く保持し、パイプを腐蝕から守る
ような樹脂を選び、これによって屋外で使用するに適し
た構造材を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明者は、ポリオレ
フィン系樹脂の中から特殊なものを選んで、これに特定
の助剤を加えると、得られた組成物が金属製パイプを被
覆するに適したものとなり、この組成物でパイプを被覆
すると、ここに屋外で使用するに適した耐候性のよい構
造材の得られることを見出した。その特定の樹脂とは、
メタロセン触媒を用いて得られたポリエチレンであり、
特定の助剤とは、ベンゾエート系、ベンゾフェノン系又
はベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤と、ヒンダード
ピペリジン系のラジカル連鎖禁止剤と、フェノール系、
硫黄系又は燐系の過酸化物分解剤との三者を特定の割合
で含んだものである。

【０００６】この発明は、金属製パイプの外面を合成樹
脂が一様に被覆してなる構造材であって、上記合成樹脂
は、メタロセン触媒によって作られたポリエチレンを主
材とし、ポリエチレン１００重量部に対し０．０５〜３
重量部のベンゾエート系、ベンゾフェノン系又はベンゾ
トリアゾール系の紫外線吸収剤と、０．０５〜３重量部
のヒンダードピペリジン系のラジカル連鎖禁止剤と、
０．０１〜２重量部のフェノール系、硫黄系又は燐系の
過酸化物分解剤とを含んでいることを特徴とする、屋外
使用に適した構造材を提供するものである。

【０００７】この発明は、合成樹脂としてメタロセン触
媒を用いて作られたポリエチレンを用いる。メタロセン
触媒は、チーグラー・ナッタ触媒を改良したものであっ
て、イオン重合触媒の一種であると云われている。メタ
ロセン触媒の詳細はよく分からないが、芳香族環が活性
ジルコニウムと、珪素又は炭素の架橋により結合された
分子構造を持つものであると云われている。

【０００８】メタロセン触媒を用いて作られたポリエチ
レン（以下、これをＭＥＰＥという）は、これまでにチ
ーグラー・ナッタ触媒により作られて来たポリエチレン
（以下、これをＺＩＰＥという）に比べると、大きく異
なっている。例えば、分子量分布が極端に狭い範囲内に
限られており、分子量分布の指標値Ｑ値が大きく異なっ
ている。Ｑ値とは、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量
Ｍｎとの比であるが、このＱ値がＺＩＰＥでは３〜８の
値であるのに対し、ＭＥＰＥはＱ値が約２というような
値となっている。従って、ＭＥＰＥは透明性がよくて、
耐衝撃力が大きいと云う特性を持っている。ＭＥＰＥは
市販されている。例えば、三菱化学からＫＥＲＮＥＬの
商品名で市販されている。

【０００９】ＭＥＰＥは、柔軟性を持つために、金属製
パイプを押出被覆することが容易である。また、ＭＥＰ
Ｅは、これで金属製パイプを被覆すると、パイプ上に柔
軟で平滑美麗な皮膜を形成する。ところが、ＭＥＰＥだ
けでは耐候性がよくないために、ＭＥＰＥで被覆した金
属製パイプを屋外で使用すると、皮膜は次第に柔軟性を
失い、伸びや引張強度が大きく低下する。従って、ＭＥ
ＰＥで被覆した鋼製パイプは屋外で使用するに適したも
のとならない。

【００１０】ところが、ＭＥＰＥに特定の助剤を加える
と、耐候性が著しく改善されて、屋外使用に適したもの
となる。特定の助剤とは紫外線吸収剤と、ラジカル連鎖
禁止剤と、過酸化物分解剤との三者から成るものであ
る。その場合、紫外線吸収剤は、ベンゾエート系、ベン
ゾフェノン系又はベンゾトリアゾール系化合物の１種又
は２種以上から成るものであり、ラジカル連鎖禁止剤は
ヒンダードピペリジン系の化合物であり、過酸化物分解
剤はフェノール系、硫黄系又は燐系の化合物の１種又は
２種以上から成るものである。

【００１１】ここで、パイプを構成する金属としては、
鉄系金属のほかアルミニウム系金属をも用いることがで
きる。鉄系金属製のパイプとしては鉄管、鋼管を用いる
ことができ、アルミニウム系金属製のパイプとしてはア
ルミニウム管、アルミニウム合金管を用いることができ
る。

【００１２】上述の紫外線吸収剤とラジカル連鎖禁止剤
とは、何れもＭＥＰＥ１００重量部に対し、０．０５〜
３重量部の範囲内で加えることが必要とされ、過酸化物
分解剤は０．０１〜２重量部の範囲内で加えることが必
要とされる。

【００１３】紫外線吸収剤として用いることができる化
合物は、例を挙げると、ベンゾエート系のものでは、フ
ェニルサリシレートがあり、ベンゾフェノン系のもので
は、２ーヒドロキシベンゾフェノン、２ーヒドロキシー
４ーオクトキシベンゾフェノンがあり、ベンゾトリアゾ
ール系のものでは２ーヒドロキシフェニルベンゾトリア
ゾールがある。このような紫外線吸収剤は市販されてい
る。正確な化学構造式は明らかでないが、住友化学社か
らスミソーブ２００という商品名で市販されているもの
は、ベンゾトリアゾール系のものであり、スミソーブ１
３０という商品名で販売されているものは、ベンゾフェ
ノン系のものであり、スミソーブ４００という商品名で
市販されているものは、ベンゾエート系のものである。

【００１４】ラジカル連鎖禁止剤は、ヒンダードピペリ
ジン系化合物であり、ピペリジン環を構成する窒素原子
に対し、オルトの位置に立体障害を与える基、例えばタ
ーシャリブチル基が導入された化合物である。この化合
物は、ピペリジン環の窒素に結合する水素が離脱して水
素ラジカルを生じこの水素ラジカルが光劣化により生じ
た樹脂の活性ラジカルを不活性化して、ラジカル連鎖を
禁止する働きを持つと考えられている。このラジカル連
鎖禁止剤は市販されている。例えば、三共株式会社から
サノールＬＳ−７７０という商品名で市販されているも
のが、このラジカル連鎖禁止剤に該当している。

【００１５】過酸化物分解剤として用いることのできる
化合物は、例えばフェノール系のものではアルキルフェ
ノール、アルキレン・ビスフェノールがあり、硫黄系の
ものではアルキルフェノール・チオエーテル、β、β′
−チオプロピオン酸エステルがあり、燐系のものでは有
機亜燐酸エステルがある。燐系の酸化物分解剤は、住友
化学社からスミライザーＴＮＰの商品名で販売されてい
るものが、これに該当している。

【００１６】上述の紫外線吸収剤、ラジカル連鎖禁止剤
及び過酸化物分解剤は、何れもＭＥＰＥと容易に混合で
きる性質のものである。だから、これらのものを所定の
割合でＭＥＰＥに配合し、この配合物を押出機に入れて
混練することにより、容易に均一な組成物にすることが
できる。そこで、この組成物でパイプを被覆するには、
この組成物を押出機内で混練すると同時に直ちにパイプ
に押し出し被覆をすることができる。

【００１７】

【発明の効果】この発明では、金属製パイプの外面を被
覆する樹脂としてＭＥＰＥを用い、しかもＭＥＰＥ１０
０重量部に対し、ベンゾエート系、ベンゾフェノン系又
はベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤を０．０５〜３
重量部と、ヒンダードピペリジン系のラジカル連鎖禁止
剤を０．０５〜３重量部と、フェノール系、硫黄系又は
燐系の過酸化物分解剤を０．０１〜２重量部の割合で混
合して用いるので、得られた樹脂組成物はＭＥＰＥ単独
のものに比べて格段に耐候性が改善されている。従っ
て、この樹脂組成物は永く太陽光や風雨に曝しても劣化
し難く、雨ざらしにしたあとも引張強度と伸びの良好な
状態が永く続くので、被覆された構造物は屋外使用に充
分耐えるものとなる。その上に、この樹脂組成物は柔軟
であって、押し出しによって金属製パイプを被覆し易い
特性を持っているので、構造物を製造することが容易で
ある。この発明はこのような利益を与えるものである。

【００１８】以下に、実施例と比較例とを挙げて、この
発明のすぐれている所以を具体的に明らかにする。以下
で、単に部と云うのは重量部の意味である。

【００１９】

【実施例１】この実施例では、ＭＥＰＥとして三菱化学
社製のＫＥＲＮＥＬ１００部を取り、これに紫外線吸収
剤として住友化学社製のベンゾトリアゾール系の「スミ
ソーブ２００」を０．３部と、ラジカル連鎖禁止剤とし
て三共株式会社製の「サノールＬＳ−７７０」を０．３
部と、燐系の過酸化物分解剤として住友化学社製の「ス
ミライザーＴＮＰ」を０．０５部混合し、混練して組成
物とした。

【００２０】この組成物を押出機に入れ、呼び径１６φ
ｍｍ（肉厚０．５ｍｍ）の鋼パイプの周りに厚み０．６
ｍｍのチューブ状に押し出し、鋼パイプを被覆して構造
材を得た。被覆は容易であった。また、被覆はムラなく
均一に行うことができ、表面は平滑で光沢があった。

【００２１】この構造物をサンシャインＷＯＭの耐候性
試験器に入れ、１０００時間後の引張強度と伸びとを測
定した。引張強度は２１８ｋｇ／ｃｍ²であり、伸びは
５４９％であって、引張強度の保持率は８８％であり、
伸びの保持率は９１％であって、耐候性は極めて良好と
判断された。

【００２２】

【実施例２】この実施例は、実施例１とほぼ同様に実施
したが、ただ助剤の種類と添加量とを変えて実施した。

【００２３】用いた助剤は、紫外線吸収剤として前述の
「スミソーブ２００」を０．２部と、「スミソーブ１３
０」（ベンゾフェノン系）０．０５部とを併用し、ラジ
カル連鎖禁止剤として「サノールＬＳ−７７０」を０．
２部用い、燐系の過酸化物分解剤として「スミライザー
ＴＮＰ」を０．０４部用い、これらを樹脂に加えて混練
し、組成物とした。

【００２４】この組成物を押出機に入れ、実施例１と全
く同様に鋼パイプを押し出し被覆して構造材を得た。被
覆は容易であり、被覆物の表面は平滑で光沢があり美麗
であった。

【００２５】この構造物を実施例１と全く同様にして耐
候性試験器に入れて耐候性を測定した。１０００時間後
の引張強度は２３１ｋｇ／ｃｍ²であり、その保持率は
９０％であり、伸びは４８８％でその保持率は８３％で
あって、耐候性は良好と判断された。

【００２６】

【実施例３】この実施例は、実施例１とほぼ同様に実施
したが、ただ助剤の種類と添加量とを変えて実施した。

【００２７】用いた助剤は、紫外線吸収剤として前述の
「スミソーブ２００」を０．１部と、「スミソーブ１３
０」を０．１部と、「スミソーブ４００」（ベンゾエー
ト系）０．１部とを併用し、ラジカル連鎖禁止剤として
前述の「サノールＬＳ−７７０」を０．１部用い、燐系
酸化防止剤として前述の「スミライザーＴＮＰ」を０．
０３部用い、これらを樹脂に加えて混練し、組成物とし
た。その後は実施例１と全く同様に処理して構造材を得
て、その耐候性を測定した。

【００２８】押出被覆によって構造材は容易に得られ、
得られた構造材の被覆表面は平滑で光沢があり、美麗で
あった。

【００２９】耐候性を測定した結果は、１０００時間後
の引張強度が２０９ｋｇ／ｃｍ²で、その保持率が８５
％であり、伸びが４９４％で、その保持率が８５％であ
って、耐候性は良好と判断された。

【００３０】

【比較例１】この比較例は、助剤を全く加えないことと
した以外は、実施例１と全く同様に実施した。

【００３１】押し出し被覆によって鋼パイプ上に樹脂を
被覆することは、実施例１と同様に容易であった。ま
た、得られた構造材の被覆表面は平滑で光沢があり、美
麗であった。

【００３２】耐候性を測定した結果は、１０００時間後
の引張強度が１７３ｋｇ／ｃｍ²でその保持率が６７％
であり、伸びが７６％でその保持率が１１％であって、
耐候性は非常に悪かった。

【００３３】上に述べた実施例と比較例で用いた組成と
耐候性とを表にして示すと、表１のとおりとなる。

【００３４】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ３２Ｂ 15/20 Ｂ３２Ｂ 15/20 27/18 27/18 ＡＺＤ０６Ｆ 57/00 ３１０Ｄ０６Ｆ 57/00 ３１０ＺＥ０４Ｃ 3/36 Ｅ０４Ｃ 3/36 Ｅ０４Ｈ 12/08 Ｅ０４Ｈ 12/08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属製パイプの外面を合成樹脂が一様に
被覆してなる構造材であって、上記合成樹脂は、メタロ
セン触媒によって作られたポリエチレンを主材とし、ポ
リエチレン１００重量部に対し０．０５〜３重量部のベ
ンゾエート系、ベンゾフェノン系又はベンゾトリアゾー
ル系の紫外線吸収剤と、０．０５〜３重量部のヒンダー
ドピペリジン系のラジカル連鎖禁止剤と、０．０１〜２
重量部のフェノール系、硫黄系又は燐系の過酸化物分解
剤とを含んでいることを特徴とする、屋外使用に適した
構造材。
【請求項２】金属製パイプが鉄系金属、アルミニウム
又はアルミニウム合金で作られたものであることを特徴
とする、請求項１に記載の構造材。