JPH0543709A - 柔軟性フツ素樹脂製ポールキヤツプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】道路標識等に使用される各種ポールキャップに
関するもので、屋外使用に対して、耐候性、耐久性に優
れ、衝撃により破断しにくいポールキャップ。 【構成】融点３００℃以下の結晶性フッ素樹脂と、ガラ
ス転移温度が室温以下である含フッ素弾性体の混合樹脂
を射出成形して製造することを特徴とする柔軟性フッ素
樹脂製ポールキャップ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は屋外で使用される各種ポ
ールの保護用キャップに関するものである。屋外で使用
されるポールとしては、道路標識用、カーブミラー用を
はじめとして多くのものが設置されており、通常は鉄製
のパイプの外面に塗装を施したものが多く使用されてい
る。またかかるポールの上部の端部処理には、一般に樹
脂製あるいは金属製のキャップが使用されている。本発
明の目的は耐候性、耐久性にすぐれたポールキャップを
提供することにある。

【０００２】

【従来技術とその問題点】屋外で使用されるポールのキ
ャップは鉄製パイプの内側に水が侵入し、内部が腐食す
ることを防いでいる。また樹脂製のキャップは外面塗装
を施したポールを運搬する際のポールの傷つき防止の役
割も果しており、金属製、合成ゴム製、プラスチック製
のキャップが多く用いられている。

【０００３】一般に鉄製ポールは施工前には多数束ねら
れて運搬されるが、この際端部に樹脂製キャップをとり
つけておくことにより、ポール同志の接触による損傷の
防止、また樹脂製のキャップは軽く、安価であることも
あって金属製のものよりも数多く用いられている。

【０００４】このようなポールキャップの特性としては
鉄製のポールに嵌合しやすく、かつ脱落しにくいこと、
さらには耐候性や衝撃により破断しにくい性質が要求さ
れている。

【０００５】かかる観点から、キャップに使用される樹
脂には適度な柔軟性が必要であり、また同時に経済性の
面からその成形方法としては、生産効率の高い射出成形
法が適用できる樹脂であることが必須条件になってお
り、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、エチレン−酢酸
ビニル共重合体（ＥＶＡ）などの樹脂が多く用いられて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】ＬＤＰＥ，ＥＶＡな
どのポールキャップに多く用いられてきた樹脂は適度な
柔軟性と射出成形性を併せ持ち、経済的にも安価な樹脂
であるが、問題点の一つとしてこれらの樹脂の耐候性が
悪いことがあげられる。一般的にポールキャップは鉄製
のポールとともに５〜１０年毎に取替えられるが、この
期間内に使用環境の温度変化、紫外線および水分の影響
などで劣化し、亀裂、割れ等を生じる現象が認められて
いる。かかるキャップの破損はポール内部への水の侵入
を引き起こし、内面の錆によるポールの脆化から交通事
故などの人的被害を起こす恐れもある重大な問題であ
る。

【０００７】一方、樹脂の中で非常に耐候性の優れたも
のとしてフッ素を含んだ樹脂が知られており、一般にＬ
ＤＰＥ，ＥＶＡなどの樹脂の屋外暴露による劣化機構は
分子中に含まれるＣ−Ｈ結合の切断が引き金になるとさ
れているが、Ｃ−Ｆ結合を含んだフッ素樹脂はフッ素原
子の高い電気陰性度のために分子中に含まれるＣ−Ｈ結
合が安定化され、劣化しにくくなることが知られてい
る。

【０００８】しかしながら、フッ素樹脂は一般に結晶性
が高く、柔軟性が不足していたため、ポールキャップへ
の適用が困難であった。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】本発明者らは耐候性に
優れ、かつその要求特性を満足させるポールキャップ用
の樹脂組成に関して検討を重ねた結果、本発明を完成し
たものである。

【００１０】即ち、融点３００℃以下の結晶性フッ素樹
脂と、ガラス転移温度が室温以下である含フッ素弾性体
の混合樹脂を射出成形して製造することを特徴とする柔
軟性フッ素樹脂製ポールキャップである。

【００１１】一般に長期の耐候性はフッ素系樹脂を使用
することで確保されるが、射出成形法を適用するために
は融点が３００℃以下の結晶性フッ素樹脂が望ましい。
融点が３００℃を越えるものは射出成形機のシリンダー
および金型に特殊なヒーターを要するなど経済的に問題
が生じる。

【００１２】一方、ポールキャップに使用する樹脂の柔
軟性に関しては、ポールとの嵌合性および抜けにくさな
どの検討結果から判断して、引張弾性率が５００〜４０
００Kgf/cm²の範囲にあることが望ましい。

【００１３】弾性率がこの範囲より小さい場合にはポー
ルとの間の摩擦係数が増大するとともに、わずかの力で
キャップが変形し、ポールへの嵌合が困難になる。一
方、この範囲を越える場合にはポールおよびキャップの
わずかな寸法の誤差に追随できなくなり、嵌合できな
い、あるいは抜け易いという不具合を生じる。

【００１４】融点が３００℃以下の結晶性フッ素樹脂の
引張弾性率を前記の範囲に合せる手段としては各種の低
分子および高分子可塑剤の添加が考えられるが、耐候性
の保持の面を考えるとそのガラス転移温度が室温以下に
ある含フッ素弾性体を混合させることが望ましい。

【００１５】ここで融点が３００℃以下の結晶性フッ素
樹脂としては、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣ
ＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフ
ッ化ビニル（ＰＶＦ）、テトラフルオロエチレンとエチ
レンの共重合体（ＥＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチ
レンとエチレンの共重合体（ＥＣＴＦＥ）ならびにテト
ラフルオロエチレンと含フッ素ビニルエーテルとの共重
合体（ＰＦＡ）等が広く知られているが、特にその組成
を限定するものではない。

【００１６】またガラス転移温度が室温以下の含フッ素
弾性体としては、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）とヘキサ
フルオロプロペン（ＨＦＰ）との二元共重合体、ＶＤＦ
とＨＦＰとテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）との三元
共重合体、ＶＤＦとクロロトリフルオロエチレン（ＣＴ
ＦＥ）との二元共重合体ならびにＴＦＥとプロピレン
（ＰＰ）との二元共重合体などが例示されるが、とくに
その組成を限定するものではない。

【００１７】これらの結晶性フッ素樹脂と含フッ素弾性
体の混合で所望の柔軟性を有する混合樹脂が得られる
が、射出成形性を保持するためには、混合樹脂の成形温
度での１０³cm ^-1の剪断速度における溶融粘度が２×１
０⁴ポイズ以下である必要がある。これを越える粘度を
有するものは射出成形時に未充填（ショートショット）
やフローマークの発生といった成形不良を生じる。この
場合、混合樹脂中の弾性体の比率が増加すると溶融粘度
は高くなる傾向にある。

【００１８】かかる柔軟性と溶融成形性の両者を満足さ
せる混合樹脂としては、融点が３００℃以下の結晶性フ
ッ素樹脂とガラス転移温度が常温以下の含フッ素弾性体
の混合樹脂のほかに、これらの両成分を含んだグラフト
共重合体あるいはブロック共重合体さらにはグラフト、
ブロック共重合体と両成分の混合された樹脂をも使用す
ることができ、グラフト共重合体あるいはブロック共重
合体は構成成分同志の相溶性を向上させる働きをもって
いるので、これらの使用は単純な混合樹脂よりも望まし
い結果をもたらす。

【００１９】本発明に使用しうるグラフト共重合体の例
としては、本発明者らが特公昭62-34324号に開示してい
る、フッ素ゴム組成の幹ポリマーに結晶性フッ素樹脂を
グラフト重合して得られる軟質フッ素樹脂、ならびに特
開昭62-68844号に開示している、フッ素ゴム組成の幹ポ
リマーに結晶性フッ素樹脂をグラフト重合して得られた
軟質フッ素樹脂に、結晶性フッ素樹脂の構成要素である
単量体を含んだフッ素樹脂を混合して得られる樹脂など
が例示される。

【００２０】

【実施例】以下実施例および比較例をあげて本発明を詳
述するが、これらにより限定されるものではない。

【００２１】実施例１ （Ａ）軟質フッ素樹脂の製造 １００Ｌ容量のステンレス製オートクレーブに純水５０
Ｋｇ、過硫酸カリウム１００ｇ、パーフルオロオクタン
酸アンモニウム１５０ｇおよびｔ−ブチルペルオキシア
リルカーボネート１００ｇを加え、排気後フッ化ビニリ
デンモノマー１２．５Ｋｇ、クロロトリフルオロエチレ
ンモノマー７．５５Ｋｇを仕込み、攪拌しながら５０℃
の温度で２０時間重合反応をおこなった。生成物は白色
ラテックス状態で得られ、これを塩析してゴム状の粒子
を得た。水洗、真空乾燥の後、ｎ−ヘキサンにて洗浄し
未反応のｔ−ブチルオキシアリルカーボネートを除去し
て再度真空乾燥し、白色粉末の弾性共重合体１６Ｋｇを
得た。

【００２２】この弾性共重合体のＤＳＣ曲線はペルオキ
シ基の分解に基ずく発熱ピークを１６０〜１８０℃に有
しており、またヨウ素滴定法により弾性共重合体の活性
酸素量は０．０４２％と測定された。

【００２３】次の段階で、前記白色粉末の弾性共重合体
１２ＫｇとフロンＲー１１３ ７５Ｋｇを１００Ｌ容量
のステンレス製オートクレーブに加え、排気後、フッ化
ビニリデンモノマー６Ｋｇを仕込み、９５℃で２４時間
重合をおこなった。生成したポリマーは溶媒と分離後乾
燥して白色粉末の軟質フッ素樹脂１６．６Ｋｇを得た。
収量から計算して得られた樹脂は含フッ素弾性共重合体
１００重量部に対して、フッ化ビニリデンモノマー３
８．３重量部がグラフト重合したものである。この樹脂
の融点はＤＳＣ曲線のピーク温度から１６７℃と測定さ
れた。 （Ｂ）軟質フッ素樹脂ペレットの製造 前記（Ａ）で得られた軟質フッ素樹脂に、酸化チタン粉
末０．５％を混合したパウダーを３０mm口径の押出成形
機（Ｌ／Ｄ：２２）を使用し、１８０〜２００℃の温度
でペレット化を行い、ペレットを製造した。 （Ｃ）軟質フッ素樹脂の溶融粘度の測定 東洋精機(株)製のキャピログラフを用い、２００℃の温
度で、１mmφ×１０mmのオリフィス孔から前記（Ｂ）で
得られたペレットを溶融し、押出したときの速度〜応力
曲線から１０³ cm^-1の剪断速度における溶融粘度を測定
した。その結果を表１に示す。 （Ｄ）軟質フッ素樹脂の引張り弾性率の測定 前記（Ｂ）で得られたペレットを加熱機構を備えた二本
ロールで混練（１７０℃、３分）した後、シート状に引
出し圧縮成形機にて成形（２００℃、６０Kgf/cm² 、２
分加圧）して１mm厚のシートを得た。このシートからＪ
ＩＳ−Ｋ６３０１に規定された３号ダンベル状試験片を
打抜いた。この試験片を２３℃でインストロン型の引張
試験機で１０mm／minの速度で引張り、得られた伸び〜
応力曲線の初期の直線部の傾きから引張り弾性率（Kgf/
cm²）を算出した。その結果を表１に示す。 （Ｅ）ポールキャップの成形 東芝機械製射出成形機ＩＳ−７５Ｅ２Ａを用いて成形温
度１８０〜２００℃、射出圧力８００Kgf/cm²の条件下
で外径６５mmφ、肉厚１．５mm、高さ２５mmのキャップ
状成形品を製造した。この成形品の内周の８箇所には、
巾２mm、高さ約０．６mmの半円断面の棒状のリブをキャ
ップの嵌合方向に設けてあり、ポールとの初期嵌合がき
つい場合にはこのリブをサンドペーパーで削りとること
により、嵌合性が調節できるようにしてある。 （Ｆ）キャップのポールへの嵌合性の評価 市販の道路標識用ポール（外径６１mm、肉厚３．２m
m 外面にポリエステル樹脂を粉体塗装した鉄パイプ）
を１００mm長さに切断したものを垂直に固定し、上部に
前記（Ｅ）で得られたキャップを約５mm押込み、キャッ
プの水平を確認後、インストロン型の引張り試験機にて
１０mm／minの速度でキャップを押込んだ。この時、キ
ャップを最後までポールに押込むに要する平均荷重が
１．３〜１．５Kgになるようにキャップ内部のリブの高
さを調節した。

【００２４】 前記（Ｆ）で嵌合性を調節したキャ
ップの上面の中心部に１０mmφの穴をあけ、ボルトを差
込んでキャップの内外面をナットを介して絞め込み固定
した。キャップをポールに押込んだ後、このボルトを引
張試験機にて引張ったときの最大荷重測定値をもってキ
ャップの抜けにくさの指標とした。測定は最初の嵌合な
らびに２０回嵌合を繰返したものについて行った。その
結果を表１に示す。 （Ｇ）キャップの耐候性の評価 キャップ上面に光があたる形でキャップをサンシャイン
ウエザオメーターに暴露（ブラックパネル温度６３℃、
６０分のうち１２分間水スプレー）し、２０００時間経
過したものの上面からＡＳＴＭ−Ｄ１７０８に規定され
た引張試験片を切出した。この試験片をインストロン型
の引張試験機にて、２３℃で２００mm/minの速度で引張
り、破断時の引張り強さならびに伸びの測定を行った。
その結果を表１に示す。

【００２５】実施例２ 実施例１（Ａ）で製造した軟質フッ素樹脂２Ｋｇに対し
て結晶性フッ素樹脂として、ＳＯＬＶＥＹ社製ＰＶＤＦ
（商品名ＳＯＬＥＦ１０１０）を０．４６８Ｋｇ混合し
て含フッ素弾性体と結晶性フッ素樹脂の重量比が５０／
５０のペレットを製造した他は、実施例と同様に（Ｃ）
〜（Ｇ）の操作を行った。その結果を表１に示す。

【００２６】実施例３ 実施例１（Ａ）で製造した軟質フッ素樹脂２Ｋｇに対し
て含フッ素弾性体として、３Ｍ社製フッ素ゴム（商品名
ＫＥＬ−Ｆエラストマー３７００）を１．０６４Ｋｇ混
合して含フッ素弾性体と結晶性フッ素樹脂の重量比が７
５／２５のぺレットを製造した他は、実施例と同様に
（Ｃ）〜（Ｇ）の操作を行った。その結果を表１に示
す。

【００２７】比較例１および比較例２ 実施例２および実施例３の樹脂混合においてフッ素ゴム
およびＰＶＤＦを多量に含む混合樹脂を製造し、実施例
１と同様に（Ｃ）〜（Ｇ）の操作、測定を行なった。結
果を表１に示すが、ゴムの含有比率の高いもの（比較例
１）は射出成形性に劣っており、またＰＶＤＦ含有量の
高いもの（比較例２）はポールとの嵌合を繰返すうち２
０回の脱着で抜け荷重は０．６と軽くなり、抜けやすく
なることが明白である。

【００２８】比較例３ 市販のポリエチレン製ポールキャップ（白色）の耐候性
の評価を実施例１（Ｇ）と同様の方法で行なった。その
結果を表１に示すが、本発明の実施例のものと比べて耐
候性が極めて劣っていることがわかる。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】本発明のポールキャップは適度の柔軟性
を有するため、ポールとの嵌合性および脱落のしにくさ
を有し、衝撃による破断がなく耐候性に優れたものであ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】融点３００℃以下の結晶性フッ素樹脂と、
   ガラス転移温度が室温以下である含フッ素弾性体の混合
   樹脂を射出成形して製造することを特徴とする柔軟性フ
   ッ素樹脂製ポールキャップ。
2. 【請求項２】混合樹脂の常温における引張弾性率が５０
   ０〜４０００Kgf/cm²の範囲にある請求項１記載の柔軟
   性フッ素樹脂製ポールキャップ。
3. 【請求項３】混合樹脂の成形温度での１０³cm ^-1の剪断
   速度における溶融粘度が２×１０⁴ポイズ以下である請
   求項１記載の柔軟性フッ素樹脂製ポールキャップ。