JP2003012877A - 熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 混練作業性に優れ、混練組成物は押出成形加
工が容易で、テープ体では１０〜３０％伸長時における
モジュラスが２．５〜７．０ＭＰａと小さく、従って、
巻回性に優れ、しかも手で容易に千切れる材料を提供す
る。また本発明は、電線、ケーブルや金属管などに保護
外被用として適用した場合には、押出被覆加工が容易
で、対象物上に施した保護外被層は、良好な皮剥ぎ性を
具備した保護外被層を形成できる、難燃性および非難燃
性の熱可塑性樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 エチレン成分とα，β−不飽和カルボン
酸成分との共重合体のアイオノマー５〜４０質量％、エ
チレン・プロピレンゴム３０〜７０質量％、およびポリ
プロピレン１０〜５０質量％からなるベース樹脂からな
り、かつ、無機物充填剤を所定量含有する熱可塑性樹脂
組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は押出成形加工が容易
な、難燃性および非難燃性の熱可塑性樹脂組成物に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電線、ケーブルや金属製のガス
管、水道管などに外傷防止、或いは延焼防止等の目的
で、熱可塑性樹脂組成物の押出被覆による保護被膜の形
成が行われ、または、これらの接続部、端末部の形成、
保護外被の形成やあるいはこれらの結束のために、テー
プ類などが用いられている。そして、これらの目的のた
め従来滑らかさ、柔軟性等に優れ、且つ高い難燃性を有
することから、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）組成物が汎用
されていた。しかし、近年、このＰＶＣ組成物は、その
燃焼時、および焼却時に有害なダイオキシンを発生する
ことや、廃棄し、埋立てた場合にＰＶＣ組成物に安定剤
として使用された鉛系の化合物が滲出し、環境汚染問題
を引起す可能性があることが指摘されている。そこで、
これらの用途に代替えとなる難燃性、或いは非難燃性の
熱可塑性樹脂組成物の開発が進められている。その一例
としてエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）や、エ
チレン−エチルアクリル酸エステル共重合体（ＥＥＡ）
等のエチレン系共重合体ベースポリマーとして、これに
非ハロゲン系の難燃性付与剤を配合したノンハロゲン難
燃タイプの熱可塑性樹脂組成物が使用されている。しか
し、これらの難燃性熱可塑性樹脂組成物は、押出加工性
が劣る、また管体などに保護外被材として用いた場合、
端末加工などにおいて管体上から施した保護外被層を小
刃などで切り傷を入れ、手で引き剥がそうとした場合、
外被材が伸び、引き剥がし難いなど皮剥ぎ性に劣るもの
であった。またテープ状にして、対象物に巻回しようと
した場合、通常、ＰＶＣ製テープでは１０〜３０％程度
の伸長率で行われるが、これらの樹脂組成物からなるテ
ープでは柔軟性に劣るため、１０〜３０％程度の伸長率
で応力が１２〜１５ＭＰａと大きく、従って、巻回性に
劣り、また手では簡単には千切れない等の作業性に劣る
という問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、混練作業性
に優れ、混練組成物は押出成形加工が容易で、テープ体
では１０〜３０％伸長時におけるモジュラスが２．５〜
７．０ＭＰａと小さく、従って、巻回性に優れ、しかも
手で容易に千切れる材料を提供することを目的とする。
また本発明は、電線、ケーブルや金属管などに保護外被
用として適用した場合には、押出被覆加工が容易で、対
象物上に施した保護外被層は、良好な諸特性を発揮し、
また難燃性組成物では高度の難燃性を発揮し、また形成
した保護外被層に小刃などで長さ方向に切り傷を入れ
て、引き剥がそうとした場合では、対象物上から容易に
引き剥がし得るなど良好な皮剥ぎ性を具備した保護外被
層を形成できる、難燃性および非難燃性の熱可塑性樹脂
組成物を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的に鑑
みてなされたものであり、（１）エチレン成分とα，β
−不飽和カルボン酸成分との共重合体のアイオノマー５
〜４０質量％、エチレン・プロピレンゴム３０〜７０質
量％、およびポリプロピレン１０〜５０質量％からなる
ベース樹脂からなり、かつ、無機物充填剤を所定量含有
することを特徴とする熱可塑性樹脂組成物、（２）無機
物充填剤が、水酸基あるいは、結晶水を有する金属水和
物であることを特徴とする（１）項記載の熱可塑性樹脂
組成物、（３）無機物充填剤が、水酸化アルミニウム、
水酸化マグネシウム、水和珪酸アルミニウム、水和珪酸
マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウムオルト珪酸アル
ミニウム及びハイドロタルサイトからなる群から選ばれ
た少なくとも１種の金属水和物であることを特徴とする
（２）項記載の熱可塑性樹脂組成物、及び（４）無機物
充填剤が炭酸カルシウム、クレー及びタルクからなる群
から選ばれた少なくとも１種の物質であることを特徴と
する（１）項記載の熱可塑性樹脂組成物を提供するもの
である。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の熱可塑性樹脂組成物中の
ベース樹脂中、５〜４０質量％を占めるアイオノマーと
は、エチレン成分とα，β−不飽和カルボン酸との共重
合体を金属イオン（例えばＺｎイオン、Ｃａイオン）で
橋かけ結合したものである。エチレン成分の共重合成分
としてのα，β−不飽和カルボン酸としては、例えばメ
タクリル酸およびジカルボン酸のモノエステル（例え
ば、フマル酸モノメチルエステル、フマル酸モノエチル
エステル、マレイン酸モノメチルエステル等）が挙げら
れる。

【０００６】また、α，β−不飽和カルボン酸を交叉結
合（中和）するに用いる１〜３価の原子価を有する金属
イオンとは、元素周期律表におけるＩ、II、III、IV−
ＡおよびVIII族の１〜３価の原子価を有する金属イオン
であって、例えば、Ｋ^＋、Ｎａ^＋、Ａｇ^＋、Ｃｓ^＋、Ｌ
ｉ^＋、Ｃｕ^＋、Ｈｇ^＋、Ｂｅ^＋、Ｍｇ^＋＋、Ｓｒ^＋＋、
Ｃａ^＋＋、Ｂａ^＋＋、Ｃｕ^＋＋、Ｃｄ^＋＋、Ｈｇ^＋＋、
Ｐｂ^＋＋、Ｓｎ^＋＋、Ｃｏ^＋＋、Ｎｉ^＋＋、Ａｌ^＋＋、
Ｚｎ^＋＋、Ｓｃ^＋＋＋、Ａｌ^＋＋＋、Ｆｅ^{＋＋ ＋}、Ｙ
^＋＋＋等が挙げられる。また、金属イオンによる中和度
は、５％以上が好ましく、特に１０〜６０％のものが好
ましい。ここで云う中和度とは共重合体に含まれるカル
ボン酸金属塩（モル数）のカルボン酸基とカルボン酸金
属塩の和（モル数）に対するモル比と定義され、次の様
に表示される。Ｍは金属イオンを示す。 中和度(モル％)＝〔(ＣＯＯＭ）／{(ＣＯＯＭ)＋(ＣＯ
ＯＨ)}〕×１００ このアイオノマーは、市販品として入手できる。アイオ
ノマーのベース樹脂中の含有率は５〜４０質量％、好ま
しくは１２〜１７質量％の範囲内である。アイオノマー
の含有率が少な過ぎると得られる組成物はＰＶＣ組成物
と同等の作業性を有さず、多過ぎると組成物の成形加工
性、および成形品（テープ）の千切れ性に支障をきたす
ようになる。

【０００７】次に、ベース樹脂中のエチレン・プロピレ
ンゴムは無機物充填剤の高充填化を助け、得られる樹脂
組成物の耐候性、電気特性を向上させる。その含有率
が、少な過ぎると、無機物充填剤のベース樹脂中への混
練作業性が低下し、また得られる組成物の耐候性、電気
特性の改善の効果が薄い。また含有率が多すぎると得ら
れる組成物は軟らかくなり過ぎて、形成した保護外被層
において切り傷を入れての管体上からの引き剥がすとい
う皮剥ぎ性が低下する。またテープ体にあっては、伸び
が大きく、強度が弱く、対象物上への巻付け作業性が大
きく低下するようになる。従って、含有率は３０〜７０
質量％、より好ましくは５０〜６０質量％の範囲内であ
る。

【０００８】また、ポリプロピレンは、得られる樹脂組
成物に、機械的強度と耐熱性の向上、成形品の高温下に
おける亀裂発生防止の目的で配合するもので、ベース樹
脂中の含有率が少なすぎると、得られる組成物の耐熱
性、引張強度が不十分となる。また、多すぎると多量に
配合すると得られる組成物は硬くなり過ぎ、保護外被用
に用いた場合には、押出被覆加工性が低下し、また、管
体上などからの切り傷を入れて引き剥がすという、皮剥
ぎ性が大きく低下するようになる。また、テープ体にあ
っては、テープの手による切断性が大幅に低下するよう
になる。従って、ベース樹脂中の含有率は１０〜５０質
量％、より好ましくは、２０〜３０質量％の範囲内で配
合するとよい。本発明の樹脂組成物では、上記で規定し
た含有率からなるベース樹脂１００質量部に対して、無
機物充填剤を好ましくは１５０質量部以下であり、テー
プとして用いる場合はより好ましくは５０〜１５０質量
部、特に好ましくは１００〜１２５質量部配合させる。
また、電線、ケーブルや金属製ガス管等に押出被覆によ
って保護被膜として形成し、皮剥ぎ加工などを行う場合
は無機物充填剤の含有量は上記よりも少なめでよく、ベ
ース樹脂１００質量部に対し、より好ましくは３０〜１
２０質量部、特に好ましくは５０〜１００質量部であ
る。この無機物充填剤としては、得られる組成物に特
に、高い難燃特性が要求されない場合には、炭酸カルシ
ウム、クレー、タルクなどが、また高い難燃特性が要求
される場合には、金属水和物が用いられる。この金属水
和物としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マ
グネシウム、水和珪酸アルミニウム、水和珪酸マグネシ
ウム、塩基性炭酸マグネシウム、オルト珪酸アルミニウ
ム、ハイドロタルサイトなどの水酸基あるいは、結晶水
を有する金属化合物が挙げられ、これは１種単独でも２
種以上組合せて用いてもよい。また、これらの金属水和
物はシランカップリング剤で表面処理されたものも使用
できる。

【０００９】これらの無機物充填剤の配合量は、少なす
ぎると、皮剥ぎ性、難燃性などの目的の効果が不十分で
あり、特に金属水和物では、得られる樹脂組成物に高度
の難燃性を付与できない。また、多すぎると、ベース樹
脂中への混練による均一分散化が困難となる。得られる
樹脂組成物を酸素指数３０を超えるような高難燃性化し
たい場合には、金属水和物と有機の難燃化剤を併用する
と良い。また、本発明の樹脂組成物には、ベース樹脂１
００質量部に対して、７０質量部の範囲内で、ポリエチ
レンのほかエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−
アクリル酸エチル共重合体等のエチレン系共重合体やこ
れらの再生材を単独または２種以上混合した形態で配合
してもよい。

【００１０】

【実施例】次に本発明を実施例を挙げて更に詳細に説明
する。表１に本発明の実施例を、表２に本発明に対する
比較例の組成物の各成分の配合割合示す。なお数量はい
ずれも質量部で示した。なお、この実施例、比較例で使
用した各原料は以下の通りである。 （原料） ・ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合
体）：出光ディーエスエム（株）製 商品名 ケルタン
７７８ ・ポリプロピレン：チッソ（株）製 商品名 チッソポ
リプロＸＦ−７７００ ・エチレンアイオノマー：三井デュポンポリケミカル
（株）製 商品名 ハイミラン１８５５ ・ＥＶＡ：三井デュポンケミカル（株）製 商品名 Ｅ
ＶＡ３６０ ・炭酸カルシウム：丸尾カルシウム社製 商品名 スー
パーＳ ・クレー：丸尾カルシウム社製 商品名 ＭＣクレー ・タルク：丸尾カルシウム社製 商品名 ＳＰタルク ・水酸化アルミニウム：昭和電工（株）製 商品名 ハ
イジライトＨ−４２Ｍ ・水酸化マグネシウム：協和化学工業（株）製 商品名
キスマ５Ａ ・老化防止剤：大内新興（株）製 商品名 ノクラック
３００ ・加工助剤：花王（株）製 商品名 脂肪酸アマイドＳ ・カーボン：東海カーボン（株）製 商品名 シースト
３Ｈ

【００１１】表１および表２に示した組成の混和物を調
製するため、各成分をバンバリーミキサーに装入し、混
練して、各々の成分組成の混和物を調製した。調製した
各々の組成の混和物をカレンダーロールで厚さ０．１７
ｍｍに圧延成形してテープ基材とした。次に圧延成形し
た各々のテープ基材の片面にコロナ処理を行い、この処
理面にブチルゴムベースの溶剤型粘着剤（エフコ（株）
製）を転写方式で０．０３ｍｍ厚に塗工して試料テープ
を作製した。作製した各々の試料テープを用いて、下記
の試験方法により、引張り強さ、伸び１０％、３０％の
モジュラス、体積抵抗率、耐熱性、巻付け作業性を調べ
た。また、各々の組成混和物を太さ２０ｍｍの波付金属
管上に厚さ１ｍｍの保護外被として押出被覆した後、金
属管上から形成した保護外被層の皮剥ぎ性を調べた。以
下の試験方法にて得られた結果を表１および表２に併記
する。

【００１２】（試験方法） １）引張り強さ；伸び、１０〜３０％モジュラスはＪＩ
Ｓ Ｋ ６３０１ダンベル１号で２００ｍｍ／ｍｉｎの
速度で測定。 ２）体積抵抗率；ＪＩＳ Ｃ２１２３（第１６項）の方
法で測定。 ３）耐熱特性；外径約１０ｍｍ、長さ約３００ｍｍの金
属パイプにテープ幅が１／３だけ狭くなるよう、一定の
張力を加えながら１００ｍｍ長さに１往復巻付け、これ
を７０℃の恒温槽中に７２時間保持して、巻付テープ面
の亀裂発生の有無を確認した。 ４）巻付け作業性；耐熱性評価に使用した金属パイプに
テープを巻付け、作業者の感覚で評価した。 良；柔軟性、伸びが適切で、巻付け易く、手で容易に千
切れやすい。（手切り切断個所の伸びが２０ｍｍ未満） 腰がない；巻付け時の力でテープが必要以上に伸びてし
まい、巻付け難い。（手切り切断個所の伸びが２０ｍｍ
以上） 硬い；柔軟性がなく、伸び不良で巻付け難く、手で千切
り難い。無理に手で千切るとテープの切り口が金属パイ
プに付かず、カール状に剥離した状態になる。 ５）皮剥ぎ性；押出被覆して形成した保護外被層（厚さ
１ｍｍ）にナイフで金属管に傷をつけないように長さ方
向に切込みを入れ、この切込みを介して金属管上の保護
外被層を引き剥がす。 良……容易に剥げて、切り口に薄皮が残らない。 不良…伸びて剥げ難く、切り口に薄皮が残る。 ６）酸素指数；ＪＩＳ Ｋ ７２０１の方法で測定。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】

【発明の効果】本発明の熱可塑性樹脂組成物はＰＶＣ樹
脂を用いた組成物に匹敵し得る諸物性を有し、耐熱性、
耐候性、電気特性が良好であり、テープとした場合に
は、巻付け作業性、手による容易な切断性を具備し、ま
た、保護外被材とした場合には管体上から容易に引き剥
がしできる皮剥ぎ性を具備している。更に、延焼防止、
有害ガス発生防止など環境保全の観点からの要求をも満
たすものであり、その実用的価値は極めて大きいもので
ある。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 23/26 Ｃ０８Ｌ 23/26

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エチレン成分とα，β−不飽和カルボン
   酸成分との共重合体のアイオノマー５〜４０質量％、エ
   チレン・プロピレンゴム３０〜７０質量％、およびポリ
   プロピレン１０〜５０質量％からなるベース樹脂からな
   り、かつ、無機物充填剤を所定量含有することを特徴と
   する熱可塑性樹脂組成物。
2. 【請求項２】 無機物充填剤が、水酸基あるいは、結晶
   水を有する金属水和物であることを特徴とする請求項１
   記載の熱可塑性樹脂組成物。
3. 【請求項３】 無機物充填剤が、水酸化アルミニウム、
   水酸化マグネシウム、水和珪酸アルミニウム、水和珪酸
   マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウムオルト珪酸アル
   ミニウム及びハイドロタルサイトからなる群から選ばれ
   た少なくとも１種の金属水和物であることを特徴とする
   請求項２記載の熱可塑性樹脂組成物。
4. 【請求項４】 無機物充填剤が炭酸カルシウム、クレー
   及びタルクからなる群から選ばれた少なくとも１種の物
   質であることを特徴とする請求項１記載の熱可塑性樹脂
   組成物。