JP2005263845A - 結束用テープ - Google Patents

Abstract

【課題】非ハロゲン樹脂組成物を原料とするフィルムを用いた結束用テープは、自動車のエンジンルームなどで複雑な電線ケーブルを結束するテープとして使用すると、柔軟性に問題があった。
【解決手段】フィルム基材が、酢酸ビニル含有率が５〜３５％であるエチレン−酢酸ビニル共重合体１００部に対し、ポリプロピレン系樹脂１〜２００部、粒子径０．５μｍ〜１０μｍの無機質充填剤１〜２００部からなり、フィルム基材をテープ状に形成した結束用テープである。

Description

本発明は、電気機器や自動車等で使用される電線ケーブルを結束するための結束用テープに関する。尚、本発明の結束用テープの配合組成を示す「部」等の単位は、特に断らない限り質量基準で表示する。

電気機器や自動車等の電線ケーブルを結束する結束用テープとして、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化ビニル樹脂を含有する樹脂組成物を原料とするフィルムが使用されてきた。このようなハロゲン化ビニル樹脂フィルムは、焼却処分する際に有毒ガスを発生するので、最近では、ポリオレフィン系樹脂に水酸化マグネシウム等の無機系難燃剤を多量に含有させた非ハロゲン樹脂組成物を原料とするフィルムが使用され始めている。

このような非ハロゲン樹脂組成物を原料とするフィルムを用いた結束用テープとして、ポリオレフィン系樹脂に金属酸化物と難燃助剤を配合した組成物をフィルム基材としたことを特徴とするテープがある（例えば特許文献1）。
特開２００３−１６５９６２号公報

しかしながら、これらの非ハロゲン樹脂組成物を原料とするフィルムを用いた結束用テープは、例えば、自動車のエンジンルームなどの複雑な電線ケーブルを結束するテープとして使用するには、巻き付け作業性や手切れ性に問題がある場合があった。

本発明は従来の欠点を解決し、結束用テープとして必要とされる柔軟性、巻き付け作業性及び手切れ性のすべての特性をバランスよく兼ね備えた結束用テープを提供することにある。

即ち、本発明はフィルム基材が、酢酸ビニル含有率が５〜３５％であるエチレン−酢酸ビニル共重合体１００部に対し、ポリプロピレン系樹脂１〜２００部、粒子径０．５μｍ〜１０μｍの無機質充填剤１〜２００部からなる結束用テープである。

また、フィルム基材をフィルム製膜時のロール長さ方向に１．０５〜３倍の延伸をした結束用テープである。

さらに、フィルム基材に電子線を照射し架橋した結束用テープである。

さらに、ＪＩＳ Ｋ ０２３７に準拠した巻戻し力が、巻戻し速度１５．８ｍ／分で３〜１０Ｎ／１０ｍｍである結束用テープである。

巻き付け作業性や手切れ性に優れる結束用テープを得ることができる。

フィルム基材に用いることができるエチレン−酢酸ビニル共重合体としては、酢酸ビニルの含有率は５〜３５％の範囲である。酢酸ビニルの含有率が５％未満であると、樹脂同士の相溶性が悪くピンホールが発生しやすいため加工性に乏しく、また柔軟性が低下し、電線ケーブルへの密着性に欠ける。一方で酢酸ビニルの含有率が３０％を超えると、フィルム基材の耐熱性が低下し、加工性に欠ける。

ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、ポリプロピレンホモポリマー、更に結晶性の高い高結晶性ホモポリマー、プロピレンーエチレン共重合体であるポリプロピレンランダムコポリマー、ポリプロピレンブロックポリマー、ポリプロピレンとＣＨ２＝ＣＨＲ（Ｒ：炭素数２〜８の脂肪族及び芳香族）を重合したポリプロピレンブロックポリマー、ポリプロピレンをハードセグメントとしエチレン−プロピレンラバー（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレンジエンラバー（ＥＰＤＭ）及びアクリロニトリルブタジエンラバー（ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）等をソクトセグメントとし溶融混練及びリアクターで重合したポリプロピレンポリマー（ＴＰＯ）等がある。ポリプロピレン系樹脂は、各々単独で使用しても良いが、複数種併用して使用しても良い。

ポリプロピレン系樹脂の配合量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００部に対して１〜２００部の範囲である。ポリプロピレン系樹脂が１部未満では、フィルム基材が柔らかく伸びやすくなり、巻き付け作業性、手切れ性が低下する。一方でポリプロピレン系樹脂が２００部を超えると、フィルム基材の加工温度が上昇し、加工性が失われ、さらにフィルム基材が剛直になり耐ピンホール性が低下し、柔軟性が失われる。

無機質充填剤を配合するのは、フィルム基材の手切れ性を向上させる一方、成形加工時の熱伝導を大きくすることでフィルム基材の冷却効果を上げ、フィルム基材で生じる歪みを小さく抑えるためである。無機質充填剤の粒子径は０．５μｍ〜１０μｍの範囲である。粒子径が、０．５μｍ未満であると巻き付け作業性や手切れ性が悪くなる。一方で粒子径が、１０μｍを超えるとフィルム基材の引張強度、破断伸度の低下が生じるとともに柔軟性の低下やピンホールの発生を引き起こしてしまう。

無機質充填剤としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化ジルコニウム、水酸化カルシウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、トリフェニルホスフィート、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸アミド、酸化ジリコニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化モリブデン、リン酸グアニジン、ハイドロタルサイト、スネークタイト、硼酸亜鉛、無水硼酸亜鉛、メタ硼酸亜鉛、メタ硼酸バリウム、酸化アンチモン、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、赤燐、タルク、アルミナ、シリカ、ベーマイト、ベントナイト、珪酸ソーダ、珪酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等がある。これらを単独あるいは複数種を併用して使用しても良い。

無機質充填剤の配合量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１００部に対し1〜２００部の範囲である。無機質充填剤が１部未満では、難燃性が向上しないとともに、巻き付け作業性や手切れ性も悪くなる。一方で、無機質充填剤が２００部を超えると引張強度、破断伸度の低下が生じるとともに柔軟性の低下やピンホールの発生を引き起こしてしまう。

無機質充填剤を非ハロゲン系難燃剤として配合した場合は、チャー（炭化層）の形成を図り、フィルム基材の難燃性を向上させることもできる。

結束用テープのフィルム製膜時のロール長さ方向の延伸倍率は、１．０５〜３倍の範囲である。延伸倍率が１．０５倍未満では、電線ケーブルを結束する際にフィルム基材が伸びすぎてしまい手切れ性が悪くなり、巻き付け作業性が低下することがある。一方で延伸倍率が３倍を超えると、フィルム基材が硬くなり、手切れ性が悪くなり、巻き付け作業性が低下することがある。

結束用テープのＪＩＳ Ｋ ０２３７に準拠した巻戻し力は、巻戻し速度１５．８ｍ／分で３〜１０Ｎ／１０ｍｍの範囲が好ましい。巻戻し力が小さいと、結束用テープを巻き解す際の巻戻しが軽くなり、必要以上に巻き戻されてしまい電線ケーブルへの巻き絞まりが十分ではなく、作業性が低下することがある。一方で巻戻し力が１０Ｎ／１０ｍｍを超えると、結束用テープを巻き解す際の巻戻しが重くなり、電線ケーブルに巻き付ける際に結束用テープに伸びが生じ、巻き付け時の作業性が悪くなることがある。

本発明において、巻戻し力の値は、引張試験機を用いた測定値より算出した値であり、このような測定ができる評価装置としては、例えば、島津製作所株式会社製の商品名「ＡＧＳ−５００Ａ」等が挙げられる。

巻戻し力の値を制御する方法としては、粘着剤等の配合を調整する方法、成形時における成形条件を調整する方法等、公知の方法を組み合わせることによって可能となる。

粘着剤等の配合を調整する方法としては、ゴム系粘着剤ではゴム系粘着剤中の粘着付与剤を選択する方法がある。例えば、軟化点の低い粘着付与剤を用いることで、巻戻し力が増加する。また、アクリル系粘着剤ではアクリル系粘着剤中の主成分を変更する方法がある。例えば、主モノマを２−エチルヘキシルアクリレートとすることで、巻戻し力が増加する。

成形時における成形条件を調整する方法としては、粘着剤を塗工する際の厚さ制御による方法がある。例えば、粘着剤を薄く塗布すれば、巻戻し力が減少する。

フィルム基材に電子線を照射して架橋することにより、結束用テープを高温下に置いたときにフィルム基材が変形又は収縮するのを防止し、温度依存性を少なくすることができる。この際の電子線の照射量は、１０〜３０Ｍｒａｄ（メガ・ラド）の範囲がよい。好ましくは、１５〜２５Ｍｒａｄが良い。照射量が１０Ｍｒａｄ未満では、温度依存性が改善されない。一方で照射量が３０Ｍｒａｄを超えると、電子線によりフィルム基材が劣化してしまい、後加工での加工性に問題が生じる。

電子線架橋を促進するための架橋剤を添加しても良い。具体的な架橋剤としては、分子内に炭素−炭素二重結合を少なくとも２個以上有する低分子量化合物やオリゴマーが良く、例えばアクリレート系化合物、ウレタンアクリレート系オリゴマー、エポキシアクリレート系オリゴマーが有る。

フィルム基材には、必要に応じて本発明の効果を阻害しない範囲で無機質難燃剤の他に有機系難燃剤、着色剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、滑剤、安定剤、その他の添加剤を配合することができる。

フィルム基材の片面に粘着剤層を形成してもよい。粘着剤層を構成するための粘着剤としては、一般的に用いられている粘着剤を適宜使用することができ、例えばゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤等を用いることができる。また、これら粘着剤を望ましい性能にするために、粘着付与剤、老化防止剤及び硬化剤等を配合することができる。

ゴム系粘着剤は、不飽和二重結合を持った天然ゴム系粘着剤とＳＢＲ系粘着剤のどちらか一方もしくは混合物を用いてよい。

ゴム系粘着剤には、必要に応じて、架橋剤、軟化剤、充填剤、難燃剤等を添加することができる。具体的な例としては、架橋剤としてイソシアネート系架橋剤、軟化剤として液状ゴム、充填剤として炭酸カルシウム、難燃剤として水酸化マグネシウムや赤リン等の無機系難燃剤、リン酸エステル系難燃剤等の有機系難燃剤等が挙げられる。

アクリル系粘着剤は、例えば、アクリル酸エステル系を主たる単量体単位とする単独重合体（主モノマ−）及びコモノマ−との共重合体から選ばれたアクリル系共重合体、その他の官能性単量体（官能基含有モノマ−）との共重合体及びこれら重合体の混合物を採用できるものがより好ましい。

前記主モノマ−としては、例えば、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレートがあり、上記コモノマとしては、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリルアマイド、スチレン、メチルメタアクリレート、メチルアクリレートがある。また、モノマ−としては、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、ヒドロキシエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、アクリルアマイド、メチロールアクリルアマイド、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸等がある。

粘着付与剤としては、例えば、テルペンフェノール、芳香族系樹脂、脂肪族系樹脂、クマロンインデン樹脂等の単独物または混合物を挙げることができる。

老化防止剤は、ゴム系粘着剤がゴム分子中に不飽和二重結合を持つために酸素や光の存在下で劣化しやすいためそれを改善するために用いる。

老化防止剤としては、例えば、フェノール系老化防止剤、アミン系老化防止剤、ベンズイミダゾール系老化防止剤、ジチオカルバミン酸塩系老化防止剤、リン系老化防止剤等の単独物または混合物を挙げることができる。

次に、アクリル系粘着剤用硬化剤としては、例えば、イソシアネート系、エポキシ系、アミン系などを挙げることができ、これらの単独物のみならず混合物であってもよい。

イソシアネート系硬化剤としては、具体的には多価イソシアネート化合物、例えば、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネート、１，４−キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−２，４’−ジイソシアネート、３−メチルジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−２，４’−ジイソシアネート、リジンイソシアネート等がある。

フィルム基材を成形する手段は、特に限定されるものでないが、例えば、押出法、圧延法、ラミネート法等が挙げられる。

フィルム基材の厚さは、５０〜４００μｍが適当である。結束用テープは、様々な形態をなす電線ケーブルに巻き付ける作業に対応するため、一般に、フィルム基材の厚さが厚くなると作業性が低下する。

粘着剤層を構成する粘着剤、粘着剤付与剤及び老化防止剤等のフィルム基材への塗工手段は、特に限定されるものではなく、例えば、粘着剤、粘着剤付与剤及び老化防止剤等から成る粘着剤溶液をフィルム基材の片面に転写法によって塗布し、乾燥する方法がある。粘着剤層の厚みは、粘着性や取扱性を損なわない範囲で適宜選択できるが、通常５〜４０μｍが好ましい。さらに好ましくは１０〜３０μｍである。５μｍ以下では粘着力が低下することがあり、４０μｍを超えると塗工性能が悪くなる。

以下、本発明にかかる実施例を、表１を参照しつつ、比較例と対比しながら説明する。

表１において、「巻戻し力」とは、ＪＩＳ Ｋ ０２３７に準拠して測定した。温度２３±２℃、湿度６５±５％ＲＨに設定された評価試験室内で、試験を行う結束用テープを１５．８ｍ／分の速度で約３秒間巻き戻した時の数値を巻戻し力とし、ｎ＝３以上の平均値を記載した。

表１において、「加工性」とは、長さ１００ｍｍに形成した結束用テープを引張速度３００ｍｍ／分で長さ２００ｍｍになるまで延伸し、結束用テープ表面のピンホールの有無を目視で判定したものである。ピンホールがないものを良好（○）とし、ピンホールが１つ以上発生したものを不良（×）とした。

表１において、「柔軟性」とは、電線ケーブルに結束用テープをハーフラップ状で巻き付けた際、電線ケーブルに巻き付けた結束用テープの浮き及び巻き付け終わりの切断時に端末部分の端末剥がれの有無を目視で判断した。浮き、端末剥がれの無いものを良好（○）とし、浮き、端末剥がれの有るものを不良（×）とした。

表１において、「作業性」とは、直径1ｍｍの電線ケーブルに結束用テープを巻き付けた場合の使い勝手を判定してものである。巻き付け中に結束用テープの伸びまたは切れがないものを良好（○）とし、伸びまたは切れが有るものを不良（×）とした。

表１において、「手切れ性」とは、長さ１００ｍｍに形成した結束用テープを横方向に人間の手で切断し、結束用テープの切断面の切り口の状態を評価したものである。切り口がきれいに切れたものを良好（○）とし、切り口が伸びて切れるものを不良（×）とした。

なお、表１中の「総合評価」は、全ての特性値が良好（○）であるものを適（○）とし、いずれか１つでも特性値が満たされないものを不適（×）とした。

（実施例１）本実施例における結束用テープのフィルム基材の配合は、エチレン−酢酸ビニル共重合体として酢酸ビニル含有率２０％のエチレン−酢酸ビニル共重合体(東ソ社製)１００部とポリプロピレン系樹脂としてポリプロピレンランダムコポリマー（出光社製）６０部、粒子径０．５μｍ〜１０μｍの無機質充填剤として水酸化マグネシウム（神島化学社製）５０部、その他少量の安定剤、滑剤、着色剤を含有させたものである。粘着剤として、天然ゴムとＳＢＲの混合物からなるゴム系粘着剤を含有し、この配合剤をバンバリーミキサーで混練し、カレンダー加工で約０．１ｍｍの厚さに形成した後、幅２５ｍｍのテープ状に切断して、実施例１の結束用テープを得た。

本実施例１においては、全ての特性値が良好と評価され、目的とする加工性、柔軟性、作業性及び手切れ性等を持ち合わせた結束用テープが得られた。なお、以下に説明する比較例は、特に記載しない限り本実施例と同様のものである。

（実施例２）ポリプロピレンランダムコポリマー３０部とリアクターポリプロピレン（ＴＰＯ）３０部とした以外は、実施例１と同様な配合とした。全ての特性値が良好と評価され、目的とする結束用テープが得られた。

（実施例３）粘着剤をゴム系粘着剤からアクリル系粘着剤とした以外は、実施例１と同様な配合とした。全ての特性値が○と評価され、目的とする結束用テープが得られた。

（比較例１，２）実施例１のエチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有率を３％に変更した比較例１では、樹脂の相溶性が悪くピンホールが発生し加工性が得られず、フィルム基材が柔らかすぎて伸びすぎるために柔軟性及び作業性が得られなかった。また、実施例１のエチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有率を４０％に変更した比較例２では、基材が柔らかくすぎて伸びすぎるために作業性及び手切れ性が得られなかった。

（比較例３，４）実施例１のポリプロピレンランダムコポリマーの配合量を０．５部に変更した比較例３では、フィルム基材が柔らかすぎて伸びすぎるために作業性及び手切れ性が得られなかった。また、実施例１のポリプロピレンランダムコポリマーの配合量を３００部に変更した比較例４では、フィルム基材が硬くなり、加工性、柔軟性及び作業性が得られなかった。

（比較例５，６）実施例１の水酸化マグネシウムの配合量を０．５部に変更した比較例５では、フィルム基材が柔らかくなり作業性及び手切れ性が得られなかった。実施例１の水酸化マグネシウムの配合量を２５０部に変更した比較例６では、フィルム基材が硬くなり加工性及び柔軟性が得られなかった。

（比較例７，８） 実施例１の水酸化マグネシウムの粒子径を０．３μｍに変更した比較例７では、フィルム基材が柔らかくなり作業性及び手切れ性が得られなかった。実施例１の水酸化マグネシウム粒子径を２０．０μｍに変更した比較例８では、フィルム基材が硬くなり加工性及び柔軟性が得られなかった。

（比較例９）実施例１のエチレン−酢酸ビニル共重合体を低密度ポリエチレンに変更した比較例９では、フィルム基材が柔らかすぎて伸びすぎるために柔軟性及び作業性が得られなかった。

表１には示さなかったが、実施例１の加熱変形率は−４３％であった。この加熱変形率は、１４０℃で５分間熱処理した後、２３℃で３０分以上放置した結束用テープと処理前の結束用テープの、長手方向における長さの変形率であり、結束用テープの温度依存性を示したものである。他の実施例として、実施例１のフィルム基材に２０Ｍｒａｄの電子線を照射して架橋させると、その加熱変形率が−６％となり温度依存性が少なくなった。

また、表１には示さなかったが、実施例１〜３は、従来のポリ塩化ビニル系結束用テープと同等の引張強度、破断伸度、電気絶縁性（体積固有抵抗値で１×１０^１２Ω・ｃｍ以上）、耐電性及び破壊電圧を備えていた。

Claims (4)

1. フィルム基材が、酢酸ビニル含有率が５〜３５％であるエチレン−酢酸ビニル共重合体１００部に対し、ポリプロピレン系樹脂１〜２００部、粒子径０．５μｍ〜１０μｍの無機質充填剤１〜２００部からなる結束用テープ。
2. フィルム基材をフィルム製膜時のロール長さ方向に１．０５〜３倍の延伸をした請求項１記載の結束用テープ。
3. フィルム基材に電子線を照射し架橋した請求項１又は２記載の結束用テープ。
4. ＪＩＳ Ｋ ０２３７に準拠した巻戻し力が、巻戻し速度１５．８ｍ／分で３〜１０Ｎ／１０ｍｍである請求項１乃至３記載の結束用テープ。