JP2012067257A

JP2012067257A - ポリ塩化ビニル系樹脂組成物及び可撓性ケーブル防護管

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Publication number: JP2012067257A
Application number: JP2010215545A
Authority: JP
Inventors: Tadaomi Kurisu; 忠臣栗栖; Seiichi Hitomi; 誠一人見
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-04-05

Abstract

【課題】耐衝撃性や可能性などの性能に優れ、表面粗さが小さく外観に優れた成形体を製造可能な樹脂組成物の提供。
【解決手段】ポリ塩化ビニル系樹脂１００質量に対し、塩素化ポリエチレン４〜８質量部を配合した塩化ビニル系樹脂組成物であって、前記塩素化ポリエチレンが、分子量２０〜２７万であり、且つ塩素含有量３０〜４０質量％であることを特徴とするポリ塩化ビニル系樹脂組成物。該ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を用いて得られた可撓性ケーブル防護管。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポリ塩化ビニル系樹脂組成物及び該組成物を用いた可撓性ケーブル防護管に関する。

可撓性ケーブル防護管は、例えば、電力ケーブルや通信ケーブル等を地中に埋設する際に、これらのケーブルを保護するために使用されている。この可撓性ケーブル防護管としては、圧縮強度、引張強度、耐衝撃性、耐燃性等の諸物性をバランスよく満足し、しかも成形性の良好なものが要求される。
従来、可撓性ケーブル防護管の製造に好適に使用される樹脂組成物に関して、例えば、特許文献１〜３に開示された技術が提案されている。

特許文献１には、（Ａ）塩素化ポリエチレン１００質量部、（Ｂ）平均粒径が０．１〜１．０μであり、かつ一般式Ｒ１−Ｓｉ（ＯＲ２）_３（Ｒ１はメルカプトアルキル基を、Ｒ２はアルキル基をそれぞれ表す）で示されるメルカプト系シランカップリング剤で処理したクレー１０〜１５０質量部、（Ｃ）有機過酸化物０．５〜２０質量部、および（Ｄ）多官能性化合物０．１〜１０質量部からなる塩素化ポリエチレン組成物が開示されている。
特許文献２には、アイソタクチックポリプロピレン５５〜９３質量部と塩素化ポリエチレン及びスチレン−プロピレン−エチレンブロック共重合体からなる群より選ばれる一種以上の樹脂２〜３０質量部と、無機充填材５〜４０質量部からなる射出成形用樹脂組成物が開示されている。
特許文献３には、塩素化塩化ビニル系樹脂（塩素含有率６４〜６７質量％）３５〜６０質量％と平均重合度が６００〜１６００である塩化ビニル系樹脂６５〜４０質量％との混合物１００質量部に対して、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ）が４〜１０質量部及び塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）が１〜７質量部配合され、且つ、前記メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ）と塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）との合計添加量が８〜１２質量部となされていることを特徴とする塩化ビニル系樹脂組成物が開示されている。

特許第３０５２４５１号公報特開平５−２５３３３号公報特開２００３−１２８８６２号公報

可撓性ケーブル防護管製造用の樹脂組成物の中でも、ポリ塩化ビニル系樹脂を主剤とし、該主剤に耐衝撃性改質剤として塩素化ポリエチレンを加えた塩化ビニル系樹脂組成物は、圧縮強度、引張強度、耐衝撃性、耐燃性等の諸物性をバランスよく満たし、比較的安価な成形体を提供できる可能性がある。

しかしながら、前記塩素化ポリエチレンを加えた塩化ビニル系樹脂組成物は、押出成形法によって可撓性ケーブル防護管製造用の帯状成形体（以下、プロファイルと記す）を作製した場合に、得られたプロファイルの表面が粗くなって外観が悪くなり、また該プロファイルを用いて作製した可撓性ケーブル防護管の耐衝撃性や可撓性などの性能が悪くなることがあった。

本発明は、前記事情に鑑みてなされ、耐衝撃性や可能性などの性能に優れ、表面粗さが小さく外観に優れた成形体を製造可能な樹脂組成物の提供を課題とする。

前記課題を達成するため、本発明は、ポリ塩化ビニル系樹脂１００質量に対し、塩素化ポリエチレン４〜８質量部を配合した塩化ビニル系樹脂組成物であって、前記塩素化ポリエチレンが、分子量２０〜２７万であり、且つ塩素含有量３０〜４０質量％であることを特徴とするポリ塩化ビニル系樹脂組成物を提供する。

また本発明は、前記ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を異形押出成形し、一側端に他側端を嵌合して係止する嵌合係止構造を有する帯状のプロファイルとし、該プロファイルを螺旋状に巻回するとともに、その一側端に他側端を嵌合係止して筒状に形成してなる可撓性ケーブル防護管を提供する。

本発明のポリ塩化ビニル系樹脂組成物は、ポリ塩化ビニル系樹脂の主剤１００質量部に対し、分子量２０〜２７万、塩素含有量３０〜４０質量％の塩素化ポリエチレン４〜８質量部を加えた構成としたことによって、押出成形法によって成形体を製造した場合に、表面粗さが小さく外観が良好で、かつ耐衝撃性や可撓性などに優れた成形体を得ることができる。

本発明の可撓性ケーブル防護管は、前記ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を異形押出成形して作製したプロファイルを巻回し筒状に形成してなるものなので、耐衝撃性や可能性などの性能に優れ、表面粗さが小さく外観に優れた可撓性ケーブル防護管を提供できる。

実施例で作製したプロファイルの断面図である。実施例の結果のうち、使用した塩素化ポリエチレンの分子量と得られたプロファイルの表面粗さとの関係を示すグラフである。実施例で作製した可撓性ケーブル防護管を示す一部断面視した正面図（下側の図）とその要部拡大断面図（上側の図）である。実施例で実施した曲げ水圧試験の試験装置の概略構成図である。

本発明の塩化ビニル系樹脂組成物は、ポリ塩化ビニル系樹脂１００質量に対し、塩素化ポリエチレン４〜８質量部を配合した塩化ビニル系樹脂組成物であって、前記塩素化ポリエチレンが、分子量２０〜２７万であり、且つ塩素含有量３０〜４０質量％であることを特徴とする。

本発明のポリ塩化ビニル系樹脂組成物において、主剤として用いられるポリ塩化ビニル系樹脂（ＰＶＣ）は、塩化ビニルの単独重合体であってもよく、塩化ビニルと共重合可能な他のモノマーとの共重合体であってもよい。前記共重合可能な他のモノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリル酸ビニル等のビニルエステル類；メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等のアクリル酸エステル類；メチルメタクリレート、エチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル類；ジブチルマレート、ジエチルマレートなどのマレイン酸エステル類；ジブチルフマレート、ジエチルフマレート等のフマール酸エステル類；ビニルメチルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニルオクチルエーテル等のビニルエーテル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル類；エチレン、プロピレン、ｎ−ブテン等のオレフィン類；塩化ビニリデン、臭化ビニル等の塩化ビニル以外のハロゲン化ビニリデン類又はハロゲン化ビニル類などが挙げられる。

前記ポリ塩化ビニル系樹脂は、例えば、懸濁重合法や乳化重合法など、従来公知の方法によって製造されたものが用いられ、その平均重合度は特に限定されないが、６００〜１６００の範囲が好ましい。平均重合度が６００未満であると耐衝撃性が低下し、１６００を超えると溶融粘度が高くなって加工性が悪くなる。

前記ポリ塩化ビニル系樹脂は、塩素化ポリ塩化ビニル樹脂（ＣＰＶＣ）を用いることもでき、ポリ塩化ビニル系樹脂（ＰＶＣ）と塩素化ポリ塩化ビニル樹脂（ＣＰＶＣ）とをブレンドして用いることもできる。前記塩素化ポリ塩化ビニル樹脂（ＣＰＶＣ）としては、塩素含有量が６４〜６７質量％の範囲であるものが好ましい。塩素化塩化ビニル系樹脂の塩素含有率が６４重量％未満であると耐熱性が低下し、６７重量％を超えると溶融粘度が高く、加工性が悪くなるとともに、ポリ塩化ビニル系樹脂と相溶しにくくなり、引張強度、耐侯性、耐衝撃性等の物性が低下する。

本発明のポリ塩化ビニル系樹脂組成物において、改質剤として添加される塩素化ポリエチレンは、分子量２０〜２７万であり、且つ塩素含有量３０〜４０質量％であるものが使用される。
分子量が２０〜２７万、且つ塩素含有量３０〜４０質量％の範囲の塩素化ポリエチレンを用いることで、得られるポリ塩化ビニル系樹脂組成物の耐衝撃性や可撓性などの性能が良好となり、さらに該ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を押出成形して得られた成形体の表面粗さが小さくなり、外観の良好な成形体を得ることができる。

本発明のポリ塩化ビニル系樹脂組成物において、前記塩素化ポリエチレンの添加量は、主剤であるポリ塩化ビニル系樹脂１００質量部に対し、４〜８質量部の範囲とする。塩素化ポリエチレンの添加量が前記範囲内であれば、耐衝撃性や可撓性などの性能が良好で成形性に優れたポリ塩化ビニル系樹脂組成物を得ることができる。

本発明のポリ塩化ビニル系樹脂組成物には、改質剤、安定剤、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、充填剤、顔料等の添加剤が必要に応じて配合される。

本発明のポリ塩化ビニル系樹脂組成物は、主剤であるポリ塩化ビニル系樹脂と、前記塩素化ポリエチレンとの必須成分、及び必要に応じて添加される前記添加剤を加え、加熱溶融し混練して均一化することにより調製される。本発明のポリ塩化ビニル系樹脂組成物は、各種の押出成形体の製造に好適に使用され、その中でも可撓性ケーブル防護管の製造用樹脂組成物として好ましい。

前記ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を成形する際に用いる成形機としては、特に限定されず、例えば、単軸押出機、二軸異方向パラレル押出機、二軸異方向コニカル押出機、二軸同方向押出機等が挙げられる。また、樹脂温度、成形条件については、特に限定されない。

本発明の可撓性ケーブル防護管は、前記ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を異形押出成形し、一側端に他側端を嵌合して係止する嵌合係止構造を有する帯状のプロファイルとし、該プロファイルを螺旋状に巻回するとともに、その一側端に他側端を嵌合係止して筒状に形成してなるものである。

前記プロファイルに形成される嵌合係止構造は、プロファイルの一側端に他側端を嵌合して係止することができればよく、例えば、特許文献３（特開２００３−１２８８６２号公報）に記載されているように、二股状で且つ開口端内縁に抜止部が対設された嵌合部を一側縁に有し、該嵌合部内に摺動可能に嵌入係止される係止部を他側縁に有する構造としてよい。

前記異形押出成形されたプロファイルは、例えば特開平１−２８３１２６号公報にみられるような専用の製管機を用いて、螺旋状に巻回するとともに、その一側端に他側端を嵌合係止して筒状に形成して可撓性ケーブル防護管とすることができる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、以下の実施例は単なる例示であり、本発明は以下の実施例の記載に限定されるものではない。

［実施例１］
ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ、徳山積水社製「ＴＳ−１０００Ｒ」）５０質量部と塩素化ポリ塩化ビニル樹脂（ＣＰＶＣ、徳山積水社製「ＨＡ−５４Ｈ」）５０質量部とからなる主剤樹脂１００質量部、塩素化ポリエチレン（ダウケミカル社製、グレード：３６１５Ｐ、分子量２０×１０^４、塩素含有量３３．４質量％、以下、塩素化ポリエチレンＡと記す。）４質量部、改質剤としてＭＢＳ（メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン樹脂、ゴム含有量８０％）６質量部、安定剤としてオクチルＳｎ液体安定剤（Ｓｎ含有量１６％）２質量部、滑剤（エステル系ワックス３０％、ＰＥ系ワックス５０％、ステアリン酸２０％の混合物）４質量部を混合し、二軸押出機（長田製作所製「ＳＬＭ５０」）に供給して図１に示す断面形状のプロファイル１を異形押出成形した。このプロファイル１は、二股状で且つ開口端内縁に抜止部が対設された嵌合部を一側縁に有し、該嵌合部内に摺動可能に嵌入係止される係止部を他側縁に有する構造であり、各部寸法は、幅寸法Ａ＝２９．０ｍｍ、高寸法Ｂ＝１３．５ｍｍ、肉厚Ｅ＝４．０ｍｍである。
この時の成形条件は、スクリュー：２軸異方向、シリンダー温度１６５〜１８０℃、金型温度２００〜２１０℃、樹脂温度１９７〜１９８℃とした。
実施例１の材料の配合量を表１に、使用した塩素化ポリエチレンのメーカーとグレードを表２に記す。

［実施例２］
塩素化ポリエチレンＡに代えて、塩素化ポリエチレンＢ（ダウケミカル社製、グレード：６００００、分子量２３×１０^４、塩素含有量３５．０質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてプロファイルを作製した。
実施例２の材料の配合量を表１に、使用した塩素化ポリエチレンのメーカーとグレードを表２に記す。

［実施例３］
塩素化ポリエチレンＡに代えて、塩素化ポリエチレンＣ（昭和電工社製、グレード：３５１ＴＡ、分子量２０×１０^４、塩素含有量３５．２質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてプロファイルを作製した。
実施例３の材料の配合量を表１に、使用した塩素化ポリエチレンのメーカーとグレードを表２に記す。

［比較例１］
塩素化ポリエチレンＡに代えて、塩素化ポリエチレンＤ（昭和電工社製、グレード：３５１Ａ、分子量３０×１０^４、塩素含有量３６．０質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてプロファイルを作製した。
比較例１の材料の配合量を表１に、使用した塩素化ポリエチレンのメーカーとグレードを表２に記す。

［比較例２］
塩素化ポリエチレンＡに代えて、塩素化ポリエチレンＥ（ダウケミカル社製、グレード：２５００Ｐ、分子量３５×１０^４、塩素含有量２６．０質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてプロファイルを作製した。
比較例２の材料の配合量を表１に、使用した塩素化ポリエチレンのメーカーとグレードを表２に記す。

［比較例３］
塩素化ポリエチレンＡに代えて、塩素化ポリエチレンＦ（昭和電工社製、グレード：３０３Ｂ、分子量１０×１０^４、塩素含有量３０．０質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてプロファイルを作製した。

［比較例４］
塩素化ポリエチレンＡに代えて、塩素化ポリエチレンＧ（昭和電工社製、グレード：４０２ＮＡ、分子量１８×１０^４、塩素含有量４０．０質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてプロファイルを作製した。

［比較例５］
塩素化ポリエチレンＡに代えて、塩素化ポリエチレンＨ（ダウケミカル社製、グレード：４２１１Ｐ、分子量１０×１０^４、塩素含有量４２．０質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてプロファイルを作製した。

＜外観の評価＞
前記の通り作製したプロファイルのうち、実施例１〜３、比較例１〜２のプロファイルについて、表面粗さ測定器（トキオエンジニアリング社製「ＳＥ−ＭＡ０１」）を用い、ＪＩＳＢ０６３３−２００１に定義された算術表面粗さ（Ｒａ）を測定した。各プロファイル表面の任意の３箇所について算術表面粗さ（Ｒａ）を測定し、その平均値を表面粗さ（単位：μｍ）とした。
外観の評価基準は、プロファイル表面を肉眼で観察した時に、表面の粗さが１５０μｍ程度であると表面の粗さが明瞭に確認できることから、表面粗さが１５０μｍ未満のものを外観良好（○）、表面粗さが１５０μｍ以上のものを外観不良（×）として判定した。
表面粗さの測定結果を表３に示し、また表面粗さと使用した塩素化ポリエチレンの分子量との関係を図２に示す。

表３及び図２に示した結果から、分子量２０〜２７万、塩素含有量３０〜４０質量％の塩素化ポリエチレンＡ〜Ｃを配合した実施例１〜３のプロファイルは、表面粗さが小さく、良好な外観を有していた。一方、本発明での塩素化ポリエチレンの分子量上限（２７万）を超える分子量を持つ塩素化ポリエチレンＤ，Ｅを配合した比較例１，２のプロファイルは、表面粗さが大きくなり、外観不良となった。

＜耐衝撃性の評価＞
前記実施例１〜３、比較例１〜５の樹脂組成物を用いて作製した押出成形体について、耐衝撃性の評価を行った。
ＪＩＳＫ７１１１に規定された寸法の試験片を作製し、シャルピー衝撃試験機（島津製作所社製「ＣＨ８３４４９」）を用い、ＪＩＳＫ７１１１−１に準じてシャルピー衝撃値を測定した。実施例１〜３、比較例１〜５の樹脂組成物を用いそれぞれ７個の試験片を作製してシャルピー衝撃試験を行い、得られた値の平均値をシャルピー衝撃値（単位：ｋＪ／ｍ^２）とした。
耐衝撃性の判定基準は、シャルピー衝撃値が１０ｋＪ／ｍ^２以上のものを良好（○）、１０ｋＪ／ｍ^２未満のものを不良（×）とした。その結果を表４にまとめて記す。

＜可撓性の評価＞
前記実施例１〜３、比較例１〜５で作製したプロファイルを螺旋状に巻き、図３に示すように製管し、可撓性ケーブル防護管を得た。得られた可撓性ケーブル防護管２は、外径：１２８ｍｍであった。
この可撓性ケーブル防護管２を曲率１．２Ｒで曲げ、図４に示す水圧試験機１０内にセットした。この水圧試験機１０は、可撓性ケーブル防護管２を収容する装置本体と、可撓性ケーブル防護管２の両端を気密に固定する継手１１，１２と、装置本体内の空気を排出する空気逃しバルブ１３と、装置本体内の水を排出する排水バルブ１４と、装置本体内からの漏水を防止する止水フランジ１５と、装置本体内に接続された圧力計１６と、バルブ１７を介して装置本体内に接続された加圧用のポンプ１８とを備えて構成されている。
水圧試験機１０内に可撓性ケーブル防護管２をセットした後、外部より水圧０．５ＭＰａをかけて３ｍｉｎ保持した。そして、０．５ＭＰａ、３ｍｉｎ保持に耐えるものを良好（○）とし、耐えられないものを不良（×）として判定した。その結果を表４にまとめて記す。

表４に示した結果から、分子量２０〜２７万、塩素含有量３０〜４０質量％の塩素化ポリエチレンＡ〜Ｃを配合した実施例１〜３は、耐衝撃性、可撓性ともに良好であった。
一方、前記塩素化ポリエチレンの分子量、塩素含有量のいずれかが前記範囲から外れている塩素化ポリエチレンＤ〜Ｈを配合した比較例１〜５は、耐衝撃性と可撓性の一方又は両方が不良であった。
従って、本発明によれば、外観及び性能に優れた可撓性ケーブル防護管を提供できることが実証された。

Claims

ポリ塩化ビニル系樹脂１００質量に対し、塩素化ポリエチレン４〜８質量部を配合した塩化ビニル系樹脂組成物であって、
前記塩素化ポリエチレンが、分子量２０〜２７万であり、且つ塩素含有量３０〜４０質量％であることを特徴とするポリ塩化ビニル系樹脂組成物。
請求項１に記載のポリ塩化ビニル系樹脂組成物を異形押出成形し、一側端に他側端を嵌合して係止する嵌合係止構造を有する帯状のプロファイルとし、該プロファイルを螺旋状に巻回するとともに、その一側端に他側端を嵌合係止して筒状に形成してなる可撓性ケーブル防護管。