JP6188204B2 - 熱収縮チューブ - Google Patents

Description

本発明は、熱収縮チューブに関し、特に、高い耐摩耗性と耐油性とを備えた混合樹脂組成物に適用できる有効な技術に関するものである。

熱を加えることによって径方向に収縮する熱収縮チューブは、電線、ケーブル、電子部品の絶縁・防水カバー、各種ホースの保護カバー、鋼管の防蝕カバー等に広く使用されている。

また、熱収縮チューブの基材には、ポリオレフィン系樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、エチレンプロピレンゴム等、用途に応じて各種の合成樹脂、エラストマーが使用されている。

特許文献１（特開２００２−３０２６０１号公報）は、熱可塑性ポリウレタン樹脂（Ａ）と、超低密度ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリブテン、スチレン系コポリマーの１種あるいは２種以上の樹脂（Ｂ）とを、（Ａ）／（Ｂ）＝５０／５０〜９５／５の重量比率で混合した樹脂組成物を用いた、高耐摩耗性の熱収縮チューブを開示している。

特開２００２−３０２６０１号公報

建設機械等の油圧ホースは、アーム等の可動部に使用されることが多いことから、その表面が摩耗し易い。そのため、油圧ホースの表面を覆っている保護カバーが摩耗によって損傷すると、油圧ホースの破損時に油圧オイルが外部に飛散するといった不具合を引き起こす恐れがある。

従来、当該油圧ホースの表面には、耐摩耗性を考慮して、６−ナイロン編組チューブ等の保護カバーが装着されていたが、より耐摩耗性の高い保護カバーが求められていた。

そこで、本発明者は、当該油圧ホースの保護カバーを熱収縮チューブで構成することを検討した。

しかしながら、熱収縮チューブを油圧ホースの保護カバーに適用するためには、柔軟性を維持しつつ、高い耐摩耗性と高い耐油性とを備えた熱収縮チューブ用基材が要求されるところ、従来の熱収縮チューブ用基材では、これらの諸特性を充分に満たすことが困難であることが判明した。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、柔軟性を維持しつつ、高い耐摩耗性と高い耐油性とを備えた熱収縮チューブに関する技術を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る熱収縮チューブは、ポリエステルポリオールとイソシアネートとの反応により得られるウレタンゴムと、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）と、カーボンブラックとを含み、前記ウレタンゴム１００重量部に対して、前記低密度ポリエチレン樹脂が１０〜６０重量部、前記カーボンブラックが２０〜１００重量部の割合で配合された混合樹脂組成物を用いた、ことを特徴とする。

本発明によれば、高い耐摩耗性と高い耐油性とを備えた高弾性混合樹脂組成物を用いた熱収縮チューブを得ることが可能となる。
なる。

熱収縮チューブの製造装置の全体構成を示す概略図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、詳細に説明する。

本発明の混合樹脂組成物は、機械特性、耐摩耗性、耐候性、耐オゾン性および耐油性に優れ、かつ反発弾性率の高いエラストマー材料であるウレタンゴムをベースとし、これにカーボンブラックを配合したものである。

また、本発明の熱収縮チューブは、上記ウレタンゴムとカーボンブラックに、さらに低密度ポリエチレン樹脂を配合した混合樹脂組成物を用いて製造したものである。

ウレタンゴムは、活性水素をもつポリオールとイソシアネート（Ｒ−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）を反応させて得られるゴムであり、ポリオールとしては、ポリエステルポリオールやポリエーテルポリオール等が用いられるが、本発明では、ポリエーテルポリオール型ウレタンゴムに比べて高温時の延伸性に優れるポリエステルポリオール型ウレタンゴムを使用する。また、イソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等、周知のイソシアネート化合物が使用可能である。

低密度ポリエチレン樹脂は、熱収縮チューブの延伸（拡径）工程において、広げた径を維持するための形状保持剤として配合する。すなわち、ウレタンゴム１００重量部に対して低密度ポリエチレン樹脂を１０〜６０重量部の範囲で配合することにより、本発明の混合樹脂組成物を用いた熱収縮チューブの延伸（拡径）工程において、約２倍以上に拡げた径を維持することができる。ウレタンゴム１００重量部に対する低密度ポリエチレン樹脂の割合が６０重量部を超えると硬度が高くなるために、上述したウレタンゴムの特性が低下し、１０重量部未満では混合樹脂組成物の形状保持特性が低下する。

ウレタンゴム１００重量部に対して低密度ポリエチレン樹脂の割合を変えたときの混合樹脂組成物の特性（伸び、硬さおよび形状保持特性）の変化を表１に示す。

なお、形状保持剤は、低密度ポリエチレン樹脂に限定されるものではなく、エチレンアクリルコポリマー（ＥＥＡ）、エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂を使用することができる。

カーボンブラックは、ウレタンゴムのモジュラスおよび破断強度を向上させるための補強剤として配合する。すなわち、ポリエステルポリオール型ウレタンゴムは、ポリエーテルポリオール型ウレタンゴムに比べてモジュラスおよび破断強度が低いが、カーボンブラックを２０〜１００重量部の範囲で配合することにより、ウレタンゴムの上述した特性を維持しつつ、モジュラスおよび破断強度を向上させることができる。

ウレタンゴム１００重量部に対して低密度ポリエチレン樹脂を４０重量部添加した配合でカーボンブラックの割合を変えたときの混合樹脂組成物の特性（伸び、硬さ、形状保持特性および耐摩耗性）の変化を表２に示す。

本発明の混合樹脂組成物には、上記した成分の他、用途に応じて、架橋剤、架橋助剤、老化防止剤、難燃剤、充填剤、着色剤等の各種添加剤を配合することができる。

次に、本発明の混合樹脂組成物を用いた熱収縮チューブの製造方法について説明する。図１は、熱収縮チューブの製造装置の全体構成を示す概略図である。

熱収縮チューブの製造工程は、大別して押出工程、架橋工程および延伸（拡径）工程からなる。

＜押出工程＞

まず、混合樹脂組成物の原料（ウレタンゴム、低密度ポリエチレン樹脂、カーボンブラック、添加剤）を押出機１０のホッパー１１に投入し、加熱撹拌部１２でこれらの原料を加熱しながら均一に撹拌、混練した後、混練物を成形部１３に押し出す。

成形部１３は、軸方向に沿って円形の貫通孔１４が形成された中空形状を有しており、加熱撹拌部１２で撹拌、混練された混練物は、貫通孔１４の内周面に沿って押し出される。貫通孔１４の内周面に沿って押し出された混練物は、エア注入部１５を通じて成形部１３に導入されたエアによってチューブ状に成形された後、貫通孔１４を通じて押出機１０の外部に導出され、架橋筒２０に搬送される。

＜架橋工程＞

次に、架橋筒２０において、チューブ状に成形された混合樹脂組成物を加熱することによって、架橋処理を施す。

＜延伸工程＞

次に、架橋処理が完了したチューブ状の混合樹脂組成物を延伸機３０に搬送し、拡径処理を施すことによって、熱収縮チューブが完成する。

（実施例１）

混合樹脂組成物の原料として、ウレタンゴム１００重量部、低密度ポリエチレン樹脂４０重量部、ファーネスカーボン４０重量部、架橋剤としてジクミルパーオキサイド３重量部を用意した。

（実施例２）

＜熱収縮チューブの製造＞

実施例１で用意した混合樹脂組成物の原料に、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレート、加工助剤としてステアリン酸を添加し、さらに老化防止剤、難燃剤、および充填剤を添加した。

次に、図１に示す押出機１０の加熱撹拌部１２にて上記混合樹脂組成物の原料および添加剤を均一に撹拌、混練した後、成形部１３にて直径９０ｍｍのチューブ状混合樹脂組成物を作製した。次に、このチューブ状混合樹脂組成物を架橋筒２０にて１８０℃に加熱し、架橋処理を施した。その後、延伸機３０にてチューブ状混合樹脂組成物を２．５倍に拡径することにより、熱収縮チューブを作製した。

＜耐摩耗試験＞

自動車電線用耐摩耗試験機（ＪＩＳ Ｃ３４０６準拠）を使って本実施例の熱収縮チューブの耐摩耗試験を行った。また、比較例としてエチレンプロピレンゴムを主成分とする熱収縮チューブおよび６−ナイロン編組チューブに対して同様の耐摩耗試験を行った。

その結果、本実施例の熱収縮チューブは、エチレンプロピレンゴムを主成分とする熱収縮チューブに比べて耐摩耗性が１２６％向上した。また、６−ナイロン編組チューブに比べて２０倍以上の耐摩耗性を示した。

＜耐油試験＞

本実施例の熱収縮チューブを（１）軽油（常温、７２時間）、（２）エンジンオイル（７０℃、７２時間）、（３）ＪＩＳ２号油（７０℃、７２時間）にそれぞれ浸漬した後、引張試験を実施した結果、いずれの場合もほとんど膨潤せず、油類に高い耐性を示した。

＜耐候試験＞

本実施例の熱収縮チューブをサンシャインウェザーメーター試験に付した結果、２０００時間（約７１０年相当）後の引張強度および伸び残率は、いずれも７５％以上であった。一般的な油圧ホースの耐用年数は５〜６年であることから、本実施例の熱収縮チューブは、油圧ホースの保護カバーに適用した場合、実使用に支障のない耐候性を示すことが判明した。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

以上の説明では、本発明の混合樹脂組成物を熱収縮チューブに適用する場合について述べたが、本発明の混合樹脂組成物の用途は、熱収縮チューブに限定されるものではなく、高い耐摩耗性が要求される熱収縮フィルム、重量物搬送用ローラー保護剤等に適用することもできる。

１０ 押出機
１１ ホッパー
１２ 加熱撹拌部
１３ 成形部
１４ 貫通孔
１５ エア注入部
２０ 架橋筒
３０ 延伸機

Claims (1)

1. ポリエステルポリオールとイソシアネートとの反応により得られるウレタンゴムと、低密度ポリエチレン樹脂と、カーボンブラックとを含み、
   前記ウレタンゴム１００重量部に対して、前記低密度ポリエチレン樹脂１０〜６０重量部、前記カーボンブラック２０〜１００重量部の割合で配合された混合樹脂組成物を用いた、ことを特徴とする熱収縮チューブ。

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