(57)【要約】      （修正有）【課題】耐摩耗性に非常に優れるロボット配線保護チューブの提供。【解決手段】オレフィン重合用触媒の存在下、エチレンを単独重合、もしくはエチレンと炭素原子数３〜２０の直鎖状または分岐状のα−オレフィンとを共重合させて得られる、１３５℃デカリン中の極限粘度[η]が７〜５０ｄｌ／ｇである、超高分子量のエチレン系重合体からなるチューブであり、スパイラル形状のチューブを用いるロボット配線保護チューブ。α−オレフィン含量として、１０モル％以下が好ましく、より好ましくは５モル％以下であり、特に好ましいのはエチレンの単独重合体であるエチレン系重合体からなるロボット配線保護チューブ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
極限粘度[η]（１３５℃デカリン中）が７〜５０ｄｌ／ｇであるエチレン系重合体からなる、ロボット配線保護チューブ。
【請求項２】
スパイラルチューブである、請求項１に記載のロボット配線保護チューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超高分子量ポリエチレンからなる、ロボット配線保護チューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気配線の結束および保護を目的として、スパイラルチューブが一般的に用いられ、屈曲部分、可動部分にも使用される。スパイラルチューブの素材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ナイロン樹脂などが知られている。
【０００３】
一方、ロボットには多数の配線が必要とされ、電線の摩擦保護と結束が必要な部位が多く認められるが、ロボットは可動部分が非常に多く、また動作回数が多く、動きも複雑であるなど、過酷な動きが要求される。ロボットの動きに伴って配線も動くため、保護チューブと配線、保護チューブどうし、あるいは保護チューブと他の部材とが接触し擦れ合いが発生しうる。またロボットの高度な動き、高い耐久性への要求は高まる一方である（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３１４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ロボット配線保護に使用されてきた従来のカバー材は、耐摩耗性が十分ではなく、耐久性に不安があるとともに、摩耗粉が周囲を汚染し、内部の精密機器に付着することで電気不良や故障などを引き起こす懸念があることがわかった。本発明の課題は、これら問題点を解決しうる、耐摩耗性に非常に優れるロボット配線保護チューブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の物性を有する超高分子量ポリエチレンからなる保護チューブを用いることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は以下の［１］〜［２］に関する。
［１］極限粘度[η]（１３５℃デカリン中）が７〜５０ｄｌ／ｇであるエチレン系重合体からなる、ロボット配線保護チューブ。
［２］スパイラルチューブである、［１］に記載のロボット配線保護チューブ。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、耐摩耗性に非常に優れるロボット配線保護チューブを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明について具体的に説明する。
【００１０】
＜エチレン系重合体＞
本発明の成形体の製造方法に用いるエチレン系重合体は、極限粘度[η]（１３５℃デカリン中）が７〜５０ｄｌ／ｇ、好ましくは１０〜４０ｄｌ／ｇ、より好ましくは２０〜３５ｄｌ／ｇの範囲にあるエチレン系重合体であり、一般的に超高分子量ポリエチレンと呼ばれる。
【００１１】
本発明においてエチレン系重合体とは、エチレンを主成分とする重合体を意味し、エチレン単独重合体あるいは、エチレンと炭素原子数３〜２０のα−オレフィン、例えばプロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン等とを共重合して得られるエチレンを主体とした結晶性の共重合体が挙げられる。α−オレフィンの含有量としては１０モル％以下が好ましく、より好ましくは５モル％以下である。エチレン系重合体として特に好ましくはエチレンの単独重合体である。
【００１２】
本発明に係るエチレン系重合体としては、一般に市販されている超高分子量ポリエチレンパウダーを用いることが可能である。例えばティコナ社のホスタレンＧＵＲ（商品名）、旭化成社のサンファイン（商品名）ＵＨ、三井化学のハイゼックスミリオン（商品名）などが挙げられる。
【００１３】
本発明のエチレン系重合体には、本発明の効果を損なわない限り、各種添加剤を添加することができる。例えば耐熱安定剤、耐候安定剤、着色剤、帯電防止剤など、熱可塑性樹脂に一般的に添加される添加剤を広く挙げることができる。また、電気的シールド剤として、金属粉末等の軟磁性体粉末、カーボン粉末、カーボン繊維などを添加してもよい。また、防鼠剤、強化材用繊維、各種加工助剤等を添加してもよい。
【００１４】
＜エチレン系重合体の製法＞
本発明に係るエチレン系重合体の製造方法は特に制限されるものではないが、好ましい例として、
（１）チーグラー・ナッタ触媒を用いる製造方法、例えば、国際公開ＷＯ２００８／０１３１４４パンフレットに記載のエチレン系重合体粒子の製造方法
（２）シングルサイト触媒を用いる製造方法、例えば、国際公開ＷＯ２０１２／０５３２６１パンフレットに記載のエチレン系重合体粒子の製造方法
を挙げることができる。
【００１５】
本発明に係るエチレン系重合体の製造方法は、オレフィン重合用触媒の存在下、エチレンを単独重合、もしくはエチレンと炭素原子数３〜２０の直鎖状または分岐状のα−オレフィンとを共重合させる。
重合は、懸濁重合などの液相重合法、または気相重合法のいずれにおいても実施できる。
重合反応の条件を変えて二段以上に分けて反応を行う、いわゆる多段重合方法であってもよい。
【００１６】
得られるエチレン系重合体の分子量および極限粘度［η］は、重合系に水素を存在させるか、または重合温度や重合圧力を変化させることによって調節することができるし、あるいはオレフィン重合用触媒成分により調節することもできる。
【００１７】
＜ロボット配線保護チューブ＞
本発明のロボット配線保護チューブの形状としては、パイプ状であってもよいし、スパイラル形状のいわゆるスパイラルチューブであってもよい。好ましくはスパイラルチューブである。
【００１８】
チューブ太さ、厚さ、長さ、スパイラル形状である場合のピッチ（巻き間隔）などの寸法は特に限定されるものではなく、用途に応じて選択することができる。一般的には、内径は２〜１００ｍｍ、厚さは０．５〜１０ｍｍ、ピッチは５〜１００ｍｍ程度である。好ましくは内径２〜３０ｍｍ、厚さ０．５〜３ｍｍ、ピッチ５〜３０ｍｍである。
本発明の効果を損なわない限り、チューブ表面に各種安定剤、滑剤、着色剤、導電性塗料などが塗布されていても良い。
【００１９】
また、本発明のロボット配線保護チューブは多層構造であってもよく、それは本発明のエチレン系重合体の複数種による多層構造であってもよく、あるいは、異なる熱可塑性樹脂との多層構造であってもよいが、最外層および最内層は本発明のエチレン系重合体からなることが好ましい。
【００２０】
本発明のロボット配線保護チューブは、耐摩耗性が優れるだけでなく、摩擦係数が低いため、スムースな動き、ノイズレスなどの効果が期待できる。また、強度、疲労特性にも優れる。さらに非吸水性であるため、非乾燥環境下においても水分による寸法変化、強度低下、電気絶縁性低下などの心配がない点においても優れている。
【００２１】
ロボットとしては特に限定されるものではなく、各種産業用ロボット、サービスロボット、家庭用ロボット、宇宙開発用ロボット、レスキューロボット、多目的ロボット、パワードスーツなどに広く適用することができる。なかでも高い耐久性を要求される用途、すなわち可動部分、摩擦が発生する部位、メンテナンスが困難な部位などにより好ましく用いうる。
【００２２】
＜ロボット配線保護チューブの製造方法＞
本発明のロボット配線保護チューブは、押出成形によって得ることができる。ラム押出、一軸押出などが用いられるが、好ましくはラム押出である。
【００２３】
エチレン系重合体の押出温度は押出可能な温度範囲で任意に設定できるが、通常２００℃〜２４０℃、好ましくは２１０℃〜２３０℃である。
押出成形によって得られたチューブに螺旋状の切込みを入れ、スパイラルチューブにすることができる。カットする方法については公知の方法を限定なく適用することができる。
【００２４】
スパイラルチューブのもう一つの製造方法として、エチレン系重合体を帯状に押出し、マンドレルに旋回しながら連続的に巻き付け、冷却することによって螺旋状に成形する方法が挙げられ、大内径あるいは肉厚の成形体を得るのに適している。
【００２５】
なお本発明のエチレン系重合体は、前述のとおり極限粘度が大きく一般的に超高分子量ポリエチレンと呼ばれるものであり、一般的なポリエチレンの成形に比べて、溶融樹脂の押出速度およびパイプの引取り速度を低速にすることで成形性が安定する傾向となる。
【実施例】
【００２６】
以下に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限り下記の実施例に限定されないことは言うまでもない。
【００２７】
以下の実施例において、エチレン系重合体の極限粘度［η］および融点の測定、成形、成形体の物性測定は、下記の方法に拠って実施した。
【００２８】
（極限粘度［η］）
エチレン系重合体の極限粘度［η］は、エチレン系重合体をデカリンに溶解させ、温度１３５℃のデカリン中で測定した値である。
【００２９】
より具体的には、測定サンプル約２０ｍｇをデカリン１５ｍｌに溶解し、１３５℃のオイルバス中で比粘度ηspを測定した。このデカリン溶液にデカリン溶媒を５ｍｌ追加して希釈後、同様にして比粘度ηspを測定した。この希釈操作をさらに２回繰り返し、下記式に示すように濃度（Ｃ）を０に外挿した時のηsp／Ｃの値を極限粘度［η］（単位；ｄｌ／ｇ）として求めた。
［η］＝ｌｉｍ（ηsp／Ｃ）  （Ｃ→０）
【００３０】
（融点）
エチレン系重合体の融点は、パーキンエルマー社製ＤＳＣ７を用い、以下のようにして測定した。
窒素雰囲気下（２０ｍＬ／ｍｉｎ）、試料（約５ｍｇ）を（１）３０℃から２３０℃まで昇温して５分間保持し、（２）１０℃／分で３０℃まで冷却して３０℃で５分間保持した後、（３）１０℃／分で２００℃まで昇温させた。前記（３）の昇温過程における結晶溶融ピークのピーク頂点から融点（Ｔｍ）を決定した。
【００３１】
（プレスシート作製）
（株）東洋精機製作所製ミニテストプレス機を用いて、温度２２０℃、圧力１５ＭＰａ、加圧時間２０ｍｉｎの条件にてプレスシートを作製した。ただし、[η]＝２．０ｄｌ／ｇのポリエチレンはプレス温度を２００℃、ナイロンはプレス温度は２４０℃とした。
【００３２】
（耐摩耗性評価）
ＪＩＳ  Ｋ  ７２１８「プラスチックの滑り摩耗試験Ａ法」に準拠し、松原式摩擦摩耗
試験機を使用して測定した。試験条件は、相手材：Ｓ４５Ｃ、速度：５０ｃｍ/秒、距離
：３ｋｍ、荷重：１５ｋｇ、測定環境温度：２３℃とした。
【００３３】
（スパイラルチューブ成形）
単層押出成形機を使用し、押出温度２２０℃、インサイドマンドレル方式にて、外径１０ｍｍ、内径８ｍｍ、厚さ１ｍｍのパイプ状に成形後、ピッチ１２ｍｍでスパイラル状に切断してスパイラルチューブを得た。ただし、[η]＝２．０ｄｌ／ｇのポリエチレンは押出温度を２００℃、ナイロンは押出温度を２４０℃とした。
【００３４】
[実施例1]
[η]＝１４ｄｌ／ｇの超高分子量ポリエチレンを用いてプレスシートおよびスパイラルチューブを作製した。用いた超高分子量ポリエチレンの融点は１４２℃であった。作製したプレスシートを用いて耐摩耗試験を行い、動摩擦係数は０．１９、比摩耗量は１２０[１０−３ｍｍ３ /ｋｇ・ｋｍ]であった。
【００３５】
[実施例２]
[η]＝１８ｄｌ／ｇの超高分子量ポリエチレンを用いてプレスシートおよびスパイラルチューブを作製した。用いた超高分子量ポリエチレンの融点は１４２℃であった。作製したプレスシートを用いて耐摩耗試験を行い、動摩擦係数は０．２１、比摩耗量は１１０[１０−３ｍｍ３ /ｋｇ・ｋｍ]であった。
【００３６】
[実施例３]
[η]＝２０ｄｌ／ｇの超高分子量ポリエチレンを用いてプレスシートおよびスパイラルチューブを作製した。用いた超高分子量ポリエチレンの融点は１４２℃であった。作製したプレスシートを用いて耐摩耗試験を行い、動摩擦係数は０．２２、比摩耗量は１００[１０−３ｍｍ３ /ｋｇ・ｋｍ]であった。
【００３７】
[比較例１]
[η]＝２．０ｄｌ／ｇ、ＭＦＲ＝０．５ｋｇ／１０分（１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）、密度９３５ｋｇ／ｍ３のポリエチレンを用いてプレスシートおよびスパイラルチューブを作製して、耐摩耗試験を行った。用いたポリエチレンの融点は１３６℃であった。動摩擦係数は０．２１、比摩耗量は３３０[１０−３ｍｍ３ /ｋｇ・ｋｍ]であった。
【００３８】
[比較例２]
ナイロン６（東レ（株）製）を用いてプレスシートおよびスパイラルチューブを作製して、耐摩耗試験を行った。用いたナイロン６の融点は２２０℃であった。動摩擦係数は０．６１、比摩耗量は５５２００[１０−３ｍｍ３ /ｋｇ・ｋｍ]であった。
【００３９】
上記結果より、超高分子量ポリエチレンから製造されるスパイラルチューブは、摩擦係数が低く、さらに、摩耗量も少ない。