(57)【要約】ＰＶＣ系のテープを燃焼させると、ダイオキシン発生の報告があること等を背景に、ＰＶＣ系粘着テープに替わり、ＰＶＣ系粘着テープと同等の物理的特性と電気的特性を持つ非ハロゲンテープが望まれている。ＰＶＣをポリプロピレン系合成樹脂に単に置き換えただけでは、手切れ性が悪いという問題があるので、合成樹脂組成物を、ポリプロピレン系樹脂１００重量部、ポリエチレン系樹脂１〜７０重量部、平均粒子径０．５〜１０μｍの無機質充填剤１〜２００重量部及び相溶化剤０．１〜５０重量部を有する組成に工夫し、更に、ＭＤ方向に１．０５〜３倍まで延伸する一方、フィルム厚を０．０３〜０．５ｍｍに維持した。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂組成物を帯状に形成した基材を備えるテープにおいて、前記合成樹脂組成物が、ポリプロピレン系樹脂１００重量部、ポリエチレン系樹脂１〜７０重量部、平均粒子径０．５〜１０μｍの無機質充填剤１〜２００重量部及び相溶化剤０．１〜５０重量部を配合して混練して均一に分散させ、フィルム状に成形した後、該フィルムのＭＤ方向に１．０５〜３倍の延伸を行う一方、フィルム厚を０．０３〜０．５ｍｍに維持してテープ状に成形したことを特徴とする電線結束用テープ。
【請求項２】
前記合成樹脂組成物に架橋剤が添加され、電子線照射による架橋処理が施されたことを特徴とする請求の範回第１項記載の電線結束用テープ。
【請求項３】
前記架橋処理は、２５０Ｍｒａｄ以下で行なわれたことを特徴とする請求の範囲第２項記載の電線結束用テープ。
【請求項４】
無機質充填剤を５０重量部以下含有する粘着剤層が設けられたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の電線結束用テープ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、電気機器や自動車などで使用される電線ケーブルに電気絶縁材として巻きつけられるポリオレフィン（ＰＯ）系のテープに関する。特に、耐ピンホール性、手切れ性、難燃性、耐熱性に優れた非ハロゲン系の電線結束用テープに関する。
【背景技術】  従来の電線結束用テープ（以下、「テープ」と略称する。）としては、ポリ塩化ビニル（以下、「ＰＶＣ」と称する。）系樹脂組成物を用いたものが広く使用されている。これは、電線結束用として必要とされる物理的性質（柔軟性、手切れ性、難燃性）及び電気的特性（絶縁性、耐電性、破壊電圧）を考えた上、選択されてきたためである。
しかし、ＰＶＣ系樹脂組成物を用いたテープの塩素量は３０〜４５重量％であり、これを燃焼させると、その燃焼条件によってはダイオキシンが発生して外部に悪影響を及ぼしたり、塩化水素が発生して酸性雨の原因になったりする等の環境面の課題がある。
ここで、前記ＰＶＣ系樹脂組成物を、単にポリプロピレン系合成樹脂に置き換えただけでは「手切れ性」が悪く、実用に向かなかった。この手切れ性は、テープを紙管から巻き戻したときに、手でテープ幅方向へ切り込みを入れて切断する際、切断端面が伸びずに切れる特性をいい、テープの実用化においては、重要な特性である。
そこで、本発明の目的は、ＰＶＣ系のテープの上記物理的性質及び上記電気的特性を備えながら、手切れ性が良好で、かつ、難燃性及び耐熱性を備えた非ハロゲン系のテープを提供することにある。
【発明の開示】
本願発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、合成樹脂組成物を帯状に形成した基材を備えるテープにおいて、前記合成樹脂組成物について、ポリプロピレン系樹脂１００重量部、ポリエチレン系樹脂１〜７０重量部、平均粒子径０．５μｍ〜１０μｍの無機質充填剤１〜２００重量部及び相溶化剤０．１〜５０重量部を配合するとともに、ＭＤ方向に１．０５〜３倍延伸するように工夫することよって、「手切れ性」を良くするという技術的課題を解決できることを見いだした。
また、「難燃性」に関しては、テープ基材に単に無機物充填剤を含有させただけではなく，粘着剤１００部に対して無機質充填剤を０．５部〜５０部含有させることによって向上させることができることを見出した。更に、「耐熱性」に関しては、テープに架橋剤を添加し電子線照射処理を施すことによって向上させることを見出した。
本発明に係る電線結束用テープにおいて、合成樹脂組成物としてポリプロピレン系樹脂を採用したのは、電線結束用のテープとして必要とされる物理的性質（柔軟性、手切れ性、難燃性）、電気的特性（絶縁性、耐電性、破壊電圧）及び非ハロゲン化を考慮したためである。
前記ポリプロピレン系樹脂としては、一般に言われているポリプロピレンホモポリマ、更に高結晶性ホモポリマ、プロピレン−エチレン共重合体であるポリプロピレンランダムポリマ、ポリプロピレンブロックポリマ、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、ＴＰＯなどがある。該ＴＰＯは、ポリプロピレンをハードセグメントとし、エチレン−プロピレンブタジエンラバー（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンラバー（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリルブタジエンラバー（ＮＢＲ）及び天然ゴム（ＮＲ）等をソフトセグメントとし、さらに溶融混練及びリアクタで重合したポリプロピレンポリマをいう。なお、上記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。
本発明において、合成樹脂組成物にポリエチレン系樹脂を配合する理由は、ポリプロピレン系樹脂単独でテープを形成すると、テープ自体にピンホールが発生しやすくなり、絶縁性、耐電性が低下するためである。
また、ポリプロピレン系樹脂単独では融点１３０〜１７０℃であるため、高温かつ狭い温度域にテープ製造時の加工温度（１８０〜２２０℃）を設定しなければならなくなるが、ポリエチレン系樹脂を配合すると、加工温度域を低下かつ拡大させることができるので、製造し易くなる。これは、ポリエチレン系樹脂の軟化点がポリプロピレン系樹脂に対して低いためである。
ここで、このポリエチレン系樹脂の配合量があまりに少ないとポリエチレン系樹脂を配合した効果が発揮されずテープ自体にピンホールが発生し易くなり、絶縁性、耐電性が低下し、一方、あまりに多いとテープの柔軟性が向上し過ぎて手切れ性が悪くなる。このため、本願発明者らが検討したところ、ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、ポリエチレン系樹脂の配合量１〜７０重量部が好ましく、２０〜５０重量部が特に好ましい。
ポリエチレン系樹脂としては、従来公知の樹脂を適宜選択して採用でき、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのエチレン−ビニルエステル共重合体、エチレン−エチル−アクリレート共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合体などのエチレン−α，β−カルボン酸またはその誘導体との共重合体などのエチレン系（共）重合体がある。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。
次に、本発明における合成樹脂組成物に無機充填剤を配合する理由は、テープ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して合成樹脂組成物の冷却効果を上げ、該合成樹脂組成物で生じる歪みを小さく抑えるためである。
この無機充填剤の平均粒子径は、あまりに小さいと手切れ性が悪くなり、一方あまりに大きいとテープの引張強度、破断伸度の低下が生じると共にピンホールが発生し易くなる。このため、本願発明者らが検討したところ、無機充填剤の平均粒子径は、０．５〜１０μｍが好ましく、１．０〜５．０μｍが特に好ましい。
また、無機質充填剤の配合量は、あまりに少ないと手切れ性が悪くなり、あまりに多いと引張強度、破断伸度の低下が生じると共にピンホールが発生し易くなるため、１〜２００重量部が好ましく、５０〜１５０重量部が特に好ましい。
無機質充填剤としては、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、スメクタイト、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。
続いて、本発明において、合成樹脂組成物に相溶化剤を配合する理由は、上記ポリプロピレン系樹脂、上記ポリエチレン樹脂及び上記無機質充填剤を単に配合しただけでは均一に分散せずテープにピンホールが生じやすくなることが判明したためであり、言い換えれば、これらを均一に分散させるためである。
相溶化剤の配合量は、あまりにも少ないとテープにピンホールが発生し易くなり、一方、あまりにも多いと溶融粘度が低下し過ぎてテープの手切れ性が悪くなってしまう。このため、０．１〜５０重量部が好ましく、３〜２０重量部が特に好ましい。
相溶化剤としては、エチレン−グリシジルメタアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート−無水マレイン酸共重合体、水添スチレンブタジエンラバー（ＨＳＢＲ）、スチレン−エチレンブチレン−オレフィン結晶−ブロックコポリマ（ＳＥＢＣ）、オレフィン結晶−エチレンブチレン−オレフィン結晶−ブロックコポリマ（ＣＥＢＣ）、ポリエチレン−無水マレイン酸変性共重合体（ＰＥ−Ｍ）、ポリプロピレン−無水マレイン酸共重合体（ＰＰ−Ｍ）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。
次に、本発明に係るテープでは、ＭＤ方向の延伸処理を取り入れるとともに、基材厚を０．０３〜０．５ｍｍに設定した理由は、手切れ性と柔軟性の両方の特徴をもたせるためである。
ここで、ＭＤ方向の延伸倍率は、鋭意研究したところ、１．０５〜３倍が好ましい。１．０５倍を下回ると、電線を結束する際に基材が伸び過ぎてしまって手切れ性が悪くなり、作業性の低下の原因になる。一方、３倍を上回る延伸をした場合には、基材が硬くなり、基材が手で切れなくなるという不具合が生じる。
更に、基材厚を０．０３〜０．５ｍｍに設定した理由は、様々の形状をなす電線に巻きつける作業に対応するため、柔軟性が要求され、この柔軟性は一般にテープ厚で決定されるからである。
本発明に係るテープに電子線を照射して、上記合成樹脂組成物を架橋することによって、テープの温度依存性（環境温度変化による伸縮性）を少なくすることができる。
この電子線の照射量は、２５０Ｍｒａｄ（メガ・ラド）以下が好ましい。２５０Ｍｒａｄを上回ると基材が収縮してしまうからである。また、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ド系オリゴマー、エポキシアクリレート系オリゴマーが有る。
前記アクリレート系化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートあるいは１，４−ブチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、オリゴエステルアクリレート等がある。
ウレタンアクリレート系オリゴマーは、炭素−炭素二重結合を少なくとも二個以上有する加熱硬化性化合物であり、例えばポリエステル型又はポリエーテル型等のポリオール化合物と、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ナート、２，６−トリレンジイソシアナート、１，３−キシリレンジイソシアナート、１，４−キシリレシジイソシアナート、ジフエニルメタン４，４−ジイソシアナート等を反応させて得られる末端イソシアナートウレタンプレポリマに、ヒドロキシル基を有するアクリレート、あるいはメタクリレート、例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート等を反応させて得られるものがある。
上記した基材配合組成を備える本発明に係るテープでは、テープの片面若しくは両面に粘着剤層を形成してもよい。この粘着剤層を形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。
この粘着剤層には、必要に応じて難燃剤として機能する無機質充填剤を添加しても良い。粘着剤層への無機質充填剤の添加量は、５０重量部以下が好ましい。５０重量部を上回ると、粘着性の低下を招き、電線に付かなくなるためである。
なお、本発明に係るテープで用いる合成樹脂組成物には、必要に応じて本発明の効果を阻害しない範囲で着色剤、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。
【図面の簡単な説明】  第１図（表）は、各実施例・比較例で用いた合成樹脂組成物の配合とその特性値を示した図（表）である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明に係る実施例を、第１図（表）に基づいて、比較例と対比しながら説明する。
なお、第１図（表）中、「ＰＰ」は、ポリプロピレン系樹脂、「ＰＥ」は、ポリエチレン系樹脂を示す。「ＴＰＯ」は、ポリプロピレンをハードセグメントとし、エチレン−プロピレンブタジエンラバー（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンラバー（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリルブタジエンラバー（ＮＢＲ）及び天然ゴム（ＮＲ）等をソフトセグメントとし、さらに溶融混練及びリアクタで重合したポリプロピレンポリマを示す。また、第１図（表）の合成樹脂組成物の欄で示された値の単位は、重量部である。
特性値の評価方法。
第１図（表）の特性値の「電線剥がれ」は、テープを電線にハーフラップ上に巻き付け、２３℃、５０℃の条件下で１ヶ月置いた後のテープの剥がれを確認して評価した。
「耐ピンホール性」は、幅２５ｍｍ、長さ１００ｍｍに形成した該テープを引張速度３００ｍｍ／分で長さ２００ｍｍになるまで延伸し、該テープ表面のピンホールの有無を目視で判定した。ピンホールがないものを良好（○）、１つ以上発生したものを不良（×）と判定した。
「手切れ性」は、幅２５ｍｍ、長さ１００ｍｍに形成した該テープを横方向に手で切断し、切断面の切り口の状態を評価した。切断面の切り口がきれいに切れた場合を良好（○）とし、切り口でテープが伸びて切れた場合を不良（×）とした。
「耐熱性」は、１万時間に対応できる温度を示している。テープを電線にハーフラップ上に巻きつけて、テープに割れ、亀裂、溶融等の支障がなく、１万時間対応できる温度を示している。
「難燃性」は、ＪＩＳ  Ｋ７２０１酸素指数法による燃焼試験に準じて試験を行った。第１図（表）に示されたＯＩ値は、その数値が高いほど、難燃性に優れていることを示している。
なお、第１図（表）中の「総合評価」は、特性値が全て良好であったものを適（○）とし、いずれか一つの特性値が不良であったものを不適（×）とした。
【実施例１】  実施例１のテープは、本実施例１のテープの合成樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂としてＴＰＯ１００重量部、ポリエチレン系樹脂として超低密度ポリエチレン樹脂３０重量部、平均粒子径３．０μｍの無機質充填剤として水酸化マグネシウム７０重量部、相溶化剤としてエチレン−エチルアクリレート共重合体５重量部であって（第１図（表）参照）、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。
上記組成物をバンバリミキサで混練した後、カレンダ加工にて１．１５倍に延伸し、厚さ約０．１ｍｍに形成した。
粘着剤層は、ゴム系粘着剤を用いた。
なお、他の実施例、比較例は、特に言及した部分以外、本実施例１と同様の条件である。
【実施例２】  実施例２のテープは、実施例１のＴＰＯ１００重量部をＴＰＯ５０重量部とポリプロピレンランダムポリマ５０重量部の合計１００重量部としたものである。複数のポリプロピレン系樹脂を用いても目的とするテープが得られることを実証するために用意した実施例である。
【実施例３】  架橋剤であるトリメチロールプロパントリアクリレートを５重量部添加し、電子線照射を１００Ｍｒａｄの条件で行った。
【実施例４】  実施例３と同様に、架橋剤であるトリメチロールプロパントリアクリレートを５重量部添加し、電子線照射を１００Ｍｒａｄの条件で行った。粘着剤層には、難燃剤であるポリリン酸アンモニウムを、ゴム系粘着剤１００重量部に対して５重量部添加した。
【実施例５】  基材の合成樹脂組成物には架橋剤を添加せず（電子照射処理なし）、粘着剤層に難燃剤であるポリリン酸アンモニウムを５重量部添加した。
比較例１。
実施例１の低密度ポリエチレンの配合量を、３０重量部から０．５重量部へ変更した。即ち、本比較例１は、ポリエチレン系樹脂を少なく配合した比較例である。
比較例２。
実施例１の低密度ポリエチレンの配合量を１００重量部に変更した。即ち、本比較例２は、ポリエチレン系樹脂の配合量を増加した比較例である。
比較例３。
実施例１の無機質充填剤である水酸化マグネシウムの配合量を０．５重量部に変更した。即ち、本比較例３は、無機質充填剤の配合を少なくした比較例である。
比較例４。
実施例１の無機質充填剤である水酸化マグネシウムの配合量を２５０重量部に変更した。即ち、本比較例４は、無機質充填剤の配合量を増加した比較例である。
比較例５。
実施例１の無機質充填剤である水酸化マグネシウムの平均粒子径を３．０μｍから０．３μｍへ変更した。即ち、本比較例５は、無機質充填剤の平均粒子径を小さくした比較例である。
比較例６。
実施例１の無機質充填剤である水酸化マグネシウムの平均粒子径を３．０μｍから１５．０μｍへ変更した。即ち、本比較例６は、無機質充填剤の平均粒子径を大きくした比較例である。
比較例７。
実施例１の相溶化剤の配合量を５重量部から０．０５重量部へ変更した。即ち、本比較例７は相溶化剤の配合量を減らした比較例である。
比較例８。
実施例１の相溶化剤の配合量を５重量部から７０重量部へ変更した。即ち、本比較例８は、相溶化剤の配合量を増加した比較例である。
比較例９。
実施例１の延伸倍率１．１５倍を１．０１倍へ変更して形成した。即ち、本比較例９は、延伸倍率を小さくした比較例である。
比較例１０。
実施例１の延伸倍率１．１５倍を５倍へ変更して形成した。即ち、本比較例１０延伸倍率を大きくした比較例である。
比較例１１。
架橋剤であるトリメチロールプロパントリアクリレートを５重量部添加し、電子線照射を３００Ｍｒａｄの条件で行った。即ち、本比較例１１は、電子線照射を強くした比較例である。
比較例１２。
実施例１の粘着剤層において、ゴム系粘着剤１００重量部に対して難燃剤であるポリリン酸アンモニウムを６０重量部添加した比較例である。即ち、本比較例１２は、粘着剤層の難燃剤を実施例５よりも多く配合した比較例である。
特性値の評価結果。
比較例１では、耐ピンホール性が得られなかった。また、実施例１の低密度ポリエチレンの配合量を１００重量部に変更した比較例２では、手切れ性が不良であった。
実施例１の水酸化マグネシウムの配合量を０．５重量部に変更した比較例３では、手切れ性が不良であった。実施例１の水酸化マグネシウムの配合量を２５０重量部に変更した比較例４では、耐ピンホール性が得られなかった。
実施例１の水酸化マグネシウムの平均粒子径を０．３μｍに変更した比較例５では、手切れ性が不良であった。
実施例１の水酸化マグネシウム平均粒子径を１５．０μｍに変更した比較例６では、耐ピンホール性が得られなかった。
実施例１のエチレン−エチルアクリレート共重合体の配合量を０．０５重量部に変更した比較例７では、耐ピンホール性が得られなかった。
実施例１のエチレン−エチルアクリレート共重合体の配合量を７０重量部へ変更した比較例８では、手切れ性が不良であった。
実施例１のＭＤ方向の延伸倍率を１．０１倍にした比較例９では基材が伸びすぎて手切れ性が不良であった。
実施例１のＭＤ方向の延伸倍率を５倍に変更した比較例１０では、基材が硬くなり、手切れ性が不良であった。
実施例１の合成樹脂組成物に架橋剤を添加し、３００Ｍｒａｄの条件で電子線照射した比較例１１では、基材が収縮してしまい、手切れ性が不良であった。
実施例１の粘着剤層に６０重量部の難燃剤を配合した比較例１２では、電線剥がれが不良であった。
以上のように、実施例１〜５は、総合評価はいずれも適（○）であったのに対して、比較例１〜１２の総合評価は、すべて不適（×）であった。この結果から、本発明では、ＰＶＣ系のテープの上記物理的性質及び上記電気的特性を備えながら、手切れ性が良好で、かつ、難燃性及び耐熱性を備えた非ハロゲン系のテープを提供できることが明らかになった。
なお、第１図（表）には示さなかったが、実施例１のテープの１６０℃における加熱変形率は−３０％であった。この加熱変形率は、１６０℃で５分間熱処理した後、２３℃で３０分以上放置したテープと処理前のテープの、長手方向における長さの変形率であり、該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、この実施例１のフィルム基材に７０Ｍｒａｄの電子線を照射して架橋させると、その加熱変形率が−５％となり、温度依存性が少なくなった。
また、同様に第１図（表）には示さなかったが、実施例１、２は、従来のＰＶＣ系粘着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１×１０１２Ω・ｃｍ以上）、耐電性及び破壊電圧を備えていた。
【産業上の利用可能性】  合成樹脂組成物を帯状に形成した基材を備えるテープにおいて、前記合成樹脂組成物が、ポリプロピレン系樹脂１００重量部、ポリエチレン系樹脂１〜７０重量部、平均粒子径０．５〜１０μｍの無機質充填剤１〜２００重量部及び相溶化剤０．１〜５０重量部を配合して混練して均一に分散させ、フィルム状に成形した後、該フィルムのＭＤ方向に１．０５〜３倍の延伸を行う一方、フィルム厚を０．０３〜０．５ｍｍに維持して得られた本発明に係るテープは、ＰＶＣ系のテープの物理的性質（引張強度、破断伸度、難燃性）及び電気的特性（絶縁性・耐電性・破壊電圧）を維持しつつ、非ハロゲン化され、更には、該テープを延伸してもピンホールが発生せず、手切れ性が良好であるので、電線結束用のテープとして利用できる。
【図１】
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【国際調査報告】
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