JPH04292936A - 複合成形体、その製造方法および使用方法 - Google Patents
複合成形体、その製造方法および使用方法Info
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- B29C65/3488—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using heated elements which remain in the joint, e.g. "verlorenes Schweisselement" characterised by the composition of the heated elements which remain in the joint being non-metallic being an electrically conductive polymer
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- B29K2023/04—Polymers of ethylene
- B29K2023/06—PE, i.e. polyethylene
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発熱体を有する複合成
形体に関し、さらに詳しくは、熱可塑性ポリマー製成形
体の接合、封止、補強などに好適な複合成形体と、その
製造方法および使用方法に関する。
形体に関し、さらに詳しくは、熱可塑性ポリマー製成形
体の接合、封止、補強などに好適な複合成形体と、その
製造方法および使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリエチレンに代表されるオレフィン系
ポリマー製パイプの継手やシール材（封止材）として、
オレフィン系ポリマーと融着可能な材料、例えば、同一
または同種のポリマーを用い、加熱融着させることによ
り接合または封止することは周知の技術である。そして
、従来、螺線状に捲回した電熱線を埋設したポリマー成
形品からなるエレクトロフュージョン継手が知られてお
り、この電熱線に通電することにより継手とパイプの接
合部とを融着していた（特開平１−２０６０２６号）。
ポリマー製パイプの継手やシール材（封止材）として、
オレフィン系ポリマーと融着可能な材料、例えば、同一
または同種のポリマーを用い、加熱融着させることによ
り接合または封止することは周知の技術である。そして
、従来、螺線状に捲回した電熱線を埋設したポリマー成
形品からなるエレクトロフュージョン継手が知られてお
り、この電熱線に通電することにより継手とパイプの接
合部とを融着していた（特開平１−２０６０２６号）。
【０００３】しかしながら、このエレクトロフュージョ
ン継手は、製造工程が煩雑であるため高価であり、しか
も多量に埋設された電熱線（多くの場合、ニクロム線等
の金属製）は、加熱融着時には必要であるが、その後は
長期的に見て、腐食性物質であること、ポリオレフィン
と接着しにくい材料であること、ポリマーとは異質で高
剛性であることから、それが埋設されたままで使用する
と、種々な使用条件に適応する継手の長期安定性（例え
ば、内部から流体が洩れる原因となる）の面から考える
と好ましくない。
ン継手は、製造工程が煩雑であるため高価であり、しか
も多量に埋設された電熱線（多くの場合、ニクロム線等
の金属製）は、加熱融着時には必要であるが、その後は
長期的に見て、腐食性物質であること、ポリオレフィン
と接着しにくい材料であること、ポリマーとは異質で高
剛性であることから、それが埋設されたままで使用する
と、種々な使用条件に適応する継手の長期安定性（例え
ば、内部から流体が洩れる原因となる）の面から考える
と好ましくない。
【０００４】架橋ポリオレフィン系樹脂層とカーボンブ
ラック含有の架橋ポリオレフィン系樹脂層（導電内層）
とから成るチューブであって、フィン状に軸方向に折り
たたみ、断面形状を元のチューブの円形断面の直径より
小さくした状態で冷却固化せしめて成る管内面被覆用熱
復元性チューブは、公知のものである（特開昭６２−２
７１３４号）。この熱復元性チューブを管内に挿入して
導電層に通電すると、元の径に熱回復して、架橋ポリオ
レフィン層が管内面に密着する。この場合、導電層は、
架橋ポリオレフィン樹脂で形成されているため、発熱体
として機能するのみで融着層とはならない。
ラック含有の架橋ポリオレフィン系樹脂層（導電内層）
とから成るチューブであって、フィン状に軸方向に折り
たたみ、断面形状を元のチューブの円形断面の直径より
小さくした状態で冷却固化せしめて成る管内面被覆用熱
復元性チューブは、公知のものである（特開昭６２−２
７１３４号）。この熱復元性チューブを管内に挿入して
導電層に通電すると、元の径に熱回復して、架橋ポリオ
レフィン層が管内面に密着する。この場合、導電層は、
架橋ポリオレフィン樹脂で形成されているため、発熱体
として機能するのみで融着層とはならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、製造
方法が容易で、安全性の高い接合部材、封止部材または
補強部材等として好適な複合成形体を提供することにあ
る。また、本発明の目的は、接合部材等として用いた場
合に、短時間の通電で融着可能で施工作業の効率の良い
複合成形体を提供することにある。さらに、本発明の目
的は、熱可塑性ポリマー製パイプ等の被接合部材の材質
に合わせて、融着層を選択することができる複合成形体
を提供することにある。本発明者らは、前記従来技術の
有する問題点を克服するために鋭意研究した結果、導電
性粒子を含有する熱可塑性ポリマーで構成された発熱体
と、架橋または非架橋ポリオレフィン系樹脂で構成され
た基体とが一体に形成されて成る複合成形体が上記目的
を達成できることを見出した。
方法が容易で、安全性の高い接合部材、封止部材または
補強部材等として好適な複合成形体を提供することにあ
る。また、本発明の目的は、接合部材等として用いた場
合に、短時間の通電で融着可能で施工作業の効率の良い
複合成形体を提供することにある。さらに、本発明の目
的は、熱可塑性ポリマー製パイプ等の被接合部材の材質
に合わせて、融着層を選択することができる複合成形体
を提供することにある。本発明者らは、前記従来技術の
有する問題点を克服するために鋭意研究した結果、導電
性粒子を含有する熱可塑性ポリマーで構成された発熱体
と、架橋または非架橋ポリオレフィン系樹脂で構成され
た基体とが一体に形成されて成る複合成形体が上記目的
を達成できることを見出した。
【０００６】この複合成形体は、発熱体層と基体層とを
共押出すること、あるいは発熱体層の片面に電子線など
の電離性放射線を照射して架橋層（基体層）を形成する
こと等により容易に得ることができる。また、基体を架
橋する場合には、常法によりシラン架橋や化学架橋、電
離性放射線照射架橋など架橋することができる。さらに
、発熱体面上に、熱可塑性ポリマーからなる融着層を一
体化または密着して形成し、かつ、融着層の材質を同じ
熱可塑性ポリマーからなる被接合部材の材質に合わせる
ことにより、強固な融着が可能となる。しかも、被接合
部材との融着は、複合成形体の発熱体または融着層で被
接合部材の接合部分を覆い、発熱体に通電するだけでよ
く、操作が簡単である。本発明の複合成形体は、種々の
形状をとることができ、接合部材のほか、封止部材や補
強部材など広範な分野で使用できる。本発明は、これら
の知見に基づいて完成するに至ったものである。
共押出すること、あるいは発熱体層の片面に電子線など
の電離性放射線を照射して架橋層（基体層）を形成する
こと等により容易に得ることができる。また、基体を架
橋する場合には、常法によりシラン架橋や化学架橋、電
離性放射線照射架橋など架橋することができる。さらに
、発熱体面上に、熱可塑性ポリマーからなる融着層を一
体化または密着して形成し、かつ、融着層の材質を同じ
熱可塑性ポリマーからなる被接合部材の材質に合わせる
ことにより、強固な融着が可能となる。しかも、被接合
部材との融着は、複合成形体の発熱体または融着層で被
接合部材の接合部分を覆い、発熱体に通電するだけでよ
く、操作が簡単である。本発明の複合成形体は、種々の
形状をとることができ、接合部材のほか、封止部材や補
強部材など広範な分野で使用できる。本発明は、これら
の知見に基づいて完成するに至ったものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、導電性粒子を含有する熱可塑性ポリマーで構成され
、２５℃での体積固有抵抗が５×１０２Ω・ｃｍ以下の
発熱体（Ａ）と、該熱可塑性ポリマーの融点において形
状保持性を有する架橋または非架橋のポリオレフィン系
樹脂で構成された基体（Ｂ）とが、一体に形成されて成
ることを特徴とする複合成形体が提供される。発熱体（
Ａ）の基体（Ｂ）との積層界面とは反対面に、さらに熱
可塑性ポリマーで構成された融着層（Ｃ）が一体化また
は密着して形成されていてもよい。また、本発明によれ
ば、前記複合成形体を用い、熱可塑性ポリマーで形成さ
れた成形体の所定部分（Ｄ）を、発熱体（Ａ）または融
着層（Ｃ）で覆い、次いで発熱体（Ａ）に通電して、発
熱体（Ａ）または融着層（Ｃ）と、該所定部分（Ｄ）を
融着させる複合成形体の使用方法が提供される。
ば、導電性粒子を含有する熱可塑性ポリマーで構成され
、２５℃での体積固有抵抗が５×１０２Ω・ｃｍ以下の
発熱体（Ａ）と、該熱可塑性ポリマーの融点において形
状保持性を有する架橋または非架橋のポリオレフィン系
樹脂で構成された基体（Ｂ）とが、一体に形成されて成
ることを特徴とする複合成形体が提供される。発熱体（
Ａ）の基体（Ｂ）との積層界面とは反対面に、さらに熱
可塑性ポリマーで構成された融着層（Ｃ）が一体化また
は密着して形成されていてもよい。また、本発明によれ
ば、前記複合成形体を用い、熱可塑性ポリマーで形成さ
れた成形体の所定部分（Ｄ）を、発熱体（Ａ）または融
着層（Ｃ）で覆い、次いで発熱体（Ａ）に通電して、発
熱体（Ａ）または融着層（Ｃ）と、該所定部分（Ｄ）を
融着させる複合成形体の使用方法が提供される。
【０００８】以下、本発明について詳述する。
（発熱体）
熱可塑性ポリマー
本発明で発熱体のマトリックスポリマーとして用いる熱
可塑性ポリマーは、導電性粒子を配合したときに所定形
状に成形可能なものであればよい。発熱体と基体とを共
押出により一体化する場合には、該熱可塑性ポリマーは
、基体のポリオレフィン系樹脂と一体成形可能なもので
あることが必要である。このような熱可塑性ポリマーと
しては、例えば、高密度ポリエチレン（ＰＥ）、中密度
ＰＥ、低密度ＰＥ、超高分子量ＰＥ、エチレン−プロピ
レン共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体、ポリプ
ロピレン（ＰＰ）、ポリブテン−１、ポリペンテン−１
、ポリ４−メチルペンテン−１、エチレン−プロピレン
ゴム（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共
重合体（ＥＰＤＭ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−塩
化ビニル共重合体などのオレフィン系モノマーを主成分
とするオレフィン系ポリマー；ポリスチレンなどの芳香
族ビニル系ポリマー；およびこれらの混合物などが挙げ
られる。
可塑性ポリマーは、導電性粒子を配合したときに所定形
状に成形可能なものであればよい。発熱体と基体とを共
押出により一体化する場合には、該熱可塑性ポリマーは
、基体のポリオレフィン系樹脂と一体成形可能なもので
あることが必要である。このような熱可塑性ポリマーと
しては、例えば、高密度ポリエチレン（ＰＥ）、中密度
ＰＥ、低密度ＰＥ、超高分子量ＰＥ、エチレン−プロピ
レン共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体、ポリプ
ロピレン（ＰＰ）、ポリブテン−１、ポリペンテン−１
、ポリ４−メチルペンテン−１、エチレン−プロピレン
ゴム（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共
重合体（ＥＰＤＭ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−塩
化ビニル共重合体などのオレフィン系モノマーを主成分
とするオレフィン系ポリマー；ポリスチレンなどの芳香
族ビニル系ポリマー；およびこれらの混合物などが挙げ
られる。
【０００９】また、スチレンに代表される芳香族ビニル
化合物と、イソプレンやブタジエンなどの共役ジエンか
ら構成される各種ブロック共重合体、具体的には、Ｓ−
Ｉ型、Ｓ−Ｂ型、Ｓ−Ｉ−Ｓ型、Ｓ−Ｂ−Ｓ型、Ｓ−Ｉ
−Ｓ−Ｉ−Ｓ型などのブロック共重合体、これらの水素
化物、これらの混合物などの炭化水素系熱可塑性エラス
トマー；ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−
ブタジエン共重合体、クロロプレンゴム、ブチルゴムな
どの未加硫ゴム；等が挙げられる。これらの炭化水素系
熱可塑性エラストマーや未加硫ゴムは、上記オレフィン
系ポリマーなどと任意の割合で混合して使用することが
できる。これらの重合体の中でも、基体への密着性、一
体成形性、被接合部材への融着性などの観点から、オレ
フィン系ポリマーが好ましく、特にオレフィン系モノマ
ーのみで構成されるポリオレフィンが好ましい。また、
これらの熱可塑性ポリマーには、酸化チタン、炭酸カル
シウム、水酸化アルミニウム、タルクなどの充填剤、各
種顔料や染料等の着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、
防曇剤、帯電防止剤、石油樹脂の如き接着性向上剤など
の改質材を添加することにより、着色したり、耐候性の
向上を図ることができる。
化合物と、イソプレンやブタジエンなどの共役ジエンか
ら構成される各種ブロック共重合体、具体的には、Ｓ−
Ｉ型、Ｓ−Ｂ型、Ｓ−Ｉ−Ｓ型、Ｓ−Ｂ−Ｓ型、Ｓ−Ｉ
−Ｓ−Ｉ−Ｓ型などのブロック共重合体、これらの水素
化物、これらの混合物などの炭化水素系熱可塑性エラス
トマー；ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−
ブタジエン共重合体、クロロプレンゴム、ブチルゴムな
どの未加硫ゴム；等が挙げられる。これらの炭化水素系
熱可塑性エラストマーや未加硫ゴムは、上記オレフィン
系ポリマーなどと任意の割合で混合して使用することが
できる。これらの重合体の中でも、基体への密着性、一
体成形性、被接合部材への融着性などの観点から、オレ
フィン系ポリマーが好ましく、特にオレフィン系モノマ
ーのみで構成されるポリオレフィンが好ましい。また、
これらの熱可塑性ポリマーには、酸化チタン、炭酸カル
シウム、水酸化アルミニウム、タルクなどの充填剤、各
種顔料や染料等の着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、
防曇剤、帯電防止剤、石油樹脂の如き接着性向上剤など
の改質材を添加することにより、着色したり、耐候性の
向上を図ることができる。
【００１０】導電性粒子
熱可塑性ポリマーに含有させる導電性粒子としては、例
えば、カーボンブラック、黒鉛粉末、金属粒子（銅、鉄
、ニッケルなどの粉末）、これらの混合物などを挙げる
ことができる。導電性粒子を含有する熱可塑性ポリマー
は、２５℃での体積固有抵抗が５×１０２Ω・ｃｍ以下
、好ましくは１×１０２Ω・ｃｍ以下とすることにより
、発熱体として好適に使用することができる。体積固有
抵抗は、低いほどよいが、カーボンブラック配合で可能
な下限値は１Ω・ｃｍ程度である。したがって、導電性
粒子の配合割合は、体積固有抵抗を指標にして定めるこ
とができる。例えば、カーボンブラックの中でも導電性
に優れているケッチェンブラック（ＫｅｔｊｅｎＢｌａ
ｃｋ）の場合には、熱可塑性樹脂に対して、通常、５〜
３５重量％、好ましくは１０〜３０重量％含有せしめる
。
えば、カーボンブラック、黒鉛粉末、金属粒子（銅、鉄
、ニッケルなどの粉末）、これらの混合物などを挙げる
ことができる。導電性粒子を含有する熱可塑性ポリマー
は、２５℃での体積固有抵抗が５×１０２Ω・ｃｍ以下
、好ましくは１×１０２Ω・ｃｍ以下とすることにより
、発熱体として好適に使用することができる。体積固有
抵抗は、低いほどよいが、カーボンブラック配合で可能
な下限値は１Ω・ｃｍ程度である。したがって、導電性
粒子の配合割合は、体積固有抵抗を指標にして定めるこ
とができる。例えば、カーボンブラックの中でも導電性
に優れているケッチェンブラック（ＫｅｔｊｅｎＢｌａ
ｃｋ）の場合には、熱可塑性樹脂に対して、通常、５〜
３５重量％、好ましくは１０〜３０重量％含有せしめる
。
【００１１】発熱体
発熱体は、先ず、熱可塑性ポリマーと導電性粒子とを、
バンバリーミキサー、プラストミル、ミキシングロール
、加圧ニーダーなどにより溶融混練して、シート、リボ
ンまたはペレット化し、次いで、押出成形、射出成形、
ブロー成形、回転成形、圧縮成形などにより、管状や板
状などの所望の形状に成形する。基体と一体成形する場
合には、基体を構成するポリオレフィン系樹脂と共押出
する。前記したとおり、本発明で使用する発熱体は、２
５℃での体積固有抵抗が５×１０２Ω・ｃｍ以下である
ことが必要である。体積固有抵抗値がこれより大きいと
、通電により不均一な発熱が生じ融着不良の原因となる
。
バンバリーミキサー、プラストミル、ミキシングロール
、加圧ニーダーなどにより溶融混練して、シート、リボ
ンまたはペレット化し、次いで、押出成形、射出成形、
ブロー成形、回転成形、圧縮成形などにより、管状や板
状などの所望の形状に成形する。基体と一体成形する場
合には、基体を構成するポリオレフィン系樹脂と共押出
する。前記したとおり、本発明で使用する発熱体は、２
５℃での体積固有抵抗が５×１０２Ω・ｃｍ以下である
ことが必要である。体積固有抵抗値がこれより大きいと
、通電により不均一な発熱が生じ融着不良の原因となる
。
【００１２】（基 体）本発明では、基体として、発
熱体を構成する熱可塑性ポリマーの融点において形状保
持性を有する架橋または非架橋のポリオレフィン系樹脂
を用いる。基体となるポリオレフィン系樹脂としては、
例えば、高密度ＰＥ、中密度ＰＥ、低密度ＰＥ、超高分
子量ＰＥ、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共
重合体、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂の１
種または２種以上の混合物を挙げることができる。また
、前記した炭化水素系熱可塑性エラストマーや未加硫ゴ
ムとの混合物も使用できる。
熱体を構成する熱可塑性ポリマーの融点において形状保
持性を有する架橋または非架橋のポリオレフィン系樹脂
を用いる。基体となるポリオレフィン系樹脂としては、
例えば、高密度ＰＥ、中密度ＰＥ、低密度ＰＥ、超高分
子量ＰＥ、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共
重合体、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂の１
種または２種以上の混合物を挙げることができる。また
、前記した炭化水素系熱可塑性エラストマーや未加硫ゴ
ムとの混合物も使用できる。
【００１３】架橋ポリオレフィン系樹脂を基体とする場
合には、各種の架橋法を採用することができる。具体的
には、（１）各種有機化酸化物を配合したポリオレフィ
ン系樹脂を用い、加熱架橋させる方法（化学架橋）、（
２）ビニルトリメトキシシランなどのシラン化合物をグ
ラフトしたシラン変性ポリオレフィンを用い、水または
水蒸気により架橋する方法（シラン架橋）、（３）電子
線やγ−線などの電離性放射線を照射して架橋する方法
、これらの２種以上を組み合わせた方法などが挙げられ
る。
合には、各種の架橋法を採用することができる。具体的
には、（１）各種有機化酸化物を配合したポリオレフィ
ン系樹脂を用い、加熱架橋させる方法（化学架橋）、（
２）ビニルトリメトキシシランなどのシラン化合物をグ
ラフトしたシラン変性ポリオレフィンを用い、水または
水蒸気により架橋する方法（シラン架橋）、（３）電子
線やγ−線などの電離性放射線を照射して架橋する方法
、これらの２種以上を組み合わせた方法などが挙げられ
る。
【００１４】発熱体と基体を一体的に形成するには、次
のような方法が例示される。 （１）導電性粒子を含有する熱可塑性ポリマーと、有機
化酸化物を配合したポリオレフィン系樹脂、またはシラ
ン変性ポリオレフィン系樹脂とを共押出して、しかる後
、ポリオレフィン系樹脂層を加熱架橋、あるいは水また
は水蒸気により架橋させる方法がある。この方法によれ
ば、ポリオレフィン系樹脂層の全体が架橋される。 （２）導電性粒子を含有する熱可塑性ポリマーと、ポリ
オレフィン系樹脂を共押出し、しかる後、ポリオレフィ
ン系樹脂層の表面に電離性放射線を照射して架橋する方
法がある。この方法によれば、基体のポリオレフィン系
樹脂層の表面のみが架橋され、したがって、基体は、架
橋層と非架橋層とから構成されるが、この場合も本願発
明の範囲内である。
のような方法が例示される。 （１）導電性粒子を含有する熱可塑性ポリマーと、有機
化酸化物を配合したポリオレフィン系樹脂、またはシラ
ン変性ポリオレフィン系樹脂とを共押出して、しかる後
、ポリオレフィン系樹脂層を加熱架橋、あるいは水また
は水蒸気により架橋させる方法がある。この方法によれ
ば、ポリオレフィン系樹脂層の全体が架橋される。 （２）導電性粒子を含有する熱可塑性ポリマーと、ポリ
オレフィン系樹脂を共押出し、しかる後、ポリオレフィ
ン系樹脂層の表面に電離性放射線を照射して架橋する方
法がある。この方法によれば、基体のポリオレフィン系
樹脂層の表面のみが架橋され、したがって、基体は、架
橋層と非架橋層とから構成されるが、この場合も本願発
明の範囲内である。
【００１５】（３）導電性粒子を含有する熱可塑性ポリ
マーと、ポリオレフィン系樹脂を共押出する方法。この
方法では、ポリオレフィン系樹脂層は架橋しない。ただ
し、基体となるポリオレフィン系樹脂としては、発熱体
を構成する熱可塑性ポリマーよりも高融点のポリマーを
用いるか、あるいは発熱体よりも厚みを大きくして、融
着時に形状を保持できるようにすることが必要である。 （４）発熱体がマトリックスポリマーとしてポリオレフ
ィン系樹脂を用いている場合には、所定形状の発熱体を
成形してから、その片面に電離性放射線を架橋して架橋
層からなる基体を形成する方法がある。この場合、基体
は、導電性粒子を含有している。なお、必要に応じて、
発熱体と基体との間に接着層を設けてもよい。また、基
体を発泡体とするときは、熱分解型発泡剤を配合し、架
橋発泡させればよい。
マーと、ポリオレフィン系樹脂を共押出する方法。この
方法では、ポリオレフィン系樹脂層は架橋しない。ただ
し、基体となるポリオレフィン系樹脂としては、発熱体
を構成する熱可塑性ポリマーよりも高融点のポリマーを
用いるか、あるいは発熱体よりも厚みを大きくして、融
着時に形状を保持できるようにすることが必要である。 （４）発熱体がマトリックスポリマーとしてポリオレフ
ィン系樹脂を用いている場合には、所定形状の発熱体を
成形してから、その片面に電離性放射線を架橋して架橋
層からなる基体を形成する方法がある。この場合、基体
は、導電性粒子を含有している。なお、必要に応じて、
発熱体と基体との間に接着層を設けてもよい。また、基
体を発泡体とするときは、熱分解型発泡剤を配合し、架
橋発泡させればよい。
【００１６】（融着層）発熱体は、熱可塑性ポリマーで
構成された融着層と一体化または密着して形成されてい
てもよい。融着層を構成するポリマーは、発熱体と融着
可能なものであることが必要であり、一般には前記発熱
体を構成する熱可塑性ポリマーの中から適宜選択される
。発熱体と融着層は、使用時の発熱で融着するため、必
ずしも予め一体化しておく必要はない。発熱体と融着層
とを一体化する場合は、例えば、加熱融着、共押出など
慣用の積層法が採用できる。融着層の材質は、接合や封
止などの場合において、融着の対象となる熱可塑性ポリ
マー製成形体と同一または類似のものを選択することに
より、強固な融着が可能となる。
構成された融着層と一体化または密着して形成されてい
てもよい。融着層を構成するポリマーは、発熱体と融着
可能なものであることが必要であり、一般には前記発熱
体を構成する熱可塑性ポリマーの中から適宜選択される
。発熱体と融着層は、使用時の発熱で融着するため、必
ずしも予め一体化しておく必要はない。発熱体と融着層
とを一体化する場合は、例えば、加熱融着、共押出など
慣用の積層法が採用できる。融着層の材質は、接合や封
止などの場合において、融着の対象となる熱可塑性ポリ
マー製成形体と同一または類似のものを選択することに
より、強固な融着が可能となる。
【００１７】また、高純度水や高純度化学品などを移送
する場合、発熱体が直接液に接すると、液を汚染したり
、あるいは材質によっては発熱体が膨潤するなどの現象
を生じ、使用できないことがある。例えばガソリン用容
器やパイプでは、通常のポリエチレンでは膨潤しやすい
ために、もっぱら超高分子量ポリエチレンが用いられて
いる。そこで、ガソリンと接触する部分の膨潤を防ぐた
めに、高純度ポリエチレンや超高分子量ポリエチレンを
融着層として用いることが有効である。このように不純
物を含まないポリマーや接触する液体に対する耐性のあ
るポリマーで形成された融着層を設けることにより、パ
イプなどの被接合部材の材質と、発熱体の材質との材質
差を補うことができる。
する場合、発熱体が直接液に接すると、液を汚染したり
、あるいは材質によっては発熱体が膨潤するなどの現象
を生じ、使用できないことがある。例えばガソリン用容
器やパイプでは、通常のポリエチレンでは膨潤しやすい
ために、もっぱら超高分子量ポリエチレンが用いられて
いる。そこで、ガソリンと接触する部分の膨潤を防ぐた
めに、高純度ポリエチレンや超高分子量ポリエチレンを
融着層として用いることが有効である。このように不純
物を含まないポリマーや接触する液体に対する耐性のあ
るポリマーで形成された融着層を設けることにより、パ
イプなどの被接合部材の材質と、発熱体の材質との材質
差を補うことができる。
【００１８】（複合成形体）本発明の複合成形体の形状
は、特に限定されず、例えば、管継手、ボードの接合部
材、封止部材、補強部材などの使用目的に応じて適宜定
めることができる。本発明の複合成形体は、熱可塑性ポ
リマーで形成された成形体の所定部分を発熱体または融
着層で覆い、発熱体に通電して、発熱体または融着層と
、該所定部分を融着させる方法により、継手部材や封止
部材、補強部材などとして用いることができる。例えば
、オレフィン系ポリマーで形成された２本のパイプの継
手部分を、発熱体または融着層を内周面に設けた管状の
複合成形体の中空部分に挿入し、次いで発熱体に通電し
て、発熱体または融着層を加熱融着すれば、接合された
パイプが得られる。この場合、発熱体または融着層のポ
リマーを同じオレフィン系ポリマーで形成しておけば、
発熱体に通電した際に、パイプの外周面も一部溶融し、
しかも同じ材質であるため、強固に融着する。発熱体と
融着層が一体化していないものでも、通電の際に両者の
一体化が起こる。
は、特に限定されず、例えば、管継手、ボードの接合部
材、封止部材、補強部材などの使用目的に応じて適宜定
めることができる。本発明の複合成形体は、熱可塑性ポ
リマーで形成された成形体の所定部分を発熱体または融
着層で覆い、発熱体に通電して、発熱体または融着層と
、該所定部分を融着させる方法により、継手部材や封止
部材、補強部材などとして用いることができる。例えば
、オレフィン系ポリマーで形成された２本のパイプの継
手部分を、発熱体または融着層を内周面に設けた管状の
複合成形体の中空部分に挿入し、次いで発熱体に通電し
て、発熱体または融着層を加熱融着すれば、接合された
パイプが得られる。この場合、発熱体または融着層のポ
リマーを同じオレフィン系ポリマーで形成しておけば、
発熱体に通電した際に、パイプの外周面も一部溶融し、
しかも同じ材質であるため、強固に融着する。発熱体と
融着層が一体化していないものでも、通電の際に両者の
一体化が起こる。
【００１９】通電する手段としては、発熱体に通電用電
極を設けて、電源と接続できるようにすればよい。電極
材料は、発熱体の電気抵抗より低く、耐熱性のある、例
えば導電性塗料、導電性ペースト、銅に代表される導電
性金属などが好ましい。電極と発熱体との接触抵抗が高
いと局部発熱するので、これを低くするためには、細い
銅線を多数本使用するなどの方法で接触面積を広くする
ことが好ましい。通電用電極は、発熱体の昇温すべき箇
所に均一に電流が流れるように、発熱体の適宜の箇所に
配置すればよい。電極の形状は、線状、リング状など適
宜定めることができる。基体のポリオレフィン系樹脂は
、発熱体および融着層の溶融時に、溶融せずに形状を保
持できることが必要である。
極を設けて、電源と接続できるようにすればよい。電極
材料は、発熱体の電気抵抗より低く、耐熱性のある、例
えば導電性塗料、導電性ペースト、銅に代表される導電
性金属などが好ましい。電極と発熱体との接触抵抗が高
いと局部発熱するので、これを低くするためには、細い
銅線を多数本使用するなどの方法で接触面積を広くする
ことが好ましい。通電用電極は、発熱体の昇温すべき箇
所に均一に電流が流れるように、発熱体の適宜の箇所に
配置すればよい。電極の形状は、線状、リング状など適
宜定めることができる。基体のポリオレフィン系樹脂は
、発熱体および融着層の溶融時に、溶融せずに形状を保
持できることが必要である。
【００２０】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明についてさらに
具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに
限定されるものではない。なお、以下の実施例において
、部および％は、特に断りのない限り重量基準である。
具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに
限定されるものではない。なお、以下の実施例において
、部および％は、特に断りのない限り重量基準である。
【００２１】［実施例１］（水架橋）低密度ポリエチレ
ン（メルトインデックス０．３、密度０．９２、融点１
１０℃）に、導電性カーボンブラック（ケッチェンブラ
ックＥＣ）２５％をバンバリーミキサーにて混合し、受
けロールでシート化した後、ペレットとした。一方、シ
ラン変性ポリエチレン（登録商標名モルデックス Ｓ
−１６１、住友ベークライト（株）製）のペレットと架
橋促進触媒を９５：５の割合でタンブラーで均一に混合
し、架橋ポリエチレン用コンパウンドとした。押出成型
機にて、発熱体用ペレットを外径３６ｍｍ、内径３３ｍ
ｍのパイプ状に押出し、その上に厚さ３ｍｍの架橋ポリ
エチレン用コンパウンドを押出し、内層が発熱体、外層
が架橋ポリエチレンの２層管（パイプ）を作成した。押
出した時点での架橋ポリエチレンの架橋度は低いので、
発熱体と架橋ポリエチレンは融着し、一体化していた。 この発熱体層の体積固有抵抗は５３Ω・ｃｍであった。
ン（メルトインデックス０．３、密度０．９２、融点１
１０℃）に、導電性カーボンブラック（ケッチェンブラ
ックＥＣ）２５％をバンバリーミキサーにて混合し、受
けロールでシート化した後、ペレットとした。一方、シ
ラン変性ポリエチレン（登録商標名モルデックス Ｓ
−１６１、住友ベークライト（株）製）のペレットと架
橋促進触媒を９５：５の割合でタンブラーで均一に混合
し、架橋ポリエチレン用コンパウンドとした。押出成型
機にて、発熱体用ペレットを外径３６ｍｍ、内径３３ｍ
ｍのパイプ状に押出し、その上に厚さ３ｍｍの架橋ポリ
エチレン用コンパウンドを押出し、内層が発熱体、外層
が架橋ポリエチレンの２層管（パイプ）を作成した。押
出した時点での架橋ポリエチレンの架橋度は低いので、
発熱体と架橋ポリエチレンは融着し、一体化していた。 この発熱体層の体積固有抵抗は５３Ω・ｃｍであった。
【００２２】このパイプを長さ６０ｍｍに切断し、９０
℃の水蒸気飽和ボックスに４時間入れて、外層の架橋ポ
リエチレンの架橋を行なった後、乾燥した。ついで、図
１に示すように、このパイプの切断面の内層の発熱体層
２に銅製の電極３を取り付けてソケット状の継手を作成
した。一週間後、このソケット状継手の両開口部より低
密度ポリエチレン製パイプ（外径３２．５ｍｍ、肉厚４
ｍｍ、長さ８０ｍｍ）２本４，４′をそれぞれ挿入し、
継手の電極３より４０Ｖの交流電圧を２分間かけると発
熱体２が昇温し、ポリエチレン製パイプ４，４′の表面
が溶融してその一部が継手の縁よりビードとして流出し
、発熱体２とポリエチレンパイプ４，４′が融着した。 この際、継手の外層の架橋ポリエチレン１は、温度が上
がっていたが表面がべとつくことなく形状を保持してい
た。冷却後、この接続されたパイプの両端にクランプを
着け、引張り試験機にて１０ｍｍ／ｍｉｎのスピードで
引張り試験を行なった結果、パイプの部分で延伸破壊し
、継手および接着部は強靭に結合していた。
℃の水蒸気飽和ボックスに４時間入れて、外層の架橋ポ
リエチレンの架橋を行なった後、乾燥した。ついで、図
１に示すように、このパイプの切断面の内層の発熱体層
２に銅製の電極３を取り付けてソケット状の継手を作成
した。一週間後、このソケット状継手の両開口部より低
密度ポリエチレン製パイプ（外径３２．５ｍｍ、肉厚４
ｍｍ、長さ８０ｍｍ）２本４，４′をそれぞれ挿入し、
継手の電極３より４０Ｖの交流電圧を２分間かけると発
熱体２が昇温し、ポリエチレン製パイプ４，４′の表面
が溶融してその一部が継手の縁よりビードとして流出し
、発熱体２とポリエチレンパイプ４，４′が融着した。 この際、継手の外層の架橋ポリエチレン１は、温度が上
がっていたが表面がべとつくことなく形状を保持してい
た。冷却後、この接続されたパイプの両端にクランプを
着け、引張り試験機にて１０ｍｍ／ｍｉｎのスピードで
引張り試験を行なった結果、パイプの部分で延伸破壊し
、継手および接着部は強靭に結合していた。
【００２３】［実施例２］低密度ポリエチレンの代わり
にポリブテン（三井石化社製、ポリブテン−１Ｐ−１４
０４Ｃ；メルトインデックス０．４、融点１２５℃）を
用いて発熱体用コンパウンドを得、これを用いたこと以
外は実施例１と同様にしてソケット状の継手を作成した
。この発熱体層の体積固有抵抗は５５Ω・ｃｍであった
。ついで、この継手を用い、実施例１と同様にしてポリ
ブテン製の２本のパイプを接合したところ、継手および
接合部は強固に結合した。
にポリブテン（三井石化社製、ポリブテン−１Ｐ−１４
０４Ｃ；メルトインデックス０．４、融点１２５℃）を
用いて発熱体用コンパウンドを得、これを用いたこと以
外は実施例１と同様にしてソケット状の継手を作成した
。この発熱体層の体積固有抵抗は５５Ω・ｃｍであった
。ついで、この継手を用い、実施例１と同様にしてポリ
ブテン製の２本のパイプを接合したところ、継手および
接合部は強固に結合した。
【００２４】［実施例３］実施例１で作った発熱体用ペ
レットを用い、１５０℃のロールで厚さ２ｍｍのシート
とした後、幅２０ｍｍ、長さ１００ｍｍのタンザク状に
切り出し、この片面に加速電圧２００ｋＶより発する電
子線を４０Ｍｒａｄ照射して、表面を架橋させた。この
発熱体は、２００℃に加熱すると非照射面は溶融し粘着
性を示すが、照射面は架橋しているため、少し軟らかく
はなるものの溶融して粘着性を示す状態にはならなかっ
た。かくして、片面の架橋層を基体とする板状の複合成
形体を得た。図３に示すように、この板状の複合成形体
に銅製の電極３３を取り付け、端子を取り出した。これ
を発熱体３２の面が当接するようにして２枚の軟質ポリ
エチレン板３４，３４′の合せ目の上に乗せ、１５Ｖの
交流電圧を掛けると約９０秒位で発熱体と双方のポリエ
チレン板は融着した。この時、架橋層３１は溶融流動変
形しなかった。
レットを用い、１５０℃のロールで厚さ２ｍｍのシート
とした後、幅２０ｍｍ、長さ１００ｍｍのタンザク状に
切り出し、この片面に加速電圧２００ｋＶより発する電
子線を４０Ｍｒａｄ照射して、表面を架橋させた。この
発熱体は、２００℃に加熱すると非照射面は溶融し粘着
性を示すが、照射面は架橋しているため、少し軟らかく
はなるものの溶融して粘着性を示す状態にはならなかっ
た。かくして、片面の架橋層を基体とする板状の複合成
形体を得た。図３に示すように、この板状の複合成形体
に銅製の電極３３を取り付け、端子を取り出した。これ
を発熱体３２の面が当接するようにして２枚の軟質ポリ
エチレン板３４，３４′の合せ目の上に乗せ、１５Ｖの
交流電圧を掛けると約９０秒位で発熱体と双方のポリエ
チレン板は融着した。この時、架橋層３１は溶融流動変
形しなかった。
【００２５】［実施例４］実施例１で用いた発熱体用ペ
レットと、該ペレットに用いたのと同種のポリエチレン
（カーボンブラックを含まない）とを共押出して、発熱
体層２ｍｍ、ポリエチレン層（融着層）１ｍｍの板状の
複合成形体を得た。この複合成形体の発熱体層の外面に
、実施例３と同様に電子線を４０Ｍｒａｄ照射して表面
を架橋し、基体（架橋層）を形成した。得られた板状の
複合成形体（基体／発熱体／融着層）を用いて、実施例
３と同様にして、２枚のポリエチレン板を接合させたと
ころ、融着層と双方のポリエチレン板は一体に融着した
。
レットと、該ペレットに用いたのと同種のポリエチレン
（カーボンブラックを含まない）とを共押出して、発熱
体層２ｍｍ、ポリエチレン層（融着層）１ｍｍの板状の
複合成形体を得た。この複合成形体の発熱体層の外面に
、実施例３と同様に電子線を４０Ｍｒａｄ照射して表面
を架橋し、基体（架橋層）を形成した。得られた板状の
複合成形体（基体／発熱体／融着層）を用いて、実施例
３と同様にして、２枚のポリエチレン板を接合させたと
ころ、融着層と双方のポリエチレン板は一体に融着した
。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、安全性の高い接合部材
、封止部材または補強部材等として好適な複合成形体を
提供することができる。また、本発明の複合成形体は、
製造方法が容易で、しかも接合部材等として用いた場合
に、短時間の通電で融着可能であり、施工作業の効率が
良い。
、封止部材または補強部材等として好適な複合成形体を
提供することができる。また、本発明の複合成形体は、
製造方法が容易で、しかも接合部材等として用いた場合
に、短時間の通電で融着可能であり、施工作業の効率が
良い。
【図１】本発明の管状の複合成形体の具体例を示す断面
図であり、左図は縦方向の断面図、右図は横方向の断面
図である。
図であり、左図は縦方向の断面図、右図は横方向の断面
図である。
【図２】本発明の管状の複合成形体を熱可塑性樹脂製パ
イプの接合部材として用いる場合の断面図である。
イプの接合部材として用いる場合の断面図である。
【図３】左図は、本発明の板状の複合成形体をポリエチ
レン板の接合部材として用いる場合の断面図であり、右
図は正面図である。
レン板の接合部材として用いる場合の断面図であり、右
図は正面図である。
１ 架橋ポリオレフィン系樹脂からなる基体２ 発
熱体層 ３ 電極 ４，４′ 低密度ポリエチレン製パイプ５ 電源 ３１ 架橋層からなる基体 ３２ 発熱体層 ３３ 電極 ３４，３４′ ポリエチレン板 ３５ 電源
熱体層 ３ 電極 ４，４′ 低密度ポリエチレン製パイプ５ 電源 ３１ 架橋層からなる基体 ３２ 発熱体層 ３３ 電極 ３４，３４′ ポリエチレン板 ３５ 電源
Claims (3)
- 【請求項１】 導電性粒子を含有する熱可塑性ポリマ
ーで構成され、２５℃での体積固有抵抗が５×１０２Ω
・ｃｍ以下の発熱体（Ａ）と、該熱可塑性ポリマーの融
点において形状保持性を有する架橋または非架橋のポリ
オレフィン系樹脂で構成された基体（Ｂ）とが、一体に
形成されて成ることを特徴とする複合成形体。 - 【請求項２】 請求項１記載の複合成形体の発熱体（
Ａ）と基体（Ｂ）との積層界面とは反対面において、さ
らに熱可塑性ポリマーで構成された融着層（Ｃ）が発熱
体（Ａ）と一体化または密着して形成されて成る複合成
形体。 - 【請求項３】 熱可塑性ポリマーで形成された成形体
の所定部分（Ｄ）を、請求項１記載の複合成形体の発熱
体（Ａ）または請求項２記載の複合成形体の融着層（Ｃ
）で覆い、発熱体（Ａ）に通電して、発熱体（Ａ）また
は融着層（Ｃ）と、該所定部分（Ｄ）を融着させること
を特徴とする請求項１または２記載の複合成形体の使用
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3081699A JPH04292936A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 複合成形体、その製造方法および使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3081699A JPH04292936A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 複合成形体、その製造方法および使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04292936A true JPH04292936A (ja) | 1992-10-16 |
Family
ID=13753628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3081699A Pending JPH04292936A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 複合成形体、その製造方法および使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04292936A (ja) |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP3081699A patent/JPH04292936A/ja active Pending
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