JPH0639949A - 複合中空成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 中空体本体と該中空体本体から延出する少な
くとも一つのパイプとからなる複合中空成形体であっ
て、該中空体本体はポリオレフィンで形成された内層
と、架橋ノルボルネンで形成され、該内層と一体化した
外層とからなり、また、該中空体本体から延出する上記
パイプはポリオレフィンで形成され、その基端は該中空
体本体の外層と融着一体化しており、その先端開口部は
他のパイプとの接合部である複合中空成形体。 【効果】 上記複合中空体は、管継手として有用であ
り、パイプとの接続作業がし易く、強度、耐食性、耐薬
品性および耐熱性に優れ、比較的容易に成形することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリオレフィンと架橋
ポリノルボルネンとからなり、管継手として有用な複合
中空成形体に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、水道用配管、給湯用配管、温泉輸
送管などに金属管に代えてポリオレフィン管（ポリエチ
レン管など）が使用されるようになってきている。ポリ
オレフィン管は金属管に比べ、軽量で取扱いが容易であ
る、耐食性および耐薬品性に優れている、スケールの付
着が少ない、長尺で接続箇所が少なくて済む、可撓性が
よい等の利点があり、それらの性能は年々向上してい
る。

【０００３】かかるポリオレフィン管を接続するための
管継手として種々のタイプのものが実用化されている。
最近では、ＪＩＳ Ｋ ６７６３の水道用ポリエチレン
管継手や、ＪＩＳ Ｋ ６７７０の架橋ポリエチレン管
継手なども使用されるようになっている。ＪＩＳ Ｋ
６７６３の管継手は、例えば、金属管とポリエチレン管
との接続に用いられるものであって、その金属管側がね
じ込み接続で、ポリエチレン管側が融着接続となってい
る。またＪＩＳ Ｋ ６７７０の管継手は、架橋ポリエ
チレン管の接続口に熱融着作業を容易にするため発熱体
が内蔵されているものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＪＩＳ
Ｋ ６７６３の水道用ポリエチレン管継手は、ポリエ
チレン管を接続する際に、ポリエチレン管の端部を加熱
して溶融させた状態で、継手に挿入する必要があるた
め、接続作業が面倒であるうえ、熟練を要するという欠
点がある。一方、ＪＩＳ Ｋ ６７７０の管継手は、接
続口にポリエチレン管を挿入して発熱体を通電加熱する
だけで熱融着が行えるので、接続作業は容易である。し
かしながら、この管継手は、融着部に発熱体をセットす
るため成形操作が煩雑で難しい。また、分岐管のように
狭い部位に複数の接続部が集中している場合には、パイ
プの融着作業自体が困難を極める。

【０００５】特開平４−１６３２７号には、ポリノルボ
ルネンその他の高いガラス転移温度を有する形状記憶樹
脂で構成され、その拡径開口端部の内面にポリオレフィ
ン層が形成された管継手が記載されている。この管継手
の拡径開口端部に、接続すべきポリオレフィンパイプを
挿入し、形状記憶樹脂の形状記憶温度より高い温度に加
熱して、拡径端部の形状の凍結を解除すると同時にポリ
オレフィン層を溶融しポリオレフィンパイプに融着一体
化することによってパイプの接続が行なわれる。プラス
チック管と管継手とを加熱したうえ相互に圧接する熱融
着接続方式と上記の形状記憶樹脂からなる管継手を用い
る接続方式とを比較すると、後者の接続作業は容易で施
工性がよい。しかしながら、分岐管のように狭い部位に
複数の接続部が集中している場合には、やはり、パイプ
の接続作業は困難を伴う。

【０００６】本発明の目的は、パイプの接続作業を難な
く行なうことができ、かつ、強度、耐食性、耐薬品性お
よび耐熱性に優れ、しかも大型品であっても比較的容易
に成形することができる管継手として有用な複合中空成
形体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、中空体本
体と該中空体本体から延出する少なくとも一つのパイプ
とからなる複合中空成形体であって、該中空体本体はポ
リオレフィンで形成された内層と、架橋ポリノルボルネ
ンで形成され、該内層と一体化した外層とからなり、ま
た、該中空体本体から延出する上記パイプはポリオレフ
ィンで形成され、その基端は該中空体本体の外層と融着
一体化しており、その先端開口部は他のパイプとの接合
部であることを特徴とする複合中空成形体によって達成
される。

【０００８】以下、本発明の複合中空成形体を図面を参
照して詳細に説明する。図１は本発明の複合中空成形体
の一実施例を示す断面図である。この複合成形体１の本
体は、ポリオレフィンで形成された内層３と、架橋ポリ
ノルボルネンで形成され、該内層３と一体化した外層２
とからなる二層構造を有し、両層は一体的に形成されて
いる。さらに、複合中空成形体１の本体からは、少なく
とも一つ（図示の例では三つ）のポリオレフィン管４が
延出している。ポリオレフィン管４の先端開口部５は他
のパイプ（代表的にはポリオレフィン管）６との接合部
であり、ポリオレフィン管４の基端は中空成形体の本体
の外層２と融着一体化している。より具体的にいえば、
図１に示す例では、複合中空体１の本体のポリオレフィ
ン内層３とポリオレフィン管４とはブロー成形により一
体に成形されている。

【０００９】図１に示す複合成形体１の本体は、少なく
とも一端側（図示の例では両端側）に、金属管７との接
続部９を有し、この金属管接続部９の内側には、ねじ加
工が施された金属部品１０がインサートされ、雌ねじが
形成されている。この雌ねじ部１０は複合成形体１の成
形時に同時に形成するか、または成形後に切削加工した
り、金属製雌ねじ部をインサートすることにより形成さ
れる。雌ねじ部１０には必ずしもテーパーを付ける必要
はないが、ＪＩＳ Ｂ ０２０３に規定されるような管
用テーパーねじであってもよい。

【００１０】雌ねじ部１０の外側には好ましくは拡径防
止部材１１が嵌着されている。この拡径防止部材１１は
複合成形体１を構成する樹脂よりも剛性の高い材料から
つくられ、一般には金属製である。拡径防止部材１１の
形状は円環状リング、多角型リングのいずれでもよい。
このリングの装着は、通常成形後にリングをはめ込むこ
とにより行われる。この際、接着剤を用いてリングと管
とを接着したり、リングを加締めることが望ましい。ま
た拡径防止部材１１は、所望によりインサート成形によ
って管開口部を形成する樹脂の中に完全にまたは部分的
に埋設することもできる。完全に埋設する場合には管の
肉厚が大きくなるがねじ加工部とリングとの間隔を小さ
くすることができ、雄ねじで螺合した際のシール性が向
上するとともに外観も良好になる。

【００１１】本発明の複合中空成形体１の本体の外層２
を構成する架橋ポリノルボルネンは、ジシクロペンタジ
エンに代表される三環体以上の架橋性ノルボルネン系モ
ノマーを金型内でメタセシス触媒系の存在下に塊状開環
重合させて得られる。ポリノルボルネン系樹脂は、耐熱
変形性、機械的強度に優れ、しかも常温での耐衝撃性が
高いのみならず、低温においても耐衝撃性や弾性率、可
撓性等の変化が少なく、かつ、ＲＩＭ法により大型の成
形品を容易に成形でき、安価でもあるため、特に好まし
い。

【００１２】ノルボルネン系モノマーは、三環体以上で
あることによって、熱変形温度の高い重合体が得られ
る。三環体以上のノルボルネン系モノマーを塊状開環重
合すると架橋ポリマーが生成するが、ポリマーの架橋度
を高めるためには全モノマー中の少なくとも１０重量
％、好ましくは３０重量％以上の架橋性モノマーを使用
することが好ましい。

【００１３】三環体以上のノルボルネン系モノマーとし
ては、ジシクロペンタジエンやジヒドロジシクロペンタ
ジエンなどの三環体、テトラシクロドデセンなどの四環
体、トリシクロペンタジエンなどの五環体、テトラシク
ロペンタジエンなどの七環体、これらのアルキル置換体
（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル置換体な
ど）、アルキリデン置換体（例えば、エチリデン置換体
など）、アリール置換体（例えば、フェニル、トリル置
換体など）などが挙げられる。これらのノルボルネン系
モノマーは、単独で使用してもよいし、また、２種以上
を混合して用いることもできる。

【００１４】なお、上記三環体以上のノルボルネン系モ
ノマーの１種以上とともに、開環重合し得る２−ノルボ
ルネン、５−メチル−２−ノルボルネン、５−エチリデ
ン−２−ノルボルネン、５−フェニル−２−ノルボルネ
ンなどの二環体のノルボルネン系モノマー、あるいはシ
クロブテン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シ
クロオクテン、シクロドデセンなどの単環シクロオレフ
ィンなどを、本発明の目的を損なわない範囲で使用する
ことができる。

【００１５】複合中空体１の本体の内層３を構成するポ
リオレフィンおよび複合中空体本体から延出する管４を
構成するポリオレフィンは、他のポリオレフィン管６と
の接続部５と他のポリオレフィン管６を融着させるとき
の温度で溶融して他のポリオレフィン管６と継手８を介
して接合する材料からなっている。この材料は、接続す
るポリオレフィン管６と継手８を介して接合可能なもの
であるとともに、複合成形体１の製造時に該成形体１と
融着し得る材料であることが必要である。そのようなポ
リオレフィン材料としては、例えば、高密度ポリエチレ
ン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリブ
テン−１、エチレン−プロピレン共重合体、ポリプロピ
レン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチ
レン−アクリル酸エステル共重合体（ＥＡＡ）、エチレ
ン−エチルアクリル酸共重合体（ＥＥＡ）などのオレフ
ィンを主成分とするポリマーが使用可能である。これら
は単独で用いてもよいし、２種以上を適宜組み合わせて
用いてもよい。

【００１６】ポリオレフィン管４は、通常０．２ｍｍ〜
１０ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜５ｍｍの肉厚を有する。
肉厚が薄いと熱で表面が凹凸になったり融着部５に機械
的強度が不足することが問題となり、肉厚が厚いとブロ
ー成形が困難である。

【００１７】図１に示す複合中空成形体１は次のように
製造することができる。先ず、複合中空成形体１の本体
の内層３とこれから延出する管４とからなる中空成形体
を、ポリオレフィン成形材料のブロー成形によって形成
する。管４は本体の内層３と比較して薄くなり勝ちなの
で、厚くなるよう配慮すべきである。次いで、ブロー成
形された中空成形体を金型内に据付けて、金型内面と中
空成形体との間に前記の架橋性ノルボルネン系モノマー
を注入し、反応射出成形（ＲＩＭ）法によりモノマーを
重合硬化せしめることによって、架橋ポリノルボルネン
からなる外層２を形成する。この重合硬化に際しては、
ノルボルネン系モノマーとともに、公知のメタセシス触
媒および共触媒（活性剤）を金型内に注入することがで
きる。

【００１８】次に、この複合中空成形体１と金属管７の
接続方法を説明する。まず金属管７の軸部の好ましくは
テーパーのついた雄ねじ部１３に、中空成形体１の雌ね
じ１０を螺合させ、十分に締め付ける。もし、中空成形
体端部の外周に拡径防止部材１１が装着されていない
と、ねじ部が徐々に拡径し、シール性が低下ないし喪失
するので、本発明の複合中空成形体には拡径防止部材１
１が設けられていることが好ましい。拡径防止部材１１
が装着されていると、締付けが強固になるほどシール性
が向上する。

【００１９】ポリオレフィン管４の接続部５とポリオレ
フィン管６とは継手８を介して接合する。この状態で継
手８に通電し、ポリオレフィンの融点（Ｔｍ）以上の温
度に加熱する。すると継手８の内面に予め形成しておい
た熱融着性樹脂層が溶融してポリオレフィン管６とポリ
オレフィン管４の接合部５の外表面とが熱融着する。そ
の結果、複合中空成形体１とポリオレフィン管６とが一
体化され、強固で、水密性の高い接続状態が得られる。
ポリオレフィン管６の材質はポリオレフィン管４と接合
可能であれば格別限定されないが、耐熱性を考慮すれば
架橋ポリエチレンその他の架橋ポリオレフィンであるこ
とが望ましい。

【００２０】図２は本発明の複合中空成形体の他の実施
例を示す断面図である。この中空成形体１は、ポリオレ
フィン内層３と、接続部５を有するプラスチック管４と
が別々に成形されたものであること、および中空成形体
１の本体の両端部にポリオレフィンのようなプラスチッ
ク製管１４が取付けられていることの他は図１の実施例
と同じである。ポリオレフィン管４は、本体の内層３を
構成するポリオレフィンと同一の材料で形成することが
好ましい。

【００２１】図３は、図２に示す複合中空成形体１の端
部の拡大断面図であって、内層３と外層２とからなる中
空成形体１の端部にＥＰＤＭのようなエラストマー製パ
ッキン１５を介してポリオレフィン管１４が接合してい
る状態を示している。

【００２２】次に、図２に示す複合中空成形体１の製造
方法を説明する。図２に示す複合中空成形体１は、図１
に示すものと同様に、ブロー成形と反応射出成形（ＲＩ
Ｍ）により製造することができる。すなわち、まず、複
合中空成形体の内層３のみをポリオレフィンのブロー成
形により形成する。管端部は所定の長さで切り落して開
口部を形成する。

【００２３】使用するポリオレフィンとしては、ポリノ
ルボルネンと融着するものである限り特に限定されな
い。具体的には、図１の複合中空成形体１について挙げ
た材料が用いられる。密着性の観点からは低密度ポリエ
チレンが好ましく、またブロー成形性からは中密度ポリ
エチレンが好ましい。低密度ポリエチレンと中密度ポリ
エチレンとの混合物は密着性および成形性の両面から好
ましい。

【００２４】内層３は融着時の熱で変形し易いので、肉
厚を０．２〜５ｍｍ、より好ましくは０．５〜３ｍｍと
する。薄すぎると融着時に反融着面側まで溶融し、内層
表面が凹凸になったり、破れたりする。厚すぎるとブロ
ー成形不能となったり、融着時の熱が内層３を介して伝
わるために内層３と分岐管４との融着熱が不十分で融着
不良になったりする。次に、ブロー成形により得られた
中空成形体（内層３を構成する）と、別途成形したポリ
オレフィン管４とを接合する。ポリオレフィン管４を構
成する材料としては図１の複合中空成形体体１について
挙げたポリオレフィン材料を用いることができる。ポリ
オレフィン管４の肉厚は１ｍｍ〜５ｍｍ程度が好まし
い。

【００２５】内層３の分岐部とポリオレフィン管４との
接合においては、ＲＩＭ成形時の反応液の漏洩を防止す
るため、図３に示すように、通常パッキン１５を介して
ポリオレフィン管４と内層３の分岐部Ａを接合する。ポ
リオレフィン管４の内径と分岐部Ｂ内層３の内径を同じ
にすると管内を流れる液が乱流となり難く、流量の変動
もないので好ましい。また、凹凸があると異物が堆積し
易いので、管端部をできるだけポリオレフィン管内部に
挿入し、凹凸をなくすことが好ましい。

【００２６】分岐部Ａの内層３の内径はポリオレフィン
管４とパッキンが挿入可能となる大きさに調整されてい
る。分岐部Ａの内層３とポリオレフィン管４のクリアラ
ンス（空隙）は０．５ｍｍ〜５ｍｍとすることが好まし
く、１ｍｍ〜２ｍｍとすることがより好ましい。また、
上記クリアランスと内層３との合計厚さは通常約５ｍｍ
以下が好ましく、１〜３ｍｍであることがより好まし
い。

【００２７】パッキン１５は成形体となったときに液洩
れがなければ、必ずしも融着してポリノルボルネンまた
はポリオレフィンと一体化している必要はないが、融着
一体化しているものが好ましく、また、ノルボルネンモ
ノマーの重合を阻害しないものが好ましい。パッキンを
融着させるに際してパッキンが厚すぎると反応時の熱が
パッキンと分岐管の界面に充分に伝わらず、融着不良を
起こすことがあるので、反応液の液洩れを防止できる範
囲で薄いパッキンを使用することが好ましい。

【００２８】パッキンを装着する方法の態様としては、
（１）リング状に形成されたものをポリオレフィン管４
にセットして分岐部Ａに挿入する、（２）テープ状に形
成されたものをポリオレフィン管４に巻き付け、分岐部
Ａに挿入する、（３）加熱溶融状の樹脂（例えば、ホッ
トメルト接着剤）をポリオレフィン管４の外径周囲に帯
状に配置し、分岐部Ａに挿入するなどの方法が挙げられ
るが、これらの方法に限定されるものではない。

【００２９】パッキンの材料の具体例としては、ＳＢ
Ｒ、ＳＢＳ、ＳＩＳ等の炭化水素系のエラストマーの
他、ポリオレフィン複合中空成形体１を構成するポリオ
レフィン材料として挙げたものが用いられるが、これら
に限定されるものではなく、市販されているパッキンで
も使用できる。これらの中で好ましい例としてはＳＢ
Ｒ、ＳＢＳ、ＳＩＳなどのエラストマーが挙げられる。
ブロー成形した内層３とポリオレフィン管４をパッキン
を介して接合したものを金型の所定の位置にセットし、
ノルボルネン系モノマーを金型内に注入し、ＲＩＭ法に
より架橋ポリノルボルネンからなる外層２を形成する。
内層３とポリオレフイン管４の金型へのセットは位置が
固定されていればよく、特に圧力をかけなくとも、注入
時に位置ずれは生じない。

【００３０】なお、図１および図２に示すポリオレフィ
ン管６が無架橋のポリオレフィン管である場合には、本
発明の複合中空成形体１との接続は比較的容易である。
しかしながら、耐熱性の見地から一般に架橋ポリオレフ
ィン管が使用されており、その場合には、架橋ポリオレ
フィンが溶融しにくいことから、本発明の中空成形体１
との融着一体化が必ずしも円滑にいかない場合がある。
その場合には架橋ポリオレフィン管の外周面に無架橋の
ポリオレフィン被膜を一体に融着して設けたポリオレフ
ィン管６を使用することにより、本発明の中空成形体１
との融着一体化を確実なものにすることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る複合中
空成形体は、適度な長さをもつポリオレフィン管が複合
中空成形体の本体と一体的に形成されているため、前記
のような融着継手８を用いて他のポリオレフィン管６と
接続する際、その融着接続作業は他の融着部または接合
部から離れたところで行うことになり、その作業は楽で
あって、確実な接続が達成される。

【００３２】また、長期間使用後にポリオレフィン管４
とポリオレフィン管６との接続部に漏洩を生じたとき
は、ポリオレフィン管４の接続部５を切落して、新たな
継手８を用い、融着接合部を再形成することができる。
この、更新接合を数回繰返すことができるため、本発明
の複合中空成形体の管継手としての寿命は著しく長くな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る複合中空成形体を、ポ
リオレフィン管および金属管と共に示す断面図。

【図２】本発明の他の一実施例に係る複合中空成形体の
断面図。

【図３】図２の複合中空成形体とパイプの接合部の詳細
断面図。

【符号の説明】

１ 複合中空成形体 ２ 複合中空成形体の外層 ３ 複合成形体の内層 ４ ポリオレフィン管 ５ ポリオレフィン管の接続部 ６ 他のポリオレフィン管 ７ 金属管 ８ 継手 ９ 金属管接続部 １０ 雌ねじ部 １１ 拡径防止部材 １３ 雄ねじ部 １４ プラスチック管 １５ パッキン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 31:24 4Ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空体本体と該中空体本体から延出する
   少なくとも一つのパイプとからなる複合中空成形体であ
   って、該中空体本体はポリオレフィンで形成された内層
   と、架橋ポリノルボルネンで形成され、該内層と一体化
   した外層とからなり、また、該中空体本体から延出する
   上記パイプはポリオレフィンで形成され、その基端は該
   中空体本体の外層と融着一体化しており、その先端開口
   部は他のパイプとの接合部であることを特徴とする複合
   中空成形体。