JPH08219358A - 電気融着継手の製造方法 - Google Patents

電気融着継手の製造方法

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JPH08219358A
JPH08219358A JP7022633A JP2263395A JPH08219358A JP H08219358 A JPH08219358 A JP H08219358A JP 7022633 A JP7022633 A JP 7022633A JP 2263395 A JP2263395 A JP 2263395A JP H08219358 A JPH08219358 A JP H08219358A
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JP
Japan
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outer layer
fusion
joint
inner layer
temperature
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JP7022633A
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English (en)
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Koji Hachiman
浩司 八幡
Noriyuki Moriya
紀之 森谷
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】接続管との融着強度を強くすることができる電
気融着継手の製造方法を提供する。 【構成】金型内にて、電熱線が配設された筒状の内層の
外周囲に、２３℃での線膨張率が７×１０-5ｃｍ／ｃｍ
・℃以上となる外層樹脂を射出成形により積層し、その
積層体を、金型内にて外層表面樹脂温度が内層表面樹脂
温度よりも２０〜１１０℃高い状態まで冷却した後、金
型内から取り出して更に冷媒中にて冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂製のガス管や
上下水道管等の管同士を、筒状の内層に配設した電熱線
を発熱させることにより融着接合する電気融着継手の製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、合成樹脂製の接続管同士の接続方
法として、複数の受口部が設けられ、その内周に電熱線
が配設された電気融着継手を用いて、その各受口内に、
それぞれ、接続管の管端部を挿入し、電熱線に通電して
接続管の管端部の外周面と管継手の受口の内周面間を融
着接合する方法が知られている。しかし、接続管の管端
部と管継手の受口間のクリアランスが大きいと、両者間
が充分に融着接合されず、融着強度が著しく低いという
問題点があった。
【０００３】この点に鑑み、例えば、特公平４─５８７
６号公報には、射出成形によって合成樹脂製の筒状体を
成形した後、筒状体が射出成形時の温度より３０〜９０
℃低い温度範囲で、圧力流体の圧入による弾性体外筒の
膨張により筒状体内径を強制的に拡径した状態で冷却固
化させて継手を成形して筒状体内に形状記憶応力を保有
させ、管との融着時、継手内径を縮径させる方法が提案
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、筒状体を一度成形した後、筒状体が射出成形
時の温度より３０〜９０℃低い温度範囲で弾性筒状体で
拡径し、そのまま冷却固化させるために、成形サイクル
が長くなり、又、弾性体への圧力流体の圧入により拡径
するため拡径前の筒状体が歪みを持つ場合に、内径が均
一に拡径されず、管との嵌合性が低下し、融着強度が低
下するという問題点がある。
【０００５】本発明は、上記の如き従来の問題点を解消
し、接続管との融着強度を強くすることができる電気融
着継手の製造方法を提供することを目的としてなされた
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、金型内にて、
電熱線が配設された筒状の内層の外周囲に、２３℃での
線膨張率が７×１０-5ｃｍ／ｃｍ・℃以上となる外層樹
脂を射出成形により積層し、その積層体を、金型内にて
外層表面樹脂温度が内層表面樹脂温度よりも２０〜１１
０℃高い状態まで冷却した後、金型内から取り出して更
に冷媒中にて冷却する電気融着継手の製造方法である。
【０００７】本発明において、内層及び外層を形成する
樹脂としては、熱可塑性樹脂であれば特に限定されず、
例えば、ポリフェニレンサルファイド、ポリ塩化ビニ
ル、ポリエーテルエーテルケトンや、中密度ポリエチレ
ン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン
等のオレフィン系樹脂等が用いられるが、接続管との融
着強度が高いオレフィン系樹脂が好適に用いられる。
【０００８】外層を形成する樹脂は、線膨張率が限定さ
れ、小さすぎると充分な縮径効果が得られないため、２
３℃での線膨張率が７×１０-5ｃｍ／ｃｍ・℃以上であ
る必要があり、通常は２３℃での線膨張率が３０×１０
-5ｃｍ／ｃｍ・℃以下である。
【０００９】筒状の内層の厚みは、０．５〜１０ｍｍと
するのが好ましい。内層の厚みが、薄すぎると、成形
時、充分に継手内径寸法を保持するだけの強度を得にく
く、かつ断熱層として外層から金型への伝熱を押さえる
効果がないため、充分な収縮歪みをもたせることが難し
く、又、厚すぎると、融着時、電熱線からの伝熱が外層
までとどきにくく、収縮歪みを開放しにくいため、充分
な縮径効果を得にくく、かつ内層の成形時、内層が均一
に冷却されずに歪みが残るため、接続管との溶着性が悪
くなる。管継手の全体の厚みは、一般に、１０〜３０ｍ
ｍとするのが好ましい。
【００１０】本発明において、筒状の内層の成形方法と
しては、特に限定されないが、例えば、切削加工法、パ
イプ状押出成形法、射出成形法等が適宜採用できる。本
発明において、外層の成形方法としては、例えば、予め
成形された内層を金型内にイサートして、その金型内に
射出成形する方法等が採用される。
【００１１】内層と外層との積層体の冷却は、型内にて
外層表面樹脂温度が内層表面樹脂温度より２０〜１１０
℃高い状態まで冷却した後、型から取り出して、更に冷
媒中にて冷却することにより行われる。
【００１２】外層の型内での冷却温度が、低すぎると、
外層に充分な収縮歪みを残すことができず、高すぎる
と、継手外周側の固化が遅れ、継手の形状保持性が劣
り、外径の寸法精度が悪くなる。型から取り出した後の
冷媒中にて冷却を行う際の、冷媒、冷却方法は特に限定
さないが、温度調節機等により温度管理された水浴中で
冷却するのが好ましく、そのときの水温は０〜３０℃と
するのが好ましい。水温が、高すぎると外層が徐冷され
るため充分な収縮歪みを残すことができず、低すぎると
液体状態を保つことができない。０℃以下で冷却する場
合には、ドライアイス─エタノール、ドライアイス─ア
セトン等が用いられる。
【００１３】
【作用】本発明の電気融着継手の製造方法は、金型内に
て、電熱線が配設された筒状の内層の外周囲に、２３℃
での線膨張率が７×１０-5ｃｍ／ｃｍ・℃以上となる外
層樹脂を射出成形により積層し、その積層体を、金型内
にて外層表面樹脂温度が内層表面樹脂温度よりも２０〜
１１０℃高い状態まで冷却した後、金型内から取り出し
て更に冷媒中にて冷却することにより、外層に収縮歪み
が残っており、接続管の融着接続時にその収縮歪み解放
されて、内径が縮径するために、接続管の管端部の外周
面に電気融着継手の内周面が圧接され、両者間の融着強
度を向上させることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。成形設備、成形条件及び電気融着継手の製造 内層形成用樹脂及び外層成形用樹脂として、中密度ポリ
エチレン（数平均分子量５５００、線膨張率＝２３．５
×１０-5ｃｍ／ｃｍ・℃）を用いた。
【００１５】内層とする筒状体の成形、及び、内層の外
周囲への外層の積層は、いずれも射出成形により、射出
成形機として日精樹脂工業社製のＦ３６０Ｓ１４０ＡＳ
Ｅを用い、成形温度（ノズル先端部）を２２０℃、コア
温度を１０℃、キャビティ温度を１０℃にて成形を行っ
た。
【００１６】上記の条件にて、射出成形により、図１に
示す如く、電熱線１１が配設された筒状の内層１２の外
周囲に外層１３が積層された、表１に示す継手内径及び
厚みを有し、長さ（Ｌ1 ）が１３２ｍｍ、受口内の電熱
線１１の配設幅（Ｌ2 ）が４１ｍｍ、受口の中央部の電
熱線１１が設けられていない部分の幅（Ｌ3 ）が２２ｍ
ｍ、受口の端部の電熱線１１が設けられていない部分の
幅（Ｌ4 ）が１４ｍｍであるＪＩＳ Ｋ６７７５に記述
のソケット型の電気融着継手１を得た。尚、以下の実施
例中、内層表面樹脂温度及び外層表面樹脂温度として
は、キャビティ内に設置した温度センサーにより、内層
内周面、外層外周面を測温した温度とした。
【００１７】実施例１ 厚さが５ｍｍの筒状金型キャビティ内で内面にスパイラ
ル状に電熱線を配した筒状体を射出成形により成形し
た。この筒状体内に金属コアを挿入し、これを金型内に
セットし、射出成形により、筒状体を内層として、その
外周囲に外層を積層した。その後、金型内にて外層表面
樹脂温度が３３℃、内層表面樹脂温度が１３℃になるま
で冷却してから型外に取り出し、２５℃の水浴中で５分
間冷却して、表１に示す継手内径及び厚みを有するソケ
ット型の電気融着継手を得た。
【００１８】実施例２ 型内での冷却条件を、外層樹脂温度が８０℃、内層樹脂
温度が１０℃になるまで冷却したこと以外は実施例１と
同様にして、表１に示す継手内径及び厚みを有するソケ
ット型の電気融着継手を得た。
【００１９】実施例３ 型内での冷却条件を、外層樹脂温度が１２０℃、内層樹
脂温度が１０℃になるまで冷却したこと以外は実施例１
と同様にして、表１に示す継手内径及び厚みを有するソ
ケット型の電気融着継手を得た。
【００２０】実施例４ 筒状体の肉厚を０．５ｍｍとしたこと、及び、型内での
冷却条件を、外層樹脂温度が８５℃、内層樹脂温度が１
５℃になるまで冷却したこと以外は実施例１と同様にし
て、表１に示す継手内径及び厚みを有するソケット型の
電気融着継手を得た。
【００２１】実施例５ 筒状体の肉厚を１０ｍｍとしたこと、及び、型内での冷
却条件を、外層樹脂温度が８０℃、内層樹脂温度が１０
℃になるまで冷却したこと以外は実施例１と同様にし
て、表１に示す継手内径及び厚みを有するソケット型の
電気融着継手を得た。
【００２２】比較例１ 継手形状の金型キャビティ内で射出成形により、内面に
スバイラル状に電熱線を配した単層で肉厚が１４ｍｍの
筒状体を成形後、型内から取り出した筒状体を空気中に
て放冷させて、表１に示す継手内径及び厚みを有するソ
ケット型の電気融着継手を得た。
【００２３】比較例２ 継手形状の金型キャビティ内で射出成形により、内面に
スバイラル状に電熱線を配した単層で肉厚が１４ｍｍの
筒状体を成形後、筒状体の樹脂温度が１５０℃となった
とき、型内から取り出した筒状体を圧縮空気により内側
から拡径し、そのまま２５℃の水浴中で５分間冷却させ
て、表１に示す継手内径及び厚みを有するソケット型の
電気融着継手を得た（特公平４─５８７６号公報に記載
の方法に準拠）。
【００２４】比較例３ 型内での冷却条件を、外層樹脂温度が２４℃、内層樹脂
温度が１４℃になるまで冷却したこと以外は実施例１と
同様にして、表１に示す継手内径及び厚みを有するソケ
ット型の電気融着継手を得た。
【００２５】比較例４ 型内での冷却条件を、外層樹脂温度が１４０℃、内層樹
脂温度が１０℃になるまで冷却したこと以外は実施例１
と同様にして、表１に示す継手内径及び厚みを有するソ
ケット型の電気融着継手を得た。
【００２６】比較例５ 外層成形用樹脂として、ガラス繊維入りメタクリル樹脂
（徳山曹達社製、商品名「ＧＭ１８５」、線膨張率＝
５．５×１０-5ｃｍ／ｃｍ・℃）を用いたこと以外は実
施例２と同様にして、表１に示す継手内径及び厚みを有
するソケット型の電気融着継手を得た。
【００２７】融着強度の測定 図２に示す如く、実施例１〜５及び比較例１〜５で得ら
れたソケット型の電気融着継手１の両端の受口に、それ
ぞれ、内径７５ｍｍのポリエチレン製パイプ２を嵌め込
み、２３℃の環境温度の下に電熱線に電流を流して、電
気融着させ、電気融着継手１の受口の内周面とパイプ２
の外周面とを融着接合させた。
【００２８】この融着物３より、図３（ａ）に散点模様
にて示す４個所から、図３（ｂ）に示すサンプルを切り
出し、そのサンプルの電気融着継手３２の端面に、パイ
プ３３から切り出した短冊片４をバット溶接して、図３
（ｃ）示す試験片を作成した。
【００２９】この試験片を、図４に示すような状態に
て、ＪＩＳ Ｋ６８５４に準じたＴ型剥離試験を行い、
荷重１００ｋｇｆを加えたときの残存長さを測定して融
着強度とした。その結果を表１に示した。但し、試験速
度は５０ｍｍ／分とし、試験温度は２３±２℃とした。
尚、残存長さとは、パイプと電気融着継手の融着界面が
電熱線端部から残っている長さをいい、電熱線の部位で
脆性破壊した長さは残存長さの中に含めた。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【発明の効果】本発明の電気融着継手の製造方法は、上
記の如き構成とされているので、接続管の融着接続時に
その収縮歪み解放されて、内径が縮径するために、接続
管の管端部の外周面に電気融着継手の内周面が圧接さ
れ、両者間の融着強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気融着継手の製造方法により得られ
た電気融着継手の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の電気融着継手を用いてパイプを融着接
続した状態を説明する断面図である。
【図３】図２に示す融着物より、融着強度測定用の試験
片を作成する工程を説明する説明図であり、（ａ）は融
着物よりサンプルを切り出す個所を示す側面図、（ｂ）
は切り出したサンプルの電気融着継手の端面に、パイプ
から切り出した短冊片をバット溶接した状態を示す斜視
図、（ｃ）は作成した試験片を示す斜視図である。
【図４】本発明の電気融着継手を用いてパイプを融着接
続した融着物より作成した試験片を用いて、Ｔ型剥離試
験を行い、融着強度を測定する状態を説明する正面図で
ある。
【符号の説明】
１ 電気融着継手 １１ 電熱線 １２ 内層 １３ 外層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 31:24

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金型内にて、電熱線が配設された筒状の
    内層の外周囲に、２３℃での線膨張率が７×１０-5ｃｍ
    ／ｃｍ・℃以上となる外層樹脂を射出成形により積層
    し、その積層体を、金型内にて外層表面樹脂温度が内層
    表面樹脂温度よりも２０〜１１０℃高い状態まで冷却し
    た後、金型内から取り出して更に冷媒中にて冷却するこ
    とを特徴とする電気融着継手の製造方法。
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