JPH08296785A - 電気融着継手及びその製造方法 - Google Patents

電気融着継手及びその製造方法

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JPH08296785A
JPH08296785A JP7103834A JP10383495A JPH08296785A JP H08296785 A JPH08296785 A JP H08296785A JP 7103834 A JP7103834 A JP 7103834A JP 10383495 A JP10383495 A JP 10383495A JP H08296785 A JPH08296785 A JP H08296785A
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JP
Japan
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layer
joint
inner cylinder
resin
tube layer
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JP7103834A
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English (en)
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Saburo Akiyama
三郎 秋山
Takeshi Kato
健 加藤
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 例えば耐候性と耐塩素水性を兼ね備えた電気
融着継手を得ること。 【構成】 内周部に電熱線を埋設した内筒層と、この内
筒層の外側に形成した中間層と、この中間層の外側に形
成した外筒層からなり、前記内筒層、中間層及び外筒層
が２種以上の熱可塑性樹脂材料からなる電気融着継手で
ある。例えば外筒層の樹脂にはカーボンブラックを配合
し、前記中間層と内筒層の樹脂にはカーボンブラックを
配合しないようにした継手である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に給水給湯配管に用
いられ、カーボンブラックを配合しない内側層とカーボ
ンブラックを配合した外側層とからなる複数構造の電気
融着継手及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、給水給湯配管に使用されるパイプ
として屋外でも使えるように耐候性を考慮してカーボン
ブラックを配合したポリエチレンパイプがある。ところ
がカーボンブラックは塩素水劣化に対し触媒作用がある
ことが判明し、塩素を含む水に長時間接触すると水泡、
いわゆるブリスターが発生し希に剥離などの劣化が生じ
ることがある。そこで耐塩素水性も向上させるためにカ
ーボンブラックを配合しないポリエチレン（ナチュラル
と呼ばれる。）の内層と、カーボンブラックを配合した
ポリエチレンの外層とからなる二層構造のポリエチレン
パイプ、いわゆる二層管（ＪＩＳＫ６７６２参照）を使
用することが多くなってきた。
【０００３】他方、電気融着継手（以下、単に継手と言
うことがある。）は良く知られるところであり、最近で
は給水給湯用にも使用されるようになってきた。その一
例を図６に示す。この継手は、熱可塑性樹脂、例えばポ
リエチレンやポリブテンからなる継手本体60の両端受口
部61の内周部に電熱線２を螺旋状に巻いて埋設し、両端
は外部に立ち上ったコネクターピン３に接続している。
融着制御は外部のコントローラから電熱線に電流を流し
て行われるが、通常ガス用の継手ほど厳密でなく品種サ
イズ毎に予め定められた時間だけ通電することが多い。
尚、図の左側は二層管５を挿入した状態を、また右側は
融着後の状態を示している。
【０００４】ところで、この給水給湯用の継手において
も上記したパイプと同様に耐候性と耐塩素水性の向上を
目的として、例えば特開平４−370493号では中〜高密度
ポリエチレンに、ある特定量のカーボンブラックを配合
することが提案されている。
【０００５】また、特開平２−186193号には、内側に電
熱線を埋設した非架橋のポリエチレン体を配置し、その
外側を耐熱性に優れた架橋ポリエチレンで覆った二層構
造の継手が開示されている。尚、この継手の製造方法
は、架橋ポリエチレン自身は流動性がなく射出成形でき
ないから、予め非架橋ポリエチレンで形成した内層に未
架橋状態の架橋性ポリエチレンを射出成形するなどして
一体成形し、その後、架橋処理をして外層のみを架橋さ
せるようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図６からわ
かるように継手内面とパイプ外面との間にはある程度の
隙間ｅが残ったまま融着されるから、流通水が隙間ｅに
もまた融着部ｆにも侵入することになり、塩素のアタッ
クを受ける。そうなると上記従来技術のうち前者のもの
では、そのほとんどがカーボンブラックを含んでいるか
ら基本的に耐塩素水性に弱く長期的な品質に不安があ
る。一方後者のものでは外層にカーボンブラックを含ん
でいないから紫外線による劣化が著しく屋外では使用で
きない。たとえ外層にカーボンブラックを配合させても
ナチュラルな内層部は薄くそのほとんどがカーボンブラ
ックを含んだ層となるから、上記と同様に長期的には塩
素水のアタックによる劣化が生じるという問題がある。
【０００７】本発明は、このような問題を解決するもの
で耐候性を備えると共に耐塩素水性を十分に向上させた
電気融着継手と、この継手を欠陥なく能率的に製造でき
る製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、層ごとに成形
する製造方法によって多層構造の継手となし、しかも各
層を必要とする特性に適した樹脂材料で構成することに
よって上記目的を達成したものである。すなわち本発明
は、内周部に加熱部材を有する内筒層と、この内筒層の
外側に形成した中間層と、この中間層の外側に形成した
外筒層とからなり、これら内筒層と中間層及び外筒層が
２種以上の熱可塑性樹脂材料からなる電気融着継手であ
る。ここで、中間層および／または外筒層をそれぞれ２
層以上の多層構造として、それぞれを特性の異なる樹脂
で成形してもよい。また屋外で使用する給水給湯用の場
合、外筒層の樹脂にはカーボンブラックを配合し、中間
層と内筒層の樹脂にはカーボンブラックを配合しないこ
とが望ましい。このとき内筒層と中間層は同じナチュラ
ルなポリエチレンとすることや内筒層を中密度ポリエチ
レンとし、中間層を高密度ポリエチレンとするように特
性の異なる樹脂を組み合わせることができる。
【０００９】また本発明は、熱可塑性樹脂ａからなる内
筒部材を成形し、この内筒部材に電熱線を巻き両端にコ
ネクターピンを接続し、この内筒部材を中間部材成形用
金型のキャビティー内に装着し、熱可塑性樹脂ｂを射出
成形して前記内筒部材の外側に中間層を形成した中間部
材を成形し、この中間部材を継手本体成形用金型のキャ
ビティー内に装着し、熱可塑性樹脂ｃを射出成形して前
記中間部材の外側に外筒層を形成して継手本体を成形す
る電気融着継手の製造方法である。ここで熱可塑性樹脂
ａ，ｂ，ｃはそれぞれ特性の異なる異種の樹脂を使用す
ることが望ましいが、例えば樹脂ａ，ｂをカーボンブラ
ックを含まないナチュラルなものとし、樹脂ｃをカーボ
ンブラックを配合したものとすることでも、ここでは異
種の樹脂に含まれるとしている。
【００１０】
【作用】以上のように内筒層と中間層及び外筒層を選択
的に異なる樹脂材料で構成することによって特性の異な
る継手を得ることができる。例えば、外筒層はカーボン
ブラックを配合した樹脂を用いるから耐候性に対して十
分である。また内筒層と中間層は共にカーボンブラック
を含まない樹脂を用いれば、中間層がある分ナチュラル
層が厚くなるから耐塩素水性について十分な耐久性を有
するようになる。さらに内筒層を中密度ポリエチレン、
中間層を高密度ポリエチレンなどとすれば強度的に優れ
たものとなり、内筒層を被接続管に対して相溶性の良い
樹脂とすれば融着部の強度、性能にも優れたものとな
る。このようにそれぞれ層間ごとに特性の違った継手を
得ることができる。
【００１１】上記した製造方法は、内筒部材を製造する
工程と、中間部材を製造する工程と、最終的な継手本体
を製造する工程とが別々に、なおかつ各部材の外側に樹
脂を積層するといういわば多層成形手段であるから各層
毎に選択的に樹脂材料を変えていくことができる。この
多層成形は、内筒部材を成形している間に中間部材や継
手本体を同時に成形するというように各部材の製造を同
期して行うとより能率的である。また、特に大口径の厚
肉の継手においては各部材の成形時間が短く出来るから
全体の成形タクトが縮まり、同時にヒケなどの欠陥が生
じる可能性が低減する。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の第１実施例を示す電気融着継手
の断面図である。図２は成形過程を説明する概要図であ
る。図３は本発明の第２実施例を示す電気融着継手の断
面図で右側には二層管を差し込んだ状態を示している。
図４は本発明の製造方法を説明する射出成形用金型の上
面図である。尚、これらの図で同一符号は同一部品を示
している。
【００１３】先ず、図１の継手１はカーボンブラックを
含まないナチュラルな中密度ポリエチレンの内筒層10と
同じくカーボンブラックを含まないナチュラルな中密度
ポリエチレンの中間層20及びカーボンブラックを２〜３
％配合した中密度ポリエチレンの外筒層40とからなる。
内筒層10は後述する内筒部材に相当し螺旋状の凹溝13が
一体的に形成されており、両端部にはコネクターピン３
を立てる台座が設けられる（図２上参照）。電熱線２は
抵抗加熱線で凹溝13に沿って巻き回し、両端はコネクタ
ーピン３に結線している。ただし、必ずしも電熱線であ
る必要はなく面状発熱体、導電性樹脂、被覆電熱線など
の加熱要素であれば良い。内筒層10の外側には中間層20
が設けられ内筒層10と中間層20を合せて中間部材30とす
る（図２中参照）。そしてこの中間層の外側に外筒層40
を設けて継手本体１となしている（図２下参照）。
【００１４】さて、電気融着継手において電熱線２から
継手内面までの距離は融着の良否を決定する上で重要な
寸法であり、通常0.1mm台となっている。従って、内筒
層10も必然的に薄い層にならざるをえず、この点で塩素
水のアタックに対して弱いものであった。しかし図のよ
うに、厚い中間層20を別に設けることによってナチュラ
ル層が厚くなり耐塩素水性に対しても充分耐える優れた
継手となる。ここでナチュラル層の内、中間層20がその
ほとんどを占めるようにするが、全体の肉厚に対して60
〜80％をナチュラル層（内筒層＋中間層）とするのがよ
い。一方、外筒層40は薄くてもカーボンブラックを適量
含んでいるので耐候性に対しても充分に優れたものであ
る。尚、中間層20及び外筒層40は一様な１層状態とした
が、場合によっては中間層をおよび／または外筒層を２
層，３層に分けて形成することもできる。
【００１５】次に図３の継手15は、上記の例と同様に内
筒層11と中間層21及び外筒層41とからなっている。しか
し、内筒層10には、接続しようとするパイプ５の内面と
密封的に嵌着する筒状の延出部12を一体的に設けたもの
である。この延出部12の外面は奥に向って縮径するテー
パ面にするとか、またＯリングやシール剤を介在させる
などして流通水が融着部内に侵入しないようにする。こ
れによって塩素水の悪影響をさらに受けにくくできる。
さらに延出部12があるとパイプの芯出し効果や抜け防止
の効果また融着時の樹脂膨張圧を受けとめるというよう
な効果があって都合が良い。またこの例では外筒層41を
継手の端面側まで覆うようにして耐候性をさらに向上さ
せている。
【００１６】上記実施例は給水給湯用を例にとっている
が排水用、ガス用に応用することもできる。このときに
は、内筒層を接続しようとするパイプに対して相溶性の
良好な樹脂とするとか、強度を考慮して内筒層を中密度
ポリエチレン、中間層を高密度ポリエチレンとするよう
に各層の樹脂密度を例えば低密度は0.910〜0.930ｇ／cm
3、中密度は0.930〜0.942ｇ／cm3、高密度は0.942〜ｇ
／cm3とし、これらを適宜組合せることも考えられる。
またこれらをポリブテンから形成する等の変更例もあ
る。
【００１７】次に本発明の製造方法について説明する。
図４は金型の一実施例を示し、この例では、一組の金型
４内に溶融樹脂を成形する３か所のキャビティー部Ａ，
Ｂ，Ｃを設けている。各キャビティー部は順にその外径
が大きくなっており、また各キャビティー部について共
通のマンドレル６を装着して成形できるようにしてあ
る。金型の入口７から射出された溶融樹脂はランナー
８，ゲート９を通って各々のキャビティー部Ａ，Ｂ，Ｃ
内に充填される。この例はキャビティーＡ，Ｂには入口
７から同一の樹脂を、キャビティＣには入口７’から別
の特性をもつ樹脂を射出しているが、当然キャビティー
部Ａ，Ｂ，Ｃに対して別の樹脂を射出するような方案に
することもできる。また各々に別の金型で成形してもよ
い。
【００１８】先ず、キャビティー部Ａにマンドレル10を
装着して溶融樹脂を射出すると、図１，図２で示す電気
融着継手の薄肉の内筒部材10が成形される。キャビティ
ー部Ａに射出成形された樹脂が固化した後、金型内から
マンドレル６付の内筒部材10が取り出され、マンドレル
６付の状態で、内筒部材10の外周溝13に電熱線２を巻
く。内筒部材10の端部にコネクターピン３，３を挿入し
て固定し、電熱線２の両端をコネクターピン３に結線す
る。
【００１９】この様に成形された電熱線２付の内筒部材
10をマンドレル６付の状態でＢのキャビティー部に装着
し、Ｂのキャビティー部で中間層20の溶融樹脂を射出成
形して内筒部材10と中間層20からなる中間部材30を得
る。この中間部材30を射出成形している間も、キャビテ
ィー部Ａで前記内筒部材１０が成形されている。キャビ
ティー部Ｂで中間部材３０を射出成形した後、前記同様
金型内からマンドレル６付の状態で成形された中間部材
30を取り出し、次にこの中間部材30をＣのキャビティー
部に装着し、キャビティーＡ，Ｂとは異なる樹脂、例え
ばカーボンブラック入りの樹脂を射出成形して中間部材
30の外面に外筒層40を射出成形する。この外筒層40をキ
ャビティー部Ｃで射出成形している間にも、前記別のキ
ャビティー部Ａで内筒部材10と前記キャビティー部Ｂで
中間部材30が同期して成形されている。こうして中間部
材30の外面に外筒層40を成形した後、金型からマンドレ
ル６付の状態で継手成形品を取り出し、成形品からマン
ドレル６を抜き取ると図１，又は図２で示す電気融着継
手１が完成する。
【００２０】この様に３層に成形された内筒層10と中間
層20と外筒層40の各樹脂層は、各層の外面に射出された
溶融樹脂の熱によって互いの接触面が熱融着され、一体
的に結合した電気融着継手１として成形される。このと
き継手の層間の区別はつきにくいかもしれないが、各層
がもつ特性は異なったものが得られている。以上によっ
て全体の射出成形タクトとしては、キャビティー部Ａ，
Ｂ，Ｃで成形されるいずれか最も長い成形時間が全体の
タクトになり、各層の射出成形時間が短縮するので全体
の成形タクトは大きく短縮する。
【００２１】図５は他の実施例を示す金型の上面図であ
る。この例は、内筒部材10と中間部材30は同一の金型70
で成形し、継手本体１の完成品は金型80で別成形するよ
うに金型すなわち成形機を分けた例である。従って、上
記と同様に内筒層と中間層は同一の樹脂で同期して成形
し、外筒層40については別の樹脂で射出成形することに
適している。射出樹脂量や種類が多くなるとそれだけ大
きな射出成形機や数が必要となり、設備投資や設置場所
等にも問題が生じる。そのため成形樹脂量や成形機の能
力に応じて金型を複数組に分割して製造する方が効率的
な場合もあるので適宜選択することが望ましい。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、多層構造
の継手を効率的にかつ欠陥なく製造することができる。
よって各層ごとに異なる樹脂で成形することも可能とな
るから各層ごとに特徴をもたせた特性の異なる電気融着
継手を得ることができる。一例として、耐候性を有する
と共に十分な耐塩素水性を兼ね備えた電気融着継手とな
った。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を示す電気融着継手の断面
図である。
【図２】 図１の継手を成形する過程を示す概要図であ
る。
【図３】 本発明の他の実施例を示す電気融着継手の断
面図である。
【図４】 本発明の製造方法を説明する金型の上面図で
ある。
【図５】 本発明の製造方法で使用する他の実施例の金
型を示す上面図である。
【図６】 従来の電気融着継手の一例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】 １，15…電気融着継手 ２…電熱線
３…コネクターピン ４，70，80…成形用金型 ５…二層管
６…マンドレル ７，７’…射出口 ８，８’…ランナ
９，９’…ゲート 10，11…内筒層，内筒部材 20，21…中間層
30，31…中間部材 40，41…外筒層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内周部に加熱部材を有する内筒層と、こ
    の内筒層の外側に形成した中間層と、この中間層の外側
    に形成した外筒層からなり、前記内筒層、中間層及び外
    筒層が２種以上の熱可塑性樹脂からなることを特徴とす
    る電気融着継手。
  2. 【請求項２】 前記中間層および／または外筒層はそれ
    ぞれ２層以上の多層構造としたことを特徴とする請求項
    １記載の電気融着継手。
  3. 【請求項３】 前記外筒層の樹脂にはカーボンブラック
    を配合し、前記中間層と内筒層の樹脂にはカーボンブラ
    ックを配合しないことを特徴とする請求項１又は２記載
    の電気融着継手。
  4. 【請求項４】 熱可塑性樹脂ａからなる内筒部材を成形
    し、この内筒部材に加熱部材を設け、 この内筒部材を中間部材成形用金型のキャビティー内に
    装着し、熱可塑性樹脂ｂを射出成形して前記内筒部材の
    外側に中間層を形成した中間部材を成形し、 この中間部材を継手本体成形用金型のキャビティー内に
    装着し、熱可塑性樹脂ｃを射出成形して前記中間部材の
    外側に外筒層を形成して継手本体を得ることを特徴とす
    る電気融着継手の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記中間層を成形する工程および／また
    は外筒層を成形する工程が多段階にわたって行われるこ
    とを特徴とする請求項４記載の電気融着継手の製造方
    法。
  6. 【請求項６】 内筒部材成形用金型部分と、中間部材成
    形用金型部分と、継手本体成形用金型部分をそれぞれ有
    した成形用金型を１組又は複数組備え、これら成形用金
    型の夫々のキャビティ部で内筒部材を成形する工程と、
    中間部材を成形する工程と、継手本体を成形する工程と
    を同期して行うことを特徴とする請求項４又は５記載の
    電気融着継手の製造方法。
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Cited By (5)

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