JPH0970867A - マイクロ波融着継手の製造方法及びマイクロ波融着継手並びにこれらを用いた管の接続方法 - Google Patents

マイクロ波融着継手の製造方法及びマイクロ波融着継手並びにこれらを用いた管の接続方法

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JPH0970867A
JPH0970867A JP7225601A JP22560195A JPH0970867A JP H0970867 A JPH0970867 A JP H0970867A JP 7225601 A JP7225601 A JP 7225601A JP 22560195 A JP22560195 A JP 22560195A JP H0970867 A JPH0970867 A JP H0970867A
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microwave fusion
joint
microwave
fusion joint
thermoplastic resin
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Kazuyoshi Yamamoto
和芳 山本
Masatoshi Murashima
正敏 村島
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換率が高く、高熱量が得られるマイクロ
波融着継手の構造を簡素化した生産性の高い製造方法
と、これによって得られる確実な管接続が可能なマイク
ロ波融着継手と、これらのマイクロ波融着継手を用いた
確実な管の接続方法を提供する。 【解決手段】 最内部に、被接続部材の表面樹脂層に対
する熱接着性を有する熱可塑性樹脂からなる接着層と、
中間部に、マイクロ波の照射により上記被接続部材の表
面樹脂層の溶融温度以上に発熱する発熱体層と、最外部
に、熱可塑性樹脂からなる補強層とを多層押出成形し、
継手寸法に切断することを特徴とするマイクロ波融着継
手の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波融着継
手の製造方法及びマイクロ波融着継手並びにこれらを用
いた管の接続方法に関し、更に詳しくは、特に上下水道
用合成樹脂管、ガス用合成樹脂管、その他の熱融着性を
有する被着体の接合等に好適に使用されるマイクロ波融
着継手の製造方法及びマイクロ波融着継手並びにこれら
を用いた管の接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ポリエチレン管等の被接続部
材を接続する方法は、例えば、特公昭４５−２０３９９
号公報に、接続しようとするパイプ状プラスチックの接
続端部双方を略突合わせ、その接続端部双方にまたがっ
て、前記パイプ状プラスチックと略同材質のプラスチッ
ク層をラミネートした金属テープを巻き付け、その金属
テープの上層に前記接続端部双方にまたがって電熱線を
巻き付け、さらにその電熱線の外周に前記パイプ状プラ
スチックと略同材質のプラスチック層を形成し、そのプ
ラスチック層を外側から加圧状態に保持しながら前記電
熱線に通電して、パイプ状プラスチックの接続端部双方
とプラスチック層とを一体に融着するパイプ状プラスチ
ックの接続方法が開示されている。
【０００３】同種の技術に属する熱溶着可能なサーモプ
ラスチック製継手の製造方法が特開昭６３−７１３２３
号公報に開示されているが、これらは一般に「エレクト
ロフュージョン（ＥＦ）継手」乃至は「エレクトロフュ
ージョン（ＥＦ）法」として知られており、ガス用合成
樹脂管の配管接続において汎用されている。
【０００４】しかしながら、ＥＦ継手は、内部に電熱機
構を組み込まねばならず、その製造工程が複雑となるた
め、連続的な生産には不向きであり、生産コストも高く
なる。又、配管施工面でも電熱線が複数にわたる流通段
階で傷み易く、時には通電によって短絡し、電熱線の近
傍の合成樹脂を熱劣化させる等の問題を有するものであ
った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑み
なされたものであって、熱交換率が高く、高熱量が得ら
れるマイクロ波融着継手の構造を簡素化した生産性の高
い製造方法と、これによって得られる確実な管接続が可
能なマイクロ波融着継手と、これらのマイクロ波融着継
手を用いた確実な管の接続方法を提供することを目的と
する。
【０００６】
【問題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、最内部に、被接続部材の表面樹脂層に対する熱接着
性を有する熱可塑性樹脂からなる接着層と、中間部に、
マイクロ波の照射により上記被接続部材の表面樹脂層の
溶融温度以上に発熱する発熱体層と、最外部に、熱可塑
性樹脂からなる補強層とを多層押出成形し、継手寸法に
切断することを特徴とするマイクロ波融着継手の製造方
法をその要旨とするものである。
【０００７】請求項２記載の本発明は、最内部に、被接
続部材の表面樹脂層に対する熱接着性を有する熱可塑性
樹脂からなる接着層と、中間部に、マイクロ波の照射に
より上記被接続部材の表面樹脂層の溶融温度以上に発熱
する発熱体層とからなる環状成形体を射出成形金型のコ
アに密着して取り付け、上記環状成形体の中間部のまわ
りの型窩に熱可塑性樹脂を射出成形して外層部を形成す
ることを特徴とするマイクロ波融着継手の製造方法をそ
の要旨とするものである。
【０００８】請求項３記載の本発明は、請求項１記載の
マイクロ波融着継手の製造方法によって得られるマイク
ロ波融着継手をその要旨とするものである。
【０００９】請求項４記載の本発明は、請求項２記載の
マイクロ波融着継手の製造方法によって得られるマイク
ロ波融着継手をその要旨とするものである。
【００１０】請求項５記載の本発明は、請求項３もしく
は請求項４記載のマイクロ波融着継手の管挿入口端面に
接して冷却用物体（コールドゾーン）が設けられている
ことを特徴とするマイクロ波融着継手をその要旨とする
ものである。
【００１１】請求項６記載の本発明は、請求項５記載の
マイクロ波融着継手に熱可塑性樹脂管を挿入した後、マ
イクロ波を照射し、上記熱可塑性樹脂管外壁とマイクロ
波融着継手最内層とを熱融着すると共に、マイクロ波融
着継手の管挿入口端面付近の熱をこれと接する冷却用物
体（コールドゾーン）に吸収せしめることを特徴とする
熱可塑性樹脂管の接続方法をその要旨とするものであ
る。
【００１２】請求項１及び請求項２記載のマイクロ波融
着継手を構成する接着層、発熱体層及び補強層の各層の
厚さは、嵌合される被接合部材の大きさや接続配管に要
求される接合強度にもよるが、接着層の厚さは０．０１
〜３ｍｍ程度であるが、発熱体層と被接合部材の相溶性
がよければ、該接着層を省略してもよい。 又、発熱体
層の厚さは、０．０１〜５ｍｍ程度、好ましくは０．１
〜３ｍｍ、補強層の厚さは、１〜３０ｍｍ程度が、生産
性とマイクロ波による効率的な融着の両面から好ましい
範囲であり標準的に用いられる。尚、請求項２記載のマ
イクロ波融着継手を製造する際のインサートされる環状
成形体は、最内部の接着層と中間部の発熱体層を必須構
成とするものであるが、更に、中間部の発熱体層の外層
に補強層と発熱体層との接着性を向上するための接着層
を補強層と同材質もしくは補強層と熱融着性の良好な他
の熱可塑性樹脂によって厚さ１〜３０ｍｍ以下、好まし
くは０．５〜３ｍｍ程度で予め設けておいてもよい。
又、上記環状成形体の断面形状は、特に限定されるもの
ではなく、例えば、内孔を有する円、楕円、正方形、長
方形、三角形等が挙げられるが、金型キャビティー内の
樹脂の流れと補強層との接着性等を勘案し、適宜選択使
用される。
【００１３】上記接着層の厚さが３ｍｍを超えると、発
熱体層からの熱が被接合部材表面に充分与えられず、融
着強度が充分に得られないばかりか、融着に要する時間
が長くなる。又、上記発熱体層の厚さが０．０１ｍｍ未
満であると充分な発熱量が得られず、厚さが５ｍｍを超
えると得られる継手自体の機械的強度が低下する。又、
上記補強層の厚さは、特に限定されるものではないが、
継手の大きさ及び求められる配管の接続強度並びに経済
性等を勘案して適宜上記する範囲内で選択実施される。
【００１４】上記熱可塑性樹脂は、押出成形や射出成形
が可能な熱可塑性樹脂であれば特に限定されるのではな
く、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテ
ン−１、ポリ−４−メチルペンテン等のポリオレフィ
ン；塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステ
ル、ポリアミド、アクリル系樹脂、ポリフェニレンサル
ファイド（ＰＰＳ）、ポリふっ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ペルフルオロ
アルコキシふっ素樹脂（ＰＦＡ）等が挙げられる。これ
らは単独で用いても２種以上を用いてもよい。
【００１５】上記発熱体層は、上記熱可塑性樹脂にマイ
クロ波を照射すると発熱する、例えば、鉄、ステンレス
鋼、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、酸化チタ
ン、硫酸アルミニウム、ニッケル、コバルト、銅、アル
ミニウム等の無機粉体、ポリアニリン、ポリチオフェ
ン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリフェニレンア
セチレン、ポリフェニレン、ポリフラン、ポリペリナフ
タレン、及びこれらのアルキル基、アルコキシ基等の置
換体等の有機導電性高分子等からなる発熱体を混合した
マイクロ波融着用樹脂組成物、面状金属体が挙げられ
る。上記発熱体及び面状金属体の導電性は、０．１Ｓ／
ｃｍ程度もしくはこれ以上であれば上記例示した物質に
特に限定されるものではなくその他の発熱体が適宜選択
使用できる。
【００１６】上記発熱体の熱可塑性樹脂に対する配合量
は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し、上記無機粉体の
場合、１０〜３００重量部、上記有機導電性高分子の場
合、５〜１００重量部が好ましい。上記配合量が、各
々、１０重量部及び５重量部未満では、発熱量が不充分
となり、又、各々、３００重量部及び１００重量部を超
えると環状成形体及び得られる継手の機械的強度が低下
する。
【００１７】上記マイクロ波融着用樹脂組成物には、必
要に応じて、分散剤、改質剤、着色剤、紫外線吸収剤、
難燃剤、可塑剤、滑剤、帯電防止剤等が添加されてもよ
い。上記マイクロ波融着用樹脂組成物を調製する方法と
しては、特に限定されるものではなく、例えば、一軸押
出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、混練ロール、
ブラベンダープラストグラフ、ニーダー等の混練装置を
用いて、常法に従い混練すればよい。
【００１８】又、上記面状金属体としては、板状体、網
状体、穿孔板状体、その他マイクロ波を照射した際に、
上記面状金属体表面から放射される熱線の密度に大きな
バラツキのないものであれば特にその形状ないしは構成
を問わない。又、上記面状金属体表面には熱可塑性樹脂
に対する接着性を向上させるために下塗剤等で処理して
おくことも有効である。
【００１９】請求項１記載の本発明のマイクロ波融着継
手の製造方法によって、主としてソケットが製造される
が、更に、各種径違いソケット、エルボ、ベンド、バル
ブソケット等各種マイクロ波融着継手を加工することが
できる。又、請求項２記載の本発明のマイクロ波融着継
手の製造方法によって、上記ソケット、径違いソケッ
ト、エルボ、ベンド、バルブソケット等の他、レジュー
サー、サドル、キャップ、チーズ等種々のマイクロ波融
着継手を製造することができる。
【００２０】請求項５記載の本発明のマイクロ波融着継
手における冷却用物体（コールドゾーン）は、マイクロ
波照射時にマイクロ波融着継手の被接続部材が挿入され
る挿入口端面のみが過度に発熱するのを防止するために
設備されるものであり、マイクロ波融着継手の挿入口と
同じ断面形状を有し、且つ、マイクロ波融着継手の挿入
口端面に熱融着して固定するかもしくは可及的密着し得
る如く接触せしめられる形状のものであればよい。上記
冷却用物体は、管接続後は施工時のマイクロ波融着熱に
より管上でマイクロ波融着継手の挿入口端面に一般的に
は熱融着し、一体化する。しかし、施工後一体化せずマ
イクロ波融着継手の挿入口端面から脱離しても、施工時
にマイクロ波融着継手の挿入口端面に可及的密着し得る
如く接触して、マイクロ波融着継手の被接続部材が挿入
される挿入口端面の過度の発熱を分散吸収できればその
作用を全うし得たものであり、マイクロ波融着継手と一
体化することは必ずしも必要ではない。
【００２１】上記冷却用物体としては、マイクロ波の照
射によってマイクロ波融着継手や被接続部材である管を
融着する程度に発熱する物質以外であれば特に限定され
るものではないが、例えば、マイクロ波融着継手や被接
続部材である管と同材質の熱可塑性樹脂からなる環状成
形体が好適に使用される。
【００２２】請求項１〜６記載のマイクロ波融着継手を
用い、マイクロ波を照射して被接続部材である管を接続
する際に用いられるマイクロ波としては、例えば、商用
周波数の２．４５ＧＨｚを用い、使用電力１００〜２０
００Ｗ程度が好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に実施例を掲げて、本発明の
実施の形態を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実
施例のみに限定されるものではない。
【００２４】（実施例１）マイクロ波融着用樹脂組成物のペレットの作製 中密度ポリエチレン（三井石油化学社製、１９０℃、
２．１６ｋｇ；ＭＦＲ＝０．２ｇ／１０ｍｉｎ）１００
重量部及びアニリン系重合体微粒子（アライド・シグナ
ル社製、商品名：Ｖｅｒｓｉｃｏｎ）６０重量部を混合
し、二軸押出機にて１６０℃で混練しマイクロ波融着用
樹脂組成物のペレットを得た。上記マイクロ波融着用樹
脂組成物のペレットを、図１に示す如く、中間部の発熱
体層１２に、上記中密度ポリエチレンのみを最内部の接
着層１３及び最外部の補強層１１に用い、多層押出機
（ＧＭ ＥＮＧ．社製）を用い、成形温度１６０℃で、
接着層１３及び発熱体層１２の厚さ各１ｍｍ、補強層１
１の厚さ２．５ｍｍ、内径３４ｍｍの円筒状成形体を押
出成形し、長さ１０ｃｍに切断して図１に示す如き３層
構造のマイクロ波融着継手（ソケット）１を製造した。
【００２５】（実施例２）実施例１で得られたマイクロ
波融着継手（ソケット）１の両端より、図２に示す如
く、中密度ポリエチレン（昭和電工社製、１９０℃、
２．１６ｋｇ；ＭＦＲ＝０．２ｇ／１０ｍｉｎ）で成形
された呼び径２５Ａのポリエチレン管２、２を挿入し、
更に、実施例１で使用した中密度ポリエチレンで成形さ
れた内径３４ｍｍ、厚さ４．５ｍｍ、長さ１０ｍｍの環
状成形体からなる冷却用物体（コールドゾーン）３、３
を上記マイクロ波融着継手の両端部端面に密着してポリ
エチレン管上に設置した後、マイクロ波加熱装置４によ
りマイクロ波（２．４５ＧＨｚ、６００Ｗ、６０秒）を
照射し、ポリエチレン管２、２を融着接続した。
【００２６】上記融着接続されたマイクロ波融着継手
（ソケット）１とポリエチレン管２との融着強度を評価
するために、上記接続部より試験片を切り出し、融着面
のＴ型剥離試験を行い剥離強度を測定した。試験結果
は、剥離強度４２ｋｇｆ／ｃｍであり、接触界面全体で
完全に融着しており、該融着界面からは剥離せず、その
他の管樹脂部分から切断破壊をおこしていた。
【００２７】（実施例３）実施例１と同様の構成で、最
外部の接着層１０１の厚さを１ｍｍとしたこと以外、実
施例１と同様にして円筒状成形体を押出成形し、長さ２
５ｍｍに切断して図３に示す如きマイクロ波融着用環状
成形体１００を作製した。次いで、図４（Ａ）に示す如
く、上記マイクロ波融着用環状成形体１００を２個、イ
ンサート射出成形用金型５のコア５１、５１に密着して
インサートし、正確に位置決めた後、図４（Ｂ）にその
要部のみを示す射出成形用金型５にセットし、図４
（Ｃ）に示す如く上記発熱体層に用いた中密度ポリエチ
レンを射出成形し、図４（Ｄ）に示す如くコア５１、５
１を各々紙面の左右に抜き取り、補強層１０４を接着層
１０１上に積層したマイクロ波融着継手（ソケット）１
０を製造した。
【００２８】上記のマイクロ波融着継手（ソケット）１
０の両端に実施例２で用いたポリエチレン管２を挿入し
て、図５に示すマイクロ波加熱装置４を用いてマイクロ
波を実施例２と同量照射して、ポリエチレン管２、２を
融着接続した。上記融着接続されたマイクロ波融着継手
（ソケット）１０とポリエチレン管２との融着強度を評
価するために、上記接続部より試験片を切り出し、融着
面の剥離強度を実施例２と同様に測定した。試験結果
は、剥離強度４２ｋｇｆ／ｃｍであり、接触界面全体で
完全に融着しており、該融着界面からは剥離せず、その
他の管樹脂部分から切断破壊をおこしていた。
【００２９】（実施例４）実施例３で得られた円筒状成
形体を押出成形体を５５ｍｍに切断してマイクロ波融着
用環状成形体１１０を作製し、これを片持ちコアタイプ
の射出成形金型にて実施例３と同様にして図６に示すマ
イクロ波融着継手（ソケット）２０を製造した。得られ
たマイクロ波融着継手（ソケット）２０を用いて実施例
２及び実施例３と同様にポリエチレン管２、２を接続し
たが、接続強度は、実施例２及び実施例３と同様の結果
を示した。
【００３０】
【本発明の効果】請求項１記載の本発明のマイクロ波融
着継手の製造方法は、叙上の如く構成されているので、
マイクロ波融着継手の構造を簡素化することによって、
押出成形によって、生産性を著しく向上すると共に、得
られるマイクロ波融着継手の品質を向上でき、融着時間
を短縮しながらも融着強度も均一化でき、確実な管の接
続が可能なマイクロ波融着継手を提供できる。
【００３１】請求項２記載の本発明のマイクロ波融着継
手の製造方法は、叙上の如く構成されているので、マイ
クロ波融着継手の構造を簡素化することによって、押出
成形と射出成形を組み合わすことによって、生産性を著
しく向上すると共に、得られるマイクロ波融着継手の品
質を向上でき、融着時間を短縮しながらも融着強度も均
一化でき、確実な管の接続が可能なマイクロ波融着継手
を提供できる。
【００３２】請求項３及び請求項４記載の本発明のマイ
クロ波融着継手は、叙上の如く構成されているので、熱
交換率が高く、高熱量が得られ、融着時間を短縮しなが
らも融着強度も均一化でき、確実な管の接続が可能であ
る。
【００３３】請求項５記載の本発明のマイクロ波融着継
手は、叙上の如く構成されているので、マイクロ波融着
に際し、マイクロ波融着継手先端部の被接続部材挿入口
付近の過度の加熱を分散吸収できるので、熱交換率が高
く、高熱量が得られ、融着時間を短縮しながらも融着強
度も均一化でき、確実な管の接続が可能である。
【００３４】請求項６記載の本発明の管の接続方法、叙
上の如く構成されているので、マイクロ波融着に際し、
マイクロ波融着継手先端部の被接続部材挿入口付近の過
度の加熱を分散吸収できるので、熱交換率が高く、高熱
量が得られ、融着時間を短縮しながらも融着強度も均一
化でき、確実に管を接続することができる。
【００３５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマイクロ波融着継手の一実施例を示す
一部切欠断面図である。
【図２】本発明のマイクロ波融着継手を用いて熱可塑性
樹脂管を接続する方法の一実施態様を示す一部切欠斜視
図である。
【図３】本発明のマイクロ波融着継手の他の実施例を示
す一部切欠断面図である。
【図４】本発明のマイクロ波融着継手の製造方法の工程
を順を追って説明するための説明図であり、（Ａ）は、
マイクロ波融着継手の環状成形体をインサートする準備
工程を示す一部切欠正面図である。（Ｂ）は、マイクロ
波融着継手の環状成形体をコアと共に射出成形金型にイ
ンサートする工程を示す一部切欠正面図である。本図に
は射出成形金型の紙面下部に上部に描かれた金型と対に
なる金型が省略されている。（Ｃ）は、射出成形が行わ
れ、マイクロ波融着継手が成形された状態を示す一部切
欠断面図である。（Ｄ）は、射出成形されたマイクロ波
融着継手からコアを抜き取る工程を示す一部切欠断面図
である。
【図５】本発明のマイクロ波融着継手を用いて熱可塑性
樹脂管を接続する方法の他の実施態様を示す一部切欠斜
視図である。
【図６】本発明のマイクロ波融着継手の他の実施例を示
す一部切欠断面図である。
【符号の説明】
１、１０、２０ マイクロ波融着継手 １１、１０４、１０５ 補強層 １２、１０２ 発熱体層 １３、１０３ 接着層 １００、１１０ 環状成形体 ２ 熱可塑性樹脂管（被接続部材） ３ 冷却用物体（コールドゾーン） ４ マイクロ波加熱装置 ５ インサート射出成形金型 ５１ コア
───────────────────────────────────────────────────── 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 9:00 23:00

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 最内部に、被接続部材の表面樹脂層に対
    する熱接着性を有する熱可塑性樹脂からなる接着層と、
    中間部に、マイクロ波の照射により上記被接続部材の表
    面樹脂層の溶融温度以上に発熱する発熱体層と、最外部
    に、熱可塑性樹脂からなる補強層とを多層押出成形し、
    継手寸法に切断することを特徴とするマイクロ波融着継
    手の製造方法。
  2. 【請求項２】 最内部に、被接続部材の表面樹脂層に対
    する熱接着性を有する熱可塑性樹脂からなる接着層と、
    中間部に、マイクロ波の照射により上記被接続部材の表
    面樹脂層の溶融温度以上に発熱する発熱体層とからなる
    環状成形体を射出成形金型のコアに密着して取り付け、
    上記環状成形体の中間部のまわりの型窩に熱可塑性樹脂
    を射出成形して外層部を形成することを特徴とするマイ
    クロ波融着継手の製造方法。
  3. 【請求項３】 請求項１記載のマイクロ波融着継手の製
    造方法によって得られるマイクロ波融着継手。
  4. 【請求項４】 請求項２記載のマイクロ波融着継手の製
    造方法によって得られるマイクロ波融着継手。
  5. 【請求項５】 請求項３もしくは請求項４記載のマイク
    ロ波融着継手の管挿入口端面に接して冷却用物体（コー
    ルドゾーン）が設けられていることを特徴とするマイク
    ロ波融着継手。
  6. 【請求項６】 請求項５記載のマイクロ波融着継手に熱
    可塑性樹脂管を挿入した後、マイクロ波を照射し、上記
    熱可塑性樹脂管外壁とマイクロ波融着継手最内層とを熱
    融着すると共に、マイクロ波融着継手の管挿入口端面付
    近の熱をこれと接する冷却用物体（コールドゾーン）に
    吸収せしめることを特徴とする熱可塑性樹脂管の接続方
    法。
JP7225601A 1995-09-01 1995-09-01 マイクロ波融着継手の製造方法及びマイクロ波融着継手並びにこれらを用いた管の接続方法 Pending JPH0970867A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009538247A (ja) * 2006-05-26 2009-11-05 ペラ イノベーション リミテッド 成形可能な製品の製造方法及び製造装置
EP4205952A4 (en) * 2020-08-31 2024-08-28 Lintec Corporation MOLDED BODY, JOINING METHOD, AND METHOD FOR PRODUCING MOLDED BODY

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