JP2003222287A - 電気融着継手 - Google Patents

電気融着継手

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JP2003222287A
JP2003222287A JP2002023419A JP2002023419A JP2003222287A JP 2003222287 A JP2003222287 A JP 2003222287A JP 2002023419 A JP2002023419 A JP 2002023419A JP 2002023419 A JP2002023419 A JP 2002023419A JP 2003222287 A JP2003222287 A JP 2003222287A
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JP
Japan
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joint
melting point
electric fusion
heating element
resin
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Tatsuya Hayashi
林　　達也
Takashi Imai
隆 今井
Kazunori Umeda
一徳 梅田
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Mitsubishi Plastics Inc
Original Assignee
Mitsubishi Plastics Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 合成樹脂管との接続作業が簡単に行え、しか
も確実かつ強固な融着接合が得られるとともに、製品コ
ストを低減できる電気融着継手を提供する。 【解決手段】 合成樹脂管との接合面に発熱体を介装し
た電気融着継手において、前記発熱体は（ａ）熱可塑性
樹脂又は熱可塑性エラストマー及びこれらの樹脂混合物
を基質とし、これに（ｂ）融点が３００℃以下の低融点
金属、及び（ｃ）金属粉末を混合したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂管との接
続作業が簡単に行え、しかも確実かつ強固な融着接合が
得られる電気融着継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年水、ガス等の流体輸送配管として、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の熱可塑
性樹脂からなる管が使用されており、この合成樹脂管同
士の接続には電気融着継手が使用されている。例えば、
合成樹脂管の端部同士を付き合わせ接続する場合には、
ソケットタイプの受口内周面に電熱線を螺旋状に埋設し
た管継手が使用されている。また、合成樹脂管の側面か
ら分岐管を取り出す場合には、合成樹脂管の外周面に当
接するサドル接合面に電熱線を渦巻き状に埋設した分岐
サドル継手が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この従来継手による配
管接続の場合には、継手の接合面を合成樹脂管の接合面
に当接させてから電熱線の両端を電源に接続し、電熱線
のジュール熱によって合成樹脂管と継手の接合面を同時
に溶融して融着接合していたが、両者の接合部には螺旋
状あるいは渦巻き状に連続した電熱線が介在しているた
め、この連続した電熱線に沿って僅かな空隙が存在して
いると、この空隙を伝って水、ガス等の管内流体が漏洩
する危険性があった。
【０００４】また、螺旋状あるいは渦巻き状に埋設した
電熱線は発熱して熱膨張したとき、隣り合う電熱線同士
がショートすることがある。これを防止するため、電熱
線の間隔を所定のピッチに設定しているが、この間隔が
広すぎると接合面の温度分布が不均一となり、強固な融
着接合が得られないことがあった。更には、従来継手を
製造する際には、電熱線を螺旋状あるいは渦巻き状に巻
回し、これを金型内にセットして射出成形するため、電
熱線の巻き線加工に手間暇がかかり、必然的に製品コス
トが高価になるという問題もあった。
【０００５】本発明は、かかる課題を解決したものであ
って、合成樹脂管との接続作業が簡単に行え、しかも確
実かつ強固な融着接合が得られるとともに、製品コスト
を低減できる電気融着継手を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は合成樹脂管との
接合面に発熱体を介装した電気融着継手において、前記
発熱体は（ａ）熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー
及びこれらの樹脂混合物を基質とし、これに（ｂ）融点
が３００℃以下の低融点金属、及び（ｃ）金属粉末を混
合してなることを特徴とする。また、（ａ）熱可塑性樹
脂又は熱可塑性エラストマー及びこれらの樹脂混合物が
成形品の２０〜８０容量％、（ｂ）及び（ｃ）を合わせ
た金属成分中の（ｃ）金属粉末の割合が１０〜３０容量
％の範囲であることを特徴とし、（ｂ）成分の低融点金
属が、Ｐｂ／Ｓｎ、Ｐｂ／Ｓｎ／Ｂｉ、Ｐｂ／Ｓｎ／Ａ
ｇ、 Ｐｂ／Ａｇ、Ｓｎ／Ａｇ、 Ｓｎ／Ｂｉ、Ｓｎ／Ｃ
ｕ、Ｓｎ／Ｚｎ系から選ばれた低融点合金からなること
を特徴とする。更には、（ｃ）成分の金属粉末がＣｕ、
Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｒ及びそれらの合金粉末からなり、その
平均粒径が１〜５０μｍの範囲であることを特徴とす
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
と共に詳細に説明する。本発明の電気融着継手は、合成
樹脂管との接合面に発熱体を介装したことを特徴とする
ものであって、図１に断面図に示したソケットタイプの
電気融着継手は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
ブテン等の熱可塑性樹脂からなる継手本体１ａの内周面
に帯状の発熱体２を所定間隔で螺旋状に埋設し、該発熱
体２ａの両端を継手本体１ａの外周面から突出した端子
ピン３ａに接続したものである。この実施例における発
熱体２の幅と厚み寸法は、継手の径サイズに応じて適宜
設定できるものであり、特に限定されるものではない
が、例えばサイズ５０の継手では厚さ０．５ｍｍ、幅１
〜２ｍｍの発熱体を１ｍｍの均等間隔で螺旋状に巻回す
ると良い。また、このソケットタイプの電気融着継手の
場合には、電熱線を螺旋状に巻回することなく、図２に
断面図で示した如く継手本体１ａの内周面に薄肉円筒状
の発熱体２を埋設しても良い。
【０００８】また、図３に示した本発明の他の実施例を
示すサドルタイプの電気融着継手は、円弧状に湾曲した
サドル本体１ｂの湾曲接合面に発熱体２を渦巻き状に埋
設し、該発熱体２の両端をサドル本体１ｂの上面から突
出した端子ピン３ｂに接続したものである。この実施例
の場合も前記実施例と同様に、厚さ０．５ｍｍ、幅１〜
２ｍｍの発熱体を１ｍｍの均等間隔で渦巻き状に巻回す
ると良い。また、このサドルタイプの電気融着継手の場
合、図５に断面図で示した如く薄肉平板状の発熱体２を
サドル本体１ｂの湾曲接合面に埋設してもよい。更に
は、この発熱体を継手の接合面に埋設することなく、継
手を管に接合する際に両者の接合面に介在させるように
しても良い。
【０００９】前記発熱体は継手本体や管の樹脂材料と相
溶性のある（ａ）熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマ
ー及びこれらの樹脂混合物を基質とし、これに（ｂ）融
点が３００℃以下の低融点金属、及び（ｃ）金属粉末を
均一に分散させた混合物（以下、「混合材」という）か
らなるものを使用する。
【００１０】このように継手や管と相溶性のある樹脂混
合物に、電力付勢されてジュール熱が発生する金属成分
を特定の割合で混合することにより、発熱特性とその他
の特性をバランス良く発揮させることができる。この混
合材における（ａ）熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラスト
マー及びこれらの樹脂混合物は、組成物全体の２０〜８
０容量％、好ましくは４０〜６０容量％の範囲で含有さ
せるのが良い。樹脂混合物の含有比率が８０容量％を超
えると、電力付勢したときに通電不良となって適切な発
熱特性が発現し難い傾向にある。また、この含有比率が
２０容量％未満では、流動性の低下により発熱体を製造
する際の成形性が悪くなるだけでなく、溶着後の接着強
度が低下するという問題も発生する。
【００１１】樹脂混合物と低融点金属との接着強度を高
めるには、前記混合材に酸変成ポリオレフィン等の界面
接着剤を添加すると良い。また、金属粉末を低融点金属
の分散助剤として作用させるため、（ｂ）融点が３００
℃以下の低融点金属に（ｃ）金属粉末を添加し、金属成
分中の（ｃ）金属粉末の割合を１０〜３０容量％、好ま
しくは１５〜２５容量％の範囲にするとよい。このと
き、金属粉末の割合が１０容量％未満では分散状態が悪
くなり、３０容量％を超えると流動性の低下とともに脆
化しやすくなる。
【００１２】混合材の基質となる（ａ）樹脂混合物に
は、熱可塑性樹脂として継手や管の樹脂材料に合わせて
ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹
脂やポリフッ化ビニリデン等の樹脂材料が使用できる。
また、熱可塑性エラストマーとしては前記熱可塑性樹脂
と相溶性のあるものであれば良く、オレフィン系、スチ
レン系、塩ビ系、ウレタン系、エステル系、アミド系な
ど種々のタイプのものが使用可能である。例えば、熱可
塑性樹脂としてＰＰを使用した場合、熱可塑性エラスト
マーはポリオレフィン系エラストマーが好適に使用でき
る。
【００１３】（ｂ）成分の融点が３００℃以下の低融点
金属には、各種のものが使用できる。融点の測定方法は
示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）に示差走査熱量測定法
（ＤＳＣ）により測定すればよく、融点が３００℃を超
える金属では成形性が悪くなるという問題がある。具体
的には、Ｐｂ／Ｓｎ、Ｐｂ／Ｓｎ／Ｂｉ、Ｐｂ／Ｓｎ／
Ａｇ、 Ｐｂ／Ａｇ、 Ｓｎ／Ａｇ、 Ｓｎ／Ｂｉ、Ｓｎ／Ｃ
ｕ、Ｓｎ／Ｚｎ系から選ばれた低融点合金が好適に使用
できる。
【００１４】（ｃ）成分の金属粉末は上記低融点金属の
分散助剤となるものであり、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｒ及
びそれらの合金粉末が好適に使用でき、その平均粒径が
１〜５０μｍの範囲のものが好ましい。平均粒径が１μ
ｍ未満では混合の際のハンドリングが困難であり、また
５０μｍを超えるものでは分散性が低下し易い傾向があ
る。なお、平均粒径は試料を透過型電子顕微鏡により撮
影し、写真から求めた数平均粒子径である。
【００１５】本発明で使用する発熱体は上記各種成分を
混合した混合材を所定温度に加熱し、これをニーダや二
軸押出機等の混練機により混練後、造粒することにより
製造されるが、発熱体の製造方法はこれに限定されるも
のではない。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明の電気融着継
手は、合成樹脂管との接合面に熱可塑性樹脂又は熱可塑
性エラストマー及びこれらの樹脂混合物を基質とし、こ
れに融点が３００℃以下の低融点金属、及び金属粉末を
混合してなる発熱体を介装したので、該発熱体に電力付
勢して発熱させたとき金属成分が発熱して継手と管の接
合面が同時に溶融し、また発熱体を構成する樹脂混合物
が溶融して継手と管の双方の溶融樹脂と溶け合って融合
するため、確実かつ強固な融着接合が得られる。このた
め、従来継手で発生していたような電熱線の熱膨張によ
るショートや、電熱線の周りに発生した空隙を介して
水、ガスなどの管内流体が漏洩する危険性も全くない。
また、樹脂混合物を基質とする発熱体は可撓性があるた
め成形加工が容易で、打ち抜き加工も可能となり、従来
継手で行われていたような電熱線の巻き線加工も不要と
なるため、製造コストが安価となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を示すソケットタイプの電
気融着継手の断面図である。
【図２】 本発明の他の実施例を示すソケットタイプの
電気融着継手の断面図である。
【図３】 本発明の他の実施例を示すサドルタイプの電
気融着継手の断面図である。
【図４】 図３は図２に示した電気融着継手の底面図で
ある。
【図５】 本発明の更に他の実施例を示すサドルタイプ
の電気融着継手の断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 継手本体 ２ 発熱体 ３ａ，３ｂ 端子ピン
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H019 GA03 4F211 AA03 AA04 AA11 AA42 AA45 AB13 AD12 AG08 AH11 AK09 TA01 TC11 TD07 TH06 TN31

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 合成樹脂管との接合面に発熱体を介装し
    た電気融着継手において、前記発熱体は（ａ）熱可塑性
    樹脂又は熱可塑性エラストマー及びこれらの樹脂混合物
    を基質とし、これに（ｂ）融点が３００℃以下の低融点
    金属、及び（ｃ）金属粉末を混合してなることを特徴と
    する電気融着継手。
  2. 【請求項２】 （ａ）熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラス
    トマー及びこれらの樹脂混合物が成形品の２０〜８０容
    量％、（ｂ）及び（ｃ）を合わせた金属成分中の（ｃ）
    金属粉末の割合が１０〜３０容量％の範囲であることを
    特徴とする請求項１記載の電気融着継手。
  3. 【請求項３】 （ｂ）成分の低融点金属が、Ｐｂ／Ｓ
    ｎ、Ｐｂ／Ｓｎ／Ｂｉ、Ｐｂ／Ｓｎ／Ａｇ、 Ｐｂ／Ａ
    ｇ、 Ｓｎ／Ａｇ、 Ｓｎ／Ｂｉ、Ｓｎ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ｚｎ
    系から選ばれた低融点合金からなる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】 （ｃ）成分の金属粉末がＣｕ、Ｎｉ、Ａ
    ｌ、Ｃｒ及びそれらの合金粉末からなり、その平均粒径
    が１〜５０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１
    乃至３のいずれか１項記載の電気融着継手。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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