JP3594936B2 - 熱融着機能性資材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂材料などのシートや成形物の接合、或いは、樹脂材料などのシートや成形物を用いた構造物における隙間のシールや穴封じ等を熱融着法で行うための熱融着機能付資材として、施工部に留め置き配置して用いる、通電発熱型の資材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、樹脂成形物同志を接合する技術として、熱融着性の補助資材を被接合面間に挿配し、この補助資材に加熱溶融−冷却凝固過程を経過させて接合する、熱融着法が知られている。特に上記資材として、通電などにより自己発熱するようにした機能性の資材を用いると、要部のみが必要短時間だけ加熱される、高能率且つ接合部品質の優れた熱融着施工が行える。なお、上記機能性資材は、融着施工後も施工部に留め置かれて、接合部の構成要素となる。
【０００３】
上記熱融着機能性資材の代表的なものとして、紐状の形態のものがあり、その一例が特開平８−２２４７８４号公報に開示されている。この資材は、芯部に配した電気抵抗素線と、この外側に配した熱可塑性樹脂被覆とを主たる構成要素として備えた紐状資材であり、この紐状資材を被接合面間に挿配した状態で、資材中の電気抵抗素線に通電して発熱させ、前記樹脂被覆を溶融させて両側の被接合面に融着させることにより、紐状資材によって仲介した形の接合を行うことができる。
【０００４】
ここで、上記融着施工においては、樹脂被覆が未だ溶融していない段階で紐状資材と被接合面を取り合わせるので、被接合面の山・谷や凹・凸あるいは面間平行度不全に由来する資材−被接合面間の隙間がそのまま残りやすい。ついては、この隙間が融着不良につながらないよう、外的な挟圧や拘束によって資材と被接合面をぴったり接触させた状態で熱融着施工を行う必要がある。しかしながら、上記処置によって上記接触を図ることができるのは、隙間の寸法が、樹脂被覆の変形で埋め合わされる程度に小さいときだけであり、更には、前記外的な挟圧や拘束自体が困難なケースも多々ある。すなわち、熱融着法は、前記高能率、優れた接合部品質という利点を有するが、一方では、適用場面が制約されるという限界を有していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、通電発熱型の熱融着機能性資材に関して、この資材を用いた熱融着施工時に、この資材と被接合面をぴったり接触させるための外的な挟圧や拘束を行わなくても、前記融着不良のない良好な融着を可能にする技術の提供を課題としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべくなされた本発明の要旨は、熱融着による接合や孔封じ等の熱融着施工を行うための熱融着機能性資材として、施工部に留め置き配置して用いる、通電発熱型の資材であって、熱可塑性樹脂材料が筒状に賦形された熱融着性の外鞘部材と、その内側にほぼ全長に亘って配置された感熱発泡剤配合樹脂材料製の感熱膨張性芯部材と、前記外鞘部材の内側にそのほぼ全長に亘って配置された通電発熱体とを有する熱融着機能性資材である。すなわち、上記本発明資材は、熱融着施工に際して、通電発熱体の通電発熱による芯部材の感熱膨張に駆動されて総断面積を増し、この断面積増によって被接合面に倣い接触するに至る。そして、この接触状態下で進行する外鞘部材の加熱溶融とその後の冷却凝固によって良好な融着が果たされる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の基本的な実施形態に係る熱融着機能性資材１を模式的に示す概略斜視図及び概略断面図である。熱融着機能性資材１は全体が細長い形態をなしており、熱可塑性樹脂材料が円筒状に賦形された熱融着性の外鞘部材２と、その内側にほぼ全長に亘って配置された感熱発泡剤配合樹脂材料製の感熱膨張性の芯部材３と、外鞘部材２の内側にその全長に亘って配置された通電発熱体４とを有している。外鞘部材２は、加熱によって軟化し、内部の芯部材３の膨張によって押し拡げられることができ、且つ被接合面に融着可能なものであり、熱融着性を備えた熱可塑性樹脂で作られる。外鞘部材２に用いる基材樹脂の具体例としては、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ），エチレンアクリル共重合体（ＥＥＡ，ＥＡＡなど），ポリオレフィン（ＰＥ，ＰＰなど），ポリアミド（ＰＡ），ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ），フッ素樹脂（ＦＥＰ，ＰＦＡ，ＰＶＤＦ，ＥＴＦＥなど）等を挙げることができ、使用目的や接合対象である被接合面の材質等に応じて適宜選定すれば良い。また、これらの樹脂は単一で用いても２種以上複合させて用いても良い。なお、熱融着機能性資材１は多くの場合、樹脂表面に対する熱融着に用いるが、樹脂以外の表面、例えば、金属，セラミックス，木材等の表面に対する熱融着に用いることもでき、その場合には、基材樹脂として、水酸基，カルボン酸基，アミノ基などの官能基を導入した樹脂を用いるとか、前記外鞘部材にコロナ処理を施す等によって被接合面に対する熱融着特性を向上させることが好ましい。芯部材３は、外鞘部材２内に配置され、加熱されることで膨張し、その外側の外鞘部材２を押し拡げて被接合面に押し付けるためのものであり、感熱発泡剤配合樹脂材料で形成される。ここで用いる感熱発泡剤配合樹脂材料としては、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ），エチレンアクリル共重合体（ＥＥＡ，ＥＡＡなど），ポリオレフィン（ＰＥ，ＰＰなど），ポリアミド（ＰＡ），ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などの樹脂中に、特有の温度以上で熱分解してＮ_２ ，ＣＯ_２ 等の気体を発生する感熱発泡剤を配合したもの等を挙げることができる。芯部材３の形態は、押し出し成形やシートからの切り出しによって棒状、紐状、パイプ状等に賦形したもの、繊維を束ねた形態のもの、あるいは、短繊維群，粉粒体群等任意である。
【０００８】
通電発熱体４は、直接通電により或いは誘導加熱等による間接通電により電流を流すことによって発熱し、外鞘部材２及び芯部材３を加熱するためのものであり、通電発熱しうる任意の材料を使用しうる。また、その形態も、線材，細線束，板材，箔材，あるいは，繊維束，短繊維群，粉粒体群等任意である。この通電発熱体４は、外鞘部材２及び芯部材３を効率よく加熱することができるよう、図示実施形態に見られるように、外鞘部材２及び芯部材３の間に、芯部材３を取り囲むように配置することが好ましいが、この構造に代えて、芯部材３内に通電発熱体４を配置し、あるいは、共に短繊維や粉粒体の形の芯部材３と通電発熱体４とを混合した構造にして、まず芯部材３を加熱し、その芯部材３からの熱伝導によって外鞘部材２を加熱するようにしてもよい。また、通電発熱体４を外鞘部材２と芯部材３の間に配置すると共に、更に芯部材３内にも配置する構造としてもよい。
【０００９】
通電発熱体４を外鞘部材２と芯部材３の間に、芯部材３を取り囲むように配置する場合には、通電発熱体４が芯部材３の膨張を阻止しないようにすることが必要である。そのような特性を備えた通電発熱体４の好適な形態としては、金属細線が筒状に編組され又はらせん状に巻かれ若しくは簀巻き状に平行配列された形態のものを挙げることができる。これらの形態の通電発熱体４を内鞘部材と呼ぶことにする。このような内鞘部材を用いると、金属細線の間を、加熱により流動化した芯部材３が通り抜けることができるので、芯部材３が膨張できる。また、金属細線によって形成した内鞘部材は、適度な柔軟性を備えているため、熱融着機能性資材１を可撓性とする場合に有利である。これらの形態の内鞘部材のうちでは、金属細線が筒状に編組された形態のものが、製造が容易で且つ外鞘部材２や芯部材３に対する接触面積を大きくできるので好ましい。内鞘部材に編組形態のものを用いる場合、それを構成する素線の、内鞘部材の軸線に対する交叉角度を１５〜６０°の範囲内に設定しておくことが、次の理由により好ましい。芯部材３が膨張して拡径する際、溶融した芯部材３は内鞘部材を構成する素線間を通り抜けるが、その際摩擦により内鞘部材に押し広げる方向の力を作用させる。また、芯部材３は長手方向にも膨張しようとし、その際素線に長手方向の引張力を作用させる。そして、内鞘部材は、上記押し広げ力が勝てば拡径変形し（ついては前記交叉角度が増大し）、引張力が勝てば伸長変形する（交叉角度が減少する）ことになる。ここで、芯部材３の上記通り抜けがなければ、交叉角度が約６０°の時に上記押し広げ力と引張力がバランスして上記変形（交叉角度の増減）が生じない計算になる。しかしながら、本発明資材の場合には、上記通り抜け現象があり、更には、芯部材３や内鞘部材の拡径に対して、外鞘部材２による反力も存在する。すなわち、本発明資材にあっては、内鞘部材の拡径は起こりにくい。一方、伸長変形の方は起こりやすく、しかも過大な伸長変形作用は、それが外鞘部材２を含めた資材全体の伸長変形につながり、余長による資材の位置ずれやたるみ等の不具合をもたらすこととなる。上記伸長変形不具合を避けるためには、先ず、交叉角度が６０°を超えないようにすることが望ましい。そして、交叉角度が小さいほど伸び変形は生じにくくなるが、小さすぎると、逆に、前記拡径作用が無視できないレベルとなって、逆に縮み変形傾向が生じはじめ、これも好ましくない。上記観点からの交叉角度の下限は、実験的に約１５°である。
【００１０】
熱融着機能性資材１は、可撓性のないものでもよいが、作業性の点で可撓性のあるものが好ましい。すなわち、熱融着機能性資材１の外径や外鞘部材の肉厚、各部品の形態や材料等を適切に選択することによって熱融着機能性資材１に可撓性を賦与した紐状の形態としておくと、巻いた状態でコンパクトに保管することができ、使用に際しては、屈曲を持った場所に対しても容易に所望位置にセットすることができるといった利点が得られる。
【００１１】
次に、上記構成の熱融着機能性資材１の代表的な使用形態を説明する。図２（ａ）に示すように、少なくとも被接合面６ａ，６ａが樹脂製である二つの部材６，６が小さい隙間７をあけて配置されている構造物８において、熱融着機能性資材１がこの隙間７を塞ぐため、或いは二つの部材６，６を接合するために用いられる。すなわち、この隙間７内に熱融着機能性資材１を挿配し、その状態で通電発熱体４に通電して発熱させると、この発熱により、通電発熱体４の内側に位置する芯部材３が加熱されて、溶融流動化すると共に配合剤の感熱発泡作用によって急激に膨張し、この膨張した流動物は、通電発熱体４にある隙間を通り抜け、外鞘部材２に到達してこれに内圧を及ぼし、この内圧を受けた外鞘部材２は、同じく前記発熱の作用を受けて溶融粘稠化しているので、容易に変形し、拡径する、という一連の経過を以て、図２（ｂ）に示すように、熱融着機能性資材１は、その断面積を増す。そして、上記断面増によって、熱融着機能性資材１は両側の被接合面６ａ，６ａにピッタリと接触するに至り、接触した熱融着機能性資材１は、その溶融粘稠化した外鞘部材２を以て被接合面６ａ，６ａの表層部を溶融させて相溶し、その後の冷却凝固を経て、前記融着不良のない良好な熱融着が完了する。かくして、被接合面６ａ，６ａの間隔よりも小径の熱融着機能性資材１を用いても、その熱融着機能性資材１を両被接合面６ａ，６ａに良好に熱融着することができ、これにより両被接合面６ａ，６ａ間の隙間７を良好に塞ぐことができ、また、二つの部材６，６を良好に接合することができる。
【００１２】
通電発熱体４に対する通電は、両端ないし中間部からの直接通電によってもよいし、両端間を短絡させた上で誘導加熱して、長手方向電流を生じさせるようにしてもよい。更には、図８に示すように、熱融着機能性資材の局部にトロイダルコイル１５を配した誘導加熱形態により、上記局部の通電発熱体４に図示矢印のような局部周回誘導電流を生じさせて、当該局部の誘導加熱を行うことができる。このような局部誘導加熱は、熱融着機能性資材の仮留め融着に有用であり、また、この局部誘導加熱を加熱手段を相対移動させながら行うことで移動方式の誘導加熱も可能となる。
【００１３】
以上に本発明の熱融着機能性資材の基本的な実施形態及びその代表的な使用形態を説明したが、本発明の熱融着機能性資材はこの実施形態、使用形態に限らず、種々変形が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。
【００１４】
図３に示す実施形態の熱融着機能性資材１Ａは、熱可塑性樹脂材料が角筒状に賦形された熱融着性の外鞘部材２Ａと、その内側に全長に亘って配置された感熱発泡剤配合樹脂材料製の感熱膨張性の芯部材３Ａと、外鞘部材２Ａと芯部材３Ａの間に、芯部材３Ａを取り囲むように配置された内鞘部材即ち通電発熱体４Ａとを有しており、その断面が扁平な矩形状となっている。このため、資材１Ａは平紐状となっている。この形態の熱融着機能性資材１Ａは狭い隙間に広い幅に亘って配置するのに適している。また、扁平としたことで、広い幅としたにも関わらずかなりの可撓性を与えることができ、取り扱いが容易となる。
【００１５】
図４に示す実施形態の熱融着機能性資材１Ｂは、外鞘部材２と、その内側に、芯部材３を取り囲んで配置された通電発熱体４との間に、耐熱性非金属材料の繊維、例えばガラス繊維が筒状に編組された電気絶縁性の中間鞘部材１１を配置した構造となっている。その他の構造は、図１に示す実施形態と同様である。図４に示す熱融着機能性資材１Ｂは、通電発熱体４が中間鞘部材１１によって絶縁されているので、この資材１Ｂを交差配置したり、並列配置して使用した時に、外鞘部材２が溶融して流動し、交差配置或いは並列配置した資材１Ｂ，１Ｂ間の外鞘部材２の厚さが薄くなった場合にも、通電発熱体４，４同志が直接接触するということがなく、資材１Ｂ，１Ｂ間の短絡を確実に防止できる。なお、編組形態の中間鞘部材１１を用いる場合、その中間鞘部材を構成する素線の、中間鞘部材の軸線に対する交叉角度も、上記した編組形態の内鞘部材と同様に、１５〜６０°の範囲内とすることが好ましい。この中間鞘部材１１は、図３に示す熱融着機能性資材１Ａにも有効である点は言うまでもない。
【００１６】
図５の実施形態の熱融着機能性資材１Ｃは、図１に示すような丸紐状の熱融着機能性資材１の複数条を並列に一体化し、且つ渡り結線部材１３を用いて全部の熱融着機能性資材１の通電発熱体４を直列に接続したものである（図示の便宜上、芯部材３等が真円断面に保たれている接続態様を示しているが、実用的には圧着スリーブで圧着接続する方式が便利である）。このように、複数条の資材１を並列に一体化することで、円形断面のような、単純で作りやすい形状の資材１を用いて、接合面積の大きい平紐形状の資材１Ｃを製造できる。また、図示したように、使用する熱融着機能性資材１の個数を偶数とすることで、給電端４ａ，４ｂを一端側に集約した往復通電が可能となり、直接通電のための給電造作、あるいは、誘導加熱対応の閉回路を構成するための短絡造作が容易となる利点が得られる。なお、丸紐状の熱融着機能性資材１を用いる代わりに図３に示すような平紐条の熱融着機能性資材１Ａの複数条を用いてもよい。また、図５に示す実施形態では、複数本の熱融着機能性資材１を用いているが、この代わりに、１本の長い熱融着機能性資材を、ジグザクに折り曲げ、並列に並べて一体化してもよい。
【００１７】
図６に示す実施形態の熱融着機能性資材１Ｄは、熱可塑性樹脂材料が筒状に賦形された熱融着性の外鞘部材２Ｄと、その内側に平行に配置された一対の芯部材３Ｄ，３Ｄと、各芯部材３Ｄを取り囲むように配置された通電発熱体４Ｄ，４Ｄと、各通電発熱体４Ｄを取り囲むように配置された、耐熱性非金属材料の繊維が筒状に編組された電気絶縁性の中間鞘部材１１Ｄ，１１Ｄとを備えており、並列に配置されている通電発熱体４Ｄ，４Ｄの後端は互いに電気的に接続されている。この構成の熱融着機能性資材１Ｄでは、各通電発熱体４Ｄへの接続端４Ｄａ，４Ｄｂが資材１Ｄの前端にあるので、電気接続を容易に行うことができる利点が得られる。
【００１８】
以上に示した各実施形態では、外鞘部材を周方向に一定肉厚としているが、必要に応じ変化させてもよい。図７はその場合の一実施形態を示すもので、この熱融着機能性資材１Ｅは、外鞘部材２Ｅが、その軸線から見た方位によって異なる厚さに形成されている。すなわち、この資材１Ｅでは、図７（ａ）に示すように、外鞘部材２Ｅの対向した一対の辺２Ｅａ，２Ｅａが、他の対向した一対の辺２Ｅｂ，２Ｅｂに比べて厚肉となっている。この構成により、図７（ｂ）に示すように、内部の芯部材３が膨張する時、外鞘部材２Ｅの薄肉の辺２Ｅｂ，２Ｅｂを押し拡げる方向に集中した膨張態様にでき、使用時には、資材１Ｅの取り付け方位を適切に選定することで、間隔の大きい被接合面６ａ，６ａ間に対しても資材１Ｅを良好に融着できる。
【００１９】
本発明の熱融着機能性資材において、芯部材と通電発熱体の少なくとも一方が強磁性を備えた構成とすることも推奨される。前記したように、通電発熱体への通電は直接通電に限らず、誘導電流を生じさせる間接通電も可能であり、その場合、芯部材と通電発熱体の少なくとも一方が強磁性を備えた構成とすることで、通電発熱体に生じる誘導電流を大きくし、発熱量を大きくできる。更に、図８に示すようなトロイダルコイル１５を配して行う通電形態において、前記局部周回誘導電流を効率よく生じさせるのにも有用である。
【００２０】
本発明に係る熱融着機能性資材の寸法、体積膨張倍率、通電発熱体の抵抗値等は、使用目的、使用場所等に応じて適宜定めればよいが、目安として次のように定めることが好ましい。円形断面の資材１の外径は、１〜２０ｍｍ程度、一層好ましくは２〜１０ｍｍ程度とする。外径が１ｍｍ以下では、小さすぎて製造が困難となるばかりでなく、資材１が小さいので使用本数を多くしなければならず、作業性が悪くなり、得策ではない。また、２０ｍｍを越えるような資材１は、あまり使用場所がない。これらの点から外径を１〜２０ｍｍとすることが好ましい。また、外径を２〜１０ｍｍとすると、使用場所が多くなるのみならず、資材１が可撓性を有することが多く、このため取り扱い性が良いといった利点が得られる。図３に示す扁平断面の資材１Ａでは、上記と同様な理由で、厚さを１〜２０ｍｍ程度、一層好ましくは２〜１０ｍｍ程度とするのが良い。
【００２１】
本発明の熱融着機能性資材の熱融着施工時の不可逆的な体積膨張倍率は、１．５〜１０倍に設定することが好ましい。この体積膨張倍率が１．５倍未満では、熱融着時に外鞘部材を被接合面に押し付ける効果が小さくなり、一方、１０倍を越えるような過大な倍率では膨張むらや長手方向の暴れが生じるといった欠点を生じる。このため上記範囲が好ましい。なお、熱融着機能性資材に賦与する体積膨張倍率は、芯部材に用いる樹脂や感熱発泡剤の種類や混合割合等の調整により所望の値に設定できる。
【００２２】
本発明の熱融着機能性資材の長手方向の通電抵抗は、０．０１〜１０Ω／ｍに設定することが好ましい。熱融着機能性資材を用いる場合、多くは長さが１〜１００ｍ程度である。また、この熱融着機能性資材に直接通電して発熱する際の電圧及び電流は、安全性あるいは設備造作の面から１００Ｖ以下、１００Ａ以下とすることが好ましい。更に、熱融着機能性資材への投入電力としては、適切な発熱量を確保する上から、太さに応じて１０Ｗ／ｍ〜１ｋＷ／ｍ程度とすることが好ましい。これらを考慮して、長手方向の通電抵抗を上記した範囲に設定することが好ましい。そして、上記諸元の下で通電発熱させることにより、１０〜１０００秒といった短時間で融着施工が完了する。
【００２３】
本発明の熱融着機能性資材の外鞘部材の肉厚は、熱融着機能性資材に要求される強度（被接合面に溶着した状態で要求される強度）を確保しうるように定めれば良い。被接合面に溶着した状態の熱融着機能性資材に要求される強度は、多くの場合、接合区間長さ１０ｍｍ当り３０Ｎ以上である。被接合面間に熱融着機能性資材を溶着した状態では、外鞘部材が２個所で二つの被接合面を連結した状態となるので、２個所で３０Ｎ／１０ｍｍのオーダーの強度を確保する必要がある。このためには、樹脂材料の通常の強度に照らして１個所の肉厚を０．２ｍｍ程度に設定すればよい。かくして、外鞘部材の肉厚は、０．２ｍｍ以上に設定することが好ましい。外鞘部材の外法に対する肉厚の割合は、小さすぎると肉厚が薄くなって強度が低下し、一方、大きすぎると内部の空間が小さくなって芯部材や通電発熱体を収容できなくなるばかりでなく、外鞘部材の可撓性が無くなってくるので、これらを考慮して定めれば良い。外鞘部材に適度な可撓性を確保する上からは、少なくとも周方向の１方位に関して対称に位置する２領域の肉厚が該２領域に係る外法の２５％以下に設定することが好ましく、これにより、その外鞘部材を、前記２領域が曲げ外周側及び曲げ内周側となるように屈曲させる方向に適度な可撓性を確保できる。
【００２４】
本発明の熱融着機能性資材の主要な用途は、図２に示す実施形態で示すように、二つの部材６，６の間の隙間７を塞いでシールするため或いは二つの部材６，６を接合するためであるが、その他にも種々な用途に用いることができる。その例をいくつか示す。図９（ａ）は、樹脂板２１、２１を突き合わせた状態の構造物２０を示しており、その突き合わせた位置をシールすることが要求されている。この場合、突き合わせた位置の上に、例えば、図３に示す実施形態の熱融着機能性資材１Ａを乗せ、その周囲を、離型処理を施した金属あるいはフッ素樹脂等の融着しない材料で形成されたカバー部材２４で囲っておき、その熱融着機能性資材１に通電して発熱させることで、熱融着機能性資材１Ａを樹脂板２１、２１の表面に熱融着させ、その後、カバー部材２４を取り外すことで、図９（ｂ）に示すように、樹脂板２１、２１の突き合わせ位置の上に熱融着機能性資材１Ａが融着してシールした構造を形成できる。
【００２５】
図１０（ａ）は、樹脂板２６を示しており、その上に所定高さのビード（肉盛部）を形成することが要求されている。この場合、その樹脂板２６の上に、例えば、図１に示す実施形態の熱融着機能性資材１を乗せ、その周囲を同じく融着しない材料で形成されたカバー部材２７で囲っておき、その熱融着機能性資材１に通電して発熱させることで、熱融着機能性資材１を樹脂板２６に熱融着させ、その後、カバー部材２４を取り外すことで、図１０（ｂ）に示すように、樹脂板２６の表面に熱融着機能性資材を融着させ、ビード２８を形成することができる。この際、カバー部材２７の内面形状を、形成すべきビードに対応する形状としておくことで、所望形状のビードを形成することができる。
【００２６】
図１１（ａ）は、複数の樹脂ブロック３１、３２、３３で組み立てた構造物３０を示している。ここで用いている樹脂ブロック３２、３３はそのコーナー部に丸みを有しているため、そのコーナー部を突き合わせた位置に穴３４が生じており、この穴３４を埋めることが望まれる。この場合、穴３４内に、例えば、図１に示す実施形態の熱融着機能性資材１を挿入し、その熱融着機能性資材１に通電して発熱させることで、芯部材３が発泡膨張し、加熱され軟化している外鞘部材２を押し広げて穴３４の内面に押し付け熱融着させる。かくして、穴３４が外鞘部材２及び芯部材３によって塞がれる。なお、この場合、穴３４内を水等が通り抜けないようにすることが望まれる場合には、芯部材３の加熱温度を調整することなどで、独立気泡が形成されるようにすればよい。
【００２７】
以上、被接合面の材質が樹脂である例について説明したが、本発明の熱融着機能性資材は樹脂表面に限らず、他の材料の表面、例えば、金属やセラミックス或いは木材などに熱融着させる場合にも使用できる。
【００２８】
更に、本発明の熱融着機能性資材は、使用場所を選ばず、種々な場所で使用可能である。通電発熱性資材ならば、水気のある環境での融着施工も発熱量等の選定によって不可能でなくなるが、特に本発明資材の場合、その拡径機能による資材−被接合面間の水膜排除が進むことで、水中施工さえも可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の熱融着機能性資材は、熱融着性の外鞘部材と、その内側に配置された感熱膨張性の芯部材と通電発熱体とを備えた構成としたものであるので、熱融着施工に当たっては、この資材を被接合面に面する所定位置にセットし、通電発熱体に通電して発熱させることにより、芯部材が膨張して、加熱され軟化している外鞘部材を押し拡げて被接合面に強く押し付けることができ、このため、この資材を外的な挟圧や拘束によって被接合面に強く押し付けていなくても、良好な熱融着を行うことができる。かくして、本発明資材は、被接合面にぴったりと接触させるための外的な挟圧や拘束を行うことができない或いは困難な場所においても支障なく使用することができ、また、水中施工さえも可能であり、種々な用途、場所に使用することができるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、本発明の基本的な実施形態に係る熱融着機能性資材を模式的に示す概略斜視図及び概略断面図
【図２】（ａ）、（ｂ）は、図１に示す熱融着機能性資材を被接合面に熱融着させる前の状態及び後の状態を示す概略断面図
【図３】（ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る熱融着機能性資材を模式的に示す概略斜視図及び概略断面図
【図４】本発明の更に他の実施形態に係る熱融着機能性資材を模式的に示す概略断面図
【図５】（ａ）、（ｂ）は、本発明の更に他の実施形態に係る熱融着機能性資材を模式的に示す概略斜視図及び概略断面図
【図６】（ａ）、（ｂ）は、本発明の更に他の実施形態に係る熱融着機能性資材を模式的に示す概略斜視図及び概略断面図
【図７】（ａ）、（ｂ）は、本発明の更に他の実施形態に係る熱融着機能性資材を被接合面に熱融着させる前の状態及び後の状態を示す概略断面図
【図８】熱融着機能性資材を局部的に誘導加熱する状態を示す概略断面図
【図９】（ａ）、（ｂ）は、樹脂板の突き合わせ位置に図１に示す熱融着機能性資材を熱融着させる前の状態及び後の状態を示す概略断面図
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、樹脂板上に図１に示す熱融着機能性資材を熱融着させる前の状態及び後の状態を示す概略断面図
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、樹脂ブロック間に生じている穴を図１に示す熱融着機能性資材で塞ぐ前の状態及び後の状態を示す概略平面図
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 熱融着機能性資材
２，２Ａ，２Ｄ，２Ｅ 外鞘部材
３，３Ａ，３Ｄ 芯部材
４，４Ａ，４Ｄ 通電発熱体
６ａ，６ａ 被接合面
７ 隙間
１１ 中間鞘部材
１３ 渡り結線部材

Claims (10)

1. 熱融着による接合や孔封じ等の熱融着施工を行うための熱融着機能性資材として、施工部に留め置き配置して用いる、通電発熱型の資材であって、熱可塑性樹脂材料が筒状に賦形された熱融着性の外鞘部材と、その内側にほぼ全長に亘って配置された感熱発泡剤配合樹脂材料製の感熱膨張性芯部材と、前記外鞘部材の内側にそのほぼ全長に亘って配置された通電発熱体とを有する熱融着機能性資材。
2. 前記通電発熱体が、金属細線が筒状に編組され又はらせん状に巻かれ若しくは簀巻き状に平行配列された形態の内鞘部材で構成されており、その内鞘部材が前記芯部材を取り囲んで配置されていることを特徴とする、請求項１記載の熱融着機能性資材。
3. 耐熱性非金属材料の繊維が筒状に編組された電気絶縁性の中間鞘部材が、前記外鞘部材と通電発熱体との間に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の熱融着機能性資材。
4. 編組形態の前記内鞘部材または中間鞘部材において、該部材を構成する素線の、内鞘部材または中間鞘部材の軸線に対する交叉角度が１５〜６０°の範囲内にあることを特徴とする、請求項２又は３記載の熱融着機能性資材。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載の熱融着機能性資材の複数条が並列に一体化されていることを特徴とする熱融着機能性資材。
6. 前記芯部材と通電発熱体の少なくとも一方が強磁性を備えていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項記載の熱融着機能性資材。
7. 前記外鞘部材が、その軸線から見た方位によって異なる厚さに形成されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項記載の熱融着機能性資材。
8. 熱融着施工時の不可逆的な体積膨張倍率が、１．５〜１０倍に設定されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項記載の熱融着機能性資材。
9. 長手方向の通電抵抗が０．０１〜１０Ω／ｍに設定されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項記載の熱融着機能性資材。
10. 前記外鞘部材は、肉厚が０．２ｍｍ以上に設定され、且つ、少なくとも周方向の１方位に関して対称に位置する２領域の肉厚が該２領域に係る外法の２５％以下に設定されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項記載の熱融着機能性資材。

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