JP7096092B2 - 連結パイプおよび連結パイプの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、連結パイプおよび連結パイプの製造方法に関する。

従来、ポリエチレンやナイロン、ポリウレタン等から形成された樹脂製パイプを接続・延長するに当り、接合部の強度を保ち、また接合部から気体や液体の漏れを防止するために、ゴム材等をパッキンとしてパイプ間にはさんでネジ止めする等の方法が採られてきた。しかし、このような機械的な接続方法は作業性が悪く、また、長期の使用によってパッキンの劣化やネジのゆるみによる漏れの発生、あるいは強度低下、そして最悪の場合は接合部分の破壊等に至るという問題点を抱えていた。

特許文献１には、オレフィン系ポリマーおよび／または炭化水素系熱可塑性エラストマーで形成された、パイプやチューブ等の管状部材が２つ以上互いに接合され、接合部が反応射出成形によって得られるノルボルネン系樹脂によって被覆または密封され、接合部の該部材とノルボルネン系樹脂との接触部分が一体に形成されて接続された成形品が開示されている。さらに、特許文献１には、オレフィン系ポリマーおよび／または炭化水素系熱可塑性エラストマーで形成された管状部材を２つ以上互いに突合接合または重合接合し、突合接合部の外周面と該外周面から離れて設けられた型枠の内面との間に、または重合接合部の部材同士の間隙にノルボルネン系樹脂形成性反応液を注入し、硬化させることによってノルボルネン系樹脂により接合部を一体に被覆または密封することを特徴とする管状部材の接続方法が開示されている。

特開平７－３２３４３９号公報

しかし、特許文献１に記載の方法では、反応液を構成するノルボルネン系モノマー、メタセシス触媒、および活性剤が空気中で不安定であるためその品質管理に細心の注意を払う必要があること、原材料が人体有毒性を示す場合があること、重合反応熱の制御に対応した型枠が必要であること、接合部全体の強度等を均一になるように接続することが一般に困難となる場合があること等の問題点があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、製造性および接合強度に優れた連結パイプを提供するものである。

本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討を進め、本発明に到達した。
すなわち、本発明によれば、以下に示す連結パイプおよび連結パイプの製造方法が提供される。
［１］
樹脂製パイプＡと、上記樹脂製パイプＡの長手方向に連結された樹脂製パイプＺと、を備えるＡ－Ｚ型の連結パイプであって、
上記樹脂製パイプＡの一端ａ_１と上記樹脂製パイプＺの一端ｚ_１との係合部の周縁部に、熱可塑性樹脂成形体が形成されており、上記熱可塑性樹脂成形体によって上記係合部が一体的に樹脂接合されている連結パイプ。
［２］
樹脂製パイプＡと、上記樹脂製パイプＡの長手方向に連結された１本以上の樹脂製パイプＭと、上記樹脂製パイプＭの長手方向に連結された樹脂製パイプＺと、を備えるＡ－Ｍ－Ｚ型の連結パイプであって、
少なくとも一つの係合部の周縁部に、熱可塑性樹脂成形体が形成されており、上記熱可塑性樹脂成形体によって上記係合部が一体的に樹脂接合されている連結パイプ。
［３］
上記樹脂製パイプＭが２本以上の樹脂製パイプを含む上記［２］に記載の連結パイプ。
［４］
上記樹脂製パイプＭが、直胴形状である上記［２］または［３］に記載の連結パイプ。
［５］
上記熱可塑性樹脂成形体が射出成形体である上記［１］乃至［４］のいずれか一つに記載の連結パイプ。
［６］
上記係合部が、突き合わせ嵌合によって形成されている上記［１］乃至［５］のいずれか一つに記載の連結パイプ。
［７］
上記係合部が、周縁方向に１個以上のキー溝構造を有する上記［１］乃至［６］のいずれか一つに記載の連結パイプ。
［８］
上記熱可塑性樹脂成形体がポリアミド系樹脂を含む上記［１］乃至［７］のいずれか一つに記載の連結パイプ。
［９］
上記樹脂製パイプＡおよび上記樹脂製パイプＺがポリアミド系樹脂を含む上記［１］乃至［８］のいずれか一つに記載の連結パイプ。
［１０］
上記ポリアミド系樹脂が、メタキシリレンジアミンとアジピン酸から得られるポリアミド系樹脂を含む上記［８］または［９］に記載の連結パイプ。
［１１］
上記熱可塑性樹脂成形体が、無機充填剤、難燃剤、および着色剤からなる群から選ばれる一又は二以上の添加剤を含有する上記［１］乃至［１０］のいずれか一つに記載の連結パイプ。
［１２］
樹脂製パイプＡと、上記樹脂製パイプＡの長手方向に連結された樹脂製パイプＺと、を備えるＡ－Ｚ型の連結パイプを製造するための製造方法であって、
上記樹脂製パイプＡの一端ａ_１と上記樹脂製パイプＺの一端ｚ_１との係合部の周縁部に、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物を射出成形することによって上記係合部を一体的に樹脂接合する工程を含む連結パイプの製造方法。
［１３］
樹脂製パイプＡと、上記樹脂製パイプＡの長手方向に連結された１本以上の樹脂製パイプＭと、上記樹脂製パイプＭの長手方向に連結された樹脂製パイプＺと、を備えるＡ－Ｍ－Ｚ型の連結パイプを製造するための製造方法であって、
少なくとも一つの係合部の周縁部に、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物を射出成形することによって上記係合部を一体的に樹脂接合する工程を含む連結パイプの製造方法。

本発明によれば、製造性および接合強度に優れた連結パイプを提供することができる。

本実施形態に係るＡ－Ｍ－Ｚ型の連結パイプの構成部品である、樹脂製パイプＡ、樹脂製パイプＺおよび樹脂製パイプＭの一例を示す斜視図である。 本実施形態に係る連結パイプの係合部の一例を示す外観図である。 本実施形態に係る相欠き継ぎ嵌合部の一例を示す断面図である。 本実施形態の相欠き継ぎ嵌合部に形成された凹部に熱可塑性樹脂成形体がマウントした構造の一例を示す断面図である。 本実施形態に係るＡ―Ｍ－Ｚ型の連結パイプの一例を示す斜視図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。文中の数字の間にある「～」は特に断りがなければ、以上から以下を表す。

本実施形態に係る連結パイプは、樹脂製パイプの片末端同士のみが連結される場合（以下の説明では、このような樹脂製パイプを樹脂製パイプＡおよび樹脂製パイプＺと呼称、あるいは単にパイプＡまたはパイプＺと略称する場合がある）と、上記パイプＡおよびパイプＺの間に、両末端が共に連結される樹脂製パイプ（以下の説明では、樹脂製パイプＭと呼称、あるいは単にパイプＭと略称する場合がある）がｎ本（ここで、ｎは１以上の整数である）介在する場合の２パターンからなり、これらのパターンを便宜上、各々Ａ－Ｚ型およびＡ―（Ｍ）_ｎ―Ｚ型と呼ぶ。先ずは、二種類の連結パイプ各々が備える固有な構成要件について説明し、次いで共通する構成要件について順次説明する。

１．固有な構成要件
＜Ａ－Ｚ型連結パイプ＞
Ａ－Ｚ型連結パイプは、パイプＡと、パイプＺとが長手方向、すなわち直列方向に連結されており、パイプＡの一端（断面）ａ_１とパイプＺの一端（断面）ｚ_１との係合部の周縁部に、熱可塑性樹脂成形体を成形（例えば、射出成形）することによって上記係合部が一体的に樹脂接合された連結パイプである。
本実施形態に係るＡ－Ｚ型連結パイプは、成形時に重合反応熱が発生せず、空気中でも安定で、人体有毒性も低い熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物を使用し、さらに温度制御が容易な樹脂成形法（射出成形）を使用するため、製造性に優れている。さらに、係合部の周縁部に熱可塑性樹脂成形体を一様に形成できるため、接合部全体を均一に強度補強することが可能である。したがって、本実施形態に係るＡ－Ｚ型連結パイプは、製造性および接合強度に優れている。

パイプＡおよびパイプＺは、中空型パイプであっても非中空型パイプであってもよい。中空型パイプの場合は、一端ａ_１とパイプＺの一端ｚ_１の、長手方向に投影した際の断面形状が、例えば略円形、略楕円形、略オバール形、略半円形、または略角形のいずれかであり、パイプの機械強度やパイプ製造の容易さから、略円形、略オバール系または略角形が好ましく用いられる。本実施形態において非中空型パイプとは、その断面が中空型のように閉じることなく部分的に開放している形状を持つパイプのことである。このような非中空型パイプとしては、一端ａ_１とパイプＺの一端ｚ_１の、長手方向に投影した際の断面形状が、Ｈ型、山形、溝形（チャンネル型）、リップ溝型を例示できる。これらの中では溝形が好ましい。
また、パイプＡの一端ａ_１とパイプＺの一端ｚ_１の断面形状は周方向に接点部（重なり部）を持つ限りは特段の制限を受けないが、好ましくは両者の一端ａ_１と一端ｚ_１は同一形状であり、連結した際に段差が発生しないような断面形状を有す。パイプＡの一端ａ_１とパイプＺの一端ｚ_１の、短手方向（断面形状が略円形である場合は、半径方向）に投影した際の断面部の形状は、通常は長手方向に対して垂直である。
樹脂製パイプＡおよび樹脂製パイプＺの長手方向のパイプ形状は特に制限されない。

本実施形態に係るＡ－Ｚ型の連結パイプは、パイプＡと、パイプＺとが長手方向に連結されているが、その係合部は、係合した後に当該係合部に熱可塑性樹脂成形体９を成形（例えば射出成形）することによって一体的に接合されている。係合の中では、係合部の強度に優れ、又その係合面の作製方法が容易であること等の理由によって、突き合わせ嵌合が好ましい。突き合わせ嵌合として、すり合わせ継ぎ嵌合、相欠き継ぎ嵌合、本ざね継ぎ嵌合、蟻ざね継ぎ嵌合、相互継ぎ嵌合、傾斜継ぎ嵌合等を例示できる。これらの中では相欠き継ぎ嵌合が特に好んで採用される。相欠き継ぎ嵌合を始めとする突き合わせ嵌合を用いる場合は、後述する樹脂マウントに先立ち、金型内で係合パイプの位置固定を確実に実行するために、予め接着剤、釘、木ネジを使った予備的な補強を行ってもよい。相欠き継ぎ嵌合部６は、通常パイプＡの一端（断面）ａ_１とパイプＺの一端ｚ_１のいずれかが雄材、他方が雌剤となりパイプ内周面側で嵌合される。雄材の厚みと雌材の厚みは同一であっても異なっていてもよい。この際、相欠き継ぎ嵌合部６のパイプ外周面側には、熱可塑性樹脂成形体９をマウントするための凹部５が円周方向全体に形成されていることが好ましく、さらに好ましくは該凹部５には、パイプＡの一端（断面）ａ_１と、パイプＺの一端（断面）ｚ_１に環状溝７１、７２が形成されている。これら環状溝が形成されていることによって、樹脂マウント後の連結パイプの長手方向の引張応力への抵抗力を向上させることができる。
凹部５には、キー溝８が形成されていることが好ましい。このようなキー溝８にキーを差し込むことによって、成形時の樹脂製パイプ同士の滑り回転を防止できるとともに、嵌合状態を金型内で位置固定する位置合わせにも役立てられる。

＜Ａ－（Ｍ）_ｎ－Ｚ型連結パイプ＞
Ａ－（Ｍ）_ｎ－Ｚ型連結パイプは、樹脂製パイプＡと、ｎ本の樹脂製パイプＭと、樹脂製パイプＺと、がこの順に長手方向に連結、すなわち直列連結された、Ａ－（Ｍ）_ｎ－Ｚ型の連結パイプ（ここで、ｎは１以上の整数を示す）である。本実施形態に係るＡ－（Ｍ）_ｎ－Ｚ型連結パイプにおいては、樹脂製パイプＭの本数ｎは、連結パイプの総延長にも拠るが、例えば１本以上、好ましくは１～５本、より好ましくは１～３本である。本数ｎが増加すると射出成形時の金型構造が複雑化し、結果的に煩雑な操作につながり生産効率の低下をもたらす場合があるので好ましくない。なお、以下の説明ではパイプＭが２本以上の複数本介在する場合は、パイプＡに連結されるが側から、Ｍ_１、Ｍ_２、Ｍ_３、・・・と呼び、パイプＺに連結される側からは、パイプＭ_ｎ、パイプＭ_ｎ－１と呼ぶ場合がある。

本実施形態に係るＡ－（Ｍ）_ｎ－Ｚ型連結パイプに存在する、合計（ｎ＋１）個の係合部のうち少なくとも一つの係合部の周縁部に熱可塑性樹脂成形体９を成形（例えば射出成形）することによって一体的に接合されている。係合の中では、係合部の強度に優れ、またその連結面の作製方法が容易であること等の理由によって、突き合わせ嵌合が好ましく、この中でも相欠き継ぎ嵌合が特に好んで採用される。相欠き継ぎ嵌合を始めとする突き合わせ嵌合を用いる場合は、樹脂マウントに先立ち、金型内で係合パイプの位置固定を確実に実行するために、予め接着剤、釘、木ネジを使った予備的な補強を行ってもよい。例えば、相欠き継ぎ嵌合部６は通常、パイプＡの一端（断面）ａ_１とパイプＭの一端ｍ_１のいずれかが雄材、他方が雌剤となりパイプ内周面側で嵌合される。雄材の厚みと雌材の厚みは同一であっても異なっていてもよい。この際、相欠き継ぎ嵌合部６のパイプ外周面側には、熱可塑性樹脂成形体９をマウントするための凹部５が円周方向全体に形成されていることが好ましく、さらに好ましくは該凹部５には、パイプＡの一端（断面）ａ_１と、パイプＭの一端（断面）ｍ_１に環状溝７１、７２が形成されている。これら環状溝が形成されていることによって、樹脂マウント後の連結パイプの長手方向の引張応力への抵抗力を向上させることができる。パイプＭの他端（断面）ｍ_２とパイプＺの一端ｚ_１との相欠き継ぎ嵌合部についても同様なことがいえる。
凹部５には、キー溝８が形成されていることが好ましい。このようなキー溝８にキーを差し込むことによって、成形時の樹脂製パイプ同士の滑り回転を防止できるとともに、嵌合状態を金型内で位置固定する位置合わせにも役立てられる。

本実施形態に係るＡ－（Ｍ）_ｎ－Ｚ型連結パイプは、成形時に重合反応熱が発生せず、空気中でも安定で、人体有毒性も低い熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物を使用し、さらに温度制御が容易な樹脂成形法（射出成形）を使用するため、製造性に優れている。さらに、係合部の周縁部に熱可塑性樹脂成形体を一様に形成できるため、接合部全体を均一に強度補強することが可能である。したがって、本実施形態に係るＡ－（Ｍ）_ｎ－Ｚ型連結パイプは、製造性および接合強度に優れている。
パイプＭは、中空型パイプであっても非中空型パイプであってもよい。中空型パイプの場合は、一方の一端ｍ_１とパイプＭの他方の他端ｍ_２の、長手方向に投影した際の断面形状が、通常は同一形状であり、例えば、略円形、略楕円形、略オバール形、略半円形、または略角形のいずれかである。パイプの機械強度やパイプ製造の容易さから、略円形、略オバール系または略角形が好ましく用いられる。非中空型パイプとしては、一端ａ_１とパイプＺの一端ｚ_１の、長手方向に投影した際の断面形状が、Ｈ型、山形、溝形（チャンネル型）、リップ溝型を例示できる。これらの中では溝形が好ましい。

パイプＭ_１の一端ｍ_１が連結する相方のパイプとして、パイプＡの一端ａ_１が挙げられ、パイプＭ_１の他端ｍ_２が連結する相方のパイプとして、パイプＭ_１に隣接するパイプＭ_２の一端ｍ_１およびパイプＺの一端ｚ_１が挙げられ、パイプＭ_ｎの一端ｍ_１が連結する相方のパイプとして、パイプＭ_ｎに隣接するパイプＭ_ｎ－１の他端ｍ_２が挙げられ、パイプＭ_ｎの他端ｍ_２が連結する相方のパイプとして、パイプＺの一端ｚ_１が挙げられる。パイプＡの一端ａ_１、パイプＺの一端ｚ_１並びにパイプＭの一端ｍ_１および他端ｍ_２の断面形状は周方向に接点部（重なり部）を持つ限りは特段の制限を受けないが、好ましくは全ての一端ａ_１、一端ｚ_１、一端ｍ_１および他端ｍ_２は同一形状であり、連結した際に段差が発生しないような断面形状を有す。パイプＭの一端ｍ_１と他端ｍ_２の、短手方向（断面形状が略円形である場合は、半径方向）に投影した際の断面部の形状は、通常は長手方向に対して垂直である。
樹脂製パイプＭが２本以上の複数本の場合は、長さ、内径および外径が同一な樹脂製パイプＭが好んで用いられる。樹脂製パイプＭの形状は特に制限されないが、通常は直胴形状である。

２．共通な構成要件
＜熱可塑性樹脂＞
本実施形態に係るパイプ間係合部に成形される熱可塑性樹脂とは、樹脂成分として熱可塑性樹脂を含み、必要に応じて無機充填剤、難燃剤、および着色剤からなる群から選ばれる一又は二以上の添加剤をさらに含む熱可塑性樹脂組成物である。
熱可塑性樹脂種としては、線膨張係数が適度な範囲にあり（例えば、１．０×１０^－４／Ｋ以下）、かつ射出成形法により、係合部に設けられた凹部５にリング状に成形しうるものであれば特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、極性基含有ポリオレフィン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂等のポリメタクリル系樹脂、ポリアクリル酸メチル樹脂等のポリアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール－ポリ塩化ビニル共重合体樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、無水マレイン酸－スチレン共重合体樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等の芳香族ポリエーテルケトン、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、スチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、アイオノマー、アミノポリアクリルアミド樹脂、イソブチレン無水マレイン酸コポリマー、ＡＢＳ、ＡＣＳ、ＡＥＳ、ＡＳ、ＡＳＡ、ＭＢＳ、エチレン－塩化ビニルコポリマー、エチレン－酢酸ビニルコポリマー、エチレン－酢酸ビニル－塩化ビニルグラフトポリマー、エチレン－ビニルアルコールコポリマー、塩素化ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、カルボキシビニルポリマー、ケトン樹脂、非晶性コポリエステル樹脂、ノルボルネン樹脂、フッ素プラスチック、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、フッ素化エチレンポリプロピレン樹脂、ＰＦＡ、ポリクロロフルオロエチレン樹脂、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリパラメチルスチレン樹脂、ポリアリルアミン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、オリゴエステルアクリレート、キシレン樹脂、マレイン酸樹脂、ポリヒドロキシブチレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリグルタミン酸樹脂、ポリカプロラクトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、スチレン－アクリロニトリル共重合体樹脂等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は一種単独で使用してもよいし、二種以上混合したアロイとして使用してもよい。

これらの中でも、熱可塑性樹脂としては、パイプ同士の連結強度向上効果がより効果的に得られるという観点から、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、フッ素系樹脂、ポリアリーレンエーテル系樹脂、ポリアリーレンスルフィド系樹脂、ＡＢＳ樹脂から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂が好適に用いられる。単独種の樹脂を用いる場合は、ポリアミド系樹脂およびポリエステル系樹脂が好ましく、ポリアミド系樹脂が特に好ましい。アロイとしてはポリアミド系樹脂とポリアリーレンエーテル系樹脂のアロイを好適例として挙げることができる。

ポリアミド系樹脂の具体例としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２のような脂肪族ポリアミドやポリヘキサメチレンテレフタラミド、ポリヘキサメチレンイソフタラミドのような半芳香族ポリアミド樹脂、メタキシリレンジアミンとアジピン酸とから得られる、一般にナイロンＭＸＤ６と呼ばれるものが挙げられる。これらの樹脂は、単独あるいは２つ以上の共重合から成り立っていても良い。好ましくは、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロンＭＸＤ６であり、ナイロンＭＸＤ６が特に好ましい。

ポリエステル系樹脂の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートが挙げられる。

ポリアミド系樹脂とポリエーテル系樹脂のアロイの具体例としては、ポリアミド／ポリフェニレンエーテルあるいは変性ポリフェニレンエーテルが挙げられる。ここで、ポリアミドは、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２のような脂肪族ポリアミドやポリヘキサメチレンテレフタラミド、ポリヘキサメチレンイソフタラミドのような半芳香族ポリアミド樹脂、ナイロンＭＸＤ６が挙げられる。これらの樹脂は、単独あるいは２つ以上の共重合から成り立っていても良い。

ポリフェニレンエーテルとしては、ポリ（２，６－ジメチル－１，４－フェニレン）エ－テル、ポリ（２，３，６－トリメチル－１，４－フェニレン）エ－テル等が挙げられる。これらは、単独でも共重合であってもよい。さらに、α，β－不飽和カルボン酸あるいはその誘導体、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸や無水マレイン酸等で変性されたポリ（２，６－ジメチル－１，４－フェニレン）エ－テル、ポリ（２，３，６－トリメチル－１，４－フェニレン）エ－テル等が挙げられる。

本実施形態に係る熱可塑性樹脂組成物は、例えば、添加剤として無機充填剤、難燃剤、難燃助剤、熱安定剤、酸化防止剤、顔料、耐候剤、可塑剤、分散剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、耐衝撃性改良剤および着色剤からなる群から選ばれる一又は二以上の添加剤を含有してもよい。

無機充填剤としては、繊維状充填剤（ガラス繊維、カーボン繊維、玄武岩繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア繊維、ホウ素繊維、窒化ホウ素繊維、窒化ケイ素チタン酸カリウム繊維等）、粉粒状充填剤（カオリン、タルク、ワラストナイト等のケイ酸塩等）、板状充填剤（マイカ、ガラスフレーク、各種金属箔等）等が例示できる。これらの充填剤のうち、高い強度・剛性を有する点で、繊維状充填剤、特にガラス繊維（チョップドストランド等）が好ましい。これらの充填剤は、単独でまたは２種以上組み合わせて使用できる。

これらの充填剤は、収束剤または表面処理剤と組み合わせて使用してもよい。このような収束剤または表面処理剤としては、官能性化合物が含まれる。上記官能性化合物としては、例えば、エポキシ系化合物、シラン系化合物、チタネート系化合物等が挙げられる。無機充填剤の量は、熱可塑性樹脂組成物中、０～６０質量％であり、好ましくは５～６０質量％である。
さらには、ガラス繊維やカーボン繊維等の無機充填剤で強化したものでも良い。好ましい強化樹脂組成物はガラス繊維強化ナイロン６である。なお、熱可塑性樹脂組成物が上記充填材を含む場合、その含有量は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上１００質量部以下であり、より好ましくは５質量部以上９０質量部以下であり、特に好ましくは１０質量部以上８０質量部以下である。

難燃剤としては、臭素化エポキシポリマー、デカブロモジフェニルエーテルの如き公知ハロゲン系難燃剤やリン系難燃剤が制限なく使用可能であるが、ベース樹脂としてポリアミド系樹脂を用い、且つ成形体に黒色以外の色調が求められる場合はハロゲン化ビスイミドを好適な難燃剤として例示できる。難燃剤を使用する場合は、その含有量は熱可塑性樹脂組成物１００質量部当たり、０．１～３０質量部、好ましくは０．５～２０質量部である。

本実施形態において、一般的な着色剤を樹脂に配合することができる。本実施形態において使用される黒色系着色剤（黒色系顔料）として、例えば、カーボンブラック（アセチレンブラック、ランプブラック、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック、ガスブラック、オイルブラック等）、グラファイト、チタンブラック、黒色酸化鉄等が例示できる。これらのうち、分散性、発色性、コストの面からカーボンブラックが特に望ましい。黒色顔料は単独でまたは２種以上組み合わせて使用できる。

また、非黒色系着色剤としては、上記黒色顔料以外のものであり、後述の無機顔料や有機顔料が挙げられる。これらの非黒色着色剤は、単独でまたは２種以上組み合わせて使用できる。非黒色顔料としては、例えば、白色顔料（例えば、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛等）、黄色顔料（例えば、カドミイエロー、黄鉛、チタンイエロー、ジンククロメート、黄土、黄色酸化鉄等）、赤色顔料（例えば、赤口顔料、アンバー、赤色酸化鉄、カドミウムレッド等）、青色顔料（例えば、紺青、群青、コバルトブルー等）、緑色顔料（例えば、クロムグリーン等）等が挙げられる。

また、有機顔料として、アゾ系、アゾメチン系、メチン系、インダスロン系、アントラキノン系、ピランスロン系、フラバンスロン系、ベンゼンスロン系、フタロシアニン系、キノフタロン系、ペリレン系、ペリノン系、ジオキサジン系、チオインジゴ系、イソインドリノン系、イソインドリン系、ピルールピロール系、キナクリドン系等の有機顔料を使用できる。

本実施形態においては、非黒色着色剤の中でも酸化チタンや、硫化亜鉛、酸化亜鉛、炭酸カルシウム等の白色無機顔料を含有するものが好ましく、その含有率が５０質量％以上のものが好ましく、その含有率が７０質量％以上のものがさらに好ましい。

本実施形態に好ましく用いられる酸化チタンを含有する非黒色着色剤としては、酸化チタンを８０質量％以上含有した白色顔料として一般に市販されているものが使用される。製造条件により、ルチル型およびアナターゼ型の２種の結晶型のものが得られるが、いずれも使用できる。酸化チタンを８０質量％以上含有するものが、白色度と隠蔽性の点から好ましい。また、該酸化チタンを含有する着色剤を、高濃度でポリアミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン等に配合して得られるマスターバッチタイプのものを使用してもよい。その他、例えば、分散性を改良するために、着色剤に表面処理を施したものであっても良い。

非黒色着色剤の配合量は、熱可塑性樹脂組成物１００質量部あたり、好ましくは０．１～２０質量部であり、より好ましくは０．３～１８質量部であり、さらに好ましくは０．５～１５質量部である。

本実施形態に係る熱可塑性樹脂組成物は、上記無機充填剤、難燃剤および着色剤の他に、本発明の効果を損なわない種類と添加量の範囲で、その他添加剤を配合することができる。各種樹脂添加剤としては、例えば、銅系、リン系等の熱安定剤、ヒンダードフェノール系等の酸化防止剤、離型剤、耐侯性改良剤、造核剤、発泡剤、耐衝撃改良剤、滑剤、可塑剤、流動性改良剤を例示できる。その他添加剤を併用する場合は、その配合量は樹脂組成物１００質量部当たり通常０．０１～１０質量部、好ましくは０．０５～５質量部である。

＜樹脂製パイプを構成する材料＞
本実施形態に係る樹脂製パイプＡ、樹脂製パイプＺおよび樹脂製パイプＭを構成するパイプ材料は、パイプ間係合部に射出成形される上記熱可塑性樹脂として例示した樹脂種並びに樹脂組成物がそのまま使用可能である。これらの中でも、熱可塑性樹脂としては、パイプの機械的強度に優れるという理由から、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、フッ素系樹脂、ポリアリーレンエーテル系樹脂、ポリアリーレンスルフィド系樹脂、ＡＢＳ樹脂から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂が好適に用いられる。単独種の樹脂を用いる場合は、ポリアミド系樹脂およびポリエステル系樹脂が好ましく、ポリアミド系樹脂が特に好ましい。アロイとしてはポリアミド系樹脂とポリアリーレンエーテル系樹脂のアロイを好適例として挙げることができる。

ポリアミド系樹脂の具体例としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２のような脂肪族ポリアミドやポリヘキサメチレンテレフタラミド、ポリヘキサメチレンイソフタラミドのような半芳香族ポリアミド樹脂、メタキシリレンジアミンとアジピン酸とから得られる、一般にナイロンＭＸＤ６と呼ばれるものが挙げられる。これらの樹脂は、単独あるいは２つ以上の共重合から成り立っていても良い。好ましくは、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロンＭＸＤ６である。

ポリエステル系樹脂の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートが挙げられる。

本実施形態においては通常、樹脂製パイプＡ、樹脂製パイプＺおよび樹脂製パイプＭの中で、少なくても樹脂製パイプＡと樹脂製パイプＺを構成する材料はポリアミド系樹脂を含むことが好ましく、樹脂製パイプＡと樹脂製パイプＺを構成する材料種、すなわち樹脂種、樹脂含有量、各種添加剤種とそれらの含有量は同一であることがより好ましく、樹脂製パイプＡと樹脂製パイプＺと上記熱可塑性樹脂成形体が同一の材料種から形成されていることが特に好ましい。樹脂製パイプＭを構成する材料種は樹脂製パイプＡと樹脂製パイプＺと異なっていてもよいし同一でもよいが、好ましくは同一である。また、樹脂製パイプＭが複数本存在する場合は、それらを構成する材料種は相互に同一であっても異なっていてもよい。

本実施形態に係るパイプ間係合部に射出成形される熱可塑性樹脂と、樹脂製パイプを構成するパイプ材料は、相互に同一であることが好ましい。

３．連結パイプの製造方法
＜Ａ－Ｚ型の連結パイプ＞
本実施形態に係るＡ－Ｚ型の連結パイプの製造方法は、樹脂製パイプＡの一端ａ_１と樹脂製パイプＺの一端ｚ_１と、の係合部の周縁部に、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物を射出成形することによって上記係合部を一体的に樹脂接合する工程を含む連結パイプの製造方法である。
具体的には、移動金型および固定金型との間で形成された上記係合部、好ましくは相欠き継ぎ嵌合部６に作られた凹部５に、溶融状態にある熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物を射出充填後に室温に冷却した後、型開きすることによってＡ－Ｚ型連結パイプを得る。より具体的には、上記凹部５に溶融状態にある熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物が射出される射出ゲート付近に圧力センサを取り付けるとともに、上記射出ゲートから射出される溶融熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物が、環状凹部内で最終的に合流する樹脂最終合流点に温度センサを取り付けて、上記圧力センサにより充填圧力を検知して、樹脂充填の保圧状態を制御するとともに、上記温度センサからのセンサ信号に基づいて上記樹脂最終合流点への樹脂充填状況をモニターする方法を例示できる。

＜Ａ－（Ｍ）_ｎ－Ｚ型連結パイプ＞
本実施形態に係るＡ－（Ｍ）_ｎ－Ｚ型の連結パイプの製造方法は、樹脂製パイプＡの一端ａ_１と樹脂製パイプＭの一端ｍ_１との係合部、樹脂製パイプＭの他端ｍ_２と他の樹脂製パイプＭの一端ｍ_１との係合部、並びに他の樹脂製パイプＭの他端ｍ_２と樹脂製パイプＺの一端ｚ_１との係合部からなる合計（ｎ＋１）個の上記係合部のうち少なくとも一つの係合部、好ましくは相欠き継ぎ嵌合部６の周縁部（好ましくはすべての係合部の周縁部）に、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物を射出成形することによって上記係合部を一体的に樹脂接合する工程を含む連結パイプの製造方法である。具体的な射出接合方法は、連結箇所が１ヶ所から、パイプＭの本数ｎの場合の（ｎ＋１）箇所に増加することを除けば、上記Ａ－Ｚ型連結パイプの製造方法に同一である。例えば、パイプＭの本数が１本の場合（ｎ＝１）は、パイプＡ、パイプＺを含むパイプの合計数は３となり、その場合の連結箇所は２か所である。射出ゲート数を二点に増やして、上記Ａ－Ｚ型連結パイプの製造方法に準じて射出成形することによって、Ａ－（Ｍ）_１－Ｚ型連結パイプを容易に製造することができる。

本実施形態の連結された樹脂パイプは、軽量であり、防錆性に優れ、カラー着色が可能であり、強度にも優れ、さらに中空部に様々な媒体を介在させることが可能であるため、多くの用途に展開可能である。気体または液体の輸送管、電子複写機用の感光ドラムの円筒状基体、建材類、自動車内装材等を例示できるが本発明の樹脂製連結パイプの用途はこれらに何ら限定されるものではない。

１ 樹脂製パイプＡ
２ 樹脂製パイプＺ
３ 樹脂製パイプＭ
４ 係合部
５ 凹部
６ 相欠き継ぎ嵌合部
７１ 環状溝
７２ 環状溝
８ キー溝
９ 熱可塑性樹脂成形体
ａ_１ 一端
ａ_２ 他端
ｍ_１ 一端
ｍ_２ 他端
ｚ_１ 一端
ｚ_２ 他端

Claims (12)

1. 樹脂製パイプＡと、前記樹脂製パイプＡの長手方向に連結された樹脂製パイプＺと、を備えるＡ－Ｚ型の連結パイプであって、
   前記樹脂製パイプＡの一端ａ_１と前記樹脂製パイプＺの一端ｚ_１との係合部の周縁部に、熱可塑性樹脂成形体が形成されており、前記熱可塑性樹脂成形体によって前記係合部が一体的に樹脂接合されており、
   前記係合部が相欠き継ぎ嵌合によって形成されており、
   相欠き継ぎ嵌合部に形成された凹部に前記熱可塑性樹脂成形体がマウントされている連結パイプ。
2. 樹脂製パイプＡと、前記樹脂製パイプＡの長手方向に連結された１本以上の樹脂製パイプＭと、前記樹脂製パイプＭの長手方向に連結された樹脂製パイプＺと、を備えるＡ－Ｍ－Ｚ型の連結パイプであって、
   少なくとも一つの係合部の周縁部に、熱可塑性樹脂成形体が形成されており、前記熱可塑性樹脂成形体によって前記係合部が一体的に樹脂接合されており、
   前記係合部が相欠き継ぎ嵌合によって形成されており、
   相欠き継ぎ嵌合部に形成された凹部に前記熱可塑性樹脂成形体がマウントされている連結パイプ。
3. 前記樹脂製パイプＭが２本以上の樹脂製パイプを含む請求項２に記載の連結パイプ。
4. 前記樹脂製パイプＭが、直胴形状である請求項２または３に記載の連結パイプ。
5. 前記熱可塑性樹脂成形体が射出成形体である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の連結パイプ。
6. 前記係合部が、周縁方向に１個以上のキー溝構造を有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の連結パイプ。
7. 前記熱可塑性樹脂成形体がポリアミド系樹脂を含む請求項１乃至６のいずれか一項に記載の連結パイプ。
8. 前記樹脂製パイプＡおよび前記樹脂製パイプＺがポリアミド系樹脂を含む請求項１乃至７のいずれか一項に記載の連結パイプ。
9. 前記ポリアミド系樹脂が、メタキシリレンジアミンとアジピン酸から得られるポリアミド系樹脂を含む請求項７または８に記載の連結パイプ。
10. 前記熱可塑性樹脂成形体が、無機充填剤、難燃剤、および着色剤からなる群から選ばれる一又は二以上の添加剤を含有する請求項１乃至９のいずれか一項に記載の連結パイプ。
11. 樹脂製パイプＡと、前記樹脂製パイプＡの長手方向に連結された樹脂製パイプＺと、を備えるＡ－Ｚ型の連結パイプを製造するための製造方法であって、
    前記樹脂製パイプＡの一端ａ_１と前記樹脂製パイプＺの一端ｚ_１との係合部の周縁部に、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物を射出成形することによって前記係合部を一体的に樹脂接合する工程を含み、
    前記係合部が相欠き継ぎ嵌合によって形成されており、
    相欠き継ぎ嵌合部に形成された凹部に前記熱可塑性樹脂成形体がマウントされている連結パイプの製造方法。
12. 樹脂製パイプＡと、前記樹脂製パイプＡの長手方向に連結された１本以上の樹脂製パイプＭと、前記樹脂製パイプＭの長手方向に連結された樹脂製パイプＺと、を備えるＡ－Ｍ－Ｚ型の連結パイプを製造するための製造方法であって、
    少なくとも一つの係合部の周縁部に、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物を射出成形することによって前記係合部を一体的に樹脂接合する工程を含み、
    前記係合部が相欠き継ぎ嵌合によって形成されており、
    相欠き継ぎ嵌合部に形成された凹部に前記熱可塑性樹脂成形体がマウントされている連結パイプの製造方法。

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