JPH04370493A - 水道用ポリエチレン管継手 - Google Patents
水道用ポリエチレン管継手Info
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- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリエチレン管継手、特
に水道用の管継手に係る。
に水道用の管継手に係る。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレン管は軽量であり、耐食性も
高く、かつ十分な可撓性を有するので、水道用管路など
に多く使用される。合成樹脂一般の特徴として耐候性に
課題が残っていたが、2〜3%のカーボンブラックを配
合することによってほぼ解消し、施工前の野積みや仮配
管時あるいは住宅屋根上に載置する温水器などにおいて
受ける直射日光に対して十分耐えることが認められ、使
用実績は増える傾向にある。この水道用ポリエチレン管
は密度0.915〜0.940g/cm3の範囲にある
低密度ポリエチレンを原料とし、特に直鎖状の低密度ポ
リエチレン(以下「LLDPE」と通称に従って表示す
る。)を適用している。
高く、かつ十分な可撓性を有するので、水道用管路など
に多く使用される。合成樹脂一般の特徴として耐候性に
課題が残っていたが、2〜3%のカーボンブラックを配
合することによってほぼ解消し、施工前の野積みや仮配
管時あるいは住宅屋根上に載置する温水器などにおいて
受ける直射日光に対して十分耐えることが認められ、使
用実績は増える傾向にある。この水道用ポリエチレン管
は密度0.915〜0.940g/cm3の範囲にある
低密度ポリエチレンを原料とし、特に直鎖状の低密度ポ
リエチレン(以下「LLDPE」と通称に従って表示す
る。)を適用している。
【0003】一方、管同士を継合する管継手としては、
水道用管路に対しては一律に砲金など金属製のものを適
用している。例えば図3に示すようにポリエチレン管2
aに袋ナット102およびリング103を通し、該管の
内面へ管端からテーパー状のインコア101を叩き込ん
で固定し、この状態で管端を管継手本体1aの嵌入部へ
挿し込んで袋ナット102と継手本体外面のねじ部を締
め付けて管と管継手とを完全に接合する方式を採ってい
る。なお、ポリエチレンなどの熱可塑性プラスチック管
用継手として内面に電熱線を付設したいわゆるエレクト
ロフュージョン型の管継手も提案されている。これは管
継手内へポリエチレン管を挿着後、電熱線の通電発熱に
より継手接触面とこの面に接するポリエチレン管外周面
とを溶着しようとするものである。また、この基本技術
を改良した実開昭62−146091号では管継手外周
面に例えばエポキシ樹脂含浸ガラスクロス層よりなるガ
ラス基材層を設けて熱膨張による接触面圧の低下を抑止
しようとするものがある。
水道用管路に対しては一律に砲金など金属製のものを適
用している。例えば図3に示すようにポリエチレン管2
aに袋ナット102およびリング103を通し、該管の
内面へ管端からテーパー状のインコア101を叩き込ん
で固定し、この状態で管端を管継手本体1aの嵌入部へ
挿し込んで袋ナット102と継手本体外面のねじ部を締
め付けて管と管継手とを完全に接合する方式を採ってい
る。なお、ポリエチレンなどの熱可塑性プラスチック管
用継手として内面に電熱線を付設したいわゆるエレクト
ロフュージョン型の管継手も提案されている。これは管
継手内へポリエチレン管を挿着後、電熱線の通電発熱に
より継手接触面とこの面に接するポリエチレン管外周面
とを溶着しようとするものである。また、この基本技術
を改良した実開昭62−146091号では管継手外周
面に例えばエポキシ樹脂含浸ガラスクロス層よりなるガ
ラス基材層を設けて熱膨張による接触面圧の低下を抑止
しようとするものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来技術のうち、砲金
など金属製の管継手は地中に埋設した場合に耐食性が完
全とは言えないから、長期に亘る使用中には地中の湿分
や化学的雰囲気に侵されて腐食する可能性がある。また
、図3に示すように、継合するための部材の種類が多く
継合作業も手順が多くてリング103の方向を誤ったり
インコア101を入れ忘れたりする作業ミスを生じる懸
念もある。また、鋳造品の管継手本体は重量も大きく加
工費を含めた単価も高いなど種々の課題がある。一方、
既に開発されたエレクトロフュージョン型の管継手は耐
食性や重量の点で砲金製の管継手に残る課題を解決する
が、水道用管路に使用する場合にはなお課題が残ってい
る。
など金属製の管継手は地中に埋設した場合に耐食性が完
全とは言えないから、長期に亘る使用中には地中の湿分
や化学的雰囲気に侵されて腐食する可能性がある。また
、図3に示すように、継合するための部材の種類が多く
継合作業も手順が多くてリング103の方向を誤ったり
インコア101を入れ忘れたりする作業ミスを生じる懸
念もある。また、鋳造品の管継手本体は重量も大きく加
工費を含めた単価も高いなど種々の課題がある。一方、
既に開発されたエレクトロフュージョン型の管継手は耐
食性や重量の点で砲金製の管継手に残る課題を解決する
が、水道用管路に使用する場合にはなお課題が残ってい
る。
【0005】管路は地中に埋設することもあり、地上に
露出することもあるが、地震による震動、重車両の通過
に伴う地盤の振動や沈下、その他の外力による応力が負
荷する時は必ず管継手に集中するので、管と同一の材質
のとき、まず、この継合部分からトラブルを生じる傾向
が強い。次に耐候性の問題であり、特に直射日光を受け
る屋外の配管では劣化が著しいのでカーボンブラックを
配合して耐候性を向上する必要がある。ところがカーボ
ンブラックを配合したLLDPEは塩素に触れると劣化
するという問題がある。周知のように水道水中には殺菌
のために塩素を添加しているのでポリエチレン管内を水
道水が通過すると管内面を侵食する懸念がある。そのた
めLLDPE管は面にカーボンブラックを配合したポリ
エチレンと無添加のポリエチレンの二重管に複合化し耐
候性と耐塩素水性の両者を並立している。また、通電発
熱による管と管継手との溶着についての課題としては、
ポリエチレン材は温度が高くなると軟化溶融するが、こ
の間熱膨張も伴うので、管継手内面が電熱線によって加
熱されると、まずこの周辺から熱膨張が始まりフリーの
状態である管継手の外周面側へ膨張しようとする。この
ため、管継手内周面と管外周面との接触面が嵌入当初に
比べて面圧が下がり、ひどい時には間隙を生じて強い溶
着ができなくなる恐れがある。実開昭62−14609
1号の考案はこの熱膨張を抑止するために、管継手の外
周面にガラス基材層を設けて接着面に十分な圧力が保持
できるようにしているが、そのため製作時の手順が付加
されることとなる。すなわち、管継手製作の例示として
は、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸し、この含浸エ
ポキシ樹脂を半硬化させてなるプリプログレスを筒状に
して外型に挿入しコイルを巻いた内型を外型内にセット
し、両金型間にポリエチレンを射出成形する手順を挙げ
ているが、このようにかなり煩瑣な手順は生産性や原価
の上で無視できない影響を及ぼすことを否定できない。
露出することもあるが、地震による震動、重車両の通過
に伴う地盤の振動や沈下、その他の外力による応力が負
荷する時は必ず管継手に集中するので、管と同一の材質
のとき、まず、この継合部分からトラブルを生じる傾向
が強い。次に耐候性の問題であり、特に直射日光を受け
る屋外の配管では劣化が著しいのでカーボンブラックを
配合して耐候性を向上する必要がある。ところがカーボ
ンブラックを配合したLLDPEは塩素に触れると劣化
するという問題がある。周知のように水道水中には殺菌
のために塩素を添加しているのでポリエチレン管内を水
道水が通過すると管内面を侵食する懸念がある。そのた
めLLDPE管は面にカーボンブラックを配合したポリ
エチレンと無添加のポリエチレンの二重管に複合化し耐
候性と耐塩素水性の両者を並立している。また、通電発
熱による管と管継手との溶着についての課題としては、
ポリエチレン材は温度が高くなると軟化溶融するが、こ
の間熱膨張も伴うので、管継手内面が電熱線によって加
熱されると、まずこの周辺から熱膨張が始まりフリーの
状態である管継手の外周面側へ膨張しようとする。この
ため、管継手内周面と管外周面との接触面が嵌入当初に
比べて面圧が下がり、ひどい時には間隙を生じて強い溶
着ができなくなる恐れがある。実開昭62−14609
1号の考案はこの熱膨張を抑止するために、管継手の外
周面にガラス基材層を設けて接着面に十分な圧力が保持
できるようにしているが、そのため製作時の手順が付加
されることとなる。すなわち、管継手製作の例示として
は、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸し、この含浸エ
ポキシ樹脂を半硬化させてなるプリプログレスを筒状に
して外型に挿入しコイルを巻いた内型を外型内にセット
し、両金型間にポリエチレンを射出成形する手順を挙げ
ているが、このようにかなり煩瑣な手順は生産性や原価
の上で無視できない影響を及ぼすことを否定できない。
【0006】本発明は以上に述べた課題を解決するため
に、水道用ポリエチレン管の管継手として、耐候性,強
度,耐塩素水性の全ての点で優れ、かつ製造が容易なも
のを提供することを目的とする。
に、水道用ポリエチレン管の管継手として、耐候性,強
度,耐塩素水性の全ての点で優れ、かつ製造が容易なも
のを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る水道用ポリ
エチレン管継手は、継手のポリエチレン管を嵌入する内
周面にはポリエチレン材の皮膜を被覆した電熱線を巻き
回し、材質は密度0.930〜0.965g/cm3の
範囲にありかつ常に当該ポリエチレン管の密度より大き
いポリエチレン材へ2〜3%のカーボンブラックを配合
した材質よりなることによって前記の課題を解決した。
エチレン管継手は、継手のポリエチレン管を嵌入する内
周面にはポリエチレン材の皮膜を被覆した電熱線を巻き
回し、材質は密度0.930〜0.965g/cm3の
範囲にありかつ常に当該ポリエチレン管の密度より大き
いポリエチレン材へ2〜3%のカーボンブラックを配合
した材質よりなることによって前記の課題を解決した。
【0008】
【作用】水道用のポリエチレン管は前に述べたとおり直
鎖状の低密度のポリエチレン(LLDPE)であって、
その密度は0.915〜0.940g/cm3の範囲に
あり、その引張り強度は9.8〜14.7N/mm2程
度である。これに反し管継手を構成するポリエチレンは
密度が0.930〜0.940g/cm3の中密度のポ
リエチレン(以下「MDPE」という)や密度が0.9
50〜0.965g/cm3の高密度ポリエチレン(以
下「HDPE」という)であって、その引張り強度も少
なくとも17.7N/mm2以上(MDPE)、又は少
なくとも19.6N/mm2以上(HDPE)を保有し
ているから、管路に外力が加えられ応力が管継手に集中
した場合でも十分これに耐えて管路の機能を正常に保つ
ことができる。
鎖状の低密度のポリエチレン(LLDPE)であって、
その密度は0.915〜0.940g/cm3の範囲に
あり、その引張り強度は9.8〜14.7N/mm2程
度である。これに反し管継手を構成するポリエチレンは
密度が0.930〜0.940g/cm3の中密度のポ
リエチレン(以下「MDPE」という)や密度が0.9
50〜0.965g/cm3の高密度ポリエチレン(以
下「HDPE」という)であって、その引張り強度も少
なくとも17.7N/mm2以上(MDPE)、又は少
なくとも19.6N/mm2以上(HDPE)を保有し
ているから、管路に外力が加えられ応力が管継手に集中
した場合でも十分これに耐えて管路の機能を正常に保つ
ことができる。
【0009】次に、管継手には2〜3%のカーボンブラ
ックを配合しているので、全ての部分が耐候性を向上し
ていて直射日光に曝露される外周面も例外でなく従来に
比べて品質の劣化を招くようなトラブルは発生しない。 また、この管継手の密度は従来のポリエチレン管に比べ
て大きいので、この高密度によって水道水中に含まれる
塩素分の侵入に強く抵抗する性質が与えられる。従って
、内周面からの品質の劣化を招くようなトラブルも発生
せず、耐候性と耐塩素水性が同時に並立する。さらに、
耐塩素水性を向上させるには、管継手の接水部のみカー
ボンブラックを含まないHDPEを用いる。いわゆる、
2色成形とすることも可能である。
ックを配合しているので、全ての部分が耐候性を向上し
ていて直射日光に曝露される外周面も例外でなく従来に
比べて品質の劣化を招くようなトラブルは発生しない。 また、この管継手の密度は従来のポリエチレン管に比べ
て大きいので、この高密度によって水道水中に含まれる
塩素分の侵入に強く抵抗する性質が与えられる。従って
、内周面からの品質の劣化を招くようなトラブルも発生
せず、耐候性と耐塩素水性が同時に並立する。さらに、
耐塩素水性を向上させるには、管継手の接水部のみカー
ボンブラックを含まないHDPEを用いる。いわゆる、
2色成形とすることも可能である。
【0010】エレクトロフュージョン方式の従来のポリ
エチレン管継手と比較すると、接触面において、まず電
熱線が赤熱すると被覆のポリエチレン皮膜が溶融し熱は
接触面の全面に伝わる。このとき熱膨張作用も同時に伴
うが、管継手の材質は高密度,高強度であるから熱膨張
による外周面への変形は抑止され、接触面の面圧は低下
することなく寧ろ管外周面側へ向けた押圧力として作用
するから、緊密な溶着部を形成することができる。ただ
し、実施例でも述べるとおり、寧ろこれは内部のポリエ
チレン管内周面への変形として現れる懸念がないでもな
いから、適切な電流電圧と通電時間によって接触面が適
切な温度下にあるように調整することも必要となる。
エチレン管継手と比較すると、接触面において、まず電
熱線が赤熱すると被覆のポリエチレン皮膜が溶融し熱は
接触面の全面に伝わる。このとき熱膨張作用も同時に伴
うが、管継手の材質は高密度,高強度であるから熱膨張
による外周面への変形は抑止され、接触面の面圧は低下
することなく寧ろ管外周面側へ向けた押圧力として作用
するから、緊密な溶着部を形成することができる。ただ
し、実施例でも述べるとおり、寧ろこれは内部のポリエ
チレン管内周面への変形として現れる懸念がないでもな
いから、適切な電流電圧と通電時間によって接触面が適
切な温度下にあるように調整することも必要となる。
【0011】
【実施例】図1は本発明の実施例を示す断面図である。
図の右半分は管継手1の内周面11へ水道用のポリエチ
レン管2を挿入し、管継手中央のストッパ12の段差に
まで差し込んだ状態を示し、左半分は未だポリエチレン
管を挿入する前の状態を示す。管継手の内周面にはポリ
エチレン材の皮膜13に被覆された電熱線14を螺旋状
に巻き回してその両端を電源(図示せず)と連結してい
る。エレクトロフュージョン方式のポリエチレン管継手
として最も必要なことは、管外周面と管継手内周面の溶
着が完全であり、この部分からの漏水が無いこと、少な
くともポリエチレン管と同等以上の引張り強さが維持さ
れていて、内部に亀裂や未溶着部分の無いことが求めら
れる。MDPEやHDPEのように密度の大きいポリエ
チレンとLLDPEのように密度の小さいポリエチレン
とを溶着する時には、その適当な電流,電圧などを相当
限られた範囲に絞って管理しなければ、熱膨張に伴う変
形が強度の小さいLLDPEへ一方的に偏る傾向がある
。
レン管2を挿入し、管継手中央のストッパ12の段差に
まで差し込んだ状態を示し、左半分は未だポリエチレン
管を挿入する前の状態を示す。管継手の内周面にはポリ
エチレン材の皮膜13に被覆された電熱線14を螺旋状
に巻き回してその両端を電源(図示せず)と連結してい
る。エレクトロフュージョン方式のポリエチレン管継手
として最も必要なことは、管外周面と管継手内周面の溶
着が完全であり、この部分からの漏水が無いこと、少な
くともポリエチレン管と同等以上の引張り強さが維持さ
れていて、内部に亀裂や未溶着部分の無いことが求めら
れる。MDPEやHDPEのように密度の大きいポリエ
チレンとLLDPEのように密度の小さいポリエチレン
とを溶着する時には、その適当な電流,電圧などを相当
限られた範囲に絞って管理しなければ、熱膨張に伴う変
形が強度の小さいLLDPEへ一方的に偏る傾向がある
。
【0012】この範囲を正確に把握するためには数多く
の実験を積み重ねて結果を検討するしかないが、その一
例をここに挙げておく。図2(イ),(ロ)は実験方法
を示したもので、管継手1にポリエチレン管2A ,2
B を差し込み、図(イ)のように電位差計V,バッテ
リーBを並列に、電流計Aを直列に繋いだ電気配線の両
端を管継手の電熱線14に連結する。熱電対T1を管継
手外周面15へ接触固定し、熱電対T2 を管継手とポ
リエチレン管の接触面へ、また熱電対T3 をポリエチ
レン管の内周面21へそれぞれ接触固定して温度計Tへ
連結する。
の実験を積み重ねて結果を検討するしかないが、その一
例をここに挙げておく。図2(イ),(ロ)は実験方法
を示したもので、管継手1にポリエチレン管2A ,2
B を差し込み、図(イ)のように電位差計V,バッテ
リーBを並列に、電流計Aを直列に繋いだ電気配線の両
端を管継手の電熱線14に連結する。熱電対T1を管継
手外周面15へ接触固定し、熱電対T2 を管継手とポ
リエチレン管の接触面へ、また熱電対T3 をポリエチ
レン管の内周面21へそれぞれ接触固定して温度計Tへ
連結する。
【0013】表1は実験条件をまとめたもので、管の材
質は全てLLDPEとし、管継手はNo.6〜9が本発
明の実施例であるHDPE、その他はLLDPEを使用
した比較例である。
質は全てLLDPEとし、管継手はNo.6〜9が本発
明の実施例であるHDPE、その他はLLDPEを使用
した比較例である。
【表1】
【0014】この実験において図2に示す方法で接合時
の各部の温度測定結果をまとめ、さらに外観上の特徴を
記録したのが表2である。
の各部の温度測定結果をまとめ、さらに外観上の特徴を
記録したのが表2である。
【表2】
同表からも伺えるように、実施例,比較例を問わず接触
面付近の温度が170℃以上に上昇すると、管内面に膨
らみが認められ適当でない。
面付近の温度が170℃以上に上昇すると、管内面に膨
らみが認められ適当でない。
【0014】一方、これらの接合後の管と管継手に対し
、水圧試験と引抜き試験を施して継合状態の評価を試み
たのが表3である。
、水圧試験と引抜き試験を施して継合状態の評価を試み
たのが表3である。
【表3】
この表から伺えるように、管内面に膨らみを生じたもの
を含め接触面の温度が148℃以上に上昇したものは水
圧洩れが発見されず、また水圧試験で異常のなかった試
験材は引抜き試験においても問題はなく、漏水したもの
は50mm/minの速さで引抜くと抜け出してしまう
ことが判る。このような溶着実験はいろいろの条件を変
えて蓄積しなければ一概に言い切れないが、現在の段階
では接触面温度を150〜170℃の範囲に管理して昇
温すれば好結果に繋がるように考えられる。以下結果が
まとまり次第補充する。
を含め接触面の温度が148℃以上に上昇したものは水
圧洩れが発見されず、また水圧試験で異常のなかった試
験材は引抜き試験においても問題はなく、漏水したもの
は50mm/minの速さで引抜くと抜け出してしまう
ことが判る。このような溶着実験はいろいろの条件を変
えて蓄積しなければ一概に言い切れないが、現在の段階
では接触面温度を150〜170℃の範囲に管理して昇
温すれば好結果に繋がるように考えられる。以下結果が
まとまり次第補充する。
【0015】
【発明の効果】本発明は以上に述べたように、電圧,電
流についての配慮を怠らない限り、管継手と管との溶着
が完全であって漏水や引張り強さに何の懸念も起らず、
水道用管路の継合に求められる機能を従来に比べてより
完全に果すことができる。すなわち、外力による応力集
中に十分耐えること、耐候性と耐塩素水性を並立させる
こと、通電発熱時に必要な面圧を保って緊密な溶着面を
得ることなどによって水道管路として最適な性質を具え
ることができる。
流についての配慮を怠らない限り、管継手と管との溶着
が完全であって漏水や引張り強さに何の懸念も起らず、
水道用管路の継合に求められる機能を従来に比べてより
完全に果すことができる。すなわち、外力による応力集
中に十分耐えること、耐候性と耐塩素水性を並立させる
こと、通電発熱時に必要な面圧を保って緊密な溶着面を
得ることなどによって水道管路として最適な性質を具え
ることができる。
【図1】本発明実施例の縦断面図である。
【図2】(イ),(ロ)によって実験のための全体の配
線図と要部の配線図を示す。
線図と要部の配線図を示す。
【図3】従来の技術を示す縦断面図である。
1 管継手
2 ポリエチレン管
11 管継手内周面(接触面)
12 ストッパ
13 ポリエチレン材の皮膜
14 電熱線
15 管継手外周面
21 ポリエチレン管内周面
Claims (1)
- 【請求項1】 密度0.915〜0.940g/cm
3の水道用ポリエチレン管を継合する管継手において、
管継手のポリエチレン管を嵌入する内周面へはポリエチ
レン材の皮膜を被覆した電熱線を巻き回し、材質は密度
0.930〜0.965g/cm3の範囲にありかつ常
に当該ポリエチレン管の密度より大きいポリエチレン材
へ2〜3%のカーボンブラックを配合した材質よりなる
ことを特徴とする水道用ポリエチレン管継手。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3171704A JP2509108B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 水道用ポリエチレン管継手 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3171704A JP2509108B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 水道用ポリエチレン管継手 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04370493A true JPH04370493A (ja) | 1992-12-22 |
JP2509108B2 JP2509108B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=15928133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3171704A Expired - Fee Related JP2509108B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 水道用ポリエチレン管継手 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2509108B2 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS527016A (en) * | 1975-07-08 | 1977-01-19 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | Connecting method of polyolefin system resin pipe |
JPS6262845A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-03-19 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | 給排水用移送管 |
JPH02309091A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-25 | Nippon Kokan Pipe Fittings Mfg Co Ltd | 合成樹脂管継手 |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP3171704A patent/JP2509108B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS527016A (en) * | 1975-07-08 | 1977-01-19 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | Connecting method of polyolefin system resin pipe |
JPS6262845A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-03-19 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | 給排水用移送管 |
JPH02309091A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-25 | Nippon Kokan Pipe Fittings Mfg Co Ltd | 合成樹脂管継手 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2509108B2 (ja) | 1996-06-19 |
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---|---|---|---|
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