JPH06234165A - ポリオレフィンパイプの接合方法 - Google Patents

ポリオレフィンパイプの接合方法

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JPH06234165A
JPH06234165A JP5044530A JP4453093A JPH06234165A JP H06234165 A JPH06234165 A JP H06234165A JP 5044530 A JP5044530 A JP 5044530A JP 4453093 A JP4453093 A JP 4453093A JP H06234165 A JPH06234165 A JP H06234165A
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pipe
pipes
joined
fusion
joint
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Shoji Suzuki
昭司 鈴木
Yasushi Tanaka
靖司 田中
Tsuneo Aoi
恒夫 青井
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Zeon Corp
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Nippon Zeon Co Ltd
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    • B29K2023/0658—PE, i.e. polyethylene characterised by its molecular weight
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 発熱手段と融着層を有するエレクトロフュー
ジョン管継手を用いてポリオレフィンパイプを接合する
方法において、被接合パイプ同士の接合端面に被接合パ
イプと融着可能な熱可塑性重合体で形成された環状の融
着部材を介在せしめ、エレクトロフュージョン継手の融
着層と被接合パイプの表面層とを融着するとともに、被
接合パイプの接合端面を融着部材を介して一体に融着せ
しめる。 【効果】 被接合パイプ端面間に環状融着部材の融着シ
ールを形成することによって、管継手の融着部分におけ
る亀裂の発生が阻止され、長期間使用してもパイプ接合
部で液洩れを生じるおそれがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、発熱手段と融着層を有
するエレクトロフュージョン管継手を用いてポリオレフ
ィンパイプを接合する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリオレフィン製パイプの接合方法とし
て、発熱手段を含む融着層を備えたエレクトロフュージ
ョン（ＥＦ）管継手による方法が知られている。この方
法は、継手の両側から被接合パイプを挿入し、発熱手段
に通電することにより継手の融着層とともに被接合パイ
プの端部を溶融させて、これらを一体に融着するもので
ある。発熱手段としては、ニクロム線によるもの、およ
びカーボンブラックなどの導電性フィラーを熱可塑性樹
脂に配合した発熱体を用いるものが知られている。この
ようなＥＦ管継手による方法によれば、ＥＦ管継手の融
着層と被接合パイプの表面層を完全に融着することが可
能であって、液洩れなどを防止することができる。しか
も、パイプの接合操作が容易であるため現場施工性がよ
く、広く普及しつつある。
【０００３】しかしながら、ＥＦ管継手により接合した
パイプを厳しい条件下に冷熱サイクル試験に供するとし
ばしば液洩れを生ずるものがあることが判明した。特
に、架橋ポリエチレン製パイプの場合にはそのような液
洩れが顕著である。このようなＥＦ管継手により接合し
たパイプ、特に架橋ポリエチレンパイプを長期間使用す
ると液洩れを生じる危険がある。
【０００４】本発明者らは、上記の液洩れの原因につい
て検討した結果、架橋ポリエチレンパイプの場合には、
表面層を形成する非架橋ポリエチレンとＥＦ管継手の融
着層とは強固に融着されるもののパイプ同士の接合端面
は架橋ポリエチレン同士であるため十分に融着せず、そ
のため冷熱サイクル試験においてパイプの軸方向の熱膨
脹・熱収縮により応力歪みによって管継手の融着層部分
に亀裂が発生することを見出した。また、非架橋ポリエ
チレンパイプの場合には、融着時における接合端面の融
着が不十分なためパイプの接合端面に間隙のあるものが
見受けられ、そのために架橋ポリエチレンパイプの場合
と同様に亀裂を生じることを見出した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような状況に鑑
み、本発明の目的は、苛酷な冷熱サイクル試験に供した
際に液洩れが発生することがなく、ひいては、温度変化
を伴う環境下に長期間使用しても液洩れの危惧のない接
合部を形成することができるＥＦ管継手による接合方法
を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、発熱手段と融着層を有するエレクトロフュージョン
管継手を用いてポリオレフィンパイプを接合する方法に
おいて、被接合パイプ同士の接合端面に被接合パイプと
融着可能な熱可塑性重合体で形成された環状の融着部材
を介在せしめ、エレクトロフュージョン継手の融着層と
被接合パイプの表面層とを融着するとともに、被接合パ
イプの接合端面を融着部材を介して一体に融着せしめる
ことを特徴とするポリオレフィンパイプの接合方法が提
供される。
【０００７】本発明の接合方法により接合されるパイプ
はポリオレフィン製パイプである。ポリオレフィンの具
体例としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテ
ンなどが挙げられるが、熱可塑性を有し継手の融着層と
融着可能な材質であれば格別限定されない。ポリオレフ
ィンは架橋ポリオレフィンであってもよい。架橋ポリオ
レフィンの場合は、管継手の融着層との融着性を高める
ために非架橋ポリオレフィン表面層を設けるのが一般で
ある。しかしながら、管継手の融着層と融着可能である
ならば非架橋ポリオレフィン層は設けなくともよい。好
ましいポリオレフィンパイプの具体例は、非架橋ポリエ
チレン層を有する架橋ポリエチレンパイプである。架橋
ポリエチレンパイプの場合にはＥＦ管継手による本発明
の効果が顕著に出現する。
【０００８】本発明の接合方法に用いるＥＦ管継手は発
熱手段と融着層を有する。融着層は、被接合ポリオレフ
ィンパイプと接合する管継手の内周面に形成されてい
て、発熱手段へ通電することによって溶融する熱可塑性
重合体から構成される。融着層は、その融点を合致させ
る観点から、被接合パイプと同一の熱可塑性ポリオレフ
ィンからなることが望ましい。しかし、融着可能なら
ば、異なる種類の熱可塑性重合体であっても差し支えな
い。
【０００９】管継手の融着層を構成する熱可塑性重合体
としては、例えば、高密度ポリエチレン（ＰＥ）、中密
度ＰＥ、低密度ＰＥ、超高分子量ＰＥ、エチレン−プロ
ピレン共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体、ポリ
プロピレン（ＰＰ）、ポリブテン−１、ポリペンテン−
１、ポリ４−メチルペンテン−１、エチレン−プロピレ
ンゴム（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元
共重合体（ＥＰＤＭ）、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン
−塩化ビニル共重合体などのオレフィン系単量体を主成
分とするオレフィン系重合体；ポリ塩化ビニル（ＰＶ
Ｃ）などのハロゲン化ビニル系重合体；ポリスチレンな
どの芳香族ビニル系重合体；これらの重合体の塩素化
物；スチレンに代表される芳香族ビニル化合物と、イソ
プレンやブタジエンなどの共役ジエンから構成される各
種ブロック共重合体、具体的には、Ｓ−Ｉ型、Ｓ−Ｉ−
Ｓ型、Ｓ−Ｂ−Ｓ型、Ｓ−Ｉ−Ｓ−Ｉ−Ｓ型などのブロ
ック共重合体、これらの水素化物、これらの混合物など
の炭化水素系熱可塑性エラストマー；ポリブタジエン、
ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン共重合体、クロ
ロプレンゴム、ブチルゴムなどの未加硫ゴムが挙げられ
る。
【００１０】これらの熱可塑性重合体、熱可塑性エラス
トマーや未加硫ゴムは、上記オレフィン系重合体などと
任意の割合で混合して使用することができるが、これら
の中でもポリオレフィン製パイプとの融着性の観点から
は、オレフィン系重合体が好ましく、特にオレフィン系
単量体のみで構成されるポリオレフィンが好ましい。
【００１１】発熱手段は、ＥＦ管継手に用いられる公知
のものでよく、代表的な例としてはニクロム線および導
電性フィラーが挙げられる。これらの発熱手段は、管継
手の融着層内に設けたもの、すなわち、融着層に電熱線
を埋め込んだもの、または融着層内にカーボンブラック
などの導電性粒子を配合したものが好ましい。後述する
管継手の拡径の便宜を考慮すると、融着層に導電性粒子
を配合した発熱手段が好適であるが、融着層に電熱線を
埋め込んだ形式の発熱手段であっても、その電熱線が継
手の長手方向に往復する形で配置されており、継手を円
周方向に拘束しない形式のものであれば使用できる。
【００１２】融着層に配合する導電性粒子としては、例
えば、カーボンブラック、黒鉛粒子、金属粒子（銅、
鉄、ニッケルなどの粉末）、これらの混合物などを挙げ
ることができるが、なかでも、導電性に優れるケッチェ
ンブラック（Ｋｅｔｊｅｎ Ｂｌａｃｋ）が好ましい。
これら導電性粒子の配合量は、通電により発熱体の均一
な発熱が生じる範囲内で適宜選択すれば良いが、通常
は、融着層を構成する熱可塑性樹脂に対して５〜３５重
量％、好ましくは１０〜３０重量％含有せしめる。
【００１３】管継手は、被接合パイプを継手に挿入する
作業の容易性の観点から被接合パイプとの間に適当なク
リアランスを確保する必要があり、継手の成形時の内径
を被接合パイプの外径より若干大きくするのが通常であ
る。しかしながら、継手の成形時の内径を被接合パイプ
の外径に事実上一致させておき、使用前に強制的拡径を
行うことにより、このクリアランスを確保することがで
きる。拡径方法としては、管継手両端から夫々一定寸法
の間を拡径し中央部分を成形時の内径寸法のまま残す方
法、および継手全体の長さにわたり一様に拡径する方法
の２法があるが、いずれも採用可能である。拡径時に継
手を常温以上の適当な温度に加温すると、拡径加工が容
易になる。
【００１４】管継手は、その基体層を形状記憶性を有す
る合成樹脂で構成し、その特性を利用して拡径および収
縮を行うことが望ましい。すなわち、管継手を拡径し、
拡径状態の管継手に被接合パイプを挿入し、次いで発熱
手段に通電することによって融着層を溶融せしめて被接
合パイプに融着させ、それと同時に、発熱によって管継
手の基体層がその形状記憶回復温度に達すると、拡径前
の形状、寸法を回復する。この形状記憶回復温度は、融
着層の融点以上の温度に設定される。このようにして融
着層の溶融時に継手の内径が拡径前の寸法にまで縮径さ
れ、その結果、溶融時の熱膨脹に抗して融着層内面が被
接合パイプの外面を圧迫し、両者間の密着が図られる。
【００１５】このような形状記憶回復性を有する合成樹
脂の例としては、ポリノルボルネン系樹脂、ポリウレタ
ン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などの熱硬化
性樹脂を挙げることができる。熱硬化性樹脂は、互いに
反応して速やかにポリマーを形成する２種以上の低粘度
原料を混合し、次いで金型内に供給し、金型内で硬化さ
せる反応射出成形（ＲＩＭ）法などの反応成形法により
製造することができる。例えば、ノルボルネン系単量体
と活性剤を含む反応液と、ノルボルネン系単量体とメタ
セシス触媒を含む反応液を混合して金型内に供給し塊状
開環重合させると、ポリノルボルネン系樹脂成形品が得
られる。また、ポリオールとイソシアネートを含む反応
液をＲＩ法により金型内で硬化させると、ポリウレタン
樹脂成形品が得られる。
【００１６】本発明の接合方法においては、被接合ポリ
オレフィンパイプ同士の接合端面に被接合パイプと融着
可能な熱可塑性重合体で形成された環状の融着部材を介
在せしめる。添付図１は、ポリオレフィンパイプの接合
部の断面図であって、ポリオレフィンパイプ１の接合端
面２にドーナツ形状の融着部材３を介在せしめた状態を
示している。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であ
り、また、図３は環状融着部材３の斜視図である。融着
部材３の挿入を容易にするため、融着部材３にはパイプ
軸方向に伸びる複数の突起６を設けることが望ましい。
すなわち、突起６を利用して、融着部材３を一方の被接
合パイプの端部に嵌着しておけば、融着部材３はパイプ
とともに極めて容易に所定位置に挿入することができ
る。図１および図２において、４は管継手の基体層、５
は管継手の融着層、７は発熱体へ通電するための電極端
子である。
【００１７】融着部材３は、発熱体へ通電すると容易に
溶融して被接合パイプの端面同士の間隙を完全に埋め
る。溶融した融着部材３が冷却固化するとパイプ端面に
固着してシールを形成する。発熱体への通電によって、
管継手の融着層とポリオレフィンパイプの表面層の両者
が溶融し、冷却すると両者が固着することと、パイプ端
面間に融着部材の固着層が形成されることと相俟って完
全なシールが完成する。なお、融着部材３の半径方向高
さを被接合パイプの肉厚よりもやや大きくするか、また
は融着部材の外周からパイプの外壁に沿うように張り出
したフランジ部を設けておくと、溶融した樹脂が被接合
パイプ間の空隙を埋めるのが助長され、シールがより完
全になる。
【００１８】融着部材の材質は、被接合パイプと融着可
能であれば格別限定されないが、被接合パイプの材質よ
りもやや易溶融性のものが好ましい。ポリエチレンパイ
プ用としては低密度ポリエチレンまたは低密度ポリエチ
レンを主成分とする他のポリエチレンとの混合物が好ま
しく、また、架橋ポリエチレン用としては低密度ポリエ
チレンにヒートシール性を付与する樹脂改質剤、例え
ば、アドマーＮＥ０６０Ｅ（三井石油化学製、商品名）
を配合した低密度ポリエチレンが好ましい。樹脂改質剤
の配合量は、低密度ポリエチレンの剛性を損わずにパイ
プに接着できる範囲で適宜選定すればよい。
【００１９】なお、接合したポリオレフィンパイプの接
合部の内周面に波打ちを生じたり、また、加熱溶融時に
融着部材がパイプ内へ垂れ込んだりすることがあるが、
これらの不都合を防止するためにインコアと呼ばれる比
較的短く肉薄の円筒状部材を接合部内部に挿入すること
ができる。インコアは金属または剛性が高く耐熱性のよ
い合成樹脂で構成することができる。インコアをパイプ
接合部に挿入するに際しては、図４に示すように、イン
コア８の周りに本発明で用いる融着部材３を嵌め込んだ
状態で一方の被接合パイプに挿入し、さらに、管継手と
他方の被接合パイプを順次嵌め込むことができる。その
際、インコア８の周りにはめ込まれた環状融着部材３は
被接合パイプの位置決め機能を奏する点でも好都合であ
る。
【００２０】
【作用および発明の効果】ＥＦ管継手を用いてポリオレ
フィンパイプを接合する方法において、上記の融着部材
を被接合パイプの端面間に介在せしめることによって、
発熱手段に通電した際、管継手の融着層とパイプ表面層
とが融着するのみならず、融着部材が溶融してパイプ端
面の隙間を完全に埋めて、完全なシールを形成する。パ
イプ端面間にこのようなシールを形成することによっ
て、熱膨脹・熱収縮による応力歪みによって管継手の融
着部分に亀裂が発生するのが阻止される。従って、温度
変化を伴う環境下に長期間使用してもパイプ接合部分に
液洩れを生じる可能性が著しく低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポリオレフィンパイプ接合部の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】環状融着部材の斜視図である。
【図４】環状融着部材を嵌め込んだインコアの斜視図で
ある。
【符号の説明】
１ ポリオレフィンパイプ ２ ポリオレフィンパイプの端面 ３ 環状融着部材 ４ 管継手の融着層 ５ 管継手の基体層 ６ 環状融着部材の突起 ７ 電極端子 ８ インコア
フロントページの続き (72)発明者 青井 恒夫 東京都千代田区丸の内二丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発熱手段と融着層を有するエレクトロフ
    ュージョン管継手を用いてポリオレフィンパイプを接合
    する方法において、 被接合パイプ同士の接合端面に被接合パイプと融着可能
    な熱可塑性重合体で形成された環状の融着部材を介在せ
    しめ、エレクトロフュージョン継手の融着層と被接合パ
    イプの表面層とを融着するとともに、被接合パイプの接
    合端面を融着部材を介して一体に融着せしめることを特
    徴とするポリオレフィンパイプの接合方法。 【０００１】
JP5044530A 1993-02-09 1993-02-09 ポリオレフィンパイプの接合方法 Pending JPH06234165A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998046928A1 (en) * 1997-04-14 1998-10-22 Osaka Gas Company Limited Method for joining polyolefin pipes and treatment for the joining

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998046928A1 (en) * 1997-04-14 1998-10-22 Osaka Gas Company Limited Method for joining polyolefin pipes and treatment for the joining
US6436224B1 (en) 1997-04-14 2002-08-20 Osaka Gas Company Limited Method for joining polyolefin pipes and treatment for the joining

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