JPH07117133A - プラスチック管の接合方法並びに該方法で用いられる継 手とプラスチック管及びその製造方法 - Google Patents

プラスチック管の接合方法並びに該方法で用いられる継 手とプラスチック管及びその製造方法

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JPH07117133A
JPH07117133A JP5265943A JP26594393A JPH07117133A JP H07117133 A JPH07117133 A JP H07117133A JP 5265943 A JP5265943 A JP 5265943A JP 26594393 A JP26594393 A JP 26594393A JP H07117133 A JPH07117133 A JP H07117133A
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joint
powder
heating element
magnetic
magnetic powder
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Naoshi Ishimaru
直志 石丸
Kazuhiko Iwata
一彦 岩田
Kazunori Mito
和憲 水戸
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目 的】 プラスチック管と継手との接合を短時間で
確実に、しかも低い周波数の高周波電源装置を用いるこ
とによって安全で品質が安定し、電波障害をもたらすこ
とのない方法で行う。 【構 成】 内側面にフェライト粉を混入した成形品よ
りなるボビン３を埋設した継手４を用い、この継手４を
プラスチック管２ａ、２ｂの管端部に差込んだのち、高
周波発生装置と電極コア及び励磁コイルで構成された加
熱装置４を用いて１〜４００ＫＨｚの交番磁界を発生さ
せ、ボビン３を発熱させることにより熱融着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性を有するプラ
スチック管の接合方法並びに該方法で用いられ、自己熱
融着性を有する継手とプラスチック管及びその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来技術】自己熱融着性を有する継手として知られる
ものに、エレクトロフュージョン継手がある。この継手
は例えば、特開平２−１８６１９３号等に開示されるよ
うに、継手本体の内部に電熱線をコイル状に埋設してな
るもので、金属製のスリーブ或いは熱可塑製プラスチッ
ク管のコア外周に電熱線を巻付けて金型内にセットし、
射出成形することによって得られるようになっており、
プラスチック管との接合は、継手のサイズに応じて通電
時間を設定し、電熱線への通電による加熱によってその
周りのプラスチック材料を加熱溶融することにより行わ
れるようになっている。
【０００３】自己熱融着性の継手としてはこのほか、特
開昭５６−５００３６３号に開示されるように、継手の
内側面に埋設した環状溝内に樹脂の溶融温度範囲内にキ
ュリー点を有する強磁性体の金属粉を混入した熱可塑性
ポリマーよりなる導電性材料を埋設し、誘導電流発生装
置により１０〜５００ＫＨｚの周波数を有する交番磁界
を発生させて、これにより導電性材料に渦電流を生じさ
せて加熱するもの、特開平３−１８６６９０号に開示さ
れるように、誘導損失係数が０．１以上の誘導損失係数
の比較的高い樹脂３０〜６０重量％と、プラスチック管
と同材質の熱可塑性樹脂材料との混練物からなり、射出
成形により予め成形した円環状のコアをプラスチック管
の外面に接して設け、マイクロ波の照射よりコアを発熱
させ、加熱するものなどが知られる。これらの継手によ
れば、いづれも、成形が比較的容易で、短時間交番磁界
を発生させるだけで、或いはマイクロ波を照射するだけ
で、融着を確実に行うことができる利点がある。発熱体
を含む樹脂に関しては、特開平３−２８５９２４号に開
示されるように、樹脂に磁性粉を混入し、これを磁界発
生装置によって印加される交番磁界による磁気ヒステリ
シス損により発熱させるよにうにしたものも知られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、導電性材料
に混入される発熱物質として、磁性酸化鉄粉やフェライ
ト粉或いはこられの混合物よりなる磁性粉（以下単に磁
性粉という）のように、錆が発生しない材料を使用しよ
うとするものであるが、磁性粉は、鉄粉のように錆の発
生による発熱性能の低下や接着強度の劣化等をもたらす
ことがない反面、高抵抗物質であるため、渦電流が発生
しにくゝ、充分な発熱を生起させるには、高周波誘導加
熱装置として、数ＭＨｚの相当高い周波数の高周波電源
装置を用いることが必要となる。
【０００５】本発明は、プラスチック管と継手との接合
を短時間で確実に行うことができ、しかも高周波誘導加
熱装置として、低い周波数の高周波電源装置を用いるこ
とによって安全で品質が安定し、電波障害をもたらすこ
とのない接合方法並びに該方法で用いられる継手とプラ
スチック管及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題の解決手段】本発明の接合方法は、内側面に磁性
粉を含有した熱可塑性樹脂よりなる発熱体を埋設した継
手を用い、この継手をプラスチック管管端部に差込む
か、或いは継手をプラスチック管外周面に側方より当が
って固定したのち、高周波発生装置と電極コア及び励磁
コイルで構成された加熱装置を用いて１〜４００ＫＨｚ
の交番磁界を発生させ、磁性粉の発熱によって熱融着す
ることを特徴とするものである。
【０００７】本方法で用いられる継手は、プラスチック
管と接合する内側面に磁性粉を含有した熱可塑性樹脂よ
りなる発熱体を埋設したことを特徴とする。本発明が対
象とする継手は、ソケット継手、Ｔ継手、エルボ継手、
キャップ継手、レジューサ継手、サドル継手、プラスチ
ップ管が差込まれる差込み口を複数備えたヘッダーなど
で、その製造方法は、サドル継手を除く継手において
は、磁性粉を含有した熱可塑性樹脂よりなるボビンンを
予め成形しておき、この成形品を金型内にセットしたの
ち射出成形することにより行われ、サドル継手において
は、磁性粉を含有した熱可塑性樹脂よりなるボビン及び
円盤状のマットを予め成形しておき、これら成形品を金
型内にセットしたのち射出成形することにより行われる
か、或いは射出成形により得られた継手に後から組み付
けることにより行われる。
【０００８】別の接合方法は、継手内側面とプラスチッ
ク管外周面のうち、少なくとも一方に磁性粉を混入した
熱可塑性樹脂よりなるシート状の発熱体を埋設した継手
とプラスチック管とを用い、この継手をプラスチック管
管端部に差込むか、或いは継手をプラスチック管外周面
に側方より当がって固定したのち、高周波発生装置と電
極コア及び励磁コイルで構成された加熱装置を用いて１
〜４００ＫＨｚの交番磁界を発生させ、磁性粉の発熱に
よって熱融着することを特徴とするものである。
【０００９】更に別の接合方法は、磁性粉を含有した熱
可塑性樹脂よりなる環状の継手を用い、この継手を挟ん
でプラスチック管を突合わせたのち、上記加熱装置を用
いて１〜４００ＫＨｚの交番磁界を発生させ、磁性粉の
発熱による加熱によって熱融着することを特徴とするも
のである。本方法で用いる継手は、磁性粉を含有した熱
可塑性樹脂よりなる環状の発熱体よりなるものである。
【００１０】
【作用】加熱装置により交番磁界を印加したとき、発熱
体中の磁性粉が磁気ヒステリシス損失によって発熱し、
その発熱量Ｐｈ（Ｗ）は、一般に次式によって表わさ
れ、交番磁界の周波数及び磁束密度によって大きく左右
される。 Ｐｈ＝η・ｆ・ＢM ・Ｖ η＝ヒステリシス係数 ｆ＝交番磁界の周波数 ＢM ＝最大磁束密度 Ｖ＝発熱材の体積 したがって、電磁コア及び励磁コイルにより構成された
加熱手段を用いた場合、発生する交番磁界が電磁コアに
より集束され、発熱体に印加される交番磁界の磁束密度
が増加するので、短時間に高効率で発熱するようにな
る。
【００１１】電磁コアを用いることによってまた、１〜
４００ＫＨｚという低い周波数を用いることができるの
で、電波障害が起きにくいうえ、高周波電源を含む加熱
装置を小型化させることができ、またこれによって回路
全体のインピーダンスが下がるので、安全性の面でも向
上するほか、低い高周破電源を用いることにより渦電流
が発生しにくゝ，発熱は主として磁気ヒステリシス損失
を利用して行われるようになり、その発熱量は磁性粉の
磁気的性質に依存するようになるため、融着時の加熱温
度を発熱材の温度特性等の磁気特性を適切に選択するこ
とにより、容易に任意な温度で制御することができる。
【００１２】本発明で用いられる発熱体中の磁性粉の磁
気特性は、飽和磁化Ｏｓが５０ｅｍｕ／ｇ以上で：保磁
力Ｈｃが５０Ｏｅ以上であり、樹脂との混合割合は、磁
性粉の保磁力Ｈｃ５０〜２００Ｏｅの場合、５０〜９０
重量％、好ましくは５０〜８５重量％である。この場
合、磁性粉が５０重量％未満である場合には、最大磁界
密度Ｂｒが１０００Ｇ以上の発熱材が得られ難く、短時
間での発熱効果が低い。磁性粉が９０重量％を越える場
合には、磁性粉の樹脂中への充填及び分散性が困難とな
る。
【００１３】磁性粉の保磁力Ｈｃが２００Ｏｅを越える
場合の樹脂との混合割合は、磁性粉が５０重量％未満、
好ましくは５〜３０重量％である。磁性粉が５０重量％
を越えると、発熱効果が大き過ぎ、場合によっては樹脂
の劣化を招く可能性が大きい。有効な発熱を得るために
必要な磁性粉の量を考慮すれば、その下限値は０、１重
量％である。
【００１４】磁性粉の形状は、立方体状のもの、球状の
もの、六角形状のもの、針状のものなどいづれでもよ
い。球状のもの、立方体のものは平均径で０．１μｍ以
上のものが好ましく、針状のものは長径が０．１μｍ以
上、短径が０．０１μｍ以上であることが望ましい。本
発明の継手やプラスチック管に用いられる熱可塑性樹脂
としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレ
フィン、ポリ塩化ビニール、ポリスチレン、これらのコ
ポリマー等が例示され、なかでも炭素数２〜２０のポリ
オレフィン、とくに炭素数２〜１２のエチレン、プロピ
レン、ブテン−１、４−メチルペンテン−１などのα−
オレフィンの単独または共重合体が好ましい例として挙
げられる。
【００１５】磁性粉を混入した樹脂よりなる発熱体は、
絶縁性を有し、保持力Ｈｃが５０Ｏｅ以上、最大磁界密
度ＢM が１０００Ｇ以上、好ましくは１２００Ｇ以上で
ある。保磁力Ｈｃが５０Ｏｅ未満であると、磁気ヒステ
リシス損が小さ過ぎ、また発熱体の最大磁束密度ＢM が
１０００Ｇ未満である場合、または発熱体の残留磁束密
度Ｂｒ／保磁力Ｈｃが１．３未満である場合には、磁気
ヒステリシス損が小さくなり、十分な発熱が得られない
ことがある。従って、残留磁束密度Ｂｒ／保磁力Ｈｃが
１．３以上の磁性を有するものとすると、好結果が得ら
れることが多い。
【００１６】融着時の印加交番磁界は、磁性粉が有する
保磁力の１〜１５倍程度とされる。印加交番磁界は磁性
粉が有する保磁力の１倍未満であると、発熱効率が低下
し、また１０倍を越える交番磁界を印加しても、発熱効
率にあまり影響がない。加熱の省エネルギー化及び加熱
装置の規模を考慮すると、２〜１０倍程度、好ましくは
５〜１０倍程度が望ましい。
【００１７】
【実施例】図１は、熱可塑性樹脂よりなる本体１の両側
より差込まれるプラスチック管の管端部と接合する内側
面にフェライト粉を混入した成形品よりなるボビン３を
埋設したソケット継手４を示すもので、プラスチック管
との接合は、継手の両側よりプラスチック管２ａ、２ｂ
の管端部を差込んだのち、高周波発生装置と電磁コア及
び励磁コイルで構成された加熱装置４を用い、これによ
り１〜４００ＫＨｚの交番磁界を印加してボビン３を発
熱させることによって行われる。
【００１８】図２は、プラスチック管６の管端部が差込
まれる差込み部分の内側面にフェライト粉を混入した成
形品よりなるボビン７を、プラスチック管８周側面に押
当てられるサドル面に円盤状のマット９をそれぞれ埋設
した熱可塑性樹脂製のサドル継手１０を示すものであ
り、図３は、プラスチック管の差込み部１１と、分岐管
１６の差込み部１２を複数並設した熱可塑性樹脂製のヘ
ッダー１３の各差込み部１１、１２の内側面にそれぞれ
フェライト粉を混入した成形品よりなるボビン１４、１
５を埋設したもので、プラスチック管との接合はいづれ
も上述するように、高周波発生装置と電極コア及び励磁
コイルで構成された加熱装置を用い、１〜４００ＫＨｚ
の交番磁界を印加することにより行われる。
【００１９】図４は、内側を架橋ポリエチレン層１７、
外側を非架橋ポリエチレン層１８で構成したプラスチッ
ク管１９の非架橋ポリエチレン層１８にフェライト粉を
混入した熱可塑性樹脂製シート２１を埋設したものであ
り、図５は、同じく外側を架橋ポリエチレン層１７、内
側を非架橋ポリエチレン層１８で構成したソケット継手
２２に熱可塑製樹脂製シート２１を埋設したもので、継
手２２によるプラスチック管１９の接合は、図６に示す
ように、継手２２にプラスチック管管端部を差込んだの
ち、高周波発生装置と電極コア及び励磁コイルで構成さ
れた加熱装置２３を用いて１〜４００ＫＨｚの交番磁界
を発生させ、これによりフェライト粉を発熱させ融着す
る。
【００２０】図７は、プラスチック管を突合わせ接合す
る際に用いられ、フェライト粉を混入した成形品よりな
る円環状の継手２５を示すもので、プラスチック管２６
ａ、２６ｂとの突合わせ接合は、図８に示すように継手
２５をプラスチック管２６ａ、２６ｂで挟み付けて固定
状態にしたのち、上述の加熱装置を用い、１〜４００Ｋ
Ｈｚの交番磁界を印加して継手を発熱させることによっ
て行われる。
【００２１】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され、次のよ
うな効果を奏する。請求項１ないし５記載の接合方法及
び請求項５ないし９記載の継手、請求項１０記載のプラ
スチック管を用いれば、加熱装置により交番磁界を発生
させるだけで継手とプラスチック管との接合を短時間
に、かつ確実に行うことができ、しかも加熱装置に電極
コアを用いたことにより、磁性粉を短時間に高効率で発
熱させることができるほか、低い周波数の高周波電源を
用いることができるので、電波障害が起きにくいうえ、
加熱装置を小型化させ、安全性が向上するほか、発熱が
磁気ヒステリシス損失を利用して行われるため、磁性粉
を適切に選択することにより、融着時の加熱温度を容易
に任意の温度で制御することができる。
【００２２】請求項３記載の方法で用いられるようなプ
ラスチック管においては、耐熱性、高温クリープ特性な
どの高温性能に優れ、形状保持性能を有するほか、継手
との融着を支障なく行うことができる。交番磁界を請求
項５記載の方法のような条件で印加すれば、充分な発熱
効果を上げることができる。
【００２３】請求項６ないし９記載の継手及び請求項１
５、１６記載の継手の製造方法によれば、上述するプラ
スチック管の接合方法に用いられる継手を射出成形する
だげて比較的容易に製造することができる。また磁性粉
を請求項１１記載の方法のような割合で混合すれば、磁
性粉の樹脂中への充填及び分散性を損なわずに発熱効果
を上げることができ、請求項１２記載の方法のような割
合で混合すれば、樹脂の劣化を招くことなく有効な発熱
を得ることができる。また請求項１３記載の方法のよう
な磁性を持たせるようにすれば、発熱効率を向上させる
ことができる。
【００２４】シートの磁気特性を請求項１４記載の方法
のようにすれば、磁気ヒステリシス損が比較的大きく、
充分な発熱が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るソケット継手の断面図。
【図２】 同サドル継手の断面図。
【図３】 ヘッダーの要部を切欠いた正面図。
【図４】 本発明方法で用いられるプラスチック管の断
面図。
【図５】 同継手の断面図。
【図６】 プラスチック管接合時の断面図。
【図７】 突合わせ接合に用いられる継手の斜視図。
【図８】 図７に示す継手を用いて突合わせ接合を行う
ときの状態を示す断面図。
【符号の説明】
１・・・本体 ２ａ、２ｂ、６、８、１９、２６ａ、２６ｂ・・・プラ
スチック管 ３、７、１４、１５・・・ボビン ４、２３・・・
加熱装置 ９・・・マット １０・・・サド
ル継手 １３・・・ヘッダー １６・・・分岐
管 １７・・・架橋ポリエチレン層 １８・・・非架
橋ポリエチレン層 ２１・・・熱可塑性樹脂製シート ２２・・・ソケ
ット継手 ２５・・・継手

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内側面に磁性粉を含有した熱可塑性樹脂
    よりなる発熱体を埋設した継手を用い、この継手をプラ
    スチック管管端部に差込むか、或いは継手をプラスチッ
    ク管外周面に側方より当がって固定したのち、高周波発
    生装置と電極コア及び励磁コイルで構成された加熱装置
    を用いて１〜４００ＫＨｚの交番磁界を発生させ、磁性
    粉の発熱によって熱融着することを特徴とするプラスチ
    ック管の接合方法。
  2. 【請求項２】 継手内側面とプラスチック管外周面のう
    ち、少なくとも一方に磁性粉を混入した熱可塑性樹脂よ
    りなるシート状の発熱体を埋設した継手とプラスチック
    管とを用い、この継手をプラスチック管管端部に差込む
    か、或いは継手をプラスチック管外周面に側方より当が
    って固定したのち、高周波発生装置と電極コア及び励磁
    コイルで構成された加熱装置を用いて１〜４００ＫＨｚ
    の交番磁界を発生させ、磁性粉の発熱によって熱融着す
    ることを特徴とするプラスチック管の接合方法。
  3. 【請求項３】 プラスチック管は、内側が架橋ポリオレ
    フィン、外側が非架橋ポリオレフィンである請求項１ま
    たは２のいづれかの請求項に記載のプラスチック管の接
    合方法。
  4. 【請求項４】 磁性粉を含有した熱可塑性樹脂よりなる
    環状の継手を用い、この継手を挟んでプラスチック管を
    突合わせたのち、上記加熱装置を用いて１〜４００ＫＨ
    ｚの交番磁界を発生させ、磁性粉の発熱による加熱によ
    って熱融着することを特徴とするプラスチック管の接合
    方法。
  5. 【請求項５】 印加交番磁界は、磁性粉が有する保磁力
    の１〜１５倍である請求項１、２又は４のいづれかの請
    求項に記載のプラスチック管の接合方法。
  6. 【請求項６】 内側面に磁性酸化鉄粉、フェライト粉或
    いはこれらの混合物よりなる磁性粉を混入した熱可塑性
    樹脂よりなる発熱体を埋設したことを特徴とする請求項
    １記載の方法で用いられる継手。
  7. 【請求項７】 発熱体はボビンである請求項６記載の継
    手。
  8. 【請求項８】 発熱体はシートである請求項６記載の継
    手。
  9. 【請求項９】 磁性酸化鉄粉、フェライト粉或いはこれ
    らの混合物を混入した熱可塑性樹脂よりなる環状の発熱
    体より構成されることを特徴とする請求項４記載の方法
    で用いられる継手。
  10. 【請求項１０】磁性酸化鉄粉、フェライト粉或いはこれ
    らの混合物よりなる磁性粉を混入した熱可塑性樹脂より
    なるシート状の発熱体を埋設したことを特徴とする請求
    項２記載の方法で用いられるプラスチック管。
  11. 【請求項１１】 請求項６ないし１０記載の継手或いは
    プラスチック管に埋設される発熱体に混入される磁性粉
    は、保磁力Ｈｃが５０〜２００Ｏｅで、含有量が発熱体
    の５０〜９０重量％である。
  12. 【請求項１２】請求項６ないし１０記載の継手或いはプ
    ラスチック管に埋設される発熱体に混入される磁性粉
    は、保磁力Ｈｃが２００Ｏｅを越え、含有量がシートの
    ０．１〜５０重量％である。
  13. 【請求項１３】請求項６ないし１０記載の継手或いはプ
    ラスチック管に埋設される発熱体に混入される磁性粉
    は、残留磁束密度ＢM ／保磁力Ｈｃが１．３以上であ
    る。
  14. 【請求項１４】請求項６ないし１０記載の継手或いはプ
    ラスチック管に埋設される発熱体に混入される磁性粉
    は、保磁力Ｈｃが５０Ｏｅ以上、最大磁束密度Ｂ M が１
    ０００Ｇ以上である。
  15. 【請求項１５】 磁性酸化鉄粉、フェライト粉或いはこ
    られの混合物を含有した熱可塑性樹脂よりなるボビンを
    予め成形しておき、この成形品を金型内にセットしたの
    ち射出成形することにより行われる請求項６記載の継手
    の製造方法。
  16. 【請求項１６】 継手がサドル継手であり、磁性酸化鉄
    粉、フェライト粉或いはこられの混合物を含有した熱可
    塑性樹脂よりなるボビン及び円盤状のマットを予め成形
    しておき、これら成形品を金型内にセットしたのち射出
    成形することにより行われる請求項６記載の継手の製造
    方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08277988A (ja) * 1995-04-06 1996-10-22 C I Kasei Co Ltd エチレン系樹脂パイプの接合方法およびその接合構造
WO2001076851A1 (de) * 2000-04-06 2001-10-18 Formteile Helmer Gmbh Schweissverbindung zwischen zwei polymer-teilen, insbesondere im rohrleitungs- und rohrarmaturbau
KR20040080029A (ko) * 2003-03-10 2004-09-18 미래엔텍 주식회사 합성수지관 연결구
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JP2023094337A (ja) * 2021-12-23 2023-07-05 株式会社東海理機 バルブ装置

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