JPH0872150A - 熱可塑性樹脂管材の突合せ溶接装置 - Google Patents

熱可塑性樹脂管材の突合せ溶接装置

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JPH0872150A
JPH0872150A JP6210943A JP21094394A JPH0872150A JP H0872150 A JPH0872150 A JP H0872150A JP 6210943 A JP6210943 A JP 6210943A JP 21094394 A JP21094394 A JP 21094394A JP H0872150 A JPH0872150 A JP H0872150A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱可塑性樹脂管材の管端部を加熱溶融するの
に要する時間が短くもって管内面へのビードの突出量が
少ない突合せ接合を行うことができる溶接装置を提供す
る。 【構成】 接続を行う一対の管材の各管端部を、非接触
加熱により溶融するにあたり、その加熱に波長５μｍ以
上の赤外線を８０％以上の放射率で放射する能力をもつ
ヒータを使用して、各管端部に対する遠赤外線の輻射効
率を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は樹脂で成形された管材を
突合せ溶接により接続する装置に関し、さらに詳しく
は、例えば超純水の輸送等のクリーン用途に利用される
熱可塑性樹脂管材（例えばＰＰＳ：ポリフェニレンサル
ファイドの成形品等）の接続に適した突合せ溶接装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】樹脂成形品の管材を接続する装置として
は、一対のクランプで管材を把持し、その各管材の端部
をヒータにより加熱溶融した後、各クランプを互いに接
近する向きへと移動させることによって、その各溶融部
分を突合せて融着する構造のものがある（例えば特開平
５−１９３００４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の突
合せ溶接によりＰＰＳなどの熱可塑性樹脂で成形された
管材の接続を行う場合、管端部の溶融は非接触のヒータ
加熱で行うことが通例である。これは、ＰＰＳの融点が
２７０℃と高いので管端部を溶融状態にまで加熱するに
はヒータ温度を３００℃以上に設定する必要があり、そ
のような高温加熱ではヒータ表面のコーティング材が存
在せず、このため接触加熱では管端面がヒータ面に付着
し易くなる等の理由による。
【０００４】また、ＰＰＳを接合するには管端面の温度
を３３０℃付近にまで加熱する必要があるが、従来で
は、ヒータの熱板として、通常、アルミニウムまたはス
テンレス等が使用されていることから、非接触の加熱を
行う場合、対流及び空気の熱伝導による加熱が大部分と
なるため加熱効率が悪く、加熱を行っている間に管端面
から管の軸方向に向かって不必要な長さまで溶融され
る。その結果、突合せ時の圧力により管内面側に余分な
ビードが発生していた。
【０００５】そして、以上のように管内面側にビードが
形成されると、流体の圧力損失やよどみの発生等の悪影
響をもたらす原因となる。特に、管内でよどみが発生す
るとその部分で微生物が繁殖して流体のクリーン度（純
度）が低下するといったクリーン用途上での重大な問題
を引き起こす原因となる。
【０００６】本発明はそのよう点に鑑みてなされたもの
で、熱可塑性樹脂管材の管端部を加熱溶融するのに要す
る時間が短く、もって管内面へのビードの突出量が少な
い突合せ接合を行うことができる溶接装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、実施例に対応する図１に示すように、一
対のクランプ１，２にそれぞれ管材１１，１２を把持し
た状態で、このクランプ１と２の間にヒータ３を配置し
て各管材１１，１２の管端部を非接触の状態で加熱溶融
し、その各溶融部分を当該一対のクランプ１，２の相対
的な移動により突合わせるよう構成された溶接装置にお
いて、上記の加熱溶融に使用するヒータ３が、波長５μ
ｍ以上の赤外線を８０％以上の放射率で放射する能力が
あることによって特徴づけられる。
【０００８】なお、以上の能力をもつヒータの一つとし
て、アルミニウム等の熱板３ａの表面Ｓ1 及びＳ2 に、
波長５μｍ以上の赤外線を８０％以上の放射率で放射す
る材料３ｂを塗布した構造が挙げられる。
【０００９】
【作用】まず、ＰＰＳは、図３の吸収スペクトルに示す
ように、５μｍ以上の波長で高い吸収ピークを示す。し
かし、アルミニウム単体とする熱板を４００℃に加熱し
たときの赤外領域の放射率は、図４のグラフに示すよう
に、平均して５パーセント程度と低く、このため、従来
の加熱溶融では、赤外線の輻射による熱が殆ど加わらず
対流及び空気の熱伝導により大部分の加熱が行われる、
といったメカニズムとなっていた。
【００１０】このような点に着目して、本発明では、Ｐ
ＰＳ等の接続すべき管材が最も吸収し易い領域の波長、
つまり波長５μｍ以上の赤外線を８０％以上の放射率で
放射する能力をヒータ３にもたせることで、輻射による
加熱効率を向上させて熱可塑性樹脂管材の管端部を加熱
溶融するのに要する時間を短くする。
【００１１】ここで、波長５μｍ以上の赤外線を８０％
以上の放射率で放射する材料は、現状で存在するので
（図４の放射率曲線を参照）、その材料を、例えば熱板
（アルミニウム製）の表面に塗布すれば、上記した能力
をもつヒータを容易に実現できる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明実施例の構成を示す図である。
まず、この例の溶接装置（全体構造は図示せず）は、互
いに対向する一対のクランプ１，２と、このクランプ間
に配置されるヒータ３を備えている。ヒータ３は、装置
本体に対してスライドもしくは回動自在に配設されてお
り、一対のクランプ１，２の中間位置（使用位置）と、
クランプ１，２とは干渉しない位置（待機位置）の２位
置に選択的に移動可能となっている。
【００１３】そして、以上の構成において、各クランプ
１，２に管材（ＰＰＳ）１１，１２を固定し、次いで、
管材１１と１２との間にヒータ３を配置して〔図１(A)
〕、この両者の管端部を非接触加熱により溶融した
後、ヒータ３を管材間から除去するとともに、一対のク
ランプ１，２を相対的に移動させることによって、管材
１１，１２の管端面１１ａ，１２ａとを所定の接合荷重
で突合せて融着することができる〔図１(B) 〕。
【００１４】さて、本発明実施例において注目すべきと
ころは、ヒータ３の熱板３ａがアルミニウム製で、その
表面Ｓ1 及びＳ2 に、それぞれ、波長５μｍ以上の赤外
線を放射率８０％以上で放射する遠赤外線放射材料３ｂ
を一様に塗布した点にある。
【００１５】その遠赤線放射材料３ｂとしては、例えば
テツゾールＢ−６６（耐熱塗料；商品名，日本ペイント
株式会社製）が挙げられ、この耐熱塗料を使用すると、
図４の放射率曲線に示すように、遠赤外領域（ 5.6μｍ
以上）の放射率を８５％以上とすることができる。ま
た、この耐熱塗料を用いる場合、熱板３ａへの塗布厚さ
は例えば 0.1mm〜0.5mm が適当である。
【００１６】次に、本発明実施例の作用を述べる。前記
の能力をもつヒータ３を、管材（ＰＰＳ）１１と１２と
の間に配置し、ヒータ３の加熱面と各管端面１１ａ，１
２ａとの間に１mmの間隔を開けて非接触の状態で管端部
の加熱溶融を行い、その加熱過程での管端部の温度を測
定したところ、図２のグラフに示すように、接合に適し
た温度Ｔにまで達するのに要する時間が、従来に比して
半分以下で済むことが確認できた。
【００１７】従って、本発明実施例のヒータ３を使用し
て管端部の加熱溶融を行うと、各管材１１，１２の管端
部の溶融量をごく僅かとした状態で、その溶融部分の突
合せ接合を行うことが可能となり、これにより管内面へ
のビードの突出量を最小限に抑えることができる。
【００１８】ここで、上記した非接触加熱時において、
各管端面１１ａ，１２ａとヒータ３との間に開ける隙間
は１mm程度が好ましいが、その隙間は１mm以上であって
も、本発明は実施可能である。
【００１９】以上の本発明実施例では、接続を行う管材
１１，１２の管端面１ａ，２ａを管軸方向と直交するフ
ラットな面としているが、管端面１１ａ，１２ａの内側
周縁の角に僅かな面取りを施しておけば、内面ビードの
突出高さを更に低くすることも可能になる。
【００２０】また、ヒータの熱板をアルミニウム製とし
てしているが、その熱板の材質は、特に限定はなく、例
えば鉄、真鍮、ステンレスあるいはセラミックスであっ
てもよい。さらに、セラミックス等を熱板とする場合、
そのセラミックス単体で波長５μｍの赤外線を８０％以
上の放射率で放射できるものであれば、表面への遠赤外
線放射材料の塗布は特に行う必要はない。さらにまた、
ヒータ３は、カートリッジ式のもの、あるいは鋳込みヒ
ータのいずれであってもよい。
【００２１】なお、本発明の突合せ接続装置は、ＰＰＳ
のほか、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケト
ン），ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン），ＰＥＴ（ポ
リエチレンテレフタレート）またはＰＶＤＦ（ポリフッ
化ビニリデン）などの高融点の熱可塑性樹脂で成形され
た管材の突合せ接続に適している。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の突合せ溶
接装置によれば、接続を行う一対の管材の各管端部を非
接触の加熱により溶融するヒータを、波長５μｍ以上の
赤外線を８０％以上の放射率で放射する能力がある構造
としたので、管端部の溶融量を従来に比して少なくする
ことができ、これにより突合せ時の内面ビードの突出高
さを低く抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の構成図
【図２】その実施例の作用説明図
【図３】ＰＰＳの赤外線スペクトル（透過率）を示す図
【図４】本発明実施例で使用する遠赤外線放射材料とア
ルミニウム単体の赤外線放射率を併記して示す図
【符号の説明】
１，２ クランプ １１，１２ 管材（ＰＰＳ製） １１ａ，１２ａ 管端面 ３ ヒータ ３ａ 熱板 Ｓ1 ，Ｓ2 熱板の表面 ３ｂ 遠赤外線放射材料

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂で成形された管材を突合せ
    融着によって接続する装置であって、互いに対向する一
    対のクランプとヒータを有し、上記一対のクランプにそ
    れぞれ管材を把持した状態で、このクランプ間に上記ヒ
    ータを配置して各管材の管端部を非接触の状態で加熱溶
    融し、その各溶融部分を当該一対のクランプの相対的な
    移動により突合わせるよう構成された溶接装置におい
    て、上記ヒータは、波長５μｍ以上の赤外線を８０％以
    上の放射率で放射する能力があることを特徴とする熱可
    塑性樹脂管材の突合せ溶接装置。
  2. 【請求項２】 上記ヒータが、熱板の表面に、波長５μ
    ｍ以上の赤外線を８０％以上の放射率で放射する材料が
    塗布された構造であることを特徴とする請求項１に記載
    の熱可塑性樹脂管材の突合せ溶接装置。
JP6210943A 1994-09-05 1994-09-05 熱可塑性樹脂管材の突合せ溶接装置 Pending JPH0872150A (ja)

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