JPH10274376A - 電気融着継手の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】射出成形時に電熱線が強い樹脂圧により押圧さ
れて曲がった状態にて短絡することのない電気融着継手
の製造方法を提供する。 【解決手段】コア１２を、その周りに、射出成形する継
手成形用樹脂３と同じ性質の樹脂からなる被覆樹脂層を
有する樹脂被覆電熱線２を巻き付けた状態となして外型
内にインサートする工程と、樹脂被覆電熱線２の被覆樹
脂層の樹脂溶融量を、５０重量％以下に抑える射出成形
条件にて射出成形を行う工程とを有する電気融着継手の
製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製のガス管や
上下水道等の管を電気融着接合するソケット継手、エル
ボ継手、チーズ継手等の電気融着継手の製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような電気融着継手として
は、通電により発熱する樹脂により被覆されていない電
熱線を所定ピッチにてスパイラル状に巻き付けたコアの
周囲に、樹脂を射出成形することにより成形することに
より、樹脂管の接続部に電熱線を埋設したものが知られ
ている。

【０００３】しかしながら、このような電気融着継手
は、射出成形時の樹脂流動のために電熱線が押し流され
て、スパイラル状に巻かれた電熱線同士が接触してショ
ート（短絡）するか、あるいは接近しすぎてしまう。電
熱線同士が接近しすぎた場合、配管接続時に、電熱線を
発熱させて樹脂を溶融した際に、溶融樹脂が膨張して圧
力が上がり継手開口端部に流れ出すために接触し易いた
めに、電熱線同士がショート（短絡）してしまうという
問題点がある。

【０００４】この問題に鑑み、例えば、特開平４─８９
９４号公報には、コネクターピンの下端部又はコネクタ
ーピンに近接した位置の抵抗線を、筒状体の合成樹脂よ
りも融点の高い合成樹脂材により被覆した電気融着継手
が提案されている。

【０００５】しかしながら、この電気融着継手において
は、抵抗線の一部を筒状体の合成樹脂よりも融点の高い
合成樹脂材により被覆しているので、筒状体の合成樹脂
と抵抗線の一部を被覆する融点の高い合成樹脂材との間
の融着性あるいは接着性が悪いために不良品が発生し易
く、又、配管施工時に、抵抗線に通電して樹脂を溶融す
る際に、樹脂の溶融むらが発生し易いという問題点があ
る。

【０００６】そこで、射出成形用樹脂と同じ性質の樹脂
からなる被覆樹脂層を有する樹脂被覆電熱線を用いた場
合には、コアインサート前にゲート直下部分に樹脂製の
あてもの（以下、パッチという）を当てるようにしてゲ
ート直下部分の樹脂被覆電熱線の変形を抑えているのが
現状である。

【０００７】しかしなから、このようなパッチを取り付
ける方法においては、パッチの取付け作業に時間がかか
り成形サイクルが長くなるばかりでなく、自動化も困難
であるという問題点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の問題点を解消し、射出成形時に電熱線が強い樹
脂圧により押圧されて曲がった状態にて短絡することの
ない電気融着継手の製造方法を提供することを目的とし
てなされたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、外型とコアか
らなる金型内に樹脂を射出成形する段階で、壁内に電熱
線を埋設する電気融着継手の製造方法であって、コア
を、その周りに、射出成形用樹脂と同じ性質の樹脂から
なる被覆樹脂層を有する樹脂被覆電熱線を巻き付けた状
態となして外型内にインサートする工程と、樹脂被覆電
熱線の被覆樹脂層の樹脂溶融量を、５０重量％以下に抑
える射出成形条件にて射出成形を行う工程とを有する電
気融着継手の製造方法である。

【００１０】本発明において、樹脂被覆電熱線を構成す
る電熱線としては、例えば、ステンレス線、銅ニッケル
線、鉄クロム線等が使用される。樹脂被覆電熱線の樹脂
被覆層を構成する樹脂は、融着性、接着性の点から、継
手成形用樹脂と同じ性質の樹脂からなる必要がある。こ
こに、同じ性質の樹脂とは、樹脂の種類、及び、融点あ
るいは軟化点やメルトインデックス等の物理的、化学的
性質が実質的に同じ樹脂をいう。

【００１１】それらの樹脂としては、熱可塑性樹脂であ
れば特に限定されることなく使用でき、樹脂被覆電熱線
の樹脂被覆層と継手成形用樹脂間の剥離強度を考える
と、例えば、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリブテン等の融着性、接着性の
高いポリオサフィン系樹脂が好適に使用される。

【００１２】本発明において、コアの周りに樹脂被覆電
熱線を巻き付けた状態にする方法としては、コアの周り
に樹脂被覆電熱線を巻き付けてもよいし、又、予め樹脂
被覆電熱線をコイル状に巻回したものを装着するように
してもよい。

【００１３】本発明においては、樹脂被覆電熱線の樹脂
溶融量を、５０重量％以下に抑える射出成形条件にて射
出成形を行う必要がある。そのような射出成形条件の主
要な因子としての、継手成形用樹脂の射出樹脂温度、射
出樹脂の充填時間、コア温度について以下に説明する。

【００１４】継手成形用樹脂の射出成形樹脂温度 樹脂温度は高すぎると充填時に持ち込まれる熱量が大き
くなり、樹脂被覆電熱線の被覆樹脂層が溶融して電熱線
が裸となって変形し易く、低すぎると成形性に劣り、か
つウェルド強度等の製品性能が劣化するため、例えば、
中密度ポリエチレンの場合、１７０〜２３０℃とするの
が好ましい。

【００１５】射出樹脂の充填時間 充填時間が長すぎると充填時に射出される樹脂が直接ゲ
ート直下の樹脂被覆電熱線の被覆樹脂層に接し、熱を加
えている時間が長くなるため、被覆樹脂層が溶融して裸
の電熱線が裸となって曲り易く、短かすぎると成形能力
の限界を超えてしまい、又、バリが生じ易くなるため、
２〜７秒とするのが好ましい。

【００１６】コア温度 コアは充分低い温度状態にて外型内にインサートされ、
金型内への射出成形により継手が成形される。コアの冷
却は継手成形用樹脂が射出される前、又は射出中に行わ
れる。

【００１７】その冷却方法は、コアを冷却しうる方法で
あれば特に限定されず、例えば、インサート前にスポッ
トクーラー等により冷却したり、外型へのインサート
後、コアに設けられた冷却回路に冷却媒体を流すことに
よって行われる。

【００１８】冷却後のゲート直下部分のコア温度は、高
すぎると固化層の発達が遅れ、樹脂被覆電熱線の被覆樹
脂層が溶融して、電熱線が裸となり変形し易く、低すぎ
ると結露がコアに付着し、又、急冷によって継手内部に
成形歪みが残るため、コア温度は１０〜４０℃に冷却さ
れるのが好ましい。

【００１９】

【作用】本発明の電気融着継手の製造方法は、コアを、
その周りに、射出成形する継手成形用樹脂と同じ性質の
樹脂からなる被覆樹脂層を有する樹脂被覆電熱線を巻き
付けた状態となして外型内にインサートする工程と、樹
脂被覆電熱線の被覆樹脂層の樹脂溶融量を、５０重量％
以下に抑える射出成形条件にて射出成形を行う工程とを
有することにより、射出成形時に、樹脂被覆電熱線の被
覆樹脂層の樹脂が大部分溶融することがないので、射出
成形時の樹脂流動のために電熱線が押し流されることが
なく、電熱線同士が接触したり、あるいは接近してしま
うようなことがない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の電気融着継手の
製造方法に用いる金型の一例を示す断面図である。

【００２１】１は金型であって、外型とコアからなる。
外型１１は、２つ割りとされた開閉自在とされた型片１
１１，１１２から構成されており、一方の型片１１１の
略中央部に樹脂ゲート１１１ａが設けられ、両端部の内
周面に樹脂被覆電熱線の端部導出用の通孔１１１ｂ，１
１１ｂが設けられている。コア１２は、一対の円筒状型
片１２１，１２２から構成されている。

【００２２】そして、射出成形時には、コア１２は、一
対の円筒状型片１２１，１２２の先端面同士が突き合わ
され、外型１１との間で閉塞状態とされて、外型１１と
の間に電気融着継手を形成すべきキャビティ１３が形成
される。

【００２３】又、開型したときには、円筒状型片１２
１，１２２の先端部間が開いて、成形品の脱型ができる
ようになっている。

【００２４】次に、図１に示す金型１を用いた本発明の
電気融着継手の製造方法の一例を、図２を参照して説明
する。図２（ａ）に示すように、一対の円筒状型片１２
１，１２２からなるコア１２の周りに、樹脂被覆電熱線
２を螺旋状に相互間の隙間がないように巻き付ける。樹
脂被覆電熱線２は、電熱線の周りに継手成形用樹脂と同
じ樹脂からなる樹脂被覆層が設けられたものからなる。

【００２５】その後、図２（ｂ）に示すように、樹脂被
覆電熱線２を巻き付けたコア１２を外型１１内にインサ
ートしてを閉型状態となし、図示しない射出成形機から
の継手成形用樹脂３からなる溶融樹脂を樹脂ゲート１１
１ａから金型１内に射出成形し、所定時間保圧状態に保
つ。この際に、樹脂被覆電熱線２の樹脂被覆層の樹脂溶
融量を、５０重量％以下に抑える射出成形条件にて射出
成形を行う。

【００２６】その後、開型し、円筒状筒状片１２１，１
２２の先端部間を開いてコア１２を脱型し、壁内に発熱
線が短絡することなく埋設された電気融着継手を得る。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。樹脂
被覆電熱線として、図３に示すように、樹脂被覆層３２
が緑色に着色した中密度ポリエチレン（三井石油化学社
製、商品名「ネオゼックス４００４Ｍ」）からなり、被
覆樹脂断面積２．６６ｍｍ² （電熱線変形限界被覆樹脂
溶融量：１．３３ｍｍ² ）、電熱線の径が０．６５ｍ
ｍ、樹脂被覆電熱線の径が１．９５ｍｍのものを用い
た。

【００２８】継手本体形成用樹脂として、樹脂被覆電熱
線２の樹脂被覆層を形成する樹脂と同じもの樹脂なる、
ナチュラルの色のものを用いた。射出成形機としては、
日精樹脂工業社製、型番「ＦＳ３６０Ｓ１４０ＡＳＥ」
を用いた。

【００２９】実施例１ 樹脂被覆電熱線を巻き付けたコアを温度３４℃の状態で
外型内にインサートし、継手成形用樹脂を樹脂温度２２
０℃、充填時間３秒間の条件にて射出成形し、電気融着
継手を得た。

【００３０】実施例２ 樹脂被覆電熱線を巻き付けたコアを温度３５℃の状態で
外型内にインサートし、継手成形用樹脂を樹脂温度２１
０℃、充填時間６秒間の条件にて射出成形し、電気融着
継手を得た。

【００３１】実施例３ 樹脂被覆電熱線を巻き付けたコアを温度３０℃の状態で
外型内にインサートし、継手成形用樹脂を樹脂温度２２
０℃、充填時間５秒間の条件にて射出成形し、電気融着
継手を得た。

【００３２】実施例４ 樹脂被覆電熱線を巻き付けたコアを温度１５℃の状態で
外型内にインサートし、継手成形用樹脂を樹脂温度２２
０℃、充填時間７秒間の条件にて射出成形し、電気融着
継手を得た。

【００３３】実施例５ 樹脂被覆電熱線を巻き付けたコアを温度３０℃の状態で
外型内にインサートし、継手成形用樹脂を樹脂温度２０
０℃、充填時間６秒間の条件にて射出成形し、電気融着
継手を得た。

【００３４】実施例６ 樹脂被覆電熱線を巻き付けたコアを温度２５℃の状態で
外型内にインサートし、継手成形用樹脂を樹脂温度２２
０℃、充填時間５秒間の条件にて射出成形し、電気融着
継手を得た。

【００３５】比較例１ 樹脂被覆電熱線を巻き付けたコアを温度４５℃の状態で
外型内にインサートし、継手成形用樹脂を樹脂温度２３
０℃、充填時間８秒間の条件にて射出成形し、電気融着
継手を得た。

【００３６】比較例２ 樹脂被覆電熱線を巻き付けたコアを温度３０℃の状態で
外型内にインサートし、継手成形用樹脂を樹脂温度２２
０℃、充填時間１１秒間の条件にて射出成形し、電気融
着継手を得た。

【００３７】比較例３ 樹脂被覆電熱線を巻き付けたコアを温度３０℃の状態で
外型内にインサートし、継手成形用樹脂を樹脂温度２４
０℃、充填時間７秒間の条件にて射出成形し、電気融着
継手を得た。

【００３８】比較例４ 樹脂被覆電熱線を巻き付けたコアを温度４０℃の状態で
外型内にインサートし、継手成形用樹脂を樹脂温度２２
０℃、充填時間１３秒間の条件にて射出成形し、電気融
着継手を得た。

【００３９】実施例１〜６、比較例１〜４で得られた電
気融着継手のサンプルについて、被覆樹脂層の樹脂溶融
量と、電熱線変形不良率を測定評価した。その結果を表
１に示す。尚、被覆樹脂層の樹脂溶融量、及び、電熱線
変形不良率の測定評価は次のように行った。

【００４０】被覆樹脂の樹脂溶融量の測定評価 得られた電気融着継手のサンプルについて、ゲート直下
部分に対応する部分を軸方向に切断し、ゲート直下部分
の被覆樹脂層の電熱線の周りに残っている緑色の樹脂の
面積を画像処理装置を用いて定量化して求め、当初の被
覆樹脂面積から溶融じた樹脂の面積を引いた溶融樹脂面
積を算出した。

【００４１】電熱線変形不良率の測定評価 得られた電気融着継手のサンプルについて、Ｘ線画像装
置（ＳＯＦＲＯＮ社製、型式「１３ＳＴ─１５０５」）
によって得られた画像において、ゲート近傍の電熱線が
０．５ｍｍ以上ずれているものを不良とし、５０個連続
成形したときの不良の割合を算出した。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１からも明らかなように、各比較例によ
り得られた電気融着継手の場合には、被覆樹脂層の樹脂
溶融量が５０％を超えており、電熱線変形不良率が大き
いのに対して、各実施例の場合には、被覆樹脂層の樹脂
溶融量が５０％以内に抑えられており、電熱線変形不良
率が０であった。

【００４４】

【発明の効果】本発明の電気融着継手の製造方法は、上
記のようにされているので、射出成形時に電熱線が強い
樹脂圧により押圧されて曲がった状態にて短絡すること
がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気融着継手の製造方法に使用される
金型の一例を示す断面図である。

【図２】本発明の電気融着継手の製造方法の工程を説明
する説明図てあり、（ａ）はインサートする工程を説明
する一部断面図、（ｂ）は射出成形を行う工程を説明す
る一部断面図である。

【符号の説明】

１ 金型 ２ 樹脂被覆電熱線 ３ 継手成形用樹脂 １１ 外型 １２ コア １１１ａ 樹脂ゲート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外型とコアからなる金型内に樹脂を射出
   成形する段階で、壁内に電熱線を埋設する電気融着継手
   の製造方法であって、コアを、その周りに、射出成形す
   る継手成形用樹脂と同じ性質の樹脂からなる被覆樹脂層
   を有する樹脂被覆電熱線を巻き付けた状態となして外型
   内にインサートする工程と、樹脂被覆電熱線の被覆樹脂
   層の樹脂溶融量を、５０重量％以下に抑える射出成形条
   件にて射出成形を行う工程とを有することを特徴とする
   電気融着継手の製造方法。