JPS58209524A - 水架橋性ポリエチレンパイプの接続方法 - Google Patents

水架橋性ポリエチレンパイプの接続方法

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JPS58209524A
JPS58209524A JP57093382A JP9338282A JPS58209524A JP S58209524 A JPS58209524 A JP S58209524A JP 57093382 A JP57093382 A JP 57093382A JP 9338282 A JP9338282 A JP 9338282A JP S58209524 A JPS58209524 A JP S58209524A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水架橋性ポリエチレ／パイプを水架橋性ポリ
エチレン継手を用いて接続する方法の改良に関する。
非架橋ポリエチレンは架橋ポリエチレンと異って、加熱
により浴融するので非架橋ポリエチレ／バイグは加熱溶
融により、あるいは溶融ポリエチレンを接着剤として用
いて接続し得る。
この反面、該パイプは耐熱性に乏しいため、給湯用など
尚温流体の輸送に不向きである大きな欠点を有する。こ
の点からすれば近時開発された水架橋性ポリエチレンか
らなるパイプ及び継手は、Ａ二架橋の状態でバイブ接続
を行い、接続後水架橋させて耐熱性を向上させ得る。別
言すれば非架橋と架橋の両方の利点をあわせもつもので
あるとして注目を浴びつつある。
しかしながら２本発明者らの研究によれば。
現実の未架倫の水架橋性ポリエチレンパイプ、継手は出
荷時点において成形中の熱、及び原料中に含まれていた
微量の水分によって、ゲル分率Ｋ　して′１０〜２０％
、ＩＬ場においては４０チもの架橋度にすでに達してい
ることがあり、あるいは少なくともその表面層のポリエ
チル／は大気中の水分によって予想外の高架倫Ｋに達し
ていることが屡々ある。このためパイプと継手との接合
にポリエチレン系接着剤を用いてもパイプ又は継手の表
面への該接着剤ののりが悪く。
接続の長期安定性の見地からすれば充分な接合。
接続ができない問題がある。
本発明は、上記問題の解決された水架橋性ホリエチレ／
パイプの接続方法を提案するものであって、水架橋性ポ
リエチレンパイプを水架橋性ポリエチレン接着剤を用い
て水架橋性ポリエチレン継手に押入接続するにあたり、
予め上記水ｓｍ性ポリエチレン接着剤の少なくとも融点
に加熱された水架橋性ポリエチレンパイプの接続部外表
面及び／又は水架橋ポリエチレン継手の接続部内表面に
該ポリエチレン接着剤を施与し１次いで接着剤を施与さ
れた水架橋性ポリエチレンパイプの接続部外表面及び上
記水架橋性ポリエチレン継手の接続部内表面を少なくと
も上記融点より２０℃高い温度に加熱し、しかるのち該
パイプを該粘子に挿入することを特徴とするものである
。
本発明においては、上記する様に予熱されたパイプ及び
／又は継手に水架橋性ポリエチレン接着剤を塗布し、更
にパイプを継手に挿入する前にもう一度各接続部表面を
上記する温度に加熱することを心尖とするが、が＼る加
熱によってパイプと継手の各表面のポリエチレンが多少
架橋、が進んでいてもこわら表面層への水架橋性ポリエ
チレン接着剤の接着性が良好となり、この結果、接合強
度及び接合安定性の高いパイプ接続がｉｌｌ’　ｉ１ヒ
となる。
本発明においては、パイプ、継手、及び接着剤のそれぞ
れを構成する各水架橋性ポリエチレンは、概念的には同
じであって、エチレンのポモポリマー類、エチレンを主
成分とする各極のエテルンコボリマー類をビニルトリメ
トキンシランなどの有機７ラン類の少なくとも１種とジ
クミルバーオキサイドなどの壱機゛過酸化物架橋剤の少
なくともｌ禎とを用いて７ラン変性したものが例示でき
る。上記のポリエチル／とじではたとえば屈度が０９１
〜０．９７のもの、メルトイ／デ・ソクスが０．１〜５
０のもの、あるいはリニヤ−な低乃至中密度のポリエチ
レンなどが用イラ１１．エチレンコポリマー類としては
、エチレ／以外のαオレフィンとエチレンとのコポリマ
ー類、たとえばエチレン−プロピレン共ｆｆｉ　合体、
エチレン、−プロピレン−ジエン共ｉｆｆ　合（４−。
エチレン−ブテン−１共重合体など、カルボン酸又はそ
の誘導体とエチレンとの共重合体類。
たとえばエチレンニ酢酸ビニル共重合体、エチレン−エ
チルアクリレート共重合体など、また変性ポリエチレン
類たとえば塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリ
エチレンなトモ用いられる。水架橋性ポリエチレン、上
記の有機７ラン類、有機過酸化物架橋剤のその他の例と
しては、たとえば特開昭５０−１２６７８９号、特公昭
５０−３５９４０号に示されたものが用いられる。また
、水架橋性ポリエチレンとしては。
上記した有機／う／類の少なくとも一柚とエチレンとを
共重合したものも、たとえば特開昭５ｂ−８８４４６−
ｆｊに示されたものも用いられる。
更に、上記した水架橋性ポリエチレンは、兵曹に応じて
シフチル−錫−ンラウレートなどの／ラノール縮合触媒
を含有していてもよい。該触媒の他の例としては、たと
えば特開昭５６−８８４４６に示されたものも用いられ
る。
パイプ、継手、及び接着剤を構成する水架橋性ポリエチ
ル／Ｖｉ、、ｔ４−に別のものであってもよく、また同
じものであってもよい。
前記したように、水架橋性ポリエチレンは。
押出加−１−や射出成形などの工（ｌを経る間に架橋が
進行し、このため工場生産された水架橋性ポリエチレン
パイプ、継手は、場合によっては意外に高い架橋度に達
していることがある。本発明の方法によればパイプ接続
を行う前、すでに高度の架橋度に達していても光分なパ
イプ接続が可能であるが、パイプ、継手とも、構成ポリ
エチレンの架橋度は、ゲル分率（ＪＩＳ　Ｃ：１６０６
に準じ、　１９１ｉとうキンレフ抽出を２４時曲行って
ｉｏ＋ｊ定した（＋ｌｉ　）にして６０％以下、特ｔＣ
５０％以下の低架橋度であるものが好ましい。
−方Ｉｎ　着剤として用いる水架橋性ポリエチレンは、
パイプ、継手に対する良好な接着性を有するために、ぞ
ハらに塗布される時点においてはゲル分＊ＶｉｌＯ’ｌ
ｂ以下、特に５条以下であることが灯ましい。水架橋性
ポリエチレン接着々りは。
粉末状、ノート状、テープ状など固体の状態で用いても
よく、キ／し／、ガソリン、ナフサ。
テトラリン、デカリ／あるいはその他の親溶媒の溶液と
して、あるいはその他の方法で用いてもよい。施与作業
能専から、溶媒溶液として用いて塗布施与することが望
ましい。接着剤はパイプ、継手の両表面に施与するのが
好ましいがどちらか一方のみでもよい。
本発明においては、接着剤を施与するに先立って接着剤
が施与されるパイプ及び／又は粘子の表向を該接着剤を
構成する水架橋性ポリエチレンの融点（以下Ｔｍ　℃で
示す）以上の温度に予熱する。
上記Ｔｍ　（℃）Ｉｄ　、　Ｉ−高分子分析ハンドブッ
ク」゛神速Ｍ（昭オ「」４０年）、朝倉書店の３．１５
．１節に記載されている方法に準じて示差熱分析を行な
い、えられた融解ピークの温度のことをいう。
予熱が該温度未陶では施ｌ】された接着剤とパイプ、継
手とのなじみが悪く、接鳥剤を剥離除去しようとすＪ′
Ｌばｒａ３ｔＦＬにそれを行うことができる。
上記予懸幅度が筒い程、接着剤のなじみ性がよくなるが
、過瓜の加熱は、パイプ、継手の熱変形を伴う危険があ
るので、（Ｔｍ＋５０）ＩＣＪス、Ｉ：（Ｔｍ＋１４０
）’ｃ以下の温度とするのが好ましい。また、接着剤、
パイプ、継手の各構成材料が異るとき、その材料中の最
高の融点以上の温度には予熱することが好ましい。予熱
は任意の方法で行ってさしつがえないが、パイプ。
継手接続部の金層が上記の温度に達すると当然熱変形が
生じるので接続部全厚のうち表面及び表面から５０％厚
さの間の部分、好１しくけ表面及び表向から１０％厚さ
の間の部分のみが上記の高温度に加熱される加熱法が好
ましい。が＼る加熱はたとえば２００〜３００℃の高温
度に加熱保持した金属体にパイプ、継手を数秒間〜数分
間おしあてることによりなし得る。
予熱］−程のあと、予熱されたパイプ及び又は継手の表
面が少なくともＴｍ’Ｃの温度を保持している間に、接
着剤を施与する。接着削節り鼠は、それが接続部表面の
全面にいきわたっているかき゛り平均０．５調厚前後程
度の少ｌで充分である。
予熱、接着剤施与ののち、パイプ及び継弓・の各接続部
表面は、たとえそのいずれか一方に接着剤が施与されて
いなくても、少なくとも（’ｌ’ｍ＋２０）℃の温度に
加熱する。この加熱工程での加熱は１次の継手へのパイ
プ挿入工株におけるパイプの挿入を円滑に行うために、
また仲人后におけるパイプと継手との界面の接合強度を
充分とするために特に１要であって、υ【１熱温度が（
’ｌ”ｍ　＋２０　）　ＩＣより低いと接着剤ポリエチ
レンの高溶融粘性のために挿入が充分かつ円滑に行い得
す、またたとえ挿入し得たとしても、接合強度が充分と
はならない。加熱温度の上昇とともに接着剤ポリエチレ
／の溶融粘度の低下のために挿入が容易かつ円滑となり
、まだ挿入後の接合強度も良好となるが、過度の加熱は
、ややもすると押入するパイプ及び挿入される継手の両
方又は一方の機械強度の低下を伴い、だめにかえって円
滑な挿入が阻害される結果となる。このため、接続部の
表面又はその近傍部のみを、しかも充分な高温度に加熱
することか肝敦となる。加熱方法、加熱時間１表面から
の加熱深さ等に関しては、一般的には前記した予熱加熱
］二相での説明がそのま＼あてはまる。
接着剤が施与されている接続部表向は、接着剤。
接続部表面及びその近傍部を、ｔた接着剤が施与されて
いない接続部表面は、その表面及びその近傍部を（Ｔｍ
＋５０）で以上（Ｔｍ＋１８０）℃以下の温度、殊に（
Ｔｍ＋８０）℃以上（Ｔｍ＋１４０）℃の温度にすばや
く加熱することが好ましい。
付図は、スリーブ・ウェルダーを用いたパイプ及び継手
の加熱方法の例を示す断面図であって、スリーブ・ウェ
ルズ−１はパイプ２の外１紙とはｙ等しい内径を有すパ
イプ加熱用四部１１と該凹部が存在する面とは反対面に
粘ゴ・３の内径とはＶ等しい外径を有する継手加熱用の
凸部Ｉ２とを有し１図示する通りに１表面に接着剤が施
与さねた又は施与されていないバイア２及び継手３と温
度制御ｌｌＩ装置（図示せず）により−・定の高温度（
Ｔ　℃）に保持されたスリーツウエルダ−１とを直接接
触させて一定時曲加熱する。
−Ｊ−８［２ｍ　ｍのスリーツウエルダーを用いる加熱
力法を採る場合において好ましい加熱ｒ９ｒ９時間ね。
パイプ、ｉｑ＝のそれぞれの肉厚（Ａｍｍ）、外径（Ｄ
＋＋ｌＩ＋＋）によって異り、継手加熱時間をｔｌ秒。
パイン加熱時間をＬ２秒すると。
α（Ａ　Ｉ）　ｊ−１００） ｔｌ−一丁−２８ｏ　×４０ α（ＡＤ＋４０　） ｔ　　　＝　　−−−−−−Ｘ　　４０２　　　　′ｌ
゛−２００ （αは常数であって、０．０１〜０．５）１、＞　　１
２．＞０　　、　　％に ｔ＝］、１ｔ２〜３ｔ２ とすることが好ましい。
上記構造のスリーツウエルダーを用いて加熱するとき該
ウェルダーの四部、凸部にパイプ。
継ｔを挿入接触させるとき、施Ｌｊ接着剤の大部分は挿
入後力へおしやら７′Ｌ、接合部表面には僅かの菫しか
残存しない場合かおっても接合強度に４ｍ影響をあたえ
ることはない。
上記加熱が終了したあとは、可及的速かにパイプを継手
に挿入することが好ましく、特に加熱直後から１０秒以
内にこれを行うことが好プしい。一般に、パイプの挿入
長が大きくなるに匠って押入抵抗が増大する。パイプ挿
入長はパイプ外径の０．５〜２倍程度が過当であるので
。
その程度の長さに押入が進んでかつ挿入抵抗が急上昇し
た時点に至ると、それ以上の挿入を急停止し、かつその
押入状態でパイプと継手との＋に合界面を破壊せぬよう
パイプと継手との相対位置を変化させることなく冷却す
ることか４ｆましい。かくすると接合強度が一層安定す
る。ハイク、継手の寸法によって多少異るが、一般に押
入開始から２〜２０秒間パイプを圧迫挿入したあと挿入
を停止して接合部を上記したように靜市し養生すること
が好ましい。
以ド実施例、比較例により本発明を一層詳細に説明する
。
比較例１ 密度０．’）５のポリエチレン１００部（重ｉｔ　部。
以下同様）、ジクミルパーオキサイド０．１５　ＭＬビ
ニルトリットキシ／ラン２部、ジブチル−錫−ジラウレ
ー）　０．０５部とからなるポリエチレフｍ成物を１７
０℃で押出し、外径６０＋ｌｌｌ１１、肉厚４．５咽の
水架橋性ポリエチレンパインを製造した。また、上ｄＣ
ポリエチレン組成物と同じものを用いて射出成形により
パイプ挿入部長さが６０ｍｍ、内径６０ｍｍ、肉Ｊ”１
．５．０　ｍｍのノケ・ソト継手を得た。また、接着剤
として上記ポリエチレン組成物とはジブチル−錫−ジン
ウレートが配合さ！１ていない点のみ異るポリエチレン
組成物２　Ｆｌ　Ｂ１＋を１００部のキゾレ／に加熱ｍ
ｍさせて（Ｕたキ／レン溶液を用いた。パイプ接続作業
に供給された時点における上記パイプ、継手の谷水架橋
幻ポリエチレンのゲル分率は、それぞれ２０慢、１５％
であり、接着剤中の水架橋性ポリエチレンのそれはＩｓ
以下であった。また、１、記水架倫性ポリエチレンの融
点は１３０°Ｃであった。
パイプ、継手の各接合部表面のいずれをも予熱すること
なく１両表面に接着剤を塗布し、次いで付図に示す断面
構造のスリーツウエルダーを用いて同図に示す状態にて
パイプ、継手をそれぞれ加熱した。そのときのスリーツ
ウエルダーの保持温度は１５０℃であり、加熱時間はパ
イプが２０秒、継手は４０秒であった。この加熱のちと
直ちに継手にパイプを約６０＋＋＋ｍ長、約４秒散じて
挿入し、このあとパイプ、継手の接合界面が動かぬ様に
注意して接合部を放冷した。
かくして得た１０本のパイプ接続部を下記の方法で水も
ね試験を行ったところ、１０本中５＋につき水も！＋が
認められた。
水もれ試験法：　パイプ内に８０℃、１０？／ｍの温水
を満し、１７０時間放置后における接続部からの水も１
１の有無をしらべる。
実施例１ 比較例１のバイア；継手加熱と同じ方法でパイプと継手
とを２４０°Ｃ２０秒間予熱し、次いでパイプ外表面と
継手内表面とを接着剤を塗布し、塗布層、史に２４０℃
にてパイプは２０秒、継手は４０秒加熱したことにおい
てのみ比較例１と異るパイプ接続を行った。１０本のパ
イプ接続部とも、比較例１の場合と同じ水もれ試験にて
、水もれがみられなかった。
実施例２ 比較例１において用いたものと同じパイプ。
同じ継手を用い接合に先立って、８０℃の温水中に４３
時間ｌｌ漬した後、実施例１と全く同じ方法での接続作
業に供給した。接続作業に供した時点でのパイプ、継手
のゲル分率は各々、５０％、４８カであった。パイプ接
続を行った１０本のバイン舅ｉｊ　ｋ　＋４ｉについて
、比較例１と同じ水もＩ］試験を行った結果、実施例１
と同じ結果を゛告ｆｃｕ 実施例３ パイプ、継手の予熱を２２０℃、２０秒間。
接着剤塗布後におけるパイプの加熱を２２０℃３０秒間
継手の加熱を２２０’Ｃ，６０秒間行った以外は実施例
１と全く同じ方法でパイプの接続を行ない、実施例１と
全く同じ耐圧試験を行った結果、実施例１と全く同じ結
果であった。
実施例４ 接着剤として密度０．９２５’　／　ｃｍ、Ｍ　Ｉ　２
．５り７１０分、融点１２０℃のりニヤーポリエチレン
１００部とビニルトリメｉ・キ７７ラン２．０　部。
ジクミルパーオキ７ドの１部とを混合して得た組成物の
２０部を１００部のデカリンに溶解して得た接着剤を用
いた以外は実施例１と同じ接合を行い、実施例１と同様
の結果を得た。
【図面の簡単な説明】
旬図は、杢発明におけるパイプ、継手の各接合部表面、
を加熱する方法の一例の説ψ」図であって１はスリー７
ウエルダー、２はパイプ、３け継手。 特許出願人 大日日本１ｆＩＩｉ！株式会社 代表者代表取締役　青山幸雄

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　水架橋性ポリエチレンパイプを水架ｆｌＡ＋ｉ性
    ポリエチレン接着剤を用いて水架橋性ポリエチレン継手
    に挿入接続するにあたり、予め上記水架橋性ポリエチレ
    ン接着剤の少くとも線点に加熱された水架橋性ポリエチ
    レンパイプのｍＭ部外表面及び／又は水架橋性ポリエチ
    レン継手の接続部内表面に該水架橋性ポリエチレン接着
    剤を施与し１次いで接着剤を施与された水架橋性ポリエ
    チレ／パイグの接続部外表面及び上記水架橋性ポリエチ
    レ／継手の接続部内表面を少なくとも上記融点より２０
    ℃高い温度に加熱し。 しかるのち該パイプを該継手に挿入することを特徴とす
    る水架橋性ポリエチレンパイプの接続方法。
JP57093382A 1981-12-29 1982-05-31 水架橋性ポリエチレンパイプの接続方法 Granted JPS58209524A (ja)

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