JPS6120725A - 溶接フルオロポリマ−管および管継手 - Google Patents
溶接フルオロポリマ−管および管継手Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はフルオロポリマー、たとえば、TefIon
PFA、’FEP、′r e f z e lなどで
作ったパイプや導管の溶接結合に関する。 。
PFA、’FEP、′r e f z e lなどで
作ったパイプや導管の溶接結合に関する。 。
熱可塑性材料は多年にわたって知られている。
ポリエチレンやポリプロピレンのような熱可塑性材料が
有用な物品の射出成形で普通に使用されており、また、
これらの材料は押出成形にも用いれら、ストランドある
いはフィラメント、薄いフィルムや肉厚の管、パイプに
作られている。
有用な物品の射出成形で普通に使用されており、また、
これらの材料は押出成形にも用いれら、ストランドある
いはフィラメント、薄いフィルムや肉厚の管、パイプに
作られている。
管やパイプ、その他多くの形式のプラスチ−7り物品は
その有用性を高めるには相互に連結しなければならない
。たいていの場合、このような連結法を行なうには機械
的な加圧装置を使用している。米国特許第3.195.
933号、同第3゜501.177号および同第3,9
77.708号が、ねじやかなりの圧力を加える管変形
装置を含むこのような機械的加圧装置を多数示している
。これの代表的なものは管またはパイプ間やプラスチッ
クパイプ、プラスチック弁その他の管継手の間で使用す
る連結具となっている。プラスチック弁をプラスチック
パイプに連結することについては米国特許第4,185
.807号および同第4.343.456号を参照され
たい。
その有用性を高めるには相互に連結しなければならない
。たいていの場合、このような連結法を行なうには機械
的な加圧装置を使用している。米国特許第3.195.
933号、同第3゜501.177号および同第3,9
77.708号が、ねじやかなりの圧力を加える管変形
装置を含むこのような機械的加圧装置を多数示している
。これの代表的なものは管またはパイプ間やプラスチッ
クパイプ、プラスチック弁その他の管継手の間で使用す
る連結具となっている。プラスチック弁をプラスチック
パイプに連結することについては米国特許第4,185
.807号および同第4.343.456号を参照され
たい。
このような機械的な加圧連結法は、すべてのプラスチッ
ク、たとえば、ポリエチレンやポリプロピレン、また、
プラウエア州つィルミングトン市c7)DuPontの
登録前[Teflonで知られているペルフルオロアル
コキシ(PFA)フルオロカーホン樹脂を含むすべての
プラスチックに用いられている。
ク、たとえば、ポリエチレンやポリプロピレン、また、
プラウエア州つィルミングトン市c7)DuPontの
登録前[Teflonで知られているペルフルオロアル
コキシ(PFA)フルオロカーホン樹脂を含むすべての
プラスチックに用いられている。
熱可塑性材料(管、パイプを含む)の連結は成る種の溶
接によっても行なわれている。たとえば、一方のプラス
チック部品を他方のプラスチ・ツク部品に相対的に思速
回転させて熱を発生させ、融着を生じさせて物品の対応
面を相互に溶接する回転溶接が知られている。成る種の
プラスチックについては、同様のプラスチック部品に挿
入あるいはそれを囲むプラスチック物品の結合区域を軟
化させる溶剤を使用し、溶剤の蒸発で溶接を行ない そ
の後プラスチックを再び硬化させる溶接も行なわれてい
る。
接によっても行なわれている。たとえば、一方のプラス
チック部品を他方のプラスチ・ツク部品に相対的に思速
回転させて熱を発生させ、融着を生じさせて物品の対応
面を相互に溶接する回転溶接が知られている。成る種の
プラスチックについては、同様のプラスチック部品に挿
入あるいはそれを囲むプラスチック物品の結合区域を軟
化させる溶剤を使用し、溶剤の蒸発で溶接を行ない そ
の後プラスチックを再び硬化させる溶接も行なわれてい
る。
また、たとえば、米国特許第3,013,925号に開
示されているように、整合させた熱可塑性パイプの端の
間に加熱プラテンを挿入し、これらパイプを加熱プラテ
ンに向って押付けてプラスチックを溶融させ、その後に
プラテンを外し、パイプを相互に向って加圧して溶接を
行ない、熱可塑性材料を冷却によって再び固化させるこ
とによって熱可塑性パイプを相互に溶接する方法もある
。他に米国特許第3.729.360号、同第4.26
3.084号、同第3,727.289号および同第3
,616,024もこれと同じ溶接方法を示している。
示されているように、整合させた熱可塑性パイプの端の
間に加熱プラテンを挿入し、これらパイプを加熱プラテ
ンに向って押付けてプラスチックを溶融させ、その後に
プラテンを外し、パイプを相互に向って加圧して溶接を
行ない、熱可塑性材料を冷却によって再び固化させるこ
とによって熱可塑性パイプを相互に溶接する方法もある
。他に米国特許第3.729.360号、同第4.26
3.084号、同第3,727.289号および同第3
,616,024もこれと同じ溶接方法を示している。
同様に、パイプや中実プラスチック物品を溶接するのに
物品またはパイプの端を加熱要素に接触させることによ
って行なう技術か米国特許第3゜276.941号に示
されている。米国特許第3.998,682号には、2
種類の異なったプラスチッ・りで作ったパイプとコネク
タ継手の周縁を周方向ヒータで囲む技術が示されており
、さらに、米国特許第3,117,903号がパイプの
端を高温のグリセリン浴に挿入して加熱してから端突合
せ状態に組立て、溶接を行なう技術を開示している。
物品またはパイプの端を加熱要素に接触させることによ
って行なう技術か米国特許第3゜276.941号に示
されている。米国特許第3.998,682号には、2
種類の異なったプラスチッ・りで作ったパイプとコネク
タ継手の周縁を周方向ヒータで囲む技術が示されており
、さらに、米国特許第3,117,903号がパイプの
端を高温のグリセリン浴に挿入して加熱してから端突合
せ状態に組立て、溶接を行なう技術を開示している。
米国特許第3,404.051号および同第3.968
.195号では、裸火を用いてナイロンロープを融着し
たり、閉鎖ディスクを溶融させたりして溶接を行なって
いる。米国特許第3.968.195号では、実際に裸
火が溶融させようとしている閉鎖ディスクを包み、同様
のプラスチック管に溶接しようとしている熱可塑性管の
端も裸火で囲んでいる。もちろん、燃焼生成物がプラス
チック上に集る可能性がある。
.195号では、裸火を用いてナイロンロープを融着し
たり、閉鎖ディスクを溶融させたりして溶接を行なって
いる。米国特許第3.968.195号では、実際に裸
火が溶融させようとしている閉鎖ディスクを包み、同様
のプラスチック管に溶接しようとしている熱可塑性管の
端も裸火で囲んでいる。もちろん、燃焼生成物がプラス
チック上に集る可能性がある。
米国特許第3.796.625号では、プラスチ・ツク
フィルムの縁を相互に溶接するのに輻射熱を使用するこ
とを開示している。米国特許第3゜383.267号で
は、TeflOnPTFE、FEPのフィルムを溶接す
るのに輻射熱を使用し得ることが示唆されている。しか
(7ながら、Teflon PTFEが同じ材料と接
合することはないことは公知である。
フィルムの縁を相互に溶接するのに輻射熱を使用するこ
とを開示している。米国特許第3゜383.267号で
は、TeflOnPTFE、FEPのフィルムを溶接す
るのに輻射熱を使用し得ることが示唆されている。しか
(7ながら、Teflon PTFEが同じ材料と接
合することはないことは公知である。
米国特許第2.665,738号でも輻射熱を用いてプ
ラスチック加工片の縁を加熱し、加工9片の面を加熱要
素から発する熱で軟化させるが 実際に加熱要素とプラ
スチックとは接触しない。これか耐漏洩性のある強固な
結合を行なうとは決して言えない。
ラスチック加工片の縁を加熱し、加工9片の面を加熱要
素から発する熱で軟化させるが 実際に加熱要素とプラ
スチックとは接触しない。これか耐漏洩性のある強固な
結合を行なうとは決して言えない。
種々のフルオロポリマーから作ったプラスチック材料が
同じ材料のパイプや管の継手を製造するのにほんの最近
になって使用されだした。このような管継手としては弁
ハウジング1丁字継手、エルボ−がある。このようなフ
ルオロポリマー材は、300から500 (150から
260℃)の範囲の使用温度を持つという点でポリエチ
レンやポリプロピレンのような先の熱可塑性材料と異な
っている。たいていのエラストマーやプラスチックの使
用温度は175°F(79°C)未満なのである。
同じ材料のパイプや管の継手を製造するのにほんの最近
になって使用されだした。このような管継手としては弁
ハウジング1丁字継手、エルボ−がある。このようなフ
ルオロポリマー材は、300から500 (150から
260℃)の範囲の使用温度を持つという点でポリエチ
レンやポリプロピレンのような先の熱可塑性材料と異な
っている。たいていのエラストマーやプラスチックの使
用温度は175°F(79°C)未満なのである。
フルオロカーボン(溶融加工な熱可塑性材料でもめる)
で作ったプラスチック部品、導管またはパイプの突合せ
溶接はまだない。フルオロカーボンとしては、特に、T
eflOn PFAとして知られるペルフルオロアル
コキシ、TeflonFEPとして知られるフルオロエ
チレンポリ〆 マー、Teflon PTFEとして知られるポリテ
トラフルオロエチレンがおち。
で作ったプラスチック部品、導管またはパイプの突合せ
溶接はまだない。フルオロカーボンとしては、特に、T
eflOn PFAとして知られるペルフルオロアル
コキシ、TeflonFEPとして知られるフルオロエ
チレンポリ〆 マー、Teflon PTFEとして知られるポリテ
トラフルオロエチレンがおち。
初期のフルオロカーボン樹脂は1938年に開発されて
おり、TFEまたはPTFEとして知られ 一層詳しく
は、ポリテトラフルオロエチレンとして知られていた。
おり、TFEまたはPTFEとして知られ 一層詳しく
は、ポリテトラフルオロエチレンとして知られていた。
この材料は大雑把に熱可塑性材と呼ばれていたが、はん
とうの熱可塑性材料のように振る舞うことはなかった。
とうの熱可塑性材料のように振る舞うことはなかった。
P’!’FEは。
溶融したとき、他の熱可塑性材料のような流動性を持た
ず、射出成形し得ない。むしろ、粉末冶金に類似した技
術によって最初に整形しなければならない。PTFEは
いかなる溶接方法によっても同じPTFEに接合できな
い、PTFEの重要な特質は、その連続使用温度が高<
、500°F(約260°C)であり、また、高度の化
学的不活性を持っているということである。
ず、射出成形し得ない。むしろ、粉末冶金に類似した技
術によって最初に整形しなければならない。PTFEは
いかなる溶接方法によっても同じPTFEに接合できな
い、PTFEの重要な特質は、その連続使用温度が高<
、500°F(約260°C)であり、また、高度の化
学的不活性を持っているということである。
次に改良されたフルオロカーボン樹脂が市場に出された
のは1960年であり、これはFEPすなわちフルオロ
エチレンポリマーとして知られていた。この材料は溶融
加工可能であり、したがって、溶融処理によって射出成
形や押出成形ができる。しかしながら、FEPの成形は
非常に難しく、特別な設計の金型を必要とする。FEP
は射出成形が非常に難しく、市販のパイプ継手や弁を作
ったことはない。この材料はその化学不活性が高度であ
り、連続使用温度が高く、400’F(205℃)であ
ることで知られている。
のは1960年であり、これはFEPすなわちフルオロ
エチレンポリマーとして知られていた。この材料は溶融
加工可能であり、したがって、溶融処理によって射出成
形や押出成形ができる。しかしながら、FEPの成形は
非常に難しく、特別な設計の金型を必要とする。FEP
は射出成形が非常に難しく、市販のパイプ継手や弁を作
ったことはない。この材料はその化学不活性が高度であ
り、連続使用温度が高く、400’F(205℃)であ
ることで知られている。
その後、PFAすなわちペルフルオロアルコキシとして
知られる改良材料が1972年に市場に現われた。この
新しい材料は溶融加工可能Tあり、射出成形、押出成形
が一層容易となっている。この材料のパイプや管はその
化学不活性が高度であるが故に有用であることがわかっ
た。しかしながら、管継手や器具に結合するにはねじ式
や圧力式の結合を行なわなければならなかった。この材
料の表面は、溶融時、非常に滑らかである。
知られる改良材料が1972年に市場に現われた。この
新しい材料は溶融加工可能Tあり、射出成形、押出成形
が一層容易となっている。この材料のパイプや管はその
化学不活性が高度であるが故に有用であることがわかっ
た。しかしながら、管継手や器具に結合するにはねじ式
や圧力式の結合を行なわなければならなかった。この材
料の表面は、溶融時、非常に滑らかである。
PFA物品の接着が広く利用されているが、これを行な
うには、表面を化学的にエツチングし、ナトリウム元素
の無水溶液でポリマー分子から弗素を除去しなければな
らない。PFAは、その化学不活性が高度であり、吸収
性が低く、パイプや導管、ポンプのライニングとして高
い500’ F(260℃)の連続使用温度を持つため
に広く使用されている。
うには、表面を化学的にエツチングし、ナトリウム元素
の無水溶液でポリマー分子から弗素を除去しなければな
らない。PFAは、その化学不活性が高度であり、吸収
性が低く、パイプや導管、ポンプのライニングとして高
い500’ F(260℃)の連続使用温度を持つため
に広く使用されている。
本発明の特徴は、化学的に非常に不活性であり、300
から500’F(150から260’c )またはそれ
以りの範囲の連続使用温度を持つフルオロポリマーのパ
イプまたは導管を突合せ溶接するのに、溶接すべきパイ
プまたは継手の端に赤外線または輻射熱を同時に付与し
、しかも加熱中はこれらの端を接触させない方法にある
。輻射熱は平坦面付き電気石英赤外線ヒータから得られ
る。このヒータは1600°F(871℃)以上の表面
温度を有し、導管の端面から約1/4ないし1/2イン
チ(6,35ないし12.7ミリメードル)の間隔に1
5秒から40秒間維持する。この時間は溶接しようとし
ているパイプのサイズによって異なる。ヒータ・パイプ
間隔も0゜125 イ ンチ (3、175ミ リ メ
ー ト ル) か、ら2.0インチ(50,8ミリメー
トル)までも大きく変化し得る。
から500’F(150から260’c )またはそれ
以りの範囲の連続使用温度を持つフルオロポリマーのパ
イプまたは導管を突合せ溶接するのに、溶接すべきパイ
プまたは継手の端に赤外線または輻射熱を同時に付与し
、しかも加熱中はこれらの端を接触させない方法にある
。輻射熱は平坦面付き電気石英赤外線ヒータから得られ
る。このヒータは1600°F(871℃)以上の表面
温度を有し、導管の端面から約1/4ないし1/2イン
チ(6,35ないし12.7ミリメードル)の間隔に1
5秒から40秒間維持する。この時間は溶接しようとし
ているパイプのサイズによって異なる。ヒータ・パイプ
間隔も0゜125 イ ンチ (3、175ミ リ メ
ー ト ル) か、ら2.0インチ(50,8ミリメー
トル)までも大きく変化し得る。
ここで「導管」という用語を使用しているが、−1性、
可撓性を問わず、パイプ、管その他の継手、弁、器具、
8よびこのようなパイプ、管、継手に連結するように管
状端を持つボスを含むものであることは了解されたい。
可撓性を問わず、パイプ、管その他の継手、弁、器具、
8よびこのようなパイプ、管、継手に連結するように管
状端を持つボスを含むものであることは了解されたい。
好ましくは、溶接しようとしている導管の端は導管軸線
に対して直角に位置する平らな環状の端面を持ち、また
、端面の内周縁のところで面取りしであるとよい。導管
端を成形、面取りした後、端面をクリーナ、たとえば、
アルコールで拭うとよい。
に対して直角に位置する平らな環状の端面を持ち、また
、端面の内周縁のところで面取りしであるとよい。導管
端を成形、面取りした後、端面をクリーナ、たとえば、
アルコールで拭うとよい。
ヒータは、化学的不活性が高く、300から500°F
(150から260℃)の連続使用温度を有するこのフ
ルオロポリマーまたはフルオロカーホンが容易に吸収す
る波長の高エネルギを発生する。導管の端部が環状端面
から約0.125インチ(3,175ミリメートル)の
深さまで溶融するまで赤外線を与える。加熱が持続して
いる間に、導管の外観が溶融部分で変化し、はぼ透明に
なり、隣接した非溶融部分よりも乳白色が薄くなる。フ
ルオロポリマーまたはフルオロカーボン樹脂材料の性質
と溶融部分と物理的に接触することかないという相乗効
果で導管の溶融端部の形状を保てる。
(150から260℃)の連続使用温度を有するこのフ
ルオロポリマーまたはフルオロカーホンが容易に吸収す
る波長の高エネルギを発生する。導管の端部が環状端面
から約0.125インチ(3,175ミリメートル)の
深さまで溶融するまで赤外線を与える。加熱が持続して
いる間に、導管の外観が溶融部分で変化し、はぼ透明に
なり、隣接した非溶融部分よりも乳白色が薄くなる。フ
ルオロポリマーまたはフルオロカーボン樹脂材料の性質
と溶融部分と物理的に接触することかないという相乗効
果で導管の溶融端部の形状を保てる。
導管の端部が前述のように溶融したとき、輻射ヒータを
外し、整合した導管端を相互に押付ける。このとき、導
管端に溶融材料は混ざり合い、高品質の耐漏洩結合を行
なう。導管端は結合部が同化するまで、たいていの場合
は約15ないし45秒間しっかりと保持する。室温まで
冷却するにはさらに10ないし15分間必要である。
外し、整合した導管端を相互に押付ける。このとき、導
管端に溶融材料は混ざり合い、高品質の耐漏洩結合を行
なう。導管端は結合部が同化するまで、たいていの場合
は約15ないし45秒間しっかりと保持する。室温まで
冷却するにはさらに10ないし15分間必要である。
フルオロポリマーまたはフルオロカーボン樹脂物品のこ
のような溶接はパイプ、管に限らず、エルボ−2T字継
手や弁のような器具、およびばねる、容器壁、ハウジン
グに成形した管状ボスを溶接するにも有用である。
のような溶接はパイプ、管に限らず、エルボ−2T字継
手や弁のような器具、およびばねる、容器壁、ハウジン
グに成形した管状ボスを溶接するにも有用である。
こうして作った結合部はその内周面かほぼ滑らかであり
、流れの障害となる大きなど一ドや環状リブなとはない
。
、流れの障害となる大きなど一ドや環状リブなとはない
。
本発明の方法を利用してフルオロポリマーあるいはフル
オロカーボン樹脂導管を結合することによって、高度の
無菌状態を維持できる。
オロカーボン樹脂導管を結合することによって、高度の
無菌状態を維持できる。
この無菌状態というのは、たいていの場合、パイプの材
料の無菌性および化学的な不活性がこの材料のパイプを
使用することを決定する基礎をなす主要なファクタとな
っているので重要である。
料の無菌性および化学的な不活性がこの材料のパイプを
使用することを決定する基礎をなす主要なファクタとな
っているので重要である。
無菌性は、パイプ端を溶融させるために加熱要素の表面
で使用する高い温度によって促進、維持される。パイプ
端に付与した高温はいかなる有機汚染物をも破壊し、パ
イプ端にいかなる他の汚染物も集まる傾向をも最低限に
保つ。
で使用する高い温度によって促進、維持される。パイプ
端に付与した高温はいかなる有機汚染物をも破壊し、パ
イプ端にいかなる他の汚染物も集まる傾向をも最低限に
保つ。
無菌性は、パイプ端を加熱要素および他の物理的な媒体
から連続的に物理的に隔離することによっても促進、維
持される。パイプ端の接触がある場合には、パイプの汚
染の可能性がある。
から連続的に物理的に隔離することによっても促進、維
持される。パイプ端の接触がある場合には、パイプの汚
染の可能性がある。
さらに、無菌性は、製造した結合部がその内周のところ
の形状をパイプの隣接内周面の形状とほぼ同じとしてい
るためにも促進、維持される。したがって、パイプ内お
よび結合部のところに汚染物か集る傾向が最小限に抑え
られる。
の形状をパイプの隣接内周面の形状とほぼ同じとしてい
るためにも促進、維持される。したがって、パイプ内お
よび結合部のところに汚染物か集る傾向が最小限に抑え
られる。
さらに、本発明の方法によってフルオロポリマーまたは
フルオロカーボン樹脂導管を結合することによって、結
合部は物理的に強くかつ全体的に永久的に密封される。
フルオロカーボン樹脂導管を結合することによって、結
合部は物理的に強くかつ全体的に永久的に密封される。
このプラスチックは劣化や遜色をしない。
以下、添付図面を歩照しながら本発明を説明する。
先に述べたように、第1図に示す導管またはパイプ10
,1.10.2はフルオロポリマー材料で作ってあり、
この材料は化学的な不活性が高く、300から500’
F(149から260℃)の範囲の連続使用温度を有す
る。パイプまたは導管10.1.10.2は同じ材料で
作っである。詳しく言えば、材料は広く利用されている
多数のフルオロポリマーのうちのいずれかであり、ペル
フルオロアルコキシ(PFA)あるいはフルオロエチレ
ンポリマー(FEP)として知られるフルオロカーボン
樹脂で作られていてもよい。これらの材料は、共に、プ
ラウエア州つイルミングトン市のE、1.duPont
deNemours & Co、(7)所有す
る登録商標Tefl。
,1.10.2はフルオロポリマー材料で作ってあり、
この材料は化学的な不活性が高く、300から500’
F(149から260℃)の範囲の連続使用温度を有す
る。パイプまたは導管10.1.10.2は同じ材料で
作っである。詳しく言えば、材料は広く利用されている
多数のフルオロポリマーのうちのいずれかであり、ペル
フルオロアルコキシ(PFA)あるいはフルオロエチレ
ンポリマー(FEP)として知られるフルオロカーボン
樹脂で作られていてもよい。これらの材料は、共に、プ
ラウエア州つイルミングトン市のE、1.duPont
deNemours & Co、(7)所有す
る登録商標Tefl。
nとして知られている。また、他の同様のフルオロポリ
マー材料、たとえば、duPontの所有する登録開襟
Tefzelとして知られるエチレンテトラフルオロエ
チレン(ETFE)、ニューシャーシー州のモリスタウ
ン市A11ied Corp、の所有する登録商標で
知られるエチレンクロロトリフルオロエチレン(ECT
FE) 、ペンシルバニア州フィラデルフィア市P e
n n w aIt Corp、c7)所有する登
録部etKynarで知られるポリビニリンデンフルオ
ライド(PVDF)、ベルギー国ブラッセル市1050
番地5o1vay、Rue de Pr1nce
Alb e r t 44の所有する登録商標5ol
efで知られるポリビニリンデンフルオライドその他の
フルオロポリマー材料を使用し得る。導管10.1は可
撓性であっても剛性であってもよく、l/4から2イン
チ(6,35から50.8ミリメートル)の前後のサイ
ズであってもよく、限定はない・導管の壁10.3の厚
みも広い範囲にわた。って変わるが、自立性があり、フ
ィルムのようなへなへなしたものであってはならない。
マー材料、たとえば、duPontの所有する登録開襟
Tefzelとして知られるエチレンテトラフルオロエ
チレン(ETFE)、ニューシャーシー州のモリスタウ
ン市A11ied Corp、の所有する登録商標で
知られるエチレンクロロトリフルオロエチレン(ECT
FE) 、ペンシルバニア州フィラデルフィア市P e
n n w aIt Corp、c7)所有する登
録部etKynarで知られるポリビニリンデンフルオ
ライド(PVDF)、ベルギー国ブラッセル市1050
番地5o1vay、Rue de Pr1nce
Alb e r t 44の所有する登録商標5ol
efで知られるポリビニリンデンフルオライドその他の
フルオロポリマー材料を使用し得る。導管10.1は可
撓性であっても剛性であってもよく、l/4から2イン
チ(6,35から50.8ミリメートル)の前後のサイ
ズであってもよく、限定はない・導管の壁10.3の厚
みも広い範囲にわた。って変わるが、自立性があり、フ
ィルムのようなへなへなしたものであってはならない。
剛性の5/8インチ(15,88ミリメートル)内径パ
イプであれば、代表的な壁厚は約0.100インチ(2
,54ミリメートル)である。導管10゜1.10.2
の端を準備するにあたっては、その端面10,4を平ら
にかつ導管軸線に対して直角に整形する。ここで、導管
10.1.10.2が実際のパイプであるか、あるいは
一方がパイプで他方が管継手(たとえば、1字管継手あ
るいはエルポー)であるか、または、一方がパイプで他
方が流体を流すようになっている器具または弁の導管部
分であるかしてもよいことは了解されたい。
イプであれば、代表的な壁厚は約0.100インチ(2
,54ミリメートル)である。導管10゜1.10.2
の端を準備するにあたっては、その端面10,4を平ら
にかつ導管軸線に対して直角に整形する。ここで、導管
10.1.10.2が実際のパイプであるか、あるいは
一方がパイプで他方が管継手(たとえば、1字管継手あ
るいはエルポー)であるか、または、一方がパイプで他
方が流体を流すようになっている器具または弁の導管部
分であるかしてもよいことは了解されたい。
フルオロポリマー材料を導管で使用するために選定した
場合、たいていは、主要な関心は無菌状態であり、もち
ろん、隣合った導管10.1.10.2の結合を行なう
ときに無菌状態を維持することか非常に重要である。第
5.6.7図において、導管10.1.10.2の結合
状態が示してあり この例では、導管10.2がT字継
手であり、他の同様のパイプまたは導管と連結するよう
になっているものと仮定する。
場合、たいていは、主要な関心は無菌状態であり、もち
ろん、隣合った導管10.1.10.2の結合を行なう
ときに無菌状態を維持することか非常に重要である。第
5.6.7図において、導管10.1.10.2の結合
状態が示してあり この例では、導管10.2がT字継
手であり、他の同様のパイプまたは導管と連結するよう
になっているものと仮定する。
この実施例において、2つの導管の端面1o。
4.10.5は互いに整合しかつ向い合った状態に配置
しである。端面10.4.10.5は共に平らであり、
導管軸線に対して直角であり、互いに充分に隔たってい
てそれらの間にヒータ11を置けるようになっている。
しである。端面10.4.10.5は共に平らであり、
導管軸線に対して直角であり、互いに充分に隔たってい
てそれらの間にヒータ11を置けるようになっている。
ヒータ11は平らなブロック形であり、加熱時に発熱し
て導管の端面1O14,10,5に向い合った平坦な面
12から赤外線を放出する多数の゛適当な材料のうちの
いずれかで形成し得る。ヒータ・モジュール11はセラ
ミック材料で作ってあってもよいし、表面に電気加熱要
素13を埋め込んだ石英ヒータであってもよい。ヒータ
面12の温度は付与する電気エネルギの量によって異な
るが、ヒータ面を1250から2000°F(677か
ら1093℃)の範囲の温度にするとよいことかわかっ
た。たいていの場合、ヒータ面温度は1700°F(9
g7℃)を超えることはない。好ましくは、ヒータの面
温度は、ヒータ11の面12と導管の端面1O14,1
0,5の間隔が1/4から374インチ(6,35から
19.05ミリメートル)の範囲に保たれている場合、
1600から1700’・F(871から927℃)の
範囲に維持されるべきであることがわかった。たいてい
の場合、ヒータと導管端面の好ましい間隔は約172イ
−ンチ(12,7ミリメードル)であることがわかった
。1/8インチから2インチまでもの小さい間隔で失敗
はなかったが、小さい間隔の場合、導管のプラスチック
に劣化あるいは焼損の傾向が見られ、間隔が大きすぎる
と、溶融を生じさせるに要する時間が長くなる。
て導管の端面1O14,10,5に向い合った平坦な面
12から赤外線を放出する多数の゛適当な材料のうちの
いずれかで形成し得る。ヒータ・モジュール11はセラ
ミック材料で作ってあってもよいし、表面に電気加熱要
素13を埋め込んだ石英ヒータであってもよい。ヒータ
面12の温度は付与する電気エネルギの量によって異な
るが、ヒータ面を1250から2000°F(677か
ら1093℃)の範囲の温度にするとよいことかわかっ
た。たいていの場合、ヒータ面温度は1700°F(9
g7℃)を超えることはない。好ましくは、ヒータの面
温度は、ヒータ11の面12と導管の端面1O14,1
0,5の間隔が1/4から374インチ(6,35から
19.05ミリメートル)の範囲に保たれている場合、
1600から1700’・F(871から927℃)の
範囲に維持されるべきであることがわかった。たいてい
の場合、ヒータと導管端面の好ましい間隔は約172イ
−ンチ(12,7ミリメードル)であることがわかった
。1/8インチから2インチまでもの小さい間隔で失敗
はなかったが、小さい間隔の場合、導管のプラスチック
に劣化あるいは焼損の傾向が見られ、間隔が大きすぎる
と、溶融を生じさせるに要する時間が長くなる。
好ましい間隔とヒータ温度のとき、たいていの場合、赤
外線熱を約30秒から60秒の間道′管の端部に照射す
る。好ましくは、加熱時間が約45秒となるように間隔
を定める。正確な加熱時間は絶対条件ではない。導管1
0.1.10.2の端部(端面1O84,10,5の約
1/8インチ以内)が溶融状態になるまで加熱を続ける
。導管の端部の溶融状態は、導管のフルオロポリマー材
料が通常乳白色で不透明であるのに対して溶融状態にな
ったときにほぼ透明な外観に変化するため、目で確認す
ることができる。端面10.4、l0.5から約0.1
25インチ(3,18ミリメートル)の深さまでの溶融
が適当である。導管10.1,10.2のフルオロポリ
マー材料の性質により、これらの導管の端は溶融状態な
がらも形を保つ。
外線熱を約30秒から60秒の間道′管の端部に照射す
る。好ましくは、加熱時間が約45秒となるように間隔
を定める。正確な加熱時間は絶対条件ではない。導管1
0.1.10.2の端部(端面1O84,10,5の約
1/8インチ以内)が溶融状態になるまで加熱を続ける
。導管の端部の溶融状態は、導管のフルオロポリマー材
料が通常乳白色で不透明であるのに対して溶融状態にな
ったときにほぼ透明な外観に変化するため、目で確認す
ることができる。端面10.4、l0.5から約0.1
25インチ(3,18ミリメートル)の深さまでの溶融
が適当である。導管10.1,10.2のフルオロポリ
マー材料の性質により、これらの導管の端は溶融状態な
がらも形を保つ。
必要な程度の溶融が行なわれたならば、ヒータ11を導
管端面間から外し、導管10.1.10.2を整合状態
に維持しながら互いに向って相対的に移動させる。導管
の端面が互いに係合したならば、実際に互い、に向って
軽く押す。これで、導管の端面は互いに溶接される。
管端面間から外し、導管10.1.10.2を整合状態
に維持しながら互いに向って相対的に移動させる。導管
の端面が互いに係合したならば、実際に互い、に向って
軽く押す。これで、導管の端面は互いに溶接される。
ここで、ヒータ11の面12と導管の端面10.4.1
0.5の接近した間隔で導管内に赤外線が伝わり、導管
端において材料の急速な溶融を生じさせることになるこ
とは了解されたい。さ、らに、導管端をヒータからの高
温および赤外線にさらすことにより、殺菌効果が極めて
良好となるが、導管材料の使用温度が高いため、導管が
損傷を受けたり、劣化したりすることはない。導管の材
料は一時的な極めて高い温度に耐え、溶融と殺菌の両方
に応える。ヒータ11の面での高温は導管端に見出され
る可能性のあるいかなる有機汚染物をも排除し、アルコ
ールのような、溶融温度にさらす前に導管端を拭うのに
使用したいかなる物質をも迅速に消散させる。導管10
.1.10゜2の材料の性質の故に、溶融状態の導管端
はその形状を保ち、平らな端面10.4.10.5はほ
ぼ平らに留まり、導管端を相互に押付けたときに、その
全端面を横切って溶接が瞬間的に行なわれ、完全で全体
的な結合部が生じる。この結合部を冷却したとき、導管
端の全材料が一体となり、はぼ第3.4図に示すように
なる。
0.5の接近した間隔で導管内に赤外線が伝わり、導管
端において材料の急速な溶融を生じさせることになるこ
とは了解されたい。さ、らに、導管端をヒータからの高
温および赤外線にさらすことにより、殺菌効果が極めて
良好となるが、導管材料の使用温度が高いため、導管が
損傷を受けたり、劣化したりすることはない。導管の材
料は一時的な極めて高い温度に耐え、溶融と殺菌の両方
に応える。ヒータ11の面での高温は導管端に見出され
る可能性のあるいかなる有機汚染物をも排除し、アルコ
ールのような、溶融温度にさらす前に導管端を拭うのに
使用したいかなる物質をも迅速に消散させる。導管10
.1.10゜2の材料の性質の故に、溶融状態の導管端
はその形状を保ち、平らな端面10.4.10.5はほ
ぼ平らに留まり、導管端を相互に押付けたときに、その
全端面を横切って溶接が瞬間的に行なわれ、完全で全体
的な結合部が生じる。この結合部を冷却したとき、導管
端の全材料が一体となり、はぼ第3.4図に示すように
なる。
第3.4図に示すように溶融導管端が相互に溶接されて
一体の導管10となったとき、その結合部10.6は導
管壁10.3の残りの部分の形状とほとんど回じである
。導管の内面10.8に小さなビードlo、’7が生じ
、導管の外面10.10の形に軽いうねり10.9が生
じることになろう。
一体の導管10となったとき、その結合部10.6は導
管壁10.3の残りの部分の形状とほとんど回じである
。導管の内面10.8に小さなビードlo、’7が生じ
、導管の外面10.10の形に軽いうねり10.9が生
じることになろう。
フルオロポリマー材料が溶融状態にある間に溶接を行な
うに必要なのは導管端方向にほんの少しの圧力を加える
だけであるため、第4図に示すように内面10.8に生
じる変形の絶対量は最小であり、したかって、パイプ内
周面に(ぼみとかリブ、ビードとかが生じることはない
。もしこれらの欠陥が生じたならば、後に使用している
ときに汚染物がここに集まる可能性がある。
うに必要なのは導管端方向にほんの少しの圧力を加える
だけであるため、第4図に示すように内面10.8に生
じる変形の絶対量は最小であり、したかって、パイプ内
周面に(ぼみとかリブ、ビードとかが生じることはない
。もしこれらの欠陥が生じたならば、後に使用している
ときに汚染物がここに集まる可能性がある。
第5.6.7図では、加熱中に工具14を使用して導管
端を互いに整合して隔たった状態に保持しているが、加
熱中に整合状態に導管端を保持するのは絶対条件ではな
く、要するに、導管端がそこからヒータを外した直後で
導管端の材料が溶融状態に留まっているうちに互いに整
合すればよいのである。
端を互いに整合して隔たった状態に保持しているが、加
熱中に整合状態に導管端を保持するのは絶対条件ではな
く、要するに、導管端がそこからヒータを外した直後で
導管端の材料が溶融状態に留まっているうちに互いに整
合すればよいのである。
第8.9図は、フルオロポリマー導管を互い、に結合す
る本方法が弁15とバレル18のフルオロポリマー・ラ
イニング17の入口ポス16のような異なった種類の導
管を結合するに適していることを示している。第9図に
おいて、弁15のハウジングのコネクタ端15.1はバ
レル18のライナ一端壁17に形成した入口ポス16と
整合した状態で示しである。この例では、端面15.2
.16.1は、それぞれ、内周面が面取りしである。赤
外線熱を第9図のこれらの導管端に前述の要領で付与す
るとき、導管端が端面15.2.16.1から内方に少
なくとも面取り部の全深さまで溶融するまで熱を加える
。成る例では、面取りすることにより、内周面に形成さ
れた結合部の形状が変っていかなるビード、すなわち、
望ましくないうねりの発生する傾向をも最小限に抑える
ので望ましいことがわかった。
る本方法が弁15とバレル18のフルオロポリマー・ラ
イニング17の入口ポス16のような異なった種類の導
管を結合するに適していることを示している。第9図に
おいて、弁15のハウジングのコネクタ端15.1はバ
レル18のライナ一端壁17に形成した入口ポス16と
整合した状態で示しである。この例では、端面15.2
.16.1は、それぞれ、内周面が面取りしである。赤
外線熱を第9図のこれらの導管端に前述の要領で付与す
るとき、導管端が端面15.2.16.1から内方に少
なくとも面取り部の全深さまで溶融するまで熱を加える
。成る例では、面取りすることにより、内周面に形成さ
れた結合部の形状が変っていかなるビード、すなわち、
望ましくないうねりの発生する傾向をも最小限に抑える
ので望ましいことがわかった。
第5〜7図に示す特別な工具14の使用は不要であるが
、それに匹敵する治具、固定具または工具の使用は望ま
しい。工具14はハンドル19を有し、このハンドルは
フレーム2oと一体に形成しである。フレーム2oはほ
ぼ管状であり、その両側にスロッ)21が形成し゛であ
る。管状フレーム20内には管状スライド22が閉じ込
めてあり、導管10.1を受けるようになっている。内
端22.1は管状スライドと一体に形成してあリ、半円
形となっている。対応した半円形゛の締付半リング23
が24のところで管状スライドにヒンジ止めしてあり、
導管to、1の端部を締付けるようになっている。締付
半リング23はねじ棒28に沿って案内されかつねじ棒
28に螺合した内ねじナツト29によって抑えられるス
リーブ27の抑え錠止出張り26と係合する側に出張り
25を持つ。ねじ@28の底端はスライド22に一体に
形成された取付耳31にピボット30によって揺動自在
に取付けである。
、それに匹敵する治具、固定具または工具の使用は望ま
しい。工具14はハンドル19を有し、このハンドルは
フレーム2oと一体に形成しである。フレーム2oはほ
ぼ管状であり、その両側にスロッ)21が形成し゛であ
る。管状フレーム20内には管状スライド22が閉じ込
めてあり、導管10.1を受けるようになっている。内
端22.1は管状スライドと一体に形成してあリ、半円
形となっている。対応した半円形゛の締付半リング23
が24のところで管状スライドにヒンジ止めしてあり、
導管to、1の端部を締付けるようになっている。締付
半リング23はねじ棒28に沿って案内されかつねじ棒
28に螺合した内ねじナツト29によって抑えられるス
リーブ27の抑え錠止出張り26と係合する側に出張り
25を持つ。ねじ@28の底端はスライド22に一体に
形成された取付耳31にピボット30によって揺動自在
に取付けである。
この工具のフレーム20.1は前方に突出していて同様
の導管支持クレードル32を取付けており、このクレー
ドルには締付半リング33が締付半リング23を第6図
に示すように取付けたと同じ要債でピボットによって取
付けである。ナツ、ト25と同様の取付ナツト34が導
管をフレーム20に対して固定している。
の導管支持クレードル32を取付けており、このクレー
ドルには締付半リング33が締付半リング23を第6図
に示すように取付けたと同じ要債でピボットによって取
付けである。ナツ、ト25と同様の取付ナツト34が導
管をフレーム20に対して固定している。
ヒータ11は木製のハンドル35と、下方フレーム部2
0.2にあるスライド開口37に挿入できる取付棒3.
6とを有する。棒36にある止め出張り38がフレーム
を貫いて棒が摺動する限界を定め、導管端と向い合う関
係にヒータを正確に位置決めする。
0.2にあるスライド開口37に挿入できる取付棒3.
6とを有する。棒36にある止め出張り38がフレーム
を貫いて棒が摺動する限界を定め、導管端と向い合う関
係にヒータを正確に位置決めする。
揺動自在のハンドル38は固定ピボット39に取付けて
あり、このピボットはフレーム20と一体である。ハン
ドルの上端はふたまたとなっており、スロット38.2
を持つ端38.1がスライド゛22の側面から突出する
駆動ピン39を受けている。ヒータ11を外した後、ハ
ンドル38を把持し、揺動させたとき、ハンドルの上端
はスライド22を前方に動かし、導管の端を互いに押付
けることができる。
あり、このピボットはフレーム20と一体である。ハン
ドルの上端はふたまたとなっており、スロット38.2
を持つ端38.1がスライド゛22の側面から突出する
駆動ピン39を受けている。ヒータ11を外した後、ハ
ンドル38を把持し、揺動させたとき、ハンドルの上端
はスライド22を前方に動かし、導管の端を互いに押付
けることができる。
明らかなように、本発明は、ペルフルオロアルコキシや
フルオロエチレンポリマーのようなフルオロポリマー材
料の導管を極めて無菌の状態でかつ漏洩無しに相互に結
合して、無菌状態を得る際に材料の極度の不活性に依存
する配管系統において使用できる材料を選定する目的を
果たす従来知られていない手段を提供する。
フルオロエチレンポリマーのようなフルオロポリマー材
料の導管を極めて無菌の状態でかつ漏洩無しに相互に結
合して、無菌状態を得る際に材料の極度の不活性に依存
する配管系統において使用できる材料を選定する目的を
果たす従来知られていない手段を提供する。
第1図は本発明に従って相互に結合しようとしているフ
ルオロポリマー製パイプの部分断面詳細側面図である。 第2図は別のパイプに結合する前のパイプの端を通る拡
大詳細断面図である。 第3図は第1図のパイプを結合した後の状態で示す側面
図である。 第4図は第3図のほぼ4−4線に沿った拡大詳細断面図
であり、本発明に従って作った結合部を示す図である。 第5図は本発明に従ってフルオロポリマー導管を結合す
るのに使用する工具の側面図である。 第6図は第5図のほぼ6−6線に沿った拡大詳細断面図
である。 第7図は第5図のほぼ7−7線に沿った詳細、断面図で
ある。 第8図は弁とパイプを連結したバレルまたは大きな容器
の詳細側面図である。 第9図はバl/ル・ライニングとバレルに連結しようと
して第8図に示す流れ接続を行なう導管を示す拡大詳細
断面図である。 図面において、10.!、10.2・ψ・導管、10.
4.10.5・・・端面、10.6拳・・結合部、■0
.7・・・ビード、10.8・赤・内面、10.9・・
φうねり、11−φ・ヒータ、13・・・加熱要素、1
4・・・工具、15・・・弁、16・・俳人ロボス、1
7・・−ライイング、18−・・バレル、19111ハ
ンドル、20・・・フレーム、210Φ・スロット、2
2・・・管状スライド、23拳φ・半リング、25−−
ψ出張り、26111+11出張り、2800.ねじ棒
、32−−−クレードル、33・・◆半リング、34・
・Φ取付ナツト、35−@・ハンドル
ルオロポリマー製パイプの部分断面詳細側面図である。 第2図は別のパイプに結合する前のパイプの端を通る拡
大詳細断面図である。 第3図は第1図のパイプを結合した後の状態で示す側面
図である。 第4図は第3図のほぼ4−4線に沿った拡大詳細断面図
であり、本発明に従って作った結合部を示す図である。 第5図は本発明に従ってフルオロポリマー導管を結合す
るのに使用する工具の側面図である。 第6図は第5図のほぼ6−6線に沿った拡大詳細断面図
である。 第7図は第5図のほぼ7−7線に沿った詳細、断面図で
ある。 第8図は弁とパイプを連結したバレルまたは大きな容器
の詳細側面図である。 第9図はバl/ル・ライニングとバレルに連結しようと
して第8図に示す流れ接続を行なう導管を示す拡大詳細
断面図である。 図面において、10.!、10.2・ψ・導管、10.
4.10.5・・・端面、10.6拳・・結合部、■0
.7・・・ビード、10.8・赤・内面、10.9・・
φうねり、11−φ・ヒータ、13・・・加熱要素、1
4・・・工具、15・・・弁、16・・俳人ロボス、1
7・・−ライイング、18−・・バレル、19111ハ
ンドル、20・・・フレーム、210Φ・スロット、2
2・・・管状スライド、23拳φ・半リング、25−−
ψ出張り、26111+11出張り、2800.ねじ棒
、32−−−クレードル、33・・◆半リング、34・
・Φ取付ナツト、35−@・ハンドル
Claims (11)
- (1)、高度の化学的な不活性を示しかつほぼ300か
ら500°F(150から260℃)の範囲の連続使用
温度を有する溶融加工可能なフルオロポリマーの導管の
端を相互に結合する方法であって、 導管の端面を平らにかつ導管軸線に対して直角になるよ
うに整形する段階と、 導管の端から隔たって対面する状態に平坦面付き赤外線
ヒータを設置し、導管のフルオロポリマー材料が目で見
て溶融状態になるまで導管端のところでヒータ面を12
50から2000°F(677から1093℃)の範囲
の温度に維持する段階と、 ヒータを導管端から外す段階と、 その直後に導管端を互いに押付け、溶融導管材からなる
ことを特徴とする方法。 - (2)、特許請求の範囲第1項記載の方法において、導
管端の内周縁を面取りすることを特徴とする方法。 - (3)、特許請求の範囲第1項記載の方法において、導
管端を向い合わせながらヒータ面を1250から175
0°F(677から954°C)の範囲の温度に維持す
ることを特徴とする方法。 - (4)、特許請求の範囲第1項記載の方法において、導
管端を向い合わせながらヒータ面を1600から170
0°F(871から927℃)の範囲の温度に維持する
ことを特徴とする方法。 - (5)、特許請求の範囲第1項記載の方法において、溶
融加工可能なフルオロポリマーが乳白色で不透明な外観
を呈し、導管の端部が乳白色から透明な外観に変化する
まで導管端のところにヒータ面を保持することを特徴と
する方法。 - (6)、特許請求の範囲第1項記載の方法において、導
管端とヒータの間隔を1/4から3/4インチ(6.3
5から19.05ミリメートル)に維持することを特徴
とする方法。 - (7)、特許請求の範囲第1項記載の方法において、赤
外線ヒータを電気的に付勢する加熱源で加熱することを
特徴とする方法。 - (8)、特許請求の範囲第1項記載の方法において、導
管がペルフルオロアルコキシとして知られるフルオロカ
ーボン樹脂で作られていることを特徴とする方法。 - (9)、特許請求の範囲第1項記載の方法において、導
管がフルオロエチレンポリマーとして知られるフルオロ
カーボン樹脂で作られていることを特徴とする方法。 - (10)、高度の化学的な不活性を示しかつほぼ300
から500°F(150から260℃)の範囲の連続使
用温度を有するフルオロポリマーを包含し、また、フル
オロエチレンポリマーおよびペルフルオロアルコキシと
して知られるフルオロカーボン樹脂を包含する弗素ベー
ス材料で作った導管の端を相互に結合する方法であって
、導管の端面を整形して平らにかつ導管軸線に対して直
角にする段階と、 発熱面を整合させた導管端に接近して向い合わせた状態
で電気加熱式の平坦面付き赤外線ヒータを配置し、導管
の端部が目で見て溶融状態になるまで導管端間にヒータ
を保持する段階と、 導管端からヒータを外す段階と、 その直後に導管端を相互に押付け、溶融導管部分が再び
固化するまでその状態を維持する段階と を包含することを特徴とする方法。 - (11)、化学的に不活性度が高い溶融加工可能なフル
オロポリマー材料の物品を相互に結合する方法であって
、 物品の向い合った面を整形してこれらの面の全域にわた
って互いに完全に係合するように平らにし、これらの向
い合った面を互いに離れた状態に保持する段階と、 ヒータ手段の発熱平坦面からの赤外線を物品の向い合っ
た面に与えて物品の材料を前記向い合った面の背後で溶
融させ、溶融した材料をその初期の乳白色不透明の外観
から透明な外観にする段階と、 物品面への赤外線の付与を中断し、物品面が一時的に溶
融状態に留まっている間に向い合った面を互いに係合さ
せて相互に押付け、材料を冷却する段階と を包含することを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62878484A | 1984-07-09 | 1984-07-09 | |
US628784 | 1984-07-09 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6120725A true JPS6120725A (ja) | 1986-01-29 |
JPH0343054B2 JPH0343054B2 (ja) | 1991-07-01 |
Family
ID=24520287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60094530A Granted JPS6120725A (ja) | 1984-07-09 | 1985-05-01 | 溶接フルオロポリマ−管および管継手 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4929293A (ja) |
EP (1) | EP0167870B1 (ja) |
JP (1) | JPS6120725A (ja) |
KR (1) | KR920002333B1 (ja) |
AT (1) | ATE94805T1 (ja) |
CA (1) | CA1243169A (ja) |
DE (1) | DE3587589T2 (ja) |
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JPWO2021059753A1 (ja) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 |
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