TW201947149A - 樹脂製配管之製造方法、及樹脂製配管 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可有效地防止樹脂製管體構件與樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件熔接後的端部間產生大的位置偏移或階差的樹脂製配管的製造方法、及樹脂製配管。
本發明的樹脂製配管的製造方法是將樹脂製管體構件1與樹脂製管接頭21或其他樹脂製管體構件連結，製造樹脂製配管的方法，包括下述步驟：
端部擴徑步驟：使由樹脂材料成形的樹脂製管體構件1的端部2的內外徑較該樹脂製管體構件1的剩餘部3的內外徑擴大，使上述端部2成為擴徑端部2a；及
端部熔接步驟：使上述樹脂製管體構件1的擴徑端部2a、及與該樹脂製管體構件1連結的樹脂製管接頭21或其他樹脂製管體構件的端部22一同地加熱熔融，將該擴徑端部2a與端部22對接進行熔接。

Description

樹脂製配管之製造方法、及樹脂製配管

本發明涉及一種將樹脂製管體構件與樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件藉由其等之端部的熔接連結而成的樹脂製配管的製造方法、及樹脂製配管，尤其提出一種可有助於樹脂製配管品質提升的技術。

各種產業中使用的藥液輸送線等樹脂製配管有時是藉由利用熔接機，使由熱塑性樹脂等構成的樹脂製管接頭或樹脂製管體構件各自的端部相互對接地進行熔接來製造。

若詳述此種樹脂製配管的製造方法的一例，例如，使熔接機成對的夾持治具各自以兩個樹脂製管體構件或樹脂製管接頭的端部相互對向的姿勢分別保持該等兩個樹脂製管體構件或樹脂製管接頭。接著，藉由將由各夾持治具保持的兩個樹脂製管體構件等各自的端部利用加熱器等進行加熱，使該等端部熔融，在此狀態下，使兩個樹脂製管體構件等相互接近，利用所需的壓力作用使該端部對接進行熔接。可藉由重複進行此種樹脂製管體構件等的端部彼此的熔接，而製造規定形狀的配管。

此種樹脂製配管中，較理想為極力防止樹脂製管體構件或樹脂製管接頭各自熔接的端部間產生內面的位置偏移或階差。其原因在於，也就是該位置偏移或階差會成為使端部的熔接強度下降的主因，從而可能因長期使用所致的劣化或外力作用，導致熔接的端部產生斷裂或裂痕。

另外，於專利文獻1提議有使樹脂製管接頭在端部熔接時，出於防止樹脂製管接頭相互熔接的端部的位置偏移等的目的，而在樹脂製管接頭的外表面，設置由熔接機的夾持治具保持的固定部。
[先前技術文獻]
[專利文獻]

[專利文獻1]日本特許第5710450號公報

[發明所欲解決之課題]

然而，已知將樹脂材料成形為管體狀所得的樹脂製管體構件中，若使待利用熔接機等使端部彼此熔接的該端部加熱熔融，則會產生該端部尖細狀縮徑的變形。而且，在該狀態下直接使該樹脂製管體構件以端部與樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件熔接連結時，會有在熔接的端部間的內面產生大的位置偏移或階差的問題。

本發明是以解決以往技術所存在的此種問題為課題，其目的在於提供一種可有效地防止樹脂製管體構件與樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件熔接後的端部間產生大的位置偏移或階差的樹脂製配管的製造方法、及樹脂製配管。
[解決課題之技術手段]

本發明的樹脂製配管的製造方法是將樹脂製管體構件與樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件連結，製造樹脂製配管的方法，包括下述步驟：
端部擴徑步驟：使由樹脂材料成形的樹脂製管體構件的端部的內外徑較該樹脂製管體構件的剩餘部的內外徑擴大，使上述端部成為擴徑端部；與
端部熔接步驟：使上述樹脂製管體構件的擴徑端部、及與該樹脂製管體構件連結的樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件的端部一同地加熱熔融，將該擴徑端部與端部對接進行熔接。

此處，較佳在端部擴徑步驟中，藉由將擴徑治具插入至樹脂製管體構件的上述端部的內側，而使該端部的內外徑擴大。
在該情況下，較佳為上述擴徑治具含有向樹脂製管體構件的端部插入的插入部，上述插入部具有隨著從前端側朝向後方側使外徑遞增的錐形外周面。

又，較佳在端部擴徑步驟中，使樹脂製管體構件的上述擴徑端部成為在該擴徑端部的至少一部分中內外徑隨著朝向該擴徑端部的端面側而遞增的錐形。

在上述的任一個樹脂製配管的製造方法中，較佳在將樹脂製管體構件與其他樹脂製管體構件連結時，在端部擴徑步驟中，使上述樹脂製管體構件及其他樹脂製管體構件各自端部的內外徑擴大，使各個上述端部成為擴徑端部，在端部熔接步驟中，使上述樹脂製管體構件及其他樹脂製管體構件各自的擴徑端部彼此熔接。

而且，在上述的任一個樹脂製配管的製造方法中，較佳在將樹脂製管體構件與樹脂製管接頭連結時，在端部擴徑步驟中，僅使上述樹脂製管體構件及樹脂製管接頭中的樹脂製管體構件的端部內外徑擴大。

本發明的樹脂製配管含有樹脂製管體構件、及在端部熔接連結於上述樹脂製管體構件的樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件，該樹脂製配管係在上述樹脂製管體構件與樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件的端部熔接步驟前，經由使樹脂製管體構件的端部的內外徑較該樹脂製管體構件的剩餘部的內外徑擴大的端部擴徑步驟製造而成，上述樹脂製管體構件與樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件的連結部位中的內面的階差以該內面的圓周方向平均值計，為0.4 mm以下。
[發明之效果]

若根據本發明，在先於端部熔接步驟的端部擴徑步驟中，使樹脂製管體構件的端部的內外徑擴大，使上述端部成為擴徑端部，藉此，若在端部熔接步驟中樹脂製管體構件的擴徑端部因加熱而縮徑變形，則會恢復為與擴徑前的內徑接近的內徑，因此可有效地防止熔接後的端部間產生大的位置偏移或階差。

以下，對本發明的實施形態詳細地進行說明。
本發明的一實施形態的樹脂製配管的製造方法，係將樹脂製管體構件與樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件連結，製造樹脂製配管的方法，具體而言，包括下述步驟：
端部擴徑步驟：使由樹脂材料成形的樹脂製管體構件的端部的內外徑較該樹脂製管體構件的剩餘部的內外徑擴大，使該端部成為擴徑端部；與
端部熔接步驟：使樹脂製管體構件的擴徑端部、及樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件的端部一同地加熱熔融，將該擴徑端部與端部對接進行熔接。另外，樹脂製配管是指構成其主要部分的樹脂製管體構件或樹脂製管接頭由樹脂材料構成的配管，亦可包含由樹脂以外的金屬等材料構成的構件。

端部擴徑步驟中使用的樹脂製管體構件，有時是將對樹脂材料進行擠出成形等規定的成形所得的長條管狀原材料在切斷步驟中切斷成規定的長度而形成，因此，該實施形態如圖1中所例示般，在端部擴徑步驟之前更含有該切斷步驟。此處，以下按照圖1的流程圖，詳述各步驟。惟，樹脂製管體構件的形成方法並無特別限制，而且，亦可藉由購買及其他任何方法準備樹脂製管體構件，因此也可省略切斷步驟。
（切斷步驟）

於切斷步驟中，一般而言將利用擠出成形所成形的長條管狀原材料切斷為與想要製造的樹脂製配管中使用的部位相應的規定長度，藉此形成一根以上的樹脂製管體構件。樹脂製管體原材料通常呈現直線或曲線狀的直管或曲管形狀。
該切斷步驟例如可分為將長條管狀原材料粗略地切割的第一階段切斷、與然後一面以高精度切割成規定長度一面將端面精加工的第二階段切斷的二個過程進行。

作為構成長條管狀原材料的樹脂材料，可列舉例如全氟烷氧基烷烴（PFA）、全氟乙烯丙烯共聚物（FEP）或聚醚醚酮（PEEK）等，但亦可採用此處所列舉的材料以外的材料。於下述端部熔接步驟中以端部熔接在樹脂製管體構件的樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件亦可由與此相同的樹脂材料形成。另外，樹脂製管接頭一般而言例如係藉由利用規定模具的射出成形來成形，具有內部流路彎折成大致L字狀的彎頭、或內部流路在中途分支而呈現T字狀等的三通接頭、及內部流路的截面積於中途變化的異徑管接頭等多種接頭。
（端部擴徑步驟）

於端部擴徑步驟中，使上述樹脂製管體構件的端部的內徑及外徑（即內外徑）較該樹脂製管體構件的剩餘部的內外徑擴大，藉此，使該端部成為內外徑比剩餘部擴大的擴徑端部。

假設未經端部擴徑步驟而進行下述端部熔接步驟時，當在端部熔接步驟中加熱樹脂製管體構件的端部時，因擠出成形等而產生的殘餘應力因加熱而釋放，加熱後的端部朝向其端面尖細狀地縮徑變形。若在此狀態下，將該端部與樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件的端部進行熔接，則於其內面會產生大的階差或位置偏移，此將會成為該處產生強度下降、或者斷裂或裂痕的原因。
與此相對，本實施形態是預見到在端部熔接步驟中進行加熱時的樹脂製管體構件的端部的縮徑變形，藉由先於端部熔接步驟進行端部擴徑步驟，而在端部擴徑步驟中，可考慮到加熱時的端部的變形量使該端部擴徑，因此，可有效地防止端部熔接步驟中熔接該端部時產生大的內面階差及位置偏移。

樹脂製管體構件的端部擴徑，例如可以圖2所示的方法實現。
在圖2所示之處，採用可插入至樹脂製管體構件1的端部2的擴徑治具11。圖示的擴徑治具11具體而言，整體概略地呈現圓柱狀，含有圓柱狀基部12、與設置在基部12的前端側（圖2中為右側）且插入至樹脂製管體構件1的端部2的插入部13。而且，該插入部13是從基部12鼓出的形狀，具有外徑隨著從前端側朝向後方側（圖2中為左側，即基部12側）而遞增的錐形外周面13a。在圖示的例子中，插入部13的外周面13a既可呈現以縱截面中略微向外側凸出的曲線彎曲而成的形狀，亦可設為雖未圖示但外徑以直線遞增的形狀。可將擴徑治具11的插入部13的外徑設為在其前端側小於樹脂製管體構件1的端部2的內徑，在其後方側則大於端部2的內徑。

在使用此種擴徑治具11時，首先，如圖2（a）中箭頭所示，以擴徑治具11與樹脂製管體構件1各自的中心軸線大致一致的朝向，將樹脂製管體構件1的端部2插入至擴徑治具11的插入部13。
如此一來，隨著樹脂製管體構件1的端部2被插入至插入部13，如圖2（b）所示，樹脂製管體構件1的端部2被外徑大於該端部2的內徑的插入部13的外周面13a擠寬而擴徑。在該情況下，樹脂製管體構件1的端部2的內徑及外徑被擴大。另一方面，樹脂製管體構件1的內側中插入部13未到達的剩餘部3維持原來的內外徑。

藉此，樹脂製管體構件1的端部2如圖3所示，成為內外徑較剩餘部3擴大的擴徑端部2a。

在利用擴徑治具11將樹脂製管體構件1的端部2擴徑時，有時若將擴徑治具11的插入部13從樹脂製管體構件1的端部2抽出，將擴徑治具11從樹脂製管體構件1取出，則隨著時間經過，樹脂製管體構件1的擴徑端部2a會逐漸縮徑而恢復成原來的形狀。

因此，將擴徑治具11從樹脂製管體構件1中取出後，較理想為盡可能快速地將該樹脂製管體構件1供給至下述的端部熔接步驟。

又，可藉由將擴徑治具11的插入部13插入在樹脂製管體構件1的端部2的時間延長某程度，而在將擴徑治具11從樹脂製管體構件1取出後，相對較長時間地維持樹脂製管體構件1的擴徑端部2a被擴徑所得的形狀。在擴徑治具11的插入時間短時，存在樹脂製管體構件1的擴徑端部2a的形狀無法維持到端部熔接步驟的可能性，另一方面，在插入時間較長時，則有招致生產性下降之虞。

使用擴徑治具11所得的樹脂製管體構件1的擴徑端部2a通常會成為模仿擴徑治具11的插入部13的外周面形狀的形狀。圖3所示的樹脂製管體構件1的擴徑端部2a其至少一部分、此時大部分成為內徑及外徑隨著朝向擴徑端部2a的端面4側而遞增的錐形。
或者，雖省略了圖示，但可藉由適當選擇擴徑治具的插入部的形狀，使擴徑端部在與剩餘部的交界位置處內外徑急劇地擴大且從此處朝向端面成為固定的內外徑的縱剖視下成為大致四邊形、或成為多邊形等各種形狀。

於擴徑端部2a的端面4的內徑Da相對於剩餘部3的內徑D之比（Da/D）可適當加以決定，但若於擴徑端部2a的端面4的內徑Da相對於剩餘部3的內徑D之比（Da/D）過小，則擴徑端部2a的擴徑不足以可有效抑制端部熔接步驟中加熱時的縮徑變形，因此無法排除熔接後會產生內面階差或位置偏移的可能性。另一方面，若在擴徑端部2a的端面4的內徑Da相對於剩餘部3的內徑D之比（Da/D）過大，則有因插入擴徑治具11時的過度負載而產生龜裂（裂痕）等之虞。

又，擴徑端部2a的沿軸線方向的長度L可設為端部熔接步驟中加熱時會產生縮徑變形的長度，且可將該長度L設為樹脂製管體構件1的端部2進行擴徑的範圍。

另外，除了圖2所示的方法以外，雖圖示省略，但例如也可將收縮狀態的氣球插入至樹脂製管體構件1的端部2，藉由使該氣球在端部2的內部膨脹，而使端部2的內外徑擴大，使該端部2成為擴徑端部。
（端部熔接步驟）

具有經由上述端部擴徑步驟而得的擴徑端部2a的樹脂製管體構件1，可供給至用以與樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件連結的端部熔接步驟。而且，可重複進行此種連結，製造呈現預期形狀的樹脂製配管。

在將樹脂製管體構件1的擴徑端部2a與樹脂製管接頭的端部相互熔接時，例如，使未圖示的熔接機成對的夾持治具分別以想要相互連結的樹脂製管體構件的擴徑端部及樹脂製管接頭的端部相互對向的姿勢，保持各個該等樹脂製管體構件1及樹脂製管接頭。然後，如圖4所示，利用加熱器31等使樹脂製管體構件1的擴徑端部2a及樹脂製管接頭21的端部22加熱熔融。接著，在此狀態下，使樹脂製管體構件1與樹脂製管接頭21彼此接近，藉由所需的壓力作用使該等擴徑端部2a及端部22相互對接。

此處，在加熱樹脂製管體構件1的擴徑端部2a時，擴徑端部2a即使進行變成尖細狀的縮徑變形，於該實施形態亦在如上所述的端部擴徑步驟中預先使內外徑擴大，因此，如圖4中箭頭所示，擴徑端部2a實質上會恢復為擴徑前的原來尺寸。藉此，樹脂製管體構件1的擴徑端部2a成為與樹脂製管接頭21的端部22相同程度的內徑，可防止熔接後該處產生內面階差及位置偏移。其結果，擴徑端部2a與端部22所需的熔接強度得以確保，即便長時間使用或外力作用，亦能有效地防止熔接後的擴徑端部2a及端部22處的斷裂或裂痕。

另外，在將兩個樹脂製管體構件各自的端部彼此熔接時，較佳為一個樹脂製管體構件與其他樹脂製管體構件均經由上述端部擴徑步驟製成。藉此，可抑制在該等各樹脂製管體構件將端部熔接前於加熱熔融時的縮徑變形，可更有效地防止產生階差或位置偏移。

於以此方式製成的配管，將會產生於樹脂製管體構件與樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件的連結部位即熔接後的端部間的內面的階差在該端部沿半徑方向進行測定，以圓周方向的平均值計，可使之為0.4 mm以下，進而可使之為0.3 mm以下。該階差的平均值設為在圓周方向上等間隔的4處各測定點使用顯微鏡所測得之值的平均。

1‧‧‧樹脂製管體構件

2‧‧‧端部

2a‧‧‧擴徑端部

3‧‧‧剩餘部

4‧‧‧端面

11‧‧‧擴徑治具

12‧‧‧基部

13‧‧‧插入部

13a‧‧‧外周面

21‧‧‧樹脂製管接頭

22‧‧‧端部

31‧‧‧加熱器

D‧‧‧樹脂製管體構件的剩餘部的內徑

Da‧‧‧在樹脂製管體構件的擴徑端部的端面的內徑

L‧‧‧樹脂製管體構件的擴徑端部的軸線方向長度

圖1為表示本發明的一實施形態的樹脂製配管製造方法的流程圖。

圖2為表示圖1的實施形態的端部擴徑步驟一例的沿中心軸線的縱截面圖。

圖3為表示圖2的端部擴徑步驟中所得的樹脂製管體構件的擴徑端部的縱截面圖。

圖4為表示圖1的實施形態的端部熔接步驟加熱時的情形的縱截面圖。

Claims (7)

1. 一種樹脂製配管的製造方法，該方法是將樹脂製管體構件與樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件連結，製造樹脂製配管的方法，包括下述步驟： 端部擴徑步驟：使由樹脂材料成形的樹脂製管體構件的端部的內外徑較該樹脂製管體構件的剩餘部的內外徑擴大，使該端部成為擴徑端部；與 端部熔接步驟：使該樹脂製管體構件的擴徑端部、及與該樹脂製管體構件連結的樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件的端部一同地加熱熔融，將該擴徑端部與端部對接進行熔接。
2. 如請求項1所述的樹脂製配管的製造方法，其中，在端部擴徑步驟中，藉由將擴徑治具插入至樹脂製管體構件的該端部的內側，而使該端部的內外徑擴大。
3. 如請求項2所述的樹脂製配管的製造方法，其中，該擴徑治具含有向樹脂製管體構件的端部插入的插入部，該插入部具有隨著從前端側朝向後方側使外徑遞增的錐形外周面。
4. 如請求項1至3中任一項所述的樹脂製配管的製造方法，其中，在端部擴徑步驟中，使樹脂製管體構件的該擴徑端部成為在該擴徑端部的至少一部分中內外徑隨著朝向該擴徑端部的端面側而遞增的錐形。
5. 如請求項1至3中任一項所述的樹脂製配管的製造方法，其中，在將樹脂製管體構件與其他樹脂製管體構件連結時， 在端部擴徑步驟中，使該樹脂製管體構件及其他樹脂製管體構件各自端部的內外徑擴大，使各個該端部成為擴徑端部， 在端部熔接步驟中，使該樹脂製管體構件及其他樹脂製管體構件各自的擴徑端部彼此熔接。
6. 如請求項1至3中任一項所述的樹脂製配管的製造方法，其中，在將樹脂製管體構件與樹脂製管接頭連結時， 在端部擴徑步驟中，僅使該樹脂製管體構件及樹脂製管接頭中的樹脂製管體構件的端部內外徑擴大。
7. 一種樹脂製配管，含有樹脂製管體構件、及以端部熔接連結於該樹脂製管體構件的樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件， 該樹脂製配管係在該樹脂製管體構件與樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件的端部熔接步驟前，經由使樹脂製管體構件的端部的內外徑較該樹脂製管體構件的剩餘部的內外徑擴大的端部擴徑步驟製造而成， 該樹脂製管體構件與樹脂製管接頭或其他樹脂製管體構件的連結部位中的內面的階差以該內面的圓周方向平均值計，為0.4 mm以下。