TWI788125B

TWI788125B - 氣體壓接用高分子還原材以及氣體壓接法

Info

Publication number: TWI788125B
Application number: TW110145122A
Authority: TW
Inventors: 村吉政勇
Original assignee: 日商村吉瓦斯壓接工業有限公司
Priority date: 2020-12-07
Filing date: 2021-12-03
Publication date: 2022-12-21
Also published as: WO2022123971A1; JP6879609B1; JP2022090537A; CN115803139A; US20230339041A1; TW202222549A

Abstract

本發明的課題在於提供一種氣體壓接用高分子還原材，所述氣體壓接用高分子還原材於進行鋼筋等的氣體壓接時，即便於使用火力遜於乙炔氣體的丙烷氣體的情形時，亦可以可獲得充分的火力的方式自初始加熱的階段起以標準火焰進行加熱，並且抑制壓接部產生殘留物的情況，而實現強度充分的壓接。本發明的氣體壓接用高分子還原材A1包括：蓋體1，為熱塑性樹脂製，且為可外嵌於被壓接材的壓接側端部的有底筒狀體；阻氣環2，一體設置於蓋體1的底部12，為熱固性樹脂製，且具有所需直徑；及還原片3，於與蓋體1的底部12之間夾著阻氣環2，直徑與阻氣環相同或大於阻氣環2，且為熱塑性樹脂製，於還原片3的積層部的外周部捲繞有聚醯亞胺樹脂製的還原環5。

Description

氣體壓接用高分子還原材以及氣體壓接法

本發明是有關於一種氣體壓接用高分子還原材以及氣體壓接法。詳細而言，本發明是有關於如下氣體壓接用高分子還原材以及氣體壓接法：於進行鋼筋等的氣體壓接時，即便於使用火力遜於乙炔氣體的天然氣、丙烷氣體、或氫氣等的情形時，亦可以可獲得充分的火力的方式自初始加熱的階段起以標準火焰進行加熱，並且抑制壓接部產生殘留物的情況，而實現強度充分的壓接。

例如，於使用乙炔氣體的鋼筋的氣體壓接中，需要研磨鋼筋的壓接面，於初始加熱中以還原焰進行加熱直至前端面彼此密接為止。若以標準火焰(中性焰或氧化焰)進行初始加熱，則於壓接面形成氧化覆膜而變得接合不良，發生壓接部處的斷裂(壓接面斷裂)。

另一方面，火力遜於乙炔氣體但處理容易且環境負荷亦小的天然氣或丙烷氣體的使用一直以來未得到解決。即，若欲使用該些氣體進行壓接，則為了獲得與乙炔氣體同等的火力，需要自初始加熱起以標準火焰進行加熱，於該情形時，需要採取抑止壓接面處的氧化覆膜的形成的對策。

作為該對策之一，提出有非專利文獻1所記載的氣體壓接法(Ecospeed法)。於該壓接法中，於壓接鋼筋等時，使用加入有聚苯乙烯片與鋼製環的帽狀的聚苯乙烯(polystyrene，PS)環作為還原材(或抗氧化材)。

然後，於所壓接的各鋼筋的前端面間夾入PS環的聚苯乙烯片與鋼製環，以天然氣的火力進行加熱，利用藉此產生的還原性氣體於壓接面附近形成還原環境，同時利用鋼製環阻斷大氣向壓接部的滲入而防止氧化，藉此抑止氧化膜的形成。

[現有技術文獻]

[非專利文獻]

[非專利文獻1]

ECOWEL協會的網頁，2020年11月18日檢索

http://ecowel.com/Industrial%20method%20es/1.Industrial%20 method%20es%20Feature/es%20Feature.html

然而，非專利文獻1所記載的氣體壓接法存在如下課題。即，於該氣體壓接法中，可抑止於壓接面形成氧化覆膜，即便自初始加熱起使用標準火焰亦不易發生接合不良，而與加熱用氣體的種類無關。但是，由於PS環中加入有聚苯乙烯片以及鋼製環，故而於壓接結束後，於壓接面殘留與母材(鋼筋)不同的環狀金屬(鋼製)。

因此，以於各鋼筋的壓接面夾入鋼製的金屬的狀態存在，由此導致存在作為壓接的機制的「藉由在壓接時原子跨過壓接面擴散而發生金屬結合並一體化的現象」受到阻礙的情況，壓接部的強度不足，而無法排除發生壓接面斷裂的可能性。

本發明是鑒於以上情況而發明，其目的在於提供如下氣體壓接用高分子還原材以及氣體壓接法：於進行鋼筋等的氣體壓接時，即便於使用火力遜於乙炔氣體的天然氣、丙烷氣體、或氫氣等的情形時，亦可以可獲得充分的火力的方式自初始加熱的階段起以標準火焰進行加熱，並且抑制壓接部產生殘留物的情況，而實現強度充分的壓接。

(1)為了達成所述目的，本發明的氣體壓接用高分子還原材包括：阻氣環，可配置於被壓接材的壓接面間，為熱固性樹脂製，具有所需直徑；還原片，位於該阻氣環的單面側而積層，或自表背兩面側夾住所述阻氣環而積層，直徑與所述阻氣環相同或大於所述阻氣環，且為熱塑性樹脂製；及繩狀或帶狀的還原環，與所述阻氣環分離而捲繞於所述阻氣環與所述還原片的積層部的大致同一平面上的外周部，為熱固性樹脂製。

本發明的氣體壓接用高分子還原材可配置於被壓接材的壓接面間，以被前端面夾住的狀態與被壓接材一起被加熱，藉此可抑止壓接面產生氧化覆膜，並且牢固地進行壓接。

即，藉由包括如下部件，而於壓接作業中，以氣體的火焰進行加熱，藉此還原片首先熔融而燃燒，所述部件為：阻氣環，為熱固性樹脂製，具有所需直徑；熱塑性樹脂製的還原片，位於阻氣環的單面側而積層，或自表背兩面側夾住阻氣環而積層，直徑與阻氣環相同或大於阻氣環；及繩狀或帶狀的還原環，與阻氣環分離而捲繞於阻氣環與還原片的積層部的大致同一平面上的外周部，為熱固性樹脂製。

然後，於為熱固性樹脂製且尚未熔融的阻氣環的內側的由被壓接材的前端面所夾著的少許間隙中，還原片於極短時間內熔融並燃燒，進而氣化而體積急遽增大，藉此將處於阻氣環的內側的間隙中的空氣以高壓向外擠出，並且空氣中的氧氣與高分子的碳結合成為二氧化碳，從而抑制壓接部400周圍的氧化。

又，於阻氣環未熔融期間，阻斷空氣向阻氣環的內側的間隙滲入，與此相輔，間隙內的氧化受到抑制，從而可抑制壓接面(壓接側的前端面)產生氧化覆膜。

如上所述，根據本發明的氣體壓接用高分子還原材，於進行被壓接材的氣體壓接時，於使用火力遜於乙炔氣體的天然氣、丙烷氣體、或氫氣等的情形時，即便以獲得充分的火力的方式自初始加熱的階段起以標準火焰進行加熱，亦可抑制壓接部產生氧化覆膜或金屬殘渣物等殘留物，從而進行強度充分的壓接。

又，於被壓接材的壓接時，還原環於經加熱未熔融的狀態下，可沿著被壓接材的壓接面的外周實質性地堵塞壓接部。藉此，於阻氣環的內側的由被壓接材的前端面所夾著的少許間隙中，還原片於極短時間內熔融並燃燒，進而氣化而體積急遽增大，藉此處於阻氣環的內側的間隙中的空氣將要被向外擠出，而被還原環阻止，內壓變得極高。

進而，阻氣環碳化時的空氣向外部的擠出與還原環的碳化及斷裂一起瞬間且爆發性地進行，因此空氣中的氧氣與高分子的碳結合成為二氧化碳，抑制壓接部周圍的氧化的效果進一步提高。

又，於阻氣環的表背兩面側包括還原片的氣體壓接用高分子還原材與僅使用阻氣環者相比，於斷裂面的中央部分(該情形時的中央意指壓接部橫截面的中央部附近)不易產生於壓接面產生的平斷口面，於該方面具有優越性。

再者，關於該優越性，若認為於阻氣環的單側包括還原片的實例處於所述壓接斷裂試驗的兩實例中間的位置，則可假定與於阻氣環的單側包括還原片的情形相比，於阻氣環的表背兩面側包括還原片獲得較佳的結果。由此認為，氣體壓接用高分子還原材更佳為於阻氣環的表背兩面側包括還原片。

(2)為了達成所述目的，本發明的氣體壓接用高分子還原材可製成如下結構：包括蓋體，所述蓋體為熱塑性樹脂製，為可外嵌於被壓接材的壓接側端部的有底筒狀體，所述阻氣環一體地設置於所述蓋體的底部。

於該情形時，氣體壓接用高分子還原材藉由包括蓋體，而可將蓋體外嵌於被壓接材的壓接側端部，將阻氣環與還原片配置於被壓接材的壓接面間，以被前端面夾住的狀態與被壓接材一起加熱，藉此可抑止壓接面產生氧化覆膜，並且牢固地進行壓接。

即，藉由包括如下部件，而於壓接作業中，以氣體的火焰進行加熱，藉此還原片首先熔融而燃燒，所述部件為：阻氣環，為熱固性樹脂製，具有所需直徑；及還原片，於與蓋體的底部之間夾住阻氣環，直徑與阻氣環相同或大於阻氣環，為熱塑性樹脂製。

再者，藉由將聚醯亞胺樹脂等熱固性樹脂製的阻氣環配置於壓接面，而可期待靠近壓接面的外周部的部分的氧化防止作用。又，藉由將聚苯乙烯等熱塑性樹脂製的還原片配置於壓接面的大致整個面，而可期待壓接面的阻氣環的內側部分的氧化防止作用。

(3)本發明的氣體壓接用高分子還原材可製成如下結構：所述阻氣環形成為兩端部以特定的長度於內外側重合的螺旋狀。

於該情形時，由於阻氣環為兩端部以特定的長度於內外側重合的螺旋狀，故而於由被壓接材的壓接面以規定的壓力夾住的狀況下，與氣體壓接用高分子還原材的阻氣環相比，可假定強度增加，經加熱而碳化並斷裂的時間點稍有延遲。即，向外部吹出的空氣的壓力進一步變高，抑制壓接部周圍的氧化的效果進一步提高。

(4)本發明的氣體壓接用高分子還原材可製成如下結構：所述阻氣環為聚醯亞胺樹脂製，所述還原片為聚苯乙烯樹脂製。

於該情形時，聚醯亞胺樹脂製的阻氣環的耐熱性能為220℃，若為短時間則可達400℃，因此於壓接時，於將壓接部加熱至該溫度之前可充分保持特定的硬度。並且，於超過耐熱溫度後會燃燒並於800℃碳化，但於燃燒時不會增大火焰，具有自熄性，並且不會產生有毒氣體，因此於安全方面亦優異。

又，聚苯乙烯樹脂製的還原片(包括蓋體的底部)的耐熱性能為70℃~90℃，熔點為100℃。因此，於壓接時，以氣體的火焰進行加熱，藉此於極短時間內熔融，並燃燒而氣化。並且，於280℃以上會分解，與聚醯亞胺樹脂同樣，不會產生有毒氣體，因此安全性高。

(5)本發明的氣體壓接用高分子還原材可製成如下結構：所述還原片的合計厚度為0.17mm~2.55mm。

於該結構中，於聚苯乙烯樹脂製的還原片的合計厚度未滿0.17mm的情形時，作為還原材的量不足，因此於進行氧化抑制的方面有不發揮作用的傾向。

又，於聚苯乙烯樹脂製的還原片的合計厚度超過2.55mm的情形時，壓接部的拉伸強度顯著降低。如上所述，若聚苯乙烯樹脂製的還原片過厚，則於初始加壓時容易發生斷裂或破損，於較早的階段因聚苯乙烯的重量而燒穿，於進行氧化抑制的方面有不發揮作用的傾向。

再者，還原片的合計厚度若於0.17mm~2.55mm的範圍內進行設定，則可獲得不發生壓接面斷裂的特定的斷裂性能，於0.34mm~1.36mm的範圍內進行設定於提高壓接部的強度的方面更佳。

(6)為了達成所述目的，本發明的氣體壓接法包括：於欲壓接的各被壓接材的壓接面間積層為熱固性樹脂製且具有所需直徑的阻氣環、及位於該阻氣環的單面側、或自表背兩面側夾住所述阻氣環、直徑與所述阻氣環相同或大於所述阻氣環的熱塑性樹脂製的還原片，將為熱固性樹脂製且為繩狀或帶狀的還原環以與所述阻氣環分離的方式捲繞於所述阻氣環與所述還原片的積層部的大致同一平面上的外周部，從而配置氣體壓接用高分子還原材的步驟；及朝向所述各被壓接材的壓接面彼此密接的方向對所述各被壓接材施加特定的壓力，並且以所需的氣體的火力加熱所述各被壓接材的壓接部的步驟。

本發明的氣體壓接法藉由配置在欲壓接的各被壓接材的壓接面間積層為熱固性樹脂製且具有所需直徑的阻氣環及位於阻氣環的單面側、或自表背兩面側夾住阻氣環的直徑與阻氣環相同或大於阻氣環的熱塑性樹脂製的還原片而成的氣體壓接用高分子還原材的步驟，而可藉由還原片自單面側、或自表背兩面側覆蓋阻氣環，並且可利用還原片堵塞阻氣環的中空部分，而可以該狀態配置於各被壓接材的壓接面間。

此外，藉由朝向各被壓接材的壓接面彼此密接的方向對各被壓接材施加特定的壓力，並且以所需的氣體的火力加熱各被壓接材的壓接部的步驟，而於壓接作業中，以氣體的火焰進行加熱，藉此還原片首先熔融而燃燒。

於為熱固性樹脂製且尚未熔融的阻氣環的內側的由被壓接材的前端面所夾著的少許間隙中，還原片於極短時間內熔融並燃燒，進而氣化而體積急遽增大，藉此將處於阻氣環的內側的間隙中的空氣以高壓向外擠出，並且空氣中的氧氣與高分子的碳結合成為二氧化碳，從而抑制周圍的氧化。

又，於阻氣環未熔融期間，阻斷空氣向阻氣環的內側的間隙滲入，與此相輔，間隙內的氧化受到抑制，從而可抑制壓接面產生氧化覆膜。

並且，根據該氣體壓接法，於阻氣環的表背兩面側包括還原片的氣體壓接用高分子還原材與僅使用阻氣環者相比，於斷裂面的中央部分不易產生於壓接面產生的平斷口面，於該方面具有優越性。

又，關於該優越性，若認為於所述阻氣環的單側包括還原片的實例處於所述壓接斷裂試驗的兩實例中間的位置，則可假定與於阻氣環的單側包括還原片的情形相比，於阻氣環的表背兩面側包括還原片獲得較佳的結果。由此認為，於氣體壓接法中，氣體壓接用高分子還原材亦更佳為於阻氣環的表背兩面側包括還原片。

(7)本發明的氣體壓接法可設為如下結構：所述阻氣環形成為兩端部以特定的長度於內外側重合的螺旋狀。

(8)本發明的氣體壓接法可設為如下結構：所述阻氣環為聚醯亞胺樹脂製，所述還原片為聚苯乙烯樹脂製。

於該情形時，與所述(4)的氣體壓接用高分子還原材同樣，聚醯亞胺樹脂製的阻氣環的耐熱性能為220℃，若為短時間則可達400℃，因此於壓接時，於將壓接部加熱至該溫度之前可充分保持特定的硬度。並且，於超過耐熱溫度後會燃燒並於800℃碳化，但於燃燒時不會增大火焰，具有自熄性，並且不會產生有毒氣體，因此於安全方面亦優異。

(9)本發明的氣體壓接法可設為如下結構：所述氣體為丙烷氣體，且自初始加熱的階段起利用標準火焰進行加熱。

於該情形時，丙烷氣體與乙炔氣體相比火力差，因此於使用丙烷氣體的被壓接材的壓接時，需要自初始加熱的階段起以標準火焰進行加熱。通常若自初始加熱的階段起以標準火焰進行加熱，則氧化覆膜等殘渣物容易殘留於壓接面，由此導致有壓接部的強度變得不充分的傾向，但根據本發明的壓接法，藉由抑制氧化覆膜等殘渣物的殘留，而可獲得壓接部的充分的強度。

本發明可提供如下氣體壓接用高分子還原材以及氣體壓接法：於進行鋼筋等的氣體壓接時，即便於使用火力遜於乙炔氣體的天然氣、丙烷氣體、或氫氣等的情形時，亦可以可獲得充分的火力的方式自初始加熱的階段起以標準火焰進行加熱，並且抑制壓接部產生殘留物的情況，而實現強度充分的壓接。

1:蓋體

2、2a:阻氣環

3:還原片

4:異形鋼筋

5:還原環

6:氣體燃燒器

7:平斷口面

11:筒部

12:底部

13:凸緣

40:壓接面

400:壓接部

A1、A2:氣體壓接用高分子還原材

C:切口部

T1~T10:試驗片

圖1是表示本發明的氣體壓接用高分子還原材的第一實施形態的立體圖。

圖2是圖1所示的氣體壓接用高分子還原材的縱截面圖。

圖3是表示使用圖1所示的氣體壓接用高分子還原材的氣體壓接的步驟的說明圖。

圖4是藉由本發明的氣體壓接法進行異形鋼筋的氣體壓接，將各試驗片進行缺口斷裂並驗證平斷口面的說明圖。

圖5是藉由使用聚醯亞胺樹脂製的阻氣環作為氧化防止機構的氣體壓接法進行異形鋼筋的氣體壓接，將各試驗片進行缺口斷裂並驗證平斷口面的說明圖。

圖6是表示本發明的氣體壓接用高分子還原材的第二實施形態的立體圖。

圖7是圖6所示的氣體壓接用高分子還原材的縱截面圖。

參照圖1至圖7，進一步詳細地說明本發明的實施形態。

本發明的氣體壓接用高分子還原材A1藉由夾於異形鋼筋等被壓接材的壓接面間進行壓接作業，而抑止壓接面產生氧化覆膜。

參照圖1、圖2。

氣體壓接用高分子還原材A1包括蓋體1。蓋體1由熱塑性樹脂的聚苯乙烯樹脂製的片材所製作，包括筒部11、及堵塞筒部11的基端部的圓形的還原片的底部12。於筒部11的前端部的整周設置以筒部11不易變形的方式進行加強的凸緣13。

又，於底部12的外側的面配置熱固性樹脂的聚醯亞胺樹脂製的阻氣環2，於與底部12之間夾著阻氣環2，熔著有直徑稍大於阻氣環2的聚苯乙烯樹脂製的圓形的還原片3。

還原片3以大致沿著阻氣環2的外形的方式發生熱變形，與底部12協動封入阻氣環2(參照圖2放大圖)。並且，於阻氣環2及底部12與還原片3的積層部的外周部捲繞有聚醯亞胺樹脂製的還原環5。

再者，阻氣環2於本實施形態中為圓形，但並不限定於此，例如亦可採用多邊形、橢圓形、星形、齒輪型等所謂的異形輪狀(環狀)者。

進而，還原片3的形狀亦不限定於圓形，只要於阻氣環2的內側可確保充分的寬度，則亦可採用其他各種形狀。又，本發明中提及的用語「直徑相同」、「直徑大」中的「直徑」未必僅為圓形的直徑，除了圓形以外，亦以橢圓形、各種多邊形等的直徑的含義使用。

蓋體1的筒部11的內徑根據成為被壓接材的異形鋼筋等的外徑而以不存在晃動或難以進入等的方式形成為適當大小，於嵌入被壓接材時，阻氣環2被收容於被壓接材的壓接面的中央，底部12抵接於壓接面。

於本實施形態中，將阻氣環2的厚度設定為2.25mm，但可適當進行調整。底部12與還原片3的厚度於本實施形態中分別為0.17mm，若重疊則為0.34mm。再者，還原片的合計厚度若於0.17mm~2.55mm的範圍內進行設定，則可獲得特定的斷裂性能，更佳為於0.34mm~1.36mm的範圍內進行設定。

再者，聚醯亞胺樹脂製的阻氣環2的耐熱性能為220℃，若為短時間則可達400℃。並且於800℃碳化，於燃燒時不會增大火焰，具有自熄性，而且不會產生有毒氣體，於安全方面優異。又，聚苯乙烯樹脂製的還原片3的耐熱性能為70℃~90℃，熔點為100℃。並且，於280℃以上會分解，不會產生有毒氣體，因此安全性高。

又，氣體壓接用高分子還原材A1的蓋體1的材質並不限定於聚苯乙烯樹脂，只要為例如聚乙烯(polyethylene，PE)或聚丙烯(polypropylene，PP)等熱塑性樹脂，則可適當採用各種樹脂。又，阻氣環2的材質並不限定於聚醯亞胺樹脂，只要為例如矽等熱固性樹脂，則可適當採用各種樹脂。

(氣體壓接用高分子還原材A1的作用)

參照圖3，對本發明的氣體壓接法及本實施形態的氣體壓接用高分子還原材A1的使用方法及作用進行說明。該氣體壓接法所使用的加熱用氣體為丙烷氣體。

丙烷氣體與天然氣等相同，火力弱於乙炔氣體，但環境負荷(CO₂排出量等)小，於離島或偏僻地區亦容易獲得，危險性低，因此具有容易處理的優點。

再者，於本實施形態中，採用異形鋼筋4的壓接為例進行說明，氣體壓接用高分子還原材A1與下文所述的氣體壓接用高分子還原材A2均為除了此種鋼棒以外，亦可用於各種軌或厚壁管等的壓接(接合)。

〔1〕準備欲進行壓接的兩根異形鋼筋4。各異形鋼筋4的壓接面40預先進行研磨精加工。然後，於其中一異形鋼筋4的前端部嵌入氣體壓接用高分子還原材A1的筒部11，將其壓入至裏側。藉此，阻氣環2被收容於異形鋼筋4的壓接面40的中央，底部12抵接於前端面(參照圖3的(a)、圖3的(b))。

〔2〕其次，利用油壓式的壓接保持器(省略圖示)將兩異形鋼筋4於同一中心軸線上保持，使安裝有氣體壓接用高分子還原材A1的異形鋼筋4的壓接面40與另一異形鋼筋4的壓接面40以夾住氣體壓接用高分子還原材A1的蓋體1的底部12、及還原片3、以及封入內部的阻氣環2的方式抵接(參照圖3的(b))。

〔3〕使氣體燃燒器6位於兩異形鋼筋4的壓接部400的軸周的規定位置，藉由壓接保持器以規定的壓力將異形鋼筋4於壓接部中互相壓抵。然後，使用丙烷氣體作為加熱氣體，自加熱初始起利用標準火焰(中性焰或氧化焰)加熱壓接部。此時，還原環5亦一起被加熱。

〔4〕藉此，異形鋼筋4的壓接部400燒至發紅而成為燒紅狀態，壓接部400因壓力而逐漸變形，直徑變大，壓接面40的原子跨過各壓接面40而擴散，藉此發生金屬結合，壓接面40於不熔融的情況下進行一體化(參照圖3的(c))。再者，此時，壓接面40的壓力減弱，因此進一步以手動操作壓接保持器進行調整，以提高壓接面40的壓力。

又，於壓接面40間，熱塑性樹脂的聚苯乙烯樹脂製的底部12、及還原片3成為高溫，於為熱固性樹脂製且尚未熔融的阻氣環2的內側的少許間隙(省略符號)中，熔融並燃燒，於極短時間內氣化而體積急遽增大，藉此，處於阻氣環2的內側的間隙的空氣的壓力變高。

再者，於異形鋼筋4的壓接時，還原環5於經加熱未熔融的狀態下，可沿著異形鋼筋4的壓接面40的外周實質性地堵塞壓接部400。藉此，於阻氣環2的內側的由異形鋼筋4的壓接面40夾著的少許間隙中，底部12與還原片3於極短時間內熔融並燃燒。

底部12與還原片3因燃燒而氣化，體積急遽增大，導致處於阻氣環2的內側的間隙的空氣被向外擠出，而被還原環5 阻止，內壓進一步變高。並且，阻氣環2碳化時的空氣向外部的擠出與還原環5的碳化及斷裂一起瞬間且爆發性地進行，空氣中的氧氣與高分子的碳結合成為二氧化碳，抑制壓接部400周圍的氧化的效果進一步提高。

又，熱自壓接部400向內部方向傳導，於中心部與表面部產生溫度差。例如若僅使用熔點低的熱塑性樹脂作為還原片，則於異形鋼筋4的中心部的溫度提高時，靠近表面部的位置處還原片的燃燒熄滅，而不發揮氧化抑制的作用。

因此，靠近異形鋼筋4的表面外周部的部分較佳為耐熱性高、氧化防止效果高的聚醯亞胺等高分子的樹脂。然而，若僅使用耐熱性高的樹脂，則不完全燃燒的煤狀的殘留物未被排出外部而殘留於壓接面40的中心部，由此導致壓接部400的強度(尤其是疲勞強度)降低。

又，於阻氣環2未熔融期間，空氣被阻斷向阻氣環2的內側的間隙滲入，與此相輔，可抑制壓接面40產生氧化覆膜。

如上所述，根據本發明的氣體壓接用高分子還原材A1，於進行異形鋼筋4等被壓接材的氣體壓接時，於使用火力遜於乙炔氣體的天然氣、丙烷氣體、或氫氣等的情形時，即便以獲得充分的火力的方式自初始加熱的階段起以標準火焰進行加熱，亦可抑制壓接面40產生氧化覆膜或金屬殘渣物等殘留物，從而進行強度充分的壓接。

〔壓接斷裂試驗1〕

其次，參照圖4，對壓接斷裂試驗1進行說明。於壓接斷裂試驗1中，藉由使用圖1、圖2所示的本發明的氣體壓接用高分子還原材A1的氣體壓接法進行異形鋼筋4的氣體壓接，將該些進行缺口斷裂而製作各試驗片T1~試驗片T5，驗證各斷裂面所產生的平斷口面7。

再者，於以下各壓接斷裂試驗中，以斷裂面上所產生的平斷口面的大小或位置作為驗證的要件。平斷口面為存在大量特定的氧化物的斷口面，其具有如平滑的斷口面的外觀，且為實心金屬材料的內部缺陷之一。

平斷口面的產生原因複雜，因此並不容易特定出原因，例如，即使在各壓接作業中存在難以稱為失誤的輕微缺陷，也可能會在平斷口面或壓接面中出現氧化物的殘留。

如上所述，於因某種原因發生平斷口面的情形時，於被壓接材的壓接面產生大型的氧化物或氧化物的密集群，壓接面中未完成金屬性結合的區域增多，作為壓接材料的疲勞強度降低。尤其是於材料的中央部分產生大量平斷口面的情形時，認為該情況顯著。

於圖4所示的壓接斷裂試驗1中，除試驗片T4、試驗片T5以外的各試驗片T1、試驗片T2、試驗片T3的斷裂面產生平斷口面7。再者，於以下說明中，前後上下的表述以圖4所示的方向為基準。即，為前(X1)、後(X2)、上(Y1)、下(Y2)，下文所述的表示壓接斷裂試驗2的圖5亦相同。

首先，切口部C為半月狀的試驗片T1所產生的平斷口面7自除切口部C以外的斷裂面的下部起，一部分跨及上部而見於後緣部，於材料的中央部附近未觀察到。切口部C同樣為半月狀的試驗片T2所產生的平斷口面7自斷裂面的上部的大致整周起，一部分跨及下部的上部而見於後緣部，於材料的中央部附近未觀察到。

進而，切口部C大致為半月狀且一部分進入斷裂面的下部的試驗片T3所產生的平斷口面7見於斷裂面的上下部的邊界部分的後緣部附近，於材料的中央部附近未觀察到。如上所述，關於該些試驗片T1、試驗片T2、試驗片T3，平斷口面7沒有出現於材料的中央部附近，平斷口面7全部位於斷裂面的外周緣部附近。

再者，試驗片T4將切口部C設為半月狀進行試驗，試驗片T5自兩個方向形成切口，使切口部C占材料的周方向的約3/4而進行試驗，但斷裂面中未見平斷口面7。

(探討)

關於試驗片T1~試驗片T5，若考慮平斷口面7未見於斷裂面(試驗片T4、試驗片T5)、或未見於斷裂面的中央部(壓接部橫截面的中央部附近)(試驗片T1、試驗片T2、試驗片T3)的方面，則可假定可充分確保作為壓接材料的壓接部的強度。

再者，為了對其進行確認，雖然未列舉試驗資料，但於與壓接斷裂試驗1同樣的條件(本發明的壓接法)下不同於T1~ T5而另行製作五根試驗片，並對其等分別進行拉伸斷裂試驗。其結果為，五根全部母材斷裂，雖然為未驗證平斷口面的模擬性試驗，但可觀察到壓接部的充分的強度。

〔壓接斷裂試驗2〕

再者，於此次的壓接斷裂試驗中，為了確認本發明的氣體壓接用高分子還原材A1的阻氣環2與還原片3、及還原環5的組合在斷裂面的中央部分不易產生發生於壓接面的平斷口面的優越性，而將壓接斷裂試驗1與圖5所示的壓接斷裂試驗2加以比較。

於該壓接斷裂試驗2中，於異形鋼筋4的壓接面40間僅夾著結構與所述阻氣環2相同的阻氣環(省略圖示)而進行異形鋼筋4的氣體壓接，將該些進行缺口斷裂而製作試驗片T6~試驗片T10，驗證各斷裂面的平斷口面7。

於圖5所示的壓接斷裂試驗2中，切口部C為半月狀的試驗片T6~試驗片T10的全部斷裂面均產生平斷口面7。首先，試驗片T6所產生的平斷口面7見於自除切口部C以外的斷裂面的下緣部至中央部附近的部位。試驗片T7所產生的平斷口面7見於自斷裂面的中央部至上緣部的部位。

試驗片T8所產生的平斷口面7見於自斷裂面的中央部至下部的下緣部的部位。又，沿著斷裂面的上部與下部的直徑方向觀察到試驗片T9所產生的平斷口面7。進而，自斷裂面的上部的中央部至周緣部觀察到試驗片T10所產生的平斷口面7。

(探討)

試驗片T6~試驗片T10的平斷口面7全部為其一部分位於斷裂面的中央部或其附近。因此，如上所述，若考慮於在材料的斷裂面中央部附近產生大量平斷口面的情形時認為疲勞強度降低的方面，則難以假定作為壓接材料的壓接部的強度得到充分確保。

再者，為了對其進行確認，雖然未列舉試驗資料，但於與壓接斷裂試驗2同樣的條件下不同於T6~T10而另行製作五根試驗片，並對其等分別進行拉伸斷裂試驗。其結果為，僅一根母材斷裂，其他為壓接面斷裂。即，雖然為未驗證平斷口面的模擬性試驗，但於僅夾著阻氣環進行的壓接中，可假定壓接部的強度並不充分。

如上所述，藉由使用本發明的氣體壓接用高分子還原材A1的氣體壓接法所獲得的各試驗片與僅使用阻氣環作為氧化防止機構所獲得的試驗片相比，具有可抑制斷裂面的中央部產生平斷口面的效果，就該方面而言，將阻氣環2與還原片3、及還原環5加以組合明顯地具有優越性，而非單獨使用聚醯亞胺樹脂製的阻氣環。

參照圖6、圖7。

本發明的氣體壓接用高分子還原材A2包括蓋體1。蓋體1由聚苯乙烯樹脂製的片材所製作。蓋體1包括筒部11及堵塞其基端部的圓形的底部12。又，於筒部11的前端部的整周設置有加強用的凸緣13。

再者，蓋體1於底部12與還原片3之間夾著阻氣環2a 而將其熔著並發生熱變形來封入阻氣環2a(參照圖7放大圖)。阻氣環2a為聚醯亞胺樹脂製，為兩端部以特定的長度於內外側重合的螺旋狀。並且，於阻氣環2a及作為還原片的底部12與還原片3的積層部的外周部捲繞有聚醯亞胺樹脂製的還原環5。

蓋體1的筒部11的內徑根據成為被壓接材的異形鋼筋等的外徑而以不存在晃動或難以進入等的方式形成為適當大小，於嵌入被壓接材時，阻氣環2a被收容於被壓接材的壓接面40的中央，底部12抵接於壓接面40。

再者，阻氣環2a的厚度、及底部12與還原片3的厚度和所述氣體壓接用高分子還原材A1的阻氣環2、及底部12、還原片3相同，阻氣環2a的耐熱性能或特性、及底部12與還原片3的耐熱性能或特性同樣和阻氣環2、及底部12與還原片3相同。

又，氣體壓接用高分子還原材A2的蓋體1的材質並不限定於聚苯乙烯樹脂，只要為聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)等熱塑性樹脂，則可適當採用各種樹脂。阻氣環2a的材質並不限定於聚醯亞胺樹脂，只要為例如矽等熱固性樹脂，則可適當採用各種樹脂。

再者，氣體壓接用高分子還原材A2與所述氣體壓接用高分子還原材A1為大致相同的結構，僅阻氣環2a與阻氣環2不同。因此，關於氣體壓接用高分子還原材A2的使用方法及作用與所述氣體壓接用高分子還原材A1共通的部分，引用氣體壓接用高分子還原材A1的作用的說明，僅對不同的方面進行說明。

氣體壓接用高分子還原材A2的阻氣環2a為兩端部以特定的長度於內外側重合的螺旋狀，因此經加熱、擠壓的阻氣環2a被壓碎而擴散，尤其是「兩端部以特定的長度於內外側重合的部分」互相壓接，通氣部於早期被堵塞。進而，至少壓接的部分範圍大，並且密度亦變高。

因此，於由異形鋼筋4的壓接面40以規定的壓力夾住的狀況下，與氣體壓接用高分子還原材A1的阻氣環2相比，可假定強度增大，經加熱而碳化並斷裂的時間點稍有延遲。因此，向外部吹出的空氣的壓力進一步變高，抑制壓接部400周圍的氧化的效果進一步提高。

本說明書及專利申請的範圍所使用的用語與表述終究僅用於說明，不進行任何限定，並不排除與本說明書及專利申請的範圍所記述的特徵及其一部分等效的用語或表述。又，當然可於本發明的技術思想的範圍內實現各種變形形態。

1:蓋體

2:阻氣環

3:還原片

5:還原環

11:筒部

12:底部

13:凸緣

A1:氣體壓接用高分子還原材

Claims

一種氣體壓接用高分子還原材，其包括：阻氣環，可配置於被壓接材的壓接面間，為熱固性樹脂製，具有所需直徑；還原片，位於所述阻氣環的單面側而積層，或自表背兩面側夾住所述阻氣環而積層，直徑與所述阻氣環相同或大於所述阻氣環，且為熱塑性樹脂製；及繩狀或帶狀的還原環，與所述阻氣環分離而捲繞於所述阻氣環與所述還原片的積層部的大致同一平面上的外周部，為熱固性樹脂製。
如請求項1所述的氣體壓接用高分子還原材，其包括蓋體，所述蓋體為熱塑性樹脂製，為可外嵌於被壓接材的壓接側端部的有底筒狀體，所述阻氣環一體地設置於所述蓋體的底部。
如請求項1或請求項2所述的氣體壓接用高分子還原材，其中所述阻氣環形成為兩端部以特定的長度於內外側重合的螺旋狀。
如請求項1或請求項2所述的氣體壓接用高分子還原材，其中所述阻氣環為聚醯亞胺樹脂製，所述還原片為聚苯乙烯樹脂製。
如請求項1或請求項2所述的氣體壓接用高分子還原材，其中所述還原片的合計厚度為0.17mm~2.55mm。
一種氣體壓接法，其包括：於欲壓接的各被壓接材的壓接面間積層阻氣環、及還原片，將為熱固性樹脂製且為繩狀或帶狀的還原環以與所述阻氣環分離的方式捲繞於所述阻氣環與所述還原片的積層部的大致同一平面上的外周部，從而配置氣體壓接用高分子還原材的步驟，所述阻氣環為熱固性樹脂製，且具有所需直徑，所述還原片位於所述阻氣環的單面側、或自表背兩面側夾住所述阻氣環，直徑與所述阻氣環相同或大於所述阻氣環，且為熱塑性樹脂製；及朝向所述各被壓接材的壓接面彼此密接的方向對所述各被壓接材施加特定的壓力，並且以所需的氣體的火力加熱所述各被壓接材的壓接部的步驟，其中所述氣體為天然氣、丙烷氣體、或氫氣。
如請求項6所述的氣體壓接法，其中所述阻氣環形成為兩端部以特定的長度於內外側重合的螺旋狀。
如請求項6或請求項7所述的氣體壓接法，其中所述阻氣環為聚醯亞胺樹脂製，所述還原片為聚苯乙烯樹脂製。
如請求項6或請求項7所述的氣體壓接法，其中所述氣體為丙烷氣體，且自初始加熱的階段起利用標準火焰進行加熱。