JPH0655641A

JPH0655641A - 融着型接合部材

Info

Publication number: JPH0655641A
Application number: JP4232778A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Tanaka; 靖司田中; Shoji Suzuki; 昭司鈴木
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1992-08-07
Filing date: 1992-08-07
Publication date: 1994-03-01

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】導電性粒子を含有する熱可塑性ポリマーで構
成された発熱体と合成樹脂製基体を有する融着型接合部
材において、接合作業時に融着終了の有無を確実に検知
でき、また、融着終了の確認が機械的に検知可能な融着
型接合部材を提供すること。【構成】導電性粒子を含有する熱可塑性ポリマーで構
成された発熱体２（Ａ）と、該熱可塑性ポリマーの融点
において形状保持性を有する合成樹脂製基体１（Ｂ）と
が一体的に形成されてなる融着型接合部材であって、基
体表面に開口し、かつ、基体を貫通するが発熱体は貫通
しない融着検知用小孔４（Ｄ）を設けたことを特徴とす
る融着型接合部材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管継手などの融着型接
合部材に関し、さらに詳しくは、被接合部材に対して加
熱融着させて接合させる際に、融着終了の有無を確実に
検知できる融着型接合部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリエチレンパイプの管継手とし
て、ポリエチレン製筒状体の内周面に電熱線を埋め込ん
だ構造のエレクトロフュージョン継手や、金属粉末、カ
ーボンブラック等の導電性粉末を配合したポリエチレン
と非導電性のポリエチレンからなるエレクトロフュージ
ョン継手が知られている（特開昭６２−１５１６８８
号、特開平１−２０６０２６号、特開平３−１２９１９
４号）。

【０００３】また、最近、耐熱性の基体と低融点の融着
層とを組み合わせた構造の融着型接合部材について、各
種の提案が行われている。例えば、ノルボルネン系樹脂
などの形状記憶性熱硬化性樹脂で形成された中空状基体
の内面または外面に、オレフィン系ポリマーなどの重合
体で形成された層を設けると共に、両者の積層界面にス
パイラル状の発熱体を埋設した構造の形状記憶成形体が
提案されている（特開平３−２８１２２１号）。この形
状記憶成形体は、基体の形状記憶性とオレフィン系ポリ
マーなどの重合体層の熱融着性を活用することにより、
パイプなどの管継手や封止部材などとして有用である。

【０００４】さらに、導電性粒子を含有する熱可塑性ポ
リマーで形成された発熱体と、該熱可塑性ポリマーの融
点において形状保持性を有する架橋または非架橋のポリ
オレフィン系樹脂で形成された基体とが一体に成形され
た複合成形体（特願平３−８１６９９号）、あるいは、
導電性粒子を含有する熱可塑性ポリマーで形成された発
熱体と、熱硬化性ポリノルボルネン系樹脂で形成された
基体とが一体に成形されてなり、所望により記憶された
原形から作業し易い形状に変形された形状回復性複合成
形体（特願平３−３５０３３号、特願平３−８３５８９
号）が提案されている。これらの複合成形体では、発熱
体が被接合部材と融着させるための融着層となってい
る。被接合部材との融着をより強固にする等のために、
発熱体の上に、さらに熱可塑性ポリマーで形成された融
着層を設けてもよい。

【０００５】これらの複合成形体からなる融着型接合部
材においては、熱可塑性ポリマーにより形成される融着
層内に埋設した電熱線に通電するか、あるいは、導電性
粒子を配合した熱可塑性ポリマーで形成した発熱体に通
電することにより、被接合部材と融着させている。例え
ば、融着型接合部材がポリエチレンパイプ用の管継手の
場合、架橋ポリエチレンや熱硬化性ポリノルボルネン系
樹脂などの耐熱性樹脂で中空状基体を形成し、その内側
に導電性粒子を含有するポリエチレン製の発熱体層を形
成した構造の管継手がある。この管継手を用いて、ポリ
エチレンパイプを接合する場合、管継手の両端開口部か
ら２本のポリエチレンパイプを挿入し、次いで、発熱体
層に通電すると、発熱体層が加熱軟化すると共に、発熱
体層に接するポリエチレンパイプ表面の一部も溶融し、
その結果、発熱体層とポリエチレンパイプとが強固に接
合される。

【０００６】ところで、これらの融着型接合部材を用い
て被接合部材を接合する場合、確実に融着したことを確
認することが重要であるが、施工現場において、融着層
または発熱体に通電して加熱した後、融着の終了を確認
することは、融着部が基体で覆われているため非常に困
難である。通電時間を長くすると、過加熱により融着層
または発熱体を構成する熱可塑性ポリマーや被接合部材
の表面層が劣化を受けたり、接合部材が変形する等の問
題を生じるため、融着が終了したならば、直ちに通電を
止める必要がある。

【０００７】融着作業に当たり、従来の経験に基づい
て、融着に必要と考えられる設定時間だけ通電する方法
があるが、作業時の気温や風等の環境条件により融着条
件が変動するため融着終了を確実に検知することができ
ない。融着終了を確認する方法として、融着層とパイプ
表面のポリエチレンが溶融接着し、その一部が管継手の
縁にビードとして流れ出すのを見る方法があるが、検知
感度が低く、しかも作業者の感覚に左右されるという問
題がある。

【０００８】従来、電熱線を埋設した熱可塑性ポリマー
で形成されたエレクトロフュージョン継手においては、
融着の終了を検知する方法として、（１）電熱線の近傍
に達する検知用の孔を設け、融着時の圧力上昇によって
孔内に流入する溶融樹脂を圧力スイッチで検出する方
法、（２）電熱線の近傍に達する検知用の孔を設け、融
着時の圧力上昇によって孔から膨出する溶融樹脂を観察
する方法、（３）電熱線の近傍に達する環状溝を穿設
し、その中央にピンまたは棒状の芯を形成し、該芯を通
して溶融樹脂の圧力を検知する方法（特開平３−１７８
４２６号）、（４）継手の外周部に開口する溝に溶融樹
脂を流出させ、その結果継手が収縮することによる外周
変化を検出する方法（特開平３−１８３５２８号）など
各種方法が提案されている。

【０００９】ところが、導電性粒子を含有する熱可塑性
ポリマーで構成された発熱体と合成樹脂製基体とが一体
的に形成されている構造の融着型接合部材において、発
熱体は、多量の導電性粒子を含んでいるため、融着温度
でも粘度が高く、軟化するものの溶融して流出または膨
出しない。このため、電熱線を埋設したエレクトロフュ
ージョン継手の場合とは異なり、溶融樹脂の流出または
膨出を利用する前記公知の融着検知手段を採用すること
ができない。

【００１０】また、電熱線として絶縁被覆層を有する１
本の被覆電線を用い、かつ、被覆電熱線を交点で重なる
ようにしてプラスチック部材中に埋設し、絶縁被覆層が
加熱時に溶融して短絡するのを検知する方法（特開平３
−２１３３２７号）が提案されているが、この方法は、
導電性粒子を含有する発熱体には、適用できない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、導電
性粒子を含有する熱可塑性ポリマーで構成された発熱体
と合成樹脂製基体を有する融着型接合部材において、接
合作業時に融着終了の有無を確実に検知できる融着型接
合部材を提供することにある。また、本発明の目的は、
融着終了の確認が機械的に検知可能な融着型接合部材を
提供することにある。

【００１２】本発明者らは、前記課題を解決するために
鋭意研究した結果、導電性粒子を含有する熱可塑性ポリ
マーで構成された発熱体と合成樹脂製基体を有する融着
型接合部材に、基体表面に開口し、基体を貫通するが発
熱体は貫通しない融着検知用小孔を設けることにより、
前記目的を達成できることを見いだした。

【００１３】発熱体の融着時に溶融する材質で形成され
た融着検知用部材を融着検知用小孔内に装填することに
より、検知感度を上げることができ、あるいは、目視で
樹脂の膨出を確認できるようになる。このような構造の
融着型接合部材は、小孔を介して、発熱体または融着検
知用部材の溶融軟化を検知できる融着確認センサーを取
り付けると、融着終了を人間の感覚によらず、機械的に
行うことができる。本発明は、これらの知見に基づいて
完成するに至ったものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、導電性粒子を含有する熱可塑性ポリマーで構成され
た発熱体（Ａ）と、該熱可塑性ポリマーの融点において
形状保持性を有する合成樹脂製基体（Ｂ）とが一体的に
形成されてなる融着型接合部材であって、基体表面に開
口し、かつ、基体を貫通するが発熱体は貫通しない融着
検知用小孔（Ｄ）を設けたことを特徴とする融着型接合
部材が提供される。熱可塑性ポリマーで構成された融着
層（Ｃ）が、最外層として発熱体（Ａ）と一体化または
密着して形成されていてもよい。発熱体（Ａ）の加熱軟
化時に溶融する材質で形成された融着検知用部材（Ｅ）
を融着検知用小孔（Ｄ）内に装填してもよい。

【００１５】以下、本発明について詳述する。（発熱体）発熱体の形成に使用する熱可塑性ポリマーと
しては、例えば、高密度ポリエチレン（ＰＥ）、中密度
ＰＥ、低密度ＰＥ、超高分子量ＰＥ、エチレン−プロピ
レン共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体、ポリプ
ロピレン（ＰＰ）、ポリブテン−１、ポリペンテン−
１、ポリ４−メチルペンテン−１、エチレン−プロピレ
ンゴム（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元
共重合体（ＥＰＤＭ）、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン
−塩化ビニル共重合体などのオレフィン系モノマーを主
成分とするオレフィン系ポリマー；ポリスチレンなどの
芳香族ビニル系ポリマー；及びこれらの混合物などが挙
げられる。

【００１６】また、スチレンに代表される芳香族ビニル
化合物と、イソプレンやブタジエンなどの共役ジエンか
ら構成される各種ブロック共重合体、具体的には、Ｓ−
Ｉ型、Ｓ−Ｂ型、Ｓ−Ｉ−Ｓ型、Ｓ−Ｂ−Ｓ型、Ｓ−Ｉ
−Ｓ−Ｉ−Ｓ型などのブロック共重合体、これらの水素
化物、これらの混合物などの炭化水素系熱可塑性エラス
トマー；ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−
ブタジエン共重合体、クロロプレンゴム、ブチルゴムな
どの未加硫ゴム；等が挙げられる。これらの炭化水素系
熱可塑性エラストマーや未加硫ゴムは、上記オレフィン
系ポリマーなどと任意の割合で混合して使用することが
できる。これらの重合体の中でも、基体への密着性、一
体成形性、被接合部材への融着性などの観点から、オレ
フィン系ポリマーが好ましく、特にオレフィン系モノマ
ーのみで構成されるポリオレフィンが好ましい。

【００１７】本発明では、熱可塑性ポリマーに、カーボ
ンブラック、黒鉛粉末、金属粒子（銅、鉄、ニッケルな
どの粉末）、これらの混合物等の導電性粒子を含有させ
ることにより、発熱体を形成する。導電性粒子として
は、カーボンブラックの中でも導電性に優れているケッ
チェンブラック（ＫｅｔｊｅｎＢｌａｃｋ）が好まし
い。導電性粒子の配合割合は、熱可塑性ポリマーに対し
て、通常５〜３５重量％、好ましくは１０〜３０重量％
の割合である。熱可塑性ポリマーと導電性粒子をバンバ
リーミキサー、プラストミル、ミキシングロール、加圧
ニーダーなどにより溶融混練して、シート、リボンまた
はペレット化し、次いで、押出成形、射出成形、ブロー
成形、回転成形、圧縮成形などにより、管状や板状など
の所望の形状に成形する。

【００１８】（基体）本発明では、発熱体の溶融軟化
時に形状保持性を有する合成樹脂製基体を使用する。基
体が発熱体の溶融軟化時に形状保持性を有するようにす
るには、（１）発熱体を形成する熱可塑性ポリマーより
も高融点の合成樹脂で基体を形成する、（２）架橋ポリ
オレフィンや熱硬化性樹脂で基体を形成する、（３）基
体の厚みを発熱体の厚みよりも大きくして、発熱体の溶
融軟化時にも基体が溶融変形しないようにする、等の方
法がある。ただし、基体が形状記憶性を有しており、加
熱溶融時に元の形状に回復することは差し支えない。

【００１９】このような合成樹脂としては、架橋または
非架橋のポリオレフィン系樹脂、あるいはポリノルボル
ネン系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエ
ステル樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。基体とな
るポリオレフィン系樹脂としては、例えば、高密度Ｐ
Ｅ、中密度ＰＥ、低密度ＰＥ、超高分子量ＰＥ、エチレ
ン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリプロ
ピレン等のポリオレフィン系樹脂の１種または２種以上
の混合物を挙げることができる。また、前記した炭化水
素系熱可塑性エラストマーや未加硫ゴムとの混合物も使
用できる。架橋ポリオレフィン系樹脂を基体とする場合
には、有機過酸化物を用いた化学架橋法、シラン変性ポ
リオレフィンを用いた水架橋法、電離性放射線を照射す
る照射架橋法などによりポリオレフィン系樹脂を架橋す
る。

【００２０】熱硬化性樹脂は、互いに反応して速やかに
ポリマーを形成する２種以上の低粘度原料を混合し、次
いで、金型内に供給し、金型内で硬化させる反応射出成
形（ＲＩＭ）法などの反応成形法により製造することが
できる。例えば、ノルボルネン系モノマーと活性剤を含
む反応液と、ノルボルネン系モノマーとメタセシス触媒
を含む反応液を混合して金型内に供給し、塊状開環重合
させるとポリノルボルネン系樹脂成形品が得られる。ポ
リオールとイソシアネートを含む反応液をＲＩＭ法によ
り金型内で硬化させると、ポリウレタン樹脂成形品が得
られる。これらの熱硬化性樹脂成形品は、形状記憶性を
有しているため、該熱硬化性樹脂で形成した基体を有す
る融着型接合部材は、予め作業しやすい形状に変形して
から使用することが可能である。これらの中でも、反応
成形法によるポリノルボルネン系樹脂の成形は、通常の
熱可塑性樹脂の射出成形に比べて射出圧力が著しく低い
ために安価で軽量の金型を使用でき、また、金型内での
反応液の流動性が良いので、大型で複雑な形状の成形品
を製造するのに特に好ましい。

【００２１】本発明において基体となるポリノルボルネ
ン系樹脂は、ノルボルネン環をもつものであればいずれ
でもよいが、三環体以上の多環ノルボルネン系モノマー
を用いると、熱変形温度、耐衝撃性、曲げ弾性率などの
良好な樹脂を得ることができる。また、本発明において
は、生成する重合体を熱硬化性とするために、全モノマ
ー中の少なくとも１０重量％、好ましくは３０重量％以
上の架橋性モノマーを使用してもよい。

【００２２】ノルボルネン系モノマーとしては、２−ノ
ルボルネン、ノルボルナジエンなどの二環体、ジシクロ
ペンタジエンやジヒドロジシクロペンタジエンなどの三
環体、テトラシクロドデセンなどの四環体、トリシクロ
ペンタジエンなどの五環体、テトラシクロペンタジエン
などの七環体、これらのアルキル置換体（例えば、メチ
ル、エチル、プロピル、ブチル置換体など）、アルケニ
ル置換体（例えば、ビニル置換体など）、アルキリデン
置換体（例えば、エチリデン置換体など）、アリール置
換体（例えば、フェニル、トリル、ナフチル置換体な
ど）、エステル基、エーテル基、シアノ基、ハロゲン原
子などの極性基を有する置換体などが例示される。なか
でも、入手の容易さ、反応性、耐熱性等の見地から、三
環体ないし五環体が賞用される。

【００２３】架橋性モノマーは、反応性の二重結合を２
個以上有する多環ノルボルネン系モノマーであり、その
具体例としてジシクロペンタジエン、トリシクロペンタ
ジエン、テトラシクロペンタジエンなどが例示される。
これらのノルボルネン系モノマーは、それぞれ単独で使
用しても良いし、また、２種以上を混合して用いること
もできる。また、ノルボルネン系モノマーの１種以上と
共に開環重合し得るシクロブテン、シクロペンテン、シ
クロペンタジエン、シクロオクテン、シクロドデセンな
どの単環シクロオレフィンなどを、本発明の目的を損な
わない範囲で併用することができる。

【００２４】重合触媒としては、ノルボルネン系モノマ
ーの開環重合用触媒として公知のメタセシス触媒と活性
剤（共触媒）との組み合わせからなるメタセシス触媒系
が使用される。メタセシス触媒の具体例としては、タン
グステン、モリブデン、タンタルなどのハロゲン化物、
オキシハロゲン化物、酸化物、有機アンモニウム塩など
が挙げられる。活性剤の具体例としては、アルキルアル
ミニウムハライド、アルコキシアルキルアルミニウムハ
ライド、アリールオキシアルキルアルミニウムハライ
ド、有機スズ化合物などが挙げられる。メタセシス触媒
は、ノルボルネン系モノマーの１モルに対し、通常、約
０．０１〜５０ミリモル、好ましくは０．１〜１０ミリ
モルの範囲で用いられる。活性剤は、メタセシス触媒成
分に対して、モル比で０．１〜２００、好ましくは１〜
１０の範囲で用いられる。

【００２５】ポリノルボルネン系樹脂の好ましい製造法
では、ノルボルネン系モノマーを二液に分けて別の容器
に入れ、一方にはメタセシス触媒を、他方には活性剤を
添加し、二種類の安定な反応液を調製する。この二種類
の反応液を混合し、次いで所定形状の金型内に注入し、
そこで塊状による開環重合を行う。金型温度は、通常、
３０℃以上、好ましくは４０〜２００℃、特に好ましく
は５０〜１３０℃である。重合反応に用いる成分類は、
窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下で貯蔵し、かつ操作
することが好ましい。金型の材質は、金属、樹脂、木、
石膏などのいずれでもよい。ポリノルボルネン系樹脂に
は、酸化防止剤、充填材、補強材、発泡剤、顔料、着色
剤、エラストマーなどの添加剤を配合することができ
る。これらの添加剤は、通常、反応原液に溶解ないしは
分散させて配合する。

【００２６】（融着型接合部材）本発明の融着型接合部
材の形状は、特に限定されず、パイプ状、平板状などい
ずれでもよく、例えば、管継手、封止部材、補強部材な
どの使用目的に応じて適宜定めることができる。本発明
の融着型接合部材は、導電性粒子を含有する熱可塑性ポ
リマーで構成された発熱体（Ａ）と、該熱可塑性ポリマ
ーの融点において形状保持性を有する合成樹脂製基体
（Ｂ）とを有している。基体と発熱体は、隣接して一体
化されているが、必要に応じて両者間に接着剤層を設け
てもよい。また、必要に応じて、発熱体に隣接して、発
熱手段を含まない熱可塑性ポリマーで構成された融着層
を設けてもよい。

【００２７】基体と発熱体を一体的に形成するには、例
えば、（１）導電性粒子を含有する熱可塑性ポリマー
と、基体を形成するポリオレフィン系樹脂を共押出する
方法、（２）前記で、共押出した後、ポリオレフィン系
樹脂を化学架橋、水架橋または照射架橋する方法、
（３）導電性粒子を含有するポリオレフィン系樹脂を所
定形状に成形し、その片面に電離性放射線を架橋して架
橋層を形成し、該架橋層を基体とする方法（この場合、
基体は、導電性粒子を含有している）、（４）導電性粒
子を含有するポリオレフィン系樹脂を管状に成形してお
き、これを中子として用い、このまわりを金型で囲っ
て、金型内面と中子の外周面とで形成される空隙部に、
熱硬化性樹脂の原料となる反応原液、例えば、ノルボル
ネン系モノマーとメタセシス触媒系を含む反応原液を供
給して塊状開環重合を行うことにより、管状の発熱体と
熱硬化性系樹脂からなる基体とが一体化した融着型接合
部材を製造する方法、（５）融着型接合部材が板状体で
ある場合には、導電性粒子を含有するポリオレフィン系
樹脂シートを金型内に載置し、残余の空隙に反応原液を
供給して塊状重合を行う方法、等がある。発熱体と基体
とを接着剤で接着して一体化してもよい。熱可塑性ポリ
マーや合成樹脂の種類も適宜組み合わせることができ
る。

【００２８】本発明の融着型接合材には、融着検知用小
孔（Ｄ）として、基体表面に開口し、かつ、基体を貫通
するが発熱体は貫通しない小孔を設ける。小孔は、融着
型接合部材を作成してからドリル等により穴を開ける
か、あるいは基体を反応成形により製造する場合には、
小孔が形成されるような形状の金型を使用することもで
きる。小孔の大きさは、適宜定めることができるが、通
常、直径数ミリ程度の穴である。この小孔は、基体を貫
通しており、発熱体層の一部に達していてもよいが、発
熱体を貫通すると、水漏れの危険が生じるので、発熱体
層として少なくとも１ｍｍ程度の厚みを残すことが好ま
しい。

【００２９】本発明の融着型接合材の具体的な構成例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図１は、融着型
接合材が管継手である場合の断面図であり、合成樹脂製
基体１と、導電性粒子を配合した熱可塑性ポリマーから
なる発熱体２とを有し、リング状電極３を取り付けてあ
る。融着検知用小孔４は、基体を貫通するが、発熱体は
貫通しないように形成されている。導電性粒子を多量に
配合した熱可塑性ポリマーは、溶融軟化しにくいため、
従来から周知の融着確認法を適用することができない。
しかし、発熱体の融着時（溶融軟化時）に溶融する材質
で形成された融着検知用部材５を融着検知用小孔４内に
装填すると、その部材の溶融状態を検知することにより
従来法の適用が可能となる。

【００３０】融着検知用部材（Ｅ）は、通常、発熱体を
形成する熱可塑性ポリマーと同じ材質のポリマーで形成
される。その形状、大きさは、融着検知用小孔（Ｄ）内
に配置することができれば特に限定されないが、部材の
厚みが過度に大きくなると、部材の上部と下部とで温度
差が生じ、融着検知の精度が低下するため、発熱体層か
ら約３ｍｍ以下、さらには約１〜２ｍｍにとどめるのが
好ましい。融着検知用部材（Ｅ）は、単なる小片であっ
てもよいし、あるいは発熱体の表面と一体化したもので
あってもよい。融着検知用部材（Ｅ）は、融着検知用小
孔（Ｄ）内に後から入れてもよいし、あるいは反応成形
により基体を形成する際に、中子として使用する発熱体
の側に予め配置しておいてもよい。

【００３１】図２に示すように、電源７により電極３を
経て通電すると、導電性粒子を含有する発熱体２が加熱
され、中空部分に左右から挿入した２本のパイプ６の表
面と一体的に融着されるが、その際、発熱体が溶融軟化
する。融着検知用部材５を装填している場合には、融着
検知用部材が加熱されて溶融または軟化する。融着検知
用部材５が加熱されて溶融し、体積膨潤により小孔から
膨出してくるのを目視により検知して、融着の終了を確
認してもよいが、発熱体の溶融軟化または融着検知用部
材の溶融軟化を検知できるセンサーを利用する方法が、
融着終了を確実に、早期に、ムラなく検知できるために
好ましい。

【００３２】このようなセンサーとしては、融着検知用
小孔（Ｄ）の孔径よりも小さな直径を持つ金属製のピン
を該小孔内に挿入して、その先端を発熱体の表面または
融着検知用部材の表面にバネ等により所定の押圧力を加
えて接触させ、発熱体または融着検知用部材の溶融軟化
に伴って押圧力が前記ピンに生じさせる変位を検出する
ようにした構造の融着確認センサーが好ましい。溶融軟
化した発熱体または融着検知用部材にピンが突き刺さっ
て変位するのを、ピンに連動した変位検知手段により電
気信号に変えるように構成した検知器が好ましい。金属
製のピンを直接発熱体の表面に押し付ける場合には、検
知器がショートするのを避けるために、該ピンをポリテ
トラフルオロエチレン（商標名テフロン）などの耐熱性
樹脂で絶縁被覆しておく。

【００３３】図３は、管継手の断面図であり、図１〜２
の管継手と異なる点は、基体１の内面に、導電性粒子を
含有する熱可塑性ポリマーで構成された発熱体２と、該
発熱体２と一体化または密着して熱可塑性ポリマーで構
成された融着層８が設けられていることである。融着層
は、通常、導電性粒子などの発熱手段を含まないもので
あり、発熱体と同じ熱可塑性ポリマーで形成することが
好ましい。

【００３４】融着層（Ｃ）の材質は、融着の対象となる
被接合部材と同一または類似のものを選択することによ
り、強固な融着が可能となる。また、高純度水や高純度
化学品などを移送するパイプの管継手の場合、不純物を
含まない熱可塑性ポリマーや移送液体に対する耐性のあ
る熱可塑性ポリマーで形成された融着層を設けることに
より、汚染や劣化などの不都合の生じるのを避けること
ができる。融着層は、必ずしも発熱体と一体的に形成さ
れている必要はなく、単に密着して形成されていてもよ
い。なぜならば、発熱体に通電した際に、発熱体と融着
層が融着するためである。

【００３５】本発明の融着型接合部材が、例えば、外層
が熱硬化性ポリノルボルネン系樹脂で、内層が発熱体か
らなる中空複合体である場合、常温または加熱下に、外
力を加えて拡径し、作業し易い形状とした後に、その中
空内部に２本のパイプの接合端部を挿入し、次いで、発
熱体に通電して基体の熱硬化性ポリノルボルネン系樹脂
の熱変形温度以上に加熱すると、外層の基体が記憶され
ている元の形状にまで縮径しようとしてパイプの接合部
を保持するとともに、発熱体がパイプの接合部と熱融着
する。

【００３６】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明についてさらに
具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに
限定されるものではない。なお、以下の実施例におい
て、部および％は、特に断りのない限り重量基準であ
る。

【００３７】［実施例１］低密度ポリエチレン（メルト
インデックス０．３、密度０．９２、融点１１０℃）
に、導電性カーボンブラック（ケッチェンブラックＥ
Ｃ）２５％をバンバリーミキサーにて混合し、受けロー
ルでシート化した後、ペレットとした。一方、シラン変
性ポリエチレン（登録商標名モルデックスＳ−１６
１、住友ベークライト（株）製）のペレットと架橋促進
触媒を９５：５の割合でタンブラーで均一に混合し、架
橋ポリエチレン用コンパウンドとした。押出成型機に
て、前記ペレットを外径３６ｍｍ、内径３３ｍｍのパイ
プ状に押出し、その上に厚さ３ｍｍの架橋ポリエチレン
用コンパウンドを押出して、内層が導電性粒子を含有す
る発熱体、外層が架橋ポリエチレンのパイプを作成し
た。この発熱体の体積固有抵抗は５３Ω・ｃｍであっ
た。

【００３８】このパイプを長さ６０ｍｍに切断し、９０
℃の水蒸気飽和ボックスに４時間入れて、外層の架橋ポ
リエチレンの架橋を行った後、乾燥した。次いで、図１
に示すように、このパイプの切断面の内層の発熱体２に
銅製の電極３を取り付けてソケット状の管継手を作成し
た。さらに、ドリルを用いて、この管継手の外層表面か
ら直径５ｍｍの小孔４を発熱体２に達するように開け、
その小孔４に直径４．５ｍｍ、厚み２ｍｍの、発熱体に
用いたものと同様の低密度ポリエチレンの塊状体からな
る融着検知用部材５を装填した。

【００３９】一週間後、このソケット状管継手の両開口
部より低密度ポリエチレン製パイプ（外径３２．５ｍ
ｍ、肉厚４ｍｍ、長さ８０ｍｍ）２本をそれぞれ挿入
し、管継手の電極３より８０Ｖで１分間交流電圧を印加
した後、４０Ｖの交流電圧を印加した。一方、テフロン
被覆した金属製ピンと、該ピンに所定の押圧力を加える
手段（バネ）と、ピンの変位を検知する変位検知手段
（電気接点）を備えたセンサーを、該ピンの先端が小孔
４を介して溶融検知用部材５の表面に押圧されるように
配置した。４０Ｖの交流電圧の印加２分後に、センサー
の電気接点が閉じてブザーが鳴り、融着が終了したこと
を知らせた。冷却後、この接続されたパイプの両端にク
ランプを着け、引張り試験機にて１０ｍｍ／分のスピー
ドで引張り試験を行った結果、パイプの部分で延伸破壊
し、継手および接着部は強靭に結合していた。また、部
材５が溶融し、小孔４が充填されていた。

【００４０】［実施例２］低密度ポリエチレン（メルト
インデックス０．３、密度０．９２、融点１１０℃）
に、導電性カーボンブラック（ケッチェンブラックＥ
Ｃ）２５％をバンバリーミキサーにて混合し、受ロール
でシート化した後、ペレットとした。このペレットを押
出成型機にて、外径３６ｍｍ、肉厚１．５ｍｍのパイプ
状に押出し、長さ６０ｍｍに切断した。このパイプの体
積固有抵抗は５３Ω・ｃｍであった。

【００４１】このパイプの両端に銅製の電極端子を接合
したものをＲＩＭ成形の中子とし、このまわりに内径４
１ｍｍ、外径８０ｍｍのアルミニウム製円筒金型を上下
の蓋を介して固定し、シールした。円筒と中子との空隙
に反応原液を注入するための注入口を上蓋に設けた。こ
の組み立てた円筒全体を６０℃に加熱し、注入口より窒
素ガスを流し、中子と円筒との空隙部分を窒素ガスで置
換した後、反応原液を注入した。

【００４２】ジシクロペンタジエン（ＤＣＰ）７５％
と、シクロペンタジエン三量体２５％を用い、これにス
チレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（クレ
イトン１１７０、シェル社製）を５％とフェノール系の
酸化防止剤であるイルガノックス１０１０（チバガイギ
ー社製）を２％溶解させ、これを２つの容器に入れ、一
方にはモノマーに対しジエチルアルミニウムクロリド
（ＤＥＡＣ）を４０ミリモル濃度、ｎ−プロパノールを
４４ミリモル濃度、四塩化ケイ素を２０ミリモル濃度と
なるように添加した。他方には、モノマーに対しトリ
（トリデシル）アンモニウムモリブデートを１０ミリモ
ル濃度となるように添加した。両反応液を１：１の容積
比になるようにギヤーポンプによりパワーミキサーに搬
送し、前記注入口から金型内の空隙部に注入した。

【００４３】注入後約３分後に重合反応が完了した。円
筒金型の上下の蓋を外し、電極端子を装着した発熱体を
内周層とし、そのまわりに熱硬化性ポリノルボルネン系
樹脂からなる基体が一体成型されたスリーブ状のソケッ
トが得られた。このソケットの外周層と内周層とは、密
着性に優れており、両者を引き剥そうとしても引き剥す
ことはできなかった。なお、外周層のポリノルボルネン
系樹脂のＴｇは１７０℃であった。ドリルを用いて、こ
のソケットの外層表面から直径５ｍｍの小孔４を発熱体
に達するまで開け、その小孔４に直径４．５ｍｍ、厚み
２ｍｍの、発熱体に用いたものと同様の低密度ポリエチ
レンの塊状体からなる融着検知用部材５を装填した。

【００４４】このソケットを８０℃に加熱してから、こ
の中空部に外径３７ｍｍのステンレス製丸棒を８０℃に
加熱して圧入することによって内径３７ｍｍとなるよう
に拡径した。このソケットの両端より、発熱体と同質の
低密度ポリエチレン製パイプ（外径３６ｍｍ、肉厚４ｍ
ｍ、長さ８０ｍｍ）２本をそれぞれ挿入し、一方、テフ
ロン被覆した金属製ピンと、該ピンに所定の押圧力を加
える手段と、ピンの変位を検知する変位検知手段（電気
接点）を備えたセンサーを、該ピンの先端が小孔を介し
て融着検知用部材５の表面に押圧されるように配置し
た。発熱体の両端の各２つの電極端子に電源から７０Ｖ
の交流電圧を１分間印加した後、３０Ｖの交流電圧を印
加したところ、基体が原形に回復するとともに、３分後
にセンサーの電気接点が閉じてブザーが鳴り、融着が終
了したことを知らせた。

【００４５】かくして接合されたパイプとソケットを縦
に６等分に切断して試験用試料を作り、試料の端を引張
試験機のクランプに止めて５０ｃｍ／分の速度で引張試
験を行うと、各試料ともパイプの部分が延伸破壊し、ソ
ケットの部分は各層とも強靭に結合していた。また、部
材５が溶融し、小孔４が充填されていた。

【００４６】［実施例３］実施例２において、融着検知
用部材５の厚みを３ｍｍとし、センサーを使用せずに、
目視で融着を確認した。３０Ｖの交流電圧を印加後、約
３分で融着検知用部材５が小孔４から膨出し、融着が確
認された。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、導電性粒子を含有する
熱可塑性ポリマーで構成された発熱体と合成樹脂製基体
を有する融着型接合部材において、接合作業時に融着終
了の有無を確実に検知することができる。また、融着終
了の確認が人間の感覚のみによらず、センサーを使用す
ることにより、機械的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の管継手（融着型接合部材）の１例を示
す断面図である。

【図２】本発明の管継手（融着型接合部材）の使用方法
を示す断面図である。

【図３】本発明の管継手（融着型接合部材）の１例を示
す断面図である。

【符合の説明】

１：合成樹脂製基体２：発熱体３：リング状電極４：融着検知用小孔５：融着検知用部材６：ポリエチレン製パイプ７：電源８：融着層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性粒子を含有する熱可塑性ポリマー
で構成された発熱体（Ａ）と、該熱可塑性ポリマーの融
点において形状保持性を有する合成樹脂製基体（Ｂ）と
が一体的に形成されてなる融着型接合部材であって、基
体表面に開口し、かつ、基体を貫通するが発熱体は貫通
しない融着検知用小孔（Ｄ）を設けたことを特徴とする
融着型接合部材。
【請求項２】さらに、熱可塑性ポリマーで構成された
融着層（Ｃ）が、最外層として発熱体（Ａ）と一体化ま
たは密着して形成されている請求項１記載の融着型接合
部材。
【請求項３】発熱体（Ａ）の加熱軟化時に溶融する材
質で形成された融着検知用部材（Ｅ）を融着検知用小孔
（Ｄ）内に装填してなる請求項１記載の融着型接合部
材。