(57)【要約】      （修正有）【課題】ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物における配合比の変化に対応できる融着条件を確立し、融着不良がなく、信頼性の高いポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の接続方法及びその接続方法で接続された製配管部材の提供。【解決手段】ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材が、ポリフェニレンエーテル系樹脂ａ質量部、ポリスチレン系樹脂ｂ質量部を必須成分とし、前記ａ、ｂがａ＋ｂ＝１００及びａ：ｂ＝（１０〜９０）：（９０〜１０）の関係を満足し、かつ混練後のメルトフローレートが１．０〜１０．０ｇ／１０分である組成物からなり、加熱温度Ｈ（℃）が、Ｈ＝[２２０℃＋｛１００℃×（ａ質量部／１００質量部）｝]±１０℃で配管部材の管部４外周と受口部２内周とを加熱７溶融し、その後、該受口部内に該管部を挿入して融着接合させてなることを特徴とする接続方法。【選択図】図３
2010078094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を成形してなるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の管部と受口部とを接続する方法において、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材が、ポリフェニレンエーテル系樹脂ａ質量部、ポリスチレン系樹脂ｂ質量部を必須成分とし、
前記ａ、ｂが
ａ＋ｂ＝１００
ａ：ｂ＝（１０〜９０）：（９０〜１０）
の関係を満足し、かつ混練後のメルトフローレートが１．０〜１０．０ｇ／１０分であるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物からなり、
加熱温度Ｈ（℃）が、
Ｈ＝[２２０℃＋｛１００℃×（ａ質量部／１００質量部）｝]±１０℃  
でポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の管部外周と受口部内周とを加熱溶融し、その後、該受口部内に該管部を挿入して融着接合させてなることを特徴とするポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の接続方法。
【請求項２】
前記ａ、ｂが
ａ＋ｂ＝１００
ａ：ｂ＝（４０〜６０）：（６０〜４０）
の関係を満足することを特徴とする請求項１記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の接続方法。
【請求項３】
前記ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の管部と受口部とを加熱溶融する時の加熱時間Ｔ（秒）が、配管部材の管部の肉厚ｔ（ｍｍ）に対して、
１．７×ｔ＋１＜Ｔ＜１．７×ｔ＋３０
であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の接続方法。
【請求項４】
前記ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の管部と受口部とが、管部の外径をＤ（ｍｍ）、受口部の融着部長さをＬ（ｍｍ）としたとき、
０．２Ｄ＋４＜Ｌ＜０．４Ｄ＋６０
１５＜Ｄ＜２２５
の関係を満足することを特徴とする請求項３記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の接続方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の接続方法で接続されてなるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材。
【請求項６】
前記配管部材が、パイプ、継手、バルブのいずれかであることを特徴とする請求項５記載のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を用いて成形された配管部材の接続方法及びその接続方法で接続されてなるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物は、剛性、耐熱性、耐薬品性等に優れた特性を有しており、工業用品としてはＯＡ機器・電化製品・電子部品・自動車用品（例えば、ホイールキャップ、フェンダー等）に使用されている。
【０００３】
また、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物は高温域（６０〜９５℃）での酸やアルカリに対する耐性を有しており、価格も汎用エンジニアプラスチックの中でも比較的安価であることから、工業分野において高温の薬液を流すための高温用配管部材に適している。このような高温用配管部材は従来の金属管から樹脂管へ転移する傾向にあり、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材もその候補にあることから今後の普及が大きく期待されている。
【０００４】
ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材はまだ世間にあまり普及していないが、この配管部材の接続方法としては、一般的に、メカニカル継手を用いる接続方法、ねじによる接続方法などが考えられる。
しかし、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の普及が期待される分野は、配管にヒートサイクルがかかる厳しい使用環境であり、また、高温の薬液が主な輸送流体であるため、メカニカル継手による配管部材の接続は長期的なシール性の不安やメンテナンスが必要であることなどを考慮すると不向きであり、このような分野においては、配管部材同士を一体化するような接続方法が求められる。配管部材を一体化して接続する方法としては、一般的に、熱融着による接合方法、接着剤による接合方法、溶接による接合方法が考えられる。しかし、接着による接合方法は、接着剤で塗布面を溶融することにより接着でき、且つ配管部材に求められる物性が得られるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物用の接着剤は存在していないのが現状である。また、一般的な樹脂製配管では、溶接による接合方法は熱融着や接着による接続方法に比べて接続部分の強度が得られないため、厳しい使用環境には不向きである。従って、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の接続には接続部分同士を熱融着させる方法が好適であると予想されるが、世間にあまり普及されていないポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材はその熱融着のための融着条件すらまだ確立されていないのが実情である。
【０００５】
従来の熱融着による配管部材の接続方法として、ポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣと記す）製の配管部材では特許文献１に示すような接続方法があった。
その構成は、ＰＶＣ管の挿入部と管継手の管受口とを加熱溶融し、ＰＶＣ管を管継手に挿入して融着接続する際に、管継手の管受口の加熱時間をＰＶＣ管の挿入部の加熱時間よりも１．５〜３倍長くするとともに、ＰＶＣ管の挿入部が熱溶融状態にある間に管継手の管受口の加熱を終了するものであり、加熱による収縮応力を減少させて耐水圧性及び耐薬液性を向上させるものであった。
【０００６】
また、他の材質ではポリプロピレン（以下、ＰＰと記す）やポリエチレン（以下、ＰＥと記す）製の配管部材の接続において、熱融着による接続方法が広く普及しており、特許文献２に示すような接続方法があった。
その構成は、メルトフローレート（以下、ＭＦＲと記す）が０．１０〜０．１８／１０分のＰＥ樹脂からなる管継手を用いてＰＥ管と管継手を熱融着により接続するものであり、ＰＥ管と管継手とを熱融着した場合に、樹脂の不均一な流動が避けられ、継手の溶融引けの発生が防止され、長期間使用しても継手に割れ等が生じにくくなるというものであった。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２１６２６２号公報
【特許文献２】特開平４−３３７１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物とＰＰやＰＥ、ＰＶＣとでは溶融温度が異なるため、ＰＰ製配管部材やＰＥ製配管部材、ＰＶＣ製配管部材と同じ融着条件ではポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製の配管部材を熱融着することは困難である。特に、ＰＰやＰＥは結晶性樹脂であり、非結晶性樹脂であるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物とは溶融形態が異なるので、ＰＰ製配管部材やＰＥ製配管部材と同じ融着条件では加熱された配管部材の表面が十分に溶融されず、融着接合部分の強度が十分に得られないという問題があった。
【０００９】
また、ＰＶＣは一種類のモノマーからなるポリマーであるが、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物はポリフェニレンエーテル系樹脂とポリスチレン系樹脂などの性質の異なる樹脂のポリマーアロイであるため、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を構成する各々の樹脂の配合比により溶融温度やＭＦＲなどの物性は変化する。
そのため、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製の配管部材を熱融着により接続する場合には、一種類の融着条件だけでは樹脂の配合比の異なるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製の配管部材を熱融着することは困難であり、樹脂の配合比ごとに適切な加熱温度や加熱時間などの融着条件を用いる必要がある。つまり、特定の配合比のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物に最適な融着条件を導き出したとしても、その融着条件が配合比の異なるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物にも適合するとは限らない。融着条件が配合比に適していない場合は、配管部材の溶融が不十分だと配管が抜けたり、溶融しすぎると変形したり適切な熱融着ができない恐れや、外観上は熱融着できていても応力が集中したときや長期間使用したときに割れやすくなるなどの融着不良を引き起こす恐れがあるという問題があった。そのため、配合比の異なるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を熱融着するには、その都度最適な融着条件を導き出さねばならないという問題があった。
【００１０】
本発明は、以上のような問題点に鑑みなされたものであり、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物における配合比の変化に対応できる融着条件を確立し、融着不良がなく、信頼性の高いポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の接続方法及びその接続方法で接続されてなるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の管部と受口部とを接続する方法において、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材がポリフェニレンエーテル系樹脂ａ質量部とポリスチレン系樹脂ｂ質量部がａ＋ｂ＝１００、及びａ：ｂ＝(１０〜９０)：(９０〜１０)の関係を満足し、かつ混練後のメルトフローレートが１．０〜１０．０ｇ／１０分であるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物からなり、加熱温度Ｈ（℃）がＨ＝[２２０℃＋｛１００℃×（ａ質量部／１００質量部）｝±１０℃〕でポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の管部外周と受口部内周とを加熱溶融し、その後、該受口部内に該管部を挿入して融着接合させてなることを第１の特徴とし、さらに、前記ａ、ｂが、ａ＋ｂ＝１００、ａ：ｂ＝(４０〜６０)：(６０〜４０)の関係を満足することを第２の特徴とする。
さらに、前記ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の管部と受口部とを加熱溶融する時の加熱時間Ｔ（秒）が、管部の肉厚ｔ（ｍｍ）に対して、 １．７×ｔ＋１＜Ｔ＜１．７×ｔ＋３０であることを第３の特徴とし、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の管部と受口部とが、管部外径をＤ（ｍｍ）、受口部の融着部長さをＬ（ｍｍ）としたとき、０．２Ｄ＋４＜Ｌ＜０．４Ｄ＋６０、１５＜Ｄ＜２２５の関係を満足することを第４の特徴とする。
上記の接続方法で接続されてなるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材を第５の特徴とし、前記配管部材が、パイプ、継手、バルブのいずれかであることを第６の特徴とする。
【００１２】
ここで、本発明において加熱温度とは、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材を溶融させる温度のことであり、ヒーターの実測温度と同一または同程度の温度となる。また、加熱時間とは、加熱したヒーターに受口部と管部を差し込んだ時点からカウントを始めて、ヒーターから受口部と管部を取り外すまでの時間のことである。
【００１３】
ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物は加熱を行うと加熱表面とともに加熱部分付近の軟化が比較的早いため、加熱部分付近に負荷がかかるような熱融着は適しておらず、配管部材として十分な機能を有し信頼性の高い接続を得るためには、接続部分同士を熱融着させる方法のうちでも、管部外周部と受口部内周部とを加熱溶融し、その後、受口部内に管部を挿入して融着接合する方法が最も好適である。
【００１４】
ポリフェニレンエーテル系樹脂は機械的強度や弾性率は大きいが、流動性が悪いためポリフェニレンエーテル系樹脂単独では成形することができない。このため、成形するには他の樹脂を配合することで流動性を向上させる必要がある。この配合に用いる樹脂は配管部材として要求される特性（引張強度、アイゾット衝撃試験、薬品に対する耐ストレスクラック性、価格等）をバランス良く有していることからポリスチレン系樹脂である必要がある。
【００１５】
また、本発明においてポリフェニレンエーテル系樹脂組成物のＭＦＲは１．０〜１０．０ｇ／１０分である必要がある。これは、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の成形に必要な樹脂組成物の流動性を有し、特に厚肉の配管部材を成形するのに良好な生産性を得るとともに、ヒーターにより良好に加熱溶融させるためには１．０ｇ／１０分以上が良く、パイプ成形におけるパイプの偏肉による反りや樹脂組成物のドローダウンを抑え、パイプを流れる薬液に対する良好な耐ストレスクラック性を確保する上で１０．０ｇ／１０分以下が良い。
【００１６】
ポリフェニレンエーテル系樹脂ａ質量部とポリスチレン系樹脂ｂ質量部を混練し、得られたポリフェニレンエーテル系樹脂組成物（ａ＋ｂ）が１００質量部のとき、成形に必要な樹脂組成物の流動性を確保する為には、ポリフェニレンエーテル系樹脂が９０質量部以下であり、ポリスチレン系樹脂が１０質量部以上である必要があり、耐熱性などの物性を発現するためには、ポリフェニレンエーテル系樹脂が１０質量部以上であり、ポリスチレン系樹脂が９０質量部以下である必要がある。これより、ａ＋ｂ＝１００のとき、ａ：ｂ＝（１０〜９０）：（９０〜１０）が好ましい。
【００１７】
また、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材は、その使用が期待される分野において、高温用配管部材に要求される特性を満足させる必要があり、ポリフェニレンエーテル系樹脂とポリスチレン系樹脂の配合比は、衝撃強度を向上させると共に流動性を向上させて成形性を良くするためには、ポリフェニレンエーテル系樹脂が６０質量部以下、ポリスチレン系樹脂が４０質量部以上がよく、良好な高温クリープ特性を有し、機械的強度の低下を抑え、耐熱性を維持するためにはポリフェニレンエーテル系樹脂が４０質量部以上、ポリスチレン系樹脂が６０質量部以下がよい。これより、（ａ＋ｂ）＝１００のとき、（ａ：ｂ）＝（４０〜６０）：（６０〜４０）がより好ましい。
なお、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物は、ポリフェニレンエーテル系樹脂とポリスチレン系樹脂をブレンドしたものが用いられる。また、ポリフェニレンエーテル系樹脂とポリスチレン系樹脂をブレンドしたポリフェニレンエーテル系樹脂組成物１００質量部に対し、添加剤としてポリフェニレンエーテル系樹脂とポリスチレン系樹脂をグラフト共重合させたものをブレンドしても良く、グラフト共重合したポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を添加することによって良好な加工性と長期物性を得ることができる。なお、ポリフェニレンエーテル系樹脂とポリスチレン系樹脂をグラフト共重合させたものを添加剤として加えたときのポリフェニレンエーテル系樹脂a質量部、ポリスチレン系樹脂b質量部とはブレンド、グラフト共重合に関係なく、それぞれの樹脂の総量がa質量部、b質量部となる。また、グラフト共重合させたポリフェニレンエーテル系樹脂組成物の添加量はポリフェニレンエーテル系樹脂組成物の物性が変化しない程度であれば良く５質量部以内が望ましい。
【００１８】
本発明で使用するポリフェニレンエーテル系樹脂組成物はポリフェニレンエーテル系樹脂とポリスチレン系樹脂の異なる樹脂のポリマーアロイであり、ポリフェニレンエーテル系樹脂の溶融温度の方がポリスチレン系樹脂の溶融温度より高いため、ポリフェニレンエーテル系樹脂の配合量に依存して、溶融温度が高温側に移行する。ポリフェニレンエーテル系樹脂の配合比が１０質量部増加する毎に溶融温度が１０℃ずつ高温側に移行することと、ポリスチレン系樹脂の一般的な射出成形温度が２２０℃であることから、加熱温度Ｈ（℃）は、ポリフェニレンエーテル系樹脂の配合比がａ質量部のとき、Ｈ＝[２２０℃＋｛１００℃×（ａ質量部／１００質量部）｝]の関係式で表される。また、この関係式で導き出される加熱温度を基準として±１０℃の範囲において好適な融着を行うことができる。従って、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製の配管部材を高温の薬液が主な輸送流体である厳しい使用環境において、長期間の使用に耐え、且つ漏れや割れが発生しないように融着接続するためには、加熱温度Ｈ（℃）をＨ＝[２２０℃＋｛１００℃×（ａ質量部／１００質量部）｝]±１０℃の関係式の範囲内に設定することが望ましい。また、この関係式を図で表すと図６のように表され、線の間が関係式の範囲で、斜線で示された領域が（ａ：ｂ）＝（１０〜９０）：（９０〜１０）、（ａ：ｂ）＝（４０〜６０）：（６０〜４０）の範囲である。
【００１９】
本発明におけるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の管部と受口部とを加熱溶融するときの加熱時間の設定は、管部外周と受口部内周の融着部分が良好な溶融状態となり、且つ溶融しすぎないように設定する必要があり、加熱時間は管部の肉厚ｔ（ｍｍ）に依存して設定することができる。従って、加熱時間は、高温の薬液が主な輸送流体である厳しい使用環境において、長期間の使用に耐え、且つ漏れや割れが発生しない配管となるためには、１．７ｔ＋１（秒）以上がよく、また、溶融した状態で受口内に管部を挿入する際、パイプが変形して流路面積が減少するのを防ぐために、１．７ｔ＋３０（秒）以下がよい。また、この関係式を図で表すと図７のように表され、線の間の斜線で示された領域が関係式の範囲である。また、熟練を必要とせず、安定した熱融着を行うためには、加熱時間Ｔ（秒）は１．７ｔ＋３（秒）＜Ｔ＜１．７ｔ＋１５（秒）がより望ましい。なお、この数値範囲は管部の外径D（ｍｍ）が１５＜D＜２２５で好適に作用し、この時の肉厚ｔ（ｍｍ）が１．５＜ｔ＜２２であることが望ましい。
【００２０】
ここで、受口部の受口内径は、管外径に対して９４％〜１０５％の範囲にあることが好ましく、１００％〜１０５％の範囲であることがより好ましい。これは、管部外周と受口部内周を加熱溶融させて表面が軟化した部分（ビードとなる部分）を差し引いた時に管部外径に対して受口部内径が１００％以上になって嵌合できるように加熱前の受口部外径の９４％以上が好ましく、溶融した管部と受口部の間に必要以上のクリアランスを設けずに挿入時に確実に押圧させるために１０５％以下が好ましい。このうち、受口部の内周は奥部に向かって緩やかに縮径するようにテーパーが設けられており、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の接続においては、管部を受口部に挿入する際に、管部の加熱部分付近に負荷をかけないように受口部が管部より大きくなるようにして、挿入時に受口部内周面のテーパー部分に管部外周を当接させて接続するために１００％以上がより好ましい。
【００２１】
ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の管部と受口部とを接続する方法において、管部外周と受口部内周とを加熱溶融し受口部内に管部を挿入して融着接合させた融着部分は、接続部分の断面形状が変化するため配管内で発生する応力が集中しやすくなっている。配管施工後に高温の薬液を輸送したときにかかる熱応力よって、融着部分に曲げ応力が作用したり、高い内圧がかかることによって、融着部分に引張応力が作用することがあるので、それらに耐えうるような融着部長さにする必要がある。融着部分にかかる応力に対し十分に耐えうる強度を確保するには融着部分の面積を管の外径Ｄ（ｍｍ）を基準として管の断面積に対して十分取るとよく、受口部の融着部長さは０．２Ｄ＋４以上であることが望ましい。また、管部を受口部に挿入したとき、溶融状態を保持したまま最後まで確実に挿入でき、挿入時に管部が変形して流路の減少を起こさないようにするために、受口部の融着部長さは０．４Ｄ＋６０以内であることが望ましい。なお、この数値範囲は管部の外径D（ｍｍ）が１５＜D＜２２５で好適に作用する。また、この関係式を図で表すと図８のように表され、線の間が関係式の範囲で、斜線で示された領域が管部の外径D（ｍｍ）が１５＜D＜２２５の範囲である。
【００２２】
また、受口部の受口内径が管外径に対して９４％以上１００％未満のときは、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の管部を受口部にスムースに挿入するためには、受口部の融着部長さＬ（ｍｍ）は、０．４Ｄ＋１０＜Ｌ＜０．４Ｄ＋４０がより望ましく、受口部の受口内径が管外径に対して１００％以上１０５％以下のときは、受口部内周面のテーパー部分に管部外周を当接させて、融着接合された部分に十分な強度を得るためには、受口部の融着部長さＬ（ｍｍ）は、０．２Ｄ＋６＜Ｌ＜０．２Ｄ＋３０がより望ましい。
【００２３】
受口部のテーパーの角度は受口部の軸線に対して、０．１°〜２．５°の範囲であることが望ましく、０．７°〜２．０°の範囲であることがより望ましい。これは、管部外周と受口部内周を加熱溶融し、その後、受口内に管部を挿入する際、溶融した管部外周と溶融した受口部内周を圧着状態にして、高い融着部の強度を得るために、０．１°以上であることが必要である。また、受口部２に挿入部４を挿入する際に、奥までスムースに挿入できるように挿入抵抗を抑えるためには、２．５°以下である必要がある。
【００２４】
本発明のポリフェニレンエーテル系樹脂としては、公知のものを特に制限無く使用でき、単独重合体であっても共重合体であっても良く、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２−メチル−６−エチル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２ ，６−ジエチル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２−エチル−６−ｎ−プロピル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２，６−ジ−ｎ−プロピル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２−メチル−６−ｎ−ブチル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２−エチル−６−イソプロピル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２−メチル−６−クロロエチル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２−メチル−６−ヒドロキシエチル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２−メチル−６−クロロエチル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２，６−ジメトキシ−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２，６−ジクロロメチル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２，６−ジブロモメチル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２，６−ジフェニル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２，６−ジトリル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２６−ジクロロ−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２，６−ジベンジル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２，５−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテルなどが挙げられる。
【００２５】
本発明のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物で用いられるポリスチレン系樹脂は、スチレン及びスチレン誘導体の単独重合体、例えば、ポリスチレン、ゴム変性ポリスチレン（ハイインパクトポリスチレン）、シンジオタクチックポリスチレン等が挙げられ、さらにはスチレン系共重合体、例えば、スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＡＳ樹脂）、スチレン−アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＡＢＳ樹脂）等が挙げられる。このうち相溶性が良好で衝撃強度を向上させる点でハイインパクトポリスチレンを用いることが好ましい。
【００２６】
また、本発明のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物は、配管部材として要求される特性の許容範囲内であればポリフェニレンエーテル系樹脂組成物に他のポリマーや無機系添加剤を含んでも良い。他のポリマーとしてはスチレン・ブタジエン系ゴムが挙げられ高温クリープ特性を維持したまま衝撃強度を向上させることができる。無機系添加剤としては、ガラス繊維などが挙げられ、強度や剛性を向上させることができる。また、本発明のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物は、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤などの安定剤を配合しても良く、これらの配合により組成物の熱安定性や耐光性を向上させることができる。以上の添加剤は配管部材として必要な特性を低下させない範囲で混合すればよく、添加剤の合計がポリフェニレンエーテル系樹脂組成物１００質量部に対し５質量部以内で配合すると良い。
【００２７】
本発明のポリフェレニレンエーテル系樹脂組成物を用いた配管部材とは特にパイプ、継手、バルブに関するものであり、その成形方法は特に制限は無く、押出成形で製造されるパイプ、多層パイプや射出成形、真空・圧空成形等で製造されるソケット、エルボ、チーズ、フランジ、バルブ等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は以上のような構造をしており、以下の優れた効果が得られる。
（１）ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物の配合比がポリフェニレンエーテル系樹脂１０〜９０質量部、ポリスチレン系樹脂９０〜１０質量部であり、混練後のＭＦＲが１．０〜１０．０ｇ／１０分であるポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の配合比ごとに好適な加熱温度を得ることができるため、どのような配合比のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材を用いても、パイプと同等程度の引張強度と流路面積を有する熱融着を安定して行うことができる。
（２）ポリフェニレンエーテル系樹脂４０〜６０質量部、ポリスチレン系樹脂６０〜４０質量部とすることで、衝撃強度や引張強度、高温クリープ特性等の諸物性を良好な範囲でバランスよく有するポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材を提供できる。
（３）ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製の配管部材の肉厚ごとに好適な加熱時間を得ることができるため、パイプと同等程度の引張強度と流路面積を有する熱融着を安定して行うことができる。
（４）パイプの管部の外径Ｄ（ｍｍ）ごとに好適な融着部長さを得ることができるため、熱応力や曲げ応力に対して十分な強度を持ち、且つ、管部の変形なく管部を受口部内に挿入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明するが、本発明が本実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００３０】
図１は本発明の実施形態を示すパイプとソケット形状の継手の縦断面図であり、図２はパイプと継手を融着接続するときのヒーターを加熱している状態を示す部分縦断面図であり、図３はパイプと継手をヒーターで加熱溶融している状態を示す部分縦断面図であり、図４は加熱溶融されたパイプと継手を接続している状態を示す縦断面図であり、図５は熱融着により一体的に接続されたパイプと継手を示す縦断面図である。
【００３１】
以下、図１に基づいて、本発明の実施形態であるソケット形状のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製の継手について説明する。
【００３２】
図において、継手１およびパイプ３は、ポリフェニレンエーテル系樹脂５０質量部、ハイインパクトポリスチレン５０質量部を配合したポリフェニレンエーテル系樹脂組成物から成形されている。また、継手１は管部４の外径Ｄ（ｍｍ）が３２ｍｍであるパイプ３と融着接続されるソケット形状の継手である。
【００３３】
受口部２は継手１の両端部の内周に設けられており、受口部内径ｄ（ｍｍ）は３２．５ｍｍであり、奥部に向かって傾き０．０２８°のテーパーで縮径するように設けられている。
【００３４】
なお、本実施例では、継手１に挿入される配管部材としてパイプ３を挙げているが、受口部２に融着接合されるような管部４を持っていれば特に限定されることはなく、レジューサー形状などの継手、バルブなどいずれでもよい。また、パイプ３を挿入する配管部材としてソケット形状の継手１を挙げているが、管部４に融着接合されるような受口部２を持っていれば特に限定されることはなく、受口などを有するパイプ、エルボ形状やチーズ形状などの継手、バルブなどいずれでもよい。
【００３５】
次に、実施例のソケット形状の継手１とパイプ３を融着機を用いて融着接続するときの作用について図２乃至図５を参照して説明する。
【００３６】
まず、図２のように、融着機の一方のクランプ６に継手１をセットし、他方のクランプ５にパイプ３をセットする。次に、図３のようにパイプ３の管部４外周と継手１の受口部２内周をヒーター７にて、加熱温度２７０℃、加熱時間１２秒の条件で加熱する。継手１およびパイプ３を一定時間加熱溶融した後に、ヒーター７から継手１とパイプ３を離して、時間を空けずにパイプ３の管部４を継手１の受口部２に融着部長さが３５ｍｍとなるように挿入する。ここで、融着部長さＬ（ｍｍ）とは、管部４の外周と受口部２内周とを加熱溶融し、受口部２内に管部４を挿入して融着接合させたときの管部４端面と受口部２端面間の長さである（図４参照）。
【００３７】
パイプ３を継手１に挿入したら、その状態のまま一定時間固定し（図４の状態）、冷却を行った後にクランプ５及びクランプ６からパイプ３と継手１を外すことで融着接続の作業が完了する。また、継手１の他方の受口部にパイプ８を接続するときも、同様の方法で融着接続することができる（図５の状態）。
【００３８】
次に、本発明のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の接続方法およびポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材について、その性能を以下に示す試験方法で評価した。評価の内容は、異なる配合比またはＭＦＲのポリフェニレンエーテル系樹脂組成物から押出成形したパイプの評価と、パイプと射出成形した継手とを加熱融着したもの（以下、融着体と記す）の評価である。
【００３９】
（１）パイプの引張試験
ＪＩＳ  Ｋ７１６１を参照して、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製のパイプの引張強度を２３±１℃の雰囲気中で試験速度１０ｍｍ／分で測定した。
（２）融着体の引張試験
ＪＩＳ  Ｋ７１６１を参照して、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製のパイプと継手との融着体の引張強度を２３±１℃の雰囲気中で試験速度１０ｍｍ／分で測定した。
（３）融着後の流路面積の評価
ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製のパイプと継手とを加熱融着し、融着体の接合部の流路面積を測定することにより流路面積の評価を行った。融着体の接合部の流路面積が、加熱融着前のパイプの流路面積の１００〜９０％を◎、８９〜８０％を○、８０％未満を△と評価した。
（４）ＭＦＲ測定
ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して、試験温度２５０℃、試験荷重１０ｋｇの条件でポリフェニレンエーテル系樹脂組成物のＭＦＲを測定した。
（５）ノッチ付きアイゾット衝撃試験
ＪＩＳ  Ｋ７１１０に準拠して、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製のパイプからノッチ付きアイゾット衝撃試験片を切り出し、２３±１℃の雰囲気中でアイゾット衝撃強度を測定した。
（６）ストレスクラック試験
ＪＩＳ  Ｋ７１０８を参照して、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製のパイプからストレスクラック試験片（厚み２ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ５０ｍｍ）を切り出し、一定応力（３０ＭＰa）を加えた状態で、２３℃、８７重量％の硫酸に５６日間浸漬させ、試験片の表面に亀裂が発生しているかどうかを目視にて確認した。
【００４０】
本発明においては、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製の配管部材として最低限必要な条件として、管に加わる内圧に対して割れ易くならないようパイプの引張強度が４０ＭＰａ以上必要であり、配管部材が割れ易くならないようにアイゾット衝撃強度が７ｋＪ／ｍ２以上必要であり、且つ薬液に対する耐ストレスクラック性を有することが挙げられる。
【００４１】
また、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製のパイプと継手の融着体が良好な高温クリープ特性を有するためには、融着体の引張強度がパイプ単体の引張強度と同等程度である必要があり、融着体の接合部の流路面積は加熱融着前のパイプの流路面積の１００〜９０％であることが望ましい。
【００４２】
実験例１
まず、混練後のＭＦＲがポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の衝撃強度および耐ストレスクラック性に及ぼす影響を確認するための実験を行った。
【実施例１】
【００４３】
分子量の異なるポリフェニレンエーテル系樹脂をそれぞれ、ポリフェニレンエーテル系樹脂Ａ、Ｂ、Ｃとし、各々のポリフェニレンエーテル系樹脂５０質量部とポリスチレン系樹脂のハイインパクトポリスチレン５０質量部を配合し、二軸押出機にて混練してペレット化し、混練後のＭＦＲがそれぞれ４．５ｇ／１０分、８．５ｇ／１０分、１１ｇ／１０分と測定されたポリフェニレンエーテル樹脂組成物を製造した。得られた樹脂組成物の混練後のＭＦＲが４．５ｇ／１０分のものを実施例１−１、８．５ｇ／１０分のものを実施例１−２、１１ｇ／１０分のものを比較例１として、単軸押出機を用いてシリンダー温度２５０℃にて肉厚３．５ｍｍ、外径３２ｍｍのポリフェニレンエーテル樹脂組成物製のパイプを成形し、アイゾット衝撃試験用の試験片とストレスクラック試験用の試験片を切り出し、アイゾット衝撃試験、ストレスクラック試験を行った。各試験の結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
2010078094.tif 000003
【００４５】
表１より、実施例１−１、実施例１−２、比較例１を比較すると、ポリフェニレンエーテル系樹脂とポリスチレン系樹脂のハイインパクトポリスチレンの配合比が同じであっても、混練後のＭＦＲが異なっていることにより、アイゾット衝撃強度、薬液に対する耐ストレスクラック性が共に変わっていることが分かる。
アイゾット衝撃強度については、実施例１−１、実施例１−２、比較例１の全てにおいて７ｋＪ／ｍ２以上有しており、配管部材に最低限必要な値を満たしているが、ＭＦＲが大きくなるにつれてアイゾット衝撃強度が低下する傾向にあることが確認された。
また、薬液に対する耐ストレスクラック性については、実施例１−１、実施例１−２のＭＦＲでは耐ストレスクラック性に変化はみられないが、比較例１のＭＦＲでは、ストレスクラック試験において若干の亀裂が生じた。これは、ＭＦＲが大きくなると、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物の分子量が小さくなり、薬液が浸透しやすく応力の影響も受けやすくなることから、薬液に対する耐ストレスクラック性が低下するためである。このことから、ポリフェニレンエーテル樹脂組成物製の配管部材において、配管部材としての耐薬品性能を満たすためには、混練後のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物のＭＦＲが１．０〜１０．０ｇ／１０分であることが望ましい。
【００４６】
実験例２
次に、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物の配合比と加熱温度の関係を確認するための実験を行った。
【実施例２】
【００４７】
ポリフェニレンエーテル系樹脂３０質量部（実施例１で用いたポリフェニレンエーテル系樹脂Ａ）、ポリスチレン系樹脂のハイインパクトポリスチレン７０質量部を配合してペレット化し、混練後のＭＦＲが、４．５ｇ／１０分のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を製造した。得られた樹脂組成物で実施例１と同様にポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製のパイプを成形し、射出成形機を用いて受口内径ｄ（ｍｍ）が３２．５ｍｍのソケット形状の継手を成形し、加熱温度２３０℃、２４０℃、２５０℃、２６０℃、２７０℃、加熱時間１２秒の融着条件下でパイプと継手を融着接続させた。加熱温度２３０℃のものを比較例２−１、２４０℃のものを実施例２−１、２５０℃のものを実施例２−２、２６０℃のものを実施例２−３、２７０℃のものを比較例２−２として、融着体の引張試験および外観の評価を行った。なお、比較としてパイプのみの引張試験を行っている各試験の結果を表２に示す。
【実施例３】
【００４８】
ポリフェニレンエーテル系樹脂４０質量部（実施例１で用いたポリフェニレンエーテル系樹脂Ａ）、ポリスチレン系樹脂のハイインパクトポリスチレン６０質量部を配合してペレット化し、混練後のＭＦＲが、４．５ｇ／１０分のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を製造した。得られた樹脂組成物で実施例２と同様にパイプと継手を成形し、加熱温度２４０℃、２５０℃、２６０℃、２７０℃、２８０℃、加熱時間１２秒の融着条件下でパイプと継手を融着接続させた。加熱温度２４０℃のものを比較例３−１、２５０℃のものを実施例３−１、２６０℃のものを実施例３−２、２７０℃のものを実施例３−３、２８０℃のものを比較例３−２として、融着体の引張試験および外観の評価を行った。なお、比較としてパイプのみの引張試験を行っている各試験の結果を表２に示す。
【実施例４】
【００４９】
ポリフェニレンエーテル系樹脂５０質量部（実施例１で用いたポリフェニレンエーテル系樹脂Ａ）、ポリスチレン系樹脂のハイインパクトポリスチレン５０質量部を配合してペレット化し、混練後のＭＦＲが、４．５ｇ／１０分のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を製造した。得られた樹脂組成物で実施例２と同様にパイプと継手を成形し、加熱温度２５０℃、２６０℃、２７０℃、２８０℃、２９０℃、加熱時間１２秒の融着条件下でパイプと継手を融着接続させた。加熱温度２５０℃のものを比較例４−１、２６０℃のものを実施例４−１、２７０℃のものを実施例４−２、２８０℃のものを実施例４−３、２９０℃のものを比較例４−２として、融着体の引張試験および外観の評価を行った。なお、比較としてパイプのみの引張試験を行っている各試験の結果を表２に示す。
【実施例５】
【００５０】
ポリフェニレンエーテル系樹脂６０質量部（実施例１で用いたポリフェニレンエーテル系樹脂Ａ）、ポリスチレン系樹脂のハイインパクトポリスチレン４０質量部を配合してペレット化し、混練後のＭＦＲが、４．５ｇ／１０分のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を製造した。得られた樹脂組成物で実施例２と同様にパイプと継手を成形し、加熱温度２６０℃、２７０℃、２８０℃、２９０℃、３００℃、加熱時間１２秒の融着条件下でパイプと継手を融着接続させた。加熱温度２６０℃のものを比較例５−１、２７０℃のものを実施例５−１、２８０℃のものを実施例５−２、２９０℃のものを実施例５−３、３００℃のものを比較例５−２として、融着体の引張試験および外観の評価を行った。なお、比較としてパイプのみの引張試験を行っている各試験の結果を表２に示す。
【実施例６】
【００５１】
ポリフェニレンエーテル系樹脂７０質量部（実施例１で用いたポリフェニレンエーテル系樹脂Ａ）、ポリスチレン系樹脂のハイインパクトポリスチレン３０質量部を配合してペレット化し、混練後のＭＦＲが、４．３ｇ／１０分のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を製造した。得られた樹脂組成物で実施例２と同様にパイプと継手を成形し、加熱温度２７０℃、２８０℃、２９０℃、３００℃、３１０℃、加熱時間１２秒の融着条件下でパイプと融着接続させた。加熱温度２７０℃のものを比較例６−１、２８０℃のものを実施例６−１、２９０℃のものを実施例６−２、３００℃のものを実施例６−３、３１０℃のものを比較例６−２として、融着体の引張試験および外観の評価を行った。なお、比較としてパイプのみの引張試験を行っている各試験の結果を表２に示す。
【００５２】
【表２】
2010078094.tif 000004
【００５３】
表２より、実施例２−１〜実施例２−３、比較例２−１〜比較例２−２を比較すると、比較例２−１では、融着体の引張強度がパイプ単体の引張強度と比較して低くなっており、パイプ単体の引張強度の７０％程度であったのに対し、実施例２−１、実施例２−２、実施例２−３、比較例２−２では、融着体の引張強度がパイプ単体の引張強度と同等程度の強度を有しており、パイプの管部と継手の受口部が一体的に融着接合されていることが確認された。また、比較例２−２では、融着接合部の流路面積が熱融着前のパイプの流路面積と比較して減少しており、熱融着前のパイプの流路面積の８９〜８０％程度の面積であったのに対し、比較例２−１、実施例２−２、実施例２−３、実施例２−４では、融着接合部の流路面積が熱融着前のパイプの流路面積と同等程度の面積を有しており、ビードやパイプの変形により、流路面積が低下していないことが確認された。
このことから、ポリフェニレンエーテル系樹脂３０質量部とハイインパクトポリスチレン７０質量部を混練してできたポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製の配管部材において、その使用が期待される分野で要求される諸物性を考慮すると、パイプと継手を熱融着するときの加熱温度は、２４０℃〜２６０℃であることが望ましく、２５０℃〜２６０℃であることがより望ましい。
【００５４】
表２より、実施例３−１〜実施例３−３、比較例３−１〜比較例３−２を比較すると、比較例３−１では、融着体の引張強度がパイプ単体の引張強度と比較して低くなっており、パイプ単体の引張強度の８０％程度であったのに対し、実施例３−１、実施例３−２、実施例３−３、比較例３−２では、融着体の引張強度がパイプ単体の引張強度と同等程度の強度を有しており、パイプの管部と継手の受口部が一体的に融着接合されていることが確認された。また、比較例３−２では、融着接合部の流路面積が熱融着前のパイプの流路面積と比較して減少しており、熱融着前のパイプの流路面積の８９〜８０％程度の面積であったのに対し、比較例３−１、実施例３−１、実施例３−２、実施例３−３では、融着接合部の流路面積が熱融着前のパイプの流路面積と同等程度の面積を有しており、ビードやパイプの変形により、流路面積が低下していないことが確認された。
このことから、ポリフェニレンエーテル系樹脂４０質量部とハイインパクトポリスチレン６０質量部を混練してできたポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製の配管部材において、その使用が期待される分野で要求される諸物性を考慮すると、パイプと継手を熱融着するときの加熱温度は、２５０℃〜２７０℃であることが望ましく、２６０℃〜２７０℃であることがより望ましい。
【００５５】
表２より、実施例４−１〜実施例４−３、比較例４−１〜比較例４−２を比較すると、比較例４−１では、融着体の引張強度がパイプ単体の引張強度と比較して低くなっており、パイプ単体の引張強度の８０％程度であったのに対し、実施例４−１、実施例４−２、実施例４−３、比較例４−２では、融着体の引張強度がパイプ単体の引張強度と同等程度の強度を有しており、パイプの管部と継手の受口部が一体的に融着接合されていることが確認された。また、比較例４−２では、融着接合部の流路面積が熱融着前のパイプの流路面積と比較して減少しており、熱融着前のパイプの流路面積の８９〜８０％程度の面積であったのに対し、比較例４−１、実施例４−１、実施例４−２、実施例４−３では、融着接合部の流路面積が熱融着前のパイプの流路面積と同等程度の面積を有しており、ビードやパイプの変形により、流路面積が低下していないことが確認された。
このことから、ポリフェニレンエーテル系樹脂５０質量部とハイインパクトポリスチレン５０質量部を混練してできたポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製の配管部材において、その使用が期待される分野で要求される諸物性を考慮すると、パイプと継手を熱融着するときの加熱温度は、２６０℃〜２８０℃であることが望ましく、２７０℃〜２８０℃であることがより望ましい。
【００５６】
表２より、実施例５−１〜実施例５−３、比較例５−１〜比較例５−２を比較すると、比較例５−１では、融着体の引張強度がパイプ単体の引張強度と比較して低くなっており、パイプ単体の引張強度の８５％程度であったのに対し、実施例５−１、実施例５−２、実施例５−３、比較例５−２では、融着体の引張強度がパイプ単体の引張強度と同等程度の強度を有しており、パイプの管部と継手の受口部が一体的に融着接合されていることが確認された。また、比較例４−２では、融着接合部の流路面積が熱融着前のパイプの流路面積と比較して減少しており、熱融着前のパイプの流路面積の８９〜８０％程度の面積であったのに対し、比較例５−１、実施例５−１、実施例５−２、実施例５−３では、融着接合部の流路面積が熱融着前のパイプの流路面積と同等程度の面積を有しており、ビードやパイプの変形により、流路面積が低下していないことが確認された。
このことから、ポリフェニレンエーテル系樹脂６０質量部とハイインパクトポリスチレン４０質量部を混練してできたポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製の配管部材において、その使用が期待される分野で要求される諸物性を考慮すると、パイプと継手を熱融着するときの加熱温度は、２７０℃〜２９０℃であることが望ましく、２８０℃〜２９０℃であることがより望ましい。
【００５７】
表２より、実施例６−１〜実施例６−３、比較例６−１、比較例６−２を比較すると、比較例６−１では、融着体の引張強度がパイプ単体の引張強度と比較して低くなっており、パイプ単体の引張強度の８５％程度であったのに対し、実施例６−１、実施例６−２、実施例６−３、比較例６−２では、融着体の引張強度がパイプ単体の引張強度と同等程度の強度を有しており、パイプの管部と継手の受口部が一体的に融着接合されていることが確認された。また、比較例６−２では、融着接合部の流路面積が熱融着前のパイプの流路面積と比較して減少しており、熱融着前のパイプの流路面積の８９〜８０％程度の面積であったのに対し、比較例６−１、実施例６−１、実施例６−２、実施例６−３では、融着接合部の流路面積が熱融着前のパイプの流路面積と同等程度の面積を有しており、ビードやパイプの変形により、流路面積が低下していないことが確認された。
このことから、ポリフェニレンエーテル系樹脂７０質量部とハイインパクトポリスチレン３０質量部を混練してできたポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製の配管部材において、その使用が期待される分野で要求される諸物性を考慮すると、パイプと継手を熱融着するときの加熱温度は、２８０℃〜３００℃であることが望ましく、２９０℃〜３００℃であることがより望ましい。
【００５８】
以上のことから、実施例２〜実施例６より、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製の配管部材を熱融着するときの加熱温度は、ポリフェニレンエーテル系樹脂とハイインパクトポリスチレンの配合比によって異なり、ポリフェニレンエーテル系樹脂の配合比が増加するほど、高温側に移行していることが確認された。これは、ポリフェニレンエーテル系樹脂の溶融温度の方がハイインパクトポリスチレンの溶融温度より高いためである。また、より望ましい加熱温度が、ポリフェニレンエーテル系樹脂の配合比が１０質量部増加する毎に、１０℃ずつ高温側に移行していることと、ポリスチレン系樹脂の一般的な射出成形温度が２２０℃であることから、加熱温度Ｈ（℃）は、ポリフェニレンエーテル系樹脂の配合比がａ質量部のとき、Ｈ＝[２２０℃＋｛１００℃×（ａ質量部／１００質量部）｝]の関係式で表される。また、この関係式で導き出される加熱温度を基準として±１０℃の範囲においても好適な融着を行うことができるため、加熱温度Ｈ（℃）は、Ｈ＝[２２０℃＋｛１００℃×（ａ質量部／１００質量部）｝]±１０℃の関係式で表される。この関係式より導出された加熱温度で熱融着された融着体は、パイプ単体と同等程度の引張強度と熱融着前のパイプと同等程度の流路面積を有している。
【００５９】
実験例３
次に、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材の肉厚と加熱時間の関係を確認するための実験を行った。
【実施例７】
【００６０】
ポリフェニレンエーテル系樹脂５０質量部（実施例１で用いたポリフェニレンエーテル系樹脂Ａ）、ポリスチレン系樹脂のハイインパクトポリスチレン５０質量部を配合してペレット化し、混練後のＭＦＲが、４．５ｇ／１０分のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を製造した。得られた樹脂組成物で実施例２と同様にパイプと継手を成形し、加熱温度２７０℃、加熱時間５秒、８秒、１２秒、３５秒、４０秒の融着条件下でパイプと継手を融着接続させた。加熱時間５秒のものを比較例７−１、８秒のものを実施例７−１、１２秒のものを実施例７−２、３５秒のものを実施例７−３、４０秒のものを比較例７−２として、融着体の引張試験および外観の評価を行った。なお、比較としてパイプのみの引張試験を行っている各試験の結果を表３に示す。（実施例７−２は実施例４−２と同じである）。
【実施例８】
【００６１】
ポリフェニレンエーテル系樹脂５０質量部（実施例１で用いたポリフェニレンエーテル系樹脂Ａ）、ポリスチレン系樹脂のハイインパクトポリスチレン５０質量部を配合してペレット化し、混練後のＭＦＲが、４．５ｇ／１０分のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を製造した。得られた樹脂組成物で単軸押出機を用いてシリンダー温度２５０℃にて肉厚７．１ｍｍ、外径１１４ｍｍのポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製のパイプを成形し、射出成形機を用いて受口内径（ｄ）１１４．７ｍｍのソケット形状の継手を成形し、加熱温度２７０℃、加熱時間１０秒、１５秒、２０秒、４０秒、４５秒の融着条件下でパイプと継手を融着接続させた。加熱時間１０秒のものを比較例８−１、１５秒のものを実施例８−１、２０秒のものを実施例８−２、４０秒のものを実施例８−３、４５秒のものを比較例８−２として、融着体の引張試験および外観の評価を行った。なお、比較としてパイプのみの引張試験を行っている各試験の結果を表３に示す。
【００６２】
【表３】
2010078094.tif 000005
【００６３】
表３より、実施例７−１〜実施例７−３、比較例７−１〜比較例７−２を比較すると、比較例７−１では、融着体の引張強度がパイプ単体の引張強度と比較して低くなっており、パイプ単体の引張強度の８０％程度であったのに対し、実施例７−１、実施例７−２、実施例７−３、比較例７−２では、融着体の引張強度がパイプ単体の引張強度と同等程度の強度を有しており、パイプの管部と継手の受口部が一体的に融着接合されていることが確認された。また、比較例７−２では、融着接合部の流路面積が熱融着前のパイプの流路面積と比較して減少しており、熱融着前のパイプの流路面積の８９〜８０％程度の面積であったのに対し、比較例７−１、実施例７−１、実施例７−２、実施例７−３では、融着接合部の流路面積が熱融着前のパイプの流路面積と同等程度の面積を有しており、ビードやパイプの変形により、流路面積が低下していないことが確認された。
このことから、ポリフェニレンエーテル系樹脂５０質量部とハイインパクトポリスチレン５０質量部を混練してできた、肉厚ｔ（ｍｍ）が３．５ｍｍのポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材において、その使用が期待される分野で要求される諸物性を考慮すると、パイプと継手を熱融着するときの加熱温度が２７０℃であるとき、加熱時間は８秒〜３５秒であることが望ましい。
【００６４】
表３より、実施例８−１〜実施例８−３、比較例８−１〜比較例８−２を比較すると、比較例８−１では、融着体の引張強度がパイプ単体の引張強度と比較して低くなっており、パイプ単体の引張強度の６０％程度であったのに対し、実施例８−１、実施例８−２、実施例８−３、比較例８−２では、融着体の引張強度がパイプ単体の引張強度と同等程度の強度を有しており、パイプの管部と継手の受口部が一体的に融着接合されていることが確認された。また、比較例８−２では、融着接合部の流路面積が熱融着前のパイプの流路面積と比較して減少しており、熱融着前のパイプの流路面積の８９〜８０％程度の面積であったのに対し、比較例８−１、実施例８−１、実施例８−２、実施例８−３では、融着接合部の流路面積が熱融着前のパイプの流路面積と同等程度の面積を有しており、ビードやパイプの変形により、流路面積が低下していないことが確認された。
このことから、ポリフェニレンエーテル系樹脂５０質量部とハイインパクトポリスチレン５０質量部を混練してできた、肉厚ｔ（ｍｍ）が７．１ｍｍのポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製配管部材において、その使用が期待される分野で要求される諸物性を考慮すると、パイプと継手を熱融着するときの加熱温度が２７０℃であるとき、加熱時間は１５秒〜４０秒であることが望ましい。
【００６５】
実施例７と実施例８から、パイプと継手を熱融着するときに、ポリフェニレンエーテル系樹脂とハイインパクトポリスチレンの配合比、加熱温度は同じであるにもかかわらず、加熱時間が短いと、融着体の引張強度が低下し、加熱時間が長いと、融着体の融着接合部の流路面積が減少する傾向にあることがわかる。これは、加熱時間が短いとパイプの管部と継手の受口部が十分に溶融されず、十分に融着接合されていないためと思われる。また、加熱時間が長いと、管部外周と受口部内周の融着部分が必要以上に溶融されてしまい、受口部内に管部を挿入する際、パイプが変形して流路面積を減少させるためと思われる。
また、実施例７と実施例８を比較すると、ポリフェニレンエーテル系樹脂とハイインパクトポリスチレンの配合比、加熱温度は同じであるにもかかわらず、好適な加熱時間が異なっている。これは、ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物のような非結晶性樹脂製のパイプは、熱融着するときに、加熱されている部分の肉厚全体が軟化してから管部外周が溶融されるため、肉厚ｔ（ｍｍ）に加熱時間が依存するためである。実験結果より、肉厚ｔ（ｍｍ）に対する好適な加熱時間Ｔ（秒）の範囲を関係式で表すと、１．７ｔ＋１（秒）＜Ｔ＜１．７ｔ＋３０（秒）であることが望ましい。
【００６６】
実験例４
次にポリフェニレンエーテル系樹脂組成物の配合比が衝撃強度および耐ストレスクラック性に及ぼす影響を確認するための実験を行った。
【実施例９】
【００６７】
実施例２−２、実施例３−２、実施例４−２、実施例５−２、実施例６−２で用いたポリフェニレンエーテル系樹脂組成物製のパイプから、アイゾット衝撃試験用の試験片とストレスクラック試験用の試験片を切り出し、アイゾット衝撃試験、ストレスクラック試験を行った。各試験の結果を表４に示す。
【００６８】
【表４】
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【００６９】
表４より、実施例２−２、実施例３−２、実施例４−２、実施例５−２、実施例６−２を比較すると、ポリフェニレンエーテル系樹脂の配合比が低くなるにつれて、アイゾット衝撃強度が高くなりパイプ単体での引張強度が低くなる傾向にある。また、ポリフェニレンエーテル系樹脂の配合比が高くなるにつれて、アイゾット衝撃強度が低くなりパイプ単体での引張強度が高くなる傾向にある。これは、ハイインパクトポリスチレンに含まれているゴム成分がアイゾット衝撃強度に影響を及ぼしているためであり、アイゾット衝撃強度とパイプ単体での引張強度のバランスはポリフェニレンエーテル系樹脂とハイインパクトポリスチレンの配合比率に依存する。従って、アイゾット衝撃強度とパイプ単体での引張強度をバランスよく有する配管部材を得るためには、ポリフェニレンエーテル系樹脂が４０〜６０質量部、ハイインパクトポリスチレンが６０〜４０質量部の範囲であることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】パイプとソケット形状の継手の縦断面図である。
【図２】パイプと継手を融着接続するときのヒーターを加熱している状態を示す部分縦断面図である。
【図３】パイプと継手をヒーターで加熱溶融している状態を示す部分縦断面図である。
【図４】加熱溶融されたパイプと継手を接続している状態を示す縦断面図である。
【図５】熱融着により一体的に接続されたパイプと継手を示す縦断面図である。
【図６】ポリフェニレンエーテル系樹脂の配合比率と加熱温度の関係を示すグラフである。
【図７】配管部材の管部の肉厚と加熱時間の関係を示すグラフである。
【図８】配管部材の管部の外径と受口部の融着長さの関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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