(57)【要約】【課題】  架橋ポリエチレン製の両パイプの各被結合部を結合させたとき、これら両パイプの結合部の耐熱、耐圧強度が、上記パイプのそれからみて劣らないようにする。【解決手段】  パイプ同士の結合方法は、架橋ポリエチレン製の両パイプ１，２の各被結合部３，４のうち、一方の被結合部３に他方の被結合部４を内嵌させて、これら両被結合部３，４を互いに結合させるものである。この結合方法では、まず、互いに嵌合された一方の被結合部３の内面と他方の被結合部４の外面との間にポリエチレン５、および有機過酸化物６による複合体８を介在させる。次に、複合体８を有機過酸化物６の分解温度以上に加熱する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架橋ポリエチレン製の両パイプの各被結合部のうち、一方の被結合部に他方の被結合部を内嵌させて、これら両被結合部を互いに結合させる架橋ポリエチレン製パイプ同士の結合方法であって、
まず、互いに嵌合された上記一方の被結合部の内面と他方の被結合部の外面との間にポリエチレン、および有機過酸化物による複合体を介在させ、
次に、上記複合体を上記有機過酸化物の分解温度以上に加熱するようにしたことを特徴とする架橋ポリエチレン製パイプ同士の結合方法。
【請求項２】
上記両被結合部を互いに嵌合させる以前に、
まず、上記一方の被結合部の内面と他方の被結合部の外面とのうち、少なくともいずれか一方の面に対し上記複合体を取り付け、
次に、上記複合体を上記ポリエチレンの溶融温度以上、かつ、上記有機過酸化物の分解温度未満で加熱して、上記一方の面に上記複合体を結合させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の架橋ポリエチレン製パイプ同士の結合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架橋ポリエチレン製の両パイプの各被結合部を互いに嵌合させて、これら被結合部を互いに結合させるようにした架橋ポリエチレン製パイプ同士の結合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記架橋ポリエチレン製のパイプには、従来、下記特許文献１に示される方法により成形されるものがある。この成形方法によれば、まず、熱可塑性のポリエチレンと有機過酸化物との混合物が、押出機により熱溶融されると共に押圧されて、この押出機の金型の内部で管状体に成形される。また、これに続いて、この管状体が高温に加熱される。すると、上記有機過酸化物が分解して、その反応基が溶融した上記ポリエチレンに作用し、架橋反応が進行する。そして、このように架橋されたパイプが上記押出機から押し出されて、上記架橋ポリエチレン製のパイプが成形される。
【０００３】
ここで、上記架橋ポリエチレンは高分子が網目状に結合しているものであって、この架橋ポリエチレンは、部分的であるとしても熱硬化性樹脂と同じ性状を有している。このため、上記ポリエチレンの耐熱、耐圧強度は上記架橋ポリエチレンのそれよりも低くなる。
【０００４】
一般に、上記架橋ポリエチレン製のパイプは、これらを連続的に結合して用いることが多い。この場合、互いに隣り合う両パイプの各端部である各被結合部が互いに結合させられる。しかし、上記したように、架橋ポリエチレンは熱硬化性樹脂としての性質をも有している。このため、上記両パイプの各被結合部を単に加熱して溶融させ、これにより、これら被結合部を互いに結合させる、ということは困難である。
【０００５】
そこで、上記結合を可能とするために、次の結合方法が採用される。即ち、まず、上記一方の被結合部の内面と他方の被結合部の外面とにそれぞれポリエチレン層を取り付ける。次に、上記両被結合部を互いに嵌合させて、これら両被結合部の間に上記両ポリエチレン層を介在させる。次に、上記両ポリエチレン層を加熱して、これらを互いに溶着させる。すると、上記両被結合部が互いに結合させられ、つまり、上記両パイプ同士が結合される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２８６１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記したように両パイプ同士の結合は、互いに熱溶着された両ポリエチレン層により達成されるが、前記のようにポリエチレンは架橋ポリエチレンに比べて耐熱、耐圧強度が低いものである。このため、上記ポリエチレン層の熱溶着により結合された上記両パイプの結合部の耐熱、耐圧強度は、上記架橋ポリエチレン製である各パイプの耐熱、耐圧強度に比べて劣りがちになる、という問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、架橋ポリエチレン製の両パイプの各被結合部を結合させたとき、これら両パイプの結合部の耐熱、耐圧強度が、上記パイプのそれからみて劣らないようにすることである。
【０００９】
請求項１の発明は、架橋ポリエチレン製の両パイプ１，２の各被結合部３，４のうち、一方の被結合部３に他方の被結合部４を内嵌させて、これら両被結合部３，４を互いに結合させる架橋ポリエチレン製パイプ同士の結合方法であって、
まず、互いに嵌合された上記一方の被結合部３の内面と他方の被結合部４の外面との間にポリエチレン５、および有機過酸化物６による複合体８を介在させ、
次に、上記複合体８を上記有機過酸化物６の分解温度以上に加熱するようにしたものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、上記両被結合部３，４を互いに嵌合させる以前に、
まず、上記一方の被結合部３の内面と他方の被結合部４の外面とのうち、少なくともいずれか一方の面に対し上記複合体８を取り付け、
次に、上記複合体８を上記ポリエチレン５の溶融温度以上、かつ、上記有機過酸化物６の分解温度未満で加熱して、上記一方の面に上記複合体８を結合させるようにしたものである。
【００１１】
なお、この項において、上記各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による効果は、次の如くである。
【００１３】
請求項１の発明は、架橋ポリエチレン製の両パイプの各被結合部のうち、一方の被結合部に他方の被結合部を内嵌させて、これら両被結合部を互いに結合させる架橋ポリエチレン製パイプ同士の結合方法であって、
まず、互いに嵌合された上記一方の被結合部の内面と他方の被結合部の外面との間にポリエチレン、および有機過酸化物による複合体を介在させ、
次に、上記複合体を上記有機過酸化物の分解温度以上に加熱するようにしている。
【００１４】
このため、上記複合体を、まず、加熱すると、この複合体のポリエチレンが溶融すると共に、上記加熱により、上記一方の被結合部の内面および他方の被結合部の外面の各表層部に残されていたポリエチレンの結晶部分がそれぞれ溶融する。
【００１５】
次に、上記複合体を上記有機過酸化物の分解温度以上になるよう加熱すると、この有機過酸化物が分解し遊離ラジカルが発生する。そして、この遊離ラジカルの反応基が、上記のように溶融した複合体のポリエチレンと、一方の被結合部の内面および他方の被結合部の外面の各表層部におけるポリエチレンの結晶部分とにそれぞれ作用して、それぞれ架橋反応が進行する。
【００１６】
よって、上記一方の被結合部の内面および他方の被結合部の外面の各表層部におけるポリエチレンの結晶部分と上記複合体のポリエチレンとが共に架橋して、これら両被結合部および複合体が互いに架橋結合させられる。
【００１７】
この結果、その後に、上記加熱した部分を冷却すれば、上記両被結合部の結合が強固になされて、上記両パイプの結合部の耐熱、耐圧強度を、これら各パイプのそれからみて劣らないようにできる。
【００１８】
請求項２の発明は、上記両被結合部を互いに嵌合させる以前に、
まず、上記一方の被結合部の内面と他方の被結合部の外面とのうち、少なくともいずれか一方の面に対し上記複合体を取り付け、
次に、上記複合体を上記ポリエチレンの溶融温度以上、かつ、上記有機過酸化物の分解温度未満で加熱して、上記一方の面に上記複合体を結合させるようにしている。
【００１９】
このため、上記一方の面に複合体を取り付けて、上記したように複合体のポリエチレンと有機過酸化物とを上記ポリエチレンの溶融温度以上、かつ、上記有機過酸化物の分解温度未満で加熱する。すると、上記有機過酸化物の分解が防止されたままで、上記ポリエチレンが溶融させられて、上記一方の面に溶着され、ここに仮結合させられる。
【００２０】
次に、前述したように、上記一方の被結合部に他方の被結合部を内嵌させ、以下、前記結合方法を実行すればよい。
【００２１】
そして、上記仮結合によれば、上記一方の面に対する複合体の位置決めが容易かつ正確にできる。また、この後、上記一方の被結合部に他方の被結合部を内嵌させたとき、上記複合体に対する上記他方の被結合部の位置決めも容易かつ正確にできる。
【００２２】
よって、上記両被結合部と複合体とを互いに架橋結合させるに際し、仮に、上記両被結合部および複合体の三者を同時に互いに位置決めさせることに比べて、上記発明によれば、上記位置決めが、より容易かつ正確にできる。即ち、上記結合方法が、より容易に実行でき、かつ、精度のよい結果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の架橋ポリエチレン製パイプ同士の結合方法に関し、架橋ポリエチレン製の両パイプの各被結合部を結合させたとき、これら両パイプの結合部の耐熱、耐圧強度が、上記パイプのそれからみて劣らないようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。
【００２４】
即ち、架橋ポリエチレン製の両パイプの各被結合部のうち、一方の被結合部に他方の被結合部を内嵌させて、これら両被結合部を互いに結合させる架橋ポリエチレン製パイプ同士の結合方法である。
【００２５】
まず、互いに嵌合された上記一方の被結合部の内面と他方の被結合部の外面との間にポリエチレン、および有機過酸化物による複合体を介在させる。次に、上記複合体を上記有機過酸化物の分解温度以上に加熱するようにしている。
【実施例１】
【００２６】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例１を添付の図１，２に従って説明する。
【００２７】
図１において、符号１，２はいずれも架橋ポリエチレン製の円形パイプである。この場合、各パイプ１，２は、それぞれポリエチレンの非結晶部分（アモルファス）と結晶部分とで構成され、その重量部の比率はほぼ１：１である。そして、上記非結晶部分に架橋が生じており、上記結晶部分は架橋が生じないままに残されている。
【００２８】
上記両パイプ１，２のうち、一方のパイプ１は短管形状であってパイプ同士の管継手であり、射出成形される。他方のパイプ２は押出成形される。そして、これら両パイプ１，２の互いの対向端部である各被結合部３，４を互いに結合させる結合方法につき説明する。
【００２９】
まず、上記両パイプ１，２の各被結合部３，４のうち、一方の被結合部３に他方の被結合部４を同じ軸心上で内嵌させる。このように互いに嵌合された上記一方の被結合部３の内面と他方の被結合部４の外面との間に、ポリエチレン５、有機過酸化物６、および電熱線７による複合体８を介在させる。
【００３０】
この場合、ポリエチレン５の１００重量部に対し有機過酸化物６を０．２−８重量部にすることが好ましく、０．１−５重量部にすることがより好ましい。また、上記ポリエチレン５と有機過酸化物６とは予め十分に混合されたものであり、このポリエチレン５と有機過酸化物６とによる混合体は円形のパイプ形状とされている。そして、この混合体の外周面に上記電熱線７がコイル状に巻回されて、円形のパイプ形状の上記複合体８が形成されている。上記被結合部３，４および複合体８は三重管構造とされ、内、外面が互いに面接合させられている。
【００３１】
上記有機過酸化物６は、例えば、２，５−ジメチル−２，５−ｄｉ（ｔ−ブチルペロキシ）ヘキシン−３（２，５ｄｉｍｅｔｈｙｌ−２，５−ｄｉ（ｔ−ｂｕｔｙｌｐｅｒｏｘｙ）ｈｅｘｙｎｅ−３；登録商標名パーヘキシン２５Ｂ）である。また、上記電熱線７はニクロム線やニッケル線である。
【００３２】
次に、上記電熱線７に対し電源１０から電流を流すことにより、上記電熱線７に発熱させる。そして、この熱により上記複合体８のポリエチレン５と有機過酸化物６とを加熱する。この場合、上記ポリエチレン５の溶融温度はほぼ１３５℃であり、上記有機過酸化物６の分解温度は、上記ポリエチレン５の溶融温度よりも高い１７０−１９０℃以上である。
【００３３】
そこで、上記電熱線７に電流を流すことにより、上記複合体８のポリエチレン５と有機過酸化物６とを、まず、上記ポリエチレン５の溶融温度以上の高温になるよう加熱する。すると、上記電熱線７周辺の上記ポリエチレン５が溶融し始める。また、上記電熱線７の熱が直接伝達されることにより、また、上記ポリエチレン５を通しての熱伝達により、上記一方の被結合部３の内面および他方の被結合部４の外面の各表層部に残されていたポリエチレンの結晶部分がそれぞれ溶融する。
【００３４】
次に、上記電熱線７に電流を引き続き流し、この電流を制御することにより、電熱線７の発熱をほぼ２００℃に維持させる。そして、この電熱線７の熱により、上記複合体８のポリエチレン５と有機過酸化物６とを、この有機過酸化物６の分解温度以上になるよう加熱し、この状態を２−３分間持続させる。すると、この有機過酸化物６が分解し遊離ラジカルが発生する。そして、この遊離ラジカルの反応基が、上記のように溶融した複合体８のポリエチレン５と、一方の被結合部３の内面および他方の被結合部４の外面の各表層部におけるポリエチレンの結晶部分とにそれぞれ作用して、それぞれ架橋反応が進行する。
【００３５】
よって、上記電熱線７周辺の複合体８のポリエチレン５がより確実に架橋して、架橋ポリエチレンに変化すると共に、上記一方の被結合部３の内面および他方の被結合部４の外面の各表層部におけるポリエチレンの結晶部分が上記複合体８のポリエチレン５と共に架橋して、これら両被結合部３，４および複合体８が互いに架橋結合させられる。
【００３６】
この結果、その後に、上記加熱した部分を冷却すれば、上記両被結合部３，４の結合が強固になされて、上記両パイプ１，２の結合部１２の耐熱、耐圧強度を、これら各パイプ１，２のそれからみて劣らないようにできる。
【００３７】
図２において、上記結合方法において、上記両被結合部３，４を互いに嵌合させる以前に、まず、上記一方の被結合部３の内面に対し、上記複合体８を内嵌させて取り付ける。具体的には、上記一方のパイプ１を射出成形する場合に、予め型内に上記複合体８を設置する。そして、上記パイプ１の射出成形時に、このパイプ１の被結合部３の内面に上記複合体８を内嵌状態となるよう取り付けて仮結合させる（図２中、実線）。
【００３８】
なお、上記パイプ１の被結合部３の内面への複合体８の取り付けは、上記パイプ１と複合体８とを個別に型成形して、上記パイプ１の被結合部３に上記複合体８を内嵌させ、圧入や接着により取り付けて仮結合させてもよい。
【００３９】
また、上記複合体８は、上記一方の被結合部３の内面と他方の被結合部４の外面との各面にそれぞれ取り付けて仮結合させてもよく、また、他方の被結合部４の外面にのみ取り付けて仮結合させてもよい。
【００４０】
次に、図１を参照して前述したように、上記一方の被結合部３に他方の被結合部４を内嵌させ（図２中、二点鎖線）、以下、前記結合方法を実行すればよい。
【００４１】
そして、上記仮結合によれば、上記一方の面に対する複合体８の位置決めが容易かつ正確にできる。また、この後、上記一方の被結合部３に他方の被結合部４を内嵌させたとき、上記複合体８に対する上記他方の被結合部４の位置決めも容易かつ正確にできる。
【００４２】
よって、上記両被結合部３，４と複合体８のポリエチレン５とを互いに架橋結合させるに際し、仮に、上記両被結合部３，４および複合体８の三者を同時に互いに位置決めさせることに比べて、上記構成によれば、上記位置決めが、より容易かつ正確にできる。即ち、上記結合方法が、より容易に実行でき、かつ、精度のよい結果が得られる。
【００４３】
なお、以上は図示の例によるが、上記被結合部３，４、ポリエチレン５、および有機過酸化物６に対する加熱は、上記電熱線７に代え、もしくは、これと共に高周波などによるものであってもよい。
【００４４】
また、上記両パイプ１，２のうちの少なくとも一方のパイプを短管形状の管継手としてもよく、この管継手の他の端部に他のパイプを上記と同様の結合方法により結合可能としてもよい。また、上記パイプ１，２は角パイプであってもよい。また、上記電熱線７は、ポリエチレン５と有機過酸化物６とによる混合体の内部に埋入させてもよく、上記混合体の内周面に沿うよう設けてもよい。
【００４５】
以下の図３，４は、実施例２を示している。この実施例２は、前記実施例１と構成、作用効果において多くの点で共通している。そこで、これら共通するものについては、図面に共通の符号を付してその重複した説明を省略し、異なる点につき主に説明する。また、これら実施例における各部分の構成を、本発明の目的、作用効果に照らして種々組み合せてもよい。
【実施例２】
【００４６】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例２を添付の図３，４に従って説明する。
【００４７】
図３，４において、上記ポリエチレン５と有機過酸化物６とによる混合体はコイル形状に形成されている。そして、この混合体の長手方向における各部の内部に上記電熱線７がコイル形状とされて埋入されている。これを換言すれば、コイル形状の上記電熱線７に上記混合体がコーティングされている。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例１を示し、結合方法の一部を説明するための側面部分断面図である。
【図２】実施例１を示し、結合方法の他部を説明するための側面部分断面図である。
【図３】実施例２を示し、図１に相当する図である。
【図４】実施例２を示し、図２に相当する図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    パイプ
２    パイプ
３    被結合部
４    被結合部
５    ポリエチレン
６    有機過酸化物
７    電熱線
８    複合体
１２  結合部
【図１】
2006289857.tif 000003
【図２】
2006289857.tif 000004
【図３】
2006289857.tif 000005
【図４】
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