(57)【要約】【課題】本発明は、化学反応熱を利用することによって、熱可塑性樹脂成形体同士を熱融着により接合させる接合方法を提供する。【解決手段】本発明は、化学反応熱を利用することにより、熱可塑性樹脂成形体を熱融着させることを特徴とする熱可塑性樹脂成形体の接合方法であって、従来のような付帯設備等の装置や煩雑な作業を必要とせず、任意の場所で、簡単に、かつ短時間で行なうことが出来る。【選択図】　　図１
2004082474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学反応熱により、熱可塑性樹脂成形体同士を熱融着させることを特徴とする熱可塑性樹脂成形体の接合方法。
【請求項２】
前記化学反応熱が、無機化合物の酸化物又は金属粉の反応熱であることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂成形体の接合方法。
【請求項３】
前記化学反応熱が、無機化合物の酸化物と水との反応による反応熱、又は金属粉の酸化反応による反応熱であることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱可塑性樹脂成形体の接合方法。
【請求項４】
前記無機化合物の酸化物を両面粘着テープに付着させ、該両面粘着テープを熱可塑性樹脂成形体の接合箇所に貼付すること、又は熱可塑性樹脂成形体の接合箇所に液状接着剤を塗布し、前記無機化合物の酸化物を付着させることを特徴とする請求項２又は３に記載の熱可塑性樹脂成形体の接合方法。
【請求項５】
前記金属粉と酸素供給剤とをそれぞれ両面粘着テープ又は液状接着剤を用いて熱可塑性樹脂成形体の接合箇所に付着させることを特徴とする請求項２又は３に記載の熱可塑性樹脂成形体の接合方法。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂がオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂成形体の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂成形体同士を熱融着により接合させる接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂成形体同士を接合させるには、熱可塑性樹脂を溶解させて接合させる方法がある。しかし、溶解性のない樹脂の場合は樹脂同士を接合させることができないため、熱可塑性樹脂を加熱溶融し、熱融着させる方法が採用される。熱可塑性樹脂を熱融着させる方法としては、熱可塑性樹脂成形体同士の互いの接触面をヒーターにより加熱溶融した後、一方の熱可塑性樹脂成形体を他方の端部に差し込むか、熱可塑性樹脂成形体外周面に側方より押し付けて熱融着する方法がある。また、熱可塑性樹脂成形体の内側に電熱線を埋設して取り付け後、一定時間通電して電熱線の発熱により加熱溶融する方法がある。しかし、前述の方法ではヒーター等の設備が必要なこと、また、電熱線をあらかじめ埋設する必要があること、通電設備が必要なこと等大掛かりな設備を必要とすることなど作業が煩雑であるため、任意の場所で、簡単に、熱可塑性樹脂成形体同士を接合することはできなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、熱可塑性樹脂成形体同士の接合において、上記のように付帯設備等の装置を必要とせず、任意の場所で、簡単に、かつ短時間で熱可塑性樹脂成形体同士を接合させることができる接合方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、化学反応熱により、熱可塑性樹脂成形体同士を熱融着させることを特徴とする熱可塑性樹脂成形体の接合方法である。このように、化学反応熱を利用することにより、熱可塑性樹脂を熱融着させるために従来のような付帯設備等の装置を必要とせず、任意の場所で、簡単に、かつ短時間で行なうことができる熱可塑性樹脂成形体の接合方法を提供することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられる熱可塑性樹脂成形体は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール、塩化ビニリデン、酢酸セルロース、アクリロニトリル−スチレンコーポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコーポリマー等からなる樹脂から構成される。これらの中ではオレフィン単独または共重合体であるポリオレフィンを用いるのが好ましく、ポリエチレンが特に好ましい。熱可塑性樹脂成形体を構成する樹脂は同種のものが好ましいが、異種同士の場合であってもよい。
【０００６】
本発明における化学反応熱としては、無機化合物の酸化物又は金属粉の反応熱であることが好ましい。
【０００７】
本発明において用いられる無機化合物の酸化物としては、従来より発熱体として用いられる無機化合物の酸化物であれば特に限定されず、例えば酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム等のアルカリ土類金属の酸化物等が挙げられ、水との反応による反応熱の大きさや入手のしやすさの点で、酸化カルシウムが望ましい。無機化合物の酸化物の量は、接合に用いる樹脂の種類によって異なるが、本発明で好ましく用いられるポリエチレン樹脂同士の接合において、接合箇所の単位表面積（１ｃｍ２）当り２．２ｋＪ以上の熱量を得るために、無機化合物の酸化物として酸化カルシウムを用いる場合には１．９ｇ〜２．１ｇ用いるのが好ましく、２．０ｇ用いるのがより好ましい。また、添加する水の量としては、接合箇所の単位表面積（１ｃｍ２）当り０．６ｇ〜０．７ｇ用いるのが好ましく、０．６ｇ用いるのがより好ましい。
【０００８】
本発明において用いられる金属粉としては、従来より発熱体として用いられる金属粉であれば特に限定されず、例えば鉄粉が好ましく用いられる。金属粉の量は接合に用いる樹脂の種類によって異なるが、本発明で好ましく用いられるポリエチレン樹脂同士の接合においては、接合箇所の単位表面積（１ｃｍ２）当り２．２ｋＪ以上の熱量を得るために、金属粉として鉄粉を用いた場合には
０．２ｇ〜０．２５ｇ用いるのが好ましく、０．２１ｇ用いるのがより好ましい。また、本発明においては、金属粉の酸化反応を促進させるために酸素供給剤を併用することが望ましく、用いられる酸素供給材としては、従来より金属粉とともに発熱体として用いられる酸素供給剤であれば特に限定されず、例えば過酸化カルシウム、過酸化バリウムなどの金属過酸化物等が挙げられる。
【０００９】
本発明において用いられる金属粉と酸素供給剤との混合物には、従来より発熱体の触媒として用いられる、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウムなどの金属塩化物、または硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸銅などの金属硫酸塩等を添加してもよい。また、従来より発熱体の保剤として用いられる、例えば珪藻土、活性シリカ、活性アルミナ等を添加してもよい。また、混合物は酸素との接触を避けるため袋体に密封し、酸素と反応させる時には袋体を開封しなければならないが、その際混合物が飛散しないように形状を維持するために、賦形剤を添加することが好ましく、例えば酸化カルシウム、酸化アルミニウムなどの酸化物が好ましい。
【００１０】
本発明において、無機化合物の酸化物は、接合作業前に水と反応させないために、あらかじめ袋体に密封することにより水分から遮蔽しておくことが好ましい。袋体の材質としては熱可塑性樹脂であることが好ましく、接合させる熱可塑性樹脂成形体と同種であることが特に好ましい。無機化合物の酸化物を密封した袋体を両面粘着テープを用いて熱可塑性樹脂成形体の接合箇所に付着させ、袋体を付着させていないもう一方の熱可塑性樹脂成形体と圧着させ、そのときの圧力により袋体を破り、さらに水を添加することにより無機化合物の酸化物と水とを反応させて、熱可塑性樹脂成形体同士を接合させるための化学反応熱を発生させることができる。袋体を破るために袋体に小さな突起物を設けることが好ましい。袋体に設けられた突起物により、熱可塑性樹脂成形体同士を圧着させた際に、そのときの圧力で袋体を破ることができる。突起物の材質としては特に限定されないが、袋体と同種の熱可塑性樹脂であることが好ましい。また、水は噴霧、滴下などの方法により添加することも、水を袋体に密封し、無機化合物の酸化物の密封された袋体が付着していない熱可塑性樹脂成形体に付着させ、袋体にさらに小さな突起物を設け、熱可塑性樹脂成形体同士を互いに圧着させ、互いの袋体を破ることにより水を添加することもできる。
【００１１】
上記両面粘着テープの材質としては、化学反応熱により溶融することが好ましいため、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などが望ましい。また、両面粘着テープに代えて、液状接着剤を用いてもよい。液状接着剤を用いる場合には、液状接着剤を熱可塑性樹脂成形体の接合個所に塗布した後、袋体を付着させることが好ましい。液状接着剤の材質としては、化学反応熱により溶融することが好ましいため、熱可塑性接着剤であることが望ましい。
【００１２】
本発明において、金属粉及び酸素供給剤は、接合作業前に酸素と反応させないために、あらかじめ通気性を有さない袋体にそれぞれ密封することが好ましい。袋体の材質としては熱可塑性樹脂であることが好ましく、接合させる熱可塑性樹脂成形体と同種であることが特に好ましい。無機化合物の酸化物と水との化学反応熱を得るときと同様に、金属粉と酸素供給剤とそれぞれ封入した袋体を、両面粘着テープを用いて、金属粉が封入された袋体を一方の熱可塑性樹脂成形体の接合箇所に、酸素供給剤が封入された袋体をもう一方の熱可塑性樹脂成形体の接合箇所に付着させる。袋体を熱可塑性樹脂成形体に付着させたまま、互いに圧着させ、そのときの圧力により袋体を破ることにより金属粉と酸素供給剤と酸素とを反応させて、熱可塑性樹脂成形体同士を接合させるための化学反応熱を発生させる。袋体を破り易くするために、袋体には小さな突起物を設けることが好ましい。また、両面粘着テープに代えて、液状接着剤により袋体を熱可塑性樹脂成形体の接合箇所に付着させてもよい。
【００１３】
本発明は、上記のような構成を有するものであるから、無機化合物の酸化物と水との反応熱または金属粉の酸化反応による反応熱等の化学反応熱により、ヒーター等の付帯設備等の装置を必要とせず、任意の場所で、簡単に、かつ短時間で熱可塑性樹脂成形体同士を接合させることができる。
【００１４】
【実施例】
以下に、実施例に基づいて本発明を更に具体的に明らかにするが、本発明は本実施例により限定されるものではない。
【００１５】
実施例１
５ｃｍ角、厚さ１ｃｍのポリエチレン樹脂からなるプラスチック管を２本用意した。また、あらかじめ酸化カルシウム８ｇをポリエチレン製の袋体に密封したものを、４個用意した。このとき、袋体は縦４ｃｍ、横１ｃｍ、厚さ１ｍｍとなるようにし、さらに袋体にポリエチレン製の突起物を１つずつ設けた。４ｃｍ長、幅１ｃｍのポリプロピレン製の両面粘着テープを用いて、これらの袋体を一方のプラスチック管の接合箇所に付着させた。他方のプラスチック管には、水２．４ｇを密封した袋体を４個用意し、さらに袋体にポリエチレン製の突起物を１つずつ設け、袋体を両面粘着テープを用いて、接合個所に付着させた。２本のプラスチック管を互いに圧着させ、互いの袋体を破り、酸化反応が終了するまで２本のプラスチック管を圧着し続けた。接着作業時間は、セット、圧着時間を含め、２０分間であり、室温まで冷却後の接着面の引張り強さ（ＪＩＳ　Ｋ　７１１３による）は母材強度の９３％であった。
【００１６】
実施例２
０．８２ｇの鉄粉を密封した袋体４個を一方のプラスチック管に付着させ、１．１ｇの過酸化カルシウムを密封した袋体４個をもう一方のプラスチック管に付着させた以外は、実施例１と同様にしてプラスチック管を接合させた。接着作業時間は、セット、圧着時間を含め、２５分間であり、室温まで冷却後の接着面の引張り強さは母材強度の９４％であった。
【００１７】
実施例３
０．８２ｇの鉄粉を密封した袋体４個を一方のプラスチック管に付着させ、２．５ｇの過酸化カルシウムを密封した袋体４個をもう一方のプラスチック管に付着させた以外は、実施例１と同様にしてプラスチック管を接合させた。接着作業時間は、セット、圧着時間を含め、２７分間であり、室温まで冷却後の接着面の引張り強さは母材強度の９６％であった。
【００１８】
比較例１
実施例１で用いたものと同様のプラスチック管を２本用意した。一方のプラスチック管に金属線を埋め込み、他方のプラスチック管と圧着後、端子に２分間電流を流し、１０分間冷却した。接着作業時間は、セット、圧着、通電、冷却時間を含めて４０分間であり、接着面の引張り接着強さは母材強度の９０％以上であった。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、無機化合物の酸化物または金属粉の反応熱等の化学反応熱を用いて、熱可塑性樹脂成形体を熱融着させるため、熱可塑性樹脂成形体の内側にあらかじめ電熱線を埋設して取り付ける必要もなく、また通電設備やヒーター等の装置を必要としないので、熱可塑性樹脂成形体同士の接合を、任意の場所で、簡単に、しかも短時間で行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施形態の一例である、無機化合物の酸化反応熱により、熱可塑性樹脂成形体同士を熱溶着させる接合方法を示す図である。
【符号の説明】
１　両面粘着テープ
２　熱可塑性樹脂成形体
３　袋体
４　突起物
【図１】
2004082474.tif 000003