(57)【要約】【課題】デッドスペースが少ないソケット融着を行うことができ、受口の真円度が良く、融着作業時間の短いオレフィン系樹脂製受口付きパイプを提供する。【解決手段】オレフィン系樹脂製のパイプの端部を加熱軟化させた後に拡径させる２次加工によってソケット融着用受口が形成された受口付きパイプ１であって、受口部３の開口端４の最大内径ｄが直管部２の外径Ｄに対して９６．０％〜９９．８％の範囲にある。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オレフィン系樹脂製のパイプの端部を加熱軟化させた後に拡径させる２次加工によってソケット融着用受口が形成された受口付きパイプ（１）であって、受口部（３）の開口端（４）の最大内径ｄが直管部（２）の外径Ｄに対して９６．０％〜９９．８％の範囲にあることを特徴とするオレフィン系樹脂製受口付きパイプ。
【請求項２】
受口部（３）の内周面はテーパ面（５）となっており、そのテーパ角度θが、０．１°＜θ＜１．４°の範囲にあることを特徴とする請求項１記載のオレフィン系樹脂製受口付きパイプ。
【請求項３】
直管部（２）の外径Ｄに対して受口部（３）の肉厚ｔが９．５＜Ｄ／ｔ＜１１．５の範囲にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオレフィン系樹脂製受口付きパイプ。
【請求項４】
オレフィン系樹脂が、その密度が０．８９〜０．９３、融点が１４５℃〜１７０℃で、かつメルトフローレートが０．１〜１．５ｇ／１０分のポリプロピレンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のオレフィン系樹脂製受口付きパイプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次加工によって管端を拡径し接続用受口を成形したオレフィン系樹脂製受口付きパイプの構造に関するものである。さらに詳しくは特に大口径（外径７５ｍｍ以上）のパイプの融着に好適な受口付きパイプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からオレフィン系樹脂製パイプの接続方法は種々提案されているが、接続方法の一つとしてソケット融着がある。ソケット融着は、挿入するパイプの挿口外周面と挿入されるソケット融着用継手の受口内周面とを専用のヒータによって加熱した後にソケット融着用継手の受口にパイプの挿口を挿入することで融着されるものであった。ソケット融着用継手は図５に示されたソケット１５の他にエルボやチーズ形状のものがあり、射出成形によって製造される。このソケット融着用継手のソケットとパイプを融着する手順は、図５から図７に示すように、ソケット１５の一方の側の受口１６内周面とパイプ１７の挿口１８外周面とを、専用のヒーター１９で一定時間加熱し（図５の状態）、その後ヒーター１９からパイプ１７とソケット１５を引き抜いて、パイプ１７の挿口１８をソケット１５の受口１６に挿入させることで融着する（図６の状態）。そして、もう一方の側も同様の方法で融着が行われるものであった（図７の状態）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の射出成形されたソケット融着用継手には図７に基づいて説明すると以下の問題点があった。
【０００４】
ソケット融着によって接続された箇所には、内周ビード２０と外周ビード２１がそれぞれ発生する。ソケット１５は内周ビード２０が管路内に出ることがないように、ソケット１５に融着したパイプの挿口端面２２と２３の間には内周ビード２０が収まるための空隙が設けられている。この空隙と内周ビード２０によって受口奥部の融着部分は凹凸がある状態となり、この凹凸がデッドスペースができる原因となってしまう。
さらに、ソケット融着用継手を用いて接続するには、最低２回の融着が必要となり、融着作業に手間と時間がかかってしまう。
また、ソケット融着は、全周均一に融着させる必要があるためにパイプ１７と受口１６の真円度が良いほど融着は確実となるが、射出成形されたソケット融着用継手は、特に大口径になればなるほど受口が偏平して真円度が悪くなり、偏平した状態では内径寸法のバラツキが大きくなるため、このまま融着すると融着不良が生じ易くなる。偏平を修正するため受口に後加工を施した場合には、製造工程が増える上に加工費も余分にかかってしまう。
【０００５】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑み成されたもので、その目的は、オレフィン系樹脂製パイプの接続を行うため、デッドスペースが少ないソケット融着を行うことができ、融着作業時間が短く、受口の真円度が良好であり、且つ安価で配管接続できるオレフィン系樹脂製のソケット融着用受口付きパイプを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の構成を、図１を参照して説明すると、オレフィン系樹脂製のパイプの端部を加熱軟化させた後に拡径させる２次加工によってソケット融着用受口が形成された受口付きパイプ１であって、受口部３の開口端４の最大内径ｄが直管部２の外径Ｄに対して９６．０％〜９９．８％の範囲にあることを第１の特徴とし、受口部３の内周面はテーパ面５となっており、そのテーパ角度θが、０．１°＜θ＜１．４°の範囲にあることを第２の特徴とし、直管部２の外径Ｄに対して受口部３の肉厚ｔが９．５＜Ｄ／ｔ＜１１．５の範囲にあることを第３の特徴とし、オレフィン系樹脂が、その密度が０．８９〜０．９３、融点が１４５℃〜１７０℃で、かつメルトフローレート（以下ＭＦＲと略記する）が０．１〜１．５ｇ／１０分のポリプロピレンであることを第４の特徴とするものである。
【０００７】
本発明における上記最大内径ｄは直管部２の外径Ｄに対して９６．０％〜９９．８％の範囲にあることが好ましく、９８．０％〜９９．４％の範囲であることがより好ましい。パイプの挿口を受口部３に容易に挿入するためには外径Ｄの９６．０％以上であることが必要である。また、ソケット融着の際に有効な量のビードを得るためには外径Ｄの９９．８％以下であることが必要である。
【０００８】
本発明の好ましい実施態様においては、受口付きパイプ１の受口部３内周面に設けられたテーパ面５のテーパ角度θは０．１°＜θ＜１．４°の範囲にあることが好ましい。受口部３に挿口を挿入する時に十分な量のビードを発生させるためにはθ＞０．１°であることが必要である。また、受口部３に挿口を挿入する挿入抵抗を抑えるためにはθ＜１．４°であることが必要である。
【０００９】
本発明の他の好ましい実施態様においては、受口付きパイプ１の直管部２の外径Ｄに対して同受口部３の肉厚ｔは９．５＜Ｄ／ｔ＜１１．５の範囲にあることが好ましく、１０．５＜Ｄ／ｔ＜１１の範囲であることがより好ましい。２次加工後の後収縮を抑えるためにはＤ／ｔ＞９．５であることが必要である。また、融着部分の強度をパイプと同等以上にするためにはＤ／ｔ＞１１．５であることが必要である。
【００１０】
本発明の他の好ましい実施態様においては、オレフィン系樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンなどが好適なものとして挙げられるが、中でもポリプロピレンが好ましい。該ポリプロピレンの密度は０．８９〜０．９３の範囲であることが好ましく、０．９００〜０．９１５の範囲であることがより好ましい。パイプの使用に耐えうる強度を維持できるように結晶化度を得るためには密度が０．８９以上であることが必要である。また、パイプの溶出性が良くなるようにポリプロピレンの不純物の含有量を抑えるためには密度が０．９３以下であることが必要である。次に融点は１４５℃〜１７０℃の範囲であることが好ましく、１５０℃〜１６５℃の範囲であることがより好ましい。パイプの耐熱性を得るためには融点が１４５℃以上であることが必要である。また、パイプの押出し成形や２次加工時の過熱溶融温度をできるだけ低くして製造コストを抑えるためには融点が１７０℃以下であることが必要である。
【００１１】
また、ポリプロピレンのＭＦＲは０．１〜１．５ｇ／１０分の範囲であることが好ましく、０．２〜１．０ｇ／１０分の範囲であることがより好ましい。パイプの押出しや２次加工の成形のために適度な流動性を確保するにはＭＦＲが０．１〜１．５ｇ／１０分の範囲内であることが必要である。
【００１２】
その他の実施態様として、受口付きパイプ１の受口部３の挿入しろＺは直管部２の外径Ｄに対して０．３Ｄ〜０．７Ｄの範囲内にあることが好ましく、０．３５Ｄ〜０．５５Ｄであることがより好ましい。融着部分の強度を得るためには挿入しろＺが０．３Ｄ以上であることが必要である。また、挿口を挿入する挿入抵抗を抑えるためには０．７Ｄ以下であることが必要である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様について図１乃至図４を参照して説明するが、本発明が本実施態様に限定されないことは言うまでもない。
【００１４】
図１は本発明における受口付きパイプの縦断面図であり、図２は受口付きパイプの受口部とパイプ挿口をヒーターで加熱している状態を示す縦断面図であり、図３は加熱溶融させた受口付きパイプの受口部にパイプ挿口を融着した時の縦断面図であり、図４は本発明の他の実施態様を示す受口付きパイプの縦断面図である。
【００１５】
図において、１は密度が０．９０２、融点が１６６℃、ＭＦＲが０．５ｇ／１０分および外径９０ｍｍのポリプロピレン製の受口付きパイプである。受口付きパイプ１は直管部２と片側受口部３とで形成されている。
受口部３の最大内径は８９．１ｍｍであり、直管部２の外径Ｄに対して９９％の寸法で設けられており、受口部３の内周には開口端４から直管部２に向かって暫時縮径するテーパ面５が設けられ、テーパ面５のテーパ角度θは０．６°になるように設けられている。
受口部３の肉厚ｔは８．２ｍｍであり、直管部２の外径Ｄに対して、Ｄ／ｔ＝１１になるように設けられている。パイプの２次加工によって拡径された受口部３の肉厚ｔはパイプの肉厚より若干薄くなるため、２次加工前のパイプの肉厚をあらかじめ通常のパイプより若干厚肉としたものを用いても良い。
受口部３の挿入しろＺは４０．５ｍｍであり、直管部２の外径Ｄの４５％になるように設けられている。
【００１６】
本発明の実施態様は、受口部３が直管部２の一方の側の端部にのみ形成されている構造のものであるが、他の実施態様として図４に示すように、直管部２の両方の側の端部に形成された構造であってもかまわない。
【００１７】
次に、本実施態様の製造方法について説明する。
【００１８】
受口部３は、内周面に沿ってヒーターを配置したパイプ加熱装置に、パイプ端部を該ヒーターに当接しないようヒーター内部の中央に位置するように挿入してパイプ端部を非接触状態で加熱させ、パイプ端部の温度が融点の１６６℃付近まで上昇して軟化されるまで加熱を行い、加熱軟化されたパイプ端部をソケット融着用受口成形用の芯型に軸線を合わせて挿込んでパイプ端部を拡径させ、冷却した後に芯型からパイプ端部を外すという工程の２次加工方法により製造される。なお、２次加工を行った受口部３は酸化劣化するため、これを抑制するためにリン系酸化防止剤を配合したポリプロピレンを用いても良く、リン系酸化防止剤が５００ｐｐｍ以上添加されたポリプロピレンは、２次加工を行っても酸化劣化が効果的に抑制される。
【００１９】
この２次加工法により製造された受口付きパイプと射出成形されてなるソケット融着用継手の真円度を比べると、射出成形されてなるソケット融着用継手の受口では、大口径になるにつれて偏平率が大きくなり、偏平したソケット融着用継手を後加工しないまま融着した場合、外周ビードがばらついた大きさで全周に発生するため融着不良が生じる。これに対して本発明の２次加工方法により製造された受口付きパイプの受口部３は、規定の真円度を有するパイプ端部を加熱軟化させて軸線を合わせて芯型に挿込みパイプの端部を拡径させるので偏平を抑えることができ、真円度が良好である。よって融着しても外周ビード１３が一定の大きさで全周に発生するため均一に融着することができる。
【００２０】
次に、本実施態様とパイプ挿口の融着方法について図２に基づいて説明する。
【００２１】
６は受口付きパイプ１に融着するパイプ７の挿口である。
８はソケット融着用のヒーターである。ヒーター８の一方の側は受口部を加熱するための凸部９が設けられ、もう一方の側は挿口６を加熱するための凹部１０が設けられている。ヒーターは２１０℃で一定温度に加熱され、凸部９と凹部１０の温度差は３℃以内になるように設定されている。
【００２２】
まず、受口部３を凸部９へ、挿口６を凹部１０へそれぞれ同時に嵌合させ（図２の状態）、所定の圧力で押し込んだ状態のまま一定時間保持された後、ヒーター８から受口部３と挿口６を引きぬいて、受口部３に挿口６を挿入させる。このとき挿口６外周の余分な樹脂は開口端４によって削り取られ、受口部３内周の余分な樹脂は挿口端面１１によって削り取られながら挿入される。挿口端面１１が受口奥部１２まで挿入されることで融着が完了し、削り取られた余分な樹脂により外周ビード１３と内周ビード１４が発生する（図３の状態）。
【００２３】
このとき、外周ビード１３はその高さと幅を測定することで融着状態が良好かどうかを判定することができる。受口奥部１２は内周ビード１４によって埋められてしまい、受口奥部１２の融着による凹凸の量は少なく、デッドスペースは小さくて済む。これに対して従来の射出成形されてなるソケット１５の場合、両端からパイプを融着することで発生するビードを納めるための空隙は本発明の受口付きパイプ１の受口奥部１２よりも大きく、融着による凹凸の量も大きくなり、デッドスペースは本発明の２倍以上になるため、本発明の受口付きパイプは融着によりデッドスペースを小さくすることができる。
【００２４】
また、射出成形されてなるソケット用継手が２箇所以上の受口をそれぞれ融着するために、ソケット１５では２回融着を行う必要があるが、本発明の受口付きパイプを用いれば融着箇所は半分の１回で済み、融着作業の時間を大幅に短縮することができる。さらに、従来はパイプとパイプを接続するのにはソケットが必要であったが、本発明の受口付きパイプを用いればソケットは不要になり、配管の費用を安価にすることができる。
【００２５】
また、受口部３内部にはテーパ面５を設けているが、このテーパ面５によって融着時の芯のずれを修正することができ、芯のずれによる融着不良を防止することができる。また、融着時に融着面の余分な樹脂をビードとして押出す機能を果たす。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明した本発明におけるオレフィン系樹脂製受口付きパイプを使用すると以下のような効果が得られる。
（１）デッドスペースの少ないソケット融着を行うことができる。
（２）融着作業の時間がソケット継手の場合に比べて半分程度に短くなり、パイプの接続にソケットが不要となるため、配管の費用を安価にすることができる。
（３）受口部の真円度が良く内径寸法のバラツキが小さいので、均一に融着することができ、特に大口径の受口付きパイプについてはより効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における受口付きパイプの縦断面図である。
【図２】受口付きパイプの受口部とパイプ挿口をヒーターで加熱している状態を示す縦断面図である。
【図３】受口付きパイプの受口部にパイプ挿口を融着した時の縦断面図である。
【図４】本発明の他の実施態様を示す受口付きパイプの縦断面図である。
【図５】従来方法により一方の側ソケット受口とパイプ挿口をヒーターで加熱している状態を示す縦断面図である。
【図６】従来方法により一方の側のソケット受口にパイプ挿口を融着したときの縦断面図である。
【図７】従来方法によりソケットの両方の側の受口にパイプ挿口を融着したときの縦断面図である。
【符号の説明】
１…受口付きパイプ
２…直管部
３…受口部
４…開口端
５…テーパ面
６…挿口
７…パイプ
８…ヒーター
９…凸部
１０…凹部
１１…挿口端面
１２…受口奥部
１３…外周ビード
１４…内周ビード
１５…ソケット
１６…受口
１７…パイプ
１８…挿口
１９…ヒーター
２０…内周ビード
２１…外周ビード
２２…挿口端面
２３…挿口端面
Ｄ…直管部外径
ｄ…最大内径
Ｚ…挿入しろ
θ…テーパ角度
ｔ…受口肉厚
【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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