(57)【要約】【課題】  継手本体とそこにねじ込まれる部材との接合面間距離が適正に維持されかつ製造が容易に行える絶縁継手を提供する。【解決手段】  絶縁継手１は、少なくとも一端部にめねじ部２１を有する継手本体２と、おねじ部３１を有するインナー３と、継手本体２とおねじ部３１との間に介在される接着層４を有し、接着層４は、接着剤４１と架橋構造を有する樹脂粒子４２を主体とする。この樹脂粒子４２は、接着剤４１と同等の密度を有しかつ９０以上のロックウェル硬さ（Ｍ）と０．０１〜０．５ｍｍの範囲にある平均粒径を有する架橋アクリル系重合体からなることが好ましい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一端部にめねじ部を有する継手本体と、前記めねじ部に螺合されるおねじ部を有するねじ部材と、前記継手本体と前記ねじ部材との間に介在される接着層を有し、前記接着層は、接着剤と架橋構造を有する樹脂粒子を主体とすることを特徴とする絶縁継手。
【請求項２】
前記樹脂粒子は、前記接着剤と同等の密度を有しかつ８０以上のロックウェル硬さ（Ｍスケール）を有する平均粒径が０．０１〜０．５ｍｍの範囲にある樹脂粒子であることを特徴とする請求項1に記載の絶縁継手。
【請求項３】
前記接着剤と前記樹脂粒子の密度差は０．５×１０３ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とする請求項２に記載の絶縁継手。
【請求項４】
前記接着層は前記樹脂粒子が１０〜４０体積％含有されていることを特徴とする請求項３に記載の絶縁継手。
【請求項５】
前記接着剤はエポキシ樹脂系接着剤であり、前記樹脂粒子は１×１０１０Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗を有する架橋アクリル系重合体からなる球形粒子であることを特徴とする請求項４に記載の絶縁継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水配管等における管路の一部を電気的に絶縁する絶縁継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
給水配管において、内面を樹脂で被覆した鋼管と通常青銅製の水栓といった異種材料の器具同士を管継手で接続する場合、通常、管継手は鋳鉄で形成されているので、青銅製の水栓との電位差による電池作用に起因する腐食を防止するために、両者を電気的に絶縁し、管継手と水栓との導通を阻止する機能をもつ絶縁継手が使用されている（特許文献１〜３参照）。特許文献１には、継手本体（例えばソケット）に設けられた少なくとも一方の側に設けられためねじ又はおねじの表面にエポキシ樹脂、ポリカーボネート、ナイロン等の電気絶縁性に優れた有機高分子材料の粉体を浸漬あるいは吹付等の湿式塗装、流動浸漬、静電塗装によるか、又はセラミックやガラス状物質の無機質材料をＣＶＤ、スパッタリング、イオンプレーティング等の蒸着法により、接続ねじの表面に絶縁性の被膜を施すことが記載されている。特許文献２には、円筒形状で両端部の内層面にめねじ部を形成した金属製、例えば鋳鉄製の管継手本体と、この管継手本体のめねじ部表面にコーティングして固着した、樹脂粉末材、例えばエポキシ樹脂粉末材と電気絶縁性の粉末状補強材例えばセラミック粒子、粉末とを混合して一体となったものからなる電気絶縁層とからなる電気絶縁管継手が記載されている。特許文献３には、円筒形状で両端部の内層面にめねじ部を形成した金属製、例えば鋳鉄製の管継手本体と、この管継手本体のめねじ部表面に接着した、硬化型の樹脂、及び柔軟性を有する有機質繊維、例えばＰＥＴからなる電気絶縁層とからなる電気絶縁管継手が記載されている。絶縁継手は、通常少なくとも一方の側のねじ表面に予め絶縁性被膜を形成させた上に、接着剤を塗布し加熱硬化させて固着する製作工程が多く生産性が落ちる。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−３７４８８号公報（第２〜３頁、図２）
【特許文献２】特開平２−２９６０６３号公報（第２〜３頁、図１）
【特許文献３】特開平２−３０４２９３号公報（第３〜４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１に記載された絶縁被膜は、継手本体に配管をねじ込んだ時に、ねじ込みトルクが過大になると有機高分子材料の粉体が押し潰されて、継手本体のめねじと配管のおねじとの縁面距離が小さくなり、まためねじとおねじとが接触することもあり、絶縁不良が発生するという難点がある。特許文献２に記載された電気絶縁層は、樹脂粉末とファイバー状の補強材との密度差が大きいので、継手本体に絶縁層を塗布する時に、絶縁層が長期間放置された場合には、補強材が溶融樹脂中に不均一に分布して、絶縁不良が発生するという難点がある。特許文献３に記載された電気絶縁層は、樹脂中に柔軟性を有する有機質繊維が充填されているため、継手本体に配管をねじ込んだ時に、柔軟性を有する有機質繊維が圧縮されて、継手本体のめねじと配管のおねじとの縁面距離が小さくなり、まためねじとおねじとが接触することもあり、絶縁不良が発生するという難点がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、継手本体とそこにねじ込まれる部材との接合面間距離が適正に維持されかつ製造が容易に行える絶縁継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも一端部にめねじ部を有する継手本体と、前記めねじ部に螺合されるおねじ部を有するねじ部材と、前記めねじ部と前記ねじ部材との間に介在される接着層を有し、前記接着層は、接着剤と架橋構造を有する樹脂粒子を主体とすることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、前記樹脂粒子は、前記接着剤と同程度の密度を有しかつ８０以上のロックウェル硬さ（Ｍスケール）をする平均粒径が０．０１〜０．５ｍｍの範囲にあることが好ましい。
【０００８】
本発明においては、前記接着剤と前記樹脂粒子の密度差は０．５×１０３ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましい。また本発明においては、前記接着層は前記樹脂粒子が１０〜４０体積％含有されていることがより好ましい。さらに本発明においては、前記接着剤はエポキシ樹脂系接着剤であり、前記樹脂粒子は１×１０１０Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗を有する架橋型アクリル系重合体からなる球形粒子であることが特に好ましい。
【０００９】
本発明においては、上記各物性は次のように測定された値である。すなわち樹脂粒子のロックウェル硬さ（Ｍスケール）は、ＡＳＴＭ  Ｄ  ７８５の規定に準じて測定された値で、その平均粒径（本明細書ではｍｍで表記）は、市販の粒度分布測定装置（コールターカウンター社製コールター  マルティサイザー  ｌｌ）により測定された重量分布の算術径（単位：μｍ）である。また体積固有抵抗（単位：Ω・ｃｍ）はＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に記載された方法（５０％ＲＨ、２３℃）に準じて測定された値である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、接着層に添加された架橋構造を有する樹脂粒子は接着剤に溶解しないがそれと親和性がありしかも高い耐熱性を有するので、継手本体のめねじ部とそこにねじ込まれる部材との間に接着層が介在された後に両者を螺合する時にねじ込みトルクが作用しても、樹脂粒子がスペーサとして機能し、両ねじ部の間隔が適正に維持され、もって絶縁性能を確保することができる。しかも樹脂粒子は接着剤と同等の密度を有するので、接着層形成用原料を調整した後長時間放置した場合でも、樹脂粒子は接着剤から分離せず、接着剤中に均一に分散された状態が維持されるので、絶縁性能を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明の詳細を添付図面により説明する。図１は本発明の実施の形態に係る絶縁継手の縦断面図、図２は図１の要部を拡大した模式図である。
【００１２】
図１に示す絶縁継手１は、両端側内周面に管用テーパねじ２１、２２を有する継手本体（以下アウターという）２と、接着層４を介してその一端側に螺着されるおねじ部３１とその内周面に給水器具等を接続するめねじ３２を有するインナー３を備えている。インナー３の奥側には、プライマー（不図示）を介して樹脂ライニング５がアウター２の内周面に固着されている。管用テーパねじ２２に内面を樹脂で被覆した鋼管がねじ込まれるので、両者の電位差を少なくするためにアウター２は、例えば黒心可鍛鋳鉄で形成され、またインナー３は器具側の材質から例えば青銅で形成されている。管用テーパめねじ２２に装着され、ねじ奥部の防食を行うシールリング６は例えばＥＰＤＭのような耐水性や耐カルキ性に優れた弾性体（ゴム材料）で形成され、樹脂ライニング５は例えばＰＥ、プライマーは接着性ポリオレフィンで形成されている。図２に示すように、アウター２とインナー３との間に介在された接着層４は、接着剤４１とそこに添加された樹脂粒子４２を含有している。アウター２とインナー３は、いずれも導電性を有する材料で形成されているが、接着層４は絶縁性を有する材料で形成されているので、両者間の導通を防止することができる。
【００１３】
上記の絶縁継手１は、例えば、アウター２の一端側に接着プライマーを塗布してから樹脂ライニング５を成形した後、アウター２のめねじ部２１の内周面に接着剤４１と樹脂粒子４２との混合物を塗布し、次いで外周面におねじ部３１を有すインナー３をねじ込み、接着剤４１を硬化することにより作製される。アウターめねじ２１とインナーおねじ３１に適度の絶縁隙間が形成されるようにインナおねじ３１は通常よりも小径に製作されている。この絶縁継手１によれば、接着層は接着剤中に架橋構造を有する樹脂粒子が分散されているので、樹脂粒子が潰れずにスペーサとして機能し、アウター２のめねじとインナー３のおねじの絶縁距離が適正に維持され、絶縁性を維持することができる。しかも樹脂粒子は接着剤と同程度の密度を有するので、接着剤と樹脂粒子を混合後長期間放置しても、樹脂粒子が接着剤から分離・浮上または沈下せずに接着剤中に分散されることになり、接着層形成材料をその都度準備することが不要となり、絶縁継手の製作工数を低減できる。
【００１４】
接着層４を形成する接着剤４１としては、エポキシ樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、ポリアロマチック、ポリウレタン等に硬化剤を添加して使用する熱硬化性接着剤、あるいはビニル系重合体（例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体）、ポリアミド樹脂、熱可塑性ポリエステル等の熱可塑性ポリマーを主体とする熱可塑性接着剤などの市販の接着剤を使用することができる。接着層４には標準ねじ込みトルクの数倍（例えば３倍）以上のトルクに耐えられる接着強度（例えば３／４Ｂの口径の場合で、１８０Ｎｍ以上）が要求されるので、これらの接着剤の内では、材料強度（１６Ｎ／ｍｍ２程度以上）や価格の点から熱硬化性接着剤が好ましく、特にエポキシ樹脂系接着剤（例えばビスフェノール型エポキシ樹脂系接着剤）が好適である。ビスフェノール型エポキシ樹脂は、ポリアミン、アミンタクト、ポリアマイド等の硬化剤（脂肪族アミン、芳香族アミン、カルボン酸無水物等が使用され、その添加量はエポキシ当量に応じて選定される）と混合することにより加熱硬化し、所定の接着強度と所定の硬度が得られる。硬化剤としては、脂肪族アミン、芳香族アミン、カルボン酸無水物等が使用され、その添加量は脂肪族アミンの場合で６〜１２質量％程度であり、エポキシ当量に応じて選定される。また硬化剤とともに、必要に応じ触媒（第３級アミン、ホウ素酢塩、無機酸等）を添加することがある。例えば、エポキシ当量が１８０〜１９０のビスフェノール型エポキシ樹脂を硬化させた場合のロックウェル硬さ（Ｍ）は１１０程度である。またさらに高い接着強度が要求される場合は、エポキシ樹脂をそれと反応し得る官能基をもつポリマー（ポリアミド、フェノール、ポリイソシアネート等）とブレンドして硬化させることもできる。エポキシ樹脂系接着剤は硬化剤を添加せずに、接着剤を塗布後加熱硬化して使用することもできる。このようにエポキシ樹脂系接着剤を１成分型接着剤として使用する場合は、上記の２成分型接着剤として使用する場合よりも加熱温度を高くするあるいは加熱時間を長くすることが必要となる。
【００１５】
樹脂粒子４２は、接着剤と混合されかつ加熱されるが、架橋構造を有する樹脂（例えば架橋アクリル系重合体）で形成され、この架橋樹脂は、接着剤には溶解しないが接着剤との親和性が良好であり、接着剤と同等の密度を有しかつ耐熱性に優れた材料であるため、接着層にねじ込みトルクに耐え得る強度を付与することができる。またこの架橋樹脂は１×１０１０Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗を有するので、接着層の絶縁性を維持することができる。この樹脂粒子４２は、接着剤との密度差が、０．５×１０３ｋｇ／ｍ３以下に収まり、且つ９０以上のロックウェル硬さ（Ｍスケール）を有することが好ましく、より好ましいロックウェル硬さ（Ｍスケール）は１００以上である。接着剤として例えばビスフェノール型エポキシ接着剤を使用した場合、その比重は１．５７なので、樹脂粒子４２の比重は１．１〜１．２の範囲にあることが好ましい。樹脂粒子４２は球形であることが好ましく、またその平均粒径は、接着剤中への分散性や充填量を考慮すると、０．０１〜０．５ｍｍの範囲にあることが好ましく、より好ましい平均粒径の範囲は０．１〜０．２ｍｍである。樹脂粒子４２の接着剤中の含有率は、１０体積％未満であると各粒子間の間隔が広くなりすぎて、アウターに螺合時に粒子が容易に移動するので絶縁隙間が小さくなり、絶縁性が低下し、樹脂粒子の含有率が５０体積％を越えると、接着力が低下するので、１０〜５０体積％の範囲が好適である。
【００１６】
上記のような架橋構造を有する樹脂としては、例えば架橋アクリル系重合体（又は共重合体）、架橋スチレン系重合体（又は共重合体）あるいは架橋スチレン−アクリル系共重合体を用い得る。アクリル系重合体は、１×１０１０Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗を有するので、絶縁材料の範疇に属し、ガス用配管で要求される絶縁性（２５０Ｖで２０×１０６Ωの表面抵抗）及び水配管で要求される絶縁性（１．５Ｖで１０×１０６Ωの表面抵抗）を満足することができる。架橋アクリル系重合体としては、アクリル酸アルキルエステル類の重合体（ポリアクリレート）、メタクリル酸アルキルエステル類の重合体（ポリメタクリレート）及びそれらの共重合体であり架橋構造を有するものが使用できる。本発明で使用できる重合性単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−ヘキシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル等のアクリル酸アルキルエステル類やメタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸ブチル、メタアクリル酸イソブチル、メタアクリル酸ｎ−ヘキシル、メタアクリル酸ｎ−オクチル、メタアクリル酸ラウリル、メタアクリル酸ステアリル等のメタアクリル酸アルキルエステル類が挙げられる。上記重合性単量体と共重合させる架橋性単量体としては、トリアクリル酸トリメチールプロパン、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸１，３−ブチレン、メタクリル酸アリル、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン等の重合性二重結合基を分子中に複数個有する（メタ）アクリル系単量体が挙げられる。架橋アクリル系重合体からなる樹脂粒子は、例えば、溶媒（例えばポリビニルアルコールを溶解した脱イオン水）に重合性単量体、架橋性単量体、重合開始剤（例えば油溶性の過酸化物系開始剤又はアゾ系開始剤）、及び架橋剤（例えば芳香族ジビニル化合物）、必要に応じ分散安定剤（例えば水溶性高分子又は界面活性剤）を添加し、高速で攪拌して懸濁液とし、不活性ガス（例えば窒素ガス）を吹き込みながら加熱、攪拌することにより重合反応を行い、次いで冷却後、ろ過、洗浄、乾燥する工程を含む懸濁重合によって作成することができる。この他に、アクリレート系ポリマー（ポリメチルアクリレート）を過酸化物で処理することにより、二重結合が開き隣同士の分子と結合するので、架橋構造を有するアクリル系重合体粒子が得られる。架橋スチレン系重合体（又は共重合体）を形成する重合性単量体としては、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−クロルスチレン等のスチレンまたはその誘導体を用い得る。本発明においては、スチレンまたはその誘導体と、メタクリル酸アルキルエステル類またはアクリル酸アルキルエステル類とを共重合させて得られるスチレン−アクリル系共重合体を用いることもできる。
【００１７】
上記の重合体（又は共重合体）からなる樹脂粒子の内では、次の理由により架橋アクリル系重合体（又は共重合体）からなる樹脂粒子が好適である。すなわち架橋アクリル系重合体は、構造用接着剤として一般的なエポキシ樹脂系接着剤との密度差が少ないので｛（０．２〜０．３）×１０３ｋｇ／ｍ３程度）｝、接着層中に添加されて長期間放置されても接着剤から殆ど分離しない。アクリル系重合体（例えばポリメチルメタクリレート）の溶解度パラメータ｛単位：（ＭＪ／ｍ３）１／２｝は１８〜１９程度であり、エポキシ樹脂はこれよりもかなり高い溶解度パラメータ（約２２．５）を有するので、アクリル系重合体は、エポキシ樹脂系接着剤に溶解しない。アクリル系重合体は１×１０１５Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗を有するので、接着層の絶縁性が維持され、ガス用配管で要求される絶縁性（２５０Ｖで２０×１０６Ωの表面抵抗）あるいは水配管で要求される絶縁性（１．５Ｖで１０×１０６Ωの表面抵抗）を満足することができる。架橋アクリル系重合体は、１００以上のロックウェル硬さ（Ｍスケール）を有し、かつ、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高く（１１０℃以上）、接着剤とともに加熱された時に溶融しないので、ねじ込みトルクが作用してもスペーサとしての機能を維持することが可能となる。しかも架橋アクリル系重合体とエポキシ樹脂系接着剤との界面張力が小さいので、両者の接着界面は熱力学的に安定になり、高い接着強度が得られる。なお、通常の（非架橋型）アクリル樹脂（注型板）のロックウェル硬さ（Ｍスケール）は９８〜１００程度なので、架橋アクリル系重合体はそれ以上の硬さを有する。
【実施例１】
【００１８】
ＦＣＭＢ２７−０５材（ＪＩＳ  Ｂ  ２３０１参照）で形成したアウター２の内面に、通常おねじ寸法より小径寸法のおねじ部３１と水栓器具類類接続めねじ３２を有する青銅製のインナー３のおねじ部３１外面に接着層４を形成して固着し、アウター２の内周面に焼付けられた接着性ポリオレフィンからなるプライマーを介してＰＥ製ライニング５を成形し、図１に示す絶縁継手１を作製した。接着層４は、１成分型エポキシ系接着剤４１（日本色材社製ハイレジンＢＮ９０１５又は日本ヘルメチクス（株）製ヘルメタイトＴＸ−９２９Ｇ等）に架橋型アクリル系共重合体からなる樹脂粒子４２を５〜４８体積％添加・混合し、１３０℃の温度に８時間保持することにより形成した。樹脂粒子は、メチルメタクリレート・エチレングリコール・ジメタクリレート共重合体からなり、平均粒径０．１６ｍｍ、１００以上のロックウェル硬さ（Ｍスケール）を有する真球状粒子である。樹脂粒子４２の添加量が５％未満の時は、過大なねじ込みトルクが作用すると、絶縁隙間が小となり絶縁性能が悪化したが、樹脂粒子４２の添加量が１０〜４８％の時は、過大なねじ込みトルクが作用しても、所定の絶縁性が確保された。すなわち本発明の接着構造によれば、製造時のバラツキにより発生する過大なねじ込みトルクが作用しても所定の絶縁性が確保できるので、従来の過大なねじ込みトルクにより発生していた絶縁不良品の発生が防止され、正常なねじ込み条件（ねじ込みトルク）の許容範囲が広がり安定した組立て作業を行うことができることがわかる。
【実施例２】
【００１９】
エポキシ系接着剤６として、２成分型エポキシ系接着剤４１（アラルダイト社製アラルダイト、スタンダード又は日本ヘルメチクス（株）ヘルメタイトＴＸ−９３３等）を使用し、樹脂粒子４２を添加後硬化剤（ポリアミン）を接着剤１００質量部に対し１０質量部混合し、６５℃の温度に３時間保持した以外は実施例１と同様の条件で絶縁継手１を作製した結果、実施例１と同様の結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る絶縁継手の縦断面図である。
【図２】図１の要部を拡大した模式図である。
【符号の説明】
【００２１】
１：絶縁継手、２：アウター、２１、２２：めねじ部、３：インナー、３１：おねじ部、３２：水栓器具類接続めねじ、４：接着層、４１：接着剤、４２：樹脂粒子、４ａ：接着剤、５：内面ライニング、６：シールリング
【図１】
2005106141.tif 000003
【図２】
2005106141.tif 000004