JP2582886B2 - 物品の接合方法 - Google Patents

物品の接合方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は、導電性ポリマー部材を使用することによっ
て物品を一体に接合する方法、及び新規導電性ポリマー
部材に関する。
発明の背景 導電性ポリマーは既知である。導電性ポリマーは、ポ
リマー成分、及びその中に分散された又は他の形態で分
布された粒状導電性充填剤、例えば、カーボンブラック
を含んで成る。導電性ポリマーは、熱回復性物品の形態
であるか、あるいは電力供給された場合に物品を回復さ
せるように熱回復性物品に固定されたヒーターを包含す
る電気ヒーターに広く使用されている。代表的には、物
品の回復によって、基材の周囲で又は基材に向かって物
品が回復する１つ又はそれ以上の基材が接合、修理、補
強又は他の形態で改変される。最近、その融点よりも高
い温度で実質的な強度を保持する導電性ポリマー、特
に、超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）などの焼結ポリ
マーが、有機ポリマーから成るパイプ（プラスチックパ
イプ）を改変するのに特に有用であることが示されてい
る。例えば、アメリカ合衆国特許第3,987,2760号、第4,
085,286号、第4,177,376号、第4,177,446号、第4,421,5
82号、第4,455,482号、第4,570,055号、第4,575,618号
及び第4,686,071号、イギリス国特許第1,265,194号、第
1,449,539号及び第2,124,439号、西ドイツ国特許出願第
3,442,674号、ヨーロッパ特許出願公開第157,640号（放
棄されたアメリカ合衆国特許出願第596,761号に対
応）、ヨーロッパ出願公開第153,199号（放棄されたア
メリカ合衆国特許出願第582,105号に対応）、ヨーロッ
パ特許出願公開第231,068号（放棄されたアメリカ合衆
国特許出願第818,845号に対応）、並びにアメリカ特許
出願第720,117号（1985年４月２日出願）、第720,118号
（1985年４月２日出願）、第784,288号（1985年10月４
日出願）、第818,846号（1986熱１月14日出願）、第85
3,805号（1986年４月18日出願）、第847,830号（1986年
５月27日出願）、第17,497号（1987年２月23日出願）、
第61,353号（1987年６月11日出願）、第61,354号（1987
年６月11日出願）、第61,259号（1987年６月11日出
願）、第67,679号（1987年６月26日出願）、第75,929号
（1987年７月21日出願）、第89,389号（1987年８月25日
出願）、第120,883号（1987年11月16日出願）及び第13
2,698号（1987年12月14日出願）を参照できる。
発明の要旨 本発明者らは、導電性ポリマーを使用して、導電性ポ
リマー部材がそれ自体熱回復性でなく熱回復性物品に固
定されていない場合にさえ、物品を一体に接合できるこ
とを見い出した。
１つの要旨によれば、本発明は、 第１物品を第２物品に接合する方法であって、 （１）第２物品に隣接して第１物品を配置し、並びに （２）（ａ）熱回復性でなく、 （ｂ）少なくとも15.8cm2/cm3の外表面面積と体積の比
を有し、 （ｃ）第１物品と第２物品の間に配置され、及び （ｄ）熱がその内部に発生した場合に膨張する 導電性ポリマー部材内で熱を発生させる ことを含んで成り； 導電性ポリマー部材の電流を流すことによって導電性
ポリマー部材内に熱が発生し、電流が第１物品または第
２物品のいずれにも流れず；及び 導電性ポリマー部材内に熱が発生した場合に導電性ポ
リマー部材の膨張によって、第１物品が第２物品に導電
性ポリマー部材を介して接合されるように、第１物品、
第２物品および導電性ポリマー部材がなっているかまた
は物理的拘束に付される方法を提供する。
導電性ポリマー部材は、第１物品及び／又は第２物品
の一部又は全てであってよく、あるいは、別の部材であ
ってよい。第１物品及び第２物品の好ましくは少なくと
も一方、特にそれぞれが（導電性ポリマー部材と同様
に）熱回復性でなくてよい。熱回復性でないとは、物
品、又は部材が、前記方法で使用するいずれかの温度に
加熱される場合に、寸法における実質的な変化を行わな
い、例えば、寸法が10％よりも多く変化しないことを意
味する。導電性ポリマー部材が行う寸法的変化は、一般
に膨張であるが、他の形態の寸法的変化を含まないもの
ではない。本明細書において、用語「接合」とは、存在
する接合を改良すること、例えば、他の方法で相互に隣
接して保持されている表面を一体に融着することによっ
て改良することを包含する。導電性ポリマー内での熱の
発生は、通常、電流を導電性ポリマーに流すことによっ
て行うが、他の方法、例えば、誘導加熱及び超音波加熱
を使用できる。
本発明は、シート縁部分を一体に接合する封止器具で
あって、 （ａ）第１縁部分を収容できる第１くぼみ、 （ｂ）第２縁部分を収容できる第２くぼみ、 （ｃ）導電性ポリマー、好ましくは焼結導電性ポリマー
を含んで成る、該くぼみの間の加熱部分、及び （ｄ）電源との接続時に該加熱部分の加熱を生じさせる
第１及び第２電極 を有して成る封止器具を提供する。
本発明は、 （ｉ）導電性ポリマー組成物を含んで成り、 （ii）供給ラインの第２表面に接触かつ合致できるよう
な形状の第１表面を有し、 （iii）タップを収容する手段を有し、 （iv）第１電極を収容する手段を有し、 （ｖ）第２電極を収容する手段を有する 供給ライン又は中空導管を圧力アクセスを供給するのに
適した器具であって、 手段（iv）及び（ｖ）が、該手段中に収容した第１電
極及び第２電極の間に電位差を適用した場合に、該第１
及び第２表面が相互に接触する状態で、電流が導電性ポ
リマー組成物中を流れ、器具を加熱し、該第１表面及び
／又は該第２表面が溶融するように、相互に位置してい
る器具を提供する。
本発明は、熱回復性でなく、 （ａ）テープの形状であり、 （ｉ）超高分子量ポリエチレンから成る焼結ポリマー成
分、及び該ポリマー成分に分散した導電性粒状充填剤を
含んで成り、及び （ii）23℃から、ポリマー成分の少なくとも一部分の融
点に加熱された場合に、少なくとも10％体積増加する 導電性ポリマーから成る要素、並びに （ｂ）電源に接続でき、電源に接続された場合に導電性
ポリマー要素に電流を流す電極 を有して成る物品を提供する。
導電性ポリマー組成物は、ポリメチレン、特に超高分
子量ポリエチレン（UHMWPE）とともに、導電性粒状充填
剤、特にカーボンブラックを含んで成る。一般に、組成
物は、 （ａ）有機ポリマー粒子がその独立性を完全に失うこと
なく融着するように一体に焼結されている有機ポリマー
粒子から本質的に成るマトリックス、及び （ｂ）該マトリックスに分散されているが、融着粒子の
境界で又は境界付近でのみ実質的に存在する粒状充填
剤、好ましくはカーボンブラック から本質的に成ることが好ましい。
適した組成物は、ヨーロッパ特許出願公開第157,640
号（現在は放棄されたアメリカ合衆国特許出願第596,76
1号に対応）及びアメリカ合衆国特許出願第720,117号に
見られる。UHMWPEが好ましいが、ポリテトラフルオロエ
チレン、ポリフェニレンスルフィド及びポリイミドを包
含する他のポリマーを焼結してもよい。
そのような導電性ポリマーは、ポリマー粒子及び充填
剤の乾燥混合物を焼結することによって製造できる。代
表的な方法は、乾燥混合物を圧縮し、大気圧又はそれ以
上の圧力及びポリマーが軟化するが過剰に流動しない温
度で圧縮混合物を焼結し、次いで、加圧下で冷却するこ
とを包含する。焼結は、好ましい形状の物品を製造する
ために型内で行い、あるいは（ラム押出によって製造さ
れることが頻繁にある）焼結塊又はロッドを旋盤で削り
又は他の形態で機械加工し、好ましい寸法の物品を製造
する。表面形状は、滑らか又は粗であってよく、物品の
地肌は、変化させてよく、例えば、伝熱又は結合などの
ために表面積を増加することが好ましい場合には、適切
なスカイブブレードの使用によって溝付けされる。不規
則な又はリブ付きの表面が強い溶接のために好ましい。
本発明において使用するのに適した導電性ポリマー
は、低い電気抵抗率、通常1000Ω・cm以下、好ましくは
100Ω・cm以下、特に10Ω・cm以下、例えば、約0.5〜10
Ω・cmの抵抗率を一般に有する。導電性ポリマーに電極
供給する場合に、好ましい抵抗率は、電源に依存する。
電源は、例えば、約48Vまでの電流（DC）、あるいは約1
20又は240Vまでの交流（AC）であってよい。焼結によっ
て、溶融混合生成物においてよりも低い導電性充填剤充
填量で低い電気抵抗率が得られる。したがって、本発明
において使用する好ましい焼結組成物は、９体積％より
も少ない、好ましくは７体積％よりも少ない、特に２〜
６体積％のカーボンブラック又は他の導電性充填剤を含
有する。特に好ましいカーボンブラックは、アクゾー・
ヘミー（Akzo Chemie）によって商標ケッチェンブラッ
ク（Ketjenblack）ECとして及びデグッサ（Degussa）に
よって商標プリンテックス（Printex）XE−２として市
販されているカーボンブラックである。低レベルのカー
ボンブラックは、ポリマーの好ましい物理的性質、例え
ば、可撓性、良好な伸び、高い引張強さ、良好なノッチ
及び衝撃抵抗性、並びに化学的抵抗性を保持するのに有
効である。導電性ポリマーは要すれば架橋されていてよ
い。
好ましいポリマーは、その軟化点又は融点以上におい
てかなり高い粘度を保持するポリマー；即ち、その軟化
点よりも50℃高い温度で、3kg負荷時に、0.3g/10分より
も小さい、特に0.1g/10分よりも小さい、特別には0.05g
/10分よりも小さいメルトフローインデックス、15kg負
荷時に、3.0g/10分よりも小さい、特に1.0g/10分よりも
小さい、特別には0.1g/10分よりも小さいメルトフロー
インデックスを有するポリマーである。好ましくは1.5
百分よりも大きい、特に3.0百万よりも大きい、特別に
は４〜約６百万程度の分子量を有するUHMWPEが、本発明
において最も好ましいポリマーである。しかし、約600,
000〜1.5百万の分子量を有する非常に高い分子量のポリ
エチレン（VHMWPE）を溶融混合の後に使用してもよい。
本発明において有用な導電性ポリマーは、ZTC性質、
即ち、操作温度範囲、例えば、23〜250℃において、抵
抗率が、５よりも小さい係数、好ましくは２よりも小さ
い係数、特に１よりも小さい係数で変化する性質を示す
ことが好ましい。
物品に適切に結合するために、電力供給又は他の手段
で加熱する場合に、導電性ポリマーは、少なくとも135
℃、好ましくは150℃、より好ましくは少なくとも200
℃、特に少なくとも250℃の結合線温度を達成できる。
通常周囲条件において、50Vよりも小さい電源を使用し
た場合に、15分以内、好ましくは５分以内、特に0.5〜
３分で所期温度に達することが好ましい。そのような迅
速な加熱及び高温によって、短い装着時間並びに導電性
ポリマー、基材及び包囲材料への最小の損失が達成され
る。一般に、そのような導電性ポリマーが保持できる最
大電力密度は、ポリマーの破損が生じる前で、約25W/cm
3までのみであることが以前からわかっていた。
ケーブル及びパイプの環境的保護は、基材周囲にシー
ト材料を巻き付けることによって、即ち、「ラップアラ
ウンド」スリーブを使用することによって達成され得
る。充分に小さい寸法の封止を、導電性ポリマー封止ス
トリップ又は他の器具を使用することによって、ラップ
アラウンドスリーブの縁の間に形成することができる。
導電性ポリマーは、充分な熱膨張係数を有し、封止器具
は、加熱された場合に、接合すべき２つの表面を局在化
するように働き、要すれば、それらの間の空隙をブリッ
ジする。
封止ストリップは、断面において本質的に円形、楕円
形又は長方形であってよい。封止ストリップは、ラップ
アラウンドスリーブ又は他のシートの縁部分が挿入され
る、中央領域によって分離された向かい合う又は離れた
くぼみを有することが好ましい。縁上でストリップを滑
動することによって、又は縁を横方向からストリップに
挿入することによって縁を封止ストリップ中に配置させ
ることができる。スリーブの周囲に位置する弾性バンド
などのラップを使用することなどによって、こぼみにお
いてかつ中央領域に向かって縁を把持するための幾つか
の手段を供給することが好ましい。中央領域は、該領域
における溶接又は結合を改良するため、加熱された場合
に、膨張することが好ましい。好ましいことであるが、
封止ストリップの材料と縁部分の材料とが相溶性である
場合に、加熱加圧下で相互侵入が生じて結合及び溶接を
改良してよい。封止器具のくぼみに溶接剤を供給しても
よい。くぼみは、滑らかであってよく、あるいは加熱又
は組立時にスリーブ縁部分の位置を保持するような形
状、例えば、縁部分にスナップ嵌めを与えるような形状
を有してよい。くぼみは、縁部分が遊び嵌めであり結合
が熱膨張のために生じるような寸法を有してよい。好ま
しい態様は、くぼみが、縁部分よりも大きく、導電性ポ
リマーが膨張すると充填され得るアンダーカットを有す
る態様である。これは、結合線を圧縮及び剪断下に置く
ことによって結合領域をさらに強くする。別の態様は、
封止ストップが、１つのスロット又はチャンネルカット
を中央に有する導電性ポリマーのロッドを有して成る態
様である。加熱された場合に、封止ストリップの選択部
分は膨張して、挿入された縁部分を収納する。封止スト
リップの加熱は、電極がストリップに埋設されている又
は１つのもしくは両方の表面上に存在する場合には内的
に、あるいは（例えばトーチ又はオーブンによって）外
的に行ってよい。電極はストリップの長さ方向に延在す
ることが好ましく、例えば、電気絶縁性材料で１つの又
は両方の面を被覆することによって装着されてよい。
本発明の１つの特別な態様において、パイプ又はケー
ブル又は液体もしくは気体を流通する他の供給ラインに
圧力アクセスを供給するのに適した器具をパイプ又は供
給ラインに取り付ける。器具は、加熱された場合に（好
ましくは、電極を電源に接続した後に）、器具をパイプ
に溶接する導電性ポリマーを、少なくとも一部分におい
て含んで成ることが好ましい。器具を装着した後にタッ
プを収容する手段を通過して供給ラインに穴を設けてよ
く、あるいは装着前に穴を設けてよい。前者は、装着時
のパイプ中の圧力損失を防止するために、及び器具を穴
あけガイドとして働かせるために好ましいものである。
器具は実質的に均一な組成物から成ることが好まし
く、取付用表面、電極、タップ収容手段は相互に一体で
あることが好ましい。器具は断面において実質的に円形
であってよく、あるいは好ましくは実質的に板状であ
る。円形器具において、１つの電極が周囲くぼみに位置
してよく、第２電極がタップを収容する手段をも供給す
る実質的に軸方向の穴に位置してよい。器具と電極との
間の接触抵抗を減少してよく、導電性ポリマーと電極と
の間に銀塗料を塗布することによって付着性を改良して
よい。電極は、可撓性線材又は編組を有して成ることが
好ましく、あるいは銀塗料を含んで成ってよい。好まし
い幾何において、器具は実質的に平面状であり、向かい
合う縁部分に配置された２つの金属ストリップ電極を有
する導電性ポリマーテープを有して成る。タップを収容
する手段は、円筒状であり、テープの表面から突出す
る。穴が、タップでの流体の接近を可能にするために、
要すればタップを収容するためにも、テープに形成され
ている。この好ましい器具は、器具が種々の寸法のパイ
プの表面に合致できるように可撓性であってよい。器具
は、要すれば、装着の後、溶接線を再溶融するように再
び電力供給することによってパイプから除去してもよ
い。
他の態様において、封止物品は、導電性ポリマーに設
定し得る電力負荷（電力密度に関して）が少なくとも50
W/cm3、好ましくは少なくとも100W/cm3、及びある場合
には200W/cm3まで又はそれ以上に増加できるように、テ
ープ形状の導電性ポリマーを含んで成ってよい。そのよ
うな高い電力負荷に耐え得るテープは、限定された狭い
空間において低い全電力入力を使用して短時間で多量の
熱を供給するのに非常に有用である。「テープ」という
用語は、中実基材に接触した場合に、少なくとも50W/cm
3（7W/インチ２、電極間のテープ表面の横断方向に）の
最小電力出力に耐え得るように（熱発生部分において）
充分に高い熱消散外表面面積とポリマー体積の比を有す
るいずれかの形状（例えば、ストリップ、ロッド、又は
楕円もしくはドッグボーン断面の片）のポリマー材料を
意味する。
外表面面積とポリマー体積の比は、少なくとも15.8cm
2/cm3（約40インチ2/インチ３）、好ましくは少なくと
も約51.2cm2/cm3（約130インチ2/インチ３）であり、約
78.7cm2/cm3（約200インチ2/インチ３）であってよい。
最も好ましい形態において、テープは、約１〜6cmの
幅、2mmまでの厚さを有しており、１つの又は両方の表
面の縁に沿って（又は付近に）適用された長さ方向電極
（例えば、金属ストリップ、編組、銀電極又はこれらの
組み合わせ）を有する。好ましい態様において、電極又
は他の板状要素が、導電性接着剤を使用することによっ
て導電性ポリマーテープに取り付けられていてよい。有
機ポリマー及び該ポリマーに分散した導電性粒状充填剤
から成る自己支持ストリップの形態である導電性接着剤
が、テープと電極又は他の板状要素との間に位置してよ
く、接着剤を溶融するのに充分な温度で加圧下で積層さ
れてよい。電極以外の板状要素、例えば、メッシュ、ガ
ラス又はセラミック層あるいは他の誘導体を接着剤によ
って取り付けてもよい。接着剤は、一般に、板状要素と
形状と同様の形状に切断され、一般に、板状要素面積の
少なくとも30％、好ましくは板状要素面積の少なくとも
50％、特に板状要素面積の少なくとも75％を覆う。テー
プは誘電層によって覆われていてよい。
UHMWPE及びVHMWPEは、高温での高い体積膨張、即ち、
融点以上の温度での少なくとも10％の体積増加、時々30
％程度の体積増加のために、テープとして使用するのに
好ましいポリマーである。UHMWPE導電性ポリマーは、融
点以上の温度で流動することなく固形エラストマー形態
を保持できるので、加圧用途において好ましい、VHMWPE
導電性ポリマーは、テープと基材との間の空隙を充填す
るのが必要である場合に好ましい。テープがスリット又
は孔を有し、テープが基材表面を溶融する場合、溶融基
材は穴、スリット又は孔の中を流れ、再び固化する。従
って、テープは、溶接することなく基材に固定される。
従って、材料は非相溶性であってよい。
テープは、ラップアラウンドシートの縁を封止するた
め、２つのパイプの末端を突き合わせ溶接するため、又
は重ね接合を形成することによってカップリングスリー
ブ又はパイプを封止するため、使用してよい。例えば、
カップラー（例えば、ポリエチレンのスリーブ又はディ
スク）の内表面又は外表面の両方にテープ層を設けてよ
い。次いで、カップラーを使用して接続を行い、種々の
直径及び材料のパイプの間に末端キャップバリヤを与え
る。これは、鋼パイプの外径部とプラスチックパイプ内
径部との間に接沿を形成する局部加熱用途において特に
重要である。テープの膨張特性は、両方のパイプに気密
封止を与え、ポリエチレンディスクは、大きいポリエチ
レンパイプと、小さな鋼パイプ周囲の絶縁との間に強い
物理的湿気バリヤを与え、パイプの軸合わせ維持を確実
に行う。あるいは、テープは基材の周囲に巻き付けられ
てよい。それを長さ方向に折り曲げてよく、加熱及び溶
接又は結合のために使用される封止ストリップのくぼみ
に挿入してよく、封止ストリップそれ自体が電気的に熱
安定性である場合に広範囲の材料（例えば、溶融加工可
能でない材料）から封止ストリップを形成することが可
能になる。
他の用途において、テープを基材、接着剤層又はフォ
ーム層上で長さ方向に折り曲げる。フォーム層は、加圧
クロージャーにおける末端板に種々の形状及び寸法のケ
ーブルを封止するためにテープを使用する場合に、特に
有用である。圧縮フォーム層は、結合されるべき表面に
対してテープを押し付け、かつケーブル表面における不
均一性又は不規則性を償う力を与える。
図面の簡単な説明 添付図面を参照して本発明をさらに説明する。
第１図は、巻き付け形状に固定するために封止ストリ
ップを有するラップアラウンドスリーブを示し； 第２図は、電気的加熱手段を有する封止ストリップを
示し； 第３図及び第４図は封止ストリップの別の態様を示
し； 第５図は、中央スロットを有する封止ストリップを示
し； 第６図は、実質的に長方形の断面を有する薄い可撓性
の導電性ポリマーテープの斜視図を示し； 第７図は、カップリングスリーブによって形成された
パイプ重ね型接合を示す断面図であり； 第８図は、導電性ポリマーテープを使用した突合わせ
溶接型パイプ接合を示す断面図であり； 第９図は、封止ストリップのくぼみに挿入された導電
性ポリマーテープを示し； 第10図は、ケーブルスプライスにおける導電性ポリマ
ーテープの種々の用途を示し； 第11図は、本発明の圧力アクセス器具の側面を示し； 第12図は、装着した圧力アクセス器具を示し； 第13図は、圧力アクセス器具の他の態様の上面図を示
し； 第14図は、第10図の圧力アクセス器具の断面図を示
す。
図面の詳細な説明 第１図は、封止ストリップ10の使用によってチューブ
構造に形成される２つの平坦な縁部分２を有するラップ
アラウンドスリーブ１を示す。封止ストリップ10は、ス
トリップに対しては長さ方向に縁部分２を滑動させるこ
とによって又は縁部分２を横方向から挿入することによ
って、縁部分２を収容する縁くぼみ11を有する。封止ス
トリップは、例えば、１〜10、特に１〜５、特別には２
〜4cmの幅、及び0.5〜3cmの厚さを有するが、その正確
な寸法はスリーブ１の寸法に依存する。封止ストリップ
は、いずれかの適切な方法、例えば、トーチ又は熱空気
によって加熱してよいが、電気加熱が好ましい。加熱は
領域12に実質的に局在することが好ましく、領域12によ
って縁部分２の縁が領域12に溶接されることが好まし
い。要すれば、加熱時に活性化する接着剤を供給してよ
い。
第２図は、領域12に取り付けられた、好ましくは埋設
された２つの電極13を有する封止ストリップを示す。電
極を電源に接続する場合に、封止ストリップは、加熱す
る。封止ストリップおよびシート縁部分は、単純または
複雑であってよい合致する外形を有してよい。
第３図および第４図は、第２図に示す封止ストリップ
の別の態様を示す。それぞれのストリップは、導電性ポ
リマーが加熱時に膨張するとともに、充填されるアンダ
ーカット部分14を有する２つのくぼみ11を有してなる。
第３図のくぼみは、かなり簡単な形状を有しているが、
第４図のものは、加熱時に所定位置にシート縁部分を保
持するのに役立つ保持手段15である突起を有する。シー
ト縁部分上のくぼみ16は保持手段に対応しており、圧延
によって現場でまたは製造時に形成されてよい。それぞ
れの封止ストリップは、電極13を覆うポリマープラグ1
7、例えば、、オーリングまたはシールを有する。
第５図は、シート縁部分を収容するのに好適である中
央スロット18が２つの電極13の中間地点に位置している
封止ストリップ10の別の形態を示す。スロットは、導電
性ポリマーの膨張のために充填できるくぼみ19を有して
よい。この態様において、電極に電力をかけた場合に、
中央領域でなく、封止ストリップのバルクが加熱され
る。
第６図は、導電性ポリマーとの良好な電気接続のため
に導電性ポリマーテープ20に導電性インク電極21がプリ
ントされており、電極（又は母線）線材22がプリントイ
ンク電極21の上に配置されている導電性ポリマーテープ
を示す。要すれば存在する誘電層23がテープの上に積層
されてよく、絶縁を与え、インク電極21と線材22の良好
な接続を確保する。要すれば、第２誘電層が、テープの
他方の面に積層されてよく、２枚のフイルムがテープを
包封するように縁を封止してよい。
第７図は、カップリング33を使用したパイプ31及び32
の間の重ねパイプ接合を示す。カップリング33は、その
内表面に切り込まれた溝34を有し、テープ20を収容する
ためのくぼみを形成する。電極線材22が、いずれかの望
ましい地点で導電性ポリマーテープ20からカップリング
33の壁を通って延在してよい。第４図において、パイプ
32上のカップリングの左側はテープに電力を供給する以
前の状態を示し、パイプ31の右側の融着領域はテープに
電力供給した後の状態を示す。
第８図は、パイプ41とパイプ42の間の突合わせ型接合
を示す。導電性ポリマーテープ21がシーム44上に配置さ
れており、シリコーンエラストマーバンドである圧縮手
段43が使用されており、シーム44に向かってテープを押
し付け、良好な熱的接触を保持し、ポリマー及び導電性
ポリマーテープが加熱時に膨張した場合にテープ上での
圧力を保持する。
第９図は、ラップアラウンドスリープの縁部分２への
加熱溶接に使用するためのくぼみ11に挿入する導電性ポ
リマーテープ20を有する封止ストリップ10を示す。
第10図は、導電性ポリマーテープ20の種々の使用を示
す。スプライスケース50は、ケーブル５を包囲するハー
フシェルを有して成る。ケーブルジャケット修理な単な
るテープ巻き付けとして51で示す。ケーブル又はパイプ
とダクトとの間の封止を52で示す。ケーブルとスプライ
スケース末端プレートとの間の封止を53で示し、末端プ
レートハーフ間の封止を54で示す。ハーフシュル間の長
さ方向封止を55で示し、ケーブルと末端キャップとの間
の封止を56で示す。
第11図は、ケーブル61の上の圧力アクセス器具60を示
す。器具60は、ケーブルジャケット63に溶接される第１
表面62を有する。接着剤シートを第１表面とケーブルジ
ャケットとの間に供給してよい。器具は、１〜5cm、よ
り好ましくは1.5〜3cmの直径、及び0.5〜2.5cm、より好
ましくは0.75〜2cmの高さを有することが好ましい。器
具60はバルブのようなタップを収容する手段64を有し、
該手段64は、タップを固定する（UHMWPE組成物に直接に
設けられていることが好ましいが、穴内でライナーに設
けられていてもよい）内部ねじ山が設けられた軸方向穴
を有する。第１電極を収容する手段65を、表面62に接近
して位置した円周方向くぼみとして示す。第２電極を収
容する手段を、タップを収容するのと同様の穴64の一部
分である66として示す。しかし、電流経路が第８図に矢
印で示すように半径方向であるように、第２電極は、く
ぼみ65と同様の平面に実質的に位置することが好まし
い。
第12図は、ケーブル61に装着された器具60を示す。第
１電極及びタップ68がみられる。器具60の縁の溶融ポリ
マー材料69は良好な溶接が生じていることを示す。ケー
ブルと器具の間の溶接線を点線で示す。穴70がケーブル
ジャケット63にあけられている。
第13図は、圧力アクセス器具の別の態様を示す。器具
71は導電性ポリマーの可撓性板状テープ72を有して成
る。細長い電極ストリップ73、例えば、金属ストリッ
プ、線材編組又は銀電極がテープの表面に取り付けられ
ている。タップを収容する円筒状手段74が、テープの表
面から突出しており、テープを通過する開口75を有す
る。テープの底表面は、滑らかであるか、あるいは基材
に対する付着性を向上するために溝を有してよい。
第14図は、第10図の器具のＡ−Ａ線における断面図で
ある。溝76が、電極73を配置するためにテープの向かい
合う縁に配置されている。
下記の実施例及び前記図面により本発明を説明する。
実施例１ 分子量約4.0百万及び平均粒径約0.1mmの超高分子量ポ
リエチレン粉末（UHMWPE）［ホスタレン（Hostalen）GU
R−413、アメリカン・ヘキストから入手］95体積部及び
カーボンブラック［ケチェンブラック（Ketjenblack）E
C300DJ、アクゾ・ヘミー（Akzo Chemie）から入手］５
体積部を高速混合機において乾燥混合することによって
第３図の導電性ポリマーテープ20を製造した。170℃に
加熱したラム押出機によって混合物を速度５フィート／
分及び圧力3000psiで押出し、直径８インチ（20.3cm）
の焼結ロッド８を製造した。ロッドを削り取り、0.015
インチ x 0.875インチ（0.038 x 2.223cm）のテープを
製造した。
銀充填インク［エレクトロダグ（Electrodag）504、
アチェソン・コロイズ（Acheson Colloids）から入手］
を使用して、それぞれの幅が0.1875インチ（0.476cm）
である２つの電極ストリップを、0.15インチ（1.27cm）
の間隔でテープの１つの面に塗布した。断面0.003 x 0.
013インチ（0.008 x 0.033cm）になるように30AWG銀塗
布電線材を平坦にし、次いで平坦にした線材を一体に編
組することによって電極又は母線線材を製造した。１フ
ィート／分（30.5cm/分）で作動するロールラミネータ
ーを使用して、電極／母線線材をインク電極ストリップ
上に配置し、0.012インチ（0.030cm）のきれいなポリエ
チレンフイルム層を電極ストリップ及び母線線材上でテ
ープの上表面に積層し、第２層をテープの下表面に積層
し、縁を熱封止し、完全に封止かつ絶縁された導電性ポ
リマーテープを製造した。このテープを所定長に切断
し、ポリエチレンフイルムの上層を両方の末端から剥離
し、テープに電力供給する電極を露出した。
実施例２ 以下のようにして、２本のプラスチックパイプを接続
した。3.5インチ（8.9cm）直径の橙色ポリエチレンカッ
プラーを射出成形した。幅が0.875インチ（2.223cm）で
あり２インチ（5.08cm）離れた２つの溝を、カップラー
の内周に機械加工した。溝の所定位置に保持するために
１つの面に接着剤を有する２つの銅ホイルストリップ
（それぞれ0.002 x 0.188インチ（0.005 x 0.476cm））
を溝に配置し、テープ上のインク電極が銅ストリップと
接触するように、母線線材又はポリエチレンフイルム層
のいずれも持たない実施例１のテープを銅ストリップの
上に配置した。テープを所定位置に保持するためにマン
ドレルを使用して、テープに30V/5.5Aで１分間電力供給
し、テープをカップラーに溶融結合した。
カップラーをパイプに接続するため、パイプをカップ
ラー中に挿入し、テープに、テープに30V/5.5Aで２分間
電力供給した。カップラー及びパイプへのテープの溶融
が、テープ上でのカップラーの壁を通してあけられた小
穴から観測された。溶融時点において、穴から見える色
は黒色から橙色に変化した。これら条件は優れた無空隙
結合を形成するのに充分であった。導電性ポリマーテー
プの膨張並びにパイプ及びカップリングの表面の溶融が
無空隙結合を形成する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 １２０８８３ (32)優先日 1987年11月16日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (72)発明者 サンプソン、ジェフリー・アラン アメリカ合衆国 94062 カリフォルニ ア、レッドウッド・シティー、イースト レイク・ウェイ 3822番 (72)発明者 バーマ、パラディープ アメリカ合衆国 94538 カリフォルニ ア、フレモント、ジャクソン・ストリー ト 2416番 (72)発明者 マシューズ、バリー アメリカ合衆国 95117 カリフォルニ ア、サン・ホセ、チャームウッド・スク エア 1344番 (72)発明者 リッター、ロバート アメリカ合衆国 94538 カリフォルニ ア、フレモント、フォンテンブリュー・ パーク・レーン 42555番 (72)発明者 ムラネイ、ジュリアン・エス アメリカ合衆国 27612 ノース・キャ ロライナ、ラリー、ナンバー2509、オー クミドー・レーン 5710番 (56)参考文献 特開 平３−213328（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−48747（ＪＰ，Ａ) 仏国特許1374690（ＦＲ，Ａ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１物品を第２物品に接合する方法であっ
    て、 （１）第２物品に隣接して第１物品を配置し、並びに （２）（ａ）熱回復性でなく、 （ｂ）少なくとも15.8cm2/cm3の外表面面積と体積の比
    を有し、 （ｃ）第１物品と第２物品の間に配置され、及び （ｄ）熱がその内部に発生した場合に膨張する 導電性ポリマー部材内で熱を発生させる ことを含んで成り； 導電性ポリマー部材に電流を流すことによって導電性ポ
    リマー部材内に熱が発生し、電流が第１物品または第２
    物のいずれにも流れず；及び 導電性ポリマー部材内に熱が発生した場合に導電性ポリ
    マー部材の膨張によって、第１物品が第２物品に導電性
    ポリマー部材を介して結合されるように、第１物品、第
    ２物品および導電性ポリマー部材がなっているかまたは
    物理的拘束に付される方法。
  2. 【請求項２】第１物品および第２物品のいずれもが熱回
    復性ではなく、第１物品および第２物品の少なくとも１
    つが、絶縁性ポリマー組成物からなる中空導管である請
    求の範囲第１項に記載の方法。
  3. 【請求項３】物品の少なくとも１つが電気絶縁性熱可塑
    性ポリマー組成物からなり、導電性ポリマー部材内に発
    生した熱が熱可塑性ポリマー組成物を溶融させ、導電性
    ポリマー部材の向かい合う面に物品のそれぞれを融合す
    ることによって第１物品と第２物品を接合する請求の範
    囲第１項または第２項に記載の方法。
  4. 【請求項４】電気絶縁性熱可塑性ポリマー組成物から成
    る外表面部分をそれぞれ有する２つの第１物品のインラ
    イン接続を、 （ｉ）円筒状であり、及び （ii）中空導管の末端を配置する 第２物品に第１物品のそれぞれを接合することによって
    行い、 該第２物品が、熱が導電性ポリマー部材内で発生する
    間、拘束部材によって包囲されている請求の範囲第１〜
    ３項のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】導電性ポリマーが（ａ）粒子が同一性を完
    全に失うことなく融着されているように一体に焼結され
    ている超高分子量ポリエチレンの粒子から本質的に成る
    ポリマー成分、及び（ｂ）融着粒子の境界でまたは境界
    付近でのみ実質的に存在する粒状導電性充填剤を含んで
    なる請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】導電性ポリマー部材の外表面面積と体積の
    比が、少なくとも78.7cm2/cm3である請求の範囲第１〜
    ５項のいずれかに記載の方法。
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