JP2622421B2 - 導電性ポリマーを使用して物品を接合する方法と器具 - Google Patents

導電性ポリマーを使用して物品を接合する方法と器具

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JP2622421B2
JP2622421B2 JP1507407A JP50740789A JP2622421B2 JP 2622421 B2 JP2622421 B2 JP 2622421B2 JP 1507407 A JP1507407 A JP 1507407A JP 50740789 A JP50740789 A JP 50740789A JP 2622421 B2 JP2622421 B2 JP 2622421B2
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heating element
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ヒューガス、ジョン・アール
コーディア、ハンス
ドーント、ジョーハン
リッター、ロバート・ジェイ
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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成分の使用により物品を接合
する方法、およびそのような方法において利用される新
規な物品に関するものである。
発明の背景 導電性ポリマーはよく知られている。導電性ポリマー
は、高分子成分および、カーボンブラックのような粒子
状導電性充填物をその中に分散ないし分布させたものか
ら成っている。導電性ポリマーは、電流が導電性ポリマ
ー内をヒーターの面に対して直角に流れるようにした層
状電極の間にはさまれた層状導電性ポリマー加熱エレメ
ントからなる層状ヒーターなどの電気ヒーターでひろく
使用されている。ヒーターに電力を供給して物品を回復
させるように、そのような層状ヒーターは、熱回復物品
の形態であるか、または熱回復性物品に保持固定されて
いる。代表的には、物品の回復は、物品が基材に向かっ
てまたは基材の周囲で回復する一つまたはそれ以上の基
材を接合、修理、強化するかまたは他の形態で変更す
る。最近、融点以上で実質的な強度を保持する導電性ポ
リマー、とくに超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）に基
づく焼結導電性ポリマーが、有機性ポリマーからなるパ
イプ（プラスチックパイプ）を接合するのに使用され得
る熱回復性カップラーにとってとくに有用であることが
示された。このようなカップラーでは、導電性ポリマー
成分は完成接合に構造上の強度を与え、したがってパイ
プの厚みに匹敵する厚みをも有する。回復温度までカッ
プラーを加熱するためにはかなりの電力が必要である。
これを記載した文献は、アメリカ特許第3,987,276、4,0
85,286、4,177,376、4,177,446、4,421,582、4,455,48
2、4,570,055、4,575,618および4,686,071号、イギリス
特許第1,265,194、1,449,539および2,124,439号、ドイ
ツ特許出願公開第3,442,674号およびヨーロッパ出願公
開第157,640、153,199、231,068、197,759、220,003、2
67,234および251,482号である。
発明の要約 二つの物品を接合するよい方法は、二つの物品の間に
位置する層状導電性ポリマー加熱エレメントの内部で熱
を発生させながら、二つの物品を相互に隣接した状態で
維持することが判明し、熱は物品を（直接または間接的
に）相互に接合させることになる変化を生じさせるのに
充分である熱である。加熱エレメントは熱で回復できな
くてもよく、事実多くの場合、熱で回復しないことがむ
しろよい。ほとんどの（好ましくは全部の）電流が加熱
エレメント表面に平行に流れる状態で加熱エレメントに
電流を流して、熱を加熱エレメント内部で発生させるの
が有利である。この有利性の重大な理由は、電流がエレ
メント表面に直角に流れるように電極を加熱エレメント
に配置すれば、電極は接合領域に存在することになり物
品間接合の強度を減ずることになるからである。
本発明の方法は先行技術にくらべて極めて重要な有利
性を提供するものである。とくに熱は、必要とされる唯
一の部位である界面で発生し、したがって、電力の必要
性およびオーバーヒートの危険性が減少される。この点
を含む有利性を以下に述べる。
本発明の方法は、とくにプラスチックパイプのような
電気絶縁性ポリマー材料からなる物品を接合する（また
は他の形態で変更する）のにとくに効果的である。物品
が熱可塑性材料からできているときは、物品と加熱エレ
メントの間での融合を充分行うために、加熱により熱可
塑性材料および導電性ポリマーを溶かすことが望まし
い。代替的または追加的に、加熱エレメントは、物品が
孔を通して相互に直接融合するような孔を有する。片方
または両方の物品がこのように溶融しない材料からでき
ているときは、例えば熱硬化性樹脂のような熱活性化接
着剤を使用しなければならない。
接合すべき物品の表面が同様の形状（表面を同形状に
するために物品を変形した場合を含めて）を有する場合
に、導電性ポリマー加熱エレメント（および電極）は物
品間に存在する全てのものであってよい。他の場合に、
物品間に位置するさらに複雑なガスケットを形成するた
め他の要素を伴った一つまたはそれ以上の加熱エレメン
トが存在してもよい。
１つの要旨によれば、本発明は、第一物品および第二
物品を接合する方法であって、 （１）第一表面と第二表面の間にくぼみを規定するよう
に、第二物品の第二表面に隣接して第一物品の第一表面
を配置し、 （２）くぼみの中にガスケットの少なくとも一部を配置
し、ガスケットは、 （ａ）導電性ポリマーからなる層状加熱エレメントを有
して成り、 （ｂ）第一表面に隣接して配置された第三表面を有し、 （ｃ）第二表面に隣接して配置された第四表面を有し、 （３）第一表面と第三表面の間、および第二表面と第四
表面の間の緊密接触を達成するように、ガスケットなら
びに第一物品および第二物品の少なくとも１つを相互に
移動し、 （４）表面の緊密接触を維持しながら加熱エレメントの
表面に実質的に平行に導電性ポリマーに電流を流すこと
により、導電性ポリマー内部に熱を発生させ、これによ
り第一物品および第二物品を接合する ことから成る方法を提供する。
この方法で段階（１）および（２）を行うために様々
な操作が利用できる。例えば第一物品および第二物品を
互いに隣接して配置し、ガスケットを物品間のくぼみ内
に配置するか、あるいはガスケットを第一物品または第
二物品に隣接して配置し、次いでもう一つの物品をガス
ケットに隣接して配置するか、あるいはガスケットを第
一または第二物品に接合し、もう一つの物品をガスケッ
トに隣接して配置する。後者の場合、ガスケットを現場
で第一または第二物品と接合するか、ガスケットおよび
物品を例えば製造工場であらかじめ組立てる。ガスケッ
トおよび物品をあらかじめ組立てる場合、両者間の接合
は、本方法の段階（３）および（４）で変化せずに存在
するか、あるいは段階（３）および（４）の一方または
両方で変更される。一方の物品をガスケットに隣接して
配置する前に、ガスケットをもう一つの物品に接合する
本発明要旨を記述するに当たり、ガスケットが接合され
ている物品は一般的には第二物品と呼ばれる。しかしな
がら、これは単に明確にするためであり、そのような記
述はガスケットが第一物品にあらかじめ接合されるよう
なシステムおよび方法にも適宜適用される。
本発明の方法の好ましい実施態様の一つにおいて、例
えば、二つのパイプは、カップラーとそれぞれのパイプ
末端の間にくぼみを残し、パイプ末端周囲に合致する円
筒形カップラーにより直列的に接合される。この実施態
様においては、それぞれのパイプは前記方法において
“第一物品”とみなし、カップラーは“第二物品”とみ
なす。したがって、使用される二つのガスケットはカッ
プラーのそれぞれの末端に存在する。カップラーへのパ
イプの接合は同時ないし別の時に行える。
用語“緊密接触”は、熱が導電性ポリマー内で発生す
る時に、熱が第一物品および第二物品を一体に接合する
目的に役立つこと、および第一または第二物品あるいは
ガスケットに実質的な損傷を与えないことを確実にする
ための表面間の充分な密着適合を意味する。様々な界面
に空隙が存在する場合、無駄なオーバーヒートが生じ、
パワー発生速度が大きい時に特に、損傷を与える。
用語“接合”は、例えば他の方法ですでに一体に接合
している表面を一体に融合させるか、空間的に離れた位
置ですでに一体に融合している表面間を完全に融合させ
ることによる既存接合における改善を含む。物品間の接
合は、ガス漏れおよび液体漏れのないこと（気密および
液密であること）が望ましく、屈曲、引張、ねじれまた
は破裂テストのような適切な物理テストにおいて物品の
一つが接合の前に破損することが望ましい。
以下に詳しく述べるように、第一物品と第二物品の接
合は様々な方法で行われる。好ましくは、ガスケットの
第三表面および第四表面は導電性ポリマーにより与えら
れ、加熱の結果として、それぞれ第一表面および第二表
面に融合する。代替的または追加的に、ガスケットは孔
を有し、加熱の結果として、第一および第二表面は孔を
通じて直接たがいに融合する。ガスケットは、導電性ポ
リマーエレメント（通常は層状エレメン）から本質的に
成っており、内部での所望の熱発生を確実なものにする
ために使用される他の導電性エレメントまたは電極を有
する。他の実施態様において、ガスケットは中央部材、
例えば、絶縁性ポリマー材料のストリップを含有し、一
個またはそれ以上の導電性ポリマーエレメントが、第三
表面および第四表面を供給するために中央部材の両面に
取り付けられている。
用語“融合”は、本明細書において、熱を利用して二
つのポリマー基材を直接相互に接合するプロセスを意味
し、基材間には分子適合性が充分にあり、プロセス条件
下で基材間の界面の横断方向に分子拡散が生じるか、お
よび／またはアドヒージョン（Adhesion）１（1969）,1
6−23およびアドヒージヨン２（1970）,16−22でJ.N.ア
ナンドにより提示されたような基材間の粘弾性接触が存
在する。融合プロセスによって、基材の少なくとも一つ
よりも優れた機械的性能を有する接合が生じることが好
ましい。融合を行う基材の表面は一体に“融合する”と
言われる。本発明の方法は、第一および第二物品が
（Ａ）同様のポリマー組成物からなるか、またはポリマ
ーの反復単位の少なくとも80％、好ましくは90％、とく
に実質的に100％が同様であるポリマー組成物からな
り、および（Ｂ）（ｉ）反復単位の少なくとも80％、好
ましくは90％、とくに実質的に100％が第一および第二
物品におけるのと同様であるポリマー成分からなる層状
導電性ポリマーエレメントの向かい合う面に融合するこ
とにより、または（ii）それぞれの導電性ポリマーエレ
メントが規定したようなポリマー成分からなり、および
ポリマーの反復単位の少なくとも80％、好ましくは90
％、とくに実質的に100％が、第一および第二物品にお
けると同様である絶縁性ポリマー成分からなる中央部材
に融合する（または方法の過程において融合するように
なる）一つまたはそれ以上の層状導電性ポリマーエレメ
ントに融合することにより一体に接合されている場合
に、特に有用である。成分のそれぞれにおいて好ましい
ポリマーはポリエチレンである。異なる成分に存在する
ポリエチレンは、同様である必要はなく、事実、通常は
同様でない。例えば、溶融押出しされた低、中または高
密度ポリエチレンからなる二つのパイプは、（ａ）焼結
超高分子量ポリエチレンをベースにした導電性ポリマー
からなり、および（ｂ）場合により、溶融押出しされた
低、中または高密度ポリエチレンからなる中央部材によ
り構成されるガスケットを用いて、同様のまたは異なる
溶融押出しされた低、中または高密度ポリエチレンから
なるカップラーによって一体に接合できる。
多くの場合、第一および第二物品のそれぞれは、ガス
ケットの少なくとも一部分よりも実質的に厚い。例え
ば、それぞれの物品の厚みは0.05〜6.0インチ、好まし
くは0.1〜2.0インチであり、通常は５以上、好ましくは
３以下の係数で異ならないが、一方、ガスケットは、物
品が導電性ポリマーエレメントの向かい合う面に融合す
る場合に、通常0.15インチ以下、好ましくは0.05インチ
以下の厚みであり、ガスケットが中央部材を有する場合
に、約0.4インチ以下であり、しばしば約0.1インチ以下
である。
とくに、接合すべき表面の一つ（または両方）がコン
クリートまたは金属のような非ポリマー材料からなる場
合、または融合を生じるにはポリマー材料の間における
相溶性が不充分な場合、例えば、一方または両方が熱硬
化性材料、例えばエポキシやガラス繊維で強化した他の
樹脂から成る場合、接合すべき表面の間に挿入物が置か
れ、その挿入物は、導電性ポリマーによって加熱される
場合に、表面を一体に接合させるような物理的または化
学的変化を行うものである。このようにして挿入物は、
例えば部分的に硬化した熱硬化性樹脂またはホットメル
ト接着剤（それぞれの表面に融合するのに充分に適合す
るポリマーシートを含む）からなる。挿入物は、ガスケ
ットおよび２つの物品が組み立てられる前に、ガスケッ
トまたは物品に固定でき、あるいは挿入物は現場で挿入
できる。例えば、ポリエチレンまたは他の絶縁性ポリマ
ー材料のシートが導電性ポリマーエレメントの片面また
は両面に固定できる。第一および第二表面が相互に相溶
性である場合、ガスケットは、第一および第二表面が孔
を通じて相互に直接に融合できるように孔を有する。そ
のような直接融合は、第一表面と第三表面の間および第
二表面と第四表面の間における融合または他の形態の結
合に加えて、存在してよい。
以上に記載した方法を展開するにあたり、本方法で有
用であり、本発明の一部分を形成する様々な新規な物品
を開発した。そのような新規な物品の一例は、カップラ
ーであり、そのカップラーは （１）電気絶縁性ポリマー材料からなり直径が収縮可能
である管状要素、および （２）層状加熱エレメントからなり、管状要素の内表面
に固定されている層状ガスケット から成っている。
そのような新規な物品のもう一つの例は、 （１） （ａ）（ｉ）ポリエチレンおよびそれに分散された粒状
導電性充填物よりなり、（ii）23℃〜（Tm＋50）℃（Tm
は組成物の軟化点である）の温度範囲において５以下の
係数で抵抗率が増加する導電性ポリマーからなり、 （ｂ）少なくとも40（インチ）２／（インチ）３の外部
表面積の容量に対する比を有し、 （ｃ）23℃から導電性ポリマーの融点まで加熱した場合
に少なくとも10％容積が増加する 層状加熱エレメント （２）層状加熱エレメントの向かい合う縁部分にあるス
トリップ電極 を有して成る層状ヒーターである。
本発明の一部を形成する他の新規な物品および方法を
以下に説明する。
上記の新規なカップラーにおいて、用語“管状要素”
は、本方法でチューブ形状をしたあらゆる要素をも含ん
で使用される。したがって、それは、第一物品に巻き付
けられる可撓性テープであってよく、または、それぞれ
の部材が少なくとも一つの他の要素部材に接合される少
なくとも二つの要素部材からなる関節付物品であってよ
く、または、現場で組立てられ得る複数の複合要素であ
ってよい。層状ヒーターの一部または追加的層状ヒータ
ーが、管状要素の隣接部分、例えば重なり合う部分を互
いに接合するために用いることができ、好ましくは同時
に物品を相互に接合する。
図面の簡単な説明 本発明を添付図面を用いて説明する。
第１図は、カップラーのそれぞれの末端におけるくさ
び形ガスケットを用い、円筒形カップラーにより二本の
パイプが接合されている組立品の断面図である。
第２図は、第１図で用いられるガスケットのさらに精
しい断面図である。
第３図は、可撓性ポリマーシートの縁が、スロットを
有する物品によって一体に接合されている組立品の断面
図である。
第４図は、内面に取り付けられたガスケットを有して
成る巻き付け型可撓性カップラーによってパイプが接合
されている組立品の断面図である。
第５図は、第４図の５−５線における断面図である。
第６図は、第４および５図で使用されるガスケットの
“巻いていない”平面図である。
第７図は、内表面に取り付けられたガスケットを有
し、相互に滑動できる合致縁を有するカップラーにより
二本のパイプが一体に接合されている組立品の断面図で
ある。
第８図は、第７図の８−８線における断面図である。
第９図は、第７および８図で使用されるガスケットの
“巻いていない”平面図である。
第10図は、内面に取り付けられた二つのガスケットを
有して成る関節付カップラーの断面図である。
第11図は、カップラーの二つの部分のそれぞれの内面
に取り付けられた二つのガスケットを有して成る二片型
カップラーの断面図である。
第12図は、修理パッチで修理されているパイプの部分
断面図である。
第13図は、第12図の平面図である。
第14図は、圧力アクセス器具を取り付けたパイプの部
分断面図である。
第15図は、第14図の平面図である。
発明の詳細な説明 本発明の以下に述べる詳細な説明は、さまざまな節お
よび小節に分かれている。これは分かり易さと便利さの
ためであり、特定の特徴の関連開示が複数の節または小
節に含まれ、節または小節の見出しが制御効果を有する
ものではなく、さらに本明細書の説明が異なる節または
小節の中にある情報の適切な組合せをすべて含む。同様
に、様々な図面および記述が発明の特定の実施態様を示
しているが、特定の特徴が特定の図面の内容で示される
場合に、そのような特徴は別の図面の内容または発明全
体で適切な範囲で用い得る。
A.ガスケット 1.熱発生の方法 ガスケットは、好ましくは、抵抗性の導電性ポリマー
加熱エレメントに電流を流すことにより加熱される。し
かしながら、誘導加熱または超音波加熱のような他の方
法も用い得る。
2.熱発生の位置 本発明では、熱は、熱の必要な場所のみで、すなわち
接合表面またはその近辺で発生させる。これは、必要な
加熱がなされる前に熱的障壁を弱めるように熱が比較的
離れた場所で発生されるか、または熱が必要な場所のみ
でなく他の場所でも発生される先行技術よりも明確に有
利である。たとえば、電力消費および加熱時間が減少
し、過熱による損害が除去または減少される。導電性ポ
リマーおよび電極に加えてガスケットのいずれかの要
素、ならびに第一および第二物品は、内部で大量の熱が
発生しないものが好ましい。少なくとも第一物品の第一
表面および少なくとも第二物品の第二表面は、非導電性
であることが好ましく、たとえば、両物品は絶縁性ポリ
マー組成物から成っている。第一または第二表面のいず
れかが導電性であれば、非導電性材料層で導電性ポリマ
ーから隔離されていることが好ましい。
3.導電性ポリマーエレメントの形状 物品間の充分な結合を得るために熱を実質的な領域で
発生させること、組立品での熱移動の速度の差を考慮に
いれ、融合（または熱的に応答する挿入物の活性化）が
望ましい組立品の部分で加熱がほぼ一様であるように熱
発生を行うことが一般的に望ましい。不均一な加熱は不
均一な接合を生む傾向にあり、結合が必要である他の場
所へ充分な熱を供給しようとして熱を発生させる場所に
おける過熱の原因となる傾向がある。この理由から、導
電性ポリマーは、比較的幅広く薄い断面を有する層状エ
レメントの形態で存在することが好ましく、たとえば、
幅対厚みの比が少なくとも８、好ましくは少なくとも2
0、とくに少なくとも50、特別には50〜200、例えば100
〜160である。このようにして層状導電性ポリマーエレ
メントはテープ、とくに可撓性テープの形態であってよ
く、たとえば幅の少なくとも３倍、好ましくは少なくと
も６倍の長さを有するものである。層状導電性エレメン
トは一般に幅および厚みが一様であるが、波状、リブ付
きまたは溝付きのように不均一な幅および／または不均
一な厚みを有してもよい。テープの厚みの平均は、好ま
しくは0.005〜0.150インチ、とくに0.01〜0.05インチで
ある。テープの全表面積（すなわち、両表面を含む）の
テープの容量に対する比は、好ましくは少なくとも20
（インチ）−１、とくに少なくとも40（インチ）−１、
特別に40〜100（インチ）−１、たとえば55〜75（イン
チ）−１である。
4.電極 電極は層状導電性ポリマーエレメントの向かい合う縁
部分に配置されていることが好ましく、導電性ポリマー
エレメントに部分的または完全に埋め込まれるか、表
面、好ましくは同様の表面に配置される。本実施態様で
は、層状エレメントの面にほぼ全ての電流が流れ、層状
エレメントの加熱部分は電極でほんのわずかが覆われて
いるか全然覆われていなく、熱は、金属を実質的に含ま
ない、実質的な幅および長さを持つ結合部分で発生す
る。このようにして、一般に結合部分は少なくとも0.25
平方インチ、好ましくは少なくとも１平方インチ、とく
に少なくとも４平方インチ、特別に少なくとも10平方イ
ンチ、たとえば10〜120平方インチの面積を有し、好ま
しくは少なくとも0.4インチ、とくに少なくとも１イン
チ、たとえば10インチまでの幅を有し、好ましくは少な
くとも１インチ、とくに少なくとも３インチ、特別に少
なくとも10インチ、たとえば20〜200インチの長さを有
している。さらに大きな寸法を用いてもよい。たとえ
ば、大きなパイプを接合する時には、結合面積は2,000
または3,000平方インチとなる。結合部分での金属線材
またはストリップ（例えば、抵抗ヒーターのような従来
技術の接合方法で用いられるような金属線材またはスト
リップ）の存在は、しばしば接合の全強度を減少させる
ので、金属を含まない大きな接合部分は重要な利益を与
える。
一般にガスケットに存在する電極は、内部に熱を実質
的に発生しないようなものが好ましい。しかしながら、
電極はほとんどの熱が、長さ方向に沿って均一に、また
は望ましい様式で内部で発生するような寸法と抵抗率を
有してよい。電極は好ましくは銅でできているが、他の
金属または適切な抵抗率を有する他の材料からできてい
てもよい。
電極は、片面または両面の縁に沿って（あるいは縁近
くに）適用された長手方向電極（例えば、金属ストリッ
プ、編組、銀塗装、またはそれらの組合せ）であること
が好ましい。好ましい実施態様では、電極は導電性接着
剤の使用によって導電性ポリマーに取り付けられてい
る。導電性接着剤は、有機ポリマーおよび有機ポリマー
に分散した粒子状導電性充填物から成る自己支持ストリ
ップの形態であることが好ましく、テープと電極または
他の層状エレメントの間に位置する。組立て品は接着剤
が溶融するに充分な温度で加圧下、積層される。
とくに好ましい実施態様において、電極の少なくとも
一つは、金属層、たとえば編組で囲まれた導電性接着剤
のコアを有する。テープの表面へのそのような電極の取
り付けは、好ましくは、電極を加熱するために電圧を電
極に適用し、電極をテープの表面に配置し、表面に電極
を積層するように加圧することによって行われる。優れ
た接着は、導電性接着剤が溶融し、編組の間隙に流れ込
み、テープの表面に接する場合に生じる。電極は、導電
性接着剤の融点または活性化温度よりも少なくとも30
℃、好ましくは少なくとも50℃高い温度に加熱されるこ
とが望ましい。
5.導電性ポリマー 以上でわかるように、本発明の重要な因子は、必要な
場所で熱が発生するという事実であり、導電性ポリマー
エレメントが、接合されるべき表面間に挟みこまれ、表
面ら緊密に接触するように維持される。このことは、用
いる導電性ポリマーの好ましい性質、およびパワーがそ
こで発生する速度に対し重要な意味を持つ。
導電性ポリマーが、隣接要素と緊密に接して囲まれて
おり、比較的薄いので、熱は極めて均一かつ効果的に取
り除かれる。したがって、導電性ポリマーをその融点よ
りずっと高い温度に加熱し、過熱により一部が劣化され
る危険なしに、比較的長時間その温度に維持でき、この
ようにして接合部分での弱い地点に導入することが可能
である。このような手順での高温の発生は、迅速な溶
融、および隣接ポリマー表面の結果的な融合、または熱
硬化性樹脂の迅速な硬化、またはホットメルト接着剤の
迅速な活性化などを確実なものにするのに極めて有用で
ある。一方、導電性ポリマーは高温で液化が進み易いの
で、望ましい電流を中断し、および内部で発生した熱の
量および／または分布を変化させるように流動しがちで
ある。くぼみからの導電性ポリマーの流動は、様々なエ
レメントの間の圧力をも減少し、接合の効率が低下する
ことになり勝ちである。これらの理由により、融点以上
で実質的な強度を維持する導電性ポリマー、たとえば、
軟化点よりも50℃高い温度で、3kgの荷重で0.3g/10分以
下、とくに0.1g/10分以下、特別に0.05g/10分以下のメ
ルトフローインデックス、荷重15kgで3.0g/10分以下、
とくに1.0g/10分以下、特別に0.1g/10分以下のメルトフ
ローインデックスを有するポリマーを使用することが望
ましい。電流が流れる導電性ポリマーの流動は、この導
電性ポリマーの周囲のそのような流れに対する一つまた
はそれ以上の障壁を設置することで最小にすることがで
きる。そのような障壁は、たとえば電流がほとんどまた
は全然流れない導電性ポリマーの隣接部分または導電性
ポリマーの一体部分により、または導電性ポリマーとは
別個かまたは一体になっている絶縁性ポリマーの隣接障
壁により与えられる。
くぼみからの導電性ポリマーの流動が、得られる結合
圧力を減少させ、導電性ポリマーの膨張が結合圧力を増
加させる。したがって、加熱によって容積が実質的に増
加する導電性ポリマーを使用するのが望ましく、23℃か
ら導電性ポリマーのポリマー成分の少なくとも一部分の
融点にまで加熱した場合に少なくとも10％、好ましくは
少なくとも15％で容積増加する導電性ポリマーがよい。
多くの場合、導電性ポリマーは融点を充分に越えた温度
に加熱され、そのような加熱間は膨張が続く。好ましく
は、導電性ポリマーは室温と本方法を行っている間に到
達する最高温度との間で、少なくとも20％、より好まし
くは少なくとも25％、とくに少なくとも30％で容積増加
する。
好ましいように、導電性ポリマーが隣接ポリマー表面
に融合する場合、融合がなされるに充分な高温にまで加
熱することが必要である。導電性ポリマーがPTC挙動を
示す場合、充分な高温には到達しないことがある。した
がって、導電性ポリマーは操作温度の範囲において、本
質的にZTC挙動を示すことが望ましく、とくに23℃〜250
℃の温度範囲および／または23℃〜（Tm＋50）℃の温度
範囲で、５以下、好ましくは２以下、とくに1.3以下の
係数で抵抗率が増加することが好ましい。ここでTmは組
成物の軟化点である。
上記の好ましい特徴を考えれば、本発明でとくに有用
な導電性ポリマーは、 （ａ）独自性を完全には消失しないで粒子が合体するよ
うに一体に焼結された有機ポリマー粒子、とくに超高分
子量ポリエチレン（UHMWPE）の粒子から本質的に成るマ
トリックス （ｂ）当該マトリックスに分散しているが、実質的に合
体粒子の境界またはその付近にのみ存在する粒状充填
物、好ましくはカーボンブラック を含んで成り、好ましくはこれらから本質的に成る。
そのような焼結導電性ポリマーは、例えばヨーロッパ
出願公開第157,640号に記載されている。一般にUHMWPE
は、少なくとも1.5百万、好ましくは少なくとも3.0百
万、例えば４〜６百万の分子量を有している。焼結して
よい他のポリマーとしては、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およびポリイミドなどか
ある。
焼結導電性ポリマーはポリマー粒子および充填物の乾
燥ブレンドを焼結して製造できる。代表的な方法は、乾
燥ブレンドの圧縮、大気圧またはそれ以上の圧とポリマ
ーが軟化するが過度に流動しない温度での圧縮ブレンド
の焼結、それに続く加圧下での冷却を含む。焼結は好ま
しくはロッドを製造するラム押出し工程の一部として行
われ、ロッドは旋盤上で削られるか、他の形態で機械加
工され、希望する表面構造および形状の導電性ポリマー
テープとする。多くの目的には、断面が実質的に矩形の
テープが満足すべきものであるが、必要ならば、波形、
リブ付、または溝付テープで、適切な形の削り取り刃の
使用で得られる。そのような不規則な形状は、熱移動ま
たは結合を目的とする場合のように、所望の地点に圧力
を集中するために、またはテープの表面積を増大するた
めに望ましい 使用し得る他の導電性ポリマーは、1.5百万以下の分
子量を持ついわゆる非常に高分子量のポリエチレン（VH
MWPE）に基づき、溶融押出しにより加工できるものを包
含する。VHMWPEポリマーは、一般に150,000〜600,000、
好ましくは200,000〜400,000の範囲の分子量を有してい
る。
本発明で使用する導電性ポリマーの抵抗率は、一般に
極めて低く、例えば1000ohm・cm以下、とくに100ohm・c
m以下、特別に100ohm・cm以下、例えば約0.5〜10ohm・c
mの範囲である。望ましい抵抗率は、部分的には電源に
依存するが、電源は、例えば６〜48ボルトの直流または
約120または240ボルトの交流のように、いかなる種類で
あってもよい。焼結は、溶融ブレンド生成物に対するよ
りも少ない導電性充填物充填量で低い電気抵抗率を与え
る。本発明で使用する望ましい焼結組成物は、９容量％
以下、好ましくは７容量％以下、とくに２〜６容量％の
カーボンブラックおよび／または他の導電性充填物を含
有する。とくに好ましいカーボンブラックは、ケッチェ
ンブラック（Ketjenblack）ECの商標でアクゾ・ヒミー
（Akzo Chemie）から、およびプリンテックス（Printe
x）XE−２の商標でデグサ（Degussa）から発売されてい
るものである。低レベルのカーボンブラックは、可撓
性、良好な伸長性、高い張力、良好なノッチおよび衝撃
抵抗、および良好な耐薬品性のようなポリマーの望まし
い物理的性質を維持するのに役立つ。導電性ポリマーは
場合により、望ましい融合を阻止しないかぎり架橋され
ていてもよい。
6.組立方法およびガスケットの形状 ガスケットは、ガスケットおよび第一物品および第二
物品を相互に移動させた時に、良好な締まり嵌めがこれ
らの間でなされるようなものが好ましく、そうすること
で望ましい緊密接触が得られる。二つの物品をたがいに
隣接して配置し、ガスケットを両者の間のくぼみに配置
する場合、あるいはガスケットを物品の一つに予め接合
しているがガスケットが該物品に緊密に接触しない場
合、相対的な動きは第一表面と第三表面の間および第二
表面と第四表面の間で緊密な接触を与える。第二物品と
ガスケットとの予備組立などにより、ガスケットがすで
に物品の一つと緊密な接触をしている場合、相対的な動
きは、緊密な接触をしていない表面、例えば第一表面と
第三表面の間で緊密な接触を与える。多くの場合、緊密
接触のための必要条件は、ガスケットが、例えば幅と厚
みの比が少なくとも４、好ましくは少なくとも10、しば
しば実質的にそれ以上、例えば少なくとも50、とくに50
〜200、特別に100〜160と言った比較的幅広くかつ薄い
断面を有していることである。ガスケットはテープ上で
あってよく、一般に均一の幅と厚みを有しているが、し
かし幅が不均一および／または厚みが不均一であっても
よい。多くの場合、テープは充分に可撓性であり、くぼ
み、例えばパイプとカップラーの間のくぼみにぴったり
と合うのが望ましく、長さが幅の例えば少なくとも３
倍、好ましくは少なくとも６倍あるいはそれ以上である
長さを有するのが望ましい。
7.組立中の物品の相互の合致 第一物品および第二物品およびガスケットの相対的動
きは、これらの間のくぼみが実質的に均一な寸法を有す
るようにするために、物品の一方または両方を変形する
という極めて好ましい結果を示す。例えば円形ではない
パイプが円形のカップラーの内部に配置でき、ガスケッ
トはパイプを円形に押し付けるのに使用される。あるい
は、ガスケットは、不規則な寸法のくぼみを充填するよ
うに加圧下でその形状を変え得る。
8.パワー発生の速度および温度分布 本発明の際立った特徴の一つは、導電性ポリマー加熱
エレメントの境界で望ましい融合（または他の物理的ま
たは化学的効果）を与えるのに充分な長さの時間にわた
り、（実質的な劣化を生じさせずに）導電性ポリマー内
で発生するパワーの速度が高いことである。このことに
より、以前に予期されたよりもずっと高い電圧の電源の
使用が可能になる。しかしながら、電圧が大きければそ
れだけ、加熱の時間をより注意深くコントロールしなけ
ればならないことに留意する必要がある。このようにし
て、600ボルトまたはそれ以上の交流電圧が使用可能に
なる。別の方法では、ヒーターは一つまたはそれ以上の
コンデンサーの放電により電力供給され、高電圧および
全動力消費の制御の両方が得られる。
電源および導電性ポリマーは、エレメントの出力がエ
レメントの全表面積１平方インチ（両表面を含む）当た
り５〜120、とくに７〜40、特別に10〜20ワットになる
ようにものであることが好ましい。本発明の利点の一つ
は、実質的に全ての熱が必要部位で発生するので使用全
エネルギーが限られているということである。このよう
にして、エネルギー密度（Ｐ×ｔ）/A［ここで、Ｐは毎
秒当たりの電力（単位：ワット）、ｔは導電性ポリマー
ヒーターが接続される時間（単位：秒）、およびＡはヒ
ーター全表面積（すなわち、両表面を含む）（単位：平
方インチ）である。］は、一般に、1,500秒以下、好ま
しくは800秒以下、とくに150秒以下、特別に10〜120秒
の時間（ｔ）において、一般には10〜100,000、好まし
くは50〜25,000、とくに100〜5,000である。導電性ポリ
マーエレメントは、非中空の基材と片面または両面で接
触している場合、好ましくは少なくとも50ワット／c
m3、とくに少なくとも100ワット／cm3、例えば200ワッ
ト／cm3までまたはそれ以上までの電力負荷に耐える。
上記の様々な量は定常状態条件での量である。電力供給
のスイッチが最初に入れられた時、導電性ポリマーが温
度に伴った抵抗率増加を示さないので、その量は、短時
間において通常大きく、例えば２倍となる。
本方法と比較的厚みのある導電性ポリマーヒーターを
使用する方法との間の差異を定量する他の手段は、導電
性ポリマーの横断方向の温度勾配を監視することである
が、温度勾配は本発明では比較的小さい。このようにし
て、本発明の方法では、導電性ポリマーエレメントの中
心と外表面との間の最高温度差は、一般に150℃以下、
好ましくは100℃以下、とくに75℃以下、特別に50℃以
下である。
第一表面と第三表面でおよび第二表面と第四表面で到
達されるべき温度は、表面の接合の仕方および界面での
材料の性質に依存している。一般には、材料が劣化しな
ければ温度は高い方がよい。融合が好ましい場合、温度
は好ましくは各表面の材料融点を越える。挿入物を介し
て接合が行われる場合、温度は挿入物を活性化するよう
に充分に高くなければならない。好ましい方法におい
て、少なくとも135℃、好ましくは少なくとも150℃、と
くに少なくとも200℃、特別に少なくとも250℃、例えば
300℃またはそれ以上の温度が達成される。
表面を一体に融合する場合、加熱の速度および時間
は、第一および第二表面のそれぞれにおける材料が、界
面を横断して分子拡散が行われるように少なくとも充分
な深さで溶融している速度および時間であることが好ま
しいことが判明した。一方、表面が過度の深さで溶融し
ている場合、それは電力の浪費だけでなく、冷却時の間
隙形成の原因ともなる。表面は、好ましくは0.02〜0.1
インチ、とくに0.035〜0.08インチ、特別に0.04〜0.06
インチの深さで溶融される。必要ならば、溶融が起きる
深さは、物品外部から穴をあけ、穴の底部と、ガスケッ
トに溶融結合される表面との間に正確に既知の壁の厚み
を残した後、穴を利用してモニターできる。穴の底部で
の溶融が始まるとすぐに、溶融ポリマー材料が穴から押
し出される。溶融の深さが大き過ぎる場合、電力を上げ
て加熱時間を短縮してその深さを下げる。
9.熱発生をコントロールするための導電性ブリッジの使
用 いくつかの場合、ガスケットの表面全体から熱を急速
に除くようにガスケット全体が他の非中空の物体と緊密
接触するのを確実にすることは困難または不可能であ
る。例えば、パイプとカップラーの間のくぼみを充填す
るためにくさび形ガスケットを使用した場合、ガスケッ
トの先端はパイプまたはカップラーと接触せず、先端に
巻き付けられた導電性ポリマー内で熱を発生させた場合
に過熱が生じることもある。同様に、第二物品およびガ
スケットから成る複合物品が、接合されるべき二つのパ
イプの末端に巻き付けられる場合、パイプの末端が正確
に合わさっていない（めったに生じないが）と、パイプ
間の隙間の上にある導電性ポリマーで過熱が生じる。こ
の問題は、それぞれのエレメントがそれ自体の電極を有
する導電性ポリマー加熱エレメントを複数個使用するこ
とにより解決できる。しかしながら、過熱しがちな導電
性ポリマーエレメントの部分の上または中に導電性ブリ
ッジを設けることによりより解決法であることが判明し
た。例えば導電性ブリッジは、銀または他の金属からな
る材料などの低抵抗率材料の層であってよく、その層は
導電性ポリマーエレメントの片面の適切な個所にプリン
トなどにより適用できる。ブリッジにより、ブリッジ領
域の導電性ポリマーにおいて熱が発生しないか、または
発生してもごくわずかであることが確実となる。ブリッ
ジ自体は、内部で熱を実質的に発生させないようにする
ため低い抵抗を有することが好ましいが、ブリッジのな
いときの導電性ポリマーで発生する熱量よりも少ないコ
ントロールされた熱量を発生するようにブリッジの選択
をする。ブリッジは不適当な電流集中を避けるような形
状を有することが好ましく、例えば半島形のブリッジは
円形または尖った端を有することが好ましい。電極およ
び／またはブリッジは、例えば導電性ポリマーエレメン
トの表面に金属の連続層をエッチングして形成できる。
さらに導電性ブリッジは、導電性ポリマーエレメント
の面に沿って存在するストリップ電極の有効形状を変化
させるのに用いられる。例えば、加熱エレメントの一部
分の長さに沿って存在する中央導電性ブリッジの存在に
よって、中央導電性ブリッジを含まない末端領域におい
て、加熱エレメントが実質的により熱くなる。これを避
けるために、導電性ブリッジは、電極間の経路を短縮
し、加熱をより均一にする目的で、末端領域においてそ
れぞれの電極の上に配置できる。これは例えば第９図に
示されている。
10.導電性ポリマーエレメントにおける窓 導電性ブリッジの使用により、しばしば極めて価値の
ある結果が得られるが、導電性ポリマーの一部を加熱し
ないことは、好ましくない全体としてのガスケットの物
理的応答のアンバランスを生み出す。したがって、場合
によってはブリッジ領域の導電性ポリマーの全てを弱め
るか、除去することが望ましい。このことは、そうでな
い時よりも物理的により強力な導電性ブリッジの使用を
必要することがある。
これの特殊な例は、二つのパイプを接合するのに使用
する予め組立てた複合カップラーを作るために、導電性
ブリッジを有するが、窓のない加熱エレメントを第二物
品に融合する場合である。複合物品が、金属バンドまた
は他の非弾性材料によってパイプと緊密に接触させられ
る場合、加熱エレメントの膨張はパイプを互いに遠ざけ
ることにより収容できる。拘束手段が放射状膨張の発生
を許すに充分なほど弾性である場合、この問題は起こら
ない。加熱エレメントがカップラーと融合せず、ブリッ
ジ領域の導電性ポリマーがパイプ末端の間で締めつけら
れる余地がある場合、この問題は発生しない。ブリッジ
領域に窓がある場合、導電性ポリマーを窓へ移動させ
て、膨張を収容できる。この種の動きは、界面での材料
の相互貫入を行うことにおいて有益である。
11.非熱回復性および熱回復性物品およびガスケット これまでに提唱された多くの方法と比較して、本発明
の有利な点の一つは、一般的に、非熱回復性である第一
物品、第二物品およびガスケットを使用して、優れた結
果が得られるということである。物品が“非熱回復性”
であると言う場合、物品が本方法で用いる温度に加熱さ
れ、室温に冷却される時に、物品の室温での寸法がその
ような加熱冷却によりほとんど変化しない（例えば、10
％以上の寸法変化がない）ことを意味する。しかしなが
ら、本発明は、第一物品、第二物品またはガスケットが
熱回復性である可能性を排除するものではない。実際、
例えば、物品間のくぼみがかなり幅広く、その形状のが
不規則である場合、ガスケットが物品を充填するかおよ
び／または密封材料を望ましい方向に追いやることを確
実にするために、ガスケットの少なくとも一部分が熱回
復性であることは望ましい。第一および第二物品が熱回
復性である場合、ガスケットは満足し得る回復をもたら
すに充分な熱を与える可能性が低いので、追加の熱源が
必要である。
12.中央部材を有するガスケット 以上に簡単に示したように、ガスケットは中央部材と
組み合わせた一つまたはそれ以上の導電性ポリマーヒー
ターを有して成ってよい。中央部材は熱発生には関与し
ないことが好ましい。例えば、中央部材は絶縁性ポリマ
ー材料から成っており、該材料は、該材料に分散した繊
維によってまたはポリマー材料によって包囲される補強
部材によって補強される。中央部材は、中央部材の周囲
に部分的または完全に巻き付けられた単一の層状導電性
ポリマーエレメントを有してよいか、またはそれの向か
い合う面のような適切な部分に取り付けられた二つまた
はそれ以上の導電性ポリマーエレメント、好ましくは層
状のものを有してよい。
中央部材と共に使用される導電性ポリマーエレメント
は、現場で中央部材と組み合わせられ得るが、くぼみに
配置される前に中央部材に固定されることが好ましい。
ガスケットをくぼみに配置する前に、導電性ポリマーエ
レメントは融合などにより中央部材にしっかり固定でき
る。何れにしても、方法が完了するときまでに、ガスケ
ットにより第一物品と第二物品の間で確実な結合を得る
ために、導電性ポリマーエレメントは中央部材に固定さ
れなければならず、好ましくは融合されなければならな
い。
中央部材は熱回復性であることが好ましく、そうすれ
ば、導電性ポリマーエレメントにおける熱発生によっ
て、中央部材は、好ましい新しい形状、例えば所定位置
にガスケットを固定するかまたは物品間のくぼみを充填
するのに役立つ形状に向かって回復する。中央部材の一
部または全体を、圧縮可能などの変形可能とすることも
でき、そうすれば、くぼみの形状に合致することがで
き、そのような変形は弾性または可塑性であってよい。
中央部材の一部または全体は、独立気泡発泡体であるこ
とが好ましいポリマー発泡体より成っていてよい。これ
は電話ケーブルのようなケーブルの周囲をシールすると
きに、とくに有用である。
中央部材の形状（したがって通常は、全体的としての
ガスケットの形状）は、接合すべき物品間のくぼみおよ
び物品の形状および寸法により決定されるかまたは影響
を受ける。好ましい一つの実施態様において、物品は、
くさび形断面を有するくぼみを物品間に形成するような
形状を有し、中央部材は対応くさび形断面を有する。く
さび部分の角度は、例えば２°〜45°、好ましくは４°
〜15°、とくに５°〜10°、例えば約６°であり、例え
ば１〜６インチ、好ましくは1,25〜４インチの長さのほ
ぼ真っ直ぐな部分により形成されている。例えば中央部
材は、0.2〜２インチの長さ、0.1〜0.75インチの高さの
矩形のベース部分、および夾角４°〜８°で鈍先端に出
会う長さ1.25〜３インチの直線により形成されているく
さび部分から成る断面を有している。くさび形ガスケッ
トの使用の有利な点の一つは、ガスケットがくぼみに移
動させられるにつれて、第一および／または第二物品の
形状を変えることができ、それらの形状に合致すること
である。
とくに、中央部材がくさび形断面を有するか、または
接合工程で役立つ圧力を生み出すように他の形態で使用
される場合、中央部材が段階（４）で充分な強度を保持
することが重要である。したがって、中央部材は、段階
（４）の条件下で、加熱界面での他の材料と同様の粘度
か、またはより高い粘度を有する材料から成っているこ
とが好ましい。
13.パイプの接合または修理におけるくさび形ガスケッ
トの使用 くさび形断面を有する中央部材、および長さ方向に沿
って折り曲げられ、くさび先端の周辺に配置される長い
層状導電性ポリマーテープから成る長い可撓性ガスケッ
トの使用により、パイプを接合または修理する方法にお
いて優れた結果を得た。これらの方法はパイプ接合方法
として記載するが、他の物品の接合および単一パイプま
たは他の基材の修理（あるいは他の形態での変更）にも
同様の技術が使用できる。この方法は添付図面の第１お
よび第２図で示されている。
パイプの外径よりもやや大きい内径を持ち、それぞれ
の末端で内面に円錐状のエントリー部分を有する一片型
円筒形カップラーを用いて、パイプは一体に接合され
る。パイプの末端がカップラー内に配置され、好ましく
は衝接し、これにより、カップラーの各末端にくさび形
断面を有する円形のくぼみを形成する。カップラーの各
末端において、くさび形ガスケットをパイプに巻き付
け、所定長さに切断し、くぼみにはめ込み、緊密な締ま
り嵌めを形成する。大きなパイプを接合する場合にとく
に、パイプをカップラーに物理的に接合するだけでな
く、パイプをカップラーにより封止する場合のように、
ガスケットを正確な長さに切断することは困難である。
最も確実な手順は、必要な長さよりやや短かめにガスケ
ットを切断し、ガスケットを所定位置に配置し、ガスケ
ット短片でガスケットの末端間のギャップを埋めること
であり、ガスケット短片の必要な長さは極めて正確に測
定できる。この技術は可撓性ガスケットが長いくぼみに
挿入されるような状況でも使用される。
大きな直径のポリマーパイプ（例えば、６インチ以
上、例えば120インチまで、とくに10〜60インチの内径
を有するもの）を接合する場合に最も明らかとなるが、
本発明のパイプ接合方法の有利な点の一つは、ガスケッ
トのくさび作用によって、パイプの形状を（より硬い）
カップラーの形状に合致するようになることである。こ
れは、大きなポリマーパイプが貯蔵中に円形から外れた
形を取り勝ちなので、大きなポリマーパイプのためにと
くに有用である。本方法の別の一つの有利さは、それぞ
れの接合部位にパイプカップラーを用いて複数のパイプ
を接合してパイプラインを形成する場合に、プロセスを
二つの明確に区別しうる工程で行なえることである。第
一工程では、段階（１）、（２）および（３）を各接合
部位で行い、パイプラインを形成するが、パイプライン
は所定位置にあり、邪魔にならないなら、組立られた状
態を維持するが、変更の必要な時にはまだ分解したまま
とする。第二工程では、段階（４）を各接合部位で行
い、パイプラインを永久的なものとする。
ある角度でパイプを接合するか、および／または異な
る材料および／または寸法を有するパイプを接合するた
めに、より複雑な形状の一片型カップラーの使用によっ
ておよび／またはガスケットの一つまたは両方の一面ま
たは両面において適切な挿入物を使用することによっ
て、上記の方法は一部変更可能である。
パイプの末端を得る必要性なく、パイプの周囲にカッ
プラーを設置できるようにするために、二つ以上の部分
から成るカップラーを使用して、本発明方法を変更する
ことができる。この場合、カップラーの異なる部分の間
のシームを封止しなければならず、好ましくは前記層状
ガスケットを用いる。さらに、ガスケットを所定位置に
配置することによって生じた力に対処するように、パイ
プ周囲での組み立ての後、複合カップラーの周辺に拘束
手段を設けなければならない。
14.物品を所定位置に保持するための拘束手段 パイプ接合用のくさび形ガスケットを有する一片型カ
ップラーを使用する場合、前記方法は、接合されるべき
表面間の好ましい緊密接触が、それ自身の形状のため
に、多くとも制限付きの相互に対する動きしかできない
二つの基材間でくさびを使用することにより達成される
状況の一例である。二片型カップラーを使用する場合、
およびくさび形ガスケットを使用し、ガスケットの動き
が好ましい緊密接触を与える他の場合、クランプのよう
な拘束手段を、くさびの力を受入れ利用するために用い
る必要があり、これにより緊密接触が維持される。以下
に述べる技術の例のように、くさびの力を利用しない場
合、好ましい緊密接触を与える相対的動きを生じさせる
ため、およびその緊密接触を維持するために拘束手段を
使用しなければならない。適切な拘束手段としては、本
方法の段階（４）のときに好ましい力を及ぼし続けるも
のなら、どんなものでもよい。例えば、第二物品をパイ
プのような第一物品の外部に緊密接触させるように押し
付ける場合、種類を問わない弾性有機材料を第一物品お
よび第二物品に巻き付け得る。ホースクランプまたはそ
の類似物を使用してもよい。より大きな力を要する場合
に、ラチェット式レバーで張力をかけた鋼の帯のような
パレットに荷物をくくりつけるのに用いる技術および材
料もまた有用である。二つの物品の周囲にしっかりと巻
き付けられる熱収縮性ポリマーテープを使用しても良い
結果が得られる。必要ならば外部から熱を加え、ガスケ
ットでの発生熱の結果、テープは段階（４）で収縮し、
好ましい緊密接触の維持が確実になる。必要な収縮は、
例えば10％以下といったように小さい。例えば、ポリア
ミドテープのような多くのポリマーテープは加熱時、こ
の程度収縮する。
第二物品は、パイプのような中空第一物品の内側に置
かれ、膨張手段により第一物品の内面と緊密接触する
が、この手段は例えば機械的に発生させた力または液圧
やその他の力により拡張される袋により膨張できる。
要すれば、一つまたは両方の物品は、物品の緊密接触
をもたらす拘束手段と協力する一つまたはそれ以上の
溝、隆起、フック、または他のへこみまたは突起を有し
てよい。拘束手段自体が物品の一つに固定されること、
または物品の組み立て時に拘束手段の一部分が協力して
拘束手段を与えるように物品のそれぞれが拘束手段の一
部分を有することも可能である。
15.スロットを有する物品 他の実施態様において、物品の一つはスロットを有
し、他の物品の縁部分はスロットに挿入され、スロット
の面と挿入された縁部分の１つの面との間にガスケッ
ト、好ましくは、挿入された縁部分に巻き付けられたガ
スケットのような、それぞれのスロット面と挿入された
縁部分のそれぞれの面との間にガスケットが存在する。
物品の一つは二つのスロットを有するストリップであっ
てよく、熱収縮性ポリマーシートであることが好ましい
可撓性シートの向かい合う縁部分がスロットに挿入で
き、このようにして基材のための包囲型組立て品を形成
する。この方法を第３図に示す。
スロットを有するストリップの断面は、本質的に円
形、楕円または矩形であってよく、中央領域で分離され
た向かい合うスロットを有することが好ましい。縁部分
は、ストリップを縁部分上で滑動させるか、または縁部
分をストリップに横断方向に挿入することにより封止ス
リトップの中に配置できる。好ましくは、例えばスリー
ブの周囲に配置されるエラストマーバンドのような巻付
物の使用によって、スロットに縁部分を保持する手段を
供給する。スロットは滑らかであってよく、あるいは例
えば縁部分にスナップ嵌めを与える形状のように、加熱
または組み立て時に縁部分の位置を維持する形状を有し
てよい。
16.くさび無しの技術 くさび型ガスケットの使用は、先行技術での方法より
は実質的に有利であるが、完全には満足のいくものでは
ない。失敗すると接合部の漏れにつながるので、パイプ
の周囲全体にガスケットを正しく挿入することが不可欠
である。この必要性により本方法は、やや技術を要し、
例えば建設現場で、とくに熟練工がいない時などのよう
な、パイプを不利な条件下で接合しなければならない場
合、とくに不都合である。
くぼみにくさび形ガスケットを押し付ける必要性を除
去するには、ガスケットを他のなんらかの方法でパイプ
およびカップラーと緊密に接触させることが必要であ
る。比較的強くかつ剛直な第一物品（例えばパイプ）お
よび比較的変形可能な第二物品（例えばカップラー）を
使用することによって、またはこれらの間に挟まれた一
つまたはそれ以上のガスケットを用いて第二物品を第一
物品に向かって押し付けることによって、これが解決さ
れる。さらに、本技術の付加的な有利性は、基材の周囲
にカップラーを配置する前にガスケットをカップラーに
固定でき、これによりガスケットが正しい位置に配置さ
れることが確実になることである。ガスケットは、カッ
プラーを基材に結合し、カップラーの重なり部分を互い
に接合し、適切に封止された接合部分を確実に働きを持
つ。くさび型ガスケットを用いてパイプを接合させる上
記の方法と同様に、ここに記した技術は、“カップラ
ー”が二つのパイプを一体に接合させなるものではな
く、単一のパイプまたは他の基材を修理または変更する
場合においても用いられる。
さらに、類似の技術が、中空物品の内部に第二物品を
固定するのにも用いられ、これにより第二物品の直径が
機械的な力の適用によって増加する。
17.巻き付け型カップラーとしての可撓性テープ 一つの実施態様では、第二物品は可撓性テープであ
り、可撓性層状ガスケットがその片面に固定される。組
み合わせた物品は、第一物品のまわりにしっかりと巻き
付けられる。巻き付けた末端は、段階（４）の時に所定
位置に固定される。ガスケット内で発生した熱により、
テープを、重ならない領域において第一物品に、および
重なる領域おいてテープ自身に接合する。用語“テー
プ”は、本明細書において、実質的に平坦な断面を有す
る長い物品を広く意味し、したがって、例えば応力のか
かっていない形状が平坦である物品および応力のかかっ
ていない形状が湾曲している物品を包含し、本質的には
管状を含む。用語“可撓性”および“巻き付けられた”
は、本明細書において、パイプまたは他の基材上で横断
方向に通過でき、機械的な力の適用により基材と緊密に
接触するようになる物品を広く意味する。
このようにして、本発明のこの実施態様において、組
み合わせた物品が第一物品に手動で幾重にも容易に巻き
付けられるように、テープは比較的薄い平坦なポリマー
製テープであってよい。あるいはテープは、第一物品の
外径より大きい、好ましくはわずかばかり大きい内径を
有するポリマーチューブに一つまたはそれ以上の長手方
向切れ目を入れることにより得られる比較的厚くて曲が
った物品であってもよい。次いで、層状ガスケットがテ
ープの内面に固定される。組み合わせた物品を第一物品
の上で横断方向に通過させ、つぎにテープと緊密接触す
るように押し付ける。しばしば第一物品を変形させては
ならない必要性によって制限されるが、非常に大きなク
リンプ力が使用できる。好ましくは、組み合わせた物品
は室温で必要な可撓性を有するが、本発明は、組み合わ
せた物品を基材に巻き付ける前に、その可撓性を高める
ために、導電性ポリマーに電流を流すことなどによっ
て、組み合わせ物品を加熱する可能性を包含する。
テープが、これを不必要にするよに充分に薄くない場
合、滑らかな遷移領域を作り、この領域においてガスケ
ットと第二物品に間に空間ができないことを確実にする
ように、可撓性テープの覆われた縁が面取りされている
ことが好ましい。テープが比較的厚くて可撓性でなく、
所定位置でクリンプされなければならない場合、そのよ
うな面取りされた縁は、外側包囲物が遷移領域上を滑動
するのに役立ち、これにより所望の緊密接触が果たされ
る。
テープの厚みおよび最終物品で必要な性質に応じて、
比較的薄い可撓性ポリマーテープを使用する場合、包囲
の程度は包囲された縁を封止するのに単に充分であって
よいか、または物理的性質を改良するための多重包囲を
行ってよい。代替的にあるいは追加的に、カップラーの
物理的強度は、外側カップラー（これは要すれば段階
（４）での拘束手段としても役立ち得る）により増加さ
れる。本発明のカップラーはパイプの周囲に封止を与え
るので、外側カップラーはそうする必要はない。
チューブからの切断物のように、比較的厚くて非可撓
性のポリマーテープを使用する場合、重なり領域は、し
ばしば、カップラーの面取りされた下端に限定される。
その場合、重なった縁は、下端と合致するが下端上で滑
動できるように、面取りされていることが好ましい。
18.滑動する縁を有するカップラーの使用 前記のように、面取りされた縁を有する一片型巻き付
け型カップラーは、カップラーの好ましい部類の一例で
あり、カップラーが所定位置にある時に互いに（通常は
ガスケットを通して）接触する合致縁であって、かつカ
ップラーの直径を変化させる（通常は減少する）ため適
切な機械力が使用された時に円周方向で互いに滑動でき
る合致縁を有するものである。切断面がチューブの内面
を切断する地点でチューブの内面に接する面に対して０
°から90°以下、例えば０°〜45°、好ましくは０°〜
20°、とくに０°〜10°の角度をなしており、好ましく
はチューブの軸に平行である平面に沿って、突出する時
に、チューブの中央を通過しない切断面に沿ってチュー
ブの末端から末端にかけてチューブを切断することによ
って、合致縁は形成され、または理論的には形成でき
る。しかしながら、段のある形状のようなさらに複雑な
形状もまた使用可能である。
18A.滑動する縁を有する非巻き付け型カップラー カップラーをパイプ上で長手方向に通過させることに
よりパイプの末端に近づける場合に、面取り縁を有し、
セクション17の終わりで述べたように長手方向にポリマ
チューブを切断して得られる一片型巻き付け型カップラ
ーがもちろん使用できる。さらに、そのような状況で
は、基材と緊密接触状態になるように押し付けられるよ
うに充分な可撓性を保持しているが、巻き付け型物品と
して使用するには可撓性が不充分な類似様式のカップラ
ーもまた使用できる。非巻き付け型カップラーはより剛
直な材料からなり、および／またはより厚い壁を有して
もよい。
18B.滑動縁を有する関節付き巻き付け型カップラー 巻き付け型カップラーとして、基材上を横断方向に通
過するのに不充分な可撓性を有する一片型カップラーを
使用することが好ましい場合、この目的を達成する一つ
の方法はカップラーに少なくとも一つの縦の弱化線を形
成することであり、それにより可撓性が増加する。その
ようなカップラーにおいて、有効な形態の弱化線がジョ
イントを形成し、したがってそのような変更したカップ
ラーを本明細書において関節付カップラーと呼ぶ。好ま
しくは、出来上がりカップラーに弱化線が残らないのを
確かにする手段を講じなければならない。望ましい実施
態様において、弱化線は、壁の厚みの40〜70％と言った
ように、カップラーの壁に部分的に長手方向切れ目を入
れて形成し、長手方向切れ目は内側から作ることが好ま
しく、好ましくは半径方向に対して実質的な角度をな
し、例えば半径方向に対して30°〜75°、好ましくは45
°〜65°の角度をなしている。ガスケットが、ガスケッ
トの滑動縁の一つおよび内表面上に加えて、この切れ目
の中に配置され、これにより、弱化線が完成カップラー
に残らなくなるのが確かになる。この種の関節付カップ
ラーを第９図に示す。
18C.滑動縁を有する多片型巻き付け型カップラー 上記の関節付カップラーに密接に関連したものとし
て、たがいに可撓的に接合されているのではなく、完全
に別個な要素からなる多片型カップラーがある。そのよ
うな多片型カップラーは、代表的には、二つの別個の要
素から成るが、しかし、カップラーが、寸法および／ま
たは材料が異なるパイプにように不同等の基材を接合す
るための複雑なものである場合に特に、三個または四個
などのより多い要素から成ってもよい。そのような多片
型カップラーにおいて、要素の縁を衝接させることによ
り形成される少なくも二つの長手方向接続部が存在す
る。少なくとも一つ、好ましくはすべての接続部におい
て、衝接縁は、相互に滑動できるような形を有し、この
ことによりカップラーの直径の変化に対処する。この種
の二片型カップラーを第10図に示す。
19.滑動縁を持たないカップラー 上記のセクション16〜18の様々なカップラーは、基材
との緊密接触のために押し付けられ、直径の変化ができ
るような滑動縁または他の手段を有しない場合において
も、本発明において有用である。しかしながら、その場
合は、基材に寸法を正確に合わさなければならないか、
および／または衝接縁に沿った充分な長手方向接合を確
実にするための手段を講じなければならない。
20.パイプ接合以外の目的のための本発明の使用 本発明は本明細書において主にパイプ接合の用途を述
べるように記述されている。しかし、本発明は、あらゆ
る二つまたはそれ以上の物品、とくに、物品の隣接表面
が同様のポリマー成分または異質であるが相溶性である
ポリマー成分からなる物品であって、層状導電性ポリマ
ーエレメントの向かい合う面に融合により一体に接合さ
れる物品を接合するのにも有用てある。本発明をパイプ
接合のために記述した場合、適宜他の基材を接合するの
にも応用可能であると理解される。
本発明の重要な用途の一つは損傷を受けたパイプの修
理にある。この目的には、上記の巻き付け型“カップラ
ー”が使用できる。円形または楕円形などの形状を有し
ており、パイプの形状に適合するように充分に可撓性で
あるか、および／またはパイプに合致する鞍形状を有す
る修理パッチを使用することもできる。セクション９ま
たは10で議論したように、損傷領域での過熱を避けるた
めには、損傷の程度に応じて、導電性ポリマーエレメン
トの一部を除去するか導電性ブリッジを供給することか
好ましい。修理パッチの使用を第11および12図に示す。
本発明のさらにもう一つの重要な用途は、パイプ、ケ
ーブル、あるいは液体またはガスを含む他の供給ライン
に、出入口（例えば分岐パイプ、圧力アクセス器具また
はタップ）を供給することである。この用途において、
第二物品は上記の巻き付け型カップラーまたは修理パッ
チの一つと類似であるが、加えて、望ましい寸法の出入
口を与える付属品を有する。第二物品を供給ラインに固
定する前または後（通常は後）に、出入口が供給ライン
の内部と連絡し合うように、供給ラインに穴をあける。
21.過熱および絶縁性障壁 比較的少量の第一および／または第二物品を有する個
所において二つの加熱エレメントが互いに隣接する場
合、過熱が発生するか、および／または隣接加熱エレメ
ントの間に電流が流れることを見出した（例えば、第11
図の縁部分212の先端におけるように）。この問題は関
係部分の加熱エレメントの一つまたは両方の縁の上に絶
縁性障壁を配置することにより軽減され得る。
22.リエントリー 多くの場合、とくに表面が融合により接合している場
合、加熱エレメントに再度電力をかけることは、第一お
よび第二の物品をたがいに分離することを可能にする。
本発明を添付図面を参照して以下に説明する。様々な
図面を議論する前に、いずれにおいても導電性ポリマー
エレメント、電極、導電性ブリッジおよび様々な拘束手
段の厚みは、明瞭さを目的に誇張されていることに留意
すべきである。それぞれの図面において、導電性ポリマ
ーは超高分子量ポリエチレンおよびカーボンブラックの
焼結混合物である。
第１図は、末端に円錐形の入り口211および212を有す
る円筒形のポリエチレンカップラー21により一体に接合
された二つのポリエチレンパイプ11および12を示してい
る。カップラーの各末端で、可撓性くさび形ガスケット
３がパイプの周囲に巻き付けられ、パイプとカップラー
の間のくさび形くぼみにはめ込まれている。第２図に詳
細に示すガスケットは、ポリエチレンから成る中央部材
32、およびその縁部分に取り付けられた電極33および34
を有する層状導電性ポリマー部材31から成っている。リ
ード線38および39から電源（図示せず）と結ぶために母
線（bus bar）から延びている。中央部材32の先端に巻
き付けられた部材31の一部分において、先端領域で熱が
発生しないことを確実にするために、導電性ブリッジ35
が導電性ポリマーの表面に固定されている。第１図に示
すように、良好な締まり嵌めを形成するガスケットを用
いて要素を組み立てた後、電源のスイッチから入れら
れ、導電性ポリマー部材31において熱が発生し、パイプ
およびカップラーはガスケットの向かい合う面に融合さ
れる。
第３図は、向かい合う面にスロット211を有するスロ
ット付きストリップ21を示している。熱収縮性シート15
（一部のみ図示する）がケーブル９（これも一部のみ図
示する）に巻き付けられている。中央部材32がないこと
以外は第１および第２図で示したのと同様のガスケット
３がシート15の各縁部分151に巻き付けられ、縁部分お
よびガスケットはスロット211に挿入されている。スロ
ット中に縁部分を維持しながらガスケットに電力をかけ
ることにより縁部分はストリップに融合される。次い
で、シート15がケーブルの周囲で回復するように、シー
ト15を熱風などにより収縮させ得る。
第４および第５図は、ポリエチレンシート21、および
層状導電性ポリマーエレメント31を有する層状ヒーター
を有して成る可撓性巻き付け型カップラーによって一体
に接合されている２つのポリエチレンパイプ11および12
を示している。
シート31およびエレメント21の内側縁は一体に固定さ
れており、巻き付け組み立て品において滑らかな遷移部
分を生み出すために212で面取りされている。シート31
およびエレメント21は、カップラーがパイプの周囲に巻
き付けられると、相互に移動し得るように、内側縁の領
域でのみたがいに固定されている。第６図の“巻いてい
ない”カップラーの平面図でよく示されているように、
縁に沿った加熱エレメント31の表面に固定された電極33
および34が存在する。パイプの間の隙間を覆う加熱エレ
メント領域において熱が発生しないようにするために、
加熱エレメントの一つの面に固定した導電性ブリッジ35
も存在する。
望みの強度を有する最終接合を得るために充分な数の
巻き付けを使用して、可撓性カップラーをパイプに巻き
付けた後、熱収縮性ポリイミドテープ41の包囲物を重ね
ることによってカップラーを所定位置に固定する。つぎ
にヒーターに電力供給し、これによりカップラーはパイ
プおよびカップラー自体に融合し、テープ41が収縮す
る。
第７および第８図は、ポリエチレン部材21、および導
電性ポリマーエレメント31を有する層状ヒーターを有し
て成るカップラーによって一体に接合されている二つの
ポリエチレンパイプ11および12を示している。部材21
は、ポリエチレンパイプにおいて長手方向切断を行うこ
とによって得られ、切断部分は、カップラーの直径を増
加または減少させるように切断縁212および213が相互に
滑動できるように、得られた切断縁212および213が面取
りされているように角度を有する。巻き付け型カップラ
ーにおける使用のために、部材21はその滑動を許容する
ように充分に可撓性であるが、開けるのに充分なほど可
撓性でない。層状ヒーターが部材21の内側および切断縁
の一つに融合する。第９図の“巻いていない”カップラ
ーの平面図で最もよく示されているように、加熱エレメ
ント31の表面に固定された電極33および34が存在し、パ
イプ間の間隙を覆う加熱エレメントの領域において中央
部分が加熱エレメントから除去されている。導電性ブリ
ッジ35が電極間において中央部分を横切って電流を供給
する。電極33と34および中央部分35は、電流密度が加熱
エレメント全体にわたって実質的に同様であるような形
状を有する。
パイプ11および12の末端をカップラーの内部に配置
し、つぎにカップラーの周囲にクリンプされる金属バン
ド41によってカップラーの直径を減少させる。ついでヒ
ーターに電力を供給し、カップラーのパイプおよびカッ
プラー自体への融合を行う。
ヒーターの中央部分が除去されないで二つのパイプを
組み合わせる場合、非可撓性金属バンドおよびパイプに
より厳密にそのまま閉じ込められているヒーターの加熱
部分の膨張により、パイプが分離する傾向が生じる。
第10図は、ポリエチレン部材21、および導電性ポリマ
ーエレメント311および312を有する二つの層状ヒーター
を有して成る関節付カップラーを示している。部材21は
ポリエチレンパイプにおいて二つの長手方向切れ目を形
成することによって得られている。一つの切れ目は、パ
イプ壁全厚みにわたり、切断縁がカップラーの直径を減
少するように相互に滑動できるように面取りされた縁21
2および213を形成している。前記切れ目と直径方向で向
かい合うもう一つの切れ目は、パイプ壁を部分的に通過
しており、部材がパイプ上で横断方向に通過できるよう
に部材を開けることを許容するヒンジ部分214を形成し
ている。層状ヒーターは部材21の内面および切断縁に固
定される。
第11図は、２つの長手方向切れ目がともにパイプ壁全
厚みにわたっており、そのためにカップラーが二つの分
離体になっている以外は、第10図と同様である。
第12および第13図は、内部に穴111を有するポリエチ
レンパイプ11（一部のみ図示する）を修理するための本
発明の使用を示している。可撓性修理パッチは、ポリエ
チレン部材21および導電性ポリマーエレメント31を有す
る層状ヒーターを有して成っている。パッチは穴の上部
でパイプの上に置かれ、パイプの周囲を通過する弾性バ
ンド42（一部のみ図示する）によりそこに固定される。
つぎにヒーターに電力を供給し、パッチがパイプに融合
し、穴を封止する。
第14図および第15図は、ポリエチレンから成る外ジャ
ケット11を有する通信ケーブルに圧力アクセス器具を取
り付けるための本発明の使用を示している。圧力アクセ
ス器具21は、内部にねじ山つきの穴216を有している。
導電性ポリマーエレメント31を有する層状ヒーターをこ
の器具の下部に取り付ける。この器具をケーブルに対抗
して配置し、パイプ周囲を通過する弾性部材42（一部の
み図示する）により所定位置に保持する。つぎにヒータ
ーに電力を供給し、これにより器具をケーブルに融合す
る。ケーブルへのアクセスが好ましい場合は、ガイドと
してのねじ山つき穴216を用いて、ジャケット11に穴が
あけられる。
本発明を以下の実施例によってさらに説明する。
実施例１ 分子量約4.0百万、平均粒子寸法約0.1mmの超高分子量
ポリエチレン粉末、UHMWPE［アメリカン・ヘキスト社よ
り入手のホスタレン（Hostalen）GUR−413］95容量部お
よびカーボンブラック［アクゾ・ヒミー（Akzo Chemi
e）から入手の（ケッチェンブラック（Ketjenblack）EC
300DJ］５容量部を高速ブレンダーで乾燥ブレンドし
て、導電性ポリマー組成物を製造した。組成物を、170
℃に加熱したラム押出器から、速度５フィート／分、圧
力3000psiで押し出し、直径８インチ（20.3cm）の焼結
ロッドを製造した。ロッドを薄く削り、36.5×６×0.03
インチ（92.7×15.2×0.076cm）の可撓性テープを作成
した。それぞれの長手縁から0.5インチ（1.3cm）幅で電
極を取り付け、銀塗料の幅広のストリップ（１×34.5イ
ンチ（2.5×87.6cm））を、エレメントの中央に一端か
ら塗り付けた。このことにより、１インチ幅の“コール
ドゾーン”により分離された２つの２インチ幅で34.5×
２インチの加熱ゾーン、および加熱エレメントの一端で
の５×２インチ（12.7×5.1cm）の終端加熱ゾーンがで
き上がった。加熱の均一性を改良するために、終端加熱
ゾーンの幅を４インチ（10.2cm）に減少するパターンで
銀塗料を塗布した。
第８図に示すような6.75インチ（17.1cm）の長さのカ
ップラーを製造した。10インチ（25.4cm）の内径（ID）
および12インチ（30.5cm）の外径（OD）を有するポリエ
チレンパイプを、パイプの半径方向線に対して垂直であ
るパイプの内径部分での接線に沿ってその厚みにわたっ
て切断した。以下のようにして層状加熱エレメントをカ
ップラーに固定した。終端加熱ゾーンがカップラーの切
断部の領域にあり、電極の末端がカップラーから突き出
す状態で、カップラーの内径部分の周囲に加熱エレメン
トを配置した。PTFEでコーティングしたパイプをカップ
ラーに挿入し、加熱エレメントに交流150ボルトで30秒
間電力を器し、冷却後PTFEをコーティングしたパイプを
除去した。
二つの外径10インチのポリエチレンパイプ（0.75イン
チ（1.9cm）厚み）をカップラーに挿入し、カップラー
の外側にクランプを取り付けた。加熱エレメントに交流
125ボルトで115秒間電力を供給し、加熱エレメントをパ
イプに融合した。
実施例２ 一つを20.5インチ（52.1cm）の長さ、他の一つを18.9
インチ（48.0cm）の長さにして、加熱エレメントを二つ
の片に切断した以外は実施例１と同様にして加熱エレメ
ントを製造した。それぞれの片は一末端に適切な加熱ゾ
ーンを有していた。
実施例２に記載したような切断物およびその鏡像体を
用いて、12インチ外径のパイプを二つの片に切断するこ
とにより、第11図に示すような6.75インチの長さのカッ
プラーを製造した。加熱エレメント片を各セグメントの
内径部分に予め融合させた後、二つの10インチ外径のポ
リエチレンパイプに加熱エレメントを融合した。
実施例３ 第一切れ目の角度に相当する角度を有する接線方向第
二切れ目をカップラーの内径部分に作成するが、切れ目
がカップラーの厚み全体にはわたらないようにすること
以外は実施例１に記載したようにして、第10図に示す6.
75インチ長さのカップラーを製造した。カップラーは開
けることができ、二つの貝形成表面をもつセグメント化
カップラーを与える。適切な寸法を有する加熱エレメン
トをカップラーの内面に融合させた後、二つの10インチ
ODのポリエチレンパイプとの接続を形成した。
実施例４ 中央における銀塗装ストリップを省略する以外は、実
施例１に記載のようにして、層状加熱エレメントを製造
した。ポリエチレンストリップと接触させながら、加熱
エレメントに電力を供給することによってエレメントを
0.030インチ（0.076cm）の高密度ポリエチレンストリッ
プに融合させ、ガスケットを得た。パイプの外径部分の
周囲にガスケットを巻き付け、ガスケットの周囲にクラ
ンプ手段を適用し、加熱エレメントに電力を供給し、二
つの10インチODのポリエチレンパイプを接続した。
本発明は、請求の範囲に包含されるか否かにかかわら
ず、ここに示すすべての新規な方法、器具およびその組
み合わせを含むと理解すべきである。例えば、本発明
は、ここに示したガスケットの個々の要素を包含し、と
くに、導電性母線または切り除き部分によって望ましく
ない位置における熱発生を避けるために手段が講じられ
ている層状加熱エレメントを包含する。
フロントページの続き (72)発明者 コーディア、ハンス アメリカ合衆国 94025 カリフォルニ ア、ポートラ・ヴァリィ、ロス・トラン コス・サークル 132番 (72)発明者 ドーント、ジョーハン アメリカ合衆国 94040 カリフォルニ ア、マウンテン・ビュー、ナンバー18、 マリッチ・ウェイ 2080番 (72)発明者 リッター、ロバート・ジェイ アメリカ合衆国 94538 カリフォルニ ア、フリーモント、フォンテーンブロ ー・パーク・レーン 42555番 (56)参考文献 特開 昭60−232932（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−78818（ＪＰ，Ａ) 英国公開1059523（ＧＢ，Ａ)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ） （ｉ）電気絶縁性ポリマー組成物から成り、 （ii）くさび形断面を規定する向かい合う長手方向に延
    在する第一および第二表面を有し、 （iii）熱回復性でない 要素から成る長い中央部材、 （ｂ） （ｉ）導電性ポリマーから成り、 （ii）中央部材の第一表面に固定されている 長い第一層状加熱エレメント、 （ｃ） （ｉ）導電性ポリマーから成り、 （ii）中央部材の第二表面に固定されている 長い第二層状加熱エレメント、ならびに （ｄ）電源に接続可能であり、接続した時、加熱エレメ
    ントにその表面に実質的に平行に電流を流す少なくとも
    二つの電極 を有して成る長い可撓性ガスケット。
  2. 【請求項２】中央部材が溶融押し出し第一ポリマー組成
    物から成り、加熱エレメントのそれぞれが第一組成物と
    相溶性である第二ポリマー組成物から成る請求項１記載
    のガスケット。
  3. 【請求項３】第一組成物がポリエチレンから成り、第二
    組成物が焼結超高分子量ポリエチレンから成る請求項２
    記載のガスケット。
  4. 【請求項４】電極を適切な電源に接続した場合、層状導
    電性ポリマー加熱エレメントの少なくとも一つに、熱が
    発生しない領域が存在する請求項１〜３のいずれかに記
    載のガスケット。
  5. 【請求項５】層状加熱エレメントの少なくとも一つにお
    いて、ガスケット使用時に基材と緊密接触を持たない領
    域に導電性ポリマーが存在しない請求項１〜４のいずれ
    かに記載のガスケット。
  6. 【請求項６】（１）熱回復性でなく、電気絶縁性ポリマ
    ー組成物から成る一つまたはそれ以上の管形成要素、お
    よび （２）管形成要素の内表面に固定されている一つまたは
    それ以上のガスケットであり、 （ａ）導電性ポリマーから成る少なくとも一つの層状加
    熱エレメント、および （ｂ）電源に接続可能で、接続した時、加熱エレメント
    にその表面に実質的に平行に電流を流す少なくとも二つ
    の電極を有して成る ガスケット を有して成るカップラーであって、 管形成要素およびガスケットは、パイプの周囲または内
    側に存在する時に、カップラーに加えた周囲の力により
    パイプと緊密に接触するようになる管状カップラーに組
    み立てられおよび／または変形され得るカップラー。
  7. 【請求項７】管形成要素が、カップラーの直径を減少さ
    せるように相互に滑動し得る長手方向に延在する面取り
    された縁を有する請求項６記載のカップラー。
  8. 【請求項８】（１） （ａ）熱回復性でなく、 （ｂ）電気絶縁性ポリマー組成物から成り、 （ｃ）面取り縁を有し、および （ｄ） （ｉ）導電性ポリマーから成る少なくとも一つの第一層
    状加熱エレメント、および （ii）電源に接続可能で、接続された時、第一加熱エレ
    メントにその表面に実質的に平行に電流を流す少なくと
    も二つの電極 から成り、第一部材の内面に固定されている一つまたは
    それ以上のガスケットを有して成る 少なくとも一つの第一部材、ならびに （２） （ａ）熱回復性でなく、 （ｂ）電気絶縁性ポリマー組成物から成り、 （ｃ）面取り縁を有し、 （ｄ） （ｉ）導電性ポリマーから成る少なくとも一つの第二層
    状加熱エレメント、および （ii）電源に接続可能で、接続された時、第二加熱エレ
    メントにその表面に実質的に平行に電流を流す少なくと
    も二つの電極 から成り、第二部材の内面および面取り縁に固定されて
    いる一つまたはそれ以上のガスケットを有して成る 少なくとも一つの第二部材 を有して成り、 第一および第二部材は管状カップラーに組み立て可能で
    あり、 （１）第一および第二部材の面取した縁はカップラーの
    直径を減少させるように相互に滑動でき、（２）第二加
    熱エレメントは第一および第二部材の外表面を越えて延
    在し、電源に接続された時に第一および第二部材を相互
    に固定させる管状カップラー。
  9. 【請求項９】パイプをカップラーに接合する方法であっ
    て、 （１）パイプの外表面とカップラーの内表面との間にく
    ぼみを規定するようにパイプの末端をカップラーの一末
    端の中に配置し、 （２）中央部材が熱回復性である請求項１〜５のいずれ
    かに記載のガスケットまたはその修正物をくぼみに配置
    し、 （３）ガスケットをくぼみに圧力嵌めし、および （４）電流を通じることにより加熱エレメント内に熱を
    発生させ、これによりパイプをカップラーに接合するこ
    とから成る方法。
  10. 【請求項１０】さらに （５）第二パイプの外表面とカップラーの内表面との間
    に第二くぼみを規定するように第二パイプの末端をカッ
    プラーの第二末端の中に配置し、 （６）中央部材が熱回復性である請求項１〜５のいずれ
    かに記載の第二ガスケットまたはその修正物を第二くぼ
    みに配置し、 （７）第二ガスケットを第二くぼみに圧力嵌めし、およ
    び （８）電流を通じることにより第二ガスケットの加熱エ
    レメント内に熱を発生させ、これによりカップラーに第
    二パイプを接合することから成る請求項９記載の方法。
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