JPS62283284A - 熱収縮性カップラ−およびその用法 - Google Patents

熱収縮性カップラ−およびその用法

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JPS62283284A
JPS62283284A JP62131051A JP13105187A JPS62283284A JP S62283284 A JPS62283284 A JP S62283284A JP 62131051 A JP62131051 A JP 62131051A JP 13105187 A JP13105187 A JP 13105187A JP S62283284 A JPS62283284 A JP S62283284A
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coupler
wall thickness
heat
pipe
pipes
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ナチューム・ローズンツワイグ
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は、パイプを接続するための熱回復性導電性ポリ
マーデバイスおよびその用途に関する。
［従来の技術」 熱回復性デバイスは、多くの種類の基材の修理、Ｎｌｉ
強、接続または修正に使用できることが知られている。
そのようなデバイスが、＃電性ポリマーから成り、適当
な電源に接続された場合に熱を発生してデバイスを回復
させる加熱要素を有してなってよいことも知られている
。加熱要素は自体熱回復性であってよい。参考文献とし
ては、アメリカ合衆国特許第４　、Ｏ８５，２８６号、
第４，１７７゜３７６号、第４，１７７．４４６号、第
４，４２１゜５８２号、第４，５７０．０５５号および
第４，５７５．６１８号ならびにヨーロッパ特許出願公
告第０．１５３，１９９号、第０．１９７，７５９号お
よびアメリカ合衆国特許出願第８５３．８０５号（１９
８年４月１８日出願）に対応する出願がある。
発明者らは、（特にヨーロッパ特許出願公告第０．１５
７，６４０号に記載されているような）導電性ポリマー
を何して成り、電流が流れてカップラーが加熱されて、
それにより収縮してパイプと接触してパイプに融着よう
になる熱収縮性力ップリノグ部材により、ポリマーパイ
プを一体に接続する場合に重大な問題か生じろことがあ
るのを見出した。その問題点は、カップラーが弱くなり
がちであり、および／または接続すべきパイプの端の間
に隙間が存在する場合には変形しやすいという点にある
。パイプを正確に所定の長さに切断されていないので、
および／またはパイプの端が直角に切断されていないの
で、そのような隙間は実際に装着する場合にはしばしば
存在する。この問題は、次のような場合は特に重大であ
る：（ａ）パイプが大きい、例えば外径が７，６ｃｙ＋
（３インチ）以上、特にｆ７．７ｃｘ（５インチ）以上
である場合；（ｂ）カップラーの肉厚がその直径に比べ
て小さい（例えば、カップラーの内径の肉厚に対する比
が少なぐ、Ｍ、Ｆｔ、Ｉ−＄Ｓ＋、、ｌ−イな？）−Ｌ
　”Ａ　・Ｉ　７−ＡＡ　）温合、（Ｃ）内部支持部材
を使用しない場、および（ｄ）接続すべきパイプの一方
または双方に加圧気体が存在する場合。
［発明の構成」 このような問題点は、パイプの端およびその間の隙間の
上に徂なるカップラーの中央部分を、カップラーを収縮
さ仕ろに十分に高い温度であるのは当然であるが、より
低い温度まで加熱されろようにカップラーを変更するこ
とにより、容易かつ効果的に解決できろことを見出した
。この変更は、電流がカップラーを軸方向に流れる場合
に中央部分の抵抗が減少するようになっているのが好ま
しい。好ましくは導電性ポリマー組成物は、カップラー
全体で同じであり、変更は中央部分の肉厚の増加である
。別法または追加の方法では、導電性充填剤の含量を中
央部分において増加させることができる。
第１の要旨において、本発明は、２本のパイプを接続す
るのに適当な熱収縮性カップラーを提供し、該パイプの
少なくとも１本は、育機ボリマーを含んで成る熱軟化性
組成物から成る少なくとも外側表面を有し、該カップラ
ーは、 （１）（ａ）軸方向に伸びている第１部分、（ｂ）軸方
向に伸びている第２部分、および（ｃ）軸方向に伸びて
いる第３部分 を有して成り、第２部分は第１部分と第３部分との間に
在り、導電性ポリマーから成る一般に円筒状の半征方向
に熱収縮性である部材、ならびに（２）ｉｉ源に接続で
きる電極 を宵して成り、カップラーは、電極を適当な電源に接続
した場合、パイプが存在しない状態では、電流が熱収縮
性カップラーを流れ、その結果、カップラーが収縮する
まで部材を加熱して、第２部分の外側表面が到達する最
高温度は、第１部分および第３部分の外側表面が到達ず
る最高温度より低いようになっている。
もう１つの要旨において、本発明は、熱軟化性ポリマー
組成物から成る２木のパイプを接続する方法を提供し、
該方法は、 （１）パイプの端を第２部分内に入れて、先に規定した
カップラー内にパイプを配置する工程、および （２）カップラーに電流を流し、カップラーが収縮して
パイプに接触して、第１部分および第３部分がそれぞれ
のパイプに融看するようにする工程を含んで成る。
本発明の方法において、中央部分は、中央部分が変更さ
れていない従来のカップラーに匹敵するほど熱くならな
い。そのような従来のカップラーでは、中央部分か隣接
部分と単位体積当たり同じ熱量を発生するが、パイプお
よび周囲に消散されろ単位体積当たりの熱が、隣接部分
によりパイプおよび周囲に消散される熱より小さいので
、中央部分は実質的により熱くなる。この過熱は、重大
な悪影響をもたらし得ろ。即ち、特に接続操作が（ａ常
の場合である）空気中で行なわれる場合、および／また
はパイプが空気まｂは分解を促進する他の気体を含む場
合、ポリマーが分解することがある。更に、パイプの１
本が加圧下にある気体を含む場合（たとえ、外でいると
考えられるパイプからのわず友な漏れであっても）、隣
接部分がパイプに対して封止するや否や内部気体圧力は
支持されておらずかつ過熱されている中央部分を外側に
膨らませ、接続部を実質的により弱くまたは使用不能に
する。本発明のカップラーはこのような欠点は問題にな
らない。更に、好ましいように中央部分の肉厚がより大
きい場合、例えば長期間の圧力試験において、従来の比
較的薄く、支持されていない中央部分、特に装着の間に
過熱されてその結果分解しているしのよりら、（カップ
ラーが冷却されてパイプが使用された後に）変形に対し
てより良好な耐性を有する。
第２部分に隣接する第１部分および第３部分は、典型的
には実質的に一定の肉厚であり、第１部分および第３部
分にはパイプへの結合を助長するために内側に周状また
は螺旋状の小さいリブを付けてよい。中央部分は、酸化
に暴露される表面を減少させ、また応力集中を避けるた
めにそのようなリブがないのが好ましい。中央部分は、
好ましくＣよ内阿本僧ｊ＋ｎ六什スこｋに上を）−冴っ
てａｈ方白の電気抵抗を減少させろことにより、好まし
くない過熱を防止するために変更される。肉厚の増加は
、中央部分の外径の増加らしくは内径の減少またはその
両者により行うことができる。接続の間の局部的過熱ま
たは不適当な加熱を生じさせる電流密度の急激な変化を
避けて、また出来上かったカップリングの割れを生じさ
せ得る応力上界の存在を避けるために、内径および／ま
たは外径の変化は徐々になっているのが好ましい。
第１部分および第３部分が実質的に一定の肉厚であり、
中央部分がより厚い肉厚である場合、カップラーの第１
部分、第２部分および第３部分を区別するのは困難では
ない。しかしながら、例えばカップラーが連続的に変化
する肉厚を有するか、またはカップラーの異なる部分が
到達する温度を何らかの別の方法により調節する場合、
異なる部分の区別は常に直ちに明白であるとは限らない
。
そのような場合、例えば以下に示すような好ましい定量
的な測定を適用するために、異なる部分の区別が必要で
ある場合、第２（中央）ｆｆｉ１分は、ここではカップ
ラーの全長の１５％を中央部分として規定される。また
、第１部分および第３部分は、熱回復性部材に電流を流
すことにより（パイプが存在しない場合に）カップラー
を回復させる場合、到達する温度が、中央部分との接続
部における温度と少なくとも同じ温度である隣接部分と
して規定される。従って、肉厚が温度を調節するカップ
ラーにおいて、第１部分および第３部分は、肉厚が中央
部分との接続部における肉厚より大きくない隣接部分で
ある。
第１部分および第３部分は、均一な肉厚である場合、中
央部分の最大肉厚は、第１部分および第３部分の肉厚の
好ましくは少なくとも１．１倍、特に少なくとも１．１
５倍である。中央部分の算術平均肉厚の（この場合、均
一であってもまたは不均一であってらよい）第１部分お
よび第３部分の算術平均肉厚に対する比は、好ましくは
１以上、特に少なくとも１０５、より特に少なくとも１
．０７５である。第１部分および第３部分の各々の軸方
向長さの中央部分の軸方向長さに対する比は、好ましく
は２：ｌ〜６：１１特に２：１〜５：１１より特に２．
５：ｌ〜４．１である。第１部分および第３部分の各々
において、内径の平均肉厚に対する比は好ましくは少な
くとも５：１、特に少なくとら８；ｌである。
第１部分および第３部分の外側端は、カップラーの開口
端であるか、またはカップラーはアメリカ合衆国特許出
顯第８５３，８０５号（１９８６年４月１８日出願）に
記載されているような増加した肉厚の端部分を有して成
ってよい。
パイプを接続するために本発明のカップラーを使用する
場合、第２部分の最も厚い部分の外側表面が到達する最
高温度は、第１部分および第３部分の外側表面が到達す
る最高温度より少なくとら２０℃低いのが好ましい。第
２部分の内側表面は、パイプに融着するのに必要な温度
以上または以下であってよいが、外側表面は中央部分の
構造的保全性を確保するために十分に低くければならな
い。
第１図には、焼結導電性ポリマー、好ましくはカーボン
ブラックと超高分子量ポリエチレンの焼結混合物から成
る一般に円筒状の半径方向に熱収縮性の部材１ならびに
周状電極２および３を宵して成るカップラーを示してい
る。部材１は、厚い肉厚の中央部分ＩＩならびに実質的
に均一肉厚の隣接部分１２および１３を存する。リブＩ
４は、部分Ｉ２および１３の内側表面に形成されている
が、その寸法は、図面では拡大して示している。
本発明を、更に次の実施例により説明する。
実施例 第１図に示すようなカップラーを以下のようにして製造
しに、、最初に、超高分子量ポリエチレン（ホスタレン
（Ｈｏｓｔａｌｅｎ）Ｇ　Ｕ　ｎ　−４１３、アメリカ
ン・ヘキスト（Ａｍｅｒｉｃａｎ　　Ｈｏｅｃｈｓｔ）
製）９３体積部およびカーボンブラック（ケッチェンツ
ブラック（Ｋ　ｅｔ　ｊｅｎｂｌａｃｋ）　ＥＣ、アク
ツ十・ヘミ−（Ａｋｚ。
Ｃｈｅ＋＋＋ｉｅ）製）７体積部の乾燥配合物を焼結（
２３０℃、４時間）して円筒状ブランクを形成した。こ
のブランクを内径的１６ｃｍ（６，３インチ）の形物に
機械加工して、１３５℃に加熱して、内径を１７　　１
’ｌ　ｒｘ（７１’ｙ−ｒ−）１．−１ｌＦ４　ｉ！ｎ
　火１）　　　楚？、Ｑ　六１）　ｆ−ｊ−Ｊ二能で冷
却した。カップラーの端の溝は、導電性塗料を塗布して
電極を形成した。
１５．２５ｃｘ（６インチ）のＩＰＳトリスコパイプ（
Ｄ　ｒｉｓｃｏｐｉｐｅ）　８０００ポリ工チレンパイ
プ２本を接続するためにカップラーを使用して、端を約
０　、６ｃｘ（０，２５インチ）離してカップラー内に
配置した。（溝に配置した銅線電極を介して）カップラ
ーを４０ポル１４源に約２４分間接続した。
各リブ付き部分の中央におけるカップラーの外側表面が
到達した最高温度は約２２５℃であり、一方、中央部分
の中央におけるカップラーの外側表面が到達した最高温
度は約１９０℃であった。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の本発明の熱収縮性カップラーの断面
図を示す。 １・・・熱収縮性部材、２．３・・・周状電極、Ｉｔ・
・中央部分、ｌ　２，１３・・隣接部分、１４・・・リ
ブ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、（１）導電性ポリマーから成り、 （ａ）軸方向に伸びている第１部分、 （ｂ）軸方向に伸びている第２部分、および（ｃ）軸方
    向に伸びている第３部分 を有して成り、第２部分は第１部分と第３部分との間に
    ある一般的に円筒状の半径方向に熱収縮性の部材、なら
    びに （２）電源に接続できる電極 を有して成る２本のパイプを接続するために適当な熱収
    縮性カップラーであって、 電極が適当な電源に接続された場合、パイプが存在しな
    い状態では、熱収縮性部材を介して電流が流れ、その結
    果、カップラーが収縮するまで部材を加熱し、第２部分
    の外側表面が到達する最高温度が、第１部分および第３
    部分の外側表面が到達する最高温度より低くなるように
    なっているカップラー。 ２、電流がカップラーを軸方向に流れ、第２部分の算術
    平均肉厚が第１部分および第３部分の算術平均肉厚の少
    なくとも１．０５倍である特許請求の範囲第１項記載の
    カップラー。 ３、電流がカップラーを軸方向に流れ、第１部分および
    第３部分が実質的に一定の肉厚を有し、第２部分が第１
    壁肉厚の少なくとも１．１倍の最大肉厚を有する特許請
    求の範囲第１項記載のカップラー。 ４、導電性ポリマー組成物が、ポリマー粒子および導電
    性粒子の混合物を焼結することにより得られるものであ
    る特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載のカップ
    ラー。 ５、第１部分および第３部分のそれぞれにおいて、内径
    の平均肉厚に対する比が少なくとも５：１である特許請
    求の範囲第１〜４項のいずれかに記載のカップラー。 ６、第１部分および第３部分のそれぞれの軸方向長さの
    第２部分の軸方向長さに対する比が２：１〜５：１であ
    る特許請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載のカップ
    ラー。 ７、（１）パイプの端を第２部分内に入れて、特許請求
    の範囲第１〜６項のいずれかに記載のカップラー内にパ
    イプを配置する工程、ならびに（２）カップラーに電流
    を流して、カップラーが収縮してパイプと接触し、第１
    部分および第３部分が各々のパイプに融着されるように
    する工程を含んで成る熱軟化性ポリマー組成物から成る
    ２本のパイプを接続する方法。 ８、該パイプの少なくとも１本が加圧気体を含んでいる
    特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９、第２部分の軸方向長さの第１部分および第３部分の
    各々に対する比が２．５：１〜４：１であり、第１部分
    および第３部分の各々において、内径の平均肉厚に対す
    る比が少なくとも８：１である特許請求の範囲第７項ま
    たは第８項記載の方法。 １０、第２部分の最も厚い部分の外側表面が達する最高
    温度が、第１部分および第３部分の外側表面が到達する
    温度より少なくとも２０℃低い特許請求の範囲第７〜９
    項のいずれかに記載の方法。
JP62131051A 1986-05-27 1987-05-27 熱収縮性カップラ−およびその用法 Pending JPS62283284A (ja)

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