特許 7618036 曲げられた多層パイプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-09

(45)【発行日】2025-01-20

(54)【発明の名称】曲げられた多層パイプ

(51)【国際特許分類】

   F16L 11/04 20060101AFI20250110BHJP

   B32B 1/08 20060101ALI20250110BHJP

   B32B 7/025 20190101ALI20250110BHJP

   B32B 27/08 20060101ALI20250110BHJP

【ＦＩ】

F16L11/04

B32B1/08 Z

B32B7/025

B32B27/08

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2023528644

(86)(22)【出願日】2021-11-16

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-12

(86)【国際出願番号】 IB2021060578

(87)【国際公開番号】W WO2022101883

(87)【国際公開日】2022-05-19

【審査請求日】2023-07-10

(31)【優先権主張番号】20207866.3

(32)【優先日】2020-11-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】518073158

【氏名又は名称】テーイー オートモーティブ（フルダブリュック） ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】トムケ トーストン

(72)【発明者】

【氏名】ギャビー デイヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】ヴァノスデール ブライアン

【審査官】岩瀬 昌治

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１８－５１７０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６９４６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｌ １１／０４

Ｂ３２Ｂ １／０８

Ｂ３２Ｂ ７／０２５

Ｂ３２Ｂ ２７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

融点と室温に基づいて算出された第１温度Ｔ_ＵＫ１を有する第１プラスチックＫ１を有しポリマーや共重合体とは異なる凝集体Ｚを有する少なくとも１の第１層と、融点と室温に基づいて算出された第２温度Ｔ_ＵＫ２を有する第２プラスチックＫ２を含む少なくとも１の第２層とを含むパイプであって、
電界定数によって標準化され、前記第１プラスチックＫ１に割り当てられた比誘電率の虚部が温度と周波数に基づいて算出された第１係数Ａ_Ｋ１であり、
電界定数によって標準化され、前記第２プラスチックＫ２に割り当てられた比誘電率の虚部が温度と周波数に基づいて算出された第２係数Ａ_Ｋ２であり、
電界定数によって標準化され、凝集体Ｚに割り当てられた比誘電率の虚部が温度と周波数に基づいて算出された第３係数Ａ_Ｚであり、
温度と周波数に基づいて算出された第４係数Ａ_Ｓ１が前記第１層に割り当てられ、温度と周波数に基づいて算出された第５係数Ａ_Ｓ２が前記第２層に割り当てられ、
前記第１係数Ａ_Ｋ１と前記第３係数Ａ_Ｚが、前記第１層内の混合比によって、少なくとも前記第１層の前記第４係数Ａ_Ｓ１を共同で決定し、
前記第２プラスチックＫ２の前記第２係数Ａ_Ｋ２が少なくとも前記第２層の前記第５係数Ａ_Ｓ２を共同で決定し、
前記第３係数Ａ_Ｚは前記第１係数Ａ_Ｋ１よりも大きく、
凝集体Ｚは固体であり、前記固体は半導体又は非伝導体であり、 長手方向における電気伝導率が１０ ^－８ Ｓ／ｍ未満であることを特徴とするパイプ。

【請求項2】

前記第３係数Ａ_Ｚが前記第５係数Ａ_Ｓ２又は前記第２係数Ａ_Ｋ２よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のパイプ。

【請求項3】

前記第５係数Ａ_Ｓ２は、前記第１係数Ａ_Ｋ１よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のパイプ。

【請求項4】

前記第１層の前記第１プラスチックＫ１は、芳香族ポリアミド（ＰＡ）、脂肪族ポリアミド（ＰＡ）、部分芳香族ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステル（ＰＥＳ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、エチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、フッ素重合体（ＦＰ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリウレタン（ＰＵ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、ポリオレフィン（ＰＯ）のいずれかから選択されるポリマーを含み、前記第２層の前記第２プラスチックＫ２は、上記に挙げたポリマークラスから選択された他のポリマーを含むことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のパイプ。

【請求項5】

更にプラスチック製の単一又は複数の層を有し、
前記単一又は複数の層は、凝集体Ｚを有することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のパイプ。

【請求項6】

前記第１プラスチックＫ１と前記第２プラスチックＫ２が熱可塑性であり、
前記第１温度Ｔ_ＵＫ１を前記第２温度Ｔ_ＵＫ２で割った値が温度比ＵＶを定義し、
Ａ_Ｋ１をＡ_Ｋ２で割った値が比率ＡＶ_Ｋを定義し、
前記温度比ＵＶを前記比率ＡＶ_Ｋで割った値が主要比率ＨＶ_Ｋを定義し、その結果以下の式

【数21】

が適用され、差分係数ＵＦ_Ｋは以下の式

【数22】

に応じて主要比率ＨＶ_Ｋにより決定され、Ａ_Ｓ１をＡ_Ｓ２で割った値が比率ＡＶ_Ｓを定義し、前記温度比ＵＶを前記比率ＡＶ_Ｓで割った値が主要比率ＨＶ_Ｓを定義し、その結果以下の式

【数23】

が適用され、差分係数ＵＦ_Ｓは以下の式

【数24】

に応じて前記主要比率ＨＶ_Ｓにより決定され、
不等式は、

【数25】

を満たすことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のパイプ。

【請求項7】

更にプラスチックからなる追加の単一又は複数の層を有し、
前記追加の単一又は複数の層は重量部分Ｇ_Ｙを有する凝集体Ｙを含み、
凝集体Ｙは非導電性又は半導体の固体であることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載のパイプ。

【請求項8】

半導体又は非導電性の固体を有する１つの前記第１層又は複数の前記第１層は、全体の重量の５０％以上、又は７０％以上、又は９０％以上、又は９５％以上を占めることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載のパイプ。

【請求項9】

前記差分係数ＵＦ_Ｓは最大で５であることを特徴とする請求項６に記載のパイプ。

【請求項10】

凝集体Ｚ及び／又は凝集体Ｙは、結晶質又は金属酸化物であることを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載のパイプ。

【請求項11】

凝集体Ｚ及び／又は凝集体Ｙは粉末形態であり、
凝集体Ｚ及び／又は凝集体Ｙの平均粒径は、最大で１００μｍであることを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載のパイプ。

【請求項12】

複数の層のうちの前記第２層はバリア層であり、前記バリア層の材料は、エチレン-ビニルアルコール共重合体、フッ素重合体、ポリフタルアミド、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニリデン、熱可塑性エラストマーのグループから選ばれるプラスチックを有することを特徴とする請求項１～１１のいずれかに記載のパイプ。

【請求項13】

少なくとも１つの屈曲点を有することを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載のパイプ。

【請求項14】

請求項１～１３のいずれかに記載のパイプを含む流体ラインであって、
前記パイプの両端にそれぞれラインコネクタを有し、
少なくとも１つの前記ラインコネクタは相手側と可逆的に接続される流体ライン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２０年１１月１６日出願の欧州特許出願第２０２０７８６６．３号の優先権を主張するものであり、参照により本明細書に援用する。

【0002】

本開示は、少なくとも１つの第１層と１つの第２層とを含むパイプに関するものであり、第１層は第１プラスチックＫ１を有し、第２層は第２プラスチックＫ２を含み、第１層は凝集体Ｚを有し、凝集体Ｚは固体であり、凝集体Ｚはポリマーや共重合体をほとんど含まない又は実質的に含まず、凝集体Ｚは第１層及びパイプの誘電加熱を容易にするものである。

【背景技術】

【0003】

例えば、このような多層プラスチックパイプは、独国特許第６９６１３１３０Ｔ２号明細書により知られている。その結果、高周波励起に対してプラスチック材料の十分な誘電加熱を達成するために、水や軟化剤などの凝集体（aggregate）が使用される。パイプに関しては、比誘電率（relative permittivity）εｒと損失係数（loss factor）ｄに関して最小値が推奨される。これにより、パイプの屈曲点の領域において、パイプの誘電加熱及びそれに伴う曲げ性が十分に大きくなる。

【0004】

欧州特許出願公開第１１８２３４５Ａ１号明細書、欧州特許出願公開第２４７６９３８Ａ１号明細書、欧州特許出願公開第１４５２３０７Ａ１号明細書からは、個々の又は複数の層に集合体が備えられた多層プラスチックパイプが公知である。例えば、凝集体には、導電性の炭素黒又はグラファイト繊維が含まれる場合がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、凝集体を使用した多層パイプの開発中に遭遇する問題の一つとして、パイプが誘電加熱後に特定の望ましい特性を一部の場合に失ってしまうことを発見した。例えば、バリア層のバリア特性が部分的に又は完全に低下することがあり、これは事前及び事後のテストによって容易に確認できる。他の場合では、パイプは誘電加熱後に曲げ形状を保持しないことに留意する必要がある。

【0006】

従って、本開示の目的の一つは、良好な材料特性を有し、誘電加熱後でも曲げ形状を便宜的に保持することができる多層パイプを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、本開示は変換温度Ｔ_ＵＫ１を有する第１プラスチックＫ１を有しポリマーや共重合体とは異なる凝集体Ｚを有する少なくとも１の第１層と、変換温度Ｔ_ＵＫ２を有する第２プラスチックＫ２を含む少なくとも１の第２層とを含むパイプを推奨する。

【0008】

さらなる側面によれば、電界定数によって標準化され、前記第１プラスチックＫ１に割り当てられた比誘電率の虚部が吸収係数Ａ_Ｋ１であり、電界定数によって標準化され、前記第２プラスチックＫ２に割り当てられた比誘電率の虚部が吸収係数Ａ_Ｋ２であり、電界定数によって標準化され、凝集体Ｚに割り当てられた比誘電率の虚部が吸収係数Ａ_Ｚであり、吸収係数Ａ_Ｓ１が前記第１層（３）に割り当てられ、吸収係数Ａ_Ｓ２が前記第２層（２）に割り当てられ、吸収係数Ａ_Ｋ１と吸収係数Ａ_Ｚが、前記第１層（３）内の混合比によって、少なくとも前記第１層（３）の前記吸収係数Ａ_Ｓ１を共同で決定し、前記第２プラスチックＫ２の前記吸収係数Ａ_Ｋ２が少なくとも前記第２層（２）の吸収係数Ａ_Ｓ２を共同で決定し、吸収係数Ａ_Ｚは吸収係数Ａ_Ｋ１よりも大きい。

【0009】

好ましくは、凝集体Ｚは固体であり、前記固体は半導体又は非伝導体である。

【0010】

「半導体（semiconductor）」という用語は、好ましくは電気伝導率が最大で１０４Ｓ／ｃｍ以下の材料のことをいう。半導体の電気伝導率は、好ましく有利には最低でも１０^－８Ｓ／ｃｍである。電気導体の電気伝導率は、便宜的に半導体よりも高く、非導体の電気伝導率は半導体よりも低いことが適切である。

【0011】

固体は２０℃において固体の凝集体の状態であり、従って液体でも気体でもないことが好ましい。固体の融点又は分解温度は、第１プラスチックよりも高いことが好ましい。

【0012】

特に、「層」という用語は、パイプの壁の単一の層を指し、パイプの壁は放射状に内側から外側に向かって順番に並んでいる複数の層を有することを意味する。層は、好ましくは均一に混合された材料で構成されており、１つの材料成分又は複数の材料成分を有している。層は、便宜的に好ましくは少なくとも１つのプラスチックを含み、このプラスチックには凝集体が備えられていることが適切である。「プラスチック」という用語は、好ましくは個々のポリマー、共重合体、及び／又はポリマーブレンドのことである。

【0013】

変換温度Ｔ_ＵＫ１及びＴ_ＵＫ２に関しては、それぞれ後者は各プラスチックの対応する融点又は分解温度から室温２０℃（ＴＲ）を引いた値に相当することが適用される。融点Ｔ_ＳＫ１の熱可塑性プラスチックＫ１については、以下の式が適用される。

【数1】

【0014】

熱硬化性又は非熱可塑性プラスチックの場合、熱硬化性プラスチックの変換温度Ｔ_ＵＫは、その分解温度から２０℃を引いた値に相当する。

【0015】

「電界定数（electric field constant）」ε０、「比誘電率（relative permittivity）」εr 及び他の電気量の定義に関しては、好ましくはドイツ電気技術委員会（ＤＫＥ－ＩＥＶ）の標準規格（６００５０：２０１９年１０月１日版）の意味で解釈されることが好ましい。結果的に、複素誘電率は以下のように書ける。

【数2】

【0016】

ここで、複素誘電率εは、電界定数ε０を介して以下のように標準化することができる。

【数3】

【0017】

ここで、εｒ’は比誘電率の実部であり、しばしば誘電定数ｋ’とも呼ばれる。しかしながら、「定数（constant）」という用語は完全に正確ではない。なぜなら、ｋ’は物質だけでなく周波数及び温度にも依存するためである。比誘電率εｒ”の虚部ではしばしば「誘電損失（dielectric loss）」と呼ばれ、以下で詳しく説明される。

【数4】

【0018】

ここでδは虚部と実部の間の角度を表し、損失角と呼ばれる。英語圏では、誘電損失係数ｄはしばしば「ロスタンジェント（loss tangent）」又は「ディシペーションファクター（dissipation factor）」と呼ばれる。

【0019】

材料の誘電特性を表す際には、一方では比誘電率εr’の実部、他方では誘電損失係数ｄという形で表現するのが一般的である。比誘電率εr’は各材料に結合された電磁放射の比率を示し、ｄは材料内で吸収される結合放射の比率を表す。その結果、これら２つの量の積、すなわち、以下の式となる。

【数5】

【0020】

故に、誘電熱の損失を示すεr”は、結合された熱量及び吸収された熱量に比例している。その特性は、以下の通りである。

【数6】

【0021】

ここで、Ｅ２は電界強度の２乗を表し、ωは円周周波数を表す。大文字Ｐは消費電力を、Ｖは誘電体材料の体積を、小文字ｐは消費電力密度を表す。ここでは、電磁放射源によって電界が生成される。たとえば、その円周周波数ω及び電界強度Ｅは、消費電力Ｐを決定する上で非常に重要なパラメータであり、はるかに重要なものである。

【0022】

一方、誘電損失εr”とε”は、材料やパイプの側面で遥かに重要なパラメータであり、誘電体材料内の熱損失に関して、それぞれを個別に見た場合、誘電率の実部εr’と誘電損失係数ｄと比較してより情報価値が高い。

【0023】

例えば、誘電体パラメータεr’とεr”は、振動回路の配置によって決定され得る。この配置では、固定のインダクタンスＬを持つコイルに加えて、測定用のキャパシタが配置される。前者は、誘電体サンプルを収容できるように設計され、振動回路の共振周波数と品質を測定することで、εr’とεr”を決定することができる。更に、一般的に知られている多くの他の測定方法が存在し、これらの方法は、特に測定手法や測定可能なεr’（ω）とεr”（ω）のスペクトルの点で異なる。

【0024】

εr’とεr”は周波数と温度に依存し、これらのパラメータのいずれかを測定するためには、所望の時間を費やすことができる。そのため、ここでは２５℃及び１０ＭＨｚ（誘電加熱のスペクトル内にある周波数）でεr”のみが決定され、タイポグラフィックの簡潔さのために、材料に依存する吸収係数Ａが次のように定義される。

【数7】

【0025】

結果として、ここで言及されている吸収係数のすべての数値は、特に文献からの値との比較可能性を確保するために、２５℃及び１０ＭＨｚ又は１０７Ｈｚでの値に関連している。この点に関し、標準的な参考文献として、R. von Hippel著の「DIELECTRIC MATERIALS and APPLICATIONS」（Wiley Verlag, 1954）を参照されたい。そこで開示された数値表において、２５℃及び１０７ｃ／ｓ（＝１０７Ｈｚ）でのεr’＝εr’／ε０とｔａｎδ＝εr”／εr’の２つの値を互いに乗算することで、材料に依存する値εr”（２５℃、１０ＭＨｚ）＝Ａが得られる。

【0026】

しかしながら、しばしば、プラスチックＫ１とＫ２を凝集体Ｚから分離することは、不可能ではないにしろ困難であり、プラスチックＫ１とＫ２の誘電特性が液化や分離中に変化しないようにすることは困難である。しかしながら、例えば、第１層のサンプルのプラスチックは、焼却や溶解などによって完全に除去することができ、例えば、凝集体Ｚの誘電特性は変化せずに保たれる。吸収係数Ａ_Ｚの測定と吸収係数Ａ_Ｓ１の測定、及びプラスチックの重量部分Ｇ_Ｋ１と凝集体Ｚの重量部分Ｇ_Ｚとの混合比の測定により、それぞれの吸収係数Ａ_Ｋ１を以下のように決定することができる。

【数8】

【0027】

ここで、重量部分Ｇ_Ｋ１とＧ_Ｚは無次元の量であり、互いに加算すると１になる。Ｇ_Ｋ１及びＧ_Ｚは、プラスチックＫ１を除去する前の第１層サンプルの重量と、残された凝集体Ｚの重量によって決定される。第２層のサンプルについても、Ａ_Ｋ２を決定するために同様の手順が行われ得る。先の式の変換後、Ａ_Ｋ１は以下のように計算され得る。

【数9】

【0028】

これにより、第１層及び第２層の吸収係数Ａ_Ｓ１とＡ_Ｓ２を関連付ける吸収比率ＡＶ_Ｓが決定され得る。

【数10】

【0029】

ここで、Ａ_Ｓ１及びＡ_Ｓ２を決定する際には、それぞれの層材料（プラスチック及び可能な凝集体）のサンプルが調査される。Ａ_Ｓ１は、プラスチックＫ１と凝集体Ｚを混合することによって生じ、凝集体Ｚは吸収係数Ａ_Ｚを有する。非常に高い吸収係数Ａ_Ｚを有するわずかな量の凝集体Ｚは、第１層の吸収係数Ａ_Ｓ１に決定的な影響を与える可能性がある。

【0030】

例えば、第１プラスチックＫ１の吸収係数Ａ_Ｋ１と第２プラスチックＫ２の吸収係数Ａ_Ｋ２から比率が形成される場合、以下では吸収比率ＡＶ_Ｋが参照される。

【数11】

【0031】

本開示は、個々の層が誘電加熱中に強く加熱され、文字通り燃える可能性があるという理解に基づいている。例えば、これはバリア層のバリア性能を大いに損なう可能性がある。これらの層はしばしば融点が低く、従って熱に比較的敏感である。対照的に、耐熱層は融点が高く、永久的な曲げ形成のために質量に対してより多くのエネルギーを必要とする。

【0032】

更に、パイプ内で吸収される熱エネルギーに関して、多くの妥協策が不十分であるか、更には不利であることが分かった。不運な選択された妥協策の場合、熱に敏感な層が燃えることがあり、不十分な加熱により耐熱層の曲げが望ましい形状に適応しないことがある。曲げ加工では、不十分に加熱された層の場合、耐熱層の曲げ箇所に微小なクラックが形成される場合がある。従って、本発明の重要な発見の１つは、層同士を誘電加熱の観点で互いに合わせる必要があるということであり、ＤＥ６９６１３１３０Ｔ２に記載されているように、単に吸収する層の熱量を増やすだけでは不十分であるということである。

【0033】

更に、新たに開発されたパイプの耐熱層（例えばポリアミドなど）においても、誘電加熱中に意外にも溶けることが分かった。驚くべきことは、誘電エネルギー吸収がきちんと調和されており、実際には過熱の発生がないはずであったことである。この発見は、導電性材料（例えば導電性の煤）が、該当する層の強い過熱を引き起こし、純粋な誘電加熱を著しく上回るという知識に基づいている。

【0034】

同様に、全てではないにしろ、多くの場合、柔軟剤が伝導率を大幅に上昇させることが分かった。柔軟剤（水を含む）は、しばしば半導体又は非導体であり、更には液体であり、イオンの移動性を高めることで伝導率を増加させる。本発明によれば、凝集体として考慮されるのは固体のみである。

【0035】

対照的に、発明としての固体の半導体又は非導体としての凝集体Ｚの利用は、電気伝導率が高すぎるための過熱の影響を回避するか、大幅に軽減する効果をもたらす。その結果、加熱は基本的に誘電吸収に限られており、これは半導体又は非導体の固体によって非常にうまく調整できる。

【0036】

本発明は更に、ｎ層からなる多層パイプの誘電吸収を２つ又は３つの方法で調整できるという知識に基づいている。第１の場合では、少なくとも２つの層の誘電吸収が互いに調整され、好ましくは少なくとも１つの凝集体を介してそれぞれの融点にも調整される。その結果、第１の場合では、すべての層は誘電加熱中に同じ時間内で同様の程度に柔軟化される。

【0037】

第２の場合では、すべての層が同じ期間に同様の方法で同様に柔軟化されるわけではない。例えば、ｎ層が与えられた場合、単一の凝集体Ｚあるいは異なる凝集体Ｚ、Ｘ、Ｙが付加されるのはｎ－１、ｎ－２、ｎ－３、ｎ－４、又はそれ以下の層だけである。好ましくは凝集体Ｚ、Ｘ、Ｙを有する層のみが、短時間で十分に加熱され、そのプラスチックが十分に柔軟化され、永続的に曲げ変形を受けることができる。第１のサブケースでは、これらの層は更に十分に厚く又は機械的に安定しているため、パイプ全体、特に熱の発生や柔軟化が少なすぎる層を曲げられた形状で保持する。

【0038】

第２のサブケースでは、凝集体を含む層は曲げ変形を持続させるのに十分な厚さではない。しかしながら、その代わりに、誘電加熱の寿命を十分に大きく設定することで、凝集体を含む層が実際に必要なより長い時間、誘電加熱にさらされることが保証される。その結果、十分に柔軟化するために他の層に十分な量の熱エネルギーが放射される。

【0039】

これらの２つのケース又は３つのサブケースには、誘電加熱の正確な調整が必要である。これは、本発明によると、半導体又は非導電性の固体であり、吸収係数Ａ_ＺがＡ_Ｋ１よりも大きい凝集体Ｚによって達成される。

【0040】

特に好ましいのは、縦方向におけるパイプの電気伝導率が１０^－８Ｓ／ｍ未満又は１０^－９Ｓ／ｍ未満又は１０^－１０Ｓ／ｍ未満又は１０^－１１Ｓ／ｍ未満であることである。パイプの両端での電気伝導率を決定するために、接触は好ましくは各端面全体にわたって行われることが望ましい。電気伝導率の単位は長さの基準を持っているため、パイプからは１０ｍｍや１ｍｍといった短い部分の切り取りと測定が可能である。パイプ断面積が一定であるため、単位Ｓ又はΩで得られる値は容易に長さ１ｍ及びＳ／ｍ単位に変換することができる。切断は便宜的にパイプ軸に対して垂直に行われ、好ましくは研磨や同様の手続きによりなめらかにされる。好ましくは、パイプの層は、異なる抵抗器の並列回路を表している。パイプの長手方向の電気伝導率は、通常、特に最も電気的に導電性の高い層に基づいて、上記の並列回路によって決定される。

【0041】

特に有利なのは、吸収係数Ａ_Ｚが吸収係数Ａ_Ｓ２又はＡ_Ｋ２よりも大きいことである。吸収係数Ａ_Ｚは、Ａ_Ｓ２又はＡ_Ｋ２よりも１．５倍以上、２倍以上、２．５倍以上、又は３倍以上大きいことが好ましい。これにより、各層を電気的に調整するために使用される。

【0042】

層同士を調整するためには、吸収係数Ａ_Ｓ２又はＡ_Ｋ２がＡ_Ｋ１よりも大きいことが非常に有利である。吸収係数Ａ_Ｓ２又はＡ_Ｋ２は、Ａ_Ｋ１よりも少なくとも１．５倍、２倍、２．５倍、又は３倍以上大きいことが望ましい。

【0043】

第１層のプラスチックＫ１は、以下のポリマークラス、すなわち芳香族ポリアミド（ＰＡ）、脂肪族ポリアミド（ＰＡ）、部分芳香族ポリアミド（ＰＡ）、ポリエステル（ＰＥＳ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、エチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、フッ素重合体（ＦＰ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリウレタン（ＰＵ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、のいずれかから選択されるポリマーを含むことが非常に好ましい。一方、第２層のプラスチックＫ２は、上記に挙げたポリマークラスの別のポリマーから選択されることが好ましい。この考慮の背景には、特に異なるポリマークラスのポリマーが誘電調整を必要とするという事実がある。

【0044】

パイプには、更にプラスチック製の層又は更に複数の層がある可能性がある。更に層又は複数の層は、好ましくは凝集体Ｚを有していることが望ましい。更なる単一又は複数の層のプラスチックは、有利にはプラスチックＫ１のポリマークラスからのポリマーを含んでいる。特に好ましいのは、プラスチックＫ１が更なる単一又は複数の層と同じポリマーであることである。最初の層と単一又は複数の層は、同じプラスチックＫ１を有することができる。第２層は、第１層と少なくとも１つの更なる層の間に配置することができる。更なる層は、第２層に包まれることがあり、又は第２層を包むこともある。更なる層は、第２層に接することができる。更なる単一の又は複数の層において、凝集体Ｚが最初の層と同じ重量部分Ｇ_Ｚを構成する可能性がある。

【0045】

第１層が第２層に接し、第２層を包み込み、第２層に包み込まれることが有利である場合がある。第１層は、便宜的に誘電加熱や軟化に関して第２層に適切に調整され、その結果、第２層に凝集体が必要とされなくなる。層同士の接合は特に第２のケース又は第２及び第３のサブケースにおいて重要であり、この場合、熱は第１層から放出される。

【0046】

いくつかの場合には、第２層には固体で非導電性又は半導体の凝集体がない場合が可能であることが好ましい。パイプには、固体や半導体、非導電性の集合体を含まないプラスチックからなる別の層が存在する可能性がある。他の単一の又は複数の層のプラスチックは、プラスチックＫ２のポリマークラスからのポリマーで構成されることが好ましい。更に、プラスチックＫ２が他の単一の又は複数の層と同じポリマーを有することが好ましい。第２層と他の単一の又は複数の層は、同じプラスチックＫ２を含んでもよい。第２層の吸収係数Ａ_Ｋ２は、パイプの残りの層の吸収係数よりも有利に大きい。

【0047】

好ましくは、第１プラスチックＫ１と第２プラスチックＫ２が熱可塑性であることである。これにより、変換温度Ｔ_ＵＫ１とＴ_ＵＫ２は、関連する融点に便宜的に依存するようになる。好ましくは、変換温度（第１変換温度）Ｔ_ＵＫ１を変換温度（第２変換温度）Ｔ_ＵＫ２で割った値が変換温度比ＵＶを定義し、Ａ_Ｋ１をＡ_Ｋ２で割った値が吸収比率ＡＶ_Ｋを定義し、変換温度比ＵＶを吸収比率ＡＶ_Ｋで割った値が主要比率ＨＶ_Ｋを定義する。そのため、以下の式が適用される。

【数12】

【0048】

ここで、差分係数ＵＦ_Ｋは主要比率ＨＶ_Ｋに基づいて以下の式に従って決定される。

【数13】

【0049】

Ａ_Ｓ１をＡ_Ｓ２で割った値が吸収比率ＡＶ_Ｓを定義し、変換温度比ＵＶを吸収比率ＡＶ_Ｓで割った値が主要比率ＨＶ_Ｓを定義するような場合、以下の式が適用される。

【数14】

【0050】

ここで、差分係数ＵＦ_Ｓは、主要比率ＨＶ_Ｓに基づいて以下の式に従って決定される。

【数15】

【0051】

ここで、不等式Ｕは、以下の式を満たす。

【数16】

【0052】

主要比率ＨＶが１より大きい場合、好ましくは、ＨＶ_ＳまたはＨＶ_Ｋと値１との間のそれぞれの差分係数ＵＦ_ＫまたはＵＦが決定され、それぞれの差分係数ＵＦは、それぞれの主要比率ＨＶに対応する。それ以外の場合、それぞれの差分係数ＵＦは、それぞれの主要比率ＨＶの逆数に対応する。その結果、理想的な場合には、差分係数は１の値を取り、この値が１より大きくなるほど悪化する。

【0053】

凝集体Ｚを添加することによって、個々の熱吸収の観点から、個々の層がそれぞれの変換温度ＴＵまたはそれぞれの層のプラスチックの溶融温度に調整されることが非常に有利であることが判明した。非常に重要な発見の一つとして、好ましくは、この調整は、凝集体Ｚの添加を通じて、二つのプラスチックの吸収比率ＡＶ_Ｓが二つの層の変換温度比ＵＶに近づくように行われることがある。この方法により、誘電加熱の熱が複数の層に均等に分散されるため、第１層と第２層の軟化度は互いに近似する。差分係数ＵＦ_Ｓが１の場合、二つの層はほぼ同じ程度に軟化する。これにより、特に速くて柔らかな曲げが実現される（最初の場合）。

【0054】

好ましくは、差分係数ＵＦ_Ｓが最大でも２０、最大でも１０、更に好ましくは最大でも５、特に好ましくは最大でも２、非常に特に好ましくは最大でも１．５、理想的な場合には最大でも１．２となることである。

【0055】

パイプには、プラスチックからなる追加の単一又は複数の層が存在する可能性があり、追加の層は、重量部分Ｇ_Ｙを有する凝集体Ｙからなり、凝集体Ｙは非導電性又は半導体の固体である。追加の層のそれぞれの凝集体Ｙの吸収係数Ａ_Ｙは、それぞれの追加の層のプラスチックよりも有利に大きい。好ましくは、追加の単一又は複数の層のプラスチックがプラスチックＫ１及び／又はプラスチックＫ２と異なることである。追加の単一又は複数の層のプラスチックは、可能な限りプラスチックＫ１及び／又はＫ２とは異なるポリマーからなることが好ましい。追加の単一又は複数の層のプラスチックのポリマーは、プラスチックＫ１又はＫ２とは異なるポリマークラスから選ばれることが非常に好ましい。特に有利なのは、吸収係数Ａ_Ｙが吸収係数Ａ_Ｓ２又はＡ_Ｋ２よりも大きいことである。吸収係数Ａ_Ｙは、Ａ_Ｓ２又はＡ_Ｋ２よりも少なくとも１．５倍、２倍、２．５倍、又は３倍以上であることが望ましい。

【0056】

特に、本開示の範囲内において、半導体又は非導電性の固体を含む層又は層、又は第１層又は第１層と他の層／他の層／更なる層／更なる層は、パイプの重量の５０％以上、又は７０％以上、又は９０％以上、又は９５％以上を含む。第２層又は第２層と他の単一又は複数の層は、パイプの重量の５０％未満、又は３０％未満、又は１０％未満、又は５％未満を占める可能性がある。第２層の軟化が不十分であるにもかかわらず、第１層の機械的な安定性により、第１層が第２層を曲げられた形状に保持するため、短期間での曲げプロセスが可能となる（第２の場合）。

【0057】

Ｕの不等式が８０℃の温度でも満たされることが有利であり１４０℃でも満たされることが好ましい。好ましい実施形態によれば、不等式Ｕは２０ＭＨｚの励起周波数でも満たされ、有利には４０ＭＨｚでも満たされる。

【0058】

第２層は凝集体Ｘを有し、その中に重量部分Ｇ_Ｘが割り当てられる可能性がある。重量部分Ｇ_Ｘは、第２層の重量に対して相対的に決定される。以下は、Ａ_Ｓ２を決定するために適用される。

【数17】

【0059】

従って、第２層が凝集体Ｘを有する場合、プラスチック部分を取り除くことでＡ_Ｋ２も決定することができる。

【0060】

凝集体Ｚ及び／又は凝集体Ｙ及び／又は凝集体Ｘは、特に好ましい場合には結晶質材料である。凝集体Ｚ及び／又は凝集体Ｙ及び／又は凝集体Ｘが無機材料であり、好ましくはセラミック材料であることは非常に有利である。

【0061】

特に、凝集体Ｚ及び／又は凝集体Ｙ及び／又は凝集体Ｘは金属酸化物を含むことがあり、この金属酸化物は、好ましくは「亜酸化亜鉛、二酸化ジルコニウム、チタン含有金属酸化物」のグループから選ばれる。チタン含有金属酸化物は、好ましくは「二酸化チタン、マグネシウムチタン酸塩、ストロンチウムチタン酸塩、バリウムチタン酸塩」のグループから選ばれることがある。ただし、凝集体Ｚ及び／又は凝集体Ｙ及び／又は凝集体Ｘは、二硫化モリブデンを含むことがある。これらの材料は吸収係数が大きいため、層に混ぜる必要があるのはわずかな量だけであり、それ以外の層の特性はほとんど変わらない状態が維持される。

【0062】

好ましい実施形態によれば、吸収係数Ａ_Ｚ及び／又は吸収係数Ａ_Ｙ及び／又は吸収係数Ａ_Ｘは０．００２より大きく、好ましくは０．００５より大きく、更に好ましくは０．０１より大きく、更に好ましくは０．０２より大きく、更に好ましくは０．０５より大きく、特に好ましくは０．１より大きく、非常に特に好ましくは０．１５より大きく、又は０．２より大きくなることが好ましい。吸収係数Ａ_Ｚ及び／又は吸収係数Ａ_Ｙ及び／又は吸収係数Ａ_Ｘが１００未満であることは有利であり、更に好ましくは３０未満、特に１０未満であることが好ましい。大きな吸収係数の利点は、各凝集体をごくわずかに混ぜるだけで済むため、各層の他の特性がほとんど変化しないということである。粒子が大きい場合、これらの吸収係数の過度に高い値は局所的な微小な焼けを引き起こす可能性がある。

【0063】

第１層に対する重量部分Ｇ_Ｚ及び／又は追加層に対する重量部分Ｇ_Ｙ及び／又は第２層に対する重量部分Ｇ_Ｘが少なくとも０．０００１、好ましくは少なくとも０．００１、更に好ましくは少なくとも０．０１、特に少なくとも０．１であることが好ましい。本発明の範囲内では、第１層に対する重量部分Ｇ_Ｚ及び／又は追加層に対する重量部分Ｇ_Ｙ及び／又は第２層に対する重量部分Ｇ_Ｘは最大でも０．５であり、好ましくは最大でも０．３であることである。

【0064】

好ましくは、凝集体Ｚ及び／又は凝集体Ｙ及び／又は凝集体Ｘが粉末形態であることである。凝集体Ｚ及び／又は凝集体Ｙ及び／又は凝集体Ｘの平均粒径は、有利には最大で５００μｍ、又は２００μｍ、又は１００μｍ、又は５０μｍ、又は２０μｍ、又は１０μｍ以下で測定されることである。これにより、対応する薄層の製造が容易になり、最適な熱分布が確保される。

【0065】

第１層又は第２層はバリア層であることが好ましい。好ましい実施形態によれば、第２層はバリア層である。バリア層の材料は、好ましくは「ＥＶＯＨ、フッ素重合体、ＰＰＡ、ポリオレフィン、ＰＶＤＣ、ＴＰＥ」というグループから選ばれるプラスチックを含む。特に、ＥＶＯＨ、フッ素重合体、ＰＰＡ、又はＰＶＤＣがバリア層のプラスチックとして好ましく、ＥＶＯＨが最も好ましい。バリア層は、最内層と最外層の間に配置されることが望ましい。ある実施形態によれば、第２層又はバリア層は最内層である。バリア層は最内層を形成することが可能であり、好ましくはフッ素重合体を含む。

【0066】

パイプがｎ層で構成されることが可能であり、好ましくは少なくともｎ－１層はそれぞれ少なくとも１つの凝集体Ｚ、Ｙ、Ｘを有している。最大の吸収係数ＡＫｊを有するプラスチックの層ｊが凝集体を含まないことが有利である。２層以上の場合、差分係数ＵＦ_Ｓ又はＵＦ_ＫはＵＦ_Ｓｉｊ又はＵＦ_Ｋｉｊとして表され、ここで、ｉは層ｊとは異なるそれぞれの層を表す。全ての差分係数ＵＦ_Ｓｉｊが２０以下又は１０以下又は５以下又は２以下又は１．５以下又は１．２以下であることが好ましい。少なくとも２つの差分係数ＵＦ_Ｓｉｊ、有利にはすべての差分係数ＵＦ_Ｓｉｊに関して、それらがそれぞれの付随する差分係数ＵＦ_Ｋｉｊよりも小さいことが有利である。

【0067】

本開示の範囲内では、パイプに少なくとも１つの屈曲点が存在することがあり、特に、少なくとも２つ又は３つ、特に好ましい場合は少なくとも４つ又は５つの屈曲点が存在する。パイプは好ましくは共押出しされ、更に好ましくは一つの部品であることが望ましい。特に、「一つの部品」という用語は、パイプが破壊的な方法でのみ複数の部品に分割できることを意味する。

【0068】

パイプの外径は、便宜的に最大で３０ｍｍ以下であり、特に好ましくは最大で２０ｍｍ以下である。パイプの壁厚は、望ましくは０．１ｍｍから５ｍｍになることが好ましく、更に好ましくは０．３ｍｍから３ｍｍになることである。第１層及び／又は第２層の層厚は、０．０５ｍｍから１．５ｍｍまでの範囲で測定することが可能であり、特に好ましくは０．１ｍｍから０．５ｍｍの範囲である。

【0069】

上記の目的を達成するために、本開示では本発明によるパイプを備えた流体ラインを推奨する。この流体ラインは、パイプの両端にそれぞれラインコネクタを有し、少なくとも１つのラインコネクタは相手側と可逆的に接続することができる。少なくとも１つのラインコネクタは、相手側と有利に可逆的にロックされ得る。少なくとも１つのラインコネクタが雌結合体を含むことが好ましい。結合体は、便宜的に相手側を流体的に漏れのない方法で収容するように設計されている。相手側は、便宜的に雄コネクタとして構成され、好ましくはコネクタシャフトとコネクタシャフトの周りを回るカラー又はコネクタシャフトの周りを回る溝を含む。

【0070】

少なくとも１つのラインコネクタは、好ましくは保持具を備えており、ラインコネクタは次のように設計されることが望ましい。すなわち、雄コネクタを結合体に挿入する際に、保持具が周囲のカラー／溝を使用して雄コネクタを結合体にロックするようになっている。保持具は好ましくは環状であり、特に楕円形のリング又は円形のリングの形状をしているか、デザイン上Ｕ字型であることが望ましい。保持具は便宜的に広がる腕を含んでいる。好ましくは、腕が相手側を挿入する際に弾性的に広がることができ、相手側が完全に挿入されると、周囲のカラー／溝を使用して雄コネクタを結合体にロックする。

【0071】

以下、図面を基にして本開示をより詳細に説明するが、図面はあくまで一例を概略的に示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0072】

【図1】本開示に係るパイプの断面図である。

【図2】本開示に係る流体ラインの側面図であり、図１のパイプを含み、更に２つのラインコネクタを有している。

【図3】それぞれの２つのラインコネクタに配置された保持具の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0073】

図１によれば、本発明のパイプ１は３つの層２、３、４を有し、中間層２はバリア層であり、ＥＶＯＨを含んでいる。外側層３及び内側層４は、それぞれポリアミド６を有しており、内側層４のポリアミド６は外側層３のポリアミド６と同一である。この例示的な実施形態では、ポリアミド６は吸収係数０．１を有することができ、一方でＥＶＯＨ製の中間層２は吸収係数０．６を有している。ポリアミド６製の外側層３は、第１プラスチックＫ１を有する「第１層」として理解され、一方、中間層２は「第２層」として第２プラスチックＫ２で解釈される。この例示的な実施形態では、内側層４は「その他の層」として理解され、同様に第１プラスチックＫ１を有している。

【0074】

その結果、吸収係数Ａ_Ｋ１の値は０．１となる一方、吸収係数Ａ_Ｋ２の値は０．６となる。Ｋ１（ＰＡ６）及びＫ２（ＥＶＯＨ）の両方のプラスチックは熱可塑性であり、その変換点は融点から２０°Ｃを引いた値に相当する。この例示的な実施形態では、ポリアミド６の変換温度Ｔ_ＵＫ１は２００Ｋ（＝２２０°Ｃ－２０°Ｃ）となる一方、ＥＶＯＨの変換温度Ｔ_ＵＫ２は１６３Ｋ（＝１８３°Ｃ－２０°Ｃ）となる場合がある。

【0075】

吸収係数が６倍高く、融点が低いため、誘電加熱によりＥＶＯＨ（第２層２）は迅速に屈曲される温度にまで加熱される。しかしながら、２つのポリアミド層（第１層３及び他の層４）はまだ同時に十分に加熱されていないため、まだ容易に屈曲することはできない。パイプが更に加熱され、２つのポリアミド層も十分な屈曲が可能になるまで加熱されると、中間層は非常に強く加熱され、文字通り焼けてしまい、その優れたバリア特性をほとんど失ってしまう。例示的な実施形態では、主な比率ＨＶ_Ｋは以下のように計算される。

【数18】

【0076】

ここでＨＶ_Ｋ＞１であり、従って差分係数ＵＦ_Ｋも７．３となる。

【0077】

本発明によれば、第１層３とその他の層４には、パウダー状のジルコニウム酸化物（ジルコニアとも呼ばれる）である凝集体Ｚが混合される。凝集体Ｚは金属酸化物であり、結晶の形で存在し、吸収係数Ａ_Ｚの値が２であることがある。その結果、凝集体Ｚはポリアミド６の吸収係数よりも約２０倍大きく、またＥＶＯＨの吸収係数よりも３倍大きい値を有する。凝集体Ｚの重量部分Ｇ_Ｚは、２つのポリアミド層において１０％又は０．１の値を示す場合がある。その結果、第１層３の吸収係数Ａ_Ｓ１及びその他の層４の吸収係数ＡＳＷは以下のように計算される。

【数19】

【0078】

そのため、凝集体Ｚを混合することにより、吸収係数Ａ_Ｓ１及びＡ_ＳＷはほぼ３倍に増加した。対照的に、吸収係数Ａ_Ｓ１は一定であり、従ってＡ_Ｋ２と同じである。従って、主要な比率ＨＶ_Ｓの値は以下の通りである。

【数20】

【0079】

その結果、差分係数ＵＦ_Ｓは差分係数ＵＦ_Ｋよりも小さくなるので、第１層３において不等式Ｕが満たされる。同様に、第１層３から成り立つ他の層４についても同様のことが当てはまり、この層４は第１層３と同じ材料からなり、従って同じポリマー溶融源から派生する可能性がある。

【0080】

図２は、図１のパイプ１を完全な流体ライン５の構成要素として示している。この例示的な実施形態において、屈曲点１１を有するパイプ１以外に、流体ライン５は２つのラインコネクタ６も含んでおり、それぞれがパイプ１の一方の端に配置されている。この例示的な実施形態において、ラインコネクタ６は雌ラインコネクタ６として設計されており、雄対応部７を受け入れることができる。図２の右側には、示されているような雄対応部７があり、これはパイプ（表示されているように）や他の部品（ポンプ、タンクなど）に接続することができる。この例示的な実施形態における対応部は、コネクタシャフト９と周方向のカラー１０から構成されている。

【0081】

対応部７との接続のために、ラインコネクタ６はそれぞれ、摩擦力又は物質同士の接続によってパイプ１に固定される、雌デザインの結合体８を備えている。例えば、物質同士の接続はレーザー溶接継ぎ目として設計することもできる。例えば、摩擦接続は、結合体８の周方向のリブによって確立することができ、これによりパイプ１の端部が押し込まれる。結合体８は対応部７のコネクタシャフト９を収容し、その内部にはシール目的で優先的にＯリング（ここでは不図示）がある。

【0082】

ラインコネクタとそれに付随する対応部７は、互いに可逆的に接続されることが有利であり、理想的にはロックによる接続が実現される。そのため、保持具１２は結合体８に押し込まれる。保持具１２はＵ字型のデザインが好ましい（図３参照）。保持具１２は、Ｕの基部としてヘッド部１４を有し、Ｕの脚として２本のアーム１３を有している。アーム１３は、対応部７の周囲のカラー１０によって弾性的に広げることができ、その結果周囲のカラー１０を通過した後、２本のアーム１３は再び元の位置を取り、対応部７を再び結合体８にロックされる。２本のアーム１３は、ヘッド部１４に圧力をかけることで広げることができ、それに応じて結合体８を適切に構成することで、対応部７を結合体８から引き抜くことができる。

【図1】

【図2】

【図3】