CH667665A5

CH667665A5 - Verfahren zur herstellung von schrumpfartikeln.

Info

Publication number: CH667665A5
Application number: CH4485/85A
Authority: CH
Inventors: Hermann Uwe Dr Rer Nat Voigt; Horst Matzat
Original assignee: Kabelmetal Electro Gmbh
Priority date: 1984-11-15
Filing date: 1985-10-17
Publication date: 1988-10-31
Also published as: IT8548784A0; FR2572996A1; GB2166978A; NL8503114A; DE3441730A1; SE8505384L; SE466392B; GB2166978B; DK523585D0; BE903649A; FR2572996B1; IT1182982B; GB8527932D0; DK523585A; SE8505384D0

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vefahren zur Herstellung von Schrumpfartikeln, insbesondere Schläuche, Kappen, Manschetten oder Bänder, aus vernetzbaren Kunststoffen, die ein- oder beidseitig mit einem vernetzbaren Heissschmelzkleber beschichtet sind oder beschichtet werden.

Bekannt ist es bereits seit langem, Schrumpfartikel, wie Kappen, Schläuche oder dergleichen, auf der Innenseite mit einem Schmelzkleber zu versehen, der im aufgeschrumpften

Zustand z. B. einer Kappe oder eines Schlauches eine Verbesserung des Haftsitzes auf der Unterlage bedingt und gleichzeitig dafür sorgt, dass der Spalt zwischen dem Schrumpfteil und der Unterlage feuchtigkeitsdicht verschlossen wird. Die vorzugsweise verwendeten Heissschmelzkleber entfalten ihre Klebereigenschaften über ein thermoplastisches Fliessen und intensives Benetzen der Unterlage. Diese Eigenschaft geht durch Vernetzung verloren, so dass z. B. bei koextrudierten Zweischichtenschläuchen aus einer innenliegenden Heissschmelzkleberschicht und einer äusseren Schlauchwandung aus schrumpffähigem Material die Gefahr besteht, dass beim Vernetzungsprozess der Kleber ebenfalls vernetzt wird und damit seine Klebefähigkeit verliert. Anderseits ist es durch eine Vernetzung bzw. Anvernetzung des Heissschmelzklebers möglich, dessen Scherfestigkeit zu erhöhen, um so die mechanische Festigkeit des Schrumpfverbindung zu verbessern. Diese an sich widersprüchlichen Forderungen hat man dadurch zu erreichen versucht, dass ein Heissschmelzkleber eingesetzt wird, der aus funktionellen Gruppen und diese vebindenden Kohlenwasserstoffsequenzen besteht, wobei letztere vor dem für das schrumpfbare Material notwendigen Vernetzungsprozess aus teil- oder mehrfachverzweigten, also mit Seitenketten behafteten Molekülbausteinen, aufgebaut sind. Diese bekannte Massnahme führt jedoch zu einer erheblichen Einschränkung der für die Praxis an sich brauchbaren Heissschmelzkleber.

Die Erfindung bezweckt ein Verfahren zur Herstellung von Schrumpfartikeln bereitzustellen, bei welchem beliebige vernetzbare Heissschmelzkleber zur sicheren Verbindung der Innenflächen eines Schrumpfteiles mit den Flächen einer Unterlage verwendbar sind.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Heissschmelzklebers erst während des Schrumpfvorgangs zum Zweck der Montage vernetzt wird.

Das bedeutet, dass erst während bzw. zum Abschluss der Montage der Heissschmelzkleber einen Viskositätssprung erfährt, der die Scherfestigkeit erhöht, bis zu diesem Zeitpunkt aber das Aufweiten des Schrumpfartikels sowie die Montage durch einen zu zähen Kleber nicht behindert wird. Beim Aufweiten des Schrumpfteils zum Zweck des Rückschrumpfens ist der Heissschmelzkleber an der Innenfläche des Formteils wegen seiner guten Fliessfähigkeit weitgehend frei verschiebbar und kann sich den jeweiligen Formänderungen des Schrumpfteiles anpassen. Die Gefahr von Rissbildungen, Verwerfungen oder ein Abreissen der Klebschicht von der Innenfläche des Schrumpformsteils ist damit vermieden. Wegen der guten Fliessfähigkeit kann der Heissschmelzkleber vor Beginn der Vernetzung sehr leicht in alle Vertiefungen und Mikrorauhigkeiten der Unterlage kriechen und diese innig benetzen.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn nach Anspruch 2 der Werkstoff des Heissschmelzklebers durch Zugabe von Peroxiden chemisch vernetzt wird. In diesem Fall wird man, um die Vernetzung des Heissschmelzklebers unbehindert durch die bei der Vernetzung des Schrumpfformteiles benötigten Temperaturen zu vermeiden, das Vernetzungsmittel erst nachträglich in den Heissschmelzkleber einbringen. Das kann nach Anspruch 3 vorteilhaft durch eine Schleppdiffusion erfolgen, bei der etwa das mit einem Heissschmelzkleber beschichtete gereckte Band, der an seiner Innenfläche mit einem Heissschmelzkleber versehene aufgeweitete Schlauch oder auch eine bereits aufgeweitete Kappe mit im Inneren angeordneter Klebschicht durch ein ein Peroxid enthaltendes Lösungsmittel hindurchgeführt oder in ein solches Lösungsmittel eingebracht wird. Das in die Klebschicht diffundierte Peroxid reagiert, da zu seiner Reaktion Wärme erforderlich ist, erst beim Rückschrumpfen in den ursprünglichen Zustand

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in dem für diese Schrumpfung benötigten Temperaturbereich. Dabei ist es zweckmässig, die Peroxid-Zersetzugstemperatur und die für die Rückschrumpfung erforderliche Temperatur aufeinander abzustimmen. Der bei Temperaturerhöhung zunächst aufschmelzende Heissschmelzkleber erfährt beim Anspringen des Vernetzungsmechanismus eine Viskositätserhöhung, die zu einer wesentlichen Erhöhung der Scherfestigkeit des Klebers führt. Diese erhöhte Scherfestigkeit wird gerade dann wirksam, wenn sie zur Sicherung der Schrumpverbindung benötigt wird, nicht aber bereits dann, wenn, wie bei den bekannten Techniken, eine hohe Scherfestigkeit des Heissschmelzklebers die Montage des Schrumpfartikels behindert.

Für die Zwecke der Erfindung können beliebige Werk-Stoffe als Basis für den Heissschmelzkleber verwendet werden, z. B. nach Anspruch 4 Ethylen-Vinylacetat-Copolymere oder Acrylate, aber auch solche auf Basis von Polyamiden, Copolyamiden, thermoplastischen Kautschuken oder Poly-estern.

Diese Klebwerkstoffe können auch schäumbar ausgebildet sein, um eine gewisse Elastizität der Verbindung zwischen einem Schrumpfteil und einer Unterlage zu gewährleisten.

An Vernetzungsmitteln können die üblichen Peroxide, wie das Dicumylperoxid, das Cumyl-tert.butyl-peroxid, ein 2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert.-butyl)-peroxyhexan, oder andere Radikalinitiatoren, wie das 1,10-Decan-bis-sulfanazid oder p-Chi-nondioxim, eingesetzt werden.

Werden beispielsweise schrumpffähige Bänder hergestellt, die z. B. in Form von Bandagen an den Verbindungsstellen von Rohren oder Rohrleitungen Verwendung finden, und durch Bewicklung und Schrumpfung an der betreffenden Stelle für eine dichte und korrosionssichere Umhüllung sorgen, dann wird man so vorgehen, dass das Band nach der Extrusion und Beschichtung mit einem Heissschmelzkleber vernetzt wird, etwa mittels Peroxiden, durch Strahlen hoher Energie oder auch durch die sogenannte Feuchtigkeitsvernetzung nach Aufpfropfen von Silanen auf die Basismoleküle. „ Das vernetzte Band wird dann anschliessend zur Erzeugung der Rückstellkräfte gereckt, wobei der unvernetzte Heissschmelzkleber während dieser Zeit leicht fliessend ist und ohne Schwierigkeiten den Reckvorgang mitmacht. Anschliessend wird dann das gereckte und mit dem Heissschmelzkleber beschichtete Band durch das Vernetzungsmittel enthaltende Lösungsmittel hindurchgeführt, so dass das als Vernetzungsmittel beispielsweise verwendete Peroxid in die unvernetzte Klebschicht eindringt. Erst bei einer anschliessenden Montage, wenn das so hergestellte Band z. B. auf eine Rohrverbindung aufgewickelt und durch Erwärmen im aufgewik-kelten Zustand auf das Rohr aufschrumpft, wird die Zähigkeit des Klebers durch das Vernetzungsmittel erhöht und damit die Scherfestigkeit heraufgesetzt. Eine sichere Verbindung, die feuchtigkeitsdicht ist, ist damit gewährleistet.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des erfin-dungsgemässen Verfahrens beschrieben.

Ein mit einem vernetzbaren Heissschmelzkleber beschichtetes Band aus vernetzbarem Kunststoff wird mit einer per-oxidhaltigen Lösung aus einem aromatischen Lösungsmittel, z.B. Xylol, das 0,5 bis 10%, vorzugsweise 3 bis 5%, Dicumylperoxid enthält, im Durchlauf berieselt. Bei mässig erhöhter Temperatur diffundiert das Lösungsmittel in den Heissschmelzkleber und transportiert dabei durch sogenannte Schleppdiffusion Peroxid mit hinein. Die eingeschleppte

Menge ist eine Funktion der Lösungskonzentration und der Kontaktzeit (Verweilzeit); je nach Bedarf an Vernetzungsmitteln kann die Lösungskonzentration sowie die Verweilzeit des Bandes unter der Berieselungseinrichtung variiert werden.

Statt einer Berieselungseinrichtung kann auch ein mit der peroxidhaltigen Lösung gefülltes Gefäss verwendet werden, durch das das Band im Durchlauf hindurchgeführt wird. Selbstverständlich können auch andere Schrumpfartikel, wie Kappen oder Schläuche, in der beschriebenen Art behandelt werden.

Abweichend von dem Ausführungsbeispiel können auch andere Lösungsmittel verwendet werden. Ein weiterer Vorteil besteht nämlich darin, dass das Lösungsmittel je nach der chemischen Natur des Heissschmelzklebers, der mit dem Vernetzungsmittel angereichert werden soll, wählbar ist. Das Lösungsmittel kann auf den Heissschmelzkleber so eingestellt werden, dass es gut in die Klebstoffschicht hineindiffundiert und sich dort homogen verteilt.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit zum nachträglichen Einbringen der Vernetzungsmittel besteht darin, das Peroxid z. B. selbst ohne einen flüssigen Träger unmittelbar in den Heissschmelzkleber hineinzubringen, etwa durch Einwalzen, Rakeln oder dergleichen.

Abweichend von der beschriebenen Möglichkeit, das Vernetzungsmittel durch Schleppdiffusion nachträglich in die Heissschmelzkleberschicht einzubringen, kann es oft besonders vorteilhaft sein, das Heissschmelzklebermaterial und das Peroxid gemeinsam in einem Lösungsmittel aufzulösen und diese Lösung auf die zu beschichtenden Flächen der Schrumpfartikel aufzutragen. So kann ein handelsüblicher Polyamidkleber, z. B. mit Dicumylperoxid, gemeinsam in Toluol aufgelöst und diese Lösung auf die zu beschichtenden Flächen der Schrumpfartikel aufgetragen werden. Hierdurch ist es möglich, die Auftragstemperatur für den Heissschmelzkleber deutlich unter 100 °C abzusenken. Bei einer solch niedrigen Auftragstemperatur bestehen keinerlei Schwierigkeiten mehr, die Peroxide ohne Gefahr des vorzeitigen Anver-netzens beim Auftragen von vornherein einzuarbeiten.

Reicht ein einziger Auftrag der im wesentlichen aus dem Heissschmelzkleber, dem Peroxid sowie dem Lösungsmittel bestehenden Lösung nicht aus, kann der Vorgang des Auftragens wiederholt werden, bis die zur sicheren Verbindung von Schrumpfartikel und Unterlage benötigte Schichtdicke erreicht ist.

Eine andere Ausführungsform ist die, auf die zu beschichtenden Flächen der Schrumpfartikel zunächst eine von Peroxiden freie Schicht Heissschmelzkleber aufzutragen und anschliessend auf diese erste Heissschmelzkleberschicht mindestens eine zweite Schicht aus einem zusammen mit den Peroxiden gelösten Heissschmelzkleber aufzubringen. Hierbei ist es besonders zweckmässig, wenn die zweite Schicht bzw. die weiteren Schichten aus dem gelösten Heissschmelzkleber den für die Vernetzung bzw. mindestens Anvernetzung der ersten Schicht benötigten Peroxidanteil mit enthält. Auf diese Weise kann ein Mehrfachauftrag des gelösten Heissschmelzklebers vermieden werden, ohne dass die Gefahr von Anvernetzun-gen beim Auftrag des Heissschmelzklebers zu erhöhen.

Die erste Heissschmelzkleberschicht kann bei den üblichen Materialien in heissem Zustand, d.h. etwa 150°-180 °C, auf die zu beschichtenden Flächen der Schrumpfartikel aufgetragen und anschliessend ein dünner Film aus dem gleichen Klebermaterial, jedoch in gelöster Form, aufgezogen werden.

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1. Verfahren zur Herstellung von Schrumpfartikeln, insbesondere Schläuche, Kappen, Manschetten oder Bänder, aus vernetzbaren Kunststoffen, die ein- oder beidseitig mit einem vernetzbaren Heissschmelzkleber beschichtet sind oder beschichtet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Heissschmelzklebers erst während des Schrumpfvorgangs zum Zweck der Montage vernetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Heissschmelzklebers durch Zugabe von Peroxiden chemisch vernetzt wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Peroxid nach dem Vernetzen des Schrumpfartikels durch eine Schleppdiffusion in die Heissschmelzkleber-schicht eingebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Basis für den Heissschmelzkleber Ethylen-Vinylace-tat-Copolymere oder Acrylate verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schleppdiffusion des Peroxids ein aromatisches Lösungsmittel verwendet wird, das 0,5 bis 10%, vorzugsweise 3 bis 5%, Peroxid enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schrumpfartikel von dem ein Peroxid enthaltenden Lösungsmittel berieselt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schrumpfartikel in dem ein Peroxid enthaltenen Lösungsmittel gelagert oder durch das Lösungsmittel im Durchlauf hindurchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Heissschmelzklebermaterial und das Peroxid gemeinsam in einem Lösungsmittel gelöst auf die zu beschichtenden Flächen der Schrumpfartikel aufgetragen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen mit dem gelösten Heissschmelzkleber und dem Peroxid mehrfach hintereinander erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst eine von Peroxiden freie Schicht Heissschmelzkleber auf die zu beschichtenden Flächen der Schrumpfartikel aufgetragen und anschliessend auf diese erste Heiss-schmelzkleberschicht mindestens eine zweite Schicht aus einem zusammen mit dem Peroxid gelösten Heissschmelzkleber aufgebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, das die zweite Schicht aus dem gelösten Heissschmelzkleber den für die Vernetzung oder zumindest Anvernetzung der ersten Schicht benötigten Peroxidanteil mit enthält.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen des Vernetzungsmittels in die vorhandene Heissschmelzkleberschicht oder das Aufbringen der Heissschmelzkleber-Peroxid-Lösung auf die zu beschichtenden Flächen im vernetzten und aufgeweiteten bzw. gereckten Zustand der Schrumpfartikel vorgenommen wird.