DE1925739A1

DE1925739A1 - Unterschiedlich vernetzte Formteile und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Publication number: DE1925739A1
Application number: DE19691925739
Authority: DE
Inventors: Muchmore Richard Wayne
Original assignee: Raychem Corp
Current assignee: Raychem Corp
Priority date: 1968-05-22
Filing date: 1969-05-21
Publication date: 1970-08-27
Also published as: JPS5526970B1; CA922472A; CH531025A; GB1211988A; US3542077A; BE733485A; FR2009087A1; NL6907799A

Description

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PATENTANWÄLTE DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHDNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den I6_e5.1969 Kl/Ax

RAYCHEM CORPORATION, 300 Constitution Drive, Menlo Park, California 94025 (V.St.A.).

Unterschiedlich vernetzte Formteile und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft in sich unterschiedlich vernetzte Formteile und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Die deutsche Patentschrift*.._o....«(Patentanmeldung P 16 94 862.2) der Anmelderin beschreibt Formteile, z.B«, Schläuche, die aus einem in sich unterschiedlich vernetzten Polymermaterial bestehen, dem die Eigenschaft des elastischen Gedächtnisses verliehen werden kann, und ein Verfahren zur Herstellung dieser Formteile. Gemäß dieser Patentschrift können unterschiedlich vernetzte Formteile, d.h. Formteile mit einem ersten Teil, der eine solche Vernetzungsdichte hat, daß er im wesentlichen unschmelzbar ist, und einem zweiten Teil, der im wesentlichen schmelzbar und unvernetzt ist, hergestellt werden, indem die Formteile so bestrahlt werden, daß der erste Teil, z.B. der Außenteil, im wesentlichen die gesamte einfallende Strahlung absorbiert, während der zweite Teil, z.B. der Innenteil, im wesentlichen unbeeinflußt bleibt. Zu den Faktoren, die zur Erzielung der unterschiedlichen Vernetzung zu berücksichtigen sind, gehören die Art des Werkstoffs des Formteils und seine

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Dicke sowie die Energie und Art der angewandten Strah- " lung. Wie in der vorstehend genannten Patentschrift beschrieben, kann die Strahlungsquelle modifiziert werden, indem die zu "bestrahlenden Formteile in eine Aluminiumfolie von berechneter Dicke gewickelt werden,

um die maximale Energie der Elektronen eines Elektronenstrahls zu verringern·

Die Erfindung betrifft ein anderes Verfahren zur Herstellung von in sich unterschiedlich vernetzten Kunststoffteilen. Anstatt die Eigenschaften des Polymermate- ψ rials selbst zu Hilfe zu nehmen, um die unterschiedliche

Vernetzung zu erreichen, oder eine Abschirmung zwisc. in das Material und die Strahlungsquelle einzuschieben, kann beim Verfahren beispielsweise eine Einlage in das durch Bestrahlung oder in anderer Weise zu vernetzende Material eingebettet werden. Diese Einlage dient dazu, zu verhindern, daß derjenige !Teil des Formteils, über dem sie liegt, vernetzt wird, wenn die Vernetzung des Formteils durch Bestrahlung oder in anderer Weise vorgenommen wird. Nach der Vernetzung haben die Formteile

einen im wesentlichen unschmelzbaren Teü ^un^ einen im wesentlichen Schmelzbaren Teil, wobei die Grenze zwischen

den Teilen durch die Einlage gebildet wird. Die Erfin-

in Verbindung
dung wird im wesentlichen/mit Formteilen und einem Verfahren beschrieben, bei denen die Vernetzung durch Bestrahlung vorgenommen wird. Natürlich ist hiermit keine Beschränkung der Erfindung beabsichtig*, vielmehr können auch andere Vernetzungsverfahren im Rahmen der Erfindung angewandt werden.

Gegenstand der Erfindung sind Formteile mit einem ersten Teil, der aus einem vernetzten, unschmelzbaren Polymermaterial besteht, einem zweiten Teil, der aus einem schmelzbaren, im wesentlichen nicht vernetzten Polymermaterial besteht, im el einer undurchlässigen Sperrschicht

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(wie nachstehend definiert), die zwischen den ersten Teil und den zweiten Teil eingeschoben ist.

Der hier gebrauchte Ausdruck "undurchlässige Sperrschicht" bezeichnet eine Sperre, die undurchlässig' für eine Strahlungsdosis oder eine Menge eines anderen Vernetzungmittels ist, die genügt, um den Vernetzungsgrad hervorzubringen, der in dem unschmelzbaren vernetzten Teil der Formteile vorliegt. Der Ausdruck "undurchlässig" in der vorstehenden Definition bedeutet undurchlässig in einem solchen Maße, daß der Vernetzungsgrad, der durch die vorstehend genannte Strahlungsdosis oder Vernetzungsmittelmenge im Polymermaterial desjenigen Teils des Formkörpers hervorgebracht wird, der auf der anderen Seite der undurchlässigen Sperrschicht, d.h. dem unschmelzbaren vernetzten Teil des Formkörpers gegenüberliegt, nicht genügt, um das Material unschmelzbar zu machen. Die undurchlässige Sperrschicht ist vorteilhaft eine Einlage aus Metall oder einem Kunststoff, die zwischen den ersten Teil und den zweiten Teil des Formteils eingeschoben ist. Im bevorzugten Fall, bei dem der zweite Teil des Formkörpers aus dem gleichen Polymermaterial wie der erste Teil besteht, kann die undurchlässige Abschirmschicht eine Einlage sein, die in das Polymermaterial eingebettet ist.

Die Erfindung umfaßt ferner die Herstellung von Formteilen der vorstehend beschriebenen Art nach einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Formteile, die zwei Teile aus Polymermaterial mit einer zwischen diesen Teilen angeordneten undurchlässigen Sperrschicht (wie vorstehend definiert) aufweisen, formt und einen der Teile aus Polymermaterial einer Vernetzungsbehandlung unterwirft und hierdurch diesen Teil aus Polymermaterial unschmelzbar macht. Obwohl der Teil des Polymermaterials, der der Vernetzung unterworfen wird, unschmelzbar gemacht wird, verhindert die undurtfh-

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lässige Sperrschicht, daß das Vernetzungsmittel den anderen Teil des Polymermaterials erreicht, so daß dieser andere Teil im wesentlichen unvernetzt und schmelzbar bleibt.

Die Sperrschicht oder Abschirmschicht, z.B. eine Einlage, in einem Formteil gemäß der Erfindung kann eine zusätzliche Aufgabe erfüllen, die keinerlei Beziehung zu ihrer Abschirmfunktion hat. Sie kann beispielsweise als Ver-.stärkungsteil für das Formteil dienen. Ein besonderes Beispiel eines Falles, bei dem eine solche Einlage eine " solche, über ihre Abschirmfunktion hinausgehende Auf

gabe erfüllt, ist ein durch Wärmeeinwirkung rückstellfähiger Verschluss, der verwendet werden kann, um einen undurchlässigen Überzug auf einer Unterlage (z.B. einem Rohr), dessen Enden nicht leicht zugänglich sind, zu

bilden. Verschiedene Typen von thermorückfederhden Verschlüssen sind in der U.S.A.-Patentschrift 3 279 218 und in der deutschen Patentschrift (Patentanmeldung P 15 25 815.8) der Anmelderin beschrieben.Diese beiden Patentschriften beschreiben ein in Längsrichtung aufgeschlitztes, durch Wärmeeinwirkung rückstellfähiges Formteil mit mechanischen Mitteln, die die Schlitzränder der Muffe aneinander befestigen und sie

während und nach der Thermorückfederung des Formteils in dieser Beziehung halten. Die in diesen Patentschriften beschriebenen Konstruktionen erwiesen sich zwar im allgemeinen als zufriedenstellend, jedoch e rfordert jede die Verwendung eines Klebstoffs oder einer Dichtungsmasse, um dort, wo die Ränder der Muffe sich überlappen, einen Abschluss zu bilden, damit ein vollständig abgedichteter Verschluss gewährleistet ist. Gemäß der Erfindung können die Einlage in einem durch Wärme rückstellfähigen röhrenförmigen Verschluss hakenförmig ausgebildet werden, so daß sie zur Verbindung der Kanten der Muffe verwendet werden können, nachdem diese in

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Längsrichtung aufgeschlitzt worden ist. Die Einlagen dienen ferner zur Abschirmung von Teilen des Formteile gegen Bestrahlung, so daß diese Teile nicht vernetzt werden und bei der Rückstelltemperatur der Muffe schmelz-"bar sind. Wenn die Ränder miteinander verbunden werden, und die Muffe auf die Rückstelltemperatur erhitzt wird, schmelzen die unvernetzten Teile unter der Einwirkung der Wärme und Rüokst.ellkräfte und "bilden einen dichten Abschluß über die Länge der Muffe während ihrer Rück-Stellung. Hakenförmige Einlagen an flächenförmigen Werkstoffen könnten ebenfalls verwendet werden, beispielsweise zur Befestigung einer Platte an einer oder mehreren anderen Platten.

Die Erfindung ist ferner auf einen durch Wärmeeinwirkung rückstellfähigen Verschluss gerichtet, der aus einer Platte eines vernetzten Polymermaterials besteht, deren Dimensionszustand von einer ursprünglichen wärmebeständigen Form zu einer unabhängig wärmeinstabilen Form geändert worden ist, die bei Einwirkung von Wärme allein zu ihrer ursprünglichen Form zurückzukehren vermag, wobei die Platte einen ersten Randbereich und einen dem ersten Randbereich gegenüberliegenden zweiten Randbereich aufweist, der erste Randbereich mit einem ersten, mit dem Randbereich in einem Stück geformten Verbindungsstück und der zweite Randbereich mit eimern zweiten, mit diesem Randbereich in einem Stück geformten Verbindungsstück versehen ist, das in das erste Verbindungsstück eingreift, das erste Verbindungsstück eine erste undurchlässige Sperrschicht (wie vorstehend definiert) in Form einer in das Polymermaterial eingebetteten ersten Einlage und das zweite Verbindungsstück eine zweite undurchlässige Sperrschicht (wie vorstehend definiert) in Form einer in das Polymermaterial eingebetteten zwiten Einlage aufweist, jede Einlage so beschaffen ist, daß sie durch Erhitzen auf eine Temperatur, die genügt, um

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die Thermorückfederung des Verschlusses zu "bewirken, im* wesentliche unbeeinflußt bleibt, das erste und zweite Verbindungsstück die Platte während der Thermorückfederung des Verschlusses in Form eines Rohres zu halten vermögen und beide Einlagen jeweils zwischen einem ersten, aus vernetztem, unschmelzbarem Polymermaterial bestehenden Teil des Verschlusses und einem zweiten, aus schmelzbarem, im wesentlichen unvernetztem Polymermaterial bestehenden Teil des Verschlusses eingefügt sind.

Bei einem durch Wärme rückstellfähigen Formteil oder Verschluss gemäß der Erfindung ist das schmelzbare, 'm wesentlichen unvernetzte Material vorzugsweise bei der Rückstelltemperatur des Formteils schmelzbare Beim Ver-Schluss gemäß der Erfindung befindet sich wenigstens ein Teil des schmelzbaren Materials, das mit den beiden Einlagen in Berührung ist, vorzugsweise zwischen den beiden Einlagen, wenn das erste Verbindungsstück und das zweite Verbindungsstück in Eingriff gebracht worden sind, um den Verschluss in Form eines Rohres zu halten, und während der Rückstellung schmilzt dieses schmelzbare Material vorzugsweise, wobei es eine Abdichtung

. zwischen dem ersten Randbereich und dem zweiten Randbe

reich des Verschlusses bildet. Die Einlagen im Ver-Schluss sind vorzugsweise hakenförmig.

Die Erfindung umfaßt ferner die Herstellung von durch Wärmeeinwirkung rückstellfähigen Verschlüssen der vorstehend beschriebenen Art nach einem Verfahren, das . dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen Schlauch aus / Polymermaterial formt, wobei ein erster, in Längsrichtung verlaufender Teil des Schläuche mit einer ersten undurchlässigen Sperrschicht (wie vorstehend definiert) in Form einer in das Polymermaterial eingebetteten Einlage und ein zweiter in Längsrichtung verlaufender, dem ersten in Längsrichtung verlaufeidea Teil des

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Schlauche benachbarter Teil mit einer zweiten undurchlässigen Sperrschicht (wie vorstehend definiert) in Form einer zweiten, in das Polymermaterial eingebetteten Einlage versehen ist, die Einlagen so beschaffen sind , daß sie durch Temperaturen, die genügen, um die Thermorückfederung des Verschlusses zu bewirken, im wesentlichen unbeeinflußt bleiben und die in Längsrichtung verlaufenden, die Einlagen enthaltenden Teile so ausgebildet sind, daß sie als erstes und zweites Verbindungs- stück des vorstehend beschriebenen Typs dienen können, ferner dadurch gekennzeichnet, daß man die Innenseite oder die Außenseite des Schlauche einer Vernetzungsbehandlung unterwirft, dem Schlauch die Eigenschaft der Thermorückfederung verleiht und den Schlauch zwischen 'dem ersten und dem zweiten in Längsrichtung verlaufenden Teil in Längsrichtung aufschlitzt.

Bei den vorstehend beschriebenen Verfahren wird der erste in Längsrichtung des Schlauche verlaufende Teil vorzugsweise mit einem ersten Schlaufenteil an seiner Innenseite geformt, wobei die erste Einlage wenigstens teilweise in das die Schlaufe bildende Material eingebettet ist. Vorteilhaft kann eine Lücke in dem Teil des Schlauche, der über dem ersten Schlaufenteil liegt, gebildet werden, und vorzugsweise wird der Teil des Schlauche, in den die zweite Einlage eingebettet ist, nach dem Aufschlitzen des Schlauche in Längsrichtung in Hakenform gebogen. Anstatt zur Hakenform gebogen zu werden, kann der zweite in Längsrichtung verlaufende Teil des Schläuche mit einem zweiten Schlaufenteil an seiner Jnnenseite geformt werden, wobei die zweite Einlage wenigstens teilweise in das die zweite Schlaufe bildende Material eingebettet ist. Vorteilhaft wird eine Lücke im zweiten Schlaufenteil gebildet.

Die Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren zum Umhüllen von Formteilen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

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einen durch Wärme rückstellfähigen Verschluss gemäß der Erfindung um das Formteil so anbringt, daß das erste Verbindungsstück und das zweite Verbindungsstück ineinandergreifen und den Verschluss in Schlauchform halten, und den Verschluss auf eine Temperatur erhitzt, bei'der um das Formteil zurückfedert.

Bei den vorstehend beschriebenen Verfahren kann die Vernetzung entweder durch Bestrahlung oder auf chemischem Wege vorgenommen werden. Für die Vernetzung können verschiedene Strahlungsarten angewandt werden, z.B« geladene Teilchen, d.h. ß- und α-Teilchen, neutrale Teilchen* d_oh. W - Neutronen, und elektromagnetische Strahlung, d.h. γ- und

Ultraviolettstrahlung. Natürlichnist das Absorptionsverhalten dieser verschiedenen Strahlungsarten in einem Werkstoff unterschiedlich, und dies muß bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung berücksichtigt werden.

Die Erfindung wird zwar in erster linie in Verbindung mit der Vernetzung durch Bestrahlung beschrieben, jedoch kann die Vernetzung auch auf chemischem Wege erfolgen. Insbesondere würde die Vernetzung im festen Zustand, wobei ein Vernetzungsmittel oder System von Vernetzungsmittel in das fertige Formteil entweder aus dem flüssigen oder gasförmigen Zustand diffundiert wird, für die Zwecke der Erfindung geeignet sein. In einem solchen Fall würde die undurchlässige Sperrschicht (oder Einlage) nicht als Strahlungsschirm, sondern als Sperre für die diffundierenden Vernetzungsmittel dienen und die Vernetzung des Polymermaterials hinter der Einlage verhindern. Natürlich müssten die Parameter der Diffusion so beeinflußt und reguliert werden, daß sie nicht so lang ist, daß die Diffusionsmittel sich seitlich über die Unterseite der Einlage bewegen und auf diese Weise das Polymermaterial in diesem Bereich vernetzen können. In jedem Fall wäre mit einem gewissen Eindringen

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längs des Randes der Einlage oder Abschirmschicht zu rechnen, jedoch würden trotzdem große Bereiche verbleiben, in denen das Polymermaterial nicht vernetzt und somit bei erhöhten Temperaturen schmelzbar ist. Die Diffusion der Vernetzungsmittel müßte natürlich nur von einer Seite der Einlage vorgenommen werden, damit diese als Sperrschicht wirksam ist. Wenn beispielsweise das Formteil schlauchförmig ist und eine röhrenförmige Einlage zwischen den beiden Schläuchen aus Polymermaterial aufweist, könnte die Diffusion erreicht werden, indem der Schlauch nach der Herstellung durch Strangpressen oder in anderer Weise durch ein Bad des Diffusionsmittels geführt wird, wobei der Ausdruck "Bad" das Mittel in flüssiger Form oder Gasform einschließt.

Natürlich müßte verhindert werden, daß das Diffusionsmittel in das Innere des Schlauclis gelangt_β Wenn ücis Formteil die Form einer Platte o₀dgl₀ ha"fc₅ wird eins geeignete Abdeckung verwendet um den Zutritt fies 7ernetzungsmittels auf die gewünschte Oberfläche des Sormteils zu beschränken Beispiele für Verfahren und Materialien, die für diese Vernetzung im festen Zustand geeignet sind, finden sich in der britischen Patentschrift 1 153 603 und in der deutschen Patentschrift.... .....(Patentanmeldung P 16 94 850.8) der Anmelderin.

Alle Polymermaterialien, die durch verschiedene übliche Behandlungen wie Bestrahlung vernetzbar sind, können für die Zwecke der Erfindung verwendet werden. Vorzugsweise wird ein polymeres Material verwendet, dem die Eigenschaft des elastischen Gedächtnisses verliehen werden kann. Typische geeignete Materialien, denen die Eigenschaft des elastischen Gedächtnisses verliehen werden kann, sind beispielsweise vernetzte Polymere, z.B. vernetzte Polyolefine wie vernetztes Polyäthylen, vernetzte Polyvinylhalogenide, z.B. vernetztes Polyvinylchlorid, vernetzte Polyvinylidenhalogenide, z.B„ vernetztes PoIy-

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vinylidenfluorid, vernetzte Copolymere von Äthylen und Vinylacetat, vernetzte Copolymere von Äthylen und Äthylacrylat und vernetzte Polyamide. Die für die Zwecke der Erfindung verwendeten Polymeren können Zusätze» z.B. flammwidrigmachende Mittel, Weichmacher, Füllstoffe und andere bekannte Zusatzstoffe enthalten.

Die gemäß der Erfindung verwendete undurchlässige Sperrschicht oder A"bschirmschicht kann aus beliebigen Werkstoffen wie Kunststoffen oder Metallen bestehen, die die Strahlung in einem ausreichenden Maße abzuschwächen vermögen, dass die Vernetzung des Seils, der schmelzbar bleiben soll, verhindert wird. Geeignet sind fast alle-Metalle, die zu dünnem Blech geformt werden können, z.B. Stahl, Kupfer, Bronze und Aluminium. Zahlreiche Kunststoffe sind ebenfalls geeignet«, Ihre Eignung hängt teilweise τοπ dem Zweck ab, für- äen das .Formteil bestimmt ist und für den die undurchlässige Sperrschicht oder Einlage vorgesehen ist« Weiis beispielsweise das Formteil die Eigenschaft äer Ther-morüokfsderung haben soll (v/obei natürlich die Einlage nicht vollständig und geschlossen sein kann), können als Kunststoffe beispielsweise hitzehärtbare Materialien wie Epoxyharze, Polyester, Melaminharze und Diallylphthalatharze entweder gefüllt oder ungefüllt verwendet werden. Thermoplastische Massen mit verhältnismäßig hohem Schmelzpunkt, z.B. Polyamide wie Nylon, Polycarbonate, chlorierte Polyäther und PoIyphenyloxyde, die gefüllt oder ungefüllt sein können, können bei verhältnismäßig niedrigschmelzenden Materialien mit Thermorückfederung, z.B. Polyäthylen, weichem Polyvinylchlorid, Copolymeren von Äthylen und Vinylacetat, Copolymeren von Äthylen und Äthylacrylat und Polyvinylidenfluorid verwendet werden. Bei Pormteilen mit Thermorückfederung wird die aas Metall oder Kunststoff bestehende Einlage vorzugsweise durch die Wärme, die für die iDhermorückfederung des Normteils

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notwendig ist, nicht oder nur so wenig "beeinflußt, daß sie nicht übermäßig geschädigt wird, wenn sie den Kräften, die durch die Rückstellung der Muffe erzeugt werden, ausgesetzt wird.

Formteile oder Verschlüsse gemäß der Erfindung können in die durch Wärme rückstellfähige Form überführt werden. Es gibt mehrere Verfahren, nach denen die Eigenschaft der Thermorückfederung oder des elastischen Gedächtnisses einem Formteil verliehen werden kann. Bei einem dieser Verfahren wird der unterschiedlich vernetzte Gegenstand, z.B. ein Schlauch, durch Strahlungswärme, heiße Flüssigkeiten oder Gase oder in anderer Weise erhitzt und dann einem Druekunterschied zwischen Innenseite und Außenseite des Schläuche ausgesetzt, wobei der Druck genügt, um die Abmessungen des Schlauchs in geregelter Weise zu verändern. Wenn der Schlauch die gewünschte Größe und Form erreicht hat, wird er gekühlt. Die Abkühlung bewirkt die erneute Bildung starker Zwischenkettenkräfte, z.B. Kristallinitätskräfte, wodurch der Schlauch im deformierten Zustand fixiert wird, da diese Kräfte bei niedrigen Temperaturen stärker sind als die auf die Vernetzungsbrücken zurückzuführenden Kräfte. Durch erneutes Erhitzen werden die Zwischenkettenkräfte wesentlich geschwächt, und die Vernetzungskräfte werden vorherrschend, so daß der Schlauch wieder seine ursprüngliche vernetzte Gestalt annimmt.

Es ist auch möglich, den Formteilen die Rückstellfähigkeit durch Wärmeeinwirkung zu verleihen, indem der unterschiedlich vernetzte Schlauch auf Temperaturen erhitzt wird, bei denen die Zwischenkettenkräfte noch eine erhebliche Größe haben. Dies kann erreicht werden durch Einwirkung eines erheblichen Druckes, der mechanisch oder hydraulisch erzeugt werden kann. Der Schlauch bleibt dann in dieser deformierten Gestalt und kann elastisch rückgestellt werden, indem er auf eine Tempe-

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ratur oberhalb des Kristallschmelzpunktea oder Erwei- . chungsbereiches des verwendeten Polymeren erhitzt wird, wobei die Vernetzungsbrticken den Schlauch in seine ursprüngliche vernetzte Gestalt zurückführen. In jedem Fall ist der erhaltene Sohlauch durch Wärmeeinwirkung rückstellfähig, so daß er zu jeder Zeit einfach durch Anwendung von Wärme auf ungefähr seinen ursprünglichen Durchmesser zurückgeführt, beispielsweise geschrumpft werden kann.

Die Eigenschaft der Thermorückfederung wird vorteilhaft durch Ausweiten des vernetzten Formteils auf die in der U.S.A.-Patentschrift 3 086 242 beschriebene Weise verliehen. Diese Patentschrift nennt ferner verschiedene Werkstoffe, die sich für die Umwandlung in eine durch Wärmeeinwirkung rückstellfähige Form besonders gut eignen. Außer den vorstehend und in der U.S.A.-Patentschrift 3 086 24-2 genannten Werkstoffen können nichtkristalline Polymermaterialien, die die Eigenschaft des plastischen oder elastischen Gedächtnisses aufweisen, z.B. Polyurethan und Ionomere, für die Zwecke der Erfindung verwendet werden. Da die Formteile gemäß der Erfindung aus Werkstoffen hergestellt werden können, denen die Eigenschaft des plastischen- oder elastischen Gedächtnisses verliehen werden kann, werden die Ausdrücke "elastisches Gedächtnis" und "plastisches Gedächtnis" austauschbar in dieser Beschreibung gebraucht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Abbildungen erläutert.

Fig«1 zeigt perspektivisch und teilweise im Schnitt ein Formteil gemäß der Erfindung.

Fig.2 zeigt als Seitenansicht teilweise im Schnitt einen durch Wärme rückstellfähigen Verschluss gemäß der Erfindung.

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Fig.3 ist ein Querschnitt längs der linie 3-3 von Fig.2.

Pig.4 ist ein Querschnitt ähnlich dem von Fig.3, zeigt jedoch den in Figo2 dargestellten Verschluss nach verschiedenen Schneidvorgängen.

Fig ο 5 zeigt die Beziehung der Ränder des in Fig.4 dargestellten Verschlusses, nachdem eine mechanische Verbindung vorgenommen worden ist.

Fig.6 ist ein Querschnitt durch die Verbindungsstelle, nachdem der in Fig.4 dargestellte Verschluss durch Wärmeeinwirkung rückgestellt worden ist.

Fig.7, 8 und 9 sind Querschnittsansichten ähnlich den in Fig, 3 bis 5 gezeigten, stellen jedoch eine weitere Modifikation eines Teils eines Versohlusses gemäß der Erfindung dar.

Fig,1 zeigt ein röhrenförmiges Formteil 6, das gemäß der Erfindung ausgebildet ist. Das Formteil 6 besteht aus einem Außenteil 7, einer Einlage 8 und einem Innenteil 9» wobei die Teile 7 und 9 vorzugsweise, aber nicht unbedingt aus dem gleichen Polymermaterial bestehen. Der Teil 6 kann in beliebiger üblicher Weise, z.B. durch Spritzgießen oder Strangpressen geformt werden. Bei der Herstellung durch Strangpressen kann das Formteil 6 entweder durch Verbundstrangpressen hergestellt werden, oder man kann zuerst den Innenteil 9 strangpressen, dann die Einlage 8 über den Innenteil schieben und anschließend den Teil 7 durch Umspritzen der Einlage 8 aufbringen. Das Formteil 6 wird dann der Einwirkung einer Strahlung ausgesetzt, die genügt, um im Teil 7 eine solche Vernetzungsdichte zu erzeugen, daß der Teil 7 im wesentliehen unschmelzbar wird. Die Anwesenheit der Einlage 8, die als Schirm oder zur Abschwächung der Strahlung dient, hat zur Folge, daß der Teil 9 im wesentlichen unvernetzt und im wesentlichen schmelzbar bleibt.

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Das Formteil 6 ist röhrenförmig dargestellt, jedoch dient es lediglich als Seispiel, ohne daß eine Beschränkung beabsichtigt ist. Der Formkörper kann jede gewünschte Gestalt haben. Er kann beispielsweise einfach eine flache Platte aus Kunststoff mit einer eingebetteten Einlage sein. Ferner ist es nicht wesentlich, daß die Abschirmschicht die gleiche Fläche hat wie das Polymermaterial. Die Abschirmschicht kann eine kleinere Fläche haben als das Polymermaterial, so daß nur Teile des Formteils unterschiedlich vernetzt sind»

* Es ist offensichtlich, daß gemäß der Erfindung ausgebildete Formteile für viele verschiedene Anwendungen vorteilhaft sind. Wie bereits erwähnt, kann ein durch Hitze rückstellfähiges Formteil gemäß der Erfindung als Verschluß für Rohre o.dgl. verwendet werden. Eine erste Ausführungsform eines solchen Verschlusses ist in Fig.2 bis 6 dargestellt, während eine zweite Ausführungsform in Fig.7 bis 9 dargestellt ist.

Fig.2 und 3 zeigen eine im allgemeinen zylindrische Muffe 10, die an benachbarten längs verlaufenden Teilen ihrer Innenfläche mit zwei Schlaufen 11 und 12 versehen k ist. Die Muffe 10 mit den Schlaufen 11 und 12 kann

durch Strangpressen, Spritzgießen oder in anderer Weise hergestellt werden. Zwischen der Schlaufe 11 und der Innenfläche der Muffe 10 befindet sich eine Öffnung 13 und zwischen der Schlaufe 12 und der Innenfläche der Muffe 10 eine Öffnung 14. Die Schlaufe 11 ist geschlossen, während die Schlaufe 12 mit einer Lücke 15 gebildet wird» Die beiden Schlaufen 11 und 12 sind jeweils mit einer hakenförmigen Einlage 16 bzw. 17 versehen, die teilweise in die Schlaufen eingebettet ist· Die Einlage 16 erstreckt sich über die gesamte Länge der Schlaufe H₈ ist an dem Ende der Schlaufe 11, das der Schlaufe 12 am nächsten liegt, rund gebogen und in einen Teil der Wand.

der Muffe 10, der über der Schlaufe 11 liegt, eingebettet®

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Die Einlage 17 erstreckt sich über die gesamte Länge des Teils der Wand der Muffe 10, der über der Schlaufe liegt, und ist rund gebogen, so daß sie sich durch den Teil der Schlaufe erstreckt, der der Schlaufe 11 benachbart ist· Die Einlage 17 endet an der Lücke 15·

Die Einlagen 16 und 17 sind so beschaffen, daß sie nach Umwandlung der Muffe 10 in eine durch Wärmeeinwirkung schrumpfbare Form und nach der Thermorückfederung der Muffe so stark sind, daß sie den Schrumpfkräften widerstehen, die während der Thermorückfederung ausgeübt

von.
werden, und/der Wärme, die notwendig ist, um den Teil zu schrumpfen, nicht oder zumindest in einem so geringen Maße beeinflußt werden, daß sie nicht übermäßig deformiert werden,Kwenn sie der Wärme und den Rückfederungskräften ausgesetzt sind. Die Einlagen 16 und 17 sind vorzugsweise so flexibel, daß sie in Längsrichtung genügend gebogen werden können, um die Muffe 10 über einen unregelmäßig geformten Gegenstand, z.B. ein gekrümmtes Rohrstück, legen zu können. Diese Einlagen können aus allen vorstehend genannten Werkstoffen hergestellt werden.

Nachdem die Muffe 10 mit ihren Einlagen 16 und 17 geformt worden ist, wird sie in der oben beschriebenen Weise bestrahlt. Die Einlagen 16 und 17 dürfen durch den Be-Strahlungsprozess nicht oder nicht wesentlich beeinflußt werden und haben eine solche Dicke, daß sie die Strahlung so abschwächen, daß gewisse Teile des Materials auf den Innenseiten der Schlaufen 11 und 12 nicht vernetzt werden und im wesentlichen schmelzbar bleiben, während die übrigen Bereiche der Muffe 10 bis zu einer solchen Dichte vernetzt werden, daß sie im wesentlichen undschmelzbar werden. Wenn die Außenseite der Muffe 10 bestrahlt wird, verhindert die Einlage 16 die Vernetzung des Polymermaterials an den Oberflächen 18 und 19, die der Öffnung 13 zugewandt sind. Die Oberfläche 18 befindet

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sich zwischen der Öffnung 13 und dem Teil der Einlage 16, der in der Wand der Muffe 10 eingebettet ist, und die · Oberfläche 19 stellt den Teil der Innenseite der Schlaufe 11 dar, der durch den Teil der Einlage 16, der in der Wand der Muffe 10 eingebettet ist, abgeschirmt wirdo In der gleichen Weise verhindert die Einlage 17 die Vernetzung des Polymermaterials an den Oberflächen 20, 21 und 24-. Die Oberfläche 20 liegt zwischen der öffnung 14 und dem Teil der Einlage 17, der in der Wand der Muffe eingebettet ist, und die Oberflächen 21 und 24 sind gegenüberliegendenOberflachen des T_eils der Schlaufe 12, in dem die Einlage 17 eingebettet ist. Die Oberfläche 21 ist der Öffnung 14 und die Oberfläche-24 dem Innern der Muffe 10 zugewandt.

Nachdem die Muffe 10 vernetzt worden ist, wird sie nach einem der oben beschriebenen Verfahren ausgeweitet· Nachdem die Muffe 10 ausgeweitet und im ausgeweiteten Zustand gekühlt worden ist, wird sie in Längsrichtung zwischen den Schlaufen 11 und 12 aufgeschlitzt, wie bei 22 in Fig.4 dargestellt. Ein über fler Schlaufe 11 liegender Ausschnitt der Wand der Muffe 10 wird ebenfalls entfernt, wobei eine Lücke 23 gebildet wird. Diese Lücke 23 könnte auch während des Spritzgießens oder Strangpressens gebildet werden. Fig.5 zeigt die Muffe, nachdem der Teil der Schlaufe 12, in den die Einlage 17 eingebettet, ist, durch die Lücke 23 so eingeführt worden ist, daß der durch die Einlage 17 und das umgebende Polymermaterial gebildete Haken in den durch die Einlage 16 und das umgebende Polymermaterial gebildeten Haken eingreift. Aus der Abbildung ist ersichtlich, daß die Oberfläche 19 der Schlaufe 11 sich gegen die Oberfläche 24 der Schlaufe 12 gelegt hat, während die Oberfläche 18 der Schlaufe 11 sich gegen die Oberfläche 21 der Schlaufe 12 gelegt hat.

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Wenn die Muffe 10, die in der in Fig.5 dargestellten Weise in Röhrenform gehalten wird, auf ihre Rückfederungstemperatur erhitzt wird, hat sie das Bestreben, wieder ihre ursprüngliche Form anzunehmen. Dies hat zur Folge, daß sie fest um jeden Gegenstand schrumpft, der in die Muffe eingeführt wird und einen Durchmesser hat, der größer ist als der Innendurchmesser der Muffe. Ein Auseinanderziehen der Ränder der Muffe durch die Rückstellkräfte wird durch die hakenförmigen Einlagen 16 und 17 verhindert, die stark genug sind, um diesen Kräften zu widerstehen. Da die Oberflächen 18, 19, 21 und 24 der Schlaufen 11 und 12 nicht vernetzt worden sind, sind sie bei der Rückstelltemperatur der Muffe im wesentlichen schmelzbar. Diese Oberflächen werden durch die Rück-Stellkräfte des Hauptkörpers der Muffe 10 zusammengepresst, und durch die Kombination von Wärme und Kraft werden die Oberflächen geschmolzen, wobei jede Grenzfläche verschwindet und ein einheitliches, geschlossenes Material gebildet wird, wie in Fig.6 dargestellt. Wenn die Muffe sich abkühlt, ist die Wand durchgehend und zu einem vollständigen Zylinder verschmolzen, ohne daß eine Klebstoffzwischenschicht an irgendeiner Stelle vorhanden ist. Die Schwächen eines Klebstoffsystems sind auf diese Weise ausgeschaltet. Das Ergebnis ist ein wirklich nahtloses Rohr, das aus einer um den Gegenstand gelegten geschlitzten Muffe gebildet worden ist.

Eine andere Ausführungsform einer Verschlussmuffe gemäß der Erfindung ist in Fig.7, 8 und 9 dargestellt. Eine im allgemeinen zylindrische Muffe 30 wird mit einer Schlaufe 33 mit einer Einlage 31 durch Spritzgießen, Strangpressen oder in anderer Weise geformt. Die Schlaufe 33 und die Einlage 31 sind der in Fig.5 dargestellten Schlaufe 11 und Einlage 16 ähnlich. Eine weitere Einlage 32 ist in einem Teil der Wand der Muffe 30 eingebettet.

Die Muffe 30 wird bestrahlt, ausgeweitet und dann in

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Längsrichtung zwischen der Schlaufe 33 und der Einlage 32 aufgeschlitzt. Die Einlage 32 muß aus einem Metall oder hitzegehärteten oder thermoplastischen Werkstoff bestehen, der nach dem Aufschlitzen der Muffe in Längsrichtung zu einem Haken geformt werden kann. Die Hakenform wird gebildet, indem die Wand,in der die Einlage eingebettet ist, zum Innern der Muffe 330 umgebogen wird. Die Einlage 32 muß diese Form während der Thermorückfederung. der Muffe 30 behalten. Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird ein Spalt 35 in den Teil der Wand der Muffe 30, der über der Schlaufe 33 liegt, gebildet, so daß der Haken 34 darin eingeführt werden kann, wie in Fig.9 gezeigt. Die Oberflächen 36, 37, 38 und 39 (entsprechend den in Fig,4 dargestellten Oberflächen 18, 19, 20 und 21) sind nach der Bestrahlung schmelzbar, während der übrige Teil der Muffe durch die Bestrahlung unschmelzbar gemacht wird. Wenn der Haken durch die Öffnung 35 eingeführt und die Muffe geschrumpft wird, entsteht wiederum ein geschlossenes nahtloses Rohr®

Es ist zu bemerken, daß die oben beschriebenen Einlagen nur als Beispiele genannt wurden und die verschiedensten anderen Formen von-Einlagen verwendet werden könnten« Gegebenenfalls können Einlagen, wie sie vorstehend beschrieben wurden, in Abständen in Längsrichtung teilweise gespalten werden, um den Muffen zusätzliche Flexibilität zu verleihen, wenn die zu bedeckenden Gegen« stände unregelmäßige Formen haben.

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Claims

Patent an Sprüche

1) Formteile, gekennzeichnet durch einen ersten Teil, der aus einem vernetzten, unschmelzbaren Polymermaterial besteht, einen zweiten Teil, der aus einem schmelzbaren, im wesentlichen unvernetzten Polymermaterial besteht, und eine undurchlässige Sperrschicht (wie vorstehend definiert), die zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil eingelegt ist.

2) Formteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil die Eigenschaft der Thenrnorückfederung hat.

3) Formteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Werkstoff des ersten Teils die Eigenschaft des elastischen Gedächtnisses verliehen werden kann.

4) Formteile nach Anspruch 1 bis 3, dauurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil aus dem gleichen Polymermaterial wie der erste Teil besteht.

5) Formteile naoh Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil und/oder der zweite Teil

aus einem Polyolefin, einem Polyvinylhalogenid oder Polyvinylidenhalogenid, einem Copolymeren von Äthylen und Vinylacetat, einem Copolymeren von Äthylen und Äthylacrylat oder einem Polyamid bestehen.

6) Formteile nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil und/oder der zweite Teil aus Polyäthylen, Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenfluorid bestehen.

7) Formteile nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die undurchlässige Sperrschicht aus einem Metall besteht.

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8) Formteile nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht aus Stahl, Kupfer, Bronze oder* Aluminium besteht.

9) Formteile nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeiohnet, daß die undurchlässige Sperrschicht aus einem Kunststoff besteht.

10) Formteile nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die Sperrschicht bildende Kunststoff ein hitzehärtbares Material ist.

11) Formteile nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzehärtbare Material ein Epoxyharz, ein Polyester, ein Melaminharz oder ein Diallylphthalatharz ist*

12) Formteile nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die Sperrschicht bildende Kunststoff ein thermoplastisches Material mit einem verhältnismäßig hohen Schmelzpunkt ist·

13) Formteile nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material ein Polyamid, ein Polycarbonat, ein chlorierter Polyether oder ein Polyphenyloxyd ist,

14) Formteile nach Anspruch 1 bis 13 in Form eines Rohres«

15) Rohrförmige Formkörper nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der äußer« feil im wesentlichen unschmelzbar ist.

16) Formteile nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste feil durch Bestrahlung Ter« netzt ist.

17) Formteile nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil chemisch vernetzt ist»

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16. September 1969 Kl/Br.

Patentansprüche

l8.) Formteile nach Anspruch 1, bestehend aus einer vorzugsweise gebogenen Platte oder einem längs aufgeschlitzten Rohr aus vernetzten!, hitzeschrumpfbaren Polymermaterial deren zwei gegenüberliegende Seiten mit der Platte in einem Stück geformte, vorzugsweise mifc als hakenförmige Vorsprünge ausgebildete ineinandergreifende Verbindungsstücke aufweisen, in die jeweils Einlagen einer undurchlässigen Sperrschicht, die beim Erhitzen auf Rückfederungstemperatur im wesentlichen unbeeinflußt bleibt, zwischen einer Schicht aus vernetztem unschmelzbarem und einer Schicht aus schmelzbarem im wesentlichen unveriütztem Polymermaterial eingebettet sind.

19.) Formteile nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzbare, im wesentlichen unvernetzte Material bei der Thermorückfederungsjitemperatur des Formteils schmelzbar fet.

20.) Formteile nach Anspruch l8,oder 19* dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des schmelzbaren Materials so angeordnet ist, daß es zwischen den beiden Einlagen liegt, wenn das erste und das zweite Verbindungsstück in Eingriff sind und den Verschluß in Form eines Rohrs halten.

21.) Formteile nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,

dafl das schmelzbare Material die gegenüberliegende Seite miteinander zu verschmelzen vermag, wenn das erste Verbindungsstück und das zweite Verbindungsstück ineinandergreifen und den Vershluß in Form eines Rohrs halten und die Thermorüokfederung des Rohres vorgenommen wird. 009835/1928

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22.) Verschluß nach Anspruch 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen hakenförmig sind.

2J>.) Verfahren zur Herstellung von Pormteilen nach Anspruch 1 bis 15* dadurch gekennzeichnet, daß man ein Formteil, das zwei Teile aus Polymermaterial mit einer dazwischen eingefügten undurchlässigen Sperrschicht (wie

der vorstehend definiert) formt und einen/Teile des PoIymermaterials einer Vernetzungsbehandlung unterwirft und diesen Teil des Polymermaterials hierdurch unsehmelzbar macht.

2^.) Verfahren nach Anspruch 2$, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzung durch Bestrahlung vorgenommen wird.

25·) Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzung mit einem chemischen Vernetzungsmittel vorgenommen wird.

26.) Verfahren zur Herstellung von Formteilen nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Schlauch aus Polymermaterial formt, wobei ein erster, in Längsrichtung verlaufender Teil des Schläuche mit einer ersten undurchlässigen Sperrschicht (wie vorstehend definiert) in Form einer in das Polymermaterial eingebetteten Einlage und ein zweiter, in Längsrichtung verlaufender, dem ersten in Längsrichtung verlaufenden Teil des Schlauche benachbarter Teil mit einer zweiten undurchlässigen Sperrschicht (wie vorstehend definiert) in Form einer zweiten, in das Polymermaterial eingebetteten Einlage versehen ist, die Einlagen so beschaffen iefc, daß sie durch Temperaturen, die genügen, um die Therraorückfederung des Verschlusses zu bewirken, im wesentlichen unbeeinflußt bleiben und die in Längsrichtung verlaufenden, die Einlagen enthaltenden Teile

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so ausgebildet sind, daß sie als erstes und zweites Verbindungsstück des Typs gemäß Anspruch 18 dienen können, ferner dadurch gekennzeichnet, daß man die Innenseite oder die Außenseite des Schlauchs einer Vernetzungsbehandlung unterwirft, dem Schlauch die Eigenschaft der Thermorückfederung verleiht und den Schlauch zwischen dem ersten und dem zweiten in Längsrichtung verlaufenden Teil in Längsrichtung aufschlitzt.

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26) Verfahren zur Herstellung von durch^Wärmeeinwirkung rückstellfähigen Verschlüssen nach^Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man Jfinen Schlauch aus Polymermaterial formt, wobei eifi erster, in Längsrichtung verlaufender Teil dojf Schlauchs mit einer ersten undurchlässigen Sperrschicht (wie vorstehend definiert) in Form einer yfi das Polymermaterial eingebetteten Einlage unjjF ein zweiter, in Längsrichtung verlaufender, djjim-ersten in Längsrichtung verlaufenden Teil des ../Schlauchs benachbarter Teil mit einer zweiten undurchlässigen Sperrschicht (wie vorstehend definiert) in Form einer zweiten, in das Polymermatjgfrial eingebetteten Einlage versehen ist, die Einlagen so beschaffen sind, daß sie durch Temperatureη, die genügen, um die Thermorückfederung des Verschlusses zu bewirken, im wesentlichen unbeeinflußt bleiben und die in Längsrichtung verlaufendeef, die Einlagen enthaltenden Teile so ausgebildet sind, daß sie als erstes und zweites Verbindungssjrück des Typs gemäß Anspruch 18 dienen können, /erner dadurch gexennzeichnet, daß man die Innenseite oder die Außenseite des Schlauchs einer Vernetjungsbehandlung unterwirft, dem Schlauch die Eigenschaft der Thermorückfederung verleiht und den Schlauch zwischen dem ersten und dem zweiten in Länfi^richtung verlaufenden Teil in Längsrichtung auf-

27) Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzung durch Bestrahlung vorgenommen wird.

28) Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzung mit einem chemischen Verne"fezungs mittel vorgenommen wird.

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-eras

29) Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der erate in Längsrichtung verlaufende Teil des Schläuche mit einem ersten schlaufenförmigen

wird Teil an seiner Innenseite geformt/j wobei die erste Einlage wenigstens teilweise in das die Schlaufe "bildende Material eingebettet ist.

30) Verfahren nach Anspruch 29* dadurch gekennzeichnet, daß der zweite in Längsrichtung verlaufende Teil des Schläuche mit einem zweiten schlaufenförmigen Teil an seiner Innenseite geformt wird, wobei die zweite Einlage wenigstens teilweise in das die zweite Schlaufe bildende Material eingebettet ist.

31) Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spalt in dem Teil des Schläuche, der über der ersten Schlaufe liegt, gebildet wird.

32) Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spalt in dem Teil des Schlauche, der über der ersten Schlaufe liegt, und ein Spalt im zweiten Schlaufenteil gebildet wird,

33) Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufschlitzen des Schläuche in Längsrichtung der Teil des Schlauche, in den die zweite Einlage eingebettet ist, zu einem Haken gebogen wird·

zum Umhüllen von Formierten, dadurch gekennzeichnet, daß man einen^roch Wärme rücksteilfähigen Verschluss gemä^JCnspruch 18 um das Formteil so anbringt, daß da|/erste Verbindungsstück und das zweite Verbindungsstück ineinandergreifen und den Verschluss J^ochlauohform halten, und den Vereohloei auf ein#^^mperatur erhitzt, bei der er fest um da*

* urückfedert. ,

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