DE2525278A1

DE2525278A1 - Geschweisster, insbesondere huelsenfoermiger gegenstand insbesondere huelsenfoermiger gegenstand aus einem polymeren material und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE2525278A1
Application number: DE19752525278
Authority: DE
Inventors: William Harry Humprhies; Ronald William Richardson
Original assignee: Raychem Corp
Current assignee: Raychem Corp
Priority date: 1974-06-06
Filing date: 1975-06-06
Publication date: 1975-12-18
Also published as: CA1051157A; AU8160475A; JPS5110878A; FR2273639A1; GB1512727A; AU498105B2; FR2273639B3; BE829956A; BR7503583A; US3891490A

Description

Dr. !nrj. W:':

Dr. Hans-A. Braun·
■ Winch« ν,

6, Juni 1975 476 895

RAYCHEM CORPORATION

300 Constitution Drive, Menlo Park, Calif. 9*1025,

V.St.A.

Gesehweisster, insbesondere hillsenformiger Gegenstand aus einem polymeren Material und Verfahren zur Herstellung desselben

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Gegenständen sowie die auf diese Weise verbundenen Gegenstände. Hülsen aus polymerem Material, welche dünnwandig ausgeführt sein können und insbesondere aus polymerem Material, welches mittels hochenergetischer, ionisierender Strahlung vernetzt wurde, um bei Schmelztemperaturen eine Formstabilität zu gewährleisten, werden häufig

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zum Schutz von Gegenständen verwendet, und besonders flir Gegenstände, welche eine rohrförraige oder gleichförmige längliche Gestalt besitzen. Eine weitere Anwendung derartiger Hülsen liegt in der Abdichtung der Verbindungsstellen zwischen RohrstLicken oder anderen Leitungen. Hierfür sind wärmerückstellbare Hülsen und insbesondere wärmeschrumpfbar Hülsen brauchbar, d. h. Hülsen, welche beim Erwärmen auf einen kleineren Durchmesser schrumpfen können. Eine wärmeschrumpfbare Hülse wird mit einem Durchmesser hergestellt, welcher gross genug ist, damit die Hülse leicht auf einen Gegenstand geschoben werden kann, wonach die Hülse erhitzt wird, damit sie in enge Anlage mit dem Gegenstand schrumpft. Wärmerückstellbare Hülsen haben sich neben anderen Verwendungszwecken sehr brauchbar zur Herstellung korrosionsbeständiger Überzüge für Rohrverbindungen erwiesen, wie dies beispielsweise in den US-PSen 3 297 819, 3 379 218, 3 415 287, 3 455 336, 3 530 598 und 3 770 556 beschrieben ist.

Werkstoffe zur Herstellung wärmerückstellbarer Hülsen sind bekannt. Beispielsweise werden in. der US-PS 3 O86 242 eine Anzahl geeigneter Werkstoffe beschrieben, welche durch Vernetzung, insbesondere mittels Strahlung, organopolymerer Ausgangsstifte erhalten werden.

Hülsen mit einem verhältnismässig kleinen Durchmesser können zweckmässlg unmittelbar als Rohre extrudiert werden. Dies trifft Jedoch nicht für Hülsen zu, die einen so grossen Durchmesser aufweisen, dass sie zur Abdeckung von Abschnitten eines Rohres verwendet werden können, welches gross

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genug ist, um als Rohrleitung zur Förderung von Ol oder Gas über grosse Entfernungen zu dienen. Wegen dieser Schwierigkeit hat man bisher für Rohre mit grossem Durchmesser sogenannte "gewickelte" Hülsen verwendet. Derartige Hülsen werden hergestellt, indem man beispielsweise eine gewisse Länge eines wärmerückstellbaren Materials um ein Substrat wickelt, beispielsweise an der Verbindungsstelle zweier Rohrstücke und die Enden des Materials durch eine mechanische Vorrichtung sichert, so dass sie sich nicht lösen können, wenn die Hülse zwecks Wärmerückstellung derselben einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird. Beispiele derartiger Hülsen sind in einigen der vorausgehend genannten Patentschriften erwähnt.

Es wird ferner bevorzugt, eine gewickelte Hülse in solchen Fällen zu verwenden, wo es unzweckmässig wäre, eine vorgeformte Hülse am Substrat anzuordnen, was beispielsweise dann zutrifft, wenn das Ende des Substrats weit von der Stelle weg liegt, wo die Hülse angebracht werden soll, wie dies häufig bei der Reparatur einer Rohrleitung zutrifft. Nichtsdestoweniger gibt es viele Fälle, bei denen es vorteilhaft wäre, einen Vorrat vorgefertigter Hülsen mit grossem Durchmesser zur Verfügung zu haben.

Um vorgeformte Hülsen mit grossem Durchmesser herzustellen, wurde bereits vorgeschlagen, die einander gegenüberliegenden Kanten einer polymeren Folie zu überlappen und zwischen den überlappenden Segmenten ein peroxidisches Vernetzungsmittel anzuordnen, welches anschliessend aktiviert wird. Dieses Verfahren hat sich im allgemeinen als nicht erfolgreich erwiesen,

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•V.

da offenbar wegen der ungleichmässigen Vernetzungsbildung die Kanten der überlappten Flächen bei ihrer Expansion zu einer beträchtlichen Faltenbildung führten und eine wenig schöne Schweissnaht bildeten, welche wegen einer geringen Abziehfestigkeit auch eine potentielle Fehlerquelle war. Als Alternative wurde zur Herstellung von Verbindungsstellen vorgeschlagen, thermoplastisches Material zwischen vernetzte, polymere, zu verbindende Gegenstände einzubringen und anschliessend das thermoplastische Material auf seinen Schmelzpunkt zu erhitzen. Dieses Verfahren ist für die Herstellung wärmerückstellbarer Hülsen ungeeignet, weil der Vorgang, durch welchen das Wärmerückstellvermögen erzielt wird, die Expansion der Hülse bei hohen Temperaturen bedingt, welche eine Zerstörung einer thermoplastischen Verbindung verursacht.

Ein weiteres Verfahren, mittels welchem vorgeformte Hülsen mit grossem Durchmesser hergestellt werden können, ist in der US-Patentanmeldung 4^6 174 vom 25. Januar 1974 beschrieben. Dieses Verfahren wird im allgemeinen unter Verwendung nicht wärmerückstellbarer polymerer Folien durchgeführt, wobei eine gemäss diesem Verfahren erhaltene Hülse anschliessend behandelt werden kann, um sie wärmerückstellbar zu machen. Ein weiteres Verfahren ist in der US-Patentanmeldung 530 687 vom 9· Dezember 1974 beschrieben. Mittels des letztgenannten Verfahrens können wärmerückstellbare Hülsen unmittelbar aus wärmerückstellbaren Folien erhalten werden.

In jeder der vorausgehend genannten Patentanmeldungen ist unter anderem beschrieben, dass die Enden des polymeren

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Folienmaterials in Kanäle eines im wesentlichen I-förmig ausgebildeten Elements eingesetzt werden, welches ala "Einsatz" bezeichnet ist, der aus thermoplastischem Material besteht, welcher ein durch Wärme aktivierbares Vernetzungsmittel enthält, wonach die Anordnung unter Druckeinwirkung zur Ausbildung einer Schweieenaht erhitzt wird· Der Einsatz funktioniert praktisch als hitzehärtbares Element und verbindet sich kovalent mit der polymeren Folie. Bei diesen Verfahren ist die Länge des Einsatzes Üblicherweise im wesentlichen die gleiche wie die Breite der zu verbindenden Folienenden.

Obgleich die in den vorausgehend genannten Patentanmeldungen genannten thermoplastischen Zusammensetzungen sogar nach Einwirkung hoher Temperaturen aussergewöhnliche Festigkeit aufweisen, wenn sie zur Verbindung polymerer Folien verwendet werden, sind die dort beschriebenen besonderen Einsat zanordnungen nicht immer besonders geeignet zu einer Verbindung unter Druckeinwirkung. Beispielsweise kann bei der Verbindung polymerer Folien mittels beheizter Druckplatten, die durch eine Anzahl von im Abstand angeordneten Zylindern angetrieben werden, der von der Druckplatte auf den Einsatz ausgeübte Druck geringfügig variieren, wobei der grösste Druck unterhalb der Antriebszylinder ausgeübt wird. Eine derartige Änderung des Drucks der Druckplatte kann zu einer Dikkenänderung längs der Verbindungsstelle führen. Ferner sind bei der Verwendung der in den vorausgehend genannten Patentschriften erwähnten Einsätze die erzielten Schweissnähte häufig durch die Anwesenheit von Blasen oder Hohlräumen beeinträchtigt. Dies wird anscheinend entweder durch Gase verursacht, welche beim Schweissprozess entstehen, beispielsweise

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•t·

durch die Zersetzung des durch Wärme aktivierbaren Vernetzungsmittels während der Erhitzung der Anordnung oder durch beim Schweissverfahren eingeschlossene Luft. Unabhängig von der jeweiligen Ursache können diese Mangel die Festigkeit der Sohwelsenaht beträchtlich verringern.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren zur Verbindung aneinandergrenzender Flächen eines polymeren Materials zur Verfügung gestellt, gemäss welchem zwischen den Flächen eine Einsatzanordnung aus einem thermoplastischen Material angeordnet wird, in welchem ein durch Wärme aktivierbares Vernetzungsmittel verteilt 1st, wobei die Einsatzanordnung eine öffnung oder mehrere öffnungen aufweist, um den Austritt gasförmiger Produkte aus dem Schweissbereich zu erleichtern und wobei die Flächen und die Einsatzanordnung unter Druck erhitzt werden, um ein Fllessen der Einsatzanordnung und ein Aktivieren des Vernetzungsmittels zu verursachen, so dass die Flächen durch vernetztes Schweissmaterial miteinander verbunden werden.

Gemäss einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung können stumpf geschweisste Gegenstände erhalten werden, indem eine als thermoplastischer "I"-Träger ausgebildete Einsatzanordnung zwischen den Enden der zu verbindenden, dünnwandigen, vernetzten, thermoplastischen, polymeren Folien angeordnet wird, die Enden in die Kanäle eingesetzt werden, welche durch die I-förmige Einsatzanordnung gebildet werden und die Anordnung unter Druck zur Herstellung einer Schweissnaht erhitzt wird. Das Material der I-förmigen Einsatzanordnung enthält ausser der thermoplastischen Komponente ein durch Wärme aktivierbares Vernetzungsmittel, welches bei der Schweiss-

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nahtbildung die Vernetzung innerhalb de« Einsätze· und die Bildung kovalenter Bindungen zwischen den Einsatz und dem polymeren Folienmaterial einleitet.

Durch die Erfindung wird ferner ein Gegenstand zur Verfügung gestellt, welcher eine gemäss dem Verfahren der Erfindung erzielte Schweissnaht aufweist. Der Gegenstand kann als Hülse ausgebildet sein, wobei die Schweissnaht parallel zur Hülsenachse verläuft; dabei erstreckt sich die Schweissnaht vorzugsweise kontinuierlich von einem Ende der Hülse zum anderen Ende und besitzt im wesentlichen die gleiche Dicke wie die Wand der Hülse. Bei einer erfindungsgemäss hergestellten Hülse kann eine der Flächen des polymeren Materials Teil eines in seinen Abmessungen wärmestabilen, dünnwandigen Segments sein, während die andere Fläche des polymeren Materials aus einem wärmerückstellbaren, dünnwandigen Segment besteht. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Hülse wärmerückstellbar, und erfindungsgemässe, einen grossen Durchmesser aufweisende, wärmerückstellbare Hülsen können in der vorausgehend aufgeführten Weise eingesetzt werden, beispielsweise um Rohrverbindungen gegenüber Korrosion zu schützen,

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es, stumpf geschweisste Gegenstände zu erhalten, bei welchen der Schweissnahtbereich im wesentlichen frei von Hohlräumen ist, die durch Luft oder gasförmige, beim Schweissverfahren entstandene Anteile verursacht wurden.

Das mittels des erfindungsgemässen Verfahrens verbundene polymere Material ist vorzugsweise vernetzt, und der Modul

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•ί.

des Schwelssmaterials ist vorteilhafterweise mindestens so gross wie jener des beim Schweissen verbundenen polymeren Materials. Das Schweissen erfolgt bei einer Temperatur, welche ausreichend hoch ist, um ein Fliessen der thermoplastischen Einsatzanordnung und ein Benetzen der zu verbindenden Oberflächen zu erzeugen, und welche ferner ausreicht, um das Vernetzungssystem zu aktivieren.

Gemäss einer AusfUhrungsform der Erfindung kann die Einsatzanordnung aus einer Mehrzahl getrennter Einsätze bestehen, wobei die öffnungen in den Einsatzanordnungen durch Zwischenräume zwischen den Einsätzen gebildet werden; jeder Einsatz weist vorzugsweise einen im wesentlichen I-förmigen Querschnitt auf. Die Zwischenräume zwischen den Einsätzen gestatten ein Fliessen des Materials und sollen eine Bahn bilden, durch welche jegliches Gas austreten kann, während es gebildet wird. Durch die richtige Dimensionierung und den richtigen Abstand der Einsätze wird erreicht, dass Einsätze unterhalb von Hoehdruckbereichen in Räume unterhalb von Niedrigdruckbereichen fliessen, so dass eine im wesentlichen gleichförmige Schweissnaht konstanter Dicke über die gesamte Breite der zu verbindenden Gegenstände erhalten wird; die Breite der Einsätze und der Zwischenraum zwischen den Einsätzen hängt selbstverständlich vom jeweiligen Material und den Parametern der Bindung ab. Ist eine maximale Festigkeit nicht erforderlich oder eine vollständige Abdichtung der Anordnung nicht notwendig, so kann eine geringere Anzahl von Einsätzen in grösserem Abstand voneinander verwendet werden. In diesem Falle braucht der Kunststoff aus benachbarten Einsätzen nicht zusammenzufliessen, und es kaui

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eine ¹¹Gelenk"-Anordnung erhalten werden.

Obgleich die Verwendung einer Mehrzahl von im Abstand angeordneten Einsätzen eine wertvolle Verbesserung des Verfahrens zum Verschweissen polymerer Folien mit Hilfe von Einsätzen darstellt, kann die Verwendung einer Mehrzahl getrennter Einsätze in manchen Fällen etwas beschwerlich sein. Dabei müssen die einzelnen Einsätze richtig relativ zueinander und relativ zu dem zu verbindenden polymeren Material gefluchtet v/erden, falls eine gleichmässige Bindung erhalten werden soll. Dieses Erfordernis erhöht notwendigerweise die zur Anordnung der Komponenten der Schv/eissung erforderliche Zeit, so dass bei der Herstellung einer grossen Anzahl der Hülsen die Verwendung einer Mehrzahl von Einsätzen weniger wünschenswert ist.

Ferner kann die Fluchtung der Hülsen in einigen Fällen bei der Durchführung des Schweissverfahrens verloren gehen, wenn eine Mehrzahl von Einsätzen verwendet wird. Werden beispielsweise die Druckplatten geschlossen, die zur Erzeugung des Drucks und der Wärme zwecks Erweichens und Fliessens des Einsatzes und zur Einleitung der hitzehärtenden Reaktion verwendet werden, so können sie die Einsatzanordnung verschieben. Da ferner der Abstand zwischen den Druckplatten in geöffneter Stellung derselben nicht gross ist, kann die richtige Einstellung einer Mehrzahl von Einsätzen und Folienenden eine zusätzliche Gefahr für eine Bedienungsperson darstellen.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht daher die Einsatzanordnung aus einem einzigen Einsatz, wobei

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die Öffnungen durch Perforationen des Einsatzes gebildet werden. Vorzugsweise weist der Einsatz einen I-förmigen Querschnitt auf. Ein derartiger Einsatz ermöglicht es, nicht nur eine Blasenbildung als Folge eingeschlossener Luft oder eingeschlossenen Gases zu vermeiden, sondern ist auch sehr praktisch anzuwenden.

Die Perforationen in der bevorzugten AusfUhrungsform des erfindungsgemässen Einsatzes können sich durch die Flansche des I-förmigen Einsatzes erstrecken, verlaufen jedoch vorzugsweise von oben nach unten durch den aufrechten Mittelteil, welcher die Flansche verbindet. Die Einsätze können extrudiert oder in anderer Weise aus thermoplastischen Zusammensetzungen geformt werden und können durch beliebige Massnahraen mit Perforationen versehen werden. Die Perforationen können eine beliebige, gewöhnlich regelmässige Gestalt aufweisen und sind vorzugsweise entweder quadratisch, rechteckförmig oder kreisförmig.

Die Anzahl und die Grosse der für optimale Ergebnisse benötigten Perforationen kann variieren und hängt von einer Anzahl von Parametern ab einschliesslich des Fliessverhaltens der polymeren Bestandteile des Einsatzes und des zu verbindenden Materials, der Lage der Perforationen im Einsatz und der Breite und. Dicke des zu verbindenden Materials. Daher können bestimmte Erfordernisse, die für jeden Fall gelten, nicht festgelegt werden. Nichtsdestoweniger kann die optimale Anzahl und die Anordnung der Perforationen ohne Schwierigkeit empirisch durch routinemässige Versuche vom Fachmann ermittelt werden. Um ein besseres Fliessen des Einsatzes zu erreichen, ist es jedoch vorteilhaft, I-förmige Einsätze zu ver-

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wenden, deren Perforationen sich durch den aufrechten Mittelteil des Einsatzes erstrecken, wobei der Durchmesser der Perforationen mindestens so gross wie die Breite des aufrechten Mittelteils ist..

Die Einsatzanordnung kann eine Länge aufweisen, welche der Breite des zu verbindenden polymeren Folienmaterials entspricht. Vorzugsweise ist jedoch die Länge der Einsatzanordnung geringfügig geringer als diese Breite, wobei beim Schweissverfahren der Einsatz zwischen den Enden der Folienenden zentriert liegt, um an jedem Ende Zwischenräume zu lassen, welche einen zusätzlichen Bereich bilden, durch welchen gasförmige Anteile austreten können. Die Breite der Zwischenräume ist vorzugsweise derart bemessen, dass diese beim Schweissvorgang gefüllt werden, wenn der Einsatz unter Druck- und Wärmeanwendung zum Fliessen kommt.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden wärmerückstellbare Hülsen aus wärmerückstellbarem polymerem Material oder aus einem Material hergestellt, welches nach der Formung der Hülse wärmerückstellbar gemacht werden kann. Ein wärmerückstellbarer Gegenstand ist ein in seinen Abmessungen wärmeinstabiler Gegenstand, welcher ein elastisches oder plastisches Gedächtnis besitzt. Ein derartiger Gegenstand wird beispielsweise erhalten, indem eine Folie aus einem thermoplastischen, vernetzten, kristallinen Polymeren über dessen Kristallschmelzpunkt erhitzt und in einer Richtung oder in mehreren Richtungen gedehnt oder verbessert wird. Man kühlt die Folie bis unterhalb der Kristallschmelztemperatur ab, während die Verformungskraft aufrechterhalten wird. Wird eine derartige

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Folie ohne festzuhalten über ihren Kristallschmelzpunkt erhitzt, so zeigt sie ein "elastisches Gedächtnis", indem sie erneut die vor ihrer Verformung vorhandenen Dimensionen annimmt. Für die Anwendung als wärmerlickstellbare Hülse wird vorzugsweise ein wärmerückstellbares Material verwendet, welches in einer einzigen Richtung gestreckt wurde.

Polymere Materialien, welche mittels chemischer Mittel oder durch Strahlung, beispielsweise mittels hochenergetischer Elektronen oder mittels nuklearer Strahlung, vernetzt wurden, werden zur Herstellung erfindungsgemässer wärmerückstellbarer Gegenstände bevorzugt, obwohl auch andere Polymere, welche mit der Eigenschaft der Wärmerückstellbarkeit versehen werden können, geeignet sind. Das erfindungsgemäss zu verbindende polymere Material muss bei Anwesenheit von durch Wärme aktivierbaren Vernetzungsmitteln eine weitere Vernetzung erfahren können, da man annimmt, dass bei der Bildung der Schweissnaht die Einsatzanordnung und die polymere Folie kovalent miteinander verbunden werden, wobei die Ausbildung dieser Bindung durch das Vernetzungsmittel veranlasst wird.

Beispiele polymerer Materialien, welche durch das erfindungsgemässe Verfahren verbunden werden können, umfassen Polyolefine, gesättigte und ungesättigte Polyester, Polyvinylhalogenide und Elastomere, beispielsweise Naturkautschuk, Butadien-Styrol-Copolymere, Butadien-Acrylnitrilcopolymere, Isopren-Isobutylencopolymere, Polyisopren, Polybutadien, Polysulfide (Thiokol), Polychloropren (Neopren), Polysiloxane (Silikone), Fluorkohlenstoffe (beispielsweise VIton), chlorsulfonierte Polyäthylene (beispielsweise Hypalon), plastifiziertes Polyvinylchlorid und Polybuten. Am meisten bevorzugt sind die Polyolefine,

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beispielsweise Polyäthylen, Polybuten-1, verschiedene Copolymere von Äthylen, Propylen und Buten, Äthylen/Äthylacrylat-, Äthylen/V inylazetat- oder Äthylen/Met hy lacrylat copolymere, in welchen sich Einheiten wiederholen, die aus einem vorherrschenden Anteil (beispielsweise 80 bis 90#) von Äthylen abgeleitet sind, sowie Mischungen solcher Copolymere mit grösseren Anteilen vom Polyäthylen selbst. Ein Verfahren, um polymere Materialien wärmerückstellbar zu machen, ist in der US-PS 3 086 242 beschrieben.

Wie bereits erwähnt vmrde, sind die zu verbindenden polymeren Gegenstände vorzugsweise von Anfang an vernetzt und weisen vorzugsweise einen Modul im Bereich zwischen etwa

20 bis etwa 60 kp/cm auf. Der Modul wurde ermittelt bei 150°C und 100$ Dehnung. Die zu verbindenden Gegenstände werden vorzugsweise durch hochenergetische ionisierende Bestrahlung mit einer Dosis vernetzt, die beispielsweise zwischen etwa 5 bis etwa 20 Megarad und vorzugsweise zwischen etwa 12 bis 15 Megarad liegt.

Die Erfindung eignet sich Insbesondere zur Verbindung dünnwandiger Gegenstände, beispielsweise zur Verbindung von Folien mit einer Dicke zwischen etwa 1,5 bis 3*0 mm. Ein Gegenstand wird im vorliegenden Zusammenhang als "dünnwandig" angesehen, wenn seine Dicke wesentlich kleiner Ist als seine Länge oder Breite.

Die "Hauptseite" eines Gegenstands ist jene Seite, welche durch das Produkt aus Länge und Breite dargestellt wird. Die Erfindung hat sich als sehr gut geeignet zur Verbindung

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polymerer Folien erwiesen, die wärmerücksteilbar sein kön-. nen, um Hülsen zu erhalten, deren riickgestellte Durchmesser mindestens 30 cm beträgt und üblicherweise 45 cm oder grosser ist·

Die thermoplastischen polymeren Bestandteile der Einsatzanordnungen können innerhalb weiter Grenzen gewählt werden, einschliesslich einer grossen Anzahl von durch ein Schmelzverfahren verarbeitbaren Materialien, welche durch wärmeaktivierbare Systeme vernetzt werden können. Da es höchst erwünscht ist, das Vernetzungsmittel mit dem polymeren Bestandteil des Einsatzes in der Schmelzphase zu vermischen, ist ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Wahl des thermoplastischen Merkstoffs für den Einsatz die Verarbeitung durch Schmelzen bei Temperaturen unterhalb der Wärmeaktivienuigstemperatur des Vernetzungsmittels. Der thermoplastische Werkstoff des Einsatzes sollte ferner mit dem zu verbindenden polymeren Material in dem Sinne kompatibel sein, dass eine gemeinsame Haftung und Bindung unter Druck- und Wärmeeinwirkung möglich ist. Die Kriterien, auf Grund derer das thermoplastische Einsatzmaterial ausgewählt wird, sind dem Fachmann bekannt. Bei Verwendung von Polyäthylen-Materialien, welche vorzugsweise für die zu verbindenden Gegenstände verwendet werden, besteht das Polymere des Einsatzes vorzugsweise aus Äthylen/V inylazetat-, Kthylen/Methylacrylat- oder A'thylen/Äthylacrylatcopolymeren sowie Mischungen solcher Polymere mit Polyäthylen niedriger Dichte oder geringen Anteilen an Polyäthylen. Derartige Copolymere enthalten gewöhnlich zwischen etwa 00 bis etwa 90 bis 96 Gew.-$ struktureller Einheiten., welche von Äthylen abgeleitet sind und vorzugsweise zwischen etwa 75 oder 80 bis etwa 96 Gew.-$ solcher Einheiten*

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Als Beispiele von Vernetzungsmittel!! können eine Vielzahl von Radikalbildnern genannt werden, beispielsweise Bisazodicarboxylate wie Methyl- und Äthylbisazodiformiate, Sulfonazide wie l,10-Dekan-bis-(sulfonazid), Azodicarbonamin, 3>,3^!-Dimethoxy-4,4^!-diazodiphenyl und 2,2'-Azobisisobutyronitril. Am meisten werden peroxidische Vernetzungsmittel bevorzugt, beispielsweise jt-Butylperbenzoat, 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)-hexyn-5, Dieumylperoxid, Benzoylperoxid, Methylathylketonperoxid, Cumolhydroperoxid, jt-Butylhydroperoxid und Di~_t~butylperoxid. Derartige Agenzien werden in nur Vernetzung wirksamen Mengen in üblicher Weise verwendet. Zumeist sind die Agenzien auf Kalziumkarbonat oder einem anderen teilchenförmigen Substrat aufgebracht und werden in Anteilen verwendet, die zwischen etwa 1/4 bis etwa 2 Gew.-% aktiven Agens liegen und vorzugsweise zwischen etwa 1/2 bis etwa 1 Gew.-% aktiven Agens bezogen auf das Gewicht der flir den Einsatz verwendeten Zusammensetzung. Ein bevorzugtes Agens, welches dem Fachmann als "Varox" bekannt ist, besteht aus einer Mischung von 50$ Kalziumkarbonat und 50$ 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)-hexan.

Liegt insbesondere die Menge des verwendeten Vernetzungsmittels am unteren Ende der vorausgehend genannten Bereiche, und werden insbesondere nichtperoxidische Vernetzungsmittel verwendet, so wird vorzugsweise im Einsatzmaterial zusätzlich ein sogenanntes "Coagens" verwendet, um die Anzahl von Vernetzungsstellen zu erhöhen, die durch die Wirkung einer gegebenen Anzahl vom Agens selbst erzeugter freier Radikale gebildet werden. Die Verwendung derartiger Coagenzien ist üblich

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und beispielsweise in L. P. Lenaf, I & E Chem. Prod. Research & Development, 2, Nr. ~5» 202 (I963) beschrieben. Unter üblichen Coagenzien, die auch als polyfunktioneile Monomere bekannt sind, können genannt werden: jn-Phenylendimaleimid, Trimethylolpropantrimethacrylat, Pentaerythritoltetraacrylat, Trlallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Allylraethacrylat, Diallylphthalat, Triallylzitrat, Tetraallylpyromellitat und Triallylmellitat. Derartige Coagenzien werden in geringeren Anteilen verwendet, beispielsweise zwischen 0,5 bis 2 Gew.-^ und vorzugsweise zwischen etwa 1/2 bis etwa 1 Gew.-^ der Zusammensetzung.

Die Mengen von Vernetzungsmittel und Coagens werden unter Berücksichtigung der folgenden beiden Punkte bemessen. Die Vernetzung ist vorzugsweise ausreichend, um zu gewährleisten, dass der Modul der letzten Schweissnaht mindestens so gross wie und vorzugsweise grosser als jener der dünnwandigen verbundenen Gegenstände ist. Im anderen Fall kann die Schweissnaht während der Hochtemperaturbehandlung, welche in Verbindung mit der Erzielung der Wärmeriickstellbarkeit oder bei der WärmerUckstellung erfolgt, versagen. Andererseits muss darauf geachtet werden, dass die Schweissnaht nicht zu stark vernetzt wird, was von einer Versprödung begleitet ist. Vorzugsweise ist der Modul der Schweissnaht nicht grosser als etwa zwei- oder dreimal so gross wie jener des geschweissten Gegenstandes. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass für eine gegebene Kombination zu verbindender Werkstoffe, welche durch den Werkstoff des Einsatzes und durch das Vernetzungsmittel und das Coagens festliegen, das optimale Verhältnis der beiden letztgenannten Stoffe nur durch Versuche

ermittelt werden kann. Der Modul der Schweissnaht kann im Einzel-

o fall zwischen etwa 1,4 und 17*5 kp/cm liegen. Jedoch kann bei einem Modul von mehr als 10,5 kp/cm mit einer beträchtlichen Fehlerquote gerechnet werden, so dass der Modul der

ο Schweissnaht vorzugsweise zwischen 3,5 und 7*0 kp/cm liegt.

Natürlich kann die Einsatzanordnung zusätzlich zum Vernetzungs mittel, zum polymeren Bestandteil und gegebenenfalls zu einem Coagens weitere übliche Zusätze enthalten, beispielsweise Füllstoffe, Ultraviolett-Stabilisatoren, Antioxidationsmittel und SI?ureakzeptoren. Füllstoffe, beispielsweise Russ, Kalziumkarbonat und dergleichen, werden in erheblichen, obzwar kleineren Anteilen verwendet, um unter anderem die Wärmeleitung von der Oberfläche zum Inneren des Einsatzes zu fördern. Vorzugsweise werden in der Grössenordnung von etwa 20$ derartige Füllstoffe verwendet. Beispiele verschiedener Zusammensetzungen, die sich als Einsätze zum Verbinden vernetzter Gegenstände eignen, sind in der US-Patentanmeldung 4^6 694 beschrieben.

Eine bevorzugte Einsatzanordnung zur Verwendung mit Folien, die einen beträchtlichen Anteil an Polyäthylen oder Polyäthyleneopolymeren aufweisen, umfasst folgende Teile:

Polyäthylen niedriger

Dichte 48

Copolymere von Kthylen

und Methylacrylat (l6#) 20

Terpolymer von Äthylen,
Vinylazetat und Methacrylsäure 5

Russ 22,5

Stabilisatoren 2,5

Varox 2,0

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Das erfindungsgemässe Verfahren wurde vorausgehend im wesentlichen in bezug auf die Verbindung polymerer Folien beschrieben, beispielsweise bei der Herstellung von Hülsen aus solchem Material durch Verbindung zweier gegenüberliegender Ränder. Es ist nicht notwendig, alle vielfältige Anwendungen der Erfindung aufzuzählen, aber es ist für den Fachmann offensichtlich, dass zahllose weitere Einsatzmöglichkeiten vorhanden sind, bei welchen polymere Werkstoffe verbunden werden müssen und insbesondere wärmerückstellbare Werkstoffe oder solche, die an den zu verbindenden Rändern wärmerücksteilbar gemacht werden können. Beispielsweise eignet sich das erfindungsgemässe Verfahren zur Verbindung von zwei oder*mehreren diskreten Längenabschnitten einer wärmerückstellbaren Folie zur Herstellung eines grösseren Längenabschnitts. Ein derartiger Längenabschnitt kann zur Herstellung gewickelter Hülsen mittels bekannter Verfahren verwendet werden, oder die gegenüberliegenden Endkanten könnten unter Verwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Ausbildung einer Hülse zusammengefügt werden. Gemäss einer anderen Anwendung kann ein Werkstoff, welcher mit Ausnahme der zu verbindenden Ränder nicht wärmerückstellbar ist, durch das erfindungsgemässe Verfahren zufriedenstellend verschweisst werden.

Falls das erfindungsgemässe Schweissverfahren verwendet wird, um Hülsen mit einem grossen Durchmesser zu erhalten, die nicht wärmerückstellbar sind, aber denen ein Wärmerückstellvermögen erteilt werden kann, so können die verschweissten Hülsen über die Kristallschmelztemperatur des Hülsenwerkstoffs erhitzt und im Durchmesser geweitet werden.

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Das an dieser Stelle im einzelnen beschriebene Verfahren zur Herstellung von Hülsen liefert eine Hülse mit verhältnismässig gleichförmigem Querschnitt. Jedoch kann das erfindungsgeraässe Verfahren auch zur Herstellung von Hülsen mit einer nicht regelmässigen Form verwendet werden. Beispielsweise können durch das erfindungsgemässe Verfahren Hülsen erhalten werden, die sich ausgehend von einem verhältnismässig grossen Durchmesser an einem Ende auf einen kleinen Durchmesser am anderen Ende verjüngen. In ähnlicher Weise können im wesentlichen Y-förmige Hülsen aus wärmerückstellbarem oder nicht wärmerückstellbarem Material unter Anwendung des beschriebenen Verfahrens erhalten werden.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben; es zeigen:

B'igur 1 einen Querschnitt durch einen thermoplastischen Einsatz vor Vornahme der Druckbindung längs der Länge der beiden zu verbindenden Folien,

Figur 2 einen Querschnitt durch die Anordnung nach Figur 1 während der Verbindung,·

Figur 3 einen Querschnitt durch die Anordnung nach Figur 1 nach der Verbindung,

Figur 4 eine Draufsicht auf die zu verbindenden Folien, aus welcher die Verwendung einer Mehrzahl getrennter Einsätze ersichtlich ist,

Figur 5 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 der Figur 4

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am Beginn des Bindungsvorgangs,

Figur 6 einen Querschnitt längs der Linie 5-5 der Figur 4 am Ende des BindungsVorgangs,

Figur 7 eine perspektivische Ansicht eines Einsatzes, welcher erfindungsgemäss verwendet werden kann,

Figur 8 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Einsatzes,

Figur 9 eine Draufsicht auf eine Anordnung mit einem erfindungsgemässen perforierten Einsatz,

Figur 10 einen Querschnitt durch eine Anordnung zur Verbindung der Enden eines polymeren Folienmaterials, wobei die Anordnung ein mit Löchern versehenes Verstärkungselement aufweist, und

Figur 11 einen Querschnitt durch einen Einsatz, welcher erfindungsgemäss eingesetzt werden kann.

In den Zeichnungen zeigen die Figuren 1 bis 3 einen Schweissvorgang in einem Querschnitt längs der zu verbindenden Folien. Ein Einsatz 1, welcher im Querschnitt im wesentlichen I-förmig ausgebildet ist, liegt zwischen den aneinandergrenzenden Kanten polymerer Foliensegmente 2 und 3, wobei die Kanten der Segmente in Kanäle eingesetzt sind, deren Boden durch den aufrechten Teil des I-Abschnitts gebildet wird. Zur Herstellung einer Hülse würden die Ränder die einander gegenüberliegenden Enden eines einzigen Materialabschnitts bilden. Die erhaltene Anord-

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nung wird unter Druck gesetzt, beispielsweise mittels erhitzter Druckplatten 4 und 5 (Figur 2), wodurch der polymere Anteil des Einsatzes zum Fliessen kommt, benachbarte Flächen der miteinander zu verbindenden Segmente benetzt und ferner das Vernetzungsmittel aktiviert werden. Vorzugsweise sind nicht dargestellte Dammelemente vorgesehen, deren Stärke näherungsweise der Stärke der zusammengedrückten polymeren Folie entspricht,an jedem Ende des zu verschweissenden Bereichs vorgesehen und verhindern eine Strömung des geschmolzenen Einsatzmaterials über die Ende der Schweissnaht hinaus.

Nachdem die Vernetzung zwischen dem geschmolzenen Einsatz und der polymeren Folie erfolgt ist, kann die Druckplatte zur Verringerung der Temperatur gekühlt werden, wonach die obere Druckplatte 4 zurückgezogen wird und die gebildete Verbindung (Figur 3) freigibt. Die Druckplatten können in üblicher Weise beheizt werden, beispielsweise elektrisch oder mittels Dampf. Vorzugsweise v/erden die Beheizung und die Kühlung vorgenommen, indem nacheinander Dampf und Kühlwasser durch in den Druckplatten angeordnete Durchtrittsleitungen geschickt werden.

Aus Figur J> ist ersichtlich, dass die erhaltene stumpfe Schweissnaht 6 fortlaufend zu den fluchtenden Rändern 7 und 8 der Folien 2 und 3 angeordnet ist, wobei Abschnitte der Hauptflächen der Folien unmittelbar an diese Kanten angrenzen. Auf diese Wiese verläuft die Schweissnaht kontinuierlich an den fluchtenden Kanten der polymeren Folie und des Gewebes in dem durchlässigen Element (falls ein solches verwendet wird - siehe nachfolgende Abschnitte) entlang, so dass ein

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Versagen der Anordnung längs der Grenzschichten zwischen der Schweissnaht und den Rändern 7 und 8 weniger wahrscheinlich ist. Zu diesem Zweck ist die Einsatzanordnung derart ausgebildet und angeordnet, um zu gewährleisten, dass jene Bereiche der Hauptflächen der Folien während des Schmelzens des Einsatzmaterials benetzt werden. Der im wesentlichen I-förmige Einsatz gemäss den Figuren 1 bis J5 ist dementsprechend entworfen.

Die Figuren 4 bis 6 zeigen eine erfindungsgemasse Ausführungsform, gemäss welcher eine Mehrzahl getrennter Einsätze mit zwischen ihnen-angeordneten Zwischenräumen 10 vorgesehen sind, um eine Einsatzanordnung zu bilden, welche einen Austritt von Gasen und die Herstellung einer gleichmässigeren Verbindung über die gesamte Breite der zu verbindenden Gegenstände ermöglicht. Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf eine Mehrzahl I-förmiger Einsätze, welche einen vorgegebenen Abstand voneinander aufweisen und in welche vernetzte Gegenstände und 3 eingesetzt sind, während aus Figur 5 die zu verbindenden Gegenstände längs der Linie 5-5 der Figur 4 zu Beginn des Bindungsverfahren ersichtlich sind.

Gemäss der in Figur 5 dargestellten Anordnung wird eine obere Druckplatte 4 durch Zylinder 11 angetrieben, wodurch der grösste von der Druckplatte ausgeübte Druck an einem unmittelbar unterhalb der Zylinder liegenden Punkt zentriert ist. Dadurch erfolgt eine grössere Durchbiegung der Platte an diesem Punkt, so dass die geringste Durchbiegung und der grösste Spalt an einer Stelle zwischen den Zylindern auftritt. Eine derartige Änderung im Andruck und der Durchbiegung der Druckplatte würde zu einer geriffelten Verbindung 'führen,

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falls ein kontinuierlicher thermoplastischer Einsatz längs der Breite der zu verbindenden Gegenstände verwendet würde. In der Anordnung nach Figur 5 sind jedoch die Zwischenräume 10 zwischen den Einsätzen an Stellen niedrigen Drucks und niedriger Durchbiegung angeordnet, so dass beim Zusammendrücken des thermoplastischen Einsatzes der Kunststoff bereitwillig in den Abstandsbereich fliesst. Durch richtige Abstandswahl der Einsätze kann eine gleichförmige Bindung über die Breite des in Figur 6 dargestellten Gegenstands erzielt werden. Darüberhinaus gestatten die Zwischenräume 10 das Austreten eingeschlossener Luft und gasförmiger Nebenprodukte der Vernetzung, so dass die endgültige Bindung 12 im wesentlichen frei von Hohlräumen ist; die Zwischenräume 10 v/erden als Kanäle angesehen, durch welche Gase den Schweissbereich verlassen können, während dieser sich ausbildet. Die Einsätze liegen gewöhnlich in einem solchen Zwischenraum voneinander, dass sie während des Schweissverfahrens zur Herstellung einer gleichförmigen Bindung zusammenf Hessen.

Perforierte Einsätze, welche im wesentlichen Profile entsprechend einem I-Träger aufweisen und erfindungsgemäss eingesetzt werden können, sind in den Figuren 7 und 8 dargestellt. Gemäss Figur 7 weist ein Einsatz 13 Perforationen 14 auf, welche sich durch Flansche 15 und 16 erstrecken, die Kanäle des I-förmigen Elements bilden. Gemäss Figur 7 sind die Perforationen paarweise angeordnet, obgleich es offensichtlich ist, dass auch eine andere Anordnung, beispielsweise eine versetzte Anordnung, verwendet werden kann. Figur zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines perforierten Einsatzes, gemäss welcher ein im wesentlichen I-förmiges Element 17 mit Perforationen 18 ausgestattet ist, welche sich durch

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den aufrechten Abschnitt 19 erstrecken, der die Flansche 20 und 21 verbindet.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass durch die Verwendung eines perforierten Einsatzes, beispielsweise geraäss Figur 7 oder Figur 8, in einer Stumpfschweissanordnung, deren Draufsicht in Figur 9 dargestellt ist, die Vorteile einer Vielzahl von Einsätzen (beispielsweise gemäss den Figuren 4 bis 6) erhalten werden können, ohne dass Nachteile aus Schwierigkeiten bei der Fluchtung auftreten. Gemäss Figur 9 ist ersichtlich, dass die Verwendung eines perforierten Einsatzes 22 keinerlei unbehinderte Kanäle aufweist, welche den Zwischenräumen der Figur 4 entsprechen, durch welche gasförmige Anteile, die zu Hohlräumen oder Blasen führen, bei der Herstellung der Schweissnaht austreten können. Obgleich die Erfindung nicht durch irgendwelche hypothetischen Annahmen eingeschränkt werden soll, wird angenommen, dass gasförmige Stoffe oder eingeschlossene Luft sich innerhalb der Perforationen ansammeln, wenn die Druckplatten geschlossen werden und die Erhitzung beginnt. Bei einem Fliessen des Einsatzes zum Auffüllen der Perforationen wird die Luft zwischen Einsatz und Druckplatten verdrängt. Daher sollte, wenn sich die Perforationen durch den aufrechten Mittelabschnitt des Einsatzes erstrecken, der Durchmesser der Perforationen im allgemeinen mindestens so gross wie die Breite des aufrechten Mittelteils sein, damit eine Vorrichtung vorhanden ist, durch welche die in den Kanälen eingeschlossene Luft in die Perforationen wandern kann. Vorzugsweise sind die Perforationen gemäss Figur 9 breiter ausgeführt .

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Palls das mittels des erfind ungsgemässen Verfahrens zu verbindende Folienmaterial wärme rückst ellbar ist, wird vorzugsweise ein durchlässiges Verstärkungselement, beispielsweise das Element 23 in Figur 10, in Verbindung mit der Einsatζanordnung verwendet. Das Element 22 kann beispielsweise aus einem Abschnitt aus einem Glasfadengewebe sein. Die Art, in welcher die Verstärkuiigselemente verwendet werden können und die bei ihrem Einsatz erzielbaren Vorteile sind vollständig in der US-Patentanmeldung 530 687 beschrieben und brauchen an dieser Stelle nicht wiederholt zu werden.

In Figur 11 ist im Querschnitt eine bevorzugte Ausführungsform eines Einsatzes 24 zur erfIndungsgemässen Verwendung dargestellt. Ein Ende einer wärmerückstellbaren Folie wird zunächst in einen Kanal eingesetzt, welcher durch die konvergierenden Flansche 25 des im wesentlichen I-förmigen Elements gebildet wird. Der Einsatz kann mit einer daran befestigten Verstärkung versehen sein, welche beispielsweise mittels eines doppelseitig wirkenden Klebstreifens oder eines Klebstoffs befestigt ist, um die Fluchtung der Einzelteile der Anordnung zwischen den Druckplatten zu erleichtern. Die erhaltene Anordnung wird zwischen die Druckplatten eingesetzt, und das freie Ende der Folie wird In den zweiten Kanal des I-förmigen Elements eingeführt. Die divergierenden Flansche 26 dieses Einsatzes bilden eine öffnung, welche vorzugsweise breiter als die Stärke der Folie ist, wodurch das Einführen erleichtert wird.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele weiter erläutert.

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Beispiel

Es wurden vernetzte polymere Folien aus Polyäthylen hoher Dichte (Schmelzindex 0,2, Dichte 0,95) und einem Copolymeren aus Äthylen und Methylacrylat (20# Methylacrylat), welche in einem Anteilsverhältnis von 56 : 20 vermischt wurden,unter Verwendung thermoplastischer Einsätze verschweisst· Die Folien hatten eine Dicke von 1,52 mm und

einen Modul zwischen 1,05 und 2,1 kp/cm , und die thermoplastischen Einsätze bestanden aus einem Kthylen/Vinylazetatcopolymeren mit 20$ Russ-Füllstoffen und \% 2,5-Dimethy1-2,5-di(t-butylperoxy)hexan auf einem inerten Träger und V& Bleifumarat als Säureakzeptor.

I-förmige Einsätze mit einer Länge von 10 cm wurden irr Abstand von 1,9 cm längs der Enden der Folien angeordnet, wobei die Folien näherungsweise 50 cm breit waren. Die Folien wurden bei einer Druckplattentemperatur von 205 C und einem Druck von näherungsweise 2,1 kp/cm miteinander verbunden. Vier Antriebszylinder mit einem Durchmesser von näherungsweise 10 cm wurden zum Antrieb einer 91,5 cm-Druckplatte verwendet. Nach einer Bindungszeit von näherungsweise 7 Minuten wurde eine gleichförmige Verbindung über die gesamte Breite des Gegenstandes erhalten, wobei der Modul der Verbindung grosser als 9,8 kp/cm betrug. Bei einer Sichtprüfung konnten keine Hohlräume oder Rippen festgestellt werden, und die Einsätze waren unter Ausbildung einer kontinuierlichen Bindung gleichmässiger Stärke zusammengeflossen.

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Beispiel 2

Ein perforierter Einsatz wurde zum Stumpfschweissen von Folienmaterial folgender Zusammensetzung verwendet:

Gew.-^

Hytrel 5555	25,0
Vistalon 702	24,0
Alathon 3170	50,0
Russ	15,0
feinverteilter Russ	2,0
N,N-m-Phenylendimaleimid	0,5
Polycarbodiimid	1,5
Säureakzeptor	1,5
Irganox 1010	0,5

Hytrel 5555 ist ein segmentierter Polyätherester mit einer Shore-D-Härte von 55, welcher von du Pont geliefert wird. Vistalon 702 kann von Exxon Co. bezogen werden und ist ein Äthylenpropylenkautschuk, welcher etwa 70$ Äthylen enthält. Alathon 3170 ist ein Äthylen/Yinylazetat (18$) -copolymeres mit einem Schmelzindex von 2,5 bei 190⁰C und 2ΐβθ. Polycarbodiimid ist ein Stabilisator gegen Hydrolyse. Der verwendete Säureakzeptor (Lectro 78) war ein tetrabasisches Bleifumarat. Irganox 1010 ist ein Antioxidationsmittel der Formel Tetrakis [methylen-3- (j5' ,S'-di-Jt,butyl-4^l-hydroxyphenyl )propionatl methan.

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Folienmaterial dieser Zusammensetzung mit einer Breite von 6l cm und einer Stärke von 1,5 mm (60 mils) wurde unter Verwendung eines Einsatzes miteinander verbunden, welcher die vorausgehend für den Einsatz beschriebene Zusammensetzung aufwies. Der Einsatz hatte einen Querschnitt gemäss Figur und war mit Perforationen durch Jeden Flansch versehen, wobei die Perforationen einen Durchmesser von 4,8 mm (3/16 Zoll) aufwiesen und in einem Abstand von 12,7 nun (1/2 Zoll), gemessen von Mittelpunkt zu Mittelpunkt, auseinanderlagen· Der Einsatz war 6o cm (23 1/2 Zoll) lang und besass Zwischenräume von 6,35 mm (1/4 Zoll) zwischen dem Einsatz und einem an Jedem Ende vorgesehenen Damm. Nach dem Verschweissen waren keine Hohlräume sichtbar. Schmale Gruben, welche durch eine unvollständige Füllung der Perforationen entstanden, wurden jedoch festgestellt.

Ein ähnlicher Einsatz mit Perforationen mit einem Durchmesser von 6,35 mm (1/4 Zoll), die durch Abstände von 12,7 rom (1/2 Zoll) getrennt waren, wobei die Abstandsmessung von Mittelpunkt zu Mittelpunkt erfolgte und sich die Perforationen durch den Mittelteil des Einsatzes erstreckten, wurden zum Verschweissen des gleichen Folienmaterials verwendet, wobei eine Schweissung ohne sichtbare Gruben oder Hohlrätane erhalten wurde. Biese Beispiele zeigen» dass hohlraumfreie Hülsen mittels des erfindungsgemässen Verfahrens erhalten werden können.

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Claims

895 6· Juni 1975

•ds.

Patentansprüche

Verfahren zur Verbindung aneinander grenzender Flächen eines polymeren Materials, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Flächen eine Einsatzanordnung aus thermoplastischem Material gelegt wird, welche ein durch Wärme aktivierbares Vernetzungsmittel enthält, und dass die Einsatzanordnung eine öffnung oder mehrere öffnungen aufweist, und die Flächen und die Einsatzanordnung unter Druck erhitzt werden, um ein Fliessen der Einsatzanordnung und ein Aktivieren des Vernetzungsmittels zu verlassen, so dass die Flächen durch vernetztes Schweissmaterial miteinander verbunden werden und der Austritt von Gasen vom Schweissbereich durch die öffnungen erleichtert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzanordnung aus einer Mehrzahl getrennter Einsätze besteht und die öffnungen Zwischenräume zwischen den Einsätzen bilden..

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

dass jeder der Einsatze im wesentlichen einen I-förmigen Querschnitt aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 2 öder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsätze zur Füllung der zwischen ihnen vorhandenen Zwischenräume zum Fliessen kommen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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dass die Einsatzanordnung aus einem einzigen Einsatz besteht und dass die Öffnungen aus Perforationen durch den Einsatz bestehen·

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass ein vollständiges Pliessen des Einsatzes zum Auffüllen der Perforationen erfolgt.

7- Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz im wesentlichen einen I-förmigen Querschnitt aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, dass sich die Perforationen durch den aufrechten Mittelteil des Einsatzes erstrecken.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser eines jeden der Einsätze mindestens so gross wie die Breite des aufrechten Mittelteils ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9$ dadurch gekennzeichnet, dass sich die Perforationen durch die Flansche des Einsatzes erstrecken.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul des Schweissmaterlals mindestens so gross wie jener des damit verbundenen polymeren Materials ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch

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gekennzeichnet, dass der Modul des Schweissmaterials mindestens dreimal so gross wie jener des dadurch verbundenen polymeren Materials ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Material vernetzt ist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1J>, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen durch die Ränder der Folie gebildet werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1J>, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen einander gegenüberliegende Ränder einer einzigen Folie sind.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15* dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz derart zwischen den Rändern angeordnet ist, dass beim Erhitzen der geschmolzene Einsatz in Anlage mit der Hauptfläche der Folie benachbart den Rändern gelangt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz im wesentlichen einen I-förmigen Querschnitt aufweist und die Ränder vor dem Erhitzen in Anlage an den aufrechten Mittelteil des I-förmigen Einsatzes liegen.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material

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der Einsatzanordnung auch ein polyfunktionelles Monomeres aufweist»

19· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Vernetzungsmittel aus einem Peroxid besteht.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19> dadurch gekennzeichnet, dass die Folie aus Polyäthylen besteht und das thermoplastische Material der Einsatzanordnung aus einem Äthylen/Vinylazetat-, Äthylen/Methylacrylat-, Äthylen-fithylacrylatcopolymeren oder einer Mischung von einem oder mehreren derartigen Copolymeren mit einem geringen Anteil von Polyäthylen besteht.

21. Geschweisste Vorrichtung aus polymerem Material, welche nach dem Verfahren gemäss den Ansprüche! 1 bis 20 erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Hülse ausgebildet ist und die Schweissnaht parallel zur HUlsenachse verläuft.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie wärmerücksteilbar ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schweissnaht kontinuierlich von einem Ende der Hülse zum anderen erstreckt und im wesentlichen die gleiche Dicke wie die Hülse aufweist.

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24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23* dadurch gekennzeichnet,, dass eine der Flächen des polymeren Materials einen Teil eines in seinen Abmessungen wärmestabilen dünnwandigen Segments darstellt, während eine weitere der Flächen des polymeren Materials einen Teil eines wärmerückstellbaren dünnwandigen Segments bildet.

25· Thermoplastischer Einsatz zur Verwendung beim Stumpfschweissen von polymerem Folienmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz im wesentlichen I-förmig ausgebildet ist und Perforationen besitzt.

26. Einsatz nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Perforationen durch den aufrechten Mittelteil des Einsatzes erstrecken.

27· Einsatz nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser jeder Perforation mindestens so gross wie die Breite des aufrechten Mittelteils ist.

28. Einsatz nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Perforationen durch die Flansche des Einsatzes erstrecken.

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