DE3441730A1

DE3441730A1 - Verfahren zur herstellung von mit schmelzklebern beschichteten schrumpfartikeln

Info

Publication number: DE3441730A1
Application number: DE3441730A
Authority: DE
Inventors: Horst 3008 Garbsen Matzat; Hermann Uwe Dr.rer.nat. 3060 Stadthagen Voigt
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1984-11-15
Filing date: 1984-11-15
Publication date: 1986-05-15
Also published as: DK523585A; IT1182982B; FR2572996B1; SE8505384L; GB2166978A; GB2166978B; FR2572996A1; SE466392B; CH667665A5; DK523585D0; SE8505384D0; IT8548784A0; GB8527932D0; NL8503114A; BE903649A

Description

kabel metal electro

Gesellschaft mit beschränkter Haftung

84-51/N 09.11.1984

Verfahren zur Herstellung von mit Schmelzklebern beschichteten Schrumpfartikeln

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schrumpfartikeln, wie Schläuche, Kappen, Manschetten oder Bänder, aus vernetzbaren Kunststoffen, die ein- oder beiseitig mft"einem vernetzbaren Heißschmelzkleber beschichtet sind.

Bekannt ist es bereits seit langem, Schrumpfartikel, wie Kappen, Schläuche oder dergleichen, auf der Innenseite mit einem Schmelzkleber zu versehen, der im aufgeschrumpften Zustand z« B. einer Kappe oder eines Schlauches eine Verbesserung des Haftsitzes auf der Unterlage bedingt und gleichzeitig dafür sorgt, daß der Spalt zwischen dem Schrumpfteil und der Unterlage feuchtigkeitsdicht verschlossen wird. Die vorzugsweise verwendeten, sogenannten Heißschmelzkleber entfalten ihre Klebereigenschaften über ein thermoplastisches Fließen und intensives Benetzen der Unterlage. Diese Eigenschaft geht durch Vernetzung verloren, so daß z. B. bei koextrudierten Zweischichtenschläuchen aus einer innenliegenden Heißschmelzkleberschicht und einer äußeren Schlauchwandung aus schrumpffähigem Material die Gefahr besteht, daß beim Vernetzungsprozeß der Kleber ebenfalls vernetzt wird und damit seine Klebfähigkeit verliert. Auf der anderen Seite ist es durch eine Vernetzung bzw. Anvernetzung des Klebers möglich, dessen Scherfestigkeit zu erhöhen, um so die mechanische Festigkeit der Schrumpfverbindung zu verbessern. Diese an sich widersprüchlichen Forderungen hat man dadurch zu

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erreichen versucht, daß ein Schmelzkleber eingesetzt wird, der aus funktionell« Gruppen und diese verbindenden KohlenwasserstoffSequenzen besteht, wobei letztere vor dem für das schrumpfbare Material notwendigen Vernetzungsprozeß aus teil- oder mehrfachverzweigten, also mit Seitenketten behafteten Molekülbau« steinen , aufgebaut sind. Diese bekannte Maßnahme (DE-OS 31 11 064) führt jedo< zu einer erheblichen Einschränkung der für die Praxis an sich brauchbaren Schm< kleber.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, beliebige vernetzbare Heißschmelzkleber zur sicheren Verbindung der Innenflächen eines Schrumpfteiles mit den Flächen einer Unterlage bereitzustellen«

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Werkstoff des Heißschmelzklebers erst während des SchrumpfVorgangs zum Zwecke der Montage vernetzt wird. Das bedeutet, daß erst während bzw. zum Abschluß der Montage der Heißschmelzkleber einen Viskositätssprung erfährt, der die Scherfestigkeit erhöht, bis zu diesem Zeitpunkt aber das Aufweiten des Schrumpfartikels sowie die Montage durch einen zu zähen Kleber nicht behindert wird. Durch die Erfindung ist erreicht, daß beim Aufweiten des-Schrumpftenes zum Zwecke des Rückschrumpfens der Kleber an der Innenfläche des Formteiles wegen seiner guten Fließfähigkeit weitgehend frei verschiebbar ist und sich den jeweiligen Formänderungen des Schrumpfteiles anpassen kann. Die Gefahr von Rißbildungen, Verwerfungen oder ein Abreißen der Klebschicht von der Innenfläche des Schrumpfformteiles ist damit vermieden. Wegen der guten Fließfähigkeit kann der Kleber vor Beginn der Vernetzung sehr leicht in alle Vertiefungen und Mikrorauhig« keiten der Unterlage kriechen und diese innig benetzen. · .

Als vorteilhaft hat es sich in Weiterführung der Erfindung erwiesen, wenn der Werkstoff des Heißschmelzklebers durch Zugabe von Peroxiden chemisch vernetzt wird. In diesem Fall wird man, um die Vernetzung des Heißschmelzklebers unbehindert durch die bei der Vernetzung des Schrumpfformteiles benötigten Temperaturen zu vermeiden, das Vernetzungsmittel erst nachträglich in den Heiß schmelzkleber einbringen. Das kann vorteilhaft durch eine sogenannte Schleppdiffusion erfolgen, bei der etwa das mit einem Kleber beschichtete gereckte Band, der an seiner Innenfläche mit einem Kleber versehene aufgeweitete Schlauch oder auch eine bereits aufgeweitete Kappe mit im Inneren angeordneter

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Klebschicht durch ein ein Peroxid enthaltendes Lösungsmittel hindurchgefiihrt oder in ein solches Lösungsmittel eingebracht wird. Das in die Klebschicht diffundierte Peroxid reagiert, da zu seiner Reaktion Wärme erforderlich ist, erst beim Rückschrumpfen in den ursprünglichen Zustand in dem für diese Schrumpfung benötigten Temperaturbereich. Dabei ist es zweckmäßig^ die Peroxid-Zersetzungstemperatur und die für die Rückschrumpfung erforderliche Temperatur aufeinander abzustimmen. Der bei Temperaturerhöhung zunächst aufschmelzende Kleber erfährt beim Anspringen des Vernetzungsmechanismus eine Viskositätserhöhung, die zu einer wesentlichen Erhöhung der Scherfestigkeit des Klebers führt. Diese erhöhte Scherfestigkeit wird durch die Erfindung gerade dann wirksam, wenn sie zur Sicherung der Schrumpfverbindung benötigt wird» nicht aber bereits dann, wenn, wie bei den bekannten Techniken, eine hohe Scherfestigkeit des Klebers die Montage des Schrumpfartikels behindert.

Für die Zwecke der Erfindung können beliebige Werkstoffe als Basis für den Heiß« schmelzkleber verwendet werden, z. B. Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Acrylate, aber auch solche auf Basis von Polyamiden, Copolyamiden, thermoplastischen Kautschuken sowie Polyester oder ähnlichem«

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

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

Werden beispielsweise nach der Erfindung schrumpffähige Bänder hergestellt, die z. B. in Form von Bandagen an den Verbindungsstellen von Rohren oder Rohrleitungen Verwendung finden, und durch Bewicklung und Schrumpfung an der.betreffenden Stelle für eine dichte und korrosionssichere Umhüllung sorgen, dann wird man so" vorgehen, daß das Band nach der Extrusion und Beschichtung mit einem Kleber vernetzt wird, etwa mittels Peroxiden, durch Strahlen hoher Energie oder auch durgh die sogenannte Feuchtigkeitsvernetzung nach Aufpfropfen von Silanen auf die Basismoleküle. Das vernetzte Band wird dann anschließend zur Erzeugung der Rückstellkräfte gereckt, wobei der unvernetzte Kleber während dieser Zeit

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leicht fließend ist und ohne Schwierigkeiten den Reckvorgang mitmacht. Anschli ßend wird dann das gereckte und mit dem Kleber beschichtete Band durch das Vei netzungsmittel enthaltende Lösungsmittel hindurchgeführt, so daß das als Vernetzungsmittel beispielsweise verwendete Peroxid in die unv.emetzte Klebschicl eindringt. Erst bei einer anschließenden Montage, wenn das so hergestellte Bai z. B. auf eine Rohrverbindung aufgewickelt und durch Erwärmen im aufgewickelt! Zustand auf das Rohr aufschrumpft, wird die Zähigkeit des Klebers nach Ansprii gen der Vernetzungsmittel erhöht und damit die Scherfestigkeit heraufgesetzt. Eine sichere Verbindung, die feuchtigkeitsdicht ist, ist damit gewährleistet.

Die Erfindung sei an Hand des nachstehenden Ausführungsbeispiels näher erläut*

Ein mit einem thermoplastischen Kleber beschichtetes Band wird mit einer peroxidhaltigen Lösung aus einem aromatischen Lösungsmittel, etwa Xylol, das 0,5 bis 10 %, vorzugsweise 3 bis 5 %, Dicumylperoxid enthält, im Durchlauf beriesi Bei mäßig erhöhter Temperatur diffundiert das Lösungsmittel in die Klebschiclr und transportiert dabei durch sogenannte Schleppdiffusion Peroxid mit hinein.

Die eingeschleppte Menge ist eine Funktion der Lösungskonzentration und der , Kontaktzeit (Verweilzeit), je nach Bedarf an Vernetzungsmitteln kann die Lö-A sungskonzentration sowie die Verweilzeit des Bandes unter der Berieselungsein richtung variiert werden.

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

Abweichend von dem Ausführungsbeispiel können auch andere Lösungsmittel verwendet werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht nämlich darin, daß .^■-^ι das Lösungsmittel je nach der chemischen Natur des Klebers, der mit dem Vernetzungsmittel angereichert werden soll, wählbar ist. D. h., das Lösungsmitte kann auf den Kleber so eingestellt werden, daß es gut in die Klebstoffschicht hineindiffundiert und sich dort homogen verteilt.

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

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

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

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist die, auf die zu beschichtenden Flächen der Schrumpfartikel zunächst eine von Peroxiden freie Schicht Heißschmelzkleber aufzutragen und anschließend auf diese erste Heißschmelzkleberschicht mindestens eine zweite Schicht aus einem zusammen mit den Peroxiden gelösten Heißschmelzkleber aufzubringen. Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn die zweite Schicht bzw. die weiteren Schichten aus dem gelösten Heißschmelzkleber den für die Vernetzung bzw. mindestens Anvernetzung der ersten Schicht benötigten Peroxidanteil mit enthält. Auf diese Weise kann ein Mehr« fachauftrag des gelösten Heißschmelzklebers vermieden werden, ohne daß die Gefahr von Anvernetzungen beim Auftrag des Heißschmelzklebers zu erhöhen*

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

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Claims

kabelmetal electro Gesellschaft mit beschränkter Haftung 84-51/N 09.11.1984 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Schrumpfartikeln, wie Schläuche, Kappen» Manschetten oder Bänder, aus vernetzbaren Kunststoffen, die ein- oder beidseitig mit einem vernetzbaren Heißschmelzkleber beschichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Heißschmelzklebers erst während des SchrumpfVorgangs zum Zwecke der Montage vernetzt wird.

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

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Peroxid nach dem Vernetzen des Schrumpfartikels durch eine sogenannte Schleppdiffusion in die Heißschmelzkleberschicht eingebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Basis für den Heißschmelzkleber Ethylen-Vinylacetat-Copolymere oder Acrylate verwendet werden.

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

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6. Verfahren nach Anspruch 5_S dadurch gekennzeichnet^ daß der Schrumpfartike! von dem ein Peroxid enthaltenden Lösungsmittel berieselt wird..

7. Verfahren nach Anspruch 5_S dadurch gekennzeichnet, daß der Schrumpfartike in der ein Peroxid enthaltenden Lösung gelagert oder durch diese Lösung ir Durchlauf hindurchgeführt wird«,

8. Verfahren nach Anspruch 2_S dadurch gekennzeichnet, oaih das Heißschmelzklel material und das Peroxid gemeinsam in einem Lösungsmittel gelöst auf die ; beschichtenden Flächen der Schrumpfartikel aufgetragen werden»

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftrag mit den gelösten Heißschmelzkleber sowie dem Peroxid mehrfach hintereinander erfol

10. Verfahren nach Anspruch 2_S dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine von Peroxiden freie Schicht Heißschmelzkleber auf die zu beschichtenden Fläche der Schrumpfartikel aufgetragen und anschließend auf diese erste Heißschme kleberschicht mindestens eine zweite Schicht aus einem zusammen mit dem

*> 15 Peroxid gelösten Heiß schmelzkleber .aufgebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht aus dem gelösten Heißschmelzkleber den für die Vernetzung oder zumindest A vernetzung der ersten Schicht benötigten Peroxidanteil mit enthält.

12. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet daß das Einbringen des Vernetzungsmittels in die vorhandene Heißschmelzkleberschicht oder das Aufbringen der Heißschmelzkleber-Peroxid-Lösung auf zu beschichtenden Flächen im vernetzten und aufgeweiteten bzw« gereckten Zustand der Schrumpfartikel vorgenommen wird«

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