DE3751709T2

DE3751709T2 - Wärmerückstellbarer Gegenstand

Info

Publication number: DE3751709T2
Application number: DE3751709T
Authority: DE
Inventors: Noel Marcel Michiel Overbergh; Jan Lodewijk Vansant
Original assignee: Raychem NV SA
Current assignee: Commscope Connectivity Belgium BVBA
Priority date: 1986-10-20
Filing date: 1987-10-19
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2007-10-20
Also published as: DE3751709T3; JPS63136426A; EP0265198A3; KR960001505B1; AU612601B2; ES2030736T3; EP0443696A2; EP0443696B2; BR8705562A; KR960000753B1; AR246818A1; GB8625126D0; JP2580206B2; JP2534466B2; AU7991887A; KR880005717A; EP0265198B2; DE3778481D1; DE3751709D1; JPH07186356A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines wärmerückstellbaren Gegenstands, der Fasern und ein polymeres Material aufweist.
Warmerückstellbare Gegenstände, die auf textilen Flächengebilden basieren, sind in den nachstehenden Patentschriften und gleichzeitig anhängigen Anmeldungen beschrieben: US 3 669 157 (Carolina Narrow Fabric), veröffentlichte EP-Patentanmeldungen Nr. 0 116 393 (MP0790), 0 116 391 (RK169), 0 117 026 (RK176) 0 115 905 (RK177), 0 116 392 (RK178), 0 116 390 (RK179), 0 117 025 (RK181), 0 118 260 (RK189), 0 137 648 (RK205) 0 153 823 (RK228), 0 175 554 (RK246), EP-Patentanmeldung Nr. 86303767.7 (RK273), GB-Patentanmeldungen Nr. 8528966 (RK289), 8610813 (RK296), 8529800 (B118) und US-Patentanmeldung Nr. 821 662 (B121). Die Offenbarungen dieser Anmeldungen werden hier summarisch eingeführt.
Die Herstellung von wärmerückstellbaren Gegenständen aus textilen Flächengebilden, die wärmerückstellbare Fasern enthalten, kann gegenüber herkömmlichen wärmeschrumpfbaren Erzeugnissen eine Reihe von Vorteilen bieten, beispielsweise eine leichte Herstellung, da kein anschließender Aufweitungsschritt notwendig ist, verbesserte mechanische Eigenschaften wie etwa Zugfestigkeit, Abriebbeständigkeit und Spaltfestigkeit, und die Fähigkeit, sehr hochfeste wärmestabile Fasern in die Gegenstände einzuarbeiten; alle diese Vorteile ermöglichen die Verwendung von wärmerückstellbaren textilen Flächengebilden auf Gebieten, die bisher als ungeeignet für wärmeschrumpfbare Erzeugnisse angesehen wurden.
Die im Stand der Technik beschriebenen wärmerückstellbaren textilen Flächengebilde sind in vieler Hinsicht anwendbar, beispielsweise zum Abdecken, zum mechanischen Schutz, zum elektrischen Abschirmen sowie zum Abdichten von mit dem textilen Flächengebilde umschlossenen Gegenständen gegenüber der Umgebung. Bei vielen dieser Anwendungen ist es besonders erwünscht, daß das textile Flächengebilde eine Umschließung bildet, die gegenüber dem Eindringen von Wasser, Feuchtigkeit oder anderen Flüssigkeiten undurchlässig ist. Ein Beispiel einer solchen Anwendung ergibt sich, wenn das textile Flächengebilde Schutz für Verbindungsstellen in langgestreckten Substraten bieten soll, beispielsweise für Spleiße in Kabeln, und zwar speziell Telekommunikationskabeln. Es ist häufig notwendig, solche Verbindungsstellen gegenüber der Umgebung zu schützen, damit die Kabel oder sonstigen Substrate weiterhin ordnungsgemäß funktionieren können. Schutz muß im allgemeinen gegenüber Feuchtigkeit, aggressiven Chemikalien sowie Beschädigung durch Insekten und größere Tiere usw. vorgesehen werden. Die Absicht beim Umschließen einer Verbindungsstelle, wie etwa eines Kabelspleißes besteht in der Wiederherstellung der ursprünglichen Kabelisolierung, und es wird im allgemeinen gefordert, daß die Lebensdauer der durch die neue Umschließung gegebenen Abdichtung mit derjenigen der ursprünglichen Kabelisolierung vergleichbar ist. Das Material der Umschließung muß über einen beträchtlichen Zeitraum eine hochbeständige Absperrung bilden.
Bei vielen Anwendungen, beispielsweise bei vielen Telekommunikations-Verteilerkabeln, ist auch eine Fähigkeit der Druckrückhaltung wichtig. Das kann einfach als Anzeige der Vollständigkeit der Abdichtung gegenüber der Umgebung gefordert sein, oder weil die Kabel im Gebrauch unter Druck stehen. Wenn Kabel im Gebrauch unter Druck stehen, kann die Druckbeaufschlagung kontinuierlich sein, oder sie kann beispielsweise zum Prüfen des Gegenstands vorübergehend angewandt werden.
Es sind verschiedene Tests entwickelt worden, um die Fähigkeit eines Gegenstands, einen Druck zurückzuhalten, zu messen. Die Tests sind als "Wechselbeanspruchungs-Tests" bekannt und umfassen typischerweise das zyklische Halten des Gegenstands auf einem konstanten Druck zwischen vorbestimmten Temperaturgrenzwerten. Um den Test zu bestehen, darf der Gegenstand nach einer vorbestimmten Zahl von Zyklen nicht undicht sein.
Die Fähigkeit eines Gegenstands zur Druckrückhaltung hängt sowohl von der Porosität des Gegenstands, also der Luftdurchlässigkeit, als auch von seiner Fähigkeit ab, Umfangsspannungen standzuhalten, die durch Druck innerhalb der Hülle erzeugt werden. Jeder dieser Faktoren wird nachstehend erörtert.
Ein textiles Flächengebildematerial ist inhärent luftdurchlässig infolge der Zwischenräume zwischen den Fasern, die das textile Flächengebilde bilden. So ist es bei den bekannten Gegenständen auf der Basis von textilen Flächengebilden bekannt, das textile Flächengebilde mit Mitteln zu versehen, um das textile Flächengebilde im wesentlichen undurchlässig zu machen, wenn das textile Flächengebilde rückgestellt wird. Die Mittel, um das textile Flächengebilde im wesentlichen undurchlässig zu machen, sind typischerweise in Form eines polymeren Materials vorgesehen, das zusammen mit dem textilen Flächengebilde oder damit verbunden oder durch es verlaufend verwendet wird. Das polymere Material wird typischerweise als Laminatschicht auf eine oder beide Seiten des textilen Flächengebildes aufgebracht oder als Matrix angewandt, durch die die Fasern verlaufen.
Die Fähigkeit eines Gegenstands, Umfangsspannungen standzuhalten, die durch Druck im Inneren der Hülle erzeugt werden, hängt von den Bestandteilen ab, aus denen die Wand des Gegenstands besteht. Gerade im Hinblick auf diesen Faktor haben sich rückstellbare textile Flächengebilde als besonders erfolgreich erwiesen, wobei die Fasern, die das textile Flächengebilde bilden, gute Festigkeit gegenüber diesen Umfangsspannungen bieten.
Es wurde gefunden, daß es durch geeignete Wahl des Materials für die Fasern des textilen Flächengebildes, die Struktur des verwendeten textilen Flächengebildes und des Materials der polymeren Matrix möglich ist, Hüllen geringer Dicke aus textilem Flächengebilde herzustellen, die imstande sind, hohen Drücken standzuhalten, ohne daß eine signifikante Ballonbildung oder Kriechen auftreten. Beispielsweise beschreibt die EP- A 0 112 390 (RK179) einen solchen Gegenstand aus rückstell barem textilen Flächengebilde, der ausgezeichnete Druckrückhaltung und Luftundurchlässigkeit zeigt.
Im Stand der Technik sind auch wärmerückstellbare Gegenstände aus textilem Flächengebilde beschrieben, die innen mit einer Klebstoffschicht beschichtet sind. Diese wird im allgemeinen vorgesehen, um das textile Flächengebilde mit dem darunterhegenden Objekt haftend zu verbinden. Der Klebstoff ist typischerweise ein durch Wärme aktivierbarer Klebstoff, beispielsweise ein Schmelzklebstoff, der durch die Wärme aktiviert wird, die zum Rückstellen des Gegenstands aus textilem Flächengebilde aufgebracht wird.
Wenn eine innere Klebstoffauskleidung verwendet wird, werden das textile Flächengebilde und die polymere Matrix, die gemeinsam mit dem textilen Flächengebilde eingesetzt wird, vorteilhaft so gewählt, daß bei der Rückstellung des textilen Flächengebildes und der Aktivierung des Klebstoffs der Klebstoff an der Innenseite des Gegenstands verbleibt und nicht durch das textile Flächengebilde hindurch zur Außenseite des Gegenstands dringt. Wenn das polymere Matrixmaterial schwach ist und/oder die Zwischenräume im textilen Flächengebilde zwischen den Fasern des textilen Flächengebildes groß sind, dann kann Klebstoff den Gegenstand durchdringen oder aus ihm ausbrechen. Das Auftreten von Klebstoff an der Außenseite des Gegenstands als Folge davon wird in der vorliegenden Beschreibung als "Klebstoffausbruch" bezeichnet.
Die FR-A-2 250 950 zeigt einen wärmeschrumpfbaren Gegenstand, der ein textiles Flächengebilde enthält, zeigt jedoch keine zusätzliche Verstärkungsschicht Es gibt keinen Hinweis darauf, daß die Gegenstände irgendein Problem des Klebstoffausbruchs aufweisen.
Die EP-A-0 116 393 zeigt ein Verfahren zum Herstellen eines wärmerückstellbaren Gegenstands unter Verwendung eines Polymers und eines rückstellbaren textilen Flächengebildes und bildet die Basis für den Oberbegriff von Anspruch 1.
Die DE-A-3 319 120 betrifft die Auffindung einer Alternative zu den starren, wasserundurchlässigen Einsatzelementen, die im Inneren von wärmerückstellbaren Spleißgehäusen verwendet werden, um die Hülle abzustützen Sie betrifft nicht das Verhindern eines Klebstoffausbruchs.
Die DE-C-3 415 465 betrifft das Bereitstellen von elektrisch leitfähigen wärmeschrumpfbaren Erzeugnissen, bei denen eine Metallschicht haftend mit einer Polymerschicht verbunden ist.
Sie betrifft nicht das Verhindern von Klebstoffausbruch.
Die DE-A-3 150 544 zeigt einen wärmeschrumpfbaren Gegenstand, der eine Polymerschicht und ein wärmeschrumpfbares textiles Flächengebilde aufweist. Das Problem von Klebstoffausbruch wird nicht angesprochen.
Die US-A-4 016 356 zeigt eine wärmeschrumpfbare Hülle, in die ein Metailmantel eingesetzt ist, um eine Abschirmung gegen HF- Störungen zu bieten. Sie betrifft nicht das Problem des Klebstoffausbruchs.
Die Verwendung von Metallfolienbelägen bei wärmerückstellbaren Gegenständen, die nicht aus textilem Flächengebilde bestehen, ist aus dem Stand der Technik bekannt. Die GB-A-1 604 379 beschreibt z.B. eine wärmerückstellbare polymere Hülle, die einen Belag aus einer durchgehenden Metallfolie aufweist. Das Metall ist ausreichend dünn, so daß es nicht knickt, und nimmt unter Rückstellungsbedingungen eine Gestalt an, die Erhebungen und Vertiefungen zeigt. Es wird angegeben, daß Dicken von 10 bis 25 µm bevorzugt sind. Dieses Dokument erwähnt jedoch keine wärmerückstellbaren textilen Flächengebilde und berührt die Probleme nicht, mit denen die vorliegende Beschreibung befaßt ist.
Wir haben ermittelt, daß das Betriebsverhalten eines rückstellbaren Gegenstands aus textilem Flächengebilde deutlich verbessert werden kann, wenn auf das wärmerückstellbare textile Flächengebilde eine Verstärkungsschicht laminiert ist, und das bietet eine Reihe von daraus resultierenden Vorteilen Insbesondere haben wir gefunden, daß die Anwesenheit einer Verstärkungsschicht folgendes verbessern kann: (1) die Fähigkeit des Gegenstands, Druck zurückzuhalten, (2) die Fähigkeit des Gegenstands, einem Klebstoffausbruch bei der Rückstellung des textilen Flächengebildes zu widerstehen (wenn das textile Flächengebilde in Verbindung mit einer Innenauskleidung aus Klebstoff verwendet wird), (3) die Feuchtigkeitsdampfdurchlässigkeits-bzw. MVT-Absperrung des Gegenstands (durch geeignete Materialwahl für die Verstärkungsschicht) und (4) das Kriechverhalten des Gegenstands.
Diese Verbesserungen führen zu einer Reihe von weiteren Vorteilen. Insbesondere wird dadurch die Verwendung von Flächengebildemustern ermöglicht, die eine offenere Struktur haben als man das bisher für erwünscht gehalten hat. Wenn auf die offene oder dichte Struktur eines textilen Flächengebildes Bezug genommen wird, betrifft das die Dichte der Fasern, also die Zahl der Fasern je Inch in dem textilen Flächengebilde. Beispielsweise hat eine lockere bzw. offene Gewebestruktur weniger Fasern je Inch in ihrem Schuß und/oder ihrer Kette als eine dichtere Gewebestruktur.
Daher wird durch die Erfindung ein Verfahren angegeben zum Herstellen eines wärmerückstellbaren Gegenstands (2), der Fasern (10, 12) und ein polymeres Material (14, 16) aufweist, durch:
(a) Bereitstellen eines Laminats durch Kleben eines polymeren Materials (14, 16) auf wenigstens eine Oberfläche eines textilen Flächengebildes (8) oder durch Vorsehen eines polymeren Materials (14, 16), durch das sich das textile Flächengebilde (8) hindurcherstreckt;
(b) Ausbilden einer Rückstellbarkeit durch ein Verfahren, das die folgenden Schritte aufweist:
(i) Bereitstellen in Schritt (a) eines textilen Flächengebildes aus Fasern (10), die rückstellbar sind, oder
(ii) Verformen des textilen Flächengebildes (8); und ist gekennzeichnet durch
(c) Laminieren einer Verstärkungsschicht (18) auf das textile Flächengebilde (8) entweder unmittelbar oder über ein Zwischenelement, wobei die Verstärkungsschicht ein Metall (20) aufweist und einen Feuchtigkeitsdurchlässigkeitswert von weniger als 1 g/m²/d hat.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei einer speziellen Ausführungsform weist die verwendete Verstärkungsschicht eine Metallfolie auf.
Der wärmerückstellbare Gegenstand ist bevorzugt ein rohrförmiger oder ein Umwickelgegenstand, und die Verstärkungsschicht ist auf die innere Oferfläche des Gegenstands laminiert.
Das Vorsehen einer Verstärkungsschicht verbessert die Fähigkeit des Gegenstands zur Druckrückhaltung, da - wie oben gesagt - die Fähigkeit eines Gegenstands aus textilem Flächengebilde, Druck zurückzuhalten, u. a. von seiner Fähigkeit abhängig ist, Umfangsspannungen standzuhalten, und das Vorsehen der Verstärkungsschicht bedeutet, daß wenigstens ein Teil der in dem Gegenstand erzeugten Umfangsspannungen von der Verstärkungsschicht anstatt von dem textilen Flächengebilde aufgenommen wird. Das bedeutet, daß das textile Flächengebilde als solches einen geringeren Anteil der Umfangsspannungen aufnehmen muß. Um also einen Gegenstand zu erhalten, der eine gegebene Fähigkeit hat, Umfangsspannungen standzuhalten, kann infolgedessen ein schwächeres textiles Flächengebilde (also eines, das selbst weniger fähig ist, Umfangsspannungen standzuhalten) bei einem Gegenstand gemäß der Erfindung verwendet werden, als das bei einem Gegenstand nach dem Stand der Technik erforderlich wäre, der keine Verstärkungsschicht hat.
Die Fähigkeit des textilen Flächengebildes an sich, Umfangsspannungen standzuhalten, hängt u. a. von der Dichte der Fasern in dem textilen Flächengebilde ab, und zwar speziell von der Dichte der Fasern, die in der Richtung der Umfangsspannungen verlaufen. Da also das textile Flächengebilde als solches geringeren Umfangsspannungen standhalten muß, ist es möglich, losere textile Flächengebilde zu verwenden, als das bisher möglich war, um einen Gegenstand zu erhalten, der eine gegebene Gesamtfähigkeit hat, Umfangsspannungen standzuhalten. Insbesondere ermöglicht die Erfindung die Herstellung eines rückstellbaren textilen Flächengebildes, das eine hinreichende Fähigkeit hat, die eingangs erwähnten Druckitemperatur-Wechselbeanspruchungstests zu bestehen, wobei textile Flächengebilde verwendet werden, die weniger dicht hergestellt sind, als das bisher für erwünscht gehalten wurde, und die beispielsweise eine optische Überdeckung von weniger als 90 % und sogar weniger als 70 % haben.
Die Fähigkeit, offene textile Flächengebilde zu verwenden, bietet eine Reihe von Vorteilen Erstens werden die Herstel lungsgeschwindigkeiten erhöht, weil weniger Fasern pro Flächeneinheit des textilen Flächengebildes miteinander zu verbinden sind. Außerdem wird die Flexibilität hinsichtlich der Struktur verbessert, da die Verwendung von Flächengebilde- Strukturen ermöglicht wird, die von sich aus eine offene Struktur (geringe optische Überdeckung) haben, beispielsweise WIWK (Kettengewirk mit Schußeintrag) und Drehergewebe. Auch können losere textile Flächengebilde höhere Rückstellverhältnisse erzielen.
Bevorzugt wird ein textiles Flächengebilde verwendet, das wärmerückstellbare Fasern, wie etwa Polyolefinfasern, in einem von Kette und Schuß und wärmestabile Fasern, wie etwa Glas, in dem anderen von Kette und Schuß hat. Einige Ausführungsformen der Erfindung haben weniger als 90, manche weniger als 80 und sogar weniger als 70 wärmerückstellbare Fasern/Inch, und manche Ausführungsformen haben weniger als 12 und sogar weniger als 8 wärmestabile Fasern/Inch.
Wie bereits erwähnt, hängt die Fähigkeit eines Gegenstand, Druck zurückzuhalten, auch von der Porosität oder Luftdurchlässigkeit des Gegenstands ab. Vorteilhaft weist die Verstärkungsschicht ein Material auf, das selbst luftundurchlässig ist, um dadurch die Undurchlässigkeit des Gegenstands zu verbessern. Besonders bevorzugt sind jedoch dem textilen Flächengebilde, ebenso wie dem textilen Flächengebilde beim Stand der Technik, Mittel zugeordnet, die es bei Rückstellung im wesentlichen undurchlässig machen. Bevorzugt weisen die Mittel, um das textile Flächengebilde im wesentlichen undurchlässig zu machen, ein polymeres Material auf, das an wenigstens einer, bevorzugt an beiden Oberflächen des textilen Flächengebildes haftet oder eine polymere Matrix ist, durch die sich das textile Flächengebilde hindurcherstreckt. Geeignete Materialien sind in der EP-Patentanmeldung Nr. 0 116 393 (MP0790) beschrieben.
Beispiele von geeigneten polymeren Materialien, um das textile Flächengebilde undurchlässig zu machen, umfassen thermoplastische und elastomere Materialien. Beispiele von thermoplastischen Materialien umfassen: Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Ethylenacrylat-Copolymere, LLDPE, LDPE, MDPE, HDPE, Polypropylen, Polybutylen, Polyester, Polyamide, Polyetheramide, Perfluorethylen-Ethylen-Copolymere und Polyvinylidenfluorid. Es folgt eine Aufstellung von bevorzugten elastomeren Materialien: ABS-Blockcopolymere, Acrylharz-Derivate einschließlich Acrylate, Methacrylate und ihre Copolymere, Vinylacetat-Copolymere mit hohem Vinylanteil mit Ethylen, Polynorborne, Polyurethane und Siliconelastomere.
Wenn ein polymeres Material verwendet wird, um das textile Flächengebilde im wesentlichen undurchlässig zu machen, wird das polymere Material an der Außenseite des textilen Flächengebildes bevorzugt vernetzt, um ein Abtropfen oder Verlaufen während der Wärmerückstellung, insbesondere während der Wärmerückstellung mittels eines Brenners, zu verhindern. Bevorzugt wird das polymere Material an der Innenseite des Gegenstands nicht vernetzt, so daß es bei der Rückstellung fließen kann, um eine Verbindung mit der angrenzenden Verstärkungsschicht bei Rückstellung herzustellen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung umfassen eine Abdeckung aus rückstellbarem textilen Flächengebilde, eine auf die Oberfläche des textilen Flächengebildes laminierte Verstärkungsschicht und eine Schicht aus einem Klebstoffüberzug auf der Oberfläche der Verstärkungsschicht, die dem textilen Flächengebilde abgewandt ist. Bevorzugt ist der Gegenstand rohrförmig oder ein Umwickelgegenstand, und die Schichten von der Außen- zur Innenseite sind textiles Flächengebilde (mit Polymermatrix aus Laminaten, falls vorhanden), Verstärkungsschicht, Klebstoff. Der Klebstoff ist bevorzugt durch Wärme aktivierbar, beispielsweise ein Schmelzklebstoff, wie etwa ein Polyamid oder EVA. Der durch Wärme aktivierbare Klebstoff hat bevorzugt eine Viskosität im Bereich von 40 bis 150, bevorzugt 60 bis 80 Pa.s bei 160 ºC und eine Fließtemperatur im Bereich von 80 bis 120 ºC, bevorzugt 95 bis 110 ºC. Ein geeigneter Polyamidklebstoff, der in der GB-Patentveröffentlichung 2 075 991 angegeben ist, enthält bis zu 10 %, bevorzugt bis zu 1 % eines Acrylkautschuks und hat eine ausgezeichnete Haftung an unbehandeltem Polyethylen und eine gute Flexibilität bei niedriger Temperatur. Die Aktivierungstemperatur des Klebstoffs wird bevorzugt so gewählt, daß sie der einzigen Rückstelltemperatur des textilen Flächengebildes entspricht, so daß der einzige Erwärmungsschritt sowohl die Rückstellung als auch die Verbindung bewirkt. Der Klebstoff braucht sich nicht über die Gesamtoberfläche des textilen Flächengebildes zu erstrecken.
Wenn eine Klebstoffauskleidung verwendet wird, ist die Verstärkungsschicht bevorzugt bei der Rückstelltemperatur des textilen Flächengebildes hinreichend fest, um einen Klebstoffausbruch zu verhindern. Die Verstärkungsschicht ist bevorzugt auch für den Durchttritt von Klebstoff durch ihre Dicke undurchlässig. Das bedeutet, daß bei der Rückstellung des textilen Flächengebildes der Klebstoff an der Innenseite des Gegenstands verbleibt und der aktivierte Klebstoff nicht durch die Verstärkungsschicht hindurch in Berührung mit dem textilen Flächengebilde gelangen kann.
Bei Abwesenheit einer Verstärkungsschicht ist ein Klebstoffausbruch bei offenen Strukturen des textilen Flächengebildes nachteiliger, weil die loseren Strukturen größere Zwischenräume haben, durch die der Klebstoff ausbrechen kann. Bei Abwesenheit einer Verstärkungsschicht kann ein Klebstoffausbruch auch dann ein Problem sein, wenn das textile Flächengebilde in Verbindung mit einem polymeren Matrixmaterial verwendet wird, weil das polymere Material bei der Rückstelltemperatur weich werden kann und somit eine hinreichend niedrige Viskosität hat, um von dem Klebstoff durchstoßen zu werden, wenn dieser durch die Zwischenräume des textilen Flächengebildes ausbricht.
Die Verwendung einer Verstärkungsschicht, die ausreichend fest ist, um einen Klebstoffausbruch zu verhindern, und den Klebstoff an ihrer inneren Oberfläche hält, ermöglicht daher die Verwendung von offeneren Strukturen von textilen Flächengebilden als das bisher für erwünscht gehalten wurde, ohne daß die Gefahr von Klebstoffausbruch besteht.
Somit können Druckrückhaltung und Beständigkeit gegen Klebstoffausbruch, die erwünscht sind, unter Anwendung von offeneren textilen Flächengebilden erreicht werden, als man bisher für möglich gehalten hat.
Die Verstärkungsschicht kann auch so gewählt sein, daß sie die Absperrung gegenüber der Feuchtigkeitsdampfdurchlässigkeit (MVT) des Gegenstands verbessert.
Bei den bekannten rückstellbaren Gegenständen aus textilem Flächengebilde kann ein geringer Grad an Wasserdampfdurchlässigkeit durch die Dicke des Gegenstands selbst dann auftreten, wenn das textile Flächengebilde in Verbindung mit einer polymeren Matrix verwendet wird, und zwar, weil polymere Materialien von Natur aus für Feuchtigkeit geringfügig durchlässig sind. Auch kann das Eindringen von Wasserfeuchtigkeit oder einer anderen Flüssigkeit in den Gegenstand durch die Fasern selbst erfolgen. Das kann der Fall sein, wenn das verwendete textile Flächengebildes eines ist, das Fasern (z.B. Glas) enthält, die selbst Wasser oder Feuchtigkeit oder eine andere Flüssigkeit entlang ihrer Länge durchlassen können, wenn der Aufbau des textilen Flächengebildes so ist, daß ein freies Ende einer Faser für die Flüssigkeit zugänglich ist. In diesen Fällen kann Wasser in das Innere des rohrförmigen Gegenstands eintreten, indem es zuerst in das freie Ende der Faser eintritt, dann entlang der Länge der Faser wandert, von wo es dann in das Innere des Gegenstands gelangen kann. Dies ist ein spezielles Problem, wenn das in Verbindung mit dem textilen Flächengebilde verwendete polymere Material nur auf die äußere Oberfläche des textilen Flächengebildes laminiert ist, oder selbst dann, wenn es auf beide Seiten laminiert ist oder als Matrix sich durch das textile Flächengebilde hindurcherstreckt, wenn die innere Oberfläche des polymeren Material (die innerhalb des textilen Flächengebildes liegt) irgendwiebeschädigt ist, so daß möglich wird, daß ein Pfad für Flüssigkeit in das Innere der Hülle verläuft.
Wegen der Möglichkeit eines gewissen Eindringens von Feuchtigkeit in die bekannten Gegenstände aus textilem Flächengebilde ist es bei manchen Anwendungen üblich, Kieselgelpackungen im Inneren der Gegenstände vorzusehen, um diese Feuchtigkeit zu absorbieren.
Gemäß der Erfindung kann eine Verstärkungsschicht verwendet werden, die einen niedrigen Feuchtigkeitsdampfdurchlässigkeits- bzw. MVT-Wert (bevorzugt im wesentlichen Null) hat, um die Absperrung des Gegenstands gegenüber Feuchtigkeitsdampfdurchlässigkeit zu verbessern. Daher können Gegenstände aus rückstellbarem Flächengebilde, die bessere MVT-Eigenschaften haben als das bisher möglich war, hergestellt werden, und die Notwendigkeit, Kieselgel-Trockenpäckchen in Gegenständen vorzusehen, kann entfallen. Wenn in der vorliegenden Beschreibung MVT-Werte angegeben sind, sind sie bei Raumtemperatur gemessen.
Überraschend wurde gefunden, daß der Gegenstand gemäß der Erfindung verbessertes Kriechverhalten gegenüber Vergleichsbeispielen ohne eine Verstärkungsschicht hat. Im allgemeinen ist das Ausmaß des Kriechens, das bei dem Gegenstand mit der Verstärkungsschicht auftritt, ungefähr halb so groß wie das von Gegenständen ohne eine Verstärkungsschicht
Bevorzugte Merkmale der Verstärkungsschicht sowie zugehöriger Schichten, die die Vorteile der Erfindung bieten, werden nachstehend erörtert.
Bevorzugt hat die Verstärkungsschicht eine Zugfestigkeit von wenigstens 10 MPA, stärker bevorzugt wenigstens 13 MPA, insbesondere wenigstens 16 MPA bei 100 ºC, und eine Zugfestigkeit von wenigstens 30 MPA bei Raumtemperatur. Die Zugfestigkeit ist für die Verbesserung der Druckrückhaltung, zum Verhindern des Klebstoffausbruchs und auch zur Verbesserung des Kriechverhaltens von besonderer Wichtigkeit.
Die Fließtemperatur der Verstärkungsschicht im Vergleich mit der Rückstelltemperatur des textilen Flächengebildes sowie auch die Viskosität der Verstärkungsschicht bei der Rückstelltemperatur sind wichtige Parameter, und zwar speziell, wenn es erwünscht ist, einen Klebstoffausbruch zu unterbinden. Wenn die Verstärkungsschicht bei der Rückstellung fließt oder die Viskosität der Verstärkungsschicht bei der Rückstelltemperatur zu niedrig ist, kann die Verstärkungsschicht von dem Klebstoff durchbohrt werden. Bevorzugt hat die Verstärkungsschicht eine Fließtemperatur, die um wenigstens 40 ºC, stärker bevorzugt um wenigstens 60 ºC höher als die Rückstelltemperatur des textilen Flächengebildes ist. Bevorzugt hat die Verstärkungsschicht einen Schmelzfluß-Index, der im wesentlichen Null ist, gemessen bei 190 ºC unter 2,16 kg.
Bevorzugt weist die Verstärkungsschicht ein Material auf, das einen niedrigen MVT-Wert hat, und zwar speziell für Anwendungen, bei denen es wichtig ist, eine geringe Feuchtigkeitsdampfdurchlässigkeit von der Außenseite zur Innenseite des Gegenstands zu haben. Bevorzugt weist die Verstärkungsschicht ein Material auf, das einen MVT-Wert von weniger als 1 g/m²/d, stärker bevorzugt weniger als 0,3 g/m²/d hat.
Es ist zwar erwünscht, daß die Verstärkungsschicht fest ist und hohe Zugfestigkeit hat, sie muß aber auch imstande sein, die Konfigurationsänderung des Gegenstands bei Rückstellung der Hülle aufzunehmen. Das wird bevorzugt dadurch erreicht, daß die Verstärkungsschicht so hergestellt wird, daß sie sich beim Schrumpfen des textilen Flächengebildes in Längsrichtung und bevorzugt auch gleichförmig wellt, um die konfigurationsmäßige Änderung des Gegenstands aufzunehmen.
Ein Parameter, der als wichtig erachtet wird, um die Fähigkeit der Verstärkungsschicht zu bestimmen, Änderungen der Konfiguration des Gegenstands dadurch aufzunehmen, daß er sich selbst zu Wellen formt, ist die Steifigkeit der Verstärkungsschicht Der Ausdruck Steifigkeit trifft sowohl für homogene als auch für heterogene Materialien zu, und wenn mehrere Schichten vorhanden sind, hängt die Steifigkeit von der inhärenten Steifigkeit der einzelnen Schichten sowie ihrer jeweiligen Dicke ab. Messungen der Steifigkeit werden als besonders relevant bei der Verstärkungsschicht der Erfindung erachtet, weil daran gedacht ist, Vielschicht-Verstärkungsschichten zu verwenden.
Bevorzugte Steifigkeitswerte wurden für die Verstärkungsschicht der Erfindung bestimmt unter Anwendung der Prüfung nach dem British Standard BS 2782 (Part 3 method 332A 1976). Die Steifigkeit der Verstärkungsschicht, die nach dieser Methode gemessen wird, ist bevorzugt geringer als 10 N/m, stärker bevorzugt geringer als 6 Nim, gemessen bei Raumtemperatur. Bei 100 ºC ist die Steifigkeit bevorzugt höchstens 6 N/m, stärker bevorzugt höchstens 1,5 N/m.
Die verstärkungsschicht wellt sich bevorzugt bei der Rückstellung, und zwar bevorzugt gleichförmig. Bevorzugt wird die Verstärkungsschicht nicht vorgerillt oder anderweitig vorbehan delt, um die Wellung zu verstärken. Bevorzugt ist die Verstärkungsschicht derart, daß die von dem rückgestellten textilen Flächengebilde darauf aufgebrachten Rückstellkräfte sie veranlassen, Wellungen mit einer Höhe im Bereich von 1,0 bis 1,3 mm, bevorzugt ca. 1,16 mm und mit einem Abstand von Spitze zu Spitze von ca. 1 bis 2,5 mm, bevorzugt ca. 1,7 mm, zu bilden.
Gemäß der Erfindung ist das Verstärkungselement auf das textile Flächengebilde laminiert. Das umfaßt das unmittelbare La minieren des Verstärkungselements auf das textile Flächengebilde und auch das Laminieren über ein Zwischenelement. Wenn beispielsweise, was bevorzugt wird, ein polymeres Material in Verbindung mit dem textilen Flächengebilde verwendet wird, um es im wesentlichen undurchlässig zu machen, und dieses polymere Material sich zu der inneren Oberfläche des textilen Flächengebildes erstreckt oder auf diese laminiert ist, kann die Verstärkungsschicht unmittelbar auf dieses polymere Material laminiert sein, das seinerseits auf das textile Flächengebilde laminiert ist.
Bevorzugt bleibt die Verstärkungsschicht auch nach der Rückstellung auf das textile Flächengebilde laminiert, d. h. es erfolgt keine Schichtentrennung, die zur Bildung eines Luftspaltes zwischen dem textilen Flächengebilde und der Vestärkungsschicht führen würde. Eine Schichtentrennung ist aus mehreren Gründen nachteilig. Beispielsweise wird die Übertragung von Umfangsspannungen von dem textilen Flächengebilde zu der Verstärkungsschicht herabgesetzt, die Fähigkeit des Gegenstands zur Druckrückhaltung wird vermindert, das Eindringen von Wasser kann beispielsweise an den Rändern stattfinden, Klebstoffausbruch kann z.B. an den Rändern erfolgen, und wenn die Verstärkungsschicht sich bei der Rückstellung wellt, kann die Wellung inhomogen sein.
Damit die Verstärkungsschicht vor, während und nach der Rückstellung auf das textile Flächengebilde laminiert bleibt, ist bevorzugt eine Schicht aus schmelzfähigem Material zwischen dem textilen Flächengebilde und der Verstärkungsschicht vorgesehen, die bei der Rückstelltemperatur des textilen Flächengebildes zum Schmelzen gebracht wird. Das erlaubt der Verstärkungsschicht, sich bei der Rückstellung innerhalb des schmelzfähigen Materials zu wellen, und gewährleistet, daß nach der Rückstellung das schmelzfähige Material zum Fließen gebracht worden ist, um die Vertiefungen in dem gewellten Verstärkungselement auszufüllen. Somit gibt es keinen Luftspalt zwischen dem textilen Flächengebilde und der Verstärkungsschicht, und zwar weder vor noch während oder nach der Rückstellung. Bevorzugt hat das schmelzfähige Material einen Schmelzfluß-Index im Bereich von 0,1 bis 10, stärker bevorzugt von 4 bis 7, gemessen bei 190 ºC unter 2,16 kg. Das schmelzfähige Material kann beispielsweise ein Copolymer sein. Der Schmelzfluß-Index des schmelzfähigen Materials sollte nicht so hoch sein, daß es durch die Zwischenräume des textilen Flächengebildes ausbrechen kann. Somit ist die bevorzugte Obergrenze 10.
Bevorzugt ist die Verstärkungsschicht an ihren beiden Hauptoberf lächen mit einem schmelzfähigen Material, bevorzugt wie oben definiert, versehen. Somit wellt sich die Verstärkungsschicht in einer Matrix aus schmelzfähigem Material. Die Anwesenheit des schmelzfähigen Materials auf einer oder bevorzugt beiden Seiten der Verstärkungsschicht erhöht die Gleichförmigkeit der Wellung der Verstärkungsschicht
Das schmelzfähige Material zwischen dem textilen Flächenge bilde und der Verstärkungsschicht ist bevorzugt gewählt, um eine gute Verbindung zwischen diesen Schichten zu bilden. Die schmelzfähige Schicht zwischen dem textilen Flächengebilde und der Verstärkungsschicht hat bevorzugt eine Dicke in dem Bereich von 20 bis 30 µm. Die schmelzfähige Schicht an der von dem textilen Flächengebilde abgewandten Oberfläche der Verstärkungsschicht hat bevorzugt eine Dicke im Bereich von 20 bis 30 µm.
Speziell dann, wenn die Schicht aus schmelzfähigem Material zwischen der Verstärkungsschicht und dem textilen Flächengebilde zu dick und der Schmelzfluß-Index zu hoch ist, kann die schmelzfähige Schicht durch das textile Flächengebilde hindurch ausbrechen.
Die Fähigkeit des schmelzfähigen Materials zu fließen, um den Raum zwischen dem gewellten Verstärkungselement und dem textilen Flächengebilde auszufüllen, und bevorzugt das Vorsehen einer schmelzfähigen Matrix, auf der die Verstärkungsschicht sich wellt, wird als wichtig für die Verbesserung der Kriech- Charakteristiken des Gegenstands erachtet. In dieser Beziehung ist zu beachten, daß es überraschend ist, daß ein gewelltes Element tatsächlich die Kriechfestigkeit des Gegenstands verbessern kann.
Die Verstärkungsschicht kann eine einzige Schicht oder zwei oder mehr Schichten aus verschiedenen Materialien aufweisen.
Wenn zwei oder mehr Schichten verwendet werden, kann jede der geforderten Eigenschaften der Verstärkungsschicht durch eine der Schichten oder durch eine Kombination der Schichten erhalten werden. Wenn beispielsweise eine Schicht mit hoher Zugfestigkeit und kleinem MVT-Wert gefordert wird, können zwei Schichten gemeinsam verwendet werden, deren eine die geforderte hohe Zugfestigkeit und deren andere den geforderten kleinen MVT-Wert hat. Die bevorzugte Zugfestigkeit kann beispielsweise erhalten werden unter Verwendung einer Schicht aus Mylar oder biaxial verstrecktem Nylon. Der bevorzugte kleine MVT-Wert kann beispielsweise erhalten werden unter Verwendung einer Metallschicht, beispielsweise Aluminium. Somit weist eine bevorzugte Verstärkungsschicht eine Schicht aus Mylar oder Nylon auf, die auf einer oder beiden Seiten mit einer Schicht aus Metall, wie etwa Aluminium verbunden ist. Die Schicht(en) aus Metall kann beispielsweise in Form einer Folie oder als sehr dünne Metallabscheidungsschicht vorgesehen sein.
Wenn eine Stützschicht, wie etwa Mylar oder Nylon und eine Metallfolienschicht verwendet werden, kann jede der Schichten dem textilen Flächengebilde am nächsten liegen. Bevorzugt ist das Mylar oder Nylon dem textilen Flächengebilde am nächsten, um die mechanisch stärkste Verbindung zwischen dem textilen Flächengebilde und der Verstärkungsschicht zu erzielen.
Die Gesamtdicke der Verstärkungsschicht ist bevorzugt in dem Bereich von 5 bis 100 µm, stärker bevorzugt in dem Bereich von 7 bis 35 µm. Bei Verwendung von einer Metallschicht oder -schichten in Kombination mit einer Stützschicht hat die Stützschicht bevorzugt eine Dicke im Bereich von ca. 8 bis 25 µm, beispielsweise ca. 12 bis 15 µm. Wenn die Metalischicht als Folie vorgesehen ist, hat sie bevorzugt eine Dicke von ca. 5 bis 15 µm, beispielsweise ca. 9 bis 12 µm. Wenn das Metall als Abscheidungsschicht oder -schichten vorgesehen ist, hat (haben) diese bevorzugt eine Dicke von ca. 0,3 bis 50 µm (3 bis 500 Å). Wenn eine Metallabscheidungsschicht verwendet wird, ist sie bevorzugt auf beiden Seiten der Stützschicht vorgesehen.
Die Konstruktion des textilen Flächengebildes soll nun kurz betrachtet werden, obwohl davon ausgegangen wird, daß jedes Gewebe oder jede Maschenware oder Non-Woven-Agglomeration irgendwelcher Fasern verwendet werden kann. Für die vorliegenden Zwecke soll der Ausdruck Gewebe Geflechte einschließen, da die Produkte gleichartig sind, wenn auch die Herstellungsmethoden verschieden sind. Eine Rückstellbarkeit wird bevorzugt durch Verweben oder Wirken von Fasern erhalten, die bereits rückstellbar sind. Alternativ kann sie durch Verformen eines textilen Flächengebildes gegeben sein, das aus dimensionsmäßig stabilen Fasrn gewebt oder gewirkt ist. Beispiele von geeigne ten rückstellbaren textilen Flächengebilden sind in der EP-Patentanmeldung Nr. 84300059.7 (MP0790) beschrieben.
Unterschiedliche Auswirkungen, beispielsweise hinsichtlich des Endrückstellungsverhältnisses, der Festigkeit und Flexibilität ergeben sich aus unterschiedlichen Arten von Gewebe oder Maschenwaren selbst bei Verwendung der gleichen Fasern. Beispiele von Gewebearten sind Leinwandbindung, Köper, gebrochener Köper, Fischgräten-Kettatlas, Schußatlas, Dreherbindung, Panamabindung, Sackgewebe, Matte und Kombinationen davon. Das Gewebe kann einlagig sein, oder es können Viellagengewebe verwendet werden. Ein spezieller Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Hochleistungs-Gegenstände aus textilen Flächengebilden mit offener Struktur hergestellt werden können, wobei Beispiele von solchen textilen Flächengebilden WIWK (Kettengewirk mit Schußeintrag) und Drehergewebe umfassen.
Die zur Herstellung des rückstellbaren textilen Flächengebildes verwendeten Fasern können Monofilamente, Multifilamente, Stapelfasergarn oder Bänder sein. Beispiele von polymeren Materialien, die als rückstellbare Fasern verwendet werden können, umfassen Polyolefine, wie etwa Polyethylen (insbesondere HDPE) und Polypropylen, Polyamide, Polyester und Fluorpolymere wie FEP, Ethylen-Perfluoro-Copolymer, Polyvinylidenfluorid und TFE-copolymere. Die Rückstelltemperatur, womit wir die Temperatur meinen, bei der die Rückstellung im wesentlichen bis zum Ende geführt wird, ist bevorzugt 60 ºC oder mehr, stärker bevorzugt 80 bis 250 ºC, am meisten bevorzugt 120 bis 150 ºC. Eine nichtrückstellbare Faser kann als Verstärkung oder Ergänzung der rückstellbaren Fasern verwendet werden oder die Hauptkomponente in einer oder mehreren Dimensionen des textilen Flächengebildes darstellen. Die nachstehenden nichtrück stellbaren Materialien können als beispielhaft angesehen werden: Glasfasern, Kohlenstoffasern, Drähte oder andere Metallfasern, Polyester, aromatische Polymere, wie etwa aromatische Polyamide, beispielsweise Kevlar (Wz), Imide und Keramikmatenahen.
Der Gegenstand gemäß der Erfindung kann in Rohrform oder in Umwickelform hergestellt sein. Umwickelgegenstände werden bevorzugt, weil sie um Substrate herum installierbar sind, die keine freien Enden haben. Das ist besonders nützlich, wenn ein Spleiß in einem Telefonkabel zu umschließen ist, nachdem nur einige der vielen darin enthaltenen Leiter repariert worden sind; denn wenn der Gegenstand rohrförmig ist, muß das gesamte Kabel für die Installation durchtrennt werden. Umwickelprodukte sind auch dort nützlich, wo der Platz begrenzt ist.
Wenn eine Umwickelhülle verwendet wird, kann unter dem Längsschlitz der Hülle eine langgestreckte Lasche vorgesehen sein, um die Abdichtung zu bilden. Diese kann als eine gesonderte Einheit vorgesehen oder an einer Seite der Hülle angebracht sein. Die Lasche weist bevorzugt ebenfalls eine Verstärkungsschicht auf.
Die Techniken, mit denen die Hülle auf eine geeignete Weise in der Umwickelkonfiguration gehalten werden kann, werden nach stehend erläutert. Zuerst kann eine Überlappung oder eine andere Verbindung zwischen gegenüberstehenden Rändern des Flächenkörpers hergestellt werden, fakultativ mit einem Fleck, um ein Ablösen zu verhindern. Bei einer zweiten Möglichkeit können irgendwelche Mittel verwendet werden, die in das textile Flächengebilde eindringen, beispielsweise Vernähen, Heften, Vernieten.oder vorher eingesetzte Fangelemente. Eine dritte Methode des Verschließens umfaßt das Ausbilden der Ränder der Hülle auf solche Weise, daß sie durch irgendeine Form von Klemmeinrichtung, etwa den C-förmigen Kanal, der in der GB-PS 1 155 470 gezeigt ist, oder ein wiederverwendbares Werkzeug zusammengehalten werden können.
Bevorzugte Verschlußf ormen für den Gegenstand sind in der EP- Patentanmeldung Nr. 84300058.9 beschrieben. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das textile Flächengebilde an jedem Längsrand auf sich selbst zurückgefaltet, um Stäbe, bevorzugt Nylonstäbe, aufzunehmen, die entlang der Länge des Gegenstands verlaufen. Die Stäbe und das darüberliegende textile Flächengebilde werden von dem Verschlußkanal zusammengehalten.
Wenn diese Art von Verschluß verwendet wird, verläuft die Verstärkungsschicht vorteilhaft bis zu den Längsrändern des Gegenstands, und der Kanal greift die Verstärkungsschicht mit dem textilen Flächengebilde. Dadurch wird im wesentlichen verhindert, daß die Verstärkungsschicht an dem Verschluß aus den Längsrändern des Gegenstands herausgezogen wird. Außerdem verhindert die Verstärkungsschicht im wesentlichen einen Klebstoffausbruch in dem Stabbereich.
Bei vielen Anwendungen ist es erwünscht, in der Hülle eine Auskleidung vorzusehen. Die Auskleidung hat bevorzugt einen zentralen Bereich mit größerem Querschnitt und Endabschnitte mit kleinem Querschnitt, die Übergänge zu dem Substrat bilden. Die Auskleidung weist typischerweise verjüngte Finger an den Enden auf, die die Übergänge bilden. Die Auskleidung verleiht dem Gegenstand Halt und mechanische Steif igkeit. Die Verwendung einer Auskleidung mit einem textilen Flächengebilde ist beispielsweise in der EP-Patentanmeldung Nr. 84300057.1 (RK169) beschrieben. Charakteristisch weist die Auskleidung ein Metall, wie Aluminium, beispielsweise in Form von Halbschalen, auf.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Gegenstands gemäß der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt A-A nach Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Gegenstand von Fig. 1 und 2 nach Rückstellung;
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Teils des Querschnitts von Fig. 3;
Fig. 5 eine Endansicht eines anderen Gegenstands gemäß der Erfindung;
Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des Verschlußbereichs des Gegenstands von Fig. 4;
Fig. 7 eine schematische Darstellung, die einen Teil eines bevorzugten Verfahrens zum Herstellen eines Gegenstands gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 8 einen Querschnitt einer Vorrichtung, die zum Prüfen von Klebstoffausbruch bei Gegenständen gemäß der Erfindung und anderen verwendet wird;
Fig. 9 ein Diagramm, das das Kriechverhalten von Gegenständen gemäß der Erfindung und anderen zeigt.
Fig. 1 zeigt einen Umwickelgegenstand 2 gemäß der Erfindung. Längsränder 4 des Gegenstands sind verdickt und können durch einen kanalförmigen Verschluß 6 zusammengehalten werden. Der Gegenstand 2 weist eine Laminatstruktur auf. Diese ist in Fig. 2 gezeigt, die ein Querschnitt A-A des Gegenstands von Fig. 1 ist. Die Struktur weist ein textiles Flächengebilde 8 auf, das ein Gewebe ist, das wärmerückstellbare HD-Polyethylenfasern 10 und wärmestabile Glasfasern 12 aufweist. Die rückstellbaren Fasern 10 sind in dem Schuß des textilen Flächengebildes und verlaufen um den Umfang des Gegenstands herum. Die Glasfasern 12 sind in der Kette und verlaufen entlang der Länge des Gegenstands. Das textile Flächengebilde stellt sich bei einer Temperatur von ca. 110 bis 135 ºC zurück. Eine Schicht aus polymerem Material ist auf beide Seiten des textilen Flächenge bildes laminiert. Die äußerste Schicht 14 (die von dem Gegenstand nach außen weist) ist durch Bestrahlen bis auf eine Strahlungsdosis von 12 Mrad vernetzt. Dadurch wird die Tendenz der Schicht 14, während der Rückstellung zu fließen, gehemmt. Eine innere Schicht 16 ist unvernetzt. Das wird später noch erläutert. Eine Verstärkungsschicht 18 ist auf die innere Oberfläche der inneren Laminatschicht 16 laminiert. Bei der Rückstellung fließt die nichtvernetzte polymere Schicht 16 und verstärkt die Verbindung mit der Verstärkungsschicht 18. Deshalb ist sie nicht vernetzt.
Die Verstärkungsschicht 18 selbst weist zwei Schichten auf, die eine Schicht aus Aluminium (20) bzw. eine Stützschicht aus Mylar (22) sind. Mit beiden Seiten dieser Schichten sind Copolymer-Schmelzklebstoffschichten 24 und 26 verbunden. Die Klebstoffschicht 24 verbindet die Verstärkungsschicht 18 mit der inneren Laminatschicht 16 sowohl vor als auch nach der Rückstellung. Die Klebstoffschicht 26 verbindet den Gegenstand nach der Rückstellung mit dem darunterliegenden Objekt. Die Klebstoffschichten 24 und 26 haben eine Fließtemperatur von ca. 200 ºC. Außerdem haben sie einen Schmelzfluß-Index von ca. bei 190 ºC, gemessen unter 2,16 kg. Bei der Rückstelltemperatur des textilen Flächengebildes beult sich also die Verstärkungsschicht 18 in den Schichten 24 und 26, und die Klebstoffschicht 24 fließt, um alle Zwischenräume zwischen der Verstärkungsschicht 18 und dem textilen Flächengebilde 8 auszufüllen. Eine letzte Schicht aus einem Polyamid-Klebstoff 25 ist an der Oberfläche der Klebstoffschicht 26 vorgesehen. Diese dient dazu, den Gegenstand 2 mit dem darunterliegenden Objekt zu verbinden.
Die Fig. 3 und 4 zeigen den Gegenstand nach Rückstellung auf einem Objekt, wie etwa einem Kabel 27. Die rückstellbaren Fasern 10 sind geschrumpft, wodurch sie die Glasfasern 12 näher zueinander gezogen haben. Die Verstärkungsschicht 18 hat sich gebeult bzw. gewellt, um die Größenabnahme des Gegenstands aufzunehmen. Die Klebstoffschicht 24 ist zum Fließen gelangt, um die Vertiefungen in der gebeulten oder gewellten Schicht 18 auszufüllen, so daß die Verstärkungsschicht 18 auf das textile Flächengebilde 8 laminiert bleibt. Die Klebstoffschichten 26 und 25 sind zum Fließen gelangt, um den Zwischenraum zwischen der Verstärkungsschicht 18 und dem Kabel 27 auszufüllen.
Die Fig. 5 und 6 zeigen einen anderen Umwickelgegenstand gemäß der Erfindung. Das Material des Gegenstands ist das gleiche wie das in den Fig. 1 bis 3 beschriebene, aber das Material an den Längsrändern des Gegenstands ist um Nylonstäbe 28 herumgewickelt, die entlang der Länge der Hülle verlaufen. Die Verstärkungsschicht 18 wickelt sich gemeinsam mit dem textilen Flächengebilde 8. Der Verschlußkanal 6 ist über den Stäben positioniert und hält die Längsränder in enger Formanpassung. Eine separate Lasche 29 wird verwendet, um den Zwischenraum unter dem Kanal 6 abzudichten. Diese kann stattdessen an einer Seite des Wickelgegenstands befestigt sein; sie enthält ebenfalls die Verstärkungsschicht 18.
Fig. 7 zeigt einen Teil eines bevorzugten Verfahrens zum Herstellen eines Gegenstands gemäß der Erfindung. Zuerst wird ein rückstellbares textiles Flächengebilde aus wärmerückstellbaren und fakultativ aus anderen Fasern hergestellt, z.B. gewebt. Das textile Flächengebilde wird dann bevorzugt zum Zweck des Vernetzens bestrahlt, dann wird auf eine Seite eine Schicht aus LD-Polyethylenmaterial laminiert. Dieses textile Flächengebilde wird bevorzugt auf Walzen 30 gewickelt, wobei die einzelne polymere Laminatschicht, die die äußere Schicht 14 des Gegenstands bilden soll, an der Innenfläche der Walze liegt (d. h. dem unteren Ende der Figur zugewandt ist, während es von der Walze abgezogen wird). Dieses textile Flächengebilde wird dann einem anderen Set von Walzen 32 zugeführt, wo auf die andere Seite des textilen Flächengebildes eine zweite Schicht aus LD-Polyethylen aus einem Trichter 38 auflaminiert wird. Diese bildet die innere Laminatschicht 16. Gleichzeitig wird die Verstärkungsschicht 18 auf die Oberseite der polymeren Schicht 16 laminiert, wobei sie von Walzen 34 zugeführt wird. Das Laminierverfahren wird durch Walzen 36 vervollständigt. Die Längsränder des textilen Flächengebildes können zu der in Fig. 3 gezeigten Gestalt geformt werden, nach Wunsch wird eine Lasche angebracht, und dann wird der Gegenstand abgelängt.

Beispiele

Klebstoffausbruch

Es wurden Vergleichsversuche durchgeführt, um die Auswirkung einer Verstärkungsschicht auf den Klebstoffausbruch bei einer Reihe von Prüflingen zu zeigen. Es wurde eine spezielle Vorrichtung und ein entsprechender Test erstellt, um die Tendenz der Prüflinge, einen Klebstoffausbruch zu erfahren, zu messen. Der Test wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert und wie folgt ausgeführt:
Ein Prüfling 42 wird zwischen einer Siliconkautschuk-Membran 44 mit einer Dicke von 3 mm und einem metallischen Sieb 46, das einen Penetrationsfaktor von 55 % hat, positioniert. Ein Klebstoffflächenkörper 48 mit der Größe 40 mm x 40 mm und einer Dicke von 0,5 bis 0,9 mm liegt zwischen der Silicon-
Elemente werden zwischen einer oberen und einer unteren Aluminiumplatte 50 und 52 eingespannt, wobei das durchdringbare Metallsieb an die obere Platte angrenzt. Ein Viton-O-Dichtring 54 bewirkt eine Abdichtung zwischen der Siliconkautschuk-Membran 44 und der unteren Platte 52. Die obere und die untere Platte 50 und 52 enthalten gleich große kreisrunde Öffnungen 56 und 58, die übereinanderliegen Schrauben 60 verbinden die Platten 50 und 52 miteinander und werden angezogen, um die Elemente 42, 44, 46, 48 und 54 zwischeneinander festzulegen.
Die kreisrunden Öffnungen 56 und 58 in den Platten 50 und 52 haben einen Durchmesser von 50 mm. Die obere Öffnung 56 ist zur Atmosphäre offen. Die untere Öffnung 58 ist mit einem Reservoir in Verbindung, das zum Testen des Prüflings mit Druck beaufschlagt werden kann. Die Druckbeaufschlagung bewirkt, daß das Siliconkautschuk-Element 44 auf den Klebstoff drückt, um ihn durch den Prüfling 42 und das Metallsieb 46 zu pressen.
Die den Prüfling enthaltende Vorrichtung wird in einen Ofen verbracht und für eine Stunde bei 150 ºC wärmestabilisiert.
Nach der Stabilisierung wird der Druck in Schritten von 10 kPa erhöht, bis ein Klebstoffausbruch beobachtet wird. Dieser wird aufgezeichnet. Der Test wird bei 150 ºC durchgeführt, weil das ungefähr die Temperatur ist, die zur Rückstellung von charakteristischen rückstellbaren textilen Flächengebilden angewandt wird und somit die Temperatur ist, bei der in der Praxis ein Klebstoffausbruch auftreten würde.
Der Test wurde für eine Reihe von verschiedenen Strukturen von textilen Flächengebilden ausgeführt. Jedes textile Flächengebilde war mit einem polymeren Material versehen, um es undurchlässig zu machen. Das polymere Material war als Laminat aus LD-Polyethylen auf beiden Seiten des textilen Flächengebildes vorgesehen. Jede Schicht hatte eine Dicke von 0,1 bis 0,5 mm.
Die Beispiele 2, 3, 5, 7, 9 und 11 sind Vergleichsbeispiele, die keine Verstärkungsschicht verwenden. Die Beispiele 1, 4, 6, 8 und 10 sind Gegenstände gemäß der Erfindung. Jeder weist eine Verstärkungsschicht auf, die ein Laminat mit folgendem Aufbau ist:
- biaxial verstrecktes Nylon - Dicke 15 µm (dem textilen Flächengebilde zunächstliegend)
- Aluminiumfolie - Dicke 12 µm (von dem textilen Flächenge- Flächengebilde am weitesten entfernt).
Außerdem ist eine Schicht aus Copolymer-Schmelzklebstoff mit einer Dicke von 35 µm zwischen dem textilen Flächengebilde und der Verstärkungsschicht vorgesehen, und eine Schicht aus Schmelz-Copolymer mit einer Dicke von 25 µm ist an der von dem textilen Flächengebilde abgewandten Oberfläche der Verstärkungsschicht vorgesehen. Das gesamte Copolymer/Nylon/Aluminium/Copolymer-Laminat wird von UCB unter dem Warennamen Sidamil geliefert.
Die in den Beispielen 1, 4, 6, 8 und 10 verwendete Verstärkungsschicht hat einen Schmelzfluß-Index von im wesentlichen Null.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1 BEISPIEL MATERIAL-AUFBAU (s.Schlüssel) TEXT.FLÄCHEN-GEBILDE-STRUKTUR LAMINIE_RUNG VERSTÄR-KUNS-SCHICHT DRUCK BIS AUSBRUCH kPA WIWK Köper gebr.Köper Kettelatlas eine Seiten beide Seiten ja

Schlüssel für den Materialaufbau

A: 4 Bündel aus 5 und 7 Bündel aus 4 wärmerückstellbaren HD- Polyethylenfasern = 48 Fasern/Inch im Schuß und 6 Glasfasern/Inch in der Kette.
B: 18 Bündel aus 4 wärmerückstellbaren HD-Polyethylenfasern = 72 wärmerückstellbare Fasern/Inch im Schuß und 9 Glasfasern/Inch in der Kette.
C: 16 fibrillierte Einträge aus 2 flachgeprägten fibrillier ten wärmertickstellbaren HD-Polyethylenfasern/Inch im Schuß, 9 Glasfasern/Inch in der Kette.
Die Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen deutlich&sub1; daß ein Klebstoffausbruch bei allen Arten von textilen Flächengebilden, die eine Verstärkungsschicht aufweisen, signifikant herabgesetzt wird. Es werden viel höhere Kräfte benötigt, um einen Ausbruch zu bewirken, wenn eine Verstärkungsschicht verwendet wird.
Es wurde ein zweiter Test durchgeführt, um die Auswirkung des Schmelzfluß-Index der Verstärkungsschicht auf die Fähigkeit des Materials zu zeigen, einem Klebstoffausbruch standzuhalten.
In jedem Fall war die Struktur des textilen Flächengebildes die Struktur B wie oben angegeben. Jedes textile Flächengebilde war mit einem Polymermaterial versehen, um es undurchlässig zu machen. Das polymere Material war als Laminat aus LD-Polyethylen auf beiden Seiten des textilen Flächengebildes vorgesehen. Jede Schicht war 0,1 bis 0,5 mm dick.
Die in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführten Ergebnisse zeigen, daß auch dann, wenn die Verstärkungsschicht einen sehr niedrigen Schmelzfluß-Index in der Größenordnung von 0,3 hat, der Druck,um einen Klebstoffausbruch zu bewirken, signifikant verringert ist im Vergleich mit dem erforderlichen Druck bei Verwendung der SML-Schicht der Beispiele 1, 4, 6, 8 und 10, bei denen die Verstärkungsschicht einen Schmelzfluß-Index von im wesentlichen Null hat.
Bei Anwendungen, bei denen ein Klebstoffausbruch nicht akzeptabel ist, werden die Materialien der Beispiele 12 bis 15 für die Verstärkungsschicht nicht bevorzugt. Tabelle 2 BEISPIEL Material der Verstär-kungsschicht Schmelzfluß-Index Druck, um Kleb-stoffausbruch zu bewirken Elvax 670 (geliefert von Dupont) DPD 6182 (geliefert von Union Carbide) CxA 2002 (geliefert von Dupont) Plexar 100 (geliefert von DSM)

Kriechverhalten

Es wurde auch ein Vergleichstest durchgeführt, um die Kriechtendenz von Gegenständen mit und ohne Verstärkungsschicht zu bestimmen. Die in jedem Fall verwendete textile Flächengebildestruktur war diejenige des oben angeführten Typs 'B'.
Die folgenden Prüflinge wurden verwendet.

Beispiel Nr.

16 ohne eine Verstärkungsschicht
17 mit einer Verstärkungsschicht aus PET-Copolymer, auf eine Seite aufgetragen, mit einer Aluminiumschicht von
18 wie Beispiel 17, aber mit einer Aluminiumschicht einer Dicke von 50 nm (500 Å) anstelle einer Schicht von 9 µm Dicke
Die Prüflinge wurden rückgestellt, wobei die verstärkungsschicht, wenn vorhanden, zum Wellen gebracht wurde, und dann einem Kriechtest bei 60 ºC unter einem Innendruck von 70 kPa für ungefähr einen Monat ausgesetzt. Die Resultate sind in dem Diagramm (Figur 9) gezeigt.
Es ist ersichtlich, daß die Hinzufügung der Verstärkungsschicht das Kriechen des Gegenstands signifikant verringert. So kriecht beispielsweise der Prüfling ohne eine Verstärkungschicht (Beispiel 12) um mehr als 14 % innerhalb von 30 Tagen, wohingegen die Prüflinge mit Verstärkungsschichten um weniger als 7 % kriechen. Das Betriebsverhalten ist also mit einer verstärkungsschicht ungefähr doppelt so gut.
Es wird als überraschend angesehen, daß die Anwesenheit der Verstärkungsschicht das Kriechverhalten verbessern kann, obwohl sie gewellt ist.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines wärrnerückstellbaren Gegenstands (2), der Fasern (10, 12) und ein polymeres Material (14, 16) aufweist, durch:

(a) Bereitstellen eines Laminats durch Kleben eines polymeren Materials (14, 16) auf wenigstens eine Oberfläche eines textilen Flächengebildes (8) oder durch Vorsehen eines polymeren Materials (14, 16), durch das sich das textile Flächengebilde (8) hindurch erstreckt;

(b) Ausbilden einer Rückstellbarkeit durch ein Verfahren, das die folgenden Schritte aufweist:

(i) Bereitstellen in Schritt (a) eines textilen Flächengebildes (8) aus Fasern (10), die rückstellbar sind, oder

(ii) Verformen des textilen Flächengebildes (8); gekennzeichnet durch

(c) Laminieren einer Verstärkungsschicht (18) auf das textile Flächengebilde (8) entweder unmittelbar oder über ein Zwischenelement, wobei die Verstärkungsschicht ein Metall (20) aufweist und einen Feuchtigkeitsdurchlässigkeitswert von weniger als 1 g/m²/d hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rückstellbarkeit durch ein Verfahren erzeugt wird, das in Schritt (a) das Bereitstellen eines textilen Flächengebildes (8) aus Fasern (10) aufweist, die rückstellbar sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rückstellbarkeit durch ein Verfahren erzeugt wird, das das Verformen des textilen Flächengebildes (8) aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Verstärkungsschicht (18) über eine auf das textile Flächengebilde laminierte polymere Schicht (16) laminiert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Schicht aus polymerem Material (14, 16) auf jede Oberfläche des textilen Flächengebildes laminiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei eine Schicht (14) aus polymerem Material vernetzt wird und eine Schicht (16) aus polymerem Material nicht vernetzt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das textile Flächengebilde Fasern (12) aufweist, die selbst Wasser oder Feuchtigkeit oder eine andere Flüssigkeit entlang ihrer Länge durchlassen können.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verstärkungsmaterial (18) über ein Zwischenelement laminiert wird, das ein schmelzbares Material (16, 24) aufweist, bei dem sich das Verstärkungsmaterial (18) bei Rückstellung des Gegenstands weht.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gegenstand eine Umwickelhülle (2) aufweist und wobei das Verfahren zusätzlich das Bilden von Rändern (4) der Hülle auf eine solche Weise aufweist, daß sie durch irgendeine Form einer Klemmeinrichtung (6) zusammengehalten werden können.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das textile Flächengebilde an jedem Längsrand auf sich selbst herumgefaltet wird, um Stäbe (28) aufzunehmen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei sich die Verstärkungsschicht (18) zu den Längsrändern des Gegenstands derart erstreckt, daß ein Verschlußkanal (6) die Verstärkungsschicht (18) mit dem textilen Flächengebilde (8) greifen kann.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nichtrückstellbare Fasern (12) die Hauptkomponente in einer oder mehreren Dimensionen des textilen Flächengebildes (8) des wärmerückstellbaren Gegenstands bilden.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das textile Flächengebilde (8) ein Gewebe oder eine Maschenware oder eine Non-woven-Agglomeration von Fasern aufweist.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fasern des textilen Flächengebildes (8) Polyolefinfasern (10) und Glasfasern (12) aufweisen.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das textile Flächengebilde (8) des Gegenstands wärmerückstellbare Fasern (10) und nicht-wärmerückstellbare Fasern (12) als Verstärkung oder Ergänzung der wärmerückstellbaren Fasern aufweist.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verstärkungsschicht (18) eine Metallfolie (20) mit einer Dicke von 5 bis 15 µm oder ein aufgebrachtes Metall mit einer Dicke von 10 bis 50 nm (100 bis 500 Ångström) aufweist.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verstärkungsschicht (18) eine Zugfestigkeit von wenigstens 10 MPA bei 100 ºC und/oder eine Steifigkeit, gemessen nach BS 2782, von weniger als 10 N/m bei Raum temperatur hat.

18. Verfahren zum Schutz eines Kabelspleißes, das folgende Schritte aufweist:

(a) Herstellen eines wärmerückstellbaren Gegenstands;

(b) Umschließen des Spleißes mit dem wärmerückstellbaren Gegenstand; und

(c) Erwärmen des Gegenstands, um ihn zum Rückstellen zu veranlassen;

dadurch gekennzeichnet, daß der wärmerückstellbare Gegenstand mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt wird.