DE3784273T2

DE3784273T2 - Umhuellender, waermerueckstellbarer gegenstand und verfahren zu seiner herstellung.

Info

Publication number: DE3784273T2
Application number: DE8787305494T
Authority: DE
Inventors: Erling Hansen; Steve Wicht
Original assignee: Raychem Corp
Current assignee: Raychem Corp
Priority date: 1986-06-23
Filing date: 1987-06-22
Publication date: 1993-09-16
Anticipated expiration: 2007-06-23
Also published as: DE3784273D1; ATE85940T1; JP2780975B2; EP0251605A2; BR8707355A; EP0251605A3; KR880701174A; JPS63503530A; EP0251605B1; CA1331580C; JP2999427B2; JPH09248856A; WO1987007869A1

Description

Die Erfindung betrifft wärmerückstellbare Gegenstände und insbesondere wärmerückstellbare Gegenstände, die geeignet sind zur Verwendung als Umwickelhüllen, die einfach und bequem auf Kabeln, Drahtspleißungen und dergleichen zu Identifikationszwecken angebracht werden können, ohne daß ein freies Ende des Kabels oder Drahts benötigt wird.
Wärmerückstellbare Gegenstände werden zur Verwendung als Abdichtungen oder sonstige Verschlüsse bei der Reparatur und dem Schutz von im allgemeinen rohrförmigen Leitungen oder als Markierungshüllen zur Drahtidentifizierung in großem Umfang eingesetzt. Typischerweise weisen solche Gegenstände wärmeschrumpfbare rohrförmige Hüllen auf, die im Querschnitt eine integrale geschlossene Kurve beschreiben. Unter den so ausgebildeten wärmerückstellbaren Hüllen befinden sich diejenigen, die gemäß der US-PS 3 086 242 (Cook) und den US-PS'en 3 894 731, 3 985 852 und 4 032 010 (alle Evans) hergestellt sind, auf die hier Bezug genommen wird.
Sowohl organische als auch metallische Werkstoffe, die fähig sind, wärmerückstellbar gemacht zu werden, sind wohlbekannt. Ein aus solchen Werkstoffen hergestellter Gegenstand kann aus einer ursprünglichen, wärmestabilen Konfiguration zu einer zweiten, wärmeinstabilen Konfiguration verformt werden. Der Gegenstand wird als wärmerückstellbar bezeichnet, weil er durch das bloße Aufbringen von Wärme veranlaßt werden kann, aus seiner wärmeinstabilen Konfiguration heraus seine ursprüngliche, wärmestabile Konfiguration wieder anzunehmen oder zu versuchen, sie wieder anzunehmen.
Die DE-A-2 344 129 beschreibt beispielsweise das Umformen von vernetzten Kunststoffgegenständen zu einer raumsparenden Gestalt durch Aufbringen einer Druckkraft und Abkühlenlassen der Gegenstände. Zu einem gewünschten späteren Zeitpunkt können die Gegenstände in ihre Ausgangsform zurückgebracht werden, indem sie auf Temperaturen erwärmt werden, bei denen sie erneut elastisch werden.
Rohrförmige Hüllen sind zwar ganz allgemein für viele Anwendungszwecke befriedigend, aber sie erfordern das Vorsehen eines freien Endes an dem zu kennzeichnenden Kabel oder Draht, über das die Hülle geschoben werden kann. Diese Art der Anbringung ist häufig ausgesprochen unzweckmäßig, insbesondere bei Reparaturen oder in anderen Fällen, wenn die Kennzeichnung geändert werden muß, nachdem das Kabel oder der Draht schon angeschlossen ist.
Es wurden bereits verschiedene wärmerückstellbare Umwickelverschlüsse vorgeschlagen, die zu ihrer Anwendung kein freies Ende des zu installierenden Substrats benötigen, sie benötigen aber doch irgendeine mechanische Verbindungsmöglichkeit für die Ränder und sind daher zur Verwendung als Hüllenmarkierer ungeeignet. Es wurden außerdem verschiedene Fahnen vorgeschlagen, die an Drähten mit Hilfe von Wickelbefestigungen angebracht werden können, aber auch sie sind für die Anwendung in der Praxis nicht sehr zweckmäßig.
Actioncraft Products stellt eine Spreizhülle als Laminat- oder Schichtstoffprodukt her, das sich durch eine einfache "Aufschnapp"-Installation auf bereits angeschlossenen Drähten auszeichnet. Wegen des Herstellungsverfahrens dieser Markierer werden sie jedoch bereits vorbedruckt geliefert, was jedesmal zu erheblichen Verzögerungen führt, wenn Kabel oder Drähte neu zu führen sind, da neue Markierer an irgendeinem entfernten Ort gedruckt werden müssen.
Umwickelhüllen sind auch in den US-PS'en 3 847 721 und 3 988 399 beide Evans) und der US-PS 3 899 807 (Sovish et al), auf die hier Bezug genommen wird, vorgeschlagen worden. Evans beschreibt Gegenstände, die spiralförmig wärmerückstellbar gemacht sind durch differentielles Spannungsfreimachen einer molekular orientierten einheitlichen Polymerschicht, so daß über ihre Dicke ein anisotroper Gradient erhalten wird. Sovish et al beschreiben Gegenstände, die spiralförmig wärmerückstellbar gemacht sind durch Laminieren einer ersten wärmerückstellbaren Schicht auf eine zweite, relativ nicht-wärmerückstellbare Schicht, die einer linearen Rückstellung der ersten Widerstand entgegensetzt, so daß sich der laminierte Gegenstand bei der Rückstellung aufrollt. Es wird angenommen, daß die Gegenstände von Evans und Sovish et al wirtschaftlich nicht erfolgreich waren, und zwar hauptsächlich deswegen, weil es schwierig ist, die Endform des Gegenstands zu steuern bzw. zu kontrollieren.
Von verschiedenen Seiten wurde das Profilextrudieren von Materialien für die verschiedensten Zwecke vorgeschlagen. Darunter sind US-PS 208 363 (Brandeis), US-PS 2 613 620 (Allen), US-PS 2 952 037 (Ruck et al), US-PS 3 461 499 (Nevin et al), US-PS 3 558 420 (Opfell) und US-PD 3 848 035 (Behr). Keine davon betrifft jedoch wärmerückstellbare Umwickelhüllen.
Es ist somit ersichtlich, daß der Bedarf für einen wärmerückstellbaren Umwickelgegenstand, der zu seiner Anbringung an einem Substrat nicht das Vorhandensein eines freien Endes desselben benötigt, immer noch nicht befriedigt ist.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten wärmerückstellbaren Umwickelgegenstand anzugeben, der zu seiner Anbringung an einem Substrat nicht das Vorhandensein eines freien Endes desselben benötigt.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten wärmerückstellbaren Umwickelgegenstand anzugeben, bei dem es möglich ist, zum Gebrauchszeitpunkt einen Aufdruck daran anzubringen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten wärmerückstellbaren Umwickelgegenstands, der bequem und einfach zu verwenden ist.
Diese und weitere Zielsetzungen der Erfindung ergeben sich durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
Ein Aspekt der Erfindung sieht ein Verfahren vor zur Bildung einer wärmerückstellbaren Umwickel-Markierungshülle, das folgende Schritte aufweist:
Profilextrudieren von polymerem Material in einer vorbestimmten Gestalt; Bestrahlen des polymeren Materials; Öffnen des polymeren Materials in eine im allgemeinen plane Konfiguration; und Aufbringen eines Aufdrucks auf wenigstens einer Hauptfläche des im allgemeinen planen polymeren Materials.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht einen wärmerückstellbaren Umwickel-Markierer vor, der eine im allgemeinen plane Schicht aus polymerem Material mit gegenüberliegenden Oberflächen aufweist. Der wärmerückstellbare Gegenstand ist im wärmeinstabilen Zustand, wobei jede der Hauptflächen eine latente Rückstellspannung hat, wobei die latente Rückstellspannung an der einen Hauptfläche der latenten Rückstellspannung an der anderen Hauptfläche richtungsmäßig entgegengesetzt ist. Bei Rückstellung in seine vorbestimmte Gestalt zeigt der Markierer im wesentlichen keine Restspannung in bezug auf jede der Hauptflächen. Der Markierer weist ferner Aufgedrucktes auf, das auf wenigstens einer Hauptfläche aufgebracht ist, und kann selektiv angebrachte Perforationen aufweisen.
Ein letzter Aspekt der Erfindung betrifft einen wärmerückstellbaren Umwickel-Markierer, der durch das Verfahren hergestellt ist, das folgende Schritte aufweist: Profilextrudieren einer Schicht aus polymerem Material in einer vorbestimmten Gestalt, wobei die Schicht gegenüberliegende Hauptflächen hat, Bestrahlen des polymeren Materials und anschließendes Öffnen des polymeren Materials in eine im allgemeinen plane Konfiguration. Der so verformte Gegenstand ist im wärmeinstabilen Zustand, wobei jede der Hauptflächen eine latente Rückstellspannung hat und die latente Rückstellspannung an der einen Hauptfläche der latenten Rückstellspannung an der anderen Hauptfläche richtungsmäßig entgegengesetzt ist. Das Verfahren weist außerdem den Schritt des Aufbringens eines Aufdrucks auf wenigstens einer Hauptfläche des polymeren Materials auf und kann den Schritt des Rückstellens des Gegenstands und/oder des selektiven Perforierens des polaren Materials aufweisen.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das das Verfahren gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine Perspektivansicht eines Profilextrudats von polymerem Material in eine vorbestimmte Gestalt gemäß der Erfindung.
Fig. 3 ist eine Perspektivansicht des polymeren Materials von Fig. 2, das nunmehr gemäß der Erfindung verformt worden ist.
Fig. 4 ist ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des Profilextrudats gemäß der Erfindung.
Fig. 5 ist eine Perspektivansicht des polymeren Materials von Fig. 3 nach der Rückstellung.
Die Fig. 6 und 7 sind Perspektivansichten, die den Gegenstand nach der Erfindung im Gebrauch zeigen.
Fig. 8 ist eine Perspektivansicht des Profilextrudats von Fig. 2 mit einer weiteren Klebstoffschicht.
Fig. 9 ist eine Endansicht eines bekannten Gegenstands, wobei die Verteilung von Spannungen in dem Gegenstand angedeutet ist.
Fig. 10 ist eine Endansicht eines weiteren bekannten Gegenstands, wobei die Verteilung von Spannungen in dem Gegenstand angedeutet ist.
Fig. 11 ist eine Endansicht des Gegenstands nach der Erfindung in Richtung des Pfeils 11 in Fig. 3, wobei die Verteilung von Spannungen darin angedeutet ist.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren angegeben zur Bildung eines wärmerückstellbaren Gegenstands, das folgende Schritte aufweist: Profilextrudieren von polymerem Material in einer vorbestimmten Gestalt, Bestrahlen des polymeren Materials und anschließendes Verformen des polymeren Materials in eine im allgemeinen plane Konfiguration. Anschließende Verfahrensschritte können folgendes aufweisen: Aufbringen eines Aufdrucks auf wenigstens einer Hauptfläche des im allgemeinen planen polymeren Materials, Erwärmen des Gegenstands, um zu bewirken, daß er sich in seine vorbestimmte Gestalt zurückstellt, und/oder selektives Perforieren des im allgemeinen planen polymeren Materials.
Unter Bezugnahme auf die Figuren im einzelnen und insbesondere auf Fig. 1 ist ein Blockdiagramm gezeigt, das das Verfahren nach der Erfindung verdeutlicht. So weist der erste Schritt des Verfahrens nach der Erfindung das Profilextrudieren von polymerem Material in einer vorbestimmten Gestalt auf. Eine bevorzugte vorbestimmte Gestalt ist in Fig. 2 gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Wie ersichtlich ist, hat dieses Profil eine überlappte oder wikkelförmige Konfiguration. Der Grund für die bevorzugte überlappte oder wickelförmige Konfiguration wird später noch ersichtlich.
Es ist bevorzugt, daß der profilextrudierte Gegenstand im wesentlichen aus einer einzigen Schicht aus polymerem Material besteht. Selbstverständlich ist es denkbar und liegt im Rahmen der Erfindung, daß ein Profil möglicherweise koextrudiert wird, so daß zwei oder mehr Schichten aus polymerem Material vorhanden sind. Das liegt selbstverständlich im Rahmen des fachmännischen Könnens unter der Voraussetzung, daß das geeignete Extrusionsgerät vorhanden ist.
Alternativ kann die vorbestimmte Gestalt C-förmig sein, wie Fig. 4 zeigt.
Der nächste Schritt des Verfahrens ist das Bestrahlen des polymeren Materials mit einer geeigneten Elektronenstrahlquelle, um ein Vernetzen des Materials zu bewirken.
Weiter umfaßt das Verfahren das Verformen des polymeren Materials in eine im allgemeinen plane Konfiguration. Dieses Verformen weist tatsächlich wenigstens drei getrennte Schritte auf. Das extrudierte Material wird zuerst über seinen kristallinen Schmelzpunkt erwärmt, das Profil wird geöffnet und dann zwischen gegenüberstehenden Walzen durchgeführt, um es flachzulegen. Gleichzeitig mit dem Walzschritt wird das Material außerdem unter seinen kristallinen Schmelzpunkt abgekühlt. Das Material befindet sich nun im wärmeinstabilen Zustand. Fig. 3 zeigt das Profil 10 nach dem Flachlegen. Es ist zu beachten, daß dann, wenn das Material flach ist, wie in Fig. 3 gezeigt, das Material zur weiteren Handhabung oder zum Versand ohne weiteres aufgerollt werden kann.
In einem anschließenden Schritt kann das polymere Material selektiv perforiert werden. Diese Perforationen können wenigstens zwei Formen annehmen. Die erste Art von Perforation 12 kann eine Perforation sein, die seitlich über die plane Schicht des Materials verläuft, und die zweite Form von Perforation 14 kann die Form von Stachelführungslöchern annehmen, die in Längsrichtung des planen Materials verlaufen. Die Gründe für diese Perforationen werden noch näher erläutert.
Das Verfahren kann außerdem den Schritt des Aufbringens eines Aufdrucks auf wenigstens eine Hauptfläche 16 des im allgemeinen planen polymeren Materials aufweisen. Wie Fig. 3 zeigt, wird der Aufdruck auf der vom Betrachter abgewandten Hauptfläche aufgebracht. Daher erscheint der Aufdruck als Phantombild.
Es ist nunmehr ersichtlich, daß der in Fig. 3 gezeigte Gegenstand 10 eigentlich ein Band von Markierern ist. Der Aufdruck 15 dient als Identifizierungsmarken. Die Querperforationen 12 ermöglichen die Trennung von Einzelmarkierern 18, 20, 22, 24 usw. Die Längsperforationen 14 (d. h. die Stachelführungslöcher) komplementieren den Traktorvorschubmechanismus in einer geeigneten Druckeinrichtung, wie etwa einem Matrixdrucker.
In einem letzten Schritt des Verfahrens kann das Markiererband erwärmt werden, um es zu veranlassen, sich in seine vorbestimmte Gestalt rückzustellen. Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 3 tendiert der Gegenstand zur Rückstellung in Richtung der Pfeile 26 in die vorbestimmte Gestalt von Fig. 2. Das rückgestellte Markiererband ist in Fig. 5 gezeigt.
So sieht das Verfahren gemäß der Erfindung die wirkungsvolle und vielseitige Herstellung eines kontinuierlichen Markiererbands vor. Nach dem Verformen kann das flachgelegte Band zur Lagerung oder zum Versand aufgerollt werden. Anstatt das Band aufzurollen, kann es direkt einer Vorrichtung zum Anbringen der Perforationen und dann einem geeigneten Drucker, wie etwa einem Matrixdrucker zum Bedrucken zugeführt werden. Zu diesem Zeitpunkt kann das Markiererband erneut aufgerollt werden, oder das Band kann alternativ direkt in einen Aufheizbereich, z. B. einen Ofen, geführt werden, um die Rückstellung des polymeren Materials zu veranlassen.
Gemäß den Fig. 6 und 7 wird im Gebrauch ein rückgestellter Markierer von dem Band von Markierern getrennt. Der Markierer, beispielsweise der Markierer 18, wird allgemein parallel zu einem Abschnitt des Drahts 19, der zu kennzeichnen ist, angeordnet. Der Markierer 18 wird dann an dem Draht 19 plaziert, wobei der Zwischenraum 28 den Draht aufnimmt. Der Zwischenraum 28 ist infolge der Federung des Markierermaterials hinreichend variabel, so daß ein großer Bereich von Drahtdimensionen aufgenommen werden kann. Der Markierer 18 wird dann in Richtung des Pfeils 21 von Fig. 6 gedreht, wobei sich der Markierer spiralförmig um den Draht -wickelt, bis der Draht in einem Hohlraum 30 liegt, wie Fig. 7 zeigt. Der Markierer 18 ist nunmehr vollständig installiert.
Ein alternatives Verfahren der Verwendung des Gegenstands der Erfindung (nicht gezeigt) besteht darin, beispielsweise den Markierer 18 von dem Markiererband von Fig. 3 zu trennen. Der plane Markierer 18 wird neben einen Draht gelegt und dann erwärmt, um die Rückstellung des Markierers zu bewirken. Bei der Rückstellung rollt sich der Markierer um den Draht herum, so daß das Endergebnis gleich demjenigen von Fig. 7 ist.
Bei Verwendung der Ausführungsform von Fig. 4 kann der Draht einfach durch den Zwischenraum 28' eingesetzt werden, bis der Draht in dem Hohlraum 30' liegt. Der Zwischenraum 28' sollte natürlich kleiner als der Außendurchmesser des zu kennzeichnenden Drahts sein, um zu vermeiden, daß der Markierer von dem Draht herabfällt. Die Tatsache, daß der Zwischenraum 28' kleiner als der Außendurchmesser des Drahts ist, stellt kein Problem dar, da der Markierer eine gewisse Federwirkung hat, die es ermöglicht, daß der Zwischenraum 28' etwas erweitert werden kann.
Der Gegenstand könnte aus einer Vielzahl von thermoplastischen Materialien hergestellt werden, die nach dem Vernetzen Eigenschaften eines Formgedächtnisses zeigen. Solche thermoplastischen Materialien können Polyethylene, Fluorpolymere, Elastomere usw. umfassen. Die Wahl von Materialien, die für ein Erzeugnis geeignet sind, das als Markierungshülle verwendet wird, muß jedoch unter Berücksichtigung der folgenden Überlegungen getroffen werden. Erstens muß das Material für Druckfarbe ausreichend aufnahmefähig sein, so daß das bedruckte Erzeugnis eine normale Handhabung ohne Verschmieren der Druckfarbe aushalten kann, bevor die Druckfarbe richtig getrocknet ist. Zweitens muß das Material, nachdem es auf einem Draht oder Kabel rückgestellt und installiert ist, ausreichend hart sein, um auf dem Draht zu halten, ohne sich im Lauf der Zeit oder bei normaler Handhabung, wie sie erfolgt, wenn viele Drähte nahe Anschlußblökken zusammengebündelt sind, zu öffnen oder herabzufallen. Unter Berücksichtigung dieser Einschränkungen wurde gefunden, daß Polyvinylidenfluorid besonders gut zur Verwendung bei der Erfindung geeignet ist.
Es wird jedoch erwartet, daß auch andere halbharte oder harte Materialien zufriedenstellend arbeiten. Solche Materialien können nur beispielsweise und ohne Einschränkung Copolymere von Polyvinylidenfluorid, Polyethylen mittlerer Dichte, Polyethylen hoher Dichte, Copolymere von Ethylen und Tetrafluorethylen, Copolymere von Ethylen und Chlortrifluorethylen sowie halbhartes Polyvinylchlorid umfassen. Mit halbhart ist ein Kunststoff gemeint, der eine Steifigkeit bzw. einen scheinbaren Elastizitätsmodul zwischen 10 000 und 100 000 psi (68 947 570 und 689 475 700 Pa) hat. Mit hart ist ein Kunststoff gemeint, der eine Steifigkeit oder einen scheinbaren Elastizitätsmodul von mehr als 100 000 psi hat.
Ein interessanter und recht überraschender Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, daß gefunden wurde, daß die auf das Material aufgebrachte Druckfarbe nach der Rückstellung des polymeren Materials permanent darauf aufgebracht ist. Permanent bedeutet, daß Markierer mit darauf aufgebrachtem Aufgedrucktem die Tests bestehen, wie sie in der Military Specification MIL-M-81531 und dem Military Standard MIL-STD-202F angegeben sind. Diese Militärspezifikationen geben verschiedene Tests an, um die Haltbarkeit von Druckfarbe auf Substraten zu prüfen. MIL-M-81531 verlangt Reiben mit einem Radiergummi für eine bestimmte Anzahl von Malen. MIL-STD-202F, ein strengerer Test, verlangt Eintauchen in ein bestimmtes Lösungsmittel und anschließendes Bürsten mit einer Zahnbürste. Wenn eine Markierung (d. h. der Aufdruck) diese Tests besteht, wird sie als dauerhaft darauf befindlich angesehen.
Dieses Ergebnis ist recht überraschend, da bekannte Verfahren zum Erreichen der Haltbarkeit von Markierungen nicht erfolgreich oder zumindest umständlicher sind. Ein Verfahren zum Erreichen der Haltbarkeit einer Markierung besteht im Aufbringen einer gesonderten Oberflächenbeschichtung auf das Material, die für die Druckfarbe sehr aufnahmefähig ist. Eine weitere Möglichkeit, um die Haltbarkeit von Markierungen zu erreichen, ist "Permatizing", ein von Raychem Corporation, der Erwerberin der vorliegenden Anmeldung, kommerzialisiertes Verfahren. Es soll zwar hier keine Festlegung auf irgendeine bestimmte Theorie erfolgen, aber es wird angenommen, daß die Haltbarkeit der Markierungen auf eine bestimmte Oberflächenstruktur, die sich beispielsweise als Resultat von Schmelzbruch während des Extrudierens einstellt, oder alternativ eine spätere Oberflächenanrauhung, die während des Walzens der Markierer aufgebracht wird, zurückgeht. Diese Entwicklung einer Oberflächenstruktur bildet Poren oder Ecken und Winkel, in denen sich Druckfarbe "verstecken" kann und die nach der Rückstellung kleiner werden, um dadurch in wirksamer Weise zu verhindern, daß die Druckfarbe später durch Lösungsmittel oder Handhabung abgerieben wird.
Die von der Anmelderin entdeckte überraschende Markierungshaltbarkeit ist nicht ausschließlich auf die hier offenbarten Gegenstände und Markierer beschränkt, sondern ist in großem Umfang bei anderen polymeren Gegenständen und Markierern anwendbar, bei denen eine Markierungshaltbarkeit ebenfalls erwünscht sein kann.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 8 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform enthält das extrudierte Profil, das allgemein mit 10'' bezeichnet ist, eine innere Schicht von Klebstoffmaterial 32. Dieses Klebstoffmaterial wird am zweckmäßigsten aufgebracht, wenn sich der wärmerückstellbare Gegenstand in seiner flachen Position gemäß Fig. 3 befindet. Dieses Verfahren des Aufbringens des Klebstoffs ist gegenüber dem Aufbringen durch Coextrudieren, was der Fall wäre, wenn er auf die Konfiguration von Fig. 2 aufzubringen wäre, bevorzugt. Es ist ferner bevorzugt, daß der Klebstoff ein Schmelzkleber ist, so daß er bei der Rückstelltemperatur des darunterliegenden polymeren Materials fließt.
Auf den ersten Blick kann der wärmerückstellbare Gegenstand der Anmelderin den wärmerückstellbaren Gegenständen der eingangs als Stand der Technik erörterten Patentschriften von Evans und Sovish et al ähnlich erscheinen. Es wird jedoch davon ausgegangen, daß der Gegenstand der Anmelderin grundsätzlich verschieden ist. In dieser Hinsicht ist eine Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 11 hilfreich.
Fig. 9 zeigt die Spannungsverteilung in einem Gegenstand 34, der nach dem Verfahren von Evans hergestellt ist. Der Evans- Gegenstand ist so orientiert, daß er eine eingefrorene Zug- Rückstellspannung zeigt, die durch Pfeile 36 dargestellt ist. Eine Seite 38 des Evans-Gegenstands wurde jedoch spannungsfrei gemacht, um so die eingefrorene Zug-Rückstellspannung auf dieser Seite zu mindern oder zu eliminieren. Auf diese Weise ist ein anisotroper Spannungsgradient ausgebildet worden.
Fig. 10 zeigt die Spannungsverteilung eines Gegenstands 40, der nach dem Verfahren von Sovish et al hergestellt wurde. Bei diesem Gegenstand ist eine eingefrorene Zug-Rückstellspannung, die mit Pfeilen 46 bezeichnet ist, auf nur eine Schicht 42 des Gegenstands aufgebracht, während eine zweite auflaminierte Schicht 44 keine solche eingefrorene Zug-Rückstellspannung enthält. An der Grenzfläche 48 des Gegenstands 40 nach Sovish et al tritt daher eine sehr schnelle Änderung von einer Spannung von im wesentlichen Null zu der im wesentlichen maximalen eingefrorenen Zug-Rückstellspannung auf. Bei dem Evans-Gegenstand 34 ist der Übergang zwar weniger schnell, aber im übrigen ist er im wesentlichen der gleiche wie der Gegenstand nach Sovish et al..
Bei dem in Fig. 11 gezeigten Gegenstand der Anmelderin jedoch hat dessen flache, dimensionsmäßig wärmeinstabile Konfiguration eine Oberfläche 17, die eine maximale eingefrorene Zug-Rückstellspannung zeigt, während die entgegengesetzte Oberfläche 16 eine maximale eingefrorene Druck-Rückstellspannung zeigt. Selbstverständlich haben sich die Zug- und Druckspannungen als Folge des Öffnens und Flachlegens des profilextrudierten Gegenstands entwickelt. Es ist nun möglich, daß im Verlauf des Flachlegens des extrudierten Materials eine Druckspannung 54 den eingefrorenen Rückstellkräften überlagert wird. Diese Druckspannung beeinflußt aber die Verteilung der eingefrorenen Rückstellkräfte nicht in drastischer Weise, so daß entgegengesetzte Oberflächen Zugbzw. Druck-Rückstellkräfte haben.
Es ist zu beachten, daß die Ausdrücke Zug-Rückstellspannung und Druck-Rückstellspannung die folgenden Definitionen haben. Der Ausdruck Zug-Rückstellspannung bedeutet diejenige Rückstellspannung, die ein Gegenstand, der vorher in seinen dimensionsmäßig wärmeinstabilen Zustand im wesentlichen durch eine Zugverformung gebracht wurde, bei Erwärmung auf seine Rückstelltemperatur zeigt, während er an einer Rückstellung gehindert wird. Der Ausdruck Druck-Rückstellspannung bedeutet diejenige Rückstellspannung, die ein Gegenstand, der vorher in seinen dimensionsmäßig wärmeinstabilen Zustand im wesentlichen durch eine Druckverformung gebracht wurde, bei Erwärmung auf seine Rückstelltemperatur zeigt, während er an einer Rückstellung gehindert wird.
Ferner wird gemäß der Erfindung ein wärmerückstellbarer Gegenstand angegeben, der eine im allgemeinen plane Schicht vom polymerem Material mit gegenüberliegenden Oberflächen aufweist. Der Gegenstand befindet sich im wärmeinstabilen Zustand, wobei jede der Hauptflächen eine latente Rückstellspannung hat und die latente Rückstellspannung an der einen Hauptfläche der latenten Rückstellspannung an der anderen Hauptfläche richtungsmäßig entgegengesetzt ist. Bei Rückstellung in seine vorbestimmte Gestalt zeigt der Gegenstand im wesentlichen keine Restspannung in bezug auf jede der Hauptflächen.
Fig. 3 zeigt den wärmerückstellbaren Gegenstand gemäß der Erfindung, wobei der Gegenstand eine im allgemeinen plane Schicht aus polymerem Material mit gegenüberliegenden Oberflächen 16, 17 aufweist. Der Gegenstand ist im wärmeinstabilen Zustand. Unter Bezugnahme auf Fig. 11 ist ersichtlich, daß jede der Hauptflächen 16, 17 eine latente Rückstellspannung hat, wobei die latenten Rückstellspannungen auf gegenüberliegenden Seiten richtungsmäßig entgegengesetzt sind. Richtungsmäßig entgegengesetzt bedeutet, daß die latente Rückstellspannung auf einer Seite im wesentlichen eine Druckspannung ist, hingegen die latente Rückstellspannung auf der anderen Seite im wesentlichen eine Zugspannung ist. Bei der Rückstellung in eine vorbestimmte Gestalt gemäß Fig. 5 zeigt der Gegenstand im wesentlichen keine Restspannung in bezug auf jede der Hauptflächen. Wenn sich daher das Material ungehindert rückstellen kann, würden die in Fig. 11 gezeigten Spannungen praktisch verschwinden, während sich das Material infolge seiner Rückstellung vollständig entspannt. Das Ergebnis ist demjenigen der bekannten Gegenstände der Fig. 9 und 10 gerade entgegengesetzt. Diese Gegenstände tendieren beim Erwärmen dazu, eine Wickelform ähnlich der anmeldungsgemäßen Form zu bilden, es würde aber keine Relaxation der Spannungen auftreten.
Wie Fig. 3 weiter zeigt, kann und wird der Gegenstand normalerweise Aufgedrucktes 15 enthalten. Wie bereits erläutert wurde, ist das Aufgedruckte normalerweise dauerhaft darauf aufgebracht.
Um die einzelnen Artikel voneinander trennbar zu machen, sind zu diesem Zweck selektiv angebrachte Perforationen 12 vorgesehen.
Schließlich wird gemäß der Erfindung ein wärmerückstellbarer Gegenstand angegeben, der gemäß dem Verfahren hergestellt ist, das die folgenden Schritte aufweist: Profilextrudieren einer Schicht von polymerem Material in einer vorbestimmten Gestalt, wobei die Schicht gegenüberliegende Hauptflächen hat, Bestrahlen des polymeren Materials und anschließendes Verformen des polymeren Materials in eine im allgemeinen plane Konfiguration. Der Gegenstand ist im wärmeinstabilen Zustand, wobei jede der Hauptflächen eine latente Rückstell- Spannung hat und die latente Rückstellspannung an einer Hauptfläche der latenten Rückstellspannung an der anderen Hauptfläche richtungsmäßig entgegengesetzt ist.
Es ist ersichtlich, daß der nach dem Verfahren hergestellte wärmerückstellbare Gegenstand im allgemeinen dem Gegenstand entspricht, der vorher beschrieben und nach dem Verfahren von Fig. 1 hergestellt wurde.
Der mit dem Verfahren hergestellte Gegenstand kann die anschließenden Schritte des Aufbringens von Aufgedrucktem auf wenigstens eine Hauptfläche des polymeren Materials und des anschließenden Erwärmens des Gegenstands aufweisen, um ihn zu veranlassen, sich in seine vorbestimmte Gestalt rückzustellen. Bei der Rückstellung in seine vorbestimmte Gestalt zeigt der Gegenstand dann im wesentlichen keine Restspannung in bezug auf jede der Hauptflächen. Schließlich kann der nach dem Verfahren hergestellte Gegenstand auch einen anschließenden Schritt des selektiven Perforierens des im allgemeinen planen polymeren Materials aufweisen, um Mittel zum Trennen von einzelnen Markierern vorzusehen.

Claims

1. Verfahren zur Bildung einer wärmerückstellbaren Umwickel- Markierungshülle, das folgende Schritte aufweist:

- Profilextrudieren von polymerem Material in einer vorbestimmten Gestalt;

- Bestrahlen des polymeren Materials;

- Öffnen des polymeren Materials in eine im allgemeinen plane Konfiguration; und

- Aufbringen eines Aufdrucks auf wenigstens einer Hauptfläche des im allgemeinen planen polymeren Materials.

2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den anschließenden Schritt des Erwärmens des Gegenstands aufweist, um zu bewirken, daß dieser sich in seine vorbestimmte Gestalt rückstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den anschließenden Schritt des selektiven Perforierens des im allgemeinen planen polymeren Materials aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das polymere Material im wesentlichen aus einer einzigen Schicht aus polymerem Material besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den anschließenden Schritt des Aufbringens einer Klebstoffschicht aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Gestalt, im Querschnitt gesehen, wickelförmig erscheint.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Gestalt, im Querschnitt gesehen, C-förmig erscheint.

8. Wärmerückstellbarer Umwickel-Markierer, der eine im allgemeinen plane Schicht aus polymerem Material mit gegenüberliegenden Oberflächen aufweist,

- wobei der Markierer im wärmeinstabilen Zustand ist und jede der Hauptflächen eine latente Rückstellspannung hat, wobei die latente Rückstellspannung an der einen Hauptfläche der latenten Rückstellspannung an der anderen Hauptfläche richtungsmäßig entgegengesetzt ist;

- wobei der Markierer bei Rückstellung in seine vorbestimmte Gestalt im wesentlichen keine Restspannung in bezug auf jede der Hauptflächen zeigt; und

- wobei der Markierer Aufgedrucktes aufweist, das auf wenigstens einer Hauptfläche aufgebracht ist.

9. Markierer nach Anspruch 8, wobei das Aufgedruckte permanent aufgebracht ist.

10. Markierer nach Anspruch 8, wobei die polymere Materialschicht aus der Gruppe von Materialien ausgewählt ist, die aus Polyvinylidenfluorid, Copolymeren von Polyvinylidenfluorid, Polyethylen mittlerer Dichte, Polyethylen hoher Dichte, Copolymeren von Ethylen und Tetrafluorethylen, Copolymeren von Ethylen und Chlortrifluorethylen und halbhartem Polyvinylchlorid besteht.

11. Markierer nach Anspruch 8, wobei die im allgemeinen plane Schicht aus polymerem Material im wesentlichen aus einer einzigen Schicht aus polymerem Material besteht.

12. Markierer nach Anspruch 8, der ferner selektiv angebrachte Perforationen aufweist.

13. Markierer nach Anspruch 8, der ferner eine Klebstoffschicht aufweist.

14. Wärmerückstellbarer Umwickel-Markierer, der durch das Verfahren hergestellt ist, das folgende Schritte aufweist:

- Profilextrudieren einer Schicht aus polymerem Material in einer vorbestimmten Gestalt, wobei die Schicht gegenüberliegende Hauptflächen hat;

- Bestrahlen des polymeren Materials;

- Öffnen des polymeren Materials in eine im allgemeinen plane Konfiguration, wobei der Markierer im wärmeinstabilen Zustand ist und jede der Hauptflächen eine latente Rückstellspannung hat, wobei die latente Rückstellspannung an der einen Hauptfläche der latenten Rückstellspannung an der anderen Hauptfläche richtungsmäßig entgegengesetzt ist; und

15. Markierer nach Anspruch 14, der ferner den anschließenden Schritt des Erwärmens des Gegenstands aufweist, um zu bewirken, daß dieser sich in seine vorbestimmte Gestalt rückstellt, wobei der Gegenstand bei Rückstellung in seine vorbestimmte Gestalt im wesentlichen keine Restspannung in bezug auf jede der Hauptflächen zeigt.

16. Markierer nach Anspruch 14, wobei das polymere Material im wesentlichen aus einer einzigen Schicht aus polymerem Material besteht.

17. Markierer nach Anspruch 14, der ferner den anschließenden Schritt des Aufbringens einer Klebstoffschicht aufweist.

18. Markierer nach Anspruch 14, wobei der Aufdruck permanent aufgebracht ist.

19. Markierer nach Anspruch 14, wobei die polymere Materialschicht aus der Gruppe von Materialien ausgewählt ist, die aus Polyvinylidenfluorid, Copolymeren von Polyvinylidenfluorid, Polyethylen mittlerer Dichte, Polyethylen hoher Dichte, Copolymeren von Ethylen und Tetrafluorethylen, Copolymeren von Ethylen und Chlortrifluorethylen und halbhartem Polyvinylchlorid besteht.

20. Markierer nach Anspruch 14, der ferner den anschließenden Schritt des selektiven Perforierens des im allgemeinen planen polymeren Materials aufweist.

21. Markierer nach Anspruch 14, wobei die vorbestimmte Gestalt, im Querschnitt gesehen, wickelförmig erscheint.

22. Markierer nach Anspruch 14, wobei die vorbestimmte Gestalt, im Querschnitt gesehen, C-förmig erscheint.