DE3831997C2 - Formstrang zur Herstellung von wärmerückstellbaren Gegenständen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Formstrang zur Herstellung von wärmerückstellbaren Gegenständen.

Aus der EP 01 15 905 A2 ist ein wärmerückstellbarer Gegenstand bekannt, der aus einem Gewebe aus Formsträngen besteht, die eine Rückstellung von wenigstens 40% aufweisen. Die das Gewebe bildenden Formstränge bestehen aus einem gereckten vernetzten Polymeren. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind wärmerückstellbare Formstränge mit quer dazu verlaufenden hochfesten nicht wärmerückstellbaren Formsträngen verwebt. Ein solches Gewebe ist in einer thermoplastischen Schicht eingebettet.

Aus der EP 0 185 460 A2 ist ein verformbarer Gegenstand bekannt, der aus einem Kunststoffinnenrohr mit einem Geflecht aus Fäden aus hochfestem Kunststoff, Glas, Graphit, Keramik, Metall u. a. Werkstoffen besteht. Das Geflecht ist mit Kunststoff getränkt. Sowohl das Innenrohr als auch die Kunststofftränkmasse sind vernetzt. Dadurch kann der Gegenstand bei Erwärmung verformt, z. B. gebogen werden. Die Verformung bleibt nach der Abkühlung erhalten. Wird der Gegenstand wieder erwärmt, bildet er sich wieder in den Zustand zurück, in dem er sich vor der Verformung befand.

Es ist bekannt, daß vernetzte gereckte Kunststoffe bei Schrumpftemperatur nur eine relativ geringe Zugfestigkeit ausweisen. Dies kann dazu führen, daß durch mechanische Einflüsse z. B. bei starken Durchmessersprüngen eines zu umhüllenden Gegenstandes oder bei örtlicher Überhitzung die Schrumpfartikel reißen.

Bei einem Schrumpfartikel, welcher aus einem Gewebe besteht, kann unter Umständen die Funktionsfähigkeit der Umhüllung aufrechterhalten bleiben, da sich ein Riß in der Regel nur über wenige Formstränge erstreckt und durch eine meistens vorhandene thermoplastische Deckschicht "geheilt" werden kann, wie dies bei einem Gegenstand nach der EP-A2-0 115 905 möglich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Formstrang anzugeben, der eine wesentlich höhere Zugfestigkeit bei Schrumpftemperatur aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 erfaßten Merkmale gelöst.

Mit besonderem Vorteil besteht der Formstrang aus einer Vielzahl von wärmerückstellbaren und nicht wärmerückstellbaren Einzelsträngen.

Bei der Wärmerückstellung verkürzen sich die Einzelstränge aus wärmerückstellbaren Werkstoffen und verändern dabei die Schlaglänge des Formstranges. Die nicht wärmerückstellbaren Einzelstränge werden dabei mitgenommen, so daß sich die Länge des Formstranges verringert.

Um einen hohen Reckgrad bzw. eine hohe Schrumpfrate zu erzielen, ist es zweckmäßig, daß die Einzelstränge mit hoher Zugfestigkeit, die nicht reckbar sind, in den äußeren Lagen des Formstranges angeordnet sind.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bestehen die wärmerückstellbaren Einzelstränge aus einem vernetzten Polymeren, zweckmäßigerweise einem mit Silan gepfropften Polyethylen.

Silangepfropftes Polyethylen vernetzt selbsttätig bei Anwesenheit von Feuchtigkeit, so daß auf aufwendige Vernetzungsvorrichtungen verzichtet werden kann.

Mit besonderem Vorteil bestehen die wärmerückstellbaren Einzelstränge aus einem Polymeren, der im geschrumpften Zustand gummielastische Eigenschaften aufweist. Eine solche Ausgestaltung ist überall dort von Vorteil, wo das umhüllte Gut sich nach dem Schrumpfen ausdehnen mochte. So ist z. B. in der von der Anmelderin eingereichten älteren Patentanmeldung P 38 17 210.0 ein wärmerückstellbarer Gegenstand zur Umhüllung der Extremitäten von Lebewesen beschrieben. Für diesen Anwendungsfall ist eine gummielastische Umhüllung von Vorteil.

Als Material für die Einzelstränge mit hoher Festigkeit sind folgende Werkstoffe besonders geeignet: Metall, Glas, Keramik, Baumwolle oder hochfeste Kunststoffe, wie z. B. Polyester, Polyamid, Polyethylen.

Im Gegensatz zu den wärmerückstellbaren Einzelsträngen verändern diese Einzelstränge ihren Querschnitt nicht, sondern sie verändern lediglich ihre Schlaglänge.

Die Herstellung der Formstränge geschieht vorteilhaft in der Weise, daß die gereckten Einzelfäden mit den zugfesten Einzelfäden, die vorteilhafterweise in der Außenlage des Formstranges angeordnet sind, mit grober Schlaglänge verseilt werden. Auch eine Verseilung vor dem Recken ist möglich. Hierbei muß jedoch darauf geachtet werden, daß die Einzelstränge mit kurzer Schlaglänge verseilt und anschließend der Formstrang im erwärmten Zustand gereckt wird. Beim Recken wird die Schlaglänge des Formstranges vergrößert und der Querschnitt der die Wärmerückstellung bewirkenden Einzelstränge und damit der Gesamtquerschnitt des Formstranges verringert.

Der Formstrang gemäß der Lehre der Erfindung kann zu einem wärmerückstellbaren Gegenstand in Form eines bandförmigen Gebildes verarbeitet werden. In diesem Gebilde verlaufen eine Vielzahl von wärmerückstellbaren Formsträngen nebeneinander und parallel zueinander in der einen Richtung des bandförmigen Gebildes und eine Vielzahl von nicht wärmerückstellbaren Strängen senkrecht dazu, wobei die wärmerückstellbaren Formstränge und die nicht wärmerückstellbaren Stränge nach Art einer Matte, eines Gewebes etc. miteinander verbunden sind.

Auch eine Herstellung eines Schlauchs aus wärmerückstellbaren und nicht wärmerückstellbaren Formsträngen z. B. auf einer Rundstrickmaschine ist möglich. Ein solcher Schlauch ist hervorragend als elastischer Strumpf bzw. Stützstrumpf im medizinischen Bereich sinnvoll einsetzbar, die bisher auf sehr kostenintensive Weise als Maßarbeit hergestellt werden mußten. Ein Schlauch gemäß der Lehre der Erfindung wird über die zu stützende Extremität z. B. die Wade geschoben, erwärmt und dabei zum Schrumpfen gebracht. Dabei paßt er sich optimal der Oberfläche an und bringt beim Erkalten die erforderlichen Stützkräfte auf.

Da für diesen Anwendungsfall die Formstränge gummielastisch sind, kann der Schlauch sich bei Anspannung des Wadenmuskels ausdehnen.

Für andere Anwendungsfälle kann es von Vorteil sein, den Gegenstand in einer thermoplastischen Schicht einzubetten.

Die Erfindung ist an Hand der in den Fig. 1 bis 4 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. 1a und 1b zeigen den Formstrang im ungereckten bzw. geschrumpften Zustand, und zwar in einer Seitenansicht (Fig. 1a) und im Schnitt (Fig. 1b). Der Formstrang 1 besteht aus einer Vielzahl von Einzelsträngen 2 aus einem vernetzten Polymer und einigen Einzelsträngen 3 aus hochfestem Werkstoff, z. B. Glasseidefäden, Metalldrähten oder Baumwollfäden. Die hochfesten Einzelstränge liegen an der äußeren Peripherie des Formstranges 1, da sie weder beim Recken noch beim Schrumpfen eine Querschnittsänderung erfahren. Die Schlaglänge der Einzelstränge 2 und 3 ist beim ungereckten bzw. geschrumpften Formstrang gleich dem zweifachen Außendurchmesser D2 des Formstranges 1.

Die Fig. 2a und 2b zeigen wiederum in der Ansicht und im Schnitt den Formstrang 1 nach Fig. 1a bzw. 1b im gereckten Zustand. Es ist deutlich zu erkennen, daß der Außendurchmesser D1 des gereckten Formstranges 1 deutlich kleiner ist und die Schlaglänge 1 deutlich größer ist. Der Querschnitt der Einzelstränge 2 ist in Fig. 1 größer als in Fig. 2, wogegen der Querschnitt der Einzelstränge 3 gleichgeblieben ist.

Die Fig. 3 zeigt einen rundgestrickten Schlauch 4, dessen in Längsrichtung verlaufende Formstränge 5 nicht wärmerückstellbar aber elastisch sind und z. B. aus Polyurethan bestehen und dessen in Umfangsrichtung verlaufender Formstränge 6 wärmerückstellbar und z. B. wie an Hand der Fig. 1 und 2 gezeigt aufgebaut sind. Ein solcher Schrumpfgewebeschlauch 4 kann in der Medizin Anwendung finden z. B. als Stützstrumpf.

In der Fig. 4 ist ein wärmerückstellbares Band 7 dargestellt, bei dem die wärmerückstellbaren Formstränge 8 in Längsrichtung zum Band 7 und nicht wärmerückstellbare Formstränge 9 quer dazu verlaufen. Die Formstränge 8 und 9 sind miteinander verwebt, verstrickt, verkettelt oder in ähnlicher Weise zu einer Matte verarbeitet. Für manche Anwendungsfälle, in denen ein "offenes" Gewebe oder Geflecht nicht ausreicht, z. B. um den zu umhüllenden Gegenstand vor Feuchtigkeit zu schützen, ist es zweckmäßig, die miteinander verbundenen Formstränge 5 und 6 bzw. 8 und 9 in an sich bekannter Weise in einer thermoplastischen Schicht, die der Deutlichkeit halber nicht dargestellt ist, einzubetten. Beim Schlauch 4 wird die Schicht extrudiert, gespritzt, aufgespachtelt oder in ähnlicher Weise aufgebracht, wogegen beim Band 7 zu den für den Schlauch 4 geeigneten Verfahren das Kaschieren bzw. Laminieren hinzukommt.

Bestehen die Einzelfäden 3 aus Metall, kann der Formstrang bzw. der aus Formsträngen aufgebaute Gegenstand durch Stromerwärmung zum Schrumpfen gebracht werden.

Claims (9)

1. Formstrang zur Herstellung von wärmerückstellbaren Gegenständen, wobei der Formstrang (1, 6, 8) aus mindestens einem wärmerückstellbaren Einzelstrang (2) und mindestens einem nicht wärmerückstellbaren Einzelstrang (3) besteht, der bei der Temperatur der Wärmerückstellung eine hohe Festigkeit aufweist und bei dem die Einzelstränge (2, 3) zu dem Formstrang (1, 6, 8) verseilt sind.

2. Formstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstrang (1, 6, 8) aus einer Vielzahl von wärmerückstellbaren und einer Vielzahl von zugfesten Einzelsträngen (2, 3) aufgebaut ist.

3. Formstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelstränge (3) mit hoher Festigkeit in den äußeren Lagen des Formstranges (1, 6, 8) angeordnet sind.

4. Formstrang nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmerückstellbaren Einzelstränge (2) aus einem vernetzten Polymeren bestehen.

5. Formstrang nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmerückstellbaren Einzelstränge (2) aus einem Polymer bestehen, das im geschrumpften Zustand gummielastische Eigenschaften aufweist.

6. Formstrang nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelstränge (3) mit hoher Festigkeit aus Metall, Glas, Keramik, Baumwolle oder einem Kunststoff wie z. B. Polyester, Polyamid, Polyurethan etc. bestehen.

7. Wärmerückstellbarer Gegenstand unter Verwendung eines Formstranges nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand ein bandförmiges Gebilde (7) ist, in welchem eine Vielzahl von wärmerückstellbaren Formsträngen (8) nebeneinander und parallel zueinander in der einen Richtung des Bandes (7) und eine Vielzahl von nicht wärmerückstellbaren Strängen (9) senkrecht dazu verlaufen, wobei die wärmerückstellbaren Formstränge (8) und die nichtrückstellbaren Stränge (9) nach Art einer Matte, eines Gewebes etc. miteinander verbunden sind.

8. Wärmerückstellbarer Gegenstand nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht wärmerückstellbaren Stränge (9) gummielastisch sind.

9. Wärmerückstellbarer Gegenstand nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (7) in einer thermoplastischen Schicht eingebettet ist.