NO861982L - Fibermaterialer, artikler framstilt fra disse samt framgangsmaate for framstilling av artiklene. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører fiberformete materialer samt elementer for tetning mot omgivelsene, særlig sammentrekkbare elementer, laget fra disse.

Et sammentrekkbart element er et element, hvis dimensjonsform kan bringes vesentlig til å endres når den utsettes for en spesiell behandling, f.eks. varmebehandling. Vanligvis trekkes disse elementene sammen ved oppvarming mot en opprinnelig form som de tidligere er blitt deformert fra , men begrepet "varme-sammentrekkbart", slik det blir brukt her, omfatter også et element som ved oppvarming antar en ny form, også dersom det ikke tidligere er blitt deformert.

I sin vanligste form omfatter slike elementer ei varme-krympbar hylse tilvirket av et polymert materiale som oppviser evne til elastisk eller plastisk minne, som beskrevet f.eks. i US-patenter 2 027 962, 3 086 242 og 3 597 372. Som det framgår eksempelvis i US-patent 2 027 962, kan den opprinnelige dimensjonelt varmestabile formen være en overgangsform i en kontinuerlig prosess, der f.eks. et ekstrudert rør blir ekspandert mens det er varmt til en dimensjonelt varme-ustabil form, men ved andre tillempinger blir et på forhånd formet, dimensjonelt varmestabilt element deformert til en dimensjonelt varme-ustabil form i et separat trinn.

Ved framstillingen av varmesammentrekkbare ekementer kan det polymere materiale kryssbindes på ethvert trinn i framstillingen av elementet, som vil

forbedre den ønskete dimensjonene sammentrekkbarheten. En framgangsmåte for å framstille et varmesammentrekk-bart element omfatter å forme det polymere materiale til den ønskete varmestabile formen, deretter kryssbinde det polymere materialet og varme gjenstanden til en temperatur over det krystallinske smaltepunktet, eller for amorfe materialer mykningspunktet slik tilfellet kan være for polymeren, deformering av elementet og avkjøling av elementet mens det er i deformert tilstand slik at den deformerte tilstanden opprettholdes. I bruk vil, siden den deformerte tilstanden for elementet er varme-ustabil, påføring av varme forårsake at elementet antar sin opprinnelige varmestabile form. En ytterligere framgangsmåte omfatter å deformere et hovedsaklig ikke-kryssbundet polymert materiale ved en temperatur under det krystallinske smeltepunktet eller mykningspunktet for materialet, sammenføye materialdelene eller en del eller deler av materialet og minst en annen polymer bestanddel for å danne formen for minst et hult varme-sammentrekkbart element og deretter kryssbinde det hovedsaklig ikke-kryssbundete materialet.

I andre gjenstander holdes en elastomer del i strukket tilstand av en annen del, som ved oppvarming blir svakere og slik tillater at den elastomere delen sammentrekkes. Varme-sammentrekkbare elementer av denne typen er f.eks. beskrevet i GB-patent 1 440 524 der en ytre rørformet elastomer del holdes i strukket tilstand av en indre rørformet del.

Varme-sammentrekkbare elementer har spesiell anvendelse i beskyttelse mot omgivelsene for langstrakte substrater så som f.eks. skjøter i

telekommunikasjonskabler.

I tillegg til å danne tetningen mot omgivelsene er det nødvendig at hylsa kan motstå et indre trykk, enten fordi den fullstendige skjøtelukkingen er trykktestet for lekkasjer, som f.eks. i Bell-syklusen og British Telecom spesifikasjoner, eller fordi temperaturer som nås ved betjening skaper et signifikant indre trykk. Mens de

kjente varme-sammentrekkbare hylsene er egnet for betingelser som oppstår med fordeling av skjøt lukkinger, er mange større telekommunikasjonskabler påført indre trykk for å utestenge fuktighet, og hylsene som har

tykkere vegger som ville være nødvendig for å motstå slike trykk i lang tid er atskillig mer vanskelig og kostbart å framstille og krever større kyndighet for å installeres på stedet.

Det er foreslått, i US-patent 3 699 157 (Carolina Narrow Fabric Company) og i JP-patent 53-13805 (Matsushita) å frambringe varme-krympbare rørformete elementer som kan være impregnert med visse varmherdende harpikser. Imidlertid er det svært vanskelig å anbringe disse elementene fordi de utsettes for forskyvning av harpiksen ved gjenvinning, noe som resulterer i gjennombrytning i vevningen av harpiksen, eller delaminering av harpiksen fra vevningen. Disse tidligere kjente gjenstandene har begrenset anvendbarhet og er for følsomme håndverksmessig for bruk i de fleste telekommunikasjonsanvendelser.

En har ved arbeidet med den foreliggende oppfinnelsen funnet en fiber som kan brukes til å frambringe, f.eks. ved veving, et element som er egnet for tetning mot omgivelsene i telekommunikasjonsindustrien og annen industri.

Den foreliggende oppfinnelsen omfatter en kryssbundet filmfiber.

Filmfibre kan lages ved enhver hensiktsmessig teknikk fra polymer film og kan kontrasteres med spunnete fibre. Generelt blir filmfibre laget ved spalting og deling av en film, fortrinnsvis en strukket film og den resulterende fiberen vil generelt ha et rektangulært tverrsnitt.

En foretrukket teknikk er valsing og preging slik det er brukt i REF-prosessen til Shell eller Smith and Nephew. Andre framgangsmåter omfatter filmpreging ved å bruke en profilert form, så som i Barfilex-prosessen samt fibrillering.

Den kryssbundete filmfiberen kan formes til multi-fiberbunter, alene eller med andre fibre. Buntene er fortrinnsvis på 30-2000 tex. Det er mer

fordelaktig at de er på 200-600 tex, og særlig foretrukket er omtrent 450 tex. Fibrene inne i buntene kan holdes sammen av bunten idet de blir vridd for eksempel fra 0,05 til 5, særlig omtrent 0,25 omdreininger pr. cm. Antallet fibre innen hver bunt er ikke kritisk og videre spalting av fibre kan opptre under framstilling og bruk av fibrene. Typiske antall kan være fra 2-500, fortrinnsvis fra 20-200, særlig omtrent 50.

En vevning kan lages fra filmfibrene eller fra raultifiber-buntene ved enhver hensiktsmessig framgangsmåte. For eksempel ved veving eller knytting (eventuelt med innføring av innslag eller renning) eller ved en bindingsteknikk slik som Malimo-prosessen. Veving er imidlertid foretrukket, og det er foretrukket at den resulterende vevningen er dimensjonelt sammentrekkbar fordi filmfibrene eller buntene er sammentrekkbare. Filmfibrene eller -buntene utgjør fortrinnsvis enten innslaget eller renningen, og en sterk fiber, for eksempel glassfiber eller Kevlar (varemerke), utgjør fortrinnsvis den andre.

Sammentrekkbarhet tillater at den resulterende vevningen lages for å gripe tettende inn med et substrat slik at det blir beskyttet mot omgivelsene. Vevningen kan være utstyrt med en lukkeanordning slik at den kan holdes i inngrep med substratet eller slik at den kan opprettholdes i en omviklet form rundt substratet. Vevningen kan således være i form av ark som har lukkeanordninger nær motstående kanter og som kan vikles rundt substratet og holdes på plass under sammentrekning.

Dersom sammentrekning skal forårsake at den omviklete vevningen skal gripe inn med substratet, vil det være nødvendig at sammentrekning opptrer i en retning vinkelrett på lukkeanordningen. Det er ved arbeidet med oppfinnelsen funnet en framgangsmåte for å lage en

sammentrekkbar vevning der denne retningen for sammentrekning mellom motstående lukkeanordninger kan frambringes hensiktsmessig.

Det foretrekkes derfor at en vevning blir vevet med en sterk fiber i rennings- (dvs. maskin) retningen og innslagene lages av sammentrekkbare fibre. Dette tillater at en lukkeanordning kan inkorporeres i vevningen for å lage et radielt sammentrekkbart omviklingselement, ved en kontinuerlig "inline"-teknikk. Dersom fine monofibrer ble brukt som innslag, ville framstillingen skje svært sakte på grunn av de høye innslagstetthetene som er ønskelig i en vevning for tetning mot omgivelsene. En har ved arbeidet med oppfinnelsne funnet flere måter å løse dette problemet på, inkludert bruken av brede bånd som innslag, bruk av tyngre monofibre , bruk av multi-fiber-garn med normal spunnete fiber, og multippel innføring av separate monofibre ved hver renningsinnføring. Den foretrukne teknikken er å anvende multi-fber-bunter av filra-fibre. Slike filmfibre er fortrinnsvis kryssbundet, og slik kryssbinding kan utføres før eller etter veving. Slike bunter er svært fleksible og kan inneholde den ønskete mengden fibre. Buntene kan deformeres eller glattes ut om det er nødvendig under vevingen, for å danne en flat, jevn vevning. Veving kan utføres jevnt, og vevningen kan lages sammentrekkbar dersom filmfibrene selv er sammentrekkbare.

De varme-sammentrekkbare fibrene som ble brukt i elementet i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen har fortrinnsvis en minimum sammentrekningsspenning på IO-1 MPa, fortrinnsvis 5xl0_1 ved en temperatur over overgangstemperaturen for fibrene. Det er teoretisk ingen øvre grense for sammentrekningsspenning. I praksis er den vanlige sammentrekningsspenningen som oppnås i området 0,1 til lOMPa.

Fibrene formes fortrinnsvis fra et polymert varme-sammentrekkbart materiale. Med "sammentreknings-temperatur" menes den temperaturen der sammentrekningen av det polymere materialet hovedsaklig vil fullføres.

Generelt vil sammentrekningstemperaturen være overgangstertiperaturen for krystallinsk smelting dersom polymeren er krystallinsk eller glassovergangstemperaturen dersom polymeren er amorf.

I de fleste formene i samsvar med oppfinnelsen vil polymerbindemdlet ("polymer matrix") bli myk ved temperaturer under sammentrekningstempera.turen for de varme-sammentrekkbare fibrene slik at temperaturen (T) der bindemiddelmaterialet har den nødvendige forlengelse og skjæringsmodul og der ulikheten (1), som det senere vil henvises til, er oppfylt vil være den samme som sammentrekningstemperaturen for fibrene. Oppfinnelsen omfatter imidlertid de tilfellene der et stivt bindemiddelmateriale holder fibrene mot sammentrekning over et temperaturområde over sammentrekningstemperaturen for fibrene og deretter mykner slik at fibrene kan trekkes sammen.

De varme-sammentrekkbare fibrene formes fortrinnsvis fra et polymermateriale som gir fibrene gode fysiske egenskaper og særlig god krympningsmotstand. Olefinpolymerer, f.eks. en polymer som omfatter en etylenpolymer så som polyetylen- og etylenkopolymerer, polyamider, polyestere, akryl-polymerer og andre polymerer kan brukes og fortrinnsvis de som kan kryssbindes. Et spesielt foretrukket polymermateriale for fibrene er basert på polyetylen som har en tetthet på fra 0,94 til 0,97 g/cm 3, en gjennomsnittlig molekylvekt Mw på fra 80 xlO til 200x10 og en gjennomsnittlig molekylvekt

3 3

Mn på fra 15x10 til 30x10 . Et annet foretrukket polymermateriale for fibrene er basert på polyetylen som har en tetthet på fra 0,91 til 0,94 g/cm 3, en gjennomsnittlig molekylvekt, Mw på fra 13x10 3 til 80x10 3 og en gjennomsnittlig molekylvekt , Mn, på fra 4xl03 til 30xl0<3>.

Fortrinnsvis er sammentrekningstemperaturen for fibrene 70°C eller mer, helst fra 80°C til 250°C,

f.eks. 100-160°C.

Når fibrene er kryssbundet ved stråling, er det

hensiktsmessig å innlemme kryssbindingstrinnet i framstillingen av fiberen. Filmen som fiberen lages fra kan ekstruderes, strekkes ved en temperatur under smeltepunktet, eventuelt som del av spaltingsprosessen, fortrinnsvis ved en mengde på fra 500 til 2000 %, deretter utsettes for stråling for å bevirke kryssbinding. En annen framgangsmåte for å lage fibrene er å ekstrudere filmmaterialet, stråle for å kryssbinde, deretter varme materialet, fortrinnsvis til over dets smeltetemperatur, strekke materialet og deretter avkjøle det strukkete materialet. Polyetylenfibre med høy tetthet blir fortrinnsvis bestrålt med en dose på fra omtrent 5 til omtrent 35 megarad, fortrinnsvis fra omtrent 5 til omtrent 25 megarad og særlig fra omtrent 7 til omtrent 18 megarad, spesielt fra 10 til omtrent 18 megarad. Fortrinnsvis er

gelinnholdet i den kryssbundete fiberen større enn 10%, , mer fordelaktig er det større enn 20% og helst større enn 40%. I praksis er ikke gelinnhold større enn 90% lett å oppnå. Fibre som er framstilt på denne måten kan ha høy styrke etter sammentrekning. En ytterligere fordel med fiber-bestråling vil bli nevnt nedenfor i forbindelse med laminering.

Den varme-sammentrekkbare vevningen kan, dersom det er ønskelig, lages bare av varme-sammentrekkbare fibre som beskrevet ovenfor eller kan inneholde andre fibre i tillegg til de varme-sammentrekkbare fibrene. Vevningen kan wære knyttet, vevd, ikke-vevd, flettet e.l. De sammentrekkbare fibrene kan danne del av selve vevningen idet den er laget eller kan være i tillegg og innført etter framstilling av basisvevningen. I en foretrukket utførelsesform er vevningen vevd. Den vevde vevningen kan inneholde bare varme-sammentrekkbare fibre eller den kan inneholde varme-sammentrekkbare fibre sammen med ikke-varme-sammentrekkbare fibre eller tråder. Vevningen kan være vevd i et mønster, f.eks. diagonalvevd, satinert, satengbundet, rettvevd, java- eller panamavevd e.l. og forskjellige veve-kombinasjoner, i enkle eller multiple-trådsvevning, f.eks. to- eller tretrådsvevninger.

Fortrinnsvis er vevningen en vevet vevning som har a innslags- og renningstetthet hver på 2 til 80 fibre pr.

cm. Fortrinnsvis har den vevde vevningen varme-sammentrekkbare fibre i en retning og dimensjonelt varmestabile fibre i den andre retningen slik at vevningen som helhet er sammentrekkbar i bare en enkelt retning, og beskrivelsen nedenfor vil generelt være laget på basis av en slik vevning. Imidlertid vil trekkene som beskrives

også gjelde andre vevninger.

Vevningen omfatter fortrinnsvis glassfibre. I en foretrukket utførelsesform er det fra 2 til 40 glassfibre pr. cm. Fortrinnsvis er glassfibrene fra 11-2000 tex. Glassfibrene kan fordelaktig gi ikke-sammentrekkbare fibre i vevningen, der dette er ønskelig.

Vevningen kan alternativt være knyttet dersom det er ønskelig, enten innslagsknyttet eller renningsknyttet. Dersom vevningen er laget bare fra varme-sammentrekkbare fibre, vil den være sammentrekkbar i to dimensjoner, men dersom den, slik det er foretrukket for de knyttete vevningene, er knyttet eller strikket av en varmestabil fiber og en varme-sammentrekkbar fiber der enten innslag eller renning er innført, vil den være sammentrekkbar i bare en retning.

Den varme-sammentrekkbare vevningen er fortrinnsvis bundet til, og fortrinnsvis omgitt av , et polymer-bindemddel-materiale for å framstille et komposittmateriale. Sammentrekkbare komposittmaterialer er omtalt i GB-patent publikasjon 2135632. Dersom fibrene, før eller etter dannelse av vevningen blir bestråltd (særlig i nærvær av oksygen), skjer en kjemisk forandring av deres overflate, noe som i stor grad forbedrer bindingen av bindemiddelmaterialet. Ved eller over sammentrekningstemperaturen for fibrene bør polymer-bindemiddel-materialet være istand til begrenset strømning under trykk slik at det opprettholder integriteten av komposittstrukturen uten vesentlig å hindre sammentrekning av fibrene. Det har fortrinnsvis, ved den forannevnte temperaturen, en bruddforlengelse på

mer enn 50%, mer fordelaktig større enn 100%, særlig 400-700%, og en 20% skjæringsmodul på fortrinnsvis minst

-2 -1

5x10 MPa, helst minst 10 MPa, målt ved en strekk-hastighet på 300% pr. minutt.

De spesifiserte egenskapene til

polyraerbindemiddel-materialet behøver ikke nødvendigvis opptre etter sammentrekning, selv om det kan være ønskelig at produktet er fleksibelt ved romtemperatur.

Oppfinnerne foretrekker en viskositet ved

200°C, eller i løpet av sammentrekning, på fra 5xl0<2>

til 3x10 , mer fordelaktig fra 10 til 5x10 , særlig

omtrent 8x10 4, poise, målt ved en skjærhastighet på 1 radian pr. sekund ved å bruke en 10% dynamisk strekking. Disse ble oppnådd ved å bruke et Rheometrics Dynamic spektrometer. Polymerbindemiddel-materialet *kan således herde til en herdeplast ved oppvarming, forutsatt at herdehastigheten er tilstrekkelig sakte under sammentrekningsbetingelser til at den ikke virker uheldig inn på de ovenfor nevnte egenskapene av polymerbindemiddel-materialet under sammentrekningen av fibrene.

Eksempelvis kan polymeren som danner bindemiddelmaterialet inneholde innførte hydrolyserbare silangrupper som er istand til å kryssbinde materialet etter hvert i nærvær av fuktighet. Alternativt kan bindemiddelmaterialet omfatte en polymer, fortrinnsvis gummi og spesielt en akrylgummi, som inneholder epoksygrupper og et herdemiddel som er uløselig ved romtemperatur, f.eks. dicyandiamid.

Polymerbindemiddelmaterialet kan være enten en termoplast eller en elastomer. Generelt foretrekkes at polymerbindemiddel-materialet og materialet i de sammentrekkbare fibrene er kjemisk eller fysisk kompatible, og fortrinnsvis både kjemisk og fysisk kompatible. Med dette menes at de er av lik eller identisk kjemisk type og at deres relevante fysiske egenskaper under laminering, installering og bruk er like eller identiske. Det foretrekkes særlig at bindemidlet og fibrene er hhv. polyetylen med lav tetthet og polyetylen med høy tetthet. En fagmann vil være istand til å velge

andre par kompatible polymerer. Eksempel på termoplastiske materialer som er egnet som bindemiddelmateriale omfatter etylen/vinyl-acetat-kopolymerer, etylen/etyl-akrylatkopolymerer, polyetylener inkludert de som er lineære, som har lav tetthet og høy tetthet, polypropylen, polybutylen, polystere, polyamider, polyeteramider, perfluoretylen/etylen-kopolymerer og polyvinylidenfluorid. Den andre klassen materialer kan omfatte akrylonitrilbutadien-styren-blokkopolymerer, akrylelastomere inkludert akrylater og metalkrylater og deres kopolymerer, f.eks. polybutylakrylat, og

poly-2--etylheksyl-akrylat, de høye

vinylacetat-kopolymerer med etylen (VAE), polynorbornen, polyurethaner og silikonelastomerer og liknende. Det polymere materialet som danner bindemidlet kan være transparent (i det minste overfor synlig stråling) eller fullstendig ugjennomskinnelig, eller det kan ha enhver opasitet mellom disse to ytterpunktene. Dersom opasiteten økes, f.eks. ved å blande en liten mengde, f.eks. opp til omtrent 5 vekt% kjønrøk inn i bindemidlet, synes tiden det tar for sammentrekning å reduseres. Også motstanden materialet har overfor varmeskade, særlig av flammer, og overfor UV-skade blir redusert. Bindemiddelmaterialet (eller en del av det) kan være kryssbundet, f.eks. en kryssbundet etylen/vinyl-acetat-kopolymer, polyetylen med lav tetthet, polyetylen som er lineær og har middels tetthet eller polyetylen som har høy tetthet eller en akryl-elastomer. Materialet kan være kryssbundet ved bestråling eller på annen måte, så som kjemisk kryssbinding ved å bruke f.eks. et

peroksid-kryssbindings-middel, forutsatt at de fysiske egenskapene for bindemidlet ved

sammentrekningstemperaturen er som spesifisert etter kryssbindingstrinnet. Når det blir brukt stråling, foretrekkes en dose på 10 megarad eller mindre, særlig fra 3-7 megarad. Den resulterende graden av kryssbinding tillater at bindemidlet trekkes sammen med vevningen og hindrer ogås at bindemidlet renner eller drypper under

varme-sammentrekning, særlig under varme-sammentrekning ved hjelp av en brenner. Sammentrekningsforholdet for komposittmaterialet etter bestråling er fortrinnsvis minst 50%, særlig minst 70% av det som var før bestråling. Disse dose-verdiene kan betraktes som typiske for olefine polymerer, så som polyetylen med lav stråling, og fagfolk vil være istand til å velge egnete doseverdier avhengig av nærværet av forskjellige konsentrasjoner av "prorads", dersom det er noen. Komposittstrukturen kan lages ved å bruke et enkelt bestrålingstrinn dersom stråleresponsen av bindemidlet og fiberen er gjort kompatible; stråleresponsen for de orienterte fibrene kan være øket ved tilsetning av "prorads" og stråleresponsen for det mindre orienterte bindemdlet kan være redusert ved tilsetning av "antirads". Ellers vil separate kryssbindingstrinn bli foretrukket. Et ytterligere trekk ved post-lamineringskryssbinding (særlig ved bestråling) er at et kryss-bindingsledd kan dannes mellom de sammentrekkbare fibrene og/eller andre fibre som kan hjelpe til å opprettholde strukturen som en ekte kompositt, særlig under harde sammentrekningsbetingelser. Dette kan tillate en mye mindre hard lamineringsprosess, siden det kan forebygge behovet for fysisk blokkering.

Den varme-sammentrekkbare vevningen er fortrinnsvis bundet til polymer-bindemiddel-materialet, og denne bindingen kan være adhesiv , dvs. kjemisk eller fysisk overflatesamvirkning, eller alternativt kan mekanisk blokkering frambringes.

Helst er den varme-sammentrekkbare vevningen omgitt av polymer-bindemiddel-materialet og danner dermed en komposittstruktur. Med "omgitt" menes at polymerbindemiddelmaterialet omgir minst en hoveddel av fiberoverflatearealet av fibrene som danner vevningen.

Fibrene er fortrinnsvis totalt omgitt av polymer-bindemiddelmateriale; imidlertid er det mulig og noen ganger ønskelig at hovedsaklig mindre enn det totale fiberoverflatearealet er omgitt av

polymerbindemiddel-materiale. Et eksempel på der det er

mulig, er når en fiber-bindemiddel-binding blir dannet. Tilstrekkelig fiberareal bør bindes til

polymerbindemiddel-materialet eller blokkert med dette for å resultere i et komposittmateriale som holder sin intergrerte struktur under sammentrekning av elementet. For å hindre unngå tvil, er det her slått fast at begrepet bindemiddel ("matrix") brukes for å omfatte materialer som omgir (helt eller delvis) fibrene og også de materialene som bare er festet til ei overflate av vevningen, men ikke trenger inn i mellomrommene i vevningen.

Fortrinnsvis er polymerbindemiddel-materialet i det minste på overflata av komposittstrukturen som vender mot varmekilden hovedsaklig ikke strukket og har en tykkelse på minst 0,3 mm, særlig minst 0,01 mm, særlig minst 0,2, spesielt fra 0,2 til 2 mm som beskrevet i GB-patent 2139142, idet dette bedrer evnen komposittmaterialet har til å bli varmesammentrukket ved å bruke en konvensjonell propanbrenner.

I komposittmaterialet er forholdet mellom volumet som opptas av de varme-sammentrekkbare fibrene og det totale volumet av komposittmaterialet minst omtrent 0,1:1, fortrinnsvis fra omtrent 0,1:1 til omtrent 0,8:1 og helst fra omtrent 0,2:1 til omtrent 0,4:1.

I komposittmaterialet er volumet av varme-sammentrekkbar fiber i enhver gitt volumenhet av kompositt avhengig av fiberstyrken,

polymerbindemiddelstyrke og integriteten av fiber/polymer-bindemiddelstrukturen under

sammentrekningsbetingelser. Det er funnet at det dannes et akseptabelt sammentrekkbart produkt dersom følgende ulikhet (1) er oppfylt:

der X er 20 % skjæringsmodulen for polymerbindemiddel-materialet og Y er sammentrekningsspenning for fibrene,

begge ved en temperatur T over

sammentrekningstemperaturen for fibrene, og R er midlere effektive volumfraksjon av varme-sammentrekkbare fibre i kompos ittstrukturen.

Fortrinnsvis er X(1-R)/YR <0,5, og helst <0,05.

Komposittmaterialet kan formes f.eks. ved å laminere et eller flere sjikt av

polymerbindemiddel-materiale på den varme-sammentrekkbare vevningen. Tilstrekkelig varme og trykk påføres fortrinnsvis slik at minst hoveddelen av vevningen er bundet til polymerbindemiddel-materialet, eller slik at at en signifikant grad av mekanisk blokkering opptrer. Resultatet er en komposittstruktur som ved påføring av varme trekkes sammen som en enhet.

Andre framgangsmåter for å binde vevningen til bindemidlet kan benyttes, f.eks. impregnering, løsnings-belegg, masse-belegg, pulverbelegg, reaktive

pre-polymerer, f.eks. akryl-prepolymerer aktivert av UV eller peroksid o.l. I enhver benyttet framgangsmåte for å oppnå binding bør det unngås tilstrekkelig varme til å forårsake at vevningen trekkes sammen i stor grad, såfremt ikke vevningen blir hensiktsmessig holdt fra å trekkes sammen.

Den varem-sammentrekkbare vevningen eller komposittstrukturen kan brukes i mange anvendelser. Det er særlig hensiktsmessig for innkapsle langstrakte substrater, så som rør, rørkoplinger, ledninger, kabler, kabelskjøter o.l. Oppfinnelsen frambringer også en kabel, kabelskjøter, rør eller rørkopling som er tettet mot omgivelsene av et komposittmateriale i samsvar med oppfinnelsen. Et slik varme-sammentrekkbart element kan være dekket på overflata med et sjikt av en tetningsmasse eller klebemiddel. Tetningsmassen kan være en fugemasse e.l. og klebemidlet kan være et varmeaktiverbart klebemiddel, så som et varmesmeltet klebemiddel. Varmesmeltete klebemidler som kan brukes omfatter polyamid og etylen-vinyl-acetat kopolymerbaserte klebemidler.

Slike klebemidler er velkjente, se f.eks. US-patenter nr. 4 018 733 og 4 181 775. Dersom det er ønskelig, kan et vame-herdbart klebemiddel brukes f.eks. som beskrevet i GB-patentpublikasjon nr. 2104800.

Oppfinnelsen frambringer også en framgangsmåte for framstililng av en gjenstand for å tette et substrat overfor omgivelsene og som omfatter: (a) veving av en vevning fra en renning som omfatter en første fiber og et innslag som omfatter en filmfiber, (b) påføring av et binderaidelmateriale på den resulterende vevningen, (c) kryssbinde filmfiberen og/eller bindemiddelmaterialet.

I foretrukne utførelsesformer er filmfiberen en fiber i samsvar med oppfinnelsen, eller en bunt av fibre i samsvar med oppfinnelsen og/eller den første fiberen omfatter glassfiber.

Ved hensiktsmessig utvelging av

polymerbindemiddel-materialet kan

polymerbindemiddelmaterialet virke som et klebemiddel for å feste og tette det sammentrekte komposittmaterialet til substratet. Vevningen kan være omgitt av mer enn ett polymerbindemiddelmateriale for å frambringe ønskete egenskaper. For bruk til å innkapsle avlange substrater kan vevningen være laminert med et sjikt av bindemiddelmateriale på hver av flatene; overflata som vil være den indre overflata når det er i bruk kan være laminert til et polymerbindemiddelmateriale som har klebe-egenskaper, mens den ytre overflata kan være laminert til et materiale som ikke har slike egenskaper. Slik det framgår, kan bindemiddel-materialet velges for forskjellige andre ønskete egenskaper som er forbundet med polymermaterialet selv eller utstyrt med forskjellige additiver så som antioksidanter, ulstrafiolett-stabilisatorer, pigmenter o.l.

Den varme-sammentrekkbare vevningen eller komposittmaterialet er typisk et ark, men kan ha enhver

form, så som rørformet inkludert multiple rørformete deler sammenkoplet, f.eks. kabel-skjøter der en kabel er koplet til to eller flere andre kabler, eller der to eller flere rør er føyd sammen.

Varrae-sammentrekkbar vevning eller komposittmateriale i samsvar med denne oppfinnelsen kan brukes til å danne en kabelskjøtkapsel, et rørsegment, eller trykkbeholder som beskrevet i GB-patentpublikasjon nr. 2135836. Slike varmesammentrekkbare elementer har vist seg å være særlig egnet for bruk ved innkapsling av skjøt mellom treykk- og ikke-trykk-telekommunikasjonskabler. Det sammentrekte elementet er svært motstandsdyktig overfor effekter fra trykk, og foretrukne utførelsesformer er ugjennomtrengelige og har tilstrekkelig styrke til å motstå brudd under omtrent 70 KPa trykk (trykket som typisk blir brukt i trykk-telekommunikasjonssystemer) ved driftstemperaturene for slike systemer.

Der en kabelskjøtkapsel skal formes, kan vevningen eller komposittmaterialet i samsvar med oppfinnelsen brukes i hylse-form i forbindelse med en type indre bærer, så som en generelt sylindrisk foring med koniske ender. Foringen er fortrinnsvis utformet på denne måten slik at dens større sentrale del passer rundt den omfangsrike kabelskjøten, og den koniske ender opptar overgangen ned på kablene. Foringen kan være av omviklings-typen, der den fortrinnsvis omfatter halv-kapsler som har krumme eller andre typer endebærere, eller den omfatter et ark av stivt materiale som kan være rullet rundt kabelskjøten og igjen kan krumme ender frambringe endebærere som kan være omviklet ned på kablene. På denne måten kan en trykkbeholder være bygget rundt et element (så som en kabeskjøt); idet vevningen eller komposittmaterialet frambringer en tett, krympningsmotstandsdyktig og spaltingsmotstandsdyktig kapsel, og foringen frambringer støtmotstand, aksial styrke og tilfredsstiller endre mekaniske krav.

Dersom skjøtkapselen eller trykkbeholderen skal holde på trykk under bruk, heller enn å bare bli trykktestet for integritet før bruk, er det nødvendig med visse andre trekk. Ventil eller trykkadkomst-punkt vil være hensiktsmessig plassert i den sammentrekkbare hylsa, og kan også være festet til den indre foringen. Ei hylse basert på vevning er godt egnet til utstyring med en ventil eller annen anordning som må passere gjennom arket, siden det er mindre sannsynlig at spalting skal opptre. Selv om noen fibre blir brudt når ventilen føres inn, skulle ikke ødelggelsen spre seg, og dersom en er forsiktig, kan det lages et hull for ventilen ganske enkelt ved å bevege nærliggende fibre fra hverandre.

Et annet trekk som er ønskelig i en trykkskjøt-kapsel er midler for å hindre binding mellom ytre hylse og kabel som blir avskallet av det indre trykket. Det er oppnådd tilfredsstillende resultater ved å bruke en strimmel av materiale som har ei overflate som grenser opp til (og fortrinnsvis er bundet til) kabelen og ei annen overflate som grenser opp til (og fortrinnsvis er bundet til) hylsa, slik at de to overflatene kan åpnes. Strimmelen av materiale har fortrinnsvis et U- eller V-formet tverrsnitt og er anbragt med gjen-innkomst-sida vendt inn i skjøtkapselen.

Annen bruk av komposittstruktur omfatter beskyttelse mot omgivelsene eller reparasjon eller isolering av mange forskjellige substrater i telekommunikasjon- ,høyspennings- , elektronikk- , olje-og gass- og prosessindustrien. For eksempel kan , i tillegg til produksjonen av kabel skjøtkapslinger, kabel-kapslinger repareres ved anbringelse av den nye blandingen, som spesielt er egnet på grunn av dens høye styrke, fleksibilitet og motstand mot avskraping. Rør kan også beskyttes mot korrosjon eller annen ødeleggelse, og i dette tilfellet er det ønskelig med et tettende, særlig et mastiks, belegg på blandingen. Rørisolering kan også lages ved hjelp av blandingen, eventuelt med annet isolasjonsmateriale, så som et skummingsmateriale. Termisk og/eller elektrisk isolering kan oppnås.

Annen bruk av blandingen er ved framstillingen av hule gjenstander for innkapsling og beskyttelse av forskjellige komponenter.

En annen anvendelse av blandingen er for å feste sammen to eller flere gjenstander, for eksempel et rør eller en kabel på et avlangt substrat. Der rør eller kabler må holdes fast under ugunstige forhold, er det nødvendig med feste som er tett og mostandsdyktig overfor omgivelsene.

For mange anvendelser blir den sammentrekkbare kompositt-strukturen i samsvar med oppfinnelsen laget åpen istedenfor rørformet. Et ark er enklere å framstille på den måten, og også enklere å anbringe siden en fri ende av substratet som skal dekkes ikke trenger å være tilgjengelig. Problemet som oppstår er imidlertid hvordan en skal feste arket i omviklet form rundt substratet; det som er nødvendig er et middel som gjør at de sammentrekkbare fibrene ved motstående kanter av hylsa blir "låst" sammen. Løsningen kan betraktes som om den er av fire hoved-typer. Først kan en overlapping eller en annen binding lages mellom motstående kanter av arket, eventuelt med en flik eller kopling for å hindre avtrekking av den overlappende kanten ved sammentrekning. Her vil bindingen generelt være mellom bindemidlet i de motstående kantdelene, og en må derfor sikre at fiber-sammentrekningskraft blir godt overført fra vevningen til bindemidlet ved de kantene. For det andre kan dot brukes midler som trenger inn i arket, og her vil vevningen være direkte involvert. Generelt var denne teknikken ikke mulig med kontinuerlige ark-materialer på grunn av problemet med spalting. Med et vevningsbasert materiale kan imidlertid splaltingsmotstanden være svært høy. Eksempler på denne typen innkapsling omfatter hefting, stifting, nagling, bruken av pre-innførte låseanordninger så som press-stifter eller bruken av midler som kan være plassert nær en overlappings-sammenføyning i arket og som har et flertall knaster som trenger inn i begge lagene i

arket. Denne andre typen er nevnt mer generelt

nedenfor. Den tredje typen innkapsling omfatter forming eller oppbygging av motstående kantdeler av arket for at de skal kunne holdes sammen av en type klemmeanordning så som en kanal med C-formet tverrsnitt eller av et

i

gjenbrukbart verktøy. Dette kan oppnås ved å binde materiale til kantdelene eller ved å folde kantdelene tilbake over dem selv (eventuelt rundt en stang som går i arkets lengderetning). De resulterende kantdelene av hylsa kan deretter ha en form som er lik skinnene i den klassiske "not og fjær"-lukkingen som er omtalt i GB-patent 1155470.

Den fjerde teknikken som skal nevnes omfatter å forme vevningen på en slik måte at de sammentrekkbare fibrene ikke ender ved de motstående kantene som skal sammenføyes, men isteden brettes tilbake. Et eksempel er å bruke sammentrekkbart innslag i en skyttel og innføre en lukkedel i veven ved hver kant, eller å benytte spesielle kanter. En ytterligere mulighet er å veve lukkete lommer ved hver kant, eller å veve en rørformet struktur og glatte ut røret, idet det flate røret blir brukt som et ark som kan oppta innkapslingsstenger eller andre deler. Disse idéene kan , selv om de er nevnt i forbindelse med vevninger som er vevet også anvendes på andre så som vevninger som er flettet eller knyttet.

Flere av lukketeknikkene ovenfor er beskrevet i GB-patentpublikasjon 2134334.

Når det sammentrekkbare arket i samsvar med oppfinnelsen brukes i omviklingsformen, kan det være ønskelig å benytte en flik under de motstående kantene som er bragt sammen. En slik flik, som kan være en del av arket, vil forbedre tetningen mot omgivelsene og ved behov holde tilbake trykk.

Vanligvis vil det være nødvendig for komposittmaterialet bare å inneholde en enkel vevning omgitt av eller bundet til bindemiddelpolymeren. Imidlertid er det mulig, og i noen tilfeller kan det være ønskelig, at komposittmaterialet inneholder flere vevninger, dvs. to vevninger som har et sjikt av bindemiddelpolymeren mellom seg, og eventuelt en eller flere av de utovervendte flatene. Elementer som benytter mer enn en vevning er særlig egnet for å omslutte substrater som har høyt indre trykk eller for bruk i tilfeller der elementet kan utsettes for særlig sterk mekanisk slitasje.

Oppfinnelsne blir videre illusterert, ved hjelp av eksempel, av den vedlagte figuren som er et perspektivriss av et omviklet element i samsvar med oppfinnelsen, der tykkelsen av koraposittstrukturen er forstørret for å tydeliggjøre.

Figuren viser i perspektiv et element i samsvar med oppfinnelsen, som er i form av en omviklingsanordning egnet for innkapsling av et langstrakt substrat så som en skjøt i en telekommunikasjonskabel. Elementet er tilvirket av et komposittmateriale 1 som omfatter en vevning som har bunter av varme-kryrapbar filmfiber 3 i innalgsretning og multitråds-glassgarn 4 i renningsretningen. Vevningen har fortrinnsvis en rennings- og innslagstetthet som hver er fra 2-80 fibre pr. cm. Mer fordelaktig er glasstrådene tilstede med en tetthet på fra 2-40 fibre pr. cm og som fibre på fra 11-2000 tex.

Komposittmaterialet har et bindemiddel som inneholder et laminat 6 av en termoplastisk polymer så som polyetylen eller EVA, idet laminatet er blitt laminert på en (eller beqge) side(r) av vevningen, dvs. ved en smeltelaminerinqsprosess oq deretter kryssbindinq slik at laminatet klebes til vevningen, og slik at det oppviser de ønskete flyt-egenskapene under de valgte sammentreknings-betingelsene. Et klebe-sjikt eller tetningsmasse 5 kan være anbragt på den andre flata. Etter at komposittmaterialet er blitt formet, blir ei skinne 8,9 formet langs hver av kantene som strekker seg langs rennings-retningen for å frambringe midler for å holde disse kantene sammen etter at elementet er blitt viklet rundt et substrat. Skinnedannelsen kan være "in-line" og

kontinuerlig med laminering, og eventuelt også med veving. Kompositt-materialet 1 er utstyrt med sjiktet 5 av tetningsmasse eller klebemiddel, f.eks. et mastisk eller varmesmeltet klebemiddel før eller etter skinnedannelsen. Elementet har vist seg å ha betraktelige fordeler i forhold til tidligere kjente elementer. Dets evne til å motstå spenning, som resultat av f.eks. indre trykk, er høyere; det kan varmekrympes ved å bruke en brenner med redusert sannsynlighet for skade, det er motstandsdyktig mot slitasje, og det har stor motstand overfor splalting.

Claims (12)

1. Kryss-bundet filmfiber.

2. Fiber i samsvar med krav 1, karakterisert ved at den er varme-sammentrekkbar.

3. Vevnad, karakterisert ved at den innheolder fiber i samsvar med krav 1 eller 2.

4. Vevnad i''samsvar med krav 3, karakterisert ved at den omfatter en ikke-sammentrekkbar fiber i en retning og en sammentrekkbar fiber i en annen retning.

5. Komposittmateriale, karakterisert ved at det omfatter en vevnad i samsvar med krav 3 eller 4 samt et bindemiddelmateriale.

6. Komposittmateriale, karakterisert ved at det omfatter et bindemiddelmateriale og fiber eller bunter av fiber i samsvar med krav 1 eller 2, ved hjelp av hvilke komposittmaterialet er sammentrekkbart.

7. Komposittmateriale i samsvar med krav 5 eller 6, karakterisert ved at bindemddel- materialet er kryssbundet.

8. Komposittmateriale i samsvar med krav 5-7, karakterisert ved at det er i form av et omviklingselement som har lukkeanordninger slik at elementet kan holdes i omviklet form.

9. Framgangsmåte for framstilling av et element som tetter et substrat overfor omgivelsene, karakterisert ved at den omfatter (a) veving av en vevnad fra en renning som består av en første fiber og et innslag som består av en filmfiber, (b) påføre et bindemiddelmateriale til den resulterende vevnaden, og (c) kryssbinde filmfiberen og/eller bindemddel-materialet.

10. Framgangsmåte i samsvar med krav 9, karakterisert ved at den i tillegg omfatter (d) å langs vevnaden i maskinretningen tilvirke en lukkeanordning slik at vevnaden kan holdes i omviklet form.

11. Framgangsmåte i samsvar med krav 8 eller 10, karakterisert ved at filmfiberen er dimensjonelt varme-sammentrekkbar.

12. Framgangsmåte i samsvar med krav 9-11, karakterisert ved at enten (a) er filmfiberen kryss-bundet før påføring av bindemiddelmaterialet, og sammensetningen av bindemiddel og vevnad blir kryss-bundet, eller (b) et enkelt kryss-bindingstrinn blir utført for å danne den ønskete kryss-binding av filmfiber og bindemiddelmateriale.