DE3704301C2

DE3704301C2 - Verwendung eines vernetzten Kunststoffbandes oder Kunststoffrohres

Info

Publication number: DE3704301C2
Application number: DE19873704301
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Marx; Herman-Uwe Dr Rer Nat Voigt
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1987-02-12
Filing date: 1987-02-12
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2007-02-13
Also published as: DE3704301A1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines vernetzten Kunststoffbandes oder Kunststoffrohres mit innerhalb der Wandung des Gegenstandes angeordneten Verstärkungselementen.

Aus der EP 0 202 898 A2 ist ein wärmeerholbarer Gegenstand bekannt, bei dem innerhalb der Wandung eines aus einem Polymeren bestehenden Bandes ein Geflecht aus Kunststoffäden und quer dazu verlaufenden Glasseidefäden angeordnet ist, bei dem die einzelnen Kunststoffäden des Geflechtes wärmeerholbar, d. h. wärmerückstellfähig, sind. Das polymere Material ist so ausgestaltet, daß es bei der Temperatur der Rückstellung des Geflechtes erweicht. Das polymere Material liegt nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der o. g. Vorveröffentlichung in vernetztem Zustand vor, damit es nicht bei Schrumpftemperatur abfließt oder abtropft. Der Vorteil des bekannten Gegenstandes soll darin liegen, daß er eine hohe mechanische Festigkeit aufweist. Bei dem bekannten Gegenstand handelt es sich also um ein wärmerückstellfähiges Gewebe, welches in einem nicht schrumpfbaren Werkstoff eingebettet ist.

Aus H. Hagen: Glasfaserverstärkte Kunststoffe, Springer Verlag, 1961, S. 169, ist es bekannt, Polyesterharzen Füllstoffe zuzusetzen, um die Schrumpfung beim Härten zu erniedrigen und Spannungen und eine Rißbildung zu vermeiden.

Aus Peter H. Selden: Glasfaserverstärkte Kunststoffe, Springer Verlag, 1967, Seite 420-421, ist es bekannt, daß Risse stets in Richtung der Grenzflächen der Glasfasern verlaufen.

Um die mechanische Festigkeit insbesondere die Reißfestigkeit von wärmerückstellbaren Gegenständen zu erhöhen, geht die vorliegende Erfindung einen anderen Weg.

Dieser neue Weg ist in den Merkmalen des Anspruchs 1 erfaßt. Im Gegensatz zu dem bekannten Gegenstand besteht der Gegenstand nach der Lehre der Erfindung aus einem wärmeschrumpfbaren Material, in welchem die nicht wärmeschrumpfbaren Verstärkungselemente eingebettet sind. Daraus ergibt sich insbesondere der Vorteil, daß der erfindungsgemäße Gegenstand in wesentlich wirtschaftlicherer Weise hergestellt werden kann. Die Länge der Fasern beträgt zwischen 0,5 und 5,0 mm. Durch diese Dimensionierung ist sichergestellt, daß die kurzen Fasern in unregelmäßiger Anordnung in dem Kunststoff verteilt sind und dadurch eine Erhöhung der Reißfestigkeit in jeder Richtung erreicht wird. Bei einer größeren Länge der Fasern besteht die Gefahr, daß die Fasern sich bei der Extrusion in Extrusionsrichtung ausrichten.

Die Fasern weisen zweckmäßigerweise einen nahezu kreisrunden Querschnitt von 0,01-0,2 mm² auf. Die Fasern liegen in einer Menge von 10-30 Volumenprozenten in dem Kunststoffband vor. Als Fasern werden vorteilhafterweise solche verwendet, die eine Beschichtung aus einem thermoplastischen Kunststoff aufweisen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß sowohl beim Recken des vernetzten Kunststoffgegenstandes als auch beim Schrumpfen eine Relativbewegung zwischen dem reckbaren und schrumpfbaren Kunststoff und den nicht reck- und schrumpfbaren Fasern auftreten kann. Eine Behinderung sowohl der Reckung als auch der Schrumpfung ist somit vermieden, da bei den Reck- und Schrumpftemperaturen der thermoplastische Kunststoff erweicht.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines wärmerückstellbaren Gegenstandes, welches sich dadurch auszeichnet, daß eine Mischung aus einem thermoplastischen Kunststoff und den Fasern hergestellt, diese Mischung zu einem Band oder einem Rohr extrudiert wird, daß das Band oder Rohr vernetzt anschließend auf eine Temperatur oberhalb des Kristallitschmelzpunktes des Kunststoffes erwärmt, in der Wärme verformt, d. h. gereckt bzw. aufgeweitet wird, und abschließend im gereckten bzw. aufgeweiteten Zustand abgekühlt wird. Mit besonderem Vorteil wird ein mit Silangruppen gepfropftes Polyäthylen verwendet und die Vernetzung in Anwesenheit von Feuchtigkeit durchgeführt. Diese Vernetzungstechnik zeichnet sich dadurch aus, daß auf aufwendige Bestrahlungsvorrich tungen verzichtet werden kann.

Die Erfindung ist anhand des in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Manschette 1, beispielsweise zum Umhüllen eines Kabelspleißes dargestellt. Die Manschette 1 besteht im wesentlichen aus einem Kunststoffband mit zwei in Längsrichtung verlaufenden Stegen 2 und 3, die, wie an sich bekannt, als Verschlußelemente benutzt werden. Nach dem Herumlegen um den Kabelspleiß wird über die Stege 2 und 3 ein nicht dargestelltes C-förmiges Profil geschoben, wobei die Lasche 4 überlappt wird. Die Manschette 1 ist in Querrichtung zu den Stegen 2 und 3 gereckt, so daß bei einer Erwärmung die Manschette auf den nicht dargestellten Kabelspleiß zurückschrumpft. In dem Kunststoffband, d h. auch im Bereich der Stege 2 und 3, sind kurze Fasern 5 aus anorganischem Material, z. B. Kohlefasern, Glasfasern, Keramikfasern und ähnliches, in unregelmäßiger Anordnung, d h. eine gleichmäßige Ausrichtung der Fasern 5 ist nicht vorgesehen, gleichmäßig verteilt. Die Fasern 5 sind in nicht dargestellter Weise mit einer hauchdünnen Schicht aus einem thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise auf der Basis von Polyäthylen beschichtet. Diese Beschichtung soll sicherstellen, daß sowohl beim Recken als auch beim Schrumpfen eine Behinderung des Reck- oder Schrumpfvorganges durch die nicht reck-oder schrumpfbaren Fasern auftritt. Bei den Schrumpf- oder Recktemperaturen wird die Schicht aus thermoplastischem Kunststoff plastisch und wirkt somit als Schmierfilm. Die Länge der Fasern beträgt zwischen 0,5 und 5,0 mm, wodurch ein Brechen der Fasern beim Biegen der Manschette zum Rohr weitestgehend ausgeschlossen ist, gleichzeitig aber die Zerreißfestigkeit der Manschette 1 erhöht wird.

Bei der Herstellung einer Manschette, wie in der Fig. 1 dargestellt, geht man folgendermaßen vor: Zunächst wird eine Mischung der folgenden Zusammensetzung hergestellt.

Polyäthylen, Homopolymer
100 Teile
Vinyltrimethoxisilan	1,0-1,5 Teile
Dicumylperoxid	0,04 Teile
Katalysator (Naftovin SN/L)	0,05 Teile
Ruß	15 Teile
Glasfasern	25 Teile

Diese Mischung wird in einen Extruder eingegeben, in dem zunächst eine Homogenisierung durch Aufschmelzen und in einer anschließenden Zone desselben Extruders ein Pfropfen des Silans auf die Polyäthylenmoleküle bei Temperaturen oberhalb 140° erfolgt. Das geschmolzene und gepfropfte Material wird durch eine Düse zu der in der Fig. 2 dargestellten Querschnittsform extrudiert. Das Profil wird auf eine Kabeltrommel aufgewickelt und in einem nachfolgenden Arbeitsvorgang bei Anwesenheit von Feuchtigkeit und Wärme vernetzt. Von der Kabeltrommel werden dann die Manschetten in der gewünschten Länge abgetrennt, erwärmt, gereckt und in gerecktem Zustand abgekühlt. Nach dem Abkühlen können die Manschetten 1 an der den Stegen 2 und 3 gegenüberliegenden Oberfläche mit einem Heißschmelzkleber beschichtet werden.

Claims

1. Verwendung eines vernetzten Kunststoffbandes oder Kunststoffrohres mit innerhalb der Wandung des Gegenstandes angeordneten Verstärkungselementen, aus kurzen Fasern (Whiskers) aus anorganischen Werkstoffen, die in unregelmäßiger Anordnung in dem Kunststoff verteilt sind und deren Länge zwischen 0,5 und 5,0 mm beträgt, als wärmerückstellbarer Gegenstand.

2. Wärmerückstellbarer Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus Kohlenstoff, Glas, Keramik oder Metall bestehen.

3. Wärmerückstellbarer Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern einen nahezu kreisrunden Querschnitt von 0,01 bis 0,2 mm² aufweisen.

4. Wärmerückstellbarer Gegenstand nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in einer Menge von 10-30 Volumensprozenten in dem Kunststoffband oder Kunststoffrohr vorliegen.

5. Wärmerückstellbarer Gegenstand nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern mit einer Beschichtung aus thermoplastischem Kunststoff versehen sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines wärmerückstellbaren Gegenstandes nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus einem thermoplastischen Kunststoff und den Fasern hergestellt, diese Mischung zu einem Band oder Rohr extrudiert wird, daß das Band oder Rohr vernetzt, anschließend auf eine Temperatur oberhalb des Kristallitschmelzpunktes des Kunststoffes erwärmt, in der Wärme verformt, d. h. gereckt bzw. aufgeweitet wird und abschließend im gereckten bzw. aufgeweiteten Zustand abgekühlt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Silangruppen gepfropftes Polyethylen verwendet wird, und die Vernetzung in Anwesenheit von Feuchtigkeit durchgeführt wird.