DE4200251A1 - High tear strength heat-shrink material with high flame resistance - consists of main crosslinked e.g. polyethylene@ reinforced with incorporated non stretch of glass warp threads and elastomer weft filaments - Google Patents
High tear strength heat-shrink material with high flame resistance - consists of main crosslinked e.g. polyethylene@ reinforced with incorporated non stretch of glass warp threads and elastomer weft filamentsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen wärmerückstellbaren Gegenstand aus einem Band aus einem vernetzten Polymeren, innerhalb dessen Wandung in Schrumpfrichtung verlaufende Verstärkungsfäden angeordnet sind.The invention relates to a heat-recoverable object from a tape from a cross-linked polymer, inside the wall of which runs in the direction of shrinkage Reinforcing threads are arranged.
Aus der EP-OS 01 15 905 ist ein wärmerückstellbarer Gegenstand bekannt, der aus einem Gewebe besteht, welches aus wärmerückstellbaren Fäden und Glasfaserfäden besteht. Die wärmerückstellbaren Fäden, die in Schrumpfrichtung verlaufen, bestehen aus einem vernetzten Kunststoff und sind gereckt. Das Gewebe ist in einer Matrix aus vernetztem Kunststoff eingebettet. Die Rückstellung des Gegenstandes bei Wärmezufuhr erfolgt hier ausschließlich durch die wärmerückstellbaren Fäden, die das Matrixmaterial mitnehmen. Durch diese Anordnung soll die Reißfestigkeit des Gegenstandes erhöht werden. Begründet wird dies damit, daß sich ein Riß nur bis zur Grenzfläche Matrix-Faden fortsetzen kann.From EP-OS 01 15 905 is a heat recoverable item known, which consists of a fabric which consists of heat-recoverable threads and fiberglass threads. The heat-recoverable threads that run in the direction of shrinkage, consist of a cross-linked plastic and are stretched. The Fabric is in a matrix of cross-linked plastic embedded. The provision of the object when heat is applied takes place here exclusively through the heat-resettable Threads that take the matrix material with them. By this arrangement the tensile strength of the object should be increased. This is justified by the fact that a crack only extends up to Interface matrix thread can continue.
Aus der EP-OS 03 50 732 ist ein wärmerückstellbarer Gegenstand bekannt, der aus einem Band aus einem vernetzten, gereckten Kunststoff besteht, in dessen Wandung ein Gewebe aus nicht reckbaren, zugfesten Fäden z. B. aus Glasfasern angeordnet ist. Bei diesem Gegenstand schrumpft das Band und nimmt beim Schrumpfen das Gewebe mit. Der Vorteil dieses Gegenstandes gegenüber dem zuerst genannten Gegenstand ist darin zu sehen, daß die zugfesten Fäden des Gewebes sowohl in Schrumpfrichtung als auch quer dazu verlaufen und von daher eine echte Verstärkungseinlage bilden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist noch darin zu sehen, daß die in Schrumpfrichtung verlaufenden Fäden auf einen Strang aus einem thermoplastischen oder vernetzten Kunststoff aufgewickelt sind und von daher eine Dehnungsreserve aufweisen. Daraus resultiert ein vereinfachtes Herstellungsverfahren.From EP-OS 03 50 732 is a heat recoverable item known from a tape from a networked, stretched Plastic is made, in the wall of which a fabric is not stretchable, tensile threads z. B. made of glass fibers is. With this object, the tape shrinks and increases Shrink the fabric with. The advantage of this item compared to the first mentioned object, that the tensile threads of the fabric both in the direction of shrinkage as well as running across it and therefore a real one Form reinforcement insert. Another major advantage can still be seen in the shrinking direction running threads on a strand from a thermoplastic or cross-linked plastic are wound and therefore have an expansion reserve. Out of it the result is a simplified manufacturing process.
Schrumpfartikel haben die unangenehme Eigenschaft, nach einer Verletzung der Oberfläche während des Schrumpfprozesses weiterzureißen. Diese Neigung ist um so stärker je höher der Vernetzungsgrad ist. Thermoplastische oder sehr schwach vernetzte Kunststoffe (weniger als 25%) zeigen diese Eigenschaften nicht, wogegen hochvernetzte (mehr als 70%) Kunststoffe quer zur Schrumpfrichtung einreißen, wenn sie mit einer scharfen Kante in Berührung gelangen.Shrink articles have the unpleasant property, according to one Injury to the surface during the shrinking process to carry on. This tendency is the greater the higher the Degree of networking is. Thermoplastic or very weak cross-linked plastics (less than 25%) show this Properties not, whereas highly networked (more than 70%) Tear plastics crosswise to the direction of shrinkage if they join come into contact with a sharp edge.
Schwach vernetzte Werkstoffe weisen jedoch ein unbefriedigendes Schrumpfverhalten auf.Weakly cross-linked materials, however, show unsatisfactory shrinkage behavior.
Ein weiterer Unterschied zwischen einem vernetzten Kunststoff und einem thermoplastischen Kunststoff ist die dem thermoplastischen Kunststoff innewohnende höhere Flammfestigkeit.Another difference between a cross-linked plastic and a thermoplastic is that thermoplastic inherent higher Flame resistance.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten wärmerückstellbaren Gegenstand dahingehend zu verbessern, daß er eine höhere Reißfestigkeit bei gleich gutem Schrumpfverhalten und eine hohe Flammfestigkeit aufweist.The invention has for its object the known to improve heat recoverable item in that he a higher tear strength with the same good Shrink behavior and high flame resistance.
Diese Ausgabe wird bei einem Gegenstand der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Verstärkungsfäden Stränge aus einem gummielastischen Werkstoff sind, daß die Stränge zumindest um 100% gereckt sind und daß der Vernetzungsgrad des Polymermaterials höchstens 40% vorzugsweise zwischen 25 und 30% beträgt. This issue is the subject of one of the aforementioned Art solved in that the reinforcing threads from strands are a rubber-elastic material that the strands are stretched at least by 100% and that the degree of crosslinking of the polymer material at most 40%, preferably between 25 and is 30%.
Der Gegenstand nach der Lehre der Erfindung ist aus handelsüblichen Komponenten aufgebaut, welche durch Massenfertigung kostengünstig herstellbar sind. Bei Erwärmung des Gegenstandes erweicht das vernetzte Polymermaterial, beginnt zu schrumpfen und gibt gleichzeitig die den Strängen durch die elastische Dehnung einverleibte Rückstellkraft frei. Durch die geringfügige Vernetzung des Polymermaterials weist der Gegenstand eine relativ hohe Flammfestigkeit und mechanische und chemische Beständigkeit auf. Da die Rückstellung des Gegenstandes im Wesentlichen durch die gummielastischen Stränge erfolgt, ist ein Weiterreißen in jedem Fall ausgeschlossen. Als Material für die gummielastischen Stränge sind natürliche und synthetische Kautschuke, Polyisopren-olefin, Polyurethane (Elastan) geeignet, insbesondere solche, die bis zu 500% gedehnt werden können und bis 200°C temperaturbeständig sind.The subject of the teaching of the invention is from commercially available components built up by Mass production are inexpensive to manufacture. When warming the object softens the cross-linked polymer material, begins to shrink while giving the strands due to the elastic stretch incorporated restoring force freely. Due to the slight cross-linking of the polymer material the object has a relatively high flame resistance and mechanical and chemical resistance. Since the Provision of the item essentially through the rubber elastic strands is carried out is a tearing in excluded in any case. As material for the elastic strands are natural and synthetic Rubbers, polyisoprene olefin, polyurethanes (elastane) suitable, especially those that are stretched up to 500% can and are temperature resistant up to 200 ° C.
Um die Stabilität des Gegenstandes zu erhöhen, können quer zur Schrumpfrichtung verlaufende Fäden aus einem im wesentlichen nicht verformbaren zugfesten Material vorgesehen sein. Fäden aus Glasfasern, dünnen Metalldrähten, hochfesten Kunststoffen wie Aramid oder Polyester, oder Naturfasern wie Baumwolle sind hierfür geeignet. Mit besonderem Vorteil sind die Stränge und die zugfesten Fäden zu einem Gewebe verarbeitet, welches innerhalb der Wandung des Gegenstandes angeordnet ist. Bei diesem Gewebe sind die Kettfäden zugfest und die Stränge bilden die Schußfäden. Auf die Stränge ist zweckmäßigerweise ein Faden aus zugfestem Material wie oben angeführt wendelförmig aufgewickelt.In order to increase the stability of the object, you can cross to Threads extending from a substantially shrinking direction non-deformable tensile material can be provided. Threads made of glass fibers, thin metal wires, high-strength plastics such as aramid or polyester, or natural fibers such as cotton suitable for this. The strands and are particularly advantageous the tensile threads processed into a fabric which is arranged within the wall of the object. At The warp threads and the strands are tensile in this fabric form the weft threads. On the strands is convenient a thread made of tensile material as mentioned above coiled helically.
Die Verwendung eines Gewebes vereinfacht die Verarbeitung der Komponenten zu dem Gegenstand erheblich. Der auf den Strang aufgewickelte Faden weist abhängig vom Strangdurchmesser und von der Schlaglänge eine Dehnungsreserve auf, die beim Recken des Gegenstandes nahezu aufgehoben wird. Im gereckten Zustand befindet sich innerhalb der Wandung ein Gewebe aus zugfesten gestreckten Fäden.The use of a fabric simplifies the processing of the Components to the item significantly. The one on the strand depending on the strand diameter and a stretch reserve on the stroke length, which when stretching the object is almost canceled. In stretched condition there is a fabric made of tensile strength within the wall stretched threads.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist das vernetzte Polymermaterial wärmerückstellbar. Das kann dadurch bewerkstelligt werden, daß das Polymermaterial nach dem Einbettungsvorgang vernetzt und somit beim Recken vernetzt vorliegt.According to a further idea of the invention, this is networked Polymer material heat-recoverable. It can do that be accomplished that the polymer material after the Embedding process networked and thus networked when stretching is present.
Ein Hauptanwendungsgebiet für solche Gegenstände ist der Schutz von Kabelverbindungen im Erdreich. Der in Form einer Manschette vorliegende Gegenstand wird um die Kabelverbindung herumgelegt, mittels einer über entsprechend geformte Längskanten der Manschette geschobenen Schiene werden die Längskanten zusammengehalten und der Gegenstand zum Schrumpfen gebracht. Bei einer solchen Manschette, die an ihren Längskanten senkrecht aus der Ebene der Manschette heraustretende Stege aufweist, erstreckt sich das Gewebe bis in den Bereich der Stege, so daß es beim Schrumpfvorgang durch die Schiene gehalten wird.A main area of application for such objects is Protection of cable connections in the ground. The one in the form of a Cuff present object is around the cable connection laid around by means of an appropriately shaped Longitudinal edges of the cuff pushed rail are the Long edges held together and the object to shrink brought. With such a cuff attached to their Longitudinal edges perpendicular from the plane of the cuff emerging webs, the fabric extends to in the area of the webs so that it shrinks through the rail is held.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines wärmerückstellbaren Gegenstandes.The invention also relates to a method of manufacture of a heat recoverable item.
Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Gewebe aus in Kettrichtung verlaufenden Fäden aus Glasfasern, Baumwollfasern, Metalldrähte etc. und in Schußrichtung verlaufenden Strängen aus einem gummielastischen Werkstoff mit einer Bewicklung aus einem Faden aus Glasfasern, Baumwollfasern, Metalldrähten etc. in einer Schicht aus einem thermoplastischen Polymermaterial eingebettet wird z. B. durch Kaschieren, daß das thermoplastische Polymermaterial vernetzt wird, daß der Gegenstand erwärmt, im erwärmten Zustand um zumindest 100%, vorzugsweise zwischen 300 und 500%, in Richtung der Stränge gereckt und im gereckten Zustand abgekühlt wird. This method is characterized in that a fabric made of glass fiber threads running in the warp direction, Cotton fibers, metal wires etc. and in the weft direction extending strands of a rubber-elastic material with a winding from a thread of glass fibers, Cotton fibers, metal wires etc. in one layer from one thermoplastic polymer material is embedded z. B. by Laminating that the thermoplastic polymer material cross-links is that the object is heated in the heated state at least 100%, preferably between 300 and 500%, in Stretched towards the strands and in the stretched state is cooled.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich ein nahezu unendlich langes bandförmiges Gebilde herstellen, von welchem nach dem letzten Arbeitsgang die fertigen Manschetten in der gewünschten Länge abgetrennt werden können.The method according to the invention can be used almost produce an infinitely long band-shaped structure, of which the finished cuffs in the desired length can be separated.
Zweckmäßigerweise wird der Gegenstand auf einer Seite ganzflächig mit einer Folie aus im wesentlichen für Wasserdampf undurchlässigem Material beschichtet und auf diese Schicht eine Schicht aus Heißschmelzkleber aufgebracht. Besteht die undurchlässige Schicht aus Metall z. B. Aluminium, wird diese nach dem Recken und Abkühlen aufgebracht.Conveniently, the item is on one side all over with a film made of essentially for Water vapor impermeable material coated and on this Layer a layer of hot melt adhesive applied. Is the impermeable layer of metal z. B. aluminum, it is applied after stretching and cooling.
Es gibt jedoch Kunststoffe, die im Gegensatz zu dem üblicherweise als Material für die Manschetten verwendeten Polyethylen eine wesentlich geringere Wasserdampfdurchlässigkeit aufweisen z. B. Polyvinylalkohol, Polyvinylidenfluorid etc. Solche Kunststoffolien können z. B. beim Kaschieren aufgebracht und somit auch gereckt werden. Durch die Verwendung solcher Kunststoffolien können die Fertigungskosten erheblich verringert werden.However, there are plastics that are contrary to that commonly used as a material for the cuffs Polyethylene a much lower Have water vapor permeability z. B. polyvinyl alcohol, Polyvinylidene fluoride etc. Such plastic films can e.g. B. applied during lamination and thus also stretched. By using such plastic films, the Manufacturing costs can be significantly reduced.
Die Erfindung ist anhand des in den Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiment shown schematically in FIGS. 1 to 3.
Die Fig. 1 zeigt eine Manschette 1 mit seitlichen Stegen 2 und 3, über welche nach dem Herumlegen um den zu umhüllenden Gegenstand eine nicht dargestellte im Querschnitt C-förmige Schiene geschoben wird, welche die Längskanten während des Schrumpfvorganges und danach zusammenhält. Innerhalb der Wandung der Manschette 1 ist ein Gewebe 4 aus in Längsrichtung der Manschette 1 d. h. parallel zu den Stegen 2 und 3 verlaufenden Fäden 5 sowie quer dazu, d. h. in Schrumpfrichtung verlaufenden Strängen 6. Das Gewebe 4 erstreckt sich bis in den Bereich der Stege 2 und 3. Fig. 1 shows a sleeve 1 with lateral webs 2 and 3 , over which, after laying around the object to be wrapped, a not shown in cross-section C-shaped rail is pushed, which holds the longitudinal edges during the shrinking process and thereafter. Inside the wall of the cuff 1 is a fabric 4 made of threads 5 running in the longitudinal direction of the cuff 1, ie parallel to the webs 2 and 3 , and transversely thereto, ie strands 6 running in the shrinking direction. The fabric 4 extends into the area of the webs 2 and 3 .
Die Fäden 5 sind zweckmäßigerweise Glasfaserfäden, d. h. nicht verformbar. Demgegenüber sind die Stränge 6 aus einem gummielastischen Werkstoff wie z. B. Gummi, synthetischer Gummi, EPDM oder Polyurethan. Wesentlich für diese Werkstoffe ist, daß sie bei Verarbeitungstemperatur bzw. bei Schrumpftemperatur ihre gummielastischen Eigenschaften beibehalten. Das Gewebe 4 ist eingebettet in einer Matrix aus Polyethylen, welches ca. 25% vernetzt ist, d. h. einen Gelgehalt von 25% aufweist.The threads 5 are expediently glass fiber threads, ie they are not deformable. In contrast, the strands 6 made of a rubber-elastic material such. B. rubber, synthetic rubber, EPDM or polyurethane. It is essential for these materials that they retain their rubber-elastic properties at processing temperature or at shrinking temperature. The fabric 4 is embedded in a matrix made of polyethylene, which is about 25% cross-linked, ie has a gel content of 25%.
Der Strang 6 kann wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, aus einer Seele 6a aus dem gummielastischen Werkstoff sowie einem wendelförmig aufgebrachten Faden 6b aus nicht verformbaren Material wie z. B. Glasfasern, Metalldrähten, Baumwolle etc. bestehen.The strand 6 can, as shown in FIGS. 2 and 3, from a core 6 a made of the rubber-elastic material and a helically applied thread 6 b made of non-deformable material such as. B. glass fibers, metal wires, cotton, etc. exist.
Die Fig. 2 zeigt den Strang 6 im gereckten Zustand, d. h. geringer Querschnitt des Stranges 6 und große Schlaglänge des Fadens 6b. In der Fig. 3 ist der Strang auf sein ursprüngliches Maß zurückgeschrumpft. Die Schlaglänge des Fadens 6b ist kurz. Im gereckten Zustand der Manschette 1 liegen die Fäden 6b nahezu parallel zueinander und bilden mit den Fäden 5 ein die Manschette verstärkendes Gewebe 4. Fig. 2 shows the strand 6 in the stretched state, ie small cross-section of the strand 6 and large lay length of the thread 6 b. In Fig. 3 the strand has shrunk back to its original size. The lay length of the thread 6 b is short. In the stretched state of the cuff 1 , the threads 6 b lie almost parallel to one another and form with the threads 5 a fabric 4 reinforcing the cuff.
Die Matrix hält das Gewebe 4 im gereckten Zustand. Erst bei Erwärmung der Manschette 1 verliert die Matrix ihre Festigkeit und gibt die gummielastischen Kräfte der Stränge 6 frei. Die Manschette 1 schrumpft zurück. Die Matrix kann vorteilhafterweise auch nach dem Vernetzen gereckt sein, d. h. beim Erwärmen schrumpft auch die Matrix. Es erfolgt somit ein gleichmäßiges Schrumpfen der Stränge 6 und der Matrix.The matrix holds the tissue 4 in the stretched state. It is only when the cuff 1 is heated that the matrix loses its strength and releases the rubber-elastic forces of the strands 6 . The cuff 1 shrinks back. The matrix can advantageously also be stretched after crosslinking, ie the matrix also shrinks when heated. The strands 6 and the matrix thus shrink evenly.
Anhand eines Beispiels soll die Herstellung einer Manschette 1 beschrieben werden.The manufacture of a cuff 1 will be described using an example.
Ein Gewebe aus gummielastischen Strängen 6 und Glasfaserfäden 5
wird in einer Kaschieranlage ein oder beidseitig mit einem
Kunststoffband kaschiert. Das Kunststoffband ist aus einem
Gemisch aus,
50 Teilen Polyethylen,
40 Teilen Ethylen-Vinylacetat-Copolymer,
und
10 Teilen Ruß,
hergestellt, dem eine geringe Menge Vernetzungshilfsmittel
zugegeben wurde.A fabric made of rubber-elastic strands 6 and glass fiber threads 5 is laminated on one or both sides with a plastic tape in a laminating system. The plastic band is made from a mixture of
50 parts of polyethylene,
40 parts of ethylene-vinyl acetate copolymer, and
10 parts of carbon black, to which a small amount of crosslinking aid was added.
Nach dem Kaschiervorgang wurde das Matrixmaterial des Kunststoffbandes in Gegenwart von Feuchtigkeit bei 95°C zu ca 25% vernetzt. Das Band wurde dann auf ca. 150-160°C erwärmt und um ca. 400% gereckt. Nachdem der gewünschte Reckgrad erreicht wurde, wurde das Band abgekühlt. Von dem Band wurden dann die Manschetten 1 in der gewünschten Länge abgetrennt.After the lamination process, the matrix material of the plastic tape was crosslinked to about 25% in the presence of moisture at 95 ° C. The tape was then heated to approximately 150-160 ° C and stretched by approximately 400%. After the desired degree of stretching was reached, the strip was cooled. The cuffs 1 of the desired length were then separated from the tape.
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DE4200251A DE4200251A1 (en) | 1992-01-08 | 1992-01-08 | High tear strength heat-shrink material with high flame resistance - consists of main crosslinked e.g. polyethylene@ reinforced with incorporated non stretch of glass warp threads and elastomer weft filaments |
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