DE3486455T2

DE3486455T2 - Umhüllender rückstellbarer Gegenstand

Info

Publication number: DE3486455T2
Application number: DE3486455T
Authority: DE
Inventors: Thomas Andrew Kridl; Kenneth Brian Pithouse; James Thomas Triplett; Marc Wille
Original assignee: Raychem Ltd
Current assignee: Raychem Ltd
Priority date: 1983-01-06
Filing date: 1984-01-05
Publication date: 1998-02-26
Anticipated expiration: 2004-01-06
Also published as: ES528708A0; DE3478008D1; AR247646A1; JPH05212793A; DE3486455D1; GB2134334B; GB8400191D0; EP0116392B2; ES8505745A1; JPH0725138B2; ES539957A0; JPH0720325B2; ATE42711T1; EP0427356B1; HK13488A; EP0272364A1; EP0427356A2; BR8400030A; MY102496A; EP0116392B1

Description

Die Erfindung betrifft rückstellbare Gegenstände, insbesondere ein Verfahren zum Formen eines rückstellbaren Flächenkörpers gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein wärmerückstellbarer Gegenstand ist ein Gegenstand, dessen dimensionsmäßige Konfiguration zu einer erheblichen Änderung veranlaßt werden kann, wenn er einer Wärmebehandung unterzogen wird. Gewöhnlich stellen sich diese Gegenstände beim Erwärmen in Richtung einer ursprünglichen Gestalt zurück, aus der heraus sie vorher verformt wurden, aber der Ausdruck "wärmerückstellbar" umfaßt im vorliegenden Zusammenhang auch einen Gegenstand, der beim Erwärmen eine neue Konfiguration annimmt, auch wenn er vorher noch nicht verformt worden ist.
In ihrer üblichsten Form weisen solche Gegenstände eine wärmeschrumpfbare Hülle auf, die aus einem polymeren Material besteht, das die Eigenschaft eines elastischen oder plastischen Formgedächtnisses hat, wie es beispielsweise in den US-Patent- schriften 2 027 962, 3 086 242 und 3 597 372 beschrieben wird. Wie beispielsweise in der US-Patentschrift 2 027 962 erläutert wird, kann die ursprüngliche, dimensionsmäßig wärmestabile Form eine übergangsform in einem kontinuierlichen Verfahren sein, bei dem beispielsweise ein extrudiertes Rohr im heißen Zustand zu einer dimensionsmäßig wärmeinstabilen Form aufgeweitet wird, aber bei anderen Anwendungen wird ein vorgeformter, dimensionsmäßig wärmestabiler Gegenstand in einer separaten Stufe zu einer dimensionsmäßig warmeinstabilen Form verformt.
Bei der Erzeugung von wärmerückstellbaren Gegenständen kann das polymere Material in jeder Phase der Herstellung des Gegenstands, die die gewünschte dimensionsmäßige Rückstellbarkeit steigert, vernetzt werden. Eine Möglichkeit der Herstellung eines wärmerückstellbaren Gegenstands umfaßt das Formen des polymeren Materials zu der gewünschten wärmestabilen Form, das anschließende Vernetzen des polymeren Materials, Erwärmen des Gegenstands auf eine Temperatur oberhalb des kristallinen Schmelzpunkts oder gegebenenfalls, bei amorphen Materialien, des Erweichungspunkts des Polymers, Verformen des Gegenstands und Abkühlen des Gegenstands, während er sich in dem verformten Zustand befindet, so daß der verformte Zustand des Gegenstands erhalten bleibt. Da der verformte Zustand des Gegenstands wärmeinstabil ist, veranlaßt im Gebrauch das Aufbringen von Wärme den Gegenstand, seine ursprüngliche wärmestabile Gestalt anzunehmen. Ein weiteres Verfahren umfaßt das Verformen eines im wesentlichen unvernetzten polymeren Materials bei einer Temperatur unterhalb des kristallinen Schmelzpunktes oder Erweichungspunktes des Materials, das Miteinander-Verschmelzen von Teilen des Materials oder eines Teils oder von Teilen des Materials und wenigstens einer anderen polymeren Komponente, um die Konfiguration wenigstens eines hohlen wärmerückstellbaren Gegenstands zu bilden, und das anschließende Vernetzen des im wesentlichen unvernetzten Materials.
Bei anderen Gegenständen wird ein elastomeres Element in einem gedehnten Zustand von einem zweiten Element gehalten, das beim Erwärmen geschwächt wird und es so dem elastomeren Element ermöglicht, sich zurückzustellen. Wärmerückstellbare Gegenstände dieses Typs sind beispielsweise in der GB-Patentschrift 1 440 524 beschrieben, wobei ein äußeres rohrförmiges elastomeres Element von einem inneren rohrförmigen Element in einem gedehnten Zustand gehalten wird.
Wärmerückstellbare Gegenstände finden besondere Anwendung beim Schutz von langgestreckten Substraten, wie beispielsweise Spleißen in Telekommunikationskabeln gegenüber der Umgebung.
Zusätzlich zu dem Herstellen der Abdichtung gegenüber der Um gebung kann es erforderlich sein, daß die Hülle einem Innendruck standhält, entweder weil die gesamte Spleißumschließung auf Undichtheiten druckgeprüft wird, beispielsweise nach den Bell-Zyklus- und British-Telecom-Spezifikationen, oder weil Temperaturen, die im Betrieb erreicht werden, einen signifikanten Innendruck erzeugen. Während die bekannten wärmerückstellbaren Hüllen für Bedingungen, denen man bei Verteiler- Spleißumschließungen begegnet, recht gut geeignet sind, stehen viele größere Telekommunikationskabel unter einem Innendruck, um Feuchtigkeit auszuschließen, und die dickerwandigen oder verstärkten Hüllen, die erforderlich wären, um solchen Drücken lange Zeit standzuhalten, sind schwieriger und teurer herzustellen und erfordern ein größeres Können bei der Installation im Feld.
Es ist häufig zweckmäßig, wenn ein wärmerückstellbarer Gegenstand installiert werden kann, indem er um das Substrat herum gewickelt wird, so daß ein vollständiges Durchtrennen des Substrats vermieden wird. Ein Beispiel dafür ist die Reparatur eines Mehrleiter-Telefonkabels: Nur eine geringe Anzahl der vielen Leiter kann betroffen sein, und viel Zeit würde verbrengehen, wenn das gesamte Kabel durchtrennt werden müßte, um eine neue rohrförmige Umschließung über dem Kabel zu installieren. Umwickelerzeugnisse sind auch nützlich, wenn der Raum begrenzt ist: Eine Umwickelhülle känn installiert werden, wenn die zugängliche Substratlänge nur ebenso groß wie die Breite der Hülle ist; eine rohrförmige Hülle braucht jedoch Platz, um entlang dem Substrat weg von dem Spleißbereich geschoben zu werden, während der Spleiß hergestellt wird.
Verschlüsse für rückstellbare Umwickelgegenstände sind seit vielen Jahren bekannt und in der Patentliteratur beschrieben. Klebstoffe können den sehr großen Kräften, die beim Rückstellen des Gegenstands erzeugt werden können, im allgemeinen nicht standhalten, und man hat gefunden, daß es für die meisten Anwendungen erforderlich ist, eine Umwickelhülle zu verwenden, die mit profilierten Kantenbereichen versehen ist, die in Eingriff gebracht werden können, um einen mechanischen Verschluß zu bilden. Obwohl viele solche Vorschläge bekannt sind, bleibt wegen seiner leichten Montage im Feld, seiner Festigkeit und Flexibilität in Längsrichtung unter Rückstellbedingungen der Verschluß gemäß der US-Patentschrift 3 455 336 von Ellis die einzige gewerblich erfolgreiche Konstruktion.
Bei einer Ausführungsform ist eine Hülle mit einem integralen Steg oder Vorsprung versehen, der entlang jedes Längsrandes verläuft. Diese beiden Stege werden zusammengebracht und von einem Kanal mit im allgemeinen c-förmigem Querschnitt zusammengehalten, um die Hülle in der Umwickelkonfiguration zu halten. Die Hülle kann hergestellt werden durch Formen oder Extrudieren eines rohrförmigen Elements, das einen Steg oder Vorsprung an der inneren Oberfläche hat, Aufschlitzen des Elements und des Stegs entlang der Länge des Stegs und Wenden des Elements mit der Innenseite nach außen. Die Stege haben bevorzugt im Querschnitt einen Hals oder Einzug, damit der Kanal bei der Rückstellung der Hülle beibehalten wird. Die genaue Querschnittsgestalt der Stege sollte in Verbindung mit der Gestalt des Kanals gewählt werden, und die Hülle kann somit zu der gewünschten Gestalt geformt werden. Das in diesem Patent beschriebene Umwickelsystem ist das einzige, das bis heute umfassenden gewerblichen Erfolg hat. Es ist in der US 3 455 336 beschrieben, auf der der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert.
Der Umwickelgegenstand von Ellis ist jedoch teuer herzustellen und erfordert große Kapitalinvestitionen für die Herstellungsund Erweiterungsanlage. Außerdem kann es, wie vorstehend erwähnt, erforderlich sein, daß die Hülle relativ hohen Innendrücken standhält, beispielsweise beim Umschließen von unter Druck stehenden Telekommunikationskabelspleißen, und die Hülle kann nicht leicht durch herkömmliche Techniken verstärkt werden.
Wärmeschrumpfbare rohrförmige Gegenstände aus textilem Flä chengebilde sind ebenfalls seit sehr langer Zeit bekannt. Beispielsweise beschreibt die offengelegten JP-Patentanmeldung 52-56393 von Sumitomo Electric Industries ein wärmerückstellbares geflochtenes Harzrohr, das über einem Drahtbündel installiert wird, um einen Kabelbaum herzustellen. Abzweigdrähte von dem Drahtbündel kännen anscheinend aufgenommen werden, indem sie an geeigneten Stellen durch Maschen herausgezogen werden. Wenn die Drähte installiert sind, wird das rückstellbare Rohr erwärmt, um zu bewirken, daß es in festen Kontakt mit den Drähten aufschrumpft.
Ferner ist in der US-Patentschrift 3 669 157 von Carolina Narrow Fabric Company und in der JP-Patentschrift 53-13805 von Matsushita vorgeschlagen worden, wärmeschrumpfbare rohrformige Gegenstände aus textilem Flächengebilde bereitzustellen, die mit bestimmten härtbaren Harzen getränkt sein können.
Diese rohrförmigen Gegenstände aus textilem Flächengebilde können verstärkt sein, wie es in der US-Patentschrift 3 669 157 beschrieben ist, haben aber aus verschiedenen Gründen keinen gewerblichen Erfolg. In diesen Dokumenten sind nur rohrförmige Gegenstände beschrieben, und sie erfordern daher einen Zugang zu einem freien Ende des Substrats für die Installation.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Formen eines rückstellbaren Flächenkörpers mit Verschlußelementen an einem Kantenbereich davon gekennzeichnet durch das Herumfalten von Kantenbereichen eines Verbundflächenkörpers, um verdickte Verschlußelemente zu bilden.
Bevorzugt sind die herumgefalteten Kantenbereiche verbunden, um die verdickten Verschlußelemente zu bilden, wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird. Bevorzugt sind die gefalteten Kantenbereiche in einer Klemme befestigt. Ein Träger kann innerhalb der herumgefalteten Kantenbereiche vorgesehen sein.
Der Verbundflächenkörper weist bevorzugt ein rückstellbares textiles Flächengebilde auf, das ein Rückstellverhältnis von wenigstens 20 % hat.
Rückstellverhältnis bedeutet, wenn es als Prozentsatz ausgedrückt ist, die Änderung einer Dimension als einen Prozentsatz der Dimension vor der Rückstellung. Die Zahl sollte gemessen werden, indem die Änderung bestimmt wird, die bei einer einzigen Behandlung mit dem geeigneten Mittel, wie etwa Wärme, und nicht bei wiederholter und ausgedehnter Behandlung über einen langen Zeitraum auftritt. Wir bevorzugen, daß das Rückstellverhältnis des freien textilen Flächengebildes wenigstens 40 %, insbesondere wenigstens 50 %, speziell wenigstens 75 % ist.
Textile Flächengebilde können oft erhebliche Vorteile haben, wenn sie als rückstellbare Umwickelgegenstände verwendet werden, insbesondere wenn sie zum Abdichten gegenüber der Umgebung verwendet werden. Textile Flächengebilde können aufgrund ihrer Fähigkeit, Umfangsspannungen aufzunehmen, ausgezeichnete Druckrückhaltung ermöglichen. Sie sind ferner aufgrund ihrer geringen Kerbausbreitung gegenüber Beschädigung durch Schneiden oder Kratzen hochwiderstandsfähig. Außerdem können sie aus Fasern, deren Haupteigenschaft die Zugfestigkeit ist, leicht aufgebaut oder mit solchen Fasern verstärkt werden. Glas und Kevlar (ein Warenname fur ein aromatisches Polyamid) sind besonders nützlich. Solche Festigkeitsfasern verlaufen im allgemeinen quer zu den rückstellbaren Fasern und verleihen somit dem Umwickelgegenstand erhebliche axiale Festigkeit. Sie leisten ferner einen Beitrag zu der radialen Festigkeit, da ohne mechanische Spannung in den Längsfasern keine radiale Aufweitung erfolgen kann.
Bei einer Ausführungsform bildet das rückstellbare textile Flächengebilde der Erfindung bevorzugt einen Teil eines dimensionsmäßig wärmerückstellbaren Gegenstands, der eine Verbundstruktur aus dem wärmerückstellbaren textilen Flächengebilde und einem Polymermatrixmaterial aufweist, wobei:
(a) das wärmerückstellbare textile Flächengebilde Fasern aufweist, die sich beim Erwärmen rückstellen, wobei die Fasern eine Rückstellspannung Y von wenigstens 5 x 10&supmin;² MPa bei einer Temperatur über ihrer Rückstelltemperatur haben; und
(b) das Polymermatrixmaterial ein solches Dehnungs/Temperatur- Profil hat, daß eine Temperatur (T) existiert, die bei oder über der Rückstelltemperatur der Fasern ist, bei welcher Temperatur das Polymermatrixmaterial eine Bruchdehnung von mehr als 20 % und einen 20 % Sekantenmodul X von wenigstens 10&supmin;² MPa (gemessen bei einer Formänderungsgeschwindigkeit von 300 %/min) hat und bei welcher Temperatur die folgende Ungleichung (1) erfüllt ist:
X (1 - R) / Y R < 1 .... (1)
wobei R der mittlere Nutzvolumenanteil von wärmerückstellbaren Fasern in der Verbundstruktur entlang einer gegebenen Richtung auf der Basis des Gesamtvolumens der Verbundstruktur oder ein relevanter Anteil davon ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform bildet das rückstellbare textile Flächengebilde der Erfindung die rückstellbaren Fasern einer rückstellbaren Verbundstruktur, die ein vernetztes polymeres Material und vernetzte rückstellbaren Fasern aufweist, aufgrund derer die Verbundstruktur rückstellbar ist.
Eine solche rückstellbare Verbundstruktur kann hergestellt werden, indem auf die vernetzten rückstellbaren Fasern das polymere Material aufgebracht und dann das polymere Material vernetzt wirdb
Die Fasern können vernetzt werden, um ihre Festigkeit nach der Rückstellung zu erhöhen, und eine Rückstellspannung von wenigstens 1 MPa, bevorzugt 1,5 bis 5 MPa ist geeignet. Es ist wünschenswert, daß das polymere Material vernetzt wird, um zu verhindern, daß es bei der Wärmerückstellung, insbesondere mit Hilfe eines Brenners, tropft oder verläuft. Zu starkes Vernetzen des polymeren Materials verringert jedoch das Rückstellverhältnis des Verbundmaterials. Dies kann ein Problem sein, da in den Fasern und dem polymeren Material jeweils eine andere Vernetzungsbehandlung erforderlich sein kann. Dies ist ein Grund dafür, daß die zwei obigen Vernetzungsschritte getrennt ausgeführt werden. Das Problem kann auftreten aufgrund verschiedener Vernetzungsreaktionen (Strahlreaktion im Fall von Vernetzen durch Bestrahlung) der Materialen, die für die Fasern und das polymere Material verwendet werden, oder aufgrund der Behandlung, der die Fasern und das polymere Material unterzogen werden. Dieser zweite Effekt umfaßt die verringerte Strahireaktion der Fasern, die aus ihrer Orientierung resultiert, die durch Ziehen geschaffen wird, um sie rückstellbar zu machen.
Die Verbundstruktur kann dennoch unter Anwendung eines einzigen Vernetzungsschritts hergestellt werden, wenn die Strahireaktion der rückstellbaren Fasern relativ zu der des polymeren Materials derart ist, daß eine Rückstellspannung nach Bestrahlung der Fasern an sich von wenigstens 1 MPa erreicht werden kann, bevor das Rückstellverhältnis der Verbundstruktur auf einen Wert von 70 % desjenigen der unbestrahlten Verbundstruktur verringert wird.
Die relative Strahlreaktion kann durch die Anwesenheit von Prorad in den rückstellbaren Fasern und/oder Antirad in dem polymeren Material erzeugt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das textile Flächengebilde in eine flexible rückstellbare Verbundstruktur eingebaut, die das rückstellbare textile Flächengebilde und ein polymeres Matrixmaterial darauflaminiert aufweist, wobei:
(a) das rückstellbare textile Flächengebilde ein vernetztes rückstellbares Polyolefin aufweist, das eine Rückstellspannung von 1,5 bis 5 MPa hat; und
(b) die Matrix derart vernetzt wird, daß das in dem Verbundmaterial verfügbare Rückstellverhältnis wenigstens 65 % desjenigen ist, das in dem freien textilen Flächengebilde verfügbar ist, und das polymere Matrixmaterial an sich nach der Bestrahlung bei Raumtemperatur eine Dehnung von 400 bis 700 %, gemessen bei einer Formänderungsgeschwindigkeit von 300 %/min, hat.
Das Bestrahlen kann zusätzlich zum Bereitstellen einer Möglichkeit des Vernetzens weitere Eigenschaften in der Verbundstruktur schaffen. Wenn die Fasern vor dem Aufbringen des polymeren Materials bestrahlt werden, und zwar insbesondere in Gegenwart von Sauerstoff, kann eine Änderung der Oberflächeneigenschaften der Fasern (wie etwa Oxidation) eintreten, die die Haftung zwischen den Fasern und dem polymeren Material verbessert. Ein Bestrahlungsschritt nach dem Aufbringen des polymeren Materials kann ferner ein solches Verbinden unterstützen, indem eine vernetzte Verbindung zwischen den zwei Komponenten der Verbundstruktur gebildet wird.
Außerdem oder stattdessen, je nach den Bedingungen, unter denen das polymere Material aufgebracht wird, kann ein gewisses mechanisches Ineinandergreifen zwischen den Fasern und dem polymeren Material vorgesehen werden.
Im allgemeinen weist der rückstellbare Gegenstand dieser Erfindung wärmerückstellbare Fasern auf, die eine Mindestrückstellspannung von 10&supmin;¹ MPa, stärker bevorzugt 5 x 10&supmin;¹ MPa und gewöhnlich wenigstens 1 MPa bei einer Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur der Fasern haben. Es gibt keinen oberen Grenzwert der Rückstellspannung, in der Praxis ist jedoch 200 MPa und üblicher 100 MPa die höchste Zahl, die normalerweise mit polymeren Fasern erreichbar ist. Wie vorstehend erwähnt, ist ein Bereich von 1,5 bis 5 MPa typisch.
Die Fasern sind bevorzugt aus einem polymeren wärmerückstellbaren Material gebildet. Alternativ kann ein textiles Flächengebilde aus im wesentlichen dimensionsmäßig stabilen Fasern hergestellt und dann beispielsweise durch Dehnen verformt werden, um es als Ganzes rückstellbar zu machen. Unter "Rückstelltemperatur" von polymeren wärmerückstellbaren Materialien versteht man die Temperatur, bei der die Rückstellung des polymeren Materials im wesentlichen vollständig stattfindet. Im allgemeinen ist die Rückstelltemperatur die kristal line Schmelzübergangstemperatur, wenn das Polymer kristallin ist, oder die Glasübergangstemperatur, wenn das Polymer amorph ist.
Die wärmerückstellbaren Fasern sind bevorzugt aus einem poly meren Material gebildet, das den Fasern gute physikalische Eigenschaften und insbesondere gute Kriechfestigkeit verleiht. Olefinpolymere, wie etwa Polyethylen, und Ethylencopolymere, Polyamide, Polyester, Acrylpolymere und andere Polymere, die vernetzbar sind, können verwendet werden. Ein besonders bevorzugtes polymeres Material für die Fasern basiert auf Polyethylen, das eine Dichte von 0,94 bis 0,97/g/cm³, ein Mw-Wert von 80 x 10³ bis 200 x 10³ und ein Mn-Wert von 15 x 10³ bis 30 x 10³ hat.
Bevorzugt ist die Rückstelltemperatur der Fasern 60 ºC oder höher, am stärksten bevorzugt von 80 ºC bis 250 ºC, wie beispielsweise 120 ºC bis 150 ºC.
Wenn die Fasern durch Bestrahlen vernetzt werden, ist es zweckmäßig, den Vernetzungsschritt in die Herstellung der Fasern einzubauen. Die Faser kann extrudiert, bei einer Temperatur unter ihrer Schmelztemperatur, bevorzugt um einen Betrag von 800 bis 2000 %, gedehnt und dann einer Bestrahlung unter zogen werden, um das Vernetzen zu bewirken. Eine weniger bevorzugte Möglichkeit, die Faser herzustellen, besteht darin, die Faser zu extrudieren, sie zu bestrahlen, um sie zu vernetzen, die Faser dann zu erwärmen, bevorzugt über ihre Schmelztemperatur, die Faser zu dehnen und dann die gedehnte Faser abzukühlen. Polyethylenfasern hoher Dichte werden bevorzugt mit einer Dosis von ca. 5 bis ca. 35 Mrad, bevorzugt von ca. 5 bis ca. 25 Mrad und insbesondere von ca. 7 bis ca. 18 Mrad, speziell von 10 bis ca. 18 Mrad bestrahlt. Gewöhnlich ist der Gelgehalt der vernetzten Faser höher als 20 %, bevorzugt höher als 30 %, am stärksten bevorzugt höher als 40 %. In der Praxis sind Gelgehalte von mehr als 90 % nicht leicht erreichbar.
Das wärmerückstellbare textile Flächengebilde kann nur aus wärmerückstellbaren Fasern hergestellt werden, wie oben beschrieben, oder kann zusätzlich zu den wärmerückstellbaren Fasern andere Fasern enthalten. Wenn das textile Flächengebilde solche anderen Fasern enthält, bezieht sich R in Gleichung (1) nur auf die wärmerückstellbare Faserkomponente. Das textile Flächengebilde kann gewirkt, gewebt, nichtgewebt, geflochten oder dergleichen sein. Die rückstellbaren Fasern können einen Teil des textilen Flächengebildes selbst, so wie es hergestellt ist, bilden oder können zusätzlich und nach der Herstellung des textilen Grundflächengebildes eingeführt sein. Die Fasern des textilen Flächengebildes können Monofilamente oder Multifilamente und ferner Stapelfasern, Drähte oder Bänder sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das textue Flächengebilde ein gewebtes textiles Flächengebilde. Ein einlagiges Gewebe kann verwendet werden, oder wenn ein textiles Flächengebilde höherer Dichte oder größerer Dicke erwünscht ist, kann ein mehrlagiges Gewebe verwendet werden. Das gewebte textile Flächengebilde kann nur wärmerückstellbare Fasern enthalten, oder es kann wärmerückstellbare Fasern gemeinsam mit nichtwärmerückstellbaren Fasern oder Filamenten enthalten. Beispielsweise kann das textile Flächengebilde wärmerückstellbare Fasern in der einen Richtung und nichtwärmerückstellbare Fasern in der anderen Richtung enthalten. Dadurch wird ein wärmerückstellbares textiles Flächengebilde hergestellt, das nur in einer Richtung rückstellbar ist. Das textile Flächengebilde kann in einem Muster gewebt sein, beispielsweise als Köper, gebrochener Köper, Kettatlas, Schußatlas, Drehergewebe, Leinwandbindung, Hopsack, Sackgewebe, Matte und in verschiedenen anderen Gewebekombinationen. Es kann eine Einzellage aus textilem Flächengebilde verwendet werden, oder der Gegenstand kann ein Laminat aus zwei oder mehreren Lagen aufweisen, die fakultativ mit einer einfachen Klebstofflage miteinander verbunden sind oder eine dickere Lage aufweisen, die zwischen den textilen Flächengebilden angeordnet ist.
Das wärmerückstellbare textile Flächengebilde ist bevorzugt mit einem polymeren Matrixmaterial, wie oben erwähnt, verbunden und bevorzugt darin eingebettet. Bei der oder über der Rückstelltemperatur der Fasern sollte das Polymermatrixmaterial zu begrenztem Fließen unter Druck fähig sein, so daß es die Integrität der Verbundstruktur aufrechterhält, ohne die Rückstellung der Fasern im wesentlichen behindern. Es hat bei der obengenannten Temperatur bevorzugt eine Bruchdehnung von mehr als 50 %, am stärksten bevorzugt von mehr als 100 %, insbesondere von 400 bis 700 %, und einen 20 % Sekantenmodul von bevorzugt wenigstens 5 x 10&supmin;² MPa, am stärksten bevorzugt wenigstens 10&supmin;¹ MPa, gemessen bei einer Formänderungsgeschwindigkeit von 300 %/min.
Die genannten Eigenschaften des Polymermatrixmaterials müssen nicht unbedingt nach der Rückstellung zutreffen. So kann beispielsweise das Polymermatrixmaterial beim Erwärmen schließlich zu einem Duroplast aushärten, vorausgesetzt die Aushärtungsrate ist unter den Rückstellbedingungen ausreichend langsam, um die obengenannten physikalischen Eigenschaften des Polymermatrixmaterials bei der Rückstellung der Fasern nicht nachteilig zu beeinflussen. Für viele Zwecke ist jedoch Flexibilität bei Raumtemperatur wünschenswert.
Das Polymermatrixmaterial kann entweder ein Thermoplast oder ein Elastomer sein. Beispiele der ersteren Klasse von Polymeren weisen folgendes auf: Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Ethylacrylat-Copolymere, Polyethylene, die solche mit niedriger Dichte und hoher Dichte mit linearer Struktur umfassen, Polypropylen, Polybutylen, Polyester, Polyamide, Polyetheramide, Perfluorethylen-Ethylen-copolymer und Polyvinylidenfluorid. Was die zweite Klasse von Materialien anbetrifft, so kann diese folgendes aufweisen: Acrylnitril-Butadien-Styrol-Blockcopolymer, Acrylelastomere einschließlich der Acrylate und Methacrylate und ihrer copolymere, beispielsweise Polybutylacrylat und Poly-2-Ethylhexylacrylat, die hochvinylacetat-haltigen copolymere mit Ethylen (VAE), Polynorborne, Polyurethane und Siliconelastomere und dergleichen. Das Matrixmaterial kann vernetzt sein, beispielsweise ein vernetztes Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, ein Polyethylen niedriger oder hoher Dichte mit linearer Struktur oder ein Acrylelastomer sein. Das Material kann durch Bestrahlung oder andere Mittel, wie etwa chemisches Vernetzen, unter Verwendung beispielsweise eines Peroxid-Vernetzungsmittels vernetzt werden, vorausgesetzt, daß die physikalischen Eigenschaften der Matrix bei der Rückstelltemperatur nach dem Vernetzungsschritt wie angegeben sind. Wenn eine Bestrahlung angewandt wird, wird eine Dosis von 10 Mrad oder weniger, insbesondere von 3 bis 7 Mrad bevorzugt. Der resultierende Vernetzungsgrad ermöglicht es der Matrix, sich gemeinsam mit dem textilen Flächengebilde rückzustellen, und verhindert ferner, daß die Matrix bei der Wärmerückstellung verläuft oder tropft. Das Rückstellverhältnis des Verbundmaterials nach der Bestrahlung ist bevorzugt wenigstens 50 %, insbesondere wenigstens 70 % desjenigen vor der Bestrahlung. Diese Dosiswerte können als typisch für olefinische Polymere, wie etwa Polyethylen geringer Orientierung, angesehen werden, und der Fachmann ist in der Lage, geeignete Dosiswerte in Abhängigkeit von der Gegenwart verschiedener Prorad- oder Antirad-Konzentrationen, falls vorhanden, zu wählen.
Das wärmerückstellbare textile Flächengebilde ist bevorzugt mit dem Polymermatrixmaterial verbunden, und diese Verbindung kann haftend sein, d. h. durch chemische oder physische Oberflächenwechselwirkung oder mechanisches Ineinandergreifen.
Am stärksten bevorzugt ist das wärmerückstellbare textile Flächengebilde in das Polymermatrixmaterial eingebettet, so daß es eine Verbundstruktur bildet. Unter "eingebettet" versteht man, daß das Polymermatrixmaterial wenigstens einen Hauptbereich der Faseroberfläche der Fasern, die das textile Flächengebilde bilden, umgibt.
Die Fasern sind bevorzugt vollständig von Polymermatrixmaterial umgeben, es ist jedoch möglich und manchmal wünschenswert, daß im wesentlichen weniger als die gesamte Faserober fläche mit dem Polymermaterial in Kontakt steht. Es sollte ausreichend Faserfläche mit dem Polymermatrixmaterial verbunden sein oder damit ineinandergreifen, um eine Verbundstruktur zu ergeben, die ihre Integrität bei der Rückstellung des Gegenstands beibehält. Um Zweifel auszuschließen, sei hier er wähnt, daß der hier verwendete Begriff Matrix Materialien, die die Fasern (teilweise oder vollständig) umgeben, und auch die jenigen Materialien einschließen soll, die nur an einer Oberfläche des textilen Flächengebildes befestigt sind, aber nicht in die Zwischenräume des textilen Flächengebildes eindringen.
Bevorzugt ist das Polymermaterial wenigstens an der Oberfläche der Verbundstruktur, die der Wärmequelle zugewandt ist, im wesentlichen unbeansprucht und ist wenigstens 0,03 mm, insbesondere wenigstens 0,2, speziell 0,2 bis 2 mm dick. Ein solches polymeres Material erweicht bevorzugt bei der Rückstellung, hat aber eine ausreichend hohe Viskosität, so daß es von dem textilen Flächengebilde zurückgehalten wird. Dies verbessert die Fähigkeit der Verbundstruktur, unter Verwendung eines herkömmlichen Propanbrenners wärmerückgestellt zu werden. Ein wärmerückstellbarer Gegenstand, der diese Eigenschaften hat, ist in der GB-Patentanmeldung 8 300 217 beschrieben.
In der Verbundstruktur ist das Verhältnis des Volumens, das von den wärmerückstellbaren Fasern des textilen Flächengebildes eingenommen wird, zu dem Gesamtvolumen des Verbundmaterials bevorzugt wenigstens ca. 0,01:1, stärker bevorzugt ca. 0,1:1 bis ca. 0,8:1 und am stärksten bevorzugt ca. 0,2:1 bis ca. 0,4:1.
In der Verbundstruktur sollte das wärmerückstellbare Faservolumen in jeder gegebenen Volumeneinheit des Verbundmaterials entsprechend der Faserfestigkeit, der Polymermatrixfestigkeit und der Integrität der Faser/Polymermatrix-Struktur unter Rückstellbedingungen gewählt werden.
Wir haben gefunden, daß ein akzeptables rückstellbares Produkt resultiert, wenn die oben erwähnte Ungleichung (1) erfüllt wird, nämlich:
X (1 - R) / Y R < 1 .... (1)
wobei X der 20 % Sekantenmodul des Polymermatrixmaterials ist und Y die Rückstellspannung der Fasern ist, jeweils bei einer Temperatur T oberhalb der Rückstelltemperatur der Fasern, und R der mittlere Nutzvolumenanteil von wärmerückstellbaren Fasern in der Verbundstruktur ist.
Bevorzugt gilt X (1 - R) / Y R < 0,5, am stärksten bevorzugt < 0,05.
Die Verbundstruktur kann beispielsweise durch Laminieren oder anderweitiges Aufbringen von einer oder mehreren Lagen von Polymermatrixmaterial auf das wärmerückstellbare textile Flächengebilde gebildet werden. Es wird ausreichend Wärme und Druck aufgebracht, so daß wenigstens ein Hauptteil des textilen Flächengebildes mit dem Polymermatrixmaterial verbunden wird oder daß ein signifikantes Ausmaß an Ineinandergreifen erfolgt. Das Resultat ist eine Verbundstruktur, die sich beim Aufbringen von Wärme als Einheit rückstellt.
Es können auch andere Verfahren zum Aufbringen des textilen Flächengebildes auf die Matrix angewandt werden, beispielsweise Imprägnieren, Tränken, Lösungsbeschichten, Aufschlämmungsbeschichten, Pulverbeschichten, Anwenden von reaktiven Vorpolymeren, beispielsweise von durch UV oder Peroxide aktivierten Acryl-Vorpolymeren, und dergleichen. Bei jedem angewandten Aufbringverfahren sollte so viel Wärme, daß das textile Flächengebilde zu irgendeiner signifikanten Rückstellung veranlaßt wird, vermieden werden, es sei denn, das textile Flächengebilde wird auf geeignete Weise an einer Rückstellung gehindert.
Da der Abdeckbereich aus rückstellbarem textilem Flächengebilde einzelne rückstellbare Fasern aufweist, müssen die Fasern an den Kantenbereichen einzeln festgelegt werden, um ein Ausfasern oder Zerfransen des textilen Flächengebildes bei der Rückstellung zu verhindern. Außerdem müssen die rückstellbaren Fasern an einem der zu verbindenden Kantenbereiche an den Fasern (die das andere Ende derselben Fasern sein können) an dem anderen Kantenbereich befestigt sein, damit das textile Flächengebilde bei der Rückstellung in der Umwickelkonfiguration verbleibt. Der mechanische Verschluß muß daher entweder die Fasern unmittelbar ergreifen oder die Matrix ergreifen; wenn der Verschluß die Matrix ergreift, muß eine gute chemische oder physikalische Verbindung oder ein gutes Ineinandergreifen zwischen den Fasern und der Matrix an jeder Kante vorgesehen sein.
Bei noch einer anderen Ausführungsform ist das Verschlußmittel so ausgebildet, daß es eine ausreichende Anzahl von Einzelfasern in den Kantenbereichen ergreift, und kann beispielsweise ein Stab sein, der sich entlang den Kantenbereichen erstreckt, um im wesentlichen zu verhindern, daß sie bei der Rückstellung aus dem Verschluß herausgleiten und einen "Gang" bilden.
Es ist ferner möglich, Profile mit den Kantenbereichen des Gegenstands zu verbinden, um beispielsweise einen Verschluß zu bilden, wie er in der US-Patentschrift 3 455 336 beschrieben ist, und unsere Ansprüche schließen diese Möglichkeit ein, obwohl diese zur Zeit nicht das bevorzugte Verfahren zum Formen der mechanischen Verschlußmittel ist. Eine solche Verbindung könnte durch Vernetzen, insbesondere durch Bestrahlung, verbessert werden, wenn der Verschluß selbst vernetzbar ist. Eine Alternative ist eine mechanische Verbindung, beispielsweise Heften mit Faden oder Heften mit Klammern zwischen dem Verschluß und dem Gegenstand.
Die obengenannten Ausführungsformen von Verschlüssen gemäß dieser Erfindung werden nachstehend im einzelnen erläutert.
Die erste Kategorie ist hauptsächlich bei gewebten textilen Flächengebilden anwendbar, die rückstellbare Kettfasern haben. Hier ist das Problem, daß die Rückstellung eines einfachen Stücks eines solchen textilen Flächengebildes wahrscheinlich dazu führt, daß die Kettfasern durch den Schuß gleiten und ein Herausfallen von Schußfaden an jedem Ende des textilen Flächengebildes bewirken: Das textile Flächengebilde stellt sich daher nicht als Ganzes zurück. Eine Lösung ist, eine Verbundstruktur aus dem textilen Flächengebilde zu bilden, indem die einzelnen Faserenden in einer relativ steifen Zusammensetzung fixiert werden, um Verschlußelemente zu bilden, die relativ zu den rückstellbaren Fasern festgelegt und daher imstande sind, die Rückstellkräfte durch das gesamte textile Flächengebilde hindurch zu übertragen.
Die umgefalteten Kantenbereiche des Verbundflächenkörpers können unter Verwendung einer Zusammensetzung, die ein Ausfasern des textilen Flächengebildes verhindert, verbunden werden.
Die Zusammensetzung sollte imstande sein, die Integrität des textilen Flächengebildes unter den Bedingungen aufrechtzuerhalten, denen das textile Flächengebilde ausgesetzt wird, um seine Rückstellung zu bewirken. Wenn beispielsweise das textile Flächengebilde wärmerückstellbar ist, muß die Zusammensetzung zweckmäßig wärmebeständig sein. Die Rückstelltemperatur ist bevorzugt 60 ºC oder höher, stärker bevorzugt 80 ºC bis 250 ºC wie etwa 120 ºC bis 150 ºC, und die Zusammensetzung sollte bei solchen Temperaturen nicht unangemessen schmelzen. Die Zusammensetzung kann ein thermoplastisches Material oder ein Elastomer sein. Beispiele von thermoplastischen Materialien schließen folgende ein: Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Ethylacrylat-copolymere, LLDPE, LDPE, MDPE, HDPE, Polypropylen, Polybutylen, Polyester, Polyamide, Polyetheramide, Polyfluorethylen-Ethylen-Copolymere und Polyvinylidenfluorid. Geeignete Elastomere weisen folgende auf: ABS-Blockcopolymere, Acrylelastomere, VAE, Polynorborne, Polyurethane und Siliconelastomere. Die Zusammensetzung ist bevorzugt ein vernetztes Material, beispielsweise vernetztes Ethylen-Vinylacetat-copolymer, LLDPE, HDPE oder Acrylelastomere.
Die Zusammensetzung kann auf das textile Flächengebilde über seine gesamte Oberfläche aufgebracht werden und kann die gleiche wie das vorstehend erwähnte polymere Material sein, oder sie kann an örtlich festgelegten Bereichen, wie etwa Kantenbereichen, aufgebracht werden.
Die Verschlußelemente können miteinander in Eingriff sein oder durch ein gesondertes Klemmelement zusammengehalten werden, das beispielsweise ein c-förmiger Kanal oder eine Vielzahl von Klemmeinrichtungen sein kann.
Gemäß der Erfindung kann ein Verbundflächenkörper aus einem textilen Flächengebilde geformt werden. Das textile Flächengebilde wird mit einer Zusammensetzung laminiert, imprägniert oder getränkt, um einen Verbundflächenkörper herzustellen, und zwar bevorzugt über seine gesamte Oberfläche, und Kantenbereiche des resultierenden Flächenkörpers werden umgefaltet, um Verschlußelemente größerer Dicke zu bilden, die beispielsweise mit Hilfe von einem Verschlußkanal zusammengehalten werden können. Die für diesen Zweck verwendete Zusammensetzung ist vorstehend für das Verbinden beschrieben worden.
Gemäß der Erfindung werden die Kantenbereiche des Verbundflächenkörpers einfach umgefaltet und fakultativ verbunden, um die verdickten Verschlußelemente zu bilden. Die verdickten Verschlußelemente können in der Fabrik vorgeformt werden oder, falls erforderlich, an Ort und Stelle als Teil der Installation des textilen Flächengebildes um ein geeignetes Substrat herum geformt werden. Die Verschlußelemente können durch ein drittes Element, wie etwa einen c-förmigen Kanal, zusammengehalten werden, der die zwei Verschlußelemente nebeneinander umschließen kann. Die zwei Kantenbereiche können derart ausgebildet sein, daß sie miteinander in Eingriff gelangen, und können fakultativ durch ein weiteres Element in Eingriff miteinander gehalten werden.
Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Verfahren zum Bilden dieses Typs von Verschlußelement vor. Ein rückstellbares Verbundmaterial wird an einem Kantenbereich umgefaltet, um eine Schleife zu bilden, und diese Schleife wird in einer Klemmeinrichtung gehalten. Ein Träger ist innerhalb der Schleife vorgesehen, und der schleifenförmige Teil des Verbundmaterials wird dann rückgestellt. Bei der Rückstellung kann die Schleife verformt werden, um ihr eine gewünschte Gestalt zu geben. Man hat gefunden, daß das resultierende Verschlußelement seine Gestalt bei der Entnahme aus der Klemmeinrichtung beibehält (dies kann durch Vorbeschichten der inneren Oberfläche der Schleife mit einem Klebstoff sichergestellt werden), und da der Bereich des Verbundmaterials, der das Verschlußelement bildet, dimensionsmäßig stabil wird, hat er bei der Rückstellung des Gegenstands aus textilem Flächengebilde während seiner Installation eine verringerte Tendenz zum Herausziehen aus einem Kanal oder einer Verschlußeinrichtung. Der so hergestellte Verschluß ist neu, und dieser Verschluß und sein Herstellungsverfahren können bei rückstellbaren Umwickelgegenständen verwendet werden, die von den hier beschriebenen Gegenständen aus textilem Flächengebilde verschieden sind.
Es wird auf die Verschlußelemente, die an Kantenbereichen und nicht an Kanten selbst angeordnet sind, Bezug genommen, da wir auch das Vorsehen von Verschlußelementen einschließen möchten, die in einem gewissen Abstand von den Kanten liegen. Wenn der Umwickelgegenstand zum Abdichten gegenüber der Umgebung verwendet wird, kann es wünschenswert sein, eine Abdichtung (allgemein als Lasche bekannt) zwischen den zwei Kanten des textilen Flächengebildes vorzusehen, die zusammengebracht wer den, wenn das textile Flächengebilde in der Umwickelkonfiguration ist. Eine solche Abdichtung kann zweckmäßig von dem Bereich des textilen Flächengebildes gebildet werden, der zwischen den äußersten Rändern und dem angrenzenden Verschlußelement liegt.
Die Lasche kann separat sein, anstatt als ein integraler Teil der Hülle vorgesehen zu sein. Auf diese Weise können die Funktionen des Zusammenhaltens der Hüllenkanten und des Vorsehens einer Abdichtung leichter getrennt werden. Dies gestattet die Optimierung der verschiedenen Komponenten für ihre jeweiligen Aufgaben. Eine separate Lasche ist so angeordnet, daß sie über den aneinanderstoßenden oder überlappten Kanten des Gegenstands liegt und mit den Kanten verbunden ist. Wir haben gefunden, daß es zwei Erfordernisse für eine gute permanente Abdichtung gibt. Erstens müssen die Lasche, der Gegenstand und der Klebstoff chemisch kompatibel sein, um eine gute Verbindung oder Abdichtung sicherzustellen. Zweitens müssen die Module der Lasche und des Klebstoffs kompatibel sein, wenn die Haftung an der Lasche bei der Rückstellung des Gegenstands nicht versagen soll. Die Verbindung kann durch Oberflächenbehandlung der Lasche, beispielsweise durch eine Koronabehandlung oder Flammbürsten, und durch eine gute Beschichtungstech nik, wie etwa Trichter-Beschichtung verbessert werden. Der Klebstoff ist bevorzugt ein Schmelzklebstoff auf der Basis von EVA oder Polyamid, insbesondere einem Polyamid, das bis zu 10 % eines Acrylkautschuks, bezogen auf das Gewicht des Polyamids, hat. Wir haben bei Verwendung einer nichtrückstellbaren Lasche auf EVA-Basis, insbesondere einer auf der Basis eines Gemischs aus verschiedenen EVAs, ausgezeichnete Ergebnisse festgestellt. Das EVA sollte mit einer niedrigen Dosis bestrahlt werden, um einen niedrigen Modul aufrechtzuerhalten, der mit demjenigen des Klebstoffs vergleichbar, aber ausreichend hoch ist, um Festigkeit zu verleihen. Die Module der Lasche und des Klebstoffs unterscheiden sich bevorzugt um weniger als 20 %, stärker bevorzugt um weniger als 10 %, am stärksten bevorzugt um weniger als 5 %, je nachdem welcher größer ist. Diese Technik, eine Lasche zu bilden, ist bei fortlaufenden Materialien sowie bei textilen Flächengebilden und auch bei integralen Laschen anwendbar.
Das Verschlußelement kann im wesentlichen kontinuierlich entlang den Kantenbereichen verlaufen, oder es kann eine Serie von gesonderten Verschlußelementen vorhanden sein. Ein Vorteil der diskontinuierlichen Verschlußelemente ist der, daß der resultierende Gegenstand größere Flexibilität haben kann: Dies ist nützlich, wenn der Gegenstand auf ein Substrat von ungleichmäßiger Querschnittsgröße aufgeschrumpft werden soll, da die Verschlußelemente imstande sind, einer unregelmäßigen darunterliegenden Gestalt zu folgen.
Die Verschlußelemente können aufgrund ihrer Gestalt ineinandergreifen oder anderweitig mechanisch miteinander in Eingriff gelangen, um die zwei Kantenbereiche des textilen Flächengebildes bei der Rückstellung zusammenzuhalten. Ein Beispiel für einen solchen Verschluß ist ein Reißverschluß. Jedes Verschlußelement kann in einem solchen Fall als Element angesehen werden, das ein Merkmal, das es relativ zu den rückstellbaren Fasern an einem Kantenbereich festlegt, und ein Merkmal besitzt, durch das es mit den anderen Verschlußelementen in Eingriff gelangt. Das Festlegen des Verschlusses an dem textilen Flächengebilde kann ein Annähen oder ein Heften mit Klammern aufweisen, wenn das textile Flächengebilde einen Teil eines rückstellbaren Verbundmaterials bildet oder wenn andere Mittel zum Verhindern von Ausfasern vorgesehen sind.
Bei einer anderen Anordnung kann ein separates Verschlußelement vorgesehen sein, das die zwei Verschlußelemente zusammenhält oder das sie in einem bestimmten festen Abstand voneinander hält. Die beiden Gedanken können natürlich kombiniert wer den; in diesem Fall können die Verschlußelemente ineinandergreifen und durch ein Verschlußelement verstärkt sein.
Um welchen Verschlußmechanismus es sich auch handelt, wird es häufig wünschenswert sein, das textile Flächengebilde an derjenigen Oberfläche, die nach innen gerichtet ist, wenn der Gegenstand in der Wickelkonfiguration ist, mit einem Dichtmittel, wie etwa einem Mastix, oder einem Klebstoff, wie etwa einem wärmeaktivierbaren Klebstoff, insbesondere Schmelzklebstoff, zu beschichten. Eine solche Beschichtung kann zu der obengenannten Matrix zusätzlich sein, um das textile Flächengebilde im wesentlichen undurchlässig zu machen, oder sie kann allein verwendet werden. Alternativ ist es möglich, daß die Matrix eine ausreichende Verformbarkeit oder Klebrigkeit haben kann, und zwar bevorzugt nur bei erhöhten Temperaturen, um als ein Dichtmittel oder Klebstoff zu wirken. Die Anwesenheit eines Klebstoffs oder Dichtmittels ist besonders nützlich, wenn der Gegenstand aus textile Flächengebilde zum Abdichten gegenüber der Umgebung verwendet werden soll.
Man kann es nützlich finden, Mittel vorzusehen, um anzuzeigen, wann eine vollständige Rückstellung des textilen Flächengebildes stattgefunden hat oder wann eine innere Klebstoffbeschichtung angemessen aktiviert worden ist. Wenn das textile Flächengebilde wärmerückstellbar ist und der Klebstoff wärmeaktivierbar ist, können solche Mittel eine mechanische Einrichtung sein, die von einem Material, das sie bei einer bestimmten Temperatur freigibt, in einer vorgespannten Konfiguration gehalten wird, oder sie können eine Zusammensetzung, wie etwa eine Farbe oder Tinte sein, die bei der geforderten Temperatur die Farbe ändert. Eine solche Zusammensetzung wird bevorzugt auf eine äußere Oberfläche des Gegenstands aus dem textilen Flächengebilde aufgebracht.
Man hat gefunden, daß wärmerückstellbare Gegenstände gemäß der Erfindung, die verwobene Verstärkungsfasern aufweisen, zur Verwendung beim Umschließen eines Spleißes zwischen unter Druck stehenden Telekommunikationskabeln besonders geeignet sind. Der rückgestellte Gegenstand ist gegenüber den Auswirkungen von Druck außergewöhnlich beständig, und bevorzugte Ausführungsformen haben ausreichende Umfangsfestigkeit, um einem Reißen unter einem Druck von 70 kPa (dem Druck, der typischerweise in unter Druck stehenden Telekommunikationssystemen angewandt wird) bei der Umgebungstemperatur solcher Systeme standzuhalten. Wenn das textile Flächengebilde in Verbindung mit einem Matrixmaterial oder einer polymeren Beschichtung verwendet wird, kann es leicht eine ausreichende Undurchlässigkeit bieten, um einen solchen Druck über lange Zeiträume rückzuhalten. Der Verschlußmechanismus wird entsprechend dem gewünschten Undurchlässigkeitsgrad gewählt, und man hat gefunden, daß die verschiedenen beschriebenen Laschensysteme ideal sind. Andere Anwendungen umfassen die Reparatur von Kabelabschnitten oder die Reparatur oder den Schutz von Rohren oder Rohrverbindungen für beispielsweise Gas, Öl oder Luft. Eine weitere Anwendung ist beispielsweise das Anbringen eines Kabels oder Rohrs an einem langgestreckten Substrat. Aufgrund der Länge des Kabels, Rohrs oder Substrats ist die Anbringeinrichtung wünschenswerterweise vom Umwickeltyp. In vielen Fällen muß eine solche Anbringung starken mechanischen und umgebungsmäßigen Beanspruchungen standhalten, und wir haben gefunden, daß der Gegenstand der Erfindung besonders geeignet ist. Ein Beispiel dieses Anwendungstyps ist das Anbringen von Heizkabeln an den Rotoren von Hubschraubern. Hier muß einer beachtlichen Fliehkraft unter widrigen Wetterbedingungen standgehalten werden. Man hat gefunden, daß der Gegenstand der Erfindung zuverlässig funktioniert.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert; die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine bekannte extrudierte rückstellbare Umwickelhülle und einen Verschlußkanal;
Fig. 2 und 3 zwei Anordnungen, wobei Kantenbereiche einer rückstellbaren Hülle von einem Verschlußkanalelement gehalten werden; und
Fig. 4a und 4b eine Technik zum Ausbilden einer Schiene an einem Kantenbereich eines rückstellbaren Flächenkörpers.
Figur 1 zeigt den Stand der Technik. Sie zeigt eine rückstellbare Umwickelhülle 1, die mit integralen Verschlußschienen 2 extrudiert worden ist. Die Schienen werden zusammengebracht, um die Hülle in die Umwickelkonfiguration zu bringen, und werden von einem Verschlußkanal 3 mit im wesentlichen C-förmigem Querschnitt zusammengehalten. Eine solche Hülle wird zweckmäßig für den Schutz von Substraten, wie etwa Kabeln oder Rohren, gegenüber der Umgebung verwendet. Die Hülle wird um das Substrat herum gewickelt und rückgestellt, in diesem Fall durch Schrumpfen, um einen engen Sitz zu schaffen. Die Hülle kann an ihrer inneren Oberfläche mit einem Dichtmaterial beschichtet sein, um den gebotenen Schutz gegenüber der Umgebung zu verbessern. Die Hülle kann wärmerückstellbar und das Dichtmaterial ein wärmeaktivierbarer Klebstoff sein, so daß der einzige Schritt des Erwärmens die Rückstellung der Hülle und die Aktivierung des Klebstoffs bewirkt.

Die Figuren 2 bis 4 zeigen die Erfindung.

Gemäß den Figuren 2 und 3 werden die Stützstäbe 7 untergebracht, indem Kantenbereiche 8 eines rückstellbaren textilen Flächengebildes 4 umgefaltet werden. Die Stäbe 7 und das darüberliegende textile Flächengebilde werden durch einen Verschlußkanal 3 zusammengehalten. Wir haben wider Erwarten gefunden, daß die gezeigten Anordnungen imstande sind, Rückstelikräften beachtlicher Größe standzuhalten.
In jeder dieser Figuren ist eine Lasche vorgesehen, die unter den aneinanderstoßenden Stäben 7 liegt und deren Zweck es ist, alle Kriechwege zu blockieren. In Figur 2 ist die Lasche 15 mit dem textilen Flächengebilde 4 integral und ist einfach der Teil des textilen Flächengebildes zwischen einem äußersten Rand des textilen Flächengebildes und einem der Verschlußstäbe 7. In Figur 3 ist eine separate Lasche 16 vorgesehen, und der Modul der Lasche und des Klebstoffs, der sie mit dem textilen Flächengebilde verbiyidet, sind bevorzugt im wesentlichen gleich wie oben erwöhnt. In Figur 2 ist das textile Flächengebilde um ein Kabel 14 herum gezeigt, und bei Rückgestellung schrumpft das textile Flächengebilde in Eingriff mit dem Kabel auf, um eine Abdichtung gegenuber der Umgebung zu bilden. Das textile Flächengebilde kann bevorzugt in Kombination mit einer Zusammensetzung, die es luftundurchlässig macht, verwendet werden, um viele verschiedene Substrate, wie etwa Kabel, Kabelspleiße und Rohre zu schützen. Wenn ein Kabelspleiß oder ein anderes Substrat von unregelmäßiger Gestalt zu schützen ist, kann ein Spleißmuffengehäuse gebaut werden, indem um das Substrat herum und innerhalb der Hülle aus textilem Flächengebilde eine Auskleidung vorgesehen wird. Siehe beispielsweise die GB-Patentschrift 1 431 167 und die veröffentlichten Patentanmeldungen 2 059 873 und 2 069 773. Eine solche Auskleidung hat im allgemeinen einen zentralen Bereich größeren Querschnitts und Endbereiche, die sich zu den Kabeln hin verjüngen, so daß ein gleichmäßiger Übergang von dem großen zentralen Spleißbündel zu den kleineren Kabeln gebildet wird. In einer solchen Situation kann, wenn das Substrat eine ungleichmäßige Größe hat, das textile Flächengebilde Zonen mit unterschiedlichen Rückstellverhältnissen haben, so daß die unaufgelöste Rückstellung beispielsweise über das gesamte Substrat gleichmäßig ist. Dies kann erreicht werden, indem unterschiedliche textile Flächengebilde oder ein einziger Fasertyp verwendet wird, der differentiell behandelt worden ist, bei spielsweise indem er unterschiedlichen Bestrahlungsgraden ausgesetzt wird. Wenn ein solches Spleißmuffengehäuse imstande sein soll, einen signifikanten Druck zurückzuhalten, sind bevorzugt an jeder Verbindungsstelle zwischen dem textilen Flächengebilde und dem darunterliegenden Kabel Mittel vorgesehen, um die Verbindung dazwischen abschälfest zu machen. Solche Mittel können beispielsweise dem Druck innerhalb des Spleißmuffengehäuses eine konkave Oberfläche bieten, so daß die Kräfte, die ein Abschälen bewirken würden, überwunden werden. Eine Abzweigung zwischen zwei oder mehreren Kabeln, insbesondere Telekommunikationskabeln, kann mit dem rückstellbaren Ge genstand aus textilem Flächengebilde der Erfindung abgedichtet werden, und Mittel können vorgesehen werden, um umfangsmäßig beabstandete Bereiche des textilen Flächengebildes zwischen den auseinanderlaufenden Kabeln zusammenzuhalten. Ein geeignetes Mittel dafür ist ein zwei- oder dreizinkiger Clip, der über einem Ende der Hülle aus textilem Flächengebilde zwischen den Kabeln positioniert wird, siehe beispielsweise die GB-Patentschrift 1 604 981.
Eine Alternative zu einem Clip ist die Installation einer flexiblen Dichtung, die eine Umhüllung aufweist, die einer Änderung von einer niedrigeren zu einer höheren Viskosität unterzogen werden kann, um die Kabel herum. Die Dichtung wandelt die konkaven Oberflächen in dem Zwickelbereich zu einer fla chen oder konvexen Oberfläche um, an der der Gegenstand aus textilem Flchengebilde abdichten kann. Diese Dichtung ist in der ebenfalls anhängigen GB-Patentanmeldung 8 221 597 beschrieben.
Das Problem des Abzweigens kann jedoch überwunden werden, indem die Hülle aus textilem Flächengebilde in der richtigen Gestalt hergestellt wird, um zwei oder mehr sich verzweigende Substrate aufzunehmen. Diese Lösung ist insbesondere bei textilen Flächengebilden anwendbar und bietet signifikante Vorteile. Es kann ein textiles Flächengebilde hergestellt werden, insbesondere durch Wirken, das beispielsweise einen Auslaß an einem Ende und zwei an einem anderen Ende hat. Ein solcher Gegenstand kann immer noch ein Umwickelgegenstand sein, da Verschlußmechanismen für jeden Auslaß vorgesehen sein können, wenn das auf zunehmende Substrat kein zugängliches Ende hat, wenn Spleiße mit Teilnehmer-Anschlußleitungen abzudichten sind und Leitungsrohre für die Hauptkabel bevorzugt Umwickelrohre sind und das Leitungsrohr für die Teilnehmer-Anschlußleitung rohrförmig ist.
Die in den Figuren 2 und 3 gezeigten Verschlußelemente an Bereichen 8 sind durch Herumfalten von Kanten des textilen Flächengebildes 4 um Stützstäbe 7 herum gebildet. Die Stützstäbe sollten zumindest unter den Bedingungen der Installation des Endprodukts im wesentlichen steif oder nicht zusammendrückbar sein. Die Stützstäbe 7 sind bevorzugt Stäbe, die sich über die Länge des Verschlußelements 3 erstrecken. Geeignete Materialien sind feste Kunststoffe oder Metalle oder warmhärtende Klebstoffe.
Spleißmuffengehäuse, die aus einem Verbundmaterial aus rückstellbarem textilem Flächengebilde geformt und mit diesen Verschlüssen verschlossen waren, wurden 100 Zyklen jeweils der Bell- und der British-Telecom-Prüfungen unterzogen. Bei der ersten dieser Prüfungen wird ein Spleißmuffengehäuse in Luft bei 70 kPa über acht Stunden einer Temperaturwechselbeanspruchung zwischen -40 ºC und +60 ºC unterzogen. Bei der zweiten Prüfung ist das Spleißmuffengehäuse in Wasser bei 105 kPa und wird einem Vierstunden-Zyklus zwischen +5 ºC und +50 ºC unter zogen. Undichtheiten wurden weder durch das Verbundmaterial aus textilem Flächengebilde noch durch den Verschluß beobachtet.
Die Figuren 4a und 4b zeigen eine erfindungsgemäße Technik zum Bilden eines Verschlußelements an einem Kantenbereich eines rückstellbaren Flächengebildes oder fortlaufenden Materials. Eine Kante eines rückstellbaren Flgchenkörpers 4 wird um einen Träger 7 herumgefaltet und in dieser gefalteten Konfiguration in einer Einspann- oder anderen Klemmeinrichtung 17 befestigt.
Der Träger kann ein Vollstab oder eine Serie von Stabbereichen sein, oder er kann eine Klebstoffbeschichtung auf dem Flächenkörper sein, die später fließt, um die Schleife auszufüllen. Eine wärmeaktivierbare Klebstoffbeschichtung 18 ist zusätzlich zu dem Stützstab 7 gezeigt. Der nächste Schritt ist die Rückstellung, bevorzugt durch Erwärmen der Schleife aus rückstell barem Flächenkörper, die sich über Einspanneinrichtung 17 erstreckt, wie gezeigt ist. Die Einspanneinrichtung kann zweckmäßig als Wärmesenke wirken, um die Rückstellung des Flächenkörpers zu der Schleife zu begrenzen. Die Schleife schrumpft, und der Klebstoff wird aktiviert und bildet eine festsitzende und effektiv feste Verschlußschiene an der Kante des Flächenkörpers. Wenn kein Vollstab 7 vorgesehen ist, dann ist die Klebstoffbeschichtung bevorzugt ein härtbares Harz, damit die Integrität der Schiene beim anschließenden Erwärmen nicht ver lorengeht. Die resultierende Schiene hat den Vorteil, daß sie dimensionsmäßig stabil ist. Dies ist bei den in den Figuren 6 und 7 gezeigten Verschlußsystemen von beachtlichem Nutzen, da bei der Rückstellung während der Installation keine Bewegung der Kantenbereiche des Flächenkörpers auftritt. Eine solche Bewegung ist unerwünscht, da sie den Reibungsangriff des Kanals 3 schwächen und zu einem Herausziehen der Kantenbereiche der Hülle führen kann.

Claims

1. Verfahren zum Formen eines rückstellbaren Flächenkörpers mit Verschlußelementen an einem Kantenbereich davon, das gekennzeichnet ist durch das Herumfalten von Kantenbereichen eines Verbundflächenkörpers, um verdickte Verschlußelemente zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die herumgefalteten Kantenbereiche verbunden sind, um die verdickten Verschlußelemente zu bilden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die gefalteten Kantenbereiche in einer Klemme befestigt sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, das zusätzlich das Vorsehen eines Trägers innerhalb der herumgefalteten Kantenbereiche aufweist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die verdickten Verschlußelemente vor der Installierung des Flächenkörpers in der Fabrik vorgeformt werden.