DE3780905T2

DE3780905T2 - Artikel aus waermeschrumpfbarem gewebe.

Info

Publication number: DE3780905T2
Application number: DE8787309353T
Authority: DE
Inventors: Norman Hutt; Philip Roland Winfield
Original assignee: Raychem Ltd
Current assignee: Raychem Ltd
Priority date: 1986-10-23
Filing date: 1987-10-22
Publication date: 1993-03-25
Anticipated expiration: 2007-10-23
Also published as: EP0265265A3; JPS63114633A; CA1284570C; DE3780905D1; ATE79077T1; ES2033873T3; US4816309A; JP2592860B2; GB8625369D0; EP0265265B1; EP0265265A2

Description

Die Erfindung betrifft einen Gegenstand aus einem wärmerückstellbaren textilen Flächengebilde, der wenigstens eine Gruppe von Fasern aufweist, die mit einer Schicht aus polymerem Material beschichtet sind.
Unter einem wärmerückstellbaren Gegenstand ist ein Gegenstand zu verstehen, dessen dimensionsmäßige Konfiguration zu einer Änderung veranlaßt werden kann, wenn er einer entsprechenden Behandlung unterzogen wird. Üblicherweise stellen sich diese Gegenstände in eine Ausgangsform zurück, aus der heraus sie vorher verformt wurden, aber der Ausdruck "rückstellbar" umfaßt im vorliegenden Zusammenhang auch einen Gegenstand, der eine neue Konfiguration annimmt, auch wenn er vorher nicht verformt wurde.
Wärmerückstellbare Gegenstände auf der Basis von textilen Flächengebilden sind in den folgenden Patentschriften und gleichzeitig anhängigen Patentanmeldungen beschrieben: US-PS 3669157 (Carolina Narrow Fabric), EP-Patentanmeldungsveröffentlichungen 0116393 (MPO790), 0116391 (RK169), 0117026 (RK176), 0115905 (RK177), 0116392 (RX178), 0116390 (RK179), 0117025 (RK181), 0118260 (RK189) , 0137648 (RK205), 0153823 (RK228), 0175554 (RK246), EP-Patentveröffentlichung 0202898 (RK273), GB-Patentanmeldungen 8528966 (RK289), 8610813 (RK296), 8529800 (B118) und US- Patentanmeldung 821662 (B121). Die Herstellung von wärmerückstellbaren Gegenständen aus textilen Flächengebilden, die wärmerückstellbare Fasern aufweisen, bietet eine Anzahl von Vorteilen gegenüber herkömmlichen wärmeschrumpfbaren Produkten, unter anderem eine leichte Herstellung, da kein anschließender Aufweitvorgang notwendig ist, verbesserte mechanische Eigenschaften, wie Zug-, Abrieb- und Spaltfestigkeit sowie die Möglichkeit, äußerst hochfeste, wärmebeständige Fasern in die Gegenstände einzubauen, und alle diese Vorteile ermöglichen die Verwendung von wärmerückstellbaren Flächengebilden auf Gebieten, die bisher als für wärmeschrumpfbare Produkte ungeeignet galten.
Die GB-PS 1088572, von der die Patentansprüche 1 und 21 ausgehen, beschreibt einen wärmerückstellbaren Gegenstand, der mit einer gewirkten Verstärkung versehen ist, die aus im wesentlichen nichtelastischen Fasern gebildet ist. Der Gewirkaufbau umfaßt relativ lose Schlaufen, die der Verstärkung ein erhebliches Nachgeben erlauben, so daß der Gegenstand beträchtliche Änderungen in einer radialen Dimension erfahren kann, und zwar ohne entsprechende Änderungen in einer axialen Dimension.
Die EP-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 0175554 beschreibt ein wärmerückstellbares textiles Flächengebilde, das als elektrische Abschirmung einsetzbar ist. Für eine solche Anwendung umfaßt das textile Flächengebilde leitende Fasern oder mit einem leitenden Material beschichtete Fasern. Dabei ist eine Aluminiumbeschichtung bevorzugt, aber es kann auch eine leitende Polymerbeschichtung verwendet werden.
Die im Stand der Technik beschriebenen wärmerückstellbaren textilen Flächengebilde sind vielseitig anwendbar, beispielsweise zum Abdecken, zum mechanischen Schutz, zur elektrischen Abschirmung und zum Abdichten gegenüber der Umgebung von Gegenständen, die von dem textilen Flächengebilde umhüllt sind. Bei vielen dieser Anwendungsfälle ist es besonders erwünscht, daß das textile Flächengebilde eine Umhüllung bilden kann, die gegenüber dem Eindringen von Wasser, Feuchtigkeit oder sonstigen Flüssigkeiten undurchlässig ist. Beispielsweise handelt es sich um eine solche Anwendung, wenn das textile Flächengebilde eine Umhüllung für einen Spleiß zwischen elektrischen Kabeln, beispielsweise Fernmeldekabeln, bilden soll. In solchen Anwendungsfällen kann das Vorhandensein von Wasser zu einem elektrischen Kurzschluß und einer daraus resultierenden Signalverzerrung führen. Bei den im Stand der Technik beschriebenen wärmerückstellbaren textilen Flächenmaterialien wird die Undurchlässigkeit typischerweise dadurch erreicht, daß ein polymeres Material in Verbindung mit dem rückstellbaren Flächengebilde oder darauf bondiert oder sich durch es erstreckend verwendet wird. Dieses polymere Material wird typischerweise als Laminatschicht auf eine oder beide Seiten des textilen Flächengebildes oder als eine Matrix, durch die die Faser verläuft, aufgebracht. Die bekannten textilen Flächengebilde haben bevorzugt eine endliche Dicke von polymerem Material auf jeder Seite des Flächengebildes.
Das Laminieren oder Tränken des wärmerückstellbaren textilen Flächengebildes mit polymeren Material verhindert weitgehend das Eindringen von Wasser, Feuchtigkeit oder sonstigen Flüssigkeiten durch die Gesamtdicke des Gegenstands. Es ist aber zu beachten, daß polymere Materialien durchaus einen zwar kleinen, aber positiven Wasserdampfdurchlässigkeitswert aufweisen und daß in der Tat in geringem Umfang ein Feuchtigkeitsdurchtritt erfolgt. Daher sagt man, daß das polymere Laminat oder Matrixmaterial das Eindringen von Flüssigkeit durch die Dicke der Hülse weitgehend verhindert.
Insbesondere kann das Eindringen von Feuchtigkeit oder einer sonstigen Flüssigkeit in einen Gegenstand durch eine Passage entlang den Fasern des textilen Flächengebildes erfolgen. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das verwendete textile Flächengebilde von der Art ist, die Fasern aufweist, die selbst Wasser oder Feuchtigkeit oder sonstige Flüssigkeit entlang ihrer Länge durchlassen können, wenn der Aufbau des textilen Flächengebildes derart ist, daß ein freies Ende einer Faser für die Flüssigkeit zugänglich und das textile Flächengebilde dem Inneren des Gegenstands ausgesetzt ist. Wenn der aus dem textilen Flächengebilde bestehende Gegenstand beispielsweise ein Rohr ist, das im Inneren des Flächengebildes eine Schicht aus polymerem Material aufweist, ist der Durchtritt von Flüssigkeit entlang den Fasern kein Problem, weil die Flüssigkeit nicht in erheblichem Umfang in der Lage sein wird, in das Innere des Gegenstands zu gelangen, da ihre Bahn durch das polymere Material versperrt ist. Wenn aber das textile Flächengebilde nur an der Außenseite des rohrförmigen Gegenstands mit dem polymeren Material beschichtet ist, oder wenn der an der Innenseite des textilen Flächengebildes liegende Teil des polymeren Materials auf irgendeine Weise beschädigt oder durchstoßen wird, ist das textile Flächengebilde gegenüber dem Inneren des Gegenstands exponiert, und entlang den Fasern durchgelassenes Wasser kann in den Gegenstand eintreten. Ein Beispiel für das Auftreten eines solchen Eindringens ist eine aus einem rückstellbaren textilen Flächengebilde, das Glasfasern enthält, bestehende rohrförmige Hülse, wobei sich die Glasfasern von einem Ende des Rohrs zum anderen erstrecken und das textile Flächengebilde nur an der Außenseite des Gegenstands mit polymerem Material beschichtet ist. Wasser kann in das Innere des rohrförmigen Gegenstands eindringen, indem es zuerst in das freie Ende einer Glasfaser eintritt und dann entlang der Länge der Faser wandert, aus der es dann in das Innere oder die Umhüllung gelangen kann.
Es wurde nun eine neue Konstruktion eines Gegenstandes aus einem textilen Flächengebilde gefunden, die den Durchgang von Flüssigkeit durch die Dicke des Gegenstands im wesentlichen verhindert und außerdem den Austritt von etwaiger Flüssigkeit, die entlang den Fasern des textilen Flächengebildes wandert, aus dem textilen Flächengebilde im wesentlichen verhindert. Dies wird dadurch erreicht, daß ein textiles Flächengebilde geschaffen wird, das eine durchgehende Beschichtung aus polymerem Material auf denjenigen Fasern aufweist, entlang denen eine Flüssigkeit wandern kann und die ein Ende oder mehrere Enden haben, die einer Flüssigkeit zugänglich sind. Der Gegenstand umfaßt ferner ein auf das textile Flächengebilde aufgebrachtes zweites polymeres Material, um das textile Flächengebilde für den Durchtritt von Flüssigkeit durch die Dicke des Flächengebildes im wesentlichen undurchlässig zu machen.
Da ein Teil dieser Fasern beschichtet ist, können als Kern Materialien verwendet werden, die mit dem auf das textile Flächengebilde aufgebrachten zweiten polymeren Material nicht kompatibel sind. Es ist somit möglich, einen weiten Bereich von Materialkombinationen als Kern der beschichteten Fasern und das zweite polymere Material einzusetzen.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein wärmerückstellbarer Gegenstand angegeben, der folgendes aufweist:
(a) eine aus einem textilen Flächengebilde bestehende Umhüllung, die folgendes aufweist: (i) eine erste Gruppe von Fasern, die wärmerückstellbar sind, und (ii) eine zweite Gruppe von Fasern, die Multifilamentfasern sind, wobei wenigstens einige dieser Multifilamentfasern einzeln mit einer im wesentlichen durchgehenden Beschichtung eines nichtleitenden polymeren Materials versehen sind, und
(b) ein zweites polymeres Material, das auf das textile Flächengebilde aufgebracht ist, um den Gegenstand für den Durchgang von Flüssigkeit durch die Dicke des Gegenstands im wesentlichen undurchlässig zu machen.
Im vorliegenden Zusammenhang umfaßt der Ausdruck "Fasern" sowohl Monofilamente als auch Multifilamentgarne, und bei den bevorzugten Gegenständen liegen wenigstens die wärmeschrumpfbaren Fasern in Form von Monofilamenten vor. Der Ausdruck umfaßt auch Bänder, einschließlich Prägebänder und Spaltfaserbänder.
Der Gegenstand gemäß der Erfindung kann so hergestellt sein, daß er zum Umhüllen von Gegenständen wie beispielsweise länglichen Gegenständen, wie etwa Rohren oder Kabeln geeignet ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die aus dem textilen Flächengebilde bestehende Umhüllung und damit der Gegenstand die Form eines Rohrs. In diesem Fall wird der Durchtritt von Flüssigkeit in das Rohr innere entweder durch die Dicke des Gegenstands oder von beiden Enden des rohrförmigen Gegenstands im wesentlichen verhindert.
Die erste Gruppe von Fasern ist wärmerückstellbar. Bevorzugte Formen der wärmerückstellbaren Fasern sind in den oben genannten GB-Patentanmeldungen beschrieben. Die wärmerückstellbaren Fasern sind bevorzugt aus einem polymeren Material gebildet, das den Fasern gute physikalische Eigenschaften und gute Kriechbeständigkeit verleiht. Dabei können Olefin-Polymere, wie Polyethylen- und Ethylen-Copolymere, Polyamide, Polyester, Acrylnitril-Polymere und sonstige Polymere, die vernetzbar sind, eingesetzt werden. Ein besonders bevorzugtes polymeres Material für die Fasern basiert auf Polyethylen mit einer Dichte von 0,94-0,97 g/cm³, einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts Mw von 80·10³ bis 200·10³ und einem Zahlenmittel des Molekulargewichts Mn von 15·10³ bis 30·10³.
Bevorzugt haben die wärmerückstellbaren Fasern eine Mindestrückstellspannung von 10&supmin;¹ MPa, stärker bevorzugt von 5·10&supmin;¹ und normalerweise wenigstens 1 MPa bei einer Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur der Fasern. Theoretisch gibt es keine Obergrenze der Rückstellspannung, aber in der Praxis ist 200 MPa und üblicherweise 100 MPa der höchste Wert, der bei polymeren Fasern normalerweise erzielbar ist. Die Zugfestigkeit der Fasern bei ihrer Rückstelltemperatur wird bevorzugt dadurch auf 0,1 MPa oder mehr erhöht, daß das polymere Material, aus dem die Fasern bestehen, vernetzt wird, und zwar entweder chemisch oder durch Bestrahlen, beispielsweise durch Bestrahlen mit Hochenergie-Elektronen, mit Gammastrahlung oder mit UV-Strahlung.
Wenn die Faser durch Bestrahlen vernetzt wird, kann dies in jedem geeigneten Stadium erfolgen. Beispielsweise kann der Vernetzungsschritt in die Herstellung der Faser eingebaut werden. Die Faser kann extrudiert, bei einer Temperatur unterhalb ihrer Schmelztemperatur bevorzugt um einen Betrag von 400-2000% gereckt und anschließend zum Vernetzen bestrahlt werden. Alternativ kann die Faser extrudiert, zur Vernetzung bestrahlt, erwärmt, gereckt und dann abgekühlt werden. Polyethylenfasern hoher Dichte werden bevorzugt mit einer Dosis von ca. 5 bis ca. 35 Mrad, bevorzugt ca. 5 bis ca. 25 Mrad und speziell ca. 7 bis ca. 18 Mrad bestrahlt. Normalerweise ist der Gelgehalt der vernetzten Faser höher als 20%, bevorzugt höher als 30%, besonders bevorzugt höher als 40%. In der Praxis sind Gelgehalte von mehr als 90% nicht ohne weiteres erreichbar. Als weiteres Beispiel kann die Faser extrudiert, bei einer Temperatur unterhalb ihres Schmelzpunkts gereckt, in ein textiles Flächengebilde eingebaut und dann bestrahlt werden.
Es ist zwar im allgemeinen bevorzugt, daß die wärmerückstellbaren Fasern eine Rückstellung von wenigstens 20% und insbesondere wenigstens 40% aufweisen, aber in bestimmten Fällen, wenn beispielsweise der Gegenstand ein sehr hohes Druckrückhaltevermögen aufweisen soll, kann es erwünscht sein, wärmerückstellbare Fasern mit einem relativ kleinen Rückstellungsverhältnis, z. B. mit einer Rückstellung von nur 5%, zu verwenden.
Die zweite Gruppe von Fasern ist bevorzugt wärmestabil. Unter einem wärmestabilen Gegenstand versteht man einen Gegenstand, der im Gegensatz zu einem wärmerückstellbaren Gegenstand seine Konfiguration bei Erwärmung nicht ändert, bis eine Phasenänderung eintritt. Bevorzugt ist das textile Flächengebilde von der Art, bevorzugt ein Gewebe, bei dem die wärmerückstellbaren Fasern in einer Richtung verlaufen, während die dimensionsmäßig wärmestabilen Fasern in einer anderen Richtung verlaufen, so daß das textile Flächengebilde insgesamt nur in einer einzigen Richtung rückstellbar ist.
In vielen Anwendungsfällen, in denen der Gegenstand die Form eines Rohrs hat oder eine Wickelumhüllung ist, die zu Rohrform wickelbar ist, ist es erwünscht, daß die wärmerückstellbaren Fasern um den Umfang des Gegenstands herum verlaufen, während die wärmestabilen Fasern entlang der Länge des Gegenstands verlaufen. Das bedeutet, daß der Gegenstand zwar radial rückstellbar ist, aber seine Länge bei der Rückstellung nicht signifikant ändert. Bevorzugt haben die über die Länge des Gegenstands verlaufenden wärmestabilen Fasern hohe axiale Festigkeit, so daß sie dem fertigen Gegenstand eine gute axiale Festigkeit verleihen.
Die zweite Gruppe von Fasern ist mit einem polymeren Material beschichtet. Als Beispiele von Materialien, die für den Kern der zweiten Gruppe von Fasern verwendbar sind, sind Glas, synthetische polymere Materialien, wie beispielsweise Polyaramid und Naturfasern, wie beispielsweise Baumwolle zu nennen.
Die Polymerbeschichtung auf der zweiten Gruppe von Fasern verhindert im wesentlichen, daß irgendeine Flüssigkeit entlang dem Kern der Faser wandert und aus der Faser austritt, und bei einem rohrförmigen Gegenstand verhindert sie den Eintritt einer Flüssigkeit in das Innere des Gegenstands. Die Beschichtung muß ausreichende mechanische Festigkeit und Dicke aufweisen, um eine Leckage oder einen Austritt etwaiger wandernder Flüssigkeit durch die Beschichtung sowie eine Beschädigung der Beschichtung zu verhindern, und zwar insbesondere eine Beschädigung, die den darunterliegenden Faserkern freilegen würde. Bevorzugt beträgt die Zugfestigkeit der Beschichtung wenigstens 5 MPa. Bevorzugt beträgt die Dicke der Beschichtung wenigstens 0,05 mm, stärker bevorzugt wenigstens 0,1 mm. Die Beschichtung ist bevorzugt flexibel, so daß die Faser ohne weiteres zu einem textilen Flächengebilde verarbeitbar ist. Die Beschichtung ist bevorzugt auch ausreichend stabil und zäh, um ihre Beschädigung während der Herstellung oder der Installation des Gegenstands zu verhindern. Dies ist besonders dann wichtig, wenn nur eine einzige Laminatschicht verwendet wird und die beschichteten Fasern freiliegen.
Das textile Flächengebilde kann in einem Muster gewebt werden, beispielsweise als Köper-, Kettatlas-, Schußatlas-, Dreher-, Leinwand-, Würfel-, Sack-, Panamagewebe und in verschiedenen Bindungskombinationen in ein- oder mehrlagigen Webarten, z. B. in 2- oder 3-Lagen-Webart. Gewebe, Gewirke und Geflechte können verwendet werden, wobei jedoch Gewebe und Gewirke am meisten bevorzugt sind. In manchen Anwendungsfällen, und zwar insbesondere, wenn eine gute Abriebbeständigkeit des Gegenstands erwünscht ist, wird bevorzugt ein Köpergewebe verwendet. Dieses gibt dem Gegenstand eine wellenförmige Oberfläche und infolgedessen eine gute Abriebfestigkeit.
Der Gegenstand gemäß der Erfindung umfaßt ein zweites polymeres Material, das auf das textile Flächengebilde aufgebracht wird, um es für den Durchtritt von Flüssigkeit durch die Dicke des Flächengebildes im wesentlichen undurchlässig zu machen. Das zweite polymere Material kann entweder in Form einer Schicht oder von Schichten, die auf eine oder beide Oberflächen des textilen Flächengebildes aufgebracht sind, oder in Form einer Matrix, durch die das textile Flächengebilde verläuft, vorliegen.
Bevorzugt ist das zweite polymere Material eine einzige Laminatschicht, die bevorzugt auf die Außenseite des textilen Flächengebildes aufgebracht ist. Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie die Verwendung einer einzigen Laminatschicht von polymerem Material an der Außenseite des Gegenstands anstelle eines beidseitigen Laminats oder einer durch das textile Flächengebilde verlaufenden Matrix ermöglicht. Wenn eine doppelte Beschichtung auf beiden Seiten des textilen Flächengebildes oder eine Matrix verwendet wird, verhindert die innere Laminatschicht oder der Teil der Matrix an der Innenseite des textilen Flächengebildes im wesentlichen das Eindringen von etwaigem Wasser, das entlang den Fasern des textilen Flächengebildes wandert, in das Innere des Gegenstands. Wenn jedoch das polymere Material nur eine Einzelschicht an der Außenseite des Gegenstands ist, kann ein solches Eindringen von Wasser auftreten.
Wenn das zweite polymere Material nur eine einzige Laminatschicht umfaßt, ist es für viele Anwendungsfälle wichtig, daß die Beschichtung auf den Fasern nichtleitend ist. In solchen Fällen ist die Beschichtung auf den Fasern freigelegt, und in Anwendungsfällen, in denen sie mit elektrischen Teilen in Kontakt gelangen kann, wenn beispielsweise der Gegenstand zum Umhüllen eines Spleißes zwischen elektrischen Bauelementen dient, ist es wichtig, daß die Beschichtung auf den Fasern nichtleitend ist, so daß ein Kurzschluß vermieden wird.
Die Verwendung einer einzigen Laminatschicht aus polymerem Material anstelle einer Doppelschicht oder einer Matrix wird aus mehreren Gründen bevorzugt. Beispielsweise hat der Gesamtgegenstand geringeres Gewicht. Ferner hat sich ein nur auf einer Seite laminierter Gegenstand aus einem textilen Flächengebilde als zur Erzielung höherer Rückstellverhältnisse fähig erwiesen im Gegensatz zu einem äquivalenten textilen Flächengebilde, das beidseitig laminiert oder mit einer Matrix getränkt ist. Ohne daß die Erfindung in irgendeiner Weise eingeschränkt werden soll, wird dies darauf zurückgeführt, daß im Fall einer doppelten Laminatschicht oder einer Matrix das polymere Material die Tendenz hat, die Zwischenräume des textilen Flächengebildes zu blockieren und dadurch die Rückstellung zu behindern. Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Gegenstands nach der Erfindung haben ein Rückstellungsverhältnis von 1,1 : 1 bis 6 : 1.
Bevorzugt handelt es sich bei dem zweiten polymeren Material um ein Material mit einem solchen Dehnungs/Temperatur-Profil, daß es eine Temperatur (t) gibt, die bei oder über der Rückstelltemperatur der Fasern liegt und bei der das zweite polymere Material eine Dehnung beim Reißen von mehr als 20% und einen 20% Sekantenmodul (X) von wenigstens 10&supmin;² MPa (gemessen bei einer Dehnungsrate von 300%/min) hat, und daß bei dieser Temperatur der Ungleichung (1) genügt ist:
X/Y (1 - R)/R = kleiner als Eins (1).
Dabei ist die Rückstellspannung von Fasern des textilen Flächengebildes, und wobei in dem Ausdruck die mittlere effektive Volumenfraktion von wärmerückstellbaren Fasern in der Verbundstruktur entlang der bzw. jeder Rückstellrichtung ist, bezogen auf das Gesamtvolumen von wärmerückstellbaren Fasern des zweiten polymeren Materials. Ein geeignetes Material für das zweite polymere Material ist in der EP-Patentveröffentlichung 0116393 (MPO790) beschrieben.
Das wärmerückstellbare textile Flächengebilde ist bevorzugt mit dem zweiten polymeren Material verbunden und bevorzugt teilweise in dieses eingebettet. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt das textile Flächengebilde teilweise frei. Wenn der Gegenstand rohrförmig ist, kann das textile Flächengebilde zum Inneren des Gegenstands hin teilweise freiliegen.
Bei oder oberhalb der Rückstelltemperatur der Fasern kann das zweite polymere Material bevorzugt unter Druck begrenzt fließen. Bei der vorgenannten Temperatur hat es bevorzugt eine Dehnung beim Reißen von mehr als 50%, besonders bevorzugt mehr als 100%, und einen 20% Sekantenmodul von bevorzugt wenigstens 5·10&supmin;² MPa, besonders bevorzugt wenigstens 10&supmin;¹ MPa, gemessen bei einer Dehnungsrate von 300%/min.
Die Fähigkeit des zweiten polymeren Materials, bei Erwärmung zu fließen, braucht nicht unbedingt nach der Rückstellung vorhanden zu sein. Beispielsweise kann das zweite polymere Material bei Erwärmung schließlich zu einem Duroplast aushärten, obwohl es bevorzugt ist, daß die Härtgeschwindigkeit unter den Rückstellbedingungen ausreichend langsam ist, so daß das Material während der Rückstellung der Fasern nicht von dem textilen Flächengebilde abtropft. So kann das zweite polymere Material beispielsweise aufgepfropfte hydrolysierbare Silangruppen enthalten, die das Material anschließend in Gegenwart von Feuchtigkeit vernetzen können. Beispiele solcher Materialien sind in der US-PS 1286460 von Dow Corning Ltd. angegeben. Alternativ kann das zweite polymere Material ein Polymer, bevorzugt einen Kautschuk und insbesondere einen Acryl-Kautschuk, aufweisen, der Epoxidgruppen und bei Raumtemperatur unlösliches Härtmittel, z. B. Dicyandiamid, enthält.
Bevorzugt ist das Material des zweiten polymeren Materials chemisch und/oder physikalisch kompatibel mit der polymeren Beschichtung auf der zweiten Gruppe von Fasern des textilen Flächengebildes. Eine entsprechende Kompatibilität ist auch zwischen dem zweiten polymeren Material und den wärmerückstellbaren Fasern bevorzugt. Besonders bevorzugt besteht Kompatibilität zwischen dem auf das textile Flächengebilde aufgebrachten zweiten polymeren Material, dem polymeren Material der wärmerückstellbaren Fasern und der polymeren Beschichtung auf der zweiten Gruppe von Fasern. Kompatibilität von Polymeren bedeutet hier, daß sie vom gleichartigen oder identischen chemischen Typ sind und ihre relevanten physikalischen Eigenschaften beim Beschichten, bei der Installation und im Gebrauch gleichartig oder identisch sind. Insbesondere ist bevorzugt, daß das auf das textile Flächengebilde aufgebrachte zweite polymere Material und die Beschichtung aus polymerem Material auf der zweiten Gruppe von Fasern identisch sind, vorzugsweise Polyethylen niedriger Dichte, und daß die wärmerückstellbaren Fasern Polyethylen hoher Dichte sind. Der Fachmann ist in der Lage, weitere Kombinationen von kompatiblen Materialien auszuwählen.
Eine gute Kompatibilität ist besonders erwünscht, wenn nur eine einzige Laminatschicht verwendet wird, da sonst eine Ablösung zwischen dem textilen Flächengebilde und der Laminatschicht auftreten kann. Bei Verwendung einer doppelten Laminatschicht, und zwar jeweils einer auf jeder Seite des textilen Flächengebildes, können die polymeren Schichten durch die Zwischenräume des textilen Flächengebildes miteinander verbunden sein, so daß es weniger wichtig ist, eine gute Kompatibilität zu haben, obwohl es trotzdem erwünscht ist. Gleiches gilt bei Verwendung einer Matrix.
Wenn das zweite polymere Material auf das textile Flächengebilde als eine Laminatschicht, und zwar insbesondere eine einzige Laminatschicht, aufgebracht ist, ist die Kompatibilität zwischen (a) dem zweiten polymeren Material und (b) der Beschichtung auf den Fasern und/oder den rückstellbaren Fasern bevorzugt derart, daß die Kontaktabreißfestigkeit zwischen der Laminatschicht und dem textilen Flächengebilde wenigstens 10 N/25 mm Breite, gemessen bei 23 ºC, ist, um ein Lösen der Verbindung zwischen der Laminatschicht und dem textilen Flächengebilde zu verhindern.
Da die Beschichtung auf der zweiten Gruppe von Fasern so wählbar ist, daß sie mit derjenigen der wärmerückstellbaren Fasern und dem auf das textile Flächengebilde aufgebrachten zweiten polymeren Material kompatibel ist, ist die Haftverbindung zwischen den Fasern und dem aufgebrachten polymeren Material vom Kernmaterial der beschichteten Fasern unabhängig. Dies ermöglicht den Einsatz von Materialien für den Kern der beschichteten Fasern, die ohne Beschichtung mit dem auf das textile Flächengebilde aufgebrachten zweiten polymeren Material inkompatibel wären. Dadurch erhält man einen großen Bereich von Kombinationen von einsetzbaren Materialien.
Beispiele von Materialien, die als zweites polymeres Material, das auf das textile Flächengebilde aufgebracht wird, sowie auch als polymere Beschichtung auf der zweiten Gruppe von Fasern verwendbar sind, umfassen thermoplastische und elastomere Materialien. Beispiele von geeigneten thermoplastischen Materialien umfassen Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Ethylen/Ethylacrylat- Copolymere, Polyethylene einschließlich eines linearen mit sehr niedriger Dichte und solcher hoher Dichte, Polypropylen, Polybutylen, Polyester, Polyamide, Polyetheramide, Perfluorethylen/Ethylen-Copolymer und Polyvinylidenfluorid. Beispiele von elastomeren Materialien umfassen Acrylnitril/Butadien/Styrol-Blockcopolymer, Acryl-Elastomere einschließlich der Acrylate und Methacrylate und ihrer Copolymere, z. B. Polybutylacrylat, und Poly-2-ethylhexylacrylat, die vinylreichen Acetat-Copolymere mit Ethylen (E/VA), Polynorbornen, Polyurethane und Silikon-Elastomere und dergleichen.
Das zweite polymere Material sowie auch die Beschichtung auf den Fasern können durch Bestrahlen oder in anderer Weise vernetzt werden, etwa durch chemisches Vernetzen unter Einsatz beispielsweise eines Peroxid-Vernetzungsmittels. Es ist besonders bevorzugt, die polymeren Materialien zu vernetzen, wenn sie Materialien umfassen, die in ihrem unvernetzten Zustand einen niedrigen Schmelzpunkt haben. Bei Anwendung von Bestrahlung ist eine Dosis von 10 Mrad oder weniger, speziell 3-7 Mrad, bevorzugt (bei einem Material, das weder Antirad noch Prorad enthält). Höhere oder niedrigere Dosen sind für Materialien bevorzugt, die Antirad bzw. Prorad enthalten. Der resultierende Vernetzungsgrad ermöglicht die Rückstellung des zweiten polymeren Materials zusammen mit dem textilen Flächengebilde. Ferner verhindert er auch, daß das zweite polymere Material und die Beschichtung auf den Fasern bei der Wärmerückstellung, insbesondere der Wärmerückstellung mit Hilfe eines Brenners, laufen oder tropfen. Das Rückstellungsverhältnis des Gegenstands nach dem Bestrahlen ist bevorzugt wenigstens 50%, insbesondere wenigstens 70% desjenigen vor der Bestrahlung. Diese Dosiswerte können als für Olefin-Polymere, wie z. B. Polyethylen, typische niedrige Bestrahlungswerte angesehen werden, und der Fachmann kann geeignete Dosiswerte in Abhängigkeit von verschiedenen Konzentrationen von eventuell vorhandenem Prorad wählen. Der Gegenstand kann unter Anwendung eines einzigen Bestrahlungsschritts hergestellt werden, wenn das Strahlen-Ansprechverhalten aller anwesenden polymeren Materialien kompatibel ist; die Strahlen-Empfindlichkeit der wärmerückstellbaren Fasern kann erwünschtenfalls durch Hinzufügen von Prorad erhöht werden, während diejenige der polymeren Beschichtung auf der zweiten Gruppe von Fasern und diejenige des zweiten polymeren Materials durch Hinzufügen von Antirad herabgesetzt werden kann. Im übrigen können getrennte Vernetzungsschritte angewandt werden. Eine bevorzugte Art der Herstellung des Gegenstands umfaßt das Extrudieren und Recken der wärmerückstellbaren Fasern, das Verweben dieser Fasern mit den beschichteten Fasern, das Aufbringen des zweiten polymeren Materials, bevorzugt durch Aufbringen einer einzigen Laminatschicht eines Antirad enthaltenden Materials sowie das Vernetzen des laminierten Gegenstands mit einer Strahlendosis von 12 Mrad. Ein weiteres Merkmal der Vernetzung (insbesondere durch Bestrahlen) nach dem Laminieren besteht darin, daß zwischen den rückstellbaren Fasern und/oder allen anderen Fasern und/oder dem zweiten polymeren Material eine Vernetzungsbindung gebildet werden kann, die dazu beitragen kann, die Struktur des Gegenstands insbesondere unter erschwerten Rückstellbedingungen zu erhalten. Das kann ein wesentlich weniger aufwendiges Beschichtungsverfahren ermöglichen, da hierdurch die Notwendigkeit eines physischen Ineinandergreifens entfallen kann.
Die polymere Beschichtung auf den Fasern ist nichtleitend. Bevorzugt hat sie einen spezifischen Widerstand von mehr als 10¹&sup0;, stärker bevorzugt von mehr als 10¹&sup4; Ohm · cm. Es ist besonders bevorzugt, daß das zweite polymere Material einen hohen spezifischen Widerstand hat, wenn sich nur eine einzige Laminatschicht auf der Außenseite des textilen Flächengebildes befindet und der Gegenstand zum Umhüllen von elektrisch leitenden Gegenständen verwendet werden soll, wobei Kurzschlüsse vermieden werden müssen und eine elektrisch isolierende Innenfläche des Gegenstands verlangt ist.
Der wärmerückstellbare Gegenstand gemäß der Erfindung ist sehr vielseitig einsetzbar. Beispielsweise kann er über Substraten rückgestellt werden, und zwar insbesondere über Substraten mit veränderlichen oder diskontinuierlichen Konturen, um einen mechanischen Schutz oder Schutz gegenüber der Umgebung zu bieten. Das textile Flächengebilde kann wärmestabile Fasern verwenden, die hohe Zugfestigkeitswerte aufweisen, z. B. Glasfasern oder Aramidfasern, die von Dupont unter dem Warenzeichen "Kevlar" vertrieben werden und die, wenn sie in Axialrichtung laufen, die Verwendung des Gegenstands beispielsweise als Rohrkupplung erlauben, wobei die hochfesten wärmestabilen Fasern dem Gegenstand eine hohe Festigkeit gegen Herausziehen verleihen.
Je nach der Anwendung des Gegenstands kann er jede geeignete Form annehmen. Beispielsweise kann er gleichförmigen Querschnitt über seine Länge haben, oder Form und/oder Größe des Querschnitts können über die Länge veränderlich sein.
Für manche Anwendungen ist es bevorzugt, den Gegenstand im Inneren mit einem Kleber, bevorzugt einem durch Wärme aktivierbaren Kleber, zu beschichten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert; dabei zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Gegenstands nach der Erfindung, wobei die äußere Laminatschicht teilweise weggeschnitten ist, um das darunterliegende textile Flächengebilde zu zeigen;
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand von Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Gegenstand von Fig. 1 und 2, der auf ein Objekt rückgestellt ist.
Gemäß den Fig. 1 und 2 umfaßt ein rohrförmiger Gegenstand 1 eine Schicht 3 aus einem textilen Flächengebilde und eine äußere Laminatschicht 5 aus Polyethylen niedriger Dichte. Die Schicht 3 aus dem textilen Flächengebilde ist eine 2·2-Köperbindung, wobei eine Bindung einen Schuß von wärmeschrumpfbaren Polyethylenfasern 7 hoher Dichte, die um den Umfang des Gegenstands herum verlaufen, und eine Kette von wärmestabilen Fasern 9, die über die Länge des Gegenstands verlaufen, umfaßt. Die wärmestabilen Fasern 9 weisen einen Multifilament-Glaskern 11 auf und sind mit einer Schicht 13 aus Polyethylen niedriger Dichte beschichtet (Fig. 2).
Fig. 3 zeigt den Gegenstand der Fig. 1 und 2, der auf ein Objekt 15 rückgestellt ist. Die äußere Laminatschicht 5 und die Beschichtung 13 auf den Glasfasern 9 wurden zum Schmelzen und zum Fließen zwischen die Fasern des textilen Flächengebildes gebracht. Das textile Flächengebilde ist an das Objekt 15 eng angepaßt.
Es folgen spezielle Beispiele von Gegenständen nach der Erfindung. In jedem Fall hat der Gegenstand die Form eines gleichförmigen Rohrs mit einem Durchmesser von 30 mm vor der Rückstellung.

Beispiel 1

Es wurde ein textiles Flächengebilde mit Leinwandbindung verwendet. Das textile Flächengebilde hatte folgenden Materialaufbau:
Kette (längsverlaufend) 68-tex-Multifilamentglas, beschichtet mit Polyethylen niedriger Dichte mit einer tex-Gesamtzahl von 450 und einem Gesamt-Außendurchmesser von 0,7 mm. Schuß (umfangsmäßig verlaufend) 60-tex-Monofilament-Polyethylen hoher Dichte mit einem Durchmesser von 0,30 mm. Schußleistung = 13,9 · Doppeleinschläge/25,4 mm (inch). Zahl der Webenden = 84.
Das textile Flächengebilde wurde mit Polyethylen einer Wandstärke von 0,6 mm nur an der Rohraußenseite beschichtet, und der Gegenstand wurde mit 12 Mrad bestrahlt.
Es wurde gefunden, daß der Gegenstand ein Rückstellverhältnis von 3,0 : 1 hatte.

Beispiel 2

Es wurde eine 2·2-Köperbindung (Fischgrätenköper) verwendet. Die Materialien waren die gleichen wie in Beispiel 1. Schußleistung = 22,7 · Doppeleinschläge/25,4 mm (inch). Zahl der Webenden = 83.
Das textile Flächengebilde wurde mit Polyethylen einer Wandstärke von 0,6 mm nur an der Rohraußenseite beschichtet, und der Gegenstand wurde mit einer Dosis von 12 Mrad bestrahlt.
Es wurde gefunden, daß der Gegenstand ein Rückstellverhältnis von 3,5 : 1 hatte.

Beispiel 3

Es wurde eine 3·1 gebrochene Köperbindung (vierbindige Atlasbindung) verwendet.
Die Materialien waren die gleichen wie in Beispiel 1. Schußleistung = 37,5 · Doppeleinschläge/25,4 mm (inch). Zahl der Webenden = 71 Enden.
Der Gegenstand wurde mit Polyethylen einer Wandstärke von 0,6 mm nur an der Rohraußenseite beschichtet, dann mit einer Dosis von 12 Mrad bestrahlt.
Es wurde gefunden, daß der Gegenstand ein Rückstellverhältnis von 3,9 : 1 hatte.

Claims

1. Wärmerückstellbarer Gegenstand, der folgendes aufweist:

(a) eine aus einem textilen Flächengebilde bestehende Umhüllung (3), die folgendes aufweist: (i) eine erste Gruppe von Fasern (7), die wärmerückstellbar sind, und (ii) eine zweite Gruppe von Fasern (9), die Multifilamentfasern sind, wobei wenigstens einige dieser Multifilamentfasern einzeln mit einer im wesentlichen durchgehenden Beschichtung (13) eines nichtleitenden polymeren Materials versehen sind, und

(b) ein zweites polymeres Material (5), das auf das textile Flächengebilde aufgebracht ist, um den Gegenstand für den Durchgang von Flüssigkeit durch die Dicke des Gegenstands im wesentlichen undurchlässig zu machen.

2. Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die zweite Gruppe von Fasern (9) wärmestabil ist.

3. Gegenstand nach Anspruch 2, wobei die wärmestabilen Fasern (9) Glas aufweisen.

4. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Gruppe von Fasern (7) den Schuß des textilen Flächengebildes und die zweite Gruppe von Fasern (9) die Kette des textilen Flächengebildes bilden.

5. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der in Form einer rohrförmigen Hülse (1) vorliegt.

6. Gegenstand nach Anspruch 5, wobei die erste Gruppe von Fasern (7) um den Umfang der rohrförmigen Hülse verläuft und die zweite Gruppe von Fasern (9) entlang der Länge der Hülse verläuft.

7. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das textile Flächengebilde (3) ein Gewebe, ein Geflecht oder eine Maschenware aufweist.

8. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine(s) von der ersten Gruppe von Fasern (7), der Beschichtung (13) der zweiten Gruppe von Fasern (9) oder dem zweiten polymeren Material (5) ein Polyolefin aufweist.

9. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung (13) auf der zweiten Gruppe von Fasern (9) mit dem zweiten polymeren Material (5) kompatibel und bevorzugt das gleiche Material ist.

10. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite polymere Material (5) in Form einer Schicht oder von Schichten vorliegt, die mit einer oder beiden Hauptflächen des textilen Flächengebildes (3) verbunden sind.

11. Gegenstand nach Anspruch 10, wobei das zweite polymere Material (5) in Form einer einzigen Laminatschicht vorliegt, die auf die Außenseite des rohrförmigen Gegenstands (1) aufgebracht ist.

12. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1-9, wobei das zweite polymere Material (5) in Form einer Matrix vorliegt, durch die das textile Flächengebilde (3) verläuft.

13. Gegenstand nach Anspruch 10 oder 11, wobei das zweite polymere Material (5) und/oder die Beschichtung (13) auf der zweiten Gruppe von Fasern (9) vernetzt sind.

14. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke der polymeren Beschichtung (13) auf der zweiten Gruppe von Fasern (9) wenigstens 0,05 mm ist.

15. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hülse eine Innenbeschichtung aus einem durch Wärme aktivierbaren Kleber hat.

16. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die polymere Beschichtung (13) auf der zweiten Gruppe von Fasern (9) einen spezifischen Widerstand von wenigstens 10¹&sup0; Ohm · cm hat.

17. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die rückstellbaren Fasern der ersten Gruppe von Fasern (7) eine Rückstellspannung von wenigstens 1,5 MPa und bevorzugt höchstens 5 MPa haben.

18. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem gleichmäßigen Querschnitt über seine Länge.

19. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Querschnitt, der sich in bezug auf Form oder Fläche entlang seiner Länge ändert.

20. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Rückstellungsverhältnis zwischen 1,1 : 1 und 6 : 1.

21. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend (i) Herstellen einer Umhüllung (3) aus einem textilen Flächengebilde aus einer ersten Gruppe von Fasern (7), die wärmerückstellbar sind, und einer zweiten Gruppe von Fasern (9), die Multifilamentfasern sind, wobei wenigstens einige dieser Multifilamentfasern einzeln mit einer im wesentlichen durchgehenden Schicht von polymerem Material (13) beschichtet sind, und (ii) Aufbringen einer ausreichenden Menge eines zweiten polymeren Materials (5) auf das textile Flächengebilde, um den Gegenstand für den Durchgang von Flüssigkeit durch die Dicke des Gegenstands im wesentlichen undurchlässig zu machen.