DE1914455A1

DE1914455A1 - Verfahren zur Herstellung von durch Waerme rueckstellfaehigen Bahnen oder Streifen

Info

Publication number: DE1914455A1
Application number: DE19691914455
Authority: DE
Inventors: Heslop William R
Original assignee: Raychem Corp
Current assignee: Raychem Corp
Priority date: 1968-03-22
Filing date: 1969-03-21
Publication date: 1969-11-06
Also published as: CH486308A; GB1223967A; FR2004578A1; BE730278A; NL6904421A

Description

Köln, den 18.3.1969 Ke/Ax

300 Constitution Drive, Mertlo Park, Calif .94025 (V.St.A.).

Verfahren zur Herstellung von durch Wärme rUckstellfähigen Bahnen oder Streifen

Formteile, die durch Erhitzen zu ihrer ursprünglichen Form zurückkehren, können hergestellt werden, indem ein Material, dem die Eigenschaft der Thermorüokfederung oder der Rückstellfähigkeit verliehen werden kann, erhitzt und zu einer neuen Form deformiert wird. Die Rückstellung zur ursprünglichen Form wird durch Erhitzen vorgenommen. Im allgemeinen findet bei der Rückstellung des Formteils eine Veränderung in allen drei Dimensionen statt. Bei gewissen Anwendungen ist eine solche Änderung in allen Dimensionen unerwünscht. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren.zur· Herstellung von durch Wärme rückstellfähigen Bahnen oder Streifen, bei denen während der Rückstellung durch Wärmeeinwirkung die Verringerung der Länge ohne Zunahme der Breite groß und die Verringerung der Breite minimal ist.

Zu den Werkstoffen, denen die Rüok3tellfähigkeit durch Wärmeeinwirkung verliehen swerden kann, gehören Polymere, die beispielsweise duroh Bestrahlung vernetzt

worden sind» Beispiele solcher Materialien sind ver-909345/156 8

netzte Vinylpofermere, z.B. vernetzte Polyolefine und vernetzte Olefineopolymere. Gewisse Polymere, z.B. Polyvinylchlorid, können auch ohne Vernetzung in eine durch Wärme rtickstellfähige Form umgewandelt werden. Es gibt mehrere bekannte Verfahren, nach denen Materialien die Eigenschaft des plastischen oder elastischen Gedächtnisses verliehen werden kann, beispielsweise die Verfahren, die in den U.S.A₀-Patentschriften 2 027 962 und 5 086 242 beschrieben sind. Alle in diesen Patentschriften genannten Materialien, denen die Eigenschaft der Thermorückfederung verliehen werden kann, sind für die Zwecke der Erfindung geeignet. Typische Materialien dieser Art sind beispielsweise die vernetzten Polyolefine, z.B. Polyäthylen, das auf chemischem Wege oder durch Bestrahlung vernetzt worden ist, oder Materialien, die ähnliche Eigenschaften in Bezug auf die Festigkeit in der Schmelze aufweisen, z.B. PoIytetrafluoräthylen.

Im allgemeinen kann das Thermorückfederungsvermögen einem geformten Polyolefin verliehen werden, indem es zunächst vernetzt und dann zu einer anderen Gestalt bei erhöhter Temperatur deformiert und der deformierte Formkörper gekühlt wird. Durch Erhitzen auf ungefähr die Temperatur, bei der die Deformierung stattfand, hat das vernetzte Polyolefin das Bestreben, seine ursprüngliche Gestalt wieder anzunehmen.

Beispiele von thermorückfedernden Formteilen sind Kuriststoffplatten, -folien oder -streifen, die schrumpfen, wenn sie erhitzt werden. Streifen dieser Art können beispielsweise als Wickelbänder für Isolierzwecke verwendet werden. Zum Gebrauch kann ein Streife» um ein Rohr oder anderen Gegenstand gewickelt und nach der Aufbringung erhitzt werden, wodurch der Streifen sich auf eine kürzere Länge zusammenziehl; und auf

Weise gegen den Gegenstand gepresst wird, um den er 9098^5/1568

19HA55

gewickelt worden ist, so daß er eng an diesem anliegt. Bine solohe Arbeitsweise hat den Nachteil, daß ein Streifen· der in Längsrichtung, gedehnt worden ist, sich im allgemeinen auf eine geringere Breite zusammenzieht. Wenn ein solcher Streifen erhitzt wird, zieht er sich in der Länge zusammen, was erwünscht ist, aber gleichseitig nimmt seine Breite zu· Wenn der Streifen beispielsweise um ein Rohr gewickelt worden ist, entstehen hierdurch unerwünschte Beulen und Krümmungen des Streifens, während die Ränder dee Streifens sioh gegeneinander pressen·

Gegenstand der Erfindung ist das Dehnen von Bahnen oder Streifen aus einem Werkstoff, dem die Eigenschaft der Xhermorüokfederung verliehen werden kann, nach einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf die Bahn oder den Streifen in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Bahn oder des Streifens eine Kraft zur Einwirkung bringt, die genügt, um die Dicke zu reduzieren und die anderen Dimensionen der Bahn oder des Streifens zu vergrößern, ohne daß eine wesentliche Spannung in der Bahn oder im Streifen auftritt, wobei die Temperatur der Bahn oder des Streifens während der Einwirkung der Kraft für ein kristallines Material im Bereich von 6O⁰C bis zum Kristallschmelzpunkt des Materials oder nicht über der oberen Grenze des Kristallsohmelzberelohs des Materials oder für ein nicht-kristallines Material im Bereich von 60⁰C bis zum Erweichungspunkt (gemäß nachstehender Definition) des Materials liegt·

Das Dehnungsverfahren gemäß der Erfindung wird vorzugsweise durchgeführt, indem die Bahn oder der Streifen im Spalt zwisohen einer Walze und einem anderen Körper, vorzugsweise im Spalt zwischen zwei Walzen gequetscht wird. Die Verwendung von zwei Walzen hat den praktischen

Vorteil, daß_ftdie ,Bewjegunfi-der Bahn oder des Streifens sUsoho/Iddo

19U455

durch den Spalt zwischen den Walzen eine Sehnung in Bewegungsrichtung viel leichter macht als die Dehnung parallel zu den Achsen der Walzen« Demgemäß betrifft die Erfindung auch die Dehnung von Bahnen oder Streifen aus einem Material, dem die Eigenschaft der Thermorüekfederung verliehen werden kann» naoh einem Verfahren, das tdadurch gekennzeichnet ist, daß man die Bahn oder den Streifen durch den Spalt zwischen einer ersten Walze und einer zweiten Walze leitet, ohne daß eine wesentliche Spannung in der Bahn ο der im Streifen entsteht, wobei die Breite des Spalte geringer 1st als die Dicke der Bahn oder des Streifens vor dem Eintritt in den Spalt und die Temperatur der Bahn oder des Streifens beim Durchgang durch den Spalt bei einem kristallinen Material im Bereich vog 6O⁰O bis zum Kristallschmelzpunkt des Materials oder bei einer Temperatur unterhalb der oberen Grenze des Eristallsohmelzbereiohs des Materials oder bei einem nicht-kristallinen Material im Bereich von 60⁰C bis zum Erweichungspunkt (gemäß nachstehender Definition) liegt.

Wenn das Verfahren gemäß der Erfindung unter Verwendung von zwei Walzen- durchgeführt wird, sind die Walzen vorzugsweise mit Heizvorrichtungen vereehen, und vorteilhaft wird die Bahn oder der Streifen vor dem Durchgang durch den Spalt um wenigstens einen Teil der gekrümmten Oberfläche der ersten Walze geleitet, während die Bahn oder der Streifen in Berührung mit diesem Oberfläohenteil ist, und nach dem Durchgang duroh den Spalt läuft die gedehnte Bahn oder der gedehnte Streifen um wenigstens einen Teil der gekrümmten Oberfläche der zweiten Walze.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läuft die Bahn oder das Band, nachdem sie bzw. es um die zweite Walze geführt worden ist, um wenigstens einen Teil der gekrümmten Oberfläche einer dritten Walze, die

909845/1568

vorteilhaft gekühlt ist· Die zweite Walze dreht sich vorzugsweise schneller als die erste Walze, und die dritte Walze wird vorzugsweise schneller gedreht als die' zweite Walze»

Die Erfindung ist ferner auf fläohige Werkstoffe oder Streifen aus einem durph Wärme rückstellfähigen Material geriohtet, das während der Thermorückfederung in einer ersten Dimension, die parallel zur Oberfläche des fläohigen Werkstoffs oder Streifens verläuft, kleiner wird, ohne daß eine wesentliche Zunahme in einer zweiten Dimension stattfindet, die parallel zur Oberfläche des flächigen Werkstoffs und senkrecht zur ersten Dimension verläuft, die im Falle eines Streifens die längsahmessung ist.

Die Erfindung betrifft ferner die Umhüllung von Gegenständen nach einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Bahn oder einen Streifen gemäß der Erfindung um den Gegenstand wickelt und die Bahn oder den Streifen einer Wärmeeinwirkung unterwirft, die genügt, um die Bahn oder den Streifen zur Rückstellung zu veranlassen. Vorteilhaft wird wenigstens eine Seite -der Bahn oder des Streifens wenigstens teilweise mit einem Überzug aus einem Mastix oder einem sohmelzbaren Material (gemäß nachstehender Definition) versehen, bevor die Bahn oder der Streifen um den zu umhüllenden Gegenstand gewickelt wird, wobei die Bahn oder der Streifen so um den Gegenstand gewickelt wird, daß wenigstens ein Teil des Mastix oder des schmelzbaren Materials nach der Rückstellung der Bahn oder des Streifens mit dem Gegenstand in Berührung ist. 'Es ist auch möglich, die Oberfläche des zu umhüllenden Gegenstandes wenigstens teilweise mit einem Überzug aus einem Mastix oder einem schmelzbaren Material (gemäß der nachstehenden Definition) zu bedecken, bevor die Bahn oder der Streifen um den Gegenstand gewiokelt

909845/1568

wird, wobei die Umwicklung so vorgenommen wird, daß wenigstens ein Teil des Mastix oder schmelzbaren Materials sich naoh der Rückstellung der Bahn oder des Streifens in Berührung mit der Bahn oder dem Streifen befindet.

Unter einem "schmelzbaren Material" ist ein Werkstoff 25U versehen, der unterhalb der Temperatur schmilzt,;-. bei der die gedehnte Bahn oder der gedehnte Streifen sich zersetzt. ,

Mir die Zwecke der Erfindung können beispielsweise alle thermoplastischen Materialien verwendet werden, die vernetzt worden sind, oder denen, die Eigenschaft der Thermorückfederung verliehen werden kann. Beispiele solcher Materialien sind Polyolefine, z.B. Polyäthylen. Außerdem können verschiedene Äthylenc©polymere verwendet werden, z.B. Copolymere von Äthylen und Vinylacetat und von Äthylen und Äthylacrylat. Weitere Polymere, die für die Zwecke der Erfindung verwendet werden können,, sind/beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyvinylidenhalogenide, z.B. Polyvinylidenfluoride, Polyacrylate, Polyamide, z.B. Nylon, Polyester und andere Materialien wie Polyurethane und Ionomere.

Die Materialien können gegebenenfalls durch Bestrahlung oder chemisch vernetzt werden. Wenn die Vernetzung durch Bestrahlung erfolgt, können beliebige gewünschte Dosierungen angewandt werden, jedoch genügt im allgemeinen eine Dosis von 5 bis 50 Mrad, Im Falle von Polyäthylen kommt vorzugsweise eine Dosis im Bereich von etwa 15 bis 25 Mrad zur Anwendung.

Die chemische Vernetzung kann vorgenommen werden, indem ein freie Radikale bildender Polymerisationsinitiator (chemisches Vernetzungsmittel), z.B. ein Peroxyd, dem Polymeren zugemisoht wird. Ein chemisches Vernetzungs-

909845/1568

19HA55

mittel kann beispielsweise durch Einwirkung von Wärme zur Reaktion und zur Bildung von VernetzungabrUoken gebracht werden· Im allgemeinen kann jede Art von Vernetzung, bei der «in Material erhalten wird, dem die Eigenschaft der Thermorüokfederung verliehen werden kann, im Rahmen der Erfindung zur Anwendung kommen.

Venn das Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt wird, indem die Bahn oder der Streifen durch den Spalt zwischen zwei Walzen geführt wird, wird die Bahn oder der Streifen zwischen den beiden Walzen bei erhöhter !Temperatur gequetscht und gedehnt· Die Dehnung wird erreicht, indem der Abstand zwisohen den Walzen kleiner gehalten wird ale die Dicke der Bahn vor dem Eintritt in den Spalt. Da die Bahn oder der Streifen beim Aus- ' tritt aus dem Spalt auf Grund der Elastizität des Polymeren etwas dicker ist als die Breite des Walssenspalts, sollte die Spaltweite etwas geringer sein als die gewünschte endgültige Dioke der Polymerbahn oder des Polymerbandes·

Es ist wiohtig, daß die Spannung, unter der die Bahn oder der Streifen steht, während der Dehnung so gering wie möglich gehalten wird, da eine Längsdehnung duroh Spannung in der Bahn oder im Streifen vermieden werden muß· Vielmehr sollte die gesamte Dehnungsarbeit zwisohen den Walzen unter einer Quetsohwirkung stattfinden. Duroh Vermeidung einer Spannung in der Bahn oder im Streifen während der Dehnung tritt keine Verringerung der Breite ein, und wenneine Veränderung der Breite stattfindet, so ist dies eine leichte Zunahme· Eine solche leichte Zunahme der Breite 1st nicht unerwünscht, sollte aber so klein wie möglich gehalten werden.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung ist es wesentlich, daß die Temperatur während der Dehnung innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs liegt. Das untere Ende des

909845/1568

19H455

Temperaturbereichs sollte wesentlich über der normalen "* Lagertemperatur liegen. Im allgemeinen liegt diese Grenze bei etwa 60⁰C. Wenn die Dehnung unterhalb dieser Temperatur vorgenommen wird, findet eine unerwünschte Schrumpfung der Bahn während der Lagerung statt· Natürlich ist es auoh bei Anwendung von Temperaturen oberhalb dieser Grenze möglich, daß eine leichte Schrumpfung während der Lagerung eintritt, aber diese ' Schrumpfung ist im allgemeinen nicht so stark, daß die Verwendung des Materials beeinträchtigt wird.

" Die Temperatur, bei der das Verfahren durchgeführt wird, darf bei einem kristallinen Material nioht über dem Kristallschmelzpunkt oder der oberen Grenze des Kristallschmelzbereiohs (d.h. des Temperaturbereichs, in dem das spezifische Volumen des Polymeren sohneil zunimmt) liegen« Dieser Temperaturbereich ist zwar von Polymerisat /verschieden, läßt eich jedoch für ein bestimmtes kristallines Polymeres vom Fachmann leicht bestimmen. In einer graphischen Darstellung von Temperatur in Abhängigkeit vom spezifischen Volumen für ein gegebenes : Polymeres befindet sich ein Punkt, an dem das spezifisehe Volumen scharf ansteigt. Das.spezifische Volumen

) nimmt weiterhin schnell zu, bis die gesamte Kristallinität im Polymeren verschwindet« Wenn das Verfahren bei einer Temperatur im oberen Teil des Bereichs durchgeführt wird, wird ein Material erhalten, bei dem die Breite bei der Rückstellung in unerwünschtem Maße zunimmt.

Bei nicht-kristallinen Materialien darf die Temperatur, bei der die Dehnung vorgenommen wird, nicht über dem Erweichungspunkt des Materials liegen. In der vorliegenden Beschreibung ist der "Erweichungspunkt" eines Materials der gemäß ASTM 648 unter der Spannung von 18,,5 kg/cm gemessene Erweichungspunkt.

909845/1568

9Η455

Nach der Dehnung wird daa Polymere gekühlt. Beulenbildung oder Verziehen durch leicht unterschiedliche Reckgrade zwischen verschiedenen Teilen der Bahn von leicht unterschiedlicher Dicke kann durch Kühlen unter Druck vermieden werden. Die Kühlung unter Druck kann vorgenommen werden, indem das gedehnte Polymere über eine dritte (kalte) Walze geführt wird, wobei lediglich genügend Spannung aufrecht erhalten wird, daß das Polymere zur Aufwickelvorrichtung geführt werden kann. Beim Chargenverfahren kann die Abkühlung unter Druck vorgenommen werden, indem die heiße.Platte auf eine flache Oberfläche gelegt und ein beschwerter flacher Körper auf die Platte gelegt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Abbildung beschrieben, die schematisch eine für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignete Vorrichtung zeigt.

Ein flächiges Material, dem die Eigenschaft der Thermorückfederung verliehen werden konnte, ist auf eine Vorratsrolle 1 gewickelt, die mit einer Abrollbremse 2 versehen ist. Die Bahn oder der Streifen 3 läuft über die Umlenkrolle 4 zu einer sich langsam drehenden, mit Dampf beheizten Walze 5, die die Bahn auf die für die Dehnung gewünschte Temperatur erhitzt. Die Kunststoffbahn wird an einem Spalt 6 zwischen dampfbeheizten Walzen 5 und 7 in Längsrichtung gedehnt. Die Walze 7 läuft mit höherer Geschwindigkeit als die Walze 5, um die gedehnte Bahn aufnehmen zu können. Die gedehnte Bahn wird dann über eine sich schnell drehende Walze 9 geführt, die gekühlt ist, um das Polymere zu kühlen und hierdurch eine Deformierung und Beulenbildung zu verhindern. Die Bahn 3 wird dann über eine Umlenkrolle 10 zur Aufwickelvorrichtung 11 geführt, die mit einer mit konstantem Drehmoment arbeitenden Antriebsvorrichtung 12 versehen ist.

909845/1568

Da die in de*" Abbildung dargestellten drei Hauptwalzen, der Wärmeübertragung dienen, ist es wichtig, daß die ,. Bahn 3 mit einem möglichst großen Teil der Oberfläche . der Walzen in Berührung gehalten wirdo Dies wird durch die Rollen 4 und 10 erleichtert. Da ferner die Bahn am Spalt 6 gedehnt wird, ist es wichtig, daß die Walzen 5, 7 und 9 sich mit steigender Geschwindigkeit drehen« Beispielsweise läuft die Walze 7 schneller als die Walze 5, um die durch die Dehnung erzielte größere länge aufzunehmen. Ebenso läuft die Walze 9 schneller als die-Walze 7ο Die in der Abbildung dargestellte Vorrichtung erwies sich als besonders wirksam für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung» - \

Beispiel 1

Ein wärmeschrumpfbara Material, das sich zur Bildung eines Schutzmantels für ein Rohr eignete, wurde aus einem 152 mm breiten, 1,27 mm dicken stranggepressten Streifen aus Polyäthylen von hoher Dichte ("Hifax 1400"»' Hersteller Hercules) in der nachstehend beschriebenen In/eise hergestellt. -

Ein 152 mm breiter Streifen des Polymeren wurde auf eine Rolle gewickelt, die eine Wanderung während der anschließenden Handhabung verhinderfe. Der Streifen wurde unter einem mitschwingenden, energiereichen Elektronenstrahl von 1 Million Elektronenvolt (&_eneral' Electric) entlanggeführt und bestrahlt. Das bestrahlte Polymere hatte einen bei 150⁰C gemessenen Modul bei 100$ Dehnung von 1*05 kg/cm „ Die Modulmessung wurde durchgeführt, indem Streifen des Polymeren statisch beladen und die Spannung gemessen wurde, wobei die Anfangsneigung der erhaltenen Zugdehnungskurve als Elastizitätsmodul genommen wurde. Der bestrahlte Streifen, der eine Schwankung der Dicke zwischen 1,22 mm und 1,27 nun aufwies, wurde in eine Abwickelmaschine

909845/1568

- n . 19H455

eingesetzt, die mit einer regelbaren Bremstrommel versehen war, die die Spannung bestimmte, die zum Abwickeln des Streifens notwendig war.

Ein dampfbeheizter Dreiwalzenständer mit Walzen von 107 Gm Breite und 40,6 om Durohmesser wurde verwendet. Sie ersten beiden Walzen wurden auf eine Temperatur von 104⁰O beheizt, während die dritte Walze mit der höchsten Drehgeschwindigkeit wassergekühlt war« Weitere Rollen wurden sowohl an der Eingangsseite als auch an der Ausgangsseite des Dreiwalzengestelle vorgesehen, so daß der Polymerstreifen über einen möglichst großen Bogen sowohl der ersten als auoh der dritten Walze geführt werden konnte, um maximalen Wärmeübergang zu erzielen und die Bewegung zu erleichtern. Eine mit konstantem Drehmoment arbeitende Aufwickelmaschine wurde verwendet, um das gedehnte Material aufgewickelt. Der Spalt zwischen der langsamen (ersten) Walze und der mittleren (zweiten) Walze wurde auf 0,43 mm eingestellt. Dieser Abstand wurde durch Fühllehren eingestellt. Der Spalt zwischen der mittleren (zweiten) Walze und der schnellsten (dritten) Walze betrug etwa 12,7 mm* Der Geschwindigkeitsregler des Walzengestelle wurde auf einen Nennwert von 3,05 m/Minute an der langsamsten (ersten) Walze eingestellt. Der bestrahlte Kunststoffstreifen wurde in die Maschine eingeführt, auf die in der Abbildung dargestellte Weise um die Walzen geführt und auf der mit konstantem Drehmoment arbeitenden Aufwickelvorrichtung aufgewickelt. Unter diesen Bedingungen betrug das Verhältnis der Geschwindigkeit des Kunststoffstreifens an der Eingangsseite zum Verhältnis des Kunststoffstreifens an der Ausgangeseite des Dreiwalzengestells 1»1,35, entsprechend einer Dehnung von 35#. Das flach liegende fertige Produkt wurde auf die Dehnung untersucht. Ermittelt wurde der bereits berechnete Wert von 35$. Eine 175,3 cm langes

909 845/1568

19H455

Stück dieses Streifens wurde mit Mastix "beschichtet und um ein Rohr von 51 cm Durchmesser gewickelt, befestigt und unter Verwendung einer katalytisohen Heizvorrichtung zurückgestellt. Der Streifen schrumpfte fest auf das Rohr auf und ergab einen guten Korrosionsschutz. Die endgültige Breite dee Streifens auf dem Rohr betrug etwa 146 mm. Die Schwankung der Breite während des gesamten Vorganges war nur sehr gering.

Beispiel 2

Ein 152 mm breiter, 0,51 mm dicker Streifen aus Polyäthylen von hoher Dichte ("Hifax 1400")» (Hersteller Hercules) wurde unter einem energiereichen Elektronenstrahl bestrahlt. Das erhaltene Polymere hatte einen 100^-Modul von 3,5 kg/om² bei 150⁰O. Der Polymerstreifen wurde auf einer Vorrichtung ähnlich der in Beispiel 1 beschriebenen gedehnt«

Ein Dreiwalzengestell mit Walzen von-102 cm Breite und 40,6 cm Durohmesser wurde so dampfbeheizt, daß die sich langsam drehende (erste) Walze eine Temperatur von 90 C und die mittlere (zweite) Walze eine Temperatur von 93⁰O hatte. Die sich am schnellsten drehende (dritte) Walze war wassergekühlt. Der Spalt zwischen der langsamsten Walze und der mittleren Walze wurde unter Verwendung von Fühllehren auf 0,254 mm und der Spalt zwischen der mittleren Walze und der schnellsten kalten Walze auf 12,7 mm eingestellt. Die Geschwindigkeitsregelung für das Dreiwalzengestell wurde auf eine Oberflächengeschwindigkeit der langsamsten Walze von 3,05 m/Minute eingestellt. Der Kunststoffstreifen wurde in das Dreiwalzengestell so eingeführt, daß der Streifen um 2/3 der Oberfläche der beheizten langsamsten (ersten) Walze, durch den Spalt zwischen der ersten und mittleren Walze, unter der mittleren Walze und naoh oben durch den 12,7 mm weiten Spalt zwischen der

909845/1568

mittleren Walze und der schnellsten Walze lief, worauf der Streifen auf einer mit konstantem Drehmoment arbeitenden Aufwickelvorrichtung aufgewickelt wurde. Das Verhältnis zwischen der Eingangsgeschwindigkeit und der Aufwickelgeschwindigkeit "betrug 1:1,2 entsprechend einer Dehnung von 20$. Später wurde der flach liegende gedehnte Streifen untersucht, wobei eine Dehnung um 18$ festgestellt wurde. Ein 175,3 om langes Stüok dieses Streifens wurde mit Mastix beschichtet und um ein Rohr von 51 cm Durchmesser gewiokelt, befestigt und mit Infrarotstrahlen aus einer katalytischen Heizvorrichtung erhitzt. Der Kunststoffstreifen schrumpfte fest um das Metallrohr und bildete einen überzug, der guten Korrosionsschutz gewährleistete.· Die Breite des rückgestellten Streifens betrug 146 mm, d_eh. die Abweichung von der ursprünglichen Breite von 152 mm war während der gesamten Behandlung nur sehr gering.

Beispiel 3

Dieses Beispiel veranschaulicht, wie wichtig die Temperatur der Walzen auf den Grad der Schrumpfung der gedehnten Bahn während der Lagerung ist. Die Bahn bestand aus Polyäthylen von hoher Diohte ("Hifax 1400", Hersteller Hercules Powder Comp.). Das Polymere wurde mit einer Dosierung von etwa 15.Mrad bestrahlt, worauf verschiedene Proben zwischen zwei Walzen gedehnt wurden. Die Temperatur der beiden Walzen lag für jede Probe zwischen 25 und 125⁰C. Bei jeder Temperatur wurden Versuche bei wenigstens zwei verschiedenen Spaltweiten durchgeführt. Die prozentuale Dehnung wurde unmittelbar nach der Dehnung und nach einer Lagerzeit von 18 bzw. 89 Stunden bei einer typischen Lagertemperatur von 25⁰C und nach 19 bzw. 87 Stunden bei einer hohen Lagertemperatur von 5O⁰C gemessene Die Werte in der folgenden Tabelle zeigen, daß bei einer Temperatur von 105°C, die etwa 10 bis 20⁰C über dem Kristallsehmelzpunkt

909845/1568

des Polyäthylens lag, ein gedehntes Material mit der geringsten Schrumpfung während der Lagerung erhalten wurde. Die Ergebnisse sind in der folgenden zusammengestellt.

909845/1568

Temperatur der Walzen

°G/°C

Länge der Probe Dehnung Lagerzelt und Lagertemperatur

vor der nach der ^ Temp., Zelt, Dehnung Temp., Zeit, Dehnung

Dehnung Dehnung „. . nach der Q_n ^sza' Lagerung, ^c

Std. nach der Lagerung

25/25 25/25 25/25 46/100 46/100 105/105 IO5/IO5

127 127 127 127 127 127 127

148,3

165,4 180,3

161,3 200,7 150

195,6

25 25 25 25 25 25 25

13 13 27 26

39 39 24 24 54 54 16 16 53 53

50 50 50 50 50 50 50

19 87 19 87 19 87 19 87 19 87 19 87 19 87

11 10 21

19 34 32 20 19

47 46

16 16 52 52

Claims

Pat entansprüche

1)]Verfahren zur Dehnung einer Bahn oder eines Streifens ^-^ eines Materials, dem die Eigenschaft der Thermorückfederung verliehen werden kann, daduroh gekeim- »eiohnet, daß man auf die Bahn oder den Streifen in eirser Richtung im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Bahn oder des Streifens eine Kraft zur Einwirkung bringt, die genügt, um die Dicke zu reduzieren und die anderen Dimensionen der Bahn oder des Streifens zu vergrößern, ohne daß eine wesentliche Spannung in der Bahn oder im Streifen auftritt, wobei die Temperatur der Bahn oder des Streifens während der Einwirkung der Kraft für ein kristallines Material im Bereich von 6O⁰O bis zum Kristallschmelzpunkt des Material oder nioht über der oberen Grenze des KristallechmeTzbereichs des Materials oder für ein nicht-kristallines Material im Bereich von 60⁰C bis zum Erweichungspunkt, (gemäß vorstehender Definition) des Materials liegt·

2) Verfahren zum Dehnen einer Bahn oder eines Streifens aus einem Material, dem die Eigenschaft der Thermorückfederung verliehen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bahn oder den Streifen durch den Spalt zwischen einer ersten und zweiten Walze führt, ohne daß eine wesentliche Spannung in der Bahn oder im Streifen erzeugt wird, wobei die Spaltbreite geringer ist als die Dicke der Bahn oder des Streifens vor den Eintritt in den Spalt und die Temperatur der Bahn oder des Streifens beim ^urchgang durch den Walzenspalt bei einem kristallinen Material im Bereich von 6O⁰C bis zum Kristallschmelzpunkt des Materials oder einer Temperatur bis zur oberen Grenze des Kristailsohmelzbereichs des Mate-■ritile oder bei einem nicht-kristallinen Material im

909845/1588

191445b

Bereich von 6O⁰C "bis zum Erweichungspunkt (gemäß vorstehender Definition) des Materials liegt.

3) -Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Walzen mit Heizvorrichtungen versehen sind.

4) Verfahren nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die B"ahn oder der Streifen vor dem Durchgang durch den Walzenspalt um wenigstens einen Teil der gekrümmten Oberfläche der ersten Walze läuft und die gedehnte Bahn oder der gedehnte Streifen nach dem Durchgang durch den Spalt um wenigstens einen Teil der gekrümmten Oberfläche der zweiten Walze läuft.

5) Verfahren nach Anspruch A-, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze eine höhere Drehlzahl hat als die erste Walze«,

6) Verfahren nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn oder der Streifen nach dem Umlauf um die zweite Walze um wenigstens einen Teil der gekrümmten Oberfläche einer dritten Walze läuft_e

7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Walze sich schneller dreht als die zweite Walze.

8) Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, daduroh gekennzeichnet, daß die dritte Walze gekühlt wird.

9) Verfahren nach Anspruob.1 bis 8, daduroh gekennzeichnet, daß ein vernetztes Material verwendet wird,

10) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als vernetztes Material Polyolefine verwendet werden.

11) Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn-

909845/1568

zeichnet, daß ala vernetztes Material ein chemisch vernetztes Material verwendet wird.

12) Verfahren nach Ansprach 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Bestrahlung vernetztes Material verwendet wird.

13) "Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß als vernetztes Material ein durch Bestrahlung vernetztes Polyäthylen verwendet wird.

14) Verfahren nach Anspruoh 1 "bis 8_S dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn oder der Streifen aus PoIyvinylidenhalogeniden, Polyvinylhalogeniden, Polyacrylaten, Polyamiden, Polyestern, Polyurethanen oder Ionomeren besteht.

15) Verfahren nach Anspruch 1 "bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn oder der Streifen aus PoIytetrafluoräthylen besteht.

16) Flächiger Werkstoff oder Streifen aus durch Wärmeeinwirkung rückstellfähigem Material, das bei der Thermorückfederung in einer ersten Dimension parallel zur Oberfläche der Bahn oder des Streifens kleiner wird, während in einer zweiten Dimension parallel zur Oberfläche der Bahn oder des Streifens und senkrecht zur ersten Dimension im wesentlichen keine Vergrößerung stattfindet, wobei die erste Dimension im Falle eines Streifens die Längsdimension ist·

17) Bahn oder Streifen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Material vernetzt ist.

18) Bahn oder Streifen nach Anspruoh 17, dadurch gekennzeichnet, daß das vernetzte Material aus einem Polyolefin besteht.

909845/1568

19) Bahn oder Streifen nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das vernetzte Material chemisch vernetzt ist»

20) Bahn oder Streifen nach Anspruch 17 oder IS₁ dadurch gekennzeichnet, das das vernetzte Material durch Bestrahlung vernetzt worden ist«

21) Bahn oder Streifen nach Anspruoh 17» dadurch gekennzeichnet, daß das vernetzte Material aus durch Bestrahlung vernetztest Polyäthylen besteht»

22) Bahn oder Streifen naoh Anspruoh 16, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Polyvinylhalogenide einem Polyvinylidenhalogenid, einem Polyaorylat, einem · Polyamid, einem Polyester, einem Polyurethan oder einem Ionomeren besteht·

23·} Bahn oder Streifen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Material aus Polytetrafluoräthylen besteht.

24) Verfahren zum Tfcnhüllen von Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Bahn oder einen Streifen gemäß Anspruch 1 bis 15 um den Gegenstand wickelt und genügend Wärme darauf einwirken läßt, um die Rückstellung zu bewirken.

25) Verfahren naoh Anspruoh 24, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens einen Teil einer Seite der Bahn oder des Streifens ein Überzug aus einem Mastix oder einem schmelzbaren Material (gemäß vorstehender Definition) aufgebracht wird, bevor die Bahn oder der Streifen um den zu umhüllenden Gegenstand gewickelt wird, wobei die B_ahn oder der Streifen so um den Gegenstand gewiokelt wird, daß wenigstens ein Seil des Mastix oder des schmelzbaren Materials nach der Rückstellung der Bahn oder des Streifens

909845/1568

... -1.9.U455

mit dem Gegenstand in Berührung ist.

26) Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Oberfläche des zu umhüllenden Gegenstandes mit einem Überzug eines Mastix oder eines schmelzbaren Materials(gemäß vorstehender Definition) versehen wird, bevor die Bahn oder der Streifen um den Gegenstand gewickelt wird, wobei die Bahn oder der Streifen so um den Gegenstand gewickelt wird, daß wenigstens ein Teil des Mastix oder des schmelzbaren Materials naoh der Rückstellung der Bahn oder des Streifens mit der Bahn oder dem Streifen in Berührung ist.

909845/1 568