DE69219503T2

DE69219503T2 - Wärmeschrumpfbare Schutzfolien

Info

Publication number: DE69219503T2
Application number: DE69219503T
Authority: DE
Inventors: Peter Jackson; Michael A Romano; Robert E Steele
Original assignee: Shawcor Ltd
Current assignee: Shawcor Ltd
Priority date: 1991-02-26
Filing date: 1992-02-11
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2012-02-12
Also published as: CA2061306C; AU1115192A; ATE152665T1; FI109106B; FI920842L; ES2101805T3; EP0501628B1; CA2061306A1; DK0501628T3; DE69219503D1; EP0501628A3; FI920842A0; AU650097B2; EP0501628A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf wärmeschrumpfbare schützende Flächenkörper, die als Schutzabdeckungen nützlich sind, die zum Beispiel zum Abdichten und Schützen von Rohrschweißverbindungen, Telefonkabeln, elektrischen Spleißverbindungen, Rohrleitungen und dergleichen vor widrigen Umgebungsbedingungen, wie Korrosion und Feuchtigkeit, verwendbar sind.
Es ist bekannt, für diesen Zweck wärmeschrumpfbare rohrförmige Hüllen zu verwenden, die durch Extrudieren hergestellt sind. Es ist jedoch schwierig, Hüllen jeglichen Durchmessers durch Extrudieren herzustellen, besonders dann, wenn dieser größer als ca. 30 cm (ca. 12 Inch) ist. Die Vorgänge, um den Hüllen ein Wärmeschrumpf-Gedächtnis zu verleihen sowie diese zu recken, sind sowohl komplex als auch schwierig.
Ein weiterer allgemeiner Typ einer wärmeschrumpfbaren Abdeckung wird durch die sogenannte "Umwickelhülle" verkörpert, von der ein Beispiel in dem US-Patent Nr. 4 200 676 von D.A. Caponigro offenbart ist. Während Umwickelhüllen vielseitiger sind als rohrförmige Hüllen, da sie sich einfacher an Gegenständen, einschließlich großdurchmessriger Rohre, die kein zugängliches freies Ende haben, anbringen lassen, stellen die Verschlußsysteme, mit denen die einander benachbarten Enden der Hülle miteinander verbunden werden, einen inhärenten Schwachpunkt dar. Mechanische Verschlußsysteme sind besonders schadenanfällig, während herkömmlich verbundene Überlappungen während der Anbringung einen Schlupf sowie anschließend ein Kriechen aufgrund der in den aufgeschrumpften Hüllen verbleibenden Umfangsspannungen zulassen können und die Hüllen somit weniger wirksam gemacht werden als diejenigen, die eine durchgehende Abdeckung darstellen.
Diese Probleme sind weitgehend durch das Verfahren überwunden worden, das in dem US-Patent 4 472 468 für Tailor et al. vom 18. September 1984 beschrieben ist, das auf die vorliegende Anmelderin übertragen wurde und bei dem ein Niederhalteklebstoff verwendet wird, um die überlappenden Endbereiche eines wärmeschrumpfbaren Flächenkörpers miteinander zu verbinden, bevor mittels eines Schweißbrenners Wärme von außen aufgebracht wird, um die Flächenkörper zusammenzuschweißen. Die in dem genannten Patent von Tailor et al. beschriebenen wärmeschrumpfbaren Flächenkörper bieten jedoch eine begrenzte Auswahlfreiheit hinsichtlich der Ausbildung des verschweißten Verschlusses. Außerdem ist die Innenseite des Flächenkörpers, das heißt die auf den zu schützenden Gegenstand zu legende Seite, üblicherweise mit einer funktionellen Beschichtung beschichtet. Bei der in dem Patent von Tailor et al. gezeigten Anordnung ist es notwendig, eine Zone zu schaffen, die an der Unterseite des Überlappungsendes frei ist von funktioneller Beschichtung, um ein Aufschmelzen der Überlappung auf die Außenseite des Unterlappungsendes zu ermöglichen. Zur Schaffung der beschichtungsfreien Zone war es notwendig, ein diskontinuierliches Verfahren zum Aufbringen der Beschichtung zu verwenden oder die gewünschten beschichtungsfreien Bereiche des Flächenkörpers zu maskieren und das Maskierungsmaterial dann zusammen mit der Beschichtung zu entfernen, nachdem ein kontinuierlicher Beschichtungsvorgang durchgeführt worden ist. Diese Vorgänge sind kompliziert und arbeitsintensiv.
Der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert auf der CA-A-2022840, die eine wärmeschrumpfbare Umwickelhülle offenbart, die einen wärmerückstellbaren Flächenkörper mit einem auf ein Ende desselben aufgeschweißten wärmestabilen Streifen aufweist. Das freie Ende des wärmestabilen Streifens wird auf der Außenseite des gegenüberliegenden Endes des Flächenkörpers überlappend angeordnet und mit diesem verschweißt, indem Wärme direkt auf die Außenseite aufgebracht wird, ohne daß dabei ein Niederhalteklebstoff verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung schafft eine wärmeschrumpfbare Umwickelhülle, wie sie im Anspruch 1 angegeben ist. Eine solche Hülle ist dazu ausgelegt, an einem Gegenstand in einer diesen umwickelnden Weise angebracht zu werden, wobei die Hülle folgendes aufweist: einen Flächenkörper aus dimensionsmäßig wärmeinstabilem flexiblem Material, der in Längsrichtung beabstandete Endbereiche hat, die imstande sind, in Überlappungsrelation gebracht zu werden, wenn der Flächenkörper auf den Gegenstand aufgebracht ist, wobei das Material in der Längsrichtung aus einer ursprünglichen wärmestabilen Form in eine dimensionsmäßig wärmeinstabile Form gestreckt worden ist, die imstande ist, sich allein durch das Aufbringen von Wärme in Richtung ihrer ursprünglichen Form zu bewegen; einen vernetzten, dimensionsmäßig wärmeinstabilen Verschlußstreifen, von dem der eine Rand auf einem der Endbereiche des Flächenkörpers angeordnet und damit verschweißt ist, wobei der Streifen eine ausreichende Breite hat, so daß dann, wenn die Endbereiche des Flächenkörpers zusammengebracht werden und der Endbereich, der den freien Rand des Verschlußstreifens hat, auf dem gegenüberliegenden Endbereich überlappt wird, der freie Rand des Verschlußstreifens auf den unterlappenden Endbereich aufgebracht und damit verschweißt werden kann, indem direkte Erwärmung darauf aufgebracht wird; und eine Abdeckung aus einem Niederhalteklebstoff über einer Querzone einer Seite des Verschlußstreifens, der auf dem gegenüberliegenden Endbereich zu überlappen ist; wobei der Verschlußstreifen beim Erwärmen ein Schrumpfen in der Längsrichtung zeigt, das ungefähr gleich dem oder geringer als das des Flächenkörpers ist.
Im Gebrauch wird der Streifen um den zu schützenden Gegenstand gewickelt, wobei der den Verschlußstreifen aufweisende Endbereich auf dem gegenüberliegenden Endbereich überlappt wird. Danach kann eine direkte Erwärmung aufgebracht werden, um den freien Rand des Verschlußstreifens mit dem unterlappenden Endbereich zu verschweißen. Die Erwärmung der auf diese Weise gebildeten verschweißten Hülle kann dann in einer beliebigen herkömmlichen Weise aufgebracht werden, um die Hülle zur Bildung der schützenden Umhüllung um den Gegenstand herum aufzuschrumpfen.
Ein Vorteil der vorliegenden Hülle besteht darin, daß sich der Verschlußstreifen in seiner Art von dem Flächenkörpermaterial unterscheiden kann. Zum Beispiel kann er sich von dem Flächenkörpermaterial in seiner dimensionsmäßigen Wärmestabilität, seiner Farbe, seiner chemischen Zusammensetzung, seinem Grad der Vernetzung, seiner Dicke oder in dem Verfahren unterscheiden, mit dem er vernetzt worden ist. Der Streifen kann sich von dem Flächenkörpermaterial in mehr als einem der vorstehend genannten Gesichtspunkte unterscheiden. Diese Anordnungen schaffen Ausbildungsvorteile der Hülle, da die Verschweißbarkeit und mechanische sowie andere Eigenschaften der Schweißverbindung und der Verschlußzone auf die Erfordernisse der Anwendung zugeschnitten werden können, bei der die Hülle verwendet werden soll.
Gemäß der Erfindung ist eine Abdeckung aus einen Niederhalteklebstoff über einer Querzone einer Seite des Verschlußstreifens vorgesehen, der auf dem gegenüberliegenden Endbereich des Flächenkörpers zu überlappen ist. Mit dieser Anordnung wird eine Hülle geschaffen, die die Vorteile der Umwickelhülle besitzt, die in dem vorstehend genannten Patent von Tailor et al. offenbart ist, die sich jedoch in beträchtlich einfacherer und kostengünstigerer Weise herstellen läßt.
Bei früheren Versuchen, die den Erfindern bekannt sind, bei denen zwei dimensionsmäßig wärmeinstabile Ränder oder Stücke miteinander verschweißt werden, sind Probleme bei der Erzielung einer zufriedenstellenden Schweißverbindung aufgetreten.
Eines der Probleme besteht im Zurückschälen, welches dann auftritt, wenn zwei einander überlappende wärmeschrumpfbare Flächenkörper erwärmt werden. Bei der Aufbringung von Wärme hat die außenliegende Fläche der Überlappung die Tendenz, sich vor der innenliegenden Fläche zurückzustellen oder zu schrumpfen, und somit entsteht ein unterschiedliches Zusammenziehen über die Dicke der Flächenkörper zwischen der Überlappung und der Unterlappung. Wenn Wärme von nur einer Seite her aufgebracht wird, hat der wärmeschrumpfbare Flächenkörper die Tendenz, sich infolgedessen aufzurollen oder zu kräuseln. Diese Probleme lassen sich mit der Konstruktion der Erfindung stark mildern. Bei der vorliegenden Erfindung besitzt der Streifen einen Grad an Wärmeschrumpfbarkeit, der ungefähr gleich dem oder geringer als der des Flächenkörpermaterials ist, wobei er typischerweise derart ist, daß er bei der Erwärmung ein Schrumpfen in der Längsrichtung von ca. 2 % bis. ca. 50 % bezogen auf die Länge des nichtgeschrumpften Streifens zeigt. Wenn ein dimensionsmäßig wärmestabiler Streifen erwärmt wird, hat der Streifen die Tendenz, in allen Dimensionen zu expandieren, insbesondere bei polymeren Streifen, und zwar aufgrund der beim kristallinen Schmelzen auftretenden volumenmäßigen Zunahme. Bei einem Verschlußstreifen mit einem Ausmaß von Schrumpfen in der Längsrichtung im Bereich von ca. 2 % bis ca. 25 %, bezogen auf die Länge des nichtgeschrumpften Streifens, kann das Schrumpfen ausreichend sein, um dieses Expansionsphänomen zu verschieben, jedoch kann es nicht ausreichend sein, um ein übermäßiges Einrollen, Kräuseln oder Zurückschälen zu verursachen. In bevorzugterer Weise beträgt das Schrumpfen ca. 5 % bis ca. 20 %. Das Flächenkörpermaterial kann jedoch typischerweise ein Ausmaß von Schrumpfen in der Längsrichtung von ca. 20 % bis ca. 80 %, bezogen auf die Länge des nichtgeschrumpften Flächenkörpers, aufweisen. Bei diesen Schrumpfausmaßen stellen das Zurückschälen, Aufrollen und Kräuseln ernsthafte Probleme dar, die normalerweise nur durch Verwendung eines wirksamen Niederhalteklebstoffs mit hoher Festigkeit oder eines mechanischen Verschlusses überwunden werden können. Wenn das Schrumpfen in dem Verschlußstreifen einen Wert in dem vorstehend genannten Bereich hat, sind jedoch die Anforderungen an den Niederhalteklebstoff beträchtlich reduziert, und es besteht eine viel größere Auswahlmöglichkeit zur Auswahl desselben. Als Ergebnis ist es mit der vorliegenden Hülle möglich, beim Verschweißen des Verschlußstreifens mit dem unterlappenden Endbereich der Hülle Schweißverbindungen zu erzielen, die gleichmäßig und homogen sind. Mit "gleichmäßig" ist gemeint, daß die Schweißung über ihre gesamte Länge eine im wesentlichen gleichmäßige Schäl bzw. Abziehfestigkeit besitzt. Mit "homogen" ist gemeint, daß die Schweißfläche oder Schweißlinie zwischen dem Verschlußstreifen und dem wärmeinstabilen Flächenkörper keine Schwächungslinie bildet, so daß dann, wenn die Schweißverbindung einem Scherversuch unterzogen wird, die Schweißverbindung entlang einer den Grenzbereichen des ursprünglichen Streifens und Flächenkörpers entsprechenden Grenzfläche nicht versagt.
Bei manchen Anwendungen kann das dimensionsmäßig wärmeinstabile Flächenkörpermaterial typischerweise ein Schrumpfverhältnis von etwa 1:1,05 bis ca. 1:3,0 aufweisen, d.h. eine Schrumpfung von ca. 5 % bis 67 %, bezogen auf die Länge des nichtgeschrumpften Flächenkörpers.
Ein weiterer Gesichtspunkt, in dem sich die dimensionsmäßige Stabilität des Verschlußstreifens von der des Flächenkörpers unterscheiden kann, besteht darin, daß der Verschlußstreifen bei einer anderen Temperatur als der des Flächenkörpers mit dem Schrumpfen beginnen kann. Vorteilhafterweise kann der Verschlußstreifen bei einer Temperatur zu schrumpfen beginnen, die niedriger ist als die Temperatur, bei der der Flächenkörper zu schrumpfen beginnt, wobei sie vorzugsweise um ca. 5 ºC bis ca. 15 ºC niedriger ist. Zum Beispiel kann der Verschlußstreifen bei ca. 100 ºC und der Flächenkörper bei 110 ºC zu schrumpfen beginnen. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß sie die Herstellung eines Kontakts des Verschlußstreifens mit dem Flächenkörper sicherstellt, bevor der Flächenkörper beginnt, sich in seine ursprüngliche, ungestreckte Dimension zurückzustellen. Der Verschlußstreifen hat die Tendenz, bei einer niedrigeren Temperatur als der Flächenkörper klebrig zu werden, und somit bildet er beim Schrumpfen des Verschlußstreifens eine Verbindung mit dem Flächenkörper, bevor das Schrumpfen von letzterem beginnt.
Bei dem Flächenkörpermaterial und dem Streifen handelt es sich vorzugsweise um organische polymere Materialien, und zwar entweder um die gleichen oder verschiedene Materialien. Hinsichtlich von Beispielen für geeignete organische polymere Materialien ist auf die verwandte europäische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 414 414 der Anmelderin zu verweisen, die am 27. Februar 1991 veröffentlicht wurde.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen der vorliegenden Hülle ist der Streifen aus einem Material gebildet, das von dem Flächenkörpermaterial chemisch verschieden ist. Zum Beispiel können das Flächenkörpermaterial aus einem beliebigen der vorstehend genannten Materialien und der Streifen aus einem Polymer gebildet sein, das chemisch derart strukturiert ist, daß es mit den vorstehend genannten Flächenkörpermaterialien in sehr wirksamer Weise Schweißverbindungen bildet. Beispiele für solche gut schweißbaren Polymere sind unter Fachleuten allgemein bekannt. Eine bevorzugte Gruppe solcher Polymere beinhaltet gut schweißbare Terpolymere, wobei Beispiele hierfür Ethylen- Vinylacetat-Methacrylsäure oder Acrylsäure-Polymere, EPDM- Polymere (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Polymere) sind. Weitere gut bekannte Beispiele sind die Polymere, die unter dem Warenzeichen FUSABOND von Dupont Canada erhältlich sind, bei denen es sich um modifizierte Maleinsäurenanhydrid-Polyolefine handelt.
Solche gut schweißbaren Copolymere oder Terpolymere können beträchtlich teurer und mechanisch weniger fest sein als die typischerweise zur Herstellung des Flächenkörpermaterials verwendeten Polymere. Es ist daher von Vorteil, den Verschlußstreifen aus solchen gut schweißbaren Materialien zu bilden, jedoch den Flächenkörper aus anderen Polymeren zu bilden, die speziell im Hinblick auf ihre Kosten und Leistungseigenschaften ausgewählt werden.
Bei den dimensionsmäßig wärmeinstabilen Flächenkörpermaterialien und den Verschlußstreifen handelt es sich vorzugsweise um vernetztes polymeres Material. Im Fall eines dimensionsmäßig wärmeinstabilen Flächenkörpermaterials aus einem Polyolefin oder einem anderen polymeren Material zum Beispiel ist das Material vorzugsweise bis zu einem Grad von 25 % bis 85 % und in noch weiter bevorzugter Weise im Bereich von 45 % bis 70 % vernetzt. In diesem Zusammenhang läßt sich der Grad der Vernetzung eines gegebenen Kunststoffmaterials unter Bezugnahme auf Lösungsmittel-Extraktionstests definieren, die unter genormten Bedingungen an Proben des Kunststoffs durchgeführt werden. Bei einer Vernetzung von Null löst ein Lösungsmittel für den Kunststoff das Kunststoffmaterial vollständig auf, während ein Material, das bei solchen Tests keinen Gewichtsverlust erleidet, als zu 100 % vernetzt betrachtet wird. Dazwischen vorhandene Vernetzungsgrade werden durch proportional dazwischen liegende, prozentuale Gewichtsverluste angegeben. Für bestimmte Anwendungen kann es wünschenswert sein, daß der Verschlußstreifen in einem etwas stärkeren Ausmaß vernetzt ist als das dimensionsmäßig warmeinstabile Material, mit dem er verschweißt ist, so daß er eine gute mechanische Festigkeit aufweist, wenn er bei dem Vorgang des Aufschrumpfens der Umwickelhülle auf das Rohr oder einen anderen Gegenstand während der abschließenden Verwendung der Produkte heiß ist. Insbesondere bei Hüllen, bei denen das Flächenkörpermaterial stark vernetzt ist, kann es jedoch von Vorteil sein, einen Verschlußstreifen zu verwenden, der eine Vernetzung in einem geringeren Grad als der Flächenkörper aufweist. Der Grad der Vernetzung hat häufig eine signifikante Auswirkung auf die Einfachheit, mit der sich die Schweißverbindung bewerkstelligen läßt. Allgemein gesprochen kann man sagen: je niedriger der Grad der Vernetzung ist, desto einfacher und schneller läßt sich die Schweißverbindung herstellen. Ein geringer Grad der Vernetzung in dem Flächenkörper würde jedoch zu einer Hülle führen, die ein träges Ansprechen auf Erwärmung besitzt und anfällig für ein Schmelzen und Durchhängen ist. Es ist vorteilhaft, eine stärkere Vernetzung in dem Flächenkörper durch eine niedrigere Vernetzung in dem Verschlußstreifen kompensieren zu können, um die Einfachheit und Wirksamkeit des Schweißvorgangs ohne Opfer beim Ansprechen der Hülle auf Erwärmung zu fördern.
Vorteilhafterweise kann das zur Vernetzung des Verschlußstreifens verwendete Verfahren von dem für das Flächenkörpermaterial verwendeten Verfahren verschieden sein. Beispiele für Verfahren, die zur Vernetzung verwendet werden können, beinhalten das Bestrahlen mit ionisierender Strahlung, das Mischen des Polymers mit organischen Peroxiden sowie die Bildung anhängender Silangruppen an dem Polymer und das Einwirkenlassen von Feuchtigkeit auf das Polymer zur Vernetzung der Silangruppen. Jedes dieser Verfahren ist an sich allgemein bekannt, ebenso wie auch die Bedingungen, die zur Erzielung der gewünschten Vernetzungsgrade verwendet werden, so daß dies hier nicht ausführlicher beschrieben zu werden braucht. Kurz gesagt, es wird häufig eine Bestrahlung mit ionisierender Strahlung zur Vernetzung von Polymeren durchgeführt, indem das Polymer entweder Gammastrahlen aus radioaktiven Quellen, wie Kobalt-60, oder Elektronen mit hoher Energie von Elektronenbeschleunigern ausgesetzt wird. Eine Vernetzung durch Vermischen mit Peroxiden beinhaltet das Mischen von Polymeren mit ausgewählten kleinen Mengen von organischen Peroxiden, die für das jeweilige zu vernetzende Polymer geeignet sind. Beispiele von allgemein verwendeten Peroxiden beinhalten a-, a'-bis- (t- Butylperoxy-) Diisopropylbenzon und Dicumylperoxid. Eine Behandlung mit Silan kann das Pfropfen eines Silans, wie z.B. Vinylsilan, auf ein Polymer, wie z. B. ein Ethylenpolymer, oder die Copolymerisierung eines Silans, wie z.B. eines Vinylsilans, mit einem Olefin oder ähnlichen Monomer beinhalten. In beiden Fällen wird ein Polymer gebildet, das anhängende Silangruppen aufweist. Das resultierende Polymer wird dann vernetzt, indem es Feuchtigkeit, zum Beispiel in Form von Dampf, ausgesetzt wird. Der Vernetzungsmechanismus besteht aus Hydrolyse und Kondensation der anhängenden Silangruppen. Jedes dieser Vernetzungsverfahren besitzt seine eigenen Vorteile und Grenzen, und die Eigenschaften der vernetzten Produkte können sich selbst beim gleichen Grad der Vernetzung beträchtlich unterscheiden. Durch Auswählen unterschiedlicher Vernetzungsverfahren lassen sich somit Produkte mit Eigenschaften erzielen, die für die jeweiligen Anwendungen geeignet sind. Zum Beispiel ist eine Elektronenstrahl-Vernetzung vorteilhaft für die Vernetzung von kontinuierlichem Flächenkörpermaterial bei sehr hohen Geschwindigkeiten zur anschließenden Verwendung als Flächenkörpermaterial-Bauteil, von dem normalerweise größere Mengen erforderlich sind. Eine Silan-Vernetzung führt zu einer stärker dreidimensional vernetzten Struktur, die bei Temperaturen über dem kristallinen Schmelzpunkt des Polymers höhere Zugfestigkeitseigenschaften verleiht. Bei dem gleichen Grad der Vernetzung ist daher ein mit Silan vernetztes Polyolefin oder dergleichen Polymer häufig widerstandsfähiger gegen Strecken und Ausdünnung als ein mit einem Elektronenstrahl gehärtetes Als Ergebnis hiervon ist es von Vorteil, einen mit Silan vernetzten Verschlußstreifen zu verwenden, der einen niedrigeren Grad der Vernetzung als ein mit einem Strahl gehärtetes Flächenkörpermaterial aufweisen kann, so daß dadurch ein einfacheres Verschweißen des Verschlußstreifens mit dem Flächenkörpermaterial ermöglicht ist, und zwar ohne Verluste bei der Widerstandsfähigkeit gegen ein Dünnziehen desselben durch die Zurückziehkräfte der Hülle.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Hüllen besteht darin, daß der Verschlußstreifen einen andere Farbe als das Flächenkörpermaterial aufweisen kann. Zum Beispiel kann der Verschlußkörper durchsichtig oder etwas durchscheinend sein, während das Flächenkörpermaterial opak sein kann. Ein Muster aus thermochromer Farbe kann auf die Unterseite aufgebracht und durch den Verschlußstreifen hindurch sichtbar sein, wobei dies den Monteur durch Schaffung einer visuellen Anzeige führt, wie zum Beispiel eines Farbwechsels, wenn ausreichend Wärme aufgebracht worden ist, so daß die Temperatur erreicht ist, die zur Erzielung einer zufriedenstellenden Schweißverbindung erforderlich ist. Falls die Verwendung von Infrarot- Erwärmung wünschenswert sein sollte, können in dem Verschlußstreifen wahlweise ausgewählte Infrarotstrahlung absorbierende Zusätze, wie z. B. Kupferphthalocyanin, enthalten sein, die dessen Transparenz nicht nennenswert beeinträchtigen.
Alternativ hierzu kann der Verschlußstreifen eine andere Farbe als das Flächenkörpermaterial aufweisen, zum Beispiel Schwarz, das Infrarot-Strahlung in wirksamerer Weise absorbiert, wobei dies für Fälle gilt, in denen Infrarot-Heizeinrichtungen zum Verschweißen der herumgewickelten Hülle verwendet werden.
Die Verwendung einer anderen Farbe kann es für einen Inspekteur auch einfacher machen, die Lage des Überlappungsbereichs zu bestimmen. Es ist häufig empfehlenswert, die Umwickelhülle in einer speziellen Ausrichtung an einem Rohr oder einem anderen Gegenstand zu positionieren, um das Füllen der Unterlappung mit funktionellem Beschichtungsmaterial zu steigern. Durch das Ausbilden des Verschlußstreifens mit einer deutlich anderen Farbe als der des Flächenkörpers kann ein Inspekteur mit einem Blick feststellen, daß erstens die Hülle korrekt positioniert und zweitens der Verschlußstreifen über dem Flächenkörpermaterial anstatt unter diesem plaziert worden ist.
Zur Schaffung einer schützenden Abdeckung mit guten Festigkeitseigenschaften beträgt die rückgestellte Dicke der Flächenkörpermaterialien und der Verschlußstreifen, die miteinander identisch oder voneinander verschieden sein können, 0,254 bis 5,08 mm (ca. 0,01 bis ca. 0,2 Inch), weiter bevorzugt 0,508 bis 2,54 mm (ca. 0,02 bis ca. 0,1 Inch). Unter bestimmten Umständen ist es von Vorteil, einen Verschlußstreifen zu verwenden, der dünner ist als der Flächenkörper, um die Dicke an dem Überlappungsbereich zu reduzieren und es leichter zu machen, Wärme zu einem Rohr oder einem anderen zu bedeckenden Gegenstand sowie zu einer funktionellen Beschichtung durchzubringen, die eine Erwärmung benötigen kann, so daß sich ihre größte Wirkung erzielen läßt. Vorzugsweise ist der Verschlußstreifen ca. 10 % bis ca. 80 % dünner als der Flächenkörper, bezogen auf die Dicke des Flächenkörpers, wobei er in noch weiter bevorzugter Weise ca. 30 % bis ca. 60 % dünner ist. Umgekehrt dazu und insbesondere dort, wo das Flächenkörpermaterial einen großen Grad von Schrumpfen zeigt, ist es von Vorteil, einen Verschlußstreifen zu verwenden, der dicker ist als das Flächenkörpermaterial, um eine stärkere Widerstandsfähigkeit gegen ein Ausdünnen des Verschlußstreifens als Ergebnis der Schrumpfkräfte zu schaffen. In einem derartigen Fall ist der Verschlußstreifen vorzugsweise ca. 10 % bis ca. 80 % dicker als der Flächenkörper, bezogen auf die Dicke des Flächenkörpers, wobei er in noch weiter bevorzugter Weise ca. 20 % bis ca. 60 % dicker ist.
Vorteilhafterweise ist die Innenseite des dimensionsmäßig wärmeinstabilen Flächenkörpermaterials, das heißt die auf den zu schützenden Gegenstand zu legende Seite, mit einer funktionellen Beschichtung überzogen. Bei der Beschichtung kann es sich zum Beispiel um ein Dichtmittel, ein Klebstoffmaterial, einen Mastix, ein Fett oder eine aushärtbare Zweikomponenten- Zusammensetzung handeln, wie dies in der europäischen Anmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 414 414 ausführlicher beschrieben ist.
Eine Abdeckung aus einem Niederhalteklebstoff ist über einer Querzone einer Seite des Verschlußstreifens vorgesehen, der auf den gegenüberliegenden Endbereich des Flächenkörpermaterials zu überlappen ist. Im Gebrauch hat der Niederhalteklebstoff die Funktion einer Erleichterung des Verschweißens des überlappenden Verschlußstreifens mit dem unterlappenden Flächenkörper analog zu dem Schweißvorgang, wie er mit dem Niederhalteklebstoff durchgeführt wird, der in dem eingangs genannten US-Patent Nr. 4 472 468 von Tailor et al. offenbart ist. Die Art des Niederhalteklebstoffs sowie die Art und Weise seiner Aufbringung und Verwendung sind in dem Patent von Tailor et al. ausführlich beschrieben, wobei dieses Patent durch Bezugnahme hinsichtlich seiner Offenbarung der vorstehend genannten Gesichtspunkte zu einem Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
Kurz gesagt, es erfüllt der Niederhalteklebstoff die Funktion, den Verschlußstreifen auf dem Flächenkörper niederzuhalten, wenn dieser an einem zu schützenden Gegenstand angebracht wird, während der Streifen mit dem Flächenkörper verschweißt wird. Wenn der Klebstoff druckempfindlich (selbstklebend) ist, wird die Überlappung an der Unterlappung befestigt, indem die überlappenden Bereiche lediglich zusammengedrückt werden. Wenn Wärme zuerst auf die Überlappung aufgebracht wird, verhindert der Klebstoff einen Schlupf an der Grenzfläche, während das Material eine Tendenz zum Schrumpfen hat, und ferner verhindert es ein Einrollen und Zurückschälen der Überlappung während der anfänglichen Wärmebeaufschlagung. Geeignete scherbeständige Klebstoffe sind dem Fachmann allgemein bekannt.
Die bevorzugten Materialien sind Isobutylenpolymere, wie z.B. Polyisobutylen, Polybuten und Butylgummi. Diese Polymere können teilweise gehärtet werden, um die Scherfestigkeit insbesondere bei höheren Temperaturen zu steigern. Weitere Isobutylenpolymere, die verwendbar sind, beinhalten halogenisierte Butylgummi sowie andere modifizierte Butyle, zum Beispiel Terpolymere, bei denen Divinylbenzol zugesetzt ist, um eine Härtung vorzunehmen (z.B. XL-20 und XL-50 von Polysar), sowie gefüllte, plastifizierte und teilweise gehärtete Vormischungs-Partikel (z.B. Bucar 5214 von Columbian Carbon). Eine geeignete Menge und Qualität von Polyisobutylen (Vistanex) kann ebenfalls verwendet werden, um je nach Ansatz eine gewünschte Klebeeigenschaft (Druckempfindlichkeit) zu schaffen. Die Zugabe von Füllstoffen ist zum Einstellen des Klebevermögens und der Kohäsionsfestigkeit des Klebstoffs von Nutzen. Die für die Anwendung geeigneten Klebstoffe beinhalten Ruß, Glimmer, Graphit, Talk, Asbest, Aluminiumhydrat, Ton, hydrierte Silika, Calciumsilikate, Silikataluminate, feine Ofenruße und thermische Ruße, Magnesiumcarbonat und Calciumcarbonat. Die bevorzugten Füllstoffe sind jedoch Ruße und Talkmaterialien.
Weitere Klebstoffmaterialien, die für die Niederhalte- Anwendung von Nutzen sind, beinhalten solche auf der Basis von Nitrilkautschuken, Styrolbutadienkautschuken, Styrolisoprenkautschuken, Neoprenen, Polyurethanen, Ethylenvinylacetat, Acrylaten (z.B. Ethylenethylacrylat), Silikonen, Polyvinylacetat, Aminoharzen, amorphen Polypropylenen und Polyvinylacetalen. Bei diesen Klebstoffen kann es sich um solche des heißschmelzenden Typs, des Kontakt-Zement-Typs, des Lack-Typs, des wärmeaushärtenden Klebstoff-Typs, des druckempfindlichen Klebstoff-Typs, um vernetzte Klebstoffe oder um Zweikomponenten-Klebstoffe handeln. Es sind viele Variationen der verwendeten Klebstoffysteme möglich; zum Beispiel kann ein druckempfindliches Transferband mit einer dünnen polymeren Beschichtung zwischen zwei druckempfindlichen Klebstoffschichten auf die Überlappung aufgebracht werden, so daß die eine der Klebstoffschichten mit der Überlappung verbunden wird und die Klebstoffschicht auf der anderen Seite mit der Unterlappung verklebt werden kann (z.B. J-Tape, 266P sowie weitere Bänder von der Adchem Corp. U.S.A.).
Bei dem Niederhalteklebstoff kann es sich auch um ein Material handeln, das bei Umgebungstemperatur nicht druckempfindlich (selbstklebend) ist, aber Druckempfindlichkeit (Klebefähigkeit) entwickelt, wenn es erwärmt wird. In diesem Fall kann die mit Klebstoff bedeckte Zone vorsichtig erwärmt werden, um den Klebstoff klebrig zu machen und ihn mit der Unterlappung zu verbinden. Der Klebstoff kann erwärmt werden, indem Wärme direkt auf das Klebstoffmaterial aufgebracht wird, bevor die Hülle auf den Gegenstand aufgebracht wird.
Hüllen mit einer funktionellen Beschichtung auf dem Flächenkörpermaterial und einem Niederhalteklebstoffstreifen oder dergleichen Abdeckung auf dem Verschlußstreifen lassen sich in kontinuierlicher Weise einfach herstellen durch:
(a) Herstellen von großen Rollen mit einer funktionellen Beschichtung, die auf wärmeschrumpfbarem kontinuierlichem Flächenkörpermaterial kontinuierlich aufgebracht ist;
(b) Herstellen des Verschlußstreifenmaterials in kontinuierlicher Flächenkörper-Form;
(c) auf Länge Schneiden des wärmeschrumpfbaren Flächenkörpermaterials;
(d) gleichzeitiges Hindurchführen des Flächenkörpermaterials und des Verschlußstreifenmaterials durch eine kontinuierlich arbeitende Schweißvorrichtung; und
(e) Aufbringen eines Niederhalteklebstoffs auf den Verschlußstreifen.
In Schritt (d) kann das Verschlußstreifenmaterial entweder in kontinuierlicher Form zugeführt werden, wenn es ungestreckt ist, oder es kann normalerweise in einzelnen Stücken befördert werden, wenn das Streifenmaterial kontinuierlich in Längsrichtung gestreckt worden ist.
Vorzugsweise wird der Niederhalteklebstoff in kontinuierlicher Weise in Form einer Schicht auf einem Abziehpapier zu dem Verschlußstreifen zugeführt, während dieser durch die Schweißvorrichtung geführt wird. Das Verschlußstreifenmaterial wird, wenn es kontinuierlich mit der Länge des Flächenkörpermaterials verschweißt wird, zerschnitten, um das Produkt in einzelne Hüllen zu trennen, wobei dies nach dem Schweißvorgang und vorzugsweise nach der Aufbringung des Niederhalteklebstoffs erfolgt.
Dieser Prozeß ist einfach genug, um Hüllen in effektiver und kostengünstiger Weise aus großen Rollen des kontinuierlichen Flächenkörpermaterials und des kontinuierlichen Verschlußstreifenmaterials an Orten herzustellen, bei denen es sich nicht um den Herstellungsort des Flächenkörper- und Verschlußstreifenmaterials handelt, wie zum Beispiel in Kaufhäusern.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird die schützende Umwickelhülle hergestellt, indem der Streifen und der Flächenkörper kontinuierlich über einander gegenüberliegende Seiten eines erwärmten Elements gezogen werden, wobei es sich vorzugsweise um ein Heißkeil-Schweißelement handelt, wie es in der vorstehend genannten europäischen Anmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 414 414 ausführlicher beschrieben ist. Durch sorgfältiges Steuern der Erwärmung des erwärmten Elements ist es möglich, nur einen dünnen Hautbereich des Streifens und des Flächenkörpers, die sich mit dem erwärmten Element in Berührung befinden, auf die Temperatur zu erwärmen, die für ein Verschmelzen erforderlich ist. Überraschenderweise hat man festgestellt, daß dieses Schweißverfahren die Erzielung einer zufriedenstellenden gleichmäßigen und vorzugsweise homogenen Schweißverbindung zwischen Materialien gestattet, von denen eines oder beide dimensionsmäßig wärmeinstabil sind, ohne daß dabei Probleme, wie z.B. ein Zurückschälen oder ein Faltenbilden der verschweißten Bereiche auftreten. Der Schlüssel für eine erfolgreiche Verwendung dieses Verfahrens besteht in der Sicherstellung, daß nur eine sehr dünne Schicht jeder Oberfläche auf die für eine Verschmelzung erforderliche Temperatur erwärmt wird, wenn die beiden Oberflächen anschließend miteinander in Berührung gebracht werden. Wenn eine zu große Dicke erwärmt wird, verformen sich die Materialien aufgrund einer Wärmeausdehnung oder eines wärmebedingten Schrumpfens, und dies führt zu einer schlechten Verbindung der Oberflächen und daraus resultierend zu unzulänglichen Schweißverbindungen und/oder einem nicht akzeptablen Erscheinungsbild.
In seiner bevorzugten Form erstreckt sich das freie Ende des Streifens über eine ausreichende Distanz, so daß dann, wenn die beiden Enden des Flächenkörpers zusammengebracht worden sind und das eine Ende mit der Lasche das gegenüberliegende Ende überlappt, das freie Ende des Streifens an der Außenseite des Unterlappungsendes angebracht werden kann. Dieses Produkt läßt sich als Umwickelhülle verwenden. Vorteilhafterweise unterscheidet sich der Verschlußstreifen von dem Flächenkörper in einem oder mehreren der vorstehend genannten Merkmalen, so daß sich die Verschweißbarkeit sowie die mechanischen und anderen Eigenschaften der Schweißverbindung und der Verschlußzone auf die Anwendungserfordernisse zuschneiden lassen, unter denen die Hülle verwendet werden soll. Am Verwendungsort, wenn die Hülle auf ein Rohr oder dergleichen aufgebracht wird, wird das freie Ende des Verschlußstreifens durch direkt auf dieses aufgebrachte Wärme auf die Außenseite des Unterlappungsendes aufgeschweißt, zum Beispiel mittels einer Propangasflamme oder einer anderen Schweißbrennerflamme, bevor er in der üblichen Weise auf das Rohr oder einen anderen Gegenstand durch die Aufbringung von Wärme aufgeschrumpft wird.
Die vorliegende Erfindung wird nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 eine teilweise schematische und teilweise perspektivische Ansicht einer verschweißten Umwickelhülle, die nicht gemäß der Erfindung ausgebildet ist; und
Fig. 2 und 3 Querschnittsansichten durch Formen von Schweißprodukten gemäß der Erfindung, an denen Niederhalteklebstoff- Abdeckungen angebracht sind.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen, zeigt Fig. 1 eine Umwickelhülle 1, die einen in Längsrichtung wärmeschrumpfbaren flexiblen polymeren Flächenkörper 2 mit in Längsrichtung verlaufenden Endbereichen 2a und 2b aufweist. Ein Verschlußstreifen ist auf den Endbereich 2a geschweißt. Der Streifen 3 besitzt eine ausreichende Breite, so daß im Gebrauch die Hülle 1 um einen zu schützenden Gegenstand (nicht gezeigt), wie z.B. ein Rohr, gelegt wird und dabei der Bereich 2a auf dem Bereich 2b überlappend angeordnet ist, wobei das freie Ende des Streifens 3 erwärmt und/oder auf die Außenseite des Flächenkörpers 2 nach unten gedrückt und mit diesem verschweißt werden kann, indem Wärme z.B. unter Verwendung eines Propan-Schweißbrenners oder dergleichen direkt auf die Außenseite des Streifens 3 aufgebracht wird.
Die Innenseite des Flächenkörpers 2 ist mit einer funktionellen Beschichtung 4 beschichtet.
Eine solche Umwickelhülle kann unter Verwendung der Heizkeil- Schweißvorrichtung hergestellt werden, wie dies in der eingangs genannten europäischen Anmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 414 414 ausführlicher beschrieben ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Streifen 3 durchsichtig bzw. klar. Die Unterseite des Streifens 3 kann mit einem herkömmlichen temperaturempfindlichen Indikator versehen sein, wie zum Beispiel einem Muster aus thermochromer Farbe, das durch den durchsichtigen Streifen 3 hindurch sichtbar ist und eine visuelle Anzeige z.B. für einen Farbwechsel schafft, wenn eine Temperatur erreicht ist, bei der sich der Streifen in zufriedenstellender Weise mit dem Flächenkörper 3 verschweißt. Normalerweise wird die Beschichtung 4 durch die anschließend auf die Hülle 1 aufgebrachte Erwärmung im Verlauf der Aufschrumpfung derselben erweicht, und die Umfangsspannung in der Hülle 1 verursacht ein Extrudieren der Beschichtung 4, so daß sie den Kanal bzw. den Übergang 6 zwischen dem Ende des Flächenkörpers 2 und der Unterseite des Streifens 3 ausfüllt. Eine visuelle Überprüfung der den Kanal 6 ausfüllenden Beschichtung 4 gibt dem Benutzer eine weitere sichtbare Gewährleistung hinsichtlich der Wirksamkeit der durch die aufgeschrumpfte Hülle geschaffenen Dichtung.
Fig. 2 zeigt eine weitere Form einer Hülle, die einen Streifen 18 aus Niederhalteklebstoff aufweist, der im Querschnitt zu sehen ist und sich über die volle Länge des Verschlußstreifens 3 erstreckt. Im Gebrauch, wenn die Hülle um einen Gegenstand, wie z.B. ein Rohr in der in Fig. 1 gezeigten Konfiguration herumgelegt ist, befestigt der Streifen 18 das freie Ende des Streifens 3 an der Außenseite des gegenüberliegenden Endes des Flächenkörpers 2, bis der Streifen 3 vollständig mit dem Flächenkörper 2 verschweißt ist.
Die Ausführungsform der Fig. 2 läßt sich unter Verwendung einer der eingangs genannten Schweißvorrichtung ähnlichen Schweißvorrichtung bequem herstellen, wobei diese jedoch je zwei Sätze der Schweißstationen aufweist, die durch die Förderrollen und den beheizten Keil gebildet sind und in einer voneinander beabstandeten, parallelen Anordnung angeordnet sind. Zwei Stücke des Flächenkörpermaterials 2 werden symmetrisch auf jeder Seite eines gemeinsamen Stücks des Verschlußstreifenmaterials 3 angeordnet, auf dem entlang seiner Mitte ein Streifen aus dem Niederhalteklebstoff aufgebracht ist, der doppelt so breit wie der Streifen 18 ist. Nach dem Schweißen wird das doppelte Werkstück entlang der Mitte des breiten Klebstoffstreifens auseinandergeschnitten, so daß zwei vollständige Hüllen mit jeweils der in Fig. 2 gezeigten Form entstehen, die den Querstreifen aus Klebstoff an dem freien Ende des Streifens 3 aufweisen.
Bei Anwendungen, in denen die verschweißte Hülle Verschmutzungsbelastungen ausgesetzt ist, kann die in Fig. 2 gezeigte Version schadenanfällig sein, da eine Tendenz vorhanden sein kann, daß sich Verschmutzungen unter den freien Rand der Überlappung arbeiten, wo die Verbindungsfestigkeit des Klebstoffs 18 im Vergleich zu der Verbindungsfestigkeit des zusammengeschweißten Bereichs des Streifens 3 und des Flächenkörpers 2 relativ schwach ist.
In solchen Fällen kann es wünschenswerter sein, die in Fig. 3 gezeigte Version zu verwenden, bei der der Klebstoffstreifen 18a von dem freien Rand des Streifens 2 nach innen beabstandet ist. Im Gebrauch handelt es sich bei dem freiliegenden äußeren Rand der Überlappung um eine Schweißverbindung, die besser in der Lage sein kann, Verschmutzungsbelastungen und ähnlichen Belastungen standzuhalten. Die Ausführungsform der Fig. 3 läßt sich in der Weise herstellen, wie sie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 im allgemeinen beschrieben worden ist, jedoch in weniger bequemer Weise, da zwei separate Aufbringungsvorgänge der Niederhalteklebstoffstreifen 18a für jedes doppelte Werkstück ausgeführt werden müssen.
Die vorausgehende Beschreibung liefert zwar ausreichend Information, um den Fachmann in die Lage zu versetzen, die vorliegenden Schweißverfahren auszuführen und die verschweißten Produkte herzustellen, jedoch werden zur Vermeidung von Zweifeln einige ausführliche Beispiele für die erfindungsgemäßen Verfahrensweisen angegeben.

Vergleichsbeispiel 1

Es wurde eine wärmeschrumpfbare Umwickelhülle mit der in Fig. 6 des US-Patents 4 472 468 (Tailor et al.) gezeigten Ausbildung aus einer Mischung von Polyethylen mit niedriger Dichte (LDPE) und Ethylen-Vinylacetatcopolymer (EVA) im Gewichtsverhältnis von 1:1 hergestellt. Der Grad der Vernetzung betrug 65 %, die Streckung 30 %, und die Flächenkörpermaterialdicke im rückgestellten Zustand betrug 1,17 mm (0,046 Inch). Bei der funktionellen Beschichtung handelte es sich um eine 1,65 mm (0,056 Inch) dicke Schicht aus einem Mastix, wie er für Korrosionsschutzsysteme typisch ist, und bei dem Niderhalteklebstoffstreifen handelte es sich um einen nicht fließende, klebrige Butylzusammensetzung.
Die Hülle wurde auf ein Stahlrohr unter Verwendung der nachfolgend genannten Verfahrensweise aufgebracht:
(a) Zuerst, beginnend mit dem dem Verschlußbereich gegenüberliegenden Ende, wurde die Hülle derart um das Rohr herumgelegt, daß sich ein Durchhängen von ca. einem halben Inch ergab. Das äußere Ende der Hülle wurde durch Aufbringen von festem Fingerdruck auf das Flächenkörpermaterial entlang des Niederhalteklebstoffs festgeklebt.
(b) Unter Verwendung eines Propan-Schweißbrenners wurde der Verschlußbereich leicht erwärmt, um den freiliegenden Bereich zurückzustellen und eine anfängliche Schweißverbindung herzustellen.
(c) Unter Verwendung einer stärkeren Flamme wurde der übrige Teil der Hülle geschrumpft, und zwar beginnend in der Mitte und unter Bewegung nach außen zu dem einen Ende hin, woraufhin der Vorgang für das andere Ende wiederholt wurde.
(d) Es wurde zusätzliche Wärme auf den Verschlußbereich aufgebracht, wobei Bewegungen von Ende zu Ende ausgeführt wurden, um dadurch die Bildung der Schweißverbindung abzuschließen.
Während des Schrumpfvorgangs wurde eine Tendenz zur Kräuselung und zum Zurückrollen entlang des äußersten Rands über dem Niederhalteklebstoff festgestellt. Dies machte ein gewisses zusätzliches Niederklopfen notwendig. Außerdem führte das rasche Schrumpfen, das für diese Streckungsniveaus typisch ist, zu einigen kleinen Blasen eingeschlossener Luft zwischen den beiden Trägerschichten in dem Schweißbereich, wobei festgestellt wurde, daß diese anfällig für ein Durchbrennen sind.
Nach dem Abkühlen wurde die Schälfestigkeit der Schweißung in einem Schälvorgang getestet. Ein Versagen trat in gleichmäßiger kohäsiver Weise auf, was ein Zeichen für eine akzeptable Schweißverbindung ist, mit Ausnahme in den Bereichen, in denen Lufttaschen vorhanden waren.

Vergleichsbeispiel 2

Es wurde ein mit Mastix beschichteter, gelber, wärmeschrumpfbarer Flächenkörper hergestellt, der hinsichtlich Zusammensetzung, Vernetzung und Streckung mit dem des im Vergleichsbeispiel 1 genannten identisch war, wobei jedoch kein freiliegender bzw. blanker Bereich oder Niederhalteklebstoff vorhanden war. Damit wurde unter Verwendung eines Heißkeil-Schweißgeräts in der vorstehend unter Bezugnahme auf die europäische Anmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 414 414 beschriebenen Weise ein Verschlußstreifen aus einer vernetzten LDPE/EVA- Mischung verschweißt, der hinsichtlich Farbe, Zusammensetzung und rücksgestellter Dicke mit dem Träger identisch war. Der Vernetzungsgrad war jedoch aufgrund einer höheren Elektronenstrahldosis höher, und das Material war nicht gestreckt. Ein Niederhalteklebstoffstreifen wurden auf das freie Ende des Verschlusses aufgebracht. Die Hülle wurde dann an dem Rohr in identischer Weise angebracht, wie dies im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben ist.
Während der anfänglichen Aufbringung von Wärme auf den Schweißbereich trat ein gewisses Verziehen des Verschlusses aufgrund der Wärmeausdehnung auf, der keinerlei eingebaute Rückstellbarkeit entgegenwirkte. Sobald jedoch eine Verbindung in der Nähe des Niederhalteklebstoffstreifens hergestellt war und der Rest der Hülle geschrumpft war, verursachte die resultierende Umfangsspannung, daß diese verzogenen Bereiche im wesentlichen flach lagen und nur einige wenige kleine Taschen mit eingeschlossener Luft vorhanden waren. Mangels einer Streckung wurde entlang der Vorderkante des Verschlusses keine Kräuselung festgestellt.
Nach dem Abkühlen wurden die Schälfestigkeitseigenschaften der Schweißverbindung in der gleichen Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 getestet, wobei sich ähnliche Ergebnisse ergaben. Dies zeigt, daß die Verwendung eines ungestreckten Verschlusses zur Eliminierung von Kräuselung und Zurückrollen der Vorderkante wirksam ist, jedoch die nachteilige Wirkung besitzt, daß ein anfängliches Kräuseln oder Verziehen aufgrund von Wärmeausdehnung entsteht, so daß die Gefahr eines Lufteinschlusses zwischen den beiden zu verschmelzenden Oberflächen steigt.

Beispiel 3

Mit einem wärmeschrumpfbaren Flächenkörper, der mit dem in Beispiel 2 beschriebenen identisch war, wurde in der in Beispiel 2 beschriebenen Weise ein Verschlußstreifen mit der gleichen Zusammensetzung verschweißt, mit der Ausnahme, daß er unpigmentiert (d.h. durchscheinend) war und nur um 10 % gestreckt war. Auf die Unterseite des Verschlußstreifens war eine thermochrome Farbzusammensetzung aufgedruckt, die dazu ausgelegt war, ihre Farbe bei 120 ºC von Blaugrün in Schwarz zu verändern. Der Niederhalteklebstoffstreifen wurde derart aufgebracht, daß ein blanker Verschlußstreifen mit einer Breite von 1 Inch als Überhangbereich übrigblieg. Diese Hülle wurde dann in identischer Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 beschrieben auf ein Rohr aufgebracht.
Während der anfänglichen Aufbringung von Wärme auf den Überlappungsbereich sprach der Verschlußstreifen rasch an, wobei er sich gut an die darunterliegende Fläche anpaßte und kristallklar wurde. Nach Beendigung des Schrumpfvorgangs wurde zusätzliche Wärme in langen, von Ende zu Ende erfolgenden Bewegungen aufgebracht, bis der thermochrome Indikator seine Farbe veränderte. Die resultierende Hülle zeigte kein Anzeichen von Blasen oder eingeschlossener Luft, und die Vorderkante war fest angeschweißt.
Nach dem Abkühlen wurden die Schälfestigkeitseigenschaften der Schweißverbindung wie im Vergleichsbeispiel 1 getestet, und es wurde ein ausgezeichnetes, gleichmäßiges kohäsives Versagen festgestellt. Dieses Beispiel zeigt den Wert, einen durchscheinenden Verschluß in Verbindung mit einem thermochromen Indikator verwenden zu können, der dem Monteur eine visuelle Anzeige verschafft, wann ausreichend Wärme zur Herstellung einer ausgezeichneten Schweißverbindung aufgebracht worden ist. Es zeigt auch, daß es bei verschweißbaren Verschlußsystemen von Vorteil ist, das Streckungsausmaß in dem Verschlußstreifen und in dem Flächenkörpermaterial in voneinander unabhängiger Weise auswählen zu können. In dem vorliegenden speziellen Fall schaffte die Streckung von 10 % in dem Verschlußstreifen eine ausreichende Rückstellbarkeit, um die nachteiligen Wärmeausdehnungswirkungen des ungestreckten Verschlußstreifens, wie sie in Beispiel 9 aufgezeigt sind, sowie die nachteiligen Wirkungen des stark gestreckten Verschlußbereichs in der einstückigen Hülle, wie sie in dem Vergleichsbeispiel 1 aufgezeigt sind, zu überwinden. Schließlich zeigt dieses Beispiel den Wert des Einrückens des Klebstoffniederhaltestreifens, so daß der Vorderkante des Verschlußstreifens ein Verschweißen mit dem Träger ermöglicht ist, wobei dies zu einer fest angebrachten Kante führt, die beständiger gegen ein Anheben ist als dies bei Systemen der Fall ist, die von dem weichen, klebrigen Niederhalteklebstoff Gebrauch machen.

Beispiel 4

Es wurde eine wärmeschrumpfbare Hülle aus einer Mischung aus Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE), Ethylen-Propylen-Dien- Monomer-Terpolymer (EPDM) und Ruß hergestellt. Die rückgestellte Dicke betrug 1,17 mm (0,046 Inch), das Streckungsausmaß 30 %, und die Vernetzung erfolgte durch Bestrahlung mit 8 Mrad Elektronenstrahlung. Darauf wurde eine 1,65 mm (0,065 Inch) dicke Schicht aus einem Mastix auflaminiert, der für Korrosionsschutzanwendungen typisch ist. Ein schweißbarer Verschlußstreifen, der aus dem gleichen Material bestand, jedoch 0,91 mm (0,036 Inch) dick und nicht gestreckt war, wurde unter Verwendung eines Heißkeil-Schweißgeräts in der in Beispiel 2 beschriebenen Weise auf ein Ende des wärmerückstellbaren Flächenkörpers auflaminiert, und ein Streifen aus Niederhalteklebstoff wurde auf die Unterseite von dessen freiem Ende aufgebracht. Die Hülle wurde dann in der gleichen Weise, wie dies im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben ist, auf einem Rohr angebracht.
Während der Anbringung der Hülle wurden die gleichen Probleme wie in Beispiel 1 festgestellt, d.h. eine gewisse anfängliche Kräuselung sowie einige verbleibende Lufttaschen und Blasen. Die Schälfestigkeit betrug 25 pli.

Beispiel 5

Eine Hülle wurde aus dem gleichen Träger und in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Verschlußstreifen aus Ethylen-Vinylacetat- Maleinsäureanhydrid-Terpolymer (Dupont Fusabond) bestand, das mittels einer Elektronenstrahlungsdosis von 9 Mrad vernetzt wurde.
Nach der Anbringung, wie diese in Vergleichsbeispiel 1 beschrieben ist, besaß die resultierende Schweißverbindung eine Schälfestigkeit von 39 pli. Dies zeigt im Vergleich zu Beispiel 4 den Wert der Verwendbarkeit eines anderen Materials für den schweißbaren Verschlußstreifen als dem für den Rest der Hülle verwendeten Material, um dadurch eine verbesserte Schweißverbindung zu schaffen. (Das Terpolymer ist viel teurer und nicht so zäh wie die HDPE/EPDM-Mischung, und daher ist es nicht so geeignet für die Verwendung als Hüllenträger.)

Claims

1. Wärmeschrumpfbare Umwickelhülle (1), die dazu ausgebildet ist, auf einen Gegenstand in Umwickelrelation zu diesem aufgebracht zu werden, wobei die Hülle folgendes aufweist:

einen Flächenkörper (2) aus dimensionsmäßig warmeinstabilem flexiblem Material, der in Längsrichtung beabstandete Endbereiche (2a, 2b) hat, die imstande sind, in Überlappungsrelation gebracht zu werden, wenn der Flächenkörper auf den Gegenstand aufgebracht ist, wobei das Material in der Längsrichtung aus einer ursprünglichen wärmestabilen Form in eine dimensionsmäßig wärmeinstabile Form gestreckt worden ist, die imstande ist, sich allein durch das Aufbringen von Wärme in Richtung ihrer ursprünglichen Form zu bewegen; und

einen Verschlußstreifen (3), von dem der eine Rand auf dem einen der Endbereiche (2a) des Flächenkörpers (2) angeordnet und damit verschweißt ist, wobei der Streifen (3) eine ausreichende Breite hat, so daß dann, wenn die Endbereiche (2a, 2b) des Flächenkörpers (2) zusammengebracht werden und der Endbereich (2b), der den freien Rand des Verschlußstreifens (3) hat, auf dem gegenüberliegenden Endbereich (2a) überlappt wird, der freie Rand des Verschlußstreifens (3) auf den unterlappenden Endbereich aufgebracht und damit verschweißt werden kann, indem direkte Erwärmung darauf aufgebracht wird;

gekennzeichnet durch eine Abdeckung (18) aus einem Niederhalteklebstoff über einer Querzone einer Seite des Verschlußstreifens (3), der auf dem gegenüberliegenden Endbereich (2a) zu überlappen ist,

und ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußstreifen (3) ein vernetzter, dimensionsmäßig warmeinstabiler Verschlußstreifen ist, der beim Erwärmen ein Schrumpfen in der Längsrichtung zeigt, das ungefähr gleich dem oder geringer als das des Flächenkörpers (2) ist.

2. Hülle nach Anspruch 1, wobei

[i] der Flächenkörper beim Erwärmen ein Schrumpfen in Längsrichtung von 5 % bis 67 %, bevorzugt 20 % bis 80 %, bezogen auf die Länge des nichtgeschrumpften Flächenkörpers, zeigt; und/oder

[ii] der Verschlußstreifen beim Erwärmen ein Schrumpfen in Längsrichtung von 2 % bis 50 % oder 2 % bis 25 %, bevorzugt 5 % bis 20 %, bezogen auf die Länge des nichtgeschrumpften Streifens, zeigt; und/oder

[iii] der Verschlußstreifen bei einer niedrigeren Temperatur als der des Flächenkörpers, bevorzugt 5 ºC bis 15 ºC niedriger als der des Flächenkörpers, zu schrumpfen beginnt.

3. Hülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Streifen durchscheinend oder durchsichtig ist, wobei die Hülle bevorzugt einen thermochromen Indikator an der Unterseite des klaren Streifens und durch diesen hindurch sichtbar hat.

4. Hülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Streifen ein Farbmittel enthält, das von einem Farbmittel verschieden ist, das in dem Flächenkörper enthalten ist.

5. Hülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Streifenmaterial und das Flächenkörpermaterial von unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung sind und der Streifen ein gut schweißbares Polymer ist.

6. Hülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei

[i] das Flächenkörpermaterial bis zu einem Grad von 25 % bis 85 %, bevorzugt 45 % bis 70 %, vernetzt ist; und/oder

[ii] der Streifen bis zu einem niedrigeren Grad als dem des Flächenkörpermaterials vernetzt ist.

7. Hülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die rückgestellte Dicke des Flächenkörpermaterials und des Streifens jeweils 0,254 bis 5,08 mm (0,01 bis 0,2 inch), bevorzugt 0,508 bis 2,54 mm (0,02 bis 0,1 inch), dick ist.

8. Hülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Flächenkörpermaterial eine funktionelle Beschichtung an seiner Innenseite hat, wobei die funktionelle Beschichtung bevorzugt ein Dichtmittel oder ein Klebstoffmaterial ist.

9. Hülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Niederhalteklebstoff ein druckempfindlicher Klebstoff, beispielsweise ein Isobutylenpolymer oder ein Gemisch aus Isobutylenpolymeren, mit einem Füllstoff ist.

10. Hülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei

[i] der Niederhalteklebstoff bei Umgebungstemperatur nicht druckempfindlich (selbstklebend) ist, aber Druckempfindlichkeit (Selbstklebefähigkeit) entwikkelt, wenn er erwärmt wird; und/oder

[ii] der Niederhalteklebstoff aus einem Streifen aus beidseitigem Klebstoff-Transferband besteht.

11. Hülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Streifen 10 bis 80 %, bevorzugt 30 bis 60 %, dünner als das Flächenkörpermaterial ist, bezogen auf die Dicke des Flächenkörpermaterials.

12. Hülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Flächenkörpermaterial und der Streifen jeweils mit einem Verfahren vernetzt worden sind, das unabhängig ausgewählt ist aus dem Bestrahlen mit ionisierender Strahlung, dem Vermischen mit organischen Peroxiden und dem Bilden eines Polymers, das anhängende Silangruppen enthält, und dem Einwirkenlassen von Feuchtigkeit, um die Silangruppen zu vernetzen.

13. Hülle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Querzone von dem freien Rand des Verschlußstreifens nach innen beabstandet ist.