熱收縮襯套的製備方法
2023-10-05 22:04:44 1
專利名稱：熱收縮襯套的製備方法
技術領域：
本發明總的來說涉及一種熱收縮襯套的製備方法，尤其涉及一種生產可熱收縮的襯套的方法，同時增加一種纖維-基質分層可熱收縮襯套的基質片(matrix sheet)和纖維片之間的粘著力，並提高襯套的產品收得率。
對於那些本領域普通技術人員來說都知道，以前曾採用多種密封元件來保護通信電纜或電線的接頭，使其免於受到環境影響或汙染。用於這種接頭的常用密封元件的一個例子是一種由聚合材料製成的可熱收縮的襯套。
美國的Raychem Corporation所擁有的韓國專利No.48,450公開了這種普通聚合可熱收縮襯套的一個典型例子。在上述韓國專利中所公開的這種聚合可熱收縮襯套採用了高密度聚乙烯作為聚合材料，並且該襯套具有一種在一層基質片中設置一層彈性纖維片的層狀結構。設置在基質片之中的所述彈性纖維片是由經過4-40Mrads輻射的交聯聚乙烯製成的，而基質片是由經過不高於10Mrads輻射的交聯聚乙烯製成的。
上述聚合可熱收縮襯套的優點在於，它具有較高的收縮性，而且不會在該襯套收縮期間出現不希望有的彈性纖維片或基質片的破裂，並且實現了電纜或電線的接頭所要求的壓力密封效果。
然而，上述襯套的問題在於，彈性纖維片和基質片之間的粘著力有些低，這樣，有時會使纖維片與基質片出現意想不到的分離。另外，生產上述襯套的工藝非所希望地耗時，而且增加了這種襯套的生產成本。可以通過在兩個片之間的連接處塗一層昂貴的粘接劑來避免所述彈性纖維片從所述基質片上意想不到地分離開。然而，在兩個片之間連接處塗一層這種昂貴的粘接劑會增加該聚合可熱收縮襯套的生產成本，並使生產該襯套的工藝複雜化。這樣一種複雜的襯套生產工藝會增加襯套生產系統的成本。
因此，本發明是在已經考慮到在現有技術中出現的上述問題的情況下作出的，本發明的一個目的在於提供一種生產可熱收縮襯套的方法，該方法提高了一種纖維-基質層狀可熱收縮襯套的纖維片和基質片之間的粘著力。
本發明的另一個目的在於提供一種生產可熱收縮襯套的方法，同時提高襯套的產品收得率。
本發明另一個目的在於提供一種生產可熱收縮襯套的方法，該方法可以生產出廉價的可熱收縮襯套，同時降低生產損耗。
為了實現上述目的，本發明提供一種生產可熱收縮襯套的方法，該方法包括以下步驟a)使拉伸了850％-1200％的聚乙烯纖維經受一次2.5-3.5Mrads的輻射，從而使聚乙烯纖維交聯；b)給一個由聚乙烯纖維製成的纖維片的第一表面施加一個20,000-25,000V的電壓，同時使該纖維片在多個輥子上通過，這樣就使該纖維片的第一表面變型，並且在該纖維片的已經變型的第一表面上形成一個在300℃-380℃的溫度下熔融擠出的第一基質片，然後讓該纖維片和第一基質片一起穿過一個第一彈性輥和一個第一冷卻輥之間的輥隙，這樣就使纖維片的變型了的表面與第一基質片結合在一起；c)將該纖維片的第二表面進行與步驟「b」一樣的步驟，這樣就形成一個纖維-基質層狀體；以及d)使所述纖維-基質層狀體的基質片經受一次2.5-3.5Mrads的輻射，從而使得兩個基質片交聯。
結合附圖，從下面詳細的說明中可更清楚地理解到本發明的上述以及其它的目的、特徵和其它優點，其中
圖1所示為根據本發明生產可熱收縮襯套的工藝圖。
優選實施例的詳細說明圖1所示為根據本發明生產可熱收縮襯套的工藝。
如圖所示，一個介於兩個基質片即第一和第二基質片1和1′之間的纖維片2是通過一種編織工藝生產出來的，該工藝採用拉伸了850％-1,200％並經受過一次2.5-3.5Mrads的輻射而交聯的聚乙烯纖維作為經紗，並且採用非可收縮纖維例如玻璃纖維作為緯紗。由該編織工藝所形成的纖維片2隻在一個方向上可以收縮。
當在上述工藝中用於聚乙烯纖維的輻射量超出了上述範圍的時候，就非所希望地有必要隨著由幾乎可以忽略的輻射量增加所引起的所形成的纖維片2的收縮增加而過度延長輻射時間。例如，根據一種所要求的纖維片的厚度，與讓該聚乙烯纖維經受一次3Mrads的輻射相比，讓該聚乙烯纖維經受一次10Mrads的輻射會使該纖維片的生產率減少50％-300％。
此後，纖維片從一個卷繞機30輸送出來，並在多個進料輥上通過，同時在其第一表面處施加一個20,000-25,000V的高電壓，這樣，在第一表面上發生變型，在該第一表面上形成微孔。由於該微孔的緣故，該纖維片相對於另一片或者一基質片的粘著力就顯著地增加了。其第一表面上具有孔隙的纖維片2在穿過一個第一彈性輥11和一個第一冷卻輥12之間的輥隙之前就在變型了的第一表面上與一個從一個第一擠壓模10中熔融擠壓出的第一基質片1結合在一起。在這樣一種情況下，彈性輥11是由一種諸如橡膠的彈性材料製成的，並且壓著基質片1，這樣就使得基質片1的一部分聚合物滲透進纖維片2中，並且使該基質片1與纖維片2結合在一起。
如上所述，由於纖維片2與第一基質片1是結合在一起的，因此，在把一個所得到的襯套安裝到電纜或電線的一個接頭處的過程中，就可以有效地防止纖維片從基質片上意想不到地分離開。為了防止與纖維片結合在一起的熱熔融基質片出現不希望有的收縮，因此要把冷卻輥12保持在5-20℃的溫度下，並且有效地把基質片1分層地設在纖維片1的第一表面上。因此，一個原始的纖維-基質層狀體就被製作出來了。
來自冷卻輥12的纖維-基質層狀體在多個進料輥上通過，同時，以與如上所述的用於纖維片2第一表面的方式相同的方式在該纖維片2的第二表面處施加一個高電壓，這樣就使其在第二表面發生變型。其第二表面上具有孔隙的纖維片2在穿過第二彈性輥21和第二冷卻輥22之間的輥隙之前就在變型了的第二表面上與一個從一個第二擠壓模20中熔融擠壓出來的第二基質片1′結合在一起。這兩個基質片1和1′就這樣牢固地與設置在它們之間的纖維片2結合在一起，而沒有使用單獨的粘接劑，這樣就形成了一個最終的纖維-基質層狀體。使該最終纖維-基質層狀體的兩個基質片1和1′經受一次2.5-3.5Mrads的輻射，從而使它們交聯。
簡要地來說，通過把從相應的擠壓模中擠壓出來的第一和第二基質片層壓在一個纖維片的正反面上，並讓該纖維片與基質片一起穿過彈性輥和冷卻輥之間的輥隙，以使基質片與纖維片牢固地結合在一起，從而本發明的方法生產出一種所要求的纖維-基質層狀體。這樣，與普通工藝相比，本發明的工藝就被簡化了，並顯著地降低了生產損耗，其中在普通工藝中，纖維片和兩個基質片是單獨製作的，並且是使用一種塗在纖維片和基質片之間連接處的粘接劑而把它們結合成一種所要求的層狀體。
術語「生產損耗」表示最終纖維-基質層狀體的一個或多個片的剩餘部分，該剩餘部分是由於各片的長度差異所形成的，並且是從各片的有效部分中切除並去掉的，該有效部分由所述纖維片和基質片中最短的一個的長度所決定。由於在把三個片結合成一個單體的時候在這三個片上施加了不同的溫度和壓力，因此普通工藝就不可避免地伴隨著這樣一種生產損耗。這種生產損耗包括用在纖維片中的玻璃纖維，因此這種損耗就不能夠再利用，而是只能作為一種會汙染環境的工業廢料而被扔掉。
在圖中，參考標號31表示一個重繞機。
可以通過下面實施例來更好地理解本發明，這些實施例是用來進行說明的，但是不能認為是對本發明的限制。纖維片的製備在360℃的溫度下擠壓密度為0.930且熔體指數為9.8的高密度聚乙烯，以形成直徑為1.0-2.0mm的纖維。此後，在40℃的冷水中冷卻該聚乙烯纖維，並且使該聚乙烯纖維經受一次3Mrads的輻射，這樣就使這些纖維交聯。
將這些交聯聚乙烯纖維延長950％，並且在室溫下老化兩天。通過以這些老化的聚乙烯纖維為經線(11/英寸)並以玻璃纖維為緯線(43/英寸)進行編織，從而生產出一個纖維片。由此得到的纖維片的收縮率在表1中給出表1
*表1中所示的收縮率是在纖維的交聯延長工藝之後從對厚度為0.35mm的5個測試樣品的測量中得到的測量平均值。纖維-基質層狀體的製備使從實施例1中得到的纖維片如圖1所示在多個進料輥上通過，同時在其第一表面施加一個20,000-25,000V的高電壓，從而在第一表面上發生變型。之後，纖維片在穿過第一彈性輥和第一冷卻輥之間的輥隙之前就在其第一表面上與從一個第一擠壓模10中熔融擠壓出來的第一基質片1結合在一起。在第一基質片與纖維片的第一表面結合在一起之後，通過在其第二表面上施加一個高電壓來使該纖維片變型，並且該纖維片在穿過第二彈性輥和第二冷卻輥之間的輥隙之前就在其變型了的第二表面上與從一個第二擠壓模20中熔融擠壓出來的第二基質片1′結合在一起，這樣，就形成了一個所要求的纖維-基質層狀體，其中纖維片2插入在兩個基質片1和1′之間。
纖維片2插入在兩個基質片1和1′之間的纖維-基質層狀體通過經過一次2.5-3.5Mrads的輻射而交聯，這樣就形成一個最終產品(可熱收縮襯套)。在表2中給出了該最終產品的收縮率，同時在表3中給出了該最終產品的其它物理性能。
表2
*表2中所示的最終襯套產品的收縮率是從對尺寸為15mm×20mm的5個測試樣品的測量中得到的測量平均值。用粘接劑來製備纖維-基質層狀體首先通過一個熱熔融高密度聚乙烯的擠出工藝來製作出一個基質片。接著，在該基質片的表面上塗覆一層10-30g/m2的尿烷基的兩種組分的粘接劑，其粘接層的有機溶劑組分通過80-100℃熱空氣而乾燥。上述基質片在交聯之前並在在一個40～50℃的老化室中老化48-72小時之前通過一種粘接工藝而與實施例1的纖維片結合在一起。
在表3中給出了該最終產品的物理性能。通過熱擠壓來製備纖維-基質層狀體以與對比實施例1所述的方式相同的方式製作出一個基質片。通過把300℃的熱熔融高密度聚乙烯塗覆在實施例1的纖維片和基質片之間的連接處，從而將該基質片層壓在實施例1的纖維片上。所述纖維片與基質片一起同時穿過壓輥的輥隙，從而使該基質片交聯，並且通過一個熱擠壓工藝把基質片與纖維片結合在一起。
在表3中給出了該最終產品的物理性能。
表3
該試驗在室溫下進行。
*1和*3示出了當將實施例2的最終產品數值設定為一個參考數值1時對比實施例1和2的最終產品的比較值。
*2示出了在將最終產品浸入甲苯中之後最後出現的片分離。
*4示出了在把實施例2的最終產品數值設定為參考數值0時對比實施例1和2的最終產品的比較值。以與實施例2所述的方式相同的方式對實施例1中的纖維片進行處理，但沒有使纖維片的表面變型，這樣生產出一個最終產品。在表4中給出了該最終產品的收縮率和生產損耗。
表4
該試驗是在室溫下進行的。
如上所述，本發明提供了一種生產可熱收縮襯套的方法。該方法能通過一個簡單的工藝而有效地生產出所要求的具有高收縮率的可熱收縮襯套，並提高了這種襯套的生產率。該方法還可以不用任何單獨的粘接劑就能顯著地提高該襯套的纖維片和基質片之間的粘著力。本發明的方法的另一個優點在於，它能顯著地減少該襯套的生產損耗。因此該方法就能提高這種襯套的產品收得率。
雖然已經針對說明的目的對本發明的優選實施例進行了說明，但是，那些本領域普通技術人員將可以理解，在不脫離如所附權利要求所公開的本發明的範圍和宗旨的情況下，可以進行各種各樣的改進、補充和替換。
權利要求
1．一種由可熱收縮纖維片和可熱收縮基質片構成的熱收縮襯套的製備方法，包括以下步驟a)對延伸了850％-1,200％的聚乙烯纖維施加2.5-3.5Mrads的輻射，從而使這些聚乙烯纖維交聯；b)對由所述聚乙烯纖維製成的纖維片的第一表面施加一個20,000-25,000V的電壓，從而使該纖維片的第一表面變型，並在該纖維片的所述已變型的第一表面上形成一個從一個第一擠壓模中熔融擠壓出來的第一基質片，並通過讓該纖維片與該第一基質片一起穿過一個第一彈性輥和一個第一冷卻輥之間的輥隙從而把該第一基質片設置在該纖維片的變型的表面上；c)通過與步驟「b」相同的工藝使所述纖維片的第二表面變型，在該纖維片的所述已變型的第二表面上形成一個從一個第二擠壓模中熔融擠壓出來的第二基質片，並通過讓該纖維片穿過一個第二彈性輥和一個第二冷卻輥之間的輥隙從而把該第二基質片設置在該纖維片的變型的第二表面上，從而形成一個纖維-基質層狀體；以及對所述纖維-基質層狀體的第一和第二基質片施加一個2.5-3.5Mrads的輻射，從而使所述基質片交聯。
2．如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述纖維片是通過對高密度聚乙烯纖維和非可收縮纖維進行編織而生產出來的。
3．如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述第一基質片的設置步驟和所述第二基質片的設置步驟是在沒有任何間斷的情況下連續地進行的。
4．如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述第一和第二基質片中每一個都是由高密度聚乙烯製成的。
5．一種如權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述第一和第二冷卻輥中每一個的溫度都為5-20℃。
全文摘要
公開了一種熱收縮襯套的製備方法。在該方法中,將聚乙烯纖維拉伸850%－1,200%並經過2.5－3.5Mrads的輻射,從而使其交聯。在由聚乙烯纖維製成的纖維片的第一表面上施加20,000－25,000V電壓,同時通過多個輥子,以使第一表面變型。在第一基質片與纖維片的變型表面結合之前,在纖維片的變型的第一表面上形成一在300℃－380℃溫度下熔融擠壓出來的第一基質片。該結合是通過第一彈性輥和第一冷卻輥來完成的。以如上所述的同樣方式對該纖維片的第二表面進行處理。把第二基質片層壓在該纖維片的變型的第二表面上,從而形成一個纖維－基質層狀體。使該纖維－基質層狀體的基質片經過2.5－3.5Mrads的輻射,從而使其交聯。
文檔編號B29C37/00GK1319498SQ0012640
公開日2001年10月31日 申請日期2000年8月30日 優先權日2000年3月15日
發明者黃鳯益 申請人:株式會社天馬