DE3853564T2 - Leitfähiger Kunststoffartikel. - Google Patents

Leitfähiger Kunststoffartikel.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gegenstand, der ein leitfähiges polymeres Material aufweist und der erwärmt werden kann, indem elektrischer Strom durch das leitfähige polymere Material geleitet wird, und insbesondere einen Gegenstand, in dem Wärme nur in einem ausgewählten Bereich des Gegenstands erzeugt wird.
  • Leitfähige polymere Materialien und sie aufweisende Einrichtungen sind ebenfalls wohl bekannt. Es kann beispielsweise Bezug genommen werden auf die US-PS'en Nr. 2 952 761, 2 978 665, 3 243 753, 3 351 882, 3 571 777, 3 658 976, 3 757 086, 3 793 716, 3 823 217, 3 858 144, 3 861 029, 3 950 604, 4 017 715, 4 072 848, 4 085 286, 4 117 312, 4 151 126, 4 177 376, 4 177 446, 4 188 276, 4 237 441, 4 242 573, 4 246 468, 4 250 400, 4 252 692, 4 255 698, 4 271 350, 4 272 471, 4 304 987, 4 309 596, 4 309 597, 4 314 230, 4 314 231, 4 315 237, 4 317 027, 4 318 881, 4 327 351, 4 330 704, 4 334 351, 4 352 083, 4 361 799, 4 388 607, 4 398 084, 4 413 301, 4 425 397, 4 426 339, 4 426 633, 4 427 877, 4 435 639, 4 429 216, 4 442 139, 4 459 473, 4 470 898, 4 481 498, 4 476 450, 4 502 929, 4 514 620, 4 517 449, 4 534 889 und 4 560 498;
  • J. Applied Polymer Science 19, 813-815 (1975) Klason und Kubat; Polymer Engineering and Science 18, 649-653 (1978), Narkis et al.; die EP-Anmeldungen mit den Veröffentlichungsnummern 38 713, 38 714, 38 718, 74 281, 92 406, 119 807, 133 748, 134 145, 144 187, 157 640, 158 410, 175 550 und 176 284; und die veröffentlichte JP-Patentanmeldung Nr. 59-122 524.
  • Wir haben einen neuen leitfähigen polymeren Gegenstand entdeckt, der wärmerückstellbar sein und als wärmerückstellbare Abdeckung verwendet werden und/oder ein elektrisch gespeister Gegenstand sein kann.
  • Ein wärmerückstellbarer Gegenstand ist ein Gegenstand, dessen dimensionsmäßige Konfiguration zu einer erheblichen Änderung veranlaßt werden kann, wenn er einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Gewöhnlich stellen sich diese Gegenstände beim Erwärmen in Richtung einer ursprünglichen Gestalt zurück, aus der heraus sie vorher verformt wurden, aber der Ausdruck "wärmerückstellbar" umfaßt im vorliegenden Zusammenhang auch einen Gegenstand, der beim Erwärmen eine neue Konfiguration annimmt, auch wenn er vorher noch nicht verformt worden war.
  • Wärmerückstellbare Gegenstände sind bekannt. In ihrer üblichsten Form weisen solche Gegenstände eine wärmeschrumpfbare Hülle auf, die aus einem polymeren Material besteht, das die Eigenschaft eines elastischen oder plastischen Formgedächtnisses hat, wie es beispielsweise in den US-PS'en 2 027 962, 3 086 242 und 3 597 372 beschrieben wird. Wie beispielsweise in der US-PS 2 027 962 erläutert wird, kann die ursprüngliche, dimensionsmäßig wärmestabile Form eine Übergangsform in einem kontinuierlichen Vorgang sein, bei dem beispielsweise ein extrudiertes Rohr im heißen Zustand zu einer dimensionsmäßig wärmeinstabilen Form aufgeweitet wird. Bei anderen Anwendungen wird ein vorgeformter, dimensionsmäßig wärmestabiler Gegenstand in einer separaten Stufe zu einer dimensionsmäßig wärmeinstabilen Form verformt.
  • Bei anderen Gegenständen wird ein elastomeres Element von einem zweiten Element in einem gedehnten Zustand gehalten, das beim Erwärmen geschwächt wird und es so dem elastomeren Element erlaubt, sich rückzustellen. Wärmerückstellbare Gegenstände dieses Typs sind beispielsweise in der GB-PS 1 440 524 beschrieben, in der ein äußeres rohrförmiges elastomeres Element von einem inneren rohrförmigen Element in einem gedehnten Zustand gehalten wird. Alternativ kann die "Halte"- Schicht auch an der Außenseite liegen.
  • Wärmerückstellbare Gegenstände, die leitfähige polymere Materialien aufweisen und bei denen ein Ohm'sches Erwärmen dieser Materialien angewandt wird, um eine Wärmerückstellung zu bewirken, sind ebenfalls bekannt. Es kann beispielsweise Bezug genommen werden auf die GB-PS 1 265 194 (MP099), die US-PS 4 085 286 (MP192), die US-PS 4 017 715 (MP0212), die US-PS 4 421 582 (MP0219), die EP-Patentveröffentlichung Nr. 0 157 640 (MP0922) und die US-PS 4 570 055 (MP0939).
  • Eine Heizeinrichtung, die ein leitfähiges polymeres Material aufweist und die so angeordnet ist, daß nur vorgewählte Bereiche der Heizeinrichtung beheizt werden, ist in der EP-A-0 128 664 beschrieben. Dieses Patent bildet die Grundlage für den Oberbegriff der Ansprüche der Erfindung. Die Heizeinrichtung in der EP-A-0 128 664 (die auch wärmerückstellbar sein kann) weist zwei laminare Elektroden auf, zwischen denen ein leitfähiges polymeres laminares Heizelement eingeschlossen ist. Elektrische Energie, die den Elektroden zugeführt wird, bewirkt, daß ein elektrischer Strom durch die Dicke des Gegenstands fließt. Eine elektrische Diskontinuität in Form eines Kanals ist in eine oder beide Elektroden eingeschnitten, so daß dann, wenn die elektrische Energie zugeführt wird, nur vorgewählte Bereiche der Heizeinrichtung beheizt werden.
  • Es ist ferner bekannt, daß es wünschenswert ist, für einen leitfähigen rückstellbaren Gegenstand ein Material zu verwenden, das einen PTC-Effekt (PTC = positiver Temperaturkoeffizient) zeigt, der ein scharfer Anstieg des spezifischen Widerstands bei einer bestimmten Temperatur oder über einen kurzen Temperaturbereich ist. Diese Temperatur oder dieser Temperaturbereich ist als Anomalie- oder Schalttemperatur bekannt. Typischerweise wird das Material gewählt, um den scharfen Temperaturanstieg bei oder geringfügig über der Rückstelltemperatur des Gegenstands zu zeigen. Der PTC-Effekt minimiert ein Überhitzen und ein daraus resultierendes sogenanntes "wärmebedingtes Weglaufen" des Materials. Materialien, die einen PTC-Effekt zeigen, werden typischerweise einfach als PTC-Materialien bezeichnet.
  • Ein Gegenstand gemäß der Erfindung ist rohrförmig und hat langgestreckte Elektroden, die sich über seine Länge erstrecken, die dann, wenn sie mit einer elektrischen Stromquelle verbunden sind, bewirken, daß ein elektrischer Strom zwischen den Elektroden um den Umfang des Gegenstands herum fließt. Damit nur ausgewählte Teile des Gegenstands erwärmt und/oder rückgestellt werden, kann die Elektrode (die sich über die gesamte Länge des Gegenstands erstreckt) unterbrochen sein.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird daher ein Gegenstand bereitgestellt, der leitfähiges polymeres Material aufweist und zwei oder mehrere Elektroden hat, die jeweils in elektrischem Kontakt mit dem leitfähigen polymeren Material stehen, wobei der Gegenstand so angeordnet ist, daß dann, wenn die Elektroden mit einer elektrischen Stromquelle verbunden werden, nur ein ausgewählter Teil des Gegenstands durch den Durchfluß von elektrischem Strom von der Stromquelle beheizt wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand rohrförmig ist und daß die Elektroden langgestreckt sind und sich zumindest teilweise über die Länge des Gegenstands erstrecken und mindestens eine der Elektroden unterbrochen ist, so daß die elektrische Stromquelle selektiv mit dem Gegenstand verbunden werden kann, um zu bewirken, daß der elektrische Strom zwischen den Elektroden um den Umfang des Gegenstands herum und nur durch eine erste Länge des Gegenstands fließt.
  • Der Begriff "unterbrochen" bedeutet, daß in der Länge der Elektrode eine Diskontinuität vorhanden ist. Die unterbrochene Elektrode kann hergestellt worden sein, indem mit einer längeren kontinuierlichen Elektrode begonnen und ein Teil ihrer Länge (der nicht an einem Ende ist) entfernt wurde. Alternativ kann die "unterbrochene" Elektrode durch Aufbringen von zwei diskreten Elektrodenlängen hergestellt sein. Es gibt keine direkte, niederohmige elektrische Verbindung zwischen den Teilen der unterbrochenen Elektrode.
  • Rohrförmige Gegenstände gemäß der Erfindung können offenen (Umwickel-) oder geschlossenen Querschnitt haben. Wenn rohrförmige Gegenstände verwendet werden, können sie an einem Ende oder an beiden Enden offen sein.
  • Der Begriff "Umwickel-" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang eine Abdeckung, die um ein Substrat herum gewickelt werden kann, wobei Längsränder aneinander befestigt werden, um einen rohrförmigen Gegenstand um das Substrat herum zu bilden. Der Begriff umfaßt nicht Umwickelband.
  • Ein Merkmal dieses Gegenstands ist, daß er in einem kontinuierlichen Verfahren in großen Längen hergestellt und später auf die gewünschte Länge zugeschnitten werden kann.
  • Die vorstehende Anordnung ermöglicht es, daß die erste Länge der unterbrochenen Elektrode(n) an einer Seite der Unterbrechung unabhängig von dem restlichen Teil der Elektrode mit einer elektrischen Stromquelle verbunden wird. Gewünschtenfalls können mehrere Unterbrechungen in den Elektroden hergestellt werden. Die Erfindung ist vorteilhaft, wenn es erwünscht ist, nur einen Teil des rohrförmigen Gegenstands zu erwärmen oder rückzustellen, oder wenn es erwünscht ist, diesen Bereich zu einem anderen Zeitpunkt zu erwärmen oder rückzustellen. Beispielsweise kann ein Teil eines Gegenstands erwärmt werden, um einen darunterliegenden Klebstoff oder ein darunterliegendes Dichtmittel zu aktivieren oder zu härten, bevor ein zweiter Teil erwärmt wird. Ein oder mehrere Teile des Gegenstands können dazu verwendet werden, Klebstoff oder Dichtmittel an einen Bereich abzugeben, bevor ein anderer Teil des Gegenstands erwärmt wird.
  • Der Gegenstand gemäß der Erfindung kann aufgeweitet werden, um ihn rückstellbar zu machen, oder er kann nicht-aufgeweitet und somit wärmestabil sein. Der Gegenstand kann also eine rückstellbare Abdeckung und/oder Heizeinrichtung oder eine wärmestabile Heizeinrichtung sein.
  • Die EP-Veröffentlichung Nr. EP-A-0 307 206 (DK003 EP) beschreibt einen wärmerückstellbaren Gegenstand (bevorzugt rohrförmig), der elektrisch leitfähiges rückstellbares Material aufweist und mindestens zwei integral gebildete beabstandete Abstützelemente aufweist. Die Abstützelemente weisen außerdem elektrisch leitfähiges Material auf und sind dimensionsmäßig wärmestabil, so daß sie während der Rückstellung unverformt bleiben, mit Ausnahme eines Biegens, um Übergänge aufzunehmen. Die Anordnung stellt sicher, daß während der gesamten Rückstellung des Gegenstands ein guter Kontakt beibehalten wird. Diese Anordnung ist zur Verwendung bei der Erfindung geeignet, wobei die Elektroden (die unterbrochen sind oder unterbrochen werden sollen) an oder in den Abstützelementen positioniert sind, die typischerweise in Form von langgestreckten Flanschen sind.
  • Die EP-Veröffentlichung Nr. EP-A-0 207 200 (DK004 EP) beschreibt einen wärmerückstellbaren leitfähigen polymeren, bevorzugt rohrförmigen Gegenstand mit in Längsrichtung verlaufenden Elektroden, die sich nur teilweise über seine Länge erstrecken.
  • Die EP-Veröffentlichung Nr. EP-A-0 307 207 (DE005 EP) beschreibt Gegenstände, die ein Material mit bestimmten elektrischen Eigenschaften aufweisen, um die Stromflußrichtung zu steuern. Ein Gegenstand gemäß der EP-Veröffentlichung Nr. EP-A-0 307 207 (DK005 EP) ist von X % auf Y % aufgeweitet worden, um ihn wärmerückstellbar zu machen, wobei der Gegenstand ein leitfähiges polymeres Material aufweist, dessen spezifischer Widerstand bei Expansion, gemessen in der Stromflußrichtung, in mindestens einem Teil des X-Y-% -Expansionsbereichs abnimmt. Ein anderer Gegenstand gemäß der Erfindung ist wärmerückstellbar und weist ein leitfähiges polymeres Material auf, das einen spezifischen Widerstand hat, der bei Rückstellung, gemessen in der Stromflußrichtung, über den gesamten Temperaturbereich von 20 ºC bis Te (extrapolierte Endtemperatur, gemessen gemäß ASTM D3418-82) zunimmt.
  • Andere Gegenstände gemäß der obigen Erfindung haben ein sogenanntes Pseudo-PTC-Verhältnis (höchster spezifischer Widerstand: spezifischer Widerstand bei 25 ºC im Bereich von 1 % bis 10) und sind mit Elektroden verbunden, so daß Strom parallel zu den Flächen des Gegenstands fließt. Bevorzugte Gegenstände werden aufgeweitet, um sie rückstellbar zu machen, und der spezifische Widerstand der Zusammensetzung der Gegenstände nimmt in mindestens einem Teil des Expansionsbereichs ab, wenn sie um 25 % oder mehr, beispielsweise um 25 bis 500 % aufgeweitet werden.
  • Die EP-Veröffentlichung Nr. EP-A-0 307 197 (RK352-A EP) beschreibt einen rohrförmigen Gegenstand, der ein leitfähiges polymeres Material aufweist und bevorzugt wärmerückstellbar ist und der auf ein darin befindliches Substrat eine nach radial innen gerichtete Kraft aufbringen kann. Dieser Gegenstand kann verwendet werden, um ein Substrat, beispielsweise ein Kabel oder ein Rohr, zu verbinden oder zu reparieren. Er kann beispielsweise einen polymeren Fleck zwischen dem Gegenstand und dem Substrat zum Schmelzen bringen. Er ist bevorzugt zum Zweck der einfachen Installation mehrteilig oder vom Umwickeltyp.
  • Die EP-Veröffentlichung Nr. EP-A-0 307 199 (DK006 GB) beschreibt einen rohrförmigen leitfähigen polymeren Gegenstand, der insbesondere als Kanalabdichtung Verwendung findet und dessen Dicke bei Rückstellung zunimmt. Er hat bevorzugt drei in Längsrichtung verlaufende Abschnitte, die sämtlich separat mit Elektroden versehen sind. Die Endabschnitte schrumpfen in Radialrichtung, und die Dicke des mittleren Abschnitts nimmt zu. Gemäß der Erfindung können die in Längsrichtung verlaufenden Abschnitte unterbrochene langgestreckte Elektroden aufweisen.
  • Die unterbrochenen Elektroden der Erfindung können bei jedem der vorstehend beschriebenen Gegenstände verwendet werden.
  • Wie oben erwähnt, sind bei bevorzugten Ausführungsformen die Elektroden in oder an längs verlaufenden Flanschen vorgesehen, die sich über die Länge des Gegenstands erstrecken. Eine solche Anordnung ist in der EP-Veröffentlichung Nr. EP-A-0 307 206 (DK003 EP) beschrieben. In diesen Fällen wird die Unterbrechung in den Elektroden bevorzugt hergestellt, indem ein Schnitt durch die Flansche und die zugeordneten Elektroden gemacht wird, so daß sich zwischen den durchschnittenen Enden der Elektrode ein elektrisch isolierender Raum befindet.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines selektiv beheizbaren oder selektiv rückstellbaren Gegenstands bereitgestellt, das die folgenden Schritte aufweist:
  • Formen eines Gegenstands, der leitfähiges polymeres Material aufweist;
  • Vorsehen von zwei oder mehreren Elektroden in elektrischem Kontakt mit dem leitfähigen polymeren Material; und Unterbrechen der elektrischen Kontinuität bei mindestens einer Elektrode,
  • und ist dadurch gekennzeichnet, daß:
  • (a) der leitfähige polymere Gegenstand in eine rohrförmige Konfiguration geformt wird;
  • (b) die Elektroden in Längsrichtung verlaufend und so angeordnet werden, daß sie sich längs des Gegenstands erstrecken; und
  • (c) die elektrische Diskontinuität, die in mindestens einer der Elektroden vorgesehen ist, ein erstes Elektrodenteil und ein restliches Elektrodenteil bildet, von denen eines oder beide separat mit einer elektrischen Stromquelle verbunden werden können, um dafür zu sorgen, daß der elektrische Strom zwischen den Elektroden um den Umfang des Gegenstands herum fließt und dadurch das genannte erste und das genannte restliche Elektrodenteil getrennt erwärmt oder rückstellt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der rohrförmige Gegenstand mit in Längsrichtung verlaufenden leitfähigen polymeren Flanschen versehen, die sich zumindest längs eines Teils der Länge des Gegenstands erstrecken, und die Elektroden sind in oder an diesen Flanschen vorgesehen. In diesem Fall kann die elektrische Kontinuität der Elektrode(n) beispielsweise durch ein Durchschneiden und Entfernen von einem Abschnitt jedes Flansches längs eines Teils der Strecke über die Länge der Elektrode(n) unterbrochen werden. Wenn die Elektroden an der Oberfläche der Flansche oder der Oberfläche des Körpers des Gegenstands vorgesehen sind, beispielsweise durch leitfähigen Silberlack oder -farbe, können sie mechanisch entfernt werden, beispielsweise durch Abtragen.
  • Als Alternative können die Elektroden von vornherein unterbrochen vorgesehen sein. In diesem Fall ist der Gegenstand ein selektiv beheizbarer oder selektiv rückstellbarer rohrförmiger Gegenstand, der folgendes aufweist:
  • (a) einen rohrförmigen Gegenstand, der leitfähiges polymeres Material aufweist, und
  • (b) drei oder mehrere in Längsrichtung verlaufende Elektroden, die sich längs des Gegenstands erstrecken, wobei sich mindestens zwei davon entlang derselben Linie erstrecken, jedoch voneinander getrennt sind.
  • Die beiden Elektroden, die voneinander getrennt sind, können dennoch über ein Medium mit höherem spezifischem Widerstand (d.h. das leitfähige polymere Material des Hauptkörpers des Gegenstands) elektrisch verbunden sein. Es gibt jedoch keine direkte niederohmige elektrische Verbindung zwischen den Elektroden. Außerdem kann zwischen den getrennten Elektroden eine Isoliermaterialmasse vorhanden sein.
  • Die Erfindung sieht auch ein Verfahren zur Herstellung dieses Gegenstands vor, das den Schritt des Bereitstellens der Bestandteile davon aufweist.
  • Im Gebrauch wird, um ausgewählte Teile eines rohrförmigen Gegenstands gemäß der Erfindung zu erwärmen oder rückzustellen, ein erster Teil jeder Elektrode bevorzugt mit einer elektrischen Stromquelle verbunden, um zu bewirken, daß Strom zwischen den genannten ersten Teilen fließt. Fakultativ werden die restlichen Teile jeder Elektrode (wenn beide eine Diskontinuität enthalten) getrennt mit einer elektrischen Stromquelle verbunden, um zu bewirken, daß elektrischer Strom zwischen den restlichen Elektrodenteilen fließt.
  • Der Gedanke des Vorsehens von unabhängigen Elektroden und des Beheizens/Rückstellens verschiedener Abschnitte eines leitfähigen polymeren Gegenstands ist ein wesentlicher Aspekt der Erfindung.
  • Bevorzugte Zusammensetzungen zur Verwendung bei der Erfindung sind in der EP-Veröffentlichung Nr. EP-A-0 307 205 (RK365 EP) beschrieben.
  • Ein Material, das verwendet werden kann, besteht aus 59,4 Gew.-Teile Elvax 460 (ein EVA mit 18 Gew.% Vinylacetatgehalt und einem Schmelzfluß-Index von 2,5, wie von DuPont geliefert), 39,6 Gew.-Teile Vulcan P (ein von Cabot Corporation gelieferter Ruß) und 1 Gew.-Teil Antioxidans. Weitere geeignete Beispiele sind folgende: Polymer Ruß Antioxidans (Gew.-Teile) Marlex* Elvax* Sclair* Vulcan* Sevalco* Ensaco* * bezeichnet eine Marke.
  • Die verwendeten polymeren Materialien sind folgende:
  • - Marlex ist ein von Phillips geliefertes HDPE
  • - Elvax 460 - vorstehend beschrieben
  • - Sclair 11D-1 ist ein von DuPont, Kanada, geliefertes LLDPE
  • - Elvax 770 ist ein von DuPont geliefertes EVA
  • Die Ruße Vulcan P, Ensaco MS und Sevalco N110 werden von Cabot Corporation, Ensagri Willebroek NV bzw. Sevalco Ltd. geliefert.
  • Ein bevorzugter Gegenstand gemäß der Erfindung ist ein rohrförmiger Gegenstand, der in Radialrichtung aufgeweitet worden ist und zwei oder mehrere, bevorzugt drei getrennt in Radialrichtung schrumpfbare Abschnitte hat. Der Gegenstand weist bevorzugt in Längsrichtung getrennte Paare von Elektroden auf (ein Paar für jeden getrennt in Radialrichtung schrumpfbaren Abschnitt), die so angeordnet sind, daß sie jeden der Abschnitte zum Schrumpfen bringen. Ein Beispiel eines solchen Gegenstands dient dem Kabelabdichten eines Kabelspleißes, beispielsweise eines Spleißes zwischen Lichtwellenleitern. Für diese Anwendung sind drei getrennt in Radialrichtung schrumpfbare Abschnitte vorgesehen. Der mittlere Abschnitt enthält eine große Masse Klebstoff oder anderes Dichtmittel zur Kabelabdichtung. Die Endabschnitte sind mit Klebstoff, beispielsweise einem Schmelzklebstoff, zum Verbinden mit den Kabeln ausgekleidet.
  • Für die Kabelabdichtung und für ähnliche Anwendungen ist es nicht notwendigerweise erforderlich, daß die innere Oberfläche des Gegenstands glatt ist (da das Substrat eventuell nicht glatt ist). In dem bevorzugten Fall, bei dem Elektroden an wärmestabilen Flanschen vorgesehen sind, die von der Oberfläche des Gegenstands vorstehen (wie in der GB-Patentanmeldung 8 810 522 (DK003 GBS) beschrieben), können diese Flansche nach außen von dem Gegenstand oder nach innen in diesen ragen oder beides.
  • Ein weiterer bevorzugter Gegenstand, der rückstellbar ist, weist eine leitfähige polymere Halte-Schicht auf, die eine elastomere Schicht in einem gedehnten Zustand hält. Die Halte-Schicht kann die innere oder äußere Schicht sein. Der elastomeren Schicht wird ermöglicht, sich rückzustellen, wenn die leitfähige Schicht erwärmt wird.
  • Wenn der Gegenstand rohrförmig ist und ein oder mehrere offene Enden hat, kann es erwünscht sein, zwischen zwei oder mehreren Substraten, die aus dem offenen Ende austreten, eine Abdichtung vorzusehen. Dies kann durch Verwendung eines Abzweigclips (wie beispielsweise in der US-PS 4 648 924) beschrieben) erreicht werden, der in Umfangsrichtung beabstandete Bereiche der Wände des Gegenstands zwischen den Substraten zusammenbringt. Bevorzugt wird ein elektrisch beheizter Abzweigclip verwendet. Als Alternative kann ein elektrisch beheiztes Füllstück verwendet werden. Der elektrisch beheizte Clip und das Füllstück können von der gleichen Stromversorgung gespeist werden, die verwendet wird, um den Gegenstand zu beheizen und rückzustellen.
  • Bei Gegenständen gemäß der Erfindung kann die Wanddicke des Gegenstands über seine Länge variieren. Es können auch zwei oder mehrere Schichten aus verschiedenen Materialien verwendet werden. Die zweite oder zusätzliche Schicht kann sich über die gesamte Länge oder über einen Teil der Länge des Gegenstands erstrecken. Sie können elektrische Eigenschaften haben, beispielsweise einen spezifischen Widerstand bei Raumtemperatur und ein Verhalten von spezifischem Widerstand/Temperatur, die gleich dem oder anders als die des ersten Materials sind. Beispielsweise können die zweite Schicht oder nachfolgende Schichten ein Material aufweisen, das ein traditionelles PTC-Verhalten oder ein ZTC-Verhalten zeigt (ZTC = Temperaturkoeffizient Null des Widerstands). Die Wirkung der zusätzlichen Schicht(en) ist die, daß sie zusätzliches Material bereitstellt (bereitstellen), durch das elektrischer Strom fließen kann, und somit ein zusätzliches Aufheizen ermöglicht (ermöglichen). Durch angemessene Wahl des spezifischen Widerstand des Materials der zusätzlichen Schicht(en) kann ein stärkeres Erwärmen erreicht werden, als es der Fall wäre, wenn eine gleichartige zusätzliche Dicke des ersten Materials verwendet würde. Dies kann vorteilhaft sein, beispielsweise um Rückstellzeiten in gewissen Bereichen zu verringern oder dann, wenn eine höhere Temperatur erforderlich ist. Daher werden bei manchen bevorzugten Ausführungsformen eine zweite Schicht oder nachfolgende Schichten aus Material, das von dem ersten Material verschieden ist, in ausgewählten Bereichen hinzugefügt.
  • Ein weiteres Beispiel für die Verwendung von zwei Schichten aus verschiedenen Materialien ist, wenn gewisse Eigenschaften, beispielsweise Flammverzögerungsvermögen, Lösungsmittelbeständigkeit, Abriebfestigkeit, elektrische Isolation, Schlagfestigkeit, Farbcodierung erforderlich sind.
  • Wenn zwei oder mehrere Schichten verwendet werden, können diese getrennt aufgebracht werden, beispielsweise durch sequentielle Extrusion, oder sie können koextrudiert werden.
  • Die Erfindung kann bei vielen verschiedenen Gegenständen unterschiedlicher Gestalt verwendet werden. Sie sind im allgemeinen rohrförmig, was Umwicklungen einschließt, und können an einem Ende oder an beiden Enden offen sein.
  • Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; die Zeichnungen zeigen in:
  • Figur 1 einen rückstellbaren Gegenstand gemäß der Erfindung;
  • Figur 2 den Gegenstand von Figur 1 mit getrennten Elektroden;
  • Figur 3 den Gegenstand von Figur 2, dessen eines Ende auf ein Substrat rückgestellt worden ist.
  • Es wird nunmehr auf die Zeichnungen Bezug genommen; Figur 1 zeigt einen rohrförmigen Gegenstand 2, der ein leitfähiges polymeres Material aufweist. Der Hauptkörper des Gegenstands ist aufgeweitet worden, um ihn rückstellbar zu machen. Elektroden 4 in Form von Drähten 4 erstrecken sich in wärmestabilen leitfähigen polymeren Flanschen 6 über die Länge des Gegenstands.
  • Figur 2 zeigt den Gegenstand von Figur 1, bei dem die Elektroden durch einen Einschnitt 8 unterbrochen worden sind. Dies gestattet es, daß ein Abschnitt 10 (links des Einschnitts 8 in den Zeichnungen) unabhängig von einem Teil 12 (rechts des Einschnitts 8 in den Zeichnungen) erwärmt/rückgestellt wird. Der Einschnitt 8 kann mit einem geeigneten Schneidwerkzeug hergestellt werden.
  • Die Flansche 6 sind an einem Ende zurückgeschnitten, um vorstehende Bereiche 4, die mit einer Stromquelle 15 verbunden werden können, freizulegen. Bei einem alternativen Verfahren zum Herstellen von Kontakt mit Elektroden könnten Einrichtungen vom Isolierungsverlagerungstyp verwendet werden.
  • Figur 3 zeigt den Gegenstand 2', wobei ein Ende 10' auf ein Rohr 16 rückgestellt ist (der hochgestellte Index bezeichnet den rückgestellten Teil).

Claims (12)

1. Gegenstand (2), der leitfähiges polymeres Material aufweist und zwei oder mehrere Elektroden (4) hat, die jeweils in elektrischem Kontakt mit dem leitfähigen polymeren Material stehen, wobei der Gegenstand so angeordnet ist, daß dann, wenn die Elektroden mit einer elektrischen Stromquelle (15) verbunden werden, nur ein ausgewählter Teil des Gegenstands durch den Durchfluß von elektrischem Strom von der Stromquelle beheizt wird,
dadurch gekennzeichnet,
- daß der Gegenstand rohrförmig ist
- und daß die Elektroden langgestreckt sind und sich zumindest teilweise über die Länge des Gegenstands erstrecken und mindestens eine der Elektroden unterbrochen ist, so daß die elektrische Stromquelle (15) selektiv mit dem Gegenstand verbunden werden kann, um zu bewirken, daß der elektrische Strom zwischen den Elektroden um den Umfang des Gegenstands herum und nur durch eine erste Länge des Gegenstands fließt.
2. Gegenstand nach Anspruch 1,
wobei die Elektroden (4) in oder an längs verlaufenden leitfähigen polymeren Flanschen (6) vorgesehen sind, die sich zumindest teilweise über die Länge des Gegenstands erstrecken.
3. Gegenstand nach Anspruch 2,
wobei die Elektroden durch ein Durchschneiden des Flansches unterbrochen sind, so daß sich ein elektrisch isolierender Raum zwischen den abgeschnittenen Enden der Elektroden befindet.
4. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der wärmerückstellbar ist.
5. Gegenstand nach Anspruch 1,
der drei oder mehrere in Längsrichtung verlaufende Elektroden aufweist, die sich über die Länge des Gegenstands erstrecken und von denen sich mindestens zwei entlang derselben Linie erstrecken, jedoch voneinander getrennt sind.
6. Gegenstand nach Anspruch 5,
der drei selektiv beheizbare und rückstellbare, in Längsrichtung verlaufende Abschnitte aufweist, von denen jeder mit einem Paar von in Längsrichtung verlaufenden Elektroden versehen sind, die so angeordnet sind, daß elektrischer Strom um den Umfang des Gegenstands herum fließt, wobei jedes Paar von Elektroden von dem (den) angrenzenden Paar(en) von Elektroden getrennt ist, so daß jedes Paar getrennt mit einer elektrischen Stromquelle verbunden werden kann und somit jeder der in Längsrichtung verlaufenden Abschnitte unabhängig von den anderen Abschnitten beheizt und/oder rückgestellt werden kann.
7. Gegenstand nach Anspruch 5 oder 6,
wobei der eine der Abschnitte des Gegenstands verwendet werden kann, um Klebstoff oder Dichtmittel abzugeben, bevor ein zweiter Abschnitt rückgestellt wird.
8. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
der ein Material aufweist, das um 25 % oder mehr aufgeweitet worden ist, um es rückstellbar zu machen, wobei das Material bei der Expansion hinsichtlich seines spezifischen Widerstands in mindestens einem Teil des Expansionsbereichs abnimmt oder das Material ein Pseudo- PTC-Verhältnis im Bereich von 1,5 bis 10 zeigt.
9. Gegenstand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest das eine Ende mindestens einer Elektrode in einem Körper aus leitfähigem polymerem Material endet und dadurch ein nach innen gerichtetes Elektrodenende bildet.
10. Verfahren zum Herstellen eines selektiv beheizbaren oder selektiv rückstellbaren Gegenstands, das die folgenden Schritte aufweist:
- Formen eines Gegenstands (2), der leitfähiges polymeres Material aufweist;
- Vorsehen von zwei oder mehreren Elektroden (4) in elektrischem Kontakt mit dem leitfähigen polymeren Material; und
- Unterbrechen der elektrischen Kontinuität bei mindestens einer Elektrode,
dadurch gekennzeichnet, daß
(a) der leitfähige polymere Gegenstand in eine Rohrkonfiguration geformt wird;
(b) die Elektroden in Längsrichtung verlaufend und so angeordnet werden, daß sie sich längs des Gegenstandes erstrecken; und
(c) die elektrische Diskontinuität, die in mindestens einer der Elektroden vorgesehen wird, ein erstes Elektrodenteil und ein restliches Elektrodenteil bildet, von denen eines oder beide separat mit einer elektrischen Stromquelle (15) verbunden werden können, um dafür zu sorgen, daß der elektrische Strom zwischen den Elektroden um den Umfang des Gegenstands herum fließt und dadurch das genannte erste und das genannte restliche Elektrodenteil getrennt erwärmt oder rückstellt.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
wobei der rohrförmige Gegenstand mit in Längsrichtung verlaufenden leitfähigen polymeren Flanschen (6) versehen wird, die sich zumindest längs eines Teiles der Länge des Gegenstands erstrecken, wobei Elektroden (4) in oder an den Flanschen vorgesehen sind.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
wobei die elektrische Kontinuität durch ein Durchschneiden und Entfernen von einem Abschnitt von mindestens einem Flansch längs eines Teiles der Strecke über die Länge von mindestens einer Elektrode unterbrochen wird.
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