用管状套件包覆物体的方法管状套件和被其包覆的物体的制作方法

专利名称：用管状套件包覆物体的方法管状套件和被其包覆的物体的制作方法
技术领域：
本发明涉及被一根管子完全包覆的物体、用一根管子包覆一个物体用的管状套件(适用于生产该物体)、以及利用一根管子包覆物体的方法。本发明可有利地用于长的物体如电线、电缆的绝缘和保护(防水、耐油等)，以及管子，电缆或汽车、家用电器等的电气配线的防锈、防腐蚀和冲击松弛。
相关技术的说明迄今一直提出的是用各种室温收缩型的管子来进行电线电缆的绝缘，金属管的防锈和冲击松驰或类似的处理。室温收缩管是指室温下能收缩成期望形状的管子，即不经加热处理将该管子以预拉伸的状态套在如中空圆筒的一个芯子的外面，再把芯子抽掉。这种管子也称作预拉伸管(PST)。
日本公开实用新案No.6-84754披露，如

图1所示，一根室温下可复原的管子50，其特征在于径向扩张的弹性管子54套在一根隔管53的大约中间部位上，该隔管是由两个接在一起又可拆开的中空圆筒构成，每个圆筒在一端都有一块法兰51。该室温下可复原的管子设计成在把室温收缩管子装在电线等上之后，握住两个法兰拉伸将中空圆筒分开。此弹性管就从中间部位向两端收缩，当隔管从弹性管中移去后，此弹性管就能套在电线等上面。
日本公开实用新案NO.7-18831披露了一种类似的室温收缩管，它是一种可自复原的管子。其特征在于，一根弹性的橡皮管或塑料管套在一中空圆柱体的圆柱部分，该圆柱体的一端有法兰，在另一端有扩张部位，在其周面轴向上有一条缝，该弹性管被扩张至直径大于该扩张部位的最大外径并适度形成皱折。
对于日本公开实用新案No.6-84754中披露的室温下可复原的管子，当此弹性管要套到中空圆柱体上时，长度大约两倍于该圆柱体长的该弹性管可以象波纹管似的形成皱折，套到中空圆柱体上。但这种方法需要一个能拆成两段且两端各有一个法兰的圆柱体。而生产这种圆柱体需要复杂的模具，不可避免地增加生产成本。此外，因为该圆柱体的结构复杂，此方法的缺点是迄今使用的该圆柱体在放到管子里去以后，难以从管子里抽出来。为了要让抽出来容易，在圆柱体与管子间的界面上涂了润滑剂。但是使管子收缩后，润滑剂会留在管子的内表面上，润滑剂还会转移到电线等上面，由于有这种污染的缺点，因而不能推荐使用这种办法。
而对于日本公开实用新案No.7-18831中所披露的可自复原的管子，在中空圆柱体周围的轴向上设置的一条缝，所以套上收缩管后能使将该圆柱体抽出来变得容易。但由于所用的圆柱体结构上也复杂，仍有降低生产成本和改善把圆柱体抽出来的操作的需要。
上述两种室温下可复原的管子还有一个共同问题，即中空圆柱体的末端要装法兰部分。因为法兰部分与圆柱体的尺寸相比非常大，必需预先保证有足够的空间把法兰装到电线等上去，结果能用来装这种常温收缩管的位置受到了很大限制。
附带地说，本专利申请的申请人提出，如在日本公告特许No.49-46190中所披露的，使用在壁面的整个长度上形成有连续螺纹槽的中空圆柱体能使得将用作芯子的中空圆柱体抽出来容易。因为这里提出的该芯子是通过可分离地、螺旋地将带状部件粘合起来形成的，所以将此带状部件从端部连续地剥离就可将该芯子容易抽出来，生产成本得以降低。但是若是对长的室温下可复原的产品使用这种芯子，就得制备与产品长度相应的长芯子。结果，使用这种产品不仅需要大的储存空间还需要大的操作空间。再者，当芯子长时，分离带状部件和把它抽出来既花时间又费劳动力。
本发明的一个目的是解决现有技术存在的上述问题，提供一种被管子包覆的物体，该物体长而且被室温收缩型的管子完全包覆，可以容易地低成本生产，因为管状套件的构造简单，在物体和管子之间无需润滑剂。
本发明的另一目的是要提供一种管状套件，用来包覆一个物体，这个管状套件适用于生产本发明被管子包覆的物体，它结构简单，可在不大的空间中储存和操作，有优异的可操作性。
本发明还有一个目的是要提供一种对物体包覆的方法，是用一根用来生产本发明被管子包覆的物体的管子，此方法的可操作性优异，且不使用润滑剂。
以上所述之的目的和其他目的将从以下的详细讨论中容易理解。
发明综述一方面，本发明提供一种被管子包覆的物体，它包括一个在纵向上延伸的物体和一个圆柱形管套，此管套沿着预定的长度至少宽松地覆盖着该物体，管状套件或管套或“管子”由橡胶材料或热塑性弹性体材料制成，由于在把支撑体抽走后室温下管子的收缩而把物体包覆住，管子被支撑体支撑并承载着，围绕着圆柱形支撑体周围形成包覆物。
管状套件的长度比支撑体长，其内径约等于或小于物体的外径。
当管子被扩张在支撑体的周围并沿着管子的纵向打折地收拢起来时，管状套件就套住支撑体。
另一方面，本发明在于一个管状套件，它用来把在纵向上延伸的物体用圆柱形管子包覆起来，该管状套件包括一个圆柱形支撑体，它的内径可使该物体穿过支撑体和管子的内部，管子用室温下可复原的橡胶材料或热塑性弹性体材料构成，被支撑体支撑并承载着，包住支撑体的周围。
管子的长度比支撑体的长，管子内径约等于或小于物体的外径，管子以扩张的状态包住支撑体的周围，套在支撑体上并沿纵向打折收拢起来，在把支撑体抽走后，管子的长度和直径恢复到室温下管子原来的长度和直径，能把物体包覆起来。
本发明还在于用管状套件包覆在纵向上延伸的物体的方法，该方法包括以下步骤把用室温下可复原的橡胶材料或热塑性弹性体材料制成的管子套在圆柱形支撑体上，支撑体的内径可使物体穿过管子的内部，管子以扩张的状态包住支撑体的周围并沿着其纵向打折收拢起来，室温下复原的管子的长度比支撑体长，内径约等于或小于物体的外径；把要用管子包覆的物体的部分塞到已被管子套住的圆柱形支撑体中去，物体穿过支撑体的中空部分；把支撑体从管子里抽出来，由于管子具有常温下可复原的特性，当管子复原到规定长度和内径时物体被管子包覆住。
本申请中，术语“管子”和“管状套件”互换使用。
附图的简要说明图1为常规室温可复原管子一个实施例的截面图。
图2为用本发明的管子包覆物体用的一个优选管状套件实施例的透视图。
图3为用图2的管子包覆物体时用的管状套件中所用的室温可复原管子的透视图。
图4为本发明的被管子包覆的物体的一个优选实施例的透视图。
图5为分步展示图4中被管子包覆的物体的生产方法的截面图。
较佳实施方式的说明按照本发明的被管子包覆的物体可以是各种各样的物体。当物体是纵向的，因而在纵向上延伸时，可充分获得本发明的出色效果。实践本发明合适的被管子包覆的物体例子，包括电线，电缆，绳索和管子，虽然并不限于上述的例子。一个例子是带连接器的电缆，下面要详细说明。这样的缆线用在个人电脑，电视游戏机，弹球盘型的吃角子赌博机。另一个例子是汽车里的电气配线。
本发明被管子包覆的物体上有一个圆柱形管状套件或管子，它至少宽松地沿着预定的长度，最好是近似物体整个的长度包覆住物体。因为本发明被管子包覆的物体上的管子有时紧、有时松、有时可移动地套在物体上，所以术语“至少宽松地包覆住”包括了本发明的被管子包覆的物体上管子的各种套装形式。因此，该管子的内径可根据想要的套装形成有很大的变动。
圆柱形的管状套件，在被套到物体上之前，一般被一个中空圆柱形支撑体支撑并承载着，该支撑体也称作芯子。通常管子作为一个套子罩在圆柱形支撑体的周围，被该圆柱形支撑体支撑并承载着，把物体塞入支撑体的中空部位后，再把该支撑体抽出去，由于管子在室温下的复原，结果物体就被管子包覆住了。
虽然根据用途的不同，圆柱形管子可用不同材料制成，优选的是采用橡胶材料或热塑性弹性体材料。又因为管子是在扩张的状态下套在芯子上，所以管子最好有优良的抗撕强度，以免套到芯子上时管子破裂。在本发明中，管子的抗撕强度最好为20-55kN/m，测定样品的形状为日本工业标准JIS6252规定的月牙形。
合适的形成管子的橡胶材料例子，包括但不限于硅橡胶、EPDM(乙烯-丙烯-二烯共聚物)、IR、SBR、CR、IIR、NBR、氢化NBR、丙烯酸类橡胶、乙烯-丙烯酸橡胶和氟聚合物。
合适的形成管子的热塑性弹性体材料的例子，包括但不限于烯烃热塑性弹性体材料和苯乙烯热塑性弹性体材料，如SBS(苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物)和SEBS(苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯嵌段共聚物)。
上述的橡胶材料或热塑性弹性体材料可用任何常规的做成管子的方法制成所需形状和尺寸的圆柱形管子。在一个实施方式中，用于本发明的管子就是普通地用一单层薄膜构成的。但在某些用途中，管子可能有两层或多层的结构。
为了提高如此得到的管子的性质，管子在成形时除加交联剂和交联助剂外，还可加入各种添加剂，如着色剂、阻燃剂、润滑剂、加工助剂、填料、软化剂和抗静电剂，加入量以不影响所需的复原性质和抗撕强度性能为准。
虽然被管子包覆的物体可有各种用途，在许多用途中，材料抗撕强度以外的一些物理性质也是重要的，因为许多优选的用途需要对预计的苛刻环境有抵抗性能。例如，当一个电器之类的设备用在狭窄空间中时，被管子包覆的物体可能会经受高温。因此做成管子的材料最好有高的耐热性，最好能达到IJSK6380规定的耐热性B至F级。合适的做成管子的耐热材料包括硅橡胶，EPDM、丙烯酸橡胶和乙烯丙烯酸橡胶。
当被管子包覆的物体要连接到汽车发动机周围时，就可能碰到可能腐蚀性的物质，如油、汽油等。因此，做成管子的材料最好对石油产品和溶剂等有高的耐受性能。实施本发明时，做成管子的材料的耐油性最好达到JISK6380规定的H至L级耐油等级。合适的做成管子的耐油材料，包括硅橡胶、NBR、氢化NBR、丙烯酸橡胶、乙烯丙烯酸橡胶和氟聚合物。
当想要观察被管子包覆的物体时，做成管子的材料最好透明度要高。做成管子的合适透明材料包括硅橡胶。此外，这种管子可以是半透明的，或有颜色透明的，如果需要的话。
根据用途的不同，圆柱形管子的尺寸变化很大。一般，当管子需在纵向上打折收拢时，最好厚度为0.1-3.0mm。当管厚小于0.1mm，管子套到芯子上时容易破裂。另一方面，管厚大于3.0mm，则管子很难在纵向上打折收拢。
圆柱形管子的长度比支撑和承载管子的芯子的长度长得多，这是有利的。因为本发明采用的系统是用机械的方法使管子扩张后套到芯子上去，较长的管子容易被套到芯子上，因为管子在纵向上要稍稍打折收拢形成波纹形。虽然管长根据用途的不同可有很大变化，通常最好在20-100cm或更长些，这是根据所需的操作而定。根据用途，圆柱形管子的长度可在上述范围之外。
管子要打折收拢套到芯子上时，套上去的管长最好是打折收拢前径向扩张的管长的1/2-1/5。只要套上去的管长大于未打折收拢的管长的1/2，用管子包覆一个物体实际上不会有问题。另一方面，若套上去的管长小于未打折收拢的管长的1/5，波纹管的皱折会过多形成，管子就套不到芯子上去。
圆柱形管子的内径最好约等于或小于要被管子包覆的物体的外径。但根据这样得到的被管子包覆的物体的用途情况，管子内径也可大于物体的外径。
本发明还有一方面在于如上所述用来包覆物体的管状套件。如上所述，管状套件包括一个圆柱形支撑体(芯子)，它的内径可如上所述使该物体穿过芯子的内部，还包括一个圆柱形管子，它由室温可复原的橡胶材料或热塑性弹性体材料制成，它是套在芯子的周围，被芯子支撑和承载着。
如上所述，圆柱形管子的长度最好比芯子长，内径最好约等于或小于该物体的外径，此管子在扩张后套在芯子上包住芯子的周围，并沿其纵向打折收拢起来。当芯子被从管状套件中抽出去获得被管子包覆的物体时，管子能包覆住物体，相应于所用材料的特性恢复管子的长度和内径。
在本发明的管状套件中用作芯子的圆柱形支撑体可以用不同材料做成，形状和尺寸要选择以利操作。合适的做成支撑体的材料是塑料，这是由于它的成形性好，作为芯子时有合适的柔软性。做成支撑体的合适材料包括聚丙烯、乙酸丁酸纤维、聚乙烯和聚氯乙烯，当然也不限于上述这些材料。
合适的圆柱形支撑体体，其制备是整体地形成一螺旋形的塑料带以得到一个圆筒。圆柱形支撑体还可用另一种方法形成，即将一个中空圆柱体的外表面切割成螺线状。圆柱形支撑体应有足够的强度托住扩张状态下的管子。因此，在以任何成形方法形成的圆柱形支撑体中，在带宽方向上将一个带子部分与另一个带子部分相邻放置，每一带子部分与靠得最近的带子部分以暂时的粘合状态粘合或连接在一起。用手抽拉塑料带的一头，将带子沿着螺旋地形成的槽子或切口等部位一个带子部分接一个带子部分松开，这样就能拆散这个圆柱形支撑体。另一种芯子是吹塑成形的。
为了使圆柱形支撑体容易地从用包覆物体的管状套件中抽出来，最好预先至少把圆柱形支撑体的一个端面做得足够长，这样就为手拉形成一个拉襻。从操作角度讲，最好将该拉襻穿过圆柱形支撑体的内部，从支撑体的另一端面伸出来。因此该拉襻通常最好比整个支撑体的长度长大约50-100mm。当拉襻长度超过支撑体不足50mm时，用手抽拉该拉襻会困难。另一方面如超过100mm，则太长就不经济了。
圆柱形支撑体的大小的适当选择，应考虑到必须穿过支撑体内部的物体的尺寸，以及在径向上扩张的同时要套在支撑体周围的圆柱形管子的大小。例如，圆柱形支撑体的长度一般为10-30cm或更长些。虽然圆柱形支撑体的内径最好尽可能地小，但必须要有一个中空部分让物体容易穿过，还要确保支撑体内有充分的间隙来松开带子。因此圆柱形支撑体的内径一般约1-10cm。
此外，作为螺旋缠绕起来的塑料带形成的圆柱形支撑体的详情请参考日本公告特许No.49-46190。
其他适合的圆柱形支撑体，包括一个在日本公开特许No.5-326045中披露的，它有一个发夹似的折返部分以便把芯带的分隔方向变成相反方向(与最初的方向成180°角)，这样芯带就能直线地抽出来；还有一个在日本公开特许No.7-123561中披露的，是把一块矩形片材形成为圆柱体形状，然后将其面对面的两个端部可拆开地连接在一起做成支撑体。
本发明的另一方面是用管子包覆一个物体的方法，该管子可有利地用来生产被管子包覆的物体。用管子包覆一个物体的方法包括以下的步骤(1)将本发明上述的的一个圆柱形管子通过扩张套在本发明的一个圆柱形支撑体(芯子)的周围，并在管子的纵向上将管子打折收拢起来。
(2)将要用管子包覆的物体的部分塞入已套上管子的芯子中，使得该部分穿过芯子的中空部分。
(3)将支持并承载着管子的芯子从管子中抽出去，这样物体的周围就被管子包覆住。
从以上说明可以理解，在实施本发明时，由一塑料带螺旋形地形成的圆柱体被用作芯子，把芯子从管子里抽出来的办法最好是将塑料带的一头从芯子中抽出来，从而拆散此芯子。
实施例下面参照实施例来说明本发明。注意，本发明决不限于此实施例。
本实施例中，将在弹球盘型吃角子赌博机内部的带有连续器的扁平电缆用一透明的室温下可复原的管子包覆成图4中所示的铠装产品20。在铠装产品20中，两端带有连接器6的电缆5的多股线束部分被透明的室温下收缩管子所包覆。管子2与电缆5之间留有少许空隙。由于铠装产品20被管子2保护着，该产品不仅可防止被禁止的通过拆开电缆来做更改的行为，而且可让控制人员容易地用肉眼来监视，因为管子2是透明的。此外，常规的步骤要求在把电缆用管子包覆之前先把连接器拿掉，然后再重新把连接器装上去。
准备好如图2所示的用管子10包覆物体的管状套件。用作芯子的圆柱形支撑体1由聚丙烯带子螺旋地绕成。芯子内径43mm，外径46mm，长130mm，带子宽9mm，芯子的一端用作带子拉襻1A，它以带子的形式穿过芯子的内部从芯子的另一端稍微伸出去。图中的箭头表示拉襻1A的抽出方向。
用于本实施例的室温下可复原的管子是图3中以透视图显示的透明长管2，该管子用硅橡胶制成，内径16mm，外径17.6mm，长500mm，厚0.8mm，硅橡胶管有如下物理性质硬度70，伸长率670％，拉伸强度9.43MPa，抗撕强度50.07kN/m。
图3中的透明管子2用扩张机(图中未画出)在径向上被扩张，套在图2中所示的圆柱形支撑体1的周围。因为扩张的管子2被套在支撑体1的周围，如图2所示支撑体1的长度比管2短，管子2在纵向上稍稍打折收拢。管子2的长度从500mm缩短到110mm，因为管子收拢成波纹状。
用管状套件10包覆一物体(用图2中的管子)时，用管子包覆电缆的操作通过图5说明的连续步骤来进行。
步骤(A)，把电缆5首先从连接器6的部分开始塞入到管状套件10的圆柱形支撑体1的中空部分中去。在把连接器6塞进去时，电缆5被纵向地堆在连接器6上使得截面积尽可能地小。图中的箭头表明连接器6的插入方向。继续把连接器6和电缆5塞进支撑体1的中空部分形成如步骤(B)所示的状态，其中电缆5支撑并承载着用管10包覆电缆的管状套件。
再进行步骤(C)，用手抽拉圆柱形支撑体1的拉襻1A后，托住管子2的支撑体1就消失了，由于管子2在室温下复原，它在图中所示的箭头方向上包覆住了电缆5。最后如步骤(D)所示，电缆5被管2完全包覆，得到如图4所示的铠装产品20。
为比较起见，重复以上说明的步骤，不同的是用同样的透明管子套在圆柱形支撑体(芯子)上而不让管子打折收拢，也不进一步处理。此时需要长度为390mm芯子，套管子的操作很困难。
从以上事实可知，通过实施本发明用透明管子生产铠装产品可以缩短圆柱形支撑体的长度，直至普通方法中所用长度的1/3。由于要被抽出去的带长缩短到1/3，本发明提供了大大改进的过程。
如上所述，按照本发明的套在芯子上的管子的长度与常规方法相比可大大缩短，在常规方法中室温下可复原的管子无改变地套在圆柱形支撑体(芯子)上来生产被管子包覆的物体。由于管长缩短，芯子的长度本身也可缩短。因此，即使在狭窄的空间里，管子也能以优异的可操作性套上去，包覆物体用的管状套件的储存空间也减少了，还实现了资源的节约。与常规方法相比，不必用法兰与抽芯子结合起来，这样就保证了不必要有与法兰相称的大的操作空间。由于形成芯子的带子的抽出量减少了，因而方法获得了改进，又减少了工业废物的数量。
当室温下可复原的管子由耐热、耐油、抗溶剂等性能的材料制成时，就提供了被管子包覆的物体，能够有利地使用于电子仪器、家用电器和汽车发动机的周围。
当室温下可复原的管子由透明材料制成时，被管子包覆的物体的情况可用肉眼检查。例如带连接器(铠装)的扁平电缆用于所谓弹球盘型吃角子赌博机的内部连接时，就可定期检查以防止被禁止的做手脚改动。本发明的用透明管子包覆的物体可以容易地检查。而且，电缆两头都分别连着大的连接器，在本发明中管子可套上去而不必象常规铠装那样将连接器拆掉，因此可操作性佳。
权利要求
1.被管子包覆的物体，包括一个在纵向上延伸的物体；一个圆柱形管状套件，它至少宽松地沿物体予先决定的长度包覆住物体，其特征在于该管状套件由室温下可复原的材料做成，材料选自橡胶或热塑性弹性体材料，由于圆柱形管子在室温下从扩张的状态复原而包覆住了物体，在圆柱形管子扩张的状态下，它在纵向上打折收拢，并被一圆柱形支撑体支撑并承载着，包住此圆柱形支撑体的周围，但支撑体抽去后该圆柱形管子就复原，圆柱形管子的未收拢长度超过支撑体的长度，圆柱形管子未扩张时的内径约等于或小于该物体的外径。
2.包覆如权利要求1所述的纵向延伸的物体的一种管状套件，包括一圆柱形支撑体，它的内径足够大可让该物体穿过圆柱形支撑体的内部；一根由室温下可复原的橡胶材料或热塑性弹性体材料做成的管子，该管子未收拢的长度超过圆柱形支撑体的长度，其未扩张时的内径等于或小于物体的外径，管子被圆柱形支撑体支撑并承载着，在纵向上打折收拢起来，以扩张的状态包住圆柱形支撑体的周围，使得管状套件能容纳在圆柱形支撑体内部的物体，当支撑体从管状套件里抽出后，管子就收缩包覆住该物体。
3.如权利要求2所述的管状套件，其管子厚0.1-3mm，抗撕强度为20-55kN/m，由JIS6252所规定的方法测定。
4.如权利要求2所述的管状套件，在管子包住圆柱形支撑体时，在纵向上受到压缩使其长度为室温下未扩张管子长的1/5-1/2。
5.如权利要求2所述的管状套件，其中圆柱形支撑体由一根螺旋卷绕起来的塑料带形成，它有一个自由端，当抽动该带子的自由端时，圆柱形支撑体可逐渐从管子内部松开。
6.如权利要求2所述的管状套件，其中管状套子由硅橡胶做成。
7.形成如权利要求1所述物体的方法，它包括这些步骤a)提供该物体；b)提供管状套件，它包括一个圆柱形支撑体，它的内径有足够的尺寸可让所述物体穿过圆柱形支撑体的内部；以及一根由室温下可复原的橡胶材料或热塑性弹性体材料做成的管子，该管子的未收拢长度超过圆柱形支撑体的长度，并且其未扩张时的内径约等于或小于物体的外径，管子被圆柱形支撑体支撑并承载着，在纵向上打折收拢起来，以扩张的状态包住圆柱形支撑体的周围；c)至少把所述物体的一部分塞到圆柱形支撑体的内部；d)把支撑体从管子中抽出来，此时管子复原重新恢复它未收拢时的长度和未扩张时的内径，这样就包覆住了在纵向上延伸的所述物体。
全文摘要
一种被管子包覆的物体，它能减少用以包覆物体的管状套件的储存空间，即使在狭窄空间里套上性能优良的管子时，结果实现了资源的节约。本发明提供了一种用圆柱形管子包覆的物体，其中管状套件(2)在把圆筒形的支撑体(1)抽走后由于常温下套件的复原而包覆住该物件(5)，管子的长度比圆筒形支撑体的长，内径约等于或小于该要包覆的物体(5)的外径。管子(2)被扩张套在支撑体(1)的外面，在施加于物体(5)上之前，管子沿着纵向打折收拢起来。
文档编号B29C63/18GK1509228SQ02809805
公开日2004年6月30日 申请日期2002年5月14日 优先权日2001年5月15日
发明者大坪正男, 小林弘幸, 幸 申请人:3M创新有限公司