DE2951566C2 - Process for the production of hoses with a thin inner layer - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen einfach herstellbaren nichtselektiven faseroptischen Multiplexer, bei dem jedem Eingangslichtwellenleiter eines (Lichtwellenleiter-)Bündels ein Kollimationselement zugeordnet ist. Dadurch ist die Anzahl der Eingangslichtwellenleiter (Kanäle) nahezu beliebig wählbar. Bei dem Multiplexer kann die Lichtrichtung umgekehrt werden, so daß ein vielfacher Verteilkoppler entsteht.The invention relates to a non-selective fiber-optic multiplexer which is easy to manufacture and in which a collimation element is assigned to each input optical waveguide of a (optical waveguide) bundle. As a result, the number of input fiber optic cables (channels) can be selected almost at will. In the case of the multiplexer, the direction of light can be reversed, so that a multiple distribution coupler is created.
Description
6060
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein derartiges gattungsgemäßes Verfahren ist bereits nach der DE-OS 06 030 bekannt. e>5The invention relates to a method according to the preamble of claim 1. Such a method of the generic type The method is already known from DE-OS 06 030. e> 5
Zwischen Schläuchen aus Kunststoff, Latex oder ähnlichen Materialien und gewissen Flüssigkeiten kann es 711 unerwünschten Wechselwirkungen kommen, die zu einer Schädigung der Flüssigkeit oder einzelner Komponenten der Flüssigkeit durch das Schlauchmaterial oder/und zu einer Schädigung des Schlauchmaterials durch die Flüssigkeit führen. Bekannte Beispiele sind die Schädigung von Blut beim Passieren von Kunststoffschläuchen und die Schädigung von Gummischläuchen durch diese Kohlenwasserstoffe.Between hoses made of plastic, latex or similar materials and certain liquids there are 711 undesirable interactions that result in damage to the liquid or individual Components of the liquid through the tubing material and / or damage to the tubing material pass through the liquid. Well-known examples are damage to blood when passing through Plastic hoses and the damage to rubber hoses caused by these hydrocarbons.
Vielfach ist man auch im Gebrauch liegenden Gründen trotz der genannten Schädigungen auf ein spezielles Schlauchmaterial angewiesen, z. B. wegen der Flexibilität, Elastizität, Knickeigenschaften usw. eines bestimmten Schlauches. In diesen Fällen muß also der Schlauch innen mit einem Material beschichtet werden, das mit der Flüssigkeit und dem Schlauchmaterial verträglich ist und die erwünschten Eigenschaften des Schlauches nicht wesentlich vermindert Sofern die Innenschicht auch aus Kunststoff, ähnlich wie der Schlauch, bestehen darf, gibt es eine Reihe von Verfahren zur Innenbeschichtung wie Koextrusion, Tauchbeschichtung, Gießbeschichtung und dergleichen.In many cases, despite the damage mentioned, there are reasons related to use special hose material instructed, z. B. because of the Flexibility, elasticity, buckling properties, etc. one certain hose. In these cases the hose must be coated inside with a material that is compatible with the liquid and the tubing material and the desired properties of the Hose not significantly reduced If the inner layer is also made of plastic, similar to the Hose, there are a number of processes for internal coating such as coextrusion, Dip coating, pour coating and the like.
Es gibt aber auch Anwendungsfälle, wo eine Beschicntung aus einem Material erforderlich wäre, das nicht mit den in der Kunststofftechnik bekannten Verfahren aufgebracht werden kann. Zu diesen wünschenswerten Beschichtungsstoffen gehören z. B. anorganische Stoffe (z. B. Oxide, Metalle), ferner Kohlenstoff sowie organische Stoffe (z. B. Phthalocyanin, Polyparaxylylen), die gegebenenfalls wegen eines vom Schlauchmaterial verschiedenen Elastizitätsmoduls nur in sehr dünner Schicht vorliegen dürfen, weil sie sich sonst, d.h. in Form einer dickeren Schicht der Flexibilität des Schlauchmaterials nicht anpassen können. Solche Stoffe lassen sich im Prinzip zwar durch Vakuumbeschichtungsverfahren wie Bedampfen (u. U. durch Elektronenstrahlbedampfung), Ionenplattieren oder Kathodenzerstäuben auf gewissen Kunststoffen aufbringen. Mit derartigen Verfahren ist es bisher jedoch nicht möglich, sehr dünne Schläuche, bei denen das Verhältnis von Länge zu Innendurchmesser den Wert 1 wesentlich übersteigt, innen zu beschichten. Sowohl im technischen wie auch medizinischen Bereich werden nämlich Schläuche mit Innendurchmessern von wenigen Millimetern und Längen von mehreren Dezimetern gebraucht, für die eine dünne (z. B. 100 nm dicke) Innenbeschichtung aus den vorgenannten Stoffen wünschenswert wäre. Solche Schläuche lassen sich mit den heute bekannten Produktionsverfahren für innenbeschichtete Schläuche nicht herstellen.But there are also applications where a coating made of a material would be required that cannot be applied with the methods known in plastics technology. To this desirable coating materials include e.g. B. inorganic substances (z. B. oxides, metals), furthermore Carbon and organic substances (e.g. phthalocyanine, polyparaxylylene), which may be due to a Modulus of elasticity different from the hose material may only be present in a very thin layer because they are otherwise, i.e. in the form of a thicker layer, do not adapt to the flexibility of the hose material can. Such substances can in principle be applied by vacuum coating processes such as vapor deposition (under certain circumstances). electron beam vapor deposition), ion plating or cathode sputtering on certain plastics raise. With such a method, however, it has not been possible to date to produce very thin tubes in which the ratio of length to inside diameter significantly exceeds 1 to coat the inside. Both in the technical as well as in the medical field, tubes with internal diameters of a few millimeters and lengths of several decimeters, for which a thin (e.g. 100 nm thick) inner coating made of the aforementioned substances would be desirable. Such hoses can be used with do not manufacture the production processes known today for internally coated hoses.
Es ist aber bekannt, eine »Innenbeschichtung« mit Kohlenstoff bei textlien Gefäßprothesen durchzuführen, wobei durch Vakuumbedampfen zunächst die Textilfasern beschichtet werden, aus denen dann die Prothese gestrickt wird (Münchener Medizinische Wochenschrift 121 (1979), Nr. 17, S. 591-596). Der so aufgebrachte Kohlenstoff hatte allerdings nicht die für den Blutkontakt optimale Struktur.However, it is known to carry out an "inner coating" with carbon on textile vascular prostheses, whereby first the textile fibers are coated by vacuum vapor deposition, from which the prosthesis is then made is knitted (Münchener Medizinische Wochenschrift 121 (1979), No. 17, pp. 591-596). The so upset However, carbon did not have the optimal structure for blood contact.
Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, daß das Herstellen sehr dünner Schläuche mit einer gewünschten Innenschicht unter Vermeiden der Nachteile der bisher bekannten Verfahren ermöglicht.The application is based on the object of creating a method that can be made very thin Tubing with a desired inner layer while avoiding the disadvantages of the previously known Procedure enables.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das in dem Patentanspruch 1 gekennzeichnete Verfahren gelöst.According to the invention, this object is achieved by the method characterized in claim 1 solved.
Schläuche mit einer sehr dünnen Innenschicht können also auf einem Wege hergestellt werden, bei dem eine Kombination von Beschichtungsverfahren mit anderen Verfah:enschritten in bestimmter Abfolge angewandtHoses with a very thin inner layer can therefore be manufactured in a way in which one Combination of coating processes with other process steps applied in a certain sequence
wird. Überraschenderweise ist es auf diesem Wege sogar gelungen. Schläuche aus einem so hochelastischen Material wie Polyurethan von wenigen Millimetern Innendurchmesser mit einer dünnen (z. B. 60 nm dicken) Innenschicht aus einem an sich (d. h. in dicker Schicht) so steifen Material wie Kohlenstoff in einer Länge von 75 cm herzustellen. Solche Schläuche sind für die Verwendung als Gefäßprothesen, z. B. künstliche Adern, für den ex*ra- und intrakorporalen Einsatz in der Humanmedizin gesucht Mit dem erfindiingsgemäßen Verfahren lassen sich also auch nichttextile Gefäßprothesen mit einer inneren, dünnen Kohlenstoffschicht von einer für hohe Blutverträglichkeit geeigneten Struktur herstellen.will. Surprisingly, it's that way even succeeded. Hoses made from such a highly elastic material as polyurethane, just a few millimeters Inner diameter with a thin (e.g. 60 nm thick) inner layer of a per se (i.e. in a thick layer) so to produce stiff material such as carbon in a length of 75 cm. Such hoses are for that Use as vascular prostheses, e.g. B. artificial veins, wanted for ex * ra and intracorporeal use in human medicine This means that non-textile vascular prostheses with an inner, thin carbon layer can also be used of a structure suitable for high blood tolerance.
Das erfindungsgemäße A/erfahren ist insbesondere für die Herstellung von Gefäßprothesen, aber auch für andere von Blut durchflossene Hohlkörper, z. B. künstliches Herz, mit Vorteil anwendbrr. Darüber hinaus hat dabei die Verwendung von Kohlenstoff zur Beschichtung der Innenwandung den Vorteil, daß das Schlauchmaterial (z. B. Polyurethan) in besonderer Weise vor dem chemischen Angriff des Blutes geschützt wird.The A / experienced according to the invention is in particular for the production of vascular prostheses, but also for other hollow bodies through which blood flows, e.g. B. artificial heart, with advantage applicbrr. About that In addition, the use of carbon to coat the inner wall has the advantage that the Hose material (e.g. polyurethane) is specially protected from chemical attack by the blood will.
Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren für die Herstellung von Harnleiterprothesen geeignet, bei der durch eine Beschichtung der Innenwandung mit Kohlenstoff eine Inkrustation durch Harnbestandteile verhindert wird.Furthermore, the method according to the invention is suitable for the production of ureter prostheses in which By coating the inner wall with carbon, an incrustation by urine components is prevented.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mit Zeichnungen beschrieben. Es zeigtThe invention is described on the basis of exemplary embodiments with drawings. It shows
F i g. 1 schematisch die Abfolge der Schichten bei einem nach dem Verfahren hergestellten Kunststoffschlauch mit Innenbeschichtung, und dieF i g. 1 schematically shows the sequence of layers in a plastic tube produced by the method with inner coating, and the
Fig.2—5 schematisch im Querschnitt verschiedene Ausführungsformen, ferner dieFig. 2-5 schematically in cross section various Embodiments, furthermore the
F i g. 6 eine besondere Ausführungsform des Hohlzylinders 6.F i g. 6 shows a special embodiment of the hollow cylinder 6.
Bei dem Verfahren wird zunächst ein metallischer oder nichtmetallischer (z. B. keramischer) Zylinder, der entweder gemäß Fig.4 und 3 als Vollzylinder 5, oder gemäß F i g. 2 als Hohlzylinder 6 ausgebildet ist, mit einer Substratschicht 4 versehen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform (F i g. 5) kann der Vollzylinder 5 oder Hohlzylinder 6 aber auch ganz aus der Substratschicht 4 gebildet sein. Diese Substratschicht 4 besteht aus einem Material, das durch Anwendung von Lösungsmitteln (Auflösung), von Wärme (Schmelzen) oder Kälte (Verspröden, Schrumpfen usw.) nachträglich, d. h. nach dem endgültigen Herstellen des Schlauches 1, wieder entfernt werden kann. Die Auflösung eines als Schicht 4 auf einem (z. B. aus Metall bestehenden) Hohlzylinder 6 aufgebrachten Substrats (F i g. 2) kann durch entsprechend Fig.6 in der Zylinderwand angebrachte kleine öffnungen 7, durch die das Lösungsmittel eindringen und das Gelöste entfernt werden kann, beschleunigt werden.In the process, a metallic or non-metallic (e.g. ceramic) cylinder, the either according to FIGS. 4 and 3 as a full cylinder 5, or according to FIG. 2 is designed as a hollow cylinder 6, with a substrate layer 4 is provided. According to a further embodiment (FIG. 5), the solid cylinder 5 or Hollow cylinder 6 can, however, also be formed entirely from substrate layer 4. This substrate layer 4 consists of a Material produced by the application of solvents (dissolution), heat (melting) or cold (Embrittlement, shrinkage, etc.) subsequently, d. H. after the final production of the hose 1, again can be removed. The dissolution of a hollow cylinder 6 (e.g. made of metal) as a layer 4 applied substrate (F i g. 2) can be made in accordance with Fig. 6 in the cylinder wall small Openings 7, through which the solvent can penetrate and the dissolved can be removed, accelerated will.
Auf die Substratschicht 4 wird die »Innenschicht« 3 nach einem Vakuumbeschichtungsverfahren aufgebracht. Diese Innenschicht 3 selbst kann aus mehreren Schichten verschiedener Materialen aufgebaut werden, z. B. kann durch eine zusätzliche Schicht eine bessere Abdichtung erzielt werden.The “inner layer” 3 is applied to the substrate layer 4 using a vacuum coating process. This inner layer 3 itself can be built up from several layers of different materials, z. B. can be achieved by an additional layer a better seal.
Bei dem speziellen, oben erwähnten Fall der blutvenräglichen Kohlenstoffschicht wird das Kathodenzerstäubungsverfahren eingesetzt, weil, wie es sich gezeigt hat, nur dieses unter Einhaltung bestimmter Verfahrensparameter erlaubt, eine blutverträgliche Kohlenstoffschicht, z. B. eine 70 nm dicke, an der Innenseite glatte Kohlenstoffschicht von turbostratischer Struktur, aufzubringen.In the special case of the blood-compatible carbon layer mentioned above, the sputtering method is used used because, as has been shown, only this in compliance with certain Process parameters allow a blood-compatible carbon layer, e.g. B. a 70 nm thick, at the On the inside, a smooth carbon layer with a turbostratic structure is to be applied.
Wenn die Außenseite der Innenschicht 3 absichtlich rauh ausgebildet ist, dann erübrigt sich in vielen Fällen (abhängig vom Rauhigkeitsgrad und vom Schlauchmaterial) ein sonst notwendiger Verfahrensschritt, der darin besteht, daß eine polymere Zwischenschicht 2 und/oder eine Zwischenschicht 2 (F i g. 3 und 5), die gewisse, mit dem Schlauchmaterial (z. B. durch Vernet-If the outside of the inner layer 3 is intentionally made rough, then this is unnecessary in many cases (depending on the degree of roughness and the hose material) an otherwise necessary process step, the consists in that a polymeric intermediate layer 2 and / or an intermediate layer 2 (Figs. 3 and 5), the certain, with the hose material (e.g. through network
Hi zung) verbindbare chemische Gruppen enthält, aufgebracht wird. Aufgabe der Zwischenschicht 2 ist die Herstellung eines guten Verbundes zwischen Innenschicht 3 und Schlauchmaterial 1. Als vorteilhaft erwies es sich z. B, eine dünne Polymerschicht, z. B. aus Polyethylen oder Polytetrafluorethylen, durch Hochfrequenz- Kathodenzerstäuben aufzubringen.Hi zung) contains bondable chemical groups, applied will. The task of the intermediate layer 2 is to produce a good bond between the inner layer 3 and hose material 1. It was found to be advantageous, for. B, a thin layer of polymer, e.g. B. off Polyethylene or polytetrafluoroethylene, to be applied by high-frequency cathode sputtering.
Danach oder aber — soweit bei sonst ausreichender Haftfestigkeit möglich — sofort unter Auslassung dieses vorgenannten Schrittes wird das die Außenseite desThen or - if possible with sufficient adhesive strength - immediately omitting this the aforementioned step will be the outside of the
2(i Schlauches 1 durch einen übergezogenen und dann durch Schrumpfen befestigten Kunststoffschlauch gebildet oder aber nach einem Kunststoffbeschichtungsverfahren — wie Tauchen, Gießen, Fasersprühen, Spritzen usw. — in einer oder mehreren Schienten gut haftend aufgebracht. Soweit die vorstehend genannte, zusätzliche Zwischenschicht 2 vorhanden ist, führt diese bzw. führen bestimmte chemische Gruppen in ihr zu einer besonders guten Haftung der Innenschicht 3 mit dem Material des Schlauches 1. Dabei kann eine Verbindung2 (i hose 1 through a covered and then formed by shrinking attached plastic tube or by a plastic coating process - such as dipping, pouring, fiber spraying, spraying, etc. - adheres well in one or more splints upset. Insofar as the above-mentioned additional intermediate layer 2 is present, this or lead certain chemical groups in it to a particularly good adhesion of the inner layer 3 with the Material of the hose 1. It can be a connection
jo zwischen der Zwischenschicht 2 und dem Schlauch 1 durch beim Kathodenzerstäuben entstandene langlebige Radikale und/oder durch im Schlauchmaterial — bzw. bei mehrschichtigem Aufbringen des Schlauchmaterials zumindest in dem bei der ersten Beschichtung verwendeten Schlauchmaterial — eingebrachte Vernetzer bzw. Initiatoren und/oder durch mittels UV-Strahlung oder Coronabehandlung oder durch auf anderem Wege initiierte Vernetzung bewerkstelligt werden. Insbesondere ist eine Vernetzung angezeigt, wenn das Schlauchmaterial durch Schrumpfen aufgebracht wurde.jo between the intermediate layer 2 and the tube 1 due to long-lasting radicals formed during cathode sputtering and / or due to the hose material - or in the case of multi-layer application of the hose material, at least in the case of the first coating Hose material used - introduced crosslinkers or initiators and / or by means of UV radiation or corona treatment or through networking initiated in some other way. In particular, crosslinking is indicated if the hose material was applied by shrinking.
Der letzte Schritt des Verfahrens besteht in derThe final step in the process is the
Entfernung der Substratschicht 4 bzw. des Zylinders 5 bzw. 6 durch die Anwendung von Lösungsmitteln und/oder Wärme oder Kälte. Für das bereits erwähnte Beispiel einer Kohlenstoffschicht erwiesen sich als geeignete Materialien für die Substratschicht 4 PoIyfluoräthylenpropylen (FEP), das in Form eines Schlauches vorlag und sich durch Anwendung von Kälte (Durchströmen einer Alkohol/CC>2-Mischung bei ca.Removal of the substrate layer 4 or the cylinder 5 or 6 by using solvents and / or heat or cold. For the above-mentioned example of a carbon layer, it turned out to be Suitable materials for the substrate layer 4 are polyfluoroethylene propylene (FEP), which was in the form of a tube and which was caused by the application of cold (Flow through an alcohol / CC> 2 mixture at approx.
210K) durch Schrumpfen entfernen ließ. Durch die Anwendung von Wasser als Lösungsmittel läßt sich Polyvinylalkohol (PVA) als ein ebenfalls geeignetes Material für die Substratschicht 4 entfernen, das vor der Beschichtung mit Kohlenstoff als eine etwa 10 μπι dicke Schicht durch Tauchbeschichtung auf einem Hohlzylinder aus rostfreiem Stahl aufgebracht ist.210K) was removed by shrinking. By using water as a solvent can Remove polyvinyl alcohol (PVA) as a likewise suitable material for the substrate layer 4, which is to be removed before the Coating with carbon as about 10 μm thick Layer is applied by dip coating on a hollow stainless steel cylinder.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht der Hohlzylinder 6 (Fig. 2 und 5) aus einem bei Zimmertemperatur flexiblem Schlauch, der bei Durchströmen μ eines flüssigen Kühlmittels jedoch versteift. In diesem Zustand erfolgt nacheinander das Aufbringen der Innetischicht 3, der gegebenenfalls erforderlichen Zwischenschicht 2 und dann des Schlauches 1. Danach wird der Kühlmittelfluß unterbrochen, worauf der als fcr> flexibler Schlauch ausgebildete Hohlzylinder 6 auf Zimmertemperatur gebracht wird, so daß er leicht entfernt werden kann.According to a further embodiment, the hollow cylinder 6 (FIGS. 2 and 5) consists of a hose which is flexible at room temperature, but which stiffens when a liquid coolant flows through μ. Successively applying the perception Table layer 3, where necessary, intermediate layer 2 and then the tube is carried 1. Thereafter, the coolant flow is interrupted in this state, whereupon the formed as fcr> flexible hose hollow cylinder is brought to room temperature 6, so that it can be easily removed .
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |