DE102006023729B3

DE102006023729B3 - Gewindedichtfaden und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102006023729B3
Application number: DE102006023729A
Authority: DE
Inventors: Friedrich A Spruegel
Original assignee: Individual
Current assignee: Tunap GmbH and Co KG
Priority date: 2006-02-06
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2026-05-20
Also published as: WO2007090562A1; EP1957849A1

Abstract

Gewindedichtfaden auf Basis eines Perfluoralken(co)polymer-Bandes mit einem gewickelten, gefalteten, geflochtenen und/oder gezwirnten gereckten Perfluoralken(co)polymer-Band, das an seiner Oberfläche ein flüssiges perfluoriertes Gleitmittel aufweist, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung durch Beschichten mindestens einer Oberfläche eines gereckten Perfluoralken(co)polymer-Bandes mit dem perfluorierten Gleitmittel und Falten und/oder Wickeln des beschichteten Bandes und gewünschtenfalls Zusammenflechten und/oder Verzwirnen eines oder mehrerer solcher gefalteter und/oder gewickelter Bänder.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Gewindedichtfaden auf Basis eines Perfluoralken(co)polymer-Bandes sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Zum Abdichten von Gewindeverschraubungen von Leitungen, in denen Flüssigkeiten oder Gase zum Teil unter erhöhtem Druck transportiert werden, wie beispielsweise Gasleitungen oder Wasserleitungen, werden Dichtungsmaterialien eingesetzt. Früher wurden beispielsweise für die Verschraubungen von Wasserleitungen Hanffäden eingesetzt, die auf das Kerngewinde der Rohrleitung aufgewickelt wurden, wonach dann das mit den Hanffäden versehene Rohrteil in die Gewindehülse eingeschraubt wurde. In jüngerer Zeit sind für diesen Zweck Kunststoffbänder eingesetzt worden, beispielsweise Bänder aus einer dünnen Polytetrafluorethylen-Folie. Solche Gewindedichtfolien werden in gleicher Weise auf die abzudichtenden Gewindegänge aufgewickelt, wonach die Schraubhülse über diese aufgewickelten Bereiche aufgebracht und angezogen wird. Diese Dichtung hat den Nachteil, daß das dichtende Band aus der Polytetrafluorethylen-Folie nicht in der Tiefe des Gewindes vorliegt, sondern nur an den Gewindespitzen. Dies hat zur Folge, daß sich beispielsweise beim Aufdrehen zum Justieren der Verschraubung Undichtigkeiten ergeben können.

Zur Verbesserung der Abdichtung sind auch Gewindedichtfäden bekannt, die beispielsweise aus Polytetrafluorethylen-Fäden bestehen. Sie besitzen den Vorteil, daß sie sich beim Aufwickeln auf die zu verbindende Verschraubung in der Tiefe des Gewindeganges anordnen, so daß eine bessere Abdichtung sichergestellt wird. Diese vorbekannten Gewindedichtfäden besitzen ebenso wie die oben angesprochenen Gewindedichtfolien Nachteile insofern, als auch beim geringfügigen Aufschrauben des Gewindes, was zu einer Justierung der Gewindeverbindung bei der Installation unerläßlich ist, sich Undichtigkeiten dadurch ergeben können, daß das Polytetrafluorethylenmaterial nicht ausreichend elastisch ist.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist nun darin zu sehen, Gewindedichtfäden anzugeben, mit denen die oben angesprochenen Nachteile überwunden werden können und mit den es auf einfache Weise gelingt, eine sichere und beständige Abdichtung auch dann sicherzustellen, wenn bei der Verschraubung nach dem Aufbringen der Gewindedichtfäden in den Gewindegang und dem Zusammenschrauben und Festziehen der Verschraubung auch dann keine Undichtigkeiten auftreten, wenn die Verschraubung nach dem Festziehen zur erneuten Justage kurzfristig durch geringfügiges Aufschrauben gelöst und anschließend wieder fest verschraubt wird.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß man einen Gewindedichtfaden auf Basis eines Perfluoralken(co)polymer-Bandes an seiner Oberfläche mit einem flüssigen perfluorierten Gleitmittel versieht.

Die Erfindung betrifft daher einen Gewindedichtfaden der eingangs angegebenen Art sowie das Verfahren zu seiner Herstellung.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Gewindedichtfaden auf Basis eines Perfluoralken(co)polymer-Bandes, der gekennzeichnet ist durch gefaltetes, gewickeltes, geflochtenes und/oder gezwirntes gerecktes Perfluoralken(co)polymer-Band, das an seiner Oberfläche ein flüssiges perfluoriertes Gleitmittel aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Perfluoralken(co)polymer-Band ein gerecktes Band aus Polytetrafluorethylen (PTFE) und/oder einem Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymer. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das gereckte Perfluoralken(co)polymer-Band mindestens einmal in Längsrichtung gefaltet. Dabei ist es besonders bevorzugt, daß das Perfluoralken(co)polymer-Band in der Weise in Längsrichtung gefaltet ist, daß sich die umgefalteten Lagen zumindest teilweise überlappen. Besonders vorteilhaft ist es, daß die beiden Längsränder des Perfluoralken(co)polymer-Bandes derart in Längsrichtung gefaltet sind, daß die zueinander gefalteten Längsräder des Bandes einander überlappen und einen innenliegenden Überlappungsbereich bilden. Nach einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist das gereckte Perfluoralken(co)polymer-Band oder das gefaltete gereckte Perfluoralken(co)polymer-Band um die Längsachse gewickelt. Weiterhin können mehrere derartige Fäden zu einem Faden oder Garn gewickelt, geflochten und/oder verzwirnt sein.

Vor dem Falten, Wickeln, Flechten und/oder Zwirnen besitzt das für die Herstellung des erfindungsgemäßen Gewindedichtfadens eingesetzte Perfluoralken(co)polymer-Band eine Dicke im Bereich von 0,02 bis 1 mm, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 mm und eine Breite von 2 bis 10 mm, vorzugsweise 4 bis 8 mm.

Das Perfluoralken(co)polymer-Band kann fibrilliert sein, das heißt eine fibrillierte Struktur aufweisen, also in Form einzelner Fibrillen vorliegen. Diese Fibrillen können mit Hilfe mechanischer Fibrillatoren gebildet werden, beispielsweise unter Verwendung von mit Nadeln, Stacheln oder Bürsten versehenen Walzen, die vorzugsweise in Förderrichtung nach der Vorrichtung zum Recken des Perfluoralken(co)polymer-Bandes angeordnet sind und welche gleichsinnig mit einem Vielfachen der Bandgeschwindigkeit laufen und das gereckte Folienband mechanisch in ein netzartiges Gebilde zerreißen.

Durch diese Fibrillierung des Perfluoralken(co)polymer-Bandes ergibt sich eine deutlich bessere Benetzung mit dem flüssigen perfluorierten Gleitmittel und eine dramatische Verbesserung des Wickelverhaltens des Gewindedichtfadens bei der bestimmungsgemäßen Anwendung, weil der Gewindedichtfaden aufgrund seiner fibrillierten Struktur mit der Vielzahl von Fibrillen sich wesentlich leichter und besser in die Gewindegänge einbringen läßt. Dabei haften die einzelnen Fibrillen aneinander und der Öberfläche der Gewindegänge und stellen damit das angestrebte elastische Verhalten sicher. Hierdurch wird erreicht, daß sich die mit Hilfe dieses fibrillierten Gewindedichtfadens abgedichtete Verschraubung auch wieder öffnen und erneut verschrauben läßt ohne eine Beeinträchtigung der erforderlichen Dichtheit.

Das Perfluoralken(co)polymer-Band ist vor oder nach dem Falten, Wickeln, Flechten und/oder Zwirnen auf einer oder beiden Oberflächen mit dem perfluorierten Gleitmittel beschichtet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Perfluoralken(co)polymer-Band auf der Oberfläche im Überlappungsbereich mit dem perfluorierten Gleitmittel beschichtet ist, das heißt also, daß das Band vor dem Falten nur auf der Oberfläche mit dem perfluorierten Gleitmittel versehen ist, welche nach dem Falten des Bandes in Längsrichtung von dem zueinander gefalteten Längsrändern des Bandes abgedeckt wird und besonders bevorzugt im Überlappungsbereich vorliegt.

Das auf dem erfindungsgemäßen Gewindedichtfaden vorliegende perfluorierte Gleitmittel ist vorzugsweise ein flüssiges Perfluorpolyether-Öl, welches insbesondere ein Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 6000 aufweist. Das Perfluorpolyether-Öl ist vorzugsweise Polyhexafluorpropenoxid mit einem Molekulargewicht von 500 bis 6000.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt das perfluorierte Gleitmittel in einer Menge von 0,01 bis 1 g/m², vorzugsweise von 0,05 bis 0,5 g/m² auf dem Perfluoralken(co)polymer-Band vor.

Vorzugsweise liegt das perfluorierte Gleitmittel mit einer Schichtdicke von 1 bis 100 nm, vorzugsweise 10 bis 50 nm, auf dem Perfluoralken(co)polymer-Band vor.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Gewindedichtfaden in Form eines geflochtenen und/oder gezwirnten Fadens aus mindestens einem gefalteten oder gewickelten, an seiner Oberfläche das flüssige perfluorierte Gleitmittel aufweisenden gereckten Perfluoralken(co)polymer-Band vorliegt.

Der erfindungsgemäße Gewindedichtfaden besitzt den überraschenden Vorteil, daß er sich nach dem Aufwickeln auf den abzudichtenden Gewindebereich nicht nur in der Tiefe der Gewindegänge anordnet, sondern aufgrund der Anwesenheit des flüssigen perfluorierten Gleitmittels überraschende viskoelastische Eigenschaften aufweist, wodurch der Gewindedichtfaden bei der bestimmungsgemäßen Benutzung dazu in der Lage ist, Rückstellkräfte zu entfalten, so daß auch bei der erforderlichen Justierung der Gewindeverbindung durch Aufschrauben und Wiederverschrauben die Dichtheit der Schraubverbindung sicher gewährleistet bleibt. Dabei ergibt sich durch die Anwesenheit des perfluorierten Gleitmittels eine weitere Hydrophobierung des Perfluoralken(co)polymer-Bandes und damit eine deutliche Verbesserung der Gleiteigenschaften des Gewindedichtfadens, wobei das flüssige perfluorierte Gleitmittel namentlich bei den gefalteten, gewickelten, geflochtenen und/oder gezwirnten Ausführungsformen durch Kapillarkräfte weiter an dem Perfluoralken(co)polymer des Gewindedichtfadens fixiert wird.

In dieser Weise ermöglicht der erfindungsgemäße Gewindedichtfaden eine unerwartete Lösung der oben angesprochenen Probleme, weil es nicht vorauszu sehen war, daß es in der Weise gelingt, dem Perfluoralken(co)polymer durch Aufbringen des perfluorierten Gleitmittels viskoelastische Eigenschaften zu verleihen und gleichzeitig sicherzustellen, daß das perfluorierte Gleitmittel auch bei bestimmungsgemäßer Benutzung auf der Oberfläche des Perfluoralken(co)polymer-Bandes verbleibt und damit die gewünschte Dichtheit auch bei Öffnung der Verschraubung und Wiederanziehen der Verschraubung sicherstellt. Hierbei ist weiterhin als überraschend anzusehen, daß eine äußerst geringe Menge des flüssigen perfluorierten Gleitmittels dazu ausreicht, den gewünschten viskoelastischen Effekt zu erzielen, indem beispielsweise lediglich 0,02 g eines Polytetrafluorethylen-esteröls pro Quadratmeter der Oberfläche des Perfluoralken(co)polymer-Bandes vorliegen müssen, um den gewünschten Effekt sicherzustellen.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gewindedichtfadens, welches darin besteht, daß man ein gerecktes Perfluoralken(co)polymer-Band auf mindestens einer Oberfläche mit dem perfluorierten Gleitmittel beschichtet und das beschichtete Band in Längsrichtung faltet und/oder wickelt, und gewünschtenfalls ein oder mehrere solche gefalteten und/oder gewickelten Bänder zusammenflicht und/oder verzwirnt.

Vorzugsweise beschichtet man das gereckte Perfluoralken(co)polymer-Band mit einer Lösung des perfluorierten Gleitmittels in einem Lösungsmittel, vorzugsweise einem Perfluoralkan-Lösungsmittel, insbesondere Perfluorpentan, Perfluorhexan und/oder Perfluorheptan.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform beschichtet man das gereckte Perfluoralken(co)polymer-Band nur auf der den Überlappungsbereich bildenden Oberfläche des Bandes mit der Lösung des perfluorierten Gleitmittels.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens fibrilliert man das Perfluoralken(co)polymer-Band mit Hilfe von mechanischen Fibrillatoren, das heißt mit Nadeln, Stacheln oder Bürsten versehenen Walzen, die nach der Reckvorrichtung angeordnet sind und gleichsinnig mit einem Vielfachen der Bandlaufgeschwindigkeit laufen und das gereckte Perfluoralken(co)polymer-Band mechanisch in ein netzartiges Gebilde zerreißen. Wenngleich erfindungsgemäß die Beschichtung des Perfluoralken(co)polymer- Bandes mit dem flüssigen perfluorierten Gleitmittel vor dem Fibrillieren oder Spleißen erfolgt, ist es auch möglich, das Band zuerst dem Fibrillierungsvorgang zu unterwerfen und anschließend mit dem Gleitmittel zu beschichten.

Claims

Gewindedichtfaden auf Basis eines Perfluoralken(co)polymer-Bandes, gekennzeichnet durch, ein gefaltetes, gewickeltes, geflochtenes und/oder gezwirntes gerecktes Perfluoralken(co)polymer-Band, das an seiner Oberfläche ein flüssiges perfluoriertes Gleitmittel aufweist.
Gewindedichtfaden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Perfluoralken(co)polymer-Band ein gerecktes Band aus Polytetrafluorethylen (PTFE) und/oder einem Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymer umfasst.
Gewindedichtfaden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gereckte Perfluoralken(co)polymer-Band mindestens einmal in Längsrichtung gefaltet ist.
Gewindedichtfaden nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gereckte Perfluoralken(co)polymer-Band in der Weise in Längsrichtung gefaltet ist, daß sich die umgefalteten Lagen zumindest teilweise überlappen.
Gewindedichtfaden nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Längsränder des Perfluoralken(co)polymer-Bandes derart in Längsrichtung gefaltet sind, daß die zueinander gefalteten Längsränder des Bandes einander überlappen und einen innenliegenden Überlappungsbereich bilden.
Gewindedichtfaden nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gereckte Perfluoralken(co)polymer-Bänder oder gefaltete gereckte Perfluoralken(co)polymer-Bänder um die Längsachse gewickelt, geflochten und/oder verzwirnt sind.
Gewindedichtfaden nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gereckte Perfluoralken(co)polymer-Band vor dem Falten, Wickeln, Flechten und/oder Zwirnen eine Dicke im Bereich von 0,02 bis 1 mm, und eine Breite von 2 bis 10 mm aufweist.
Gewindedichtfaden nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Perfluoralken(co)polymer-Band auf einer oder beiden Oberflächen mit dem perfluorierten Gleitmittel beschichtet ist.
Gewindedichtfaden nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Perfluoralken(co)polymer-Band nur auf der Oberfläche im Überlappungsbereich mit dem perfluorierten Gleitmittel beschichtet ist.
Gewindedichtfaden nach mindesten einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als perfluoriertes Gleitmittel ein flüssiges Perfluorpolyether-Öl umfaßt.
Gewindedichtfaden nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Perfluorpolyether-Öl ein Molekulargewicht von 500 bis 6000 aufweist.
Gewindedichtfaden nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Perfluorpolyether-Öl ein Polyhexafluorpropenoxid mit einem Molekulargewicht von 500 bis 6000 ist.
Gewindedichtfaden nach mindesten einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das perfluoriertes Gleitmittel in einer Menge von 0,01 bis 1 g/m² auf dem Perfluoralken(co)polymer-Band vorliegt.
Gewindedichtfaden nach mindesten einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindedichtfaden in Form eines geflochtenen und/oder gezwirnten Fadens aus mindestens einem gefalteten oder gewickelten, an seiner Oberfläche das flüssige perfluorierte Gleitmittel aufweisenden gereckten Perfluoralken(co)polymer-Band, vorliegt.
Gewindedichtfaden nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das an seiner Oberfläche ein flüssiges perfluoriertes Gleitmittel aufweisende gereckte Perfluoralken(co)polymer-Band fibrilliert ist.
Gewindedichtfaden nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige perfluorierte Gleitmittel mit einer Dicke von 1 bis 100 nm auf dem Perfluoralken(co)polymer-Band vorliegt.
Verfahren zur Herstellung des Gewindedichtfaden nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man ein gerecktes Perfluoralken(co)polymer-Band auf mindestens einer Oberfläche mit dem perfluorierten Gleitmittel beschichtet und das beschichtete Band in Längsrichtung faltet und/oder wickelt.
Verfahren zur Herstellung des Gewindedichtfaden nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man ein oder mehrere der gefalteten und/oder gewickelten Bänder zusammenflicht und/oder verzwirnt.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß man das gereckte Perfluoralken(co)polymer-Band mit einer Lösung des perfluorierten Gleitmittels in einem Lösungsmittel beschichtet.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man das gereckte Perfluoralken(co)polymer-Band mit einer Lösung des perfluorierten Gleitmittels in einem Perfluoralkan-Lösungsmittel beschichtet.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß man das gereckte Perfluoralken(co)polymer-Band mit einer Lösung des perfluorierten Gleitmittels in Perfluorpentan, Perfluorhexan und/oder Perfluorheptan beschichtet.
Verfahren nach den Ansprüchen 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß man das gereckte Perfluoralken(co)polymer-Band nur auf der den Überlappungsbereich bildenden Oberfläche mit der Lösung des perfluorierten Gleitmittels beschichtet.
Verfahren nach den Ansprüchen 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß man das gereckte und mit dem perfluorierten Gleitmittel beschichtete Perfluoralken(co)polymer-Band fibrilliert.
Verfahren nach den Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß man das gereckte und mit dem perfluorierten Gleitmittel beschichtete Perfluoralken(co)polymer-Band mit Hilfe einer Nadelrolle fibrilliert.