DE1494084B2 - Formkörper aus Fluorkohlenwasser Stoffpolymerisaten und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

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ingsformen der erfindungsgemäßen Gegenstände eine geschäumte Aufschwemmung entsteht. Beim

iigen. Es zeigt Stehen scheidet sich die flüssige Phase nicht ab. Nun

F i g. 1 einen Seitenaufriß eines vielfältigen Kabels, entfernt man das Wasser und erhält ein trockenes

is mit einer Masse nach der Erfindung isoliert ist; Farbstoff kondensat. Dieses setzt man in Gegenwart Fig. 2 zeigt das Kabel von Fig. 1 als Schnitt 5 eines flüssigen Kohlenwasserstoffes zu 9 Teilen PoIy-

j der Ebene 2-2 und veranschaulicht auch die Wider- tetrafluoräthylen zu und vermischt zu einer glatten

indsfähigkeit gegen Einschneiden; Paste, aus welcher im Extruder ein gefärbtes Band

IF i g. 3 zeigt im Schnitt ein Aufsichtsbild eines hergestellt wird. Dieses Produkt zeigt eine gleich-

iles der flachen Oberfläche eines nach der Erfindung förmigere Verteilung des Pigments als wenn die

!gestellten geformten Gegenstandes und veran- io trockenen Pulver nur durch einfaches Schütteln mit-

kaulicht die parallele Anordnung eines Teiles der einander vermischt werden.

jsern zur Längsachse und der übrigen Fasern zur Wird zu wenig Wasser angewendet, so wird das ierachse des Gegenstandes, so daß sämtliche Fasern Gemisch sandig oder grießlig und läßt sich in den ch in der Ebene liegen, welche durch diese beiden nachfolgenden Behandlungsstufen sehr schwer ver- :hsen bestimmt ist. 15 mischen. Wendet man zuviel Wasser an, so scheidet Gemäß F i g. 1 ist eine Mehrzahl von einzelnen sich Wasser ab und nimmt einen Teil des Pigments ähten 1 in eine Isolierschicht 2, beispielsweise aus mit sich, so daß in der zurückbleibenden Dispersion lytetrafluoräthylen, eingebettet bzw. von ihr um- die Konzentration des Pigmentes schwankt und unten. In der dargestellten Hülle 2 befinden sich gleichförmige Konzentrate erhalten werden. Außerigelchen einer dielektrischen Flüssigkeit, welche 20 dem verkrustet das sich abscheidende Pigment rch' Punkte 7 angedeutet sind. Die Hülle 2 ist von während der Trocknungsoperation, und das Konzener Schicht 3 ummantelt, welche aus einem Poly- trat enthält dann an einigen Stellen Farbstoffklumpen, risat, z. B. Polytetrafluoräthylen, besteht, das mit Nur wenn sich während der ganzen Trocknungstieralfasern gefüllt ist, die mit ihren Längsachsen operation das Verhältnis von Pigment zur PoIyallel zum Umfang 5 des Kabels liegen. Ein Teil 25 merisation in der Dispersion gleichmäßig aufrecht-Fasern 4 ist parallel zur Längsachse ausgerichtet, erhält, läßt sich Gleichförmigkeit erzielen und die irend ein anderer Teil 6 der Fasern parallel zur entsprechende Verbesserung der Eigenschaften und pgenen öder Querachse liegt. Sämtliche Fasern des Aussehens der geformten Gegenstände erreichen, en parallel zur Oberfläche, d. h., sie liegen flach Die gleichen Resultate werden bei der gleichen Arder durch Längs- und Querachsen bestimmten 30 beitsweise beispielsweise mit Pigmenten, wie Titanne. Keine oder höchstens nur sehr wenige Fasern dioxyd, Zinkoxyd, Eisenoxyd und Chromoxyd, er-2n senkrecht zur Oberfläche. Diese Fasern sind halten. In allen Fällen haben die nach der Erfindung Einzelfasern oder höchstens als sehr kleine Fasern- mit solchen Dispersionen hergestellten geformten del durch das Polymerisat verteilt. Selbst die in Gegenstände verbesserte Eigenschaften und ein verdeln befindlichen Fasern sind überwiegend par- 35 bessertes Aussehen.

zur Oberfläche der Isolierschicht orientiert. .

in also eine scharfe Kante 8 gegen die Oberfläche B e 1 s ρ 1 e 1 2

Kabels drückt, so muß sie die Masse der anorga- In einen Behälter, der mit einem Rührer mit Messer-

ien Fasern durchschneiden, welche in Richtung kante ausgestattet ist, bringt man 45 Teile Wasser

ausgeübten Druckes übereinander liegen, und 40 und 3 Teile aus Kaliumtitanat hergestellte Fasern und

1 dabei diese Mineralfasern zusammengeführt rührt 15 Minuten lang mit einer Umfangsgeschwindig-

len, so wird ihr Widerstand gegen ein Durch- keit von 1500 m/min., bis die Masse dick und viskos

eiden noch größer. In vielen Fällen der praktischen wird. Die Fasern haben Durchmesser von ungefähr

endung von elektrischen Leitern drückt eine 1 μ und Längen von 100 bis 1000 μ: Ursprünglich be-

rfe Kante unbeabsichtigt auf den Leiter oder 45 finden sich die Fasern in Bündeln mit Durchmessern

notwendigerweise an ihm an, weil ja das Bedürf- von 18 mm oder weniger, und in der viskosen wäß-

iach Leitern immer geringeren Gewichts und die rigen Dispersion befinden sie sich immer noch über-

jendige Anordnung verschiedener Gegenstände wiegend in Form von kleinen Bündeln, die aber Durch-

2inen Räumen, z. B. in einem spitzen Kegel (nose messer von 0,5 mm oder weniger aufweisen. Man ver-

) immer stärker wird. Solche Kanten bestehen 50 setzt die viskose Masse mit etwa 0,33 Teilen eines

llgemeinen aus Metall und führen zu Versagern Netzmittels, z. B. Natriumlaurylsulfonat, und rührt

»e von Kurzschlüssen. Durch die vorliegende Er- so lange weiter, bis das Gemisch flüssig wird. Nach

hg werden solche Versager weitgehend vermin- etwa lstündigem weiterem Rühren wird das Gemisch

weil die neuen Produkte selbst hohen Tempera- sehr plötzlich sehr flüssig.

und in langen Zeiträumen gegen Abrieb und 55 Nun versetzt man 10 Teile eines feinen Pulvers von hnitte widerstandsfähig sind. Polytetrafluoräthylen mit 11,5 Teilen der flüssigen 5 nachstehenden Beispiele veranschaulichen Aus- Aufschwemmung und rührt schonend unter Einschlangsformen der Erfindung. gen von Luft, bis das Gemisch einen leichten flüssigen ρ . . J₁ Schaum darstellt. Man trocknet den Schaum in einem • Beispiel l 60 Ofen mit umlaufender Luft sorgfältig bei 163°C. η bringt in ein geeignetes Gefäß 0,022 Teile Nun versetzt man 1,8 Teile eines hochsiedenden liumrot, 0,022 Teile eines Netzmittels, z. B. Na- Kohlenwasserstoffes mit 1,1 Teilen eines Siliconlaurylsulfonat und 0,185 Teile Wasser, verrührt Kautschuks und gibt diese Lösung zu 10,7 Teilen ir vollständigen Vermischung und setzt die er- des vorher hergestellten trockenen Pulvers aus Kaie flüssige Aufschwemmung zu 1,0 Teil pulver- 65 liumtitanat und Polytetrafluoräthylen. Nach gründgem Polytetrafluoräthylen zu. Man mischt die lichem Vermischen dieser Bestandteile führt man das »e Komponente und das Pulver schonend und Pulver in kleine Kügelchen über, extrudiert es durch t gleichzeitig Luft in das Gemisch ein, so daß ein Gerät mit zwei zusammenwirkenden Räumen,

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von denen der eine mit einer Düse ausgestattet ist, festigkeit zu erkennen. Drähte, die mit üblichen Isowelche die Masse in Längsrichtung als einen Stab liermassen, wie mit Polyvinylchlorid isoliert sind, beextrudiert, während der andere Raum diesen Stab sitzen eine sehr geringe Abriebfestigkeit und verlieren mit einer Düse aufnimmt, die ihn seitlich verformt dies auch noch weitgehend, wenn sie solchen Hitze- und in ein Band überführt, Die bandbildende Düse 5 graden ausgesetzt werden,
ist in ihren Dimensionen so gewählt, daß das austre- . . .
tende Band 150 mm breit und 0,75 mm dick ist. An- B e ι s ρ ι e l J
schließend wird das Band durch Kalanderwalzen Ein Kabel wird mit drei Lagen von Polytetrafluorhindurchgeführt, die seine Dicke auf O₁I mm (0,004 äthylen-Band bewickelt, welches keine Mineralfasern inch) vermindern. Der flüchtige Kohlenwasserstoff io enthält und 0,1 mm (0,004) dick ist. Das so bewickelte wird dann durch Erhitzen entfernt. Man erhält ein Kabel wird zwischen zwei zusammenlaufende, nichtnichtgesintertes Band von zäher Beschaffenheit, das gesinterte, mit Fasern gemäß Beispiel 2 gefüllte ohne zu zerreißen zum Mehrfachen seiner Länge ver- Bänder eingefüllt, deren Dicke 0,75 mm beträgt streckt werden kann. (0,030 inch).

Unter dem Mikroskop ist erkennbar, daß im Band, xs Das Kabel und die Bänder werden zwischen zwei ehe der Kohlenwasserstoff entfernt wird, nahezu alle Kalanderrollen durchgeführt, die mit Rillen versehen Fasern parallel zur Bandebene orientiert sind. Diese sind, welche einerseits das bewickelte Kabel aufnehmen Lage behalten sie auch nach dem Entfernen des und andererseits mit benachbarten erhöhten Teilen, Kohlenwasserstoffes und beim Sintern des Poly- die zusammenlaufenden, nichtgesinterten Bänder zumeren bei. Durch das Sintern wird die schwammige 20 sammenpressen, sobald sie sich berühren. Die mit Struktur des Produktes in eine homogene Masse Fasern gefüllten Bänder haben die gleiche Breite wie übergeführt. Weitere Untersuchungen ergeben, daß das nicht gefüllte Band und dies reicht reichlich aus, ungefähr 75% der Fasern im Produkt als einzelne um das bewickelte Kabel zu umgeben, so daß auf Teilchen vorliegen, während die restlichen 25% sehr beiden Seiten des zwischen den Kalanderwalzen zukleine Klumpen oder Bündel bilden. Praktisch samt- 25 sammengepreßten Gebildes noch ein Rand sich ausliche Einzelfasern und ein großer Teil der Faserbündel bildet. Der Druck ist so bemessen, daß die beiden sind im wesentlichen parallel zur Bandebene orien- gefüllten Polymerisatbänder zwischen den Walzen tiert, so daß die gesamte Orientierung etwa 90% ^zu einer Dicke zusammengepreßt werden, die geringer ausmacht, als die Summe ihrer ursprünglichen Dicken ist. Das

Ein Draht wird spiralig mit dem nichtgesinterten 30 so erhaltene Gebilde wird bei 350°C gesintert. Danach Band von 0,1 mm Dicke derart bewickelt, daß der beträgt die Dicke der nicht gefüllten Polymerisat-Draht mit insgesamt 4 Bandlagen bedeckt ist. Dann schicht etwa 0,5 mm, so daß die Gesamtdicke der sintert man den bewickelten Draht bei 350⁰C. Die Isolierschicht 0,7 mm beträgt, während der größere Dicke der gesinterten Isolierschicht beträgt 0,25 mm Durchmesser des isolierten Drahtes, ohne die Ränder, (0,010 inch). Bringt man eine Länge von 7,5 m dieses 35 2,4 mm beträgt.

Drahtes in eine Salzlösung und legt eine Minute lang Zur Prüfung dieses Produktes bringt man 45 m des

eine Spannung von 2200 Volt zwischen den Leiter Kabels eine Minute lang in ein Salzbad mit einer

und die Lösung, so tritt kein Fehler ein. Spannung von 4000 Volt (A. C. — R. M. S.) zwischen

Ein Muster des erhaltenen Drahtes wird mit dem den Leiter und der Salzlösung. Es tritt kein Fehler Gerät und nach den, Vorschriften von USA, MAS-703 40 auf. Die Abriebfestigkeit an einem 4/0 garnet Abreibe- und MIL-T-5438 auf Abrieb geprüft, dabei wird tuch ergibt einen Wert von 90 cm Bandlänge gegenein Band aus mit Gries belegtem Stoff (400 grit) über 60 cm Bandlänge bei einem handelsüblichen unter einer bestimmten Last, welche das Band gegen Kabel von 2,5 mm Durchmesser, einer inneren Isoden Draht drückt, quer über den Draht gezogen. lierschicht von 0,3 mm Polytetrafluoräthylen, einer Ein nur mit dem üblichen Polytetrafluoräthylen, in 45 darüber angeordneten mit Polytetrafluoräthylen imeiner Dicke von 0,25 mm isolierter Draht AWG 22» prägnierten Glasfaserumspinnung und einem äußeren ergibt einen Kurzschluß, sobald 800 cm des Test- Überzug von Polytetrafluoräthylen von 0,25 mm Dicke, bänder wieder über den Draht gelaufen sind, während Dieses Handelsprodukt besitzt also nur ²/a der Abder Draht mach dem gegenwärtigen Beispiel erst riebfestigkeit des Produktes nach der Erfindung und nach 1300 cm Testhand Kurzschluß ergibt. Er zeichnet 50 der dielektrische Zusammenbruch im Coronatest tritt sich also durch eine erhebliche größere Abriebfestig- innerhalb einer Minute ein.

keit aus. Gleichsinnige Ergebnisse werden auch mit Entnimmt man aus dem Kabel der Erfindung den verschiedenen anderen Produkten und verschiedenen leitenden Draht, so erhält man eine zylindrische vergleichbaren üblichen Polytetrafluoräthylen-Über- Manschette mit einem äußeren Durchmesser von zugsschiqhten erhalten. Die Überzüge nach dem 55 1,25 mm und einem inneren Durchmesser von 0,75mm Stand der Technik haben im Durchschnitt eine Ab' (0,030 inch). Diese Manschetten haben eine durchriebfestigkeit von 925 cm (niedrigster Wert 75.0, schnittliche Zugfestigkeit von 390 kg/cm² (5200 p. s. i.) höchster Wert 1050), während Isolierschichten nach und eine durchschnittliche Dehnung von 370%. der Erfindung eine durchschnittliche Abriebfestigkeit Während vergleichbare zylindrische Manschetten aus von 140Q cm (niedrigster Wert 1200, höchster Wert 60 ungefülltem gesintertem Polytetrafluoräthylen in Ver-1650) aufweisen. Hier ist zweifellos ein wertvoller und gleichsversuchen durchschnittlich 67% dieser Zugüberraschender technischer Fortschritt verwirklicht. festigkeit und eine durchschnittliche Dehnung von

Erhitzt man den isolierten Draht des gegenwärtigen 350% aufweisen.

Beispiels 96 Stunden lang auf 150⁰C so bleibt die Zur Veranschaulichung der verbesserten Einschnittursprüngliche ausgezeichnete Abriebfestigkeit unver~ 65 festigkeit werden verschiedene Abschnitte des nach ändert. Steigert man die Temperatur auf 200⁰C dem Beispiel hergestellten fertigen Kabels über einen und hält den Leiter 96 Stunden auf dieser Temperatur, Kern geschlungen und an beiden Seiten mit Geso ist immer noch, keine Beeinträchtigung der Abrieb- wichten von 335 g belastet. Die Anordnung wird

8 Stunden lang in einen Heißluftofen von 300⁰C gestellt. Danach werden die isolierten Kabel abgekühlt und in ein Salzbad mit der üblichen Spannung von 4000 VoIi gebracht, ohne daß ein Zusammenbruch eintritt. Beim Vergleichsversuch mit einem Kabel, das mit nicht gefülltem Polytetrafluoräthylen isoliert ist, tritt Durchschlag ein. Die Untersuchung dieses Kabels nach dem Stand, der Technik zeigt, daß der metallische Leiter an den Stellen die Isolierung durchschnittlich hatte, wo das Kabel unter der Ge-. wichtsbelastung gegen den Kern gepreßt war. Beim Kabel nach der vorliegenden Erfindung ist dagegen an den gleichen Stellen nur eine leichte Abflachung der Isolierschicht mit. einer geringfügigen dicken Verringerung zu. beobachten.

Man arbeitet nach Beispiel 2, ersetzt aber die Fasern aus Kaliumtitanat durch eine keramische Schnittfaser aus einem Gemisch von Aluminiumoxyd und Siliciumoxyd. Auch in diesem Fall wird verbesserte, Abriebfestigkeit und verbesserte Einschnittfestigkeit erzielt.

Beispiel 4

Einer flüssigen Aufschwemmung aus 90 Teilen Wasser und 6 Teilen Glasfasern mit etwa 10 Mikron Durchmesser und ; etwa 1000 Mikron Länge setzt man 67Teile des Netzmittels von Beispiel 1 zu und vermischt dann die Aufschwemmung mit 20 Teilen eines feinzerkleinerten ,Mischpolymerisats aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen. Man verrührt das Gemisch bis alle Polymerisatteilchen benetzt und dispergiert sind. Dann scheidet sich beim Stehen kein Wasser ab, und die fließbare Aufschwemmung ist stabil. Sie wird auch nicht entmischt oder konglomeriert, wenn sie anschließend zur Entfernung des Wassersund zum Trocknen, des Produktes erhitzt wird. Das Wasser tritt gleichförmig aus der Aufschwemmungaus, und das Verhältnis von Polymerisat zu anorganischem Material bleibt innerhalb des Gemisches völlig konstant.

. Aus dem so erhaltenen trockenen Gemisch extrudierf man in der Schmelze Stäbe, welche eine erhöhte Abriebfestigkeit besitzen, .

Man,arbeitet;wie.vorstehend, benutzt aber statt deSj Mischpolymerisats iPolytetrafluoräthylen und extrudiert. das gleichförmig gepulverte Produkt nach der Methode von Beispiel 2, wobei als Silikon ein Polymethylsiloxan und als Kohlenwasserstoff ein gereinigtes,, Kerosen angewandt wird. Man erhält ein ungesinterfes Band, das mit dem Band vergleichbar ist, das unter Anwendung von Kalititanatfasern hergesteUtist und mit dem sich isolierte elektrische Leiter anfertigen, fassen,, _nderen Widerstandsfähigkeit den Werten von Beispiel 2 entspricht. :

\ '; ^{! ;} Beispiel 5

; Man stellt ein nichtgesintertes Band aus Polytetraflupräthyien in der Weise her, daß es gleichförmig mit einem Silikonöl durchsetzt ist. Zu diesem Zweck mischt man in einem Schüttelgefäß (tumbler) 100 g trockenes ,pulverförmiges Polytetrafluoräthylen mit 10 ecm einer dielektrischen Flüssigkeit und exfrudiert das erhaltene gleichmäßige Gemisch durch zwei hintereinandergeschaltete Düsenöffnungen, von denen die erste das Material zu einem Stab verformt, während die zweite als Schlitzdüse ausgebildet ist und den von. der ersten Düse kommenden Stab zu einem dünnen Band sejtlich verstreckt. Das extrudierte Band besitzt eine Dicke von 0,05 mm (0,002 inch) und läßt sich aufwickeln.

Ein zweites nichtgesintertes Band von 0,1 mm Dicke wird nach Beispiel 1 unter Verwendung von Kaliumtitanat als Mineralfaserzusatz hergestellt.

,Man bewickelt ein Kabel mit vier Lagen des zuerst genannten Bandes und dann mit drei Lagen des zweiten Bandes. Man sintert das so erhaltene Gebilde in einem Ofen bei 360⁰C,¹ danach hat der Überzug

ίο des Drahtes insgesamt eine Dicke von 0,3 mm, wobei die innere Schicht 0,125 und die äußere Schicht 0,175 mm dick ist. Wie bei kten anderen Beispielen sind die Titanatfasern in der Außenschicht weitgehend parallel zur Oberfläche des. Kabels orientiert.

Die Corona-Resistenz des ^Produktes wird geprüft, indem man das isolierte Kabel in ein mit einem Dispersionsmittel versetztes Wasserbad bei einer Spannung von 3000VoIt R;-M. S. zwischen Kabel und Bad eintaucht. Nach 50 Stunden tritt noch kein

ao Zusammenbruch ein, was eineihervorragende Coronafestigkeit bezeugt . .·.. . ^:

Die Abriebfestigkeit des Kabels wird mit Abriebband gemäß NAS-703 für Kabel geprüft. Das Produkt des Beispiels verbraucht 140 cm Band, während ein

a,5 vergleichbarer Leiter, der mit gesintertem Polytetrafluoräthylen ohne Zusatz isoliert ist, bereits nach 87,8 cm Band durchgerieben äst. Zum Vergleich des Deformationswiderstandes wurden Muster von Leitern nach der Erfindung und nach dem Stand der Technik

30; auf einen Amboß im Abstand von 25 mm von einem Fulcrum gelegt und ein Dorn mit einem Durchmesser von 1,56 mm im rechten Winkel zur Längsachse jedes Musters gepreßt mit Hilfe eines an einem Hebelarm von 25 cm Länge angehängten Gewichtes von 500 g.^:

Man bestimmt die Zeit, innerhalb deren das Kabel nach dem Stand der Technik vom Dorn durchgeschnitten wird, sowie den Zustand des Kabels nach der Erfindung nach Ablauf von 15 Minuten Belastung.; Die Ergebnisse sind in der-'nachstehenden Tabelle ausgewiesen; ;■■ :^: .... :?■.:"■'■"

	i. ' . . ; ■'■■'· Zeit; -I .: ... ' ■ ■ . -■ . ". -* ■ J- ·■ - ' Kabel nach Erfindung ■'	: Kabel nach Stand der Technik
Versuch ; 45- -·■:■: :·<-:!■■-	:,;'] ■..:.■;..-,'.;. ' ,■:. c'.n ■' länger als 15 Minuten^ länger als 15 Minuten, langer als 15 Minuten ; fänger als 15 Minuten	4,0 Minuten , 3,75 Minuten . 4,50 Minuten .3,75 Minuten
I ..'-''I :

Man: sieht, ydäß:die. Kabel nach dem Stand der 55: Technik bereits nach weniger^als:5 Minuten uhbfauch-. bar werden,· während die Kabel nach der Erfindung" noch nach 15 Minuten Belastung der Deformierung: widerstehen, j'!■-., : . . ,.'.-.'.=.■ ' '■-■

.Vorstehend ;wurde die Erfindung im wesentlichen δα, in der Anwendung mit Polytetrafluoräthylen beschrieben, pie Erfindung ist aber auch mit anderen Polymerisaten, wie Polychlortrifluoräthylen und mit Misch* polymerisaten des Tetrafluoräthylens ausführbar, z. B. Mischpolymerisaten mit Äthylen oder mit ChlortrP 65- fluoräthylen oder mit fluorierten Propylenen, z. B. Hexafluorpropylen. Von den verschiedenen Polymerisaten und Pluorkohlenwasserstoff en ist jedoch das Polyfluorfetraäthylen von großer Bedeutung, weil-

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seine physikalischen und chemischen Eigenschaften Vorstehend wurde die Erfindung im wesentlichen im Rahmen der Erfindung verläßliche Produkte mit im Hinblick auf die Herstellung von elektrischen

Spitzenqualität in bezug auf die Abriebfestigkeit und Leitern und deren Erfordernisse beschrieben. Die

die sonstigen Festigkeiten ergeben. Massen der Erfindung sind aber noch für beachtliche

Beim Extrudieren können alle üblichen Schmier- 5 andere Anwendungsgebiete vorzüglich geeignet, z. B.

mittel angewandt werden, beispielsweise Gas-Naphtha, zum Beschichten von Kabeln, zum Beschichten der

Kerosen, Handelsprodukte, Soltrol usw. Als Netz- verschiedenen Typen von Rohrleitungen und Schläu-

miftel für-die Zwecke der Erfindung kommen die chen, welche erheblichen Beanspruchungen durch

handelsüblichen Netzmittel in Fxage, z. B. quafernäre Biegung oder durch Chemikalien ausgesetzt sind,

Ammoniumsalze oder die sulfonischen öle oder io und als Auskleidung für alle Typen von Behältern,

Alkohole. Überlicherweise werden die Natriumsulfo- wie Fässern, Trommeln, Tanks usw. Besonders

nate von langkettigen Alkoholen benutzt. günstig sind die Massen nach der Erfindung zum

Beispielsweise verwendet man sehr häufig das Na- Auskleiden von eckigen Tanks, weil die Massen sich

triumlaurylsulfonat. Die Menge des Netzmittels ist in beiden Richtungen verstrecken lassen und starke

nicht kritisch, und man braucht nur so viel anzu- 15 widerstandsfähige Eckenauskleidungen für die Tanks

wenden, daß innerhalb einer erträglich kurzen Misch- zu liefern vermögen,

dauer eine gute Benetzung erreicht wird. Die Zusammensetzung der Massen der Erfindung

Unter manchen Umständen ist der Zusatz von wird so gewählt, daß der mineralische Anteil 3 bis

Netzmitteln überhaupt nicht erforderlich, so bei- 25 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts ausmacht,

spielsweise wenn die Flüssigkeif sowohl den minera- ao Vorzugsweise werden etwa 5 bis etwa 15 Gewichts-

lischen Anteil wie das Polymerisat zu.benetzen vermag. prozent angewandt, und am häufigsten enthalten die

Es ist aber erforderlich, daß sowohl die mineralischen Massen 10% Mineralbestandteile. Die Polymerisate

Partikeln wie.auch die pulvrigen Polymerisatteilchen werden in Pulverform angewandt, und die minera-

benetzt werden, je nach den angewandten Mineral- lischen Bestandteile sind ebenfalls fein zerklei-

stoffen und Polymerisaten wird sich häufig ein ge- as nert.

meinsames Netzmittel für beide finden. Beispielsweise Als Fasern für die Erfindung ist jede der zahlreichen ist Methanol häufig.hierzu geeignet Neben Wasser handelsüblichen Mineralfasern geeignet, beispiels- und Methanol kommen aber auch andere Flüssig- weise Fasern aus Kaliumtitanat, Glas oder keramikeiten in Frage, wie Gas, Naphtha, Äther, z.B. sehen Werkstoffen. Vom letzteren Typ werden üb-Äthylenglykpldimethyläther, Ester, z. B. Äthylacetat, 30 licherweise die Fasern aus Aluminoxyd-Siliciumoxyd Kohlenwasserstoff und halogenierte Kohlenwasser- benutzt, obwohl auch Fasern geeignet sind, die aus stoffe, ζ. B. solche aus Kerosen und Benzol. Wendet Zirkoniumoxyd, Boroxyden und anderen Oxyden man zusammen mit Polytetrafluoräthylen Wasser an, bestehen oder solche enthalten. Im allgemeinen sind so ist ein Netzmittel, wie die erwähnten Natriumsalze die Fasern weiß, sie können aber gegebenenfalls auch erforderlich, weil Wasser allein dieses Polymerisat 35 gefärbt sein, und die Färbung kann zu Kennzeichnicht benetzt. Zur Herstellung der Gemische von nungszwecken benutzt werden. In diesem Fall verleibt Mineralstoffen und Polymerisaten haben sich trockene man den keramischen Fasern' gefärbte Oxyde, z. B. Mischmethoden nicht so wirksam wie die flüssige solche des Kadmiums oder des Kobalts ein. ^
Mischmethode der vorliegenden Erfindung erwiesen: Bei Titanatfasern kommen Durchmesser von 0,1 Im allgemeinen erfolgt das Mischen bei Raumtem- 40 bis 10 Mikron und Stapellängen von etwa 100 bis peratur, aber gegebenenfalls kann auch Wärme dabei etwa 1000 Mikron in Frage. Bei Fasern aus Alumiangewendet werden. Normalerweise^ist weder eine niumoxyd-Siliciumoxyd liegen die Durchmesser bei Heizung noch eine Kühlung der Komponenten beim etwa 1 bis etwa 10 Mikron und die Stapellänge bei Mischen erforderlich. Zur Erzielung gleichförmiger etwa 100 bis etwa 10 000 Mikron. Die für die ErGemische wird nicht nur ein flüssiges Medium an- 45 findung geeigneten handelsüblichen Glasfasern haben gewendet, sondern auch noch die Menge der Flüssig- Durchmesser von etwa 10 Mikron und Stapellängen keit so reguliert, daß die entstehende Dispersion auch von 1000 bis 10 000 Mikron.

noch beim Stehen gleichförmig vermischt bleibt. Bei Mit Glasfasern, bei denen ein Teil der Fasern

der Herstellung eines Gemisches aus einem bestimmten Stapellängen von 6 mm aufwiesen, ergeben sich

Mineral und einem bestimmten Polymerisat läßt sich 50 Verbesserungen in Benutzung auf Abriebfestigkeit und

in einfacher Weise die genaue Flüssigkeitsmenge be- Einschnittfestigkeif. Im allgemeinen sind aber Fasern

stimmen, die im Gemisch zurückgehalten wird. Zu geringerer Stapellängen zu bevorzugen, weil längere

diesem Zweck wendet man zunächst die Flüssigkeit Fasern schwieriger in die gewünschte Orientierung

im Überschuß an und setzt dann langsam das ge- zu bringen sind. Der größere Teil der Fasern in den

pulverte Polymerisat hinzu, bis der stabile Endpunkt 55 Massen der Erfindung ist einzelweise in das PoIy-

erreicht ist. Wenn das gepulverte Polymerisat zu merisat eingebettet. In ihrem parallelorientierten

solchen wäßrigen oder organischen Dispersionen des Zustand liegen sie in zufälligen Abständen und nicht

Minerals hinzugesetzt wird, so wird oft Luft in die etwa in Reihen. Vielmehr wird eine Faser, die parallel

Flüssigkeit eingemischt, und es entsteht ein Schaum. zu einer benachbarten Faser liegt, mit ihrem Ende

Dieses Schäumen ist aber nicht wesentlich. Ent- 66 nicht senkrecht unter dem entsprechenden Ende der

scheidend ist, daß die gleichförmige Mischung des anderen Faser liegen. Jedenfalls bieten die Massen

Minerals und des Polymerisats aufrechterhalten bleibt, nach der Erfindung eine Oberfläche dar, welche nahezu

damit das Gemisch auch noch im Zeitpunkt der Ver- vollständig und kontinuierlich mineralisch erscheint,

formung zu Streifen, Bändern, Stäben, Formungen, wie in F i g. 3 dargestellt ist.

Einlagen, Überzügen, Bahnen, Schichtstoffen, im 65" Im allgemeinen werden Fasern mit Durchmesser Druckverfahren hergestellten Stromkreisen u. dgl. von 0,5 bis 10 Mikron und Stapellängen von 100 bis noch gleichförmig in dem gleichen Mengenverhältnis höchstens 10 000 Mikron benutzt. Fasern mit Stapelzusammengesetzt ist. längen von etwa 500 bis etwa 5000 Mikron sind vor-

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zuziehen. Die anorganischen Fasern, wie Kalium- Fasern, und schließlich auch Gemische von Polymeri-

titanatfasern, sind vorteilhaft, wenn Produkte Tem- säten benutzt werden.

peraturen ausgesetzt werden, welche oberhalb des Soweit die Produkte ein Dielektrikum enthalten,

Schmelzpunktes oder Zersetzungspunktes des poly- ist jedes Material anwendbar, welches Ionenentla-

meren Isolierstoffes liegen. Wenn die Temperatur 5 düngen unterbindet oder absorbiert. In Frage kommen

so hoch anzeigt, wie beispielsweise beim Wiedereintritt beispielsweise die verschiedenen Silikonöle, d. h. Or-

von Gegenständen in die Erdatmosphäre, so zersetzt ganopolysiloxane, wie Polyisobutylsiloxan, Polyme-

sich das Polymerisat in ein Gemisch von Gas. Bei thylsiloxan, Polyfluordiphenylsiloxan und dergleichen.

Kabeln des bisherigen Standes der Technik wird in Anwendbar sind auch perfluoriertes Kerosen, per-

solchem Fall der leitende Draht bloßgelegt. Die nach to fluorierte Schmieröle, Pyromellitester von perfluo-

der Erfindung benutzten Mineralfasern widerstehen rierten Alkoholen, z. B. das Pyromellitat des Perfluor-

aber Hitzegraden von 1200⁰C und mehr, und infolge- n-octanols. Im allgemeinen werden Siloxane vorge-

dessen bilden bei den Produkten der Erfindung diese zogen.

organischen Fasern, auch wenn das Polymerisat sich Die metallischen Leiter können aus Kupfer, nickelverflüchtigt, noch eine den metallischen Leiter um- 15 platiertem Kupfer, Stahlsträngen, geschweißtem Kupgebende Matte, die nicht nur eine gute thermische fer, Beryllium-Kupfer u. dgl. bestehen und die Form Isolierung darbietet, sondern auch als elektrische von Bändern, Stäben oder Streifen haben. Die verIsolierung wirkt. Hierin liegt ein wesentlicher Vorteil besserte Festigkeit gegen Abrieb und Einschnitt ist der Produkte der vorliegenden Erfindung. besonders wertvoll dort, wo es sich um flache Ober-Im allgemeinen werden handelsübliche Rührer- ao flächen handelt, wie in gedruckten Stromkreisen, die einrichtungen und Rührgeschwindigkeiten angewandt. den Angriffen und einer möglichen Beschädigung bein manchen Fällen erfordern die im Handel erhält- sonders stark ausgesetzt sind.

liehen Mineralfasern noch eine weitere Zerkleinerung, Geformte Gegenstände aus den Massen der Er-

und dann wendet man scharfkantige Rührer mit findung können durch Extrudieren hergestellt werden,

hohen Geschwindigkeiten an. In vielen Fällen können vas Anwendbar sind aber auch andere Formungsmetho-

alle Bestandteile der Massen der Erfindung gleich- den. Zur Herstellung von isolierten Leitern können

zeitig zusammengebracht und vermischt werden, aber die Drähte mit Band bewickelt oder in der beschrie-

für viele Zwecke empfiehlt es sich, entweder ein Färb- benen Weise mit einer Kalandriermethode hergestellt

konzentrat oder ein Konzentrat aus Fasern und Poly- werden. Die festen pulvrigen Gemische von Mineral-

merisat getrennt herzustellen und dieses Vorprodukt 30 stoff und Polymerisat lassen sich auch unmittelbar

dann zu benutzen, um die extrudierbare Polymerisat- zur Drahtisolierung im Extrudierverfahren anwenden,

masse zu bilden. Selbstverständlich können im Rahmen Besonders günstige physikalische Eigenschaften wer-

der Erfindung auch Gemische von anorganischen oder den aber erzielt, wenn man die Massen der Erfindung

organischen Flüssigkeiten sowie Gemische von an- zunächst zu Folien oder Bändern verarbeitet und den

organischen Feststoffen, beispielsweise Pigmenten und 35 Draht erst mit diesen bewickelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 merisaten zu schaffen, welche eine hohe Abriebfe Patentansprüche: keit, Schneidefestigkeit und Widerstandsfähigkeit . gen auf die Oberfläche einwirkende Kräfte besit

1. Formkörper, irisbesondere Bahnen oder Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadi Bänder unendlicher, Länge, aus einem Tetrafluor- 5 gelöst, daß die Fasern in dem jeweiligen Gegensi äthylen-Homo- oder Mischpolymerisat oder Poly- derartig orientiert sind, daß sie mit ihren Längsacl trifluorchloräthylen mit 3 bis 25 Gewichtsprozent, überwiegend in Ebenen parallel zu den Oberfläi bezogen auf die Gesamtmasse, darin eingebetteten des jeweiligen Gegenstandes ausgerichtet sind, mineralischen Fasern, wobei gegebenenfalls zu- I_n der französischen Patentschrift 1155 477 sätzlich ein fließbares dielektrisches Material io die Verwendung von Formmassen aus Polytetrafl sowie übliche Verarbeitungshilfsmittel vorliegen äthylen, anorganischen Stoffen, beispielsweise C können, dadurch gekennzeichnet, daß fasern, und einem dielektrischen Material in K die Fasern in dem jeweiligen Formkörper derartig bination mit Verarbeitungshilfsmitteln, beispielsv orientiert sind, daß sie mit ihren Längsachsen Wasser oder Aceton, beispielsweise ein Extrudi überwiegend parallel zu den Oberflächen des 15 derartiger Formmassen, beschrieben. Es ist jedoch jeweiligen Gegenstandes ausgerichtet sind. genannten Patentschrift kein Hinweis darauf

2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch ge- entnehmen, die Verarbeitung, beispielsweise kennzeichnet, daß das füeßbare dielektrische Ma- Extrudieren, derartig durchzuführen, daß die Fa terial ein Siloxan ist. mit ihren Längsachsen überwiegend parallel zu

3. Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ao Oberflächen der jeweils hergestellten Formkc gekennzeichnet, daß sie ungesintert mindestens ausgerichtet werden. Nach den gemäß der genan 100% Dehnung aufweisen. französischen Patentschrift geforderten Zusatzrad

4. Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch an Füllstoffen, welche gewichtsmäßig die Hauptm gekennzeichnet, daß sie gesintert sind und in der Formmasse ausmachen, wäre dies auch ι Längsrichtung mindestens 100% Dehnung sowie 25 möglich.

seitlich eine Zugfestigkeit von mehr als 288 kg/cm² Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß

aufweisen. Erzielung optimaler physikalischer Eigenschaften.

5. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern insbesondere Abriebfestigkeit, Schneidefestigkeit s nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn- Zug- und Dehnungseigenschaften, die Fasern in zeichnet, daß man in feinverteilter Form einen 30 Formkörpern derartig orientiert sein müssen, anorganischen Faserstoff und ein Polymerisat der sie mit ihren Längsachsen überwiegend in Eb genannten Art in Gegenwart einer beide vernet- zu den Oberflächen des jeweiligen Gegenstandes zenden Flüssigkeit zu einer stabilen Dispersion gerichtet sind.

vermischt, die Flüssigkeit unter Aufrechterhaltung Überraschend ist dabei die Erkenntnis, daß ge

des Verhältnisses der beiden festen Bestandteile 35 bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Fasero entfernt, das erhaltene trockene pulvrige Gemisch tierung insbesondere eine hohe Abriebbeständi; zu Bahnen, Bändern, Stäben oder Überzügen unter erzielt wird. Es war in Kenntnis der genannten i Parallelausrichtung der Faserfüllstoffe zur Ober- zösischen Patentschrift nicht anzunehmen, daß d fläche der Formkörper verformi und die aus an- diese Orientierung ein besonderer Vorteil erzielt λ organischen Fasern und Polymerisat bestehende 40 Gemäß der französischen Patentschrift ist när Masse durch Erhitzen auf hohe Temperaturen zum auch die Herstellung von zusammensetzungen! Sintern bringt. ' ■■■' ähnlichen Gebilden möglich, in denen die Fj

wirr angeordnet sind und damit auch ineinander

greifen. Es wäre anzunehmen gewesen, daß eine

■·■·>··. , / :_: ■·-.■ 45 artige Faserorientierung bezüglich der Vorstehern

nannten Eigenschaften maximale Ergebnisse Folge hat, da einerseits die Wirkung der Fasei

Gegenstand der Erfindung sind Formkörper, ins- allen Richtungen erfolgt und andererseits eine besondere Bahnen oder Bänder unendlicher ,Länge, .stärkende Wirkung dadurch, erzielt wird, daß aus Polytetrafluoräthylen-Homo- oder Mischpoly- 50 Fasern teilweise ineinander verhakt sind. Es ist c merisaten mit 3 bis. 25 Gewichtsprozent, bezogen auf überraschend, daß durch die erfindungsgemäße O die Gesamtmasse, darin eingebetteten mineralischen tierung wesentlich bessere Ergebnisse erzielt we Fasern, wobei gegebenenfalls zusätzlich ein fließbares .. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen gefor dielektrisches Material sowie übliche Verarbeitungs- Gegenstände wird vorzugsweise ein Verfahren ; hufsmittel vorliegen können. 55 wendet, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß

Fluorkohlenwasserstoff-Polymerisate, insbesondere in feinverteilter Form einen anorganischen Fase Polytetrafluoräthylen, besitzen viele hervorragende und ein Polymerisat der genannten Art in Gegei Eigenschaften und haben daher für viele technische einer beide benetzenden Flüssigkeit zu einer sta Zwecke Verwendung gefunden. Erwähnt sei beispiels- Dispersion vermischt, die Flüssigkeit unter Auf 1 weise die Verwendung als Überzüge von Drähten. 60 erhaltung des Verhältnisses der beiden festen Bes Dabei ist es jedoch nachteilig, daß, falls eine scharfe teile entfernt, das erhaltene trockene pulvrige Gei Kante auf einen derartigen Überzug drückt, sie den zu Bahnen, Bändern, Stäben oder Überzügen Überzug leicht bis zum Draht durchschneiden kann, Parallelausrichtung der Faserfüllstoffe zur Ober! so daß auf diese Weise ein Kurzschluß erzeugt werden der Formkörper verformt und die aus anorgani kann. 65 Fasern und Polymerisat bestehenden Teile durc

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, hitzen auf hohe Temperaturen zum Sintern b Formkörper, insbesondere Bahnen oder Bänder un- Die Erfindung wird nachstehend an Hand der /

endlicher Länge, aus Fluorkohlenwasserstoff-Poly- nungen näher erläutert, welche bevorzugte Ai