DE2028393A1

DE2028393A1 - Dichtungsmaterial

Info

Publication number: DE2028393A1
Application number: DE19702028393
Authority: DE
Inventors: Wilbert L Newark Del Gore (V St A)
Original assignee: WL Gore and Associates Inc
Current assignee: WL Gore and Associates Inc
Priority date: 1969-10-03
Filing date: 1970-06-09
Publication date: 1971-04-22
Also published as: DE2028393B2; SE389298B; NL159913B; DK139529C; CA957470A; NL7014382A; ZA706542B; NL159913C; US3664915A; GB1278364A; CH544127A; FR2064989A5; BE757004A; DK139529B; JPS5226547B1; JPS4844664B1

Description

DR. ALFRED SCHON · 8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49/1

Seh/Gl

α 257
S.n. 863*446;

WITbert Ü. Gore & Assoolates, Iac., ffewark» !Delaware /

!Dichtungsmaterial

Polymerisate des fetrafluoräthylens werden in Formteile umgewandelt, die entlang einer Achse einen gleioMftmigen Quer» . schnitt Bäben, b.B, Bander oder folien, und die desB m einem, fibrillaren» gedehnten Material weiterverarlieitet werden« Ein gedehnter Artikel oder ei» Höterial geoäas der Erfindisng ist ein Material, das einer Bearbeitung unterworfen wurde, im einen neuen Artikel oder ein !Saterial zu erzeugen, dse dieselbe SinheitlioulEeit und Quersöhnittsfoxm wie dae material, jedoch eine geringere Dichte hat. Die Beseiohnung "gedehnt¹¹, wie hier definiert, bedeutet, dass die !Dichte sich verringert hat. Bei der Herstellung von Artikeln nach der Irjfindung werden die KJettenstrukturen der MoIeMiIe in dem Arti-

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kel unter den Bedingungen der Streckung gedehnt, ohne dass sich Breite und Stärke des Artikels nennenswert verringern. Dadurch wird die Sichte des erhaltenen Artikels wsentlieh und vorteilhaft verringert. Es wird fir Abdichtungen, wie sie bei Hohrverbindungen vorkommen, weniger Dichtmateriai benötigt. Die resultierenden Materialien sind vorteilhafterwejL®© weniger schlüpfrig und haben ein höheres SslbsthaftusgsvemSgen als das Ausgangsmaterial. Ausserdem sind sie leichter >mi banA'-haben und können bequem auch bei niedrigen Sempemteren verwendet werden.

Die Erfindung betrifft ein Setraflmoräthylen-PoliBierieat» welches in Form von Streifen, Filmes oder lindern im Gebrauch ist, um mit Gewinden versehene EotarerbiMungen'so absmdi&hten, dass unter Druck stehend©. JOJtasigteiteii sieM leetaa« Das USA-Patent 3 002 770 beschreibt eis ¥@rfatees^ das unga« sinterte Streifen solcher Pol$SB3?I©at© sm¹ AMieMssg να <m-.winde-Rohrverbindtingen benutet» miä »:uQh. eilt Te^fmlirdii mss ~ Herstellung solcher Stseifen«. Das feaäsbOüstiie Bateat 926 "566-..und das USA-Pateai 3 315 020
2sur Herstellung von

.Die nach diesen TesfahreB
,eignen sich sehr gut sam Abdlci&texs wm, doch wird ihre Verwendung dadursli
sehr schlüpfrig sind. Aussenden,
Stellen ein sohleohtes S®lbs^<!aaf.'fasi^¥©3£2ilg@s_e Sie lich steif und legen sich schwer ämm S@wisid@pr®fil. s© 'W&_& n±@ es stur leichten Herstellung einer Bohrverbindmig erforderlich ist. Diese Schwierigkeiten nelnaen erheblich @m₉ wenn Sie .Abdichtung bei kaltem Wetter (@t*ra
.ausgeführt wird, oder wenn mit teis©s .@ewi»t@B wird. Sie sind so beträchtlich^ dass

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Streifen unter solchen Bedingungen selten verwendet werden können. Außserdea ist das zur Herstellung dieser Streifen verwendete Polytetrafluorätüylen-Material sehr kostspielig. Z.B. kostet ein Polymerisat, das für solche Streifen Verwendung findet, in Palverfora mir Zeit etwa 10 $ pro kg und der Preis in Streifesfox» 1st naturgemäße noch holier.

Sin Zweck dieser Erfindung 1st, ein Polytetrafluoräthylen-Band herausteilen, welches einen höheren Reibungskoeffizienten und bessere Selhsthaftung hat und sich Gewindeprofilen hesser anschmiegt,, als die zur Zeit in Gebrauch befindlichen Bänder. Bin weiteres Ziel ist die Entwicklung eines Verfahrens und einer Apparatur su Herstellung eines solchen Bandes. Sin drittes Ziel ist die Herstellung eines Bandes, welches in kleineren Mengen verwendet werden kann und trotzdem eine Slohtwirkung liefert, die der mit den Jetzt gebräuchlichen Bändern erzielbaren vergleichbar let. Biese und andere Ziel sind aus der nachfolgen-' den Beschreibung und Zeichnung zu ersehen, die beide nur für Erläuterungszweeke gedacht sind und keine Einschränkung dar'" stellen,

Die Zeichnung 1st die schematische Darstellung eines Apparates, der zur Herstellung von Bändern gemäss der Erfindung dienen kann.

Die Erfindung erfüllt die obengenannten Zwecke unter Verwendung kleinerer Mengen des kostspieligen Polytetrafluoräthylen-Harzes, ohne dass die ausgezeichnete Dichtfähigkeit des < Bandes beeinträchtigt wird, lim das su erreichen, wird ungesintertes Polytetrafluoräthylen-Band in seiner Längsrichtung auf mehr als die doppelte Länge gestreckt, doch wird die Folie dabei kaum schmaler und erleidet keinen messbaren Verlust in

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ihrer Starke. Dieses Verfahren dehnt die fibrillare Struktur (siehe USA-Patent 3 315 020 bezüglich einer Beschreibung der fibrillaren Struktur) der Folie so aus» dass die Dichte des erhaltenen Produktes wesentlich geringer ist als die des Ausgängen»terials. Ausserdem wird das Material weniger schlüpfrig» an überlappenden und zusammengepressten Stellen mehr selbsthaftend und legt sich dem Profil der Gewinde, um die das Band eum Zweck der Abdichtung gewickelt wird, besser an.

Wenn Polytetrafluoräthylen-Band durch Streckung bei normalen Temperaturen gedehnt wird, tritt eine elastische Retrakticn ein, sobald die Zugspannung aufgehoben wird. Dies ist aus korn-* merziellen Gründen unerwünscht, da das Band in feststehenden Längen in den Handel kommt. Wenn das Band weiterhin zur Verpackung für den Verkauf auf Hollen gewickelt wird, staut sich die elastische Spannung an, und die Rollen werden in sich zusammengedrückt. Ausserdem lässt sich das Band dann wegen der Selbsthaftung in der fest gewickelten Rolle, als Folge der elastischen Retraktion, schwieriger abwickeln. In dem beschriebenen Verfahren wird diese Retraktion dadurch vermieden, dass die Dehnung bei einer !Temperatur von ca. 300⁰C erfolgt, oder dadurch, dass man das gedehnte Band erwärmt, wobei dieses so gehalten wird, dass es sich nicht zusammenziehen kann und diese Bedingungen bis zum Verschwinden der Spannung aufrechterhalten werden.

Die ausführliche Beschreibung des Verfahrens zur Dehnung der Struktur wird durch die Zeichnung veranschaulicht. Das PoIytetrafluoräthylen-Band 1, ca. 15*2 cm breit, wird von der Vorratstrommel 2 durch zwei gummiüberzogene Ausführungswalzen 3 abgezogen. Diese brauchen sich nicht zu berühren und sind gewöhnlich so eingestellt, dass sie Band 1 von der Vorratstrom-

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mel 2 abziehen, ohne dass das Band an Stärke einbüßet. Das Band wird dann zwischen zwei dicht zusammenstehenden Heizplatten 4 hindurohgeführt, wo es auf 200 - 300⁰C erwärmt wird. Ansohlieesend wird es zwischen zwei Silikongummiwalzen 5 durchgeführt. Letztere laufen mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als die Walzen 3, wodurch sie die gewünschte Streckung bewirken. Sas gestreckte Band wird dann um Trommel 6 geführt, die auf eine Temperatur von über 200⁰C, jedoch unter 342°C, dem Schmelzpunkt des ungesinterten Polytetrafluoräthylens, erhitzt wird. Das helsse Band wird dann um eine KUhI-trommel 7 geführt und schliesslieh auf die Auffangsspule 8 wieder aufgewickelt, die bei niedriger Drehleitung über eine Schlupfkupplung (nicht gezeigt) angetrieben wird. Die Irommeln 6 und 7 rotieren mit derselben Umfangsgeschwindigkeit wie die Walzen 5. Sie sind keine Ausführungswalzen, obgleich sie sehr dicht beieinander stehen können. Die Streckung zwischen den Ausführungswalzen 3 und den Abzugswalzen 5 wird durch zweckmassige Getriebeeinstellungen in deren Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) geregelt. Für beide Walzenpaare und auch für die Trommeln 6 und 7 wird ein gemeinsamer Antrieb verwendet.

Die Dehnung zwlsohen den Ausführungswalzen 3 und den Abzugswalzen 5 kann bei Raumtemperatur erfolgen. Der Prozess läuft jedoch gleichmassiger ab, wenn die Folie während des Dehnungsvorganges durch die Heizplatten 4 erwärmt wird. Dadurch sind auch höhere Dehnungsgrade erziel bar. Erwärmt man die PoIytetrafluoräthylen-Folie mittels dieser Platten auf Temperaturen oberhalb 200⁰C, vorzugsweise auf etwa 300⁰C» so wird die Entspannungebehandlung mittels Trommel 6 häufig entfallen können» Sie 1st auch nicht erforderlich, solange die Geschwindigkeit der Folie klein genug gehalten wird. Die Benutzung

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der Trommel 6 gestattet jedoch grössere Arbeitsgeschwindigkeiten und aus diesem arunde let die Verwendung der heissen Trommel 6 BU bevorzugen. Nach dem Abkühlen des gedehnten Polytetrafluoräthylen-Bandes wird dieses In die gewünschten Breiten geschnitten und auf Rollen gewickelt. Dabei tritt, wenn überhaupt, nur eine sehr geringe Betraktion auf. Die vollen Rollen werden nicht in sich zusammengedrückt, nooh haften die einzelnen Foliensohichten aneinander.

Die Erfindung soll durch nachstehende Beispiele, die sie nur illustrieren, ihren Schutzumfang aber in keiner Weise beschränken sollen, erläutert werden. .

Beispiel 1

Sine grosse Rolle ungesinterter Polytetrafluoräthylen-Folie, etwa 150 mn breit und 0,075 um stark, wurde in die abgebildete Apparatur als Vorrats trommel 2 eingesetzt. Das Band wurde dem Gerät über die Rollen 3 mit.einer Geschwindigkeit von ca. 9,1 m/Minute angeführt. Die Heißplätten 4 wurden auf 500⁰C, die Bntspannungstrommel 6 auf 310°0 erhitzt, während die Kühltrommel 7 auf 25⁰C gehalten wurde. Eb wurde Material verschiedener Dehnungsgrade erhalten und das auf der Auffangespule 8 gesammelte gedehnte Band in allen Fällen naher untersucht. Um drei verschiedene Dehnungegrade zu erhalten, wurden drei verschiedene Übersetzungsverhältnisse angewendet, um die Anfangsgeschwindigkeit der Rollen 5t 6 und 7 gegenüber derjenigen der Ausführungswalzen 3 nacheinander auf 10,7t 11t9 und 15,1 m/Minute zu steigern, wobei Material mit einer Längensunahme von 18 £, 30 £ und 65 £ resultierte· Die Eigenschaften des ungedehnten sowie der drei gedehnten Materialien sind in Tabelle I unter 1 bis 4 zueanmengesteilt:

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«Q fs«- h e*"v

4»

• Φ ε

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A^

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δ Φ PtR.

4> I.

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6. S- 5 S

4»

in φ

ή φ co α «ο τ-

τ- CS»

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Die Stärke der Pollen wurde mittels eines Skalenmikrometers mit einer Ablesegenauigkeit von 0,001 mm gemessen. Die Fehlergrenze fOr die in der Tabelle angegebenen Durchschnittswerte für die Folienstärke liegt mit 95 # Wahrscheinlichkeit bei + 0,003 mm.

Das spezifische Gewicht wurde an 12,7 mm breiten Streifen» die den Pollen entnommen wurden» ermittelt. Starke, Breite, Lange und Gewicht der Streifen wurden an doppelten Proben gemessen, Genauigkeit (95 56) bei dieser Messung: +0,015. Der Gleitreibungskoeffizient wurde wie folgt gemessen: Einen Streifen der Folie wurde auf einer oa. 50 cm langen Aluminiumplatte befestigt, ein anderer Streifen an der Unterseite eines 1,27 ein breiten und 5,04 om langen Stahlblockes mit einem Gewicht von 47,7 g. Es wurde derjenige Neigungswinkel der Aluminiumplatte gemessen, bei dem der Stahlblock herabglitt. Hit jeder der vier Materialproben wurden vier Messungen durchgeführt, da β loh herausgestellt hatte,, dass die Pollen beim Gleiten der Oberflächen aufeinander schlüpfriger werden. Die in der Tabelle wiedergegebenen Messwerte gelten also für die Reibung von Poly- , tetrafluoräthylen auf Polytetrafluoräthylen. Ss wurden jedoch keine wesentlichen Unterschiede festgestellt, wenn ein blanker Stahlblock (glatte Stahloberfläche gegen Polytetrafluoräthylen-Polie) verwendet wurde. Der in Tabelle I angegebene Reibungskoeffizient stellt den Tangens desjenigen Neigungswinkels der Aluminlumplatte dar, bei dem der Stahlblock gerade herabglitt. Die Messgenauigkeit (95 #)war hier etwa £ 0,05«

Das Selbsthaftvermögen wurde auf nachstehende Weise bestimmt: Zwei quadratische Stücke Folie (25,4 χ 25,4 mm) wurden mittels beidseitig wirkenden Klebebandes auf zwei Holeblöoken befestigt, welche dann-so Übereinander gelegt wurden, dass die

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beiden Polienproben sich, berührtes. Sohliesslich wurde auf den oberen Holzblock 3 Hinuten lang ein Gewicht von 9,07 kg gestellt. Sann wurde das Gewicht in Gramm gemessen, das zur Trennung der so aufeinandergepressten Polytetrafluoräthylen-Quadrate erforderlich war. Die tabellierten Werte sind das Mittel· von sechs Messungen je Pollen probe. Die Messgenauigkeit (95 #) beträgt etwa + 6g für die Werte im 30 g-Bereich und etwa + 20 g fUr die Werte im 150 g-Bereich.

Die Messungen des Anpassungsvermögens an Gewinde wurden an 12,7 mm breiten und 254 mm langen Streifen der jeweiligen Probe durchgeführt, die über das mit einem Gewinde versehene Ende eines normalen 12,7 mm-Rohres gelegt und deren Enden dann mit einem 464,5 g~Gewioht belastet wurden, so dass der auf. dem Gewinde liegende Seil der Probe mit dieser Kraft in die Gewindegänge hineingezogen wurde. Die Strecke, um die das Band von der Oberkante des Gewinderückens zum Gewindegrund gezogen wurde, wurde mittels eines horizontal montier·- ten Mikroskops gemessen, dessen Skala in 0,025 mm-Skalenstriche unterteilt war. Mit jeder der vier Materialproben wurden vier Messungen durchgeführt. Die Tiefe der Gewindenut betrug an den Funkten, an denen die Tiefe des Eindringens gemessen wurde, 1,27 mm, und die "prozentuale Anpassung" . wurde durch Division der Eindringtief e der Folie mit 1,27 und; Multiplikation mit 100 errechnet. Die Genauigkeit (95 /^) der tabellierten Zahlenwerte für die prozentuale Anpassung liegt bei + 1,5 #.

DjLe Messungen von Zugfestigkeit und Bruchdehnung wurden an . einem Prüfgerät des Typs "Instron "vorgenommen. Es ist lediglich die Zugfestigkeit des Bandes quer zur Dehnungsriohtung statistisch von Bedeutung. Diese lag bei allen vier Proben :

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bei über 500 $, dem höchsten mit dem verwendeten Gerät messbaren Wert, und die Zugfestigkeit in Längsrichtung betrug in allen Fällen erheblich mehr als 50 ^.

Die Messungen des sum Abdichten erforderlichen Drehmoments erfolgten unter Verwendung normaler 12,7 mmr-Bohrversohraubungen. Die Aussengewinde von fünf Blindstopfen wurden mit je einem 12,7 mm breiten Streifen der zu prüfenden Folie belegt, wobei nach der im USA-Patent 3 002 770 beschriebenen Weise vorgegangen wurde. Eine Rohrverzweigung mit 5 Anschlüssen wurde an eine Stickstof flasche angeschlossen und einer der Blindstopfen, versehen mit einer bestimmten Materialprobe, zunächst mit der Hand so weit als möglich eingeschraubt. Htm wurde ein Stick-

ft

stoff druck von 105 kg/cm angelegt und der Stopfen mit einem Drehmomentsehlttesel» dessen Skala in Teilstriche von 0,138 mkg unterteilt war, angesogen. Jeder Stopfen wurde in Schritten von jeweils 0,138 mkg angesogen und danach jeweils durch Eintauchen der Rohrverzweigung in Wasser auf Dichtheit geprüft. Die Verbindung wurde als dicht angesehen, wenn bei 30 Sekunden langem Eintauchen keine Gasblasfe entwich« Die Messgenauigkeit (95 #) für die in der Tabelle angegebenen Messwerte für das sum Dichtwerden erforderliche Drehmoment beträgt etwa + 0,83 mkg. Keine der Differensen ist statistisch bedeutsam.

Um festzustellen, ob bedeutende Drehmomentimterschiede zwischen gedehntem und ungedehntem Material bestehen, wurde der Stickstoff druck bei den Versuchen auf 140 kg/cm² srhifct und je Drehmomentmessungen mit ungedehntdm und um 65 Φ gedehntem Material vorgenommens

Durchschnitt»

llohes- Dreh*» ' Honoale

»Quant (mkg) Abweichung

tmgedehnt 3 »82 0,91

65 # geäölmt 3*75 0*98

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Dae zum Abdichten der 12,7 mm-Stopfen gegen Stickstoff bei HO kg/cm erforflerlULche Drehmoment unterscheidet sich also nicht wesentlich τοπ dem übrigen Ergebnissen. Daraus ergibt sich, dass die nach dieser Erfindung hergestellten Bänder ebenso gute Dichtwtrkungeii ergeben wie nicht-gedehnte Bänder. ·

Das gedehnte Material erwies sieh als weniger schlüpfrig, hatte eine grSesexe Seibethaftfähigkeit, legte sich dem Gewindeprofil teaser an und wies die gleiche hervorragende Abdichtf ähigiait wie nicht-gedehntes Material auf.

Es stellte sich auch heraus, dass das um 65 i> gedehnte Material ein zweites Hai vm 65 %, d.h. insgesamt im Verhältnis 1:2,72, gestreckt werden konnte. Es war jedoch, grösste Sorgfalt notwendig, um hei diesen grossen Dehnungsvarhältnissen ein glelchnasslg gedehntes Produkt eu erhalten _o Materialien mit einem speslfIschen Gewicht unter 0,5 konnten durch wiederholte BehnungsvYirgSnge erhalten werden. Solche gleichmässige gedehnten Erzeugnisse können als Werkstoff für Druckdichtungen Verwendung finden.

Beispiel 2

Ein Seil der gleichen Holle ungesintertes Poly te trafluoräthylen, die in Beispiel 1 Verwendung fand, wurde, ebenfalls wie in Beispiel 1 „ vm 65 % gedehnt, nur dass in diesem Falle die Trommel 6 nicht aufgeheizt und die Auffangspule 8 schwergängig geaacht wurde, so dass sich das Band zwischen Trommel 7 und Spule 8 nicht entspannen konnte. Auf dem Band wurden zwischen den Bollen 5 und der Trommel 6 im Abstand von jeweils !K)₉S ca Markierungen angebracht. Ein so markiertes Stück Band wurde von Spule 8 abgenommen und zusammen

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mit einem auf die gleiche Weiae markierte»,» jJeclQch aus wärme behandeltem um 65 $> gedelmten Material bestehenden. Pollenstück (aus Beispiel 1) auf einem ebenen Sie oh ausgelegt« Die Retraktion der beiden Proben wurde gemessen „ Ss ergaben sich folgende Prozentwerte:

Tabelle II

sofort nach 5 Min_fi nach. 2OJELn₁. ____________

Beispiel 1

hitzebehandeltes

Material 0 0 0 . 1. f>

Beispiel 2

nicht hitzebehandelt 1? 20,5 23,5 24»5 f>

Beim AufwickeIb am nicht ®rh£tgät@a₀ fa 12/7 asm breite Streifen zerteilten Materials Sieges Beispiels auf Spmleiitara© traten insofern Schwierigkeiten auf ₉
gedrückt wurfieiie Die Bassteollesa
!lagerung eine napfförmige

_r.BollenkrSneeltension beia Iteolles2_a ein in feststehenden längen aty

. Markt su ..bringen» wenn e© sich beim !!rollen zusammenzieht.

, Diese Schwierigkeit wird dTOefo, die Erfinduiag ansgeselialtet.

..Dex in Beispiel 1 besehriefeoa© Prosess liefert "beispielsweise ....ein auch in dieser Hinsielat befrieölgeiadss

, Beispiel 3

Zur Erforschung der Zait-Üntspannung wurden Streifes

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65 /έ gedehnten Band aus diesem Beispiel zwischen Klammern gespannt, durch die sie auf ihrer länge im nicht entspannten Zustand gehalten wurden* Dann wurden die Proben zwischen beheizte Platten gebracht, wobei Dauer der Hitzeeinwirkung und Plattentemperatur variiert wurden. Bach dem Abkühlen wurden die Klammern entfernt und nach 1 Stunde, die Retraktion der Proben gemessen, wobei sich folgende Werte ergeben:

	Tabelle III	^: Betraktion nach 60 Mn.
!Temperatur	Zeit (Sek.)	2,0 1,0
300*0	30 60 120	3,0 ' ■ - 4,0 3,0
250°C	30 60 120	7,5 8,0 7,0
200°0	30 60 120	14,0 12,0 11,0 9,0 6,0
150⁰G	30 60 120 240 480

BeiSToiel 4

Um die charakteristischen Eigenschaften ungesinterter PoIytetrafluoräthylen-Streifen» die zur Zeit kommerziell verwendet werden» zu erforschen, wurden acht verschiedene Sorten von Poly te traf luoräthylen-Bändern sum Abdichten von Gewinden im Handel gekauft» Die Eigenschaften derselben wurden gemessen und sind in Tabelle IV im Vergleich mit den Resultaten von Beispiel 1 gegeben. Dieselben Versuche wie die oben beschriebenen wurden ausgeführt.

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tabelle 17

ν?*" f?ffir Sf¹*" ?^βϊϊ*~ *W»- Ζ»«- Bruch- 2ur Abdichtung

ΪΞ* SiS?5Sf SSfJr ^¹^·³^ ⁸^Sf- *^ββί*β~ dehnung, erforclerUchee

Gewicht koeffi- ffiäge»_2% veraö- k»it in ?δ Drehmoment

ziest fg/es )

ο 1. Öore nicht

^ gidehst 0*079 1,49 0,29 5,1 12,6 107_t2 115 2,35

^j fedehst 0,079 1^29 0_s91 « 6_S5 16,0 9f,6 83 1_S93

Γ: 5* fore 30 *

ο iMefaat 0^0?9 1,17 1,09 H₉O 19*1 94_S2 84 2,90

n> A ä^L«««« ge ^

0,076 O_s93 1,34 27,1 29,2 94,2 97 2,76

5. »Pi|«-^ii^B 0,088 1,65 0_g31 2_S8 10,6 135_g6 180, 2,35

^Mi 0,088 1,S0 0,44 4,6 10,6 76,0 115 ' 2,21 8. öhtettrtoa

Ad" 0,091 1,46 0,43 < 0,8 10,0 81,5 102 1,52

eolf OoMt 0,060 1_S46 0,41. '3,5 14,0 155_$6 85 . 2_f90 q

10s Äjce^-icaa isj

Sseket Co₀ 0,071 1«56 0,51 «c o«8 11.2 1A«5 g 7« ' ία co

11. «AzikloB¹' 0,091 1,46 O₀3O 3,4 10_§0 98,8 67 1,38 co

12. »Orosslite"0,079 1,53 0,31 < O₉S 11,2 224_β2 120

Einige dieser kommerziellen Produkte hatten ein as niedriges Haftvermögen, um die Holzblöeke, auf welche das Muster geklebt worden war, hochzuheben. !Diese sind weniger als 5,3 g tabuliert, welches das Gewicht des Musters und des Blockes ist.

Es ist offensichtlich» dass keines der kommerziellen Produkte die niedrige Dichte, die hohe Reibung, das hohe Selbsthaft™ vermögen» oder die gute Gewindeanpassungsfähigkeit des gedehnten Polyteia^fluoräthylen-Bandes dieser Erfindung besitzt.

Sie obige Tabelle zeigt, dass die Produkte dieser Erfindung Reibungskoeffiziehten Über 0,5 besitzen. Die bisher bekannten Produkte haben niedrigere Koeffizienten. In ähnlicher Weise besitzen die Artikel dieser Erfindung Selbsthaftraigsvermögen von mehr als 5»2 g/cm , während die gewöhnlichen Streifen niedrigere Werte haben. Auch sind die Artikel dieser Erfindung in ihren Anpassungsvermögen mehr als 15 $ den gewöhnlichen Materialien überlegen. Dies sind ausserordeutlich wichtige Aktivwerte der Produkte der Erfindung. In Kombination mit ihrem ökonomischen Wert, der durch die niedrigere Dichte erreicht wird, sind die Produkte der Erfindung &en bekannten Materialien weit überlegen.

Beispiel 5

Längen einachsiger fibrillierter, ungesinterter Polytstrafluoräthylen-Stäbe oder Sieken mit kreisförmiges Querschnitt wurden in Abständen von 12,7 cm markiert und mit der Band auf verschiedene Grade gestreckt. Nach dem Strecken liess man die Siekenmuster sich für etwa 1 Minute entspannen, worauf die Abstände zwischen den Markierungen gemessen wurden. Der Dehnungsgrad von den 12,7 cm-Markierungen, der durchschnittliche

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Durchmesser und das spezifische Gewicht dieser Huster wurden gemessen. Die Resultate sind in Tabelle V gegeben:

Material

Dehnung

Tabelle V

Durchschnitts- Spezifisches durchmesser gewicht

Sieken 0,25 Durchmesser	om keine	0,2443	cm	1,57
	10 i>	0,2428	cm	1,45
	20 $>	0,2423	cm	1,33
	40 %	0,2400	cm	1,15
Sieken 0,64 Durchmesser	cm keine	0,6690	cm	1,60
	10 $>	0,6624	cm	1,48
	20 $>	O₉6611	cm	1,36
	40 $>	0,6611	cm	1,17

Sines der Muster mit einem 0,2454 cm Durchmesser wurde gestreckt, bis die Markierungen 19,05 om voneinander entfernt waren, wurde dann auf dieser Länge für 10 Hinuten in einem Ofen von 30O⁰C gehalten. Wenn die Klammern von diesem Muster entfernt wurden, konnte keine messbare Betratetion der Länge zwischen den Markierungen gefunden werden.

Dieses Beispiel zeigt, dass der Dehnungsprozess im wesentlichen auf jede geometrische Form angewendet werden kann, welche einen gleichmässigen Querschnitt an einer Achse entlang besitzt.

Es ist Überraschend, dass uagesinterte Polytetrafluoräthylen-Bänder durch Strecken gedehnt werden können. Es ist allgemein bekannt, dass piatische Bänder sieh gewöhnlich verengen und dünner werden, wenn sie gestreckt werden, und dass kein© Inde-

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rung in der Sichte stattfindet. Weiterhin sind auch die Verbesserungen in einem höheren Reibungskoeffizient, bessere: Selbsthaf tung und bessere. ' .Anpassungsfähigkeit an Gewindeprofile unerwartet und konnten von den bekannten Eigenschaften der Polymere nicht vorausgesehen werden, .

Ss ist ausserdem überraschend, dass ausgedehnte Polytetrafluoräthylen-Bänder durch sehr kurzes Erhitzen auf Temperaturen wesentlich niedriger als der Schmelzpunkt von 342⁰O₉ von ihrer Spannung befreit werden können. Es ist weiterhin Überraschend, dass sehr wenig oder gar keine Verminderung in der Dicke oder Breite des Bandes während des Abklingens der Spannung auftritt«,

Die Resultate weitgehender Dichtungsprüfungen mit einer Anzahl von Crewindetypen bekräftigen die Auffassung, dass nur die Menge von Polytetrafluoräthylon, welche in die Zwischenräume der kämmenden Gewinde eingeführt wird, für die Qualität der Dichtung wichtig ist, und dass die Dichte der abdichtenden Streifen keine Rolle spielt. Es ist jedoch mit feinen Gewinden endgültig gezeigt worden, dass das gedehnte Material wegen seiner Anpassungsfähigkeit und möglicherweise wegen seiner grösseren Verdiehtbarkeit viel bequemer zu verwenden ist. - . ; . ' ' .:

Eine Anzahl blinder Versuche wurde von verschiedenen Personen ausgeführt, um die Leichtigkeitder Wicklung von Gewinden mit gedehnten versus nicht gedehnten Poly te traf luoräthy len-Streifen in einem auf 40⁰C gekühlten Behältnis zu vergleichen. In jedem Versuch wurde das gedehnte Material als dasjenige erklärt, welches viel leichter zu wickeln .ist und leichter haftet. Ähnliche blinde Versuche bei Zimmertemperatur haben., ohne Ausnahme das gedehnte Material bevorzugt.

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Es sind Versuche gemacht worden, ungesintertes Poly te trafluoräthylen durch andere Methoden auszudehnen. Einer der Versuche bestand in der Erhöhung des Sohmiermittelgehaltes der Sxtrueionsmischungo Dies kann jedoch nur innerhalb bestimmter Grenzen getan werden, da der Überschuss an Schmiermittel während des Extrudierens ausgepresst wird und auch die Fibrll« lierung unter diejenige reduziert wird, die nötig ist, um ein kohärentes Band zu produzieren. Ein unter ungefähr 1,40 liegendes spezifisches-Gewicht scheint auf diesem Weg© unerreichbar zu sein. Es ist weiterhin versucht worden, die Folie auszudehnen, indem ©Is© PoIIe₉ deren Zwischenräume mit einer niedrig siedenden flüssigkeit (z.B. !Erichloräthylen) gefüllt sind, mit einer Heisplatte weit über dem Siedepunkt der Flüssigkeit in Berührung gebracht w±rd_e Obgleich man gehofft hatte, dase die plötzliche Verflüchtigung der Flüssigkeit die Folie ausdehnen %iürde_s geschah es aieht und keine Erniedrigung des spezifischen Gewichtes regulierte,

Obgleich die Erfindung so beschrieben worden iet₉ lass man mit einem Formteil, wie e.B, einem Streifen, einem Band oder einer Folie beginnt, ist es doch auch möglich,* mit dom gepulverten Polymermaterial zu beginnen und einen aolchen XeIl in der üblichen Weise durch direktes Übergehen au Sem Verfahren der Erfindung zu formen. Der am abgliche geformte Streifen erfordert keine besondere Handhabung oder Behandlung, ehe er nach dem Verfahren dieser Erfindimg bearbeitet wird. So können die üblichen Methoden für die Herstellung von Streifen usw., die normale oder bekannte Formteile produzieren, hier verwendet werden, indem diese Artikel direkt in den Apparat dieser Erfindung oder in gleichwertige Konstruktionen eingeführt werden«

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In ähnlicher Weise umfassen die Polymerisate des 0!e*rafluoräthylens, die verwendet werden können, auch die verschiedenen kommerziell seht Verfügung stehenden Polymerisate, wie z.B. Polytetrafluoräthyleii und Mischpolymerisate des letrafluoräthylens,. ⁿ3tefloii^tt 6C-Palver ist beispielsweise ein kommerziell erhältliches Mischpolymerisat des !Eetrafluoräthylens, welches in dem Verfahren dieser Erfindung verwendet worden ist, um das neuartige gedehnte Folienmaterial der Erfindung herzustellen. Solche Wischpolyitßrisate können Heine Mengen, gewöhnlich im Bereich von ungefähr 1 - 5 #» Ithjlen oder Chlortrifluoräiäiylen oder fluoriertes Propylen, wie Hexafluorpropylen, enthalten. Da Polytetr&fluoräthylen das Material ist, welches am meisten für das Abdichten von mit Gewinden versehenen Rohrverbindungen verwendet wird, ist es das bevorzugte Polymerisat dieser Erfindung, obgleich die oben erwähnten und andere ähnliche Mischpolymerisate ebenfalls weitgehend gebraucht werden können, falls erwünscht.

Ausser den Verbesserungen in den Eigenschaften des Polytetrafluoräthylens mm Abdichten von mit Gewinden versehenen Rohrverbindungeii macht es das niedrige spezifische Gewicht des gedehnten Materials möglich, Sichtungen bester Qualität mit kleineres Mengen des kostspieligen IPolytetra^luoräthylen-Harzes herzustellen. Bies ist offensichtlich von grosser wirtschaftlicher Bedeutung. Der ungefähre Htoerselilag des Polytetrafluoräthylen-Vertaamehes im Jahre 19?© fur das Abdichten von mit Gewinden versehenen Rohrverbindungen ist eine Million Pfund. Die Produkte dieser Erfindung können den Bedarf für dieses teure Material wesentlich erniedrigen, Ausser für Gewindedichtungen ist das gedehnte Material dieser Erfindung auch für allgemeine Dichtungen und Packungen brauchbar. Ventilschaftpackungen, Pumpenpackungen und Eohrflanschdichtungen sind ein paar Beispiels. Druckvorrichtungen werden leicht und wirkungsvoll geaäss der Erfindung gebildet.

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Obgleich das !Dehnungsverfahren hler in seiner Anwendung auf dünne Bänder ungesinterten Polytetrafluoräthylens beschrieben worden ist, kann dasselbe Verfahren auch zur Sehnung von quadratischen oder rechteckigen Stäben oder anderen Formteilen mit gleiehmässigen Querschnitten verwendet werden und Artikel verschiedener Stärke, länge und Breite können gemäss der Erfindung unverzüglich gut bearbeitet werden.

Obwohl die Erfindung hier mit Bezug auf bestimmte Ausführungsfprmen und spezifische, strukturelle Arbei-teeinzelheiten offenbart worden 1st, ist es doch offensichtlich, dass Änderungen, Modifikationen oder entsprechende Schritte von Fachleuten auf diesem Gebiet angewendet werden können_β Polglich sind solche Änderungen in dem Anwendungsbereich und Schutzumfang der folgenden Patentansprüche inbegriffen.

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Claims

Patentansprüche

1, Formteil aus einem Tinges int er ten ajetrafluoräthylen-Poly-· merisat, dadurch gekennzeichnet, dass es eine f!brillierte Struktur und eine Dichte von weniger als 1,4 hat.
2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das Polymerisat Polytetrafluorethylen ist.
Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das Polymerisat ein Mischpolymerisat von letrafluoräthylen/ Hexafluorpropylen ist.
4* Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es die Form eines Bandes hat und einen Reibungskoeffizienten . von mehr als 0,5 besitzt.
5. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es die Form eines Bandes hat und einen Selbsthaftungswert von mehr als 5,43 g/cm besitzt.
6. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es die Form eines Bandes hat und ,einen prozentualen Anpassungswert von mehr als 15 i> besitzt.
7. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es die Form eines Filmes hat.
8. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es die Form eines Stabes hat.

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9. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine beständige Länge Joat.
10« Verfahren zur Herstellung eines Fonnteiles aus einem ungesinterten 3!e1raifluoräthylen~?olymerisat, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil eine Sichte von weniger als 1,4 hat, und dass das Verfahren die länge des Formteiles ohne kompensierende Verringerung seiner anderen Dimensionen erhöht, -
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es die Maßnahme einschliesst, Wärme auf den gestreckten Artikel anzuwenden, um die Spannung innerhalb desselben zu beheben·

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