DE2028393B2

DE2028393B2 - Verfahren zur Herstellung von in der Längsachse verstreckten Formkörpern aus Tetrafluoräthylen-Polymerisaten

Info

Publication number: DE2028393B2
Application number: DE2028393A
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: 1974-05-02
Also published as: NL159913B; NL7014382A; CH544127A; ZA706542B; GB1278364A; CA957470A; DK139529C; FR2064989A5; BE757004A; JPS4844664B1; US3664915A; DK139529B; JPS5226547B1; SE389298B; NL159913C; DE2028393A1

Description

Durch die Erfindung wird zum ersten Mal die Möglichkeit geschaffen, Formkörper aus Tetrafluoräthylen-

In denUSA.-Patentschriften 3 002 770 und 3 315020 30 Polymerisaten herzustellen, die einen hohen Reibungssowie in der kanadischen Patentschrift 926 566 werden koeffizienten besitzen. Dies ist insofern überraschend, Verfahren zur Herstellung von ungesinterten Bändern als Polytetrafluoräthylen den niedrigsten Reibungsund Filmen aus Tetrarluoräthylen-Polymerisaten be- koeffizienten aller bekannten Feststoffe besitzt. Der schrieben. Diese Materialien werden insbesondere Reibungskoeffizient der erfindungsgemäß hergestellten zum Abdichten von mit Gewinden versehenen Rohr- 35 Formkörper ist etwa fünfmal größer als der Reibungsverbindungen eingesetzt. Allerdings haftet ihnen der koeffizient der bekannten Polytetrafluoräthylen-Maschwerwiegende Nachteil an, daß sie sehr schlüpfrig terialien.

sind und an sich überlappenden Stellen ein schlechtes Ferner ist Polytetrafluoräthylen dafür bekannt, daß

Selbsthaftungsv.rmögen aufweisen. Fr^ner sind diese es das Material mit den schlechtesten Haft- und

bekannten Materialien zeimlich stui und legen sich 40 Selbsthaftungseigenschaften ist. Durch die Erfindung

schwer dem Gewindeprofil an, wobei diese Schwierig- wird nunmehr die Möglichkeit geschaffen, ein Ma-

keiten bei einem Abdichten bei tieferen Temperaturen terial mit einem guten Selbsthaftungsvcrmögen her-

noch erheblich zunehmen. Nachteilig ist ferner, daß zustellen, das sich insbesondere zur Abdichtung von

die bekannten Materialien eine relativ hohe Dichte Schraubverbindungen eignet. Darüber hinaus besitzt

besitzen, was bei dem hohen Preis von Polytetrafluor- 45 dieses Material auf Grund seiner fibrillen Struktur

äthylen-Materialien eine wesentliche Rolle spielt. eine geringe Dichte und zeichnet sich durch eine gute

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung von Festigkeit aus. Dabei ist weiter von Vorteil, daß man

Formkörpern aus Tetrafluoräthylen-Polymerisaten, zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formkörper

die einen hohen Reibungskoeffizienten und ein gutes mit einer relativ geringen Materialmenge des kost-

Selbsthaftungsvermögen besitzen und sich darüber 5° spieligen Polytetrafluoräthylens auskommt. Die Erfin-

hinaus durch eine möglichst geringe Dichte bei hoher dung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die

Festigkeit auszeichnen. Aus der französischen Patent- einzige Zeichnung, welche den Ablauf des erfindungs·

schrift 1136 792 ist e;; bekannt, Fäden oder Fasern gemäßen Verfahrens in schematischer Weise be·

aus Polytetrafluoräthylen oberhalb des kristallinen schreibt, näher erläutert.

Schmelzpunkts dieses Polymeren zu verstrecken. 55 Das Polytetrafluoräthylenband 1, das eine Breit«

Diese Fäden oder Fasern werde·, unter Anwendung von 15,2 cm besitzt, wird von der Vorratstrommel ί

eines Extrusionsverfahrens herge-tsllt und sind vor durch zwei gummiüberzogene Ausführungswalzen;

dem Verstrecken relativ porös. Durch das Erhitzen abgezogen. Diese brauchen sich nicht zu berühren unc

auf eine Temperatur oberhalb des kristallinen Schmelz- sind gewöhnlich so eingestellt, daß sie das Band 1 voi

punktes beim Verstrecken tritt ein Verlaufen ein, 60 der Vorratstrommel 2 abziehen, ohne daß das Ban<

wobei nichtporöse Produkte erhalten werden, deren an Stärke einbüßt. Das Band wird dann zwischei

Dichten oberhalb 2,0 g/cm liegen. Neben der hohen zwei dicht zusammenstehenden Heizplatten 4 hin

Dichte besitzen die nach diesem Verfahren her- durchgeführt, wo es auf 200 bis 3¹X)⁰C erwärmt wird

gestellten Produkte einen geringen Reibungskoeffi- Anschließend wird es zwischen 2,»ei Silikongummi

zienten sowie ein wenig ausgeprägtes Selbsthaftungs- 65 walzen 5 durchgeführt. Letztere laufen mit eine

vermögen. höheren Umfangsgeschwindigkeit als die Walzen 3

In der japanischen Patentschrift 13 560/67 wird ein wodurch sie die gewünschte Streckung bewirken. Da

Verfahren beschrieben, bei dessen Durchführung ein gestreckte Band wird dann um Trommel 6 geführl

die auf eine Temperatur von über 20O⁰C, jedoch unter 342°C, dem Schmelzpunkt des ungesinterten PoIytetrafluoräthylens, erhitzt wird. Das heiße Band wird dann um eine Kühltrommel 7 geführt und schließlich auf die Auffangspule 8 wieder aufgewickelt, die bei niedriger Drehleitung über eine Schlupfkupplung (nicht gezeigt) angetrieben wird. Die Trommeln 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 Abzugswaizen 5 wird durch zweckmäßige Getriebeeinstellung in deren Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) geregelt. Für beide Walzenpaare und auch für die Trommeln 6 und 7 wird ein gemeinsamer Antrieb verwendet.

Die Dehnung zwischen den Ausführungswalzen 3 und den Abzugswalzen 5 kann bei Raumtemperatur erfolgen. Der Prozeß läuft jedoch gleichmäßiger ab, wenn die Folie während des Dehnungsvorganges ao durch die Heizplatten 4 erwärmt wird. Dadurch sind auch höhere Dehnungsgrade erzielbar. Erwärmt man die Polytetrafluoräthylen-Folie mittels dieser Platten auf Temperaturen oberhalb 200⁰C, vorzugsweise auf etwa 300"C, so wird die Entspannungsbehandlung »5 mittels Trommel 6 häufig entfallen können. Sie ist auch nicht erforderlich, solange die Geschwindigkeit der Folie klein genug gehalten wird. Die Benutzung der Trommel 6 gestattet jedoch größere Arbeitsgeschwindigkeiten, und aus diesem Grunde ist die Ver-Wendung der heißen Trommel 6 zu 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 Refraktion auf. Die vollen Rollen werden nicht in sich zusammengedrückt, noch haften die einzelnen Folienschichten aneinander. Die Erfindung soll durch nachstehende Beispiele, die sie nur illustrieren, ihren Schutzumfang aber in keiner Weise beschränken sollen, erläutert werden.

Beispiel 1

Eine große Rolle ungesinterter Polytetrafluoräthylen-Folie, etwa 150 mm breit und 0,075 mm stark, wurde in die abgebildete Apparatur als Vorratstrommel 2 eingesetzt. Das Band wurde dem Gerät über die Rollen 3 mit einer Geschwindigkeit von etwa 9,1 m/Min, zugeführt. Die Heizplatten 4 wurden auf 300⁰C, die Entspannungstrommel 6 auf 310°C erhitzt, während die Kühltrommel 7 auf 25 ⁰C gehalten wurde. Es wurde Material verschiedener Dehnungsgrade erhalten und das auf der Auffangsspule 8 gesammelte gedehnte Band in allen Fällen näher untersucht. Um drei verschiedene Dehnungsgrade zu erhalten, wurden drei verschiedene Übersetzungsverhältnisse angewendet, um die Umfangsgeschwindigkeit der Rollen 5, 6 und 7 gegenüber derjenigen der Ausführungswalzen 3 nacheinander auf 10,7, 11,9 und 15,1 m/Min, zu steigern, wobei Material mit einer Längenzunahme von 18, 30 und 65% resultierte. Die Eigenschaften des ungedehnten sowie der drei gedehnten Materialien sind in Tabelle I unter 1 bis 4 zusammengestellt:

Tabelle I

	Durch schnitt liche Folien stärke	Spezi fisches Gewicht	Rei- bungs- koeffi- 7ieni	Selbst- haft- ver- mögen	Gewinde- an- passungs- ver- mögen	Zug festigkeit in Dehnungs richtung	Bruch dehnung	Zug festigkeit quer zur Dehnungs richtung	Zur
									Abdichtung gegen ■Stickstoff bei 105 kg/cm^a erfordeiliches
	(mm)			(g/cm²)	(%)	(kg/cm²)	r/o)	(kg/cm⁸)	Drehmoment
									(mkg)
1. Nicht	0,079	1,49	0,29	5Λ	12,6	107,2	115	9,14
gedehnt ...									2,35
2.18%	0,079	1,29	0,91	6,5	16,0	95,6	83	4,78
gedehnt ...									1,93
3.30%	0,079	1,17	1,09	17,0	19,1	94,2	84	4,64
gedehnt ...									2,90
4.65%	0,076	0,93	1,34	271	29,2	94.2	97	3,66
gedehnt ...								2,76

Die Stärke der Folien wurde mittels eines Skalenmikrometers mit einer Ablesegenauigkeit von 0,001 mm gemessen. Die Fehlergrenze für die in der Tabelle angegebenen Durchschnittswerte für die Folienstärke liegt mit 95% Wahrscheinlid.keit bei ±0,003 mm.

Das spezifische Gewicht wurde an 12,7 mm breiten Streifen, die den Folien entnommen wurden, ermittelt. Stärke, Breite, Länge und Gewicht der Streifen wurden an doppelten Proben gemessen. Genauigkeit (95%) bei dieser Messung: ±0,015. Der Gleitreibungskoeffizient wurde wie folgt gemessen: Ein Streifen der Folie wurde auf einer etwa 50 cm langen Aluminiumplatte befestigt, ein anderer Streifen an der Unterseite eines 1,27 cm breiten und 5,04 cm langen Stahlblockes mit einem Gewicht von 47,7 g. Es wurde derjenige Neigungswinkel der Aluminiumplatte gpmessen, bei dem der Stahlblock herabgütt. Mit jeder der vier Materialproben wurden vier Messungen durchgeführt, da sich herausgestellt hatte, daß1 ö
Folien beim Gleiten der Oberflächen aufejnanu

schlüpfriger werden. Die in der Tabelle wiedergegebenen Meßwerte gelten also für die Reibung von Polytetrafluorethylen auf Polytetrafluoräthylen. Es wurden jedoch keine wesentlichen Unterschiede festgestellt, wenn ein blanker Stahlblock (glatte Stahloberfläche gegen Polytetrafluoräthylen-Folie) verwendet wurde. Der in Tabelle I angegebene Reibungskoeffizient stellt den Tangens desjenigen Neigungswinkels der Aluminiumplatte 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 · 25,4 mm) wurden mittels beidseitig wirkenden Klebebandes auf zwei Holzblöcken befestigt, welche dann so übereinandergelegt wurden, daß die beiden Folienproben sich berührten. Schließlich wurde auf den oberen Holzblock 3 Minuten lang ein Gewicht von 9,07 kg gestellt. Dann wurde das Gc ,vicht in Gramm gemessen, das zur Trennung der so aufeinandergepreßten Polytetrafluoräthylen-Quadrate erforderlich war. Die tabellierten Werte sind das Mittel von sechs Messungen je Folienprobe. Die Meßgenauigkeit (95 %) beträgt etwa ± 6 g f ür die Werte im 30-g-Bereich und etwa ± 20 g für 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-Rohre!, gelegt und deren Enden dann mit einem 464,5-g-Gewiclit belastet wurden, so daß der auf dem Gewinde liegende Teil 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 montierten Mikroskops gemessen, dessen Skala in 0,025-mm-SkaIenstricne unterteilt war. Mit jeder der vier Materialproben wurden vier Messungen durchgeführt. Die Tiefe der Gewindenut betrug an den Punkten, an denen die Tiefe des Eindringens gemessen wurde, 1,27 mm, und die »prozentuale Anpassung« wurde durch Division der Eindringtiefe der Folie mit 1,27 und Multiplikation mit 100 errechnet. Die Genauigkeit (95%) der tabellierten Zahlenwerte für die prozentuale Anpassung liegt bei ± 1,5%.

Die Messungen von Zugfestigkeit und Bruchdehnung wurden an einem Prüfgerät des Typs »Instron« vorgenommen. Es ist lediglich die Zugfestigkeit des Bandes quer zur Dehnungsrichtung statistisch von Bedeutung. Diese lag bei allen vier Proben 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 zum Abdichten erforderlichen Drehmoments erfolgten unter Verwendung normaler 12,7-mm-Rohrverschraubungen. 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 fünf Anschlüssen wurde an eine Stickstoffnasche angeschlossen und einer der Blindstopfen, versehen mit einer bestimmten Materialprobe, zunächst mit der Hand so weit als möglich eingeschraubt. Nun wurde ein Stickstoffdruck von 105 kg/cm² angelegt und der Stopfen mit einem Drehmomentschlüssel, dessen Skala in Teilstriche von 0,138 mkg unterteilt war, angezogen 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 Gasblase entwich. Die Meßgenauigkeit (95%) für die in der Tabelle angegebenui Meßwerte für das zum Dichtwerden erforderliche Drehmoment beträgt etwa ± 0,83 mkg. Keine der Differenzen ist statistisch bedeutsam.
Um festzustellen, ob bedeutende Drehmonent-

to unterschiede zwischen gedehntem und ungedehntem Material bestehen, wurde der Stickstoffdruck bei den Versuchen auf 140 kg/cm² erhöht und je 15 Drehmomentmessungen mit ungedehntem und um 65% gedehntem Material vorgenommen:

Ungedehnt...
65% gedehnt

Durchschnittliches
Drehmoment

(mkg)

3,82
3,75

Normale
Abweichung

0,91
0,98

as Das zum Abdichten der 12,7-mm-Stopfen gegen Stickstoff bei 140 kg/cm² erforderliche Drehmoment unterscheidet sich also nicht wesentlich von den übrigen Ergebnissen. Daraus ergibt sich, daß die nach dieser Erfindung hergestellten Bänder ebenso gute Dichtwirkungen ergeben wie die nicht gedehnten Bänder.

Das gedehnte Material erwies sich als weniger schlüpfrig, hatte eine größere Selbsthaftfähigkeit, legte sich dem Gewindeprofil besser an und wies die gleiche hervorragende Abdichtfähigkeit wie nicht gedehntes Material auf.

Es stellte sich auch heraus, daß das um 65% gedehnte Material ein zweites Mal um 65%, d. h. insgesamt im Verhältnis 1:2,72, gestreckt werden konnte. Es war jedoch größte Sorgfalt notwendig, um bei diesen großen Dehnungsverhältnissen ein gleichmäßig gedehntes Produkt zu erhalten. Materialien mit einem spezifischen Gewicht unter 0,5 konnten durch wiederholte Dehnungsvorgänge erhalten werden. Solche gleichmäßig gedehnten Erzeugnisse können als Werkstoff für Druckdichtungen Verwendung finden.

Beispiel 2

Ein Teil der gleichen Rolle ungesintertes Polytetraftuoräthylen, die im Beispiel 1 Verwendung fand wurde, ebenfalls wie im Beispiel 1, um 65% gedehnt nur daß in diesem Falle die Trommel 6 nicht auf geheizt und die Auffangspule 8 schwergängig gemach wurde, so daß sich das Band zwischen Trommel 7 unc Spule 8 nicht entspannen konnte. Auf dem Banc wurden zwischen den Rollen 5 und der Trommel 6 in Abstand von jeweils 30,5 cm Markierungen an gebracht. Ein so markiertes Stück Band wurde voi Spule 8 abgenommen und zusammen mit einem au die gleiche Weise markierten., jedoch aus wärme behandeltem, um 65 % gedehntem Material bestehen den Folienstück (aus Beispiel 1) auf einem ebenei Tisch ausgelegt. Die Retraktion der beiden Probei wurde gemessen. Es ergaben sich folgende Prozent werte:

028 393

	Tabelle	II	raktion nach 20 Min.	nach 60 Min.
	sofort	%Ret nach 3 Min.	0	0
Beispiel 1 hitzebehandeltes Material	0	0	23,5	24,5
Beispiel 2 nicht hitze behandelt	17	20,5

Nach dem Abkühlen wurden die Klammern entfern und nach 1 Stunde die Retraktion der Proben ge messen, wobei sich folgende Werte ergeben:

Tabelle 111

Temperatur

300⁰C ....

Beim Aufwickeln des nicht erhitzten, in 12,7 mm breite Streifen zerteilten Materials dieses Beispiels 15 250⁰C .... auf Spulenkerne traten insofern Schwierigkeiten auf, als diese Pappkerne zusammengedrückt wurden. Die Bandrollen nahmen auch bei mehrstündiger Lagerung 200°C eine napfförmige Form an. Bandstreifen von diesen Rollen kräuselten sich beim Abrollen. Es ist schlecht 20 möglich, ein in feststehenden Längen abgepacktes Produkt auf den Markt zu bringen, wenn es sich beim Abrollen zusammenzieht. Diese Schwierigkeit wird durch die Erfindung ausgeschaltet. Der im Beispiel 1 beschriebene Prozeß liefert beispielsweise ein auch in 25 dieser Hinsicht befriedigendes Produkt.

150⁰C ....

Zeit
(Sek.)

120

60
120
240
480

Beispiel 4

% Retraktion nach 60 Min.

2,0

1,0

<l,0

3,0 4,0 3,0

7,5 8,0 7,0

14,0

12,0

11,0

9,0

6,0

Beispiel 3

Zur Frfnrschung der Zeit- und Temperaturgrenzen bei der Entspannung wurden Streifen aus nicht wärmebehandeliem, um 65% gedehntem Band aus diesem Beispiel zwischen Klammern gespannt, durch die sie au" ihrer Länge im nicht entspannten Zustand gehalten wurden. Dann wurden die Proben ^wischen beheizte Platten gebracht, wobei Dauer der Hitzeeinwirkung und Plattentemperatur variiert wurden.

Um die charakteristischen Eigenschaften ungesinterter Polytetrafluoräthylen-Streifen, die zur Zeil kommerziell verwendet werden, zu erforschen, wurden acht verschiedene Sorten von Polytetrafluoräthylen-Bändern zum 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.

	Stärke mm	Spezi fisches Gewicht	Tabelle IV	Selbsthaft vermögen (g/cm²)	An- passungs- ver- mögen %	Zug festigkeit in Dehnungs richtung (kg/cm²)	Biuch- dehnung %	Zur Abdichtung erforderliches Drehmoment (mkg)
	0,079 0,079 0,079 0,076 0,088 0,076 0,088 0,091 0,060 0,071 0,091 0,079	1,49 1,29 1,17 0,93 1,65 1,61 1,50 1,46 1,46 1,56 1,46 1,53	Rei- bungs- koeffi- zient	5,1 6,5 17,0 27,1 2,8 1,3 4,6 <0,8 3,5 <0,8 3,4 <0,8	12,6 16,0 19,1 29,2 10,6 9,2 10,6 10,0 14,0 11,2 10,0 11,2	107,2 95,6 94,2 94,2 135,6 151,3 76,0 81,5 155,6 185,6 98,8 224,2	115 83 84 97 180 177 115 102 85 72 67 120	2,35 1,93 2,90 2,76 2,35 1,65 2,21 1,52 2,90 1,65 1,38 2,76
1. PTEE-Band λ PTFE-Band 3. PTFE-Band 4. PTFE-Band 5. PTFE-Band 6. PTFE-Band 7. PTFE-Band 8. PTFE-Band 9. PTFE-Band 10. PTFE-Band 11. PTFE-Band 12. PTFE-Band		0,29 0,91 1,09 1,34 0,31 0,35 0,44 0,43 0,41 0,31 0,30 0,31

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

Es ist offensichtlich, daß keines der kommerziellen Produkte die niedrige Dichte, die hohe Reibung, das

hohe Selbsthaftvermögen oder die gute Gewindeanpassungsfähigkeit des gedehnten Polytetrafiuoräthylen-Bandes dieser Erfindung besitzt.

Die obige Tabelle zeigt, daß die Produkte dieser Erfindung Reibungskoeffizienten über 0,5 besitzen. Die bisher bekannten Produkte haben niedrigere Koeffizienten. In ähnlicher Weise besitzen die Artikel

409578/409

dieser Erfindung Selbsthaftungsvermögen von mehr als 5,2 g/cm², 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 außerordentlich wichtige Aktivwerte der Produkte der Erfindung. In Kombination mit ihrem ökonomischen Wert, der durch die niedrigere Dichte erreicht wird, sind die Produkte der Erfindung den bekannten Materialien weit überlegen.

Beispiel 5

Längen einachsiger fibrillierter, ungesinterter PoIytetrafluoräthylen-Stäbe oder Sieken mit kreisförmigen Querschnitt wurden in Abständen von 12,7 cm markiert und mit der Hand 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 Durchmesser und das spezifische Gewicht dieser Muster wurden gemessen. Die Resultate sind in Tabelle V angegeben:

Tabelle V

Material	Dehnung	Durch- schnitts- du rchmesser cm	Spezi fisches Gewicht
Sieken, 0,23 cm Durchmesser Sieken, 0,64 cm Durchmesser	keine 10% 20% 40% keine 10% 20% 40%	0,2443 0,2428 0,2423 0,2400 0,6690 0,6624 0,6611 0,6611	1,57 1,45 1,33 1,15 1,60 1,48 1,36 1,17

Eines der Muster mit einem 0,2454-cm-Durchmesser wurde gestreckt, bis die Markierungen 19,05 cm voneinander entfernt waren, wurde dann auf dieser Länge für 10 Minuten in einem Ofen von 300' C gehalten. Wenn die Klammern von diesem Muster entfernt wurden, konnte keine meßbare Refraktion der Länge zwischen den Markierungen gefunden werden.

Dieses Beispiel zeigt, daß der Dehnungsprozeß im wesentlichen auf jede eeometrische Form angewendet werden kann, welche einen gleichmäßigen Querschnitt an einer Achse entlang besitzt.

Es ist überraschend, daß ungesinterte Polytetrafluoräthylen-Bänder durch Strecken gedehnt werden können. Es ist allgemein bekannt, daß plastische Bänder sich gewöhnlich verengen und dünner werden, wenn sie gestreckt werden, und daß keine Änderung in der Dichte stattfindet. Weiterhin sind auch die Verbesserungen in einem höheren Reibungskoeffizient, bessere Selbsthaftung und bessere Anpassungsfähigkeit an Gewindeprofile unerwartet und konnten von den bekannten Eigenschaften der Polymere nicht vorausgesehen werden.

Es ist außerdem überraschend, daß ausgedehnte Polytetrafluoräthylen-Bänder durch sehr kurzes Erhitzen auf Temperaturen wesentlich niedriger als der Schmelzpunkt von 342° C 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 Gewindetypen bekräftigen die Auffassung, daß nur die Menge von Polytetrafluoräthylen, 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

ίο Gewinden endgültig gezeigt worden, daß das gedehnte Material wegen seiner Anpassungsfähigkeit und möglicherweise wegen seiner größeren Verdichtbarkeit viel bequemer zu verwenden ist.
Eine Anzahl Winder Versuche wurde von verschie-

denen Personen ausgeführt, um die Leichtigkeit der Wicklung von Gewinden mit gedehnten versus nicht gedehnten Polytetrafiuoräthylen-Streifen in einem auf 4 C gekühlten Behältnis zu vergleichen. In jedem Versuch wurde das gedehnte Material als diejenige

zo erklärt, welches viel leichter zu wickeln ist und leuhter haftet. Ahnliche blinde Versuche bei Zimmertemperatur haben ohne Ausnahme das gedehnte Material bevorzugt.
Es sind Versuche gemacht worden, ungesintertes

Polytetrafluorethylen durch andere Methoden auszudehnen. Einer der Versuche bestand in der Erhöhung des Schmiermittelgehaltes der Extrusionsmischung. Dies kann jedoch nur innerhalb bestimmtet grenzen get.m werden, da der Überschuß an Schmier-

mittel während des Extrudierens ausgepreßt wird und auch die Fibriilierung unter diejenige reduziert wird, die notig ist, um ein kohärentes Band zu produzieren. bin unter ungefähr 1,40 liegendes spezifisches Gewicht scheint auf diesem Wege unerreichbar zu sein. Es isi

weiterhin versucht worden, die Folie auszudehnen, indem eine Folie, deren Zwischenräume mit einei niedrig siedenden Flüssigkeit (z. B. Trichlorethylen) gelullt sind, mit einer Heizplatte weit über dem Siedepunkt der Flüssigkeit in Berührung gebracht wird.

Obgleich man gehofft hatte, daß die plötzliche Verflüchtigung der Flüssigkeit die Folie ausdehnen würde, geschah es nicht und keine Erniedrigung des spezifischen Gewichtes resultierte.
Obgleich die Erfindung so beschrieben worden ist,

daß man mit einem Formteil, wie z. B. einem Streifen, einem Band oder einer Folie beginnt, ist es doch auch möglich, mit dem gepulverten Polymermaterial zu beginnen und einen solchen Teil in der üblichen Weise durch direktes Übergehen zu dem Verfahren der Er-

findung zu formen. Der anfänglich geformte Streifen enordert keine besondere Handhabung oder Behandlung ehe er nach dem Verfahren dieser Erfindung bearbeitet wird. So können die üblichen Methoden für

ss bekamt p^{ng VOn Streifen usw}·' ^{die normale oder} bekannte Formteile produzieren, hier verwendet

STki^™.^* ^{Artikel direk}t in den Apparat ¹ gleichwertige Konstruktionen

^{e Umfassen die} Polymerisate des ylens, die verwendet werden können, ^ve™^hiede*en kommerziell zur Verfügung

en_u ⁿHÄ^erisate' ^{wie Ζ}·^Β- Polytetrafluorlen und M,schpolymerisate des Tetrafluoräthylens. ^{POymeres aus} Tetrafluoräthylen und Hexa- ?^ '? ^beisP^ielsweise ein im Handel erhält-Ä^{Olymerisat des} Tetrafluoräthylens, das l I T⁸ ?" ^erfind™äß Vfahrens

™ n„ Ä ^es Tetrafluoräthylens,

v^rwendlr I T⁸ ?" ^erfind™gsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann, um das neuartige gedehnte

Folienmaterial herzustellen. Derartige Mischpolymerisate können kleine Mengen, gewöhnlich im Bereich von 1 bis 5 %, Äthylen oder Chlortrifluoräthylen oder fluoriertes Propylen, wie Hexafluorpropylen, enthalten. Da Polytetrafluoräthylen das Material ist, welches am meisten für das Abdichten von mit Gewinden versehenen Rohrverbiindungen verwendet wird, ist es das bevorzugte Polymerisat dieser Erfindung, obgleich die obenerwähnten und andere ähnliche Mischpolymerisate ebenfalls weitgehend gebraucht werden können, falls erwünscht.

Von Vorteil ist das geringe spezifische Gewicht der erfindungsgemäß hergestellten Formkörper, da bei ihrem Einsatz, beispielsweise zum Abdichten von mit Gewinden versehenen Rohrverbindungen, geringere

Mengen des teuren Polytetrafluoräthylens erforderlich sind.

Außer für Gewindedichtungen lassen sich die erfindungsgemäß hergestellten Formkörper auch als Dichtungen für andere Zwecke oder Packungen verwenden. Ventilschaftpackungen, PumpenpackungensowieRohrfianschdichtungen seien als Beispiele erwähnt.

Obgleich das Dehnungsverfahren hier in seiner Anwendung auf dünne Bänder ungesinterten Polytelrafiuoräthylens beschrieben worden ist, kann dasselbe Verfahren auch zur Dehnung von quadratischen oder rechteckigen Siäben oder anderen Formteilen mit gleichmäßigen Querschnitten verwendet werden, und Artikel verschiedener Stärke, Länge und Breite können gemäß der Erfindung gut bearbeitet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 poröser Polytetrafluoräthylen-Film verstreckt und auf Patentansprüche: eine Temperatur oberhalb 3270C erhitzt worden ist, während er daran gehindert wird, in seine Ruhelage

1. Verfahren zur Herstellung von in der Längs- zurückzukehren. Dieser Film besitzt einen niedrigen achse verstreckten Fonnkörpern aus Tetrafluor- 5 Reibungskoeffizienten sowie ein geringfügiges oder äthylen-Polymerisaten, dadurch gekenn- überhaupt kein Selbsthaftungsvermögen und eignet zeichnet, daß ein ungesintertes, weitgehend sich daher nicht als Dichtungsmaterial für Schraubkristallines Tetrafluoräthylen-Homo- oder -Misch- verbindungen.

polymerisat mit mindestens 95% einpolymeri- Die Erfindung beruht auf der überraschenden Er-

siertem Tetrafluoräthylen bei Temperaturen zwi- io kenntnis, daß in der Längsachse verstreckte Form-

schen 200 und 300° C bis auf mehr als die doppelte körper aus Tetrafluoräthylen-Polymerisaten mit einem

Länge verstreckt wird, so daß ein Formkörper mit hohen Reibungskoeffizienten, einem ausgezeichneten

ßbrillierter Struktur und einer Dichte von weniger Selbsthaftungsvermögen und geringer Dichte nach

als 1,4 und einer beständigen Länge ohne Retrak- einem Verfahren hergestellt werden können, welches

tionsneigung entsteht, dessen Breite und Dicke 15 dadurch gekennzeichnet ist, daß ein ungesintertes,

sich bei dem Streckvorgang praktisch nicht ver- weitgehend kristallines Tetrafluoräthylen-Homo- oder

ringert haben, und der einen Reibungskoeffizienten -Mischpolymerisat mit mindestens 95 % einpolymeri-

von mehr als 0,5 und einen Selbsthaftungswert von siertem Tetrafluoräthylen bei Temperaturen zwischen

mehr als 5,43 g/cm³ aufweist. 200 und 300° C bis auf mehr als die doppelte Länge

2. Verfahren nach Ansprach 1 zur Herstellung ao verstreckt wird, so daß ein Formkörper mit fibrillierter von Filmen, Streifen oder Bändern. Struktur und einer Dichte von weniger als 1,4 und

3. Verwendung der nach Anspruch 1 und An- einer beständigen Länge ohne Retraktionsneigung entsprach 2 hergestellten Formkörper als Dichtungs- steht, dessen Breite und Dicke sich bei dem Streckmaterialien. Vorgang praktisch nicht verringert haben, und der

55 einen Reibungskoeffizienten von mehr als 0,5 und

einen Selbsthaftungswert von mehr als 5,43 g/cm³

aufweist.