DE2503645A1

DE2503645A1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von elastomeren oder plastomeren schlaeuchen aus waessrigen dispersionen

Info

Publication number: DE2503645A1
Application number: DE19752503645
Authority: DE
Inventors: Robert Georges Pierre Boulain
Original assignee: BOULAIN ROBERT GEORGES P
Current assignee: BOULAIN ROBERT GEORGES P
Priority date: 1973-01-11
Filing date: 1975-01-29
Publication date: 1976-08-05
Also published as: GB1430920A; DE2503645C3; US3956442A; CA1028816A; FR2213845B1; FR2213845A1; IT1004668B; DE2503645B2

Description

"Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von elastomeren oder plastomeren Schläuchen aus wäßrigen Dispersionen" Verfahren zur Herstellung von elastomeren oder plastomeren-Schläuchen, insbesondere von Schläuchen für chirurgische Zwecke, durch Extrudieren von wäßrigen Dispersionen temperaturempfindlicher Teilchen, sind bekannt.
Der Ausdruck "Schläuche" bezeichnet hier und im folgenden sowohl elastische Schläuche als auch steifere Schläuche, die als Röhren bezeichnet werden.
Unter diesen Verfahren sind insbesondere die "Revultex"-Verfahren der englischen Firma Revertex Limited zu nennen.
Diese Verfahren besitzen jedoch den Nachteil, daß sie nicht auf kontinuierliche Extrudierverfahren übertragen werden können, da die während der Gelierung von der Schlauchwandung abgeschiedene bzw. ausgeschwitzte wäßrige Flüssigkeit (Serum) bei der Schrumpfung dieses Gels, sowohl von der äußeren Oberfläche als auch von der inneren Oberfläche dieses Schlauches nur so durch Waschen entfernt werden kann, daß man das Waschwasser in das Innere des.Schlauches, vom vorderen Ende des Schlauches her und gegebenenfalls vom rückwärtigen Ende nach vorhergehendem Abtrennen des Schlauches am Austritt der Extrudiervorrichtung, d.h., nach seinem Durchgang durch eine sog. Wärmekammer, durch die ein Rohr und ein koaxial zentrierter Kern aus Glas hindurchführt, eindringen läßt.
Darüber hinaus ist die Temperatur beim Waschen der Schlauch stücke im allgemeinen sehr hoch, obgleich übermäßiges Waschen leicht zu einem Auswaschen von Antioxydationsmitteln führt, die der Masse zur Herstellung einwandfreier Produkte einverleibt worden sind.
Die Waschdauer kann zwischen 4 Stunden bei Schläuchenmit geringer Wandstärke und 24 Stunden, z.B. bei Schläuchen mit 3 mm Wandstärke, variieren.
Andererseits sieht das Revultex-Verfahren im Fall von dünnen Schläuchen den Durchgang der elastomeren Schläuche während etwa 5 Minuten durch ein Bad vor, das eine verdünnte Lösung von Ameisensäure oder Essigsäure enthält, wodurch die Dichte und die mechanische Festigkeit des die Schlauchwandung bildenden Gels erhöht wird.
Schließlich ist vor dem abschließenden Trocknen beim Revultex-Verfahren ein etwa 6-minütiger Durchgang des elastomeren Schlauches durch ein Chlorierungsbad vorgesehen, wobei gegebenenfalls eine Chlorierungslösung durch das Innere des elastomeren Schlauches hindurchgeleitet wird.
Um ein solches Verfahren kontinuierlich durchzuführen, hat man bereits erwogen, den extrudierten Schlauch direkt über ein horizontales Förderband in einen Tunneltrockner zu ieiten ohne zwischendurch eine Spülung oder Chlorierung vorzunehmen, wobei komprimierte kalte Luft in das Innere des am vorderen Ende verschlossenen elastomeren Schlauches geleitet wird.
Hierbei wird ein Glasrohr so in das Innere eingeschoben, daß ein Zusammenfallen des Schlauches aufgrund seines Gewichtes während des horizontalen Transportes in den Tunneltrockner vermieden wird.
Bei diesem Verfahren kommt es jedoch leicht zu einer Ansammlung der ausgeschiedenen Flüssigkeit im unteren Innenraum des Schlauches, der in Kontakt mit dem Förderband steht.
Hieraus ergibt sich beim Trocknen im Tunneltrockner, der auf eine ausreichend hohe Temperatur gebracht worden ist, um die Kohäsion zu vervollständigen und üm dem Schlauch die gewünschte Festigkeit und mechanische Widerstandsfähigkeit zu verleihen, eine uneinheitliche physikalische Struktur des Schlauches an der Stelle, wo die Flüssigkeìtsansamnlung erfolgt.
Eine Aufgabe der Erfindung daher darin, ein neues Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem es in den meisten Fällen möglich ist, praktisch die gesamte, nach Maßgabe des Fortschreitens des Gelierprozesses und des allmählichen Schrumpfens der Schlauchwandung gebildete Flüssigkeit aus dem Inneren des Schlauches zu entfernen.
Erfindungsgemäß wird die Entfernung der Flüssigkeit so vorgenommen, daß man durch das Innere des vorne offenen Schlauches einen Warmluftstrom zirkulieren läßt. Hierdurch entsteht ein Dampfdruckunterschied zwischen den beiden Flächen des Scblauches, der sich in Kontakt mit Luft oder gegebenenfalls mit einem Spülbad, durch das der Sdihuch hindurchführt, befindet.
Dennoch erfordert ein solches Einleiten von Warmluft das Anbringen einer zusätzlichen Rohrleitung, die sowohl durch die der Einfüllkammer wäßrigen Elastomerendispersion als auch durch die Wärmekammer hindurchläuft. Durch diese Kammer führen auch die konzentrischen Röhren, die die Formungseinrichtung für die Schlauchwandung bilden. Darüber hinaus erfordert dieses Einleiten von Warmluft einen für diese zusätzliche Rohrleitung geeigneten Wärmeschutz gegenüber der inneren der beiden Formungsröhren.
Diese zusätzliche Rohrleitung führt genau bis zur gleichen Höhe wie die beiden Röhren der Formungseinrichtung, so daß eine zu schnelle Gelierung'der Schlauchwandung vor dem Austritt aus der Formungseinrichtung vermieden wird.
Der durch die zusätzliche dritte Rohrleitung eingeleitete Warmluftstrom bewirkt somit ein allmähliches Schrumpfen der Schlauchwandung sowie eine allmähliche Verringerung des Schlauchdurchmessers, während die abgeschiedene Flüssigkeit, die zum Inneren des Schlauches hin zunimmt, kontinuierlich in Form von Dampf durch die warme Luft ausgetrieben wird,was eine sehr wirksame innere Reinigung des Schlauches während der Herstellung gewährleistet.
Von dem Augenblick an, wo der Schlauch von dem Förderband aufgenommen wird, durchläuft er einen Tunneltrockner, der das Verdunsten der zum äußeren Teil der Schlauchwandung abnehmenden Flüssigkeitsmenge gewährleistet. Der Warmluftstrom verhindert jegliche innere Wasseransairsnluna im unteren Teil des auf dem Förderband liegenden Schlauches und verhindert hiermit Unregelmäßigkeiten bezüglich der physikalischen Struktur der Schlauchwandung.Anschließend kann der Schlauch in der gewünschten Länge am Ausgang des Turaneltrockners in dem die Vulkanisation bzw. die Vernetzung erfolgt, zerschnitten werden.
In bestimmten Fällen kann der Durchgang des Schlauches durch ein Tauchbad vor dem Durchgang durch den Tunneltrockner vorgesehen werden. Bei einem solchen Tauchbad wird warmes Wasser von 30 bis 70°C, vorzugsweise von etwa 60°C, verwendet, was zur Folge hat, daß der Siiauch zu einem Zeitpunkt, wo das Gel noch feucht ist, eine deutliche Schrumpfung erfährt, die als Synärese bezeichnet wird.Hierdurch ist es möglich, praktisch die gesamte- im Gel enthaltene Flüssigkeit, und zwar sowohl die innen als auch außen abgeschiedene Flüssigkeit, zu entfernen. Die nach außen abgeschiedene Flüssigkeit wird durch das umgebende Wasser verdünnt, während die nach innen abgeschiedene Flüssigkeit in Form von Dampf entfernt wird, sobald sie die innere Oberfläche der Schlauchwandung erreicht.
Dennoch entsteht, wenn die Temperatur der durch das Innere des Schlauches strömenden Warmluft etwa 30 bis 60°C beträgt und die Zirkulation dieser Warmluft eine konstante Erneuerung der Verdampfungsoberfläche gewährleistet, unter Bildung einer stetigen Depression an der Grenzfläche zwischen dem Gel und dem Warmluftstrom im Inneren der porösen Stellen, die das Gel vor seiner endgültigen Stabilisierung aufweist, eine Bewegung der Flüssigkeit zum Schlauchinneren, hin und eine fortschreitende Trocknung des Schlauches über die innere Oberfläche.
Es wird angenommen, daß an der Grenzfläche zwischen äußerer Schlauchwandung und umgebendem Wasser des Tauchbades der Dampfdruck praktisch Null ist, und daß praktisch die gesamte Flüssigkeit, die während der Gelierung abgeschieden wird, in Form von Wasserdampf durch den Warmluftstrom über das entgegengesetzte Ende des Schlauches ausgetrieben wird.
Hierbei tritt jedoch ein Zeitpunkt ein, wo diese fortschreitende Zirkulation sich verlangsamt und schließlich ganz aufhört, wenn sich das Gel dem endgültigen Stabilisierungszustand nähert.
Die durch den Warmluftstrom bewirkte Trocknung hat nun ihr größtes Ausmaß erreicht.Nun wird der aus dem Tauchbad austretende Schlauch mit Hilfe des bereits genannten Förderbandes in den Tunneltrockner überführt, wo die äußere Wandoberfläche fertig getrocknet wird und ebenfalls ihren Endstabilisierungszustand erreicht. Der Schlauch ist nun vulkanisiert bzw. vernetzt-, entweder mittels Warmluft oder nach einem anderen bekannten Verfahren.
Der Hauptvorteil dieses neuen Verfahrens der Erfindung besteht darin, daß es eine praktisch vollständige Trocknung von Wandungen mit beträchtlicher Dicke ermöglicht, wenn man eine ausreichende Durchgangszeit durch das vorgenannte Tauchbad vorsieht, wobei die Zeitdauer von der Dicke der Wandung abhängt.
Bei einer anderen Ausführungsform unter Verwendung eines solchen Warmwasserbades kann man ein Alkohol enthaltendes, sog.
Koagulationsbad von Raumtemperatur verwenden. Der Alkohol vermischt sich mit den wäßrigen Bestandteilen und scheidet die elastomeren oder plastomeren Teilchen ab, wobei sich ein azeotropes Gemisch bildet, das im Fall von Äthanol einen Siedepunkt von etwa 780C und im Fall von Methanol einen Siedepunkt von etwa 64,50C aufweist. Ein solches Eintauchen in Alkohol bewirkt eine vermehrte Schrumpfung der Schlauchwandung und eine praktisch vollständige Abscheidung der hierin enthaltenen Flüssigkeit. Tatsächlich ist bei Verwendung eines Alkoholbades der Unterschied im Dampfdruck zwischen den beiden Oberflächen des Schlauches noch größer aufgrund des nietbrigeren Siedepunktes des azeotropen Gemisches Wasser/Alkohol, das sich in den porösen Stellen des Gels bildet. Die Verwendung eines solchen Alkoholbades ermöglicht daher eine deutlich schnellere Trocknung unter Bildung eines festeren und gleichmäßigeren Gels, was schließlich zur Bildung von noch weniger durchlässigen Schläuchen führt.
Wie bereits weiter oben erwähnt, ist es bei Schläuchen von geringer Dicke, z.B. von 0,2 bis 1,2 mm Dicke, möglich,das Warmwassertauchbad oder Alkoholtauchbad wegzulassen. Das Durchleiten von Warmluft durch das Innere des Schlauches wird zwar vorgenommen, man erhält jedoch den Schlauch unmittelbar beim Austritt aus der Extrudiervorrichtung in einen bekannten Tunneltrockner, wo anschließend die Vernetzung oder Vulkanisation erfolgt.
In der Tat ist bei so geringen Wandstärken im Verlauf der Synärese das Netz der mit Flüssigkeit angefüllten Kanäle, das die Schlauchwandung durchzieht, nicht ausreichend groß, um ein Einschließen der Flüssigkeit in großer Menge zu ermöglichen und um die spätere Undurchlässigkeit der äußeren Schicht der Schlauchwandung empfindlich zu beeinträchtigen.
Das Beispiel erläutert die Erfindung. Die einzige Zeichnung beschreibt schematisch die einzelnen Phasen der Schlauchherstellung.
Die Figur zeigt einen Vorratsbehälter 1 mit einer sensibilisierten Dispersion, der über die Zuleitung 2 mit dem oberen Teil 3 einer Extrudiervorrichtung verbunden ist. Hierdurch kann man die Dispersion zwischen zwei konzentrische Röhren 4 und 5 einleiten, die durch eine Kammer bzw. Wärmekammer 6 hindurchführen. In der Wärmekammer erfolgt eine Zirkulation in Pfeilrichtung 7 von Wasser (oder einer anderen Thermostatisierflüssigkeit) mit einer Temperatur zwischen 50 und 600C, um den Latex auf einer Temperatur von mindestens 50"C, bei einigen Latexsorten bis zu 750C, zu halten, und um die Gelierung des Latex bei jeder Extrudiergeschwindigkeit zu gewährleisten.
Kurz unterhalb der Kammer 6 enden die beiden konzentrischen Röhren 4 und 5, und der durch Gelierung der Dispersion gebildete Schlauch tritt aus dem Zwischenraum zwischen den Röhren 4 und 5 aus.
Dieser Schlauch ist am Ausgang der Röhren 4 und 5 im Längsschnitt 8 und anschließend, bis zum Ausgang des Tunneltrockners 9, wo, wie bereits beschrieben, das Schlauchmaterial gegebenenfalls eine Vernetzung oder Vulkanisation erfährt, in Seitenansicht 8a dargestellt.
Ein Förderband 10 transportiert den Schlauch 8a in Pfeilrichtung 11.
Bei den weiteren Ausführungsformen, die ein Tauchbad betreffen, ist vor dem Tunnel 9 ein solches Bad 12 angeordnet. Im Inneren des Bades wird der Schlauch 8a durch Rollen 13 und 14 oder durch entsprechende Einrichtungen geführt.
In diesem Fall ist das Tauchbad mit warmem Wasser gefüllt oder von einem Warmwasserstrom mit einer Temperatur zwischen 50 und 700C durchspült, oder mit Alkohol gefüllt, wodurch es möglich ist, in der Schlauchwandung 8,.8a ein azeotropes Gemisch zu erzeugen, wodurch die Entfernung der Flüssigkeit durch das Innere des Schlauches ermöglicht wird.
Diese Abtrennung wird, wie bereits beschrieben, so erreicht, daß man Warmluft durch ein drittes zusätzliches Rohr 15, das koaxial in den beiden Röhren 4 und 5 angebracht ist, einleitet.
Dieses Zwischenstück ist gegenüber dem Rohr 5 mittels einer Wärmeschutzschicht 16 thermisch isoliert. Die Warmluft mit einer Temperatur von etwa 30 bis 60"C erreicht den Schlauch 8,8a auf genau der gleichen Höhe wie das untere Ende der Röhren 4 und 5. Der Warmluftstrom fließt in Pfeilrichtung 17 und entweicht am entgegengesetzten offenen Ende des Schlauches.
In bestimmten Fällen, wo Schläuche mit geringem Durchmesser und/oder geringer Dicke verwendet werden, kann es von Vorteil sein, Warmluft mit einer Temperatur von über 600C und bis zu 900C durchzuleiten.
Es sein darauf hingewiesen, daß das Einleiten von kalter Luft, was bereits zur kontinuierlichen Herstellung vorgeschlagen worden ist, keine wirksame Innentrocknung ermöglicht. Darüber hinaus können die nachteiligen Einflüsse aufgrund innerer Feuchtigkeitsansammlung im unteren Teil eines horizontal laufenden Schlauches nicht vermieden werden.
Es ist selbstyerständlich, daß man zu den beschriebenen Durchführungsarten des erfindungsgemäßen Verfahrens verschiedene Abwandlungen, Vervollständigungen oder Ergänzungen durchführen kann und daß man bestimmte Phasen dieses Verfahrens durch andere Phasen ersetzen kann, ohne hierdurch den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.
Insbesondere kann man im Fall eines Methanoltauchbades einen bestimmten Prozentsatz von Calciumnitrat und/oder -chlorid zusetzen, wodurch die Schrumpfung des Gels im Augenblick des Eintauches erhöht wird.
Der Durchfluß und der Druck des genannten Warmluftstromes werden nach Maßgabe des Durchmessers und der Dicke der herzustellenden Schläuche ausgewählt. Bei Verwendung eines Tauchbades wird der Druck so gewählt, daß ein Abplatten der Schläuche unter dem Einfluß des Flüssigkeitsdrucks vermieden wird.
Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von elastomeren oder plastomeren Schläuchen aus sensibilisierten wäßrigen Dispersionen unter Verwendung einer Einfüllkammer und einer hiermit verbundenen Formungseinrichtung aus zwei konzentrischen Rohren mit einer Zuführung für über Raumtemperatur erwärmte Preßluft, die durch die Einfüllkammer und die Formungseinrichtung hindurchführt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , das man den Warmluftstrom durch ein drittes, koaxial in den beiden Rohren (4 und 5) der Formungseinrichtung angeordnetes, sich genau bis zum unteren Rand der Rohre (4 und 5) erstreckendes Rohr (15) einleitet, wobei das Rohr (15) thermisch von dem Rohr (5) isoliert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Warmluftstrom mit einer Temperatur zwischen 30 und 600C einleitet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Schläuchen von geringem Durchmesser und/oder geringer Wand stärke einen Warmluftstrom mit einer Temperatur von über 600C und bis zu 900C einleitet.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Eintritt der Schläuche in einen Tunneltrockner (9), der gegebenenfalls eine Einrichtung enthält, die die Vulkanisation oder Vernetzung des elastomeren oder plastomeren Schlauchmaterials gewährleistet, ein Tauchbad (12) vorsieht, das Wasser von einer Temperatur zwischen 30 und 700C für die äußere Waschung der Schläuche enthält.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Eintritt der Schläuche in einen Tunneltrockner (9), der gegebenenfalls eine Einrichtung enthält, die die Vulkanisation oder Vernetzung des elastomeren oder plastomeren Schlauchmaterials gewährleistet, ein Tauchbad (12) vorsieht, das von einem Wasserstrom mit einer Temperatur von 30 bis 700C zur äußeren Waschung der Schläuche durchströmt wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Eintritt der Schläuche in einen Tunneltrockner (9), der gegebenenfalls eine Einrichtung enthält, die die Vulkanisation oder Vernetzung des elastomeren oder plastomeren Schlauchmaterials gewährleistet, ein Tauchbad (12) vorsieht, das Methanol oder Äthanol von Raumtemperatur enthält.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man bei bestimmten Latexsorten, die zu ihrer Gelierung relativ hohe Temperaturen, d.h. bis zu 750C, erfordern, und/oder um höhere Extrudiergeschwindigkeiten zu erreichen, die warme, von Wasser durchströmte Wärmekammer (Gelierkammer) durch einen Ringheizkörper ersetzt, der eine höhere Heizleistung besitzt.

L e e r s e i t e