DE2658656A1 - Poroeser polytetrafluoraethylenschlauch mit mikroporoeser struktur und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Poroeser polytetrafluoraethylenschlauch mit mikroporoeser struktur und verfahren zu seiner herstellung

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Description

Poröser PolytetrafluoräthyleDschlauch mit mikroporöser Struktur und Verfaliren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft einen porösen Polytetrafluorethylenschlauch oder ein solches Eohrmaterial und insbesonder© einen porösen Polytetrafluoräthylenschlauch oder ein solches Rohrmaterial mit einer zusammengesetzten fasrigen Struktur> bei dem der Teil der äußeren Oberfläche sich strukturell vo-λ Teil der inneren Oberfläche unterscheidet«, Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Pol;] tetrafluoräthylenschlauchs bzw. Eohrmaterials.
Poröse Polytetrafluoräthylenschläuche werden nach bekannten Verfahren, wie z.B. der japanischen Patentveröffentlichioi;
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TELEFON (OGO)
TELEX ΟΒ-5<5 3βΟ
T =i . - W-I-. i· i^
Ur. 13560/67 und US-PS 3 953 566, hergestellt. Das c— sentliche dieser Verfahren ist folgendes: Ein ungct-vatertes Po.lyfcGtrafluoräthylengeraicch, das ein flüssige-; Schmier- oder Gleitmittel enthält, wird durch Extrudieren, Vo. I:-: cn oder einer Kombination dieser 5echniken zu einer 1Ia-CoI, einem Stab oder Bohr geformt und das so geformte IJ?.!=: rial im uߣc hinter ton Zustand in ivenigu^iäis einer lacht- ^ v;j~ zogen und in gezogenem Zustand auf eine Temperatur über etwa 32?°C erhitzt.
Die Strukturen der nach diesen bekannten Verfahre15 ■■ .'...Itcnen porösen Produkte kann je nach dem Zug- odor R:■'■''■·· ^iHXtnis, der !Temperatur beim Ziehen, der Zu ggesehv.'in&i ■■"-"■ Jc us;;-. unterschiedlich i;ein, jecioch weisen öie erhaltener '...:·. Vjkt\i eine zusammengesetzte Kilo/Ostruktur auf, die sich h'-'-.r durch kleine Fasern odei* Fibril!en miteinander vox-bundc. . . . ic;en zusammensetzt, und die Es.uiae, die von (Leu Knoten ι .. .".::.ι Fü« sern oder Fibrillen umgeben sind, bilden die feiner:, ---.,hlraume der porösen Struktur. Im allgemeinen ist es durch ..vhöhcr? des Zugverhältnisses bei diesen bekannten Verfahrt:! ..Γ'-lich, die Länge der Fasern oder Fibrillen zu srhöhcn, di' c: CLcBe ei_·:·.-Knoten zu vermindern und die Porosität der porösen ;->-<:r".ktur zu erhöhen.
Daher ist es allgemein bekannt, poröse faserige /:c';n-.2ccl sit einer vergleichsvreise einfachen faserigen Struktur^ v:is z.J3, poröse Platten oder Folien, Stäbe, Eohre usw. heraustellen.
Aufgabe der Erfindung ist ein poröser Polytetraf]\"orl.thyle:..:-- schlauch oder ein solches Eohrnaterial rait einer fp^nifisch zusammengesetzten Struktur, der für besondere Zwecke geeic;·: .;t ist, nämlich insbesondere als Ersatz für künstlich- ^Iutg3i'";iu, künstliche Luftröhren, künstliche SpeiEsröbr-en, l-üasl'licj'is
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BAD ORIGINAL
Gallengänge usw. Gegenstand der Erfindung ist ein porc^cr Pol3rtetraf luoräthyleiiachlauch rait aikroporöoer Struktur, der miteinander verbundene Fasern oder Fibrillen und Knoten aus Polytetrafluoräthylen enthält und dadurch gekennzeichnet ist, daß die mikroporöse Struktur des Teils der inneren Schlauchoberfläche sich von derjenigen de.o Teils der äußeren Schl&uchoüerilache unterscheidet*
Aufgabe der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Jlr.rstellung eines solchen Polytetrafluorätlvylenschlauehs bzw« Rohmaterials auf industrielle und wirtschaftliche Weise»
Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein Verfahre.·! zur Herstellung eines porösen Polytetrafluoi^äthylenschlruchs, bei dem man aus einem Geaisch eines ungosinterten Polytetrafluoräthylens, das ein flüssiges Schmier- odsr Gloitaittel enthält, einen Schlauch oder ein Eohr-aatörial forat, den Schlauch wenigstens in Längsrichtung zieht und den Schlauch in gezogenem Zustand erwärmt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die äußere Schlauchoberfläche bei einer Temperatur über etwa 327°CJ und die innere Schlauchoberfläche boi einer niedx-igeren Temperatur als der Temperatur der äußeren Schlauchoberfläche erhitzt.
Das erfindungügemäße poröse Polytetrafluoräthylen-Schlauchnaterial kann für spezifische rchr- oder sc3ilauchförnige Artikel verwendet werden, bei denen die äußere Oberfläche sich in der. faserigen Struktur von der inneren Oberfläche unterscheidet.
Das erfindungsgeaiäße poröse Schlauch- odor Hohrrtiatorial aus Polytetrafluoräthylen L:ann als industrielles i'ilterrohriaaterial für Gase und riüssigkciten verwendet werden, das das Verstopfen und eine Verminderung ei es JFiIt orvader stands; verhindojrn kann,
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BAD ORIGINAL
. ο-
vremi Gase oder Flüssigkeiten durch die poi'öso Vi=Hd des faserigen Schlauch- oder Eohriaatorials hindu
Das erfindun-gs gemäße poröse Schlauch- oder Rohmaterial av.y Polytetrafluoräthylen ist als Pichtungsiaaterial oder Pacl.iU'.y zum Abdichten geeignet«
Die Erfindung stellt somit ein poröses Schlauch- oder EoLrmaterial aus Polytetrafluorethylen aur Verfügung, bei el.ei-: der Teil der äußeren Oberfläche sich von demjenigen der inneren Oberfläche in der faserigen Struktur uiiter ^In^ohl uß der Größe, Länge und Richtung der PaDcrn odor I^ibrillen ^--O. der Form der mit den Fasern dos Kohi-Käterials verbundener.;. Knoten unterscheidet«
Gemäß einer anderen Ausführup;::sforia der Ένΐΐζοη?!^. £to"!.3.t air? Erfindung ein Verfahren zur Ilnrstellu^g porösoi"! iT^ultucli- cOc Eohrraaterials aus Polytetrafluoräthylcn zur Yorrü^aagi cat eine zusammengesetste Struktur aufweist-, box der der Teil eor äußeren Oberfläche sich von desjenigen der inneren Oberriiiche in der porösen Struktur des esehlauchi."ür-:;igen porösen Artil:·,!?: unterscheidet, wobei ein Schlauch oder sin. Rohr aus einV=,: ungesinterten Polytetrafluorätr-ylen-Ger.iisch, das ein Sehrdtr- oder Gleitmittel enthält, gebildet \-rLra* das I?ohrr:i?terii\l ii3 v/enigstens einer Pachtung- gezogen »:i;;d und im gesogonca Zustand auf solche V/oise erhitst wird, daß die ie-speratur der äußeren Rohroborfiäche über etv/a 32/ C liegt und die Temperatur der inneren Rohrobsrflachc niedriger als diec1oxi.;.f,3 der äußeren Rohroberfläche :u;t.
Die Erfindung wird anhi-jid dor Figuren ääher erläutert.
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BAD ORIGINAL
Fig» Λ ist eine :jcheinat:u..:che seitliche l'eilfaioielx einer \rorx-iehtunn; zur Durchführung des ermgsgeaäßen Verfahrens,
Fig.. 2 ist ein vergrößerter Querschnitt des Vakuumteils der Vorrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 ist ein vergrößerter Querschnitt eines anderen Yakuumteils einer Vorrichtung zu3? Herstellung des erfindungsgenäßen porösen SeMauch-materials, und
Fig. 4 bis 8 sind Zeichnungen, die nach rasterelektronenmikroshopisehen Aufnahmen des erfinduRssgenäHcn porösen ScJilauch- oder Eohrnaterials aus FoIytetraflucräthjlen hergestcOi.lt -wurden»
Künstliche Organe aus Kunststoff musscn die folgenden Eigenschaften aufweisen:
Λ, Sie dürfen durch die Eörperflüssiglieiten nicht denaturiert werden,
2. sie müssen chemisch inert sein,
3* sie dürfen keine Entzündungen und keine FreEidkörperrea3rtion hervorrufen,
M-. sie dürfen nicht karzinogen sein und
5. ihre mcchanischon Eigenschaften, v;ie 2.B. Zugfestigkeit usw», dürfen sich im Laufe der Zeit nicht ändern.
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BAD ORIGINAL
Polytetrafluorethylen erfüllt alle diese Erfordernis pe und :U;i für diesen Zweck einer der brauchbarsten Kirnst stoffe. Da jedoch gewöhnlich beim Verformen oder Bearbeiten der, Earzor. beträchtliche Schwierigkeiten auftreten, konnten keine ausgezeichneten Eigenschaften noch nicht voll genutzt werden«
Auf dem Gebiet der industriellen Piltertechniken v;\xtc.qji iitribranen für Umkehrosmose, Ultrafiltration usw. füx' viele Zwecke entwickelt. Diese Membranen weisen eine zn£>.·.·■ i:~:en~ gesetzte Struktur auf, bei der die sehr dünne äußera Oberflächenschicht, die sum Filtrieren dient, eine feirjo poröse Struktur aufweist, während die innere Trägcr-i^M die die mechanische Festigkeit der Membran erhält, eise vergleichsweise weite mikroporös© Struktur aufweicv* Loi Beispiele für solche Membranen sind nicht nur ebcro oder folienartige Membranen, rondern auch rohrfönnigc Λι-tikel. Jedoch sind diese üblichen Membranen aus Cellulose ouor PoIy-• amiden: Membranen aus Polytetrafluoräthylen mit eiiiü^ susammengesetzten Struktur sind noch nicht belcanntgevrorden. Wenn ferner ein solcher poröser rohrförmiger Artikel als rohrförmige Dichtung verv/endet wird, muß der rohrföraige Artikel eine Struktur besitzen, bei der seine äußere Oberfläche hart und seine innere Oberfläche weich und L:o:aprimiei— bar ist.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein feines Pulvor eines ungesinterten Polytetrafluoräthylcns lait einem flüssigen Schmier- oder Gleitmittel gleichmäßig vermischt und noc.?. dem Vorform en des Gemischs durch Druck v/i:ed das Gerd t; oh z.l"., mit einer Kolbenstrangpresse zu einem Schlauch, oder liohr fy>formt. Dann wird das Rohr nach !Entfernen des flüssigen Seh.J-Gr-- oder Gleitmittels durch Verdampfen oder ütraktion in v/eni; -ri;.-,a;
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einer Richtung, gewöhnlich in Längsrichtung des Schlauche, gezogen. Diose obengenannten Verfahren sind dieselben, viivsie in äen oben beschriebenen bekannten Verfahren angewandtwerden, oder ihnen ähnlich; jedoch ist der nachfolgende Schritt, bei dem das so gezogene Rohr auf eine Temperatur über etwa 3270C zum Sintern erhitzt v.drd, der Schritt. C- ^r bei diesem bekannten Verfahren niemals angewandt wurde, und ist im Rahmen der Erfindung von höchster Bedeutung» Beim Erhitzen des so gezogenen oder gereckten Rohrs ist es woglich, das Rohr nur von seiner Innenseite zu beheizen, jedoch rjo~ wohnlich und vorteilhaft wird das Eohr von der Außenseite beheizt. In diesem Falle wird es durch Erhitzen des P.c1p:-cs unter Durchleiten von Luft durch den inneren Rohrhohlr^ura zum Kühlen möglich, die poröse faserige Struktur der äi: Seren Rohroberfläche in einen anderen Zustand als die poröse faserige Struktur der inneren Rohroberfläche zu überführen.
Die poröse faserige Struktur weist eine mikroporöse faserige Struktur auf, die kleine Fasern oder Fibrillen und durch die kleinen Fasern verbundene Knoten aufweist.
Gemäß der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßeii porösen Schlauch- oder Rohmaterials aus Polytetrafluoräthylcri weist das poröse Schlauchmaterial eine spezifische mikroporöse Struktur auf, bei der z.B. der Faserdurchmesser an dor inneren Oberfläche des Rohrs kleiner ist, jedoch der Fasoruiirchmesser an der äußeren Rohroberfläche größer als wenigstens der doppelte Durchmesser an der inneren Oberfläche des Schlauchs ist, jedoch die Größe der Knoten an der inneren Schlauchoberfläche ungefähr dieselbe wie diejenige d/sv Knoten an der äußeren Schlauchoberfläche ist.
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Die Größe der Knoten und die L.'mge der Fasern oder Fibrillen hängt vcon den Z-iohbedingungcn des Schlauebs ab ,da go £ c; wird der Dux^chisesoex^ der Fasern nicht stax-k verändert, v.o:-t.:: der Schlauch in einer Eichtung gebogen wird. Eg ist Jedoch bekannt, daß sich der Paserdurchiaecser plötzlich ver— tuindert, ^coii der LüIiXauea in j;vsi odor ΐ,=ί.:.υϊ· iiiul. ^Vui£\■..-.<. , Sogen wird; der erfindungsgemäße poröse Schlauch peiiäß der ersten Ausführungsforn hat daß Merkmal bezüglich dsr poi'örr· faserigen Struktur, daß die äußere Schlauchoberfläcne sich von der inneren Schlauchobcrflache bezüglich uer Größü und. Länge der Fo.sern und der Form der Krioten unterscheidet c
Ferner sind bei der aweiten Ausführungsform des cx-fiiicrv '■.-,-· gemäßen porösen Schlauchs die Lange und der .'Ourehi-ecser der Fasern an der inrcren Schlauchoberfläche clior.TiXber·. do diejenigen der Fasern an der äußeren Oberfläche, Jaaocl1. stellt die Ι?οπη der Knoten an der äußeren Sehla"clioberf 3 r.chö einen langen oder dünnen Ellipsoid dar, vährend an der 3. v-:-i~ ren Schlauchoberfläche die elliptischgeformten knoten ±r\ ihrer Längsrichtung geteilt sind, so daß die lange Achse des Ellipsoids merklich gekürzt ist und die Enotca in einigen Fällen nahezu Kugelforin annehmen. Die zv/eite Ausfuhru'are form des erfindungsgemäßen porösen Rohr- oder Schläuche.-· terials weist das Merkmal auf, daß die Knoten ira nach ±r<:^vv-, gelegenen Eohrteil eine ellipsoide Form nit einer kurseii Ir.J-achse aufweisen und die Knoten im nach außen gelegenen Hohrteil eine ellipsoide Form mit einer langen Achse besitzcn, deren Länge mehr als doppelt so lang ist wie diejenige a:,r ellipsoiden Knoten iia inneren Schlauchteil.
Bei der dritten Ausführungeforia des erfindungs gemäß en
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Rohr- odor Gchlauehmator-iuls unterscheidet sich nicht mir die Faserlänge, sondern auch die Knotenforia an der inn^-Oxi Schlauchoberflache von derjenige.«., εη der äußeren ßchleuchoberf lache." In dieses Falle ist die faserlänge an der inneren Schlauchoberflache küraer und die Faserlänge an eier äußeren Schlauchoberfläche mehr aiii 1,5 x so lang v;ie diejenige; Ze? Fasern cn der la^oron 01· ^ vi leiche, υ·.-α;1 die λ:,--ί;ί ·„-ι an der äußeren Schlauchoberfläche vexsen eins ellipsoiäö Form mit leicht verkürzter Längsachse auf, während dnc Knoten an der inneren Schlauchoborflache die Form eines nahezu flachen Körpers besitzen und die Ellipsoidfcrra verlören lieben.
Die faserigen Strukturen der oben genannten drei Auofüiirungsi'ormen der Erfindung steilen bis zu einem gewissen Grc.d miteinander in Beziehung. B*3i., die faserige Struktur an der inneren Schlauchoberflächo bei der ersten i-uüführur-rrforia der Erfindung ißt diecelba v;ie diejenise an der äußeren Schlauchoberfläche bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Ferner ist die faserige Struktur aii der inneren Schlauchoberfläche bei der zweiten iuasführungsform der Erfindung dieselbe vde die faserige Struktur an der äußeren Schlauchoberfläche bei der dritten Ausführungsform der Erfindung.
Die Vorteile der faserigen Struktur, bei der der Durchmesser der Fasern an der äußeren Schlauchoberfläche anders ist als an der inneren Oberfläche, werden unten im einzelnen erläutert. Bei künstlichen Gchlauchförsigei) Leitungen laüssen vasculäre Prothesen, wie'z. B. künstliche KLutgexasse, künstliche Luftröhren, Speiseröhren, Gallengäöge usw. solche feinen Poren an der Innenwand aufweinen, daß r.ach Implantation dor vasculären Prothesen in einen lebenden Körper Blut, Körperflüssigkeit en oder Galle nicht diu.ich die Innenwand der vasculären
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Prothesen Mndurchtritt. Jedoch beginnt sich während der Hei lung des Patientens die Außenwand der iiaplsntierten vasculären Prothese ira Patienten mit Bindegewebe zu überziehen; das Bindegewebe wird zunehmend durch Fasergewebe ersetzt, das durch die Außenwand der vasculären Prothese eindringt und schließlich ist das Pasergowebe fest «it der ii-r.o~Jnt3.i3a verbunden, die an dei* Innenwand der vasetilären Prothese gewachsen ist. Zu diesem Zweck muß das verwendete künstliche Leitungsmaterial an der Außenwand der vasculären Prothese vergleichsweise weite Poren besitzen« Der Po-eenaurcfcieeser der vaseulären Px*othese, der benötigt wird, um den .",'-intritt des i'asergewebes zu ermöglichen, beträgt wenigstens ctiia 2 Mikron; wenn der Porendurchmesser der vaseulären Prothese weniger als etwa 2 liikron beträgt, tritt das Pasergov/ebe nicht in die Poren der Prothesemjand ein» ¥e:in das Paoergewebe in den Poren der Wand nicht sit der lieo-Intira verbunden ist, kann die ITeo-Intiiaa ihr Wachst us an der Innen« -fläche der vaskulären Prothese nicht fortsetzen. Deshalb ist der Porendurchmesser an der äußeren Oberfläche äer vasculären Prothese im allgemeinen größer als 5 Mikron, and es wurde gewöhnlich, versucht, gewebte oder gestrickte Pormteile aus Polyäthylen, JKylon, Dacron us**., zu verwenden, jedoch konnte man noch keine befriedigenden vasculären Prothesen erhalten►
Aus den oben aufgezeigten Umständen ist zu entnehmen, daß die zusammengesetzte Struktur des erfinäungsgcmäßen porösen Leitungsmaterials für den angegebenen Zweck ausgezeichnet ist, wenn der Schlauch an der äußeren überfläche Poren sät einem Durchmesser von 2.B. 10 Mikron und an der inneren Oberfläche Poren mit einem Durchmesser von z.B. J Hikron besitzt.
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Tür industrielle Zwecke müssen poröse »Schläuche verschiedene Komponenten filtern, konzentrieren oder lösen und gleichzeitig eine große Materialmenge behandeln können. Die Filtration odex Auflösung läßt sich besser durchführen, wenn die Por engrößenvert eilung geringer wird·; um Jedoch die Materialmenge, die in einer bestimmten Zeiteinheit behandelt wird, zu erhöhen, muß die Zahl der Sehlauchpor^n erhöht werden oder die Wanddicke des Schlauchs so dünn wie möglich gemacht werden. Jedoch ist es sehr schwierig, bei den besonderen Bedingungen, die bei der Schlauchherstellung angewandt werden, die Anzahl der Schlauchporcn wesentlich zu erhöhen; ferner geht eine übermäßige Verringerung der Schlauchdicke mit einer Verringerung dor mechanischen Festigkeit des Schlauches einher. Deshalb sind diaoe Mittel aus praktischer Sicht her nicht anwendbar. Deshalb ist das poröse Schlauchmaterial gemäß der Erfindung auf diesen industriellen Gebieten ebenfalls ausgezeichnet, da .es die zusammengesetzte faserige Struktur aufweist, bei der der Porendurchmesser an der inneren Schlauchoberfläche sich von dem Porendurchmesser an der äußeren Schlauchoberfläche unterscheidet.
Me Beziehung zwischen Biegsamkeit und Einreißfestigkeit als ein Merkmal des erfindungsgemäßen porösen Polytetrafluoräthylen-Schlauchmaterials wird unten erläutert.
Die Biegsamkeit eines porösen Schlauchs erhöht sich mit steigender Porosität des ScMauchs, jedoch nimmt in diesem Fall die Einreißfestigkeit ab. Die Verminderung der EinreiB-festigkeit des porösen Schlauchs selbst schränkt seine Am^endungsgebiete ein.
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Die Einreißfestigkeit des porösen Scnlauchs allein kami durch Verminderung der Porosität oder durch Erhöhung ö.ot Wandstärke des porösen Schlauche erhöht werden, jedoch wird dabei die Biegsamkeit des porösen Schläuche beträchtlich vermindert.
Einer der -wichtigen Zwecke der Erfindung ist dio Erhöh rm<r der EinreiSfostigkeit des porösen LeitungssateriaIs oha·.-größere Verhinderung seiner Biegsamkeit und Ple±Lbilität; es wurde gefunden, daß dieser Zweck der Erfindung erreicht werden kann, indes man an der inneren Oberfläche, und art der äußeren Oberfläche des Sehlauchs verschiedene Faser·· struktur anwendet.
Insbesondere ist es zur Verbesserung der Einreiß-^sti^ksit eines porösen Rohrmaterials aus Polytetrafluorathylen wichtig, die Richtung der kleinen Fasern oder I'ibrillon, die die Wand des porösen Bohrmaterials bilden, auszurichten. Da die ausgerichtete Richtung der kleinen Fasern mit der geKog&non Richtung des Schlauchs übereinstimmt, stimmt die ausgerichtete Richtung der kleinen Pasern mit der Längsrichtung des porösen Schlauchs überein, wenn der Schlauch nur in Längsrichtung gezogen wurde.
Wenn der poröse Schlauch nur in radialer Richtung gedehnt wird, erstreckt sich die geordnete Richtung der kleinen lasern auch in Radialrichtung des porösen Schlauchs. Daher kann die Einreißfestigkeit des porösen Schlauchs durch Aufweiten in radialer Richtung soi*eit wie möglich erhöht worden. Wenn jedoch ein Gemisch von einem feinen Polytotrnfluorrithylenpulver mit einem flüssigen Gleitmittel untex· Verwendung eines Extruders zu einem Rohr geformt wird, wird das Polytetrafluorethylen durch die Scherkraft, die an der Xontakt- flache mit der metallischen Spritzfora a.uftritt, in einem
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Sustand in der extrudierten Richtung de&
Sehlauchs angeordnet.
Die faserige Anordnung erfolgt in Längsrichtung des Schlaucl-s in auGreichendeis Haße und gibt eine beträchtliche Festigkeit in Längsrichtung, jedoch erfolgt in diesem Pail kaum eine I'aöoiausriclitürig iü radialer jiiclitung des Sehlauclis und daher beträgt die Festigkeit in Radialrichtung nur etwa 1/3 bis 1/5 der Festigkeit in Längsrichtung des Schläuche. Daher kann Eian durch Ausweiten des Schlauche- allein in EscLialriehtung ein poröses Schlauclaraaterial erhalten, jedoch miß die Ausbeute an so erhaltenem porösem Schlauchiüaterial beträchtlich vermindert werden* da viele Bisse und Brüche erfolgen.
Erfindungsgemäß wird ein Schlauch oder Sohr zuerst in Längsrichtung Kit einem definierten Verhältnis zur Mldnng von in Längsrichtung des Schlauches ausgerichteten kl&infczi Fasern und. dann, in Eadialrichtung des Rohrs sur Bildung von in Eadialrichtung ausgerichteten kleinen Fasern gestreckt, wobei ein. poröses Rohr mit ausgezeichneter Biegsamkeit und Reißfestigkeit" erhalten wird· Hätürlich kann ein poröses Rohrisaterial mit derselben Struktur und denselben Eigenschaften wie oben dadurch erhalten werden, daß aan erst die Behnung in Eadialrichtung des Eohrs und dann das Ziehen in Längsrichtung des Eohrs ausführt. Jedoch können poröse 3iohre in stabiler Qualität erhalten werden, vjcnn das Ziehen in Längsrichtung zuerst durchgeführt wird·
Die Ausdehnung des Eohrmaterials in Radialrichtung kann unter Schaffung eines Vakuums rund um das Rohr kontinuierlich durchgeführt werden.
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Die .Anzahl, Länge und Größe der kleinen Fasern, die in Längs- und Badialriehtung des Eohriaaterials durch Ziehen in Längsrichtung und Ausdehnung in Badialrichtung erhalten werden, sind natürlich in Abhängigkeit von dem Ausmaß des Ziehens und Dehnens veränderlich und kennen in Abhängigkeit von den gewünschten Werten für Porosität, Porei:durchfiel f-r% Biegsamkeit und Eeißfestigkeit ausgewählt werden. Venn das Zugverhältnis im wesentlichen dasselbe ist wie das Ausdehnungsverhältnis des Bohrmaterials, sind die Eichtungen der kleinen Fasern radial um sphärische Knoten als Zentren gleichförmig verteilt. In diesem Fall unterscheidet sich die Eichtung der Fasern zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche des porösen Schlauchmateriali., -
Wenn das Ausmaß des Ziehens größer ist als das der Dehnung oder umgekehrt, ist die Länge und Anzahl der kloinen Pasern in Eichtung des stärkeren Ziehens oder Ausdehnens ■größer, die Länge und Anzahl der kleinen Fasern in senkrechter Eichtung hierauf geringer.
Elektronenmikroskopische untersuchunfreii haben nun bestätigt, daß die Größe der Knoten und der Fasern des porösen Schlauchmaterials, das in zwei Sichtungen gezogen und gedehnt wurde, sich wesentlich von denen eines porösen Schlauchmaterials unterscheidet, das nur in einer Eichtung gezogen oder gedehnt wurde. Es wurde insbesondere auch bestätigt, daß die Eichtung der Faser an der inneren Oberfläche stärker radial verteilt ist als an der äußeren Oberfläche.
Die Khotengröße wird in Abhängigkeit vom Zugverhältnis springer und wenn ein Schlauch nur in einer Eichtung gezogen
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wurde, ist die Knotenforia ein schlanker Ellipsoid. Worm das Schiauchmaterial in zwei Richtungen gezogen wird, wird die Knotengröße etwa 1/3 bis 1/10 der Knotengröße des nur in einer Richtung gesogenen porösen Schlauchmaterials und gleichzeitig nehmen die Knoten nahezu sphärische Form an.
Wenn der Schlauch in einer Richtung gezogen wird, beträgt die Fasergröße im porösen Schlauchmaterial nahezu konstant etwa 0,5 bis 1 Mikron, unabhängig von dem Zugverhältnis; wenn der Schlauch jedoch in zwei Richtungen gezogen wird, kann die Fasergröße auf etwa 1/3 bis 1/5 des old gen Werte verringert werden und die Anzahl der Fasern entsprechend 6 or Verringerung der Größe zunehmen.
Daher vieist die erste Ausführungsform dos erfind^ngagetosBeu porösen Schlauchmaterials ausgezeichnete Biegsamkeit und Reißfestigkeit auf und stellt einen su?.aramengesetzten Schlauchartikel dar, der bis jetzt nicht bekamst war«.
Sowohl die zweite als auch die dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen porösen Schlauchmaterials weisen ebenfalls ausgezeichnete Flexibilität auf und wenn das poröse Schlauchmaterial z.B. einen äußeren Durchmesser von 6,0 mm und einen inneren Durchmesser von 5>0 min. auf w ei st, wird es unter einer Belastung von 10 g vollständig zu einem zusammengepreßten Körper deformiert. Das zusammengepresste Material aus dem porösen Schlauch weist ausreichende Di ciitungs ei genschaft en gegen Gase und Flüssigkeiten auf, um als wärme- und chexaikn.lienbeständiges Dichtungsmaterial oder Packung zura Abdichten verwendet zu werden und ist ein brauchbares Abdichtmateral für weite Flanschen.
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Eine metallische Packung sum Abdichten aus Kupfer oder Aluminium kann ausgezeichnete YJärmebestäadigiCöit besitzen; um sie Jedoch als Dichtung verwenden zu können, ist es nötig, sie mit einer Eelastung von z-ehr als einigen kg zusammenzudrücken; wenn das Dichtungsmaterial einige Male benutzt wlr-d, verschlechtert: :..ich ei:; .Al-dicht::iζ"■^■r.rr/r.r.f^. durch das Zusammenpressen stark, da durch das Pressen ein plastisches Fließen erfolgt.
Es wird auch bandförmiges Abdichtmaterial aus Polytetrafluoräthylen verwendet; ein solches Material wurde jeaozv einer Wärmebehandlung unterworfen und wird zu© Abdichten, nur einmal benutzt.
Sowohl die zweite als auch die dritte Ausfuhruivieforn dei, erfindungsgemäßen porösen Schlauchmaterials wuroe einer Wärmebehandlung bei einer Tempei'atur von wenigstens etwa 3270C an der äußeren Oberfläche des Schläuche unterworfen, und daher war seine Struktur nach der Verwendung als Abdichtmaterial weniger verändert und nan kann unter leichtca Druck mit dem porösen Schlauchmaterial eine vollständige Abdichtung erreichen.
Die Temperaturen des Rohrmaterials beim Ziehen und Ausdehnen werden unten im einzelnen erläutert.
Die Größe und Form des Schlauchmaterials kann durch Ziehen und Ausdehnen verändert werden; um jedoch die Größe und Form des Schlauchmaterials zu ändern, muß eine Kraft auf das Eohr wenigstens von der äußeren Seite einwirken. Wie allgemein bei Thermoplasten vermindert sich die nötige Kraft
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mit zunehmender Schlaucht eiaperatur bzw. erhöht s^.eh die benötigte Kraft wit abnehmender Schlauchtenrpe?:atur» sur Degorgierung des Schlaüchs benötigte Kraft muß der Festigkeit des Schlaüchs selbst gegenübergestellt werden, der durch Extrudieren in einem faserigen orientierten Zustand erhalten wurde.
Die Festigkeit des durch Extrudieren oder Spritzen erhaltenen Schlauchmaterials hängt in starkem Haße von d.sii Bedingungen beim Spritzen ab; ist jedoch nicht in hohes Maße- von der Temperatur und Atmosphäre nach dem Formen abhängig.
Wenn dac Bohr bei einer Temperatur gezogen oder gedehnt wird, die unter einer gewissen Temperatur liegt, ist die für die Verformung benötigte äußere Kraft größer als die 3?eot5.f:l~eit des Rohrs und daher neigt das Eohr beim Verformen zuhi .Brechen, V/enn andererseits das Rohr bei einer höheren als einer gewissen Temperatur gezogen oder gedehntwird, ist die für die Verformung benötigte äußere Kraft geringer als die Festigkeit des Rohrs und die ITeigung des Rohrs zum Brechen wird plötzlich vermindert. Daher ist es zur Durchführung der Verformung de α Rohrs nötig, die untere Grenze in Abhängigkeit von den Bedingungen beim Extrudieren festzusetzen.
Dieselbe Neigung wie oben tritt bei der Verformungsrate bei-r. Ziehen und Dehnen auf. V/enn die Verformungsrate steigt, steigt die zur Verformung benötigte äußere Kraft; deshalb ist es nötig, das Rohr auf eine höhere Temperatur zu erhitzen, urn es nicht zu zerbrechen.
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Da die Festigkeit des Holts entsprechend den Bedingungen bein Extrudieren schwankt, kann die Minimalteaperatur für die Verformung des Rohrs nicht klar festgesetzt, aber vom i'ach-mann leicht bestimmt werden.
Der erfir^irigs gemäß angewandte Sinterunrcsschritt "bsae das Erhitzen des gezogenen und gezogen-gedehntem Eohrs bei einer Temperatur über etwa 327°C, während das Eohr fixiert wird, um Schrumpfung zu vermeiden.
Natürlich ist das Eohr so fixiert, daß es nicht in Längsrichtung schrumpft. Einer der wesentlichen Schritte im Jfe-iren der Erfindung liegt darin, daß das Eohr gesintert wird. v;~'urena es durch Evakuieren der umgebenden Atmosphäre in Padialriciitung fixiert ist. Das Fixieren in Eadialrichtung unter VaJiuura kann in einem Sinterofen oder direkt nach dem Sintern durchgeführt werden; jedoch wird das in Längsrichtung fixierte Eohr zuerst auf eine Temperatur über etvra 327°^ erhitzt und muß dann vor dem Abkühlen auf eine Temperatur unter etwa 327°C in Eadialrichtung fixiert werden.
Das das Eohr umgebende Vakuumsystem kann angewandt werden, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind: (1) wenn das Eohr durch Evakuieren der es umgebenden Atmosphäre in Eadialrichtung fixiert wird, wird die Menge der durch die Vakuumpumpe abgezogenen Luft so geregelt, daß sie so gering wie möglich ist, jedoch das Ausmaß des Vakuums das Eohr in radialer Eichtung fixieren kann, (2) die Eohrtonporatur wird über etwa 327°0 gehalten, bis das Eohr in Eadialrichtung fixiert ist, und nach dem Fixieren wird auf eine Temperstür unter etwa 327°C abgekühlt und das Eohr kristallisiert, und
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(3) eine Röhre, die den Schlauchdurchmesser nach dem Dehnen begrenzt, weist Sauglöcher oder einen Schlitz auf« jedoch müssen Abdichtteile für die Vorrichtung mit einem kleineren Durchmesser als dem Durchmesser der Ausdehnungsrclire ausreichend sein. Der oben genannte Faktor (1) ist besonder wichtig« D.h., wenn die abgesogene Luftinerige zu groß int, wird die Luft im inneren Hohlraum des Schlauchs durch die Wand abgezogen, nachdem das Rohr in Radialrichtung fixiert ist, wodurch das Rohr wegen der Evakuierung an beiden Seito/i der Röhre zum Fixieren im Vakuum platzt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der Figuren näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht, die eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
Ein auf eine Vorratsspule 10 aufgewickelter Schlauch 11 wird abgerollt und mittels einer Antriebswinde 12 mit konstanter Geschwindigkeit durch einen Heizofen 13 geleitet. Der Schlauch 11 verläßt den Heizofen 13 mit einer !Temperatur von über et1..7 a 327 C und wird mit so hoher Geschwindigkeit in eine Vakuumkammer 14 zum Fixieren in der Richtung geleitet, daß die Temperatur des Schlauchs 11 nicht unter etwa 327°C fällt. Während die Vakuumkammer durch ein Rohr I5, das an eine nicht abgebildete Vakuumpumpe angeschlossen ist, evakuiert wird, wird der verminderte Druck in der Vakuumkammer 14 mittels des Steuerventils 16 auf einem bestimmten Wert gehalten. Andererseits ist die Vakuumkammer 14 mit einem Lufteinlaß-
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rohr 17 und einem Auslaßrohr Ί8 zum Durchleiteii von Luft verseilen, um den Schlauch auf unter etwa 327°G unmittelbar nach dem Fixieren in Radialrichtung zu kühlen, wobei die laufgeschwindigkeit durch Öffnen oder Schließen des Ventils 19 gesteuert wird. Der Schlauch 11 läuft, wie oben beschrieben, durch die Vakuum mm er 14. Us die vV'uir/".'.: ::1 14- bei einem definierten verminderten Druck zu halten, eir.-l an der Einlaß- und Auslaßseite der Vakuumkammer jeweils eine Dichtungsform 20 bzw. 22 angebracht.
Der Schlauch 11, der in Radialrichtung fixiert, auf unter etwa 327 C abgekühlt und kristallisiert ist, wird durch. eine Antriebswinde 23 um eine Spule 24 gewickelt. Beim Lr-hitzen des Schläuche 11 auf eine Temperatur über etwa 3270C wird von demselben (nicht dargestellten) Antriebcsotoio eine Antriebskraft auf die Antriebswinden 12 und 23 übertragen, um beide Winden mit derselben Drehgeschwindigkeit zu 'drehen, wobei der Schlauch in Längsrichtung zur Verhinderung des Schrumpfens fixiert wird und durch die Kraft des Vakuums in der Vakuumkammer 14 zur Verhinderung von radialem Dc.hr urupf en gleichzeitig in Radialrichtung fixiert wird.
Fig 2 ist ein vergrößerter Querschnitt, der die erfindu&nrsgemäß verwendete Vakuumkammer 14 zeigt. Schlauch 11,der auf über etwa 327 C erhitzt ist, läuft durch eine Dichtungsfcrai 20; um ein vollständiges Abddichten zu erreichen, ist in diesem Fall die öffnung der Dichtungsform so ausgebildet, daß der Öffnungsdurchinesser mit dem äußeren Durchmesser des Schlauchs 11, der wegen des Erhitzens auf über etwa 3270O ein erhöhtes Volumen besitzt, übereinstimmt. Um die Reibung
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zu vermindern and die Antriebsgeschwindigkeit der Anti i~ winden 12 und 25 so wenig wie möglicli zu senken, muß äie Dicke des Dichtungsteils, das die geringste Öffnung aufreißt, geringer als 3 mm, vorzugr "ise etwa 1 mm "betragen. Der Schlauch gelangt durch die Dichtungsöffnung in eine Röhre für die liuaialfi^arung, die durch feine Löcher in Czr iM"ürj 31 evakuiert wird, wodurch der Schlauch sich in Radialr-ichtung auszudehnen beginnt und seine äußere Oberfläche eng iait der Innenwand der radialen Pisierungsröhre 31 iu Eoivbakt kommt. Die innere Oberfläche der Eadialfixieru/igsröhre ί·1 miiß in einem solchen Ausmaß glatt sein, daß der Schlau-.-.Ii mit der inneren Oberfläche der Bohre 31 nicht zu eng in Kontakt kommt, um seine Dehnung durch die -ftntriebswiii&en 12 ν.ηά zu vermeiden. In der Vakuumkammer 14 ist eine Abteilung suci Dehnen des Schläuche 11 durch Evakuieren von einer anschließenden Kühl abteilung zum Kristallisieren nach den Dehnen o.ureine wärmeisolierende Trennwand 30 abgeteilt.
Da der Schlauch durch Abkühlen auf eine Temperatur unter etwa 327°C in einein Kühlrohr 32 etwas in Eadialrichtung schrumpft, wird zwischen rOm Kühlrohr und dem Schlauch 11 ein Zwischenraum gebildet. Die Bildung eines solchen freien Raums erfolgt vorzugsweise zur Verminderung der Reibung, Schließlich erreicht der Schlauch 11 eine Auslaß-Dichtuiigsform 22.
Fig. 3 ist ein Querschnitt, der den Innenaufbaü einer Vakuumkammer 14 vom Schlitztyp zeigt. Schlauch 11 gelangt in die
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Vakuumkammer durch eine Dichtungsform, die arc Einlaßteil eines Außenrahmens 34 vorgesehen ist, wodurch der Schlauch gedehnt wird und in engen Eontakt mit der inneren Oberfläche der Eadialfixierungsröhre 35 kommt. Bei der dargestellten ^us.führungsfοrrs wird die Eadialfixisrungerrihro 35 durch die Uuigebungsluft gekühlt. Der äußere Rahmen 3zl· und die Radialfixierungsröhre 35 dsr Vakuumkammer 14 sind gegeneinander gleitbar ausgeführt, um den Eaum der Vakuumkammer ändern su können, wodurch dieser auf günstigste Bedingungen zum vorteilhaftesten Dehnen des Schlauch^ gebracht werden kann.
In der Dichtforn 22 am Auslaßende der Vakuumkammer ist eine Gummiblende 40 angebracht, um das Eindringen von Luft in die Zwischenschicht zwischen der Dichtungsform 22 und dem Bohr 11 zu verhindern. Der durch den Außenrahmen 34 und die Eadialfixierungsröhre 35 abgegrenzte Saum der Vakuumkammer muß entsprechend dem Durchmesser, der Vanddieke, der Arbeitsgeschwindigkeit und der Temperatur des Schlauchs 11 eingestellt oder geändert werden. Damit die Luft im Innenraum des Schlauchs 11 nicht durch die Schlauchwand abgezogen wird, wird der Raum der Vakuumkammer vorzugsweise so klein wie möglich gehalten. Es wurde festgestellt, daß vorzugsweise der Abstand des Raums zwischen dem Außenrahmen 34 und der Fixierungsrähre 35 geringer als 3 mm, insbesondere etwa 1 mm ist.
In diesem lall -kann durch äußeres Erhitzen des Schlauchs, während die innere ßchlauchoberflache gekühlt wird, indem man
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Luft durch sie hindurchleitet, die poröse faserige Struktur des Schiauchs zwischen der inneren Schlauchoberfläche und der äußeren Schlauchoberfläche geändert werden. Ebenso ist es durch Erhöhen der Menge oder durch Senken der Temperatur der Luft, die durch den inneren Hohlraum des Schiauchs geleitet wird, möglich, die äußsre Oberfläche des Schiauchs auf eine Temperatur über etwa 327°C und die innere Oberfläche des Schiauchs auf eine Temperatur unter etwa 3270C zu erhitzen«. Nur die äußere Oberfläche eines solchen Schlauchmaterials wird gesintert, während die Innenfläche des Schiauchs in einem ungesinterten Zustand verbleibt; soait unterscheiden sich Form und Größe der Fasern und der Knoten an der inneren Oberfläche von denen an der äußeren Oberfläche.
Ferner kann durch Verringern der Luftmenge, die durch den inneren Hohlraum des Schiauchs geleitet wird, oder durch Temperaturerhöhung der Luft im inneren des Schiauchs (praktisch durch Verlängern des Heizofens oder durch Temperaturerhöhung des Heizofens) der Innenteil des Schiauchs auf eine Temperatur über etwa 327°C erhitzt v/erden; jedoch werden in diesen Fall die Polytetrafluoräthylenfasern eine längere Zeit einer Temperatur von über etwa 327°C ausgesetzt und daher wird die Paserstruktur (insbesondere die Fasergröße) in der Gegend der äußeren Oberfläche des Schlauchmaterials, die nahezu dieselbe wie in der Gegend der inneren Oberfläche des Schlauchmaterials war, durch Kombinieren oder Verschmelzen von zwei oder mehr Pasern vergrößert. Ebenso kann durch Veränderung der Menge an Kühlungsluft, die durch den inneren Schlauchhohl-
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raum geleitet wird, und durch Verändern der äußerlich angewandten Wärmemenge die Dicke des Anteils an Jj'aserstruktur der inneren Oberfläche von dein Anteil der lfaaerstruLtur au der äußeren Oberfläche geändert v.rerden„ Die Fasergroße ηηά die Knotenform schwankt entsprechend der Schlauchtemperatur in weiten Kälken, wie oben üesölix-ioben.
Pig. 4 ist eine Zeichnung nach einer elektroneiuailzroflcopischen Aufnahme eines porösen Polytetrafluoräthylenpchlauchr; in dem Zustand, in dem der gesogene oder der gedehnte Schlauch auf eine Temperatur unter etwa 327°C erhitzt ist. Ui ο in dieser Figur gezeigt wird, gibt es eine große Anzahl kleiner Eisse 1 auf der gesaraten Wandoberfläche des Schlauch?;» In den Hissen 1 ist eine große Anzahl an Fasern 2 parallel sur Zug- oder Dehnungsrichtung ausgerichtet. Die e 1 ektror;.nmikroskopische Abbildung in Fig. 4 ist ebenso wie die nachfolgenden Figuren 400 χ vergrößert.
Die Knoten 3, die einer Wärmebehandlung bei einer Tcraperatur nicht über etwa 327 C unterworfen wurden, weisen eine komplizierte Form auf, die durch die Eisse 1 an der i'v.ischenfläche abgeteilt ist und eine große Zahl von Vbr-cprüngen aufweist.
Auch Fig. 5 ist eine Zeichnung nach einer elektronenmikroskopischen Aufnahme, die ein poröses Tetrafluoräthylen-Schlauchmaterial in dem Zustand zeigt, wo der gezogene oder gedehnte Schlauch auf eine Temperatur über etwa 327°C erhitzt ist, wobei aber das Polytetrafluoräthylen unvollständig gesintert
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istc In diesem Zustand sind die Knoten 3, die bei ein.-,.-■Temperatur unter 327°C eine komplizierte IPorm aufweisen, geschmolzen und werden .in einem gewissen Ausmaß rund, jedoch sind die Knoten 3 noch nicht mit den Pasern 2 verschweißt, sondern einfach dagegengepresst« Jedoch ist ersichtlich, daß die Länge der Fasern 2 in Fig. 5 viel größer ist als diejenige der Fasern in Fig. 4.
So ist der Zustand der "Bildung von Bissen 1" in Fig. 4 in den Zustand, in dem "Fasern 2 und Knoten 3 mit einandere verbunden sind" in Fig. 5 übergegangen.
Fig. 6 ist eine Zeichnung nach einer elektronenmikroskop!- schen Aufnahme von porösem Polytetrafluoräthylenschlauchmaterial in den Zustand, in dem die Knoten 5 vollständig geschmolzen und so mit den Fasern 2 verschweißt sind? ferner sind die Fasern regelmäßig in der ges ~-">en oder gedehnten Pachtung ausgerichtet»
Die Fasergröße in Fig. ^ ist fast dieselbe wie in Fig. 6, jedoch unterscheidet sich die Knotenform zwischen den Fig. und 6 beträchtlich.
Fig. 7 ist ebenfalls eine Zeichnung nach einer elektronenmikroskop! sehen Aufnahme von porösem Polytetrafluoräthylen-Schlauchmateria] in dem Zustand, in dem der Schlauch eine längere Zeit einer Hitzebehandlung bei Temperaturen über etwa 327°ö ausgesetzt war. Die Form der Knoten ist naheau die gleiche wie in Fig. 6 , jedoch ist die Größe der Fasern
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höher als in Pig. 6 und die -Anzahl der Ifasorn 2 geringer als in Pig. 6.
Die röhrenförmigen porösen Artikel gemäß der Erfindung wei,-sen die zusammengesetzten faserigen Strukturen mit einer äußeren Oberflächenstruktur u:.;d einer 3ΓίΛ';ο:?οτι Obsx-r1 ::?h.c\-vstruktur auf, κΐβ sie in den Pig. 5 und 4 bzw. 6 und i? bzw«, 7 und 6 abgebildet sind.
Fig. 8 ist ebenfalls eine Zeichnung nach einer elektronenmikroskopischen Aufnahne eines porösen Foljtetro.fii:o:.ft;;h;ylen-Schlauc-i!material£5 in dem Zustand, in clon der Schlauch derselben V/ärmebshandlung wie in i?ig. 6 uni-arworfen worden war; da der Schlauch jedoch sowohl gezog-rn eis auch gedehnt v/orden v:ar, ist die Sichtung der Fasern 2 iv.-:i£-.chen den Ivnoten 3 radial ua die Knoten 3 als Zentrum verteilt.
Die folgenden Beispiele werden zu einer näheren Prlüatsrung der Erfindung gegeben. Soweit nicht andern angegeben, beziehen sich alle Teile, Prozentsätze, Yer-hältnisse usv:. auf das Gewicht.
Beispiel 1
3 kg feinpulvriges F-103 (Handelsname für ein von dor Daikin Kogyo Co., Ltd. hergestelltes Polytetra-r.luoräthylon) werdeü mit 0,86 kg V.H & E Naphtha (Dichte: 0,752, Viskosität: 2,4 cP, Siedebereich: 120 bis 145°C; hergestollt von der Shell 0: Co.) vermischt. Das erhaltene Gemisch vurde bei cinoa Drue;-: von 10 kg/cm in einer zylindrischen I or η geformt und a&rci auf einen Kolbenextruder gegeben (innere..· Zyli 60 mm, äußerer Dorndurchmesser: 10 mm). Pas Spritzen erfolgt
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mittels einer Düse, die ein Rohr reit einem äußeren Durchmesser von 5>O Em und einem inneren Durchmesser von 4,0 formen kann, bei einer linearen Rohrgeschwindigkeit von 1 m/min bei einem Druck von 300 kg/cm .
Nachdem das so hergestellte Rohr auf eine Spule aufgerollt war, wurde es zur vollständigen Entfernung des Gehalts an VM & R-Naphtha-Öl in Trichloräthylen getaucht. Das so behandelte Rohr wurde auf das J-fache seiner ursprünglichen Länge gesogen, indem man es zwischen einer Zufuhrwia.de (Geschwindigkeit 25 m/min) und einer Aufnahmewinde (Geschwindigkeit 75 cm/min) durch einen Ofen leitete, der 'bsi 38O0C gehalten wurde. Das so gezogene Rohr war etwas dünr-er und wies einen äußeren Durchmesser von 4,8 mm und einen inneren Durchmesser von 3>9 mm auf» Das Ziehen konnte kontinuierlich und gleichförmig durchgeführt werden.
.Das gezogene Rohr wurde mit einer Vakuumkammer gemäß Fig. gesintert und gedehnt- Die Ofentemperatur betrug 4400G am Einlaß, 4900C in der Mitte und 4000C am Auslaß. Die Dichtungform am Einlaß besaß eine Öffnung von 5,0 mm Durchmesser und eine Formlänge von 1 mm. Die Form wurde auf 385°C gehalten. Der innere Durciiriosser der Radialfixierungsröhre betrug 5,2 mm und eine Silikonkautschuk-Packung am Auslaßende besaß eine Öffnung von 5*0 &m Durchmesser. Der Schlauch wurde durch die Vakuumkammer geleitet, deren verminderter Druck mittels eines Steuerventils auf -65 cmHg eingestellt wurde, gesintert und gedehnt und ergab einen Schlauch mit einem äußeren Durchmesser von 5?0 mm und einem inneren Durchmesser von 4,3 mm.
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Der so erhalten« Schlauch benaß eine Porosität von ?8 5? und eine Olrennlinien-Eeißfostigkeit (suture te&r restir-i;-.,:"·.:■'.«) von 450 g/mm. Je nach der ilcßraethodc v.-urdon verschiedena BIa senpunkt-Wert e erhalt en.
Der Blas&irpunkt '·-:■■ rdo be.^tivrjt, ±rAr.:.\ '::-n ö: :· ^hI-λ;ν ■ . -, · terial in Isopropyl eintauchte, von einer seiner Oberflächen (der äußeren oder· inneren ) Luft in den Schis ν cn": einführte und den Druck maß , bei dem sura erster. KaI Bl r;\:„ erschienen (im folgenden "Blasenpunkt" genannt).
Wenn Luft in den inneren Hohlraum des Sclilciucr-Materic"1.:- i.\ri-
o geleitet xvurde, betrug der Blasenpunkt 0,28 l:r;/ca , x.".V «ad beim Einleiten von Luft in das Schlauchitaterial von r..-. :-r. her der Blasenpunkt 0,19 kg/cm" betrug.
Dieser Unterschied im Blasenpunkt, der von der jlsßart . bhärig':, ist der Tatsache zuzuschreiben, daß die PorerigrÖAse ai> de/1 inneren Oberfläche des Schlauehmaterials geringöi' ist ;·.] c an der äußeren Oberfläche. Fig. 6 ist die Abbildung c:b.■_-,;? elektronenmikroskopisehen Aufnahme der inneren Oberfläche des Schlauchmateriais, Fig. 7 die Abbildung cinor eic]:'.vosenmikroskopisehen Aufnahme der äußeren Oberfläche des Bcihi^uchmaterials.
Beispiel 2
Es wurde wie in Beispiel Ί ein Eohr hergestellt, wobei ,"jedoch das Eohr bei einer linearen Gescliv;indirv':cit von Π0 üe/i:i7l gesintert und gedehnt wurde. Das so erhaltene Bohr berri eiriera äußeren Durchmesser von 5?2 am, einen inneren DurchmoLUic-:·? von 4,4 mm, eine Porosität von 81 % und eine Trerca
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festigkeit von 180 gAra«. Der Blasenr.unkt des Rohr·.-; ■· ■■ ™ der
inneren Oberfläche betrug 0,3Ί kg/cm^ dor Blas en punk t, -χ der axis s er cn Oberfläche 0,28 kg/cn ', Das Au α sehen der au Oberfläche entsprach rig« 6, das Aussehen der inneren Ober fläche entsprach Pig„ 5-
Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 wurde ein Schlauchraaterial hergestellt, wobei jedoch das Steuerventil für -verminderten Druck an der Vakuumkammer vollständig gef-chlc-Gfjeii war. Das so erhaltene Schlauchtaaterial wies einen üu^rsrtvn Durchmesser von 4,6 ian, einen inneren Durchmesser "νν-η, 3 s 7 ρ eine Porosität von 63 % und eine Trennlilnien-Eeißf crrlig3:eit von JOO g/ητα auf. Die Blasenpunkte für die xnnei^e Oberfläch und für die äussere Oberfläche fielen zusäumen und betruesu. jeweils 0,23 + 0,03 kg/cia » Die Struktur cior inncrtoi Oberfläche sowie diejenige der äußeren Oberfläche des Bclilauch-.materials glich Abbildung 6.
Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 wurde ein Schlauch hergestellt, wobei jedoch der innere Durchmesser der Eadialfisierungsröhre in der Vakuumkammer 8 mm betrug. Das so erhaltene Schlauchiaaterial wies einen äußeren Durchmesser von 7,8 mal, einen inneren Durchmesser von 7?1 mm, eine Porosität von 83 % und eine Trennlinienreißfestigkeit von 420 g/mm auf« Der Blasenpunkt von der inneren Oberfläche betrugt 0,38 kg/or?1 der Blasenpunkt von der äusseren Oberfläche 0,29 kg/cm . Das Aussehen der inneren Oberfläche entsprach l?ig. 8.
Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 wurde ein Schlauchma-
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terial hergestellt, wobei jedoch der innere Durchmesser der Kadialfixierungsrohre in der Vakuumkammer 12 mm betrug und der Wert für den verminderten Druck in der Vakuumkammer -70 cmHg war. Das so erhaltene Schlauchmaterial wies eine Porosität von 91 %5 einen Blasenpunkt
von dor innsrcD Oberfläche von 0,29 kg/cn und eirion Blasenpunkt von der äusseren Oberfläche von 0,12 kg/ein^ auf.
Beispiel 5
Auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2 wurde ein Schlauchmaterial hergestellt, wobei jedoch die Temperatur des Heizofens am Einlaßende 4800C, in der lütte 5200C und aia Auslaßende 4200C betrug und die Temperatur der Vakuumkammer 4000C war. Das so erhaltene Schlauchmatcrial wies einen äusseren Durchmesser von 5>2 mm, einen inneren Durchmesser von 4,5 iia eine Porosität von 79 % und eine Trennlinien-Reißfestigkeit von 630 g/mm auf. Der Blasenpunkt von der inneren Oberfläche betrug 0,27 kg/ca , der Blasenpunkt von der äusseren Oberfläche 0,17 kg/cm2.
Beispiel 6
Auf dieselbe V/eise wie in Beispiel 1 wurde ein Schlauchmaterial hergestellt, wobei jedoch das Ziehen des Eohrs bei einer Geschwindigkeit der Vorratswinde von 50 cm/min und bei einer Geschwindigkeit der Aufnahmewinde von 300 cm/min auf die 6-fache Länge der usprünglichen Länge erfolgte, die Temperatur des Heizofens am Einlaßende 4000C, in der Mitte 4600C und am Auslaßende $80°C betrug und die Temperatur der Vakuumkammer 365°C war. Das so erhaltene Schlaucnsiaterial wies einen anderen Blasenpunkt für die innere Oberfläche als für die äussere Oberfläche auf.
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•■33 .
Die vorliegende Erfindung wurde im einzelnen anhand von besonderen Ausführungsformen beschrieben. Es ist für den Fachmann ersichtlich, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung möglich sind.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein poröses Eohr- oder Schlauchmaterial aus Polytetrafluoräthylen, das für künstliche innere Organe oder als industrielles Filtermaterial für z.B. Umkehrosmose, Ultrafiltration ugw. verwendet werden kann und eine mikroporöse Faserstruktur aufweist, bei dem sich die faserige Struktur aus miteinander verbundenen !Pasern und Knoten zusammensetzt und die mikroporöse Faserstruktur an den äusseren Oberflächenteilen sich von derjenigen an den inneren Oberflächenteilon unterscheidet. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des porösen Bohr- oder Schla.uchmaterials aus Kunstharz, wobei man ein aus ungesintertem Polytetrafluoräthylen hergestelltes Schlauch- oder Eohrmaterial unter solchen Bedingungen erhitzt, daß das Schlauchmateriai wenigstens in seiner Längsrichtung gezogen wird, die äussere Oberfläche des Schlauchmaterials auf über etwa 327°C erhitzt und die innere Oberfläche des Schlauchs auf eine Temperatur unter der Temperatur der äusseren Oberfläche erhitzt wird.
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Claims (1)

  1. 265B65S
    Pat ent an s prü.ehe
    Ί. Poröser Polytetrafluorathylenschlauch mit mikroporöser Struktur, dadurch gekennzeichnet , daß er miteinander verbundene Fasern und Knoten aus Polytetrafluorethylen enthält, wobei die mikroporöse Struktur im Bereich der inneren Oberfläche des Schlauchs sich von derjenigen im Bereich der äusseren Oberfläche unterscheidet.
    2. Polytetrafluorathylenschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Größe der lasern in Bereich der äusseren Oberfläche des porösen Polytetrafluoräthylenschlauchs wenigstens das doppelte der Größe der Fasern im Bereich der inneren Oberfläche des Schlauchs beträgt.
    3. Polytetrafluorathylenschlauch nach Anspruch 1 und/oder 2, "dadurch gekennzeichnet , daß die Richtung der Fasern im Bereich der inneren Oberfläche des porösen Polytetrafluoräthylenschlauchs im Vergleich zur Richtung der Fasern im Bereich der äusseren Oberfläche des Schlauchs radial verteilt ist.
    4. .Polytetrafluorathylenschlauch nach wenigstens einem
    der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Knoten elliptisch sind und die lange Achse der Knoten im Bereich der äusseren Oberfläche des porösen Polytetrafluoräthylenschlauchs wenigstens doppelt so lang ist wie die Langachse der Knoten im Bereich der inneren Oberfläche des Schlauchs.
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    ORIGINAL INSPECTED
    5- Polytetrafluorathylenschlauch nach vienigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Knoten am äusseren Oberflächentöil des porösen Polytetrafluoräthylenschlauchs im Vergleich zu der elliptischen Form der Knoten im inneren Oberflächenteil des Schlauchs ein vereinfachter Ellipsoid ist.
    j 6.1 Verfahren zur Herstellung eines porösen Polytetrav-ö/uoräthylenschlauchs, dadurch gekennzeichnet, daß man aus einem Gemisch eines ungesinterten Polytotraflaoräthylens, das ein flüssiges Schmier- oder Gleitmittel enthält, einen Schlauch formt, den Schlauch wenigstens in Längsrichtung zieht und ihn in gezogenem Zustand so erhitzt, daß die äussere Oberfläche des Schlauchs eine Temperatur über etwa 327 C und die innere Oberfläche des Schlauchs eine Temperatur, die unter der Temperatur der ausseren Oberfläche des Schlauchs liegt, annehmen.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η -
    ζ ei chnet, daß der Schlauch im wenigstens in Längsrichtung gestreckten Zustand auf solche Weise erhitzt wird, daß die äussere Oberfläche des Schlauchs auf eine Temperatur über etwa 327 C erhitzt wird, während der Druck der den Schlauch umgebenden Atmosphäre vermindert wird..
    8. Verfahren nach Anspruch 6 und/oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß die äussere Oberfläche des
    ο Schlauchs auf eine Temperatur über etwa 327 0 erhitzt wird, während Kühlluft durch den inneren Hohlraum des Schlauchs geleitet wird.
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