DE4428938A1 - Verfahren zum Verbinden von nicht klebbaren und nicht schweißbaren Polymeren mit anderen Materialien - Google Patents
Verfahren zum Verbinden von nicht klebbaren und nicht schweißbaren Polymeren mit anderen MaterialienInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung einer flüssigkeitsdichten
Verbindung zwischen Formkörpern aus Polymeren, die nicht klebbar und nicht
schweißbar sind, mit anderen Materialien.
Polytetrafluorethylen-Folie und/oder -Gewebe läßt sich weder kleben noch
schweißen. Formkörper aus modifizierten Fluorkohlenstoffpolymeren lassen sich
in der Regel nur unter großem Aufwand miteinander oder mit anderen
Materialien verbinden, da die Polymeren chemisch inert sind. Das Gleiche gilt
auch für Silikonkautschuk.
Folien aus sulfonylgruppenhaltigen Polymeren aus Fluorkohlenwasserstoffen
dienen als Membranen bei elektrolytischen Prozessen. Bekannt sind die ®Nafion
Membranen. Das Verschweißen dieser Membranen, beispielsweise zur
Herstellung von Elektrolyse-Membranbeuteln, geschieht bekanntermaßen durch
ein aufwendiges Verfahren mit spezieller Vorbehandlung, hohen Drucken und
hohen Temperaturen (vgl. US 3 884 885).
Bekannt ist auch ein Verfahren, welches dazu dient, kleine Durchlaßstellen in
Membranen aus sulfonylgruppenhaltigen Polymeren aus Fluorkohlenwasser
stoffen, wie sie bei der Elektrolyse insbesondere von Natriumchlorid zur
Erzeugung von Chlor und Natronlauge verwendet werden, zu reparieren (vgl.
DE 43 28 954).
Auch dieses Verfahren erfordert aufwendige Arbeitsschritte, lange Rüstzeiten,
hohe Arbeitstemperaturen und hohe Drucke. Es ist nur geeignet, gleichartiges
Material zu verbinden.
Sollen jedoch teure Membranen oder PTFE-Gewebe für Filterzwecke auf einem
preiswerten Trägermaterial (PVC-Rahmen, PVDF-Rahmen) aufgebracht werden,
gab es bisher kein geeignetes Verfahren.
Es wurde gefunden, daß die Verbindung gelingt, wenn man das nicht klebbare
und nicht schweißbare Polymermaterial mit ausreichend großen Löchern
versieht, durch welche das klebbare und schweißbare Polymermaterial dringen
kann.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Verbinden von nicht klebbaren
und nicht schweißbaren Polymeren mit klebbaren und schweißbaren Polymeren
durch Verschweißen, dadurch gekennzeichnet, daß man das nicht klebbare und
nicht schweißbare Polymer im Bereich der vorgesehenen Verbindung mit einer
oder mehreren Reihen Löcher mit einem Durchmesser von 2 bis 10 mm und
einem Abstand der Löcher in der Reihe von 2 bis 10 mm versieht, das Material
zwischen je eine Schicht eines klebbaren und schweißbaren Polymers bringt und
das Mehrschichtgebilde verschweißt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden Formkörper aus einem nicht
klebbaren und/oder nicht schweißbaren Polymer mit Formkörpern aus einem
klebbaren und/oder schweißbaren Polymer verbunden.
Als Formkörper aus einem nicht klebbaren und/oder nicht schweißbaren Polymer
kommen in Betracht Membranen, Folien, Gewebe, Vliese oder dünne Platten aus
Polytetrafluorethylen oder Silikonkautschuk.
Als Formkörper aus einem klebbaren und/oder schweißbaren Polymer kommen in
Betracht Folien, Gewebe, dünne Platten oder Profile aus Polyvinylchlorid,
Polyvinylidenchlorid, Polyvinylidenfluorid.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Formkörper
aus dem nicht klebbaren und/oder nicht schweißbaren Polymer an den Stellen,
die der Verbindung dienen sollen, mit Löchern versehen. Je nach beabsichtigter
Festigkeit im Bereich der Sinternaht werden die Löcher in geeignetem Abstand
und geeigneter Größe und in geeigneter Anordnung (Einfachreihe, Doppelreihe)
angebracht. Der Abstand beträgt 2 bis 10 mm, vorzugsweise 3 bis 5 mm, der
Durchmesser der Löcher 2 bis 10 mm, vorzugsweise 3 bis 5 mm. In der Regel
erfüllt eine Einfachreihe alle Voraussetzungen für eine ausreichende Festigkeit
der Sinternaht und für eine ausreichende Flüssigkeits- und Gasdichtigkeit.
Danach wird das nicht klebbare und nicht schweißbare Material auf das klebbare
und schweißbare Material in einer Schablone übereinandergelegt und im Bereich
der Sinternaht mit einem Streifen aus einem klebbaren und schweißbaren
Polymer abgedeckt und in einer geeigneten Apparatur mittels Ultraschall bzw.
mittels Hochfrequenz durch Sintern unter leichtem Druck innig miteinander
verbunden und verschmolzen. Dabei kommt es durch die Löcher in dem nicht
klebbaren und nicht schweißbaren Material hindurch zur Versinterung der beiden
verschweißbaren Materialien.
Die Figuren zeigen schematisch die Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens. Fig. 1 zeigt ein mit einer Lochreihe versehenes Flachmaterial aus
einem nicht klebbaren und nicht schweißbaren Polymer. Fig. 2 zeigt eine
Materialkombination vorbereitet zum Verschweißen. Fig. 3 zeigt einen Schnitt
durch die Schweißeinrichtung mit der darin eingelegten Materialkombination
nach dem Schweißvorgang. Fig. 4 zeigt einen Formkörper des mit dem
klebbaren und schweißbaren Polymers verbundenen nicht klebbaren und nicht
schweißbaren Polymers.
In den Figuren bedeuten
- (1) Hochfrequenzschweißbacken
- (2) Streifen aus klebbarem und schweißbarem Polymer
- (3) Flachmaterial aus einem nicht klebbaren und nicht schweißbaren Polymer
- (4) Löcher im Material (3)
- (5) Platte aus klebbarem und schweißbarem Material.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das nicht klebbare und nicht
schweißbare Material gleichsam durch eine Vielzahl von Nietungen und durch
ein Einsintern in die Deckschicht und Unterschicht mechanisch derart befestigt,
daß die Verbindung vielfältigen Belastungen standhält und flüssigkeits- und
gasdicht ist. Auf diese einfache Weise werden nicht miteinander verschweißbare
oder verbind bare Materialien wie Fluorkohlenwasserstoffpolymere, Fluorchlor
kohlenwasserstoffpolymere, Silicongummi und dergleichen mit anderen
Materialien, die zur Verarbeitung mit Ultraschallschweißung oder
Hochfrequenzschweißung geeignet sind, auf innige Weise verbunden, so daß sie
für viele Anwendungszwecke einsetzbar werden.
Beispielsweise können teure Membranen aus sulfogruppenhaltigen TFE-
Polymeren in Rahmen aus PVDF eingeschweißt werden und als Einsätze in
Elektrolysen und Dialysen verwendet werden.
Desgleichen können PTFE-Gewebe in Rahmen aus PVC eingeschweißt werden
und als Filtertuch in geeigneter Halterung für Filterkerzeinsätze zur Trocken- oder
Naßfiltration verwendet werden.
Die Beispiele sollen die Erfindung erläutern.
PVC-Folie oder PVC-Gewebe wurden auf Hart-PVC-Rahmen in einer Schablone
übereinandergelegt und mittels Ultraschall bzw. mittels Hochfrequenz durch Sin
tern unter leichtem Druck innig miteinander verbunden und verschmolzen. Bei
Zerstörungsversuchen riß die Folie oder das Gewebe und es kam zu keiner
Trennung im innig verschmolzenen Nahtbereich.
Zwischen die beiden zu verbindenden Materialien PVC-Gewebe und Hart-PVC-
Rahmen wurde ein PTFE-Gewebe oder eine PTFE-Membran gelegt und mittels
Ultraschall bzw. Hochfrequenz eine Verschweißung wie in Vergleichsbeispiel A
durchgeführt. Die beiden PVC-Materialien sinterten zwar unter dem Einfluß von
Ultraschall bzw. Hochfrequenz und unter dem Einfluß von Druck kam es zu einer
Abzeichnung der Gewebestruktur in dem angesinterten PVC, aber zu keiner
mechanischen Verbindung zwischen PTFE und PVC.
Vergleichsbeispiel B wurde wiederholt, jedoch wurde die PTFE-Membran bzw.
das PTFE-Gewebe im Bereich der Sinternaht mit einer Reihe Löcher mit einem
Durchmesser von 3 mm und einem Abstand von 3 mm versehen. Durch die
Löcher in der Membran oder durch die Löcher in dem PTFE-Gewebe hindurch
kam es zur Versinterung der beiden verschweißbaren Materialien aus PVC.
Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde ein Silikongummituch verwendet,
welches im Bereich der Sinternaht eine Reihe von Löchern mit einem
Durchmesser von 5 mm im Abstand von 5 mm besaß. Das Ergebnis der
Verschweißung war eine feste flüssigkeits- und gasdichte Verbindung.
Claims (3)
1. Verfahren zum Verbinden von nicht klebbaren und nicht schweißbaren
Polymeren mit klebbaren und schweißbaren Polymeren durch Verschweißen,
dadurch gekennzeichnet, daß man das nicht klebbare und nicht schweißbare
Polymer im Bereich der vorgesehenen Verbindung mit einer oder mehreren
Reihen Löcher mit einem Durchmesser von 2 bis 10 mm und einem Abstand der
Löcher in der Reihe von 2 bis 10 mm versieht, das Material zwischen je eine
Schicht eines klebbaren und schweißbaren Polymers bringt und das
Mehrschichtgebilde verschweißt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht klebbare
und nicht schweißbare Polymer ein Polyfluorkohlenwasserstoff ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das klebbare und
schweißbare Polymer PVC, Polypropylen oder Polyvinylidenfluorid ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4428938A DE4428938A1 (de) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | Verfahren zum Verbinden von nicht klebbaren und nicht schweißbaren Polymeren mit anderen Materialien |
Applications Claiming Priority (1)
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DE4428938A DE4428938A1 (de) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | Verfahren zum Verbinden von nicht klebbaren und nicht schweißbaren Polymeren mit anderen Materialien |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4428938A1 true DE4428938A1 (de) | 1996-03-07 |
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ID=6525752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE4428938A Withdrawn DE4428938A1 (de) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | Verfahren zum Verbinden von nicht klebbaren und nicht schweißbaren Polymeren mit anderen Materialien |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4428938A1 (de) |
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- 1994-08-16 DE DE4428938A patent/DE4428938A1/de not_active Withdrawn
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