DE69214270T2 - Verfahren zum herstellen von nahtlosen schlauchprodukten - Google Patents

Verfahren zum herstellen von nahtlosen schlauchprodukten

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Description

    Technisches Anwendungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen schlauch- bzw. rohrförmigen Formkörpers (Gegenstandes), das umfaßt das Weben eines nahtlosen schlauch- bzw. rohrförmigen Gewebes unter Verwendung eines ungesinterten Polytetrafluorethylen-Garns.
    • Technischer Hintergrund Stand der Technik Nahtlose schlauch- bzw. rohrförmige Gewebe
  • Durch Vereinigen eines Kettgarns und eines Schußgarns in der Art eines kreisförmigen oder hohlen Gewebes kann ein in radialer Richtung nahtloses schlauch- bzw. rohrförmiges Gewebe hergestellt werden. Das Hauptmaterial für diese Kett- und Schußgarne ist ein Polyester oder ein Nylon. Dieses nahtlose schlauch- bzw. rohrförmige Gewebe kann in geeigneten Abständen (Breiten) in radialer Richtung geschnitten werden zur Herstellung von schleifenförmigen nahtlosen Riemen. Die so erhaltenen nahtlosen Riemen sind verwendbar als Förderbänder, Transmissionsriemen, Nadeldrucker-Farbband- Substrate und dgl.
  • Es ist auch eine Technologie zum Imprägnieren oder Beschichten eines solchen nahtlosen schlauch- bzw. rohrförmigen Gewebes (oder eines durch Zerschneiden desselben daraus hergestellten schleifenförmigen nahtlosen Gürtels oder Riemens) mit einem Harz bereits bekannt und die Anmelder der vorliegenden Erfindung haben auch verschiedene diesbezügliche Patentanmeldungen eingereicht.
  • In dem japanischen Patent Kokai Nr.61-40145 ist ein schlauch- bzw, rohrförmiger Formkörper (Gegenstand) beschrieben, der hergestellt wird durch Imprägnieren oder Beschichten eines hohlen gewebten Gewebes aus Kett- und Schußgarnen mit einem Harz. Fluor enthaltende Harze sind als Beispiele des geeigneten Harzes jedoch nicht erwähnt.
  • In dem japanischen Patent Kokai Nr.6446087 ist ein kreisförmig gewebter (rundgewebter) nahtloser Schlauch beschrieben, der mit Bauchwolle (bellow) hergestellt und mit einem Harz behandelt wird und in dem beiläufig Fluorharze als für diese Harzbehandlung verwendbare Harze erwähnt sind.
  • Es sei auch hingewiesen auf DE-A-1 541 253, worin ein flexibles schlauchbzw. rohrförmiges Implantat beschrieben ist, das aus einem Gewebe besteht, das aus Garnen aus Polytetrafluorethylen hergestellt worden ist.
    • Rohes Polvtetrafluorethvlen-Band
  • Ein Polytetrafluorethylen-Pulver mit einem Primär-Teilchendurchmesser von etwa 0,2 bis 0,3 pm und einem Sekundär-Teilchendurchmesser von etwa 300 bis 600 pm, das von einer Dispersion, hergestellt durch Emulsionspolymerisation von Tetrafluoroethylen, abgetrennt und granuliert worden ist, ist als feines Pulver bekannt. Dieses feine Pulver kann unter Anwendung einer geringen Scherkraft leicht zu einer Faser geformt werden und absorbiert auf wirksame Weise ein organisches Lösungsmittel wie Naphtha oder Weißöl unter Bildung einer Paste. Wenn nun diese Paste extrudiert wird zur Herstellung eines Vor- Formkörpers mit der Gestalt eines runden Stabes oder einer Platte (Folie), die dann mittels Walzen komprimiert wird, um das Lösungsmittel zu entfernen, bevor das Lösungsmittel spontan verdampft, erhält man einen Film der als Grünband bekannt ist. Das so erhaltene Grünband wird üblicherweise verwendet als Abdichtungsmaterial für Wasserrohrleitungs- und andere Rohrleitungsverbindungen. Nach dem Sintern ergibt das Grünband einen transparenten Film.
    • Polytetrafluorethylen-Dispersionsbehandlung
  • Eine Dispersion von Polytetrafluorethylen ist eine wäßrige kolloidale Suspension, die ein nicht-ionisches oberflächenaktives Agens (Tensid) enthält. Wenn ein Gewebe, beispielsweise ein Glasgewebe, ein Kohefaser-Gewebe oder ein aromatisches Polyamid-Faser-Gewebe, wiederholt in diese Dispersion eingetaucht, getrocknet und gesintert wird, erhält man ein elektrisches Isolierband oder ein Band für Nicht-Klebe-Anwendungszwecke.
    • Probleme, die mit der Erfindung gelöst werden sollen
  • Die Technologien zum Imprägnieren oder Beschichten eines nahtlosen schlauch- bzw. rohrförmigen Gewebes mit einem Harz, wie in den obengenannten JP-Kokai Nr.61-40145 und JP Kokai Nr.6446087 beschrieben, umfassen die bloße Anordnung einer Harzimprägnierungsschicht oder einer Harzüberzugsschicht in oder auf dem nahtlosen schlauch- bzw. rohrförmigen Gewebe und deshalb ist selbst dann, wenn eine wäßrige Dispersion von Polytetrafluorethylen als Harz verwendet wird, die Verbesserung der Oberflächen Eigenschaften beschränkt.
  • Bei der Polytetrafluorethylen-Dispersionsbehandlung eines Gewebes, beispielsweise eines Glasgewebes oder eines Kohlefasergewebes, führt der Auftrag der Dispersion in Form einer dicken Schicht zu üblen Rissen. Deshalb ist es erforderlich, die Abscheidungsmenge pro Dosis auf etwa 20 pm oder weniger, ausgedrückt als gesinterte Harzdicke, zu beschränken und den Eintauch- Trocknungs-Sinterungs-Zyklus 5 bis 10 mal (in der Regel 7 bis 8 mal) zu wiederholen, um die erforderliche Dicke zu erzielen. Ein solches Mehrzyklen- Verfahren erfordert jedoch viel Arbeit, Zeit und Wärmeenergie mit dem Ergebnis, daß eine ausgeprägte Abnahme der Produktivität sowie ein Anstieg der Kosten unvermeidlich sind.
  • Unter diesen Umständen besteht das Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen schlauch- bzw. rohrförmigen Formkörpers (Gegenstandes) zu schaffen, dessen Struktur aus Polytetrafluorethylen besteht, durch Verwendung eines Polytetrafluorethylen-Garns.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Das Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen schlauch- bzw. rohrförmigen Formkörpers (Gegenstandes) gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Anspruch 1 definiert.
  • Die Erfindung wird nachstehend im Detail beschrieben.
  • Das ungesinterte Polytetrafluorethylen-Garn wird vorzugsweise hergestellt durch Verarbeitung eines feinen Pulvers aus Polytetrafluorethylen zu einem Vor-Formkörper durch Pastenextrusion oder Kalandrieren und Ziehen dieses Vor-Formkörpers entweder in dem Zustand, wie er erhalten wird, oder nach dem Walzen. Insbesondere kann das ungesinterte Polytetrafluorethylen-Garn wie folgt hergestellt werden: 100 Gew.-Teile eines feinen Pulvers aus Polytetrafluorethylen (ein Polytetrafluorethylen-Pulver mit einem Primär- Teilchendurchmesser von etwa 0,2 bis 0,3 pm und einem Sekundär- Teilchendurchmesser von etwa 300 bis 600 pm, das aus einer Dispersion, hergestellt durch Emulsionspolymerisation von Tetrafluorethylen, abgetrennt und granuliert worden ist, läßt man 18 bis 22 Gew.-Teile eines organischen Lösungsmittels wie Naphtha oder Weißöl absorbieren und die Zusammensetzung wird zu einer Platte (Folie), einem runden Stab oder Draht vorgeformt, der dann mittels Walzen in dem erforderlichen Umfang gewalzt und gezogen wird. Die Platte bzw. Folie wird vor oder nach dem Ziehen zu Garnen zerschnitten (geschlitzt).
  • Unter Verwendung des obengenannten ungesinterten Garns als Teil der Kette und/oder des Schusses wird ein nahtloses schlauch- bzw. rohrförmiges Gewebe hergestellt. Das Weben wird durchgeführt unter Anwendung eines Rund- Webverfahrens. Bei dem Rund-Webverfahren handelt es sich um ein Verfahren, das umfaßt die Herstellung der Kette als Vorderseite und von Rückseitenketten und das Einführen des Schusses in zwei Hin- und Herbewegungen in Art einer Schleife, um ein schlauch- bzw. rohrförmiges Gewebe herzustellen, dessen Vorderseite und Rückseite nur an beiden Rändern miteinander vernäht sind.
  • Beim Weben unter Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens können angewendet werden
  • ο die Arbeitsweise, bei der das obengenannte ungesinterte Garn allein sowohl als Kette als auch als Schuß verwendet wird;
  • ο die Arbeitsweise, bei der das obengenannte ungesinterte Garn als Schuß verwendet wird und ein übliches Garn und das genannte un gesinterte Garn in Kombination als Kette verwendet werden,
  • ο die Arbeitsweise, bei der ein übliches Garn als Schuß und das obengenannte ungesinterte Garn oder das gleiche Garn und ein übliches Garn in Kombination als Kette verwendet werden oder
  • ο die Arbeitsweise, bei der das obengenannte ungesinterte Garn und ein übliches Garn verdoppelt und als Schuß verwendet werden und entweder das ungesinterte Garn oder ein gewöhnliches Garn als Kette verwendet wird.
  • Als übliches Garn, wie es oben erwähnt ist, kann eine Vielzahl von Garnen verwendet werden, es ist jedoch besonders bevorzugt, ein Garn aus einer wärmebeständigen oder hochzähen Faser, z.B. einer Aramidfaser, einer Kohlenstoff-Faser, einer Polyethylen-Faser mit extrem hohem Molekulargewicht, einer Polyetherketon-Faser, einer Glasfaser und dgl., zu verwenden.
  • Der Gewebeaufbau, der angewendet werden kann umfaßt nicht nur ein glattes Gewebe, sondern auch ein Twill-Gewebe, ein Satin-Gewebe und Modifikationen davon.
  • Wenn ein nahtloses schlauch- bzw. rohrförmiges Gewebe, hergestellt unter Verwendung des ungesinterten Garns, noch ein Lösungsmittel enthält, wird das Gewebe nach der Entfernung des Lösungsmittels gesintert. Die Sintertemperatur beträgt in vielen Fällen etwa 370 bis 400ºC, es kann aber auch eine höhere Temperatur angewendet werden, um die Sinterzeit zu verkürzen. Wenn das obengenannte Rund-Webverfahren angewendet wird, kann das resultierende riahtlose schlauch- bzw. rohrförmige Gewebe in rad ialer Richtung in einer beliebigen Stufe, d.h. nach dem Weben, nach dem Walzen oder nach dem Sintern, zerschnitten werden zur Herstellung eines schleifenförmigen nahtlosen Riemens bzw. Gürtels.
    • Arbeitsweise
  • Erfindungsgemäß wird die dicht gewebte Struktur eines nahtlosen schlauchbzw. rohrförmigen Formkörpers (Gegenstandes) aus Polytetrafluorethylen hergestellt anstatt nur mit einer Dispersion von Polytetrafluorethylen behandelt zu werden.
  • Das ungesinterte Garn aus Polytetrafluorethylen, das ein Lösungsmittel enthält, zeigt beim Walzen, das nach der Herstellung des nahtlosen schlauchbzw. rohrförmigen Gewebes durchgeführt wird, ein rheologisches Verhalten wie Ton, was zur Folge hat, daß die gewebten Fasern zu einer Einheit integriert werden. Selbst wenn im Verlaufe der Einführung des Schusses unter Verwendung des ungesinterten Garns das Schußgarn verformt wird, wird durch das Walzen diese Verformung beseitigt. Wenn dieses Gewebe nach Entfernung des Lösungsmittels gesintert wird, wird das das Gewebe aufbauende Garn gesintert, wodurch es transparent und zäh wird.
  • Da Polytetrafluorethylen ausgezeichnet in bezug auf verschiedene Eigenschaften, wie Wärmebeständigkeit, Beständigkeit gegenüber Chemikalien, Nicht- Klebrigkeit, Gleitvermögen, Verschleißbeständigkeit und die elektrische Isolierfähigkeit ist, weist der resultierende nahtlose schlauch- bzw. rohrförmige Formkörper (Gegenstand) sehr vorteilhafte Oberflächen-Eigenschaften auf und ist auch gegen grobe Behandlungsbedingungen beständig.
    • Effekt der Erfindung
  • Da der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene nahtlose schlauch- bzw. rohrförmige Formkörper (Gegenstand) so ist, daß seine sehr dicht gewebte Struktur aus Polytetrafluorethylen besteht, ist er ausgezeichnet in bezug auf verschiedene Eigenschaftsparameter, wie Wärmebeständigkeit, Beständigkeit gegenüber Chemikalien, Nicht-Klebkrigkeit, Gleitfähigkeit, Verschleißbeständigkeit und elektrische Isoliereigenschaften, und er ist daher ausreichend be ständig gegen rauhe Anwendungsbedingungen.
  • Außerdem ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von nahtlosen schlauch- bzw. rohrförmigen Formkörpern (Gegenständen) sehr einfach insofern, als beispielsweise die Sinterung in nur einem Arbeitsgang vollständig durchgeführt werden kann, was vorteilhaft ist in bezug auf Produktivität und Kosten.
    • Beste Art der Durchführung der Erfindung
  • Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. In der folgenden Beschreibung sind alle "Teile" auf das Gewicht bezogen.
    • Beispiel 1
  • 100 Teile eines handelsüblichen feinen Pulvers aus Polytetrafluorethylen ließ man 20 Teile Weißöl absorbieren unter Bildung einer Paste, die dann zu einer Folie extrudiert wurde. Dieser Vor-Formkörper wurde mit einer Walze ausgewalzt, bevor das Lösungsmittel verdampft wurde, unter Bildung eines Grünbandes.
  • Das Grünband wurde monoaxial verstreckt und in einer vorgegebenen Breite zugeschnitten (geschlitzt) zur Herstellung eines Garns und unter Verwendung des Garns als Kette und Schuß wurde ein grobmaschiges nahtloses schlauchbzw. rohrförmiges Gewebe unter Anwendung des Rund-Webverfahrens hergestellt.
  • Dieses Gewebe wurde dann zwischen Walzen gelegt und gewalzt, wodurch die Kett- und Schußgarne des Gewebes vollständig zu einer Einheit integriert wurden. Dann wurde es in radialer Richtung geschnitten.
  • Danach wurde das Gewebe getrocknet, um das Weißöl durch Verdampfen zu entfernen, und in einem Ofen bei 390ºC gesintert. Auf diese Weise erhielt man einen netzartigen transparenten, zähen, nahtlosen schlauch- bzw. rohrförmigen Formkörper(Gegenstand). Dieser nahtlose schlauch- bzw. rohrförmige Formkörper ist verwendbar als nahtloser Gürtel bzw. Riemen für die Verwendung in einem Förderband.
    • Beispiel 2
  • Wie in Beispiel 1 wurde das Grünband in einer vorgegebenen Breite zugeschnitten (geschlitzt), monoaxial gezogen und dann getwistet zur Herstellung eines Garns (ungesintertes Garn).
  • Dieses ungesinterte Garn und ein Aramid- Multifilament-Garn wurden in alternierenden Reihen angeordnet zur Herstellung eines Kettgarns. Andererseits wurden das obengenannte ungesinterte Garn und das Aramid-Multifilament- Garn im Verhältnis 1:1 verdoppelt zur Herstellung eines Schußgarns. Unter Verwendung dieser Kett- und Schußfäden wurde ein nahtloses schlauch- bzw. rohrförmiges Gewebe unter Anwendung des Rund-Webverfahrens hergestellt.
  • Das obengenannte Gewebe wurde zwischen Preßwalzen gelegt, gewalzt und getrocknet. Dann wurde es bei 390ºC gesintert. Auf diese Weise wurde ein zäher nahtloser schlauch- bzw. rohrförmiger Formkörper(Gegenstand) erhalten.
    • Industrielle Anwendbarkeit
  • Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche nahtiose schlauchbzw. rohrförmige Formkörper kann für eine Vielzahl von Anwendungszwecken verwendet werden, beispielsweise für Förderbänder (für Lebensmittelbehandlungs-, Trocknungs-, Auftau-, Schrumpfverpackungs-Maschinen und dgl.), für Transmissions-Riemen, Förderschächte, Druckmaterial ien, Verpackungsbeutel, Lagerbeutel, Verbindungsschläuche, Stoffmaterialien (Interliners und dgl.), biologische Materialien, elektrische Isoliermaterialien, Notrutschen und dgl.

Claims (1)

  1. EPA 92 915
    Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen rohrförmigen Produktes, dadurch gekennzeichnet, daß
    ein nahtloses rohrförmiges Gewebe mittels eines Rundwebeverfahrens gewebt wird, indem ein nicht gesintertes Polytetrafluoräthylen-Garn mindestens als Teil eines Kett- und/oder Einschußgarns verwendet wird, wobei das nicht gesinterte Polytetrafluoräthylen-Garn durch Strecken eines vorläufigen Formteils als solches oder nach Rollen erzeugt wird, welches vorläufiges Formteil sich aus dem Pastenstrangpressen oder Glätten eines feinen Polytetrafluoräthylen-Pulvers ergibt,
    das nahtlose rohrförmige Gewebe nach dem Weben gerollt wird und
    das nahtlose rohrförmige Gewebe nach dem Rollen gesintert wird.
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