NO820617L

NO820617L - Fremgangsmaate til fremstilling av poroese tetrafluoretylenroer

Info

Publication number: NO820617L
Application number: NO820617A
Authority: NO
Inventors: Hiroshi Kato
Original assignee: Junkosha Co Ltd
Priority date: 1981-02-27
Filing date: 1982-02-26
Publication date: 1982-08-30
Also published as: EP0059619A1; DK89082A; GB2096526A; FI820673L

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av et porøst tetrafluoretylenrør.

Et porøst tetrafluoretylenrør blir vanligvis fremstilt ved en fremgangsmåte som innbefatter at man utdrivnings-støper et rørformet tetrafluoretylenprodukt som så strekkes i lengde for å gjøre det porøst, hvoretter man oppvarmer røret til en temperatur som er høyere enn 327°C, som er smelte-punktet for tetrafluoretylen, mens røret holdes i sin ut-strakte lengde. Ifølge denne fremgangsmåte er det imidlertid umulig å fremstille et sterkt rør, ettersom man ikke oppnår noen tilfredsstillende intramolekylær fordeling, ettersom molekylene bare er fordelt i utdrivningsretningen. Det er derfor vanskelig å fremstille et porøst tetrafluoretylenrør med liten veggtykkelse eller liten diameter.

Det er følgelig et behov for tilfredsstillende fremgangsmåte for fremstilling av et porøst tetrafluoretylenrør med liten veggtykkelse og/eller liten diameter.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således en fremgangsmåte for fremstilling av et porøst tetrafluoretylen-rør, som innbefatter at man fremstiller et flak av tetrafluoretylen, hvoretter man bøyer dette til en rørform og legger forsterkende materiale omkring nevnte rørform, hvorved man får fremstilt et rørformet produkt, ruller dette produkt slik at man får en ensartet veggtykkelse, forvarmer nevnte rør-formede produkt til en temperatur som ligger under 327°C, hvoretter produktet strekkes langs sin lengdeakse, hvoretter produktet oppvarmes til en temperatur over 32 7°C mens det holdes i en utstrukket stilling.

Man kan fremstille et tetrafluoretylenrør med lami-nert konstruksjon hvis flaket i foreliggende fremgangsmåte fremstilles ved at man laminerer en rekke flak av tetrafluoretylen og hvor hvert flak har forskjellig retningsorientering, eller hvis man laminerer en rekke flak av tetrafluoretylen som har forskjellige fysiske egenskaper eller plasserer et aktivt materiale mellom laminerte flak av tetrafluoretylen.

Oppfinnelsen vil nå bli mer detaljert beskrevet med henvisning til de vedlagte tegninger hvor: Figur 1 er en skjematisk tegning som viser fremstil-lingen av et rørformet produkt fra et flak av tetrafluoretylen;

figur 2 er et tverrsnitt av det rørformede produkt hvis fremstilling er vist på figur 1;

figur 3 er en tegning av det rørformede produkt når dette rulles eller valses;

figur 4 er en tegning av det rørformede produkt fra hvilket et varmekrympbart rør blir fjernet;

figur 5 er en tegning av det rørformede produkt med ensartet veggtykkelse;

figur 6 er et tverrsnitt av et rørprodukt som vist på figur 5; og

figur 7 er en tegning av et apparat som kan brukes for fremstilling av et kontinuerlig rørformet produkt.

En pasta av tetrafluoretylen inneholdende et additiv for å gi sliteresistens og/eller for å virke som et smøremid-del blir utdrivningsstøpt, hvoretter det utdrevne produkt ble redusert i tykkelse ved valsing slik at man får dannet et flak 1 av tetrafluoretylen. Dette flak 1 blir så lagt omkring et varmekrympbart rør 3 av tetrafluoretylen som er til-veiebragt på en valse 2, hvoretter et forsterkende materiale 4 blir pålagt flaket 1, hvorved man får fremstilt et rør-formet tetrafluoretylenprodukt 5 som vist på figur 1. Dette produkt 5 har et tverrsnitt som vist på figur 2. Dette produktet har større veggtykkelse hvor de langsgående kantene på flaket 1 overlapper med hverandre enn i andre deler.

Det rørformede produkt 5 kan så rulles, f.eks. mellom et par flate plater som ikke er vist, mens det omgir røret 3 og valsen 2 som vist på figur 3, slik at produktet får ensartet veggtykkelse. Valsen 2 blir så fjernet fra det rør-formede produkt 6 som nå har ensartet veggtykkelse. Produktet 6 ble plassert i en ovn som ikke er vist, eller en varmlufts-vifte 7 brukes som vist på figur 2, for å føre varm luft inn i det rørformede produkt 6, hvorved det varmekrympbare røret 3 krymper og fjernes som vist på figur 5. Det rørformede produkt 6 har nå et tverrsnitt som vist på figur 6.

Det rørformede produkt blir nå plassert i en strekk-maskin som ikke er vist, og produktets ender blir festet i maskinen. Produktet blir forvarmet til en temperatur som ligger lavere enn 327°C, fortrinnsvis til en temperatur mellom 200°C og 300°C, hvorved additivet blir fjernet. Det blir så strukket til et rør, f.eks. to ganger sin opprinnelige lengde og gjort porøst. Røret vil vanligvis ha et strekningsforhold på ca. 1,4 til 15, og hvis det har et forhold på 1,4 så kan det ha en porøsitet på 40%, mens et strekningsforhold på 15 gir en porøsitet på ca. 95%. Hvis man bruker tetrafluoretylen inneholdende et fyllstoff, så kan røret ha en porøsi-tet på minst 80% hvis det strekkes til en lengde som er flere ganger diameteren. Røret blir så holdt i en utstrukket stilling og oppvarmet til en temperatur over 327°C, f.eks. 350°C

i ca. 2 0 minutter, slik at man hindrer en krymping eller deformasjon. Røret blir så avkjølt.

På figur 7 er det vist en modifisert fremgangsmåte følge foreliggende oppfinnelse som er tilpasset for kontinuerlig fremstilling av et rør. Et flak 9 av tetrafluoretylen som tilføres fra en trommel 8, blir lagt omkring en kjerne 10 som innbefatter en valse som er pålagt et frigjørings-middel eller et varmekrympbart rør av tetrafluoretylen, mens flaket 9 har sine langsgående kanter strukket langsetter kjernen 10 og blir ledet av et par ledevalser 11. Det rør-formede flaket 9 blir så ført inn i en foldingsmaskin 12 hvor forsterkende materiale 13 blir foldet eller lagt omkring det rørformede flaket 9, hvorved man får fremstilt et forlenget rørformet produkt 14. Dette produkt 14 kan så vinnes opp på en trommel som ikke er vist, eller lagres på annen måte.

Flaket 9 kan fremstilles ved utdrivning av tetrafluoretylen og eventuell valsing av det utdrevne produkt for å redusere dets tykkelse. Hvis flaket 9 har sine molekyler orientert i samme retning som når det befant seg på trommelen 8, så vil det ha en tilfredsstillende intramolekylær fordeling og følgelig tilfredsstillende styrke. Styrken på flaket 9 kan ytterligere bedres hvis det fremstilles ved laminering av en rekke flak av tetrafluoretylen med forskjellig orienterings- retning. Rørformede produkter med forskjellige ønskelige egenskaper kan fremstilles ved å laminere en rekke flak med forskjellige fysiske egenskaper eller ved å tilsette forskjellige typer fyllstoffer, eller hvis man ønsker å plassere andre aktive materialer mellom laminerte flak av tetrafluoretylen. Det rørformede produkt 14 kan så skjæres opp til et porøst rør med passende lengde.

Man kan bruke ethvert forsterkende materiale 13 hvis det kan hindre at det rørformede flaket 9 utvides i diameter. Det er imidlertid foretrukket å bruke en film eller et flak av tetrafluoretylen som har sine molekyler orientert omkring røret, eller uherdet porøs tetrafluoretylen strukket i et større forhold enn for røret. Hvis det forsterkende materiale 13 innbefatter tetrafluoretylen med sine molekyler orientert omkring røret, så tillater dette dannelsen av et stabilisert rør ifølge foreliggende oppfinnelse, ettersom det vil hindre en utvidelse av rørets diameter og gjør at dette fritt kan strekkes og smelte sammen med tetrafluoretylenet i røret. Et forsterkende materiale bestående av strukket porøs tetrafluoretylen har bedret styrke. Hvis det forsterkende materiale 13 innbefatter tetrafluoretylen så kan det med fordel bli liggende omkring røret. Hvis det innbefatter et annet stoff eller materiale, så kan det fjernes hvis dette er ønskelig etter at det rørformede produkt er valset for å oppnå en ensartet veggtykkelse.

Skjønt det additiv som er tilsatt flaket 1 eller 9 kan fjernes på ethvert tidspunkt, så er det foretrukket at det fjernes etter at det rørformede produkt 5 eller 14 er blitt valset for å oppnå en ensartet veggtykkelse, slik at sammensmeltingen mellom det forsterkende materiale og selve røret kan skje greit og tilfredsstillende.

Når et smørende additiv er tilsatt blandingen fra hvilken tetrafluoretylenflakene blir fremstilt, så kan f.eks. et flytende additiv tilsettes en blanding av finpulverisert tetrafluoretylen og et fyllstoff hvis dette er ønskelig, hvorved man får fremstilt en pasta av tetrafluoretylen. Denne pastaen kan så opparbeides til pellets og disse kan utdriv-

ningsstøpes til et rør.

Hvis man hittil brukte mer enn 10 vekt-% fyllstoff

i tetrafluoretylenet, så ble den perifere kraft som holdt røret sammen så liten at røret høyst sannsynligvis fikk langsgående sprekker, noe som.gjorde det meget vanskelig under forvarming, strekking og ettervarming. Ved hjelp av foreliggende oppfinnelse kan man bruke mengder av fyllstoff på opptil 95% i tetrafluoretylenet. Et slik fyllstoff kan f.eks. være titanoksyd, fluorinert grafitt, grafitt eller sot eller lignende.

Hvis f.eks. man bruker et fyllstoff, så kan flaket

1 opparbeides ved hjelp av enhver av de følgende fremgangs-måter :

(1) En vandig dispersjon inneholdende fra 15 til

95 vekt-% av et fyllstoff blandes med en dispersjon av tetrafluoretylen, hvoretter blandingen røres i en blander eller koagulator slik at fyllstoffer koagulerer seg på tetrafluor-etylenpartiklene. Deretter blir<*>fra 20 til 200 vekt-% av et flytende smøremiddel tilsatt blandingen, blandes med denne, hvorved man får fremstilt en pasta av tetrafluoretylen. Smøre-middelet kan f.eks. være forskjellige typer olje, nafta, en ester eller silikonolje. Pastaen blir opparbeidet til pellets, hvoretter disse pellets blir utdrevet og støpt til et flak. (2) En finpulverisert tetrafluoretylen og et fyllstoff ble blandet i en roterende blander, hvorved man får fremstilt en blanding inneholdende fra 15 til 95 vekt-& fyllstoff. Et flytende smøremiddel tilsettes blandingen,og det hele blandes til en pasta av tetrafluoretylen. Pastaen opparbeides til pellets og disse utdrives og støpes til et flak. (3) En blanding av et fyllstoff og et flytende smøre-middel blir tilsatt et fint tetrafluoretylenpulver i en dobbeltsylinderblander, og blir blandet til en pasta av tetrafluoretylen. Denne blir opparbeidet som beskrevet ovenfor.

Hvis det er ønskelig, og spesielt når flaket inneholder store mengder fyllstoff, så kan det rulles i en for-ønsket retning slik at det får en forbedret orientering, eller gjøres porøst for å bedre styrken.

Et flak 1 fremstilt eller opparbeidet som beskrevet ovenfor, blir således lagt omkring et varmekrympbart rør av tetrafluoretylen som omgir en kjerne 2 og dette definerer en valse, hvoretter et forsterkende materiale 4 blir lagt omkring flaket 1 for fremstilling av et rørformet produkt hvoretter opparbeidelsen skjer som beskrevet ovenfor og vist på tegning-ene .

Enten man bruker et fyllstoff eller ikke, så kan det forsterkende materiale 4 som innbefatter tetrafluoretylen, smeltes sammen med flak 1, hvorved man oppnår et homogent tetrafluoretylenrør. I dette tilfelle blir smøremiddelet fjernet etter at det rørformede produkt er blitt valset for å oppnå en ensartet veggtykkelse slik at man fremmer en sam-mensmeltning. Hvis det er ønskelig å strekke røret ytterligere for å øke dets porøsitet, så er det mulig å bruke et forsterkende materiale 4 av tetrafluoretylen som er orientert omkring røret. Et slikt forsterkende materiale er tilstrekkelig sterkt pålagt selve røret og gjør at dette lett kan strekkes etter den langsgående aksen.

Hvis flaket inneholder store mengder av smøremiddelet så vil dette presses over i det forsterkende materiale 4. Hvis dette innbefatter tetrafluoretylen med liten orienteringsgrad, så vil smøremiddelet svekke den intermolekylære kraft i materialet 4 og den kraft som holder røret sammen langs periferien. Det er følgelig nødvendig å anvende et forsterkende materiale av tetrafluoretylen som har tilfredsstillende strekning og god styrke. Det er nødvendig å bruke forsterkende materiale av tetrafluoretylen som har tilstrekkelig større strekningsforhold enn røret som omgis av det forsterkende materiale, slik at det sistnevnte ikke mister sin perifere sammenbind-ingskraft når røret strekkes.

Hvis det forsterkende materiale 4 innbefatter et annet materiale, så er det lite sannsynlig at dette vil smelte sammen med flak 1 . I slike tilfeller eir det følgelig bedre at det forsterkende materiale fjernes etter at det rørformede produkt 6 har fått en ensartet veggtykkelse, og dette er spesielt ønskelig hvis røret siden skal strekkes enten i perifer retning eller i langsgående retning.

Når man således har fått fremstilt et porøst tetra-fluoretylenrør med lav grad av porøsitet, så kan dette oppvarmes til en temperatur over 327°C, fortrinnsvis til 350°C

i 20 minutter slik at tetrafluoretylen ikke vil krympe, hvorved man får fremstilt et stabilisert, porøst tetrafluoretylen-rør inneholdende et fyllstoff.

Når produktet 6 blir oppvarmet så vil smøremiddelet kunne-fjernes ved en fordampning. Alternativt kan fjerningen av smøremiddelet utføres før selve oppvarmingen, og fjerningen kan utføres ved hjelp av vakuumbehandling, tilførsel av luft eller på annen måte.

Hvis det er ønskelig å fremstille et porøst tetra-fluoretylenrør med høy grad av porøsitet, så kan det rørform-ede produkt 6 forvarmes til en temperatur under 327°C mens smøremiddelet fjernes, hvoretter det strekkes enten i perifer retning eller i langsgående retning. I slike tilfeller kan fyllstoffet bare være tilstede i mengder på fra 15 til 70 vekt-%. Det rørformede produkt blir således holdt i sin utstrukkede stilling og så oppvarmet til en temperatur over 327°C, fortrinnsvis 350°C i 20 minutter, slik at tetrafluoretylenet ikke vil krympe, hvorved man får fremstilt et stabilisert porøst tetrafluoretylenrør inneholdende et fyllstoff.

I et porøst tetrafluoretylenrør ifølge foreliggende oppfinnelse så består det porøse tetrafluoretylen av små knuter som er bundet sammen ved hjelp av fibriller, og i det minste vil nevnte små knuter inneholde fra 15 til 95 vekt-% av fyllstoffet. Fyllstoffet gir således en høy aktivitets-grad i røret. Det er følgelig økonomisk mulig ifølge foreliggende oppfinnelse å fremstille et porøst tetrafluoretylen-rør inneholdende en så stor mengde fyllstoff, enten dette røret har en liten og jevn veggtykkelse, eller liten diameter og jevn veggtykkelse eller varierende veggtykkelse.

Claims

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et porøst tetra-fluoretylenrør, karakterisert ved at man danner et flak av tetrafluoretylen, bøyer nevnte flak til en rørform, legger forsterkende materiale omkring nevnte rørform slik at man fremstiller et rørformet produkt, ruller eller valser nevnte produkt slik at det får jevn veggtykkelse, forvarmer det til en temperatur under 327°C, strekker nevnte rørformede produkt i langsgående retning og oppvarmer det til en temperatur over 327°C mens det holdes i sin utstrukkede stilling.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at navnte flak fremstilles ved en utdriv-ningsstøpning og deretter rulles eller valses for å redusere flakets tykkelse.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte flak innbefatter en rekke flak med forskjellige retninger med hensyn til molekylær orientering, og hvor flakene er laminerte og hvor nevnte flak er fremstilt ved utdrivningsstøpning og deretter valset for å redusere deres tykkelse.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte flak innbefatter en rekke flak med forskjellige fysiske egenskaper og hvor flakene er laminerte .

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte flak innbefatter en rekke flak av tetrafluoretylen som er laminerte og hvor et annet aktivt materiale er plassert mellom hver av to tilstøtende flak.

6. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-5, karakterisert ved at flaket av tetrafluoretylen inneholder et additiv for å gi sliteresistens og/eller for å virke som et smøremiddel, og hvor man fjerner nevnte additiv fra nevnte rørformede produkt før dette strekkes.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at man fjerner nevnte forsterkende materiale fra nevnte rørformede produkt før dette strekkes.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det forsterkende materiale består av tetrafluoretylen med molekyler orientert perifert i forhold til nevnte rørform.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det forsterkende materiale innbefatter tetrafluoretylen som er strukket i et større forhold enn nevnte rørform.

10. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at man tilsetter fra 15 til 95 vekt-% av et fyllstoff i tetrafluoretylenmaterialet.

11. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at man tilsetter et smøremiddel til tetrafluoretylenet og fjerner smøremiddelet etter at det rørformede produkt er blitt valset eller rullet.

12. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-9, karakterisert ved at man reagerer en dispersjon av tetrafluoretylen med en vandig dispersjon av et fyllstoff slik at fyllstoffet koaguleres på partiklene av nevnte tetrafluoretylen, og med et flytende smøremiddel, hvoretter den resulterende blanding blir utdrivningsstøpt for fremstilling av nevnte flak av tetrafluoretylen.

13. Porøst tetrafluoretylenrør, karakterisert ved at materialet i røret er blitt strukket og etter strekning består av knuter forbundet med fibriller, og ved at nevnte materiale inneholder et fyllstoff som i det minste er tilstede i nevnte knuter.

14. Porøst tetrafluoretylenrø r, karakterisert ved å yære fremstilt ved en fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 1-11.

15. Porøst tetrafluoretylenrør, karakterisert ved å være fremstilt ved at man folder et flak av tetrafluoretylenrør omkring en kjerne for fremstilling av et rør, legger et forsterkende materiale omkring nevnte rør, påsetter trykk for å gjøre røret ensartet, og hvor nevnte flak på et trinn av prosessen er behandlet slik at det er porøst, hvoretter man oppvarmer røret til en tem peratur over 327°C.

16. Porøst tetrafluoretylenrør, karakterisert ved i alt vesentlig å være fremstilt som beskrevet med henvisning til vedlagte tegninger.