DE1120120B - Verfahren zum Herstellen von Rohren aus Polytetrafluoraethylen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Rohren aus Polytetrafluoräthylen mit einer Umhüllung aus Glasgewebe.

In der chemischen Industrie, bei der Nahrungsmittelbehandlung und auf vielen anderen Gebieten werden Rohre benötigt, die gegen chemische Einflüsse absolut widerstandsfähig sind. Für diese Zwecke werden bisher Rohre aus Glas, Porzellan oder Keramik verwendet, die jedoch den Nachteil großer Zerbrechlichkeit haben. Es können auch mit Glas ausgekleidete Stahlrohre eingesetzt werden, wobei aber die Auskleidung immer noch durch Stöße usw. aufsplittern kann.

Rohre aus Kunststoff mit oder ohne Verstärkungseinlagen werden ebenfalls benutzt. Diese Rohre sind je nach Art der Kunststoffe nur bis zu einer bestimmten Temperatur brauchbar.

Polytetrafluoräthylen hält Temperaturen bis etwa 260° C und sogar noch etwas darüber ohne weiteres aus. Versuche, Rohre aus diesem Kunststoff mit Ver-Stärkungseinlage nach den üblichen Verfahren durch Wickeln auf einen Dorn herzustellen, haben bisher nicht zum Erfolg geführt, da die fertigen Rohre mehr oder weniger porös waren bzw. nach einiger Gebrauchsdauer zu lecken anfingen. Dies liegt daran, daß zum Imprägnieren eines Glasgewebes das Polytetrafluoräthylen nur in Form einer Dispersion verwendbar ist, weil es nicht in eine Lösung übergeführt werden kann. Wird beim Sintern bzw. Verschmelzen das Rohr erwärmt, so verdampft das Dispersionsmittel, und es entstehen zahlreiche Poren, die beim Sinterungsvorgang nicht verschwinden.

Durch Abdrehen von festen Zylindern erzeugte Bänder aus Polytetrafluoräthylen, die den Schichten des Rohres zugefügt werden, können die Porosität des Rohres ebenfalls nicht verhindern, selbst wenn die Schichten des Bandes gut miteinander und mit den durch Polytetrafluoräthylen imprägnierten Gewebeschichten verschmolzen werden. DTe gleichen.^ Schwierigkeiten wurden festgestellt, wenn Schichten aus einem Polytetrafluoräthylenfilm hinzugefügt wurden, der durch andere Verfahren mit Sinterung oder Verschmelzen der Polytetrafluoräthylenteilchen hergestellt wurde. Obwohl das in dieser Weise mit einer festen Schicht aus Polytetrafluoräthylen ausgekleidete Rohr bei der ersten Ingebrauchnahme undurchlässig zu sein schien, fing das Rohr mit der Zeit an zu lecken, wenn es mit korrodierend wirkenden Chemikalien in Berührung kam=.

Gemäß der Erfindung werden Rohre aus Polytetrafluoräthylen dadurch hergestellt, daß auf einen Dorn eine fortlaufende Auskleidungsschicht aus unver-Verf ahren zum Herstellen von Rohren
aus Polytetrafluoräthylen

Anmelder:

Resistoflex Corporation, Bellevüle,
N.J. (V.St.A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner, Berlin-Grunewald, und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Tal 71,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. Januar 1955 (Nr. 481814)

Alexander Nikita Troshkin St. John, Glen Ridge, N. J., und Benjamin Mackay Walker, Caldwell, N. J.

(V. St. A.), _
sind als Erfinder genannt worden

schmolzenem, durch Strangpressen hergestelltem Polytetrafluoräthylen, das frei von flüchtigen Bestandteilen ist, aufgewickelt wird, daß dann wenigstens eine Schicht aus verstärktem Glasgewebe, das mit Polytetrafluoräthylen imprägniert ist, aufgewickelt wird und daß schließlich die Wicklungen auf dem Dorn unter äußerem Druck auf eine so ausreichende Temperatur erhitzt werden, daß das Polytetrafluoräthylen verschmilzt und die Schichten miteinander verbunden werden.

Beim Herstellen von Schlauchen ist es bekannt, zunächst die innere Schlauchseele herzustellen, dann auf diese Seele mit dem gleichen Material überzogene Verstärkungseinlagen aufzuwickeln und dann noch gegebenenfalls eine Deckschicht aus dem gleichen Material aufzubringen. Dieser Aufbau wird schließlich einer Wärmebehandlung unterzogen, um alle Schichten zu verbinden. Ferner sind Rohre aus Kunststoff, z. B. Polyvinylchlorid oder Polyäthylen, mit einer durch Umwickeln aufgebrachten Armierung bekannt. Auch wurden schon Verbundrohre aus zwei verschiedenen Kunststoffschichten vorgeschlagen. Schließlich ist es bekannt, auf einen Dorn schraubenförmig ein sich überlappendes Band aus Kunststoff und Glasfasern schichtweise aufeinanderzuwickeln

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und dabei Kunststoff in flüssiger Form auf die ge- können dann zuletzt noch eine oder mehrere Schichten

wickelten Schichten aufzubringen, wonach dann wie- aus einem einfachen Glasgewebeband aufgewickelt

der ein Erwärmen stattfindet. werden, die einen Druck auf die Schichten ausüben,

Diese bekannten Verfahren eignen sich in dieser wenn das Rohr erhitzt wird, weil Polytetrafluor-

Form nicht zum Herstellen eines einwandfreien 5 äthylen einen größeren Wärmeausdehnungskoeffi-

Rohres aus Polytetrafluoräthylen mit Verstärkungs- zienten hat als Glas.

einlage. Wesentlich für das Verfahren der Erfindung Wenn alle Umwicklungen vorgenommen worden ist gegenüber dem Bekannten, daß die Auskleidungs- sind, wird der Dorn in einen Ofen gebracht, oder er schicht des Rohrejs aus einem Band gewickelt wird, durchläuft einen Ofen, um das unverschmolzene das aus unverschmolzenem Polytetrafluoräthylen be- ίο Polytetrafluoräthylen zu sintern und die verschiedenen steht, durch Strangpressen hergestellt ist und außer- Schichten miteinander zu verbinden. Die Bedingungen dem frei von flüchtigen Bestandteilen ist. Beim im Ofen müssen so sein, daß die Temperatur des Strangpressen wird eine pastenförmige Mischung von Rohres auf über etwa 327° C, nämlich über die Sin-Polytetraffuoräthylenpulver und einem Schmiermittel terungstemperatur des Materials erhöht wird. Die benutzt. Die stranggepreßten Stücke werden normaler- 15 Temperatur muß jedoch unter etwa 500° C liegen, weise erhitzt, wobei sowohl das Schmiermittel ver- denn darüber hinaus wird der Zersetzungsgrad überdampft als auch gleichzeitig das Sintern stattfindet. mäßig groß. Vorzugsweise findet das Erhitzen in Bei den Bändern zum Wickeln der inneren Ausklei- einem Temperaturbereich von 360 bis 400° C statt, dungsschicht wird nun gemäß der Erfindung vor dem Nach dem Abkühlen wird die äußere Umwicklung Wickeln nur das Schmiermittel ausgetrieben, was ₂₀ aus Glasfaserband entfernt, und das fertige Rohr wird durch Erwärmen auf eine entsprechend niedrigere vom Dorn abgezogen.

Temperatur als die Sinterungstemperatur bewirkt Fig. 4 zeigt eine Rohrwand, die eine Innenausklei-

wird. dung 11 aus Polytetrafluoräthylen und drei überein-

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise anderliegenden Schichten 14 aus mit Polytetrafluor-

veranschaulicht. Es zeigt 25 äthylen imprägnierten Glasgewebe hat. In Wirklich-

Fig. 1 eine Seitenansicht eines kurzen Rohrstücks, keit verschmelzen natürlich beim Endprodukt alle

das an einem Ende aufgeweitet ist, um ein Kuppel- drei Schichten zu einer festen Wand, die die verstär-

stück aufzunehmen, kende Einlage enthält.

Fig. 2 eine Stirnansicht des rechten Endes des Fig. 5 zeigt einen Aufbau, der von dem bisher beRohres in Fig. 1, 30 schriebenen nur dadurch abweicht, daß zwei

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Domes, auf dem be- Zwischenschichten 14 aus mit Polytetrafluoräthylen

reits einige Schichten aufgewickelt sind, imprägnierten Glasgewebe und eine Außenhülle 16

Fig. 4 und 5 Querschnitte durch zwei verschiedene aus Polytetrafluoräthylen vorhanden sind. Ein solcher

Rohrwände in vergrößertem Maßstab, Aufbau ist bei einem Tauchrohr zweckmäßig. Die

Fig. 6 und 7 Längsschnitte durch zwei Rohrwände 35 Wandstärke kann durch Vergrößerung der Anzahl

in anderer Ausführung. der verstärkenden Schichten 14 erhöht werden.

Aus Fig. 3 der Zeichnung ist ein Dorn 10 ersieht- Wird das Rohr in Fällen benutzt, wo. beide Seiten lieh, der aus Metall mit glatter Oberfläche, wie z. B. korrodierend wirkenden Stoffen ausgesetzt sind, wie aus poliertem Stahl, verchromtem Stahl, nichtrosten- dies beispielsweise bei einem Tauchrohr der Fall ist, dem Stahl od. dgl. besteht. Der Dorn kann zunächst 40 so ist es erwünscht, das Rohrende abzuschließen, dagut mit Silikone-Öl zum späteren leichten Ablösen mit die korrodierend wirkenden Stoffe keinen Zugang des hergestellten Rohrs geschmiert und dann bei zu den verstärkenden Schichten aus Glasgewebe 400° C etwa 1 Stunde lang vorgebrannt werden. Nach haben. Ein Verfahren für dieses Abschließen des dem Brennen kann ein zweiter Überzug aus Silikone- Rohrendes ist aus Fig. 7 ersichtlich, die einen Wand-Öl vorgesehen werden. Eine Schicht aus einem nicht 45 aufbau entsprechend Fig. 5 veranschaulicht. Die verschmolzenen, durch Strangpressen erzeugten und Außenhülle 16 aus Polytetrafluoräthylen ist am Ende von flüchtigen Bestandteilen befreiten Band 11 aus unmittelbar mit der Innenauskleidung 11 aus PoIy-Polytetrafluoräthylen wird dann schraubenförmig auf tetrafluoräthylen verbunden, wie bei 18 dargestellt ist. den Dorn mit Überlappung 12 aufgewickelt, so daß Die zwischenliegenden Schichten aus Glasgewebe sind sich eine kontinuierliche, undurchlässige Auskleidung 50 zurückgesetzt, so daß die erwähnten inneren und für das Rohr ergibt. Über diese Auskleidung werden äußeren Schichten 11 und 16 zur Überlappung eine oder mehrere verstärkende Schichten 14 aus mit kommen.

Polytetrafluoräthylen imprägniertem Glasgewebe in Ein anderes Verfahren zum Abschließen des Rohrentgegengesetzter Richtung schraubenförmig auf ge- endes geht aus^Fig^öJiervor, wo die zwischenliegenwickelt, wobei die Größe der Überlappung 15 und die jj^derL^ScjjichtefTii "aus "imprägniertem Glasgewebe Anzahl der Schichten von der Dicke und Festigkeif" gegenüber der Auskleidung 11 ein Stück kürzer geder Rohrwand abhängt, die beim fertigen ProduTct ge- schnitten sind. Eine Anzahl von Schichten aus einem wünscht wird. In der Zeichnung ist zur Vereinfachung unverschmolzenen, durch Strangpressen hergestellten nur eine solche Schicht dargestellt. Als abschließende Band 19 aus Polytetrafluoräthylen, die in der Stärke Außenschicht kann ein unverschmolzenes, durch 60 den zwischenliegenden Schichten 14 entsprechen, sind Strangpressen hergestelltes Band 16 schraubenförmig um die Auskleidung so herumgewickelt, daß sie den über die letzte Schicht aus imprägniertem Glasgewebe Endteil der Rohrwand bilden und von der äußeren gewickelt werden, wodurch eine undurchlässige Schicht bzw. Hülle 16 bedeckt werden. Alle diese Außenhülle entsteht. Eine solche Hülle ist jedoch ge- Schichten werden während des Sinterns miteinander wohnlich nur in den Fällen erforderlich, wo das Rohr 65 verschmolzen, so daß ein festes Rohrende aus PoIysowohl innen als auch außen korrodierend wirkenden tetrafluoräthylen entsteht. Die Notwendigkeit für einen Stoffen ausgesetzt wird, wie dies bei Tauchrohren der solchen Endabschluß ergibt sich aus der Tatsache, Fall ist. Auf die Schichten des so aufgebauten Rohres daß ohne diesen Abschluß das imprägnierte Glas-

gewebe oder seine Verbindung mit dem Polytetrafluoräthylen durch chemische Eingriffe zerstört werden könnte.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Herstellen von Rohren aus Polytetrafluoräthylen mit einer Umhüllung aus Glasgewebe, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Dorn (10) eine fortlaufende Auskleidungsschicht aus unverschmolzenem, durch Strangpressen hergestelltem Polytetrafluoräthylen, das frei von flüchtigen Bestandteilen ist, aufgewickelt wird, daß dann wenigstens eine Schicht aus verstärkendem Glasgewebe, das mit Polytetrafluoräthylen imprägniert ist, aufgewickelt wird und daß schließlich die Wicklungen auf dem Dorn unter äußerem Druck auf eine so ausreichende Temperatur erhitzt werden, daß das Polytetrafluoräthylen verschmilzt und die Schichten miteinander verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die verstärkende Schicht (14) vor dem Erhitzen noch eine äußere Umhüllung (16) aus unversehmolzenem, durch Strangpressen hergestelltem Polytetrafluoräthylen aufgebracht wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Auskleidung (11) und die äußere Umhüllung (16) außerhalb des Endes der verstärkenden Gewebeschicht (14) während des Erhitzens miteinander verbunden werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschrift Nr. 516 735;
französische Patentschrift Nr. 917 712;
schweizerische Patentschrift Nr. 287 950;
USA.-Patentschrift Nr. 2 526 427;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 688 475;
»Industriekurier«, Nr. 171, S. 374;
»Kunststoffe«, Bd. 43, Heft 3, S. 113.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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