BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Flexibles Röhrchen Die Erfindung betrifft biegsame Röhrchen oderRöhren, insbesondere mehrschichtige Röhrchen, die um kleine Radien gebogen werdenkönnen. Flexible tube The invention relates to flexible tubes orTubes, especially multilayered tubes that are bent around small radiican.
Röhrchen oder Röhren, die wiederholt starken Biegungen ausgesetztwerden, müssen flexibel, knickfrei und korrosionsbeständig sein und eine glatteInnenwandung besitzen. Beispiele für solche Anwendungszwecke sind Verbindungsleitungenbei Gas- und/oder Flüssigkeits-Kontrollgeräten, insbesondere mit geringen Abmessungenoder Leitungsröhrchen für verschiedene enge Durchgänge, wie Endoskope für medizinischeund technische Zwecke.Tubes or tubes that are repeatedly subjected to severe bendingmust be flexible, kink-free, corrosion-resistant and smoothOwn inner wall. Examples of such applications are connection linesin gas and / or liquid control devices, especially with small dimensionsor conduit tubes for various narrow passages such as endoscopes for medicaland technical purposes.
Es gibt jedoch nur wenige Röhrchen, die bei einem Biegeradius R vonbis zum Zehnfachen ihres eigenen Durchmessers nicht knicken, kollabieren oder Faltenbilden. Die bekannten Röhrchen, die bei einem Biegeradius von 10 R nicht knickenoder kollabieren erfordern große Biegekräfte oder spezielle Behandlungen,z.B. Wärme-oderDruckanwendung, um sie um derart kleine Radien zu biegen.However, there are only a few tubes with a bending radius R ofdo not kink, collapse, or fold up to ten times their own diameterform. The well-known tubes that do not kink with a bending radius of 10 R.or collapse require large bending forces or special treatments, e.g. Heat orApplying pressure to bend them to such small radii.
Bei den bekannten Röhrchen dient der mehrschichtige Wandaufbau zurErhöhung der Druckfestigkeit und nicht zur Verbesserung der Flexibilität, Elastizität,der Antiknickeigenschaften und der Biegefähigkeit um kleine Radien. Deshalb sindmehrschichtige Röhrchen, die sich für die vorgenannten Anwendungszwecke eignen,bisher nicht bekannt.In the case of the known tubes, the multilayer wall structure is used forIncreasing the compressive strength and not improving flexibility, elasticity,the anti-buckling properties and the ability to bend around small radii. That's whymulti-layer tubes suitable for the aforementioned purposes,not known so far.
Dessen ungeachtet sind die Anforderungen an die Flexibilität bzw.Geschmeidigkeit, die Biegefähigkeit, sowie die Antiknick-und Antifalteigenschaftenaußerordentlich groß, insbesondere inden vorgenannten Anwendungszwecken.Hieraus ergibt sich unmittelbar die Aufgabe der Erfindung.Regardless of this, the requirements for flexibility orSuppleness, flexibility and anti-crease and anti-crease propertiesextraordinarily large, especially inthe aforementioned purposes.The object of the invention results directly from this.
Die Erfindung betrifft ein flexibles Röhrchen mit einer inneren Schichtaus einem porösen kristallinen Polymeren mit einer Mikrostruktur aus vielen Knoten,die durch feine Fibrillen verbunden sind, einer undurchlässigen Zwischenschicht,die die innere Schicht bedeckt, und einer von außen auf die Zwischenschicht aufgebrachtenäußeren Schicht, die aus dem gleichen Material wie die innere Schicht besteht.The invention relates to a flexible tube with an inner layermade of a porous crystalline polymer with a microstructure made up of many nodes,which are connected by fine fibrils, an impermeable intermediate layer,which covers the inner layer, and one applied from the outside onto the intermediate layerouter layer, which is made of the same material as the inner layer.
Die erfindungsgemäßen Röhrchen sind den bekannten Röhrchen in vielenEigenschaften, wie Flexibilität bzw. Geschmeidigkeit (die Eigenschaft, sich durchleichten Druck leicht biegen zu lassen), Wärmebeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit,Antihafteigenschaften (die Neigung, daß keine Fremdstoffe an den inneren und äußerenFlächen haften), Glätte, leichtem Gewicht, usw., überlegen.The tubes according to the invention are the known tubes in manyProperties such as flexibility or suppleness (the property of being able tolight pressure to bend easily), heat resistance, chemical resistance,Non-stick properties (the tendency that no foreign matter on the inner and outerSurfaces stick), smoothness, light weight, etc., superior.
Im folgenden wird aus Gründen der sprachlichen Vereinfachung ausschließlichder Ausdruck Röhrchen verwendet. Dies bedeutet jedoch nicht, daß die Erfindung aufkleine Durchmesser beschränkt ist; vielmehr werden auch solche Hohlkörper umfaßt,die im technischen Sprachgebrauch nicht mehr als Röhrchen, sondern als Röhren bezeichnetwerden.For the sake of linguistic simplicity, the following is exclusivelythe term tube is used. However, this does not mean that the invention is limited tosmall diameter is limited; rather, such hollow bodies are also included,which in technical usage are no longer referred to as small tubes, but as tubeswill.
Die Erfindung betrifft somit ein flexibles Röhrchen aus einer innerenSchicht, einer Zwischenschicht und einer äußeren Schicht.The invention thus relates to a flexible tube from an innerLayer, an intermediate layer and an outer layer.
Die inneren und äußeren Schichten bestehen aus expandiertem, porösemPolytetrafluoräthylen mit einer Mikrostruktur aus Knoten, die durch Fibrillen verbundensind. Diese Schichten sind fest, hoch-porös und durchlässig. Die Zwischenschichtist dünn, fest und undurchlässig. Die erfindungsgemäßen Röhrchen besitzen eine großeFlexibilität und können über kleine Radien ohne Knicken gebogen werden, was eineglatte Leitungsführung auf engem Raum ermöglicht. Ein bevorzugter Anwendungszweckfür diese Röhrchen sind Gastroskope, bei denen ein kleiner Biegeradius für subtileMagenuntersuchungen erforderlich ist.The inner and outer layers are made of expanded, porousPolytetrafluoroethylene with a microstructure made up of nodes connected by fibrilsare. These layers are solid, highly porous and permeable. The intermediate layeris thin, firm and impermeable. The tubes according to the invention have a largeFlexibility and can be bent over small radii without kinking what aenables smooth cable routing in confined spaces. A preferred useFor these tubes are gastroscopes that have a small bending radius for subtle onesStomach exams is needed.
Bei dem für die innere und äußere Schicht des Röhrchens verwendetenMaterial handelt es sich um ein kristallines Polymeres mit kontinuierlich poröserStruktur, in der eine große Zahl feiner Knoten miteinander durch zahlreiche feineFibrillen verbunden ist.The one used for the inner and outer layers of the tubeMaterial is a crystalline polymer with continuously porousStructure in which a large number of fine knots are interconnected by numerous fine onesFibrils connected.
Zwischen diesen Knoten und Fibrillen befinden sind zahlreiche Hohlräume.Hieraus ergibt sich die durchgehende Porosität des Materials. Bevorzugte Beispielefür geeignete Polymere sind fluorierte Polymerisate und Polyolefine. Beispiele fürgeeignete fluorierte Polymerisate sind Polytetrafluoräthylen (PTFE), allein oderim Gemisch mit extrahierbaren, anorganischen oder organischen Füllstoffen. Beispielefür geeignete anorganische Füllstoffe sind Silikate, Carbonate, Metalloxide, Natriumchloridund Ammoniumchlorid. Beispiele für geeignete organische Füllstoffe sind Copolymerisateaus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen (FEP), Stärke und Zucker, die pulvrisiertsind. Ein typisches Beispiel für ein geeignetes Polyolefin ist Polypropylen.There are numerous cavities between these nodes and fibrils.This results in the continuous porosity of the material. Preferred examplessuitable polymers are fluorinated polymers and polyolefins. examples forsuitable fluorinated polymers are polytetrafluoroethylene (PTFE), alone orin a mixture with extractable, inorganic or organic fillers. Examplessuitable inorganic fillers are silicates, carbonates, metal oxides, sodium chlorideand ammonium chloride. Examples of suitable organic fillers are copolymersmade of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene (FEP), starch and sugar, which is powderedare. A typical example of a suitable polyolefin is polypropylene.
Als Material für die Zwischenschicht wird vorzugsweise ein undurchlässigesMaterial gewählt. Beispiele hierfür sind dünne Kunststoffe, wie FEP, PFA (Copolymerisate,die an einer Hauptkette aus Fluorkohlenwassserstoffen Perfluoralkoxyseitenketten(PTFA bzw. PFA) enthalten), fluorierte Elastomere und Metalle mit einer klebendenKunststoffschicht.The material used for the intermediate layer is preferably an impermeableMaterial chosen. Examples of this are thin plastics such as FEP, PFA (copolymers,those on a main chain of fluorocarbons perfluoroalkoxy side chains(PTFA or PFA) included), fluorinated elastomers and metals with an adhesivePlastic layer.
Nachfolgend ist ein typisches Verfahren zur Herstellung von Folienoder Röhrchen mit der genannten porösen feinen Struktur aus PTFE beschrieben.Following is a typical process for making foilsor tubes with the aforesaid porous fine structure made of PTFE.
Die Herstellung des porösen PTFE kann nach den JA-PS 7284/71 und 22881/75oder der bekanntgemachten JA-PA 44 664/73 erfolgen.The production of the porous PTFE can according to JA-PS 7284/71 and 22881/75or the published JA-PA 44 664/73.
Hierbei wird feines PTFE-Pulver (oder eine koagulierte PTFE-Dispersion)mit einem flüssigen Gleitmittel (z.B. einem flüssigen Kohlenwasserstoff, wie SolventNaphtha, Petroläther oder einer anderen Erdölfraktion) in einem Mischungsverhältnisvon PTFE zu Gleitmittel von 80 : 20 vermischt, gegebenenfalls unter Zusatz einergeringen Menge anorganischer oder organischer Füllstoffe. Aus diesem Gemisch wirdein Formling hergestellt, derdurch Kolbenextrusion zu einer Foliebzw. einer Platte oder einem Röhrchen verformt wird. Die Platte wird gegebenenfallsauf einem Kalander bearbeitet. Das flüssige Gleitmittel in der Folie wird vor demVerstrecken entfernt. Das Gleitmittel kann zwar auch während des Verstreckens inder Folie bleiben, jedoch führt dies zu qualitativ schlechten Folien. Die Folie(ohne oder mit) Gleitmittel wird dann in Längsrichtung in ungesintertem Zustand(unter 3270C) auf das 1,2- bis 15-Fache ihrer ursprünglichen Länge gestreckt. Anschließendwird die verstreckte Folie auf eine Temperatur oberhalb oder etwas unterhalb desSchmelzpunktes von PTFE, vorzugsweise auf eine Temperatur von 200 bis 3900C, erhitzt,um die inneren Spannungen auszugleichen und um die Maßhaltegenauigkeit zu erreichen.Fine PTFE powder (or a coagulated PTFE dispersion)with a liquid lubricant (e.g. a liquid hydrocarbon such as solventNaphtha, petroleum ether or another petroleum fraction) in a mixing ratioof PTFE mixed to a lubricant of 80:20, optionally with the addition of asmall amount of inorganic or organic fillers. This mixture becomesa molding produced thatby piston extrusion into a filmor a plate or a tube is deformed. The plate is optionallyprocessed on a calender. The liquid lubricant in the film is before theStretch away. Although the lubricant can also be used during the stretchingremain on the film, but this leads to poor quality films. The foil(with or without) lubricant is then in the longitudinal direction in the unsintered state(below 3270C) stretched 1.2 to 15 times its original length. Afterwardthe stretched film to a temperature above or slightly below theThe melting point of PTFE, preferably heated to a temperature of 200 to 3900C,to compensate for internal tensions and to achieve dimensional accuracy.
Das kristalline Polymerisat mit der porösen Mikrostruktur besitztausreichende Eigenschaften bezüglich Passfähigkeit, Flexibilität bzw. Geschmeidigkeit,Wärmebeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Elastizität, Expansions-Kontraktions-Verhalten,elastischer Rückstellung, usw., und darüber hinaus einen niedrigen Reibungskoeffizient.Das poröse Material kann in Folien- bzw. Plattenform mit einer Dicke von 0,05 bis3,5 mm, insbesondere 0,1 bis 2,0 mm, erhalten werden. Das Material besitzt folgendeporösen Eigenschaften: mittlere Porengröße 0,01 bis 20 tim, insbesondere 1 bis 5ßm; Gurley-Zahl (diejenige Zeit in Sekunden, die 100 ml Luft zum Durchgang durch6,5 cm' Material bei 12,4 cm Wassersäule benötigen) 0,01 bis 5000 sec; Wassereintrittsdruck0,1 bis 1,5 kg/cm2. Diese Eigenschaften können in weitem Rahmen durch Steuerungder Verfahrensbedingungen verändert werden, so daß man leicht das gewünschte Materialfür einen bestimmten Verwendungszweck erhalten kann.The crystalline polymer with the porous microstructure possessesadequate properties in terms of fit, flexibility and suppleness,Heat resistance, chemical resistance, elasticity, expansion-contraction behavior,elastic recovery, etc., and also a low coefficient of friction.The porous material can be in sheet form with a thickness of 0.05 to3.5 mm, in particular 0.1 to 2.0 mm, can be obtained. The material has the followingporous properties: mean pore size 0.01 to 20 tim, in particular 1 to 5ßm; Gurley number (the time in seconds it takes 100 ml of air to pass through6.5 cm 'of material at 12.4 cm water column require) 0.01 to 5000 sec; Water inlet pressure0.1 to 1.5 kg / cm2. These properties can be largely controlled through controlthe process conditions can be changed so that one can easily obtain the desired materialcan be obtained for a specific purpose.
Die Zwischenschicht, die sich zwischen der inneren und der äußerenSchicht befindet, kann z.B. aus einem dünnen flexiblen Kunststoff oder einer flexiblenMetallfolie mit einer dünnen Kunststoffschicht bestehen. Diese Schicht ist vorzugsweiseso dick, daß der Durchgang von durch das Röhrchen fließender Flüssigkeit durch dieRöhrchenwand verhindert wird; die Dicke beträgt etwa 5 bis 200 Fm, vorzugsweise10 bis 100 Fm. Beispielefür Werkstoffe, die als Zwischenschichtgeeignet sind, sind fluorierte Polymere, wie FEP, PFA, Fluorelastomere, Polyurethane,Polyimide, Polyester, Polyamide (Nylon), Polyvinylchlorid und Polyäthylen, oderMetallfolien, die mit den vorgenannten Kunststoffen als Film oder als Klebstofflösung angewendet werden.The intermediate layer that stretches between the inner and the outerLayer is, for example, made of a thin flexible plastic or a flexibleMetal foil with a thin plastic layer. This layer is preferredso thick that the passage of liquid flowing through the tube through theTube wall is prevented; the thickness is about 5 to 200 μm, preferably10 to 100 ft. Examplesfor materials used as an intermediate layerare suitable are fluorinated polymers such as FEP, PFA, fluoroelastomers, polyurethanes,Polyimides, polyesters, polyamides (nylon), polyvinyl chloride and polyethylene, orMetal foils with the aforementioned plastics as a film or as an adhesivesolution can be applied.
Um die dünne Kunststoffschicht oder die Metallfolie mit einem Kunststoffklebervon außen auf die innere Schicht des porösen Polymerröhrchens aufzubringen, undum die äußere Schicht aus dem gleichen Material wie die innere Schicht aut die Zwischenschichtaufzubringen, wird die innere einer Röhrchenform Schicht außen überlappend mit einemKunststoffband oder einer kunststoffbeschichteten Metallfolie des Materials in Gegenwartoder Abwesenheit eines Klebers umwickelt, oder mit der Kunststofflösung beschichtet,oder durch Extrudieren beschichtet, oder durch Aufschnmpfen eines wärmeschrumpffähigen Röhrchens aus diesem Material beschichtet.Around the thin plastic layer or the metal foil with a plastic adhesiveto be applied from the outside to the inner layer of the porous polymer tube, andaround the outer layer made of the same material as the inner layer aut the intermediate layerTo apply, the inner of a tubular shape layer is overlapping with an outsidePlastic tape or a plastic-coated metal foil of the material in the presenceor in the absence of an adhesive wrapped around, or coated with the plastic solution,or coated by extrusion, or by shrinking a heat shrinkCapable tube coated from this material.
Die Zwischenschicht aus dem undurchlässigen Werkstoff wird von eineräußeren Schicht aus dem gleichen Material wie das Kernröhrchen umgeben. Die äuBereSchicht wird gewickelt mittels eines aus der Folie des Materials geschnittenen Bandes,oder indem man ein poröses Röhrchen aus dem Material aufbringt. Die Wanddicke deräußeren Schicht wird nach Maßgabe der Kernröhrchendicke und/oder dem gewünschtenVerwendungszweck eingestellt.The intermediate layer made of the impermeable material is of aouter layer made of the same material as the core tube. The outer oneLayer is wrapped by means of a tape cut from the sheet of material,or by applying a porous tube made of the material. The wall thickness of theouter layer is made according to the core tube thickness and / or the desiredPurpose set.
Bevorzugte Wanddicken sind 0,05 bis 4 mm, insbesondere 0,2 bis 4 mm.Das Verhältnis von innerer zu äußerer Wanddicke beträgt vorzugsweise 1 : 0,7 bis1 : 1,3 , und vorzugsweise besitzen innere und äußere Wand die gleiche Dicke.Preferred wall thicknesses are 0.05 to 4 mm, in particular 0.2 to 4 mm.The ratio of inner to outer wall thickness is preferably 1: 0.7 to1: 1.3, and preferably the inner and outer walls are the same thickness.
Die äußere Schichtdicke kann zwar, wie vorstehend dargelegt, gesteuertwerden. Wenn man jedoch eine flexible Beschichtung, z.B. aus einem Fluorelastomeren,als Zwischenschicht verwendet, kann die Dicke geringer sein als vorstehend angegeben,d.h. die Dicke kann 0,1 bis 1 mm betragen, so daß das Verhältnis von innerer zuäußerer Wanddicke 1 : 0,1 bis 1 : 1 beträgt.The outer layer thickness can, as explained above, be controlledwill. However, if you have a flexible coating, e.g. made of a fluoroelastomer,used as an intermediate layer, the thickness can be less than indicated above,i.e. the thickness can be 0.1 to 1 mm, so that the ratio of inner toexternal wall thickness is 1: 0.1 to 1: 1.
Das aus innerer Schicht, Zwischenschicht und äußerer Schicht bestehendeRöhrchen wird dann auf eine für das Schmelzen des in der Zwischenschicht enthaltenevnK,u,n£9stoffmaterials ausreichendhohe Temperatur, z. B. 200 bis4000C, insbesondere 330 bis 390°C, erhitzt. Hierdurch wird die Zwischenschicht etwasfließfähig, und das geschmolzene Material tritt in die feinen Poren auf der äußerenFläche des Kernröhrchens und auf der inneren Fläche der äußeren Schicht ein, währendes gleichzeitig zu einer Schrumpfung der äußeren Schicht kommt. Beim Abkühlen desRöhrchens verfestigt sich das in der Zwischenschicht enthaltene Kunststoffmaterial,und die drei Schichten werden fest zu einem gleichmäßigen Röhrchen verbunden. Mankann die drei Schichten jedoch auch durch geeignete Klebstoffe miteinander verbinden.That consisting of inner layer, intermediate layer and outer layerThe tube is then placed on one for melting the contained in the intermediate layerK, u, n £ 9 cloth material is sufficienthigh temperature, e.g. B. 200 to4000C, in particular 330 to 390 ° C, heated. This makes the intermediate layer somethingflowable, and the molten material enters the fine pores on the outerSurface of the core tube and on the inner surface of the outer layer whilethe outer layer shrinks at the same time. When theThe plastic material contained in the intermediate layer solidifiesand the three layers are tightly joined into an even tube. Manhowever, the three layers can also be connected to one another using suitable adhesives.
Gegebenenfalls wird die Schichtenkonstruktion aus innerer Schicht,Zwischenschicht und äußerer Schicht wiederholt, oder man arbeitet mit mehr als dreiSchichten.If necessary, the layer construction is made up of the inner layer,Intermediate layer and outer layer repeated, or you work with more than threeLayers.
Wie vorstehend dargelegt, befindet sich die dünne Zwischenschichtnahezu in der Mitte der Gesamtwandstärke (d.~h. am Ort der geringsten Spannung),so daß es kaum zu Zug- oder Druckspannungen kommt. Aus diesem Grund treten auchkaum Faltenbildung oder Knicke auf, was dazu beiträgt, daß das Röhrchen ohne Schädigunggas- oder wasserundurchlässig bleibt.As stated above, there is the thin intermediate layeralmost in the middle of the total wall thickness (i.e. ~ at the point of least stress),so that there is hardly any tensile or compressive stress. For this reason also occurHardly any wrinkles or kinks, which helps keep the tube undamagedremains impermeable to gas or water.
Das so erhaltene Röhrchen besitzt ausgezeichnete Eigenschaften, dienahezu mit denen des in Beispiel 3 erhaltenen Röhrchens identisch sind. Die Biegekraftbeträgt etwa 50 g, und man beobachtet keine Schichtentrennung nach 50 000 Biegungen.Das Röhrchen ist somit als Leitungsröhrchen für ein Endoskop hervorragend geeignet.The tube thus obtained has excellent properties thatare almost identical to those of the tube obtained in Example 3. The bending forceis about 50 g and no delamination is observed after 50,000 bends.The tube is therefore ideally suited as a conduit tube for an endoscope.
Da die innere und äußere Schicht eine Fibrällenstruktur, ähnlich wieMarshmallows, besitzen, kommt es bei Zug in Längsrichtung zu einer Ausdehnung derFibrillen, und bei Druck falten oder verdichten sich die Fibrillen in den Hohlräumen.Somit werden die durch das Biegen des Röhrchens erzeugten Spannungen, die Faltungenverursachen, von den Schichten aufgenommen, weshalb im Biegebereich keine Faltungenoder nur geringe, knickverursachende Spannungen auftreten. Darüber hinaus ist dasaus der inneren und äußeren Schicht mit Fibrilienstruktur bestehende Röhrchen sehrgeschmeidig,so daß nur geringe Kräfte zur Biegung des Röhrchens erforderlich sind. Diese Kraftbeträgt weniger als 1/10 derjenigen, die für das Biegen eines festen FEP-Röhrchensgleicher Größe beim kleinsten Biegeradius des FEP-Röhrchens erforderlich ist.Because the inner and outer layers have a fibrous structure, similar toMarshmallows, when pulled in the longitudinal direction, cause theFibrils, and when pressure is applied, the fibrils fold or condense in the cavities.Thus, the stresses created by the bending of the tube become the foldscause, taken up by the layers, which is why there are no folds in the bending areaor only slight, kink-causing stresses occur. In addition, that istubes consisting of the inner and outer layers with a fibril structure very muchsmooth,so that only small forces are required to bend the tube. This forceis less than 1/10 of that required for bending a solid FEP tubeof the same size is required for the smallest bending radius of the FEP tube.
Somit werden durch das flexible Röhrchen der Erfindung praktisch sämtlicheNachteile bekannter Röhrchen überwunden. Darüber hinaus besitzen die erfindungsgemäßenRöhrchen weitere Vorteile; sie sind sehr leicht, benötigen weniger Platz und aufgrundihres kleinen Biegeradius keine Biege-Fittings, und ermöglichen den Durchfluß korrosiverFlüssigkeiten. Es kommt nicht zur Anhaftung transportierter Stoffe an den Innenflächen,die Röhrchen besitzen eine gute Wärmeisolierung, es werden keine Fremdstoffe ausden Röhrchen abgegeben und die Röhrchen lassen sich leicht biegen.Thus, the flexible tube of the invention practically allDisadvantages of known tubes overcome. In addition, the invention haveTubes other advantages; they are very light, take up less space and due toDue to their small bending radius, there are no bending fittings, and they allow the flow to be more corrosiveLiquids. Transported substances do not adhere to the inner surfaces,the tubes have a good thermal insulation, no foreign matter will come outdispensed into the tube and the tubes are easy to bend.
Die erfindungsgemäßen Röhrchen eignen sich als Gassammelröhrchen inGasdetektoren, als Transportröhrchen für verschiedene Flüssigkeiten, Leitungsröhrchenin Endoskopen, usw.The tubes according to the invention are suitable as gas collection tubes inGas detectors, as transport tubes for various liquids, conduit tubesin endoscopes, etc.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing.
Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Röhrchen in einem schematischenQuerschnitt.The single figure shows a tube according to the invention in a schematicCross-section.
Das Röhrchen 1 besteht aus einer inneren Schicht 2, einer Zwischenschicht3 und einer äußeren Schicht 4.The tube 1 consists of an inner layer 2, an intermediate layer3 and an outer layer 4.
Die innere Schicht 2 und die äußere Schicht 4 bestehen aus einem hochkristallinenporösen Polymeren mit einer Mikrostruktur aus Knoten, die durch Fibrillen miteinanderverbunden sind. Die Zwischenschicht 3 besteht aus undurchlässigem Material, dasvorzugsweise gas- und flüssigkeitsundurchlässig ist. Bezüglich der weiteren Ausgestaltungwird auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.The inner layer 2 and the outer layer 4 consist of a highly crystalline oneporous polymer with a microstructure made up of nodes joined by fibrilsare connected. The intermediate layer 3 consists of impermeable material thatis preferably gas and liquid impermeable. Regarding the further developmentreference is made to the description above.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.The examples illustrate the invention.
Beispiel 1 Ein poröses PTFE-Röhrchen mit einer lichten Weite von2,8 mm und einer Dicke von 0,35 mm , das nach der Methode der JA-PS 7284/71 hergestelltworden ist und eine poröse Struktur aus einer Vielzahl von Knoten, die durch zahlreichefeine Fibrillen miteinander verbunden sind (Streckungsverhältnis 1,6, HandelsbezeichnungGORE-TEXbesitzt, wird mit zwei Schichten aus überlappendem FEP-Band, 12 m dick und12 mm breit, jede Lage 1,2 überlappend, bedeckt. Die erhaltene Anordnung wird inzwei Lagen mit einem porösen PTFE-Band, 0,17 bis 0,18 mm dick und 24,5 mm breit,das ebenfalls nach der vorstehend genannten Methode hergestellt worden ist und diegleiche poröse Struktur besitzt, umwickelt. Das erhaltene, dreischichtige Röhrchenwird 1,5 Minuten auf etwa 3800C erhitzt, wobei die Zwischenschicht schmilzt unddie Schichten miteinander verbunden werden. Example 1 A porous PTFE tube with an internal diameter of2.8 mm and a thickness of 0.35 mm, manufactured according to the method of JA-PS 7284/71has been and is a porous structure made up of a multitude of nodes through numerousfine fibrils are interconnected (aspect ratio 1.6, trade nameGORE-TEX, comes with two layers of overlapping FEP tape, 12 m thick and12 mm wide, each layer 1.2 overlapping, covered. The arrangement obtained is shown intwo layers of a porous PTFE tape, 0.17 to 0.18 mm thick and 24.5 mm wide,which has also been produced by the method mentioned above and thehas the same porous structure, wrapped around it. The three-layer tube obtainedis heated to about 3800C for 1.5 minutes, during which the intermediate layer melts andthe layers are joined together.
Das erhaltene dreischichtige Röhrchen ist sehr flexibel. Es knicktund kollabiert nicht und zeigt keine Oberflächenverwerfungen im Röhrchen, wenn eszu einem Radius mit dem 8-fachen Durchmesser (R) gebogen wird. Die Biegekraft beträgt70 g.The three-layer tube obtained is very flexible. It kinksand does not collapse or show any surface distortions in the tube when it isis bent to a radius 8 times the diameter (R). The bending force is70 g.
Bei der angegebenen Biegekraft handelt es sich um einen Ablesewert,der bei etwa 15 mm Entfernung von einem gebogenen Halbkreis (Durchmesser 24 mm)abgelesen wird, wenn man das Röhrchenprüfmuster mit den Fingern und einem Spannungsmesserbiegt.The specified bending force is a readingat a distance of about 15 mm from a curved semicircle (diameter 24 mm)read when looking at the tube test specimen with your fingers and a voltmeterbends.
10 000 Biegungen bei 12 R führen nicht zur Schichtentrennung, unddie Gasdichtigkeit bleibt bei einem Druck von 1 kg/cm3 erhalten.10,000 bends at 12 R do not delaminate, andthe gas tightness is maintained at a pressure of 1 kg / cm3.
Zu Vergleichszwecken werden die Biegekraft und die Knickeigenschaftenbei einigen 10 cm -Röhrchenprüfmustern bei Biegeradien von 5,5 und 3,5 cm gemessen.Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.For comparison purposes, the bending force and the buckling properties are usedMeasured on some 10 cm test samples with bending radii of 5.5 and 3.5 cm.The results are shown in Table I.
Tabelle I Abmessung Biegekraft, g Röhrchenart (äußerer Dundhxsserx (beim Biegeradius) innerer Du#mnesser), 5,5 cm 3,5 cm mm Röhrchen von Beispiel1 4,3 x 2,8 17 57 wasserfestes Po#lyurethanröhrchen 4,0 x 2,5 62 167 halbstarresMitteldruck-Polyurethanröhrchen 4,0 x 2,5 22 117 FEP-Röhrchen 6,0 x 4,0 587 knicktknickt bei ca. 8 cm FEP-Röhrchen 4,8 x 3,6 Biegeradius FEP-Röhrchen 3,7 x 2,7 127(knickt fast) knickt Tabelle I zeigt, daß das Röhrchen von Beispiel 1 mit sehr kleinerKraft zu einem kleinen Biegeradius gebogen werden kann. Demgegenüber erfordert einextrudiertes FEP-Röhrchen nicht nur eine sehr große Biegekraft, sondern knickt auchbei kleinem Biegeradius. Table I Dimensions of bending force, g Type of tube (outer diameterx (for the bending radius) inner diameter), 5.5 cm 3.5 cm tube of example1 4.3 x 2.8 17 57 waterproof polyurethane tube 4.0 x 2.5 62 167 semi-rigidMedium pressure polyurethane tube 4.0 x 2.5 22 117 FEP tube 6.0 x 4.0 587 kinkskinks at approx. 8 cm FEP tube 4.8 x 3.6 bending radius FEP tube 3.7 x 2.7 127(almost kinks) kinks Table I shows that the tube of Example 1 with very smallForce can be bent to a small bending radius. In contrast, requires aextruded FEP tube not only has a very high bending force, it also kinkswith a small bending radius.
Das dreischichtige Röhrchen von Beispiel 1 wird als Verbindungsleitungzwischen dem Sensor und der Saugpumpe eines Gasdetektors der Abmessungen 15 x 25x 15 cm (Länge x Breite x Höhe) verwendet. Da das Röhrchen auf engstem Raum untergebrachtwerden kann und die für die herkömmlichen, extrudierten, aus Fluorkohlenwasserstoffpolymerisatenbestehenden, chemikalienbeständigen Röhrchen schlechter Flexibilität erforderlichenFittings nicht notwendig sind, ist das erfindungsgemäße Röhrchen für diesen Zweckhervorragend geeignet. Obwohl die innere und äußere Schicht des Röhrchens aus einemkontinuierlich porösen Material bestehen, ist die Röhrchenwand als ganzes gasdicht,und es kann kein Gasdurchgang durch die Wand festgestellt werden.The three-layer tube of Example 1 is used as a connecting linebetween the sensor and the suction pump of a gas detector measuring 15 x 25x 15 cm (length x width x height). Because the tube is housed in a confined spaceand those for conventional, extruded, fluorocarbon polymersexisting, chemical-resistant tubes of poor flexibility requiredFittings are not necessary, the tube according to the invention is for this purposeexcellently suited. Although the inner and outer layers of the tube come from oneconsist of continuously porous material, the tube wall as a whole is gas-tight,and no gas passage through the wall can be detected.
Das Röhrchen von Beispiel 1 ist sehr leicht und flexibel und läßtsich darüber hinaus leicht als Gassammelröhrchen für den Gassensor handhaben.The tube of Example 1 is very light and flexible and leavescan also be used easily as a gas collection tube for the gas sensor.
Beispiel 2 Das in Beispiel 1 verwendete PTFE-Röhrchen (innerer Durchmesser2,8 mm, Dicke 0,35 mm, Streckungsverhältnis 1,6 , Handelsbezeichnung GORE-TEX) wirdvon einem wärmeschrumpfbaren FEP-Röhrchen mit 4 mm innerem Durchmesser und 0,15mm Wandstärke umhüllt, worauf die Wärmeschrumpfung bei etwa 2000C erfolgt. Hierbeierhält man einen doppelschichtigen Zwischenkörper. Dieser Zwischenkörper wird dannvon einem porösen PTFE-Röhrchen (3,9 mm innerer Durchmesser, 0,35 mm Wandstärke),hergestellt gemäß Beispiel 1, umgeben, worauf die Anordnung 1,5 Minuten beica.2800Cgesintert wird. Hierbei erhält man ein dreischichtiges Röhrchen, dessen Schichtenmiteinander verbunden sind. Example 2 The PTFE tube used in Example 1 (inner diameter2.8 mm, thickness 0.35 mm, aspect ratio 1.6, trade name GORE-TEX)from a heat-shrinkable FEP tube with 4 mm internal diameter and 0.15mm wall thickness, whereupon the heat shrinkage takes place at about 2000C. Herea double-layer intermediate body is obtained. This intermediate body is thenfrom a porous PTFE tube (3.9 mm inner diameter, 0.35 mm wall thickness),manufactured according to example 1, whereupon the arrangement 1.5 minutes at approx. 2800Cis sintered. This gives a three-layer tube, its layersare connected to each other.
Das so erhaltene Röhrchen knickt und kollabiert nicht, und es trittauch keine Faltenbildung ein, wenn es mit einem Radius von bis zu 15 R gebogen wird.Darüber hinaus besitzt das Röhrchen eine ausgezeichnete Wasserdichtigkeit.The resulting tube does not kink or collapse, and it kicksit also does not wrinkle when bent with a radius of up to 15R.In addition, the tube has excellent water resistance.
Das Röhrchen eignet sich ausgezeichnet zum Transport von reinem Wasserzum Spülen von IC- oder CMOS-Chips in der Halbleiterindustrie, von chemischen Lösungenoder von mikrobiologischen Kulturen. In sämtlichen Fällen findet keinerlei Verunreinigungder zu transportierenden Flüssigkeit durch die im Röhrchenmaterial enthaltenen Stoffestatt. Das Röhrchen knickt kaum, läßt sich leicht handhaben und sauber halten. Eskann mit Säure und Wasser gereinigt werden und besitzt eine große Lebensdauer.The tube is ideal for transporting pure waterfor rinsing IC or CMOS chips in the semiconductor industry, chemical solutionsor from microbiological cultures. In all cases there is no contamination whatsoeverthe liquid to be transported through the substances contained in the tube materialinstead of. The tube hardly kinks, is easy to handle and can be kept clean. Itcan be cleaned with acid and water and has a long service life.
Beispiel 3 Ein nach dem Verfahren von Beispiel 1 hergestelltes porösesPTFE-Röhrchen (2,0 mm innerer Durchmesser, 2,5 mm äußerer Durchmesser, Streckungsverhältnis1,6 , Handelsbezeichnung GORE-TEX) wird durch Umwickeln mit einem FEP-Film (12 #mDicke, 3 mm Breite)mittels zweier, sich überlappender Lagen umwickelt,und dann mit einem porösen PTFE-Band, das nach dem Verfahren des Beispiels 1 beimdreifachen Streckungsverhältnis hergestellt worden ist, umwickelt. Das umwickelteRöhrchen wird 1,5 Minuten auf etwa 3800C erhitzt, um das in der Zwischenschichtbefindliche FEP zu schmelzen und das PTFE zu sintern. Hierbei erhält man das gewünschtedreischichtige Röhrchen. Example 3 A porous fabric made by the method of Example 1PTFE tube (2.0mm inner diameter, 2.5mm outer diameter, aspect ratio1.6, trade name GORE-TEX) is wrapped with an FEP film (12 #mThickness, 3mm width)wrapped in two overlapping layers,and then with a porous PTFE tape made by the procedure of Example 1 atthree times the aspect ratio has been made wrapped. That wrappedThe tube is heated to about 3800C for 1.5 minutes to remove that in the intermediate layerto melt existing FEP and to sinter the PTFE. Here you get what you wantthree-layer tubes.
Das erhaltene Röhrchen ist flexibel, knickt und kollabiert nicht,und zeigt keine Oberflächenfalten beim kleinsten Biegeradius von 5 R. Die Biegekraftbeträgt 40 g.The tube obtained is flexible, does not kink or collapse,and shows no surface wrinkles at the smallest bending radius of 5 R. The bending forceis 40 g.
Demgegenüber beträgt die Biegekraft bei einem herkömmlichen Röhrchenaus vernetztem Polyäthylen gleicher Größe, das als Leitungsröhrchen für ein Gastroskopverwendet wird, etwa 200 g bei einem Biegeradius von 20 R.In contrast, the bending force in a conventional tube isMade of cross-linked polyethylene of the same size, used as a conduit for a gastroscopeis used, about 200 g with a bending radius of 20 R.
Die Biegeeigenschaften eines Endoskops, das mit dem Röhrchen von Beispiel3 als Leitungsröhrchen ausgerüstet ist, sind gegenüber denjenigen des Röhrchensaus vernetztem Polyäthylen stark verbessert, d.h., die Flexibilität ist größer,während die Biegekraft herabgesetzt ist. Dies ermöglicht die Betrachtung des herzseitigenMagenteils (z.B. des Fornix ventriculi) durch Inversion des Endoskops, sowie denDurchgang durch gewundene oder gekrümmte Durchgänge, wie den Colon sigmoides.The bending properties of an endoscope with the tube from Example3 is equipped as a conduit tube, are opposite to those of the tubemade of cross-linked polyethylene greatly improved, i.e. the flexibility is greater,while the bending force is decreased. This enables the heart side to be viewedPart of the stomach (e.g. of the fornix ventriculi) by inversion of the endoscope, as well as thePassage through tortuous or curved passages, such as the sigmoid colon.
Darüber hinaus besitzt das Leitungsröhrchen von Beispiel 3 eine glatteinnere Oberfläche ohne Faltenbildungen und abschnittweises Kollabieren beim Biegen,was eine glatte Insertion und Extraktion dünner Pinzetten für die Biopsie erlaubt.In addition, the conduit tube of Example 3 has a smooth oneinner surface without folds and collapsing in sections when bending,allowing smooth insertion and extraction of thin forceps for biopsy.
Beispiel 4 Ein poröses PTFE-Röhrchen mit einem inneren Durchmesservon 2,8 mm und 0,35 mm Dicke, das nach dem Verfahren der JA-PS 7284/71 hergestelltworden ist und eine poröse Struktur mit zahlreichen feinen Fibrillen (Streckungsverhältnis1,6 , Handelsbezeichnung GORE-TEX) besitzt, wird mit einem Überzug aus einemfluoriertenElastomeren versehen. Die Überzugsmasse besteht aus 100 Gewichtsteilen Fluorelastomerem,15 Gewichtsteilen Säureakzeptor (CaO) und 30 Gewichtsteilen Ruß. Diese Bestandteilewerden in Methyäthylketon zu einer 17-prozentigen Beschichtungslösung gelöst, woraufdie Zugabe von 2 Gewichtsteilen Vulkanisiermittel erfolgt. Zur Erzeugung des Überzugswird das PTFE-Röhrchen in die Lösung getaucht, dann herausgenommen und getrocknet.Die Überzugsdicke der Fluorelastomerschicht nach dem Trocknen beträgt etwa 25 Am. Example 4 A porous PTFE tube with an inner diameter2.8 mm and 0.35 mm thick, which is produced according to the method of JA-PS 7284/71and a porous structure with numerous fine fibrils (aspect ratio1.6, trade name GORE-TEX) is coated with afluorinatedProvided with elastomers. The coating composition consists of 100 parts by weight of fluoroelastomer,15 parts by weight of acid acceptor (CaO) and 30 parts by weight of carbon black. These componentsare dissolved in methyl ethyl ketone to form a 17 percent coating solution, whereupon2 parts by weight of vulcanizing agent are added. To produce the coatingthe PTFE tube is dipped into the solution, then removed and dried.The coating thickness of the fluoroelastomer layer after drying is about 25 μm.
Das so erhaltene beschichtete Röhrchen wird in 2 Wicklungen mit einemporösen PTFE-Band umwickelt, das ein spezifisches Gewicht von 1,3 und die gleichenAbmessungen wie das in Beispiel 1 verwendete Band besitzt. Das erhaltene dreischichtigeRöhrchen wird etwa 1,5 Minuten auf etwa 3800C erhitzt, um die Zwischenschicht zuschmelzen und die einzelnen Schichten miteinander zu verbinden.The coated tube obtained in this way is in 2 windings with awrapped around porous PTFE tape that has a specific gravity of 1.3 and the sameHas dimensions like the tape used in Example 1. The obtained three-layerThe tube is heated to about 3800C for about 1.5 minutes to seal the interlayermelt and join the individual layers together.
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