Gore-Tex - Gore-Tex
Gore-Tex ist eine wasserdichte, atmungsaktive Gewebemembran und eingetragenes Warenzeichen von WL Gore & Associates . Gore-Tex wurde 1969 erfunden und kann flüssiges Wasser abweisen, während es Wasserdampf durchlässt und ist als leichtes, wasserdichtes Gewebe für den Einsatz bei jedem Wetter konzipiert. Es besteht aus gestrecktem Polytetrafluorethylen (PTFE), das allgemeiner unter der Gattungsmarke Teflon bekannt ist . Der Werkstoff wird formal als Oberbegriff expandiertes PTFE (ePTFE) bezeichnet.
Geschichte
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 "Ich beschloss, einer dieser Ruten eine enorme Dehnung zu geben, schnell, einen Ruck ... und sie streckte sich 1000%", Wissenschaftler, die Sie kennen müssen: Bob Gore , Science History Institute
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Gore-Tex wurde von Wilbert L. Gore und Gores Sohn Robert W. Gore gemeinsam erfunden . 1969 streckte Bob Gore beheizte Stäbe aus Polytetrafluorethylen (PTFE) und schuf expandiertes Polytetrafluorethylen (ePTFE). Seine Entdeckung der richtigen Bedingungen für das Dehnen von PTFE war ein glücklicher Zufall, der zum Teil aus Frustration geboren wurde. Anstatt das erhitzte Material langsam zu dehnen, zog er plötzlich und beschleunigte. Das feste PTFE dehnte sich unerwartet um etwa 800 % und bildete eine mikroporöse Struktur, die zu etwa 70 % aus Luft bestand. Es wurde der Öffentlichkeit unter der Marke Gore-Tex vorgestellt.
Gore hat umgehend folgende Patente beantragt und erhalten:
- US-Patent 3,953,566 , erteilt am 27. April 1976, für eine poröse Form von Polytetrafluorethylen mit einer Mikrostruktur, die durch durch Fibrillen verbundene Knoten gekennzeichnet ist
- US-Patent 4,187,390 , erteilt am 5. Februar 1980
- US-Patent 4,194,041 vom 18. März 1980 für ein "wasserdichtes Laminat", zusammen mit Samuel Allen
Eine andere Form von gestrecktem PTFE-Band wurde 1966 vor Gore-Tex von John W. Cropper aus Neuseeland hergestellt . Cropper hatte hierfür eine Maschine entwickelt und konstruiert. Cropper beschloss jedoch, den Prozess der Herstellung von expandiertem PTFE als streng gehütetes Geschäftsgeheimnis zu belassen und war daher unveröffentlicht geblieben.
In den 1970er Jahren verletzte Garlock, Inc. angeblich Gores Patente durch den Einsatz von Croppers Maschine und wurde von Gore vor dem Bundesbezirksgericht von Ohio verklagt . Das Bezirksgericht erklärte Gores Produkt- und Verfahrenspatente nach einem „erbittert umstrittenen Fall“, der „mehr als zwei Jahre der Entdeckung , fünf Wochen Verhandlung, die Aussage von 35 Zeugen (19 lebend, 16 durch Hinterlegung) und über 300 Zeugen umfasste“, für ungültig Exponate" (zitiert den Federal Circuit). Im Berufungsverfahren widersprach der Federal Circuit jedoch im berühmten Fall Gore v. Garlock und hob die Entscheidung der Vorinstanz unter anderem mit der Begründung auf, dass Cropper jeglichen höherrangigen Anspruch auf die Erfindung verwirkt habe, weil er das Verfahren verschleiert habe ePTFE aus der Öffentlichkeit zu machen. Da kein öffentliches Patent angemeldet war, konnte die neue Form des Materials rechtlich nicht anerkannt werden. Gore wurde damit als rechtmäßiger Erfinder von ePTFE etabliert.
Nach der Entscheidung Gore gegen Garlock verklagte Gore CR Bard wegen angeblicher Verletzung seines Patents durch die Herstellung von ePTFE- Gefäßtransplantaten. Bard einigte sich umgehend und stimmte zu, den Markt zu verlassen. Als nächstes verklagte Gore IMPRA, Inc., einen kleineren Hersteller von ePTFE-Gefäßtransplantaten, vor dem Bundesbezirksgericht in Arizona. IMPRA hatte eine konkurrierende Patentanmeldung für das ePTFE-Gefäßtransplantat. In einem fast jahrzehntelangen Patent-/Kartellstreit (1984–1993) bewies IMPRA, dass Gore-Tex mit dem in einem japanischen Verfahrenspatent offenbarten Stand der Technik identisch war, indem er den Prozess des Standes der Technik duplizierte und durch statistische Analysen bewies, und bewies auch, dass Gore die beste Methode zur Nutzung seines Patents vorenthalten, und der Hauptanspruch des Produktpatents von Gore wurde 1990 für ungültig erklärt. 1996 wurde IMPRA von Bard gekauft und Bard konnte dadurch wieder in den Markt eintreten. Nachdem das Patent für Gefäßtransplantate von IMPRA erteilt wurde, verklagte Bard Gore wegen Verletzung des Patents.
Gore-Tex wird in Produkten vieler verschiedener Unternehmen verwendet.
Nach dem Ablauf des Gore-Tex-Hauptpatents sind andere Produkte auf den Markt gekommen, die ähnliche Technologien nutzen.
Für seine Erfindung wurde Robert W. Gore 2006 in die US National Inventors Hall of Fame aufgenommen.
Im Jahr 2015 wurde Gore vom Bundesberufungsgericht verurteilt, Bard eine Milliarde Dollar Schadenersatz zu zahlen. Der Oberste Gerichtshof der USA lehnte es ab, die Entscheidung des Federal Circuit zu überprüfen.
Herstellung
PTFE wird unter Verwendung eines Emulsionspolymerisationsverfahrens hergestellt , bei dem das Fluortensid PFOA verwendet wird , ein hartnäckiger Umweltschadstoff. 2013 verzichtete Gore bei der Herstellung seiner wetterfesten Funktionsstoffe auf den Einsatz von PFOAs.
Entwurf
Gore-Tex-Materialien basieren typischerweise auf thermomechanisch expandiertem PTFE und anderen Fluorpolymerprodukten . Sie werden in einer Vielzahl von Anwendungen wie Hochleistungsgeweben, medizinischen Implantaten , Filtermedien , Isolierungen für Drähte und Kabel, Dichtungen und Dichtstoffen eingesetzt. Gore-Tex-Gewebe ist jedoch am besten für seine Verwendung in schützender und dennoch atmungsaktiver Regenbekleidung bekannt.
Die einfachste Art von Regenbekleidung ist ein zweilagiges Sandwich. Die äußere Schicht besteht typischerweise aus gewebtem Nylon oder Polyester und bietet Festigkeit. Der innere besteht aus Polyurethan (abgekürzt: PU) und bietet Wasserbeständigkeit auf Kosten der Atmungsaktivität.
Frühes Gore-Tex-Gewebe ersetzte die innere PU-Schicht durch eine dünne, poröse Fluorpolymer-Membran ( Teflon )-Beschichtung, die mit einem Gewebe verbunden ist. Diese Membran hatte etwa 9 Milliarden Poren pro Quadratzoll (etwa 1,4 Milliarden Poren pro Quadratzentimeter). Jede Pore ist ungefähr 1 ⁄ 20.000 so groß wie ein Wassertropfen, wodurch sie für flüssiges Wasser undurchdringbar ist, während die flüchtigeren Wasserdampfmoleküle dennoch durchgelassen werden.
Die Außenschicht aus Gore-Tex-Gewebe ist außen mit einer Durable Water Repellent (DWR)-Behandlung beschichtet . Die DWR verhindert, dass die Hauptaußenschicht nass wird, was die Atmungsaktivität des gesamten Gewebes verringern würde. Die DWR ist jedoch nicht dafür verantwortlich, dass die Jacke wasserdicht ist. Ohne DWR würde die Außenschicht durchnässt, die Atmungsaktivität fehlt und der auf der Innenseite entstehende Schweiß des Trägers würde nicht verdunsten und dort zu Feuchtigkeit führen. Dies kann den Anschein erwecken, dass der Stoff undicht ist, aber das ist nicht der Fall. Durch Abnutzung und Reinigung wird die Leistung des Gore-Tex-Gewebes verringert, indem diese Durable Water Repellent (DWR) -Behandlung abgenutzt wird. Die DWR kann durch Trocknen im Wäschetrockner oder Bügeln auf niedriger Stufe wiederbelebt werden.
Gore verlangt, dass alle Kleidungsstücke aus ihrem Material über die Nähte geklebt werden, um Undichtigkeiten zu vermeiden. Gores Schwesterprodukt Windstopper ist ähnlich wie Gore-Tex winddicht und atmungsaktiv und kann sich dehnen, ist aber nicht wasserdicht. Das Benennungssystem von Gore impliziert keine spezifische Technologie oder ein bestimmtes Material, sondern eine spezifische Reihe von Leistungsmerkmalen.
Bekleidungstechnik
Expandiertes Polytetrafluorethylen wird aufgrund seiner Atmungsaktivität und seiner Wasserschutzeigenschaften in Kleidung verwendet. Es wird in Regenjacken verwendet und ePTFE findet sich jetzt in Raumanzügen und Herzpflastern.
Andere Verwendungen
Gore-Tex wird auch innerlich in medizinischen Anwendungen eingesetzt, da es im Körper nahezu träge ist. Insbesondere kann expandiertes Polytetrafluorethylen (E-PTFE) die Form eines gewebeartigen Netzes annehmen. Die Umsetzung und Anwendung der Netzform im medizinischen Bereich ist eine vielversprechende Art der technologischen Materialeigenschaft. Darüber hinaus ermöglicht die Porosität von Gore-Tex, dass körpereigenes Gewebe durch das Material hindurchwächst und verpflanztes Material in den Kreislauf integriert. Gore-Tex wird in einer Vielzahl von medizinischen Anwendungen eingesetzt, darunter Nähte, Gefäßtransplantate, Herzpflaster und synthetische Kniebänder, die Tausende von Leben gerettet haben. In Form von expandiertem Polytetrafluorethylen (E-PTFE) hat sich Gore-Tex als zuverlässiges synthetisches, medizinisches Material bei der Behandlung von Patienten mit Nasen-Dorsal-Unterbrechungen erwiesen. In neueren Beobachtungen wurde in letzter Zeit expandiertes Polytetrafluorethylen (E-PTFE) als Membranimplantate für die Glaukomchirurgie verwendet .
Gore-Tex wird seit vielen Jahren bei der Konservierung von illuminierten Handschriften eingesetzt .
Auf Gore-Tex-Kleidung wurden Explosivsensoren aufgedruckt, die zum empfindlichen voltametrischen Nachweis von Nitroaromaten führen.
Der Markenname „Gore-Tex“ wurde früher für Industrie- und Medizinprodukte verwendet.
Gore-Tex-Membran unter dem Elektronenmikroskop
Gore-Tex Musterset für medizinische Geräte, Institut für Wissenschaftsgeschichte
