DE3207742A1

DE3207742A1 - Verwendung einer mehrschichten-folie aus kunststoff als umfanghuellschicht fuer warmwasserfuehrende kunststoff-rohre

Info

Publication number: DE3207742A1
Application number: DE19823207742
Authority: DE
Inventors: Alexander von Dr. 8552 Höchstadt Bassewitz; Gerhard 8521 Bubenreuth Dahms
Original assignee: Rehau Plastiks GmbH
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 1982-03-04
Filing date: 1982-03-04
Publication date: 1983-09-15
Also published as: DE3207742C2

Description

Verwendung einer kiehrschichten-Folie aus Kunststoff als
Umfangshi schicht für watmwasserfiihrende Kunststoff-Rohre Es ist bekannt, Kunststoffrohre als Warmwasserleitungen z.B. im Heizungsbau für Fußbodenheizungen, im Nutzwasserbereich für Heißwasser, usw. zu verwenden. Hierbei kommen Kunststoffrohre aus vernetztem Polyäthylen, Polypropylen und Polybuten zum Einsatz. Diese Kunststoffrohre haben insgesamt den Nachteil, daß bei den Temperaturen des geleiteten Fluids Sauerstoff aus der Umgebungsatmosphäre durch die Rohrwandung in das transportierte Fluid diffundiert. Dieser diffundierte Sauerstoff wird durch dieses Transportfluid mit den metallischen Oberflächen des z.B.
Heizungssystems in Kontakt gebracht. Der auf diese Art transportierte Sauerstoff kann eine verstärkte Korrosion der betreffenden metallischen Oberflächen bewirken, was zu einer frühzeitigen Schädigung des gesamten Heizungssystems führen kann. Darüberhinaus können Korrosionsprodukte durch den Fließvorgang des Transportfluids während oder nach ihrer Entstehung von dem Entstehungsort abgelöst und irgendwo in dem System abgelagert werden. Es kann dadurch zur Verschlammung bzw. Verstopfung des Systems führen, wodurch ebenfalls ein frühzeitiges Schadhaftwerden des Gesamtsystems verursacht werden kann. Es ist daher gefordert worden, die Sauerstoff-Diffusion bei solchen warm- bzw. heißwasserführenden Kunststoff-Rohrleitungssystemen ganz oder weitgehendst auszuschließen, um solche frühzeitigen Schädigungen der Gesamtsysteme zu vermeiden.
Aus dem Deutschen Gebrauchsmuster 79 27 416 ist es bekannt, die Sauerstoff-Diffusion bei einem Kunststoffrohr für Warmwasserleitungen dadurch zu vermeiden, daß auf den äußeren Umfang des Kunststoffrohres eine Beschichtung aus Metall, einer Metalldispersion oder einer Metaflverbundfolie aufgebracht wird.
Mit einer solchen Beschichtung bzw. Umhüllung läßt sich zwar theoretisch eine hundertprozentige Absperrung gegen die Sauerstoff-Diffusion durch die Wandung des Kunststoffrohres erzielen.
Warmwasserführende Kunststoffrohre, z.B. für Fußbodenheizungen usw., müssen jedoch zum Teil in relativ engen Radien gebogen werden. Die durch solche Biegungen am äußeren Umfang der Rohre hervorgerufenen Zug- bzw. Druckspannungen lassen aber in Verbindung mit den wechselnden Temperaturbeanspruchungen eine lange Lebensdauer dieser Beschichtung bzw. Umhüllung nicht zu. Insbesondere in den Biegebereichen treten hier Rißbildungen auf, welche die Oberfläche des abgedeckten Kunststoffrohres freilegen und eine ungehinderte Sauerstoff-Diffusion wieder zulassen. Aus diesem Grunde haben sich Kunststoffrohre mit einer solchen metallischen Beschichtung bzw.
Umhüllung nicht durchgesetzt.
Aus der Europäischen Patentanmeldung 0 030 091 ist ein gasdiffusionsfestes Kunststoffrohr bekanntgeworden, dessen Rohrwandung aus einer Innenschicht aus flüssigkeitsfestem Kunststoff und einer Außenschicht aus stoßfestem Kunststoff mit einer Zwischenschicht aus gasdiffusionsfestem Kunststoff besteht, wobei diese Zwischenschicht jeweils mit der Innen- und der Außenschicht verbunden ist. Die Herstellung dieses bekannten Kunststoffrohres mit dem mehrschichtigen Wandaufbau geschieht im Koextrusionsverfahren, wobei die einzelnen Schichten miteinander verschweißt werden. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß zur Bildung des Schichtenaufbaus der Rohrwand nur solche Kunststoffe eingesetzt werden können, die im wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen.
Gegenüber diesem Stand der Technik hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Gasdiffusions-Sperre bei Kunststoffrohren, die als warm-bzw. heißwasserführende Rohrsysteme verwendet werden, anzugeben, bei der die linearen thermischen Ausdehnungseigenschaften der verwendeten Kunststoffe eine untergeordnete Rolle spielen und die unabhängig von der Dicke der Wandung des Basisrohres eingesetzt werden kann Erfindungsgemäß wird dafür die Verwendung einer Mehrschichtfolie aus Kunststoff vorgeschlagen, welche aus einer innenliegenden Gasdiffusions-Sperrschicht mit beidseitig laminierten Polymer-Schichten belegt ist und welche als Umfangshüllschicht für die warmwasserführenden Kunststoffrohre dient. Diese Umfangshüllschicht kann über die innenliegende Polymer-Schicht direkt mit dem Basisrohr verbunden sein. Diese Verbindung kann vollflächig z.B. durch Schweißen oder Kleben mittels eines Primers erfolgen. Die Festlegung der Umfangshüllschicht auf dem Basisrohr kann jedoch auch abschnittsweise erfolgen. Wesentlich ist, daß die Umfangshüllschicht das Basisrohr völlig umgreift, so daß das Basisrohr gegen die Sauerstoffdiffusion aus der Umgebungsatmosphäre abgeschlossen ist. Der Folienauftrag kann hierbei so erfolgen, daß die Folie in einem kurzen Überlappungsbereich während oder nach der Festlegung auf dem Basisrohr längsverbunden wird, wobei die überlappten Folienbereiche an den in der Uberlappung aufeinanderliegenden Polymer-Schichten beispielsweise längsverschweißt oder längsverklebt werden können. Bei Langzeitversuchen mit häufigen Temperaturwechseln hat sich gezeigt, daß beim erfindungsgemäßen Einsatz von Kunststoffiaminaten die Nachteile der Metallbeschichtung bzw. der Metallverbundfolien nicht auftreten.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, als Kunststofflaminat für die beanspruchte Verwendung einen Schichtenaufbau Polyäthylen-Polyamid-Polyäthylen zu wählen. Demgegenüber kann auch ein Schichtenaufbau Polyäthylen#Polyvinylidenchlorid#Polyäthylen oder Polyäthylen-Polyvinylalkohol-Polyäthylen gewählt werden.
Die Gasdiffusions-Sperrschicht kann ihrerseits selbst ein Laminat beispielsweise von Polyamid und Polyvinylalkohol sein. Für die Gasdiffusions-Sperrschicht sind auch Laminate beispielsweise aus Polyvinylidenchlorid-Polyamid-Polyvinylidenchlorid oder Polyvinylidenchlorid-Polyester-Polyvinylidenchlorid denkbar.
Die Dicke der Gasdiffusions-Sperrschicht kann - je nach dem verwendeten Kunststoff-Material oder Kunststoff-Laminat - zwischen 3 um und 150 um eingestellt sein. Als vorteilhaft für die Dicke der außenliegenden Polymer-Schichten hat sich hierbei herausgestellt, daß diese beiden Polymer-Schichten wenigstens jeweils die halbe Dicke der Gasdiffusions-Sperrschicht aufweisen.
Die beiden außenliegenden Polymer-Schichten können also gemeinsam wenigstens so dick sein wie die Gasdiffusions-Sperrschicht.
Die außenliegenden Polymer-Schichten haben neben dem Schutz der Gasdiffusions-Sperrschicht die Aufgabe, sowohl die Verbindung mit dem Kunststoff des Basisrohres als auch die Verbindung untereinander im Bereich der längsverlaufenden Überlappung herbeizuführen. Bei diesen Verbindungsarten können die nach dem Stand der Technik bekannten Primer oder Kleber genau so verwendet werden wie Copolymere des Polyäthylens.
Die Gasdiffusions-Sperrschicht kann nach Maßgabe der nachfolgenden Tabelle aufgebaut sein. Aus dieser Tabelle ergibt sich auch der Dickenbereich des Einsatzgebietes, die bevorzugte Dicke und die Durchlässigkeit gegenüber Sauersto ffdiffusion.
Gasdiffusions- Dickenbereich bevorzugte Durchlässigkeit Sperrschicht allgemein Dicke cm3/m2 x d x bar PA 50 - 150 ,um 100 pm 5 PVDC 3 - 20 um 6 um 8 PVAL 5 - 20 um 8 pm 1 PA/PVAL 3 - 100 pm 50 pm 3 PVDC/PA/PVDC 5 - 30 um 15 um 1 PVDC/Polyester/PVDC 5 - 50 ~um 20 um 1 Die mit diesen Laminaten bzw. Schichten erzielbaren Sperrwirkungen sind so gut, daß die verbleibende Sauerstoff-Diffusion für das Durchflußgut im Rohrsystem vernachlässigbar gering ist, so daß hier eine vorzeitige Schädigung des Gesamtsystems nicht eintreten kann.
Gemäß den oben gegebenen Aussagen über die Dicke der außenliegenden Polymer-Schichten des Kunststoff-Folienmaterials nach der Erfindung \kann beispielsweise bei der Verwendung einer Sperrschicht aus Polyamid ein Laminat der Dicken PE 50 ,um - PA 100 um - PE 50 Cim verwendet werden. Bei den bevorzugten Dicken der in der obigen Tabelle angegebenen Kunststoffmaterialien für die Sperrschicht kann für die Auslegung der außenliegenden Polymer-Schichten vergleichbar vorgegangen werden, wobei auch hier die Faustregel gilt, daß die außenliegenden Polymer-Schichten wenigstens gemeinsam so dick sein sollen wie die Sperrschicht.
Die mit dem erfindungsgemäßen Folienlaminat versehenen Kunststoffrohre besitzen nicht die Nachteile der beispielsweise mit Metallfolien abgedeckten Kunststoffrohre im Hinblick auf die Rißbildung bei Biegungen. Vielmehr besitzt das verwendete Kunststoffolien-Laminat in sich eine derartige Flexibilität, daß die Biegespannungen z.B. bei der Verlegung solcher foliengeschützter Kunststoffrohre als Fußbodenheizungsrohre von dem Kunststoffolien-Laminat aufgenommen werden, ohne zu einer Rißbildung und damit zu einer Zerstörung der Abdeckschichten zu führen.
Patentansprüche

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verwendung einer Mehrschichten-Folie aus Kunststoff, bestehend aus einer innen liegenden Gasdiffusions-Sperrschicht, welche beidseitig mit Polymer-Schichten belegt ist, als Umfangshüllschicht für warmwasserführende Kunststoff-Rohre.
2. Mehrschichten-Folle für die Verwendung nach Anspruch. 1, gekennzeichnet durch einen Schichtenaufbau Polyäthylen-Polyamid-Polyäthylen.
3. Mehrschichten-Foiie für die Verwendung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schichtenaufbau Polyäthylen-Polyvinylidenchlorid-Polyäthylen.
4. Mehrschichten-Folle für die Verwendung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schichtenaufbau Polyäthylen-Polyvinylalkohol-Polyäthylen.
5. (~;#ehrschichten-Folle nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdiffusions-Sperrschicht aus einem Laminat von Polyamid-Polyvinylalkohol aufgebaut Ist.
6. Mehrschichten-Folie nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdiffusions-Sperrschicht aus einem Laminat von Polyvinylldenchiorid-Polyamid-Poiyvinylldenchlorid aufgebaut ist.
7. Mehrschichten-Foile nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Casdiffusions-Sperrschicht aus einem Laminat von Polyvinyiidenchlorid-Polyester-Polyvlnylldenchlorid aufgebaut ist.
8. Mehrschichten-Folie nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Gasdiffusions-Sperrschicht zwischen 3 µm und 150 um gehalten ist.
9. Mehrschlchten-Folle nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der äußeren Polymer-Schichten zusammen wenigstens der Dicke der Gasdiffusions-Sperrschicht entspricht.