AT1515U1

AT1515U1 - Mehrschichtiges rohr mit schaumkern

Info

Publication number: AT1515U1
Application number: AT0044696U
Authority: AT
Inventors: Rainer Borth; Berend Jan Van Dijk; Jan Uilke Stoffelsma; Markus Wilhelmus J Besten
Original assignee: Poloplast Kunststoffwerk
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1996-07-29
Publication date: 1997-06-25

Abstract

Ein Rohr mit vorzugsweise angeformter Muffe, dessen radiale Rohrsteifigkeit bei den in Tabelle 1 angeführten Wandstärken größer als 4 kN/m2 ist, besteht aus drei Schichten 1, 2, 3. Die Mittelschichte 3 besteht aus einem Polyolefin, insbesondere Polypropylen, das mit 25 bis 50 Gew.-% Kreide oder Talkum gefüllt und auf eine Dichte von höchstens 1,1 g/cm3 geschäumt ist. Die Außenschichte 1 und die Mittelschichte 2 bestehen bevorzugt aus dem gleichen Kunststoff wie die Mittelschichte 3.

Description


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   Die Erfindung betrifft ein durch Coextrusion hergestelltes mehrschichtiges Rohr, gegebenenfalls mit angeformter Muffe, dessen Mittelschichte aus mit Mineralstoff gefülltem Kunststoff, insbesondere aus Polypropylen besteht. 



   Bisher haben Kanalrohre aus Polyolefinen, wie Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) den Nachteil, dass sie einen hohen Materialbedarf (Wanddicke) für die erforderliche Steifigkeit und eine unter Belastung ausgeprägte Langzeitdeformation aufweisen. Dies hat zur Folge, dass Kanalrohre aus Polyolefinen mit der für die Anwendung erforderlichen Nenn-Steifigkeit (SN) SN4 (4kN/m2), und SN8 (8kN/m2) nicht wirtschaftlich sind und einen zu hohen Polymeranteil beinhalten. 



   Ein weiterer Nachteil ist die Herstellung der angeformten Muffe an Polyolefin- (PP und PE)-Rohren. Bisher ist eine exakte Verformung nur mit hohem verfahrenstechnischem Aufwand (sowohl im Spreizkern als auch im Blasverfahren) möglich gewesen. Dabei waren grosse Toleranzen zur Einhaltung der Langzeit-Schrumpfwerte erforderlich. Dies hatte zur Folge, dass zu grosse Toleranzen an den Muffenmassen und unterschiedliche Schrumpfwerte zu einer nicht exakten Passfähigkeit mit den zu verbindenden Rohrenden oder Formstücken führten. Zudem sind die   Aufwärm- und   Abkühlzeiten bei Polyolefin- (PP- und PE-) Rohren relativ hoch, so dass die Produktionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Wandstärke und somit die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigt wurde. 



   Aus der AT 0 000 643 U1 ist ein dreischichtiges Rohr bekannt, dessen Mittelschichte aus Polypropylen, das mit 25 bis 50   Gew.-%   Talkum    gefüllt ist,   besteht. Durch die hohe Dichte der Mittelschichte des bekannten Rohres (etwa   1, 2 g/cm3)   ergibt sich der Nachteil eines hohen Gewichts bei grösseren Wandstärken, insbesondere grosser Dicke der Mittelschicht. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebenen Nachteile von Polyolefin- (PP- oder PE-) Rohren zu kompensieren. 



   Die Lösung dieser Aufgabe wird durch ein vorzugsweise im Coextrusionsverfahren hergestelltes Mehrschichtrohr, bestehend aus wenigstens einer tragenden Mittelschichte aus einem mineralstoffgefüllten und geschäumten Polyolefin, insbesondere Polypropylen, und beispielsweise je einer dünnwandigen   Aussen- und   Innenschichte erreicht. 



   Durch die Erfindung wird ein Rohr im Dimensionsbereich DN 100 bis DN 1000   z. B.   aus einem Polyolefin, insbesondere aus   PP   

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 geschaffen, an das Muffen im Inline-Verfahren direkt angeformt werden können. Beim erfindungsgemässen Rohr ist die radiale Rohrsteifigkeit, bei den in der Tabelle angeführten Mindestwandstärken nicht kleiner als 4 kN/m2 (geprüft nach ISO/DIS   9969). In   der Mittelschichte kann ein Umlaufmaterial,   z. B.   ein Regenerat oder Recyclat verarbeitet werden. Unter den Begriffen "Regenerat" und "Recyclat" ist im vorliegenden folgendes zu verstehen : Ein Regenerat ist ein Umlaufmaterial, das durch Produktionsausschuss entsteht und-ohne weiteren Gebrauch - in den Produktionsfluss wieder eingeleitet wird.

   Ein Recyclat ist ein aus einem bereits im Gebrauch befundenen Produkt rückgewonnenes Material, das dann zu einem anderen oder auch zu dem gleichen Produkt verarbeitet wird. 



   Im vorliegenden ist der Begriff "radiale Rohrsteifigkeit" mit "Scheitelsteifigkeit" (SN) gleichzusetzen. SN ist jene Stei- 
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 duls wird bei der Erfindung vornehmlich durch die mineralstoffgefüllte Mittelschicht herbeigeführt. 



   Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Beispiel für ein   erfindungsgemässes   Rohr ist im Schnitt in der Zeichnung dargestellt. Wenngleich in dem 
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   Um das optimale Verhältnis zwischen ausreichender Schlagzähigkeit und hoher Steifigkeit zu gewährleisten, kann eine Mischung verwendet werden, die aus mit 25 bis 50   Gew.-Teilen   Talkum oder aus mit 25 bis 50   Gew.-Teilen   Kreide oder einem Gemisch aus Kreide und Talkum etwa im Verhältnis   1 : 1'   gefüllten Polyolefin, z. B. PP bzw.   PP-Homo-bzw.   Copolymer, oder einem Gemisch daraus, besteht. 

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   Durch die Mineralstoffüllung und eine gleichmässige Füllstoffverteilung wird eine Steifigkeit im E-Modulbereich von   1.   500-3. 000 N/mm2 im Mittelschichtmaterial erreicht. Die Mineralstoffüllung hat den Nachteil, dass das Gewicht des Rohres erheblich ansteigt. Die Dichte einer beispielsweise mit 35 Teilen Talkum gefüllten   PP- (Mittel-) Schichte   beträgt 1, 18 bis 1, 2 g/cm3.

   Mit Hilfe eines Treibmittels wird die   mineralstoffgefüllte   (Mittel-) Schichte im Extrusionsprozess aufgeschäumt und die Dichte von ursprünglich 1, 18 bis   1, 2 g/cm3   auf höchstens   1, 1 g/cm3,   
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 beispielsweise des Polypropylens (PP), liegt auch eine geringere Enthalpie bzw. eine höhere Wärmeleitung vor, die für die raschere und gleichmässigere Erwärmung und Abkühlung bei der anschlie- ssenden Muffenverformung vorteilhaft ist. Die gleichmässige Verteilung der Wandstärken aller Rohrschichten und der Mineralstoffe im Werkstoff   z. B.   der Mittelschichte gewährleisten auch ein kontrollierbares Schrumpfmass am Rohr und an der Muffe. 



   Die   Aussen- und   Innenschichten des Rohres unterstützen die erforderliche Innendruckfestigkeit und die Schlagzähigkeitseigenschaft bei tieferen Temperaturen. Die Innen- und Aussenschichte können bei der Erfindung aus einem Polyolefin z. B. PP-Copolymer bestehen. Die Wandstärken sind den mechanisch-chemischen Anforderungen angepasst und sind mit der Gesamtwandstärke in Tabelle dimensionsbezogen dargestellt. 



  Tabelle 1 : Rohrdimensionen und Wandstärken für 3-Schichtrohre mit einer Scheitelsteifigkeit von 4 kN/m2 (SN 4) 
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<tb> 
<tb> DN <SEP> d1 <SEP> SI <SEP> mln <SEP> sm <SEP> mln <SEP> sa <SEP> mln <SEP> s <SEP> ges <SEP> min <SEP> s <SEP> real <SEP> 
<tb> fmml <SEP> fmml <SEP> lmml <SEP> [mm] <SEP> {mm] <SEP> [mm]
<tb> 110 <SEP> 110. <SEP> 00 <SEP> 0. <SEP> 60 <SEP> 2. <SEP> 30 <SEP> 050 <SEP> 3. <SEP> 40 <SEP> 3. <SEP> 70 <SEP> 
<tb> 125 <SEP> 125.00 <SEP> 0.60 <SEP> 2.70 <SEP> 0.50 <SEP> 3.80 <SEP> 4.20
<tb> 160 <SEP> 160. <SEP> 00 <SEP> 0. <SEP> 60 <SEP> 3. <SEP> 80 <SEP> 0. <SEP> 50 <SEP> 4. <SEP> 70 <SEP> 5. <SEP> 30 <SEP> 
<tb> 200 <SEP> 200. <SEP> 00 <SEP> 0. <SEP> 60 <SEP> 4. <SEP> 70 <SEP> 0. <SEP> 50 <SEP> 5. <SEP> 80 <SEP> 6. <SEP> 60 <SEP> 
<tb> 250 <SEP> 250.00 <SEP> 0.70 <SEP> 5.90 <SEP> 0.60 <SEP> 7.20 <SEP> 8.30
<tb> 315 <SEP> 315.

   <SEP> 00 <SEP> 0.80 <SEP> 7.50 <SEP> 0.70 <SEP> 9.00 <SEP> 10.40
<tb> 400 <SEP> 000. <SEP> 00 <SEP> 100 <SEP> 9. <SEP> 50 <SEP> 0. <SEP> 80 <SEP> 11. <SEP> 30 <SEP> 13. <SEP> 20 <SEP> 
<tb> 500 <SEP> 50000 <SEP> 1. <SEP> 10 <SEP> 12. <SEP> 00 <SEP> 0. <SEP> 90 <SEP> 14. <SEP> 00 <SEP> 16. <SEP> 50 <SEP> 
<tb> 600 <SEP> 600.00 <SEP> 1.20 <SEP> 15.30 <SEP> 1.00 <SEP> 17.50 <SEP> 20.80
<tb> 
 

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 Tabelle 2 :

   Rohrdimensionen und Wandstärken für 3-Schichtrohre mit einer Scheitelsteifigkeit von 8 kN/m2 (SN 8) 
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<tb> 
<tb> DN <SEP> d1 <SEP> si <SEP> min <SEP> sm <SEP> min <SEP> sa <SEP> min <SEP> s <SEP> ges <SEP> min <SEP> s <SEP> real
<tb> [mm] <SEP> [mm] <SEP> [mm] <SEP> [mm] <SEP> [mm] <SEP> [mm]
<tb> 110 <SEP> 110. <SEP> 00 <SEP> 0. <SEP> 60 <SEP> 3. <SEP> 00 <SEP> 0. <SEP> 50 <SEP> 4. <SEP> 10 <SEP> 4. <SEP> 60 <SEP> 
<tb> 125 <SEP> 125.00 <SEP> 0.60 <SEP> 3.50 <SEP> 0.50 <SEP> 4.60 <SEP> 5.20
<tb> 160 <SEP> 160. <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 60 <SEP> 4, <SEP> 70 <SEP> 0. <SEP> 50 <SEP> 5. <SEP> 80 <SEP> 6. <SEP> 70 <SEP> 
<tb> 200 <SEP> 200, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 60 <SEP> 6. <SEP> 00 <SEP> 0. <SEP> 50 <SEP> 7. <SEP> 10 <SEP> 8. <SEP> 30 <SEP> 
<tb> 250 <SEP> 250, <SEP> 00 <SEP> 0.70 <SEP> 7.50 <SEP> 0.60 <SEP> 8.80 <SEP> 10.30
<tb> 315 <SEP> 315. <SEP> 00 <SEP> 0.

   <SEP> 80 <SEP> 9. <SEP> 50 <SEP> 0. <SEP> 70 <SEP> 1100 <SEP> 13. <SEP> 00 <SEP> 
<tb> 400 <SEP> 400. <SEP> CO <SEP> 100 <SEP> 12. <SEP> 10 <SEP> 0. <SEP> 80 <SEP> 13. <SEP> 90 <SEP> 16. <SEP> 50 <SEP> 
<tb> 500 <SEP> 500. <SEP> 00 <SEP> 1, <SEP> 10 <SEP> 15. <SEP> 30 <SEP> 0, <SEP> 90 <SEP> 1733 <SEP> 20.

   <SEP> 70 <SEP> 
<tb> 600 <SEP> 600.00 <SEP> 1.20 <SEP> 19.40 <SEP> 1 <SEP> 00 <SEP> 21 <SEP> 60 <SEP> 26.00
<tb> 
 dl Aussendurchmesser Sa Wandstärke Aussenschichte Sm Wandstärke Mittelschichte Si Wandstärke Innenschichte Sges Wandstärke gesamt Sreal empfohlene Wandstärke, beispielhaft
Die Innenschichte 2 und/oder die Aussenschichte 1 kann auch aus anderen Kunststoffen als dem Kunststoff der Mittelschichte 3, der beispielsweise   PP   ist, bestehen, wenn diese mittels Haftvermittler-also jeweils zwei weiteren Schichten - mit der Mittelschichte 3 verbunden werden.

   Diese Kunststoffe für die   Aussen- und/oder   der Innenschichte 1, 2 können beispielhaft sein :
Polyethylen (PE)
Acrylnitril-Styrol-Butadien-Copolymer (ABS)
Copolymere aus Styrol und Acrylnitril (SAN)
Polyamid   (PA)  
Beispielsweise kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zusammenfassend wie folgt dargestellt werden :
Ein Rohr mit vorzugsweise angeformter Muffe, das als Hausabflussrohr verwendbar ist, und dessen radiale Rohrsteifigkeit bei den in Tabelle 1 angeführten Wandstärken grösser als 4   kN/m2   ist, besteht aus drei Schichten 1, 2,3. Die Mittelschichte 3 besteht aus einem Polyolefin, insbesondere Polypropylen, das mit 25 bis 50 Gew.-% Kreide oder Talkum gefüllt und auf eine Dichte von höchstens   1, 1 g/cm3   geschäumt ist.

   Die Aussenschichte 1 und die Mittelschichte 2 bestehen bevorzugt aus dem gleichen Kunststoff wie die Mittelschichte 3.

Claims

Ansprüche : 1. Mehrschichtiges Rohr aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schicht, vorzugsweise die Mittelschichte (3), aus mit Mineralstoff gefülltem, geschäumtem Polyolefin besteht.
2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoffanteil in der Mittelschichte (3) zwischen 25 und 50 Gew.-% beträgt.
3. Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschichte (3) mit Talkum als Mineralstoff gefüllt ist.
4. Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschichte (3) mit Kreide als Mineralstoff gefüllt ist.
5. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschichte auf eine Dichte von höchstens 1, 1 g/cm3 geschäumt ist.
6. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschichte (3) aus Polypropylen oder aus Polyethylen besteht.
7. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschichte (2) aus dem gleichen Kunststoff wie die Mittelschichte (3) besteht.
8. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenschichte (1) aus dem gleichen Kunststoff wie die Mittelschichte (3) besteht.
9. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelschichte (3) aus mit Mineralstoff gefülltem Polypropylen besteht und bis zu 100 Gew.-% Umlaufmaterial aus Rohren nach Anspruch 8 enthält, das auf eine Dichte von höchstens 1, 1 g/cm3 geschäumt ist.
10. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der die Mittelschichte (3) bildende Kunststoff bis zu 50 Gew.-% Kunststoffrecyclat enthält.
11. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenschichte (1) eine Dicke von 0, 2 bis 2, 0 mm besitzt.
12. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschichte (2) eine Dicke von 0, 2 bis 2, 0 <Desc/Clms Page number 6> mm beträgt.
13. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Mittelschichte (3) wenigstens 50% der Gesamtwandstärke des Rohres beträgt.
14. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an das Rohr eine Muffe einstückig angeformt ist.
15. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr im Coextrusionsverfahren hergestellt ist.
16. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenschichte (1) und die Innenschichte (2) aus Polypropylencopolymer bestehen.
17. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Rohrsteifigkeit grösser als 4 kN/m2 ist.