CH640040A5 - Waermeisoliertes leitungsrohr fuer die hausinstallation und verfahren zu seiner herstellung. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein wärmeisoliertes Leitungsrohr für die Hausinstallation, mit einem nahtlosen metallischen Innenrohr, vorzugsweise aus Kupfer, einer das Innenrohr mittels Abstandshaltern koaxial umhüllenden Metallfolie, einer den Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und der Metallfolie ausfüllenden Isolierschicht aus schwer brennbarem Schaumstoff sowie einer die Metallfolie bedek-kenden Kunststoffschicht. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des wärmeisolierten Leitungs-5rohres.

Aus der DE-OS 2 613 741 ist ein wärmeisoliertes Leitungsrohr bekannt, welches aus einem Metallrohr, einem das Metallrohr koaxial umgebenden Metallband sowie einer zwischen dem Metallrohr und dem Metallband angeordneten io Isolierschicht aus aufgeschäumtem Kunststoff besteht. Um das wärmeisolierte Leitungsrohr nicht brennbar bzw. schwer brennbar zu machen, besteht die Wärmeisolierschicht aus einem schwer entflammbaren Schaum auf Polyisocyanuratba-sis und ist das Metallband an seiner Aussenseite mit einem 15 schwer entflammbaren Copolymer beschichtet. Zur Bildung der Form für den aufschäumenden Kunststoff sind die Bandkanten des Metallbandes radial hochgezogen, verklebt und auf die Umfangsfläche des geformten Rohres heruntergeformt. Der Nachteil dieser bekannten Konstruktion ist darin 20zu sehen, dass sie sehr teuer ist und sich der Bereich der Verbindung der Bandkanten sehr stark auf der Umfangsfläche abzeichnet. Obwohl diese Konstruktion die Brandprüfung nach DIN 4102 gerade noch besteht, hat sich gezeigt, dass die dem Polyisocyanuratschaum zugesetzten flammhemmenden 25 Stoffe mehr oder weniger schnell aus dem fertigen Schaum herausdiffundieren und somit nur eine temporäre Wirksamkeit besitzen. Ausserdem haben die flammhemmenden Stoffe häufig eine weichmachende Wirkung, die unter Umständen die Dimensionsstabilität und die thermische Stabilität des 30 Schaumstoffes nachteilig beeinflussen.

Die Erfindung bezweckt die genannten Nachteile zu vermeiden und ein wärmeisoliertes Leitungsrohr zu schaffen, welches wesentlich billiger und optisch ansprechender ist, sowie auch nach längerer Zeit noch den Anforderungen der 35 DIN 4102 standhält.

Das erfindungsgemässe wärmeisolierte Leitungsrohr entspricht dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung des wärmeisolierten Leitungsrohres nach Patentanspruch 1 ent-40 spricht dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 5.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die flammhemmenden Stoffe innerhalb des Schaumes chemisch gebunden sind und somit nicht aus dem Schaum herausdiffundieren können. Die Metallfolie beeinflusst das 45 Brandgeschehen positiv dadurch, dass bei höheren Temperaturen eventuell im Schaum entstandene brennbare Gase festgehalten werden und sich nicht am Brandgeschehen beteiligen können. Sie erhöht weiter im Falle des Kontaktes mit einer äusseren Flamme die Wärmelängsleitfähigkeit des wämeiso-50lierten Leitungsrohres und führt dadurch Energie von der Zündstelle ab. Darüber hinaus hat die Folie noch eine andere wichtige Funktion. Sie verhindert nämlich den Gasdiffusionsausgleich zwischen dem Treibmittel, beispielsweise Trichlor-monofluormethan und der umgebenden Luft bei der Alte-55rung des Schaumes, der sich negativ auf das Wärmedämmverhalten des Schaumstoffes auswirkt. Auf diese Weise bleibt die niedrige Wärmeleitfähigkeit des Schaumstoffes für einen langen Zeitraum erhalten. Die über der Metallfolie angeordnete Kunststoffolie hat in erster Linie zwei Funktionen zu erfüllen. 60 Sie übernimmt den Korrosionsschutz für die darunterliegende Metallhülle und sie dient der Verbesserung des optischen Eindruckes, da sie schmutz- und staubabweisend ist. Die Kunststoffhülle liegt zwar dicht auf, kann sich aber unabhängig von der Metallumhüllung bewegen. Das ist wichtig, um nichtreversible mechanische Beschädigungen der Metallhülle zu kaschieren, weil nämlich die Kunststoffolie im Gegensatz zur metallischen Deckschicht infolge ihrer elastischen Rückstellung gegenüber Stoss- und Schlagbeanspruchung un65

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empfindlich ist. Um die Flammfestigkeit der gesamten Konstruktion nach DIN 4102 sicherzustellen, muss die Kunststoffolie schwer brennbar sein bzw. ein solches Brandverhalten zeigen, dass im Verbund mit den anderen Konstruktionselementen die Anforderungen erfüllt werden. Aus diesem Grunde wird ein halogeniertes flammfestes Kunststoffband verwendet.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Leitungsrohres und des Verfahrens zu seiner Herstellung beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt des Leitungsrohres und

Fig. 2 erläutert das Verfahren zu seiner Herstellung.

Das in der Fig. 1 dargestellte wärmeisolierte Leitungsrohr besteht aus einem nahtlos gezogenen Kupferrohr 1, auf das ein Abstandshalter 2, beispielsweise in Form einer Wendel aus aufgeschäumtem Kunststoff aufgebracht ist, einer Isolierschicht 3 aus aufgeschäumtem Kunststoff auf der Basis von Polyisocyanurat, einer Aluminiumfolie 4 sowie einem Band 5 aus Hartpolyvinylchlorid. Die Isolierschicht 3 besteht aus einem modifizierten Polyisocyanuratschaum der neben Ure-thangruppen auch Isocyanurateinheiten enthält und durch Umsetzung eines aromatischen Polyisocyanats in Gegenwart eines Treibmittels und eines Katalysatorgemisches, welches einen Trimerisierungskatalisator für die Isocyanuratreaktion enthält, mit einem Polyäther-Polyol an das flammhemmende Stoffe fest fixiert sind. Die Aluminiumfolie 4 ist mit Längsüberlappungen 6 um den Abstandshalter 2 herumgeformt. Desgleichen ist das Polyvinylchloridband 5 mit Längsüberlappung um die Aluminiumfolie 4 herumgelegt. Die sich überlappenden Bandkanten des Polyvinylchloridbandes 5 sind verschweisst oder mittels eines geeigneten Schmelzklebers miteinander verklebt. Die Metallfolie 4 kann aus einem beidseitig mit Aluminiumfolie kaschierten Papier bestehen. Die Dicke des Kunststoffbandes 5 sollte mindestens 0,1 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,3 mm betragen.

Um bei Brand ein Ausbreiten des Feuers innerhalb des Gebäudes, in dem das wärmeisolierte Leitungsrohr verlegt ist, zu verhindern, sind die als Flammschutzmittel wirkenden Additive im Polyolteil des Schaumstoffgemisches chemisch gebunden. Der Vorteil besteht darin, dass das Flammschutzmittel sich auch bei höheren Temperaturen nicht vorzeitig verflüchtigen kann. Man verwendet zweckmässigerweise haloge-nierte oder phosphorylierte Polyäther-Polyole, die zusammen mit Isocyanaten ein sogenanntes isocyanuratmodifiziertes Polyurethannetzwerk bilden. Da das Halogen bzw. der Phosphor als nicht flüchtiger Bestandteil in das Netzwerk eingebaut ist, ist eine dauerhafte Wirksamkeit des flammhemmenden Effektes sichergestellt. Der Bandkantenbereich 6 der Aluminiumfolie 4, die eine Wanddicke von 0,05 bis 0,5 mm aufweist, vorteilhafterweise von 0,1 bis 0,2 mm, kann verklebt sein, was im Hinblick auf eine diffusionsdichte Hülle wünschenswert ist. Dabei ist es zweckmässig, mit einem langsam härtenden Kleber zu arbeiten, damit das Andrücken der Aluminiumfolie 4 an die äussere Kunststoffhülle 5 nicht behindert wird. Der Kleber sollte deshalb erst nach Beendigung des

Schaumprozesses aushärten. Das Band 5 aus Hartpolyvinylchlorid ist schwer brennbar bzw. zeigt ein solches Brandverhalten, dass in Verbund mit den anderen Konstruktionselementen die Anforderungen beim Brandversuch erreicht s werden. Für die Flammfestmachung kommen kostengünstig vor allem Hartpolyvinylchloridfolien in Frage, die beispielsweise durch Antimontrioxid, oder bestimmte Phosphorverbindungen, wie zum Beispiel Bleiphosphit, schwer brennbar eingestellt sind. Eine andere Lösung besteht darin, ein Hart-io Polyvinylchlorid zu verwenden, welches durch Verschneiden von normalem Hartpolyvinylchlorid mit nachchloriertem Polyvinylchlorid schwer brennbar eingestellt wurde. Es ist aber auch möglich, Folien aus fluorierten Kohlenwasserstoffen, wie Polyvinylfluorid oder Polytetrafluoräthylen zu verwen-15 den. Damit die Wärmeisolierschicht 3 für den Fall einer Montage leicht vom Kupferrohr 1 entfernt werden kann, empfiehlt es sich, auf das Kupferrohr ein geeignetes Trennmittel, beispielsweise Wachse, Paraffine u.a. aufzubringen.

Die Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung des Her-20 Stellungsverfahrens für ein wärmeisoliertes Leitungsrohr gemäss Fig. 1. Dabei wird das kontinuierlich zugeführte Kupferrohr 1 zunächst mittels eines Bandspinners 8 mit dem Abstandshalter 2 versehen und im selben Arbeitsgang mit der von einer Vorratsspule 9 ablaufenden Aluminiumfolie 4 um-25 hüllt. Die Aluminiumfolie 4 wird mittels nicht dargestellter Formwerkzeuge allmählich zum Schlitzrohr mit sich überlappenden Bandkanten geformt und in das noch offene Schlitzrohr mittels einer Sprühvorrichtung 10 das Schaumstoffgemiseli eingeführt. Auf die Aluminiumfolie 4 wird gleichzeitig das von einer weiteren Vorratsspule 11 ablaufende Band 5 aus Hartpolyvinylchlorid ebenfalls mit sich überlappenden Bandkanten herumgeformt. Die Überlappungsbereiche 6 und 7 werden dabei mit einem aus der Düse 12 austretenden langsam härtenden Schmelzkleber versehen und mittels nicht dargestellter Rollen oder eines ringförmigen Werkzeuges fest zu-sammengepresst.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, sowohl das Kupferrohr als auch die Aluminiumfolie 4 und ggf. auch das Hartpolyvinylchloridband 5 auf ca. 40 bis 50 °C zu erwärmen. Es hat sich nämlich gezeigt, dass es bei kalten Formen infolge Wärmeableitung zu einer Behinderung der exothermen Schäumreaktion und zu Randzonenverdichtungen und damit zu einer Erhöhung des Raumgewichtes kommt. Eine zu starke Wärmeableitung kann darüber hinaus zu einer Beeinträchtigung des Reaktionsverlaufes führen, was sich unter anderem in ungenügender Vernetzung in den Randzonen zu erkennen gibt. Weiter ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Schaumkomponenten richtig temperiert (20 bis 22 °C), optimal vermischt und richtig aktiviert, d.h. in ihrem Reaktionsablauf an die entsprechende Fertigungsgeschwindigkeit angepasst sind. Das bedeutet, dass die Expansion des Schaumes erst nach der Verklebung des Bandes 5 erfolgt. Der ausgeschnittene Teil in der Figur 2, rechts, verdeutlicht dies, worin erkennbar ist,

dass der Schaum erst hinter der Düse 12 zu reagieren beginnt

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und dann schnell aufschäumt.

1 Blatt Zeichnungen

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1. Wärmeisoliertes Leitungsrohr für die Hausinstallation, mit einem nahtlosen metallischen Innenrohr (1). einer das Innenrohr (1) mittels Abstandshaltern (2) koaxial umhüllenden Metallfolie (4), einer den Zwischenraum zwischen dem Innenrohr ( 1 ) aus der Metallfolie (4) ausfüllenden Isolationsschicht (3) aus schwer brennbarem Schaumstoff sowie einer die Metallfolie (4) bedeckenden Kunststoffschicht (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (3) aus einem modifizierten Polyisocyanuratschaum besteht, der neben Urethangrup-pen auch Isocyanurateinheiten enthält und von einem geschäumten Umsetzungsprodukt aus einem aromatischen Po-lyisocyanat und einem Polyäther-Polyol, an das flammhem-mende Stoffe fest fixiert sind, abgeleitet ist, dass die Metallfolie (4) mit einer Dicke von mindestens 0,05 mm mit sich überlappenden Bandkanten (6) ausgebildet ist und dass die Kunst-stoffschicht (5) aus einem an seinen Bandkanten (7) überlappend verklebten oder verschweissten Band aus halogeniertem Kunststoff besteht und dicht aber ohne Verbund auf der Metallfolie (4) aufliegt.

2. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (4), vorzugsweise aus Aluminium, eine Wanddicke von 0,05 bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,2 mm aufweist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (4) aus einem beidseitig mit Aluminiumfolie kaschierten Papier besteht.

4. Wärmeisoliertes Leitungsrohr nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Kunststoffschicht (5) aus einem Kunststoffband aus Hartpolyvinylchlorid besteht, das mit Antimontrioxid oder Phosphorverbindungen, z.B. Bleiphosphit, flammfest gemacht ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines wärmeisolierten Leitungsrohres nach Patentanspruch 1, bei dem auf ein kontinuierlich zugeführtes Metallrohr ein Abstandshalter aufgebracht, um den Abstandshalter eine längseinlaufende Metallfolie zum Schlitzrohr geformt und in das noch offene Schlitzrohr ein selbst schäumender Kunststoff eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass als selbstschäumender Kunststoff e'n modifizierter Isocyanuratschaumstoff, der neben Ure-thangruppen auch Isocyanurateinheiten enthält und durch Umsetzung eines aromatischen Polyisocyanats in Gegenwart eines Treibmittels und eines Katalysatorgemisches, welches einen Trimerisierungskatalysator für die Isocyanuratreaktion enthält, mit einem Polyäther-Polyol, an das flammhemmende Stoffe fest fixiert sind, erhältlich ist, eingebracht wird, dass die Metalli-lie mit sich überlappenden Bandkanten geschlossen wird und dass anschliessend der gleichzeitig ein Band aus einem halogenierten Kunststoff um die Metallfolie mit sich überlappenden Bandkanten herumgeformt und im Bereich der Überlappung verklebt oder verschweisst wird und der selbstschäumende Kunststoff aufgeschäumt wird.

6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Metallfolie (4) im Überlappungsbereich ein langsam härtender Kleber aufgebracht wird, der die Längsüberlappungen (6) infolge des Schäumdruckes verklebt.

7. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (4) und das Kunststoffband (5) gleichzeitig um den Abstandshalter (2) herumgeformt werden.