DE102017221467A1 - Multi-layer composite and fluid line - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtverbund (2), insbesondere für eine Fluidleitung (1), sowie eine entsprechende Fluidleitung (1). Der Mehrschichtverbund (2) weist eine erste Schicht (5) aus einem Fluorpolymer, eine unmittelbar auf die erste Schicht (5) folgende zweite Schicht (6) aus einem teilaromatischen Polyamid und eine unmittelbar auf die zweite Schicht (6) folgende dritte Schicht (7) aus einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer und/oder einem aliphatischen Polyamid auf.The invention relates to a multi-layer composite (2), in particular for a fluid line (1), and a corresponding fluid line (1). The multilayer composite (2) has a first layer (5) made of a fluoropolymer, a second layer (6) made of a partially aromatic polyamide directly following the first layer (5) and a third layer (7) immediately following the second layer (6) ) of an ethylene-vinyl alcohol copolymer and / or an aliphatic polyamide.
Description
Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtverbund, insbesondere für eine Fluidleitung, und weiterhin eine Fluidleitung aus einem Mehrschichtverbund.The invention relates to a multilayer composite, in particular for a fluid line, and further to a fluid line made of a multilayer composite.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Mehrschichtverbund, insbesondere für eine Fluidleitung, vorzuschlagen, welcher gegenüber bekannten Mehrschichtverbünden Vorteile aufweist, insbesondere günstig herstellbar und zudem äußerst beständig ist, sodass auch hohe Permeationsanforderungen in Verbindung mit hohen Temperaturanforderungen erfüllt sind.It is an object of the invention to propose a multilayer composite, in particular for a fluid line, which has advantages over known multilayer composites, in particular is inexpensive to produce and also extremely resistant, so that high permeation requirements are met in connection with high temperature requirements.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Mehrschichtverbund mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der Mehrschichtverbund Folgendes aufweist: Eine erste Schicht aus einem Fluorpolymer, eine unmittelbar auf die erste Schicht folgende zweite Schicht aus einem teilaromatischen Polyamid und eine unmittelbar auf die zweite Schicht folgende dritte Schicht aus einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer und/oder einem aliphatischen Polyamid.This is achieved according to the invention with a multi-layer composite with the features of
Der Mehrschichtverbund, welcher besonders bevorzugt zum Herstellen beziehungsweise Ausbilden der Fluidleitung dient, verfügt insoweit über wenigstens drei Schichten, nämlich die erste Schicht, die zweite Schicht und die dritte Schicht. Die genannten Schichten folgen jeweils unmittelbar aufeinander, sodass also die zweite Schicht unmittelbar an der ersten Schicht und die dritte Schicht unmittelbar an der zweiten Schicht anliegt. In anderen Worten ist die zweite Schicht zwischen der ersten Schicht und der dritten Schicht angeordnet und liegt einerseits an der ersten Schicht und andererseits an der dritten Schicht an. Vorzugsweise ist die erste Schicht und/oder die zweite Schicht und/oder die dritte Schicht jeweils für sich genommen materialeinheitlich ausgestaltet, sodass die jeweilige Schicht vollständig und durchgehend aus dem jeweils bezeichneten Material besteht.The multi-layer composite, which is particularly preferably used for producing or forming the fluid line, has at least three layers, namely the first layer, the second layer and the third layer. The layers mentioned each follow one another directly, so that therefore the second layer directly adjoins the first layer and the third layer directly adjoins the second layer. In other words, the second layer is arranged between the first layer and the third layer and rests on the one hand on the first layer and on the other hand on the third layer. Preferably, the first layer and / or the second layer and / or the third layer are each of a material-uniform design, so that the respective layer consists completely and continuously of the respectively designated material.
Die erste Schicht besteht zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig, aus dem Fluorpolymer. Unter dem Fluorpolymer ist ein fluoriertes Polymer zu verstehen. Es zeichnet sich durch eine hohe Beständigkeit gegenüber Chemikalien und hohen Temperaturen, in anderen Worten also durch eine hohe Chemikalienbeständigkeit und/oder hohe Temperaturbeständigkeit aus. Das Fluorpolymer kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Beispielsweise liegt es in Form von Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE), Polytetrafluorethylen (PTFE), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP) oder Polychlortrifluorethylen (PCTFE) vor.The first layer consists at least partially, but preferably completely, of the Fluoropolymer. By the fluoropolymer is meant a fluorinated polymer. It is characterized by a high resistance to chemicals and high temperatures, in other words by a high chemical resistance and / or high temperature resistance. The fluoropolymer can basically be configured as desired. For example, it is in the form of ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) or polychlorotrifluoroethylene (PCTFE).
Die zweite Schicht besteht aus dem teilaromatischen Polyamid. Hierunter ist ein teilweise kristallines aromatisches Polyamid zu verstehen, welches auch als Polyphthalamid (PPA) bezeichnet werden kann. Das teilaromatische Polyamid kann zur Verbesserung seiner mechanischen Festigkeit verstärkt sein und hierzu einen Zusatzstoff oder eine Faserverstärkung aufweisen. Als Zusatzstoff kommt beispielsweise gemahlenes Glas beziehungsweise gemahlenes Siliziumdioxid zum Einsatz. Die Faserverstärkung liegt beispielsweise in Form einer Glasfaserverstärkung, einer Kohlenstofffaserverstärkung oder einer Aramidfaserverstärkung vor. Die zweite Schicht beziehungsweise das teilaromatische Polyamid kann jedoch auch verstärkungsfrei ausgestaltet sein.The second layer consists of the partly aromatic polyamide. By this is meant a partially crystalline aromatic polyamide, which may also be referred to as polyphthalamide (PPA). The partially aromatic polyamide may be reinforced to improve its mechanical strength and to this end have an additive or a fiber reinforcement. The additive used is, for example, ground glass or ground silicon dioxide. The fiber reinforcement is in the form of, for example, a glass fiber reinforcement, a carbon fiber reinforcement or an aramid fiber reinforcement. However, the second layer or the partly aromatic polyamide can also be designed without reinforcement.
Die dritte Schicht wiederum besteht entweder aus dem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer oder dem aliphatischen Polyamid. Unter dem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (auch abgekürzt als EVAL oder EVOH) ist ein Copolymer zu verstehen, das formal aus den Monomeren Ethylen und Vinylalkohol aufgebaut ist. Das Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer ist ein preiswerter Sperrschichtwerkstoff mit guter Sperrwirkung gegenüber flüchtigen organischen Verbindungen. Das aliphatische Polyamid weist ein Monomer auf, das sich von aliphatischen Grundkörpern ableitet, beispielsweise aus einem Lactam, insbesondere einem Epsilon-Caprolactam, oder aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure. Das aliphatische Polyamid liegt beispielsweise in Form von PA6, PA66 oder PA666 vor.The third layer, in turn, consists of either the ethylene-vinyl alcohol copolymer or the aliphatic polyamide. The ethylene-vinyl alcohol copolymer (also abbreviated EVAL or EVOH) is a copolymer which is formally composed of the monomers ethylene and vinyl alcohol. The ethylene-vinyl alcohol copolymer is a low-cost barrier material with good barrier to volatile organic compounds. The aliphatic polyamide has a monomer which is derived from aliphatic bases, for example from a lactam, in particular an epsilon-caprolactam, or from hexamethylenediamine and adipic acid. The aliphatic polyamide is, for example, in the form of PA6, PA66 or PA666.
Es kann vorgesehen sein, dass der Mehrschichtverbund ausschließlich aus den drei genannten Schichten besteht, sodass die erste Schicht und die dritte Schicht jeweils als Außenschicht vorliegen beziehungsweise im Falle der Fluidleitung die erste Schicht als Innenschicht und die dritte Schicht als Außenschicht vorliegt. Insbesondere in letzterem Fall dient also die erste Schicht der Führung eines Fluids in der Fluidleitung, wobei die hervorragende Beständigkeit des Fluorpolymers genutzt wird.It may be provided that the multi-layer composite consists exclusively of the three layers mentioned, so that the first layer and the third layer are each present as an outer layer or, in the case of the fluid line, the first layer is present as the inner layer and the third layer as the outer layer. Especially in the latter case, therefore, the first layer serves to guide a fluid in the fluid conduit, taking advantage of the excellent durability of the fluoropolymer.
Der beschriebene Mehrschichtverbund, bestehend aus den drei Schichten, weist hervorragende Festigkeitseigenschaften sowie eine hohe Beständigkeit auf. Es kann jedoch vorgesehen sein, zusätzlich zu den bereits genannten drei Schichten wenigstens eine weitere Schicht dem Mehrschichtverbund zuzuschlagen. Bevorzugt stellt jedoch die erste Schicht stets die Außenschicht oder - im Falle der Fluidleitung - die Innenschicht dar. An die erste Schicht schließen sich stets die zweite Schicht und die dritte Schicht an, wobei die zweite Schicht unmittelbar an die erste Schicht und die dritte Schicht unmittelbar an die zweite Schicht angrenzt.The multi-layer composite described, consisting of the three layers, has excellent strength properties and high durability. However, it may be provided to add at least one further layer to the multi-layer composite in addition to the already mentioned three layers. Preferably, however, the first layer always represents the outer layer or, in the case of the fluid line, the inner layer. The first layer is always followed by the second layer and the third layer, wherein the second layer directly adjoins the first layer and the third layer directly adjacent to the second layer.
Ein beispielhafter Mehrschichtverbund aus der ersten Schicht, der zweiten Schicht und der das Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer in diesem Fall zumindest aufweisenden dritten Schicht kann auch als Dreischicht-Sperrsystem bezeichnet werden, welches beständig gegenüber Permeation, Oligomerauswaschungen und Wasser ist. Der Mehrschichtverbund dient unabhängig von seiner Ausgestaltung bevorzugt der Herstellung der Fluidleitung. Er kann jedoch auch zur Ausbildung beliebiger anderer Hohlkörper herangezogen werden, beispielsweise eines Fluidbehälters oder dergleichen.An exemplary multi-layer composite of the first layer, the second layer, and the third layer at least having the ethylene-vinyl alcohol copolymer in this case may also be referred to as a three-layer barrier system which is resistant to permeation, oligomer leaching, and water. Regardless of its configuration, the multilayer composite preferably serves to produce the fluid line. However, it can also be used to form any other hollow body, such as a fluid container or the like.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Fluorpolymer der ersten Schicht zur Verbesserung einer elektrostatischen Leitfähigkeit der ersten Schicht mit Kohlenstoff angereichert ist. Die elektrostatische Leitfähigkeit dient der Realisierung eines Potentialausgleichs. Dies ist insbesondere im Falle der Fluidleitung von Bedeutung, falls diese für organische Verbindungen, insbesondere kohlenstoffhaltige Verbindungen, Verwendung findet. In diesem Fall ist eine Funkenbildung aufgrund eines zu hohen Potentialunterschieds zu vermeiden. Dies kann auf besonders einfache Art und Weise mittels einer entsprechenden Ausgestaltung der ersten Schicht erzielt werden. Hierzu wird das Fluorpolymer mit Kohlenstoff angereichert, sodass das Fluorpolymer beziehungsweise die erste Schicht die gewünschte Leitfähigkeit aufweist. Beispielsweise soll das Fluorpolymer derart mit Kohlenstoff angereichert sein, dass ein Flächenwiderstand von mindestens 105 Ohm/Square, mindestens 5×106 Ohm/Square oder mindestens 106 Ohm/Square vorliegt. Im letzteren Fall sind insbesondere die Vorschriften der
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das teilaromatische Polyamid der zweiten Schicht ein Polyphthalamid mit einem Polyamid als Basispolymer ist. Das Polyphthalamid ist ein teilweise kristallines aromatisches Polyamid, insoweit also ein semiaromatisches Polyamid. Das Polyphthalamid zeichnet sich durch gute thermische Beständigkeit und eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme auf. Auch die chemische Beständigkeit und die Korrosionsbeständigkeit sind sehr gut. Zudem weist das Polyphthalamid nur eine geringe Quellneigung auf, sodass lediglich geringe Kräfte an Schichtgrenzen der zweiten Schicht zu den Materialien der ersten Schicht und der dritten Schicht auftreten können.A further preferred embodiment of the invention provides that the partially aromatic polyamide of the second layer is a polyphthalamide with a polyamide as the base polymer. The polyphthalamide is a partially crystalline aromatic polyamide, so far a semiaromatic polyamide. The polyphthalamide is characterized by good thermal resistance and low moisture absorption. Also, the chemical resistance and corrosion resistance are very good. In addition, the polyphthalamide has only a small Swelling on so that only small forces can occur at the layer boundaries of the second layer to the materials of the first layer and the third layer.
Die Verwendung des Polyphthalamids hat insbesondere im Falle der Fluidleitung Vorteile, weil hierbei lediglich geringe Oligomerauswaschungen auftreten. Auch ist die Kälteschlagfestigkeit besser als die von anderen Polyamiden. Das Polyphthalamid haftet an einer Vielzahl von Elastomeren und Thermoplasten ohne Haftvermittler. Dieser Vorteil kann durch eine geeignete Modifizierung oder Additivierung des Polyphthalamids noch verstärkt werden. Hierzu wird das Polyphthalamid mit einem Zusatzstoff beziehungsweise einem Additiv angereichert. Das Polyphthalamid verfügt über ein Basispolymer, welches in Form des Polyamids vorliegt. Beispielsweise kommt als Basispolymer das Polyamid PA10T/X zum Einsatz. In diesem Fall weist das Polyphthalamid eine besonders gute Beständigkeit auf und ist zudem kostengünstig verfügbar.The use of the polyphthalamide has advantages, in particular in the case of the fluid line, because in this case only slight oligomer leaching occurs. Also, the cold impact strength is better than that of other polyamides. The polyphthalamide adheres to a variety of elastomers and thermoplastics without adhesion promoter. This advantage can be further enhanced by suitable modification or addition of the polyphthalamide. For this purpose, the polyphthalamide is enriched with an additive or an additive. The polyphthalamide has a base polymer which is in the form of the polyamide. For example, the polyamide PA10T / X is used as the base polymer. In this case, the polyphthalamide has a particularly good resistance and is also available at low cost.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zweite Schicht und die dritte Schicht haftvermittlerlos miteinander verbunden sind. Unter einem Haftvermittler sind Substanzen zu verstehen, die zwischen unterschiedlichen Materialien eine chemische Bindung herstellen. Ein solcher Haftvermittler kann grundsätzlich zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht und/oder zwischen der zweiten Schicht und der dritten Schicht vorgesehen sein, um die entsprechenden Materialien besser miteinander zu verbinden. Der Haftvermittler ist dabei derart gewählt, dass er eine chemische Verbindung zwischen den beiden Schichten fördert. Trotz der Verwendung des Haftvermittlers wird insoweit davon gesprochen, dass die jeweiligen Schichten unmittelbar aufeinander folgen beziehungsweise unmittelbar aneinander anliegen. Es ist also in keinem Fall eine zusätzliche Schicht aus Haftvermittler zwischen den entsprechenden Schichten angeordnet.Within the scope of a further embodiment of the invention, provision can be made for the second layer and the third layer to be connected to one another with adhesion promoter. Under a primer substances are to be understood that produce a chemical bond between different materials. Such an adhesion promoter may in principle be provided between the first layer and the second layer and / or between the second layer and the third layer in order to better bond the corresponding materials together. The bonding agent is chosen such that it promotes a chemical bond between the two layers. Despite the use of the adhesion promoter, it is spoken so far that the respective layers follow one another directly or lie directly against one another. Thus, in no case is an additional layer of adhesion promoter arranged between the corresponding layers.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn auf die Verwendung des Haftvermittlers verzichtet werden kann. Dies soll zumindest für die zweite Schicht und die dritte Schicht der Fall sein, sodass diese haftvermittellos miteinander verbunden sind. Dies wird insbesondere durch die Verwendung des teilaromatischen Polyamids für die zweite Schicht umgesetzt. Dieses weist bereits eine hervorragende Bindungswirkung sowohl gegenüber dem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer als auch dem aliphatischen Polyamid der dritten Schicht auf.However, it is particularly advantageous if it is possible to dispense with the use of the adhesion promoter. This should be the case, at least for the second layer and the third layer, so that they are adhesively bonded together. This is in particular implemented by the use of the partly aromatic polyamide for the second layer. This already has an excellent binding effect against both the ethylene-vinyl alcohol copolymer and the aliphatic polyamide of the third layer.
Zusätzlich oder alternativ kann es selbstverständlich vorgesehen sein, dass die erste Schicht und die zweite Schicht haftvermittellos miteinander verbunden sind. Dies kann insbesondere aufgrund der Verwendung des teilaromatischen Polyamids für die zweite Schicht der Fall sein. Besonders bevorzugt sind selbstverständlich sowohl die erste Schicht und die zweite Schicht als auch die zweite Schicht und die dritte Schicht jeweils haftvermittellos miteinander verbunden. In diesem Fall wird eine besonders kostengünstige Herstellung des Mehrschichtverbunds realisiert.In addition or as an alternative, it can of course be provided that the first layer and the second layer are adhesively bonded together. This may be the case in particular due to the use of the partially aromatic polyamide for the second layer. Of course, both the first layer and the second layer as well as the second layer and the third layer are particularly preferably connected to one another without adhesion. In this case, a particularly cost-effective production of the multi-layer composite is realized.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass unmittelbar auf die dritte Schicht eine zusammen mit der ersten Schicht die dritte Schicht zwischen sich aufnehmende vierte Schicht aus einem weiteren Polyamid folgt, das von dem Polyamid der dritten Schicht verschieden ist. Zusätzlich zu den bereits genannten Schichten ist insoweit die vierte Schicht vorgesehen, die aus dem weiteren Polyamid besteht. Die vierte Schicht schließt sich unmittelbar an die dritte Schicht an, liegt also unmittelbar an dieser an. Die dritte Schicht ist zwischen der ersten Schicht und der vierten Schicht angeordnet, sodass die erste Schicht und die vierte Schicht die dritte Schicht gemeinsam zwischen sich aufnehmen.A development of the invention provides that immediately following the third layer, a fourth layer of a further polyamide, which intervenes between the first layer and the third layer, follows, which is different from the polyamide of the third layer. In addition to the layers already mentioned, the fourth layer is provided insofar as it consists of the further polyamide. The fourth layer follows directly on the third layer, so it is directly on this. The third layer is disposed between the first layer and the fourth layer such that the first layer and the fourth layer collectively sandwich the third layer.
Das weitere Polyamid ist bevorzugt von dem aliphatischen Polyamid verschieden, aus welchem die dritte Schicht besteht oder zumindest bestehen kann. Besteht die dritte Schicht aus dem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, so kann das weitere Polyamid grundsätzlich beliebig gewählt sein, also auch in Form eines aliphatischen Polyamids vorliegen. Es kann jedoch auch in Form eines teilaromatischen Polyamids oder eines aromatischen Polyamids vorliegen. Besonders bevorzugt wird PA6/12 oder PA12 als weiteres Polyamid verwendet. Diese Polyamide weisen gute mechanische Eigenschaften, eine hohe Temperaturstabilität, gute mechanische Verschleißresistenz und eine gute Spannungskorrosionsfestigkeit gegen chemische Auftaumittel, insbesondere ZnCl, auf. Sie weisen zudem eine sehr gute Haftung zu den Materialien der dritten Schicht, insbesondere dem aliphatischen Polyamid auf. Liegt die vierte Schicht vor, so bildet diese vorzugsweise eine Außenschicht des Mehrschichtverbunds oder der Fluidleitung.The further polyamide is preferably different from the aliphatic polyamide from which the third layer consists or can at least exist. If the third layer consists of the ethylene-vinyl alcohol copolymer, then the further polyamide can in principle be chosen as desired, that is also in the form of an aliphatic polyamide. However, it may also be in the form of a partially aromatic polyamide or an aromatic polyamide. Particularly preferred PA6 / 12 or PA12 is used as another polyamide. These polyamides have good mechanical properties, high temperature stability, good mechanical wear resistance and good stress corrosion resistance to chemical thawing agents, in particular ZnCl. They also have a very good adhesion to the materials of the third layer, in particular the aliphatic polyamide. If the fourth layer is present, it preferably forms an outer layer of the multilayer composite or of the fluid line.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Polyamid der vierten Schicht ein Polyamid aus Hexamethylendiamin oder ein Polyamid aus Laurinlactam ist. Als Beispiel für das Polyamid aus Hexamethylendiamin wird PA6/12 angegeben, als Beispiel für das Polyamid aus Laurinlactam PA12. Diese Polyamide sind zum einen äußerst beständig und zum anderen kostengünstig verfügbar, sodass eine preiswerte Herstellung des Mehrschichtverbunds und mithin der Fluidleitung realisiert werden kann.A preferred embodiment of the invention provides that the polyamide of the fourth layer is a polyamide of hexamethylenediamine or a polyamide of laurolactam. As an example of the polyamide of hexamethylenediamine, PA6 / 12 is given as an example of the polyamide of laurolactam PA12. On the one hand, these polyamides are extremely resistant and, on the other hand, are available inexpensively, so that an inexpensive production of the multi-layer composite and thus of the fluid line can be realized.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die dritte Schicht eine erste Teilschicht aus dem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer und eine zweite Teilschicht aus dem aliphatischen Polyamid aufweist, wobei die erste Teilschicht unmittelbar auf die zweite Schicht folgt und die zweite Teilschicht eine Außenschicht bildet oder unmittelbar an die Außenschicht angrenzt. Die dritte Schicht weist insoweit beide der eingangs genannten Materialien, nämlich sowohl das Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer als auch das aliphatische Polyamid auf. Hierzu verfügt die dritte Schicht über die erste Teilschicht und die zweite Teilschicht. Die erste Teilschicht ist zwischen der zweiten Schicht und der zweiten Teilschicht angeordnet.A further preferred embodiment of the invention provides that the third layer is a first sublayer of the ethylene-vinyl alcohol copolymer and a second sublayer of the aliphatic polyamide, wherein the first sublayer immediately follows the second layer and the second sublayer forms an outer layer or directly adjacent to the outer layer. The third layer has in this respect both of the aforementioned materials, namely both the ethylene-vinyl alcohol copolymer and the aliphatic polyamide. For this purpose, the third layer has the first partial layer and the second partial layer. The first sub-layer is arranged between the second layer and the second sub-layer.
Die zweite Teilschicht bildet entweder die Außenschicht, nämlich auf der der ersten Schicht abgewandten Seite des Mehrschichtverbunds, oder grenzt unmittelbar an die die Außenschicht bildende Schicht an, beispielsweise die vierte Schicht. Liegt also die vierte Schicht vor, so ist die zweite Teilschicht zwischen der ersten Teilschicht und der vierten Schicht angeordnet und liegt jeweils unmittelbar an diesen an. Liegt die vierte Schicht vor, so ist der Mehrschichtverbund fünfschichtig ausgestaltet, wobei die erste Schicht, die zweite Schicht, die dritte Schicht und die vierte Schicht vorliegen und sich die dritte Schicht in die erste Teilschicht und die zweite Teilschicht aufteilt.The second sub-layer either forms the outer layer, namely on the side of the multi-layer composite facing away from the first layer, or adjoins directly the layer forming the outer layer, for example the fourth layer. Thus, if the fourth layer is present, then the second part-layer is arranged between the first part-layer and the fourth layer and lies directly against each of these. If the fourth layer is present, the multi-layer composite is five-layered, the first layer, the second layer, the third layer and the fourth layer being present and the third layer being divided into the first partial layer and the second partial layer.
Die erste Teilschicht besteht aus dem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer und die zweite Teilschicht aus dem aliphatischen Polyamid. Auf die Vorteile der Verwendung dieser Materialien wurde bereits hingewiesen. Das aliphatische Polyamid kann mit einem Zusatzstoff beziehungsweise additiv und/oder einem Verstärkungsmittel angereichert sein. Als Verstärkungsmittel kommt beispielsweise eine Faserverstärkung zum Einsatz. Die Faserverstärkung liegt beispielsweise in Form einer Glasfaserverstärkung, einer Kohlenstofffaserverstärkung oder einer Aramidfaserverstärkung vor. Das Aufteilen der dritten Schicht in die beiden Teilschichten hat den Vorteil, dass die Menge des aliphatischen Polyamids beziehungsweise die Schichtstärke der zweiten Teilschicht derart gewählt werden kann, dass der Mehrschichtverbund insgesamt kostengünstig herstellbar ist.The first sublayer consists of the ethylene-vinyl alcohol copolymer and the second sublayer of the aliphatic polyamide. The advantages of using these materials have already been pointed out. The aliphatic polyamide may be enriched with an additive or additive and / or a reinforcing agent. As a reinforcing agent, for example, a fiber reinforcement is used. The fiber reinforcement is in the form of, for example, a glass fiber reinforcement, a carbon fiber reinforcement or an aramid fiber reinforcement. The division of the third layer into the two partial layers has the advantage that the amount of the aliphatic polyamide or the layer thickness of the second partial layer can be chosen such that the multi-layer composite is overall inexpensive to produce.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Fluorpolymer Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer, und/oder das aliphatische Polyamid PA6 oder PA666 ist und/oder das weitere Polyamid PA6/12 oder PA12 ist. Das Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer hat gute Eigenschaften bezüglich Oligomerauswaschungen und ist abrasionsfest. Das Material ist chemisch weitgehend inert gegen diverse Fluide, welche im Automobilbereich eingesetzt werden können, insbesondere gegenüber organischen Verbindungen. Es ist daher prädestiniert zur Ausbildung der Außenschicht beziehungsweise der Innenschicht der Fluidleitung. Weiterhin sind die Permeationseigenschaften für flüchtige organische Verbindungen, speziell für sauerstoffhaltige flüchtige organische Verbindungen (zum Beispiel Alkohole) und Wasser sehr gut. Das Material ist gut verarbeitbar und haftungsoptimiert verfügbar. Bei Bedarf kann es elektrostatisch leitend gemacht werden, ohne die Eigenschaften relevant zu verändern. Hierauf wurde vorstehend bereits hingewiesen.A preferred embodiment of the invention provides that the fluoropolymer is ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, and / or the aliphatic polyamide PA6 or PA666 and / or the further polyamide PA6 / 12 or PA12. The ethylene-tetrafluoroethylene copolymer has good properties with respect to oligomer leaching and is resistant to abrasion. The material is chemically largely inert to various fluids which can be used in the automotive sector, in particular to organic compounds. It is therefore predestined for the formation of the outer layer or the inner layer of the fluid line. Furthermore, the permeation properties for volatile organic compounds, especially for oxygen-containing volatile organic compounds (for example, alcohols) and water are very good. The material is easy to process and adhesion-optimized available. If necessary, it can be made electrostatically conductive without changing the properties relevant. This has already been pointed out above.
Die Verwendung von PA6 oder PA666 als das aliphatische Polyamid hat den Vorteil, dass diese Materialien mit einer enormen Vielfalt zur Verfügung stehen. Zahlreiche Modifikationen bezüglich Stabilisierung, Elastizität, Haftungsmodifikation und der gleichen sind verfügbar. Zudem ist das Material sehr kostengünstig. Insbesondere PA6 neigt jedoch dazu, durch flüchtige organische Verbindungen, Wasser und Alkohole, zu quellen beziehungsweise Oligomere freizugeben. Außerdem weist es keine ausreichende Spannungskorrosionsfestigkeit gegen einige Auftaumittel auf. Aus diesem Grund wird das aliphatische Polyamid beziehungsweise werden die konkret bezeichneten Materialien vorzugsweise nicht für die Außenschicht beziehungsweise Innenschicht verwendet.The use of PA6 or PA666 as the aliphatic polyamide has the advantage that these materials are available with a tremendous variety. Numerous modifications regarding stabilization, elasticity, adhesion modification and the like are available. In addition, the material is very inexpensive. In particular, PA6 tends to swell by volatile organic compounds, water and alcohols, or release oligomers. In addition, it does not have sufficient stress corrosion resistance to some thawing agents. For this reason, the aliphatic polyamide or the concretely designated materials are preferably not used for the outer layer or inner layer.
Die Polyamide PA6/12 oder PA12 weisen gute mechanische Eigenschaften, eine hohe Temperaturstabilität, hohe mechanische Verschleißresistenz und eine gute Spannungskorrosionsfestigkeit gegen chemische Auftaumittel, insbesondere ZnCl, auf. Die Beständigkeit gegen Fluide, welche im Automobilbereich eingesetzt werden, ist sehr gut. Es sind zahlreiche unterschiedliche, auf den genannten Polyamiden basierende Materialien zu niedrigen Kosten verfügbar. Die Polyamide PA6/12 und PA12 weisen eine sehr gute Haftung zu dem aliphatischen Polyamid, insbesondere PA6, auf.The polyamides PA6 / 12 or PA12 have good mechanical properties, high temperature stability, high mechanical wear resistance and good stress corrosion resistance to chemical thawing agents, in particular ZnCl. The resistance to fluids used in the automotive industry is very good. Many different materials based on the polyamides are available at a low cost. The polyamides PA6 / 12 and PA12 have very good adhesion to the aliphatic polyamide, in particular PA6.
Eine weitere, besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Wandstärke der ersten Schicht kleiner oder gleich der Wandstärke der zweiten Schicht, und/oder die Wandstärke der zweiten Schicht kleiner oder gleich der Wandstärke der dritten Schicht oder der ersten Teilschicht, und/oder die Wandstärke der dritten Schicht oder der ersten Teilschicht kleiner oder gleich der Wandstärke der vierten Schicht ist. Insgesamt ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Wandstärken der einzelnen Schichten ausgehend von der ersten Schicht hin zu der dritten Schicht, einschließlich - falls vorgesehen - der ersten Teilschicht und der zweiten Teilschicht, beziehungsweise der vierten Schicht stetig zunehmen oder zumindest gleichbleiben, jedenfalls nicht geringer werden.A further, particularly preferred embodiment of the invention provides that the wall thickness of the first layer is less than or equal to the wall thickness of the second layer, and / or the wall thickness of the second layer is less than or equal to the wall thickness of the third layer or the first part layer, and / or the wall thickness of the third layer or the first sub-layer is less than or equal to the wall thickness of the fourth layer. Overall, it is preferably provided that the wall thicknesses of the individual layers starting from the first layer to the third layer, including - if provided - the first sub-layer and the second sub-layer, or the fourth layer steadily increase or at least remain constant, at least not lower ,
Auf diese Art und Weise ist der Mehrschichtverbund besonders kostengünstig realisierbar, weil grob gesagt die Materialkosten pro Gewichtseinheit und/oder Volumeneinheit ausgehend von der ersten Schicht hin zu der dritten beziehungsweise vierten Schicht ansteigen. Die erforderlichen Eigenschaften des Mehrschichtverbunds hinsichtlich seiner Festigkeit beziehungsweise Steifigkeit wird durch die Verwendung der mehreren Schichten auch bei geringen Wandstärken beziehungsweise Schichtstärken ohne weiteres erzielt.In this way, the multi-layer composite can be realized particularly cost-effectively, because roughly the material costs per weight unit and / or volume unit, starting from the first Layer rise to the third or fourth layer. The required properties of the multi-layer composite in terms of its strength or stiffness is achieved by the use of multiple layers even at low wall thicknesses or thicknesses readily.
Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Wandstärke der ersten Schicht mindestens 0,1 mm und höchstens 0,2 mm, und/oder der zweiten Schicht mindestens 0,1 mm und höchstens 0,3 mm, und/oder der dritten Schicht oder der ersten Teilschicht mindestens 0,15 mm und höchstens 0,4 mm, und/oder der vierten Schicht mindestens 0,2 mm und höchstens 0,4 mm beträgt. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Wandstärken der Schichten von Schicht zu Schicht, ausgehend von der ersten Schicht, stetig zunehmen. Mit den genannten Wandstärken können die bereits beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften bei gleichzeitig geringen Kosten des Mehrschichtverbunds erzielt werden.Finally, in the context of a further embodiment of the invention, it may be provided that the wall thickness of the first layer is at least 0.1 mm and at most 0.2 mm, and / or the second layer is at least 0.1 mm and at most 0.3 mm, and / or the third layer or the first part-layer is at least 0.15 mm and at most 0.4 mm, and / or the fourth layer is at least 0.2 mm and at most 0.4 mm. It is particularly preferred that the wall thicknesses of the layers increase steadily from layer to layer starting from the first layer. With the wall thicknesses mentioned above, the advantageous properties already described can be achieved with simultaneously low costs of the multi-layer composite.
Beispielsweise beträgt die Wandstärke der ersten Schicht höchstens 0,12 mm, der zweiten Schicht mindestens 0,12 mm und höchstens 0,15 mm, der dritten Schicht beziehungsweise der ersten Teilschicht mindestens 0,15 mm und höchstens 0,2 mm und der vierten Schicht mindestens 0,25 mm und höchstens 0,3 mm. Die zweite Teilschicht der dritten Schicht kann eine beliebige Wandstärke aufweisen. Beispielsweise wird sie lediglich aus der gewünschten Gesamtwandstärke des Mehrschichtverbunds abzüglich der Wandstärken der anderen Schichten ermittelt. Die zweite Teilschicht stellt insoweit eine Füllschicht dar.By way of example, the wall thickness of the first layer is at most 0.12 mm, the second layer at least 0.12 mm and at most 0.15 mm, the third layer or the first partial layer at least 0.15 mm and at most 0.2 mm and the fourth layer at least 0.25 mm and at most 0.3 mm. The second sub-layer of the third layer may have any wall thickness. For example, it is determined only from the desired total wall thickness of the multi-layer composite minus the wall thicknesses of the other layers. The second sub-layer represents insofar a filling layer.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fluidleitung aus einem Mehrschichtverbund, insbesondere aus einem Mehrschichtverbund gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, mit einer ersten Schicht aus einem Fluorpolymer, einer unmittelbar auf die erste Schicht folgenden zweiten Schicht aus einem teilaromatischen Polyamid und einer unmittelbar auf die zweite Schicht folgenden dritten Schicht aus einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer und/oder einem aliphatischen Polyamid.The invention further relates to a fluid conduit made of a multilayer composite, in particular of a multilayer composite according to the statements in this description, having a first layer of a fluoropolymer, a second layer of a partially aromatic polyamide immediately following the first layer and directly onto the second layer the following third layer of an ethylene-vinyl alcohol copolymer and / or an aliphatic polyamide.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung des Mehrschichtverbunds beziehungsweise der Fluidleitung wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Fluidleitung als auch der Mehrschichtverbund können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such a configuration of the multilayer composite or the fluid line have already been pointed out. Both the fluid line and the multilayer composite can be further developed according to the statements in the context of this description, so that reference is made to this extent.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erste Schicht eine einen Fluidströmungsraum begrenzende Innenschicht der Fluidleitung ist. Der Fluorpolymer ist besonders beständig gegenüber zahlreichen Chemikalien, welche beispielsweise im Automobilbereich Anwendung finden. Aus diesem Grund soll die erste Schicht unmittelbar den Fluidströmungsraum begrenzen. Hierzu liegt sie als Innenschicht der Fluidleitung vor.A further embodiment of the invention provides that the first layer is an inner layer of the fluid line delimiting a fluid flow space. The fluoropolymer is particularly resistant to many chemicals used in the automotive industry, for example. For this reason, the first layer should immediately limit the fluid flow space. For this purpose, it is present as the inner layer of the fluid line.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Fluidleitung als Fluidwellrohr vorliegt. Ein Fluidwellrohr ist ein Rohr aus einem Material mit einer gewissen Festigkeit, das mit einer bestimmten Ausgestaltung, nämlich einer Wellung, eine höhere Flexibilität aufweist als eine Ausgestaltung mit einer ungewellten Form. Die Wellung ist durch einen in Richtung einer Längsmittelachse der Fluidleitung wellenförmig wechselnden Durchmesser ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass eine besonders gute Biegsamkeit der Fluidleitung realisiert ist.In a preferred embodiment of the invention can be provided that the fluid line is present as a fluid corrugated pipe. A fluid corrugated tube is a tube of a material with a certain strength, which with a certain configuration, namely a corrugation, has a higher flexibility than a configuration with an unconstrained shape. The corrugation is formed by a wave-shaped diameter changing in the direction of a longitudinal center axis of the fluid line. This has the advantage that a particularly good flexibility of the fluid line is realized.
Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Innenschicht und/oder eine als Außenschicht vorliegende der Schichten wenigstens eine Beschichtung aufweist, insbesondere eine Flamm- und/oder Scheuerschutzbeschichtung und/oder eine Isolationsbeschichtung. Die Beschichtung stellt einen Bestandteil der jeweiligen Schicht dar. Alternativ kann die Beschichtung auf die jeweilige Schicht aufgebracht sein. Die Beschichtung kann von den Schichten durch eine wesentlich geringere Wandstärke abgegrenzt werden. Beispielsweise beträgt die Wandstärke jeder der Schichten mindestens 0,1 mm, wohingegen die Wandstärke der Beschichtung kleiner ist als 0,1 mm, insbesondere höchstens 0,05 mm oder höchstens 0,01 mm beträgt.A preferred further embodiment of the invention provides that the inner layer and / or one of the layers present as outer layer has at least one coating, in particular a flame and / or abrasion protection coating and / or an insulation coating. The coating constitutes a component of the respective layer. Alternatively, the coating can be applied to the respective layer. The coating can be delimited from the layers by a much smaller wall thickness. For example, the wall thickness of each of the layers is at least 0.1 mm, whereas the wall thickness of the coating is less than 0.1 mm, in particular at most 0.05 mm or at most 0.01 mm.
Die Beschichtung kann eine beliebige Funktionalität aufweisen. Beispielsweise dient sie als Flammschutzbeschichtung, stellt also eine thermische Barriere gegenüber thermischen Einflüssen dar. Zusätzlich oder alternativ kann sie als Scheuerschutzbeschichtung ausgestaltet sein, welche einen Schutz gegenüber mechanischen Einflüssen bietet. Auch kann die Beschichtung als Isolationsbeschichtung ausgestaltet sein, welche elektrisch isoliert, also zumindest einen höheren elektrischen Widerstand aufweist als die Fluidleitung beziehungsweise der Mehrschichtverbund selbst.The coating can have any functionality. For example, it serves as a flame-retardant coating, thus providing a thermal barrier to thermal influences. In addition or as an alternative, it can be designed as a scuff-resistant coating which offers protection against mechanical influences. Also, the coating may be configured as an insulation coating which is electrically insulated, that is, has at least a higher electrical resistance than the fluid line or the multilayer composite itself.
Schließlich kann eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vorsehen, dass die Außenschicht von der dritten Schicht, der zweiten Teilschicht der dritten Schicht oder der vierten Schicht gebildet ist. Die Außenschicht begrenzt die Fluidleitung außenseitig, also auf ihrer dem Fluidströmungsraum abgewandten Seite. Die Außenschicht kann von einer beliebigen der Schichten gebildet sein, beispielsweise von der dritten Schicht oder der vierten Schicht. Besteht die dritte Schicht aus den mehreren Teilschichten, so wird die Außenschicht üblicherweise von der zweiten Teilschicht der dritten Schicht gebildet.Finally, a further embodiment of the invention can provide that the outer layer is formed by the third layer, the second partial layer of the third layer or the fourth layer. The outer layer bounds the fluid line on the outside, ie on its side facing away from the fluid flow space. The outer layer may be formed by any of the layers, for example, the third layer or the fourth layer. If the third layer consists of the several sublayers, then For example, the outer layer is usually formed by the second sublayer of the third layer.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
- Figur eine schematische Schnittdarstellung durch eine Fluidleitung aus einem Mehrschichtverbund.
- FIG. 1 is a schematic sectional view through a fluid line made of a multi-layer composite.
Die
Die dritte Schicht
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die erste Schicht
Grundsätzlich können die Wandstärken der hier dargestellten Schichten
Die Fluidleitung
Kraftstoffleitungen aus metallischen Werkstoffen sind zumindest im Niederdruckkreislauf heute bereits nahezu ausnahmslos durch Kraftstoffleitungen aus Elastomeren oder Kunststoffrohren verdrängt worden. Gründe hierfür sind unter anderem ein besseres Verhalten gegen innere und/oder äußere Korrosion, bessere Resistenz gegen Schwingungen, bessere Pulsationsdämpfungseigenschaften, bessere Verarbeitungseigenschaften, geringeres Bauteilgewicht und geringere Kosten. Aus ökonomischen Gründen, aber auch aus Gründen einer permeationsarmen Verbindungstechnologie werden zunehmend metallische Kraftstoffleitungen, die in Motorraumanwendungen noch anzutreffen sind, durch Kunststoffleitungen ersetzt. Zu beachten ist, dass es sich aufgrund des Brandverhaltens und der Bildungsfähigkeit zündfähiger Gemische des Fördermediums bei Komponenten des Kraftstoffkreislaufs um sicherheitsrelevante Bauteile handelt.Fuel lines made of metallic materials have already been displaced almost exclusively by fuel lines made of elastomers or plastic tubes, at least in the low-pressure circuit today. Reasons for this include a better behavior against internal and / or external corrosion, better resistance to vibrations, better Pulsationsdämpfungseigenschaften, better processing properties, lower component weight and lower costs. For economic reasons, but also for reasons of low-permeation connection technology, metallic fuel lines, which are still found in engine compartment applications, are increasingly being replaced by plastic pipes. It should be noted that components of the fuel circuit are safety-relevant components due to the fire behavior and the ability to form ignitable mixtures of the pumped medium.
Die Variantenvielfalt an Kraftstoffen, die weltweit regional zum Einsatz kommen, steigt immer weiter an. Die Qualität und Zusammensetzung der raffinierten Kraftstoffe ist unterschiedlich. Bestimmte Fremdstoffe, wie zum Beispiel Schwefel oder Wasseranteile, werden unterschiedlich limitiert. Regional je nach Verfügbarkeit, Gesetzesvorgaben oder steuerlichem Anreiz werden zunehmend Biokraftstoffanteile besonders den Kraftstoffen für ottomotorische Verbrennung zugemischt. Dies können zum Beispiel Methanol oder Ethanol in verschiedenen Anteilen zwischen 0 % und 100 % sein. Methanol- oder Ethanolgehalte von 15 bis 20 % in klassischem Benzin haben sich als chemisch kritisch erwiesen. Zudem befinden sich diverse synthetisch gewonnene Kraftstoffe in der Entwicklung und Erprobung.The variety of fuels used worldwide for regional applications continues to increase. The quality and composition of refined fuels varies. Certain foreign substances, such as sulfur or water, are limited differently. Regionally, depending on availability, legal requirements or tax incentives, more and more biofuel components are added to fuels for Otto engine combustion. These may be, for example, methanol or ethanol in various proportions between 0% and 100%. Methanol or ethanol contents of 15 to 20% in classic gasoline have proven to be chemically critical. In addition, various synthetic fuels are under development and testing.
Es muss davon ausgegangen werden, dass verschiedene Kraftstoffe im Wechsel getankt werden. Die Komponenten des Kraftstoffsystems sollen dabei möglichst weltweit einheitlich sein, um eine kostengünstige Produktion umsetzen zu können. In den kommenden Jahren ist ein Anwachsen der Vielfalt der Flüssigkraftstoffe, insbesondere der synthetischen Kraftstoffe, zu erwarten. Ferner wird der Einsatz gasförmiger Kraftstoffe voraussichtlich zunehmen. In der Praxis hat sich erwiesen, dass Elastomer- oder Kunststoffrohre auf einige dieser Kraftstoffe mit Quellung und/oder dem Herauslösen von Stoffen aus den Kraftstoffleitungen reagieren, zum Beispiel von Weichmachern, Stabilisatoren, und so weiter.It must be assumed that various fuels are being changed over. The components of the fuel system should be as uniform as possible worldwide, in order to implement a cost-effective production. In the coming years, there is an increase in the diversity of liquid fuels, in particular the synthetic fuels, expected. Furthermore, the use of gaseous fuels is expected to increase. In practice, it has been found that elastomeric or plastic pipes react to some of these fuels with swelling and / or the release of substances from the fuel lines, for example plasticizers, stabilizers, and so forth.
Die Kraftstoffeinspritzsysteme der Motoren werden für immer präzisere Kraftstoffzumessungen weiterentwickelt. In der Regel nimmt deren Komplexität und Präzision dabei stark zu. Eine Folge davon ist, dass die Einspritzsysteme empfindlicher gegen nicht vorgesehene Fremdstoffe werden. Diese Entwicklung wird technisch zum Beispiel mit verbesserten Filtersystemen im Kraftstoffkreislauf begegnet. Für Kraftstoffleitungen gelten zum Beispiel verschärfte Anforderungen an den zulässigen Restschmutz der Bauteile. Hervorzuheben ist aber auch eine starke Limitierung von festen oder flüssigen Oligomeren, die aus herkömmlichen Elastomer- oder Kunststoffrohren ausgewaschen werden können und zu schädlichen Ablagerungen in Teilen des Einspritzsystems führen können. Diese Ablagerungen können zum Beispiel Strahlbilder von Einspritzdüsen verändern und somit über die Motorlaufzeit zu leistungs- oder emissionsrelevanten Veränderungen der Verbrennung führen. Daher ist die Auswaschung von Oligomeren aus den großflächigen Wandungen der Kraftstoffleitungen zu minimieren.The engine's fuel injection systems are evolving to provide more accurate fuel metering. As a rule, their complexity and precision increases greatly. One consequence of this is that the injection systems become more sensitive to unintended foreign matter. This development is technically countered for example with improved filter systems in the fuel cycle. For fuel lines, for example, stricter requirements apply to the permissible residual dirt of the components. However, it should also be emphasized a strong limitation of solid or liquid oligomers, which can be washed out of conventional elastomer or plastic pipes and can lead to harmful deposits in parts of the injection system. These deposits can, for example, change jet patterns of injection nozzles and thus lead to performance or emission-relevant changes in the combustion over the engine running time. Therefore, the leaching of oligomers from the large walls of the fuel lines must be minimized.
Aus Gründen des Umweltschutzes wird auch die Permeation von organischen Verbindungen beziehungsweise flüchtigen Kohlenwasserstoffen aus Fahrzeugen immer weiter limitiert. Aufgrund der hohen Konzentration flüchtiger Kohlenwasserstoffe im Kraftstoff, des Konzentrations- und Druckgefälles nach außen und der großen Wandungsoberfläche kommt hierbei den Kraftstoffleitungen ein hoher Stellenwert bei der Permeationsvermeidung zu. Dabei neigen viele thermoplastische Werkstoffe sowohl zu einer Eigenemission, zum Beispiel von Weichmachern, als auch zu einer Durchlässigkeit für Kohlenwasserstoffe aus dem Kraftstoff durch die Leitung hindurch. Eine Zumischung von kurzkettigen Alkoholen zu Ottokraftstoffen kann konzentrationsabhängig diesen Durchgang von Kohlenwasserstoffen noch fördern.For reasons of environmental protection, the permeation of organic compounds or volatile hydrocarbons from vehicles is increasingly limited. Due to the high concentration of volatile hydrocarbons in the fuel, the concentration and pressure gradient to the outside and the large wall surface in this case the fuel lines is a high priority in the permeation avoidance. Many thermoplastic materials are prone to self-emission, for example plasticizers, as well as permeability of hydrocarbons from the fuel through the conduit. Concentration of short-chain alcohols to gasoline fuels can still promote the passage of hydrocarbons in a concentration-dependent manner.
Zu Kraftstoffsystemen an heutigen Kraftfahrzeugen gehört nicht nur das System der Niederdruckkraftstoffversorgung selbst, sondern gegebenenfalls auch Kraftstoffrücklaufleitungen, Leitungen im Bereich der Tankbefüllung und im Bereich der Tankentlüftung sowie der Aktivkohleregeneration. Für diese Leitungen gelten meist die gleichen Anforderungen. An die Kraftstoffleitungen werden jedoch auch eine Vielzahl anderer Anforderungen gestellt, von denen nur eine unvollständige Auswahl auszugsweise erwähnt werden soll. Beispielsweise müssen eine hohe Innendruckfestigkeit, hohe Kälteflexibilität und Hochtemperaturbeständigkeit, hohe Schlagzähigkeit, hohe Schwingfestigkeit, hohe Elastizität, hohe Formbeständigkeit, Knickfestigkeit, zeitliche Beflammungsresistenz, elektrostatische Ableitfähigkeit und so weiter realisiert sein. Selbstverständlich müssen die Eigenschaften über die gesamte Fahrzeuglebensdauer trotz innerer und äußerer chemischer Beanspruchung sowie thermische Beanspruchung (einschließlich Hydrolyse- und Spannungsrissbeständigkeit) erhalten bleiben. Eine besondere Bedeutung kommt dabei auch einer sicheren Leitungsverbindungstechnik zu, die natürlich ebenfalls die genannten gestellten thermischen und mechanischen Anforderungen, aber auch Anforderungen an Oligomerfreiheit, Sauberkeit und Permeation erfüllen muss. Die genannten Anforderungen gelten im Übrigen sinngemäß auch für andere Fluidkreisläufe in Kraftfahrzeugen, zum Beispiel SCR-Leitungen, Leitungen für Klimaanlagen, Leitungen für Blow-by und Kühlmittelleitungen sowie Hydraulikleitungen.Fuel systems on today's motor vehicles include not only the system of low-pressure fuel supply itself, but possibly also fuel return lines, lines in the tank filling and in the field of tank ventilation and activated carbon regeneration. For these lines usually the same requirements apply. However, the fuel lines also a variety of other requirements are made, of which only an incomplete selection should be mentioned in extracts. For example, a high internal pressure resistance, high cold flexibility and high temperature resistance, high impact strength, high vibration resistance, high elasticity, high dimensional stability, buckling strength, flame resistance, electrostatic dissipation capability and so on must be realized. Of course, the properties must be maintained over the entire vehicle life despite internal and external chemical stress and thermal stress (including hydrolysis and stress cracking resistance). Of particular importance is also a secure line connection technology, which must of course also meet the stated thermal and mechanical requirements, but also requirements for oligomer freedom, cleanliness and permeation. Incidentally, the aforementioned requirements apply mutatis mutandis to other fluid circuits in motor vehicles, for example, SCR lines, cables for air conditioning systems, lines for blow-by and coolant lines and hydraulic lines.
Die gestellten Anforderungen können nicht mehr durch Einschichtrohre, sogenannte Monorohre, erfüllt werden. Aus diesem Grund werden üblicherweise sogenannte Mehrschichtrohre verwendet, in denen mehrere funktionale Werkstoffe in bestimmten Schichtanordnungen mit bestimmten Schichtstärken angeordnet werden. Diese Rohre können zum Beispiel in Coextrusionsverfahren oder in Ummantelungsverfahren hergestellt werden. Jede Schicht in dem Verbund leistet einen definierten Beitrag zur Erfüllung der Anforderungen an das Gesamtrohr und bringt dabei für eine Einzelfunktion positive Eigenschaften ein. So können die Schichten in derartigen Mehrschichtaufbauten zum Beispiel Innenschichten, Barriereschichten, Lösungsinhibitorschichten, Schutzschichten, Haftvermittelschichten, Stützschichten, Füllschichten, Außenschichten, Isolationsschichten, Markierungsschichten oder Verschleißschutzschichten sein. Die Schichten werden im Interesse einer einfachen Herstellbarkeit und Weiterverarbeitbarkeit aus thermoplastisch verarbeitbaren Werkstoffen hergestellt.The requirements can no longer be met by single-layer tubes, so-called mono tubes. For this reason, so-called multilayer pipes are usually used in which a plurality of functional materials are arranged in specific layer arrangements with specific layer thicknesses. These tubes can be made, for example, by coextrusion or by jacketing techniques. Each layer in the composite makes a defined contribution to the fulfillment of the requirements of the overall pipe and thereby brings positive properties to a single function. Thus, the layers in such multi-layer constructions may be, for example, inner layers, barrier layers, dissolution inhibitor layers, protective layers, adhesion promoter layers, support layers, filler layers, outer layers, insulation layers, marking layers or wear protection layers. The layers are made in the interest of ease of manufacture and processability from thermoplastically processable materials.
Die vorstehend beschriebene Fluidleitung
Auch könnte es vorgesehen sein, auf die erste Teilschicht
Die beschriebene Fluidleitung
Zudem ist die Fluidleitung
Weil die Außenschicht bevorzugt auch zur Kennzeichnung und/oder Beschriftung der der Fluidleitung
Die Werkstoffe und/oder die Wandstärken der einzelnen Schichten werden insbesondere derart gewählt, dass die Fluidleitung
Technisch bedeutungsvoll ist aber vor allem, dass durch den Entfall von innen drückenden Biegefedern keine lokalen Verformungen und Belastungen der empfindlichen Innenschicht auftreten. Die Gefahr der Beschädigung der Schicht wird vermindert. Schäden durch lokale Druckstellen der Biegefedern, die lokal die Wandstärken der Innenschicht vermindern würden, sind von außen zerstörungsfrei schwierig bis gar nicht erkennbar. Die Schäden können insbesondere auch von hoher Bedeutung sein, wenn es auf eine elektrische Mindest-Leitfähigkeit der Innenschicht ankommt. Lokale ungewollte Wandstärkenreduktionen können dazu führen, dass die geforderte Leitfähigkeit der Innenschicht nicht eingehalten wird. Dadurch kann die überlicherweise kostenintensive Innenschicht dünn gehalten werden.But above all, it is technically significant that no local deformations and stresses on the sensitive inner layer occur due to the elimination of internal compression springs. The risk of damage to the layer is reduced. Damage caused by local pressure points of the bending springs, which would locally reduce the wall thicknesses of the inner layer, are non-destructively difficult to detect from the outside. The damage can also be of great importance in particular when it comes to a minimum electrical conductivity of the inner layer. Local unwanted wall thickness reductions can result in the required conductivity of the inner layer not being complied with. As a result, the usually cost-intensive inner layer can be kept thin.
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