DE10312700A1 - Plastic pipe incorporates a metal layer in the form of a foil which has a longitudinal seam and is shaped as a bellows - Google Patents

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Abstract

The plastic pipe (1) incorporates a metal layer (3) in the form of a foil which has a longitudinal seam and is shaped as a bellows. An independent claim is also included for a heat insulated conduit incorporating the proposed plastic pipe.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffrohr mit einer Permeationssperre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a plastic tube with a permeation barrier according to the preamble of claim 1.

Medientransportrohre aus Kunststoff haben im Vergleich zu Metallrohre den Nachteil, daß sie gegenüber Gasen mit kleinen Molekülen permeabel sind. Falls die Moleküle genügend klein sind, findet eine temperaturabhängige Permeation statt.Media transport pipes made of plastic have the disadvantage compared to metal pipes that they are compared to gases with small molecules are permeable. If the molecules enough are small, a temperature-dependent permeation takes place.

In wasserführenden, isolierten Leitungen mit einem Mediumrohr aus Kunststoff diffundiert bei Temperaturen über 70°C Wasserdampf durch das Mediumrohr und gelangt in die Isolationsschicht. Feuchte Isolationsmaterialien verlieren drastisch an Isolationswert. Analog können Sauerstoffmoleküle mittels Permeation von außen nach innen in das durchfließende Wasser gelangen und dieses an Sauerstoff anreichern. Dies fördert bei Stahlteilen, z. B. bei Radiatoren im gleichen Rohrsystem, die Korrosion und führt außerdem zu einer vorzeitigen Alterung des Kunststoffrohres.In water-bearing, insulated pipes with a plastic medium pipe, water diffuses at temperatures above 70 ° C through the medium pipe and gets into the insulation layer. humidity Insulation materials lose their insulation value drastically. Analogous can By means of oxygen molecules Permeation from the outside inside into the flowing Water and enrich it with oxygen. This encourages Steel parts, e.g. B. in radiators in the same pipe system, the corrosion and leads Moreover to premature aging of the plastic pipe.

Bei wasserführenden, nicht isolierten Leitungen aus Kunststoff spielt die Permeation von Wasserdampf von innen nach außen keine bedeutende Rolle, hingegen wirkt sich die Permeation von Sauerstoffmolekülen von außen nach innen nachteilig aus.For water-bearing, non-insulated pipes made of plastic, the permeation of water vapor plays from the inside out Outside no significant role, however, the permeation of oxygen molecules affects Outside disadvantageous inside.

Zur Behebung dieser Nachteile hat man bereits in die Wandung eines Kunststoffrohres eine Metallfolie eingebracht. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei wiederholten bedingten Expansions- und Kontraktionsbewegungen des Rohres durch betriebsbedingte Temperatur- und Druckwechsel die Gefahr der Delaminierung und Rissbildung der Metallfolie groß ist. Das Problem entsteht dadurch, daß die Metallfolie und die Kunststoffschichten unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten und Elastizitätsmodule haben.To address these drawbacks a metal foil is already in the wall of a plastic pipe brought in. However, it has been shown that with repeated conditional expansion and contraction movements of the pipe due to operational temperature and pressure changes the risk of delamination and cracking of the Metal foil is great. The problem arises from the fact that the metal foil and the plastic layers different coefficients of expansion and moduli of elasticity to have.

Zur Lösung der genannten Probleme ist es aus der CH-A1 674 763 bekannt, eine Permeationssperre vorzusehen, die aus einem auf dem Innenrohr aufliegenden, zusammendrückbaren Polstermaterial und einer nackten oder einer ein- oder beidseitig beschichteten Metallfolie besteht, die von einem Mediummantelrohr umgeben ist. Das Polstermaterial ist ein schraubenlinienförmig, mit überlappenden Bandkanten gewickeltes Polsterband aus einem mit einem Elastomer kaschierten gewobenen Polyamidband.To solve the problems mentioned it is from the CH-A1 674 763 Known to provide a permeation barrier, which consists of a compressible padding material lying on the inner tube and a bare or a metal foil coated on one or both sides, which is surrounded by a medium jacket tube. The upholstery material is a helical, upholstery tape wrapped with overlapping tape edges made of a woven polyamide tape laminated with an elastomer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kunststoffrohre wasserdampfdiffusionsdicht auszubilden, ohne daß die Gefahr eines Undichtwerdens der Permeationssperrschicht besteht. Insbesondere soll die Permeationssperrschicht gesichert sein gegen axiale und radiale Kräfte.The present invention lies the task is based, plastic pipes water vapor diffusion tight train without the There is a risk of the permeation barrier layer becoming leaky. In particular the permeation barrier should be secured against axial and radial forces.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 erfaßten Merkmale gelöst.This task is performed by the in the indicator of claim 1 recorded Features solved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.Further advantageous configurations the invention are covered in the subclaims.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch die faltenbalgartige Ausführung der Metallschicht eine Übertragung der temperaturbedingten radialen und axialen Kräfte auf die Metallschicht weitestgehend unterbleibt. Die radialen und axialen Kräfte werden durch die einzelnen Faltenbälge aufgefangen. Die weichplastischen Schichten beiderseits der Metallschicht kapseln die Metallschicht ein und schützen diese vor einer Beschädigung.The main advantage of the invention can be seen in the fact that through the bellows-like design a transfer of the metal layer the temperature-related radial and axial forces on the metal layer as far as possible omitted. The radial and axial forces are determined by the individual bellows collected. The soft plastic layers on both sides of the metal layer encapsulate the metal layer and protect it from damage.

Bei einem mit der erfindungsgemäßen Permeationssperrschicht versehenen Kunststoffrohr konnte eine Diffusionsrate von weniger als 0,1 mg pro m2/Tag festgestellt werden. Das Kunststoffrohr wurde dabei einem Schnelltest unterzogen, bei dem 1.600 Zyklen zwischen 20°C und 95°C durchgeführt wurden.A diffusion rate of less than 0.1 mg per m 2 / day was found in a plastic pipe provided with the permeation barrier layer according to the invention. The plastic pipe was subjected to a rapid test in which 1,600 cycles between 20 ° C and 95 ° C were carried out.

Die Erfindung ist anhand der in den 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is based on the in the 1 and 2 schematically illustrated embodiments.

In der 1 ist ein seitlicher Schnitt durch ein Leitungsrohr gemäß der Lehre der Erfindung dargestellt. Auf dem Kunststoffrohr 1, welches vorzugsweise ein Kunststoffrohr aus vernetztem Polyethylen ist, ist eine Permeationssperrschicht angeordnet. Diese Permeationssperrschicht besteht aus einer ersten, direkt auf dem Kunststoffrohr 1 angeordneten Polsterschicht 2, vorzugsweise ein Gel auf der Basis von Polyurethan oder Polyurea. Dieses Gel ist sehr flexibel und kann beispielsweise durch Extrusion oder Spritzen auf das Kunststoffrohr 1 aufgetragen werden. Über der Schicht 2 ist die eigentliche diffusionsdichte Schicht 3 angeordnet, welche in Form einer Folie längseinlaufend auf die Schicht 2 aufgelegt ist. Die die Schicht 3 bildende Folie kann eine Metallfolie, ein- oder beidseitig mit Kunststoff beschichtet oder blank oder aber eine metallbedampfte Kunststofffolie sein.In the 1 is a side section through a conduit according to the teaching of the invention. On the plastic tube 1 , which is preferably a plastic tube made of cross-linked polyethylene, a permeation barrier layer is arranged. This permeation barrier layer consists of a first one, directly on the plastic pipe 1 arranged cushion layer 2 , preferably a gel based on polyurethane or polyurea. This gel is very flexible and can, for example, be extruded or sprayed onto the plastic tube 1 be applied. Over the layer 2 is the actual diffusion-tight layer 3 arranged, which runs in the form of a film lengthwise on the layer 2 is on the hook. The the layer 3 Forming film can be a metal film, coated on one or both sides with plastic or bare, or a metal-coated plastic film.

Die Folie kann vorteilhafterweise mit überlappenden Bandkanten auf die Schicht 2 aufgelegt werden. Die überlappenden Bandkanten können miteinander verklebt oder verschweißt sein.The film can advantageously with overlapping band edges on the layer 2 be put on. The overlapping band edges can be glued or welded together.

Die Schicht 3 ist von einer weiteren Schicht 4 umgeben, welche ebenfalls vorzugsweise ein Gel auf der Basis von Polyurethan oder Polyurea ist.The layer 3 is from another layer 4 surrounded, which is also preferably a gel based on polyurethane or polyurea.

Die 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Schnitts durch die Wandung des Leitungsrohres nach 1.The 2 shows an enlarged view of a section through the wall of the conduit 1 ,

Hier ist erkennbar, daß die Schicht 3 mit quer zur Längsachse des Rohres verlaufenden Faltenbälgen versehen ist oder auf andere Weise verformt ist. Denkbar wäre auch eine wellenförmige Verformung.Here you can see that the layer 3 is provided with bellows extending transversely to the longitudinal axis of the tube or is deformed in some other way. Wavy deformation would also be conceivable.

Die Folie kann wird in einem gesonderten Arbeitsgang hergestellt werden.The film can be in a separate Ar be prepared.

Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen, zunächst eine erste Schicht des Gels auf das Kunststoffrohr aufzutragen, sodann eine blanke Metallfolie, vorzugsweise eine Aluminiumfolie um die Schicht aus Gel herumzuformen, die zum Rohr geformte Folie mit einer balgenförmigen Wellung zu versehen und anschließend auf die balgenförmig verformte Folie die zweite Schicht aus Gel aufzutragen.It has been particularly advantageous proved to be, however, initially apply a first layer of the gel to the plastic tube, then a bare metal foil, preferably an aluminum foil to form the layer of gel around it, the film formed into the tube with a bellows-shaped Corrugation and then on the bellows-shaped Apply the second layer of gel.

Die aus den Schichten 2, 3 und 4 bestehende Permeationssperrschicht ist diffusionsdicht aufgrund der metallischen Schicht 3 und ist wegen der Einbettung der Schicht 3 in den elastischen oder plastischen Schichten 2 und 4 gegen Krafteinwirkungen geschützt. Bei axial oder radial wirkenden Kräften nehmen die balgenförmige Verformung der Schicht 3 die Längen- bzw. Durchmesseränderung auf, ohne daß die metallische Lage der Schicht 3 in Mitleidenschaft gezogen wird.The layers 2 . 3 and 4 existing permeation barrier layer is diffusion-tight due to the metallic layer 3 and is because of the embedding of the layer 3 in the elastic or plastic layers 2 and 4 protected against the effects of force. With axially or radially acting forces, the bellows-shaped deformation of the layer takes place 3 the change in length or diameter without the metallic layer of the layer 3 is affected.

Das Kunststoffrohr nach der Lehre der Erfindung ist besonders geeignet als Innenrohr eines wärmeisolierten Leitungsrohres wie es beispielsweise in der EP-PS 0897788 beschrieben ist. Die dort beschriebene Fernheizleitung ist in Fachkreisen unter dem Namen Calpex bekannt.The plastic pipe according to the teaching the invention is particularly suitable as an inner tube of a heat insulated Pipe as described for example in EP-PS 0897788 is. The district heating line described there is in specialist circles under the Name known as Calpex.

Die Abmessungen der Permeationssperrschicht betragen z. B.
Wanddicke (Schichten 2, 3 und 4) = 0,35 mm
Wanddicke der Schicht 3 = 0,35 μm.The dimensions of the permeation barrier are z. B.
Wall thickness (layers 2 . 3 and 4 ) = 0.35 mm
Wall thickness of the layer 3 = 0.35 μm.

Bei dem vorteilhafterweise verwendeten Gel auf Polyurethanbasis handelt es sich um ein thermoplastisches Polyurethan oder Polyurea mit einer Dehnfähigkeit von über 100 %.When used advantageously Gel based on polyurethane is a thermoplastic Polyurethane or polyurea with an elasticity of over 100 %.

Claims (11)

Kunststoffrohr mit einer Permeationssperre in Form einer das Kunststoffrohr umhüllenden Metallschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (3) eine Folie mit einer in Richtung der Längsachse des Kunststoffrohres (1) verlaufenden Naht und daß die Folie quer zur Längsachse des Kunststoffrohrs (1) faltenbalgartig verformt ist.Plastic pipe with a permeation barrier in the form of a metal layer enveloping the plastic pipe, characterized in that the metal layer ( 3 ) a film with a in the direction of the longitudinal axis of the plastic tube ( 1 ) running seam and that the film is transverse to the longitudinal axis of the plastic tube ( 1 ) is deformed like a bellows. Kunststoffrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Metallfolie ist.Plastic pipe according to claim 1, characterized in that the Foil is a metal foil. Kunststoffrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine metallbedampfte Kunststofffolie ist.Plastic pipe according to claim 1, characterized in that the Foil is a metalized plastic foil. Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie mit überlappenden Bandkanten angeordnet ist.Plastic pipe according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Foil with overlapping Band edges is arranged. Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der äußeren Oberfläche des Kunststoffrohres (1) und der Metallschicht (3) eine elastische oder weichplastische Masse (2) vorgesehen ist, welche Dehnungen des Kunststoffrohres aufnehmen kann.Plastic pipe according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the outer surface of the plastic pipe ( 1 ) and the metal layer ( 3 ) an elastic or soft plastic mass ( 2 ) is provided which strains of the plastic pipe can absorb. Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Metallschicht (3) eine Schicht aus einer elastischen oder weichplastischen Masse vorgesehen ist.Plastic pipe according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the metal layer ( 3 ) a layer of an elastic or soft plastic mass is provided. Kunststoffrohr nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weichplastische Masse (2, 4) ein Gel auf Basis Polyurethan oder Polyurea ist.Plastic pipe according to claim 5 and 6, characterized in that the soft plastic mass ( 2 . 4 ) is a gel based on polyurethane or polyurea. Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (3) eine Wanddicke zwischen 25 und 40 μm aufweist.Plastic pipe according to one of claims 2 to 7, characterized in that the metal foil ( 3 ) has a wall thickness between 25 and 40 μm. Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die metallbedampfte Kunststofffolie (3) eine Wanddicke von 20 – 40 μm aufweist.Plastic pipe according to one of claims 3 to 8, characterized in that the metal-coated plastic film ( 3 ) has a wall thickness of 20 - 40 μm. Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der auf dem Kunststoffrohr (1) aufliegenden Schicht aus weichplastischer Masse (2), Metallschicht (3) und weichplastischer Masse (4) zwischen 0,1 bis 0,5 mm beträgt.Plastic pipe according to one of claims 5 to 8, characterized in that the wall thickness of the on the plastic pipe ( 1 ) overlying layer of soft plastic mass ( 2 ), Metal layer ( 3 ) and soft plastic mass ( 4 ) is between 0.1 and 0.5 mm. Wärmeisoliertes Leitungsrohr, bestehend aus zumindest einem Innenrohr einer das Innenrohr umgebenden Wärmedämmschicht, sowie einem die Wärmedämmschicht umgebenden Außenrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgestaltet ist.Cool wall Line pipe, consisting of at least one inner pipe one Inner pipe surrounding thermal insulation layer, as well as the thermal insulation layer surrounding outer tube, characterized in that the Inner tube according to one of the claims 1 to 10 is configured.
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