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Die Erfindung betrifft ein Rohr zum Transport von flüssigen und/oder gasförmigen Medien, mit mindestens einer ein Lumen umgebenden Wand.
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Stand der Technik sind derartige Rohre für den Transport von flüssigen und/oder gasförmigen Medien bekannt.
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Diese Rohre dienen beispielsweise dem Transport von Trinkwasser aus Tririkwasserreservoiren bis hin zum Endverbraucher, aber auch dem Rücktransport von Abwasser vom Endverbraucher zu Abwasserentsorgungsunternehmungen. Bei diesen Rohren nach dem bekannten Stand der Technik kommt es zu Ablagerungen an der Rohrinnenwand, welche zum einen den Durchflussquerschnitt dieser Rohre reduzieren, zum anderen aber auch die Qualität, insbesondere des zu transportierenden Trinkwassers, negativ beeinflussen. Diese Ablagerungen sind bei Rohren aus metallischen Werkstoffen beispielsweise durch Korrosion entstehender Rost aber auch durch in den wassertransportierten Bestandteilen erfolgt eine Ablagerung von Mikroorganismen. Diese Mikroorganismen, welche auch bei Rohren aus polymeren Werkstoffen sich ablagern, können bei längerem Transport von Flüssigkeiten noch weiter in das Rohrinnere hinein wachsen und führen somit zu einem reduzierten Durchflussquerschnitt im Rohr aber auch zu einer negativen Auswirkung auf beispielsweise das Trinkwasser. Um den Anforderungen an den Transport von Trinkwasser gerecht zu werden, ist es erforderlich, bei diesen Rohren nach den bekannten Stand der Technik eine Reinigung der inneren Rohroberflächen vorzunehmen, um der Ablagerung und dem Transport derartiger Mikroorganismen Einhalt zu gebieten.
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Die Reinigung derartiger Rohre ist in den schwer zugänglichen Kanalsystemen zum einen sehr aufwändig und zum anderen bei der Vielzahl der verlegten Rohrsysteme eine kontinuierliche und damit auch kostenaufwändige Maßnahme für die entsprechenden beispielsweise Wasserversorgungsunternehmen. Durch die Ablagerung von Mikroorganismen bzw. anderen Schadstoffen an der Rohrinnenoberfläche kann es ebenfalls zu einer Schädigung des Materials des Rohres an sich kommen.
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Die Mikroorganismen bzw. die Schadstoffe lagern sich an der Rohrinnenwand an, welche an sich nicht homogen glatt ist, sondern eine gewisse fertigungsbedingte Rauhigkeit aufweist. In diese rauen Oberflächen gelangen nun beim Einsatz der Rohre nach dem Stand der Technik die Mikroorganismen bzw. die aggressiven Stoffe von beispielsweise Abwassern, welche somit erheblich die Materialeigenschaften des Rohres beeinflussen. Als nachteilig hat sich herausgestellt, dass beispielsweise bei Rohren aus polymeren Werkstoffen Additive ausdiffundieren können, was zu einer Versprödung bzw. Alterung des polymeren Werkstoffes des Rohres führt. Weiterhin nachteilig konnte festgestellt werden, dass sich die Mikroorganismen bzw. die Feststoffe fest an der Rohrinnenwand anlagern und Verkrustungen aufbauen, die teilweise den Durchflussquerschnitt der Rohre nach dem Stand der Technik erheblich reduzieren. Diese Verkrustungen werden außerdem noch durch die Auskristallisation von in beispielweise Abwasser gelösten Stoffen negativ gefördert.
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Aus der
WO 97 30798 ist ein gattungsgemäßes Rohr bekannt. Dieses Rohr ist aus einem polymeren Werkstoff hergestellt und dient dem Transport von flüssigen und/oder gasförmigen Medien, mit mindestens einer ein Lumen umgebenen Wand. Mit diesem Rohr soll die bekannte Verkrustungsneigung vermindert und die ursprünglichen Materialeigenschaften weitgehend erhalten bleiben. Dies soll dadurch gelöst werden, dass die innere Oberfläche der Rohrinnenwand mit einer Schutzschicht versehen ist. Diese Schutzschicht wird in einem komplizierten und aufwändigen Verfahren nach der Herstellung des Rohres aufgesprüht.
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Nachteilig bei diesem Rohr und der darin aufgebrachten Beschichtung wird gesehen, dass gerade das Aufbringen einer derartigen Schutzschicht sehr zeit- und kostenintensiv ist, wobei nicht sichergestellt ist, dass diese Beschichtung den Beanspruchungen durch die im Trinkwasser bzw. auch in Abwassern enthaltenen Mikroorganismen bzw. Feststoffen dauerhaft standhält. Neben den hohen Kosten derart beschichteter Rohre nach dem Stand der Technik, der schlechten Haftung der Schutzschicht an der Rohrinnenwand spricht somit die mangelnde Langzeitbeständigkeit gegen den Einsatz derartig beschichteter Rohre.
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Ein weiterer Nachteil wird darin gesehen, dass die in Trinkwasser bzw. in Abwasser enthaltenen Mikroorganismen bzw. Schadstoffe diese Schutzschicht schädigen, sodass diese sich ablöst und das zu transportierende Trinkwasser bzw. Abwasser zusätzlich einer Schadstoffbelastung unterzieht und andererseits aber trotzdem zu einer Versprödung des Werkstoffes des Rohres an diesen Stellen führt. Somit können die Rohre nach dem bekannten Stand der Technik keinen aktiven Beitrag zur Optimierung der Qualität von beispielsweise von Trinkwasser auf dem Weg vom Versorgungsunternehmen bis hin zum Endverbraucher leisten.
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Aus der
DE 38 30 359 A1 ist ein in den Körper, in Körperteile oder in Körperhöhlen einführbares und/oder implantierbares Teil bekannt. Die
US 6 475 631 B1 betrifft einen antimikrobiellen Stoff, eine antimikrobielle Harzzusammensetzung und einen antimikrobiellen künstlichen Marmor. Die
US 5 848 995 A offenbart antiinfektiöse medizinische Artikel, die aus einem hydrophilen Polymer, welches Silberchlorid enthält, hergestellt sind. Aus der
FR 2 828 992 A1 geht ein bakteriostatischer Schlauch bzw. ein bakteriostatisches Rohr hervor mit einer Innenschicht, in der mit Metallionen beladener Zeolith enthalten ist. Hier setzt die Erfindung ein, die sich die Aufgabe gestellt hat, die Nachteile des bekannten Standes der Technik zu überwinden, und ein Rohr aufzuzeigen, welches wirtschaftlich und kostengünstig herstellbar ist, welches einer Ablagerung von Schadstoffen bzw. Mikroorganismen an der inneren Oberfläche deutlich verringert bzw. gar nicht erst zulässt und bei dem die Materialeigenschaften über die Nutzungsdauer an sich erhalten bleiben.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Weitere die Erfindung detailliert beschreibende, vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
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Das erfindungsgemäße Rohr zeichnet sich wie folgt aus: Das Rohr zum Transport von flüssigen und oder gasförmigen Medien, mit mindestens einer ein Lumen umgebenden Wand, die eine innere Schicht aufweist, wobei der Werkstoff des Rohres wenigstens ein oligodynamisch wirkendes Material in einer Menge von 0,01 bis zu 20%, bezogen auf die Gesamtmasse, eingelagert enthält, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Gesamtwandstärke zur Innenschicht wenigstens 2 beträgt und dass das oligodynamisch wirkende Material in dem dem Lumen zugewandten Bereich konzentriert ist.
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Somit kann auf vorteilhafte Weise erreicht werden, dass die dem zu transportierenden flüssigen und/oder gasförmigen Medien zugewandte innere Oberfläche des Rohres so ausgebildet ist, dass keine chemisch bzw. biologisch bedingten Verkrustungen bzw. Bewuchse sich anlagern und ausbilden können.
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Das oligodynamisch wirkende Material des erfindungsgemäßen Rohres ist in einer weiteren Ausführungsform eine bakterizid und/oder mikrobizid bzw. fungizid wirkende Metallkomponente.
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Das erfindungsgemäße Rohr weist eine bakterizide bzw. bakteriostatische Wirkung gegenüber Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Alcaligenes faecalis, Escherichia coli und Enterococcus faecalis auf. Es konnte weiterhin vorteilhaft festgestellt werden, dass das erfindungsgemäße Rohr eine fungizide Wirkung gegenüber Candida albicans aufweist.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das erfindungsgemäße Rohr so ausgebildet, dass nur eine die Innen- und/oder Außenschicht bildende Rohrwand wenigstens ein oligodynamisch wirkendes Material enthält. Dieses Ausführungsbeispiel wird im an sich bekannten Verfahren der Coextrusion hergestellt, wobei nur die den Mikroorganismen bzw. Schadstoffen zugewandte Seite des erfindungsgemäßen Rohres das oligodynamisch wirkende Material enthält. Somit können vorteilhafterweise die an sich bekannten guten Eigenschaften der Standardrohre erhalten bleiben und diese sind insbesondere durch die erfindungsgemäße Ausführung zum Transport von insbesondere Wasser wie Trinkwasser prädestiniert, ohne das die an sich bekannten Standardeigenschaften erneut überprüft und nachgewiesen werden müssen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Rohr ist die Metallkomponente einer metallionenabgebende Substanz, die durch den Kontakt mit der Flüssigkeit oder dem Gas Metallionen freisetzt, welche aber nur auf die Oberfläche des Rohres wirksam sind. Es konnte überraschend gefunden werden, dass die metallionenabgebende Substanz ein Salz, Oxid, Carbid, eine metallorganische Verbindung ist, die aus Gruppe Silber, Gold, Kupfer, Zink, Blei, Arsen, Cadmium ausgewählt ist.
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Entgegen der Lehre des Stand der Technik, derartige Rohre mit zusätzlichen aufwändigen Schutzschichten zu versehen, konnte gefunden werden, dass die metallabgebende Substanz aus der Gruppe der Zeolithe ausgewählt ist, wobei diese sowohl natürlich vorkommende als auch industriell hergestellte Zeolithe sind.
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Das Rohr zeichnet sich außerdem erfindungsgemäß dadurch aus, dass ein Teil der im Zeolith enthaltenen Metalle durch wenigstens eine Art von Ionen austauschbaren Metallen ersetzt ist, die aus der Gruppe Silber, Gold, Kupfer, Zink, Blei, Arsen, Cadmium ausgewählt sind. Die Metallionen werden vorteilhafterweise durch Ionenaustauschprozesse ersetzt durch ein- und/oder zweiwertige Ionen der Alkali- oder Erdalkaligruppe. Hier haben sich beispielsweise Wirkstoffe auf Basis von Sodium Alumosilicaten ausgezeichnet.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Rohres wird dadurch gesehen, dass eine langfristige Sicherstellung des Transportes von flüssigen und/oder gasförmigen Medien sichergestellt ist, da die metallionenabgebende Substanz in einer mittleren Korngröße von etwa 6 μm in den Werkstoff des Rohres eingearbeitet werden kann.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass das erfindungsgemäße Rohr thermoplastische Eigenschaften bzw. duroplastische Eigenschaften aufweist. In einer weiteren Ausführungsform ist der Werkstoff des erfindungsgemäßen Rohres wenigstens teilweise vernetzt ausgeführt.
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Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Rohre können sowohl die Reinigungs-, Wartungs- und Instandsetzungskosten beim Einsatz in Wasserversorgungsnetzen stark reduziert werden, ohne dass der Durchflussquerschnitt bzw. die Qualität beeinflusst wird. Das erfindungsgemäße Rohr kann sowohl kreisförmig, eckig aber auch mehrschichtig ausgeführt sein.
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Bei der Verwendung eines Werkstoffes des Rohres mit wenigstens ein oligodynamisch wirkenden Material in einer Menge von 0,01 bis zu 20%, bezogen auf die Gesamtmasse, in einem Rohr zum Transport von flüssigen und/oder gasförmigen Medien, mit mindestens einer ein Lumen umgebenden Wand, kann eine signifikante Verlängerung der Systemstandzeit in den Wasserversorgungsnetzen durch eine gleichbleibende Qualität der zu transportierenden Flüssigkeiten und/oder Gase aber auch einer gleichbleibenden Materialstabilität des Rohres realisiert werden.
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Weiterhin vorteilhaft wird gesehen, dass auch bei Rohren, welche mit den Nachteilen des bekannten Standes der Technik behaftet sind, eine kostengünstige Sanierung durch die erfindungsgemäßen Rohre realisiert werden können, die zu den gleichen Vorteilen wie ursprünglich montierte erfindungsgemäße Rohre führt.
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Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass der Werkstoff des Rohres in einer Menge von 0,01 bis zu 20%, bezogen auf die Gesamtmasse, Fungizide wie beispielsweise DCOIT (4,5-Dichlor-2-N-actyl-4-isothiazolin-3-on Dichloroctylisothiazolinon), OIT (2-N-octyl-4-isothiazolin-3-on), Bethoxazin (3-Benzo[b]thien-2-yl-5,6-dihydro-1,4,2-oxathiazin,4-oxid), Fluorfolpet (2-(Dichlorfluormethylthio)-isoindol-1,3-dion N-Fluordichlormethylthiophthalimid Fluorcaptan Fluorphaltan), OBPA (10,10'-Oxybispenoxyarsin) beziehungsweise BCM (Methyl-N-(2-benzimidazolyl)-carbamat Benzimidazolylcarbaminsäuremethylester Carbendazim) aufweist.
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Die erfindungsgemäßen Rohre, welche nach dem an sich bekannten Coextrusionsverfahren hergestellt sind, weisen eine Innenschicht von etwa 0,1 bis 5,0 mm auf, in denen wenigsten ein oligodynamisches wirkendes Material in einer Menge von 0,01 bis zu 20%, bezogen auf die Gesamtmasse des Rohres, eingelagert ist.
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Bei den erfindungsgemäßen Rohren hat sich überraschend herausgestellt, dass bei einem Verhältnis von Gesamtwandstärke zur Innenschicht von wenigstens 2 die Ablagerung von Mikroorganismen bzw. Schadstoffen dauerhaft reduziert werden kann, da das oligodynamisch wirkende Material nicht in das beispielsweise zu transportierende Trinkwasser migriert, sondern über die gesamte Produktlebensdauer an der Rohrinnenwand vorgehalten und oberflächenwirksam ist.
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Beispiel 1:
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Das erfindungsgemäße Rohr besteht aus:
| 95 bis 98% | Polyethylen |
| 2 bis 5% | Silber-Sodium-Hydrogen-Zirkonium-Phosphat |
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Beispiel 2:
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Die erfindungsgemäße Rohr bestehend aus:
| 95% | Polyvinylchlorid VMQ |
| 0,1 bis 5% | Silbersalz X2nO-Na2O-Al2O3-2SiO2 X = Ag+ |
| 0,5 bis 5% | OBPA (10,10'-Oxybispenoxyarsin) |
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Beispiel 3:
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Das erfindungsgemäße Rohr besteht aus 2 coextrudierten Schichten, mit:
| 90% | Polyethylen, vernetzt, für die stabile Außenschicht |
| 5% | Polyethylen für die Innenschicht |
| 0,1 bis 5% | Silbersalz X2nO-Na2O-Al2O3-2SiO2 X = Ag+ |