DE19731580A1 - Verbundrohr - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbundrohr mit einem Innenrohr aus Kunststoff, einem das Innenrohr abdichtend umgebenden, als Diffusionssperre dienenden Metallrohr und einem das Metallrohr umschließenden Außenrohr aus Kunststoff.

Ein derartiges Verbundrohr ist z. B. aus der DE-OS 40 18 753 bekannt. Bei diesem besteht das Innenrohr aus einem Kunststoff auf Polyolefinbasis, wobei das Polyolefin vernetzt ist. Als Außenrohr ist z. B. vulkanisierter Gummi oder auch ausgehärteter Polyesterkleber offenbart.

Derartige Verbundrohre sind jedoch in mehrfacher Hinsicht nachteilig. Sie sind in der Regel aufgrund ihrer Materialzusammensetzung nicht universell einsetzbar und nur mit erhöhtem Aufwand für minderwertige Anwendungen recyclebar. Ein besonderes Problem stellt, je nach Vernetzungsart, die Vernetzung des Polyethylens des Innenrohres dar. Die Vernetzungsmittel, die notwendigen Katalysatoren und Verarbeitungsstabilisatoren, enthalten in der Regel migrierende Bestandteile, die für die Anwendung der Rohre im Trinkwasserbereich, unmittelbar nach der Produktion aus dem Innenrohr ausgespült werden müssen, wodurch ein erhöhter Aufwand bei der Herstellung erforderlich ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verbundrohr bereitzustellen, das die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile möglichst weitgehend vermeidet, vom Arbeitsaufwand her leicht und kostengünstig herzustellen sowie ein möglichst hohes Maß an stofflich sauberer Trennung bei der Wiederverwertung kostengünstig erlaubt. Hierbei ist natürlich zu berücksichtigen, daß bisher an Verbundrohre gestellte Anforderungen hinsichtlich ihrer mechanischen Belastbarkeit und Beständigkeit weiterhin erfüllt werden sollen.

Die vorliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Verbundrohre der eingangs beschriebenen Art so weitergebildet werden, daß das Innenrohr und das Außenrohr aus modifiziertem Polyethylen (PE) bestehen, das nicht vernetzt ist.

Die Verwendung von modifiziertem, nicht vernetztem PE als Kunststoff für das Innen- und Außenrohr bietet eine Reihe unerwarteter Vorteile und ist insbesondere im Hochbau universell einzusetzen. Weil das modifizierte Innenrohr nicht vernetzt ist, werden Probleme durch aus tretende flüchtige Additivkomponenten bzw. eine ansonsten vorzunehmende Reinigung nach der Herstellung vermieden. Hierdurch ist es möglich, das erfindungsgemäße Verbundrohr ohne weiteres, d. h. ohne Zwischenschaltung besonderer Maßnahmen zur Reinigung oder Entfernung etwa noch oberflächig vorhandener Additivkomponenten, auch für den Sanitärbereich und dort insbesondere für Trinkwasserleitungen zu verwenden. Da sich die Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundrohres weniger aufwendig gestaltet, ist sie auch kostengünstiger als die Herstellung von Verbundrohren aus dem Stand der Technik. Hierbei ist auch zu berücksichtigen, daß der Einsatz desselben Kunststoffs für das Außenrohr und das Innenrohr ebenfalls zu einer weiteren Senkung der Herstellungskosten beiträgt, weil für die Verbundrohrherstellung nur noch ein Material geordert und vorgehalten werden muß. Außerdem kann es bei der Produktion nicht mehr zu Verwechslungen des Materials für das Außenrohr und für das Innenrohr kommen. Wegen der vergleichsweise geringen Herstellungskosten ist auch ein Einsatz in Bereichen möglich, in denen vergleichsweise geringere Anforderungen hinsichtlich des Verhaltens beim Kontakt von Medium und Innenrohr gestellt werden, wie z. B. als Rohrleitung für Heizungen und Fußbodenheizungen. Hierdurch wird wiederum der Verzicht auf unterschiedliche Materialien möglich, so daß an einer Baustelle statt verschiedener Rohrmaterialien nur das Verbundrohr vorgehalten werden muß. Dies trägt weiter zur Minimierung der Kosten bei.

Darüberhinaus ist das erfindungsgemäße Verbundrohr vollständig einer Wiederverwertung zuzuführen. Im Gegensatz zu vernetzten Materialien, die einer wirklichen Wiederverwertung nicht mehr zuführbar sind, sondern höchstens eines sogenannten Downcyclings zu minderwertigen Produkten, kann das erfindungsgemäße Verbundrohr einfach durch Aufschmelzen und Trennen von Kunststoff und Metall wiederverwertet werden, wobei der Kunststoff in vielen Fällen direkt wieder in den Herstellungsprozeß eingeführt werden kann.

Die obengenannten Vorteile werden insbesondere durch ein modifiziertes PE erzielt, das ein MDPE ist, d. h. ein Polyethylen mittlerer Dichte. Besonders bevorzugt sind bei dem modifizierten PE Okten-Seitenketten spiralförmig um die Längsachse der PE-Polymerkette angeordnet.

Durch den Einsatz von auf diese Weise stabilisiertem PE ergeben sich weitere überraschende Vorteile für das erfindungsgemäße Verbundrohr. So besitzt das erfindungsgemäße Verbundrohr aufgrund der Materialwahl für das Innen- und Außenrohr eine erhöhte Flexibilität gegenüber bekannten Verbundrohren, wobei gleichzeitig eine sehr gute chemische Beständigkeit, eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine hohe Zähigkeit vorhanden sind. Das Material verfügt insbesondere über eine so hohe Querstabilität, daß es keine Probleme bei der Verarbeitung von üblichen Fittingen gibt. Die Oberflächenstruktur des für das Innen- und Außenrohr verwendeten Kunststoffs besitzt weiterhin einen äußerst geringen Reibungskoeffizienten, so daß vorteilhafterweise auch der Einsatz in Bereichen möglich ist, in denen die Abriebfestigkeit des Außenrohrs von besonderer Bedeutung ist.

Versuche haben ergeben, daß das erfindungsgemäße Verbundrohr von extremer Haltbarkeit und Festigkeit ist und die extrapolierte Haltbarkeit im Dauerbetrieb bei 95° und 10 bar Druck über 50 Jahre beträgt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist zwischen dem Innenrohr und dem Metallrohr und/oder zwischen dem Metallrohr und dem Außenrohr eine Haftvermittlerschicht vorgesehen. Derartige Haftvermittlerschichten sind auf dem Gebiet der Verbundrohre allgemein bekannt. Als Haftvermittler werden bevorzugt Ionomere, Ethylvinylalkohol oder polyolefinische Haftvermittler eingesetzt.

Falls gewünscht, ist auch eine Einfärbung des Innen- und/oder Außenrohres möglich, wobei die zur Einfärbung dienenden Farbstoffe und Pigmente dem Fachmann allgemein bekannt sind. Hinsichtlich der Art und Menge der verwendbaren Farbmittel und Pigmente gibt es keine Beschränkungen, solange diese die erfindungsgemäßen und geforderten Eigenschaften des Verbundrohres nicht nachteilig beeinflussen. Im allgemeinen wird das Innenrohr nicht gefärbt sein, während man durch die vorteilhafterweise vorsehbare Einfärbung des Außenrohres das Verbundrohr farblich gestalten kann, was in Bereichen von Vorteil ist, wo z. B. Trinkwasserleitungen und solche, die z. B. Regenwasser führen unterschiedlich zu kennzeichnen sind.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung erfolgt die Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Figuren.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Mehrschichtrohr und

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Mehrschichtrohr gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Das in Fig. 1 dargestellte Verbundrohr besteht aus drei Schichten, einem Innenrohr 1, einem Mittelrohr 2 sowie einem Außenrohr 3. Das Innenrohr 1 und das Außenrohr 3 bestehen bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform aus einem modifiziertem PE, wobei das modifizierte PE ein MDPE ist, bei dem Okten-Seitenketten spiralförmig um die Längsachse der PE-Polymerkette angeordnet sind.

Das Metallrohr 2 kann entsprechend dem Anwendungszweck aus unterschiedlichen Metallen bestehen. Insbesondere kommen Aluminium oder Aluminiumlegierungen, aber auch Stahl, insbesondere Edelstahl, Kupfer und dgl. als Materialien für das Metallrohr 2 in Betracht. Bei dem Metallrohr 2 kann es sich um ein bereits vorgefertigtes Rohr handeln, wobei dieses in den meisten Fällen jedoch im Rahmen der Herstellung des gesamten Verbundrohres aus einem Band, entweder durch schraubenförmiges Wickeln oder durch Verbindung entlang einer Längsnaht erzeugt wird, wobei die Verbindung im Bereich der Naht stumpf oder überlappend ausgeführt sein kann. Es ist allgemein bevorzugt, das Metallrohr 2 aus Aluminium und mit einer überlappenden Längsnaht zu fertigen.

Die Herstellung des Verbundrohres gemäß Fig. 1 erfolgt nach einem allgemein geläufigen Verfahren, wobei entweder ein vorgefertigtes Metallrohr 2 zur Bildung des Innenrohres 1 bzw. Außenrohres 3 innen- und außenseitig mit einer entsprechenden PE-Schicht versehen wird. Eine alternative Möglichkeit besteht darin, zuerst das Innenrohr 1 zu extrudieren, dann um das Innenrohr 1 das Metallrohr 2 aus einem entsprechend gewickelten oder gebogenen und entlang der Kanten verschweißten Metallband herzustellen, worauf dann das Außenrohr 3 ebenfalls in einem Extrusionsverfahren aufgebracht wird. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für einen kontinuierlichen Herstellungsvorgang.

Das Verbundrohr gemäß Fig. 2 weist außer einem Innenrohr 1', einem Metallrohr 2' sowie einem Außenrohr 3', deren Materialien und Herstellung dienendes Verbundrohres gemäß Fig. 1 entsprechen können. Zur Verbesserung der Haftung zwischen dem Innenrohr 1' und dem Metallrohr 2' und/oder zwischen dem Metallrohr 2' und dem Außenrohr 3' ist bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbundrohres an der Grenzfläche Kunststoff/Metall bzw. Metall/Kunststoff jeweils eine Haftvermittlerschicht 4, 5 vorgesehen. Als Haftvermittler kommen allgemein bekannte Haftvermittler in Frage, wobei Haftvermittlerschichten 4, 5 aus Ionomeren, Ethylvinylalkohol oder einem polyolefinischen Haftvermittler, wie z. B. Ethylenvinylacetat oder Ethylenvinylalkohol, bevorzugt.

Das Verbundrohr gemäß Fig. 2 wird grundsätzlich auf vergleichbare Weise wie das Mehrschichtrohr gemäß Fig. 1 hergestellt, wobei entsprechend zusätzlich die Haftvermittlerschichten 4, 5 aufgebracht werden.

Claims (7)

1. Verbundrohr mit einem Innenrohr aus Kunststoff, einem das Innenrohr abdichtend umgebenden, als Diffusionssperre dienenden Metallrohr und einem das Metallrohr umschließenden Außenrohr aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (1) und das Außenrohr (3) aus modifiziertem PE bestehen, das nicht vernetzt ist.

2. Verbundrohr gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das modifizierte PE ein MDPE ist.

3. Verbundrohr gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das modifizierte PE spiralförmig um die Längsachse der PE-Polymerkette angeordnete Okten-Seitenketten aufweist.

4. Verbundrohr gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Innenrohr (1; 1') und dem Metallrohr (2; 2') und/oder dem Metallrohr (2; 2') und dem Außenrohr (3; 3') eine Haftvermittlerschicht (4, 5) angeordnet ist.

5. Verbundrohr gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftvermittlerschicht (4, 5) von Ionomeren, Ethylvinylalkohol oder einem polyolefinischen Haftvermittler gebildet ist.

6. Verbundrohr gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (1; 1') und das Außenrohr (3; 3') aus demselben Kunststoff gefertigt sind.

7. Verbundrohr gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (1; 1') und/oder das Außenrohr (3; 3') eingefärbt ist.