DE202005004617U1

DE202005004617U1 - Armierter Schlauch

Info

Publication number: DE202005004617U1
Application number: DE200520004617
Authority: DE
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2015-03-23

Abstract

Schläuche aus Elastomer oder Kunststoff für hohe Drücke mit einer polymeren Armierung und einer hochglänzenden, metallisch wirkenden Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass
a) ein Basisschlauch an der Außenseite vollflächig mit einem Gewebe oder Geflecht aus polymeren Filamenten oder Bändern armiert ist,
b) der armierte Basisschlauch mit einer metallisch wirkenden äußeren Oberfläche versehen ist,
c) auf der metallisch wirkenden äußeren Oberfläche eine zumindest semitransparente, schützende Deckschicht angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft Schläuche aus Elastomer oder Kunststoff mit einer Armierung aus polymeren Filamenten oder Bändern, einer hochglänzenden metallisch wirkenden Oberfläche und einer zumindest semitransparenten, die metallisch wirkende Oberfläche schützenden Deckschicht.
Stand der Technik:
Schläuche, die mit Fasern aus Metallen oder Polymeren umhüllt sind, werden als Druckschläuche vorzugsweise im Sanitärbereich, beispielsweise als Zuleitung für Duschköpfe oder Handbrausen oder als flexible Verbindung zwischen fix verlegten Wasserleitungen und Handarmaturen, eingesetzt. Diese besitzen in der Regel eine metallisch wirkende Oberfläche.
(A) Ein solcher flexibler Schlauch für den Sanitärbereich ist beispielsweise aus DE 201 18 361 U1 bekannt. Dieser besteht aus Kunststoff oder einem Kunststoffverbundmaterial mit einer inneren Lage, auf der als Armierung ein Netz, ein Geflecht oder eine Hülle aufgebracht ist, und einer äußeren Lage und einer darauf aufgebrachten metallischen Beschichtung, die mittels PVD-Verfahren erzeugt wurde.
Ein derartiger Schlauch ist jedoch an der metallischen Beschichtung, welche die Oberfläche bildet, empfindlich gegen mechanischen Abrieb oder korrosiven Angriff, der die hochglänzende metallische Oberfläche schon nach kurzem Gebrauch unansehnlich werden lässt.
(B) DE 101 28 332 B4 beschreibt einen Kunststoffschlauch und ein Verfahren zu seiner Herstellung, der mit einer eingefärbten und/oder einen metallisierten Eindruck vermittelnden Außenseite versehen ist, die aus einem Schichtsystem besteht, das aufgebaut ist aus einer innen liegenden metallisch erscheinenden Dünnschicht und einer außen liegenden, zumindest teilweise transparenten Schutzdeckschicht.
Dieser Schlauch verfügt allerdings über keinerlei Armierung und somit über eine glatte Oberfläche, er ist nur im Niedrigdruckbereich bis etwa max. 3 bar, also nicht für den Haushalt einsetzbar, wo ein Druckbereich von mind. 5 bar gefordert ist.
C) Bekannt ist ebenfalls die Ausführung eines flexiblen Druckschlauches aus DIN EN 1113, bei dem die Armierung in Form von Edelstahlgeweben oder Edelstahlbändern als Außenschicht aufgebracht ist, so dass die geflochtene Armierung gleichzeitig die metallische Optik erzeugt.
Derartige Schläuche sind jedoch wenig flexibel, weiterhin verschmutzen sie auf Grund ihrer zerklüfteten Oberfläche sehr leicht und zudem ist ihre Oberfläche nicht hochglänzend sondern – werkstoffbedingt üblicherweise – nur in dem leicht graustichigen Edelstahllook verfügbar.
D) Bekannt sind weiterhin Druckschläuche mit außenseitig angeordneten polymeren Armierungsgeweben, die aus farbigen Monofilen aufgebaut sind. Nachteilig ist, dass die Farbigkeit der Außenzone keine Abriebfestigkeit aufweist und mit dieser Methode nur in begrenzten Umfang die Nachahmung einer metallischen Oberfläche möglich ist.
Aufgabenstellung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Schläuche für hohe Drücke bereitzustellen, die zur optischen Aufwertung eine äußere Flechtstruktur erkennen lassen, eine hohe Flexibilität aufweisen, über eine in einem weiten Bereich einstellbare metallisch wirkende Optik verfügen, deren Oberfläche gegen mechanische Einwirkung und Verschmutzung weitgehend unempfindlich ist und sich auch leicht reinigen lässt.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Schläuche mit einem Aufbau gemäß den Merkmale des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungen und Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
Der erfindungsgemäße Aufbau setzt sich zusammen aus einem Basisschlauch, auf dessen Außenseite eine Armierung mit hochglänzender, metallisch wirkender Oberfläche aufgebracht ist, auf dem wiederum eine transparente, die metallisch wirkende Oberfläche schützende Deckschicht angeordnet ist.
Die metallisch wirkende Oberfläche kann ausgebildet sein aus bereits metallisierten polymeren Filamenten oder Bändern oder aus hoch glänzenden, hoch glatten Filamenten oder Bändern, die nach ihrem Aufbringen auf den Basisschlauch in einem separaten Vorgang metallisiert wurden.
Der erfindungsgemäße Schlauch widersteht hohen Drücken, die bis zu 100 bar betragen können.
Nachfolgend wird die Erfindung näher beschrieben.
Erfindungsgemäß werden auf einem polymeren Basisschlauch als Armierung Monofile oder Multifilamente, vorzugsweise auf Basis von Polyester, in Form eines Gewebes oder Geflechts aufgebracht. Dieser Verbund wird anschließend an der Außenoberfläche, vorzugsweise mittels Sputtern oder thermischen Aufdampfverfahren oder Metallabscheidung durch chemische Reduktion, mit einer metallisch wirkenden Oberfläche versehen.
Je nach der Art des Beschichtungsverfahrens und des Beschichtungswerkstoffes lassen sich ganz unterschiedliche optische, chemische und mechanische Eigenschaften der aufgebrachten metallischen Schicht erzielen.
Als Voraussetzung für das Entstehen einer brillant wirkenden Metallisierungsoberfläche ist die Verwendung eines polymeren Filamentmaterials vorgesehen, das im Spinnprozess eine hoch glänzende, hoch glatte Oberfläche ausbildet. Ferner muss das polymere Grundmaterial – gegebenenfalls im Zusammenhang einer vorherigen Aktivierung – ein gutes Anhaften der Metallschicht ermöglichen.
Die Metallisierungsschicht muss die bei einem flexiblen Schlauch zu erwartenden Dehnungen schadlos überstehen, ohne dass es zu optisch wahrnehmbaren Rissbildungen oder Abplatzungen kommt. Hierzu muss die Metallisierungsschicht mit Schichtdicken realisiert werden, die erfindungsgemäß weniger als 100 nm betragen.
Derartige Metallschichten sind dann üblicherweise semitransparent und können durch die Messung ihrer Lichttransmission bezüglich ihrer Dicke eingestuft werden. Metallschichten mit einer Lichttransmission zwischen 40 und 90 % sind für eine haftfeste Metallisierung flexibler Unterlagen gut geeignet.
Für Anwendungen, bei denen nur geringe mechanische und/oder chemische Belastungen auftreten, wird der erfindungsgemäße armierte und metallisierte Grundschlauch bereits geeignet sein, vorausgesetzt die Metallisierung erfolgt unter Verwendung eines zuverlässig korrosionsbeständigen Metalls oder Metalllegierung (wie z.B. Chrom oder Chrom50Al50).
Falls jedoch erhöhte mechanische oder chemische Belastungen zu berücksichtigen sind, also im Regelfall, wird der Grundschlauch an der Außenoberfläche mit einer Deckschicht, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer haftvermittelnden Zwischenschicht, versehen.
Die haftvermittelnde Schicht kann aus einem Lack oder einem Polymer bestehen, ebenso die Deckschicht. Jede der beiden Schichten kann transparent oder semitransparent sein. Zum Erzielen besonderer optischer Effekte können die Polymere oder Lacke ganz oder teilweise eingefärbt sein.
Da die polymeren Schlauchmaterialien stets eine gewisse Permeabilität gegenüber gasförmigen oder flüssigen Medien aufweisen, sind an die verwendeten Metallisierungsmaterialien Mindestanforderungen bezüglich ihrer Korrosionsstabilität zu stellen. Geeignet im Rahmen der Erfindung sind hochreflektierende Metalle oder Legierungen auf Basis Aluminium, Silber, Nickel, Indium, Zinn, Zink, die keine gravierende Korrosionsanfälligkeit aufweisen. Unter dem Gesichtspunkt einer korrosiven Langzeitstabilität unter erschwerten Bedingungen kann die chemische Stabilität der Metallschichten zusätzlich durch ein sandwichartiges Einbetten zwischen transparente Schutzschichten, z. B. SiOx-Schichten, erzeugt beispielsweise mittels eines Plasma-CVD-Prozesses, noch verbessert werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, für die Armierung des Basisschlauches bereits metallisierte Filamente zu einzusetzen.
Damit kann bei der Herstellung des Grundschlauches der Arbeitsgang der Metallisierung entfallen.
Auch dieser Grundschlauch lässt sich wiederum mit einer Deckschicht aus einem Lack oder einem Polymeren, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer haftvermittelnden Schicht aus einem Lack oder einem Polymeren, an der Außenoberfläche versehen.
Ausführungsbeispiel
Ein erfindungsgemäßer Schlauch ist wie folgt aufgebaut: der Innenschlauch verfügt über einen Innendurchmesser von 8,2 mm und einem Außendurchmesser von 11,8 mm. Er besteht aus Polypropylen, charakterisiert durch einen E-Modul von 800 MPa und eine Streckspannung von 25 MPa.
Auf diesem Innenschlauch wird über eine Flechtmaschine eine Polymerarmierung – bestehend aus einer Diagonalflechtung aus einem Polyestermonofil der Teijin Type 930 S, Durchmesser 0,3 mm 32-fädig aufgebracht.
Die Metallisierung des umflochtenen Innenschlauches erfolgt in einer Batchanlage, wobei zunächst die Monofiloberfläche in einer Sauerstoffplasmaatmosphäre aktiviert, anschließend das Aluminium thermisch aus elektrisch beheizten Wolfram-Wendeln aufgedampft wird.
Zum Schutz des umflochtenen, metallisierten Innenschlauches wird eine Schutzummantelung der Wandstärke 0,8 mm aufextrudiert. Diese besteht aus glasklarem Weich-PVC der Shore-Härte A 75 mit Blauschönungsadditiv.
Dieser erfindungsgemäße Schlauch widersteht in der dargestellten Form bei Raumtemperatur einem Druck von 140 Bar, er ist unempfindlich gegenüber Verschmutzungen, leicht zu reinigen und weitgehend unempfindlich gegen mechanische Einwirkung.

Claims

Schläuche aus Elastomer oder Kunststoff für hohe Drücke mit einer polymeren Armierung und einer hochglänzenden, metallisch wirkenden Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein Basisschlauch an der Außenseite vollflächig mit einem Gewebe oder Geflecht aus polymeren Filamenten oder Bändern armiert ist, b) der armierte Basisschlauch mit einer metallisch wirkenden äußeren Oberfläche versehen ist, c) auf der metallisch wirkenden äußeren Oberfläche eine zumindest semitransparente, schützende Deckschicht angeordnet ist.
Schläuche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Armierung aus einem hoch glänzenden, hoch glatten Filamentmaterial besteht
Schläuche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die metallisch wirkende Oberfläche eine Schichtdicke von kleiner 100 nm aufweist und mittels Sputtern oder thermischem Aufdampfen oder Metallabscheidung durch chemische Reduktion erzeugt ist.
Schläuche nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die metallisch wirkende Schicht basiert auf den Metallen oder Legierungen, die ausgewählt sind aus der Gruppe Aluminium, Zinn, Zink, Indium, Silber, Nickel oder Chrom.
Schläuche nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die metallisch wirkende Schicht zur Verbesserung ihrer Langzeitstabilität durch sandwichartiges Einbetten zwischen transparenten Schutzschichten auf Basis SiOx geschützt ist.
Schläuche nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der transparenten Schutzschichten durch einen Plasma-CVD-Prozess erfolgt.
Schläuche nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Armierung aus Gewebe oder Geflecht aus bereits vorher metallisierten Filamenten besteht.