DE202012100489U1

DE202012100489U1 - Schlauchleitung zum Transport von flüssigen oder gasförmigen Medien

Info

Publication number: DE202012100489U1
Application number: DE201220100489
Authority: DE
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2012-03-01
Anticipated expiration: 2022-02-15

Abstract

Schlauchleitung zum Transport von flüssigen oder gasförmigen Medien (1), mit einer Schlauchschicht (2) aus vernetzbarem Polyethylen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchschicht (2) aufgrund eines fehlenden Vernetzungsschrittes einen Vernetzungsgrad von dauerhaft weniger als 60% aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchleitung zum Transport von flüssigen oder gasförmigen Medien mit einer Schlauchschicht aus vernetzbarem Polyethylen.
Eine derartige Schlauchleitung ist beispielsweise aus der DE 33 10 294 C1 bekannt. Bei der in dieser Schrift beschriebenen Silanvernetzung kann unter Einsatz von Silanen eine Quervernetzung von beispielsweise Polyethylen-Molekülen herbeigeführt werden. Diese Vernetzung führt beispielsweise zu einer gegenüber unvernetzten Schläuchen erhöhten thermischen Belastbarkeit.
Standardmäßig werden aus vernetzbarem Material hergestellte Schläuche in großvolumigen Wärme- bzw. Feuchteaggregaten (Klimakammern oder Klimaschränke) auf vergleichsweise aufwändige Art in einen vernetzten Zustand überführt. Durch die der Vernetzung dienende Behandlung werden Gesamtvernetzungsgrade möglichst nahe 100% angestrebt, um optimale Eigenschaften zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlauchleitung mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, die kostengünstig herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Schlauchschicht aufgrund eines fehlenden Vernetzungsschrittes einen Vernetzungsgrad von dauerhaft weniger als 60% aufweist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine teilweise Vernetzung des vernetzbaren Polyethylen-Materials auch dann stattfindet, sofern bei der Herstellung des Schlauches kein verfahrenstechnischer Vernetzungsschritt angewandt wird. Überraschenderweise findet auch ohne diesen verfahrenstechnischen Schritt – zumindest nach einer gewissen Zeit – eine Selbstvernetzung statt, die bereits zu einer für die entsprechenden Zwecke ausreichenden Verbesserung der Produkteigenschaften (z. B. Erhöhung der thermischen Belastbarkeit) des Schlauches führt. Hierbei hat man beobachtet, dass sich durch die Selbstvernetzung ein Vernetzungsgrad von annähernd 60% einstellen kann. Der Vernetzungsgrad wird hierbei vorzugsweise gemäß DIN EN 579 gemessen. Durch das erfindungsgemäße Auslassen des Vernetzungsschrittes können die Herstellkosten für die erfindungsgemäße Schlauchleitung gegenüber dem Stand der Technik beträchtlich gesenkt werden. Eine Selbstvernetzung kann beispielsweise auch dann eintreten, sofern die Schlauchleitung während ihres Betriebes mit einem entsprechend heißen Medium durchströmt wird. Hierdurch wird eine Selbstvernetzung ausgelöst, welche eine dauerhafte Beständigkeit des Schlauches gegenüber der vorliegenden thermischen Belastung sicherstellt. Grundsätzlich kann eine Selbstvernetzung jedoch auch ohne die beschriebene Durchströmung der Schlauchleitung mit einem heißen Medium erfolgen. Die Schlauchschicht kann insbesondere dauerhaft einen Vernetzungsgrad von weniger als 45% bzw. weniger als 30%, z. B. < 20%, insbesondere < 10% aufweisen. Vernetzungsgrade unterhalb 5% bzw. unterhalb 1% liegen ebenfalls im Rahmen der Erfindung.
Vorzugsweise besteht die Schlauchschicht aus einem silanvernetzbaren Ethylen-Copolymer. Dieses Ethylen-Copolymer kann beispielsweise mit Vinyltrimethoxysilan (CAS-Nr. 2768-02-7) und/oder mit Vinyltriethoxysilan (CAS-Nr. 78-08-0) modifiziert sein. Die Anbindung der Silane erfolgt zweckmäßigerweise über einen peroxidischen Pfropfungsschritt und/oder mittels Copolymerisation in die Polymerkette.
Zweckmäßigerweise stellt die Schlauchschicht die mit dem Transportmedium beaufschlagte Innenschicht der Schlauchleitung dar. Auf die Schlauchschicht kann eine, vorzugsweise aus Filamenten, z. B. Fäden und/oder Fasern, bestehende Armierungsschicht aufgebracht sein. Diese Armierungsschicht ist zweckmäßigerweise um die Schlauchschicht gewickelt und/oder geflochten. Die Filamente der Armierungsschicht können aus textilem und/oder keramischem und/oder polymerem und/oder mineralischem (z. B. Glas-) und/oder Kohlenstoff- und/oder metallischem Material bestehen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine die Armierungsschicht umgebende Außenschicht vorgesehen, welche beispielsweise dem mechanischen Schutz der Armierungsschicht dient. Diese Außenschicht kann aus einem der Schlauchschicht entsprechenden Material bestehen, also ebenfalls aus vernetzbarem Polyethylen, wobei sich entsprechend auch in der Außenschicht aufgrund eines fehlenden Vernetzungsschrittes ein Vernetzungsgrad von dauerhaft weniger als 60% einstellt. Die vorgenannten Bemessungsangaben hinsichtlich des Vernetzungsgrades können auch hier entsprechend realisiert sein.
Die erfindungsgemäße Schlauchleitung kann insbesondere Anwendung finden als einschichtiger oder mehrschichtiger Industrieschlauch für Pneumatik oder Druckluft sowie zu Industriewässer-, Chemikalien- oder sonstigen Medien-Förderung und -verteilung; ebenso für den landwirtschaftlichen Anwendungsbereich. Die bei der Selbstvernetzung entstehenden Produkte Methanol bzw. Ethanol sind bei den vorgenannten Anwendungen in der Regel unkritisch. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Schlauchleitung ist jedoch nicht auf die vorgenannten Fälle beschränkt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:
1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schlauchleitung,
2 eine alternative Ausführungsform der Erfindung und
3 einen zeitlichen Verlauf der Selbstvernetzung einer erfindungsgemäßen Schlauchleitung.
Die 1 zeigt eine Schlauchleitung zum Transport eines flüssigen oder gasförmigen Mediums 1, beispielsweise für Industrieanwendungen. Die Schlauchleitung weist eine als Innenschicht ausgebildete Schlauchschicht 2 aus vernetzbarem Polyethylen auf. Aufgrund eines fehlenden Vernetzungsschrittes weist diese Schlauchschicht 2 einen Vernetzungsgrad von dauerhaft weniger als 60% auf. Die Schlauchschicht 2 besteht hierbei aus einem silanvernetzbaren Ethylen-Copolymer, welches mittels Vinyltrimethoxysilan oder mittels Vinyltriethoxysilan modifiziert worden ist. Die Anbindung der vorgenannten Silane erfolgte über einen peroxidischen Pfropfungsschritt bzw. mittels Copolymerisation in die Polymerkette.
Der 1 ist zu entnehmen, dass auf die Schlauchschicht 2 eine aus Filamenten 3 bestehende Armierungsschicht 4 aufgebracht ist. In der Darstellung gemäß 1 sind die Filamente 3, von denen jeweils mehrere zu einzelnen Strängen 3' zusammengefasst sind, um die Schlauchschicht 2 gewickelt. Die Filamente 3 bestehen im Ausführungsbeispiel aus Kohlenstofffasern. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind die aus Filamenten 3 bestehenden Stränge 3' der Armierungsschicht 4 hingegen um die Schlauchschicht 2 geflochten. Bei beiden Figuren ist erkennbar, dass zwischen den Filamenten 3 der Armierungsschicht 4 freie Flächen 5 verbleiben, in denen die Schlauchschicht 2 von der Armierungsschicht 4 nicht verdeckt wird. Im Rahmen der Erfindung liegt es jedoch insbesondere auch, dass die Armierungsschicht 4 die Schlauchschicht 2 vollständig umgibt, also entsprechend keine derartigen Freiflächen verbleiben.
In beiden Figuren ist ferner eine die Armierungsschicht 4 umgebende Außenschicht 6 vorgesehen. Diese besteht aus einem der Schlauchschicht 2 entsprechenden Material, also ebenfalls aus einem vernetzbaren Polyethylen, bei dem aufgrund eines fehlenden Vernetzungsschrittes ein Vernetzungsgrad von dauerhaft weniger als 60% vorliegt.
Die 3 zeigt den zeitlichen Verlauf des Vernetzungsgrades in der Schlauchschicht 2 bzw. der Außenschicht 6 bei den in den 1 und 2 dargestellten Schlauchleitungen sowie eine weitere im Rahmen der Erfindung liegenden Verlauf. Man erkennt, dass aufgrund des fehlenden Vernetzungsschrittes zunächst ein Vernetzungsgrad von praktisch 0% vorliegt. Aufgrund der Selbstvernetzung kommt es über eine mehrwöchige bzw. mehrmonatige Dauer hinweg allmählich zu einer Selbstvernetzung, bei der sich dauerhaft ein Vernetzungsgrad von weniger als 60% einstellt. Die obere Kurve A zeigt hierbei den Verlauf der Schlauchleitung gemäß 1, während die mittlere Kurve B, welche sich mit zunehmender Zeitdauer einem Vernetzungsgrad von 30% annähert, den Verlauf der Schlauchleitung gemäß 2 zeigt. Die untere Kurve C nähert sich mit zunehmender Zeitdauer einem Vernetzungsgrad von 20%. Die Ermittlung der Vernetzungsgrade erfolgte gemäß DIN EN 579.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3310294 C1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 579 [0005]
DIN EN 579 [0017]

Claims

Schlauchleitung zum Transport von flüssigen oder gasförmigen Medien (1), mit einer Schlauchschicht (2) aus vernetzbarem Polyethylen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchschicht (2) aufgrund eines fehlenden Vernetzungsschrittes einen Vernetzungsgrad von dauerhaft weniger als 60% aufweist.
Schlauchleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchschicht (2) aus einem silanvernetzbaren Ethylen-Copolymer besteht.
Schlauchleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ethylen-Copolymer mit Vinyltrimethoxysilan und/oder mit Vinyltriethoxysilan modifiziert ist.
Schlauchleitung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindung der Silane über einen peroxidischen Pfropfungsschritt und/oder mittels Copolymerisation in die Polymerkette erfolgt.
Schlauchleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchschicht (2) die mit dem Transportmedium (1) beaufschlagte Innenschicht der Schlauchleitung darstellt.
Schlauchleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Schlauchschicht (2) eine, vorzugsweise aus Filamenten (3), z. B. Fäden und/oder Fasern, bestehende Armierungsschicht (4) aufgebracht ist.
Schlauchleitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierungsschicht (4) um die Schlauchschicht (2) gewickelt und/oder geflochten ist.
Schlauchleitung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente (3) aus textilem und/oder keramischem und/oder polymerem und/oder mineralischem (z. B. Glas-) und/oder Kohlenstoff- und/oder metallischem Material bestehen.
Schlauchleitung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Armierungsschicht (4) umgebende Außenschicht (6) vorgesehen ist.
Schlauchleitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (6) aus einem der Schlauchschicht (2) entsprechenden Material besteht.