DE202018103661U1

DE202018103661U1 - Haftverbund

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Publication number: DE202018103661U1
Application number: DE202018103661.0U
Authority: DE
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Industries SE and Co KG
Priority date: 2018-06-27
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2019-09-30
Anticipated expiration: 2028-06-28

Abstract

Haftverbund (1) aus einer ersten Schicht (2), die ein vernetztes Polymermaterial (4) enthält oder aus einem solchen besteht, und wenigstens einer damit verbundenen zweiten Schicht (3) aus einem polaren thermoplastischen Polymermaterial (5), insbesondere aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, wobei der Haftverbund (1) erhältlich ist durch ein Verfahren, folgende Schritte aufweisend:
(a) Bereitstellen der ersten Schicht (2), die ein unvernetztes Polymermaterial (6) enthält oder aus einem solchen besteht, mit einem Photoinitiator (7), insbesondere einen UV-Photoinitiator,
(b) Anordnen eines polaren thermoplastischen Polymermaterials (5), insbesondere Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, als zweite Schicht (3) an der ersten Schicht (2),
(c) Einwirkenlassen von Strahlungsenergie (E), insbesondere von UV-Licht, aus einer Quelle, die Strahlung, insbesondere UV-Strahlung abgibt, auf das unvernetzte Polymermaterial (6) der ersten Schicht (2), wobei das unvernetzte Polymermaterial (6) zum vernetzten Polymermaterial (4) vernetzt wird mit einem Vernetzungsgrad von zumindest mehr als 50 %, und die erste Schicht (2) mit der zweiten Schicht (3) verbunden wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Haftverbund aus einer ersten Schicht, die ein vernetztes Polymermaterial enthält oder aus einem solchen besteht, und wenigstens einer damit verbundenen zweiten Schicht aus einem polaren thermoplastischen Polymermaterial, insbesondere aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Bauteil mit wenigstens einem Haftverbund der beschriebenen Art.
Es ist außerordentlich schwierig, einen Verbund aus einem vernetzten Polymermaterial, das unpolar ist, und einem polaren thermoplastischen Polymermaterial, insbesondere einem solchen aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, im Extrusionsverfahren herzustellen. Da es zu keiner genügenden Haftung des polaren thermoplastischen Polymermaterials auf dem unpolaren vernetzten Polymermaterial kommt, ist ein Haftvermittler notwendig, der das Produkt in der Herstellung kompliziert und damit auch teuer macht.
Hier setzt die Erfindung ein, die es sich zur Aufgabe gemacht hat, einen Haftverbund anzugeben, der eine erste Schicht, die ein vernetztes Polymermaterial enthält oder aus einem solchen besteht, und wenigstens einer damit verbundenen zweiten Schicht aus einem polaren thermoplastischen Polymermaterial, insbesondere aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, aufweist.
Der Haftverbund soll einfach herstellbar sein und eine feste und dauerhafte Anbindung des polaren thermoplastischen Polymermaterials am vernetzten Polymermaterial der ersten Schicht gewährleisten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bauteil anzugeben, welches einen solchen Haftverbund aufweist.
Die Lösung der ersten Aufgabe, einen Haftverbund zur Verfügung zu stellen, erfolgt gemäß Anspruch 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass ein Haftverbund aus einer ersten Schicht, die ein vernetztes Polymermaterial enthält oder aus einem solchen besteht, und wenigstens einer damit verbundenen zweiten Schicht aus einem polaren thermoplastischen Polymermaterial, insbesondere aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, dann sehr vorteilhaft zur Verfügung gestellt werden kann, wenn vorgesehen ist, dass der Haftverbund erhältlich ist durch ein Verfahren, folgende Schritte aufweisend:

(a) Bereitstellen der ersten Schicht (2), die ein unvernetztes Polymermaterial enthält oder aus einem solchen besteht, mit einem Photoinitiator, insbesondere einen UV-Photoinitiator,
(b) Anordnen eines polaren thermoplastischen Polymermaterials, insbesondere Ethylen- Vinylalkohol-Copolymer, als zweite Schicht an der ersten Schicht,
(c) Einwirkenlassen von Strahlungsenergie, insbesondere von UV-Licht, aus einer Quelle, die Strahlung, insbesondere UV-Strahlung abgibt, auf das unvernetzte Polymermaterial der ersten Schicht, wobei das unvernetzte Polymermaterial zum vernetzten Polymermaterial vernetzt wird mit einem Vernetzungsgrad von zumindest mehr als 50 %, und die erste Schicht mit der zweiten Schicht verbunden wird.

Mit einem solchen erfindungsgemäßen Haftverbund werden die Nachteile, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, in einfacher Weise überwunden.
Im vorstehenden Erfindungszusammenhang ist unter „unvernetztes Polymermaterial“ ein solches zu verstehen, die durch Formgebungsverfahren, wie beispielsweise ein Extrusionsverfahren oder ein Coextrusionsverfahren oder ein thermoplastisches Pultrusionsverfahren oder ein Pressverfahren oder ein anderes Verfahren, in eine bestimmte Form gebracht werden kann, weil es thermoplastische Eigenschaften besitzt. Das Material ist in diesem Zustand formbar. Dies schließt nicht aus, dass in dem „unvernetzten Polymermaterial“ bereits eine Anvernetzung oder eine Vernetzung zu einem geringen Grad vorliegt. Demgegenüber ist unter „vernetzt“ zu verstehen, dass der geformte Körper dann formstabil ist, also der Vernetzungsgrad soweit erhöht worden ist, zumindest auf mehr als 50 %, dass durch ein Formgebungsverfahren keine dauerhafte Formveränderung mehr möglich ist. Der Körper aus dem „vernetzten Polymermaterial“ weist dann keine thermoplastischen Eigenschaften mehr auf.
Der erfindungsgemäße Haftverbund ist in einfacher Weise herstellbar, indem die erste Schicht beispielsweise im Rahmen eines Extrusionsverfahrens, eines Spritzgussverfahrens oder eines Pressverfahrens aus einem thermoplastischen unvernetzten Polymermaterial bereitgestellt wird.
Ein polares thermoplastisches Polymermaterial kann als zweite Schicht beispielsweise durch ein Coextrusionsverfahren an der ersten Schicht angeordnet werden.
Das unvernetzte Polymermaterial der ersten Schicht enthält erfindungsgemäß einen Photoinitiator, der durch Einwirkung von Strahlungsenergie aus einer Strahlungsquelle den Vernetzungsprozess des unvernetzten Polymermaterials, das vernetzbar ist, auslöst.
Das Verfahren zur Vernetzung des unvernetzten Polymermaterials zum vernetzten Polymermaterial kann derart betrieben werden, dass ein Vernetzungsgrad von zumindest mehr als 50 % erreicht wird.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass dieser Vernetzungsprozess, der unter dem Einfluss eines Photoinitiators, der durch Einwirkung von Strahlungsenergie aus einer Strahlungsquelle den Vernetzungsprozess des unvernetzten Polymermaterials, das vernetzbar ist, auslöst, an der Grenzschicht zwischen der ersten Schicht aus dem vernetzten Polymermaterial und der zweiten Schicht aus dem polaren thermoplastischen Polymermaterial derart wirkt, dass sich ein festes Haften zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht ausbildet, was sich positiv auf den erfindungsgemäßen Haftverbund auswirkt.
Es kann sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als äußerst günstig erweisen, wenn vorgesehen ist, dass das vernetzbare unvernetzte Polymermaterial der ersten Schicht ausgewählt ist aus einem Polyolefinhomo- und / oder Polyolefincopolymer, vorzugsweise einem Polyethylen (PE), wobei das Polyethylen insbesondere auch ein High Density Polyethylene (HDPE) oder ein Low Density Polyethylene (LDPE) oder ein Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) ist, oder einem Polybutylen (PB), oder einem cyclischen Polyolefincopolymer (COC, COP), oder einem Poly-alpha-Olefin-Copolymer, oder einem Polyolefinelastomer, oder einer Mischung oder Mischzusammensetzung der Vorgenannten.
Die vorstehend genannten unvernetzten Polymermaterialien sind sehr gut geeignet, um vernetzt zu werden und die erste Schicht des erfindungsgemäßen Haftverbunds zu bilden.
Die durch Vernetzung aus dem unvernetzten Polymermaterial gebildeten vernetzten Polymermaterialien sind inert, langlebig und stabil.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es sich als äußerst vorteilhaft erweisen, wenn vorgesehen ist, dass der der Photoinitiator ein Benzophenon und / oder ein Benzophenon-Derivat ist, wobei das Benzophenon-Derivat ausgewählt ist aus einem Alkyl-Benzophenon und / oder einem Halogensubstituierten Benzophenon.
Durch die Auswahl des Photoinitiators aus einem Benzophenon oder einem Benzopheneon-Dervat kann in einfacher Weise eine gewünschte Anpassung des Vernetzungsprozesses an die Strahlungsenergiequelle wie auch an die durch den Photoinitiator ausgelöste Vernetzungsreaktion vorgenommen werden.
Es kann sich als günstig erweisen, wenn vorgesehen ist, dass der Anteil an Photoinitiator in der unvernetzten Polymerzusammensetzung 1 bis 2 Gew.-% und bevorzugt 1,3 bis 1,8 Gew.-% beträgt.
Durch die Wahl des Anteils an Photoinitiator in der unvernetzten Polymerzusammensetzung kann in sehr differenzierter Weise den Anforderungen, die an den Haftverbund gestellt werden, Rechnung getragen werden.
Der Photoinitiator, der gleichmäßig bzw. möglichst gleichmäßig verteilt in der ersten Schicht aus dem unvernetzten Polymermaterial vorliegt, kann bei der vorliegenden Erfindung in besonders effektiver Weise angeregt werden und so den Vernetzungsprozess initiieren.
Da der Photoinitiator im unvernetzten Polymermaterial gleichmäßig bzw. möglichst gleichmäßig verteilt vorliegt, kann die zugeführte Strahlungsenergie an allen Stellen des Polymermaterials gleichzeitig einwirken und die Vernetzung starten bzw. deren Weiterreaktion bewirken.
Auf diese Weise erfolgt in dem unvernetzten Polymermaterial an allen Stellen die Vernetzungsreaktion kinetisch und thermodynamisch kontrolliert, was zu verbesserten Materialeigenschaften führt und ein Nachvernetzen zur Steigerung des Vernetzungsgrades nicht mehr erforderlich macht.
Der Haftverbund der vorliegenden Erfindung kann in besonders vorteilhafter Weise weiterentwickelt werden, wenn vorgesehen ist, dass das polare thermoplastische Polymermaterial ausgewählt ist aus einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer oder aus einem Polyamid.
Als Polyamid ist ein solches aus der Gruppe, umfassend Polyamid 6, Polyamid 46, Polyamid 66, Polyamid 11, Polyamid 12, Polyamid 1212, Polyamid 1010, Polyamid 1012, Polyamid 1112, Polyamid 610, Polyamid 612, Polyamid 69, Polyamid 810, und deren Gemische, Blends und Legierungen, geeignet.
In vielen Fällen kann es bei dem Haftverbund der vorliegenden Erfindung ausreichend sein, wenn vorgesehen ist, dass das thermoplastische Polymermaterial als Schicht ausgebildet ist, wobei die Schichtdicke der Schicht für den Fall, dass das thermoplastische Polymermaterial Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer ist, 0,01 bis 1 mm, bevorzugt 0,01 bis 0,5 mm, und besonders bevorzugt 0,02 bis 0,2 mm beträgt.
Eine solche Schicht mit der genannten Schichtdicke kann in besonders sicherer Weise den Eintritt bzw. Durchtritt von verschiedenen Stoffen in bzw. durch den Haftverbund reduzieren oder verhindern, wie beispielsweise den Durchtritt von Sauerstoff durch einen als Rohr ausgebildeten Haftverbund der vorstehend genannten Art in das Innere des Rohres.
Mit Vorteil kann die vorliegende Erfindung weiterentwickelt werden, wenn vorgesehen ist, dass ein Vernetzungsverstärker, ausgewählt aus einem Triallylcyanurat (TAC) und / oder einem Triallylisocyanurat (TAIC) dem unvernetzten Polymermaterial und / oder dem polaren thermoplastischen Polymermaterial zugesetzt ist, was den Vernetzungsprozess bei der Vernetzung des vernetzbaren Polymermaterials zum vernetzten Polymermaterial besonders effektiv hinsichtlich des zeitlichen Ablaufs und des erzielten Vernetzungsgrades macht.
Als wirkungsvoll kann sich in diesem Zusammenhang erweisen, wenn vorgesehen ist, dass der Anteil an Vernetzungsverstärker in der unvernetzten Polymerzusammensetzung 0,2 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,3 bis 3 Gew.-%, und besonders bevorzugt 0,5 bis 1,5 Gew.-% beträgt.
Durch die Wahl des Anteils an Vernetzungsverstärker in der unvernetzten Polymerzusammensetzung kann in sehr genauer Weise den Vernetzungsanforderungen, die an den Haftverbund gestellt werden, Rechnung getragen werden.
Es kann sich in einer weiteren Fortbildung der vorliegenden Erfindung als sehr hilfreich erweisen, wenn vorgesehen ist, dass zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht eine Haftvermittlerschicht angeordnet ist.
Durch das Anordnen einer Haftvermittlerschicht zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht beim erfindungsgemäßen Haftverbund kann eine besonders feste Verbindung zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht hergestellt werden.
Die Haftvermittlerschicht kann dabei ein haftvermittelndes System mit reaktiven Gruppen sein, die wenigstens einschichtig ausgebildet ist.
Diese haftvermittelnde Schicht mit einer Dicke von beispielsweise < 0,5 mm kann eine entsprechend haftungsmodifizierte Polymerzusammensetzung sein.
Die haftvermittelnde Schicht kann dazu eine Polymerzusammensetzung aus einem Thermoplasten und / oder einem Silikonkautschuk und / oder einem Silikonkautschuk-Thermoplast-Hybridsystem und / oder einem haftvermittelnden Additiv auf. Auch eine Mischzusammensetzung der vorgenannten Komponenten kann als haftvermittelnde Komponente vorgesehen sein.
Haftvermittelnde Additive der haftvermittelnden Schicht können ausgewählt sein aus maleinsäureanhydrid- und / oder glycidylmethaycrylatgepfropften und / oder copolymersierten Polymeren, Polyurethanen und / oder Epoxidharzen und / oder Acrylsäure und / oder Acrylat- und / oder Urethanacrylatharzen und / oder Cyanacrylatharzen und / oder ungesättigten Polyesterharzen und / oder Phenolharzen und / oder Polyimidklebstoffen und / oder Cyanatharzen und / oder Benzoxazinharzen und / oder Hybridharzen und / oder Mischungen hiervon.
Die haftvermittelnde Schicht kann sowohl eine ausreichende Adhäsion zum polaren thermoplastischen Polymermaterial der zweiten Schicht, als auch zur ersten Schicht, welche ein vernetztes Polymermaterial enthält oder aus einem solchen besteht, aufweisen.
Die Dicke der haftvermittelnden Schicht kann 10 nm bis 100 µm betragen.
Das Aufbringen der haftvermittelnden Schicht auf die erste Schicht, welche ein vernetztes Polymermaterial enthält oder aus einem solchen besteht, kann durch Koextrusion und / oder durch Beschichtung und / oder durch Walzen und / oder durch Beschichten in einem Tauchbad und / oder durch einen Sprühauftrag und / oder durch Tampondruck und / oder durch 3D-Druck und / oder durch Sputtern und / oder durch ein Plasmabeschichtungsverfahren und / oder allgemein durch ein physikalisches Beschichtungsverfahren erfolgen. Um die Haftung zwischen der ersten und der zweiten Schicht zu verbessern, kann weiterhin vorgesehen sein, eine Vorbehandlung der Oberfläche mittels UV-Behandlung, Beflammung, Coronaaktivierung, Plasmaaktivierung, durch ein Aerosolverfahren, mit einer Excimer-Lampe oder durch eine Mikrowellenanregung vorzunehmen.
In einer weiteren Fortbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das vernetzte Polymermaterial der ersten Schicht und / oder das polare thermoplastische Polymermaterial der zweiten Schicht geschäumt ist. Hierzu sind den Materialien entsprechende Komponenten beigegeben, die die Schaumbildung verursachen.
Es ist auf diese Weise möglich, die Dichte der Materialien herabzusetzen und die Wärmeleitung zu verringern. Dies kann entscheidend sein bei Anwendungen, die sich auf das Leiten von heißen oder kalten Fluiden beziehen. Auch bei massekritischen Anwendungen, wie beispielsweise in der Luftfahrt, ergeben sich Vorteile beim Einsatz eines solchen erfindungsgemäßen Haftverbundes aus einem oder zwei geschäumten Materialien.
In einer weiteren Fortbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das vernetzte Polymermaterial der ersten Schicht und / oder das polare thermoplastische Polymermaterial der zweiten Schicht beispielsweise Flammschutz- und / oder Brandschutzadditive aufweist, was sie für entsprechende Anwendungen besonders prädestiniert.
Es können in einer weiteren Fortbildung der Erfindung auch Additive zur Verbesserung der thermischen und / oder elektrischen Leitfähigkeit dem vernetzten Polymermaterial der ersten Schicht und / oder dem polaren thermoplastischen Polymermaterial der zweiten Schicht beigegeben sein, was Vorteile bei Anwendungen in dieser Richtung bietet.
Weiterhin ist es möglich, Fasern bzw. Whisker, die aus Keramik, Glas, Kunststoffen oder Kohlenstoff, Naturstoffen oder aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, dem vernetzten Polymermaterial der ersten Schicht und / oder dem polaren thermoplastischen Polymermaterial der zweiten Schicht beizufügen, um die Eigenschaften des Haftverbundes zu optimieren.
Von Vorteil ist es auch, dem vernetzten Polymermaterial der ersten Schicht und / oder dem polaren thermoplastischen Polymermaterial der zweiten Schicht Polymerfasern in Form von Geweben, Gelegen oder Gewirken oder als Geflecht zuzugeben, wodurch besonders feste Haftverbunde zugänglich sind.
Ebenso ist es möglich, durch Zugabe von Hohlkugeln, insbesondere Mikrohohlglaskugeln, durch pulverförmig Additive, wie beispielsweise Talkum, Wollastonit, Montmorillonit, Bentonit, Talkum, Kreide, Kohlenstoff, Ruß oder Graphit zum vernetzten Polymermaterial der ersten Schicht und / oder dem polaren thermoplastischen Polymermaterial der zweiten Schicht ganz besondere Eigenschaften des Haftverbunds zu erreichen.
Weiterhin ist es möglich, bandförmige Verstärkungselemente, beispielsweise aus Metallen oder aus Kohlenstofffasern dem vernetzten Polymermaterial der ersten Schicht und / oder dem polaren thermoplastischen Polymermaterial der zweiten Schicht beizufügen, um die Wärmeleitfähigkeit und / oder die Steifigkeit des Haftverbunds zu optimieren.
Schließlich können das vernetzte Polymermaterial der ersten Schicht und / oder das polare thermoplastische Polymermaterial der zweiten Schicht auch Weichmacher, Füllstoffe, Antioxidationsmittel und / oder Materialen, die einen UV-Schutz generieren, beinhalten, und so an die technischen Notwendigkeiten oder die Wünsche des Kunden angepasst werden.
Abschließend können das vernetzte Polymermaterial der ersten Schicht und / oder das polare thermoplastische Polymermaterial der zweiten Schicht auch ein Pigment oder eine Kombination von Pigmenten enthalten, um den Haftverbund Farbe zu verleihen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Einfärbung insbesondere des vernetzten Polymermaterials der ersten Schicht das Eindringen der UV-Strahlung nicht in der Weise behindert, dass die Vernetzung unterbleibt oder nicht im erforderlichen Ausmaß abläuft.
Der Haftverbund gemäß vorliegender Erfindung kann in einfacher Weise beispielsweise in einem Coextrusionsprozess hergestellt werden, indem zunächst die erste Schicht gebildet wird und dann die mit der ersten Schicht verbundene zweite Schicht. Anschließend kann unmittelbar oder zu einem späteren Zeitpunkt die Vernetzung des unvernetzten Polymermaterials der ersten Schicht zu dem vernetzten Polymermaterial unter dem Einfluss der Strahlungsenergie, initiiert durch den Photoinitiator, erfolgen.
In einer alternativen Herstelltechnik kann der Haftverbund dadurch hergestellt sein, dass das unvernetzte Polymermaterial der ersten Schicht und / oder das polare thermoplastische Polymermaterial der zweiten Schicht ganz oder teilweise unter Verwendung eines generativen Fertigungsverfahrens, beispielsweise durch ein 3-D-Druckverfahren, schichtweise angeordnet wird, worauf unmittelbar oder zu einem späteren Zeitpunkt die Vernetzung des unvernetzten Polymermaterials der ersten Schicht zu dem vernetzten Polymermaterial unter dem Einfluss der Strahlungsenergie, initiiert durch den Photoinitiator, vorgenommen wird. Das Fertigungsverfahren kann ein generatives Pulverbettverfahren, insbesondere selektives Laserschmelzen (SLM), selektives Lasersintern (SLS), selektives Hitzesintern (Selective Heat Sintering - SHS), selektives Elektronenstrahlschmelzen (Electron Beam Melting - EBM / Electron Beam Additive Manufacturing - EBAM) oder Verfestigen von Pulvermaterial mittels Binder (Binder Jetting) umfassen. Das Fertigungsverfahren kann ein generatives Freiraumverfahren, insbesondere Auftragsschweißen, Wax Deposition Modeling (WDM), Contour Crafting, Metall-Pulver-Auftragsverfahren (MPA), Kunststoff-Pulver-Auftragsverfahren, Kaltgasspritzen, Elektronenstrahlschmelzen (Electron Beam Welding - EBW) oder Schmelzeschichtungsverfahren wie Fused Deposition Modeling (FDM) oder Fused Filament Fabrication (FFF) umfassen. Das Fertigungsverfahren kann ein generatives Flüssigmaterialverfahren, insbesondere Stereolithografie (SLA), Digital Light Processing (DLP), Multi Jet Modeling (MJM), Polyjet Modeling oder Liquid Composite Moulding (LCM) umfassen. Ferner kann das Fertigungsverfahren andere generative Schichtaufbauverfahren, insbesondere Laminated Object Modelling (LOM), 3D-Siebdruck oder die Lichtgesteuerte Elektrophoretische Abscheidung umfassen.
Die weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bauteil anzugeben, erfährt ihre Lösung in Anspruch 7.
Es wurde erkannt, dass ein Bauteil dann ganz besonders vorteilhaft nutzbar ist, wenn vorgesehen ist, dass dieses wenigstens einen Haftverbund, wie vorstehen beschrieben, aufweist.
Es kann sich als sehr günstig erwiesen, wenn das Bauteil in Form eines Rohres oder eines Schlauches, insbesondere eines Flechtschlauches, oder eines Wandelements oder eines Verschlussteiles oder eines Profils ausgebildet ist.
Durch die besondere Auswahl der Polymermaterialien für die Schichten des Haftverbundes gemäß vorliegender Erfindung weist dieser auch eine hohe Temperaturbeständigkeit auf, was die Möglichkeiten seines Einsatzes noch erweitert.
Der Haftverbund findet in einer Ausbildung als Rohr oder als Schlauch im großen Umfang Anwendung zur Aufnahme, Speicherung und zum Leiten von Fluiden in Anwendung, bei denen Wärmeenergie übertragen wird. Dies betrifft in erster Linie Fußbodenheizungen und Flächentemperierungssysteme, bei denen entsprechende Rohr oder Schläuche in Wände, Fußböden und Decken von Räumen angeordnet sind, um den Räumen Wärmenergie zuzuführen oder von diesen abzuführen.
Weitere Anwendungen ergeben sich bei Rohren und Schläuchen für Gebäude, Transportmittel, Apparate und Maschinen. So ist es damit möglich, beispielsweise eine Fluidversorgung und insbesondere eine Wasserversorgung in einem Gebäude, in einem Wohn- oder Arbeitscontainer, aber auch in einem Transportmittel, wie beispielsweise in einem Wohnwagen, in einem Wohnmobil, in einem Zugwaggon, in einem Flugzeug, auf einem Schiff und dergleichen aufzubauen. Auch die thermisch isolierte Leitung eines Fluids ist so möglich. Insbesondere kann so den Forderungen nach Knick-, Diffusions- und Druckbeständigkeit entsprochen werden, bei gleichzeitig hoher vorhandener Flexibilität. Hierzu kann der Schlauch als Flechtschlauch mit besonders hoher Druckbeständigkeit eingesetzt werden.
Weiterhin kann der Haftverbund als Wandelement oder als Verschlussteil oder als Profil sehr vorteilhaft in Maschinen und Apparaten eingesetzt werden
Auch in technischen Geräten, die Fluide aufnehmen, speichern und leiten, kann das erfindungsgemäße Rohr oder der Schlauch vorteilhaft zum Einsatz kommen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Figuren und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung des Haftverbundes und wie durch ein Einwirken von Strahlungsenergie die Herstellung des Haftverbundes erfolgt;
2 eine schematische teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines Bauteils, das den Haftverbund aufweist.

In 1 ist in einer schematischen Darstellung gezeigt, wie durch Einwirken von Strahlungsenergie E die Herstellung eines Haftverbundes 1 erfolgt.
Hierbei wird das unvernetzte Polymermaterial 6 initiiert durch die von dem Photoinitiator 7, der in dem unvernetzten Polymermaterial 6 homogen verteilt ist, unter der Einwirkung von Strahlungsenergie E zum vernetzten Polymermaterial 4 vernetzt.
Zur Verdeutlichung ist in der 1 zunächst links in schematischer Weise eine Anordnung in einer Querschnittsansicht gezeigt, die eine erste Schicht 2 aufweist, die ein unvernetztes Polymermaterial enthält.
In der dargestellten Anordnung ist an einer Seite der ersten Schicht 2 eine zweite Schicht 3 ausgebildet. Die zweite Schicht 3 enthält das polare thermoplastische Polymermaterial 5, das Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer ist.
In 1 ist weiterhin gezeigt, dass nach Einwirkenlassen von Strahlungsenergie E der Haftverbund 1 erhalten wird. Beim Haftverbund 1, der in der 1 in der rechten Seite dargestellt ist, ist die erste Schicht 2, die nach der Vernetzung des vernetzbaren Polymermaterials 6 zum vernetzten Polymermaterial 4 dieses enthält, nun fest mit der zweiten Schicht 3, die das polare thermoplastische Polymermaterial, das ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer ist, enthält, verbunden.
Der Vernetzungsprozess, der unter dem Einfluss eines Photoinitiators 7, der durch Einwirkung von Strahlungsenergie E aus einer Strahlungsquelle den Vernetzungsprozess des unvernetzten Polymermaterials 6, das vernetzbar ist, auslöst, wirkt an der Grenzschicht 10 zwischen der ersten Schicht 2 aus dem vernetzten Polymermaterial 4 und der zweiten Schicht 3 aus dem polaren thermoplastischen Polymermaterial 5 derart, dass sich ein festes Haften zwischen der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 3 ausbildet, was sich positiv auf den erfindungsgemäßen Haftverbund 1 auswirkt.
Die zweite Schicht 3 haftet somit fest auf der ersten Schicht 2.
Zwischen der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 3 des Haftverbundes 1 ist kein Haftvermittler angeordnet.
In 2 ist in einer schematischen teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht ein Bauteil 20, welches den erfindungsgemäßen Haftverbund 1 aufweist, in Form eines Rohres 21 gezeigt.
Der Haftverbund 1 weist eine erste Schicht 2 auf, die die Innenwand des Rohres 21 bildet. Die erste Schicht 2 enthält ein vernetztes Polymermaterial 4, wobei das vernetzte Polymermaterial 4 vernetztes Polyethylen (PE-X) ist.
An der Außenoberfläche der ersten Schicht 2 ist die zweite Schicht 3 angeordnet. Die zweite Schicht 3 enthält ein polares thermoplastisches Polymermaterial 5, wobei das polare thermoplastische Polymermaterial 5 Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer ist.
An der Außenoberfläche der zweiten Schicht 3 ist eine Schutzschicht 9 angeordnet. Die Schutzschicht 9 besteht beispielsweise aus einem thermoplastischen Polymermaterial, in der vorliegenden Ausführung der Erfindung ist die Schutzschicht 9 aus Polypropylen gebildet. Die Schutzschicht 9 schützt das Rohr 21 vor mechanischen, chemischen und anderen Einwirkungen.
Die in der 2 gezeigten Schichtdicken der ersten Schicht 2, der zweiten Schicht 3 und der Schutzschicht 9 sind nicht maßstäblich dargestellt, sondern dienen lediglich der Illustration der vorliegenden Erfindung.
Der Haftverbund 1 in Form eines Rohres 21 ist in einfacher Weise durch einen Coextrusionsprozess herstellbar.
Bezugszeichenliste

1: Haftverbund
2: erste Schicht
3: zweite Schicht
4: vernetztes Polymermaterial
5: polares thermoplastisches Polymermaterial
6: unvernetztes Polymermaterial
7: Photoinitiator
8: Haftvermittler
9: Schutzschicht
10: Grenzschicht
20: Bauteil
21: Rohr
E: Strahlungsenergie

Claims

Haftverbund (1) aus einer ersten Schicht (2), die ein vernetztes Polymermaterial (4) enthält oder aus einem solchen besteht, und wenigstens einer damit verbundenen zweiten Schicht (3) aus einem polaren thermoplastischen Polymermaterial (5), insbesondere aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, wobei der Haftverbund (1) erhältlich ist durch ein Verfahren, folgende Schritte aufweisend: (a) Bereitstellen der ersten Schicht (2), die ein unvernetztes Polymermaterial (6) enthält oder aus einem solchen besteht, mit einem Photoinitiator (7), insbesondere einen UV-Photoinitiator, (b) Anordnen eines polaren thermoplastischen Polymermaterials (5), insbesondere Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, als zweite Schicht (3) an der ersten Schicht (2), (c) Einwirkenlassen von Strahlungsenergie (E), insbesondere von UV-Licht, aus einer Quelle, die Strahlung, insbesondere UV-Strahlung abgibt, auf das unvernetzte Polymermaterial (6) der ersten Schicht (2), wobei das unvernetzte Polymermaterial (6) zum vernetzten Polymermaterial (4) vernetzt wird mit einem Vernetzungsgrad von zumindest mehr als 50 %, und die erste Schicht (2) mit der zweiten Schicht (3) verbunden wird.
Haftverbund (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das unvernetzte Polymermaterial (6) zur Bildung der ersten Schicht (2) ausgewählt ist aus einem Polyolefinhomo- und / oder Polyolefincopolymer, vorzugsweise einem Polyethylen (PE), wobei das Polyethylen insbesondere auch ein High Density Polyethylene (HDPE) oder ein Low Density Polyethylene (LDPE) oder ein Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) ist, oder einem Polybutylen (PB), oder einem cyclischen Polyolefincopolymer (COC, COP), oder einem Poly-alpha-Olefin-Copolymer, oder einem Polyolefinelastomer, oder einer Mischung oder Mischzusammensetzung der Vorgenannten.
Haftverbund (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Photoinitiator (7) ein Benzophenon und / oder ein Benzophenon-Derivat ist, wobei das Benzophenon-Derivat ausgewählt ist aus einem Alkyl-Benzophenon und / oder einem Halogensubstituierten Benzophenon.
Haftverbund (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Photoinitiator (7) in dem unvernetzten Polymermaterial (6) 1 bis 2 Gew.-% und bevorzugt 1,3 bis 1,8 Gew.-% beträgt.
Haftverbund (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das polare thermoplastische Polymermaterial (5) ausgewählt ist aus einem aus einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer oder aus einem Polyamid, wobei das Polyamid aus der Gruppe, umfassend Polyamid 6, Polyamid 46, Polyamid 66, Polyamid 11, Polyamid 12, Polyamid 1212, Polyamid 1010, Polyamid 1012, Polyamid 1112, Polyamid 610, Polyamid 612, Polyamid 69, Polyamid 810, und deren Gemische, Blends und Legierungen, ausgewählt ist.
Haftverbund (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Schicht (2) und der zweiten Schicht (3) eine Schicht, die einen Haftvermittler (8) enthält oder daraus besteht, angeordnet ist.
Bauteil (20) mit wenigstens einem Haftverbund (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Bauteil (20) nach Anspruch 7 in Form eines Rohres (21) oder eines Schlauches, insbesondere eines Flechtschlauches, oder eines Wandelements oder eines Verschlussteiles oder eines Profils.