DE20312108U1 - Armierte PVC-Schlauchleitungen für Trinkwasser - Google Patents
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Description
Schlauchleitungen zur Durchleitung von Trinkwasser, wie &zgr; &Bgr; druckbelastete Zulaufschläuche für Geschirrspülmaschinen oder Waschmaschinen, sind in vielen Fällen aus PVC, das mit Weichmachern - wie beispielsweise Phthalaten oder Adipaten flexibel gemacht und mit Textil- oder Metallfäden armiert ist.
Hierbei hat das PVC, in Abhängigkeit von der Anwendung, einen K-Wert von 70 (Kaltwasserbereich) bis 100 (Warmwasserbereich).
Hierbei hat das PVC, in Abhängigkeit von der Anwendung, einen K-Wert von 70 (Kaltwasserbereich) bis 100 (Warmwasserbereich).
Beispiel für einen solchen Schlauch: Zulaufschlauch aus Weich-PVC mit Shore-Härte 80, das ca 33% DEHP enthält, Handelsbezeichnung RAUFILAM der REHAU AG & Co.
Solche Schlauchleitungen haben den Nachteil, dass diese Weichmacher leicht biologisch verwertbar sind, also den im Trinkwasser befindlichen Mikroorganismen als Nahrungsquelle zur Verfügung stehen. Dies führt zwangsläufig zur Ausbildung von unerwünschten Biofilmen auf der Innenoberfläche der Schläuche.
Die Ausrüstung solcher Weich-PVC-Trinkwasserschläuche mit organischen, antimikrobiell wirksamen Verbindungen ist häufig für Trinkwasserleitungen nicht zulässig.
Der Einsatz von Edelmetallen beispielsweise, vorzugsweise in fein verteilter Form, ergibt zwar eine gute bakterizide Wirkung, jedoch keine ausreichende Wirksamkeit gegen ebenfalls im Wasser vorkommende Pilze.
Darüber hinaus werden die antimikrobiell wirksamen Substanzen mit der Zeit verbraucht und ausgewaschen, so dass die Ausrüstung bestenfalls wenige Jahre wirksam sein kann.
Bekannt sind weiterhin Schlauchleitungen aus PVC mit Zusatz von Nitrilkautschuk und Weichmachern oder von CPE und Weichmachern.
-2-
Beispiel: Zulaufschlauch aus Weich-PVC mit Shore-Härte 80, das ca 20% Nitrilkautschuk und ca 24% DINP enthält.
Nachteilig ist trotz des reduzierten Phthalatgehaltes weiterhin die Neigung zum Aufwachsen von Biofilmen.
Aufgabe der Erfindung ist es eine gemäß DVGW-Richtlinien, Arbeitblatt W 543, trinkwassergeeignete und im Druckbereich bis 10 bar Betriebsdruck beständige PVC-Schlauchleitung für die Anwendung Warmwasser 60 0C zur Verfügung zu stellen. Diese sollte über eine besonders glatte Innenoberfläche verfügen, weich, aber frei von biologisch verwertbaren Weichmachern sein, bei der Einbindung von Armaturen nur eine geringe Kriechneigung zeigen und ohne antimikrobielle Ausrüstung auskommen.
Die Aufgabe konnte gelöst werden durch die Merkmale des Anspruches 1.
Bevorzugte Ausbildungen und Weiterführungen finden sich in den Unteransprüchen.
Die nun folgende, nähere Beschreibung des erfindungsgemäßen Schlauches zeigt, dass der Stand der Technik - auch in Kombination - nicht zur erfindungsgemäßen Zusammensetzung führt.
Erfindungsgemäß wird zumindest die mit dem Trinkwasser in Kontakt kommende Schicht des Trinkwasserschlauches hergestellt aus einer Zusammensetzung (Z), die im Wesentlichen besteht aus
- PVC mit dem K-Wert 60
- Nitrilkautschuk
- Chloriertes Polyethylen
- Acrylat- oder Methylmethacrylat-Copolymer
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass der Zusatz von chloriertem Polyethylen die Einstellung der gewünschten Schlauchflexibilität ermöglicht.
-3-
Durch Zusatz des Nitrilkautschuks werden für die Einbindung in Armaturen wichtige Eigenschaften erzielt, insbesondere wird das Kriechen des Polymers unter Druck und bei erhöhten Temperaturen stark reduziert.
Die Acrylatkomponente erlaubt es, die verhältnismäßig niedrigviskose Mischung nach dem Extrusionsverfahren zu verarbeiten, sie erzeugt weiterhin eine besonders glatte Schlauchinnenoberfläche.
Die Fadenarmierung sichert eine Druckbeständigkeit bis zu 10 bar Betriebsdruck bei Temperaturen bis max 600C
Ein Fachmann würde für einen Heißwasserschlauch keinesfalls ein PVC mit K-Wert 60 wählen, weiterhin würde er nie die Kombination dieses verhältnismäßig niedrigviskosen PVC mit dem niedrigviskosen CPE und dem vernetzten, also mit der Mischung unverträglichen Nitrilkautschuk ins Auge fassen.
Nach dem Stand der Technik würde man nämlich einen Schlauch mit schlechtem
Nach dem Stand der Technik würde man nämlich einen Schlauch mit schlechtem
Rückstellvermögen, hoher Kriechneigung, schlechten mechanischen Eigenschaften und einer völlig unakzeptablen, rauen Oberfläche erhalten.
Zwar ist es bekannt, Verarbeitungshilfsmittel einzusetzen, diese zeigen jedoch nur dann den erwünschten Effekt einer glatten Oberfläche, wenn die Mischung als solche grundsätzlich extrusionstauglich ist.
Der Zusatz der Acrylatkomponente zur Mischung von PVC eines K-Wertes 60 mit Nitrilkautschuk und CPE hat erfindungsgemäß überraschenderweise folgende Effekte:
- zum einen ermöglicht er überhaupt erst die Extrusion unter wirtschaftlichen Bedingungen.
- zum anderen verbessert er die Innenoberfläche des Schlauches, in dem er die bei der Extrusion zunächst entstehende, schuppige Oberfläche glättet und zusätzlich die Langwelligkeit der Innenoberfläche reduziert. So wird die Ansiedlung von Mikroorganismen zusätzlich verhindert.
Zur thermischen Stabilisierung werden ausschließlich physiologisch unbedenkliche Additive, wie Calcium-, Magnesium- und Zinkseifen, Hydrotalcite, organische Phosphite, Diketone etc. verwendet.
-A-
Der erfindungsgemäße Trinkwasserschlauch ist ein Verbundschlauch mit mindestens drei Schichten, nämlich einem Innenschlauch, einer Armierung und einem Außenschlauch.
Dabei besteht der mit dem Trinkwasser in Kontakt kommende Innenschlauch aus der genannten Zusammensetzung (Z), der Außenschlauch enthält neben PVC, das vorzugsweise einen K-Wert zwischen 80 und 100 aufweist, unter anderem nicht migrierende Weichmacher. Dazu gehören beispielsweise epoxidierte Pflanzenöle, wie Sojaöl oder Leinöl, oder Polymerweichmacher, wie Polyadipate oder Polyphthalate.
Die Migrationsneigung dieser weichmachenden Produkte ist so gering, dass die Bildung von Biofilmen an der Schlauchinnenseite nicht gefördert wird.
Alternativ kann der Innenschlauch seinerseits aus zwei Schichten bestehen, wobei die mit dem Trinkwasser in Kontakt kommende Innenschicht wiederum aus der Zusammensetzung (Z), besteht, die mit der Armierung verbundene Außenschicht des Innenschlauches kann, wie der Außenschlauch, aus PVC mit einem K-Wert größer gleich 70 und nicht migrierenden Weichmachern bestehen.
Je nach Anwendung kann auch der Außenschlauch aus mehreren Schichten unterschiedlicher PVC-Zusammensetzung bestehen.
In einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen armierten Trinkwasserschlauches können beispielsweise für Schläuche mit erhöhter Beständigkeit gegen Abrieb oder gegen kurzzeitig erhöhte Temperaturen als Außenschicht des Innenschlauches und oder als Außenschlauch alternativ auch PVC-freie Werkstoffe eingesetzt werden, beispielsweise Polyurethan (A), halogenhaltige Ethylenpolymer-Legierung (B) oder Ethylenvinylacetat-Copolymer (C).
Die aus der Zusammensetzung (Z) bestehende Schicht beträgt 20 bis 60 % der Gesamtwandstärke des Gesamtschlauches.
Auf Grund ihrer Resistenz gegen die Ansiedelung von Mikroorganismen, insbesondere im Bereich der Innenschicht, können die erfindungsgemäßen Trinkwasserschläuche für Lebensmittelanwendungen generell eingesetzt werden. Beispiele sind hier die Durchleitung von Bier, Fruchtsäften, Milch usw.
»&Bgr;
• · f
-5-
Das nachfolgende Ausführungsbeispiel einer Schlauchleitung zur Durchleitung von Trinkwasser nach DVGW-Arbeitsblatt W543, Gruppe B , Warmwasser 60 0C, erläutert die Erfindung im Detail.
Die Schlauchleitung baut sich aus drei Schichten auf: Der mit dem Trinkwasser in Kontakt stehende Innenschlauch besteht aus einem Blend aus 27 % Polyvinylchlorid K-Wert 60,
38 % chloriertem Polyethylen, 32 % Nitrilkautschuk, 4 % Acrylatcopolymer und 2 % Additiven. Die Armierung besteht aus Polyesterfäden.
Die äußere Schicht besteht aus einer Mischung von 48 % Polyvinylchlorid K-Wert 70, 32 % epoxidiertem Sojaöl, 19 % Füllstoffen und 1 % Additiven.
Der Trinkwasserschlauch wird im Coextrusionsverfahren hergestellt. Dabei beträgt der Anteil des Innenschlauches 30 % der Wandstärke des gesamten Schlauches.
Die nachfolgende Tabelle zeigt die Biofilmbildung des erfindungsgemäßen Schlauches im Vergleich zu solchen nach dem Stand der Technik.
Prüfungen und Ergebnisse gemäß DVGW-Arbeitsblatt W270:
| Oberflächenbewuchs pro 800 cm2 | 6 Monate | |
| 3 Monate | 0,15 ml | |
| Material gemäss Zusammensetzung (Z) | <0,1 ml | 2,8 ml |
| Weich-PVC, antibakteriell ausgerüstet | 2,6 ml | 3,8 ml |
| Weich-PVC, silberhaltig ausgerüstet | 4,2 ml | 4,2 ml |
| Paraffin als abbaubare, genormte Ver gleichsprobe |
7,2 ml | 0 ml |
| PMMA | 0 ml |
Anmerkungen: Die in der Tabelle genannten Weich-PVC-Rezepturen enthalten ca 35% Phthalat und gemäß Herstellerempfehlung einen Zusatz von 4 Gew.-% Trichlosan als hochdosiertes, antimikrobielles Additiv.
- Schutzansprüche -
Claims (7)
1. Armierter, flexibler Schlauch auf PVC-Basis für die Durchleitung von Trinkwasser, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch die DVGW-Richtlinien gemäß Arbeitsblatt W 543 erfüllt und besteht
a) aus einem Innenschlauch, wobei die mit dem Trinkwasser in Kontakt kommende Schicht zusammengesetzt ist aus einer Mischung (Z) von
a) 10 bis 80 Gewichtsteilen Polyvinylchlorid mit einem K-Wert 60
b) 5 bis 90 Gewichtsteilen Kautschuk
c) 5 bis 90 Gewichtsteilen chloriertem Polyethylen
d) 2 bis 8 Gewichtsteilen Acrylat- und/oder Methylmethacrylat-Copolymer
e) Additiven,
b) aus einer Armierung
c) aus einem Außenschlauch, der als wesentliche Komponenten PVC mit einem K-Wert größer/gleich 70 und migrationsfeste Weichmacher enthält.
2. Armierter, flexibler Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass i) ausgewählt ist aus der Gruppe Polyvinylchlorid, Copolymer aus Polyvinylchlorid mit Polybutylacryltat, Copolymer aus Polyvinylchlorid mit Ethylen-Vinylacetat
3. Armierter, flexibler Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ii) ausgewählt ist aus der Gruppe Nitrilkautschuk, Butadien-Acrynitril-Elastomer, Acrylat-Terpolymer, Ethylen-Vinylacetat.
4. Armierter, flexibler Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenschlauch und/oder der Außenschlauch aus mehreren Schichten besteht, wobei die mit dem Trinkwasser in Kontakt kommende Schicht grundsätzlich wie in Anspruch 1a) beschrieben, zusammengesetzt ist.
5. Armierter, flexibler Schlauch nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle von PVC als Werkstoff für den Außenschlauch und/oder die Außenschicht des Innenschlauches thermoplastische Elastomere, beispielsweise Polyurethan (A), halogenhaltige Ethylenpolymer-Legierung (B) oder Ethylenvinylacetat-Copolymer (C), ausgewählt werden.
6. Armierter, flexibler Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die migrationsfeste Weichmacher ausgewählt sind aus der Gruppe epoxidiertes Sojaöl, epoxidiertes Leinöl, Polyadipate oder Polyphthalate.
7. Flexibler Schlauch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der mit dem Trinkwasser in Kontrakt kommenden Innenschicht des Innenschlauches mit der Zusammensetzung (Z) 20-60% der Gesamtwandstärke des Schlauches beträgt.
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