DE3325321A1

DE3325321A1 - Verfahren zur herstellung eines diffusionsdichten kunststoffrohres

Info

Publication number: DE3325321A1
Application number: DE19833325321
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: PVG PATENTVERWERTUNGSGESELLSCHAFT MBH
Current assignee: PVG PATENTVERWERTUNGSGESELLSCHAFT MBH
Priority date: 1983-07-13
Filing date: 1983-07-13
Publication date: 1985-01-24
Also published as: ATA375385A; AT385043B

Description

Verfahren zur Herstellung eines diffusionsdichten
Kunststoffrohres Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines diffusionsdichten Kunststoffrohres gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Kunststoffrohre, die zur Verlegung von Fußbodenheizunqen verwendet werden, sind grundsätzlich nicht diffusionsdicht, d.h.
nicht dicht gegenüber einer Sauerstoffdiffusion. Die Sauerstoffdiffusion hangt von dem Kunststoffmater:iai, der Wandstärke dcs verwendeten Kunststoffes und/oder der Temperatur des des durch des Rohr fließenden Mediums, beispielsweise Wasser, ab. Nachdem das in den Heizkreisen befindliche Wasser infolge seiner Durchführung durch den Kessel auf etwa 700 bis 800 C erhitzt wird, erfolgt ein Ausfällen des Sauerstoffes durch diese Wassererhitzung.
Somit wird das Wasser nach der Ausfällung des Sauerstoffs in die Heizkreise geleitet, d.h. durch die Fußbodenheizungen bildende Kunststoffrohre, wobei das Wasser hinsichtlich seiner Temperatur reduziert wird. Dadurch entsteht eine Differenz des Sauerstoffgehaltes des Wassers gegenüber der Urrrgchung, insbeson(g(rc der Ungebungsluft in den zu beheizenden äumcn, infolgedessen ein Differenzdruck zwischen der Umgebung und dem sauerstoffarmen Wasser auftritt. Dieser Differenzdruck ist Ursache dafür, daß neuer Sauerstoff über die Wandung der Kunststoffrohre in das Wasser diffundiert wird. Das mit Sauerstoff wieder angereicherte Wasser wird dann wieder in den Kessel zurückgeleitet und zumindest teilweise wieder auf die Kesseltemperatur von ca. 700 bis 800 erhitzt. Damit wird wiederum ein Ausfällen des Sauerstoffs bewirkt. Der im Kessel durch die Wassererhitzung ausgefällte Sauerstoff bewirkt eine Korrsoion im Kessel selbst aufgrund der Reaktion des Sauerstoffs mit den Metall- bzw. Stahlwandungen des Kessels, was in der Erzeugung von Rost- oder Korrosionsschlamm resultiert. Dieser Korrosionsschlamm wird nachteiligerweise aufgrund der Zirkulation des Wassers in die Kunststoffrohre geführt und kann zumindest bei gegenüber dem Kessel tiefergelegenen Kunststoffrohren zu einer Verstopfung der Kunststoffrohre führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffrohren, insbesondere aus Polypropylen, zu schaffen, mit dem eine Diffusion, insbesondere Sauerstoffdiffusion, wirksam ausgeschlossen wird und die vorstehend angegebenen Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch denn kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung wird ein Kunststoffrohr, insbesondere aus Polypropylen, Polybuten oder Polyäthylen nach seiner Extrusion, vorzugsweise in eine ovale Form, nach vorangegangener Abkühlung durch eine Flamme behandelt, was in einer thermischen Oxydation der Außenoberfläches des Rohres resultiert. Auf diese Weise wird die Oberflächenrauhigkeit bzw.
Haftfähigkeit der Rohraußenfläche erhöht. Auf diese sozusagen aufgerauhte Rohraußenfläche wird nach Kühlung des Rohres eine Materialschicht aufgebracht und gleichmäßig über den Rohrumfang verteilt, die anschließend einem Trocknungsvorgang ausgesetzt wird und fest auf der Rohroberfläche haftet.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung bevorzugte Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben.
Die Figur zeigt ein Fluß schema bei der Behandlu#ng eines Kunststoffrohres auf die erfindungsgemäße Weise zum Aufbringen einer Lackschicht als Sauerstoffdiffusionssperre.
Aus der Figur ist ersichtlich, daß ein Kunststoffrohr, insbesondere aus Polypropylen, das aber aber auch aus Polybuten oder Polyäthylen herstellbar ist, in seiner endgültigen Form von einem Extruder zugeführt wird. Das Rohr, das vorzugsweise ovale Form hat, wird von einer Temperatur bei etwa 1200 bis 1300 abgekühlt und durch eine Einheit 1 geleitet, die eine thermische Oxydation an der Rohraußenwandlung bzw. Rohraußenfläche hervorruft. Durch die thermische Oxydation der Rohraußenfläche wird erfindungsgemäß erreicht, daß die Makromolekülketten aufgerissen werden und dadurch die Oberflächenrauhigkeit bzw. Haftfähigkeit des Kunststoffrohres gesteigert wird. Dabei werden vorzugsweise nur Makromolekülketten in der Sußersten Schicht des Kunststoffrohres durch die Befltimmung aufgerj <#5(?fl. Das ~Icr~rt behandelte Rohr wird einer Einheit 2 zugeführt, die das Rollt abkühlt und die TeJflperaturvoraussetzung für das folgende Aufbringen einer lackShnlichen Substanz abhängig von dessen Zusammensetzung schafft. Mit 3 ist die die lackähnliche Substanz auf die Rohroberfläche aufbringende Einrichtung bezeichnet, wobei die Einrichtung 3 vorzugsweise eine verstellbare Dosiereinrichtung enthält und damit das Auftragen unterschiedlicher Mengen abhängig von der Geschwindigkeit ermöglicht, mit welcher das Kunststoffrohr an der Einheit 3 vorbeigeführt wird. Hinter der Einheit 3 befindet sich eine Einrichtung 4, die eine optimale Verteilung der lackähnlichen Substanz über den gesamten Rohrumfang sicherstellt, um eine über den gesamten Rohrumfang und die gesamte Rohrlänge gleichmäßige Dicke der Substanz zu erhalten. Danach wird das Rohr durch eine Trocknungseinheit 5 geführt, so daß die lackähnliche Substanz getrocknet bzw. ausgehärtet wird und fest auf der Rohraußenwand haftet. Dann wird das Rohr in nicht weiter dargestellter und bekannter Weise aufgewickelt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Rohr mit einer Geschwindigkeit von 4 m/Minute in der vorstehend beschriebenen Weise behandelt bzw. durch die einzelnen Einheiten hindurchgeführt. In der Einheit 1 wird die thermische Oxydation der äußersten Schicht des Kunststoffrohres vorzugsweise durch Beflämmung mit einer Propangasflamme erreicht, die bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 4 m/Minute eine Temperatur von etwa 800 ° C hat. Die Propangasflamme ist hierbei "weich eingestellt". Dadurch wird die Oberflächentemperatur des Kunststoffrohres an bzw. kurz nach der Einheit 1 auf über 700 C erhöht, was die Verstärkung der Oberflächenrauhigkeit bewirkt. Der durch die Einheit 2 hervorgerufene Kühlvorgang dient dazu, beim nachfolgenden Aufbringen der lackähnlichen Substanz ein Eindicken dieser Substanz und eine damit verbundene Riefenbildung der lackähnlichen Substanz zu verhindern. Vorzugsweise wird das Rohr durch die Einheit 2 auf eine Temperatur von 400 C abgekühlt, bevor das Rohr die Einrichtung 3 erreicht.
Die Dosierung der Einrichtung 3 ist derart gewählt, daß die Substanz mit einer Schichtdicke von ca. 50 Mikrometer auf die Rohroberfläche aufgetragen bzw. auf diese Schichtdicke durch die Einrichtung 4 verteilt wird. Es ist ersichtlich, daß mit zunehmender Transportgeschwindigkeit die Menge der durch die Einrichtung 3 zugeführten Substanz erhöht werden muß.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Schichtdicke der Substanz auf ca. 50 Mikrometer einzustellen, wenn als lackförmige Substanz PVDC (Polyvinylidenchlorid) verwendet wird. Um die gleichmäßige Schichtdicke der Substanz auf der Außenoberfläche des Rohres zu gewährleisten, wird eine die Substanz gleichmäßig auf den Rohrumfang und über die jeweilige Rohrlänge verteilende Einrichtung, beispielsweise ein um das Rohr umlaufend vorgesehener Schwamm, verwendet, wobei zwischen der Einrichtung4undder Einheit 5 eine die Schichtdicke der Substanz prüfende Vorrichtung zur ständigen Kontrolle der aufgebrachten Schichtdicke vorgesehen sein kann. Anstelle eines Schwammes kann selbstverständlich jedes andere beliebige, jedoch die gleichmäßige Verteilung der lackähnlichen Substanz bewirkendes Material verwendet werden. Während die Einrichtung 3 die lackähnliche Substanz gemäß der Zeichnung nur auf die Oberseite des Rohes aufbringt, kann das Verfahren auch derart abgewandelt werden, daß um den Umfang des Rohres verteilte Sprüheinrichtungen oder dergleichen vorgesehen sind, so daß die Substanz über den gesamten Rohrumfang auf das Rohr aufgebracht wird und auf diese Weise der die Kalibrierung vornehmendenEinrichtung 4 zugeführt wird.
Die Trocknungsei nheit 5 hat bei einer Transportgeschwindigkei des Rohres von 4 m/Minute eine Länge von # 1 m und erzeugt eine Temperatur zwischen 750 und 800 C, vorzugsweise durch Heißluft, wodurch die lackähnliche Substanz trocknet und/ oder aushärtet. Durch die Behandlung der Rohroberfläche zur Verstärkung ihrer Oberflächenrauhigkeit ist dabei sichergestellt, daß die lackähnliche Substanz nach ihrem Trocknen oder Aushärten fest auf der Rohroberfläche haftet und bei dem nachfolgenden Aufwickelvorgang sowie der Verlegung der Rohre als Fußbodenheizungen eine Verletzung der getrockneten Substanz schicht ausgeschlossen ist. Gleichzeitig hat aber die Schicht eine vergleichbar hohe Elastizität, was ein Abbröckeln der Schicht während des Biegens bzw. Verlegens der Rohre ausschließt.
Das auf vorstehende Weise hergestellte bzw. behandelte Kunststoffrohr weist an seiner Außenfläche eine sauerstoffdiffusionsdichte Schicht, vorzugsweise in Form eines Lackes, auf, so daß ein Eindringen von Sauerstoff über die Wandung des Kunststoffrohres ausgeschlossen wird. Die lackähnliche Schicht wirkt dabei als Sperre oder Sperrschicht, wobei der Wirkungsgrad des Kunststoffrohres durch diese Schicht nicht beeinträchtigt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zusäztlich zu den vorstehend beschriebenen Schritten eine weitere Schicht einer lackähnlichen Substanz aufgebracht, wobei die erste Schicht der lackähnlichen Substanz bei dieser Ausführungsform eine maximale Schichtdicke von 10 ~im hat. Wie vorstehend beschrieben ist, wird diese Schicht durch die Einrichtung 30 aufgetragen und durch die Einrichtung 4 verteilt. Anschließend erfolgt das Trocknen durch die Einheit 5, wonach auf die vorhandene Schicht eine weitere Schicht einer lackähnlichen Substanz mit wesentlich größerer Schichtdicke, vorzugsweise bis 100 Wm, aufgetragen wird, die dann in bereits vorstehend beschriebener Weise wiederum verteilt und getrocknet wird, wobei eine zweite, der Einrichtung 4 entsprechende Einrichtung und eine weitere, der Einheit 5 entsprechende Einheit vorzusehen ist.
Die die zweite Trocknung durchführende Einheit ist dabei in Form eines längeren Trockentunnels ausgebildet, sodaß eine vollständige Austrocknung der zweiten Lackschicht gewährleistet ist.
Durch das Aufbringen einer dünneren, ersten Schicht wird erreicht, daß diese Schicht schneller trocknet und besser an dem Rohr haftet. Die beiden Schichten der lackähnlichen Substanzen bewirken dagegen eine höhere Wirksamkeit der gesamten Sperrschicht infolge ihrer größeren Schichtdicke.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Herstellung eines diffusionsdichten Kunststoffrohres, insbesondere aus Polypropylen, bei dem das Rohr durch Extrudieren in der gewünschten Form erzeugt und abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an der Außenoberfläche des Kunststoffrohres eine thermische Oxydation hervorgerufen wird, derart, daß zumindest in der äußersten Schicht des Kunststoffrohres Makromolekülketten zur Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit aufgerissen werden, daß das Kunststoffrohr abgekühlt wird, daß auf die behandelte Kunststoffrohroberfläche eine Schicht aus einer lackähnlichen Substanz aufgebracht wird, daß die Schicht gleichmäßig überden Kunststoffrohrumfang verteilt wird, und daß die Schicht anschließend ausgehärtet und/oder getrocknet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schicht PVDC (Polyvinylidenchlorid) aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht mit einer Stärke von ca. 50 Mikrometer aufgebracht wird.
4. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit das Kunststoffrohr mit einer Gasflamme, vorzugsweise einer Propangasflamme, behandelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffrohroberfläche auf über 700 C erhitzt wird.
6. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Jaß die Kunststoffrohroberfläche nach der thermischen Oxydation abgekühlt wird, vorzugsweise auf eine Temperatur von etwa 400C.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffrohr nach Aufbringen der lackähnlichen Substanz einem Trocknungsvorgang bei etwa 750 bis 800 C ausgesetzt wird.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorancjehenden nnl,uchc, dadurch gekennzeichnet, daß die lackähnliche Substanz durch über den Rohrumfang verteilt angeordnete Sprühdüsen gleichmäßig auf die Xunststoffrohroberfläche aufycracn wird.
9. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffrohr mit einer Gtschwincligkeit von 4m/Minute durch die einzelnen Stationen geführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die erste Schicht eine zweite Schicht aus einer lackähnlichen Substanz aufgebracht wird und daß die zweite Schicht nach Verteilung einem Trocknungsprozeß ausgesetzt wird.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht mit einer Stärke von bis zu 50 ijm aufgetragen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht mit einer Schichtdicke von maximal 10 ßm und die zweite Schicht mit einer Schichtdicke von maximal 100 Am aufgetragen wird.