DE3820254A1

DE3820254A1 - Kunststoffrohr

Info

Publication number: DE3820254A1
Application number: DE3820254A
Authority: DE
Inventors: Kurt Olbrich
Original assignee: Stramax AG
Current assignee: Stramax AG
Priority date: 1988-04-22
Filing date: 1988-06-14
Publication date: 1989-11-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffrohr gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß Oberbegriff des Anspruches 7.

Kunststoffrohre der eingangs genannten Art finden insbesonde re im Heizungssektor für Fußboden-Warmwasserheizungen An wendung. Solche Kunststoffrohre haben jedoch den Nachteil, daß ihre Wandungen bereits bei Raumtemperatur eine uner wünscht hohe Durchlässigkeit für Sauerstoff besitzen. Über das in den Kunststoffrohren der Heizsysteme zirkulierende, als Wärmeträger dienende Heizwasser gelangt daher ständig Sauerstoff in den Heizkreislauf und damit in Kontakt mit Ei senteilen des Heizungssystemes. Die im Heizkreislauf befind lichen Eisenteile unterliegen daher der Korrosion und es be steht die Gefahr, daß sie nach einigen Jahren des Gebrauches durch Korrosion unbrauchbar werden. Außerdem wird durch die Korrosion Schlamm gebildet, der das Heizungssystem verstopfen kann.

Um die genannten Nachteile von Kunststoffrohren zu beseitigen, sind bereits Kunststoffrohre und Verfahren zu ihrer Herstel lung bekannt, so beispielsweise aus der EP-OS 00 54 751, wo bei man unter anderem auf die Umfangsfläche des Rohres eine siegelfähige Lage aufbringt und dann durch Koextrusion das Rohr mit einem nahtlosen Mantel umgibt, der aus einer Lage aus Polyvinylalkohol, Vinylalkohol-Aethylen-Copolymerisat oder Polyacrylnitril und einer Lage aus Polyolefin besteht, wobei letztere insbesondere die äußere Mantelschicht bildet, Nachteilig bei diesem Kunststoffrohr und dessen Herstellungs verfahren ist es, daß die Sperrschicht mit relativ großer Wanddicke aufgetragen werden muß, da sich produktionsbeding te Wanddickenunterschiede unmittelbar nachteilig auf die Dif fusionsdichte auswirken. Dies beeinflußt wiederum die Her stellungskosten, den Wärmedurchgang und die Biegbarkeit nach teilig. Außerdem sind die bekannten Sperrschichten bei höhe ren Temperaturen zum Beispiel ab 60°C nicht feuchtigkeitsbe ständig, so daß die Diffusionssperre praktisch unwirksam wird.

Weiter ist es bekannt, Kunststoffprodukte durch Fluorieren mit einer Sperrschicht zu versehen. Hierzu werden solche Kunststoffprodukte mit einem Fluor-Stickstoff-Gasgemisch be gast, wobei bestimmte Atome des Polymers, beispielsweise Cl, H und dergleichen durch F ersetzt werden. Das hierbei gebilde te partiell fluorierte Polymer weist hervorragende Sperreigen schaften auf. Nachteilig ist es, daß die Fluorierung nur chargenweise erfolgen kann und insofern für kontinuierlich herzustellende Kunststoffprodukte wie Kunststoffrohre nicht geeignet war und zum anderen wurden durch den Einfluß von Sauerstoff die fluorierten Partien abgebaut, so daß wieder eine Porosität entstand.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, Kunststoffrohre, insbesonde re für eine Klimatisiervorrichtung zu schaffen, die besonders einfach hergestellt werden können und eine wirkungsvolle und dauerhafte Sperrschicht aufweisen.

Diese Aufgabe wird gelöst:

- bei dem eingangs genannten Kunststoffrohr durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruches 1; und
- bei dem eingangs genannten Verfahren durch die kennzeich nenden Merkmale des Anspruches 7.

Dadurch, daß die Sperrschicht durch eine Fluorierung des Polymers gebildet wird, die ihrerseits von der Mantelschicht abgedeckt ist, ergibt sich eine hochwirksame Sperrschicht, die beständig, d.h. nicht wärmeempfindlich und alterungsan fällig ist. Das Verfahren zur Herstellung eines solchen Kunst stoffrohres ist äußerst einfach und läßt sich ohne weiteres im Zuge der Herstellung des Kunststoffrohres insbesondere kontinuierlich gegebenenfalls auch diskontinuierlich durch führen. Dabei bietet sich überdies der Vorteil, daß die Man telschicht auf der Innenseite ebenfalls fluoriert wird und als Sperrschicht dient. Durch die Koextrusion der Mantel schicht auf das Rohr im Anschluß an die Begasung sind noch freie Fluoratome vorhanden, die in der Mantelschicht die Fluo rierung bewirken. Außerdem wird dadurch ein inniger Verbund zwischen der Mantelschicht und dem Rohr über die Sperrschicht hergestellt. Das so hergestellte Kunststoffrohr kann bei glei cher oder besserer Dichtheit mit kleineren Dimensionen herge stellt werden, da sich die Sperrschicht auf der Außenseite des Rohres und der Innenseite der Mantelschicht ausbildet und im Vergleich zur Dicke des Rohres und der Mantelschicht der art dünn ist, daß sich produktionsbedingte Dickenschwankun gen in keinem Falle auswirken können. Es sind also kleinere und dünnere Kunststoffrohre möglich, die leichter zu biegen sind und einen besseren Wärmeübergang aufweisen. Dies verein facht und verbilligt die Herstellung und vereinfacht und ver billigt die Weiterverarbeitung der Kunststoffrohre bei gleich zeitig verbesserter Wärmeübertragung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Kunststoffrohres sind in den Ansprüchen 2 bis 6 und bezüglich des Verfahrens in den Ansprüchen 8 bis 11 angegeben.

Die Sperrschicht kann nur auf dem Rohr ausgebildet sein, vor teilhafter ist sie jedoch auch gemäß Anspruch 2 auf der In nenschicht der Mantelschicht vorhanden. Das Rohr und die Man telschicht können gemäß Anspruch 3 aus gleichem Kunststoff bestehen. In bestimmten Fällen ist es aber auch möglich, das Kunststoffrohr nach Anspruch 4 auszubilden. Als Kunststoffe für das Rohr bzw. die Mantelschicht kommen die verschiedensten Polymere in Frage. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausgestaltung nach den Ansprüchen 5 bzw. 6.

Bei der Herstellung des Kunststoffrohres ist ein Vorgehen gemäß Anspruch 8 von Vorteil, da dann eine optimale Fluorie rung nicht nur des Rohres sondern auch der Mantelschicht er reicht wird. Diese läßt sich weiter verbessern, wenn man die Begasungskammer gemäß Anspruch 9 beheizt und/oder gemäß Anspruch 10 unter Überdruck stellt. Das Fluor-Stickstoff- Gasgemisch wird gemäß Anspruch 11 vorzugsweise im Kreislauf geführt, wodurch eine besonders rationelle Herstellung mög lich ist.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen

Fig. 1 ein Kunststoffrohr im Querschnitt;

Fig. 2 einen Teil einer Anlage zur Herstellung eines Kunststoffrohres gemäß Fig. 1.

Das in Fig. 1 gezeigte Kunststoffrohr 2 besteht aus dem eigentlichen Rohr 4, aus einem Polymer, vorzugsweise Poly äthylen oder Polypropylen, das über eine Sperrschicht 6 mit einer Mantelschicht 8 verbunden ist, die ebenfalls aus einem Polymer, vorzugsweise Polyäthylen oder Polypropylen besteht. Die Sperrschicht 6 wird durch Fluorierung gebildet, wobei das fluorierte Polymer in erster Linie an der Außenseite des Rohres 4, aber auch an der Innenseite der Mantelschicht 8 vorhanden ist.

Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Anlage zur Her stellung des Kunststoffrohres nach Fig. 1. Das in einer nicht näher dargestellten Extrusionsvorrichtung extrudierte Rohr 4 durchwandert zunächst eine Kalibrier- und Trockenvor richtung 10, an die sich eine Begasungsvorrichtung 12 an schließt. Diese enthält eine Begasungskammer 14 mit einer Zufuhrleitung 16 zum Zuführen eines Fluor-Stickstoff-Gasge misches in die Begasungskammer 14. Das verbrauchte Gasgemisch wird über eine Abfuhrleitung 18 abgesaugt und in einer Auf bereitungsvorrichtung 20 aufbereitet. Die Anlage ist so einge stellt, daß in der Begasungskammer stets ein Fluorüberschuß vorhanden ist. Mittels der Aufbereitungsvorrichtung 20 kann in der Begasungskammer auch ein Überdruck eingestellt wer den. Ferner ist eine Heizvorrichtung 22 vorhanden, um die Begasungskammer gegebenenfalls zu beheizen. Mittels des Fluor-Stickstoff-Gasgemisches der Begasungsvorrichtung wird auf dem Rohr durch Einlagerung von F-Atomen die Sperrschicht gebildet. Die Dicke der Sperrschicht kann während der Be gasung durch mindestens einen der Faktoren: Einwirkzeit, Temperatur und Druck beeinflußt werden.

Das mit der Sperrschicht versehene Rohr gelangt unmittelbar nach der Begasungsvorrichtung 12 zu einer Koextrusionsvor richtung 24, in der durch Koextrusion die Mantelschicht 8 aufgebracht wird. Dabei lagern sich noch freie Fluoratome aus der Begasungskammer in die Mantelschicht 8 ein.

Bezugszeichenliste

2 Kunststoffrohr
4 Rohr
6 Sperrschicht
8 Mantelschicht
10 Kalibrier- und Trockenvorrichtung
12 Begasungskammer
16 Zuführleitung
18 Abführleitung
20 Aufbereitungsvorrichtung
22 Heizvorrichtung
24 Koextrusionsvorrichtung

Claims

1. Kunststoffrohr, insbesondere für eine Klimatisiervorrich tung, wobei ein Rohr (4) eine Sperrschicht (6) und eine koextrudierte Mantelschicht (8) aufweist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Sperrschicht (6) durch Fluorierung mindestens der Außenschicht des Rohres (4) gebildet ist.

2. Kunststoffrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (6) eine fluorierte Innenschicht der Mantelschicht (8) enthält.

3. Kunststoffrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Rohr (4) und die Mantelschicht (8) aus dem gleichen Kunststoff bestehen.

4. Kunststoffrohr nach Anspruch i oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Rohr (4) und die Mantelschicht (8) aus verschiedenen Kunststoffen bestehen.

5. Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4) und/oder die Mantel schicht (8) aus Polyäthylen bestehen/besteht.

6. Kunststoffrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4) und/oder die Mantel schicht (8) aus Polypropylen bestehen/besteht.

7. Verfahren zur Herstellung des Kunststoffrohres nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das extrudierte Rohr (4) mit einer koextrudierten Mantelschicht (8) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rohr (4) nach dem Extrudieren, Kalibrieren und Trocknen durch eine Bega sungskammer (14) führt und mit einem Fluor-Stickstoff- Gasgemisch begast und anschließend an die Begasungskam mer mittels einer Koextrusionsvorrichtung (24) mit der Mantelschicht (8) versieht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Begasungskammer (i 4) einen Fluorüberschuß aufrecht erhält.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Begasungskammer (14) beheizt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß man in der Begasungskammmer (14) einen Überdruck aufrecht erhält.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß man das Fluor-Stickstoff-Gasgemisch im Kreislauf führt und außerhalb der Begasungskammer (14) mit Fluor derart anreichert, daß in der Begäsungs kammer ein Fluorüberschuß vorhanden ist.