DE69934910T2 - Thermoplastische Mehrschichttrinkwasserleitung - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine thermoplastische Wasserrohrleitung.
• Thermoplastische Wasserrohrleitungen werden generell genutzt und sind in den meisten Fällen äußerst zufrieden stellend. Wasserrohrleitungen können dennoch einen Anstieg des Problems des Bakterienwachstum im Inneren der Leitung ergeben. Dies ist so, weil Wassergesellschaften im zunehmenden Maße die Praxis von behandeltem vorgereinigtem Wasser ohne Chlor übernehmen, was für Trinkwasser vorgesehen ist, aber mit Ozon oder UV-Licht behandelt ist, in Verbindung mit einer Filterung durch ein Sandbett. Daraus resultiert ein besserer Geschmack des Wassers und eine geringere Menge an zugemischtem organischem Chlor im Wasser, was als problematisch angesehen wird im Hinblick auf die öffentliche Gesundheit. Es wurde jetzt herausgefunden wie auch immer, dass im Fall von gereinigtem Wasser in dieser Art und Weise eine Leitung aus bestimmten Materialien, insbesondere aus Polyolefinmaterialien, die allmähliche Verschmutzung durch Bakterien viel schneller verläuft als in Leitungen, die hergestellt sind aus anderen Materialien. Speziell bei Leitungen aus Polyethylen (PE) und Polybutylen (PB) wurde eine relativ schnelle Verschmutzung beobachtet.
• Um das Problem der Verschmutzung durch Bakterien in den Leitungen zum Transport des Wassers zu überwinden, wurde vorgeschlagen, die Leitung mit einer inneren Schicht zu versehen, in welcher bakterienvernichtende Substanzen eingemischt sind (siehe zum Beispiel US-A-5332160). In Anbetracht der Toxizität der zugefügten Substanzen sind diese Leitungen jedoch nicht geeignet für Trinkwasserleitungen.
• Die WO97/30798 offenbart eine Wasserrohrleitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Besagte Leitung enthält eine innere Schicht aus Polymer vermischt mit einem Metall. Besagtes Metall verleiht dem Rohr bakterienhemmende Eigenschaften.
• Des weiterem wurde herausgefunden, dass viele organische Stoffe wie Lösungsmittel prompt die Wand der Leitung aus Polyolefinmaterial durchdringen. Daher hat die Benutzung von Rohrwasserleitungen aus Polyethylen, Polypropylen oder Polybutylen in verunreinigtem Boden mit solchen Substanzen Nachteile, da das transportierte Wasser durch die Leitung schadstoffbelastet werden kann.
• Um diese Problem zu überwinden, wurde vorgeschlagen, dass Leitungen, die unter diesen Bedingungen benutzt werden, mit einer Schicht, die aus einem anderen Material besteht und undurchlässig oder mindestens viel weniger durchlässig ist für Schadstoffe, versehen ist. Vorzugsweise ist die besagte Schicht entweder nahe oder direkt an der Außenseite gelegen. Ein bekanntes Material für solche Verwendungszwecke ist Aluminium in Form einer dünnen Folie.
• Auch bekannt zum Beispiel aus EP-A-0686797 sind Mehrschichtleitungen für den Verwendungszweck des Transports von Petrolchemikalien, bestehend aus einer äußeren Schicht auf der Basis von Polyolefin und einer inneren Schicht auf der Ba sis von thermoplastischem Polyester. Die EP-A-0686797 gibt an, dass diese Leitungen außerdem dafür geeignet sind zum Transport von Trinkwasser, falls dort ein Risiko einer Schadstoffbelastung durch Verbreitung von außen nach innen besteht, zum Beispiel falls die Trinkwasserleitung in verunreinigtem Boden verlegt ist. Jedoch ist das bakterielle Wachstum nicht behandelt worden.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Trinkwasserleitung, hergestellt aus einem thermoplastischem Material, speziell aus einem Polyolefinmaterial und noch genauer aus Polyethylen, Polypropylen oder Polybutylen, bereitzustellen, was den Leitungen eine erhöhten Schutz vor Verunreinigung durch Bakterien in der Leitung gibt. Die Leitungen sollen vorzugsweise geeignet sein für den Einsatz in mittelmäßig schadstoffbelasteten Böden.
• Diese Aufgabe ist gelöst durch die Trinkwasserleitung nach Anspruch 1.
• Bevorzugte Weiterbildungen der Wasserrohrleitung nach der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 8 einschließlich angegeben.
• Es sollte beachtet werden, dass den verwendeten thermoplastischen Kunststoffe für die Innenschicht keine zusätzlichen Substanzen zu gemischt sind, welche den bakteriellen Wachstum hemmen, aber daß solche Kunststoffe, d.h. in der Form, in der sie üblicherweise benutzt werden, es keinen oder praktisch keinen Anstieg von bakteriellem Wachstum erlauben.
• Eine Wasserrohrleitung nach der Erfindung kann hergestellt werden durch Koextrusion und die Leitungsabschnitte werden sogleich zusammen gefügt durch Mittel von gebräuchlichen Verbindungstechniken. Mögliche Beispiele sind Verbindungen durch Mittel von (elektrischen) Verschmelzungsmuffen, Muffen mit Gummiringen und glatten Stumpfschweißverbindungen. Eine Wasserrohrleitung nach der Erfindung ist flexibel und daher höchst geeignet für Fälle, in denen die Leitung in gebogener und/oder in geschlängelter Form verlegt wird (Innenraum- oder Anschlussrohr).
• Eine Wasserrohrleitung nach der Erfindung kann in verschiedenen Fachbereichen verwendet werden, die Konstruktion der Leitung ist abhängig von dem Fachbereich der Anwendung. Ein erster Fachbereicih der Anwendung ist der Transport von heißem und kaltem Wasser in einem Innenraum. In diesem Fall ist der Durchmesser der Leitung normalerweise verhältnismäßig klein in der Größenanordnung von 15 mm bis 32 mm. Dafür diese Leitungen die Durchlässigkeit von organischen Substanzen keine Rolle spielt, sondern nur das bakterielle Wachstum von Bedeutung ist, ist eine dünne innere Schicht ausreichend, zum Beispiel mit einer Dicke von 0.1 mm. Das Leitungsmaterial, d.h. das Material der äußeren Schicht, kann Polyethylen (PE), insbesondere vernetztes Polyethylen, gewöhnlich bezeichnet als PEX, Polybuylen (PP), insbesondere das so genannte "Random-Copolymer", oder Polybutylen (PB) sein. Geeignete Materialien für die innere Schicht für diesen Fachbereich der Anwendung ist vor allem Polyurethan (PU) und chloriertes Polyvinylchlorid (CPVC), beide Materialien behalten ihre guten Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen.
• Ein zweites Fachgebiet der Anwendung bezieht sich auf Anschlussrohre. In diesem Fachgebiet der Anwendung ist der äußere Durchmesser der Leitung normalerweise im Bereich von ungefähr 32 mm bis 63 mm. Als Leitungsmaterialien für diese Anwendung sind vor allem verschiedene Arten von Polyethylen wie HDPE, MDPE oder LDPE geeignet, wobei das Material optional vernetzt ist. Insbesondere geeignet für die innere Schicht dieser Kaltwasseranwendung sind Polyuretan (PU) und Polyvinylchlorid (PVC). Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist ebenso geeignet als Material für die innen Schicht. Da bakterielles Wachstum wie auch die Durchlässigkeit von Schadstoffen von Bedeutung dabei sind, ist die innere Schicht oft dicker als bei der Innenraumanwendung, da die Dicke der inneren Schicht einen direkten Einfluss auf die Widerstandfähigkeit der Durchlässigkeit hat. Die akzeptable Schichtdicke ist 0.2 mm bis 0.6mm für diesen Verwendungszweck.
• Ein drittes Fachgebiet der Anwendung ist der Verwendungszweck als Wasserhauptleitung. Der Durchmesser von solchen Leitungen ist oft in dem Bereich von 63 mm bis 630mm und möglicherweise sogar größer. Auch bei dieser Anwendungsform kann beides, die Durchlässigkeit und das bakterielles Wachstum von Bedeutung sein, so dass eine wünschenswerte Wanddicke der inneren Schicht bei 0.2 mm bis 1.0 mm liegt.
• Experimente haben gezeigt, dass für die gleich Wanddicke die Durchlässigkeit von PE für organische Substanzen wie Trichloräthylen, Toluol, Cyclohexanon und Phenol viele tausend Male größer ist als die Durchlässigkeit von PVC, PU und ABS.
• Die Tabelle unten gibt einen Eindruck von der Durchlässigkeitsrate für besagte Substanzen, die Durchlässigkeit von PVC, PU, ABS und APET ist definiert als 1. In der Praxis wird die Durchlässigkeit sogar geringer sein.
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• Die Experimente bezüglich des bakteriellen Wachstums haben gezeigt, dass im Fall von PVC, CPVC, PU und APET unter den selben Bedingungen die Verschmutzung durch Bakterien kleiner ist als im Fall von PE um mindestens dem Faktor 20.
• Die folgenden Tabellen zeigen Beispiele von Anwendungsformen von Rohrwasserleitungen gemäß der Erfindung in verschieden Fachgebieten der Anwendung. Die Materialarten PE 80 und PE 100 sind PE-Arten mit verschiedenen erlaubten Wandbelastungen.
• Tabelle mit beispielen von Leitungsarten und deren Abmessungen

• D:

  nomineller äußere Durchmesser (mm)

  E1:

  nominelle Wanddicke der äußeren Schicht (mm)

  E2:

  nominelle Wanddicke der inneren Schicht (mm)

  M1:

  Materialart der äußeren Schicht

  M2:

  Materialart der inneren Schicht

  PN:

  Druckklasse (bar)

  S:

  Leitungsklasse gemäß zu ISO 4065

• 1. Leitungen für Innenraumanwendung

  
• 2. Leitung zur Anwendung im Freien

  

Claims (8)

1. Wasserrohrleitung aus einem thermoplastischen Material mit einer Wand, die zumindest zwei Schichten umfasst, wobei die äußere Schicht aus einem Polyolefinmaterial besteht und die innere Schicht einen Thermoplasten umfasst und keine Bakterienwachstum fördernde Wirksamkeit hat, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht aus einem Thermoplast besteht, nur Substanzen beigemischt sind, die erforderlich sind für die Bearbeitung und keine zusätzlichen Substanzen beigemischt sind, die das Bakterienwachstum hemmen, und wobei der Thermoplast ausgewählt ist aus einer Gruppe enthaltend Polyvinylchlorid (PVC), chloriertes Polyvinylchlorid (CPVC), thermoplastisches Polyurethan (PU) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS).
2. Wasserrohrleitung nach Anspruch 1, wobei die innere Schicht für organische Substanzen weniger durchlässig ist als die äußere Schicht.
3. Wasserrohrleitung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dicke der inneren Schicht um mindestens einen Faktor 3 kleiner ist als die Dicke der äußeren Schicht.
4. Wasserrohrleitung nach einem Ansprüche 1 bis 3, wobei die innere Schicht eine Dicke in dem Bereich von 0.1 mm-1.0 mm hat.
5. Wasserrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in welchem eine Verbindungsschicht vorhanden ist zwischen der Innenschicht und der Außenschicht.
6. Wasserohrleitung nach Anspruch 1, wobei das gesamte Rohr für den Transport von kaltem und heißem Wasser im Hause ausgebildet ist, einen Außendurchmesser in dem Bereich von 15 bis 32 Millimetern und eine Außenschicht hat, die ausgewählt ist aus der Gruppe der Polyethylene (PE), insbesondere vernetztem Polyethylen, gewöhnlich bezeichnet als PEX, Polypropylene (PP), insbesondere dem so genannten "Random-Copolymer", oder Polybutylene (PB), wobei das Rohr eine dünne innere Schicht, zum Beispiel mit einer Dicke von 0,1 mm, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe Polyurethan (PU) und chloriertem Polyvinylchlorid (CPVC) hat.
7. Wasserohrleitung nach Anspruch 1, wobei das Rohr eine Versorgungsleitung mit einem Außendurchmesser in dem Bereich von 32 bis 63 mm ist und eine äußere Schicht aus Polyethylen hat, z.B. HDPE, MDPE oder LDPE hat, wobei das Material optional vernetzt ist, und die innere Schicht eine Dicke von 0,2 mm bis 0,6 mm hat.
8. Wasserrohrleitung nach Anspruch 1, wobei das gesamte Rohr ein Wasserhauptrohr ist mit einem äußeren Durchmesser in dem Bereich von 63 mm bis 630 mm und einer Wanddicke der inneren Schicht in dem Bereich von 0,2 mm bis 1,0 mm hat.