DE9007303U1 - Plastic automotive piping manufactured by coextrusion - Google Patents

Plastic automotive piping manufactured by coextrusion

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Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in EssenAndrejewski, Honke & Partner, patent attorneys in Essen

Beschreibung:Description:

Die Erfindung betrifft eine durch Koextrusion hergestellte, if.ehrschichtige Kraf tf ahrzeugrohrleitüng aus Kunststoff. Der Begriff Kraftfahrzeugrohrleitung umfaiic im Rahmen der Erfindung auch Schlauchleitungen. - Kraf tf ahrzeugr ; ?~r— leitung beseichret die Tatsache, daß die Rohrleitung werkrnäßig in einem Ki^icfs! ieug installiert wird. ~v3 kann ?ber auch nachträglich &tgr; Wege dar Wartung und Reparatur eirrobaut wenden. Sie dient haue-sächlich der Führung des Kraftstoffe«. Der Kraftstcf: ; nn - ine alkoholische Kompon^nte aufweisen. Insoweit handelt es sich um eine Kraftfahrzeugrohr'eitung, die insbes. für die Führung eines alkoholischen Mediums bestimmt ist. Der Begriff alkoholisches Medium bezeichnet in diesem Zusammenhang nicht nur Kraftstoff mit Alkoholzusatz oder hauptsächlich aus Alkohol bestehenden Kraftstoff. Der Begriff alkoholisches Medium bezeichnet insoweit z. B. auch die Flüssigkeit einer Scheibenwaschanlage sowie das Druckmedium eines Bremssystems. Bekanntlich wird in Druckluft-Bremssysteme Alkohol eingeführt, um das Gefrieren von Kondensat zu verhindern. Alkohol meint im Rahmen der Erfindung insbes. Methylalkohol sowie Äthylalkohol und Mischungen davon mit Wasser, aber auch höherwertige Alkohole.The invention relates to a multi-layered motor vehicle pipeline made of plastic and produced by coextrusion. The term motor vehicle pipeline also includes hose lines within the scope of the invention. Motor vehicle pipeline refers to the fact that the pipeline is factory-installed in a vehicle. It can also be subsequently installed for maintenance and repair purposes. It is mainly used to convey the fuel. The fuel may have an alcoholic component. In this respect, it is a motor vehicle pipeline which is particularly intended for conveying an alcoholic medium. In this context, the term alcoholic medium does not only refer to fuel with added alcohol or fuel consisting mainly of alcohol. In this respect, the term alcoholic medium refers, for example, to fuel which contains alcohol. This includes, for example, the fluid in a windscreen washer system and the pressure medium in a braking system. It is well known that alcohol is introduced into compressed air braking systems to prevent condensate from freezing. In the context of the invention, alcohol refers in particular to methyl alcohol and ethyl alcohol and mixtures thereof with water, but also higher-quality alcohols.

Die bekannte Kraftfahrzeugrohrleitunq, von der die Erfindung ausgeht (DE 38 21 723), besteht aus einer rohrförmigen Außenschicht aus Polyamid 12. Sie bestimmt die Festigkeit der Kraftfahrzeugrohrleitung. Im übrigen ist eine rohrinnenseitig geschlossene Schutzschicht aus Polyamid 6 bzw. 6.6 bzw. 11 bzw. 12 vorgesehen, die über eine zwischengeschaltete Schicht an die Außenschicht aus Polyamid 12 angeschlossen ist,, Die zwischengeschaltete SchichtThe known motor vehicle pipeline from which the invention is based (DE 38 21 723) consists of a tubular outer layer made of polyamide 12. This determines the strength of the motor vehicle pipeline. In addition, a protective layer made of polyamide 6 or 6.6 or 11 or 12 is provided on the inside of the pipe, which is connected to the outer layer made of polyamide 12 via an intermediate layer. The intermediate layer

AndVejewsld, Honke & Partner, Patentanwälte in EssenAndVejewsld, Honke & Partner, patent attorneys in Essen

besteht aus einem Polyolefin. Die bekannte Kraftfahrzeugrohrleitung ist auch unter " ^sonderen Betriebsbedingungen sicher und mit großer Standzeit, d. h. langzeitig, brauchbar. Besond_re Betriebsbedingungen liegen vor, wenn das Medium, welches die Kraftfahrzeugrohrleitung führt, z. B.
oberflächenaktive Substanzen aufweist oder Sauerstoff freisetzt. Das rührt bei anderen als den vorstehend beschriebenen Kraftfahrzeugrohrleitungen (DE 38 21 723) häufig zu Spannungsrissen unü störenden Oxidationen. Andererseits enthalten die Kunststoffe der bekannten Kraftfahrzeugrohrleitung in dem Kraftstoff lösliche Cubstanzen, z. B. Monomere oder Oligomere. Es kann dann vorkommen, daß der Kraftstoff aus der mehrschichtigen Wand der Kraftfahrzeugrohrleitung lösbare Bestandteile herauslöst. Das beeinträchtigt die Standzeit der bekannten Kraftfahrzeugrohrleitung kaum, stört jedoch aus anderen Gründen: Wenn ein Kraftfahrzeug nach der Erstbefüllung mit Kraftstoff längere Zeit steht, beispielsweise verschifft wird oder Wochen und Monate auf die Auslieferung wartet, verändert sich in den Kraftstoffleitungen die Kraftstoffzusammensetzung. In dem Kraftstoff enthaltener Alkohol und Aromate diffundieren sehr viel schneller durch die mehrschichtige Rohrwand der Kraftfahrzeugrohrleitung als die aliphatischen Komponenten. Durch die Veränderung der Kraftstoffzusammen-Setzung verändern sich die I.öslichkeitsgrenzen derjenigen Substanzen, die zuvor aus der mehrschichtigen Rohrv/and herausgelöst sind. Insbes. die Monomere und Oligomere des Polyamid 11 bzw. des Polyamid 12 gelangen in diesem ruhenden Kraftstoff zur Kristallisation und damit zu Ausfäl-consists of a polyolefin. The known motor vehicle pipeline is safe and can be used with a long service life, ie over a long period of time, even under " ^special operating conditions. Special operating conditions exist when the medium which the motor vehicle pipeline carries, e.g.
surface-active substances or releases oxygen. In motor vehicle pipelines other than those described above (DE 38 21 723), this frequently leads to stress cracks and disruptive oxidation. On the other hand, the plastics of the known motor vehicle pipeline contain soluble substances in the fuel, e.g. monomers or oligomers. It can then happen that the fuel dissolves soluble components from the multi-layer wall of the motor vehicle pipeline. This hardly affects the service life of the known motor vehicle pipeline, but is disruptive for other reasons: If a motor vehicle is not used for a long time after being filled with fuel for the first time, for example if it is shipped or waits weeks or months for delivery, the fuel composition in the fuel lines changes. Alcohol and aromatics contained in the fuel diffuse much more quickly through the multi-layer pipe wall of the motor vehicle pipeline than the aliphatic components. The change in the fuel composition changes the solubility limits of those substances which were previously dissolved from the multi-layer pipe wall. In particular, the monomers and oligomers of polyamide 11 and polyamide 12 crystallize in this stationary fuel and thus precipitate.

JO lungen. Die Anwesenheit von Kupferionen beschleunigt dieses Kristallisationsverhalten in manchen Fällen zusätzlich. Kupferionen im Kraftstoff stammen z. B. aus Kollektorabrieb einer Benzinpumpe. Die ausgefällten Substanzen können zu Filterverstopfungen führen, sammeln sich möcjlicherweiseJO lungs. The presence of copper ions accelerates this crystallization behavior in some cases. Copper ions in fuel come, for example, from collector abrasion of a petrol pump. The precipitated substances can lead to filter blockages and possibly collect

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in EsnenAndrejewski, Honke & Partner, patent attorneys in Esnen

im Bewegungsraum des Schwimmers des Vergasers und behindern die Schwimmerbewegung oder verstopfen bei Einspritzmotoren die Einspritzdüsen. Auch können sich Beläge auf Steuerkanten der Einspritzpumpe bilden. Im übrigen sind die Zugfestigkeit und Zähigkeit der bekannten Kraftfahrzeugrohrleitung verbesserungsfähig.in the movement area of the carburetor float and hinder the float movement or, in the case of injection engines, clog the injection nozzles. Deposits can also form on the control edges of the injection pump. In addition, the tensile strength and toughness of the known automotive pipeline can be improved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine durch Koextrusion hergestellte Kraftfahrzeugrohrleitung aus Kunst-( 1O stoff zu schaffen, bei der lösbare Substanzen der eingesetzten Kunststoffe in störendem «Maße nicht mehr in Lösung gehen und die sich darüber hinaus durch nine sehr hohe Zugfestigkeit und Zähigkeit auszeichnet.The invention is based on the object of creating a motor vehicle pipeline made of plastics which is produced by coextrusion and in which soluble substances in the plastics used no longer dissolve to a disturbing extent and which is also characterized by very high tensile strength and toughness.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung eine durch Koextrusion hergestellte Krafttahrzeugrohrleitung aus Kunststoff, bestehend aus einer rohrförmigen Aussenschicht aus Polyamid .11 oder 12, einer Zwischenschicht aus Polyamid 6, einer Lösungsinhibitorschicht aus einem Copolymer aus Äthylen und Vinylalkohol und einer Innenschicht aus Polyamid 6, wobei zwischen der Außenschicht und der Zwischenschicht eine dünne Haftvermittlerschicht ^ aus Polyäthylen und Polypropylen zwischengeschaltet ist.To solve this problem, the invention relates to a motor vehicle pipeline made of plastic by coextrusion, consisting of a tubular outer layer made of polyamide .11 or 12, an intermediate layer made of polyamide 6, a solution inhibitor layer made of a copolymer of ethylene and vinyl alcohol and an inner layer made of polyamide 6, with a thin adhesion promoter layer made of polyethylene and polypropylene being interposed between the outer layer and the intermediate layer.

Für die üblichen Beanspruchungen besitzt, die Außenschich+- eine Dicke von 0,2 bis 0,7 mm. Das gilt auch für die Zwischenschicht. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist die Lösungsinhibitorschicht einen Äthylenanteil von 30 bis 45 Masse% auf. ZweckmäSigerweise besitzt die Lösungsinhibitorschicht eine Dicke von 0,1 bis 0,2 mm.For normal stresses, the outer layer has a thickness of 0.2 to 0.7 mm. This also applies to the intermediate layer. According to a preferred embodiment of the invention, the dissolution inhibitor layer has an ethylene content of 30 to 45% by mass. The dissolution inhibitor layer expediently has a thickness of 0.1 to 0.2 mm.

Die Haftvermittlerschicht genügt allen Anforderungen und trägt im Verbund auch zur Festigkeit und Zähigkeit bei, wenn sie aktive Seitenketten aus Maleinsäureanhydrit und eine Dicke von 0,05 bis 0,2 mm aufweist. Die Innenschicht wird zweckmäßigerweise extrem dünnn ausgeführt, beispielsweise in einer Dicke von 0,1 bis 0,3 mm oder weniger.The adhesion promoter layer meets all requirements and also contributes to the strength and toughness of the composite if it has active side chains made of maleic anhydrite and a thickness of 0.05 to 0.2 mm. The inner layer is preferably made extremely thin, for example with a thickness of 0.1 to 0.3 mm or less.

Andrejewski, Honice & Partner, Patentanwälte in EssenAndrejewski, Honice & Partner, patent attorneys in Essen

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei o'er erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugrohrleitung zunächst durch die Lösungsinhibitorschicht verhindert wird, daß aus dieser Schicht und den nach außen hin vorgeordneten Schichten Monomere, Oligomere oder andere Substanzen in Lösung gehen. Die Innenschicht kann so dünn gehalten werden, daß die Menge der daraus herauslösbaren Substanzen verschwindend klein ist und nicht mehr stört. Es besteht auch die Möglichkeit, die Innenschicht aus einem besonders aufbereiteten Polyamid 6 herzustellen, der lösbare Monomere und Oligomere praktisch nicht enthält. Andererseits erreicht man durch den beschriebenen Schichtaufbau über Verbundwirkungen eine hohe Zugfestigkeit und Zähigkeit.The advantages achieved are that in the motor vehicle pipeline according to the invention, the solution inhibitor layer initially prevents monomers, oligomers or other substances from dissolving from this layer and the layers arranged on the outside. The inner layer can be kept so thin that the amount of substances that can be dissolved out of it is negligible and no longer causes any problems. It is also possible to produce the inner layer from a specially prepared polyamide 6 that contains practically no soluble monomers and oligomers. On the other hand, the layer structure described achieves high tensile strength and toughness through composite effects.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, zu dem eine Zeichnung gehört, welche einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Rohrleitung zeigt, ausführlicher erläutert.In the following, the invention is explained in more detail using an embodiment, which includes a drawing showing a cross-section through a pipeline according to the invention.

Die Figur zeigt eine durch Koextrusion hergestellte Kraftfahrzeugrohrleitung aus Kunststoff. Sie besteht aus einer rohrförmigen Außenschicht 1 aus Polyamid 11 oder 12. Sie besitzt eine Zwischenschicht 2 aus Polyamid 6 und eine Lösungsinhibitorschicht 3 aus einem Copolymer aus Äthylen und Vinylalkohol. Eine Innenschicht 4 aus Polyamid 6 ist angeschlossen. Zwischen der Außenschicht 1 und der Zwischenschicht 2 aus Polyamid 6 befindet sich eine dünne Haftvermittlerschicht 5 aus Polyäthylen oder Polypropylen. Auch die Innenschicht 4 aus Polyamid 6 ist sehr dünn. Durch Koextrusion wurden die beschriebenen Schichten in Verbund gebracht.The figure shows a plastic automotive pipeline manufactured by coextrusion. It consists of a tubular outer layer 1 made of polyamide 11 or 12. It has an intermediate layer 2 made of polyamide 6 and a solution inhibitor layer 3 made of a copolymer of ethylene and vinyl alcohol. An inner layer 4 made of polyamide 6 is connected. Between the outer layer 1 and the intermediate layer 2 made of polyamide 6 there is a thin adhesion promoter layer 5 made of polyethylene or polypropylene. The inner layer 4 made of polyamide 6 is also very thin. The layers described were bonded together by coextrusion.

Die Außenschicht 1 und die Zwischenschicht 2 mögen eine Dicke von 0,2 bis 0,7 mm aufweisen. Die Innenschicht 4The outer layer 1 and the intermediate layer 2 may have a thickness of 0.2 to 0.7 mm. The inner layer 4

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ist demgegenüber regelmäßig beachtlich dünner eingestellt, und zwar im Wmiddickebereich von 0,1 bis 0,3 mm. Die Lösungsinhibitorschicht 3 besteht aus einam Copolymer aus Äthylen und Vinylalkohol, und zwar bei einem Äthylenanteil von 30 bis 40 Masse%. Ihre Dicke liegt im Bereich von 0,1 bis 0,2 mm. Die Haf tvermittierschicht. 5 mag aktive Seitenketten aus Mnleinsä'ureanhydrit und eine Dicke von 0,05 bis 0,2 mm besitzen. Als Material für die Innenschicht4 kann nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung auch ein nachkondensiertes Polyamid 6 mit einem niedrigen Monomergehalt benutzt werden.In contrast, the inner layer 4 is usually made considerably thinner, in the inner thickness range of 0.1 to 0.3 mm. The solution inhibitor layer 3 consists of a copolymer of ethylene and vinyl alcohol, with an ethylene content of 30 to 40% by weight. Its thickness is in the range of 0.1 to 0.2 mm. The adhesion promoter layer 5 may have active side chains of leine anhydrite and a thickness of 0.05 to 0.2 mm. According to a preferred embodiment of the invention, a post-condensed polyamide 6 with a low monomer content can also be used as the material for the inner layer 4.

Claims (7)

Andrejewski, HonSce & Partner,, Patentanwälte in Essen SchutzansprücheAndrejewski, HonSce & Partner,, Patent Attorneys in Essen Protection Claims 1. Durch Koextrusion hergestellte Kraftfahrzeugrohrleitung aus Kunststoff, bestehend aus1. Automotive piping manufactured by coextrusion made of plastic, consisting of einer rohrförmiqen Außenschicht aus Polyamid 11 oder 12, einer Zwischenschicht aus Polyamid 6, einer Lösungsinhibitorschicht aus einem Copolymer aus Äthylen oder Vinylalkohol und einer Innenschicht aus Polyamid 6, wobei zwischen der Außenschicht und der Zwischenschicht eine dünne Haftvermittlerschicht aus PoIyäthylen oder Polypropylen zwischengeschaltet ist.a tubular outer layer made of polyamide 11 or 12, an intermediate layer made of polyamide 6, a solution inhibitor layer made of a copolymer of ethylene or vinyl alcohol and an inner layer made of polyamide 6, with a thin adhesion promoter layer made of polyethylene or polypropylene being interposed between the outer layer and the intermediate layer. 2. Kraftfahrzeugrohrleitung nach Anspruch 1, wobei die Außenschicht eine Dicke von 0,2 bia 0,7 mm besitzt.2. Automotive pipeline according to claim 1, wherein the outer layer has a thickness of 0.2 to 0.7 mm. 3. Kraftfahrzeugrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 üder 2, wobei die "Zwischenschicht eine Dicke von 0,05 bis 0,5 rnm besitzt.3. Motor vehicle pipeline according to one of claims 1 or 2, wherein the intermediate layer has a thickness of 0.05 to 0.5 mm. 4. Kraftfahrzeugrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lösungsinhibitorschicht einen Äthylenanteil von 30 bis 45 Masse* aufweist.4. Automotive pipeline according to one of claims 1 to 3, wherein the dissolution inhibitor layer has an ethylene content of 30 to 45 mass%. 5. Kraftfahrzeugrohrleitung nach Anspruch 4, wobei die Lösungsinhibitorschicht eine Dicke von 0,1 bis 0,2 mm besitzt.5. Automotive pipeline according to claim 4, wherein the dissolution inhibitor layer has a thickness of 0.1 to 0.2 mm. 6. Kraftfahrzeugrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Innenschicht eine Dicke von 0,1 bis 0,5 mm ofer weniger besitzt.6. Automotive pipeline according to one of claims 1 to 4, wherein the inner layer has a thickness of 0.1 to 0.5 mm or less. 7. Kraftfahrzeugrohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei esiu Haftvermitt !erschient aktive Seitenketten aus7. Motor vehicle pipeline according to one of claims 1 to 6, wherein the adhesion promoter contains active side chains of Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in EssenAndrejewski, Honke & Partner, patent attorneys in Essen Maleinsäuxeanhydrit und eine Dicke von 0,05 bis 0,2 mm besitzt- IMaleic acid anhydrite and a thickness of 0.05 to 0.2 mm - I
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