EP2170046A2 - Formteil - Google Patents

Formteil

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Publication number
EP2170046A2
EP2170046A2 EP08785275A EP08785275A EP2170046A2 EP 2170046 A2 EP2170046 A2 EP 2170046A2 EP 08785275 A EP08785275 A EP 08785275A EP 08785275 A EP08785275 A EP 08785275A EP 2170046 A2 EP2170046 A2 EP 2170046A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
biofilm
particles
inhibiting
ions
Prior art date
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Ceased
Application number
EP08785275A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Hendel
Guido Kania
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rehau Automotive SE and Co KG
Original Assignee
Rehau AG and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rehau AG and Co filed Critical Rehau AG and Co
Publication of EP2170046A2 publication Critical patent/EP2170046A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/12—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/08—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing solids as carriers or diluents
    • A01N25/10—Macromolecular compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • A01N25/34—Shaped forms, e.g. sheets, not provided for in any other sub-group of this main group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
    • B32B1/08—Tubular products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16L9/14—Compound tubes, i.e. made of materials not wholly covered by any one of the preceding groups
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    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
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    • Y10T428/139—Open-ended, self-supporting conduit, cylinder, or tube-type article
    • Y10T428/1393—Multilayer [continuous layer]

Definitions

  • the present invention relates to a plastic molding, preferably a plastic pipe, in particular for the transport or storage of fluids, which comprises at least one layer containing zeolite particles, in which at least a portion of ion-exchangeable ions have been replaced by biofilm-inhibiting ions.
  • plastics for the transport or storage of liquid and / or gaseous media.
  • Such plastic pipes serve, for example, the transport of drinking water from drinking water reservoirs to the end user, but also the return of wastewater from the end user to wastewater disposal companies.
  • Organisms may be plants such as algae, while microorganisms include, for example, bacteria and fungi.
  • the corresponding deposits lead on the one hand to a reduced flow cross-section, and on the other hand to a negative influence on the quality of the transported drinking water. This can even lead to an epidemic risk if the biofilms formed contain pathogenic germs.
  • the microorganisms of the biofilm cause biologically induced damage to the tube material during prolonged exposure. In this context, for example, the degradation of the plastic by mushrooms may be mentioned.
  • zeolite particles with biofilm-inhibiting ions can inhibit or suppress the formation of a biofilm.
  • a disadvantage of this method for preventing the formation of a biofilm is the fact that present in the zeolite particles biofilm-inhibiting ions dissolve relatively quickly from these and migrate to the corresponding molding surface, so that the biofilm-inhibiting ions are rapidly consumed and after a short time biofilm-inhibiting effect is lost.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a plastic molding, preferably a plastic pipe, which effectively counteracts deposition of microorganisms or pollutants, and generally the structure of a biofilm, for a long period of time and is easy and inexpensive to manufacture.
  • the plastic molded part according to the invention is characterized in that the layer further contains nanofil size biofilm-inhibiting particles in addition to the zeolite particles. It has been found that the combination of zeolite particles with biofilm-inhibiting ions and biofilm-inhibiting particles in nanometer size, a very long-lasting biofilmhemmende effect can be achieved. Initially, the use of the plastic tube initially leads to migration of the biofilm-inhibiting ions, which dissolve out of the zeolite particles. Thus, practically from the very beginning, rapid release of the ions and their correspondingly rapid migration to the surface of the plastic pipe result in highly effective protection against the attachment of organisms or microorganisms.
  • the ions of the zeolite particles and the biofilm-inhibiting particles in nanometer size complement each other ideally, because as the one, ie the ions of the zeolite particles are used up, the ions of the biofilm-inhibiting particles come to fruition, the effect of which lasts for a very long time.
  • biofilm-inhibiting ions may comprise copper ions and / or zinc ions and / or silver ions
  • biofilm-inhibiting particles may comprise copper and / or zinc and / or silver.
  • the materials copper, zinc and silver or their ions have particularly favorable (antimicrobial) properties in terms of avoiding the formation of a biofilm, they are preferably selected.
  • the biofilm-inhibiting particles may have a largest diameter between 1 and 100 nm, preferably 10 and 50 nm. It has been found that the particles have a particularly advantageous effect in this size range. Furthermore, it may be advantageous if the concentration of zeolite particles and biofilm-inhibiting particles in the sum of 0.01 to 15 weight percent, preferably 0.1 to 5 weight percent, based on the layer of the plastic tube containing them is. The amount of zeolite particles and biofilm-inhibiting particles is advantageously chosen in a ratio of 20:80 to 80:20.
  • the layer may comprise a matrix material in which the zeolite particles and the biofilm-inhibiting particles are embedded. As a result, the particles are held securely and firmly and fixed in the plastic tube.
  • the matrix material comprises and preferably consists of a thermoplastic polymer such as polyethylene, crosslinked polyethylene (PE-X), polypropylene, polybutene or polyvinyl chloride and copolymers thereof. These materials have favorable mechanical and physical or chemical properties and are also relatively inexpensive with ease of processing.
  • a thermoplastic polymer such as polyethylene, crosslinked polyethylene (PE-X), polypropylene, polybutene or polyvinyl chloride and copolymers thereof.
  • the zeolite particles and / or the biofilm-inhibiting particles are distributed uniformly in the matrix material, or that the concentration of the zeolite particles and / or the biofilm-inhibiting particles in nanometer size starting from the outer surface of the layer facing away from the fluid in the direction of the Fluid-facing inner surface of the layer continuously increases or decreases.
  • the distribution of the zeolite particles and / or the biofilm-inhibiting particles can be varied or adapted. For example, if there is a desire to protect both the inside surface (i.e., the surface in contact with the fluid) and the outside surface of a pipe from biofilm deposition, then a homogeneous distribution is desirable.
  • the increased concentration of the zeolite particles or of the biofilm-inhibiting particles in the vicinity of the inner surface offers advantages.
  • the concentration of zeolite particles and / or biofilm inhibiting particles may be advantageous for the concentration of zeolite particles and / or biofilm inhibiting particles to increase from the center of the layer toward the inner surface and outer surface.
  • the concentration of zeolite particles with biofilm-inhibiting ions and biofilm-inhibiting particles in nanometer size can have a steady gradient or a non-continuous gradient, ie a jump in the layer.
  • the concentration of zeolite particles with biofilm-inhibiting ions and biofilm-inhibiting particles in nanometer size can be selected such that a first partial layer is advantageously present in the layer, the zeolite particles with biofilm-inhibiting ions and a second partial layer having biofilm-inhibiting nanoscale particles.
  • An unsteady gradient, which has a jump can advantageously be effective if the migration of the ions is to occur with a delay.
  • the plastic tube is two- or multi-layered, wherein the innermost, the fluid-facing layer is formed by the described in the above-described advantageous embodiments layer, and the adjoining outer layer or the adjoining outer layers comprising or having a polymeric material.
  • the two- or multi-layered construction makes it possible to realize a more robust and more mechanically stressable pipe, wherein the respective layers can be designed in the sense of the respective intended function.
  • the inner layer is designed so that it prevents the attachment of microorganisms or pollutants
  • the outer layer adjoining outer layer for example, is designed to ensure a high mechanical stability of the tube.
  • Layers comprising a thermoplastic polymer such as polyethylene, crosslinked polyethylene (PE-X), polypropylene, polybutene or polyvinyl chloride and copolymers thereof and preferably consists of this or consist of.
  • a thermoplastic polymer such as polyethylene, crosslinked polyethylene (PE-X), polypropylene, polybutene or polyvinyl chloride and copolymers thereof and preferably consists of this or consist of.
  • PE-X crosslinked polyethylene
  • polypropylene polypropylene
  • polybutene polyvinyl chloride and copolymers thereof
  • the tube is two or more layers and is made by a co-extrusion process. This is a particularly effective and economical process for producing multilayer pipes.
  • the layer of zeolite particles with biofilm-inhibiting ions and biofilm-inhibiting nanometer-sized particles is prepared in a process in which a fluid is passed into the tube lumen and precipitates on the inner surface to form the layer.
  • the fluid may be a liquid in the form of, for example, a lacquer which contains the zeolite particles and biofilm-inhibiting particles.
  • the layer formation can be carried out from a gas phase.
  • Such a technique for producing coatings is very effective and economically usable for producing multilayer pipes.
  • the tube is two- or multi-layered and the layer thickness of the innermost, the fluid-facing layer is between 1 and 10% of the wall thickness of the tube.
  • the desired anti-tarnishing function of the innermost layer is ensured.
  • this results in a relatively low material consumption for the innermost layer, which has a cost-reducing effect on the production of the tube.
  • the mechanical material behavior of the entire tube is only insignificantly influenced by it.
  • the layer thickness of the innermost layer facing the fluid is between 1 and 10% of the wall thickness of the tube.
  • FIG. 1 is a sectional view of a single-layer pipe according to the invention
  • Fig. 2 sectional view of a two-layer pipe according to the invention.
  • the not-to-scale representation according to FIG. 1 shows a section through a single-layered tube 1 according to the invention, the tube 1 having a layer 2 with an outer surface 5 and an inner surface 6.
  • the layer 2 contains as the matrix material polyethylene, in which the zeolite particles 3 and the biofilm-inhibiting particles 4 are embedded.
  • the zeolite particles 3 as biofilm-inhibiting ions silver ions, while the biofilmhemmenden particles 4 are made of silver and have a maximum diameter of 10 nm.
  • the concentration of the zeolite particles and the biofilm-inhibiting particles is greatest in the area of the inner surface 6 and steadily decreases in the direction of the outer surface 5.
  • the inner layer 2 here corresponds to that shown in FIG. 1 and has the same structure.
  • the outer layer 7 is made of PP.
  • the inner layer has a thickness of about 1 mm, while the wall thickness of the tube is about 15 mm.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kunststoffformteil, bevorzugt ein Kunststoffrohr, insbesondere zum Transport oder zur Speicherung von Fluiden, umfassend wenigstens eine Schicht, die Zeolithpartikel enthält, bei welchen zumindest ein Teil von Ionenaustauschbaren Ionen durch biofilmhemmende Ionen ersetzt wurden, wobei das Kunststoffrohr dadurch charakterisiert ist, dass die Schicht und / oder weitere Schichten weiterhin biofilmhemmende Partikel in Nanometergröße enthält.

Description

Formteil
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kunststoffformteil, bevorzugt ein Kunststoffrohr, insbesondere zum Transport oder zur Speicherung von Fluiden, das wenigstens eine Schicht umfasst, welche Zeolithpartikel enthält, bei welchen zumindest ein Teil von Ionen- austauschbaren Ionen durch biofilmhemmende Ionen ersetzt wurden.
Aus dem Stand der Technik gemäß Druckschrift EP-A-116865 ist bekannt, Kunststoffe mit Zeolithpartikeln zu versehen, wobei die Zeolithpartikel biofilmhemmende bzw. antimikrobiell wirkende Ionen enthalten. Unter Biofilm ist hierbei ganz allgemein die flächige Anlagerung von Organismen und insbesondere von Mikroorganismen wie etwa Bakterien oder Pilze auf den Oberflächen entsprechender Formteile zu verstehen.
Eine spezielle Anwendung besagter Kunststoffe sind Rohre für den Transport oder die Speicherung von flüssigen und/oder gasförmigen Medien. Solche Kunststoff-Rohre dienen beispielsweise dem Transport von Trinkwasser aus Trinkwassereservoiren bis hin zum Endverbraucher, aber auch dem Rücktransport von Abwasser vom Endverbraucher zu Abwasserentsorgungsunternehmen.
Bei den genannten Kunststoff-Rohren im Bereich der Trinkwasserversorgung kommt es mit der Zeit für gewöhnlich zu einer Besiedlung der Rohrinnenwand mit Organismen bzw. Mik- roorganismen. Organismen können hierbei Pflanzen wie etwa Algen sein, während Mikroorganismen beispielsweise Bakterien und Pilze umfassen. Die entsprechenden Ablagerungen führen einerseits zu einem reduzierten Durchflussquerschnitt, und andererseits zu einer negativen Beeinflussung der Qualität des transportierten Trinkwassers. Hierbei kann es sogar zu einem epidemischen Risiko kommen, wenn die gebildeten Biofilme pathogene Keime enthalten. Neben den genannten Problemen bewirken die Mikroorganismen des Biofilms bei längerer Einwirkung eine biologisch induzierte Schädigung des Rohrmaterials. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise der Abbau des Kunststoffs durch Pilze genannt. Die Inkorporierung von Zeolithpartikeln mit biofilmhemmenden Ionen in solche Kunststoffrohre kann die Ausbildung eines Biofilms hemmen bzw. unterdrücken. Nachteilig bei dieser Methode zum Verhindern der Ausbildung eines Biofilms ist jedoch die Tatsache, dass sich die in den Zeolithpartikeln vorhandenen biofilmhemmenden Ionen relativ schnell aus diesen herauslösen und an die entsprechende Formteiloberfläche wandern, so dass die biofilmhemmenden Ionen rasch verbraucht sind und schon nach kurzer Zeit die biofilmhemmende Wirkung verloren geht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kunststoffformteil, bevorzugt ein Kunststoffrohr bereitzustellen, welches einer Ablagerung von Mikroorganismen oder Schadstoffen, und allgemein dem Aufbau eines Biofilms, für einen langen Zeitraum wirkungsvoll entgegenwirkt und gleichzeitig einfach und kostengünstig herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Kunststoffformteil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Weitere die Erfindung detailliert beschreibende, vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
Das erfindungsgemäße Kunststoffformteil zeichnet sich dadurch aus, dass die Schicht ne- ben den Zeolithpartikeln weiterhin biofilmhemmende Partikel in Nanometergröße enthält. Es hat sich gezeigt, dass durch die Kombination von Zeolithpartikeln mit biofilmhemmenden Ionen und biofilmhemmenden Partikeln in Nanometergröße eine sehr lang anhaltende biofilmhemmende Wirkung erzielt werden kann. Dabei kommt es im Einsatz des Kunststoffrohrs zunächst überwiegend zu einer Wanderung der biofilmhemmenden Ionen, die sich aus den Zeolithpartikeln herauslösen. Somit ergibt sich praktisch schon von Beginn an durch das schnelle Herauslösen der Ionen und ihre entsprechend schnelle Wanderung an die Oberfläche des Kunststoffrohrs ein hochwirksamer Schutz gegenüber einer Anlagerung von Organismen bzw. Mikroorganismen.
Mit der Zeit kommt es ebenfalls zu einem Herauslösen von Ionen aus den entsprechenden biofilmhemmenden Partikeln in Nanometergröße, die ebenfalls in Richtung der Kunststoffrohr-Oberfläche wandern und dort dafür sorgen, dass sich kein Biofilm anlegt. Da das Herauslösen von Ionen aus den biofilmhemmenden Partikeln wesentlich länger dauert als bei den Zeolithpartikeln, ergibt sich hier ein verzögerter Effekt, der etwas später zum Tragen kommt bzw. der etwas mehr Zeit für den Ausbau eines effektiven Schutzes vor der Anlagerung eines Biofilms benötigt. Allerdings dauert es hierbei wesentlich länger, bis es zu einem vollständigen Aufbrauchen der Ionen der biofilmhemmenden Partikel kommt. Somit ergibt sich eine optimal wirkende Kombination, bei der die Ionen der Zeolithpartikel sehr rasch wirken und schon sehr frühzeitig einen Biofilm-Schutz aufbauen (während zu diesem frühen Stadium noch so gut wie keine Ionen aus den biofilmhemmenden Partikeln vorhanden sind). Der Biofilm-Schutz, der aus der Wanderung der Ionen aus den Zeolithpartikeln resultiert, verbraucht sich jedoch relativ schnell, wobei der entsprechende Abfall der Wirkung aufgefangen wird durch die später einsetzende Wanderung von Ionen aus den biofilmhemmenden Partikeln. Somit ergänzen sich die Ionen der Zeolithpartikel und der biofilmhemmenden Partikel in Nanometergröße in idealer Weise, denn sobald die einen, d.h. die Ionen der Zeolithpartikel aufgebraucht sind, kommen die Ionen der biofilmhemmenden Partikel zum Tragen, wobei deren Wirkung sehr lange anhält.
Neben dem Mechanismus des Herauslösens von Ionen aus den in der Schicht eingebetteten biofilmhemmenden Partikeln, die dann in der Folge an die Kunststoffrohr-Oberfläche wandern, um dort zu wirken, kommt es auch zu einem direkten Kontakt zwischen den biofilmhemmenden Partikeln und dem Fluid bei den biofilmhemmenden Partikeln, die sich an der Kunststoff-Rohr-Oberfläche befinden bzw. teilweise aus dieser herausschauen. Hierbei findet auch durch den Kontakt zwischen den biofilmhemmenden Partikeln und dem Fluid ein Herauslösen von Ionen statt. Mit fortschreitender Zeit spielt der direkte Kontakt der bio- filmhemmenden Partikel mit dem Fluid ein zunehmende Rolle, da durch das Fluid Material des Kunststoffrohrs abgetragen wird, so dass mit der Zeit immer mehr biofilmhemmende Partikel freigelegt werden.
Hierbei kann es vorteilhaft sein, dass die biofilmhemmenden Ionen Kupferionen und/oder Zinkionen und/oder Silberionen umfassen, und dass die biofilmhemmenden Partikel Kupfer und/oder Zink und/oder Silber aufweisen. Die Materialien Kupfer, Zink und Silber bzw. deren Ionen haben besonders günstige (antimikrobielle) Eigenschaften hinsichtlich der Vermeidung der Ausbildung eines Biofilms, sie sind vorzugsweise ausgewählt.
Zudem kann es vorteilhaft sein, dass die biofilmhemmenden Partikel einen größten Durchmesser zwischen 1 und 100 nm, vorzugsweise 10 und 50 nm, aufweisen. Es hat sich herausgestellt, dass die Partikel in diesem Größenbereich besonders vorteilhaft wirken. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Konzentration an Zeolithpartikel und biofilm- hemmenden Partikel in Summe 0.01 bis 15 Gewichtsprozent, bevorzugt 0.1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Schicht des Kunststoffrohrs, die diese enthält, beträgt. Die Menge an Zeolithpartikel und biofilmhemmende Partikel wir dazu vorteilhaft in einem Verhältnis von 20 zu 80 bis 80 zu 20 gewählt.
Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, dass die Schicht einen Matrixwerkstoff aufweist, in welchen die Zeolithpartikel und die biofilmhemmenden Partikel eingebettet sind. Dadurch sind die Partikel sicher und fest gehalten und in dem Kunststoffrohr fixiert.
Es kann günstig sein, dass der Matrixwerkstoff ein thermoplastisches Polymer wie PoIy- ethylen, vernetztes Polyethylen (PE-X), Polypropylen, Polybuten oder Polyvinylchlorid sowie deren Copolymere aufweist und vorzugsweise aus diesem besteht. Diese Materialien besitzen günstige mechanische und physikalische bzw. chemische Eigenschaften und sind zu- dem vergleichsweise preiswert bei einfacher Verarbeitbarkeit.
Zudem kann es günstig sein, dass die Zeolithpartikel und/oder die biofilmhemmenden Partikel gleichmäßig in dem Matrixwerkstoff verteilt sind, oder aber dass die Konzentration der Zeolithpartikel und/oder der biofilmhemmenden Partikel in Nanometergröße ausgehend von der dem Fluid abgewandten Außenfläche der Schicht in Richtung der dem Fluid zugewandten Innenfläche der Schicht kontinuierlich zu- oder abnimmt. Je nach Anwendungsfall kann die Verteilung der Zeolithpartikel und/oder der biofilmhemmenden Partikel variiert bzw. an- gepasst werden. Besteht beispielsweise der Wunsch, bei einem Rohr sowohl Innenoberfläche (d.h. die mit dem Fluid in Kontakt kommende Oberfläche) als auch Außenoberfläche vor der Anlagerung eines Biofilms zu schützen, so bietet sich eine homogene Verteilung an. Ist dagegen beabsichtigt, in erster Linie die Innenoberfläche des Rohres vor der Anlagerung eines Biofilms zu schützen, so bietet die erhöhte Konzentration der Zeolithpartikel bzw. der biofilmhemmenden Partikel in der Nähe der Innenoberfläche Vorteile. Zudem kann es bei gewünschtem Schutz des Rohres sowohl an Innen- als auch an Außenoberfläche vor der Anlagerung eines Biofilms vorteilhaft sein, dass die Konzentration der Zeolithpartikel und/oder der biofilmhemmenden Partikel von der Mitte der Schicht in Richtung der Innenoberfläche und der Außenoberfläche zunimmt.
Es kann in einer Abwandlung der vorliegenden Erfindung zudem günstig sein, wenn die Konzentration der Zeolithpartikel von der Mitte der Schicht in Richtung der Innenoberfläche zunimmt, wobei die Konzentration der Zeolithpartikel nahe an der Innenoberfläche sehr hoch ist und weiter entfernt von der Innenoberfläche sehr niedrig oder sogar 0 ist. Dies kann im umgekehrten Sinne auch für die biofilmhemmenden Partikel zutreffen. Es ergibt sich dann erfindungsgemäß eine Schicht, die in den beiden Randbereichen im Wesentlichen nur Zeolithpartikeln mit biofilmhemmenden Ionen bzw. biofilmhemmenden Partikeln in Nanometergröße aufweist.
Die Konzentration von Zeolithpartikeln mit biofilmhemmenden Ionen und biofilmhemmenden Partikeln in Nanometergröße kann dabei in der Schicht einen stetigen Gradienten oder einen nichtstetigen Gradienten, also einen Sprung aufweisen. Die Konzentration von Zeolithpartikeln mit biofilmhemmenden Ionen und biofilmhemmenden Partikeln in Nanometergröße kann dabei so gewählt sein, dass vorteilhaft in der Schicht eine erste Teilschicht vorliegt, die Zeolithpartikeln mit biofilmhemmenden Ionen und eine zweite Teilschicht, die biofilmhemmenden Partikeln in Nanometergröße aufweist. Ein nichtstetiger Gradient, der einen Sprung aufweist, kann vorteilhaft dann wirksam sein, wenn die Wanderung der Ionen verzögert eintreten soll.
In einer vorteilhaften Ausführung ist das Kunststoffrohr zwei- oder mehrschichtig, wobei die innerste, dem Fluid zugewandte Schicht durch die in den zuvor dargestellten vorteilhaften Ausführungen beschriebene Schicht gebildet wird, und die sich daran anschließende äuße- re Schicht bzw. die sich daran anschließenden äußeren Schichten einen polymeren Werkstoff aufweist bzw. aufweisen. Durch den zwei- bzw. mehrschichtigen Aufbau gelingt die Realisierung eines robusteren und mechanisch stärker beanspruchbaren Rohrs, wobei die jeweiligen Schichten im Sinne der jeweils beabsichtigten Funktion ausgelegt werden können. Bei einem zweischichtigen Rohr ist beispielsweise die innere Schicht so ausgelegt, dass sie die Anlagerung von Mikroorganismen bzw. von Schadstoffen unterbindet, während die sich daran außen anschließende äußere Schicht beispielsweise dazu ausgelegt ist, eine hohe mechanische Stabilität des Rohrs zu gewährleisten.
Hierbei kann es sich als günstig erweisen, dass die sich an die innerste Schicht anschlie- ßende äußere Schicht bzw. die sich an die innerste Schicht anschließenden äußeren
Schichten ein thermoplastisches Polymer wie Polyethylen, vernetztes Polyethylen (PE-X), Polypropylen, Polybuten oder Polyvinylchlorid sowie deren Copolymere aufweist bzw. aufweisen und vorzugsweise aus diesem besteht bzw. aus diesem bestehen. Darüber hinaus kann es sich als günstig erweisen, dass das Rohr zwei- oder mehrschichtig ist und durch einen Co-Extrusionsprozess hergestellt ist. Dies ist ein besonders effektives und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Rohre.
Weiterhin kann es sich als günstig erweisen, wenn die Schicht mit den Zeolithpartikeln mit biofilmhemmenden Ionen und biofilmhemmenden Partikeln in Nanometergröße in einem Prozess hergestellt wird, bei dem ein Fluid in das Rohrlumen geleitet wird und sich auf der Innenoberfläche unter Ausbildung der Schicht niederschlägt. Das Fluid kann eine Flüssigkeit in Form beispielsweise eines Lackes sein, der die Zeo- lithpartikel und biofilmhemmenden Partikel enthält.
In einer anderen Form kann die Schichtbildung aus einer Gasphase heraus vorgenommen werden.
Eine solche Technik zur Schichtherstellung ist sehr effektiv und wirtschaftlich zur Herstellung mehrschichtiger Rohre nutzbar.
Zudem kann es sich als günstig erweisen, dass das Rohr zwei- oder mehrschichtig ist und die Schichtdicke der innersten, dem Fluid zugewandten Schicht zwischen 1 und 10 % der Wanddicke des Rohrs beträgt. Bei diesem Schichtdickenbereich ist die gewünschte anlage- rungsvermeidende Funktion der innersten Schicht gewährleistet. Gleichzeitig resultiert hier- aus nur ein relativ geringer Materialverbrauch für die innerste Schicht, was sich kostenreduzierend auf die Herstellung des Rohrs auswirkt. Zudem wird durch die nur relativ geringe Dicke der innersten Schicht das mechanische Materialverhalten des gesamten Rohrs nur unwesentlich von dieser beeinflusst.
Hierbei kann es von Vorteil sein, dass die Schichtdicke der innersten, dem Fluid zugewandten Schicht zwischen 1 und 10% der Wanddicke des Rohrs beträgt.
Neben den zuvor beschriebenen vorteilhaften Ausführungen des Rohres sind auch sämtliche möglichen Kombinationen davon vorstellbar.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden eingehender in der nachstehenden Beschreibung dargelegt, wobei auf die beigefügten, nicht maßstäblichen Zeichnungen Bezug genommen wird, auf denen folgendes dargestellt ist:
Fig. 1 : Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen einschichtigen Rohrs, Fig. 2: Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen zweischichtigen Rohrs.
Die nicht maßstabsgetreue Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein erfin- dungsgemäßes einschichtiges Rohr 1 , wobei das Rohr 1 eine Schicht 2 mit einer Außenfläche 5 und einer Innenfläche 6 aufweist. Die Schicht 2 enthält als Matrixwerkstoff Polyethy- len, in welches die Zeolithpartikel 3 und die biofilmhemmenden Partikel 4 eingelagert sind. Hierbei weisen die Zeolithpartikel 3 als biofilmhemmende Ionen Silber-Ionen auf, während die biofilmhemmenden Partikel 4 aus Silber bestehen und einen größten Durchmesser von 10 nm besitzen. Die Konzentration der Zeolithpartikel und der biofilmhemmenden Partikel ist im Bereich der Innenfläche 6 am größten und nimmt in Richtung der Außenfläche 5 stetig ab.
Die nicht maßstabsgetreue Darstellung gemäß Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein erfin- dungsgemäßes, in einem Co-Extrusionsprozess hergestelltes zweischichtiges Rohr 1 mit einer inneren Schicht 2 und einer sich außen anschließenden äußeren Schicht 7. Die innere Schicht 2 entspricht hierbei der unter Fig. 1 dargestellten Schicht und weist denselben Aufbau auf. Die äußere Schicht 7 besteht aus PP. Die innere Schicht besitzt eine Dicke von ca. 1 mm, während die Wanddicke des Rohres ca. 15 mm beträgt.
- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche
1. Kunststoffformteil, bevorzugt Kunststoffrohr (1), insbesondere zum Transport oder zur Speicherung von Fluiden, umfassend wenigstens eine Schicht (2), die Zeolithpartikel (3) enthält, bei welchen zumindest ein Teil von Ionen-austauschbaren Ionen durch biofilmhemmende Ionen ersetzt wurden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (2) und / oder eine weitere Schicht weiterhin biofilmhemmende Partikel (4) in
Nanometergröße enthält.
2. Kunststoffformteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die biofilmhem- menden Ionen vorzugsweise Kupferionen und/oder Zinkionen und/oder Silberionen umfassen.
3. Kunststoffformteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bio- filmhemmenden Partikel (4) vorzugsweise Kupfer und/oder Zink und/oder Silber enthalten.
4. Kunststoffformteil nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die biofilmhemmenden Partikel (4) einen größten Durchmesser zwischen 1 und 100 nm, vorzugsweise zwischen 10 und 50 nm, aufweisen.
5. Kunststoffformteil nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (2) oder eine weitere Schicht einen Matrixwerkstoff aufweist, in welchen die Zeolithpartikel (3) und die biofilmhemmenden Partikel (4) eingebettet sind.
6. Kunststoffformteil nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Matrixwerkstoff ein thermoplastisches Polymer wie PoIy- ethylen, vemetztes Polyethylen (PE-X), Polypropylen, Polybuten oder Polyvinylchlorid sowie deren Copolymere aufweist und vorzugsweise aus diesem besteht.
7. Kunststoffformteil nach zumindest einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeolithpartikel (3) und/oder die biofilmhemmenden Partikel (4) gleichmäßig in dem Matrixwerkstoff verteilt sind.
8. Kunststoffformteil nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Zeolithpartikel (3) und/oder der biofilmhemmenden Partikel (4) in Nanometergröße ausgehend von der dem Fluid abgewandten Außenfläche (5) der Schicht (2) in Richtung der dem Fluid zugewandten Innenfläche (6) der Schicht (2) kontinuierlich zunimmt oder kontinuierlich abnimmt
9. Kunststoffformteil nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei- oder mehrschichtig ist, wobei die innerste, dem Fluid zugewandte Schicht durch die Schicht (2) gebildet wird, und die sich daran anschließende äußere Schicht (7) bzw. die sich daran anschließenden äußeren Schichten ei- nen polymeren Werkstoff aufweist bzw. aufweisen.
10. Kunststoffformteil nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich an die innerste Schicht (2) anschließende äußere Schicht (7) bzw. die sich an die innerste Schicht (2) anschließenden äußeren Schich- ten ein thermoplastisches Polymer wie Polyethylen, vernetztes Polyethylen (PE-X),
Polypropylen, Polybuten oder Polyvinylchlorid aufweist bzw. aufweisen und vorzugsweise aus diesem besteht bzw. aus diesem bestehen.
11. Kunststoffformteil nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei- oder mehrschichtig ist und durch einen Co-
Extrusionsprozess hergestellt ist.
12. Kunststoffformteil nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der innersten, dem Fluid zugewandten Schicht (2) zwischen 1 und 10% der Wanddicke des Rohrs beträgt.
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