FI73806C - Plastroer med en syre ogenomtraenglig mantel. - Google Patents

Description

1 73306

Happea läpäisemättömällä vaipalla varustettu muoviputki

Keksintö koskee muoviputkea, joka on varustettu monikerroksisella vaipalla, joka muodostaa joustavan, happea 5 käytännöllisesti katsoen läpäisemättömän sulkukerroksen.

Keksinnön mukaisesti vuoratuilla muoviputkilla on käyttöä erityisesti lämmityksessä lämminvesi-lattialämmi-tysjärjestelmissä.

Teräs- ja kupariputkien ohella ovat muoviputket, eri-10 tyisesti polyolefiiniputket saavuttaneet merkitystä viime vuosina lämmitysjärjestelmien rakentamisessa.

Muoviputkilla on kuitenkin se haittapuoli, että niiden seinämillä on jo huoneen lämpötilassa haitallisen suuri hapen läpäisevyys. Putkien, jotka muodostuvat esi-15 merkiksi tiheästä polyeteenistä, ja joiden seinän paksuus on esimerkiksi 2 mm, hapen läpäisevyys on 23°C:ssa noin 3 3 cm /m putkea x päivä x bar. Putken ulkohalkaisija on 20 mm.

Lämmitysjärjestelmän putkissa lämmönkuljettäjana 20 kiertävän kuuman veden yläpuolelle pääsee siksi jatkuvasti happea lämpöputkistoon ja siten kosketuksiin lämmitysjärjestelmän rautaosien, esimerkiksi lämmityskattilan ja pattereiden, kanssa. Lämpöputkiston rautaosat ovat siksi alttiita korroosiolle; on olemassa vaara, että ne tulevat 25 muutaman vuoden käytön jälkeen käyttökelvottomiksi korroosion takia.

Mainitun muoviputkien haitan poistamiseksi on ehdotettu, että lämmitysjärjestelmässä käytetyt muoviputket ympäröidään vaipalla, joka muodostuu foliolaminaatista, 30 joka koostuu tukiaineena olevasta pitkittäisorientoidusta polyesterikalvokerroksesta, happea läpäisemättömänä sulku-kerroksena olevasta alumiinifoliosta ja kuumalilmakerroksesta.

Polyesterikalvo muodostaa vaipan ulkopinnan, liima-35 kerros on putken ulkopintaa vasten ja on siihen kiinnitetty .

2 73806

Tunnetulla vaipalla on kuitenkin se haittapuoli, että sen alumiinikerros ei enää putken mutkien vaatiman venymisen sekä itse kerroksen lämpölaajenemisen jälkeen ole kyllin hyvin happea läpäisemätön, koska se tällöin 5 halkeilee. Putken lämpölaajenemisen yhteydessä ilmenee, että putken muodostavan muovin lämpölaajenemiskerroin on olennaisesti suurempi kuin putkeen sidotun alumiini-sulkukerroksen.

Vuoratut putket taivutetaan joiltakin kohdiltaan 10 niiden sijoittamiseksi mutkaisiin tiloihin. Putkea ympäröivä vaippa joutuu taivutuksen takia, varsinkin kun taivutetulla putken osalla on pieni säde, venymään voimakkaasti. Vuoratun putken asennuksen jälkeen joutuu vaipan sulkukerros venymään siksi, että putken halkaisija 15 kasvaa, kun putkeen johdetaan kuumaa vettä. Alumiinifo-liosulkukerros ei tällöin enää ole happea läpäisemätön.

GB-patenttijulkaisussa 1171122 kuvataan myös muoviputkia, jotka päällystetään metallifoliolla. Niiden tarkoituksena on sähkökaapelien suojaaminen kosteutta vastaan. 20 Tässäkin julkaisussa kuvatut putket menettävät edellä esitetyissä syistä toistuvan lämmityksen takia sulkuomi-naisuutensa.

Keksinnön päämääränä on siksi kehittää vaipalla varustettu muoviputki, jossa on venymiskykyinen happea 25 käytännöllisesti katsoen läpäisemätön sulkukerros.

Keksinnön lähtökohtana oleva ongelma on ratkaistu vaipalla varustetulla putkella, jonka rakenne on patenttivaatimuksen 1 mukainen.

Patenttivaatimuksen 1 mukainen putken erityispiir-30 teet on annettu epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Kaasudiffuusiota vastaan suojattua muoviputkea on jo kuvattu tekniikan tasoon kuuluvassa EP-patentti-julkaisussa 30091, jolloin päämääränä on ollut joustavan ja kaasua läpäisemättömän, lämmitysputkena käyttökelpoi-35 sen putken kehittäminen, joka putki on koekstrudoitava. Julkaisussa kuvatussa putkessa on sisäosana vesitiivis ti 3 73806 muoviaines ja ulko-osana mekaanista vaurioitumista kestävä kerros, jolloin näiden väliin on asennettu välikerros, joka on kaasudiffuusiota estävä ja kiinnitetty sekä sisä-että ulkokerrokseen. Kaasudiffuusiota estävä kerros muo-5 dostuu julkaisun mukaan polyvinyylialkoholista, polyak-ryylinitriilistä tai polyvinylideenikloridista. Tämän keksinnön mukainen putki käsittää hapen sulkukerroksen lisäksi, joka osittain muodostuu mainitussa julkaisussa jo esitetyistä materiaaleista, myös liimakerroksen, joka ulot-10 tuu putken pintaan ja on siihen liimaamalla kiinnitetty.

Venymiskykyiseksi happea käytännöllisesti katsoen läpäisemättömäksi vaipan sulkukerrokseksi lasketaan määritelmän mukaisesti sellainen sulkukerros, joka muodostuu muovista ja on huoneen lämpötilassa vähintään 40 %, edul-15 lisesti yli 100 % venyvä, ja on myös venyneenä happea käytännöllisesti katsoen läpäisemätön.

Sulkukerroksen paksuus on vähintään 5 pm, edullisesti 12-25 pm.

Sulkukerroksen hapen läpäisykyky on korkeintaan 2 2 o 20 5 cin /in x päivä x bar 23°C:ssa ja ilman suhteellisen kosteuden ollessa 25 %. Vaipalla varustetulla putkella, jonka halkaisija on 20 mm, ja jonka sulkukerrokselle on ominaista annettu hapen läpäisykyky, on hapen läpäisevyys 3 enintään 0,3 cm /m putkea x päivä x bar.

25 Sulkukerros muodostuu synteettisestä termoplasti sesta muovista, joka on polyvinyylialkoholi tai vinyyli-alkoholi-etyleeni-kopolymeraatti, jossa on määrällisesti pieni osuus kopolymeroitua etyleeniä; edullisesti kopo-lymeroidun etyleenin osuus kopolymeraatista on korkein-30 taan 40 mol-%, erityisen edullisesti alle 20 mol-% kopo-lymeraatin kokonaismäärästä laskettuna.

Vinyylialkoholi-etyleeni-kopolymeraatteina pidetään määritelmän mukaisesti sellaisia kopolymeraatteja, jotka saadaan kopolymeroimalla etyleeniä ja vinyyliase-35 taattia ja sen jälkeen saippuoimalla kopolymeroitu vinyy-liasetaatti käytännöllisesti katsoen täydellisesti siten, ί 73806 että ainakin 97 paino-% kopolymeraatin asetyyliryhmistä muutetaan saippuoimalla OH-ryhmiksi.

Polyvinyylialkoholisulkukerroksena pidetään sellaista polymeraattia, joka saadaan polymeroimalla vinyy-5 liasetaattia ja sen jälkeen saippuoimalla tämä käytännöl-lisesti katsoen täydellisesti siten, että ainakin 97 paino-% asetaattiryhmistä muutetaan saippuoimalla OH-ryhmiksi.

Sulkukerros voi myös olla polyakryylinitriiliä.

Sulkukerros muodostuu edullisesti muovikelmusta, 10 erityisesti kaksisuuntaisesti venyttämällä orientoidusta muovikelmusta, jolla on mainitut ominaisuudet.

Toinen, putken ulkopintaan suoraan rajoittuva vaipan kerros muodostuu synteettisestä polymeeristä, joka on muutettavissa liimautuvaksi lämmittämällä, esimerkiksi 15 polyolefiinista, edullisesti polyetyleenistä.

Liimautuva aine voi jäähdyttyään uudelleen muodostaa lujan liimasidoksen. Välittömästi putken pintaan rajoittuvan vaipan kerroksen paksuus on edullisesti 20-50 um.

Toinen vaipan kerros on sidottu lujasti putken pin-20 taan liimaamalla.

Vaipalla varustettu putki voi olla edullisesti siten rakentunut, että vaipan sulkukerroksen ulkopinnalla on, mekaanisen ja/tai kemiallisen kulumisen suojana toimiva, sitkeänjoustavasta termoplastisesta muovista muodostu-25 va kerros; tämä voi olla esimerkiksi polyolefiinia, edullisesti polyetyleeniä, ja sen paksuus esimerkiksi 50 ^im.

Annetussa vaipan rakenteessa on suojakerroksen ja vaipan sulkukerroksen välissä ohut kerros, joka muodostuu kemiallisesta aineesta, joka pystyy kemiallisen rakenteen-30 sa seurauksena muodostamaan lujan liimasidoksen suoja-ja sulkukerroksen välille, esimerkiksi polyuretaanipoh-jaisesta kaksikomponenttiliimasta muodostuva kerros. Sitovan kerroksen paksuus on, suoja- tai sulkukerroksen paksuuteen verrattuna, suhteellisen pieni.

35 Putkea ympäröivän vaipan muoto ja poikkileikkauksen dimensio on saatettu vastaamaan putken muotoa ja dimensiota. Vaipan sisäseinä on välittömästi putken ulkopinnalla.

t! 5 73806

Vaipalla varustettu putki voi olla myös siten rakentunut, että vaipan läpinäkyvän suojakerroksen sisäpuolella on metallikerros.

Keksinnön ensimmäisen vaihtoehdon mukaisesti put-5 ken vaippa on ontto sylinterimäinen kappale, joka on muodostunut suorakulmaisesta leikatusta foliolaminaatista. Ontossa sylinterikappaleessa on pituussuunnassa suora leikkaus pituussuunnassa olevan vyöhykkeen muodossa, jossa onton kappaleen muodostavan leikatun folion reuna-10 alueet peittävät toisensa, jolloin reunat kulkevat samansuuntaisesti määrätyn välimatkan päästä toisistaan. Onton kappaleen muodostava leikattu foliolaminaatti tai siitä muodostettu onton kappaleen seinämä tehdään kolmikerroksiseksi esimerkiksi seuraavasti: Foliolaminaatti 15 tai vaipan seinämä muodostuu kerroksesta, joka edullisesti on kaksisuuntaisesti venyttämällä orientoitua poly-vinyylialkoholi-, vinyylialkoholi-etyleeni-kopolymeeri-tai polyakryylinitriilikalvoa, jonka ulkopinnassa on sitkeänjoustavasta muovista, esimerkiksi polyolefiinis-20 ta, edullisesti polyetyleenistä, muodostunut suojakerros siihen sidottuna, kun taas mainitun kalvon toisella pinnalla on sidottuna kerros liimautuvaa mainitunlaista ainetta. Kuvatulla tavalla muodostettu ontto sylinterimäinen kappale voidaan saattaa putkelle siten, että tai-25 vutetaan mainitun rakenteen omaava suorakulmainen leikattu foliolaminaatti pituussuunnassa putken ympäri, jolloin muodostuu mainitunlainen vaippa.

Foliolaminaatista muodostunut vaippa, jolla on mainittu ontto muoto, ympäröi putken ulkopintaa siten, 30 että liimautuva laminaatin kerros on välittömästi sitä vasten, ja vaipan polyolefiinikerros, edullisesti poly-etyleenikerros, muodostaa ulkopinnan. Vaipan ja putken pinnat on kokonaan tai osittain liimattu kosketuskohdistaan kiinni toisiinsa.

35 Vaipan reunat on toisensa ylittäviltä osiltaan kiinnitetty toisiinsa liimasaumalla liimautuvan kerroksen ja suojakerroksen välillä.

6 73806 Määrätyn mittaisen mainitunlaisen vaipalla varustetun putken valmistamiseksi lähdetään rakenteeltaan mainitunlaisesta suorakulmaisesta foliolaminaattipalas-ta, jonka pituus vastaa päällystettävän putken pituutta, 5 ja jonka leveys on suurempi kuin putken ympärysmitta.

Pala kääritään sitten pituusakselinsa suuntaisesti päällystettävän putken ympärille siten, että pala muodostaa pituussuunnassa sylinterimäisen onton kappaleen, jonka pituussuunnassa on suoraleikkaus vyöhykkeen muodossa, 10 jossa onton kappaleen muodostavan palan reuna-alueet peittävät toisensa, jolloin reunat kulkevat samansuuntaisesti määrätyn välimatkan päästä toisistaan. Onton sylinterimäisen kappaleen asennus putken ympärille tehdään tällöin niin, että foliolaminaattipalan liimautuva 15 kerros on vasten putken pintaa ja rajoittuu välittömästi siihen. Onton sylinterimäisen kappaleen muodostavan palan suojakerros muodostaa vaipan ulkopinnan.

Vaippa käsitellään sitten lämmöllä, esimerkiksi 150°C:n lämpötilassa, joka on riittävä aktivoimaan lii-20 mautuvan vaipan kerroksen siten, että vaippa liimautuu putkeen. Vaippa painetaan sitten vasten putken pintaa kevyesti ja jäähdytetään huoneen lämpötilaan. Vaipan jäähdyttyä on sen ja putken välillä luja liimaus.

Vaipan toisensa ylittävien reunojen alueella on 25 esimerkin mukaista laminaattia käytettäessä seuraava rakenne, ulkoa sisäänpäin tarkasteltaessa:

Polyolefiini-, edullisesti polyetyleenikerros/po-lyvinyylialkoholikerros/liimautuva kerros/polyolefiini-, edullisesti polyetyleenikerros/polyvinyylialkoholikerros/ 30 liimautuva kerros; jälkimmäinen on vasten putken pintaa.

Liimasauma vaipan toisensa ylittävien reunojen alueella muodostuu rajapinnalle, joka on ylittävän osan polyamidikerroksen ja toisen päällekkäisen osan siihen rajoittuvan liimakerroksen välillä.

35 Toisessa keksintövaihtoehdossa voi vaipalla varus tettu putki olla siten rakentunut, että vaippa muodostuu il 7 73806 reunoiltaan päällekkäisesti kierteisesti kääritystä fo-lioliuskasta, joka on kääritty vasten putken pintaa. Fo-lioliuskan rakenne vastaa esimerkiksi ensimmäisen kek-sintövaihtoehdon kuvaamisessa käytetyn kolmikerroksisen 5 foliolaminaatin rakennetta.

Folionauha kääritään kierteisesti putken koko pinnalle koko sen pituudelta siten, että latentti liimaker-ros on vasten putken pintaa.

Kääritty, käärittäessä kiristämällä putken pintaan 10 puristettu vaippa kiinnitetään sitten lämmön ja edullisesti lisäksi paineen avulla, ja sen jälkeen jäähdytetään huoneen lämpötilaan.

Kolmannessa keksintövaihtoehdossa sulkukerros on saumaton ja muodostuu esimerkiksi suulakepuristettavissa 15 olevasta polyvinyylialkoholista. Kolmas keksintövaihtoeh-to on valmistettavissa siten, että ensin levitetään päällystettävän muoviputken ulkopintaan liima-ainetta, esimerkiksi sellaista, joka perustuu etyleenikopolymeeriin, jossa suurin osa on kopolymeroitua etyleeniä, ja sen jäl-20 keen esikäsitelty muoviputki päällystetään sulkukerrok-sella, joka esimerkiksi on polyvinyylialkoholia. Putken päällystys polyvinyylialkoholilla suoritetaan tavanomaisesti suulakepuristusmenetelmällä tunnettujen laitteiden avulla, jolloin muodostuu saumaton polyvinyylialkoholipää-25 lyste putken ulkopinnalle. Saumattoman polyvinyylialkoho-lipäällysteen ulkopinnalle levitetään mahdollisesti ohuena kerroksena kemiallista liima-ainetta esimerkiksi ety-leenipolymeeriä, jossa suurin osa on kopolymeroitua etyleeniä, ja sen jälkeen tämän päälle saumaton polyolefiini-30 suojakerros, joka edullisesti on polyetyleeniä. Saumaton suojakerros voidaan valmistaa esimerkiksi tunnetulla tavalla suulakepuristusmenetelmällä ja siinä käytettävillä tunnetuilla laitteilla. Kaikki mainitut kerrokset voidaan myös valmistaa samanaikaisesti koekstrudoimalla. Tähän 35 tarkoitukseen sopivat laitteet ovat tunnettuja.

Verkkorakenteisesta polyeteenistä muodostuneella muoviputkella, jonka ulkohalkaisija on 20 mm ja seinän 8 73806 paksuus 2 mm, on 50°C:n lämpötilassa hapen läpäisykyky 7,5 cm /m putkea x päivä x bar. Tällaisen muoviputken hapen läpäisykyky, kun putki on päällystetty keksinnön-mukaisesti vaipalla, jossa on esimerkiksi 12 |im paksu 5 sulkukerros, joka on venyttämällä biaksiaalisesti orien-toitua polyvinyylialkoholia, on 0,003 cm /m putkea x päivä x bar.

Viimeksi mainitussa tapauksessa pidetään hapen läpäisykykynä sitä määrää happea, joka mainituissa olo-10 suhteissa pystyy tunkeutumaan vaipan ja putken seinän läpi putkistotilaan.

Mittaukset tehtiin aina suhteellisen kosteuden ollessa 25 % muuten vertailukelpoisissa koeolosuhteissa.

Keksinnön mukainen, saumattomalla vaipalla varus-15 tettu putki voidaan myös valmistaa suulakepuristamalla putki ja vaippa samanaikaisesti.

Kaksi kuvaa käsittävä piirros selventänee keksintöä esimerkinomaisesti.

Kuvassa 1 on poikkileikkaus kaavamaisessa pers-20 pektiiviasennossa olevasta putkesta, joka on valmistettu kuvatun ensimmäisen keksintövaihtoehdon mukaisesti.

Kuva 2 esittää kaavamaisessa ja puoliperspektii-viasennossa sekä suurennettuna osaa A kuvasta 1. Kuvan 2 esittämän vaipalla varustetun putken osat eivät ole 25 oikeassa mittasuhteessa.

Kuvassa 1 on 1 muoviputki, 2 putken vaippa kokonaisuudessaan. Vaipan rakennetta ei ole kuvassa 1 esitetty piirtämisen yksinkertaisuuden takia; se on esitetty kuvassa 2, joka esittää osaa A kuvasta 1 suurennettu-30 na.

Kuvassa 2 numerot 1 ja 2 merkitsevät samaa kuin kuvassa 1. 3 on putken vaipan liimakerros. 4 on vaipan sulkukerros ja 5 vaipan suojakerros. 6 on vaipan päällekkäin menevät osat, 7 vaipan ulkopinta, 8 vaipan ja 35 muoviputken rajapinta alueella, jossa vaippa ja putki on liimattu kiinni toisiinsa, 9 on vaipan päällekkäin menevien osien 6 rajapinta, jolla alueella päällekkäin menevät vaippaosat on liimattu kiinni toisiinsa.

li

Claims (8)

1. Muoviputki (1), joka on varustettu putken ympäri kokonaan ulottuvalla, vähintään kaksinkertaista 5 foliolaminaattia olevalla vaipalla (2) käsittäen hapen sulkukerroksen (4) ja 1ilmakerroksen (3), joka rajoittuu putken pintaan ja on siihen lämpöliimaamalla kiinnitetty, tunnettu siitä, että vaipan sulkukerros (4) muodostuu synteettisestä polymeeristä, joka on poly- 10 vinyylialkoholi, vinyylialkoholi-etyleeni-kopolymeeri tai polyakryylintriili, ja joka on joustava ja käytännöllisesti katsoen happea läpäisemätön.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen muoviputki, tunnettu siitä, että sulkukerros (4) on venyttä- 15 mällä biaksiaalisesti orientoitua foliota.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen muoviputki, tunnettu siitä, että putken vaippa (2) on kolmikerroksinen, jolloin vaipan ulkopinta muodostuu polyolefiinia olevasta suojakerroksesta (5).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen muoviputki, tunnettu siitä, että vaipan (2) suojakerros (5) on polyetyleeniä.

5. Patenttivaatimukseni, 3 tai 4 mukainen muoviputki, tunnettu siitä, että sekä vaippa (2) koko- 25 naan että sen muodostavat kerrokset (3,4,5) kaikki ovat täysin saumattomia.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen muoviputki, tunnettu siitä, että vaippa (2) on suorakulmaisen foliolaminaattikaistaleen muodostama ontto 30 sylinterimäinen kappale, jossa pituussuunnassa on suora leikkaus suoran limiliitosalueen (6) muodossa.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen muoviputki, tunnettu siitä, että vaippa (2) muodostuu putken (1) pinnan koko pituudelle kierteisesti ja 35 reunat päällekkäin kääritystä folionauhasta. 10 7 380 6

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukaisen muoviputken käyttö lämmitysputkena, erityisesti lattia-lämmityksessä. 11 Paten tkrav 7 3 8 0 6