WO2012028262A1

WO2012028262A1 - Mehrschichtiges kunststoffrohr, dessen verwendung sowie dieses umfassende schweissverbindung

Info

Publication number: WO2012028262A1
Application number: PCT/EP2011/004141
Authority: WO
Inventors: Bernd Röder
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2012-03-08
Anticipated expiration: 2013-03-02
Also published as: CN103108746A; CN103108746B; DE102010044279A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mehrschichtiges Kunststoffrohr (1), vorzugsweise zur Verwendung in der Haus- und Gebäudetechnik, das eine erste Schicht (2), die ein Lumen (4) des Kunststoffrohres (1) umgibt und vernetztes Polyethylen (PE-X) umfasst, und eine zweite Schicht (3), die zwischen der ersten Schicht (2) und der Außenseite des Kunststoffrohres (1) angeordnet ist, vorzugsweise die äußerste Schicht des Kunststoffrohres (1) bildet und aus PE-RT hergestellt ist, umfasst. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung eines erfindungsgemäßen mehrschichtiges Kunststoffrohres (1) zur Herstellung einer Schweißverbindung, insbesondere einer Heizelement-Muffenschweißverbindung oder einer Elektroschweißmuffenverbindung, zwischen dem Kunststoffrohr (1) und einem Formteil, dessen Innenschicht zumindest im Bereich der Verbindung zwischen dem Kunststoffrohr (1) und dem Formteil aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist, und auf eine entsprechende Schweißverbindung sowie auf die Verwendung eines derartigen mehrschichtigen Kunststoffrohrs (1) als mediumführendes Rohr in Trinkwasserleitungssystemen, in der Trinkwasserinstallation, in einem Gasleitungssystem, in einer Sprinkleranlage, in Heizkörperanbindungen, in einer Betonkerntemperierung sowie in einem Flächenheizungs- und/oder Flächenkühlungssystem oder als Industrierohr zum Leiten von gasförmigen Medien und Flüssigkeiten.

Description

Mehrschichtiges Kunststoffrohr, dessen Verwendung sowie dieses umfassende

Schweißverbindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Kunststoffrohr und dessen Verwendung.

Auf dem Gebiet der Kunststoffrohre in der Haus- und Gebäudetechnik finden häufig Rohre aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere aus Polyethylen (PE) Verwendung. Rohre aus herkömmlichen Polyethylenen wie PE-80 oder PE-100 weisen jedoch eine geringe Zeitstandfestigkeit (long term hydrostatic strength; LTHS) bei hohen Temperaturen auf und sind daher als Rohre für Heißwasserleitungen nicht geeignet. Um diesen Nachteil zu überwinden, wurde PE-RT entwickelt, ein Polyethylen mit erhöhter Temperaturbestän- digkeit gemäß ISO 24033. Rohre aus PE-RT können aufgrund der thermoplastischen Eigenschaften des Materials grundsätzlich mit einer beliebigen Verbindungstechnik (z. B. Schweißverbindungen wie Stumpfschweißen, Elektroschweißmuffentechnik, Heizelement- Muffenschweißtechnik, Klemmschraubverbindungen, radiale Pressverbindungen oder Schiebehülsen-Technik) verbunden bzw. angeschlossen werden. Eine hervorragende Zeit- Standfestigkeit bei hohen Temperaturen besitzen darüber hinaus Rohre aus vernetztem Polyethylen (PE-X). Bei Rohren aus PE-X werden die Rohre während oder nach der Extru- sion derart behandelt, dass eine Vernetzung der Polyethylen-Molekülketten bewirkt wird. Dadurch wird die Qualität des Rohres erhöht, so dass PE-X-Rohre hinsichtlich der thermischen und mechanischen Eigenschaften (wie Schlagzähigkeit, Knickfestigkeit, Punktlast- beständigkeit) gegenüber einem herkömmlichen PE-Rohr, aber auch einem PE-RT-Rohr überlegen sind. Vernetzte Polyethylene verfügen jedoch nicht mehr über thermoplastische Eigenschaften, . so dass Rohre aus PE-X einer Schweißverbindung nur unter Verwendung von Elektroschweißmuffen zugänglich sind, oder über mechanische Verbindungstechniken wie radiale Pressverbindungen oder Schiebehülsen-Technik verbunden werden müssen. Diese Verbindungstechniken sind sehr verlässlich und beständig, sind jedoch mit erhöhten Kosten verbunden. Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Kunststoffrohr zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile des Stands der Technik überwindet. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Kunststoffrohr mit einer kostengünstigen Verbindungstechnik verlässlich verbindbar sein. Dabei soll eine hohe Zeitstandfestigkeit des Rohres bei hohen Temperaturen gewährleistet sein. Darüber hinaus soll das erfindungsgemäße Kunststoffrohr ähnlich hervorragende mechanische und thermische Eigenschaften wie ein PE-X-Rohr besitzen und durch einen Extrusionsprozess herstellbar sein.

Diese und andere Aufgaben werden durch ein mehrschichtiges Kunststoffrohr mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohrs sind in den davon abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass das Aufbringen einer aus PE-RT hergestellten Außenschicht auf eine vernetztes Polyethylen umfassende Innenschicht dazu führt, dass das resultierende mehrschichtige Kunststoffrohr eine Zeitstandfestigkeit bei hohen Temperaturen ähnlich der eines Rohres aus vernetztem Polyethylen besitzt, während die thermoplastischen Eigenschaften der PE-RT-Außenschicht eine Schweißverbindung zu thermoplastischen Rohrformteilen ermöglicht.

Damit liegt die vorliegende Erfindung in der Bereitstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres, das eine erste Schicht, die ein Lumen des Kunststoffrohres umgibt und vernetztes Polyethylen umfasst, und eine zweite Schicht, die zwischen der ersten Schicht und der Außenseite des Kunststoffrohres angeordnet ist, vorzugsweise die äußerste Schicht des Kunststoffrohres bildet und aus PE-RT hergestellt ist, umfasst. Aufgrund der günstigen Eigenschaften hält das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffrohr den Anforderungen an Rohre für den Transport von Flüssigkeiten und Gasen, bevorzugt innerhalb von Gebäuden, stand und wird daher vorzugsweise als mediumführendes Rohr in der Trinkwasserinstallation (Warm- und Kalterwasser), in einem Gasleitungssystem, in einer Sprink- leranlage, in Heizkörperanbindungen, in einer Betonkerntemperierung sowie in einem Flä- chenheizungs- und/oder Flächenkühlungssystem und in Industrierohrsystemen eingesetzt. Dementsprechend liegt die vorliegende Erfindung auch in der Verwendung eines derartigen mehrschichtigen Kunststoffrohres als mediumführendes Rohr in der Trinkwasserinstallation, in einem Gasleitungssystem, in einer Sprinkleranlage, in Heizkörperanbindungen, in einer Betonkerntemperierung sowie in einem Flächenheizungs- und/oder Flächenkühlungs- system oder als Industrierohr. Darüber hinaus liegt die vorliegende Erfindung in der Verwendung eines derartigen mehrschichtigen Kunststoffrohrs zur Herstellung einer Schweißverbindung, insbesondere einer Heizelement-Muffenschweißverbindung oder eine Elektro- schweißmuffen-Verbindung, zwischen dem Kunststoffrohr und einem Formteil, dessen In- nenschicht im Bereich der Verbindung zwischen dem erfindungsgemäßen Kunststoffrohr und dem Formteil aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise aus Polyethylen (PE), insbesondere aus PE-RT oder einem modifiziertem Polyethylen (beispielsweise Maleinsäueanhydrid-modifiziertem Polyethylen), hergestellt ist. Ferner liegt die vorliegende Erfindung in einer Schweißverbindung, die ein erfindungsgemäßes Kunststoffrohr und ein Formteil umfasst, dessen Innenschicht im Bereich der Verbindung zwischen dem Kunst- stoffrohr und dem Formteil aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise aus Polyethylen (PE), insbesondere aus PE-RT oder einem modifiziertem Polyethylen (beispielsweise Maleinsäueanhydrid-modifiziertem Polyethylen), hergestellt ist. Wie er hierin verwendet wird, bedeutet der Begriff„PE-RT" ein Polyethylen mit erhöhter Temperaturbeständigkeit gemäß ISO 24033.

Wie er hierin verwendet wird, bedeutet der Begriff„mehrschichtiges Kunststoffrohr" ein aus mindestens zwei Kunststoffschichten aufgebautes Rohr, das keine durchgehende Metall- schicht enthält. In bevorzugten Ausführungsformen kann als funktionelle Schicht lediglich eine gelochte Metallschicht in dem mehrschichtigen Kunststoffrohr enthalten sein.

Wie er hierin verwendet wird, bezeichnet der Begriff„Formteile" Fittings eines Installationsrohrsystems, insbesondere Anschlussstücke, Anschlusswinkel, Mehrfachverteiler, T- Stücke, Wand-T-Stücke, Wandwinkel, Winkelstücke, Systemübergänge, Übergangsstücke, gewinkelte Übergangsstücke etc. Diese Formteile können mit oder ohne Gewinde ausgeführt sein.

Wie er hierin verwendet wird, bedeutet der Begriff„PE-X" vernetztes Polyethylen, wobei Peroxid-vernetztes Polyethylen (PE-Xa), Silan-vernetztes Polyethylen (PE-Xb), Elektronen- strahl-vernetztes Polyethylen (PE-Xc) sowie azovernetztes Polyethylen (PE-Xd) umfasst sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Peroxid-vernetztes Polyethylen (PE-Xa) als bevorzugtes Material für die erste Schicht eingesetzt. Dabei ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung ohne Bedeutung, auf welcher Basis (Polyethylen hoher Dichte„PE-HD", Po- lyethylen mittlerer Dichte„PE-MD", Polyethylen niedriger Dichte„PE-LD" oder lineares Polyethylen niedriger Dichte„PE-LLD") das vernetzte Polyethylen hergestellt worden ist.

Es kann sich als hilfreich erweisen, wenn die zweite Schicht eine Schichtdicke von 0,10 mm bis 10,0 mm, vorzugsweise 0,30 mm bis 6,0 mm, bevorzugt 0,50 mm bis 2,50 mm und besonders bevorzugt etwa 1 ,0 mm besitzt. Eine derartige Schichtdicke der aus PE-RT hergestellten Schicht gewährleistet nach dem Herstellen einer Schweißverbindung zwischen dem erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohr und einem aus thermoplastischem Material hergestellten Formteil einerseits eine sichere dauerhafte Verbindung zwischen dem PE-RT der Außenschicht und dem Formteil und andererseits eine ausreichende Restdicke an während des Verschweißens nicht geliertem PE-RT, so dass die Haftung dieser Schicht an der darunter liegenden Schicht des erfindungsgemäßen Kunststoffrohres gewährleistet ist. Darüber hinaus ist auch gewährleistet, dass die herausragenden mechanischen Eigenschaften der PE-X-Innenschicht, insbesondere die Zeitstandinnendruckfestig- keit bei hohen Temperaturen, für das erfindungsgemäße Kunststoffrohr weitgehend erhalten bleiben. Dabei hat sich eine Dicke der zweiten Schicht von 0,40 mm bis 4,0 mm und insbesondere von 0,5 mm bis 3,2 mm als besonders geeignet erwiesen.

Es kann auch von Nutzen sein, wenn das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffrohr zusätzlich eine Haftvermittlerschicht umfasst, die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet ist. Dadurch ist eine sichere Verbindung zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht sichergestellt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird als Haftvermittlerschicht vorzugsweise eine Schicht aus funktionalisierten Polyolefinen, insbesondere aus funktionalisiertem Polyethylen und beispielsweise aus Maleinsäureanhydrid-gepfropftem LLDPE (lineares Polyethylen geringerer Dichte) verwendet. Die Haftvermittlerschicht besitzt erfindungsgemäß vorzugsweise eine Schichtdicke von 25 μητι bis 500 gm, insbesondere 50 pm bis 200 gm vorzugsweise von 70 im bis 120 μηι und besonders bevorzugt von etwa 100 μηη.

Es kann vorteilhaft sein, wenn das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffrohr zusätzlich eine funktionelle Schicht umfasst, die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht oder zwischen der zweiten Schicht und der Außenseite des Rohres angeordnet ist. Durch Einbringen einer funktionellen Schicht in das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffrohr wird das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffrohr für spezielle An- Wendungen, insbesondere für den Einsatz als mediumführendes Rohr in Heizkörperanbin- dungen, in einer Betonkerntemperierung sowie in einem Heizungssystem, insbesondere einem Flächenheizungssystem angepasst. Dabei kann es von Nutzen sein, wenn die funktionelle Schicht zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet ist und das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffrohr zusätzlich eine Haftvermittlerschicht, die zwischen der ersten Schicht und der funktionellen Schicht angeordnet ist, sowie eine weitere Haftvermittlerschicht, die zwischen der funktionellen Schicht und der zweiten Schicht angeordnet ist, umfasst. Alternativ dazu kann es von Nutzen sein, wenn die funktionelle Schicht zwischen der zweiten Schicht und der Außenseite des Rohres angeordnet ist und das Kunststoffrohr zusätzlich eine Haftvermittlerschicht umfasst, die zwischen der zweiten Schicht und der funktionellen Schicht angeordnet ist. Ebenso ist es bevorzugt, dass die funktionelle Schicht ohne Haftvermittlerschicht in dem erfindungsgemäßen Kunststoff- rohr vorgesehen ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt die funktionelle Schicht vorzugsweise eine Schichtdicke von 25 pm bis 500 pm, insbesondere 50 pm bis 200 μητι, vorzugsweise von 70 pm bis 120 pm und besonders bevorzugt von etwa 100 pm. Gemäß der vorliegenden Erfindung kommt als funktionelle Schicht vorzugsweise eine Informationsschicht, eine gelochte Metallschicht, eine Diffusionssperrschicht, eine elektrisch leitende Schicht oder eine Kombination der vorgenannten Schichten zum Einsatz. Bei einer Informationsschicht handelt es sich um eine vorzugsweise transparente Kunststoffschicht (insbe- sondere aus thermoplastischem Material, wie PE-RT), in die mindestens ein Informationen enthaltendes oder versendendes Element aufgenommen ist. Bei dem Informationen enthaltenden oder versendenden Element kann es beispielsweise um eine Beschriftung, eine Nummerierung, einen Barcode, eine Maßangabe aber auch um eine elektronische Vorrichtung wie einen Transponder oder einen RFID-Chip handeln. Als Metallschicht wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine gelochte Metallschicht eingesetzt, um eine Einbindung des Metalls in das erfindungsgemäße Kunststoffrohr zu gewährleisten. Die Verwendung einer gelochten Aluminiumschicht, einer gelochten Kupferschicht oder einer gelochten VA- Stahlschicht ist gemäß der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt. In besonders bevorzugten Ausführungsformen ist die funktionelle Schicht als Diffusionssperrschicht ausge- bildet. Dabei ist es besonders günstig, wenn die Diffusionssperrschicht aus Polyvinyiakohol (PVA) oder Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) hergestellt ist.

Es kann sich als vorteilhaft herausstellen, wenn die Wanddicke des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohrs 1 ,0 mm bis 30 mm, insbesondere 1 ,1 mm bis 25 mm be- trägt. Bei der bevorzugten Schichtdicke der zweiten Schicht ist durch diese Wanddicke ge- währleistet, dass die vorteilhaften Eigenschaften der PE-X umfassenden ersten Schicht, insbesondere bzgl. des in dem Rohrlumen geführten Medium für das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffrohr aufrecht erhalten bleiben. Dabei hat sich eine Gesamtdicke des Rohres im Bereich von 1 ,3 mm bis 22 mm, insbesondere im Bereich von 2,0 mm bis 6,0 mm und vorzugsweise im Bereich von 3,5 mm bis 5,0 mm als besonders geeignet erwiesen.

Die Dicke der ersten Schicht ergänzt in dem erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunst- stoffrohr die Schichtdicke(n) der zweiten Schicht und ggf. der Haftvermittlerschicht(en) und der funktionellen Schicht zur Wanddicke des Rohres.

Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt die Gesamtdicke des mehrschichtigen Kunststoffrohres für ein 16er Kunststoffrohr (Rohrdimension 16, Außendurchmesser etwa 16 mm) vorzugsweise im Bereich von 1 ,5 mm bis 2,6 mm, wobei die Schichtdicke der PE-X umfas- senden ersten Schicht vorzugsweise im Bereich von 0,8 mm bis 2,0 mm, insbesondere im Bereich von 1 , 1 mm bis 1 ,8 mm liegt und die Schichtdicke der zweiten Schicht vorzugsweise im Bereich von 0,2 mm bis 1 ,3 mm, insbesondere im Bereich von 0,6 mm bis 0,9 mm liegt. Darüber hinaus liegt gemäß der vorliegenden Erfindung die Gesamtdicke des mehrschichtigen Kunststoffrohres für ein 20er Kunststoffrohr (Rohrdimension 20, Außendurchmesser etwa 20 mm) vorzugsweise im Bereich von 1 ,9 mm bis 3,2 mm, wobei die Schichtdicke der PE-X umfassenden ersten Schicht vorzugsweise im Bereich von 1 ,3 mm bis 2,8 mm, insbesondere im Bereich von 1 ,8 mm bis 2,2 mm liegt und die Schichtdicke der zweiten Schicht vorzugsweise im Bereich von 0,4 mm bis 1 ,6 mm, insbesondere im Bereich von 0,6 mm bis 1 ,2 mm liegt.

Für ein 63er Kunststoffrohr (Rohrdimension 63, Außendurchmesser etwa 63 mm) beträgt die Gesamtdicke des mehrschichtigen Kunststoffrohres gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise 5,8 mm bis 9,6 mm, während die Schichtdicke der PE-X umfassenden ersten Schicht vorzugsweise im Bereich von 3,0 mm bis 8,8 mm, insbesondere im Bereich von 4,8 mm bis 8,2 mm liegt und die Schichtdicke der zweiten Schicht vorzugsweise im Bereich von 0,8 mm bis 6,8 mm, insbesondere im Bereich von 1 ,1 mm bis 3,8 mm liegt. Letztlich liegt gemäß der vorliegenden Erfindung die Gesamtdicke des mehrschichtigen Kunststoffrohres für ein 160er Kunststoffrohr (Rohrdimension 160, Außendurchmesser etwa 160 mm) vorzugsweise im Bereich von 14,6 mm bis 24,2 mm, wobei die Schichtdicke der PE-X umfassenden ersten Schicht vorzugsweise im Bereich von 7,9 mm bis 22,4 mm, insbesondere im Bereich von 12,1 mm bis 21 ,4 mm liegt und die Schichtdicke der zweiten Schicht vorzugsweise im Bereich von 1 ,8 mm bis 11 ,9 mm, insbesondere im Bereich von 2,8 mm bis 9,8 mm liegt.

Für die genannten Rohrdimension liegen die Schichtdicken der Haftvermittlerschicht(en) und der funktionellen Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise in den bevorzugten Schichtdickenbereichen, sofern diese Schichten in der jeweiligen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrschichtrohres vorhanden sind.

Das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffverbundrohr wird vorzugsweise durch ein Coextrusionsverfahren, insbesondere durch ein Post-Coextrusionsverfahren hergestellt. Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt die Vernetzung zum vernetzten Polyethylen vorzugsweise wie in der DE 102 51 152 B4 beschieben.

In Bezug auf die erfindungsgemäße Schweißverbindung ist es bevorzugt, wenn das ge- samte Formteil aus thermoplastischem Material hergestellt ist. Alternativ dazu kann das Formteil auch als Sandwich-Zweikomponenten-Formteil ausgebildet sein.

Im Folgenden soll die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen im Detail erläutert werden. Dabei zeigt Fig. 1 eine

Querschnittsdarstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Fig. 2 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Figur 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohres 1 in einer Querschnittsdarstellung dargestellt. Das mehrschichtige Kunststoffrohr 1 ist aus einer ersten Schicht 2 und einer zweiten Schicht 3 aufgebaut. Dabei besteht die erste Schicht 2 aus vernetztem Polyethylen (PE-X), vorzugsweise aus Peroxid-vernetztem Polyethylen (PE-Xa), und umgibt das Lumen 4 des erfindungsgemäßen Kunststoffrohres 1. Die erste Schicht 2 stellt also die innerste Schicht erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohres 1 dar und ist damit dem direkten Kontakt mit dem in dem Rohr 1 geführten Medium ausgesetzt. Direkt auf dieser ersten Schicht ist die zweite Schicht 3 angeordnet, die die äußerste Schicht des erfindungsgemäßen Kunststoffrohres 1. Die zweite Schicht 3 ist aus PE-RT hergestellt ist.

Der Außendurchmesser des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohres 1 beträgt 20 mm, die Wanddicke des Rohres 1 beträgt etwa 2,8 mm, wobei die Dicke der ersten Schicht 2 etwa 2,2 mm und die Dicke der zweiten Schicht 3 etwa 0,6 mm beträgt. Das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffrohr 1 wird durch einen

Coextrusionsprozess hergestellt, wobei das Polyethylen der ersten Schicht 2 nach Umformen zum Rohr durch Wärme und/oder Wasser/Wasserdampf erhitzt wird, wodurch die Vernetzung bewirkt wird. Die Vernetzung zum vernetzten Polyethylen erfolgt vorzugsweise wie in der DE 102 51 152 B4 beschieben. Durch den gewählten Herstellungsprozess wird eine ausreichende Haftung zwischen der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 3 erzielt.

In einer alternativen Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffrohres 1 weiter eine Haftvermittlerschicht. Diese Haftvermittlerschicht weist vorzugsweise eine Schichtdicke von 25 pm bis 500 pm und besonders bevorzugt von 50 pm bis 200 pm auf. Als Materialien für die Haftvermittlerschicht sind dabei funktionalisierte Po- lyolefine, beispielsweise Maleinsäureanhydrid-gepfropftes LLDPE zu nennen.

Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohres 1 in einer Querschnittsdarstellung. Das mehrschichtige Kunststoffrohr 1 mit einem Außendurchmesser von 20 mm und einer Wanddicke von 2,8 mm ist aus einer ersten Schicht 2 mit einer Wanddicke von 1 ,6 mm, einer Haftvermittlerschicht 5 einer Wanddicke von 0,1 mm, einer Diffusionssperrschicht 6 einer Wanddicke von 0,3 mm, einer weiteren Haftvermittlerschicht 7 einer Wanddicke von 0,1 mm und einer zweiten Schicht 3 einer Wanddicke von 0,7 mm aufgebaut. Die erste Schicht 2 aus vernetzten! Polyethylen (PE-X), vorzugsweise aus Peroxid-vernetztem Polyethylen (PE-Xa), umgibt wiederum das Lumen 4 des erfindungsgemäßen Kunststoffrohres 1 und bildet damit die innerste Schicht erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohres 1.

Auf der ersten Schicht 2 ist die Haftvermittlerschicht 5 angeordnet, wobei

Maleinsäureanhydrid-gepfropftes LLDPE bevorzugt als Material der Haftvermittlerschicht 5 verwendet wird. Auf der Haftvermittlerschicht 5 ist die Diffusionssperrschicht 6 angeordnet. Als Material für die Diffusionssperrschicht 6 wird vorzugsweise Polyvinylakohol (PVA), ein Polyamid (PA) oder Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) eingesetzt. An die Diffusionssperrschicht 6 schließt sich eine weitere Haftvermittlerschicht 7 an, in der wiederum

Maleinsäureanhydrid-gepfropftes LLDPE als bevorzugtes Material eingesetzt wird. Schließlich ist darauf als zweite Schicht 3 eine Schicht aus PE-RT angeordnet, die die Außenschicht des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohres 1 darstellt.

Das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffrohr 1 gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wird in analoger Weise wie die Ausführungsform gemäß Fig. 1 hergestellt, wobei das Polyethylen der ersten Schicht 2 nach Umformen zum Rohr durch Wärme und/oder Wasser/Wasserdampf wird, wodurch die Vernetzung bewirkt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt die Vernetzung zum vernetzten Polyethylen vorzugsweise wie in der DE 102 51 152 B4 beschieben. Die beiden Haftvermittlerschichten 5, 7 gewähr- leisten die Haftung zwischen der ersten Schicht 2 und der Diffusionssperrschicht 6 bzw. zwischen der Diffusionssperrschicht 6 und der zweiten Schicht 3.

In alternativen Ausführungsformen kann die Diffusionssperrschicht 6 auch durch andere funktionelle Schichten wie einer Informationsschicht oder einer gelochten Metallschicht, insbesondere einer Schicht aus gelochtem Aluminium, einer gelochten Kupferschicht oder einer gelochten VA-Stahlschicht ersetzt sein. Dabei können die funktionellen Schichten mit oder ohne die Haftvermittlerschichten 5, 7 in das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunst- stoffrohr 1 integriert sein. Es können aber auch mehrere der genannten funktionellen Schichten in dem erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohr 1 in Kombination vorhanden sein.

Die Herstellung einer Heizelement-Muffenschweißverbindung zwischen einem erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohr 1 und einem thermoplastischen Formteil, vorzugsweise aus PE-RT, erfolgt unter Ausnutzung der thermoplastischen Eigenschaften der zweiten Schicht 3 aus PE-RT. Dazu werden die zweite Schicht 3 an einem Ende des erfindungsgemäßen Kunststoffrohres 1 und die Innenseite einer entsprechenden Rohraufnahme des entsprechenden Formteils an ihrer jeweiligen Oberfläche unter Verwendung eines geeigneten Heizwerkzeuges aufgeschmolzen. Nach Entfernen des Heizwerkzeuges wird das Ende des Kunststoffrohres 2 in die Rohraufnahme des Formteils eingesteckt. Nach dem Erstarren der jeweils thermoplastischen Werkstoffe der zweiten Schicht 3 und der Formteils hat sich eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohr 1 und dem thermoplastischen Formteil ausgebildet.

Aufgrund der hervorragenden Zeitstandinnendruckfestigkeit der PE-X enthaltenden ersten Schicht 2 ist das mehrschichtige Kunststoffrohr zur Verwendung als mediumführendes Rohr in der Trinkwasserinstallation, in einem Gasleitungssystem, in einer Sprinkleranlage, in Heizkörperanbindungen, in einer Betonkerntemperierung sowie in einem Flächen- heizungs- und/oder Flächenkühlungssystem oder als Industrierohr geeignet.

Claims

Patentansprüche

Mehrschichtiges Kunststoffrohr (1), vorzugsweise zur Verwendung in der Haus- und Gebäudetechnik, das eine erste Schicht (2), die ein Lumen (4) des Kunststoffrohres (1) umgibt und vernetztes Polyethylen (PE-X) umfasst, und eine zweite Schicht (3), die zwischen der ersten Schicht (2) und der Außenseite des Kunststoff roh res (1) angeordnet ist, vorzugsweise die äußerste Schicht des Kunststoffrohres (1) bildet und aus PE- RT hergestellt ist, umfasst.

Mehrschichtiges Kunststoffrohr (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (3) eine Schichtdicke von 0,1 mm bis 10 mm, vorzugsweise

0,30 mm bis 6,0 mm besitzt.

Mehrschichtiges Kunststoffrohr (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffrohr (1) zusätzlich eine Haftvermittlerschicht (5, 7) umfasst, die zwischen der ersten Schicht (2) und der zweiten Schicht (3) angeordnet ist.

Mehrschichtiges Kunststoffrohr (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffrohr (1) zusätzlich eine funktionelle Schicht umfasst, die zwischen der ersten Schicht (2) und der zweiten Schicht (3) oder zwischen der zweiten Schicht (3) und der Außenseite des Rohres (1) angeordnet ist.

Mehrschichtiges Kunststoffrohr (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionelle Schicht zwischen der ersten Schicht (2) und der zweiten Schicht (3) angeordnet ist und das Kunststoffrohr (1) zusätzlich eine Haftvermittlerschicht (5), die zwischen der ersten Schicht (2) und der funktionellen Schicht angeordnet ist, sowie eine weitere Haftvermittlerschicht (7), die zwischen der funktionellen Schicht und der zweiten Schicht (3) angeordnet ist, umfasst.

Mehrschichtiges Kunststoffrohr (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionelle Schicht zwischen der zweiten Schicht (3) und der Außenseite des Rohres (1) angeordnet ist und das Kunststoffrohr (1) zusätzlich eine Haftvermittlerschicht (5, 7) umfasst, die zwischen der zweiten Schicht (3) und der funktionellen Schicht angeordnet ist.

7. Mehrschichtiges Kunststoffrohr (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass die funktionelle Schicht eine Informationsschicht, eine gelochte Metallschicht, eine Diffusionssperrschicht (6), eine elektrisch leitende Schicht oder eine Kombination der vorgenannten Schichten ist.

8. Mehrschichtiges Kunststoffrohr (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Wanddicke des Rohres (1) 1 ,0 mm bis 30 mm, insbesondere 1 , 1 mm bis 25 mm beträgt.

9. Verwendung eines mehrschichtigen Kunststoffrohrs (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Herstellung einer Schweißverbindung, insbesondere einer Heizelement- Muffenschweißverbindung oder einer Elektroschweißmuffenverbindung, zwischen dem

Kunststoffrohr (1) und einem Formteil, dessen Innenschicht zumindest im Bereich der Verbindung zwischen dem Kunststoffrohr (1) und dem Formteil aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist.

10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht des Formteils zumindest im Bereich der Verbindung zwischen dem Kunststoffrohr (1) und dem Formteil aus Polyethylen (PE), insbesondere aus PE-RT oder einem modifiziertem Polyethylen (beispielsweise Maleinsäueanhydrid-modifiziertem Polyethylen) hergestellt ist.

11. Verwendung eines mehrschichtigen Kunststoff rohrs (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als mediumführendes Rohr in Trinkwasserleitungssystemen, in der Trinkwasserinstallation, in einem Gasleitungssystem, in einer Sprinkleranlage, in Heizkörperanbin- dungen, in einer Betonkerntemperierung sowie in einem Flächenheizungs- und/oder Flächenkühlungssystem oder als Industrierohr zum Leiten von gasförmigen Medien und Flüssigkeiten.

12. Schweißverbindung, umfassend ein mehrschichtiges Kunststoffrohr (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und ein Formteil, dessen Innenschicht im Bereich der Verbindung zwischen dem Kunststoffrohr (1 ) und dem Formteil aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist.

13. Schweißverbindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht des Formteils zumindest im Bereich der Verbindung zwischen dem Kunststoffrohr (1 ) und dem Formteil aus Polyethylen (PE), insbesondere aus PE-RT oder einem modifiziertem Polyethylen (beispielsweise Maleinsäueanhydrid-modifiziertem Polyethylen) hergestellt ist.