WO2012031677A1 - Kunststoffrohrformteil - Google Patents

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WO2012031677A1
WO2012031677A1 PCT/EP2011/004174 EP2011004174W WO2012031677A1 WO 2012031677 A1 WO2012031677 A1 WO 2012031677A1 EP 2011004174 W EP2011004174 W EP 2011004174W WO 2012031677 A1 WO2012031677 A1 WO 2012031677A1
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plastic pipe
pipe molding
multilayer plastic
polypropylene
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PCT/EP2011/004174
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Guido Kania
Jürgen Sieber
Roland Hendel
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Rehau Ag + Co
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    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
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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
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    • F16L9/12—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement
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    • B32B2250/00—Layers arrangement
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    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2597/00—Tubular articles, e.g. hoses, pipes

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer plastic pipe molding.
  • thermoplastic materials In home and building technology, especially in sewer and sewerage, often pipes made of thermoplastic materials, in particular from
  • Polypropylene (PP), and corresponding pipe fittings use.
  • sewage pipes and molded parts made of polypropylene (PP) are known from the prior art, wherein the polypropylene (PP) can be unfilled or filled, for example chalk or talcum is used as filler for this purpose.
  • PP polypropylene
  • the laying of pipes and pipe fittings in the ground is generally carried out in such a way that a corresponding trench is excavated, which is then provided with a bedding, for example, of sand of a certain grain size, on which the pipe system is laid.
  • This technique of bedding and covering of pipes should be carried out in accordance with DIN EN 1610 with soil of grain size 0 to 22 mm (up to DN 200) or 0 to 40 mm (from DN 250).
  • Tearing of the pipes can lead to in- and ex-filtration processes.
  • fluid and material from the pipe can be added to the surrounding soil in an undesirable manner, as well as fluid and material can be entered from the surrounding soil in the lumen of the tube.
  • plastic pipe molding according to the invention should be accessible in a simple production process.
  • the present invention is to provide a multilayer plastic pipe molding which, because of the favorable properties, resists prolonged point loads over extended periods of time.
  • the multilayer plastic pipe molding according to the invention as a pipe or pipe fitting for the transport of liquids and gases, preferably outside a building, can be used in many ways.
  • the tube or pipe part according to the invention can be used, for example, as a leading medium in sewage piping systems, in drinking water installations for hot and cold water, in gas piping systems, in industrial piping systems, in sprinkler systems, in radiator applications, in concrete core tempering systems as well as in underfloor heating and / or surface cooling systems.
  • tube or pipe part according to the invention is also suitable for drinking water installation systems, for gas piping systems and for transporting media in the industrial sector.
  • multilayer plastic pipe molding means a plastic pipe molding constructed from at least two plastic layers.
  • molding in the present invention refers to a pipe or a pipe section and fittings of a pipe system, in particular end pieces, connection angle, manifolds, tees, wall tees, wall angles, elbows, system transitions, transition pieces, angled transition pieces, etc. All these molded parts can be designed with or without thread.
  • the multilayer plastic pipe molding has a first layer comprising a first polypropylene (PP), which has an E-modulus of ⁇ 1100 MPa, preferably an E-modulus of 800 to 1,100 MPa and most preferably has an E-modulus of 850 to 950 MPa.
  • PP polypropylene
  • the polypropylene (PP) of the second layer of the multilayer plastic pipe molding according to the invention has an E-modulus of 2: 1700 MPa, particularly preferably an E-modulus of 1700 to 2200 MPa.
  • a plastic pipe molding according to the invention which provides in its first layer a material of high ductility, which has particularly favorable properties in terms of crack initiation and crack propagation.
  • the second layer of the multilayer plastic molded part according to the invention is made of a polypropylene (PP) which has highly rigid properties. It is thus possible according to the invention to make available a multilayer plastic pipe molding, which has a particularly high resistance to crack initiation and crack propagation and is also particularly stable and resistant.
  • PP polypropylene
  • the multilayer plastic pipe molding according to the invention is therefore particularly suitable for being installed in a so-called “sandless” installation, that is to say a laying with coarse soil, which in particular also contains stones which can potentially damage the pipe.
  • the multilayer plastic pipe molding in its first layer has a layer thickness of 0.1 to 10 mm, preferably from 0.30 to 6 mm.
  • the first layer which due to its high ductility limits or suppresses crack initiation, is limited to its functionally necessary level, which leads to a particularly cost-effective multilayer plastic pipe molding according to the invention.
  • the multilayer plastic pipe molding in its second layer has a layer thickness of 1 to 50 mm, preferably from 3 to 30 mm.
  • the second layer which is formed as a high-strength polypropylene layer, formed such that it contributes to a high strength and rigidity of the plastic pipe molding according to the invention. It is further provided according to the invention that the wall thickness of the plastic pipe molding 1, 1 to 60 mm, with a wall thickness of 1, 1 to 36 mm is particularly preferred.
  • plastic pipe moldings according to the invention can be formed, which are particularly well adapted to the operating conditions applicable to these parts and thus durable and safe.
  • the multilayer plastic pipe molding as the first polypropylene (PP) comprises a PP-R random copolymer, in particular a beta-nucleated PP-R random copolymer.
  • the choice of the first polypropylene as PP-R ensures that the first layer of the multilayer plastic pipe molding according to the invention has a very high quality, which leads to the crack initiation and crack propagation being prevented or reduced by an acting point load.
  • the multilayer plastic pipe molding is characterized in that the second polypropylene (PP) is selected from a PP-HM (high modulus), in particular from a nucleated PP-HM.
  • PP-HM high modulus
  • the selection of a PP-HM proves to be beneficial in this context, since it can produce high-strength multilayer plastic pipe moldings which have a high strength of the outer layer.
  • Salts of aliphatic mono- or dibasic acids or arylalkyl acids such as
  • Alkali or aluminum salts of aromatic or alicyclic carboxylic acids such as aluminum dibenzoate, sodium or potassium benzoate, sodium ⁇ -naphthoate,
  • the multilayer plastic pipe molding is characterized in that the first layer, which surrounds a lumen of the plastic pipe molding, contains a crosslinked polymer material. It can thus adjust the hardness and thus the abrasion resistance of the first layer depending on the requirements.
  • crosslinked polymer material for example, a crosslinked polyethylene (PE-X) may be contained in the polypropylene of the first layer.
  • PE-X crosslinked polyethylene
  • the first layer surrounding a lumen of the plastic pipe molding contains fillers.
  • fillers are provided in this context substances that prevent, for example, the growth of a "biofilm” or significantly suppress.
  • examples include Agion, silver compounds, silver in finely divided form, silver bound to zeolite, other heavy metals such as copper or zinc and organic substances that are biocidal.
  • fillers are included, which make the material of the first layer particularly smooth, water-repellent or non-adhesive.
  • these are Teflon, in the form of particles or additives of silicone oils or fluoropolymers or silicones or molybdenum sulfide in particulate form. Combinations of the aforementioned fillers are possible.
  • the first layer which surrounds a lumen of the plastic pipe molding, has a surface facing the lumen, which is structured.
  • the structuring may be, for example, that a nanostructuring is applied, which effectively reduces the adhesion of particles in the sense of a "lotus" effect.
  • a structuring is present in the form of nubs, grooves, indentations, regular structures with convex and concave portions and others which, for example, also advantageously bring about a reduction in the friction of the fluid at the surface. In this way too, adhesions can be effectively reduced or avoided.
  • the invention also encompasses all combinations of the various aforementioned measures through the use of crosslinked polymer material, fillers and structuring of the surface which points to the lumen.
  • a particularly well-suited multilayer plastic pipe molding which is durable, shows a reduced or non-existent contamination of the surface of the lumen and thus has a high continuous service value.
  • an improved creep internal pressure behavior is also observed, which leads to a further improved quality of the parts.
  • multilayer plastic pipe moldings can be used in a variety of ways where point loads on the part are to be expected.
  • the invention also includes the provision of further layers which are arranged on the first layer towards the lumen. These layers may be provided to improve the abrasion resistance of the inner surface, or to reduce the adhesion of material to the inner surface, or to reduce or prevent the formation of a biofilm on the inner surface. Layers are also possible which conduct heat particularly well or limit heat conduction.
  • This may, for example, relate to a protective layer which is transparent or translucent and protects the outer surface from mechanical influences, another example may relate to a layer which carries or conveys information.
  • the additional layers - whether provided on the surface facing lumens or the outer surface - are arranged only in sections and thus take into account the respective requirements.
  • the multilayer plastic pipe molding according to the invention is accessible in a simple manner by coextrusion. For this purpose, for example, first a molded part from the first layer in
  • the second layer can be applied to the first layer. Subsequently, the molded part can be brought into the desired shape, for example by bending or other shaping processes.
  • the invention also includes a pipe system with at least one multilayer plastic pipe molding, as described above.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view of a multilayer plastic pipe molding according to an embodiment of the present invention.
  • the multilayer plastic pipe molding 1 is made up of a first layer 2 and a second layer 3.
  • the first layer 2 consists of a first polypropylene, which has an E-modulus of> 1,700 MPa.
  • the first layer 2 surrounds the lumen 4 of the plastic pipe molding 1 according to the invention.
  • the first layer 2 thus represents the innermost layer of the multilayer plastic pipe molding 1 according to the invention and is therefore exposed to direct contact with the medium carried in the pipe 1.
  • the second layer 3 is arranged.
  • the second layer 3 forms the outer layer of the plastic pipe molding 1 according to the invention.
  • the second layer 3 is made of a polypropylene having an E-modulus ⁇ 1100 MPa.
  • the multilayer plastic pipe molding 1 according to the invention is shown here in the form of a pipe and is produced by a coextrusion process. For this purpose, first the first layer 2 is extruded, which is then in a
  • Coextrusion tool is coated with the second layer 3. Due to the selected production process, sufficient adhesion is achieved between the first layer 2 and the second layer 3, so that the two layers 2 and 3 can no longer be separated. They are inseparable from each other.
  • the surface (5) of the lumen (4) of the multilayer plastic pipe molding (1) is nanostructured - not shown here - to prevent or reduce buildup and in particular to reduce the formation of a biofilm on the surface.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Kunststoffrohrformteil (1), vorzugsweise zur Verwendung in der Haus- und Gebäudetechnik, insbesondere in der Kanal- und Kanalisationstechnik, das eine erste Schicht (2), die ein Lumen (4) des Kunststoffrohrformteils (1) umgibt und ein erstes Polypropylen (PP) enthält, und eine zweite Schicht (3), die zwischen der ersten Schicht (2) und der Außenseite des Kunststoffrohrformteils (1) angeordnet ist, vorzugsweise die äußerste Schicht des Kunststoffrohrformteils (1) bildet, und ein zweites Polypropylen (PP) enthält, umfasst.

Description

Kunststoffrohrformteil
Die vorliegende Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Kunststoff rohrformteil.
In der Haus- und Gebäudetechnik, insbesondere in der Kanal- und Kanalisationstechnik, finden häufig Rohre aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere aus
Polypropylen (PP), und entsprechende Rohrformteile Verwendung.
Aus dem Stand der Technik sind dazu insbesondere beispielsweise Abwasserrohre und Formteile aus Polypropylen (PP) bekannt, wobei das Polypropylen (PP) ungefüllt oder gefüllt sein kann, als Füllstoff wird dazu beispielsweise Kreide oder Talkum eingesetzt.
Die Verlegung von Rohren und Rohrformteilen im Erdreich wird im Allgemeinen so durchgeführt, dass ein entsprechender Graben ausgehoben wird, der dann mit einer Bettung beispielsweise aus Sand einer bestimmten Körnung versehen wird, auf die das Rohrsystem aufgelegt wird.
Der Bereich um Rohre und Rohrformteile wird dann mit diesem ausgewählten Sand verfüllt, anschließend diese Bettung verdichtet und schließlich der Graben wieder verfüllt.
Diese Technik der Bettung und Umhüllung von Rohren soll gemäß DIN EN 1610 mit Boden der Körnung 0 bis 22 mm (bis DN 200) bzw. 0 bis 40 mm (ab DN 250) durchgeführt wer- den.
Bei einem Boden derartiger Körnung kann davon ausgegangen werden, dass es zu keinen Beschädigungen der Kunststoffrohre kommt, insbesondere, wenn Steine dieser Körnung im Boden über lange Zeiträume Rohr bzw. Rohrformteil belasteten.
Oft steht jedoch beim Rohrgrabenaushub gröberer Boden an, der dann teuer durch Boden der geforderten Körnung ersetzt werden muss. Grobes Bodenmaterial mit eingelagerten Steinen kann hohe Punktlasten auf die Rohrwand ausüben. So ist es bekannt, dass durch diese Punktlasten starre Rohre, beispielsweise aus Steinzeug oder Beton, derart belastet werden, dass diese brechen können. Kunststoffrohre und Kunststoffrohrformteile können unter einer andauernden Punktlast durch diese eingelagerten Steine über längere Zeiträume aufreißen, was durch langsames Risswachstum (Slow Crack Growth) verursacht wird.
Durch ein Aufreißen der Rohre kann es zu In- und Exfiltrationsprozesse kommen. Dadurch kann in unerwünschter Weise Fluid und Material aus dem Rohr in das umgebende Erdreich eingetragen werden, ebenso kann Fluid und Material aus dem umgebenden Erdreich in das Lumen des Rohres eingetragen werden.
Die Gebrauchstauglichkeit der Rohre ist dadurch nicht mehr im erforderlichen Maße gegeben. Weiterhin kann ein Riss, hervorgerufen durch die Punktlast eines eingelagerten Steines im groben Bodenmaterial, beim Rohr zum vollständigen Versagen des Rohres führen. Es kann auch zu einem Bruch des Rohres und damit zum völligen Versagen des Fluid- durchgangs durch das Lumen des Rohres kommen.
In einem solchen Fall ist ein aufwändiger Bodenaustausch notwendig, der hohe Kosten verursacht und durch die erforderlichen Transporte auch mit einem hohen C02-Ausstoß verbunden ist.
Gerade die oben genannten Rohre aus ungefüllten oder gefüllten Polypropylen (PP) sind von diesem Risswachstum betroffen und daher nicht für eine sandbettlose Verlegung, also eine Verlegung in einem Boden, der auch gröbere Anteile und Steine aufweist, geeignet, was Nachteile bei deren Einsatz mit sich bringt.
Hier setzt die Erfindung ein, die es sich zur Aufgabe gestellt hat, ein Kunststoffrohrformteil anzugeben, das Punktlasten, hervorgerufen durch eingelagerte Steine im Bodenmaterial, widersteht, welches kostengünstig ist und in einfacher Art und Weise hergestellt werden kann.
Darüber hinaus soll das erfindungsgemäße Kunststoffrohrformteil in einem einfachen Her- stellungsprozess zugänglich sein. Diese Aufgaben werden durch ein mehrschichtiges Kunststoffrohrformteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohrformteils sind in den davon abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass das Vorsehen einer ersten Schicht, die ein Lumen des Kunststoffrohrformteils umgibt und ein erstes Polypropylen enthält, und einer zweiten Schicht, die zwischen der ersten Schicht und der Außenseite des Kunststoffrohrformteils angeordnet ist und vorzugsweise die äußere Schicht des Kunststoff- rohrformteils bildet und ein zweites Polypropylen (PP) enthält, umfasst, die vorstehend beschriebene Aufgabe löst.
Damit liegt die vorliegende Erfindung in der Bereitstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohrformteils, das aufgrund der günstigen Eigenschaften andauernden Punktlasten über längere Zeiträume widersteht.
Aufgrund der günstigen Eigenschaften ist das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffrohrformteil als Rohr oder Rohrformteil für den Transport von Flüssigkeiten und Gasen, bevorzugt außerhalb eines Gebäudes, in vielfältiger Weise einsetzbar.
So kann das erfindungsgemäße Rohr oder Rohrformteil beispielsweise Medien führend in Abwasserleitungssystemen, in der Trinkwasserinstallation für Warm- und Kaltwasser, in Gasleitungssystemen, in Industrierohrsystemen, in Sprinkleranlagen, in Heizkörperanwendungen, in Betonkerntemperierungen sowie in Flächenheizungs- und / oder Flächenküh- lungssystemen eingesetzt werden.
Weiterhin eignet sich das erfindungsgemäße Rohr oder Rohrformteil auch für Trinkwasserinstallationssysteme, für Gasleitungssysteme und für den Medientransport im Industriebereich.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff„mehrschichtiges Kunststoff- rohrformteil" ein aus mindestens zwei Kunststoffschichten aufgebautes Kunststoffrohrformteil. Der Begriff„Formteil" bezeichnet bei der vorliegenden Erfindung ein Rohr oder einen Rohrabschnitt sowie Fittinge eines Rohrsystems, insbesondere Abschlussstücke, Anschlusswinkel, Mehrfachverteiler, T-Stücke, Wand-T-Stücke, Wandwinkel, Winkelstücke, Systemübergänge, Übergangsstücke, gewinkelte Übergangsstücke, etc. Alle diese Formteile kön- nen mit oder ohne Gewinde ausgeführt sein.
Es hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders günstig herausgestellt, wenn das mehrschichtige Kunststoffrohrformteil eine erste Schicht aufweist, die ein erstes Polypropylen (PP) umfasst, welches einen E-Modul von < 1.100 MPa, bevorzugt einen E-Modul von 800 bis 1.100 MPa und ganz besonders bevorzugt einen E-Modul von 850 bis 950 MPa aufweist.
Als besonders vorteilhaft hat sich bei der vorliegenden Erfindung weiterhin herausgestellt, wenn das Polypropylen (PP) der zweiten Schicht des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohrformteils einen E-Modul von 2: 1.700 MPa, besonders bevorzug einen E-Modul von 1.700 bis 2.200 MPa aufweist.
Auf diese Weise wird ein erfindungsgemäßes Kunststoffrohrformteil geschaffen, welches in seiner ersten Schicht ein Material hoher Duktilität vorsieht, welches gerade hinsichtlich Rissauslösung und Rissausbreitung besonders günstige Eigenschaften aufweist.
Dem gegenüber ist die zweite Schicht des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoff- rphrformteils aus einem Polypropylen (PP), welches hochsteife Eigenschaften aufweist. Es gelingt damit erfindungsgemäß ein mehrschichtiges Kunststoffrohrformteil zugänglich zu machen, welches eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegen Rissauslösung und Rissfortpflanzung aufweist und dabei auch besonders stabil und widerstandsfähig ist.
Das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffrohrformteil ist also insbesondere dafür geeignet, in einer so genannten„sandbettlosen" Verlegung, das heißt einer Verlegung mit groben Boden, der insbesondere auch Steine aufweist, die potenziell das Rohr beschädigen können, eingebaut zu werden.
In einer besonders bevorzugten Fortbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das mehrschichtige Kunststoffrohrformteil in seiner ersten Schicht eine Schichtdicke von 0,1 bis10 mm, vorzugsweise eine solche von 0,30 bis 6 mm aufweist. Durch diese Maßnahme wird die erste Schicht, die aufgrund ihrer hohen Duktilität die Rissauslösung begrenzt bzw. zurückdrängt, auf ihr funktional notwendiges Maß begrenzt, was zu einem besonders kostengünstigen erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohr- formteil führt.
In einer weiteren günstigen Fortbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das mehrschichtige Kunststoffrohrformteil in seiner zweiten Schicht eine Schichtdicke von 1 bis 50 mm, vorzugsweise von 3 bis 30 mm aufweist.
Mit dieser Maßnahme wird die zweite Schicht, die als hochsteife Polypropylen-Schicht ausgebildet ist, derart ausgebildet, dass sie zu einer hohen Festigkeit und Steifigkeit des erfindungsgemäßen Kunststoffrohrformteils beiträgt. Es ist weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Wanddicke des Kunststoffrohrformteils 1 ,1 bis 60 mm beträgt, wobei besonders bevorzugt eine Wanddicke von 1 ,1 bis 36 mm ist.
Dadurch lassen sich erfindungsgemäße Kunststoffrohrformteile bilden, die besonders gut an die für diese Teile geltenden Einsatzbedingungen angepasst und damit langlebig und sicher sind.
Es ist weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, dass das mehrschichtige Kunststoffrohrformteil als erstes Polypropylen (PP) ein PP-R Random Copolymer aufweist, insbesondere ein beta-nukleiertes PP-R Random Copolymer.
Durch die Wahl des ersten Polypropylens als PP-R ist gewährleistet, dass die erste Schicht des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohrformteils eine sehr hohe Qualität aufweist, die dazu führt, dass die Rissauslösung und Rissausbreitung durch eine einwir- kende Punktlast verhindert oder vermindert wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin vorgesehen, dass das mehrschichtige Kunststoffrohrformteil sich dadurch auszeichnet, dass das zweite Polypropylen (PP) aus einem PP-HM (High Modulus) ausgewählt ist, insbesondere aus einem nukleierten PP- HM. Die Auswahl eines PP-HM erweist sich in diesem Zusammenhang als günstig, da damit hochsteife mehrschichtige Kunststoffrohrformteile herstellbar sind, die eine hohe Festigkeit der äußeren Schicht besitzen.
Als Keimbildner bei der Herstellung der vorstehend genannten nukleierten Polypropylene haben sich folgende Zusatzstoffe bewährt:
- Talkum, Kieselsäure, Ruß, Kaolin,
- Salze aliphatischer mono- oder dibasischer Säuren oder Arylalkylsäuren, wie
Natriumsuccinat, Natriumglutarat, Natriumcapronat, Natrium-4-Methylvalerat, Alumini- umphenylacetat, Natriumzinnamat,
- Alkali- oder Aluminiumsalze von aromatischen oder alizyklischen Carbonsäuren, wie Aluminiumdibenzoat, Natrium- oder Kaliumbenzoat, Natrium-ß-Naphthoat,
Lithiumbenzoat, Aluminium-tert.-Butylbenzoat,
- Calciumcarbonat, Calciumsalze zweibasischer organischer Säuren,
- Quinacridonpigmente,
- Vinylcyclohexane oder polymerisierte Verbindungen,
- Bis-Benzyliden-Sorbitol. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das mehrschichtige Kunststoffrohrformteil sich dadurch auszeichnet, dass die erste Schicht, die ein Lumen des Kunststoffrohrformteils umgibt, ein vernetztes Polymermaterial enthält. Es lässt sich damit die Härte und damit die Abriebfestigkeit der ersten Schicht je nach den Erfordernissen einstellen.
Als vernetztes Polymermaterial kann beispielsweise ein vernetztes Polyethylen (PE-X) im Polypropylen der ersten Schicht enthalten sein.
In einer weiteren Fortbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die erste Schicht, die ein Lumen des Kunststoffrohrformteils umgibt, Füllstoffe enthält.
Als Füllstoffe sind in diesem Zusammenhang Stoffe vorgesehen, die beispielsweise das Wachstum eines„Biofilms" verhindern oder wesentlich unterdrücken. Beispiele hierfür sind Agion, Silberverbindungen, Silber in fein verteilter Form, Silber gebunden an Zeolith, andere Schwermetalle wie beispielsweise Kupfer oder Zink sowie organische Stoffe, die biozid-wirksam sind.
Es kann weiterhin vorteilhaft vorgesehen sein, dass in der ersten Schicht, die ein Lumen des Kunststoffrohrformteils umgibt, Füllstoffe enthalten sind, die das Material der ersten Schicht besonders glatt, wasserabweisend oder nicht haftend machen. Beispiele hierfür sind Teflon, in Form von Teilchen oder Zusätze von Silikonölen oder Fluorpolymere oder Silikone oder Molybdänsulfid in Teilchenform. Auch Kombinationen der vorstehend genannten Füllstoffe sind möglich.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass die erste Schicht, die ein Lumen des Kunststoffrohrformteils umgibt, eine zum Lumen hin auf- weisende Oberfläche aufweist, die strukturiert ist.
Die Strukturierung kann beispielsweise darin bestehen, dass eine Nanostrukturierung aufgebracht ist, die im Sinne eines„Lotus"-Effektes die Anhaftung von Partikeln wirksam vermindert.
Es kann alternativ auch vorgesehen sein, dass eine Strukturierung vorhanden ist in Form von Noppen, Riefen, Einbuchtungen, regelmäßigen Strukturen mit konvexen und konkaven Anteilen und anderes mehr, die beispielsweise auch vorteilhaft eine Verminderung der Reibung des Fluides an der Oberfläche bewirken. Auch auf diese Weise lassen sich Anhaftun- gen wirksam reduzieren oder vermeiden.
Die Erfindung umfasst auch alle Kombinationen der verschiedenen vorgenannten Maßnahmen durch Einsatz von vernetzten Polymermaterial, Füllstoffen und Strukturierung der Oberfläche, die zum Lumen hinweist.
Damit kann ein besonders gut geeignetes mehrschichtiges Kunststoffrohrformteil bereitgestellt werden, das langlebig ist, eine reduzierte oder ausbleibende Verschmutzung der Oberfläche des Lumens zeigt und damit einen hohen Dauergebrauchswert aufweist. Neben der verbesserten Punktlastbeständigkeit des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohrformteils ist auch ein verbessertes Zeitstandsinnendruckverhalten zu beobachten, was zu einer weiter verbesserten Qualität der Teile führt.
Durch das verbesserte Zeitstandsinnendruckverhalten des erfindungsgemäßen mehr- schichtigen Kunststoffrohrformteils ist dies über lange Zeiträume in der Lage ohne Schäden durch Rissbildung die Fluidleitung auch unter wechselnden Drücken sicherzustellen, was eine langlebige und damit kostengünstige Lösung für den Investor bietet.
Durch die Vorteile der Erfindung können mehrschichtige Kunststoffrohrformteile in vielfälti- ger Weise dort eingesetzt werden, wo Punktlasten auf das Teil zu erwarten sind.
Schließlich umfasst die Erfindung auch das Vorsehen von weiteren Schichten, die auf der ersten Schicht zum Lumen hin angeordnet sind. Diese Schichten können dafür vorgesehen sein, dass die Abriebbeständigkeit der Innenoberfläche verbessert wird, oder dass das An- haften von Material an der Innenoberfläche reduziert wird, oder dass die Ausbildung eines Biofilms auf der Innenoberfläche verringert oder unterbunden wird. Es sind auch Schichten möglich, die besonders gut Wärme leiten, oder die Wärmeleitung begrenzen.
Es ist auch möglich, dass auf der Außenoberfläche der zweiten Schicht Schichten ange- ordnet werden.
Dies kann beispielweise eine Schutzschicht betreffen, die transparent oder transluzent ausgeführt ist und die Außenoberfläche vor mechanischen Einwirkungen schützt, ein anderes Beispiel kann eine Schicht betreffen, die Informationen trägt oder vermittelt.
Es ist auch umfasst, dass die zusätzlichen Schichten - gleich ob an der Oberfläche, die zu Lumen gewandt ist, oder der Außenoberfläche vorgesehen - nur abschnittsweise angeordnet sind und somit den jeweils gestellten Anforderungen Rechnung trägt.
Verwendung kann das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffrohrformteil in Abwasserleitungssystemen, Trinkwasserinstallationssystemen, Gasleitungssystemen und für den Medientransport im Industriebereich finden. Weitere Verwendungen auch zum Leiten anderer Fluide, wie beispielsweise Flüssig-Fest-Phasen, sind auch möglich.
Das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffrohrformteil ist in einfacher Weise durch Coextrusion zugänglich. Hierzu wird beispielsweise zunächst ein Formteil aus der ersten Schicht im
Extrusionsverfahren geformt, sobald dieses formstabil ist, kann dann die zweite Schicht auf die erste Schicht aufgebracht werden. Anschließend kann das Formteil beispielsweise durch Biegen oder andere Formgebungsprozesse in die gewünschte Form gebracht wer- den.
Auch andere Herstellungsverfahren sind denkbar, wie beispielsweise ein Blasformverfahren unter Einsatz eines entsprechend zweischichtigen Extrudatschlauchs oder ein Spritzgussverfahren, das zweikomponentig abläuft. Es sind auch andere Formgebungsprozesse möglich.
Die Erfindung umfasst auch ein Rohrsystem mit wenigstens einem mehrschichtigen Kunst- stoffrohrformteil, wie vorstehend beschrieben.
Die vorliegende Erfindung soll im Folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. im Detail er- läutert werden.
Hierzu zeigt
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohrformteiles gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoff rohr- formteils in einer Querschnittsdarstellung gezeigt. Das mehrschichtige Kunststoffrohrformteil 1 ist aus einer ersten Schicht 2 und einer zweiten Schicht 3 aufgebaut. Dabei besteht die erste Schicht 2 aus einem ersten Polypropylen, welches einen E-Modul von > 1.700 MPa aufweist. Die erste Schicht 2 umgibt das Lumen 4 des erfindungsgemäßen Kunststoffrohrformteils 1. Die erste Schicht 2 stellt also die innerste Schicht des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunststoffrohrformteiles 1 dar und ist damit dem direkten Kontakt mit dem in dem Rohr 1 geführten Medium ausgesetzt. Direkt auf dieser ersten Schicht 2 ist die zweite Schicht 3 angeordnet. Die zweite Schicht 3 bildet dabei die äußere Schicht des erfindungsgemäßen Kunststoffrohrformteiles 1. Die zweite Schicht 3 ist aus einem Polypropylen mit einem E-Modul < 1.100 MPa hergestellt. Das erfindungsgemäße mehrschichtige Kunststoffrohrformteil 1 ist hier in Form eines Rohres dargestellt und wird durch einen Koextrusionsprozess hergestellt. Hierzu wird zunächst die erste Schicht 2 extrudiert, die dann in einem
Koextrusionswerkzeug mit der zweiten Schicht 3 umhüllt wird. Durch den gewählten Her- stellungsprozess wird eine ausreichende Haftung zwischen der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 3 erzielt, so dass die beiden Schichten 2 und 3 nicht mehr getrennt werden können. Sie sind damit untrennbar miteinander verbunden.
Die Oberfläche (5) des das Lumen (4) des mehrschichtigen Kunststoffrohrformteils (1) ist - hier nicht gezeigt - nanostrukturiert, um Anhaftungen zu vermeiden oder zu verringern und insbesondere die Bildung eines Biofilms auf der Oberfläche zu reduzieren.
- Schutzansprüche -
Bezugszeichenliste
mehrschichtiges Kunststoffrohrformteil erste Schicht
zweite Schicht
Lumen
Oberfläche

Claims

Patentansprüche
1. Mehrschichtiges Kunststoffrohrformteil (1), vorzugsweise zur Verwendung in der Hausund Gebäudetechnik, insbesondere in der Kanal- und Kanalisationstechnik, das eine erste Schicht (2), die ein Lumen (4) des Kunststoffrohrformteils (1) umgibt und ein erstes Polypropylen (PP) enthält, und eine zweite Schicht (3), die zwischen der ersten Schicht (2) und der Außenseite des Kunststoffrohrformteils (1) angeordnet ist, vorzugsweise die äußerste Schicht des Kunststoffrohrformteils (1) bildet, und ein zweites Polypropylen (PP) enthält, umfasst.
2. Mehrschichtiges Kunststoffrohrformteil (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Polypropylen (PP) der ersten Schicht (2) einen E-Modul < 1100 MPa, bevorzugt einen E-Modul von 800 bis 1100 MPa, ganz besonders bevorzugt einen E-Modul von 850 bis 950 MPa aufweist.
3. Mehrschichtiges Kunststoffrohrformteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass das zweite Polypropylen (PP) der zweiten Schicht (3) einen E-Modul
> 1700 MPa, bevorzugt einen E-Modul von 1700 bis 2200 MPa aufweist.
4. Mehrschichtiges Kunststoffrohrformteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (2) eine Schichtdicke von 0,1 mm bis 10 mm, vorzugsweise 0,30 mm bis 6 mm besitzt.
5. Mehrschichtiges Kunststoffrohrformteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (3) eine Schichtdicke von 1 mm bis 50 mm, vorzugsweise 3 mm bis 30 mm besitzt.
6. Mehrschichtiges Kunststoffrohrformteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddicke des Kunststoffrohrformteils (1) 1 ,1 mm bis 60 mm, insbesondere 1 ,1 mm bis 36 mm beträgt.
7. Mehrschichtiges Kunststoffrohrformteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Polypropylen (PP) ausgewählt ist aus einem PP-R Random Copolymer, insbesondere einem beta-nukleierten PP-R Random Co- polymer.
8. Mehrschichtiges Kunststoffrohrformteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Polypropylen (PP) ausgewählt ist aus einem PP-HM (high modulus), insbesondere einem nukleierten PP-HM.
Mehrschichtiges Kunststoffrohrformteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polypropylen (PP) der erste Schicht (2), die ein Lumen (4) des Kunststoffrohrformteils (1) umgibt, ein vernetztes Polymermaterial enthält und / oder Füllstoffe enthält und / oder eine Strukturierung der zum Lumen (4) weisenden Oberfläche (5) der ersten Schicht (2) aufweist.
Rohrsystem mit wenigstens einem mehrschichtigen Kunststoffrohrformteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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