DE19633133C1 - Mehrschichtiges Rohr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Kunststoffrohr, insbesondere für die Beförderung von Kraftstoffen, mit guter Maßhaltigkeit bei hohen und tiefen Temperaturen und guter mechanischer Belastbarkeit bestehend aus zumindestens zwei gut miteinander verbundenen Schichten, mit einer ersten permeationsarmen Schicht mit guter Sperrwirkung gegen das zu transportierende Medium und einer zweiten Schicht aus einem Thermoplast.

Die heute im Einsatz befindlichen Kraftstoffschläuche umfassen üblicherweise einen permeationshemmenden Inliner, eine auf diesem angeordnete Gummischicht, eine Verstärkungsschicht aus Gewebe, sowie eine an der Außenseite aufgebrachte Gummischicht. Diese Kraftstoffschläuche werden herkömmlicherweise mehrschichtig hergestellt, da diese Schläuche eine ausreichende Sperrwirkung gegen das in ihnen fließende Medium aufweisen müssen und gegen hohe und tiefe Temperaturen sowie gegen mechanische Belastungen beständig sein müssen.

Trotz intensiver Forschungen auf diesen Gebiet zeigen jedoch auch die handelsüblichen mehrschichtigen Kunststoffrohre noch keine befriedigende Sperrwirkung gegenüber dem durchfließenden Medium bei gleichzeitig guten mechanischen Eigenschaften. Hierbei ist insbesondere zu berücksichtigen, daß die Anforderungen die der Gesetzgeber an das Rückhaltevermögen, das heißt insbesondere die Sperrwirkung gegen die durchzuleitenden Medien stellt, ständig zusätzlich verschärft werden. Darüberhinaus stellt sich die Anbindung der einzelnen Schichten aneinander häufig als problematisch dar.

Aus der EP-A1-0 649 739 ist bereits ein Kunststoffrohr mit verbesserter Beständigkeit unter anderem gegen methanolhaltige Kraftstoffe bekannt, bestehend aus einer Außenschicht, einer zur Innenschicht benachbarten Zwischenschicht aus einer Formmasse auf Basis eines Gemisches aus Polyamid und Polyglutarimid und einer Innenschicht aus einer Formmasse auf Basis von Polyvinylidenfluorid, wobei die jeweils benachbarten Schichten kraftschlüssig miteinander verbunden sind.

In der DE-A1-44 34 530 ist ferner eine Mehrschicht-Polymerrohrleitung mit einer Außenschicht auf der Basis von Polyamid, einer Innenschicht aus Polyvinylidenfluorid oder dessen Copolymere sowie einer haftvermittlenden Zwischenschicht, welche die Innen- und Außenschicht kraftschlüssig miteinander verbindet, beschrieben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein mehrschichtiges Kunststoffrohr, insbesondere Kraftstoffrohr, zur Verfügung zu stellen, welches nicht nur eine ausreichende Maßhaltigkeit bei hohen und tiefen Temperaturen, ausreichende mechanische Belastbarkeit sondern insbesondere eine gute Sperrwirkung gegen das zu transportierende Medium aufweist und wobei die Schichten gut miteinander verbindbar sind.

Diese Aufgabe wird durch ein mehrschichtiges Kunststoffrohr der bekannten Gattung dadurch gelöst, daß das Thermoplast der zweiten Schicht mit Polyethylenimin als Haftvermittler behandelt und/oder vermischt ist.

Das bereitgestellte Kunststoffrohr erfüllt insbesondere die an Kraftstoffrohre gestellten Forderungen besonders gut. Hierbei stellt die erste Schicht die notwendige Sperrwirkung gegen die zu transportierenden Medien bereit. Diese permeationsarme Schicht ist mit einer zweiten Schicht, bestehend aus einem mit Polyethylenimin behandelten Thermoplast, verbunden. Hierbei kann die erste Schicht mit Sperrwirkung entweder als innere Schicht des Kunststoffrohres vorgesehen sein oder an beliebiger Stelle im Inneren des Mehrschichtaufbau des Kunststoffrohres ausgebildet sein. Die aus einem mit Polyethylenimine behandeltem und/oder vermischten Thermoplast bestehende Schicht wirkt einerseits als Haftvermittler für die erste Schicht mit Sperrwirkung oder für weitere Schichten und weist gleichzeitig eine ausreichende Festigkeit auf, um zum Schutz der umgebenen Schichten eingesetzt zu werden. Die Aufgabe des Haftvermittlers wird hier insbesondere von dem zu gesetzten Polyethylenimin übernommen.

Da erfindungsgemäß zwei Schichten für das Kraftstoffrohr ausreichend sind, ist es möglich die Herstellungskosten sowie Herstellungszeiten für das Kunststoffrohr deutlich herabzusetzen und gleichzeitig die an Kraftstoffrohre gestellten Forderungen zu erfüllen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die permeationsarme Schicht aus Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Vinylidenfluorid (THV) oder aus mit Polyethylenimin behandeltem und/oder vermischtem Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Vinylidenfluorid gebildet. Diese Schicht kann wahlweise als innerste Schicht des Kunststoffrohres oder zwischen zwei anderen Schichten angeordnet werden.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß dieses Material die Anforderungen erfüllt, die an die mit dem durchfließenden Medium in Kontakt tretende Materialien gestellt, werden, d. h. das Material ist ausreichend beständig gegen die Medien und stellt insbesondere die notwendige Sperrwirkung gegen die Medien, z. B. Kraftstoffe, zur Verfügung. Gleichermaßen verbindet sich diese Material gut mit der mit dieser permeationsarmen Schicht verbundenen Schicht aus mit Polyethylenimin behandeltem Thermoplast.

Des weiteren wird vorzugsweise als Thermoplast alle Polyamide, z. B. PA6 PA12, und des weiteren PP, PE, PET, PBT eingesetzt. Diese Materialien haben als besonders bevorzugt in Verbindung mit dem Polyethylenimin erwiesen. Darüber hinaus stellt dieses Material eine für die erfindungsgemäßen Kunststoffrohre ausreichende Festigkeit zur Verfügung.

Für bestimmte Anwendungen hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn auf der Schicht aus einem mit Polyethylenimin behandeltem und/oder vermischten Thermoplast mindestens eine äußere Verstärkungsschicht bereitgestellt ist. Diese Außenschicht kann z. B. als eine Polyamidschicht ausgebildet sein. Gleichermaßen kann auf der Schicht aus einem mit Polyethylenimin behandelten und/oder vermischten Thermoplast eine Gewebeschicht vorgesehen ist, welche von einer nachfolgenden Außenschicht, z. B. Polyamid, Kautschuk oder Gummi, umgeben wird.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die permeationsarme Schicht eine Dicke von 0,1 bis 0,3 mm auf, die diese umgebende zweite Schicht eine Dicke von 0,08 bis 0,9 und gegebenenfalls vorhandene Außenschicht eine Dicke von 0,05 bis 0,7 auf.

In der Praxis wird das erfindungsgemäße Kunststoffrohr vorzugsweise durch Coextrusion der permeationsarmen Schicht und der mit dieser verbundenen Schicht aus einem mit Polyethylenimin behandeltem und/oder vermischten Thermoplast, sowie gegebenenfalls der Außenschicht hergestellt.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1: ein erfindungsgemäßes Kunststoffrohr;

Fig. 2: ein erfindungsgemäßes Kunststoffrohr gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Kunststoffrohr umfaßt eine erste innere Schicht 1, die aus Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Vinylidenfluorid gebildet ist. Dieses Material weist eine ausreichende Sperrwirkung gegen die durch das fertiggestellte Kunststoffrohr hindurchzuleitenden Medien auf.

An diese erste Schicht schließt sich eine zweite Außenschicht an, bestehend aus mit Polyethylenimin behandeltem Polyamid. Durch die Behandlung des Polyamids mit Polyetyhlenimin wird nicht nur eine ausreichende Festigkeit der Schicht erzielt, sondern gleichzeitig eine gute Haftwirkung der Schicht mit der ersten inneren Schicht bereitgestellt. Die zweite Schicht kann daher als Mehrfunktionsschicht angesehen werden, da die im Stand der Technik notwendige Verbindungsschicht zwischen den einzelnen Schichten, über die eine Anbindung der einzelnen Schichten aneinander erzielt wird, entfällt.

Das erfindungsgemäße Kunststoffrohr wird vorzugsweise durch Coextrusion der ersten inneren und der zweiten äußeren Schicht hergestellt. Vor der Coextrusion kann das Material der zweiten Schicht, gesondert hergestellt werden. Mögliche Behandlungsverfahren des Polyamids mit Polyethylenimid umfassen z. B. ein Schmelzmischen der Komponenten, ein Granulieren beider Materialien, ein Tränken des einen Materials mit dem anderen, sowie alle weiteren gängigen Kunststoffverarbeitungsbehandlungen.

Für bestimmte Anwendungen kann das erfindungsgemäße Kunststoffrohr wie in Fig. 2 ausgebildet sein. Auch hier weist das Kunststoffrohr wiederum eine erste innere Schicht 1 aus THV, also eine Schicht mit Sperrwirkung auf. An diese Schicht schließt sich eine zweite Schicht aus mit Polyethylenimin behandeltem Polyamid an. Diese zweite Schicht wird von einer weiteren Schicht 3 aus Polyamid umgeben. Diese dritte Schicht kann zusammen mit den ersten beiden Schichten koextrudiert werden, oder erst in einem nachfolgenden Extrusionsschritt aufgebracht werden. Auf die zweite oder dritte Schicht folgt eine Gewebeschicht, um die herum wiederum eine abschließende Gummischicht 5 aufgebracht ist.

Claims (12)

1. Mehrschichtiges Kunststoffrohr, insbesondere für die Beförderung von Kraftstoffen, mit guter Maßhaltigkeit bei hohen und tiefen Temperaturen und guter mechanischer Belastbarkeit, bestehend aus zumindestens zwei gut miteinander verbundenen Schichten, mit einer ersten permeationsarmen Schicht mit guter Sperrwirkung gegen das zu transportierende Medium und einer zweiten Schicht aus einem Thermoplast, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoplast der zweiten Schicht mit Polyethylenimin als Haftvermittler behandelt und/oder vermischt ist.

2. Mehrschichtiges Rohr gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die permeationsarme Schicht aus Tetrafluor-Ethylen-Hexa­ fluorpropylen-Vinylidenfluorid oder aus mit Polyethy­ lenimin behandeltem und/oder vermischtem Tetra­ fluor-Ethylen-Hexafluorpropylen-Vinylidenfluorid gebildet ist.

3. Mehrschichtiges Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoplast aus der Gruppe bestehend aus Polyami­ den, PP, PE, PET, PBT und weiteren geeigneten Kunststoffen ausgewählt wird.

4. Mehrschichtiges Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die permeationsarme Schicht als innere Schicht des Roh­ res ausgebildet ist.

5. Mehrschichtiges Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die permeationsarme Schicht als mittlere Schicht zwi­ schen zwei weiteren Schichten ausgebildet ist.

6. Mehrschichtiges Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere Verstärkungsschicht aus Kunststoff vorgese­ hen ist.

7. Mehrschichtiges Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die permeationsarme Schicht als innere, erste Schicht ausgebildet ist und daß auf der zweiten Schicht aus einem mit Polyethylenimin behandeltem und/oder vermischtem Thermoplast eine äußere Verstärkungsschicht bereitgestellt ist.

8. Mehrschichtiges Rohr nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Gewebeschicht vorgesehen ist, welche von einer nachfolgenden Außenschicht umgeben wird.

9. Mehrschichtiges Rohr nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, das als äußere Verstärkungsschicht eine Polyamidschicht vorgesehen ist.

10. Mehrschichtiges Rohr gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die permeationsarme Schicht eine Dicke von 0,1 bis 0,3 mm aufweist, die diese umgebende zweite Schicht eine Dicke von 0,08 bis 0,9 und eine gegebenenfalls vorgesehene Außen­ schicht eine Dicke von 0,05 bis 0,7 aufweist.

11. Mehrschichtiges Rohr gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die permeationsarme Schicht und die mit dieser verbun­ dene Schicht, sowie gegebenenfalls die Außenschicht coex­ trudiert sind.

12. Mehrschichtiges Rohr nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die permeationsarme Schicht und die diese umgebende Schicht chemisch und/oder physikalisch miteinander verbun­ den sind.