DE19504613A1 - Mehrschichtiges Kunststoffrohr - Google Patents
Mehrschichtiges KunststoffrohrInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kunststoffrohr, dessen Wandung aus mehreren Schichten
besteht. Einschichtige Kunststoffrohre aus Polyamid für den KFZ-Bau sind Stand der Technik
und werden sehr vielseitig eingesetzt, z. B. für Brems-, Hydraulik-, Kraftstoff-, Kühlleitungen;
siehe Deutsche Norm DIN 73 378/"Rohre aus Polyamid für Kraftfahrzeuge". Sie müssen
hierbei chemisch, thermisch, mechanisch und hydraulisch unter dem im praktischen Einsatz auf
tretenden Einwirkungsbedingungen betriebssicher sein, z. B. als Kraftstoffleitungen.
Einschichtige Rohre erfüllen unter gewissen Einsatzbedingungen die vorgesehenen Anforde
rungen nur unzureichend, z. B. bei Kraftstoffen, die Methanol und/oder aromatische Kohlen
wasserstoffe (z. B. Benzol) enthalten. Es kann hierbei zu Quellungen, Festigkeitsverringe
rungen und Dimensionsveränderungen des Rohres kommen, sowie zu einer verstärkten
Diffusion dieser Fluide, die in ihnen gefördert werden, durch die Rohrwandung und damit zu
einer Belastung der Umwelt. Zunehmend verschärfte gesetzliche Vorschriften zwingen zu einer
Reduzierung der Emissionen und damit speziell der Diffusionen.
Parallel bestehen verschärfte Forderungen zur aktiven und passiven Sicherheit der Fahrzeuge.
Im Brandfall eines Fahrzeugs bedeutet dies, für eine möglichst lange Zeitspanne sicherzustel
len, daß der Kraftstoff, der sich in den Kraftstoffleitungen befindet, sich infolge eines raschen
Schmelzens und Brennens ihrer Wandungen nicht entzündet.
Versucht wurde deshalb, diese Nachteile einschichtiger Kunststoffrohre durch mehrschichtige
Rohre für das Diffusionsverhalten (DE 35 10 395, DE 37 15 251, DE 38 21 723,
DE 39 38 497, DE 40 01 125, DE 43 15 117) bzw. den Flammschutz (DE 38 17 841,
DE 25 55 017, DE 21 40 806, DE 20 25 351) zu lösen. Zwar konnten Einzelerfolge für das
Diffusionsverhalten (DE 43 09 829, DE 43 10 884) und den Flammschutz (DE 38 40 750)
erzielt werden; eine praktikable und geschlossene Lösung der Doppelaufgabe
Diffusionsverminderung und Flammschutzverbesserung steht bislang aus.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb, ein mehrschichtiges Kunststoffrohr zu schaffen, dessen
Eigenschaften, z. B. als Kunststoffleitung in eingebautem Zustand im Kraftfahrzeug sind:
Geringe Diffusion, hinreichender Brandschutz, gute Maßhaltigkeit, gute mechanisch-technische
Belastbarkeit, gute chemische Eigenschaften, gutes Temperaturwechselverhalten, günstiger
Herstellpreis. Die Lösung dieser Aufgabe führt zu einem mehrschichtigen Rohr, das folgenden
Schichtaufbau von innen nach außen besitzt: Innenschicht, Haftschicht, Mittelschicht, Schäum
schicht, Außenschicht.
Die Ausbildung mindestens einer, vorzugsweise inneren Schicht der Formmasse aus Poly
vinylidenfluorid (PVDF), verhindert die Diffusion von methanolhaltigen Kraftstoffgemischen
in sehr erheblichem Umfang. Die Ausbildung mindestens einer Schäumschicht, vorzugsweise
mit der Formmasse Polyamid (PA), bevorzugt vernetzt, im äußeren Wandungsbereich mit
mindestens einem schaumbildenden Additiv, dessen Reaktionstemperatur höher ist als die
Verarbeitungstemperatur, verbessert den Flammschutz beträchtlich. Die aufschäumende
Schicht führt einerseits zu einer hohen
Verarbeitungstemperatur, verbessert den Flammschutz beträchtlich. Die aufschäumende
Schicht führt einerseits zu einer hohen
thermischen Isolierung der die brennbaren Fluide enthaltenden inneren Schichten, mit der
Folge, daß die hohe Temperatur erst nach einer vergleichsweise langen Einwirkungszeit
die Innenschicht ernsthaft beeinträchtigt. Andererseits führt das Aufschäumen dazu, daß
die Innenschicht besonders lange wirksam gegen Sauerstoffzutritt geschützt wird.
Die Schäumschicht bedarf sowohl nach innen als auch nach außen im Fall der Brandeinwirkung
einer mechanischen Verstärkung bzw. nach außen zusätzlich einer feuerhemmenden Verbes
serung. Nach innen wird dieses durch die Mittelschicht erreicht, vorzugsweise in der Form
masse Polyamid und zur Stabilisierung vernetzt ausgebildet, die zusätzlich den Festigkeits
aufbau des gesamten Rohres im normalen Einsatz gewährleistet. Nach außen wird diese
Verbesserung durch die Außenschicht bewirkt, vorzugsweise in der Formmasse vernetzter
Polyamide ausgebildet, die zusätzlich feuerhemmende Additive besitzt.
Der mechanische Verbund zwischen der diffusionshemmenden Innenschicht, die vorzugsweise
in PVDF ausgebildet ist und dem feuerhemmenden Bereich, gebildet durch die Mittelschicht,
Schäumschicht und Außenschicht, der in PA ausgebildet ist, muß durch eine besondere dünne
Haftschicht sichergestellt werden. Durch ihren Kraftschluß in den Grenzflächen dieser
benachbarten Schichten (Innen - zu Mittelschicht) verhindert sie deren Trennung und ist für die
mechanische Stabilität der gesamten Leitung verantwortlich (z. B. bei Schwingungen oder
Erschütterungen). Der Auswahl der verwendeten Formmasse oder dem Formmassengemisch
für diese Haftschicht kommt demnach eine erhebliche funktionelle Bedeutung zu. Erfindungs
gemäß kann sie bestehen aus polymerem Polyamid plus copolymeren Polyacrylsäureestern
oder aus polymerem Polyvinylidenfluorid plus copolymeren Polymethylmethacrylaten.
Die Herstellung der mehrschichtigen Rohre erfolgt in bekannter Weise, vorzugsweise kosten
günstig auf Coextrusionsanlagen. Die Vernetzung der einzelnen Formmassen kann chemisch
oder durch Strahlen erfolgen. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den
Ansprüchen.
In der Zeichnung zeigen im einzelnen
Fig. 1 Einen Längsschnitt durch ein 5-schichtiges Rohr.
Fig. 2 Einen Längsschnitt durch ein 5-schichtiges Rohr mit einem aufgeschäumten Bereich
in der Schäumschicht infolge von punktuellen äußeren Flammeinwirkungen.
Mit (1) in Fig. 1 ist die Innenschicht bezeichnet; sie besteht aus der Formmasse A, vorzugswei
se polymeres Polyvinylidenfluorid. Diese Schicht wirkt diffusionshemmend und ihre
Schichtdicke S1 ist relativ dünn ausgebildet. Diese Innenschicht (1) wird von einer Haftschicht
(2) mit der sehr geringen Schichtdicke S2 mit dem Formmassengemisch B umschlossen; diese
stellt einen guten mechanischen Verbund der Innenschicht (1) zur Mittelschicht (3) dar. Deren
bevorzugte Formmassengemische B bestehen vorzugsweise aus polymerem Polyvinyliden
fluorid mit den copolymeren Polymethylmethacrylaten oder polymerem Polyamid mit den
copolymeren Polyacrylsäureestern. Die Mittelschicht (3) besitzt eine wesentliche festigkeits
mäßige Funktion für das gesamte Rohr im Normaleinsatz bzw. beim Aufschäumen der
Schäumschicht (4) zur mechanischen Stabilisierung des Rohres nach innen; ihre Formmasse C
besteht vorzugsweise aus vernetztem Polyamid, ihre Schichtdicke ist S3. Die Schäumschicht
(4) besteht aus der Formmasse D, vorzugsweise vernetztes Polyamid und hat die Schichtdicke
54. Diese Schicht besitzt mindestens ein aufschäumendes Additiv, dessen Reaktionstempe
ratur höher ist als die Verarbeitungstemperatur; bei einer entsprechenden Flamm- oder
Hitzeeinwirkung kommt sie erfindungsgemäß zur Funktion und bildet dort eine Verdickung
(6). Die Außenschicht (5) mit der Formmasse E, vorzugsweise aus vernetztem Polyamid,
schützt die Leitung vor mechanischen äußeren Einflüssen und stabilisiert das Aufschäumen der
Schicht (4) im Falle äußerer Hitzeeinwirkung; sie enthält vorzugsweise flammhemmende
Additive.
Claims (19)
1. Mehrschichtiges Kunststoffrohr, maßlich festgelegt durch seine Hauptabmessungen (Innen
durchmesser Di, Außendurchmesser Da, Rohrwanddicke S), hergestellt nach dem Ver
fähren der Coextrusion, verwendet im KFZ-Bereich für Brems-, Hydraulik-, Kraftstoff- und
Kühlleitungen, dessen Rohrwandung zumindest je eine tragende, schäumfähige, flammhem
mende, diffusionsvermindernde und kraftschlüssige und/oder zumindest je eine Kombina
tion zumindest zweier diesbezüglicher Merkmale in einer Schicht besitzt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohrwandung von innen nach außen aufgebaut ist wie folgt:
die Innenschicht (1) aus einer Formmasse A eines thermoplastischen Polymers,
die Haftschicht (2) aus einem Formmassengemisch B mit einem minimal 50%-igen Masse anteil eines thermoplastischen Polymers und einem maximal 50%-igen Masseanteil thermo plastischer Copolymere,
die Mittelschicht (3) aus einer Formmasse C eines thermoplastischen Polymers, die vorzugsweise vernetzt ist,
die Schäumschicht (4) aus einer Formmasse D eines thermoplastischen Polymers, die vorzugsweise vernetzt ist und zumindest ein treibmittelhaltiges Additiv enthält, dessen Reaktionstemperatur höher ist als die Verarbeitungstemperatur,
die Außenschicht (5) aus einer Formmasse E eines thermoplastischen Polymers, die vorzugsweise vernetzt ist und zumindest ein flammhemmendes Additiv enthält.
die Innenschicht (1) aus einer Formmasse A eines thermoplastischen Polymers,
die Haftschicht (2) aus einem Formmassengemisch B mit einem minimal 50%-igen Masse anteil eines thermoplastischen Polymers und einem maximal 50%-igen Masseanteil thermo plastischer Copolymere,
die Mittelschicht (3) aus einer Formmasse C eines thermoplastischen Polymers, die vorzugsweise vernetzt ist,
die Schäumschicht (4) aus einer Formmasse D eines thermoplastischen Polymers, die vorzugsweise vernetzt ist und zumindest ein treibmittelhaltiges Additiv enthält, dessen Reaktionstemperatur höher ist als die Verarbeitungstemperatur,
die Außenschicht (5) aus einer Formmasse E eines thermoplastischen Polymers, die vorzugsweise vernetzt ist und zumindest ein flammhemmendes Additiv enthält.
2. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenschicht (1) die Schichtdicke S1 von minimal S1 </= 0,1 mm besitzt.
3. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Haftschicht (2) die Schichtdicke S2 von weniger als S2 <0,1 mm besitzt.
4. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittelschicht (3) die Schichtdicke S3 von minimal S3 </= 0,5 mm besitzt.
5. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schäumschicht (4) die Schichtdicke S4 von minimal S4 </= 0,3 mm besitzt.
6. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenschicht (5) die Schichtdicke S5 von minimal S5 </= 0,3 mm besitzt.
7. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß seine Hauptabmessungen (Di, Da, S = S1 + S2 + S3 + S4 + S5) und deren Toleranzen
der Deutschen Norm DIN 73 378 für den Außendurchmesserbereich Da </= 6 mm und den
Wanddickenbereich S </= 1,5 mm entsprechen.
8. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formmasse A der Innenschicht (1) aus Polyvinylidenfluorid besteht.
9. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formmasse A der Innenschicht (1) aus Polyamid besteht.
10. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Formmassengemisch B der Haftschicht (2) aus polymeren Polyvinyliden
fluorid und copolymeren Polymethylmethacrylaten besteht.
11. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Formmassengemisch B der Haftschicht (2) aus polymeren Polyamid und
copolymeren Polyacrylsäureestern und deren Abkömmlingen besteht.
12. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 8, 10 und 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formmasse C der Mittelschicht (3) aus Polyamid besteht.
13. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 7, 10 und 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formmasse C der Mittelschicht (3) aus Polyvinylidenfluorid besteht.
14. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formmasse D der Schäumschicht (4) aus Polyamid besteht.
15. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formmasse E der Außenschicht (5) aus Polyamid besteht.
16. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die chemische Formmasse E der Außenschicht (5) einen physikalischen Masseanteil
von max. 15% leitfähigem Ruß enthält.
17. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Formmassengemisch B der Haftschicht (2) vernetzt ist.
18. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formmasse A der Innenschicht (1) vernetzt ist.
19. Mehrschichtiges Kunststoffrohr nach Anspruch 1 bis 15, 17 und 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die physikalische Formmasse A der Innenschicht (1) einen physikalischen
Masseanteil von max. 15% leitfähigem Ruß enthält.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19504613A DE19504613A1 (de) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | Mehrschichtiges Kunststoffrohr |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19504613A DE19504613A1 (de) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | Mehrschichtiges Kunststoffrohr |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19504613A1 true DE19504613A1 (de) | 1996-08-14 |
Family
ID=7753749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19504613A Withdrawn DE19504613A1 (de) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | Mehrschichtiges Kunststoffrohr |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19504613A1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19741035C1 (de) * | 1997-09-18 | 1999-03-18 | Hewing Gmbh | Sanitär- oder Heizungsrohr |
| DE19825932A1 (de) * | 1998-06-10 | 1999-12-16 | Dietzsch & Rothe Msr Technik O | Schlauchsystem für ein hydrostatisches Höhenmeßgerät |
| FR2825773A1 (fr) | 2001-06-06 | 2002-12-13 | Ueponor Innovation Ab | Tuyau multicouche et procede de fabrication |
-
1995
- 1995-02-13 DE DE19504613A patent/DE19504613A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19741035C1 (de) * | 1997-09-18 | 1999-03-18 | Hewing Gmbh | Sanitär- oder Heizungsrohr |
| DE19825932A1 (de) * | 1998-06-10 | 1999-12-16 | Dietzsch & Rothe Msr Technik O | Schlauchsystem für ein hydrostatisches Höhenmeßgerät |
| FR2825773A1 (fr) | 2001-06-06 | 2002-12-13 | Ueponor Innovation Ab | Tuyau multicouche et procede de fabrication |
| US6959736B2 (en) | 2001-06-06 | 2005-11-01 | Uponor Innovation Ab | Multilayer pipe and method for manufacturing one |
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| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |