FILTER TUBE

Abstract: 1. Continuously endless producible filter pipe made from plastic material for irrigation or drainage having a perforated mantle and being wrapped in a filter layer, characterized in that the filter layer is at leat one film or sheeting having open pores and consisting exclusively of sintered polymer particles.

Description: Filterrohr Die Erfindung betrifft ein Filterrohr aus Kunststoff, dessen Filterschicht aus mindestens einer offenporigen Folienbahn aus gesinterten Polymerteilchen besteht. Die für die Bodenbe- und -entwässerung verwendeten Rohre bestehen im allgemeinen aus Ton oder Kunststoff. Die wasserab- oder -zuführende Funktion von solchen Rohren wird sehr oft dadurch beeinträchtigt, dass die im Rohrmantel angebrachten Öffnungen oder die Spalte an den Stosskanten der Tonröhren durch Bodenteile verschlämmt oder die ganzen Rohre durch eingeschläinmten Boden verstopft werden und so die Bewässerung gestört wird oder zum Stillstand kommt. Auch sind einwachsende Pflanzenwurzeln häufig der Anlass für eine erschwerte Wasserabbzw. -zuleitung durch die Rohre. Man ist deshalb schon lange dazu übergegangen, Be- bzw. Entwässerungsrohre mit einer Filterschicht zu umgeben, um den Verschlämmungsprozess und das Einwachsen der Wurzeln hintanzuhalten. Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 71 21 651 ist zum Beispiel bekannt, dass Dränrohre mit einer Filterschicht aus Kokosfasern und Stroh umgeben werden können. In der DE-OS 20 28 664 werden in der Filterschicht von Dränrohren neben Kokosfasern verschäumte Kunststoffe, Zellwolle, Palmfasern, Häcksel und Torf verwendet. Die Filterschicht solcher Dränrohre besteht oft aus mehreren Schichten verschiedener Filtermaterialien, sie sind deshalb umständlich herzustellen, aufgrund der verwendeten heterogenen Filtermaterialien in ihrer Filterwirkung ungleichmässig und die Anfälligkeit vieler dieser Materialien gegenüber Verrottung führt zu einem raschen Verfall der Filterwirkung und damit zu einer Verstopfung der Dränage. In dem deutschen Gebrauchsmuster 69 12 317 wird ein Dränagerohr beschrieben, das von einer Filterschicht aus Acrylfaser umhüllt ist. Da aber Acrylfasern bzw. eine Matte aus Acrylfasern keine ausreichende Festigkeit besitzt, müssen in diese Matte Verstärkungsfäden eingelegt werden. Diese Massnahme ist sehr umständlich und, wenn die Verstärkungsfäden nur in Längsrichtung angeordnet sind, nur unzureichend. Darüberhinaus besitzen Acrylfasern den Nachteil, dass sie nicht schweissbar sind. In dem deutschen Gebrauchsmuster 71 37 887 wird ein flexibles Dränrohr beschrieben, das als Gerüst eine#endlose Kunststoffspirale aufweist, welche von einem Mantel aus Filterstoff umgeben ist. Der Filterstoff besteht aus gekräuselter, zu einem Wirrfaserflor gelegten Chemiefasern, die durch ein Netzgewebe hindurchgenadelt sind. Auch hier wurde ein aufwendiger Weg beschritten, dem Filtermaterial ausreichenden Zusammenhalt zu verleihen, indem man einen wenig Festigkeit aufweisenden Chemiefaserflor auf das Netzgèwebe aufgenadçlt hat. Ausserdem ist dieses Dränrohr aufgrund seiner leichten Konstruktion dort, wo höhere Bodenbelastungen auftreten, kaum geeigent. Eine gewisse Verbesserung dieser Nachteile wird durch das in dem deutschen Gebrauchsmuster 74 21 845 beschriebene Dränrohr aus Kunststoff dadurch erreicht, dass es mit einer Filterschicht aus einem Spinnvlies aus Polyester, Polyamid oder Polyolefin umgeben wird. Jedoch ist auch dieses Rohr in der Herstellung relativ aufwendig, insbesondere wenn, wie in einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die Filter schicht aus mehreren Spinnvlieslagen besteht. Wie bei vorangegangenen Konstruktionen, muss die spinnvlieslage an den Stosskanten oder Überlappungsstellen durch Schweissen, Kleben, Nähen oder Heften miteinander verbunden werden, um einen einigermassen stabilen Sitz des Vlieses auf dem Rohr zu gewährleisten. Dies ist wiederum recht umständlich und kann eine Verschiebung der Filterschicht-Ummantelung auf dem Rohr in Richtung der Rohrachse nicht verhindern. Die Aufgabe der vorliegeden Erfindung besteht darin, die Nachteile der bisher bekannten Rohre zu beseitigen und ein Be- bzw. Entwässerungsrohr mit Filterschicht zur Verfügung zu stellen, welches einfach in der Herstellung und mechanisch stabil ist sowie eine dauerhaft-funktionsgerechte Filterschicht besitzt. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Rohr, dessen Mantel Öffnungen aufweist und mit einer Filterschicht umgeben ist mit dem Kennzeichen, dass die Filterschicht aus mindestens einer offenporigen Folienbahn aus gesinterten Polymerteilchen besteht. Das Rohr muss so stabil konstruiert sein, dass es die hohen Druckbelastungen des darüber befindlichen Erdreichs aushält. Das Material der Rohre ist bevorzugt Polyvinylchlorid, nachchloriertes Polyvinylchlorid, Polypropylen, Polyethylen oder nachchloriertes Polyethylen. Es kommen aber auch andere extrudierbare thermoplastische Polymere in Betracht, das Rohr kann auch aus Metall, Glas oder Keramik bestehen, doch ist auf diesen Rohrmaterialien die Befestigung der offenporigen Folienbahn umständlicher. Das Rohr wird im allgemeinen einen inneren (lichten) Durchmesser von 35 bis 200 mm haben. Die Öffnungen im Mantel sind im allgemeinen kreis- oder schlitzförmig über die gesamte Mantelfläche gleichmässig verteilt angebracht, sie können aber auch eine beliebige andere Form und Vertei lung aufweisen, das Rohr kann längsgerippt oder senkrecht zur Längsachse gewellt sein. Letzteres ist vorteilhaft bei Rohren aus extrudierbaren thermoplastischen Polymeren, um solche Rohre flexibler zu machen. Bei den senkrecht zur Längsachse gewellten Rohren befinden sich die Öffnungen im Mantel vorzugsweise in den Wellentälern. Die Filterschicht des erfindungsgemässen Rohres besteht aus mindestens einer offenporigen Folienbahn aus gesinterten Polymerteilchen. Diese Folienbahn soll eine Dicke von etwa 0,5 bis etwa 5 mm, vorzugsweise von 1 bis 3 mm aufweisen. Um einerseits einen guten Transport des Wassers zu gewährleisten und andererseits die notwendige mechanische Festigkeit beizubehalten, soll die Folienbahn ein Gesamt Porenvolumen (beispielsweise bestimmt durch Dichtemessung) von 30 bis 80 %, vorzugsweise von 40 bis 60 %, aufweisen. Von diesen Gesamt-Poren sollen 60 bis 100 %, vorzugsweise 80 bis 100 % offen sein. Die Bestimmung des offenen Porenvolumens ist beispielsweise durch die Quecksilber-Hochdruck-Porosymmetrie möglich (siehe Plaste und Kautschuk 22, (1975) Seite 7). Die Folienbahn soll ferner eine kapiliare Steighöhe von etwa 60 bis etwa 200 mm, vorzugsweise von 80 bis 160 mm, aufweisen. Die kapillare Steighöhe wird wie folgt bestimmt: Ein 1 cm breiter Folienstreifen wird so in eine mit destilliertem Wasser von 20 0C teilweise gefüllte Proberöhre gestellt, dass er 1,5 cm tief in das Wasser eintaucht. Hierbei steigt das Wasser in der Folie durch Kapillarkräfte nach oben. Nach 10 Minuten wird bestimmt, um wieviel Millimeter das Wasser in der porösen Folie gestiegen ist. Die Wassermenge in der Proberöhre ist so bemessen, dass die durch die Folie aufgesaugte Wassermenge nur eine praktisch zu vernachlässigende Niveausenkung des Wasserspiegels bewirkt. Die gemessene kapillare Steighöhe in Millimetern ist ein Mass für die Benetzbarkeit und Wassertransportfähigkeit der Folie. Die Folienbahn soll weiterhin eine Reissdehnung von mindestens 5 %, vorzugsweise von 8 bis 15 % (gemessen nach DIN 53 455), besitzen, um eine störungsfreie Verwendbarkeit im Sinne der Erfindung zu gewährleisten. Es können auch mehrere poröse Folienbahnen unverschiea- lichen oder gleichen Porenvolumens übereinandergelegt im Sinne der Erfindung verwendet werdern. In diesem Fall kann die Einzel-Foliendicke den Wert von 0,5 mm bis auf etwa 0,2 mm unterschreiten. Besonders vorteilhaft ist es, sowohl das mit Öffnungen im Mantel versehene eigentliche Rohr wie auch die es umgebende Filterschicht aus chemisch den gleichen oder sehr ähnlichen Polymeren herzustellen. Unter ¯chemisch sehr ähnlichen Polymeren" sind solche Polymere zu verstehen, die durch chemische Umsetzungen, beispielsweise Chlorierung, Verseifung oder Veresterung oder durch Copolymerisation mit geeigneten Monomeren, bzw. Pfropfcopolymerisation mit geeigneten Polymeren nur schwach modifiziert sind, das heisst nicht mehr als etwa 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Polymeren, an modifizierten Polymerkettenbestandteilen enthalten. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn sowohl das Rohr an sich wie auch die Filterschicht aus Polymeren bestehen, die mindestens 90 Gew.-% (bezogen auf das Polymere) polymerisierte Vinylchlorid-Einheiten enthalten. Ferner ist es vorteilhaft, wenn sowohl das Rohr an sich wie auch die Filterschicht aus einem der folgenden Polymeren bestehen:Polyethylen, Polypropylen, chioriertes Polyethylen, chloriertes Polyvinylchlorid. Die offenporige Folienbahn kann beispielsweise nach den in folgenden Schriften beschriebenen Verfahren hergestellt werden: DE-AS 11 89 62, DE-OS 19 41 825, US-PS 3 544 338. Geeignete Polymere, bzw. Polymermischungen, sind beispielsweise beschrieben in folgenden Schriften: DE-OS 21 27 654, 23 03 750, 23 10 431 und 24 15 076. Die Polymeren können gegebenenfalls Stabilisatoren gegen die Einwirkung von Wärme und/oder Licht sowie andere verarbeitungsverbessernde Zusätze enthalten. In bestimmten Grenzen können auch feinpulverisiert#e anorganische oder organische Stoffe, beispielsweise Talkum, Kreide, Aluminiumoxidpulver, Aluminiumpulver, Siliciumdioxidpulver, Gesteinspulver, Glaspulver sowie auch Titandioxidpulver und organische Farbpigmente zugesetzt werden, doch sind solche Zusätze im allgemeinen nicht erforderlich. Um das mit Öffnungen im Mantel versehene Rohr mit der offenporigen Folienbahn zu umgeben, wird ersteres beispielsweise mit dieser Bahn schraubenförmig umwickelt, wie beispielsweise aus F. Kainer Polyvinylchlorid und Vinylchloid-Mischpolymerisate 1951, Springer Verlag/ Berlin, Seiten 540 bis 541, ersichtlich. Hierfür sind beispielsweise Bandwickelmaschinen geeignet, wie sie in der Elektrokabelindustrie zum Umwickeln von Leitersträngen verwendet werden. Das Rohr kann auch in die Folienbahn so eingeschlagen werden, dass in letzterer eine parallel zur Rohrachse verlaufende Nahtstelle entsteht, wie beispielsweise beschrieben in DE-PS 12 54 092 und DE-OS 26 38 915. An den Berührungsstellen zweier gegenüberliegender Folienbahnteile (Nahtstellen) können die beiden Folienbahnteile entweder weitgehend dichtschliessend stumpf aneinanderstossend oder einander überlappend angeordnet sein. Die Befestigung der Folienbahn auf dem Rohr kann in bekannter Weise durch Verkleben oder Umwickeln mit einem Faden oder einem Netzwerk geschehen. Wenn Rohr und offenporige Folienbahn aus den gleichen oder chemisch sehr ähnlichen Polymeren bestehen, kann vorteilhaft die Befestigung durch punktförmiges Verschweissen erfolgen. Das erfindungsgemässe Filterrohr eignet sich besonders für die Bodenbe- bzw. -entwässerung, kann aber auch für andere Zwecke, beispielsweise für die Zu- bzw. Abführung von anderen Flüssigkeiten als Wasser oder Gasen, Verwendung finden, wobei die verwendeten Rohr- bzw. Filterschichtmaterialien bezüglich ihrer chemischen bzw. physikalischen Beständigkeit auf den Verwendungszweck abgestimmt werden müssen. Das erfindungsgemässe Filterrohr vermeidet, wie eingangs bereits angedeutet, das Verschlämmen bzw. Versanden des Rohres sowie auch das störende Einwachsen von Pflanzenwurzeln, es ist sowohl gegen Verrottung als auch gegen über vielen anderen chemischen Einflüssen beständig und kann wie übliche Rohre für Be- bzw. Entwässerungszwecke verlegt werden. In nachfolgenden Figuren wird die Erfindung beispielhaft erläutert, sie ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Anordnungen beschränkt: Fig. 1: Ein Rohr (1), dessen Mantel Öffnungen (2) aufweist und das aus einem thermoplastischen Polymeren besteht, läuft senkrecht von oben nach unten in eine trichterförmige Vorrichtung (3; teilweise aufgeschnitten gezeichnet) ein. In die gleiche Vorrichtung wird von oben her eine offenporige Folienbahn (4), die von einer Rolle (5) abläuft, eingeführt. Die trichterförmige Vorrichtung (3j bewirkt, dass die offenporige Folienbahn (4) das Rohr (1) vollständig umschliesst, wobei eine parallel zur Achse des Rohres verlaufende Uberlappungsnaht (6) entsteht. Nach Verlassen der trichterförmigen Vorrichtung (3) wird die umhüllende Folienbahn mit dem Rohr vermittels einer hinund hergeführten Wärmeimpuls-Schweissvorrichtung (7) an der überlappenden Naht (6) punktförmig verschweisst. Das auf diese Art hergestellte erfindungsgemässe Rohr (8) wirci nach unten (siehe Pfeil) abgeführt. Fig. 2: Ein Rohr (1), dessen Mantel Öffnungen. (2) aufweist, wird senkrecht von unten nach oben durch eine Umwickel-Vorrichtung (9) geführt, die konzentrisch um das Rohr (1) rotiert. ,n der Umwickel-Vorrichtung (9) sind zwei Rollenhalter (10) angebracht, auf denen je eine Folienrolle (5) drehbar gelagert ist. Von dieser Folienrolle läuft eine offenporige Folienbahn (4) ab, wirddurch eine Umlenkvorrichtung (11) schräg auf das Rohr (1) zugelenkt und umgibt dieses wendelförmig. Die Transportgeschwindigkeit des Rohres (1) und die Rotationsgeschwindigkeit der Umwickel-Vorrichtung (9) sind so aufeinander abgestimmt, dass die Stosskanten (12) der beiden das Rohr (1) wendelförmig umgebenden offenporigen Folienbahnen (4) dicht aneinanderschliessen. Nach der Umwicklung werden Rohr (1) und umgebende Folienbahn (4), die beide aus dem gleichen thermoplastischen Polymeren bestehen, mit einer hin- und herlaufenden Wärmeimpuls-Schweissvorrichtung (7) punktförmig miteinander verschweisst. Das so erzeugte erfindungsgemässe Rohr (8) wird nach oben (siehe Pfeilrichtung! abgeführt.

Claims: Patentansprüche 1. Rohr (1; 8)., dessen Mantel Öffnungen (2) aufweist und mit einer Filterschicht umgeben ist, dadurch gekenn zeichnet, dass die Filterschicht aus mindestens einer offenporigen Folienbahn (4) aus gesinterten Polymer teilchen besteht. 2. Rohr (1; 8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Rohr an sich wie auch die Filterschicht aus denselben oder aus chemisch weitgehend ähnlichen thermoplastischen Polymeren bestehen. 3. Rohr (1; 8) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr an sich und die Filterschicht aus Poly meren bestehen, die mindestens 90 Gew.-% (bezogen auf das Polymere) polymerisierte Vinylchlorid-Einheiten enthalten. 4. Rohr (1; 8) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr an sich und die Filterschicht aus einem der folgenden Polymeren bestehen: Polyethylen; Poly propylen; chloriertes Polyethylen; chloriertes Poly vinylchlorid. 5. Rohr (1; 8) nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die offenporige Folienbahn (4) ein Pore;X- volumen von 30 bis 80 % und eine Dicke von 0,5 bis 5 mm aufweist. 6. Rohr (1; 8) nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die offenporige Folienbahn (4) eine ka pillare Steighöhe von 60 bis 200 mm (gemessen mit Was ser von 20 0C nach 10 Minuten) aufweist. 7. Rohr (1; 8) nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass das Rohr an sich und die Filterschicht durch mehrfache punktförmige Verschweissung miteinander verbunden sind.

Inventors: HUBER, HANS, DR., PETERS, HEINRICH, DR.
Applicants: HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1979
Main classification: B01D29
IPC codes: B01D29, E02B11, B01D39