Materialversuche : Wie Kabelschutz umweltfreundlich werden soll

Kunststoffrohre zum Schutz von Kabeln im Erdreich gibt es in einer großen Vielfalt mit verschieden Durchmessern und Wandstärken. Eins ist in allen Fällen gleich: Die Kabel im Inneren des Rohres sollen vor Umwelteinflüssen und Beschädigungen geschützt werden. Um dies zu gewährleisten, müssen entsprechende Normen erfüllt werden, die die Eigenschaften des Rohres klar vorgeben. Diese Normen legen unter anderem das Durchmesser-/ Wanddicken-Verhältnis fest, womit die Materialmenge pro laufendem Rohrmeter fixiert ist. Um Kosten zu sparen, wird nun häufig auf Rezyklate oder B-Ware zurückgegriffen, deren Eigenschaftsprofil und Verarbeitungseigenschaften stark von der Charge abhängig ist.

Kosten sparen durch den Einsatz umweltfreundlicher Gase

Ein anderer Ansatz, um die Kosten und auch den Kunststoffverbrauch zu reduzieren, ist das physikalische Schäumen der Rohre. Hierbei werden umweltfreundliche Gase wie Kohlenstoffdioxid oder Stickstoff in den Kunststoff injiziert und im Extruder mit dem Kunststoff vermischt. In der nachfolgenden Rohrextrusion bilden diese Gase einen feinporigen Schaum, der zur Gewichtsreduzierung und somit zu einer Einsparung von Kunststoff führt.

Joint Venture – Gemeinsam zum besten Ergebnis

In einem gemeinschaftlichen Projekt der Firmen Hans Weber Maschinenfabrik GmbH und der Promix Solutions AG wurde nun die Machbarkeit, die Praxistauglichkeit und das Einsparungspotential ermittelt. Hierfür stellte WEBER einen Nutbuchsenextruder Typ NE7.40 für die geschäumte Mittelschicht und einen Nutbuchsenextruder Typ NE5.40 für die Innen- und die Aussenschicht zur Verfügung. Als Werkzeug kam ein WEBER 3-Schicht Rohrkopf PKM250 zum Einsatz. Zusätzlich wurden die im Technikum der Hans Weber GmbH vorhanden Nachfolgeeinrichtungen: Kühlstrecke, Abzug und Säge genutzt. Die Promix Solutions stellte eine N400 Gasdosierstation mit angepasstem Injektor zur präzisen Dosierung des Stickstoffs und einen P1 180 Schmelzekühler zur Homogenisierung und Temperaturabsenkung der Schmelze zur Verfügung. In den ersten Versuchen wurde das HDPE HE3490 LS der Borealis für ein DN110 x 6,3 Kabelschutzrohr verwendet und mit Stickstoff geschäumt.

Nach der Produktion eines ungeschäumten Referenzmusters wurde die dosierte Gasmenge schrittweise erhöht und so eine Gewichtsreduzierung von bis zu 26 % bei Neuware und ca. 15 % bei Rezyklat - bezogen auf das gesamte Rohr, erzielt. Das so produzierte Rohr wurde im Anschluss gemäß DIN 16876 und GA KSR 2010 (Schweiz) geprüft und konnte alle Anforderungen erfüllen. Ein besonderes Augenmerk wurde hierbei auf die Ringsteifigkeit und die Fallprüfung nach DIN EN 744 gelegt. Aufgrund dieser positiven Resultate wurde der Versuch mit einer geschäumten Innenschicht aus recyceltem HDPE wiederholt. Hierbei zeigte sich ebenfalls eine gute Machbarkeit mit einem stabilen Prozess.

Mehr Nachhaltigkeit durch physikalisch geschäumte Kabelschutzrohre

Angesicht der aktuellen Versorgungslage bei den Polymeren und den immer weiter steigenden Materialpreisen ist das mikrozelulläre Schäumen von Kunststoffrohren eine perfekte Möglichkeit Material einzusparen und den CO2 Footprint für die Rohre zu reduzieren. Im Gegensatz zum Schäumen mit exothermen, chemischen Treibmitteln werden keine SVHC (substances of very high concern) gelisteten Additive verwendet und auch eine Anreicherung von Additiven über die Rückführung von Mahlgut wird vermieden.

Natürlich kann diese Technologie auch für andere Rohrsysteme Anwendung finden. Gerne stehen die Fachleute aus dem Hause Hans Weber Maschinenfabrik GmbH und der Promix Solutions AG für mehr Informationen zu diesem Thema zur Verfügung.

In den kommenden Monaten werden die gemeinsamen Versuche von WEBER und Promix fortgesetzt, um weitere Rohrvarianten, Durchsätze und auch andere Polymere mit dieser Technologie zu Schäumen. Des Weiteren arbeitet man gemeinsam an einer Lösung für physikalisch geschäumte PVC- Extrudate.