DE102013100697B4 - Verfahren zur festen Verschweißung von überlappten textilen Polymerdichtungsbahnen (TPD) und textile Polymerdichtungsbahn - Google Patents

Verfahren zur festen Verschweißung von überlappten textilen Polymerdichtungsbahnen (TPD) und textile Polymerdichtungsbahn Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsbahn/textilen Polymerdichtungsbahn für Wasserbecken, Überlaufbecken, Wasserrückhaltebecken, Deponien, Erd- und Straßenbau, Deich- und Dammbau und Gartenteiche, aus mehreren Kunststofflagen, wobei die Dichtungsbahnen einander überlappend verlegt werden und im Überlappungsbereich miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsbahnen/textilen Polymerdichtungsbahnen jeweils zwei äußere Vlieslagen aufweisen sowie eine mittlere Abdichtungsschicht, die ein Quellmittel, welches ein Superabsorber ist, enthält, und dass im Überlappungsbereich die aufeinanderliegenden Vlieslagen der beiden benachbarten Dichtungsbahnen/textilen Polymerdichtungsbahnen jeweils über ihre vollständige Schichtdicke aufgeschmolzen werden, und die Schweißverbindung hergestellt wird, indem diese Überlappungsbereiche der beiden Dichtungsbahnen im aufgeschmolzenen Zustand miteinander verbunden werden, und dadurch, dass die mittlere Abdichtungsschicht ein Vliesstoff mit SAP-Fasern ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine aus mehreren Kunststofflagen bestehende Dichtungsbahn/textile Polymerdichtungsbahn nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
  • Aus der Praxis ist bekannt, eine Kunststoffdichtungsbahn (KDB) aus mehreren Polymerlagen herzustellen. Dabei werden zwei benachbarte KDBs, als Kunststoff-Dichtungsbahnen, überlappend verlegt und im Überlappungsbereich miteinander verschweißt, indem jede KDB über einen gewissen Anteil ihrer Schichtdicke angeschmolzen wird und die beiden angeschmolzenen Bereiche miteinander zu einer Schweißnaht verbunden werden.
  • Weiterhin sind aus der Praxis geosynthetische Tondichtungsbahnen (GTD, Bentonit) bekannt, die ebenfalls aus mehreren Kunststofflagen (Träger- und Deckschicht aus Vliesstoffen oder Gewebe) und dazwischen ein quellfähiges Material als Abdichtungsschicht, beispielsweise Bentonit, hergestellt werden, wobei diese Dichtungsbahnen jedoch nicht fest miteinander verbunden werden. Im Überlappungsbereich dieser Bentonitmatten wird zwischen den Bahnen Bentonitpulver oder Bentonitgranulat lose eingestreut, so dass im Falle, dass Flüssigkeit zwischen die benachbarten und sich überlappenden Bentonitbahnen fließt, dieses lose eingestreute Bentonitpulver oder Bentonitgranulat aufquillt und eine Abdichtung der beiden benachbarten Dichtungsbahnen in deren Überlappungsbereich bewirken soll.
  • Als weitere Produktentwicklungen wurden in jüngerer Zeit von der Anmelderin textile Polymerdichtungsbahnen (TPD) entwickelt und bekannt gemacht, die zwei äußere Vlieslagen (Träger- und Deckschichten) aufweisen sowie eine mittlere Abdichtungsschicht, die ein Quellmittel enthält, wobei es sich üblicherweise jedoch nicht um Bentonitpulver, sondern um ein alternatives Quellmittel handelt, beispielsweise um so genannte Superabsorber. Aufgrund ihres im Vergleich zu den Bentonit-Dichtungsbahnen geringeren Gewichts sind diese letztgenannten Dichtungsbahnen leichter zu verlegen und es kann eine größere Bahnlänge aufgrund des geringeren Transportgewichts auf einem Fahrzeug transportiert werden. Die Dichtungseigenschaften von TPDs sind auch ein sehr positiver Aspekt, da die Permittivität von TPDs um ca. das 10-fache besser als die von GTDs ist.
  • DE 41 22 992 A1 beschreibt, wie im Überlappungsbereich vernadelter Bentonit-Dichtungsmatten ein verbesserter Verbund erzielt werden kann.
  • DE 100 57 149 A1 offenbart eine diffusionsoffene Dachunterspannbahn.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend zu verbessern, dass unter Verwendung leichtgewichtiger textiler Polymerdichtungsbahnen (TPD) eine zuverlässige Dichtheit des Dichtungssystems (Dichtungssystem besteht aus Stützschicht, Dichtungsbahn/TPD und Deckschicht) sichergestellt werden kann und dass die Dichtungsbahn durch Zugkräfte belastbar ist, ohne ihre Dichtheit zu verlieren.
  • Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine aus mehreren Dichtungslagen bestehende Dichtungsbahn (TPD) anzugeben, welche die genannten Vorteile aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsbahn/textilen Polymerdichtungsbahn für Wasserbecken, Überlaufbecken, Wasserrückhaltebecken, Deponien, Erd- und Straßenbau-, Deich- und Dammbau und/oder Gartenteiche mit den Verfahrensschritten gemäß Anspruch 1 und durch eine Dichtungsbahn/textile Polymerdichtungsbahn in Form einer Wasserbecken-, Überlaufbecken-, Wasserrückhaltebecken-, Deponien-, Erd- und Straßenbau-, Deich- und Dammbau- und/oder Gartenteich-Dichtungsbahn nach Anspruch 3 gelöst.
  • Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, leichtgewichtige Dichtungsbahnen (TPDs) zu verwenden, die beispielsweise nicht eine zwischen einer äußeren Trag- und Deckschicht aus Kunststoff enthaltene Füllung aus Bentonit aufweisen, sondern die zwei äußere Vlieslagen (Trag- und Deckschicht) aufweisen sowie eine mittlere Abdichtungsschicht, die ein Quellmittel enthält. Die mittlere Abdichtungsschicht ist ein Vliesstoff mit SAP-Fasern.
  • Im Überlappungsbereich werden die aufeinanderliegenden Vlieslagen der beiden benachbarten Dichtungsbahnen (TPDs) aufgeschmolzen. Dabei ist jedoch vorschlagsgemäß vorgesehen, dass nicht nur in an sich bekannter Weise die Aufschmelzung über einen gewissen Anteil der Schichtdicke erfolgt, wie dies beim Verschmelzen von zwei KDBs vorgesehen ist, sondern dass die jeweilige Vlieslage über ihre gesamte Schichtdicke vollständig aufgeschmolzen wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass zwar eine dichte Schweißnaht geschaffen wird, aber die Schweißnaht beispielsweise durch den verbleibenden schichtdicken Anteil der Vlieslage, der nicht aufgeschmolzen worden ist, unterwandert werden kann, so dass beispielsweise Feuchtigkeit zwischen der Schweißnaht und der Abdichtungsschicht durch nicht aufgeschmolzene Bereiche der Vlieslage fließen bzw. kriechen könnte. Vielmehr wird vorschlagsgemäß die Vlieslage über ihre vollständige Schichtdicke aufgeschmolzen, so dass Feuchtigkeit, welche an die Schweißnaht gerät, einerseits durch die Schweißnaht aufgehalten wird und andererseits, wenn die Feuchtigkeit um die Schweißnaht herum verläuft, die Feuchtigkeit an die Abdichtungsschicht gerät, welche mittels des Quellmittels die gewünschten Abdichtungseigenschaften aufweist.
  • Die Schweißverbindung wird vorschlagsgemäß hergestellt, indem die Überlappungsbereiche der beiden Dichtungsbahnen (TPD) im aufgeschmolzenen Zustand miteinander verbunden werden, so dass anschließend eine Schweißnaht erzeugt worden ist, welche die beiden benachbarten, über ihre Schichtdicke vollständig aufgeschmolzenen Vlieslagen einbezieht.
  • Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Dichtungsbahnen (TPD) zunächst verlegt werden und anschließend verschweißt werden. Die erfindungsgemäße Dichtungsbahn/textile Polymerdichtungsbahn liegt in Form einer Wasserbecken-, Überlaufbecken-, Wasserrückhaltebecken-, Deponien-, Erd- und Straßenbau-, Deich- und Dammbau- und/oder Gartenteich-Dichtungsbahn vor.
  • Vorteilhaft kann der Werkstoff, der für die Ausbildung des Vlieses der Vlieslagen verwendet wird, einen Melt-Flow-Index von 8 oder höher aufweisen. Mit diesem Melt-Flow-Index ist definiert, wie dünnflüssig der jeweilige Werkstoff bei einer bestimmten Referenztemperatur ist. Je dünnflüssiger der Werkstoff ist, desto höher ist der Melt-Flow-Index. Durch einen Melt-Flow-Index von 8 oder höher ist sichergestellt, dass das Material dieser Vlieslage problemlos fließt und insofern mit besonders gutem Ergebnis für die Bildung einer Schweißnaht aufgeschmolzen werden kann.
  • Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der die Vlieslagen bildende Werkstoff einen Faser-Titer von 6,7 dtex oder geringer aufweist. Je geringer dieser Wert ist, desto dünner ist das für die Bildung des Vlieses verwendete Garn, so dass auch hierdurch das Aufschmelzen der Vlieslage erleichtert wird und die Ausbildung einer Schweißnaht bei vollständigem Aufschmelzen über die gesamte Schichtdicke der Vlieslage unterstützt wird.
  • Vorteilhaft kann der Porenanteil in der fertig gestellten Schweißnaht 40% oder weniger betragen. Vergleicht man diesen Porenanteil mit einem Porenanteil der einzelnen Vlieslage vor dem Verschweißen, welcher dann üblicherweise 90% oder mehr beträgt, so wird deutlich, dass der Porenanteil auf weniger als die Hälfte verringert wird, indem die Vlieslage der betreffenden Dichtungsbahn über ihre gesamte Schichtdicke aufgeschmolzen wird. Auf diese Weise wird die gewünschte Dichtheit der Schweißnaht sichergestellt.
  • Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Permittivität der Schweißnaht 2·10–10 m/s oder noch weniger beträgt. Durch diese hervorragenden, äußerst geringen Wasserdurchlässigkeitswerte der Schweißnaht ergibt sich, dass die geschaffene Dichtungslage im Bereich ihrer Schweißnähte genauso dicht ist wie eine neuwertige, intakte Dichtungsbahn. Die genannte Dichtheit entspricht in etwa einem Wasserdurchlässigkeitsbeiwert von kÜ im Bereich von 2·10–12 m/s.
  • Vorteilhaft kann die Breite der Schweißnaht 5 cm bis 7 cm betragen. Auf diese Weise wird trotz des noch in der Schweißnaht verbleibenden Porenvolumens die gewünschte Wasserdichtigkeit der gesamten Schweißnaht sichergestellt. Zudem wird durch diese Breite eine mechanische Stabilität der Schweißnaht bewirkt, welche der gesamten Dichtungslage eine gewisse Zugfestigkeit verleiht, so dass bei von außen einwirkenden Kräften die Dichtheit und Unversehrtheit der gesamten Dichtungslage beibehalten wird und vermieden wird, dass benachbarte Dichtungsbahnen der Dichtungslage auseinanderbewegt werden. Zudem bietet eine Breite der Schweißnaht von 5 cm bis 7 cm andererseits den Vorteil, einen schnellen Arbeitsfortschritt zu ermöglichen. Bei einer noch breiteren Ausgestaltung der Schweißnaht würde der eigentliche Schweißvorgang voraussichtlich länger dauern und damit die Herstellung des Dichtungssystems durch den erhöhten Arbeitsaufwand wirtschaftlich negativ beeinflusst.
  • Die beiden äußeren Vlieslagen der vorschlagsgemäß zu verwendenden TPDs können ein Gewicht von etwa 250 g/m2 aufweisen. Es kann sich dabei um einen ausschließlichen Vliesstoff handeln oder um einen Vliesstoff, der zusätzlich mit einem Bändchengewebe verstärkt ist.
  • Die mittlere Funktionsschicht bzw. Abdichtungsschicht ist als Vliesstoff mit SAP-Fasern ausgestaltet und kann vorteilhaft ein Gewicht von etwa 550 g/m2 aufweisen.
  • Als Rohstoff der Fasern für die Herstellung der Vliesstoffe und des Bändchengewebes kann vorteilhaft Polypropylen Verwendung finden.
  • Im Ergebnis wird also die Verwendung einer Dichtungsbahn (textile Polymerdichtungsbahn oder abgekürzt TPD) vorgeschlagen, die ein Gewicht von etwa 1.050 g/m2 aufweist und die bei einer Auflast von 2 kPa eine Dicke von etwa 4,5 mm aufweist. Mit Hilfe handelsüblicher Schweißgeräte, wie sie für die Verlegung beispielsweise von KDBs bekannt sind, beispielsweise in Form eines Kombikeilschweißgerätes lassen sich die vorschlagsgemäß zu verwendenden Dichtungsbahnen zu einer vorschlagsgemäßen Dichtungslage miteinander verschweißen. Die Erstellung der Schweißnaht erfolgt mit dem Schweißgerät ausschließlich über Druck und Temperatur, ohne dass die Zufuhr eines Zusatzmaterials erforderlich ist. Durch die erwähnte Breite der Schweißnaht von 5 cm bis 7 cm ist einerseits ein rascher Arbeitsfortschritt ermöglicht und andererseits eine Zugfestigkeit der gesamten Dichtungslage gegeben, die im Nahtbereich der Schweißnähte bei über 15 kN/m liegt. Durch die Verwendung der erwähnten, handelsüblichen Schweißgeräte lassen sich aufeinanderliegende benachbarte Dichtungsbahnen in nahezu beliebigen Winkeln zueinander verlegen und aufeinander verschweißen, so dass eine optimale Anpassung der jeweiligen Dichtungslage an die vorhandene bzw. vorgegebene Topographie möglich ist.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsbahn/textilen Polymerdichtungsbahn für Wasserbecken, Überlaufbecken, Wasserrückhaltebecken, Deponien, Erd- und Straßenbau, Deich- und Dammbau und Gartenteiche, aus mehreren Kunststofflagen, wobei die Dichtungsbahnen einander überlappend verlegt werden und im Überlappungsbereich miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsbahnen/textilen Polymerdichtungsbahnen jeweils zwei äußere Vlieslagen aufweisen sowie eine mittlere Abdichtungsschicht, die ein Quellmittel, welches ein Superabsorber ist, enthält, und dass im Überlappungsbereich die aufeinanderliegenden Vlieslagen der beiden benachbarten Dichtungsbahnen/textilen Polymerdichtungsbahnen jeweils über ihre vollständige Schichtdicke aufgeschmolzen werden, und die Schweißverbindung hergestellt wird, indem diese Überlappungsbereiche der beiden Dichtungsbahnen im aufgeschmolzenen Zustand miteinander verbunden werden, und dadurch, dass die mittlere Abdichtungsschicht ein Vliesstoff mit SAP-Fasern ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsbahnen/textilen Polymerdichtungsbahnen zunächst überlappend verlegt und anschließend verschweißt werden.
  3. Aus mehreren Kunststofflagen bestehende Dichtungsbahn/textile Polymerdichtungsbahn in Form einer Wasserbecken-, Überlaufbecken-, Wasserrückhaltebecken-, Deponien-, Erd- und Straßenbau-, Deich- und Dammbau- und/oder Gartenteich-Dichtungsbahn, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsbahnen jeweils zwei äußere Vlieslagen als Trag- und Deckschichten aus Kunststoff aufweisen sowie eine mittlere Abdichtungsschicht, die ein Quellmittel, welches ein Superabsorber ist, enthält, wobei die Dichtungsbahnen nebeneinander angeordnet sind und benachbarte Dichtungsbahnen einander teilweise überlappen, und im Überlappungsbereich die aufeinanderliegenden Vlieslagen zweier benachbarter Dichtungsbahnen jeweils über ihre vollständige Schichtdicke aufgeschmolzen und eine Schweißnaht bildend miteinander verbunden sind, und dadurch, dass die mittlere Abdichtungsschicht ein Vliesstoff mit SAP-Fasern ist.
  4. Dichtungsbahn/textile Polymerdichtungsbahn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vlieslagen der Dichtungsbahnen einen Vliesstoff enthalten, dessen Material einen Melt-Flow-Index von 8 g/10 min oder höher aufweist.
  5. Dichtungsbahn/textile Polymerdichtungsbahn nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vliesstofflagen der Dichtungsbahnen/textilen Polymerdichtungsbahnen einen Vliesstoff enthalten, dessen Material einen Faser-Titer von 6,7 dtex oder geringer aufweist.
  6. Dichtungsbahn/textile Polymerdichtungsbahn nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Porenanteil in der Schweißnaht 40% oder weniger beträgt.
  7. Dichtungsbahn/textile Polymerdichtungsbahn nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserdurchlässigkeit der Schweißnaht 2 × 10–10 m/s oder weniger beträgt.
  8. Dichtungsbahn/textile Polymerdichtungsbahn nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Schweißnaht 5 cm bis 7 cm beträgt.
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