DE19602751A1 - Thermoplastischer Folienaufbau für das Folienschlauch-Relining von Rohren - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft mindestens dreischichtige elastische thermoplastische Folien, die aus einer Außenschicht thermoplastischer Polyurethane, einer Außen­ schicht aus thermoplastischen Kohlenwasserstoff-Polymeren und mindestens einer dazwischen liegenden Schicht bestehen. Mindestens eine der dazwischenliegenden Schichten besteht aus Haftvermittlern mit einem geringen Vicat-Erweichungspunkt.

Durch die Kombination von Olefin- und Urethan-Polymeren eignet sich dieser Mehrschichtaufbau sowohl Olefin-seitig für den Kontakt mit Trinkwasser, während er Urethan-seitig hervorragend für Verklebungen geeignet ist. Durch die Elastizität der verwendeten Werkstoff-Komponenten können entsprechend den erfindungsge­ mäßen Schichtaufbauten zusammengesetzte Folienschläuche für das Schlauch- Relining von Rohren, insbesondere Trinkwasserrohren verwendet werden.

Rohrleitungen und -systeme oder -netze unterliegen einer allgegenwärtigen Alterung bzw. Korrosion. Prinzipiell lassen sich sämtliche Rohrleitungen aus­ wechseln. Hierzu sind jedoch bei im Erdreich verlegten Leitungen kostspielige Bodenbewegungsarbeiten nötig. Für die Gasrohrsanierung haben sich gerade in der urbanen Umwelt deshalb kostengünstigere Sanierungsverfahren, das sogenannte Rohrrelining zählt hierzu, durchgesetzt. Diese Technik ist u. a. von Hoffman in: Das Gas- und Wasserfach (gwf)-Gas/Erdgas, Jahrgang 134 (1993), Heft 11, Seiten 574-579, Schneider in: 3 R; Rohre, Rohrleitungsbau, Rohrleitungstransport, Jahrgang 18 (1979), Heft 1 Seiten 689-693 oder Weißing in: gwf-Gas/Erdgas, Jahrgang 135 (1994), Heft 4, Seiten 189-199, beschrieben.

Für das Gasrohr-Relining werden heute beispielsweise einschichtige Folien aus thermoplastischen Polyurethanen eingesetzt, die sich hinsichtlich der erzielbaren Verbundhaftungen an der Grenzfläche zwischen Polyurethan-Folie und dem eingesetzten Klebstoffsystem bewährt haben. Das prinzipielle Vorgehen bei der Rohrsanierung ist auch in der DE 40 23 211 beschrieben.

Einschichtige Folien aus thermoplastischen Polyurethanen (TPU), Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung sind nach dem Stand der Technik bei­ spielsweise aus der EP 0 308 683, der EP 0 526 858, der EP 0 571 868 oder der EP 0 603 680 bekannt. Die in diesen Schriften beschriebenen Aufbauten lassen sich als höherschmelzende Schicht bzw. Schichten in Dublofolien integrieren oder sind bereits in die nach ihrer Art bekannten Dublofolien integriert worden. Ebenso ist die Herstellung von TPU-Folien unter Einsatz von im wesentlichen unver­ träglichen Polymeren als Mattierungsmittel in TPU-Elastomeren z. B. in der DE 41 26 499 beschrieben.

Während für Gasrohre Lösungen angeboten werden, ist ein Relining von Trink­ wasserrohren vergleichsweise schwierig, da hier unterschiedliche nationale Regelungen berücksichtigt werden müssen. Anforderungen an Materialien für den Trinkwasserkontakt sind beispielsweise in den Richtlinien der ANSI/NSF 61-1992 oder der CEN TC 155 dargelegt, wie es Oertel und Brentin in: Journal of coated Fabrics, Jahrgang 22 (1992), Seiten 150-160 beschreiben. In Deutschland sind zusätzlich die Empfehlungen "Trinkwasserbelange" zu befolgen, die im Rahmen der "Gesundheitlichen Beurteilung von Kunststoffen und anderen nichtmetallischen Werkstoffen im Rahmen des Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetzes für den Trinkwasserbereich", Bundesgesundheitsblatt 20. Jahrgang (1977), Seiten 10 ff und 124 ff (KTW-Empfehlungen), gemacht werden.

In Ländern, die Chlor zur Entkeimung einsetzen ist möglicherweise eine minimale Chlorzehrung für den Einsatz von Thermoplasten zu berücksichtigen. So sind TPU unter diesen Bedingungen für das direkte Relining von Trinkwasserrohren nicht in allen Staaten als geeignet anzusehen. Die Voraussetzungen für die Zulassung für den Trinkwasser-Kontakt werden beispielsweise von einigen Kohlenwasserstoff- Polymeren erfüllt. Dies ist beispielsweise von Böcker und Dewitt in: Kunststoffe, Jahrgang 82 (1992), Heft 9, Seiten 739-743 ausgeführt.

Polyolefin-Folien sind durch geringe bei der Verklebung erzielbare Verbund­ haftungen gekennzeichnet. Sie werden deshalb beispielsweise mit einem textilen Olefin-Flächengebilde versehen, welches mit Klebstoff, Epoxidharz u.ä. getränkt wird, so daß dieses im Gewebe eine kontinuierliche Matrix bildet. Damit können hinterschneidungsartige Verbindungen geschaffen und damit verbundene Festig­ keiten erzielt werden. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der EP 0 577 134 beschrieben. Bedingt durch die zweistufige Fertigung bei der Ver­ bindung von Folie und textilem Flächengebilde ist eine derartige Lösung jedoch vergleichsweise aufwendig und teuer.

So beschreibt die DE 41 03 980 zwar ein Verfahren zur Innenauskleidung von Rohrleitungen unter Verwendung von Folienmaterialien, nennt jedoch keine für den Trinkwasserbereich geeignete Folie.

Die EP 0 434 411 beschreibt beispielsweise zweischichtige Coextrudate aus Polyethylen und Terpolymer-Harzen die sich für die Kaschierung auf vernetzte Polyurethan-Schäume eignen, wenn sie ungesättigte Carbonsäure-Monomere und Maleinsäure-Anhydrid-Monomere neben dem Hauptmonomer Ethylen enthalten. Bedingt durch den zweischichtigen Aufbau können die in der EP 0 434 411 als haftvermittelnde Substanzen beschiebenen Terpolymere aber eine Vicat-Erwei­ chungstemperatur von 80°C aber nicht unterschreiten. Zudem entstehen durch die notwendigerweise zweistufige Herstellung hohe Fertigungskosten. Polyurethan- Schaumstoffe besitzen außerdem eine zu geringe Festigkeit für das Relining- Verfahren. Schaumstoffe weisen besonders im Hinblick auf die Abrieb-Festigkeit zu geringe Beständigkeiten auf.

In der DE 23 11 365 wird beispielsweise die Herstellung von Mehrschichtfolien aus Polyurethanen und Kohlenwasserstoff-Polymeren beschrieben. Hierbei handelt es sich aber nicht um Verbundfolien, die aus Polyolefinen und Polyurethanen mit Hilfe des Folienblasverfahrens hergestellt werden. Die Kohlenwasserstoff-Polymer- Schicht wird dabei nur zur Vermeidung des Warmklebens oder - blockens der Polyurethanfolie - mit Anlagenteilen oder sich selbst - gemeinsam mit der Poly­ urethanfolie als Trennschicht coextrudiert. Diese Trennschicht wird spätestens bei der Verarbeitung der Polyurethanfolie, mit der sie aufgrund mangelnder Verbund­ haftung nur lose verbunden ist, wieder abgezogen.

Die in der EP 024 08 86 beschriebenen Verbundaufbauten aus gereckten Polyolefinen und thermoplastischen Polyurethanen weisen eine bei geringen Schichtdicken ausreichende Verbundhaftung auf, die jedoch auf Folienaufbauten mit höheren Schichtdicken nicht übertragbar ist. Die in der EP 024 08 86 be­ schriebenen Schichtdicken gereckter Folien von wenigen um erlauben kein mecha­ nisches Trennen zur Überprüfung der Verbundhaftung. Näherungsweise können jedoch die beschriebenen maximalen Siegelfestigkeiten, die jeweils kleiner als die an reinen Polyurethan oder olefinischen gereckten Folien ermittelten Werte sind, als Anhaltspunkt für die Haftung des Verbundes herangezogen werden. Die dort beschriebenen maximalen Verbundwerte von 3,30 N/1 5 mm genügen nicht den Anforderungen, die an eine Verbundfolie aus thermoplastischen Polyurethanen und Polyolefinen für die Rohrsanierung gestellt werden.

Es ist weiterhin bekannt, daß durch Zugabe eines niedermolekularen Harzes mit einem nicht wachsartigen Charakter, sowohl natürlicher als auch synthetischer Art, eine deutliche Verbesserung hinsichtlich der Klebeigenschaften eines Homo-, Co- oder Terpolymeren erzielt werden kann. Solche Harze sind beispielsweise in Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band 12, 4. Auflage, Verlag Chemie, Weinheim 1976, S. 525-555 beschrieben. Solche Harze haben üblicherweise eine durchschnittliche Molekularmasse unterhalb von 2000 g/mol. Die Harze, sowohl die bei Raumtemperatur festen wie die flüssigen, sind üb­ licherweise nicht kristallisierbar und besitzen dementsprechend keinen scharfen Schmelzpunkt. Die unter dem Begriff niedermolekulare Harze verstandenen Materialien weisen hingegen eine nach der Kugel- und Ring-Methode nach ASTM E-28 bzw. DIN 1995 bestimmbare Erweichungstemperatur auf. Diese Harze können die Schmelzeviskosität reduzieren, so daß es zu einer deutlichen Vergleichmäßigung der Schmelzehomogenität kommen kann. Bedingt durch die Fließfähigkeitsverbesserung bei Zugabe der niedermolekularen Harze besitzen Folien mit Außenschichten aus ohnehin schon weichen Co- oder Terpolymeren den Nachteil, daß sie sehr glatte Oberflächen aufweisen, die dadurch den Folien einen blockigen Charakter geben. Ohne Trennmaterial-Bahnen würden Folien mit derart modifizierten Außenschichten auf dem Wickel verblocken. Die in der EP 0 434 411 genannten Aufbauten eignen sich nicht für eine derartige Modifikation.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabenstellung zugrunde, die Materialeigenschaften der Olefin-eigenen chemischen Eignung für den Trink­ wasserkontakt und der TPU-eigenen hohen erzielbaren Verbundhaftungen zu kombinieren.

Zur Minimierung der bei der Fertigung anfallenden Kosten sollte die Kombination der Eigenschaften nach Möglichkeit in einem Einstufen-Prozeß erfolgen.

Erfindungsgemäß gelang es, eine den genannten Anforderungen genügende Folie bereitzustellen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Folie aus mindestens drei Schichten aufgebaut ist, wobei eine der zwei Deckschichten aus einem thermo­ plastischen Polyurethan (1) und die zweite aus einem Kohlenwasserstoff-Polymer oder einem Kohlenwasserstoff-Copolymer (2) besteht. Zwischen diesen bei den Schichten befindet sich mindestens eine weitere Zwischenschicht (3), die aus einem Olefin-basierenden Polymer-Haftvermittier gebildet wird, der Maleinsäure­ anhydrid als Rezepturkomponente enthält und dessen Vicat-Erweichungstempera­ tur, gemessen nach ASTM D 1525, kleiner als 70°C liegt. Die Schichtenzuordnung entspricht der beigefügten Schemazeichnung der erfindungsgemäßen Mehrschicht­ folie.

Erfindungsgemäß bevorzugt sind Haftvermittler in der Zwischenschicht (3) die dadurch charakterisiert sind, daß der Vicat-Erweichungsbereich der Haftvermittler- Komponente, gemessen nach ASTM D 1525, bei Temperaturen kleiner als 60°C liegt.

Zur Herstellung der Haftvermittlerschicht (3) sind vorzugsweise auch Copoly­ merisate des Ethylens mit Maleinsäureanhydrid und Estern von α,β-einfach unge­ sättigten Alkoholen oder Carbonsäuren geeignet. Insbesondere sind Copolymerisate aus Ethylen und Acrylsäureestern, Methacrylsäureestern oder Vinylacetat geeignet.

In einer besonders bevorzugten Ausführung werden in der Zwischenschicht (3) zwischen Kohlenwasserstoff- und Polyurethan-Polymeren haftvermittelnde Kompo­ nenten eingesetzt, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie mindestens aus den Comonomeren Ethylen und Maleinsäureanhydrid aufgebaut sind, wobei der Anteil des Maleinsäureanhydrids an der Gesamtmasse der zur Folienherstellung einge­ setzten haftvermittelnden Substanz weniger als 6 Gew.-% beträgt.

Zur Realisierung der niedrigen Vicat-Erweichungstemperatur werden erfindungs­ gemäß bevorzugt haftvermittelnde Komponenten eingesetzt, die Chloroform­ extrahierbare niedermolekulare Harze als Rezepturkomponenten enthalten.

Hierbei werden Chloroform-extrahierbare niedermolekulare Harze bevorzugt, welche die adhäsiven Eigenschaften der haftvermittelnden Komponente derart ver­ bessern, daß sich eine sehr gute Verbundhaftung ergibt. Zudem wird durch Zugabe des Harzes das Phasenverhalten der Haftvermittler-Komponente verändert. Die Erweichungstemperatur wird abgesenkt und damit die Elastizität und Flexibilität verbessert.

Erfindungsgemäß geeignete niedermolekulare Harze können beispielsweise den Stoffklassen der natürlichen und/oder synthetischen Harze entstammen.

Natürliche Harze sind beispielsweise: Asphaltite, Balsame, Kiefernbalsame, rezente Harze, fossile Harze, Kolophonium, Kolophonium-Derivate oder Schellack. Synthetische Harze sind beispielsweise: aliphatische oder aromatische Kohlen­ wasserstoff-Harze, teilweise oder vollständig hydrierte Kohlenwasserstoff-Harze, modifizierte Kohlenwasserstoff-Harze, Inden-Cumaron-Harze, Furan-Harze, Keton- Harze aber auch Polyamid-Harze. Niedermolekulare Harze werden beispielsweise unter den Handelsnamen Escorez oder Fural am Markt angeboten.

Bevorzugt sind Harze, deren Erweichungspunkt kleiner 100°C liegt, gemessen nach ASTM E-28 bzw. DIN 1995 mit Kugel und Ring.

Eine Außenschicht (1) der erfindungsgemäßen Mehrschichtfolie ist im wesentlichen aus wenigstens einem thermoplastischen Polyurethanelastomeren aufgebaut, vorzugsweise aus einem überwiegend linearen thermoplastischen Poly­ urethanelastomeren, dessen längerkettige Diolkomponente ein Polyester oder Polyether ist, und die eine Shore-Härte von vorzugsweise 75-95 A, besonders bevorzugt 85-95 A, bestimmt nach DIN 53 505, aufweist.

Geeignete thermoplastische Polyurethane sind beispielsweise unter den Handels­ namen Desmopan, Elastollan, Estane, Morthane oder Texin erhältlich.

Eine geeignete Ausführung der erfindungsgemäßen Folien enthält in der aus thermoplastischen Polyurethanen gebildeten Schicht (1) zusätzlich gebräuchliche Additive aus der Gruppe umfassend

• I. Antiblockmittel, anorganische oder organische Abstandshalter,
• II. Gleit- oder Entformungsmittel,
• III. Pigmente oder Füllstoffe und
• IV. Stabilisatoren.

Die gebräuchlichen Additive, die in den erfindungsgemäßen Folien enthalten sein können, sind beispielsweise bei Gächter und Müller beschrieben in: Kunststoff- Additive, Carl Hanser Verlag München, 3. Ausgabe (1989).

Die zweite Außenschicht (2) wird im wesentlichen aus Kohlenwasserstoff- Polymeren gebildet. Diese Schicht enthält in einer besonders bevorzugten Ausführung mindestens ein Olefinpolymer-Harz aus der Gruppe umfassend

• A. PE und
• B. Polybutylen.

Hervorragend geeignet sind Kohlenwasserstoff-Polymere mit Shore-Härten kleiner als 50 D, jeweils bestimmt nach DIN 53 505.

Eine solche Folie kann geeigneterweise in der aus Kohlenwasserstoff-Polymeren gebildeten Schicht (2) ausschließlich Olefin-Polymere enthalten, die den Anforde­ rungen der KTW-Empfehlungen entsprechen. Für den Trinkwasserkontakt geeig­ nete Kohlenwasserstoff-Polymere werden z. B. von den Firmen Neste, Shell, Solvay oder Exxon u. a. angeboten.

Eine weitere geeignete Ausführung der erfindungsgemäßen Folie wird durch Verwendung von Kohlenwasserstoff-Polymeren aus der Gruppe der Styrol-Olefin- Copolymere erhalten, die für die außenliegende Schicht (2) aus Kohlenwasserstoff- Polymeren Verwendung finden. Styrol-Olefin-Copolymere werden bei spielsweise unter den Handelsnamen Handelsnamen Kraton, Cariflex, Carilon oder Styrolux angeboten.

Erfindungsgemäß bevorzugt sind Folien mit einer Gesamtdicke zwischen 50 µm und 400 µm.

Bei einer solchen Folie liegen die Dicke der Außenschicht aus thermoplastischen Polyurethanen (1) bevorzugt zwischen 20 µm und 250 µm, die Dicke der Haftvermittler-Schicht (3) bevorzugt zwischen 10 µm und 50 µm sowie die Dicke der Kohlenwasserstoff-Polymer-Schicht (2) bevorzugt zwischen 20 µm und 250 µm.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mehrschichtfolie eignen sich besonders die gängigen thermischen Umformverfahren zur Verarbeitung von Kunststoffen zu mehrschichtigen Flächengebilden. Hier wäre die Herstellung durch Coextrusion zu nennen, die bevorzugt nach dem Blasfolienverfahren erfolgt. Aufgrund der besseren erzielbaren Verbundhaftung ist die Coextrusion unter den geeigneten Her­ stellungsverfahren von mehrschichtigen thermoplastischen Flächengebilden im be­ sonderen Maß bevorzugt.

Die erfindungsgemäßen Folien können mit den bekannten physikalischen und chemischen Behandlungsmethoden wie beispielsweise der Corona-Behandlung ein- oder beidseitig in ihren Oberflächeneigenschaften modifiziert werden.

Die erfindungsgemäße Folie eignet sich in Form von Folienschläuchen zur ab­ dichtenden Verklebung gegen andere Substrate, insbesondere zur Verwendung in oder um Schläuche oder Rohre.

Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist der schlauchförmige Einsatz zur Rohrsanierung nach dem Relining-Verfahren, wobei die zunächst innenliegende Schicht des Schlauches aus thermoplastischen Polyurethanen (1) mit zusätzlichem Klebstoff beschichtet wird und anschließend unter Durchlaufen eines Umstülp­ vorganges in das zu sanierende Rohr eingebracht wird. Aufgrund der besonderen Ausführung der beschriebenen Folien eignet sich dieses Verfahren vor allem zur Sanierung von Trinkwasserrohren.

Die im Rahmen der nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschriebe­ nen Folien wurden durch Blasfoliencoextrusion hergestellt. Die zum Aufschluß thermoplastischer Harze geeigneten Schneckenwerkzeuge sind in ihrem Aufbau z. B. von Wortberg, Mahlke und Effen in: Kunststoffe, 84 (1994)1131-1138, von Pearson in: Mechanics of Polymer Processing, Elsevier Publishers, New York, 1985 oder der Fa. Davis-Standard in: Paper, Film & Foil Converter 64 (1990) S. 84-90 beschrieben. Werkzeuge zum Ausformen der Schmelze zu Folien sind u. a. von Michaeli in: Extrusions-Werkzeuge, Hanser Verlag, München 1991 erläutert.

Beispiel A

Mit Hilfe eines Dreischicht-Blasfolienwerkzeuges wurde eine Folie hergestellt, deren eine Außenschicht (1) aus einem handelsüblichen Ester-TPU der Shore-A- Härte 93, gemessen nach DIN 53 505, entsprechend einer Härte von ca. 49 Shore-D, gebildet wurde. Dieser 70 µm dicken Schicht wurden die üblichen Additive wie Abstandshalter und Wachse zugesetzt. Sämtliche für diese Schicht eingesetzten Komponenten wurden gemeinsam in einem Extruder aufgeschmolzen.

Die andere Außenschicht (2) wurde aus Polyethylen gebildet. Es wurde eine Mischung aus 50 Gew.-% eines Hochdruck-Polyethylens mit einer Dichte von 0,923 g/cm³ und einem Schmelzflußindex (MFI) von 2 g/10 min, gemessen nach DIN 53 735 bei 190°C und einer Prüfbelastung von 2,16 kg und 50 Gew.-% eines Linear-Low-Density-Polyethylens mit einer Dichte von 0,918 g/cm³ und einem Schmelzflußindex (MFI) von 1 g/10 min, gemessen nach DIN 53 735 bei 190°C und einer Prüfbelastung von 2,16 kg, eingesetzt. Die für die Ausbildung dieser 80 µm dicken Schicht aus Kohlenwasserstoff-Polymeren benötigten Komponenten wurden mit einem weiteren Extruder plastifiziert.

Der in der zwischen den beiden oben beschriebenen Außenschichten hergestellten Mittelschicht (3) von 30 um verarbeitete Haftvermittler hatte einen MFI von 1,3 g/10 min, gemessen nach DIN 53 735 bei 190°C und einer Prüfbelastung von 2, 16 kg. Diese haftvermittelnde Komponente wurde aus den Monomeren Ethylen, Vinylacetat und Maleinsäureanhydrid synthetisiert. Ihr Schmelzpunkt lag bei 70°C, die Vicat-Erweichungstemperatur, gemessen nach ASTM D 1525 betrug 52°C. Ihre Dichte lag bei 0,93 g/cm³.

Die Extrusionseinrichtungen wurden mit Temperaturen zwischen 160°C und 200°C betrieben. Die drei Schmelzeströme wurden in einem Dreischicht-Blasfolienkopf mit einer Verarbeitungstemperatur von 190°C übereinandergelegt und durch eine Ringspaltdüse mit einem Durchmesser von 130 mm ausgetragen. Durch Anblasen mit Luft wurde die ringförmige Schmelzefahne abgekühlt, anschließend flachge­ legt, und als unbeschnittener Schlauch aufgewickelt.

Beispiel B

Eine dreischichtige Folie wurde analog zu dem in Beispiel A beschriebenen Aufbau hergestellt.

Als TPU wurde jedoch ein handelsübliches Ether-TPU mit einer Shore-A-Härte von 87, gemessen nach DIN 53 505, entsprechend einer Härte von ca. 33 Shore-D, unter Verwendung handelsüblicher Gleit- und Antiblock-Additive eingesetzt.

Die Kohlenwasserstoff-Außenschicht (2) wurde aus einem Farb-Pigmente-enthal­ tenden LDPE Compound mit einer Shore-D-Härte von 49, gemessen nach DIN 53 505, gebildet. Die Dichte des verwendeten Polyolefins lag bei 0,922 g/cm³, die des Compounds bei 0,932 g/cm³.

Als haftvermittelnde Komponente wurde ein Copolymerisat aus Ethylen und Maleinsäureanhydrid mit einem Maleinsäureanhydrid-Anteil unter 5 Gew.-% ein­ gesetzt. Der MFI lag zwischen 3,3 und 3,5 g/10 min, gemessen nach DIN 53 735 bei 190°C und einer Prüfbelastung von 2,16 kg. Die Dichte lag bei 0,88 g/cm³. Durch Zugabe einer mit Chloroform extrahierbaren Rezepturkomponente aus niedermolekularem Kohlenwasserstoff-Harz gelang es, die Vicat-Erweichungstem­ peratur der Haftvermittler-Rezeptur unter 40°C zu senken, gemessen nach ASTM D 1525. Die Härte dieser zum Aufbau der haftvermittelnden Schicht verwendeten Komponente betrug ca. 67 Shore-A, gemessen nach DIN 53 505, entsprechend ca. 15 Shore-D.

Beispiel C

Eine dreischichtige Folie wurde analog zu dem in Beispiel A beschriebenen Aufbau hergestellt.

Als TPU wurde die gleiche Mischung wie in Beispiel B eingesetzt.

Das verwendete Kohlenwasserstoff-Polymer für die zweite Außenschicht (2) wurde aus einem LLDPE mit einer Dichte von 0,925 g/cm³ gebildet. Für die Extrusion wurde wiederum ein Compound mit einer Dichte von 0,935 g/cm³ eingesetzt, welches zusätzlich zum Polymer Farbpigmente enthielt. Die Shore-Härte dieses Compounds lag bei 50 D, gemessen nach DIN 53 505.

Die haftvermittelnde Komponente wurde aus einem Ethylen-Copolymer mit 12 Gew.-% Vinylacetat sowie 4 Gew.-% Maleinsäureanhydrid gebildet und besaß einen MFI von 1,0 g/10 min, gemessen nach DIN 53 735 bei 190°C und einer Prüfbelastung von 2,16 kg. Der Schmelzpunkt des Haftvermittlers lag bei 85°C, der Vicat-Erweichungspunkt bei 60°C, gemessen nach ASTM D 1525, und die Dichte bei 0,926 g/cm³.

Beispiel D

Eine dreischichtige Folie wurde analog zu dem in Beispiel A beschriebenen Aufbau hergestellt.

Als TPU wurde die gleiche Mischung wie in Beispiel A eingesetzt.

Die Schicht aus Kohlenwasserstoff-Polymeren (2) besaß ein Matrix-Harz aus LDPE mit einem MFI von 2 g/10 min, gemessen nach DIN 53 735 bei 190°C und einer Prüfbelastung von 2,16 kg. Die Dichte des LDPE lag bei 0,9275 g/cm³, der Vicat-Erweichungspunkt bei 87°C, gemessen nach ASTM D 1525.

Die Haftvermittler-Schicht (3) wurde aus einem Ethylen-Copolymer mit 19 Gew.-% Comonomer-Anteil gebildet. Als Comonomere kamen Butylacrylat und Maleinsäureanhydrid zum Einsatz. Der MFI des Haftvermittlers betrug 5,0 g/10 min, gemessen nach DIN 53 735 bei 190°C und einer Prüfbelastung von 2,16 kg. Der Schmelzpunkt lag bei 95°C, der Vicat-Erweichungspunkt bei 63°C, gemessen nach ASTM D 1525, und die Dichte bei 0,94 g/cm³.

Vergleichsbeispiel 1

Eine dreischichtige Folie wurde analog zu dem in Beispiel A beschriebenen Aufbau hergestellt.

Als TPU wurde die gleiche Mischung wie in Beispiel A eingesetzt.

Die Kohlenwasserstoff-Außenschicht (2) entsprach der aus Beispiel D.

Der verwendete Haftvermittler bestand aus einem Ethylen-Copolymer mit einem Butylacrylat-Anteil von 6 Gew.-% sowie einem Maleinsäureanhydrid-Anteil von 3 Gew.-% und hatte einen MFI von 5,0 g/10 min, gemessen nach DIN 53 735 bei 190°C und einer Prüfbelastung von 2,16 kg. Sein Schmelzpunkt lag bei 107°C, der Vicat-Erweichungspunkt bei 85°C, gemessen nach ASTM D 1525.

Vergleichsbeispiel 2

Eine dreischichtige Folie wurde analog zu dem in Beispiel A beschriebenen Aufbau hergestellt.

Als TPU wurde die gleiche Mischung wie in Beispiel B eingesetzt.

Die Kohlenwasserstoff-Außenschicht (2) entsprach der aus Beispiel A.

Der Maleinsäureanhydrid-haltige Haftvermittler basierte auf LLDPE und hatte einen MFI von 3,1 g/10 min, gemessen nach DIN 53 735 bei 190°C und einer Prüfbelastung von 2,16 kg. Der Schmelzpunkt des Haftvermittlers lag bei 125°C, die Vicat-Erweichungstemperatur bei 98°C, gemessen nach ASTM D 1525, und die Dichte bei 0,922 g/cm³.

Bewertung der im Rahmen der Beispiele und Vergleichsbeispiele hergestellten Folien:
Die Verbundhaftung wurde an den im Rahmen der Beispiele und Vergleichsbeispiele hergestellten Mustern direkt nach der Herstellung sowie nach drei Wochen Lagerung überprüft. Dies geschah nach DIN 53 357, Verfahren B. Hierbei wird unter Verbundhaftung der Maximalwert der Kraft verstanden, der notwendig ist, um die zu prüfende Folie von einem 15 mm breiten Prüfstreifen auf einer Länge von 10 mm unter einem Trennwinkel von 90° spaltend zu trennen. Die Abzugsgeschwindigkeit beträgt hierbei 100 mm/min.

In der nachfolgenden Tabelle sind charakteristische Daten der im Rahmen der Beispiele und Vergleichsbeispiele hergestellten Folien wiedergegebenen. Diese zeigen deutlich, daß die in den Beispielen beschriebenen erfindungsgemäßen Folien den im Rahmen der Vergleichsbeispiele dargestellten Folien gegenüber im Vorteil sind.

Tabelle 1

Eigenschaften der im Rahmen der Beispiele und Vergleichsbeispiele hergestellten Folien

Aus Tabelle 1 ist deutlich erkennbar, daß die in den Beispielen dargestellten erfindungsgemäßen dreischichtigen Folienaufbauten unter Verwendung von Haft­ vermittlern mit niedrigen Vicat-Erweichungstemperaturen, die erfindungsgemäß unter 70°C liegen, den in den Vergleichsbeispielen vorgestellten ebenfalls drei schichtigen Aufbauten hinsichtlich der bedeutsamen Verbundhaftung überlegen sind. Die im Rahmen der Vergleichsbeispiele hergestellten Folien wurden unter Verwendung von Haftvermittlern mit höheren Erweichungstemperaturen gefertigt. Die besonders bevorzugten Haftvermittler mit den niedrigsten Erweichungs­ punkten, d. h. Vicat-Erweichungstemperaturen unter 60°C, zeigen die besten Ver­ bundhaftungswerte.

Extrem gute Verbundhaftungswerte, die schließlich höher sind als die der schwächeren Außenschicht, werden für Vicat-Erweichungstemperaturen des Haft­ vermittlers unter 40°C beobachtet. In dem Fall der erfindungsgemäßen dreischich­ tigen Folie, für die eine Haftvermittler-Komponente mit einem solchen Erwei­ chungsbereich eingesetzt wurde, versagt beim Verbundhaftungstest die schwächere Außenschicht. Im Fall der erfindungsgemäßen Folienaufbauten ist dies üblicher­ weise die Schicht aus Kohlenwasserstoff-Polymeren (2).

Claims (15)

1. Coextrudierte, mindestens dreischichtige Folie mit einer Außenschicht, die im wesentlichen aus thermoplastischen Polyurethanen gebildet wird, und einer Außenschicht, die im wesentlichen aus Kohlenwasserstoff-Polymeren gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen diesen Schichten min­ destens eine Schicht enthalten ist, die aus einem Olefin-basierenden Poly­ mer-Haftvermittler gebildet wird, der Maleinsäureanhydrid als Rezeptur­ komponente enthält und dessen Vicat-Erweichungstemperatur, gemessen nach ASTM D 1525, kleiner als 70°C liegt.

2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vicat-Erwei­ chungsbereich der Haftvermittler-Komponente, gemessen nach ASTM D 1525, bei Temperaturen kleiner als 60°C liegt.

3. Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des als Rezepturkomponente zur Synthese der haftvermittelnden Substanz ver­ wendeten Maleinsäure-Anhydrids an der Gesamtmasse der zur Folien­ herstellung eingesetzten haftvermittelnden Substanz kleiner als 6 Gew.-% beträgt.

4. Folie nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Haftvermittler eingesetzten Materialien Chlorform-extrahierbare niedermolekulare Harze als Zusatzkomponenten enthalten.

5. Folie nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus thermoplastischen Polyurethanen gebildete Schicht mit gebräuchlichen Additiven aus der Gruppe umfassend

• I. Antiblockmittel, anorganische oder organische Abstandshalter,
• II. Gleit- oder Entformungsmittel,
• III. Pigmente oder Füllstoffe und
• IV. Stabilisatoren

ausgerüstet ist.

6. Folie nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Kohlenwasserstoff-Polymeren gebildete Schicht Polyolefine aus der Gruppe umfassend

• A. PE und
• B. Polybutylen

enthält.

7. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Kohlenwasserstoff-Polymere aus der Gruppe der Styrol-Olefin-Copolymere für die außenliegende Schicht aus Kohlenwasserstoff-Polymeren Verwen­ dung finden.

8. Folie nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Gesamtdicke zwischen 50 µm und 400 µm hat, wobei die Dicke der Außenschicht aus thermoplastischen Polyurethanen zwischen 20 µm und 250 µm, die Dicke der Haftvermittler-Schicht zwischen 10 µm und 50 µm sowie die Dicke der Kohlenwasserstoff-Polymer-Schicht zwi­ schen 20 µm und 250 µm beträgt.

9. Folie nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Blasfolien-Coextrusion hergestellt wurde.

10. Folie nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Außenschichten einer Corona-Behandlung unter­ zogen wurde.

11. Verwendung der Folien nach einem der vorangehenden Ansprüche in Form von Folienschlauch zur abdichtenden Verklebung gegen andere Substrate, insbesondere von Schläuchen oder Rohren.

12. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie schlauchförmig zur Rohrsanierung durch das Relining-Verfahren eingesetzt wird, wobei die zunächst innenliegende Schicht aus thermoplastischen Polyurethanen mit Klebstoff beschichtet wird und anschließend unter Durchlaufen eines Umstülpvorganges in das zu sanierende Rohr einge­ bracht wird.

13. Verwendung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die schlauchförmige Folie bei der Sanierung von Trink­ wasserrohren eingesetzt wird.