DE19824784A1 - Auskleidungsschlauch zum Herstellen eines Auskleidungsrohrs für Kanalsanierungsarbeiten - Google Patents

Abstract

Ein Auskleidungsschlauch zum Herstellen eines Auskleidungsrohrs für Kanalsanierungsarbeiten besteht aus einem Innenfolienschlauch aus mindestens einer Schicht auf den Innenfolienschlauch aufgebrachter harzgetränkter Faserbänder und aus einem auf den Faserbändern angeordneten Außenfolienschlauch. Zur Verbesserung der Dichtheit und Beständigkeit weist eine zum Bilden des Innen- oder Außenfolienschlauchs verwendete Kunststoffolie zumindest auf der dem harzgetränkten Faserbändern zugewandten Seite eine Oberflächenaktivierung zum Erhöhen der Oberflächenspannung und Verbesserung der Anhaftung auf. Des weiteren wird ein Verfahren zum Herstellen eines Auskleidungsschlauchs für Kanalsanierungsarbeiten beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft einen Auskleidungsschlauch zum Herstellen eines Auskleidungs­ rohrs für Kanalsanierungsarbeiten, der aus einem Innenfolienschlauch aus mindestens einer Schicht auf den Innenfolienschlauch aufgebrachter harzgetränkter Faserbänder und aus einem auf den Faserbändern angeordneten Außenfolienschlauch besteht. Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Auskleidungsrohr sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Auskleidungsschlauchs und eines Auskleidungsrohres.

Ein derartiger Auskleidungsschlauch sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung ist z. B. in der DE 43 26 503 C2 beschrieben. Dort wird auf einen Wickeldom ein Innenfolien­ schlauch aus einem Folienbandmaterial aufgewickelt, auf den wiederum harzgetränkte Faserbänder gewickelt werden. Je nach gewünschter Dicke des Auskleidungsschlau­ ches wird die Überlappung oder die Anzahl der Lagen der harzgetränkten Faserbänder variiert. Abschließend wird der Schlauch mit einem weiteren Folienbandmaterial außen umwickelt, so daß ein Außenfolienschlauch gebildet ist, der die harzgetränkten Faser­ bänder abdeckt. Der so hergestellte Auskleidungsschlauch wird abgezogen und zur weiteren Verwendung in geeigneten Längen gelagert. Derartige Auskleidungsschläuche dienen vor allem zur Kanalsanierung, indem sie in einen zuvor gereinigten, undichten Kanalabschnitt eingezogen und mittels eines Druckmediums zur Anlage an die Kanal­ wand gebracht werden. Je nach Art des verwendeten Harzes erfolgt dann eine Aushär­ tung, z. B. durch UV-Bestrahlung, mittels einer entsprechenden Vorrichtung, die durch den Auskleidungsschlauch hindurchgefahren wird, so daß die Harzmasse mit den Fa­ serbändern zu einem Formkörper aushärtet. Aus technischen Gründen verbleibt bei die­ sem Vorgang der Außenfolienschlauch meist am Außenumfang des Auskleidungsroh­ res, wohingegen der Innenfolienschlauch in aller Regel wieder herausgezogen wird. Dies geschieht deshalb, weil sich dieser im Laufe der Zeit sowieso von dem Auskleidungsrohr ablösen würde. Ein besonderes Augenmerk muß auf den Außenfolienschlauch gerichtet werden, da dieser beim Einziehen des Auskleidungsschlauch in den maroden Kanal mit vorstehenden Wurzeln oder brüchigen Kanten etc. in Berührung kommen kann. Des weiteren ist es nahezu unmöglich, den auszukleidenden Kanalabschnitt vollkommen feuchtigkeitsfrei zu bekommen, bevor der Auskleidungsschlauch eingezogen wird. Es wird in den meisten Fällen immer Restwasser im Kanalabschnitt vorhanden sein. Inso­ fern ist es besonders wichtig, daß durch eine partielle Zerstörung des Außenfolien­ schlauches das Wasser nicht durch die Leckagestelle zwischen die harzgetränkten Fa­ serbänder und den Außenfolienschlauch eindringen kann. Dies führt unter Umständen zu einer Verseifung des Harzes, wodurch das herzustellende Auskleidungsrohr Schwachstellen aufweisen könnte.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Auskleidungsschlauch der eingangs genannten Art bereitzustellen, der einen besseren Schutz gegen das Einzie­ hen in einen Kanalabschnitt und eine bessere Dichtheit aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine zum Bilden des Innen- oder Außenfolienschlauchs verwendete Kunststoffolie zumindest auf der dem Harz ge­ tränkten Faserbändern zugewandten Seite eine Oberflächenaktivierung zum Erhöhen der Oberflächenspannung aufweist.

Üblicherweise weisen preiswerte Kunststoffolien eine sehr schlechte Anbindung an Har­ ze auf. Deshalb wurden sie bislang nur als Abdeckfolien verwendet, die anschließend wieder von dem Harzmaterial abgezogen worden sind. Durch die Erhöhung der Oberflä­ chenspannung mittels Oberflächenaktivierung erhält man eine sehr starke Verbesserung des Haftungsvermögens, so daß das Folienmaterial ausreichend stark an den harzge­ tränkten Faserbändern anhaftet. Selbst nach dem Aushärten der harzgetränkten Faser­ bänder zu einem rohrförmigen Formkörper haftet der Folienschlauch derart fest an die­ sem, daß z. B. der Innenfolienschlauch fester Bestandteil des Auskleidungsrohres wird. Hierdurch wird die Dichtheit des Auskleidungsrohres erheblich verbessert. Die Vorteile die sich bezüglich des Außenfolienschlauches ergeben, sind ebenfalls offensichtlich. Wird der Außenfolienschlauch beim Einziehen des Auskleidungsschlauches verletzt, so weist dieser lediglich Kratzer oder Risse auf und zieht sich nicht wie bislang großflächig von den harzgetränkten Faserbändern ab. Des weiteren kann aufgrund der großen An­ bindungswirkung das Wasser nicht mehr zwischen den Außenfolienschlauch und den harzgetränkten Faserbändern eindringen, so daß eine größere Verseifung des Harzes nicht stattfinden kann. Nach dem Aushärten ist der Außenfolienschlauch ebenfalls fest mit dem rohrförmigen Rohrstoff verbunden und erhöht auch hier die Dichtheit.

Aus Kostengründen kann bevorzugt die Kunststoffolie aus einem unpolaren Werkstoff bestehen. Aus diesen Werkstoffen lassen sich relativ einfach Kunststoffolien herstellen. Diese weisen aber in aller Regel nicht den für die Erfindung nötigen Oberflächenspan­ nungswert auf, so daß sie erfindungsgemäß einer Oberflächenaktivierung unterzogen werden.

Bevorzugt kann die Kunststoffolie eine Polyäthylenfolie sein, da dieses Material sich her­ vorragend zur Schlauchfolienextrusion eignet. Insbesondere der Innenfolienschlauch wird in aller Regel nicht mehr gewickelt, sondern als kompletter Schlauch auf einem Wik­ keldorn angeordnet und nach und nach abgezogen. Es können aber auch Polypropylen und Polybutylen sowie Mischwerkstoffe aus den vorgenannten Kunststoffen verwendet werden. Derartige unpolare Werkstoffe dehnen sich sehr gut, so daß sie eine Aufwei­ tung des Auskleidungsschlauchs nicht behindern.

Es besteht auch die Möglichkeit, daß die Kunststoffolie die auf der den Harz getränkten Faserbänder abgewandten Seite eine als Diffusionsbarriere ausgestaltete Schicht auf­ weist. Aus Sicherheits- und Umweltgründen ist es von Vorteil, wenn auf jeden Fall ver­ hindert wird, daß der Harzwerkstoff in das Erdreich gelangt. Einige preiswerte Kunststof­ folien stellen keine ausreichende Diffusionsbarriere für die Harzwerkstoffe dar, so daß eine zusätzliche Schicht benötigt wird.

Hierzu kann auch vorgesehen sein, daß die Kunststoffolie eine Verbundfolie mit einer Schicht, bevorzugt aus PA, als Diffusionsbarriere ist. Solche Verbundfolien können z. B. durch Koextrudieren sehr einfach hergestellt werden. Zum Beispiel ist die Koextrusion von Polyäthylen und Polyamid technisch sehr gut durchführbar Bei der Anhaftung der PA-Schicht an einer Polyäthyleninnenfolie gibt es keine Haftungsprobleme.

Darüber hinaus können die Randbereiche der Kunststoffolie keiner Oberflächenaktivie­ rung unterzogen sein, wobei die Randbereiche mindestens einer Kunststoffolie zum Bil­ den des Innen- oder Außenfolienschlauchs zusammengeschweißt sind. Ein Zusammen­ schweißen einer oberflächenaktivierten Folie ist sehr schwer möglich, so daß hierzu die Randbereiche in Ihrem unaktivierten Zustand verbleiben und dann durch Aufeinanderle­ gen der unaktivierten Randbereiche und anschließendem Verschweißen eine dauerhafte Verbindung herstellbar ist. Obwohl es denkbar ist, einen so hergestellten Schlauch aus einer einzigen Folienbahn durch Zusammenschweißen der Randbereiche herzustellen, wird es bevorzugt, wenn mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Folienbänder an Ihren Randbereichen entsprechend miteinander verbunden werden.

Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Kunststoffolie zumindest auf der den harzgetränkten Faserbändern zugewandten Seite einer Oberflächenspannung von mindestens 38 mN/m aufweist. Ab einem derartigen Wert ist eine ausreichende An­ bindungswirkung feststellbar, so daß sich die erfindungsgemäßen Vorteile ergeben.

Ein besonders effektives Oberflächenaktivierungsverfahren besteht darin, daß die ver­ wendete Kunststoffolie mittels einer Korona-Behandlung an ihrer Oberfläche aktiviert worden ist. Eine Korona-Behandlung ist ein physikalisches Oberflächenbehandlungsver­ fahren, bei dem durch Beschießen der Oberfläche mit Elektronen und Ionen in den obersten Molekülschichten Ladungsveränderungen entstehen. Bei unpolaren Werkstof­ fen werden dadurch polare Gruppen im Monolayerbereich erzeugt, die geeignet sind, feste Verbindungen mit den Harzen einzugehen. Andere Oberflächenaktivierungsverfah­ ren sind z. B. die Gasflammenbehandlung, oder die Plasmabehandlung, die ebenfalls zur Anwendung kommen können.

Bei der Korona-Behandlung können sowohl Hochfrequenzhochspannungen als auch Niederfrequenzhochspannungen Anwendung finden. So weißt z. B. Polypropylen im un­ behandelten Zustand eine Oberflächenspannung von ca. 30 mN/m und nach der Ober­ flächenaktivierung etwa 70 mN/m auf. Der Haupteinsatzbereich der Oberflächenaktivie­ rung ist bislang bei der Druckindustrie, die unpolare Werkstoffe bedrucken möchte.

Vorteilhafterweise können die Faserbänder mit einem UP-Harz (ungesättigtes Polyester) oder VE-Harz (Vinylester) getränkt sein. Diese Harze haben sich für das Einsatzgebiet der Auskleidungsschläuche bestens bewährt und sorgen für eine gute Anbindung an die oberflächenaktivierten Schlauchfolien.

Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Auskleidungsrohr, das durch Aushärten aus einem Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt ist. Die­ ses weist eine ausgehärtete rohrförmige Formstoffschicht mit eingelagerten Glasfasern und eine mit der Oberfläche der Formstoffschicht fest verbundene Kunststoffolie, wobei die Verbindung durch die mittels Oberflächenaktivierung mit erhöhter Oberflächenspan­ nung versehene Kunststoffolie und den Formstoff selbst während des Aushärtvorgangs erfolgt ist. Ein derartiges Auskleidungsrohr weist eine hohe Dichtheit, insbesondere dann auf, wenn sowohl die Außenfläche als auch die Innenfläche mit einer Folie versehen ist. Die Anbindung der Folie an den Formstoff ist derartig gut, daß sich die Folie nicht ablö­ sen läßt und somit dauerhaft als Bestandteil des Auskleidungsrohres anzusehen ist.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Herstellen eines Auskleidungs­ schlauchs nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für Kanalsanierungsarbeiten, bei dem auf einen Innenfolienschlauch harzgetränkte Faserbänder aufgebracht werden, die dann von einem Außenfolienschlauch umgeben werden. Üblicherweise erfolgt die Aufbringung der harzgetränkten Faserbänder mittels einer Wickeltechnik. Hierbei wird um einen auf einen Wickeldorn aufgezogenen Innenfolienschlauch mindestens ein harzgetränktes Faserband herumgewickelt und anschließend die Außenfläche mit einem Außenfolien­ schlauch versehen, der ebenfalls gewickelt werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Kunststoffolie zum Erzeugen des Innen- oder Außenfolienschlauchs zumindest auf der später den harzgetränkten Faserbändern zugewandten Seite einer Oberflächenaktivierung zum Erhöhen der Oberflächenspannung unterzogen. Das Auf­ bringen eines derartig aktivierten Folienschlauchs auf ein harzgetränktes Faserband wurde im Stand der Technik bislang nicht durchgeführt.

Des weiteren wird ein Verfahren zum Herstellen eines Auskleidungsrohrs nach Anspruch 7 aus einem Auskleidungsschlauch, der durch das Verfahren nach Anspruch 8 herge­ stellt ist, beansprucht. Bei diesem Verfahren geht während des Aushärtungsvorgangs zum Aushärten der harzgetränkten Faserbänder zu einem rohrförmigen Formstoff die Kunststoffolie eine feste Verbindung mit dem Formstoff ein. Hierdurch wird ein Ausklei­ dungsrohr erzeugt, das als festen Bestandteil eine Folienschicht an der Oberfläche auf­ weist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Herstellungsvorgangs zum Erzeugen eines Auskleidungsschlauchs und

Fig. 2 einen Ausschnitt eines Querschnitts eines folienbeschichteten Ausklei­ dungsrohres.

Bei der Herstellung eines Auskleidungsschlauches 1 wird eine Vorrichtung verwendet, wie z. B. in der DE 43 26 503 C2 beschrieben ist. Diese umfaßt einen stillstehenden Wic­ keldorn 2, auf den ein Innenfolienschlauch 3 aufgefädelt ist. Der Innenfolienschlauch 3 besteht aus Polyäthylen und ist durch ein Extrusionsschlauchfolienverfahren hergestellt worden. Die Außenfläche 4 des Innenfolienschlauches 3 wurde einer Korona- Behandlung unterzogen, wodurch die Oberflächenspannung der Außenfläche 4 deutlich über eine Minimalgrenze von 38 mN/m angehoben wurde.

Im Bereich des Wickeldorns 2 befinden sich Vorratsrollen 5 und 6, deren Bandmaterial 7 bzw. 8 auf den Wickeldorn 2 abgewickelt werden. Die lediglich schematisch dargestellten Achsen 9 und 10 der Vorratsrollen 5 und 6 sind in ihrer Winkellage einstellbar in einer nicht dargestellten, um die Wickeldornachse A drehbaren Wickelvorrichtung angeordnet. Hierdurch wird das bandförmige Material 7 und 8 schraubenförmig um den Innenfolien­ schlauch 3 herumgewickelt. Bei dem bandförmigen Material 7 handelt es sich um ein harzgetränktes Glasfasergewebe. In diesem Fall wird ein UP-Harz verwendet. Der Har­ zauftrag kann bereits vor dem Wickelvorgang oder während des Wickelvorgangs erfol­ gen. Es besteht auch die Möglichkeit mehrere Faserbänder 7 auf den Innenfolien­ schlauch 3 aufzuwickeln. Bei dem Bandmaterial 8 handelt es sich um eine Kunststoffolie aus Polyäthylen, die abschließend auf das harzgetränkte Glasfasergewebe aufgewickelt wird, so daß ein Außenfolienschlauch 11 eine äußere Schutzschicht bildet.

Der so hergestellte Auskleidungsschlauch 1 wird flachgelegt und abgezogen und zur Vorratshaltung abgelegt oder direkt in einen zu sanierenden Kanal eingezogen.

Die Innenfläche 12 der Kunststoffolie 8 ist ebenfalls einer Korona-Behandlung zur Erhö­ hung der Oberflächenspannung auf einen Wert oberhalb von 38 mN/m unterzogen wor­ den, so daß eine bessere Anhaftung des Außenfolienschlauchs 11 an das harzgetränkte Glasfasergewebe stattfindet.

Beim nachfolgenden Einziehen des Auskleidungsschlauches 1 in einen zu sanierenden Kanalabschnitt sind der Innenfolienschlauch 3 und der Außenfolienschlauch 11 im we­ sentlichen unverschiebbar auf den Oberflächen der harzgetränkten Glasfasergewebe gehalten. Hierdurch entstehen nicht so leicht Leckagestellen, die eine Verseifung des Harzes mit sich bringen könnten.

Nachdem der Auskleidungsschlauch 1 in den Kanalabschnitt eingezogen ist, wird dieser an beiden Enden verschlossen und mit einem Fluiddruck in seinem Innern beaufschlagt, so daß sich die Außenfläche des Auskleidungsschlauches 1 an die Innenfläche des Ka­ nalabschnittes anschmiegt. Hiernach erfolgt der Aushärtungsvorgang, der in diesem Fall mittels einer mit UV-Lampen versehenen Vorrichtung erfolgt.

Durch die große Oberflächenspannung des Innen- und Außenfolienschlauchs 3, 11 haf­ tet das Folienmaterial dauerhaft an dem durch die Aushärtung aus dem harzgetränkten Glasfasergewebe hergestellten rohrförmigen Formkörper. Insbesondere bei der Herstel­ lung sehr dünner Auskleidungsrohre erhöht die feste Anbindung eines Innen- und Au­ ßenfolienschlauches die Dichtheit um ein wesentliches. Bislang war es im Stand der Technik üblich, den Innenfolienschlauch wieder zu entfernen. Den Außenfolienschlauch hat man nur aus technischen Gründen im Kanal gelassen, weil sich eine Entfernung als zu schwierig erwiesen hätte.

Die Fig. 2 zeigt im Querschnitt den Aufbau eines durch den Auskleidungsschlauch 1 hergestellten Auskleidungsrohres. Die Stabilität dieses Auskleidungsrohres bestimmt sich im wesentlichen aus dem ausgehärteten Glasfasergewebe 7.

Claims (12)

1. Auskleidungsschlauch zum Herstellen eines Auskleidungsrohrs für Kanalsanierungs­ arbeiten, der aus einem Innenfolienschlauch (3) aus mindestens einer Schicht auf den Innenfolienschlauch (3) aufgebrachter harzgetränkter Faserbänder (7) und aus einem auf den Faserbändern (7) angeordneten Außenfolienschlauch (11) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Bilden des Innen- oder Außenfolienschlauchs (3, 11) verwendete Kunst­ stoffolie zumindest auf der den harzgetränkten Faserbändern (7) zugewandten Seite (4, 12) eine Oberflächenaktivierung zum Erhöhen der Oberflächenspannung aufweist.

2. Auskleidungsschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie aus einem unpolaren Werkstoff besteht.

3. Auskleidungsschlauch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie eine Polyäthylenfolie ist.

4. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie auf der den harzgetränkten Faserbändern abgewandten Seite eine als Diffusionsbarriere ausgestaltete Schicht aufweist.

5. Auskleidungsschlauch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie eine Verbundfolie mit einer Schicht, bevorzugt aus PA, als Diffusi­ onsbarriere ist.

6. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Randbereiche der Kunststoffolie keiner Oberflächenaktivierung unterzogen sind und daß die Randbereiche mindestens einer Kunststoffolie zum Bilden des Innen- oder Außenfolienschlauchs (3, 11) zusammengeschweißt sind.

7. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie zumindest auf der den harzgetränkten Faserbänder (7) zugewand­ ten Seite (4, 12) eine Oberflächenspannung von mindestens 38 mN/m aufweist.

8. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenaktivierung der Kunststoffolie durch eine Korona-Behandlung erfolgt ist.

9. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserbänder (7) mit einem UP-Harz oder VE-Harz getränkt sind.

10. Auskleidungsrohr, das durch Aushärten aus einem Aushärtungsschlauch nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt ist, mit einer ausgehärteten, rohrförmigen Form­ stoffschicht mit eingelagerten Glasfasern und einer mit der Oberfläche der Formstoff­ schicht fest verbundenen Kunststoffolie, wobei die Verbindung durch die mittels Oberflä­ chenaktivierung mit erhöhter Oberflächenspannung versehenen Kunststoffolie und den Formstoff selbst während des Aushärtvorgangs des Harzes erfolgt ist.

11. Verfahren zum Herstellen eines Auskleidungsschlauchs nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für Kanalsanierungsarbeiten, bei dem auf einen Innenfolienschlauch (3) harzge­ tränkte Faserbänder (7) aufgebracht werden, die dann von einem Außenfolienschlauch (11) umgeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie zum Erzeugen des Innen- oder Außenfolienschlauchs (3, 11) zu­ mindest auf der später den harzgetränkten Faserbändern (7) zugewandten Seite (4, 12) eine Oberflächenaktivierung zum Erhöhen der Oberflächenspannung unterzogen wird.

12. Verfahren zum Herstellen eines Auskleidungsrohres nach Anspruch 10 aus einem Auskleidungsschlauch, der durch das Verfahren nach Anspruch 11 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß während des Aushärtungsvorgangs zum Aushärten der harzgetränkten Faserbän­ der (7) zu einem rohrförmigen Formstoff die Kunststoffolie eine feste Verbindung mit dem Formstoff eingeht.