DE2545910A1

DE2545910A1 - Abdichtungsmittel und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2545910A1
Application number: DE19752545910
Authority: DE
Inventors: Daniel Bertannier; Maurice Brossel; Gilbert Laurent
Original assignee: Holzstoff SA; Viafrance SA
Current assignee: Holzstoff SA; Viafrance SA
Priority date: 1974-10-16
Filing date: 1975-10-14
Publication date: 1976-05-06
Also published as: NL7512094A; US4076885A; BE834456A; FR2288137A1; CH606375A5; GB1514520A; FR2288137B1; ES441796A1; DE2545910C2; IT1043422B; SE7511546L

Description

Anmelder; HOLZSTOFF S.A., Malzgasse 15, CH-4006 Basel/Schweiz und

VIAFRANCE S.A., 6, Avenue Percier, F-75008 Paris/ Frankreich

Abdichtungsmittel und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein neues Abdichtungsmittel, mit dessen Hilfe es möglich ist, Tiefbau- und Hochbauanlagen gegenüber Wasser vollkommen dicht zu machen und ihnen eine erhöhte Unempfindlichkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln zu verleihen, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Abdichtungsmittels.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Abdichtungsmittel entspricht völlig den Anforderungen, die für Tiefbau- und Hochbauanlagen erfüllt sein müssen und unterscheidet sich von bereits vorhandenen Produkten dadurch, daß es eine vollkommene Dichtheit gegenüber Wasser mit guten Eigenschaften in bezug auf Zug, Biegung, Zerreißen, Bersten und Durchlöchern in sich vereinigte

Es ist bereits bekannt, eine nicht-gewebte Lage (ein nichtgewebtes Faservlies) mit einer wäßrigen Emulsion von üblichem Bitumen zu vereinigen«, Dadurch wird jedoch keine vollkommene Abdichtung erzielt wegen des Brechens der Emulsion und der Eliminierung des bei diesem Brechen freigesetzten T/assers· Es ist auch bereits bekannt, daß die Vereinigung einer nichtgewebten Lage (eines nicht-gewebten Faservlieses) mit einem üblichen Bitumen, das in der Wärme aufgebracht wird, nur bei

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einem sehr hohen Bitumenanteil eine vollkommene Dichtheit gegenüber Wasser gewährleistete Wenn aber das Bitumen in solchen Mengen verwendet wird, verschwindet praktisch die Rolle der Faserlage (des Faservlieses), und man kann nicht mehr davon ausgehen, daß es sich um eine Verbindung handelt. Bei niedrigeren Bitumenmengen, d.h· wenn es sich wirklich um eine Verbindung (einen Verbund) handelt, beobachtet man dagegen weder eine vollständige Dichtheit gegenüber Wasser wegen einer physikalisch-chemischen Unverträglichkeit des aus Fäden bestehenden Produkts und des verwendeten Bitumens noch ein befriedigendes Verhalten des Verbundes gegenüber erhöhten Gebrauchstemperaturen; in der Tat verringert sich bei diesen Temperaturen die Viskosität des Bitumens, so daß das Bitumen auf der Faserlage fließt, vor allem bei Anwendungen in einer anderen als in der horizontalen Lage, und parallel dazu verschwindet die Homogenität des Verbundes. Außerdem erlaubt die Verwendung von bestimmten speziellen Bitumen und insbesondere von oxydierten oder mit einem Füllstoff versehenen Bitumen keine direkte Behandlung der Faser lagen (Faservliese) an der Baustelle und macht die Herstellung in der Werkstatt erforderlich·

Andererseits müssen bei Verwendung der derzeit auf dem Markt zur Verfügung stehenden Produkte beim Zusammenfügen verschiedener Bahnen (Breiten) spezielle Einrichtungen verwendet werden und insbesondere müssen Verklebungsbindemittel verwendet oder eine erhöhte Wärmezufuhr angewendet werden, um eine Selbstverklebung unter Druck zu gewährleisten. Schließlich weisen sie, wie oben erwähnt, nicht gleichzeitig die Gesamtheit der erforderlichen mechanischen Eigenschaften und eine völlige Dichtheit auf.

Es wurde nun ein den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildendes Abdichtungsmittel gefunden, das die Gesamtheit der oben angegebenen Eigenschaften in sich vereinigt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es besteht aus einer nicht-gewebten

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-3- 264591 ü

Lage oder einer Anordnung von nicht-gewebten Lagen aus endlosen Fäden aus isotaktischem Polypropylen in Verbindung mit einem Bindemittel, das aus einer Mischung aus Schwefel und einem Bitumen besteht, das zwischen 120 und 160°C ein solches Fließvermögen aufweist, daß sich bei den angegebenen Temperaturen der Schwefel in dem Bitumen verteilen kann, wobei das Gewichtsverhältnis von Schwefel zu Bitumen vorzugsweise zwischen 15:85 und 30:70 liegt_β

Das Gewichtsverhältnis zwischen der Faserlage oder der Anordnuc von Faserlagen und dem Bindemittel liegt im allgemeinen zwischen 1:0,5 und 1:60, es beträgt vorzugsweise etwa 1:10.

Bei der nicht-gewebten Faserlage (dem Faservlies) handelt es sich um eine eines solchen Typs, der durch direktes Verspinnen hergestellt worden ist, auf Basis von endlosen Fäden aus isotaktischem Polypropylen. Vorzugsweise verwendet man ein Polypropylen, das bei 230⁰C einen Fluiditätsindex von 0,5 bis aufweist; dieser Index wird bestimmt durch das Gewicht des Materials, das bei 23O°C innerhalb von 10 Minuten durch eine Düse mit einem Durchmesser von 2,095 inm und einer Länge von 8 mm unter einem Druck von 2,16 kg fließt. Die Herstellung dieser nicht-gewebten Faserlagen (Faservliese) besteht im Prinzip darin, daß man ein Polymerisat des oben angegebenen Typs unter Verwendung eines Extruders extrudiert. Das Extrudat wird anschließend durch eine Reihe von Düsen mit einem vorher festgelegten Profil gedrückt. Die Fäden werden durch Düsen ausgezogen, in die in geeigneter Weise Druckluft eingeleitet wird.

Die dabei erhaltenen Faserlagen können anschließend direkt einer Heftung (Verschnürung) unterworfen werden. Sie können auch kalandriert und dann geheftet (verschnürt) oder schräg über eine F altvorrichtung und eine Heftvorrichtung geführt werden. Vor dieser Heftung können die Faserlagen geschlichtet werden, um den Faser/Faser- und Faser/Metall-Reibungskoeffizienten herabzusetzen und dadurch verbesserte dynamometrische

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Eigenschaften zu erzielen. Die fertigen Faserlagen können mit einer Appretur oder mit einem Latexüberzug versehen, zusammengedrückt oder auch kalandriert werden, um ihren ' inneren Aufbau (ihre Textur) zu modifizieren und ihre dynamometrischen Eigenschaften zu verbessern«) Faserlagen (Faservliese), die sich besonders gut für die Herstellung des erfindungsgemäßen Abdichtungsmittels eignen, haben ein Gewicht von 10 bis 1000 g pro m².

Dem Polypropylen, können Beschwerungsstoffe oder Adjuvantien zugegeben werden, um ihm bestimmte Eigenschaften zu verleihen, die bei der vorgesehenen Verwendung vorteilhaft sind· Auch kann die Struktur der nicht-gewebten Faserlage so modifiziert werden, daß der vorgesehenen Verwendung Rechnung getragen wird, durch entsprechende Auswahl der Düsen, wobei jede dieser Düsen beispielsweise eine Anzahl von Löchern zwischen 32 und 108 und einen Düsendurchmesser aufweisen kann, der für den Faden, wenn er einmal ausgezogen ist, Titern zwischen 0,5 und 30 dtex entspricht· Schließlich können zwei Lagen von Fasern mit verschiedenen Titern durch direktes Zusammenheften oder durch schräges Falten und Heften miteinander verbunden werden, um eine Struktur mit einem Dichtegradienten zu erhalten.

Bei dem Bindemittel handelt es sich um ein solches auf Basis eines modifizierten oder nicht-modifizierten Bitumens, das jedoch zwischen 120 und 160⁰C ausreichend fließfähig ist, um die Verteilung des Schwefels bei diesen Temperaturen zu erlauben. Der Mengenanteil des Schwefels in dem Bindemittel ist eine Funktion der gewünschten Eigenschaften des Abdichtungs mittels und der Imprägnierbarkeit der Faserlagen; sie liegt vorzugsweise zwischen 15:85 und 30:70«, Das Bindemittel kann durch Zugabe von Lösungsmitteln, eines Flußmittels, von Beschwerung ssubstanzen, von Pigmenten oder mineralischen und organischen Farbstoffen, herbiziden oder fungiziden Verbindungen und dgl· modifiziert werden. Die Verfahren zur Herstellung und Lagerung des Bindemittels vor seiner Verwendung werden

so ausgewählt, daß jjhjp "Pijgffi^^fffApn- verlieben werden, dio

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J5TF9TCT

für die vorgesehene Verwendung besonders gut geeignet sind. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Temperatur und die Dauer der Erwärmung des Bindemittels seine Eigenschaften (den Erweichungspunkt, das Eindringvermögen, die Duktilität und dgl.) wesentlich beeinflussen,, Im. Falle der Herstellung bei einer Temperatur unterhalb 160⁰O wird die Herstellung in einem kontinuierlichen oder in einem diskontinuierlichen Verfahren durchgeführt·

Wenn ein Fabrikationsverfahren in einem kontinuierlichen System angewendet wird, werden die in dem weiter unten folgenden Beispiel 1 angegebenen Herstellungsbedingungen und Materialien ver?;'endet· Wenn ein diskontinuierliches Verfahren angewendet wird, wird das Bindemittel, das vorher auf die Herstellungstemperatur erwärmt worden ist, in eine Pumpen-Turboreaktor-Anordnung eingeführt und in einem geschlossenen Kreislauf durchgerührt. Die anderen Komponenten werden anschließend nacheinander zugegeben, bis die gewünschten Gehalte erzielt sind, und die Mischung wird in einem geschlossenen Kreislauf bei der Reaktionstemperatur durchgerührt, bis eine homogene Mischung erhalten worden ist·

Im Falle der Herstellung bei einer Temperatur oberhalb 160°C ist die Verfahrensweise identisch mit derjenigen, wie sie für die Herstellung unterhalb 160° beschrieben worden ist. Das verwendete Material umfaßt jedoch noch außerdem eine Einrichtung, welche die Evakuierung des Fabrikationsbehälters und die Neutralisation der gasförmigen Abströme erlaubt· Die Lagerung der fertigen Produkte erfolgt vorzugsweise unter einer neutralen Gasatmosphäreβ

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« ο —*

Die so hergestellten Bindemittel können entweder auf trockene, nicht-gewebte Faserlagen oder auf feuchte, vorher mit einem. für die die Faserlage bildenden Fasern spezifischen Klebstoff behandelte Faserlagen aufgebracht werden. Dieser Klebstoff hat die Aufgabe, die Polypropylenfasern so wasserabstoßend zu machen, daß ein Kontakt mit dem Bitumen möglich ist: er besteht vorzugsweise entweder aus dem Icetat eines sekundären Amins oder aus einer Suspension eines quaternären Amins in Steinkohlenphenolöl in Form einer wässrigen Suspension von 1:10, die in einer Menge von etwa 40 g/m auf die Faserlage aufgesprüht wird. Sin Beispiel für einen Klebstoff vom sekundären Aminacetat-Typ ist das Produkt Dinoram S (der Firma Societe Pierrefitte-Auby, Frankreich), ein Beispiel für ein solches vom quaternären Amin-Typ ist das Produkt Polyrsm S (ein quaternäres Amin vom Alkyd-Propylen-Polyamid-Typ des gleichen Herstellers), die beide in Form der obengenannten Suspension vorliegen.

Das Aufbringen des Bindemittels auf die nicht-gewebten Faserlagen kann entweder durch Aufsprühen oder durch Eintauchen erfolgen. Das Aufsprühen wird bei einer Temperatur von etwa 140 G und bei einem Druck durchgeführt, der zwischen 4 und 6 Bar liegt, unter Verwendung von speziellen schraubenförmigen Gelenkrohren. Diese Gelenkrohre sind auf einer Berieselungsanlage in konstantem Abstand voneinander angeordnet, der so gewählt wird, daß eine gute transversale Verteilung erzielt wird. Bei dieser Anlage bzw. Vorrichtung handelt es sich um eine doppelwandige Heizgittervorrichtung. Der Durchfluß wird erzielt entweder durch konstanten Druck eines neutralen Gases oder mittels einer Dosierpumpe oder mittels eines Pumpen- und Ventilaustragssystems. Die Berieselungseinrichtung ist 40 cm oberhalb der zu behandelnden Faserlage angeordnet. Was das Aufbringen durch Eintauchen anbetrifft, so wird dieses bei einer Temperatur von 140+5°0 durchgeführt; diese Art des Auftrags ist in dem weiter unten folgenden Beispiel 2 näher beschrieben.

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Das vorstehend beschriebene Bitumen/Schweiel-Binaemittel ist durch die folgenden spezifischen Eigenschaften charakterisiert:

- Herabsetzung der Verv/endungstemperatur, die eine Folge des Fluidisierungsvermögens des Schwefels ist;

- Affinität gegenüber der Polypropylenfaserlage, die zu einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, zu einer Unempfindlichkeit gegenüber Wasser und zu einer Deperlisierungswirkung (effet deperlant) führt;

- zunehmende Vernetzung des Bindemittels unter dem Einfluß der partiellen Kristallisation des Schwefels (vergleiche die beiliegende Zeichnung), wodurch die Empfindlichkeit des Bindemittels gegenüber einer Temperaturerhöhung vermindert und infolgedessen die Wanderung des Bindemittels sowohl ins Innere der Faserlage als an die Oberfläche vermieden wird bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung seiner Flexibilitäts- und Beständigkeitseigenschaften.

Eine mikroskopische Untersuchung der Kristallisationen in dem Bitumen-Schwefel-Milieu hat gezeigt, daß eine echte Verfilzung zwischen den Fasern der nicht-gewebten Polypropylenfaserlage und den Kristalliten vorliegt (vergleiche die beiliegende Figur 3 :(a) Polypropylenfasern, (b) verfilzte Kristallisationen) .

Die Zumischung von Schwefel zu dem Bitumen in der angegebenen Menge erlaubt die Regulierung des Eindringens des Bitumens in die nicht-gewebte Faserlage entsprechend der Struktur und dem Grundmaterial der nicht-gewebten Faserlage, um dieser eine vollständige Dichtheit zu verleihen, sowohl auf deformierbaren porösen Trägern als auch auf nicht-deformierbaren porösen Trägern als Folge der Haftung zwischen der Faser und dem Bindemittel durch die Anwesenheit von Schwefel in dem Bindemittel.

Die Herabsetzung der Viskosität bei der angegebenen Temperatur

~ : 2545Θ1Ο

— ο —

ei^laubt das Imprägnieren der nicht-gev/ebten Faserlage bei ausreichend niedrigen Temperaturen, so da λ sich, das "Bindemittel an die Faserlage anpaßt. Andererseits ist es auch möglich, 'das Bindemittel unter hohem Druck (4- bis 6 Bar) zu verwenden, ohne das Produkt zu modifizieren, was die Aufsprühung auf die nicht-gewebte Faserlage unter hohem Druck erlaubt.

Das Abdichtungsmittel kann daher am Ort seiner Verwendung hergestellt werden, weil das Phänomen der Wanderung des Bindemittels auf der Faserlage ab Beginn des Aufbriigens stark vermindert wird und nach einigen Stunden völlig unterdrückt wird als Folge des Kristallisationsmechanismus des Schwefels, der sich fest in die nicht-gewebte Faserlage einlagert. Durch diese Einlagerung bzw. Verfilzung erhält das Abdichtungsmittel eine homogene Struktur und einen erhöhten Kohäsionsgrad, der durch die besondere Affinität des Bitumen/Schwefel-Bindeniittels gegenüber Polypropylenfäden noch verstärkt wird. Diese Eigenschaften können wie folgt nachgewiesen werden:

Eine Reihe von isotaktischen Polypropylenfäden mit einem Titer von 15 dtex, die bei einer Dehnung von 250 % eine Festigkeit von 2,78 g/dtex aufweisen, wird den folgenden Behandlungen unterzogen:

(A) Behandlung mit warmer Luft von 14-0⁰C während eines Zeitraums von 30 Minuten,

(B) Behandlung in Bitumen von 14-0°C während eines Zeitraums von 30 Minuten und anschließendes Waschen mit Hexan,

(C) Behandlung in dem Bitumen/Schwefel-Bindemittel bei 14-0⁰C während eines Zeitraums von 30 Minuten, dann Waschen mit Hexan.

Nach der Behandlung sind die Eigenschaften der Fäden wie folgt verändert:

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Tabelle I	Behandlung	Bruchfestigkeit in g/dtex NF GO7 008	Dehnung in % IiP GO 7 008
	Vergleichsmaterial	2,78	257
A.) mit warmer Luft	2,72	228
B) mit Bitumen	2,50	197
3) mit dem Bitumen/- Schwefel-Bindemittel	2,88	221

Es scheint, daß im Gegensatz zu der Behandlung in Bitumen al-Mn, welches die Polypropylenfäden anzugreifen scheint, die Behandlung in dem Bitumen/Schwefel-Bindemittel die Eigenschaften verbessert. Aufgrund der Gesamtheit der folgenden Besonderheiten

- Verwendung des Bindemittels bei tieferen Temperaturen dank der fluidisierenden Wirkung des Schwefels,

- Herstellung des Abdichtungsmittels an dem Ort der Verwendung, die ermöglicht wird durch die Stabilität des Bindemittels, welches die Zerstäubung bei hohem Druck aushält,

- hohe Eohäsion des Verbundes aus der nicht-gewebten Faserlage und dem Bindemittel dank der Kristallisation des Schwefels,

- besondere Affinität des Bitumen/Schwefel-Bindemittels gegenüber Polypropylenfäden,

kann sich das erfindungsgemäße Abdichtungsmittel anpassen an die Deformation der Träger, auf die es aufgebracht wird, insbesondere beim Scheren, beim Durchlöchern (poinqonnement), beim Biegen und beim Bersten, wobei gleichzeitig eine völlige Abdichtung erzielt wird. Die Empfindlichkeit gegenüber Wasser wird beseitigt und diejenige gegenüber Lösungsmitteln, insbesondere gegenüber Kohlenwasserstoffen, wird stark herabge-

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2 b 4 b 9 1 Q

setzt. Andererseits - und dies ist ein sehr wichtiger Punkt iöt das Abdichtun-Tsmittel unter Druck: in der Kälte selbstklebend und die Bindung wird vollständig, sobald die angewendete Temperatur über den Srwichungspunkt des Bindemittels hinaus ansteigt. Diese Eigenschaft erlaubt die Vermeidung der Verwendung von Leim oder die erhöhte Zufuhr von Kalorien für die Verklebung von Bahnen bzw. Streifen.

Das erfindungsgemäße Abdichtungsmittel erlaubt die Herstellung von Hauptdichtungen, Vereinigungsdichtungen oder semipermeablen Membranen für Hoch- und Tiefbauanlagen, die eine Abdichtung und Verbindung von verschiedenen Schichten, die diese Strukturen aufbauen, gewährleisten und zu der mechanischen Arbeit der entsprechenden Abschnitte beitragen, sowie die Herstellung von Trägerschichten oder Bindemittelschichten, insbesondere für vorher hergestellte oder nicht vorher hergestellte Überzüge und für Umhüllungen.

Beispiel 1

In einem Einfachschnecken-Extruder wird Polypropylen bei etwa 2'7O⁰G geschmolzen. Der Pluiditätsindex der Polymerisate i 230 beträgt 15 (entsprechend dem Gewicht des Materials, das bei 230⁰C innerhalb von 10 Minuten durch eine Düse mit einem Durchmesser von 2,095 n^ und einer Länge von 8 mm unter einem Druck von 2,16 kg fließt). Die geschmolzene Masse wird anschließend durch ein Filtersystem gedruckt, dessen Maschen eine gute Homogenisierung der Masse bewirken. Mit Hilfe von Getriebepumpen (Zahnradpumpen) v/ird das Polymerisat anschließend Düsen zugeführt. Oberhalb derselben sind Siebe angeordnet, welche die Aufgabe haben, die geschmolzene Masse zu filtrieren und zu homogenisieren. Die Düsen weisen 32 oder 108 auf mehrere Zonen verteilte Löcher auf. Die Dimensionen der Austrittslöcher dieser Düsen werden so gewählt, daß das Phänomen des "Bruchs beim Schmelzen" vermieden wird. Die Gesamt-

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durchflussmenge durch die Gesamtheit der Düsen liegt zwischen 500 und 450 kg/Stunde.

Die mittels eines Systems von konditionierter Luft abgekühlten Fäden werden von Ausziehdüsen mitgenommen, in denen sie bei 20 kg/cm ausgezogen v/erden; die Fäden werden anschließend bis zu dem Herstellungstisch in Rohren geführt. Diese Rohre enden in einem Trennsystem, dessen Profil so gewählt wird, daß eine gute Verteilung der Fäden auf dem Tisch hervorgerufen wird. Der Teppich (die Decke) auf dem Herstellungstisch weist einen Iviaschenhohlraum auf, der in Abhängigkeit von dem Titer der extrudierten Fäden variieren kann.

Bs werden Jeweils zwei Fadenlagen hergestellt: die eine aus Fäden von 2 dtex mit Düsen mit 108 Löchern, die andere aus Fäden von 15 dtex mit Düsen mit 32 Löchern.

i² 190

Titer in dtex Zugfestigkeit in g/dtex Dehnung in %

erste Fadenlage	zweite Faden lage
10	12
15	2
3,2	3,8
100	175

Die Austrittsfadenlage von 15 dtex mit einem Gewicht von etv/a 30 g/m wird bei einer Temperatur von 115⁰G und bei einem hydraulischen Druck von 20 kg/cm auf hydraulischen Spannvorrichtungen kalandriert. Die Austrittsfadenlage von 2 dtex mit einem Gewicht von 20 g/m wird bei einer Temperatur von 130⁰G und bei einem hydraulischen Druck von 25 kg/cm auf hydraulischen Spannvorrichtungen kalandriert. Die beiden Fadenlagen, die Jeweils aus Fäden von 2 und 15 dtex bestehen, werden anschließend geschlichtet (mit einer Schlichte versehen), dann

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durch sechsmaliges Umbiegen und Heften in einer Dichte von etv/a 120 Einst ichen/cin so miteinander voreinigt, daß man ein Endprodukt mit einem Gewicht von etwa 320 g/m^ erhält. '

Las Bindemittel besteht aus einer T/Iischung aus

- ?0 Gev/ichtsprozent Sindring-Bitumen (50/100, Norm KE¹T 66004), das in der Hasse bis zu eine.ru G-rade von 0,15 % modifiziert worden ist mit Polyrara S (Societe Pierrefitte-Auby, Prankreich, einem quaternären Am in vom Alkyl-Propylen-Polyamin-Typ)» welches die Qualität des Produkts verbessert, und

- 30 Gewichtsprozent Schwefel in Form von Plättchen.

Dieses Bindemittel hat die unmittelbar nach seiner Herstellung gemessenen folgenden Eigenschaften: ■ - -

- Dichte, gemessen mit dem Hubbard-Piknometer, zwischen 1,16 und 1,17 (Norm MMI 66007),

- Eindringvermogen zwischen -82 und 95 (Norm HF'T 66004) ,

- Kugel- und Ringerweichungspunkt zwischen 44 und 4-7°C (Norm KBT 66008),

- Schockkohäsion, gemessen mit dem Schlagpendel vom Vialit-Typ: bei ~23°P zwischen 1,3 und 1,5 kg m/cm

bei + 5°G zwischen 1,2 und 1,9 kg m/cm bei +18⁰C zwischen 1,2 und 3,0 kg m/cm bei +55°C zwischen 2,7 und 4,5 kg m/cm

- dynamische Viskosität: bei 110⁰C 500 cP

bei 120°C 350 cP

bei 130⁰C 232 cP

bei 140⁰C 150 cP

bei 150⁰C 130 cP

bei 160⁰C 100 cP

bei 170°C 80 cP.

Nach dem beschleunigten Alterungstest in einem oxydierenden Wärmeschrank während eines Zeitraums von 72 Stunden bei 55⁰C

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nach dem Verfahren von Vialit erhält nan die folgenden Bindemitteleigenschaften:

- Gewichtsverlust zwischen 0,1 und 0,6 %,

- Kugel- und-Ring-Erweichungspunkt zwischen 50 und 55 C,

- Kohäsionsschock: bei -23°C zwischen 0,9 und 1,2 kg m/cm

bei + 5°C zwischen 1,0 und 1,5 kg m/cm bei +18⁰C zwischen 1,5 und 2,5 kg m/cm bei +55°C zwischen 3>0 und 5₅O kg m/cm .

Die Herstellung des Bindemittels erfolgt in zwei Stufen:

- In ßiner ersten Stufe wird das Bitumen, das auf eine Temperatur zwischen 130 und 140°C gebracht worden ist, durch Rühren mittels einer in einem geschlossenen Kreislauf arbeitenden Pumpe gemischt,

- in einer zweiten Stufe wird der Schwefel in Form von Plättchen ge,^r
bracht.

chen geschmolzen und auf eine Temperatur von etwa 135°C ge-

Anschließend wird es gleichzeitig wie die Mischung Bitumen/-Polyram S in eine Kegelradturbine mit regulierbaren und heizbaren Luftspalten eingeführt. Diese Luftspalten werden auf eine Öffnung zwischen 0,35 und 0,50 mm eingestellt, was in diesem Beispiel unter Berücksichtigung des verwendeten Materials einer Durchflußmenge von 10 t pro Stunde entspricht. Das Durchmischen bei gleichzeitigem Auswalzen wird kontinuierlich durchgeführt durch gleichzeitige Beförderung mittels Dosierpumpen, die mit einer Einrichtung versehen sind, die jedes Einziehen von Luft in die Mischung verhindert. Das so hergestellte Bindemittel wird unter einer Stickstoffatmosphäre in Behältern gelagert. Das so hergestellte .Bitumen-Schwefel-Bindemittel wird mittels der nachfolgend beschriebenen Einrichtung bei einer Temperatur von etwa 140⁰C auf die nicht-gewebte Fadenlage, die bei Umgebungstemperatur gehalten wird, aufgesprüht. Diese Einrichtung umfaßt:

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(1) einen heizbaren und wärmegeschützten Lagerb ehält er mit einem Rührsystem,

(2) ein System, mit dessen Hilfe das Bindemittel mittels eines neutralen Gases unter Druck gesetzt werden kann, es ist darüber hinaus möglich, auch ein Kompressionssystsni mit einer mit konstanter Durchflussmenge arbeitenden Pumpe zu verwenden,

Q) eine Zerstäubungseinrichtung (Sprüheinrichtung) mit einem heizbaren Doppelmantel, die eine IfeLhe von speziellen schraubenförmigen Zerstäubungsgelenkrohren in regelmäßigen Abständen voneinander aufweist, die zwischen 4- und 6 Bar arbeitet.

Die Höhe der Einrichtung oberhalb der zu imprägnierenden nicht-gewebten Fadenlage beträgt 40 + ~j> cm. Die Verbindung zwischen Behälter und Sprüheinrichtung ist fest. Die nicht-gewebte Faserlage wird mit einer konstanten Geschwindigkeit ab-" gerollt, die als Funktion der Durchflußmenge durch die Sprüheinrichtung so berechnet wird, daß der gewünschte Bindemittel-

gehalt (in dem vorliegenden Beispiel 3 kg/m nicht-gewebter Faserlage) erzielt wird.

Im Falle des Auftrags an der Baustelle wird die nicht-gewebte Faserlage vorher auf eine Arbeitsebene abgerollt. Die Behälter-Sprüheinrichtungs-Anordnung ist beweglich und wird mit einer konstanten Geschwindigkeit verschoben, die so errechnet wird, daß die gewünschte Dosierung erzielt wird. An der Baustelle erfolgt die Aufsprühung des Bindemittels im Prinzip nur auf die obere Oberfläche. In der Werkstatt kann die Aufsprühung auf eine oder auf beide Oberflächen gleichzeitig oder nicht gleichzeitig durchgeführt werden. Wenn die nicht-gewebte Faserlage vor dem Aufbringen des Bindemittels feucht ist, wird

sie vor der Sprühbehandlung bis zu einem Gehalt von 4-0 g/m mit einer Suspension von Folyram S (Societe Pierrefitte-Auby, einem quaternären Amin vom Alkyd-Propylen-Polyamid-Typ) in

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Steinkoiilenphenolöl, verdünnt mit 7/asser im Verhältnis 1:10, behandelt.

Die mechanischen Eigenschaften der auf diese Weise behandelten Faserlage sind in der folgenden Tabelle II zusammengefaßt, in der außerdem die mechanischen Eigenschaften der nicht-behandelten Faserlage mit dem gleichen Gewicht angegeben sind. Die den Belastungs-Entlastungs-Zyklen entsprechenden Beanspruchungs-Deformations-Kurven sind in der beiliegenden J?ig. 1 graphisch dargestellt.

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Tabelle II

Eräger aus einem nicht-gewebten Gewebe vom direktversponnenen Typ auf Basis von endlosen isotaktischen Folyprop:/lenfäden, 320 g/m²

CQ -P •H <D 'S •H -P

•HO ¹X)O PhO Φ CU CQ ω ·Η cd φ

Ü-P 2 to h Q) P-P

O O £>O ΛΟ 0OJ

Ο) 4» XS co O Φ 03 -P •Η ω •ρ ω cd π

to Fh

Eigenschaften

auf dem Träger nich

deformierbar

porös

auf'dem Träger

deformierbar

porös

Druck 2 Bar.·

Druck 4 Ear.

Druck -2 Bar

Extrusion und Bersten unter Wasserdruck

Stempel A

Querschnitt 0

2,53 ^ cn2

Stempel

Druck

4 Bar

auf dem glatten₍ Gewebe

auf der Verbin dungsstelle

Querschn.ja 29.5

²'²⁴ 0

cm2

Querschnitt

2.54

cm2 0 -₁

WA

unbehandeltes

nicht-gewebtes Gewebe

nicht getroffen

durchbohrt mit 968 kg/cm²

durchbohrt mit 670 kg/cm^

dur chb ο hrt 2362 kg/cm

nicht-gewebtes Gewebe, imprägniert mit dem Bitumen/Schwefel 70/30-80/100-Bindemittel bis zum Gehalt v.3 kff/m

dicht

12 Bar

9 Bar

durchbohrt mit 498 kg/cnr

durchbohrt mit 44-6 kg/cm

durchbohrt mit 500

Tabelle II (1. Fortsetzung)

•Η OO Ö

<D t>O U

X5 O CU

τΡ OJ tO

O CD Ή F^ 'riXJO . .

Oj-H Φ. g ¹O · Tj

C -H Ή) P>

pi ω pi c<i Cu τ- σ¹

Bruchbelastung Bruchdehnung

Brucheinschnürung

Verhältnis 1/1 beim Bruch

Einreißen _.. 1nm/s bei-20 C kg/cm %

84- %

5,8 % 7,9 kg/mm Dicke

21 kg/cm 107 %

68 %

2,6 % kg/mm Dicke

CD OO

CO

υ%

Tabelle II (2. Fortsetzung)	Zug	% A	1* 5	L. 1	elastische' Erholung	% S	L 1	I	Zug	55 A	% S	L 1	1 elastische Erholung	% S	L 1	I	5
	O	O	1,5	% A	O	1.5		0	0	1.3	% A	0	1.3
A=Dehnung S=Einschnürung I/l=Verhältnis Lange/Breite ^S P O CQ CQ CQ Ctf	75.6	70,5	B.9	O	60.7	6.0		34o4	35o0	2.7	0	29 01	2,3
w α) (χι ^ ^ _rt Belastung O kg	133.9	78,0	16.3	57.1	71.4	10.6		56.2	49.7	4.1	23.1	41 .6	3.1
^"ä"⁰ Bei. . ■ 12,6 Kg/cm ^v I p)	161,9	81,2	20.0	105.9	Bruc)		96.e	GOoS	5,7	3₂.7j	5--.1		I
«on ..; -"¹⁶'^{3 Kg/} "				freiei			145.6	6J_O5	10.0	71.2	62.5	7,6
										113.7	JGrlöiben ohnej
·"· <° &> " - -5 -J C 1/ / Il
^>.H " 27,Λ Kg / »
gV^P ' » ·· 30_r1 Kg./ » p! hg -- . .
co ο ρ ³²» ι ^a/ CÖ i> r-H _ . ^
ΦΡΛ " · 34,Sf Kg/ «
SÄ*""¹ " - 35.5 Kg/ « •H hD Ö ^J/
•η ω . ^τί Λ " 33,6 Kg/ " •Η Ö ü ^
O) -r! CO "'■■ ^! ^ ·Η it -42? K-/ "
co OH '45,5 Kc/ ^π π? ώ tu ■-■ ■ ,.,,.,,,
ω·Η Fh ' - 49,6 Kg/ » pi Φ φ
¹^-⁰'⁰ . ■ 53,1 Kc/ "





i ·

rc· cn

CTi CD

Beispiel 2

In einem zweiten Einfachschnecken-Extruder· wird Polypropylen bei etwa 270⁰C geschmolzen. Der Fluiditätsindex der Polymerisa-

2
te i 230 "beträgt 15° Die geschmolzene Masse wird anschließend durch ein System von Filtern gedrückt, deren Maschen geeignet sind, eine gute Homogenisierung des Extrudats zu bewirken. Mit Hilfe von Getriebepumpen (Zahnradpumpen) wird das Polymerisat anschließend dosiert und in Düsen eingeführt. Oberhalb derselben sind noch Siebe angeordnet, welche die Aufgabe haben, die geschmolzene Masse noch zu filtrieren und zu homogenisieren Die Düsen v/eisen 32 auf mehrere Zonen verteilte Löcher auf· Die Dimensionen der Austrittslöcher dieser Düsen werden so gewählt, daß das Phänomen des "Bruchs beim Schmelzen" vermieden wird. Die Gesamtdurchflußmenge durch diese Düsen beträgt etwa 450 kg pro Stunde,

Die mit einem System mit konditionierter Luft abgekühlten Fäden werden von Ausziehdüsen mitgenommen, in denen sie bei 20 kg/cm² ausgezogen werden; sie werden anschließend in Rohre auf den Herstellungstisch geführt« Diese Rohre enden in einem System von Separatoren, deren Profil so gewählt wird, daß sie eine gute Verteilung der Fäden auf dem Tisch bewirken. Der Teppich (die Decke) des Herstellungstisch.es weist einen Hohlraum von Maschen auf, der je nach dem Titer der extrudierten Fäden variieren kann» Die Eigenschaften der Fäden sind folgende: i² 190:10,
Titer 15 dtex
Zugfestigkeit 3,2 g/dtex
Dehnung 200 %.

Wenn Faserlagen mit einer guten Verteilung der spezifischen Eigenschaften und einer großen Endbreite hergestellt werden sollen, kalandriert man eine Austrittslage mit einem verhältnismäßig geringen Gewicht von etwa 60 g/m auf einem Kalander bei einer Temperatur von 115°C und bei einem hydraulischen

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Druck von 20 kg/cm auf hydraulischen Spannvorrichtungen

Die aus Fäden von 15 dtex bestehende Faserlage wird anschließend auf eine Biegeeinrichtung und eine Hefteinrichtung transportier wo sie geschlichtet wird, bevor sie 10 mal umgebogen und mit

einer Dichte von etwa 150 Einstichen/cm so geheftet wird, daß man zu einem Endprodukt von etwa 600 g/m gelangt.

Das Bindemittel ist identisch mit dem in Beispiel 1 beschriebenen und ist unter den gleichen Bedingungen hergestellt worden. Dagegen wird die Imprägnierung der nicht-gewebten Faserlagen (Paservliese) durch Eintauchen bewirkt. Das erwärmte Bitumen/Schwefel-Bindemittel wird bei einer Temperatur von 140⁰C in einem offenen Behälter mit einer Regelheizung gelagert Dieser Behälter weist ein Rührsystem und eine Anordnung von Spannwalzen mit Punkten auf, die in das Bindemittel eintauchen.

Vor dem Imprägnieren wird die nicht-gewebte Faserlage auf eine Trägerwalze mit regulierbarer Spannung aufgerollt und dann mittels Spannwalzen durch das Bindemittel geführt» Anschließend wird sie nach dem Durchgang durch eine kalt belüftete Zone wieder mit konstanter Aufrollgeschwindigkeit von der Aufrollwalze aufgenommen. Gleichzeitig wird ein nicht-klebendes Blatt Spezialpapier aufgewickelte Der Bindemittelgehalt wird durch die Transportgeschwindigkeit als Funktion der Porosität der Faserlage geregelt.

Die mechanischen Eigenschaften der so behandelten Faserlage sind in der folgenden Tabelle. III zusammengefaßt, in der außerdem die mechanischen Eigenschaften einer nicht-behandelten Faserlage des gleichen Gewichts angegeben sind«, Die Arbeitebedingungen bezüglich der Tests sind in der Anlage erläutert. Die Beanspruchung^Deformations-Kurven, die den Belastungs/Entlastungs-Cyclen entsprechen, sind in der Fig. 2 graphisch gestellt. Die in der Beschreibung der Erfindung und in den Beispielen genannten Normen werden von der Association

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254b910

ise de normalisation (AJ¹NOR), Tour Europe, 92 Courbevoie (Prankreich), herausgegeben.

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(Tabelle III

Träger aus einem nicht-gewebten Gewebe vom direktversponnenen Typ auf Basis von endlosen isotaktischen Polypropylenfäden, 600 g/m²

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auf dem Träger

deformierbar

porös

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Druck

2 Bar

Druck

4 Bar;.

Druck

2 Bar ■

Druck

4 Bar,

auf ^-dem glatten Gewebe

auf der Verbindungsstelle

Stempel

Stempel

Stempel C

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CM2

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Querschnitt

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unbehandelt es

nicht-gewebtes
Gewebe

nicht betroffen

durchbohrt mit 1356 _?

kg/cm

992
kg/cm

gutes Verhalten₀oberhalb 2400 k/^d

nicht-gewebtes Gewebe, imprägniert mit dem
Bitumen/Schwefel 70/30-80/100-Bindemittel bis zum Gehalt v. 4 kg/m

dicht

Bar

Bar
durchbohrt mit 581

5
kg/cm^c

670
kg/cm'¹

600
kg/cm^

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Tabelle III (1. Portsetzung)

•Η O O Ö

+3 CM CQ JX(ILrH fs...... _.-·._	Bruchbelastung ....
.«Η M Φ . -P fcOP Ο CÖ'H Q)	j Bruchdehnung
«Η ϊί CO «	Brucheinschnürung
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30 kg/cm

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76 %

10,3 kg/mm Dicke

35 kg/cm

105 % 58 %

6,9 kg/mm Dicke

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Zugfestigkeit im Belastungs/Entlastungs-Cyclus
bei Geschwindigkeit von 1 mm/s bei 20<>C mit Messuns·

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Claims

Patentansprüche

1. Abdichtungsmittel, mit dessen Hilfe es möglich ist. Hoch- und Tiefbauanlagen vollkommen wasserdicht zu machen und ihnen eine erhöhte Unempfindlichkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln zu verleihen, dadurch gekennzeichnet, daß es "besteht aus einem Verbund aus einer nicht-gewebten Lage oder einer Anordnung von nicht-gewebten Lagen . aus endlosen Fäden aus isotaktischem Polypropylen und einem Bindemittel, das aus einer Mischung aus Schwefel und einem Bitumen besteht, das zwischen 120 und 160⁰C ein solches Fließvermögen aufweist, daß sich der Schwefel bei diesen Temperaturen verteilen kann, wobei das Gewichtsverhältnis von Schwefel zu Bitumen vorzugsweise zwischen 15:85 "und 30:70 liegt,

2. Abdichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis zwischen der Faserlage oder der Anordnung von Faserlagen und dem Bindemittel 1:0,5 "bis 1:60, vorzugsweise etwa 1;10,beträgt_β

3 ο Abdichtungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-gewebte Faserlage ein Gewicht zwischen 10 und 1000 g/m aufweist.

4. Abdichtungsmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Polypropylenfäden einen Titer zwischen 0,5 "und 30 dtex aufweisen und durch direktes Verspinnen zu einer Lage vereinigt worden sind.

5· Abdichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserlage oder die Anordnung · von Faserlagen durch einen Klebstoff modifiziert ist, der vorzugsweise aus einem sekundären Aminacetat oder aus einer Suspension eines quaternären Amins in Steinkohlenphenolöl besteht und in beiden Fällen in Form einer wäßrigen Suspension von 1:10 vorliegt·

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6· Abdichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet j daß das Bindemittel außerdem einen oder mehrere Farbstoffe oder Pigmente, herbizide Verbindungen, fungizide Verbindungen und/oder Beschwerungssubstanzen enthält

7. Verfahren zur Herstellung des Abdichtungsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Bitumen mit einem solchen Fließ vermögen zwischen 120 und 160°G, welches die Verteilung des Schwefels in dem Bitumen bei diesen Temperaturen erlaubt, unter ständigem Rühren auf eine Temperatur von 130 bis 200⁰G bringt, in das Bitumen nacheinander unter- Fortsetzung des Kührens flüssige! oder pulverförmigen oder blättchenförmigen Schwefel und gegebenenfalls die anderen Bestandteile des Bindemittels unter Beibehaltung der Temperatur von 130 bis 200⁰G in der Weise einführt, daß das gewünschte Gewichtsverhältnis von Schwefel zu Bitumen erhalten wird, das Rühren bis zur Bildung einer homogenen Mischung fortsetzt und das auf diese Weise gebildete Bindemittel durch Aufsprühen oder durch Eintauchen bei einer Temperatur von 140°G oder von etwa 140⁰C auf eine nicht-gewebte Lage oder eine Anordnung von nicht-gewebten Lagen aus kontinuierlichen Fäden aus isotaktischem Polypropylen aufbringt.

8o^; Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bindemittel herstellt durch Rühren unter Normaldruck bei einer Temperatur von weniger als 160°C und durch Arbeiten in einem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen System.

9· Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß man das Bindemittel herstellt durch Rühren unter vermindertem Druck bei einer Temperatur oberhalb 160⁰C.

Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß man das Bindemittel durch Aufsprühen bei einer Temperatur von etwa 140⁰G und unter einem Druck von 4· bis 6 Bar auf die Faserlage aufbringt.

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11. Verfahren, nach Anspruch 7₅ dadurch gekennzeichnet,

daß man das Bindemittel durch Eintauchen bei einer Temperatur von 135 bis 14-5°C auf die Faserlage aufbringt.

12. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man "bei Verwendung einer feuchten Paserlage vor dem Aufbringen des Bindemittels die Faserlage mit einem Klebstoff behandelt, der vorzugsweise aus einem sekundären Aminacetat oder einer Suspension eines quaternären Amins 5.n Steinkohlenphenolöl besteht, wobei die in beiden Fällen vorliegende

wäßrige Suspension von 1:10 in einer Menge von 40 g/m auf die Faserlage aufgesprüht wirdo

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