DE2545910C2

DE2545910C2 - Abdichtungsmittel

Info

Publication number: DE2545910C2
Application number: DE2545910A
Authority: DE
Inventors: Daniel Volgelsheim Bertannier; Maurice Lumiere Rueil-Malmaison Brossel; Gilbert Biesheim Neuf-Brisach Laurent
Original assignee: Societe Nationale Elf Aquitaine Production SA
Current assignee: Societe Nationale Elf Aquitaine Production SA
Priority date: 1974-10-16
Filing date: 1975-10-14
Publication date: 1982-04-15
Also published as: US4076885A; FR2288137B1; GB1514520A; DE2545910A1; BE834456A; FR2288137A1; ES441796A1; IT1043422B; CH606375A5; SE7511546L; NL7512094A

Description

In der DE-OS 23 51 213 wird ein Abdichtungsmittel beschrieben, das aus einer nichtgewebten Lage (Filz) aus offensichtlich endlosen Fäden aus Polypropylen und einem bitumenhaltigen Bindemittel besteht. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das beschriebene Abdichtungsmittel eine geringe abdichtende Wirkung und nicht zufriedenstellende mechanische Eigenschaften aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Abdichtungsmittels, das eine hohe Dichtungswirkung bei guten mechanischen Eigenschaften, insbesondere unter Zugbelastung, aufweist. Mit Hilfe eines derartigen Abdichtungsmittels soll es möglich sein, Tiefbau- und Hochbauanlagen gegenüber Wasser vollkommen dicht zu machen und ihnen eine erhöhte Unempfindlichkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln zu verleihen.

Diese Aufgabe wird durch das in den Patentansprüchen beschriebene Abdichtungsmittel gelöst, das den Gegenstand der Erfindung darstellt.

Das erfindungsgemäße 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 vereinigt Bei der nichtgewebten Faserlage (dem Faservlies) des erfindungsgemäßen Abdichtungsmittels handelt es sich um eine eines solchen Typs, der durch direktes Verspinnen hergestellt worden ist, auf Bisis von endlosen Fäden aus isotaktischem Polypropylen. Vorzugsweise verwendet man ein Polypropylen, das bei 230⁰C einen Fluiditätsindex von 0,5 bis 30 aufweist; dieser Index wird bestimmt durch das Gewicht des Materials, das bei 23O⁰C innerhalb von 10 Minuten durch eine Düse mit einem Durchmesser von 2,095 mm und einer Länge von 8 mm unter einem Druck von 2,16 kg fließt. Die Herstellung dieser nichtgewebten 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 gedruckt. 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 Faltvorrichtung 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 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.

Dein 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 nichtgewebten 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 Zusammenhaften oder durch schräges Falten und Haften 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 nichtmodifizierten Bitumens, das jedoch zwischen 120 und 160°C 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 Abdichtungsmittels und der Imprägnierbarkeit der Faserlagen; er liegt zwischen 15:85 und 30:70. Das Bindemittel kann beispielsweise durch Zugabe von Lösungsmitteln, eines Flußmittels, von Beschwerungssubstanzen, von Pigmenten oder mineralischen und organischen Färb-

stoffen, herbiziden oder fungiziden Verbindungen modifiziert werden. Die Verfahren zur Herstellung und Lagerung des Bindemittels vor seiner Verwendung werden so ausgewählt, daß ihm Eigenschaften verliehen werden, die 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 (z. B. den Erweichungspunkt, das Eindringvermögen, die Duktilität) wesentlich beeinflussen. Im Falle der Herstellung bei einer Temperatur unterhalb 160° C 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 folgenden Beispiel 1 angegebenen Herstellungsbedingungen und Materialien verwendet Wenn ein diskontinuierliches Verfahren angewendet wird, wird das Bindemittel, das vorher auf die Herstellungstemperatur erwärmt worden ist, in eine Pumpen-Tr'boreaktor-An- >o Ordnung eingeführt und in einem geschlossenen Kreislauf durchgeführt 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°C so beschrieben worden ist Das verwendete Material umfaßt jedoch noch außerdem eine Einrichtung, weiche die Evakuierung des Fabrikationsbehälters und die Neutralisation der gasförmigen Abströme erlaubt. Die Lagerung der fertigen Produkte erfolgt vorzugsweise unter einer neutralen Gasatmosphäre.

Die so hergestellten Bindemittel können entweder auf trockene, nichtgewebte 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 aud dem Acetat 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/m² auf die Faserlage aufgesprüht wird. Als Klebstoff verwendbar sind beispielsweise die Handelsprodukte vom sekundären Aminacetattyp oder vom quaternären Amintyp, wie ein quaternäres Amin vom Alkyd-Propylen-Polyamid-Typ, die beide in Form der obengenannten Suspension vorliegen.

Das Aufbringen des Bindemittels auf di*: nichtgewebten Faserlagen kann entweder durch Aufsorühen oder durch Eintauchen erfolgen. Das Aufsprühen wird bei einer Temperatur von etwa 140° C 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 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° C durchgeführt; diese Art des Auftrags ist in dem weiter unten folgenden Beispiel 2 näher beschrieben.

Eine günstige Herstellungsrnöglichkeit für das erfindungsgemäfle Abdichtungsmittel besteht z. B. darin, ein Bitumen mit einem Fließvermögen zwischen 120 und 160°C, das die Verteilung des Schwefels in dem Bitumen bei diesen Temperaturen erlaubt unter ständigem Rühren auf eine Temperatur von J 30 bis ?00°C zu bringen, in das Bitumen nacheinander unter Fortsetzung des Rührens flüssigen oder pulverförmigen oder blättchenförmigen Schwefel und gegebenenfalls die anderen Bestandteile des Bindemittels unter Beibehaltung der Temperatur von 130 bis 200° C in der Weise "einzuführen, daß das gewünschte Gewichtsverhältnis von Schwefel zu Bitumen erhalten wird, das Rühren bis zur Bildung einer homogenen Mischung fortzusetzen und das auf diese Weise gebildete Bindemittel durch Aufsprühen oder durch Eintauchen bei einer Temperatur von 140°C oder von etwa 140°C auf eine nichtgewebte Lage oder eine Anordnung von nichtgewebten Lagen aus kontinuierlichen Fäden aus isotaktischem Polypropylen aufzubringen. Bringt man das Bindemittel durch Eintauchen auf die Faserlage auf, so erfolgt dies bevorzugt bei einer Temperatur von 135 bis 145° C.

Das vorstehend beschriebene Bitumen-Schwefel-Bindemittel ist durch die folgenden spezifischen Eigenschaften charakterisiert:

— Herabsetzung der Verwendungstemperatur, 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 Abperlwirkung führt;

— zunehmende Vernetzung des Bindemittels unter dem Einfluß der partiellen Kristallisation des Schwefels (vergleiche F i g. 3), 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 nichtgewebten Polypropylenfaserlage und den Kristalliten vorliegt (vergleiche Fig.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 nichtgewebte Faserlage entsprechend der Struktur und dem Grundmaterial der nichtgewebten Faserlage, um dieser eine vollständige Dichtheit zu verleihen, sowohl auf deformierbaren porösen Trägern als auch auf nichtdeformierbaren 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 erlaubt das Imprägnieren der nichtgewebten Faserlage bei ausreichend niedrigen Temperaturen, so daß 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 nichtgewebte 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 Aufbringens stark vermindert wird und nach einigen Stunden völlig unterdrückt wird als Folge des Kristallisationsmechanismus des Schwefels, der sich fest in die nichtgewebte 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-Bindemittels gegenüber Polypropylenfäden noch verstärkt wird. Diese Eigenschaften können wie folgt nachgewiesen werden:

Eine Reihe von isotaktischen Polypropylenfäden mit einem Titer von 15dtex, 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 140°C während eines Zeitraums von 30 Minuten,

(B) Behandlung in Bitumen von 140°C während eines Zeitraums von 30 Minuten und anschließendes Waschen mit Hexan,

(C) Behandlung in dem Bitumen-Schwefel-Bindemittel bei 140⁰C während eines Zeitraums von 30 Minuten, dann Waschen mit Hexan.

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

Tabelle I

Behandlung

Bruchfestigkeit Dehnung

in g/dtex in %

NF G 07 008 NF G 07 008

Vergleichsmaterial 2,78

A) mit warmer Luft 2,72

B) mit Bitumen 2,50

C) mit dem Bitumen- 2,88
Schwefel-Bindemittel

257
228
197
221

20

35

40

45

Es scheint, daß im Gegensatz zu der Behandlung in Bitumen allein, 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 Kohäsion des Verbundes aus der nichtgewebten 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, 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 herabgesetzt. Andererseits — und dies ist ein sehr wichtiger Punkt — ist das Abdichtungsmittel unter Druck in der Kälte selbstklebend und die Bindung wird vollständig, sobald die angewendete Temperatur über den Erweichungspunkt des Bindemittels hinaus ansteigt. Diese Eigenschaft erlaubt die Vermeidung der Verwendung von Leim oder die erhöhte Zufuhr von Wärme 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 Umhüllun-

S^en- Beispiel 1

In einem Einfachschnecken-Extruder wird Polypropylen bei etwa 270°C geschmolzen. Der Fluiditätsindex der Polymerisate i²230 beträgt 15 (entsprechend dem Gewicht des Materials, das bei 230°C innerhalb von 10 Minuten durch eine Düse mit einem Durchmesser von 2,095 mm 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) wird das Polymerisat anschließend Düsen zugeführt Oberhalb derselben sind Siebe angeordnet, weiche die Aufgabe haben, die geschmolzene Masse zu nitrieren 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 Gesamtdurchflußmenge durch die Gesamtheit der Düsen liegt zwischen 300 und 450 kg/Stunde.

Die mittels eines Systems von Luft von konstanter Temperatur und Feuchtigkeit abgekühlten Fäden werden von Ausziehdüsen mitgenommen, in denen sie bei 20 kg/cm² ausgezogen werden; 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 Maschenhohlraum auf, der in Abhängigkeit von dem Titer der extrudierten Fäden variieren kann.

Es 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.

Eigenschaften der Fäden

erste
Fadenlage

zweite
Fadenlage

i² 190 10 12

Titer in dtex 15 2

Zugfestigkeit in g/dtex 3,2 3,1

Dehnung in % 100 175

Die Austrittsfadenlage von 15dtex mit einem Gewicht von etwa 30 g/m² wird bei einer Temperatur von 115°C und bei einem hydraulischen Druck von kg/cm auf hydraulischen Spannvorrichtungen kalandriert. Die Austrittsfadenlage von 2 dtex mit einem ■; Gewicht von 20 g/m² wird bei einer Temperatur von 130^cCund bei einem hydraulischen Druck von 25 kg/cm auf hydraulischen Spannvorrichtungen kalandrierl. Die beiden Fadenlagen, die jeweils aus Fäden von 2 und dtex bestehen, werden anschließend geschlichtet (mit in einer Schlichte versehen), dann durch sechsmaliges Umbiegen und Heften in einer Dichte von etwa 120 Einstichen/cm² so miteinander vereinigt, daß man ein Endprodukt mit einem Gewicht von etwa 320 g/m² erhält. π

— 70 Gewichtspro7ent Bitumen (80/100, Norm NFT 66 004), das in der Masse bis zu einem Grade von 0,15% modifiziert worden ist mit einem quaternären Amin vom Alkyd-Propylen-Polyamid-Typ, welches die Qualität des Produkts verbessert, und ^2l)

— 30 Gewichtsprozent Schwefel in Form von Plättchen.

Dieses Bindemitte! hat die unmittelbar nach seiner Herstellung gemessenen folgenden Eigenschaften:

— Dichte, gemessen mit dem Hubbard-Piknometer, zwischen 1,16 und 1,17 (Norm NFT66 007),

— Eindringvermögen zwischen 82 und 95 (Norm NFT 66 004),

— Kugel- und Ringerweichungspunkt zwischen 44 und 47° C (Norm N FT 66 008),

— Schockkohäsion, gemessen mit dem Schlagpendel vom Viaüt-Typ:

bei -23⁰C zwischen 1,3 und 1,5 kg m/cm²
bei + 5⁰C zwischen 1,2 und 1,9 kg m/cm²
bei + 18⁰C zwischen 1,2 und 3,0 kg m/cm²
bei + 55⁰C zwischen 2,7 und 4,5 kg m/cm²

— dynamische Viskosität:
bei HO⁰C 50OcP

35OcP
232 cP
15OcP
13OcP
100 cP
8OcP

bei 120°C
bei 130⁰C
bei 140
bei 150
bei 160
bei 170

°C °C °C °C

Nach dem beschleunigten Alterungstest in einem oxydierenden Wärmeschrank während eines Zeitraums von 72 Stunden bei 55" C nach dem Verfahren von Vialit erhält man die folgenden Bindemitteleigenschaften:

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

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

— Kohäsionsschock:

bei -23°Czwischen 0,9und l,2kgm/cm²
bei + 5⁰C zwischen 1,0 und 1,5 kg m/cm²
bei +18° C zwischen 1,5 und 2,5 kg m/cm²
bei + 55° C zwischen 3,0 und 5,0 kg m/cm²

Die Herstellung des
Stufen:

Bindemittels erfolgt in zwei

30

35

40

45

50

60

In einer ersten Stufe wird das Bitumen, das auf eine Temperatur zwischen 130 und 140⁰C 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 geschmolzen und auf eine Temperatur von etwa 135°C gebracht.

Anschließend wird es gleichzeitig wie die Mischung von Bitumen und quaternärem Amin 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 140°C auf die nichtgewebte Fadenlage, die bei Umgebungstemperatur gehalten wird, aufgesprüht. Diese Einrichtung umfaßt:

(1) einen heizbaren und wärmegeschützten Lagerbehälter 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 Kompressionssystem mit einer mit konstanter Durchflußmenge arbeitenden Pumpe zu verwenden,

(3) eine Zerstäubungseinrichtung (Sprüheinrichtung) mit einem heizbaren Doppelmantel, die eine Reihe von speziellen schraubenförmigen Zerstäubungsgelenkrohren in regelmäßigen Abständen voneinander aufweist, die zwischen 4 und 6 bar arbeitet.

Die Höhe der Einrichtung oberhalb der zu imprägnierenden nichtgewebten Fadenlage beträgt 40 ±3 cm. Die Verbindung zwischen Behälter und Sprüheinrichtung ist fest. Die nichtgewebte Faserlage wird mit einer konstanten Geschwindigkeit abgerollt, die als Funktion der Durchflußmenge durch die Sprüheinrichtung so berechnet wird, daß der gewünschte Bindemittelgehalt (im Beispiel 3 kg/m² nichtgewebter Faserlage) erzielt wird.

Im Falle des Auftrags an der Baustelle wird die nichtgewebte 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 nichtgewebte Faserlage vor dem Aufbringen des Bindemittels feucht ist, wird sie vor der Sprühbehandlung bis zu einem Gehalt von 40 g/m² mit einer Suspension eines quaternären Amins vom Alkyd-Propylen-Polyamid-Typ in Steinkohlenphenolöl, verdünnt mit Wasser im Verhältnis 1 : lO.behandelt

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

Tabelle II

Träger aus einem nichgewebten Gewebe vom direktversponnenen Typ auf Basis von endlosen isotaktischen PoIy-

propylenfaden, 320 g/m²

Eigenschaften

unbchandcltcs
nich !gewebtes
Gewebe

nichtgewebtes Gewebe, imprägniert mit dem Bitumen-Schwefel 70/30-80/100-Bindemittel bis zum Gehalt von 3 kg/nr

Druckwasserdichtigkeitstest bei 2O⁰C

auf dem Träger nicht deformierbar porös Druck 2 bar Druck 4 bar

auf dem Träger deformierbar porös Druck 2 bar Druck 4 bar

Extrusion und Bersten unter Wasserdruck auf dem glatten Gewebe auf der Verbindungsstelle

statischer Durchbohrungstest bei 20°C Stempel A

Querschnitt 0 20

0 29 'Ij 1—(·;|-

2,58 cm^{2 !} ^l"

Stempel B Querschnitt 0 29,5 0 34,5 2,24 cm²

Stempel C

Querschnitt 0 18 2,54 cm²

	—σ
f

nicht gemessen nicht gemessen	dicht dicht
nicht gemessen nicht gemessen	dicht dicht
nicht gemessen nicht gemessen	dicht dicht
durchbohrt mit 968 kg/cm²	durchbohrt mit 498 kg/cm²

durchbohrt mit
670 kg/cm²

durchbohrt mit
2362 kg/cm²

durchbohrt mit 446 kg/cm²

durchbohrt mit 500 kg/cm²

Zugdeformation bei Geschwindigkeit von 1 mm/Sek.
bei 2O⁰C quer zu den Fasern

Bruchbelastung Bruchdehnung Brucheinschnürung Verhältnis 1/1 bei Bruch Einreißen 1 mm/s bei 2O⁰C

12 kg/cm	21 kg/cm
100%	107%
84%	68%
5,8%	2,6%
7,9 kg/mm Dicke	5,4 kg/mm Dicke

Tabelle Π (Fortsetzung)

Zugfestigkeit im Belastungs-Entlastungs-Cyclus bei Geschwindkigkeit von 1 mm/s bei 20⁰C mit Messung der elastischen Erholung bei Zug quer zu den Fasern

Zug

%A

L T

elastische Erholung
% A % S \

%S

elastische Erholung % A % S \

Belastung	0	0	1,5	0	0	1,5	0	0	1,3	0	0	1,3
0 kg	75,6	70,5	8,9	57,1	60,7	6,0	34,4	35,0	2,7	23,1	29,1	2,3
12,6 kg/cm	133,9	7S,0	16,3	105,9	71,4	10,6	56,2	49,7	4,1	38,7	41,6	3,1
16,3 kg/cm

φ i.	11	Fortsetzung	Zug	Belastung	25 45 910	12	elastische Erholung	" τ
ι	% Λ % S ~	20,1 kg/cm 161,9 81,2 20,0			% Λ
<	23,6 kg/cm				54,1 4,9
	27,4 kg/cm	elastische Erholung Zug	L T	71,2	62,5 7,6
		% Λ % S - % Λ % S		113,7	Gleiten
	30,1 kg/cm		6,7		ohne Bruch
	32,7 kg/cm	freier Bruch 96,8 60,8	10,0
	34,9 kg/cm	145,6 67,5
	35,5 kg/cm
	38,6 kg/cm
	42,2 kg/cm
	45,9 kg/cm
	49,6 kg/cm
	53,1 kg/cm
	A = Dehnung.
	S = Einschnürung.
	L/l = Verhältnis Länge/Breite.
	Beispiel 2
				sollen, kalandriert man eine Aus-



	hergestellt werden

In einem zweiten Einfachschnecken-Extruder wird Polypropylen bei etwa 270° C geschmolzen. Der Fluiditätsindex der Polymerisate i² 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 weisen 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 Luft von konstanter Temperatur und Feuchtigkeit 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 Herstellungstisches weist einen Hohlraum von Maschen auf, der je nach dem Titer der extrudierten Fäden variieren kann. Die Eigenschaften der Fäden sind folgende:

i²190:10,
Titer 15 dtex
Zugfestigkeit 3,2 g/dtex
Dehnung 200%.

Wenn Faserlagen mit einer guten Verteilung der spezifischen Eigenschaften und einer großen Endbreite von etwa 60 g/m" auf einem Kalander bei einer Temperatur von il5°C und bei einem hydraulischen Druck von 20 kg/cm² auf hydraulischen Spannvorrichtungen.

Die aus Fäden von 15 dtex bestehende Faserlage wird anschließend auf eine Biegeeinrichtung und eine Hefteinrichtung transportiert, wo sie geschlichtet wird, bevor sie lOmal umgebogen und mit einer Dichte von etwa 150 Einstichen/cm² so geheftet wird, daß man zu einem Endprodukt von etwa 600 g/m² gelangt.

Das Bindemittel ist identisch mit dem in Beispiel 1 beschriebenen und ist unter den gleichen Bedingungen hergestellt worden. Dagegen wird die Imprägnierung der nichtgewebten Faserlagen (Faservliese) durch Eintauchen bewirkt. Das erwärmte Bitumen-Schwefel-Bindemittel wird bei einer Temperatur von 140° C in einem offenen Behälter mit einer Regelheizung

so gelagert- Dieser Behälter weist ein Rührsystem und eine Anordnung von Spannwalzen mit Punkten auf, die in das Bindemittel eintauchen.

Vor dem Imprägnieren wird die nichtgewebte 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 nichtklebendes Blatt Spezialpapier aufgewickelt 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 ΠΙ zusammengefaßt, in der außerdem die mechanischen Eigenschaften einer nichtbehandelten Faserlage des gleichen Gewichts angegeben sind. Die Arbeitsbedingungen

13

bezüglich der Tests sind in der Anlage erläutert. Die Beanspruchungs-Deformatiorii-Kurven, die den BeIastungs-Entlastungs-Cyclen entsprechen, sind in der Fig.2 graphisch daijesiellu Die in der Beschreibung der Erfindung und in den Beispielen genannten Normen werden von der Association fran9aise de normalisation (AFNOR), Tour Europe, 92 Courbevoie (Frankreich), herausgegeben.

Tabelle 111

Träger aus einem nichtgewebten Gewebe vom direktversponnenen Typ auf Basis von endlosen isotaktischen PcIypropylenfäden, 600 g/cm²

Eigenschaften unbehandeltes
nichtgewebtes
Gewebe

nichtgewebtes Gewebe, imprägniert mit dem Bitumen-Schwefel 70/30-80/100-Bindemittel bis zum Gehalt von 4 kg/m²

Druckwasserdichtigkeitstest bei 20°C

auf dem Träger nicht deformierbar porös Druck 2 bar Druck 4 bar

auf dem Träger deformierbar porös Druck 2 bar Druck 4 bar

nicht gemessen nicht gemessen	dicht dicht
nicht gemessen nicht gemessen	dicht dicht
nicht gemessen nicht gemessen	20 bar 16 bar

statischer Durchbohrungstest bei 20°C

-I—

Stempel A Querschnitt 0 20 0 29 2,58 cm²

Stempel B Querschnitt A,

0 29,5 0 34,5 2,24 cm²

Stempel C Querschnitt 0 18 2,54 cm²

durchgebohrt mit durchgebohrt mit 1356 kg/cm² 581 kg/cm²

. C

durchgebohrt mit
992 kg/cnii²

;gutes Verhalten
oberhalb
2400 kg/cm²

durchgebohrt mit 670 kg/cm²

durchbohrt mit 600 kg/cm²

Zugdeformaüon bei Geschwindigkeit von 1 mm/Sek. bei 20⁰C quer zu den Fasiern

Bruchbelastung Bruchdehnung Brucheinschnürung Verhältnis 1/1 beim Bruch

30 kg/cm	35 kg/cm
102%	105%
76%	58%
3,4%	1,9%

Einreißen 1 mm/s bei 20°C 10,3 kg/mm Dicke 6,9 kg/mm Dicke

15

Tabelle 111 (Fortsetzung)

Zugfestigkeit im Belastungs-Entlastungs-Cyclus bei Geschwindigkeit von 1 mm/s bei 20° C mit Messung der elastischen Erholung bei Zug quer zu den Fasern

Zug % A

%S

elastische Erholung

Zug % A %S

elastische Erholung
% A % S -

Belastung

Okg 0

12,6 kg/cm 34,6 43,8

16.3 kg/cm 46,9 51,7 20,1 kg/cm 59,2 57,9

23.6 kg/cm 76,4 63,1

27.4 kg/cm

30.1 kg/cm 98,7 67,5

32.7 kg/cm 150,0 73,7 34,9 kg/cm

35.5 kg/cm

38.6 kg/cm

42.2 kg/cm 45,9 kg/cm 49,6 kg/cm 53,1 kg/cm

A = Dehnung.

S = Einschnürung.

L/l = Verhälnis Länge/Breite.

1,4 3,4 4,3 5,8 6,8

8,7 13,5

26,5 34,5 46,3

57,4

36,8 43,8 50,0

55,2

75,9 59,6 freier Bruch

1,4 2,8 3,4 4,1 5,0

5,6

0	0	1,4	0	0	1,4
3,0	5,8	1,5	4,2	3,3	1,5
15,1	15,1	1,8	7,3	10,0	1,6
21,2	22,7	2,3	10,9	6,8	1,8
24,8	46,2	3,0	15,5	19,3	2,0
33,5	36,1	3,2	22,4	29,4	2,5
39,4	40,3	3,2	24,8	31,9	2,5

47,2 47,9 3,6 33,3 36,1

58,2	46,7	4,3	36,3	39,5	3,1
67,9	52,1	4,9	45,4	44,5	3,6
90,0	55,4	5,6	61,5	47,9	4,0
93,9	56,8	6,5	63,6	52,1	4,7
113,9	63,8	8,2	76,9	55,4	5,5
			kein	Bruch

Vergleichsversuch

Es wurden drei Abdichtungsmittel gemäß Beispiel 2 mit der Ausnahme hergestellt, daß kein Adhäsionsmittel (Amin) verwendet wurde. Darüber hinaus wurde bei einem dieser Abdichtungsmittel Bitumen und bei einem weiteren dieser Abdichtungsmittel das Bitumen-Schwefel-Bindemittel weggelassen. Diese drei Abdichtungsmittel wurden den in der Tabelle II angeführten Tests unterworfen. Die erzielten Ergebnisse sind Tabelle IV zu entnehmen.

Die Ergebnisse der Tabelle IV zeigen Verbesserungen der Dichtheit, der Festigkeit und Verformung beim Zugversuch. Diese Eigenschaften besitzen eine große praktische Bedeutung. Stellt man sich beispielsweise einen Stausee vor, dessen Boden mit einem Abdichtungsmittel abgedeckt ist, um Lecks vorzubeugen, so würde das erfindungsgemäße Abdichtungsmittel einer 90 m hohen Wassersäule standhalten, während das bekannte Abdichtungsmittel bereits unter einer 60 m hohen Wassersäule bersten würde.

Tabelle IV Vlhs, 320 g/m²

Definition des Versuchs

nichtimprägniertes Vlies imprägniert mit
Bitumen-Schwefel
70/30-80/100
3 kg/m²

imprägniert mit
Bitumen allein
80/100
3 kg/m²

Dichtheitsversuch unter Wasserdruck bei 20^JC auf nichtdeformierbarer poröser Unterlage

Druck 2 bar nicht gemessen dicht

Druck 4 bar nicht gemessen dicht

auf deformierbarer poröser Unterlage

Druck 2 bar nicht gemessen dicht

Druck 4 bar nicht gemessen dicht

dicht
dicht

230 215/278

ί7

Fortselzunu

Definition des Versuchs

nichiinipra liniertes Vlies

imprägniert mit
Bitumen-Schwefel
70/30-80/100
3 kg/m²

imprägniert mit Bitumen allein 80/100 3 kg/m²

Dichtheitsversuch unter Wasserdruck bei 20' C

Extrusion und Berstversuch unter Wasserdruck

auf vollständiger Bahn an der Überlappungsstelle

statischer Dufchbohrungstest bei 20° C Stempel A Querschnitt 0 20 0 29 2,58 cm²

Stempel B Querschnitt 0 29.5 0 34,5 2,24 cm²

Stempel C Querschnitt 0 18 2,54 cm²

Festigkeit und Verformung beim Zugversuch; Geschwindigkeit: mm/Sek. bei 20⁰C

Bruchlast in kg/cm Bruchdehnung in % Einschnürung beim Bruch, in %

Verhältnis — beim Bruch, in %

Zerreißfähigkeit bei Anriß in kg/mm Geschwindigkeit: 1 mm/Sek. bei 20⁰C

nicht gemessen nicht gemessen

Bersten bei 968 kg/cm²

Bersten bei 670 kg/cm²

Bersten bei 2362 kg/cm²

100

5,8

7,9

Bersten bei 12 bar
Bersten bei 9 bar

durchbohrt bei
498 kg/cm²

durchbohrt bei
446 kg/cm²

durchbohrt bei
500 kg/cm²

Bersten bei 10 bar Bersten bei 6 bar

durchbohrt bei 442 kg/cm²

durchbohrt bei 397 kg/cm²

durchbohrt bei 490 kg/cm²

18 86

1,7

4,8

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abdichtungsmittel, das aus einem Verbund aus einer nichtgewebten Lage oder einer Anordnung von nichtgewebten Lagen aus endlosen Fäden aus isotaktischem Polypropylen und einem bitumenhaltigen Bindemittel besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus einer Mischung aus Schwefel und einem Bitumen besteht, das zwischen 120 und 16O⁰C ein solches Fließvermögen aufweist, daß sich der Schwefel bei diesen Temperaturen verteilen kann, wobei das Gewichtsverhältnis von Schwefel zu Bitumen 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.

3. Abdichtungsmittel nach den Ansprüchen ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtgewebte Faserlage ein Gewicht zwischen 10 und 1000 g/cm² aufweist.

4. Abdichtungsmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polypropylenfäden einen Titer zwischen 0,5 und 30 dtex aufweisen und zu einer Lage direkt versponnen 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.

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