WO1998031770A1 - Verfahren zur absicherung von erdreichflächen - Google Patents

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WO1998031770A1
WO1998031770A1 PCT/EP1998/000055 EP9800055W WO9831770A1 WO 1998031770 A1 WO1998031770 A1 WO 1998031770A1 EP 9800055 W EP9800055 W EP 9800055W WO 9831770 A1 WO9831770 A1 WO 9831770A1
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water
primer
polymer
soil
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PCT/EP1998/000055
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French (fr)
Inventor
Wolfgang Ritter
Christian Priebe
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Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/52—Mulches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B1/00—Dumping solid waste
    • B09B1/004—Covering of dumping sites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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    • C09K17/18—Prepolymers; Macromolecular compounds
    • C09K17/32—Prepolymers; Macromolecular compounds of natural origin, e.g. cellulosic materials
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • E02B3/12—Revetment of banks, dams, watercourses, or the like, e.g. the sea-floor
    • E02B3/122—Flexible prefabricated covering elements, e.g. mats, strips
    • E02B3/126—Flexible prefabricated covering elements, e.g. mats, strips mainly consisting of bituminous material or synthetic resins
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D31/00—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/30—Landfill technologies aiming to mitigate methane emissions

Definitions

  • the temporary cover with prefabricated plastic films is used today to a large extent to cover agricultural areas after the application of seeds, e.g. to protect against wind and / or water erosion, at least for the period in which sufficient soil consolidation through plant roots is not yet ensured.
  • further goals with such a film cover are also sought, particularly in the agricultural sector.
  • the film cover can be used to control the microclimate on the soil surface in the sense of growth-promoting climatic conditions.
  • Sunshine on films containing black pigments for example, heats the surface area near the surface and preserves this microclimate situation for comparatively longer periods of time.
  • Prefabricated plastic films restrict the use of potentially suitable synthetic plastics to the classes that are suitable for large-scale film production.
  • these are polyolefins.
  • Large-scale plastic sheets require sufficient mechanical strengthening against wind influences. Even a short-term potentiation of these wind forces, e.g. in the context of a thunderstorm, the large-area protective sheets can be torn off.
  • care must be taken to ensure that the covered soil surface can be sufficiently moistened by natural and / or artificial irrigation.
  • the sealing of the ground against water penetration - for example in the landfill area or in the area of standing or flowing water - requires the reliable and permanent welding of the plastic sheets lying next to each other in the area affected by the water.
  • the flat plastic film with only limited elasticity can only adapt to more complicated spatial shapes of the area to be covered to a limited extent, so that in practice there are always smaller or larger cavities between the covered floor surface and the plastic tarpaulin, which can trigger secondary faults.
  • the teaching of the invention described in the following is based on the task of showing a new way with which numerous restrictions of the technology which is common today for protecting soil surfaces in the field of agriculture and forestry can be better overcome. At the same time, however, it should also be possible to use the new technology in the previously described more technical areas of application and to make it easier here.
  • the principle of the technical solution described in the following in the sense of the teaching according to the invention is thereby characterized by the overarching idea of the "in situ formation" of a polymer film of increased water resistance on the surface to be covered. In important embodiments, this can involve the in-situ formation of an at least largely water-resistant polymer film.
  • the solution according to the invention provides that the plastic material ultimately forming the cover layer is formed in an intermediate step. to be applied, as it were, as a "liquid tarpaulin" and to be solidified as a water-repellent cover layer in the space shape that forms.
  • the subject matter of the invention is a method for covering, fastening and, if appropriate, sealing soil with water-repellent polymer films, this method being characterized in that the areas to be covered are first of all equipped with a primer containing water-insoluble, but swelling and filming solids upon ingress of water and subsequently as a top layer, the water-repellent polymer film by applying melts, solutions, emulsions and / or dispersions of prefabricated filming and optionally curing polymer compounds and / or by applying in particular light- or UV-curable monomers and / or corresponding macromers with subsequent curing in situ generated.
  • the invention relates to the use of this method to cover agricultural or forestry soil areas, and preferably to protect the soil surface for a limited period of time, in particular during the early growth phase of plant material against uncontrolled desired wind and / or water erosion as well as for other promotion of plant growth.
  • the teaching according to the invention further relates to the use of the previously described method for forming permanent protective layers, in particular against unwanted water penetration e.g. in the creation and protection of landfill areas, bodies of water and the like.
  • the in situ formation of the water-repellent protective film by means of the intermediate formation of the liquid tarpaulin provides for the floor areas to be covered to be provided with multiple layers.
  • the earth areas to be covered are first equipped with a primer.
  • a variety of feedstocks can be considered as valuable materials for the formation of this primer.
  • suitable auxiliaries that these are at least partially, preferably at least predominantly water-insoluble, but swelling and filming solids when exposed to water. These solids are applied in sufficient quantities, preferably in finely divided application form, either as a free-flowing solid and / or in the form of a water-containing, swollen material to the soil surfaces to be treated.
  • primers are capable of filming according to the definition according to the invention.
  • a filmed and at least temporarily water-swollen primer layer is formed, which prevents direct contact of the subsequently applied polymeric top layer of increased water resistance with the surface of the floor.
  • the advantages of this measure include: The polymer cover layer applied in the form of the "liquid tarpaulin" in the next step meets a closed surface, which prevents the flowable form of this liquid tarpaulin from penetrating into the structure of the floor surface.
  • the amount of polymer to be applied as a water-repellent cover layer can thus be reduced to the minimum required in the individual case and thus optimized.
  • the material layer of the primer is accessible to material degradation through natural degradation processes, but not - or not to a comparable extent - the material layer of the water-repellent polymeric top layer.
  • the polymeric top layer solidified after application to the primer thus detaches from the adhesive bond to the floor surface to the extent that the primer layer is subject to degradation through natural degradation processes.
  • the periods of time occurring in practice are largely controllable in the sense of the teaching according to the invention. Provided there is sufficient water resistance in the top layer, this will ultimately also make it easier to remove the water-insoluble polymer top layer from the surface of the floor as soon as it is no longer required here.
  • primer layer is multifaceted and multifunctional, in particular in the area of the use of the teaching according to the invention in the agricultural and forestry sector and in landscape protection. Accordingly, the details of the formation and configuration of this primer layer are first discussed below.
  • Preferred basic components in the primer are water-swelling solids of natural origin, which are available on a large scale as finely divided material - in particular in powder form.
  • Appropriate raw materials of plant origin are particularly suitable here. Examples include polysaccharides, polypeptides, wood constituents such as lignin and lignin derivatives as well as derivatives of the aforementioned valuable substances of natural origin.
  • At least partially water-insoluble, but water-swellable, components of the type described, which have a certain adhesive effect - as water-containing, swollen but also as a re-dried product - can be particularly suitable.
  • the primer applied to the floor surface therefore fulfills a partial condition, namely sufficient consolidation of loose or erosion-prone floor surfaces against the effects of wind and / or water.
  • the primer can also be applied over the entire area if considerations for sufficient moistening make a partially spatially open structure of the subsequent top layer of increased water resistance desirable.
  • the binder or adhesive function of the primer provides substantial help in the area of work mentioned here. Accordingly, this first application layer is sometimes referred to below as "adhesive" in the sense of the teaching according to the invention.
  • Adhesives of plant origin which are particularly suitable according to the invention are essentially water-insoluble, but water-swellable protein fractions which have apparently not been proposed for the purpose of soil consolidation. The following applies in particular:
  • Feedstocks which are particularly suitable according to the invention for the primer are at least a predominant proportion of finely divided grinding products from the grinding of grain and / or legumes containing protein fractions of the type required here. Corresponding ground products from the grinding of wheat can be of particular importance.
  • the grinding products of cereal grains or legumes which predominantly contain prolamines and / or gluteline, are particularly suitable for use in the context of the teaching according to the invention. can be separated from grain as fine-grained dry ground products. Protein fractions containing prolamine and glutelin are no longer water-soluble, but are water-swellable and filmable in the case of the feed materials of this type preferred according to the invention.
  • corresponding protein fractions based on the grain of wheat are the particularly preferred adhesives in the sense of the inventive method.
  • the relevant technical language refers to the prolamine fraction of the wheat grain as gliadin and the higher molecular weight glutelin fraction as glutenin.
  • Fine-grain, in particular powdery, in particular powdery, at least largely water-insoluble, but water-swellable wheat protein fractions are large-scale commercial products which have hitherto been used, for example, in the food and animal feed sectors. Due to their viscoelastic properties - pronounced elasticity and elasticity of the water-containing material - they also serve as binding and extrusion aids in this area.
  • the teaching according to the invention provides for the sum of the specific properties of the protein fractions of plant origin concerned here to be used for the completely different field of primers in the course of finishing soil surfaces with essentially water-insoluble polymer films.
  • the multifunctionality of this primer or adhesive can then be used in important areas of the teaching according to the invention.
  • a number of mechanical / physical properties - very fine particles, rapid water absorption, thus development of the adhesive function and filmability - combine with structure-related secondary effects in the context of plant growth: the adhesive based on plant protein in the sense of the invention is at the same time valuable nitrogen fertilizer to promote the growth of microorganisms and thus to promote plant growth.
  • Basic materials designed according to the invention for the primer can be applied to the floor surfaces to be equipped in one or more stages. It is possible to apply these primers with an adhesive effect, in particular in the form of the dry product, based on the vegetable protein. bring, for example by sprinkling and / or by blowing the dry powder onto the surface to be treated.
  • the filmed state of the primer layer can be formed here by subsequent irrigation.
  • wet application of water-based preparation forms to the ground to be consolidated is also possible.
  • the adhesive can be stirred into an excess amount of water. To stabilize the swollen adhesive in the excess water, auxiliary substances with a stabilizing effect are expediently used.
  • Suitable are the water-soluble and / or water-swelling protective colloids known to those skilled in the art, for example based on polyvinyl alcohol, starch, starch degradation products and / or derivatives of the substance classes mentioned here.
  • the stabilization of very finely divided polymeric substances with the aid of auxiliaries based on surfactants and / or on the basis of such protective colloids, in particular those related to natural substances, is general specialist knowledge to which reference can be made in the present context.
  • the amounts of primer material to be applied in each case are determined by the soil structures specified in the respective case and the climatic origin, which is also natural and can be expected in the period of use. It has been shown that even with very small amounts of high-quality adhesive in the sense of the inventive action, a considerable Solidification and filming of the soil surface can be triggered.
  • Application amounts of the primer in the range of at least 5 g / m 2 , preferably at least up to 20 g / m 2 and in particular at least 25 or 30 to 50 g / m 2 are particularly suitable. Upper limits for the application of this primer layer are approximately 500 g / m 2 , with lower application quantities being preferred, which are, for example, a maximum of 300 to 400 or 450 g / m 2 .
  • the formation of the binder effect through water absorption and filming is then in turn determined by the respective natural conditions. If the surface of the soil to be solidified is sufficiently damp or wet, then an additional application of water is not necessary. However, if the surface to be consolidated is dry, subsequent artificial irrigation of the coated soil surface can trigger the binder function. In the context of a special embodiment, it is also possible, however, to swell a still substantially dry layer of the primer applied to the bottom surface by subsequently applying the further class of substances forming the polymer film with increased water resistance in the form of aqueous emulsions and / or dispersions and filming the primer layer to enter the amount of water required in this material of the first application layer.
  • the invention provides that, together with the valuable materials of the primer material and in particular the protein-based adhesives, additional auxiliaries are introduced into the soil to be covered and solidified.
  • auxiliaries can take place simultaneously with the application of the primer in the sense of the teaching according to the invention, but it is also possible to apply the auxiliaries beforehand and / or subsequently to the floor surface.
  • auxiliaries include both components for promoting plant growth and components for promoting the effect of surface consolidation or the influencing of the physical nature of the surface consolidated by the primer. dress. Suitable additives are thus, for example, nutrients for plant growth, but in particular auxiliaries of the type of plasticizers for the adhesive layer formed.
  • the two publications mentioned first describe water-based and adhesion-promoting adhesives for finishing floor surfaces based on esters of polyvinyl alcohol with C 1 -C Monocarboxylic acids and / or their mixtures with higher monocarboxylic acids, if desired with the use of components which harden when exposed to air, in order to increase the water resistance of the impregnating composition as biologically compatible adhesive components.
  • the last-mentioned publication by the applicant modifies this method of surface consolidation of soil at risk of erosion in that the soil impregnation is developed in several stages to intensify the surface consolidation and an aqueous preparation is used at least in the first impregnation stage, the biologically compatible wetting agents for accelerating and / or intensifying the soil wetting contains with aqueous phase.
  • Preferred wetting agents are surface-active compounds with HLB values of at least 7, preferably equal to or greater than 8, the use of corresponding nonionic wetting agents or wetting aids with HLB values in the range from 10 to 18 being particularly preferred.
  • a particularly suitable class of biologically compatible wetting agents of this type are the alkyl (poly) glycosides, which are also known in the art as APG compounds.
  • the multilayer of the tarpaulin which is designed in situ according to the invention, is an essential determining element for technical action.
  • the material for forming the polymeric top layer of increased water resistance On the layer of the priming material is now applied in a separate step, the material for forming the polymeric top layer of increased water resistance.
  • the primary closure of the floor surface provided by the primer layer according to the invention creates diverse and improved possibilities for the concrete design of this work step.
  • highly concentrated polymer dispersions - solids contents of approximately 50% by weight with viscosities greater than 5,000 mPas - would have to be applied to the substrate to be coated.
  • Suitable are on the one hand melting of the selected polymers, but also corresponding solutions in solvents, but above all the form of sufficiently mobile emulsions and / or dispersions, the polymer material in the form of very finely divided particles capable of filming, especially in an aqueous base, emulsifying as a liquid phase or is dispersed.
  • two embodiments are again to be defined here, which according to the invention can be used separately or in combination with one another.
  • the polymer compounds are pre-formed in the desired molecular weight range and are only applied to the pretreated floor surface in one of the flowable forms shown.
  • precursors of the polymer compounds ultimately required - and thus in particular corresponding monomeric and / or macromeric building blocks or elements - are linked to the Primed surface applied.
  • the reaction of the monomers or macromers to the desired higher molecular weights is then triggered in situ, usually by using reaction-promoting systems, after the top layer has been formed.
  • reaction-promoting systems after the top layer has been formed.
  • Suitable reactive systems are, in particular, light- or UV-curable monomers or macromers.
  • other reactive systems can also be used here, as described, for example, in the aforementioned DE-A-44 28 269.
  • fatty acids, fatty alcohols and / or their at least largely water-insoluble esters, ethers and / or salts as stabilizers to increase the water resistance of soil impregnations based on polyvinyl acetate and comparable esters of polyvinyl alcohol use with lower monocarboxylic acids.
  • Emulsion polymers of vinyl monomers in particular PE emulsions, PVC emulsions, styrene / butadiene copolymers, block copolymers of styrene, polyacrylate and poly methacrylate copolymers, polyvinyl acetate-co-ethylene, polyvinyl acetate-co-, for example, are suitable here.
  • Emulsion polymers of dienes such as butadiene, isoprene, chloroprene, latex, etc. are also suitable, but polyurethane dispersions which can be nonreactive or reactive, for example with NCO groups, are also suitable.
  • suitable polymer substances are alkyd resins with a low fat content, epoxy resins which are in particular cationic and cationic / light-cured or of the 2K type are hardened with dicarboxylic acids or bismercapto compounds, as well as polyurea and polysiloxanes.
  • Suitable other classes for the formation of the non-degradable or controlled degradable cover layer are polysulfides or polyfatty acrylates.
  • the teaching according to the invention provides that the resistance of the polymeric cover layer to the influence of water and other climatic conditions and, in particular, to natural degradation processes is controllably adjusted.
  • the water-repellent function is ensured in the primary phase after the polymer cover layer has been formed. Due to the nature and selection of the polymer substance, the at least partial degradation of this cover layer is then made possible at the same time in a subsequent secondary phase, in particular through natural degradation processes.
  • cover layers are, for example, polyvinyl acetate copolymers with high contents of vinyl acetate, which are, for example, at least 50% by weight and in particular at least 70% by weight, in each case based on the copolymer.
  • Another example of such secondarily degradable polymer types are fat-modified alkyd resins with a high fat content, which here is preferably at least 40% by weight and preferably at least 50% by weight fat.
  • a high fat content which here is preferably at least 40% by weight and preferably at least 50% by weight fat.
  • the application quantities of these polymer components or their precursors can be controlled in the ranges previously specified for the application quantities of the insert components for forming the primer layer. Reference is hereby made to these numerical values given in detail.
  • the proportions on the one hand of primer and on the other hand polymeric top layer materials to be applied according to the invention can be the same or different. The individual case determines the adaptation to the specified requirements of the floor surface to be coated and the requirements for the service life and functionality of the finished multi-layer coatings in practical use.
  • the water-impermeable polymer protective layer is designed in an optimized manner in terms of type and quantity so that the functionality of the seal over the required long periods of use are ensured.
  • polymer types that are resistant to microbial degradation processes should be selected.
  • the protective layers are applied in a closed cover and can, if desired - in relation to the water-impermeable polymer layer - also be made in one layer or in multiple layers.
  • the method according to the invention is used in the field of agriculture and / or forestry to cover areas of earth on which plant growth is to be promoted, then only the temporary functionality of the tarpaulin is required here.
  • the type of water-repellent polymer compounds to be used here does not therefore have to meet the stability criteria of the previously mentioned working range. This affects the formation of the water-insoluble polymeric cover film by type and quantity.
  • the use of initially impermeable and in situ formed film cover layers can be of interest especially for the last-mentioned working area, which is partially or entirely accessible to a partial degradation mechanism with the formation of a porous and in particular microporous film structure or also to the time-controlled complete degradation.
  • living conditions adapted to the respective plant progress can be created for the different phases of the plant growth to be protected according to the invention.
  • auxiliaries can also be used together with the film-forming cover layer polymers in the sense of the invention.
  • plasticizers in particular structure formers, where fibrous structure formers - for example corresponding materials of plant origin - can prove to be particularly suitable.
  • auxiliaries of the type to be provided here are pigments which control the energy absorption when the sun is shining into the film and thus into the covered soil area and thus enable the formation of the microclimate in the immediate growth area of the plant.
  • examples 1a to f show selected specific work instructions for applying the liquid tarpaulin and converting it into a polymer film that is mechanically and water-resistant in the sense of the top layer defined according to the invention.
  • the protein glue used to form the primer layer in Example 1 is a protein glue of natural origin, which is powdery in the dry state and obtained from wheat by wet grinding.
  • the material sold under the protected trade name "VITEN de ble" by ROQUETTE GmbH, Frankfurt, FRG is used, which has a raw protein content of 75 to 80% by weight and a moisture content of approx. 8% .-% contains a residual starch content of about 10 wt .-% together with minerals and fatty substances.
  • this wheat-based protein glue When added to water, this wheat-based protein glue quickly absorbs about twice its own weight in water.
  • a viscoelastic material capable of filming is formed on the basis of the two comparatively high molecular protein fractions glutenin and gliadin.
  • the surface of the sand filling is leveled and 4.2 g (corresponding to 50 g / m 2 ) of the dry wheat protein powder are evenly sprinkled on with a sieve (mesh size 400 micrometers).
  • 166 ml of water - corresponding to 2 l / m 2 - are sprayed evenly onto the surface of the sand equipped with the protein adhesive using a spray bottle. After drying, a hard, brittle and detachable 3 to 6 mm thick material layer is obtained, which withstands a loading pressure of 100 N / cm 2 .
  • the test field is prepared as described in Example 1a. With the help of the sieve, 16.6 g of the protein glue based on wheat - corresponding to 200 g / m 2 - is applied. Then, as in Example 1, by adding water in the amount corresponding to Example 1, the material layer containing protein glue is soaked and glued.
  • Example 1 a prepared sand surface is sprinkled homogeneously with the sieve 16.6 g (corresponding to 200 g / m 2 ) of the protein glue in dry form.
  • the subsequent moistening is carried out with a 10% glycerol / water solution in an amount of 166 ml (corresponding to 2 l / m 2 ).
  • the acc. Example 1 a prepared sand surface is equipped with the dry protein glue in an amount of 41.6 g (corresponding to 500 g / m 2 ) by discharge through the sieve. Subsequently, a thin liquid polyvinyl acetate dispersion ("Wormalit PM 4265", Cordes, solids content 49.3%; viscosity 750 mPas) in an amount of 84.4 g - corresponding to 1014 g / m 2 aqueous dispersion or 500 g / m2 solid - applied evenly.
  • Example 1 a pretreated sand surface, 16.6 g of the protein glue (corresponding to 200 g / m 2 ) are applied. A 10% by weight glycerol / water solution is then applied in an amount of 166 ml (corresponding to 2 l / m 2 ). After drying, 166 g of the following mixture are applied: 28.6 g Terracontrol SC 823 (57.5% by weight polyvinyl acetate dispersion, commercial product from the applicant), 2.9 g triacetin and 134.2 g water. This corresponds to an order of 200 g / m 2 of polyvinyl acetate.
  • Example 1 a prepared sand surface, 16.6 g calcium lignin sulfonate - corresponding to 200 g / m 2 - (commercial product "Collex XM / XB 120" from Ligno Tech GmbH) is applied with the aid of the sieve. Then 166 g of a 10% by weight polyvinyl acetate dispersion (commercial product 'Terracontrol SC 823 "diluted to 10% by weight with water) are applied using a spray bottle. The amount applied corresponds to a coating with 200 g / m 2 of polyvinyl acetate.
  • Example 1 a equipped sand surface after drying, 33.2 g of an aqueous polyacrylate dispersion (commercial product "Acronal 80 D” from BASF with a solids content of 50% by weight) are applied. This corresponds to an order of 200 g / m 2 polyacrylate solid.
  • an aqueous polyacrylate dispersion commercial product "Acronal 80 D” from BASF with a solids content of 50% by weight
  • Example 1 c finished sand surface after drying the primer layer 16.6 g of a mixture of 70 wt .-% tripropylene glycol diacrylate, 29 wt .-% ethylhexyl acrylate and 1 wt .-% of a UV photoinitiator of the benzophenone type (commercial product "Darocor 4665" from Merck) with a squirt bottle.
  • the sand surface thus equipped is exposed to the action of the midday sun.
  • the formation of a polyacrylate layer can be seen after about 1 hour.
  • the primer layer based on the wheat protein and the polyacrylate layer stick together and form a soft, flexible, easily removable film with a thickness of 3 to 4 mm.
  • Example 1 c equipped sand surface, 41.5 g of a 70% by weight solution of an aliphatic urethane diacrylate (commercial product "Photomer 6210" from the applicant) in tripropylene glycol diacrylate are subsequently applied using a spray bottle.
  • the solution contains 2% by weight of the benzophenone-type UV photoinitiator as a starter.
  • Example 3 The amount of polymer-forming solid applied corresponds to the conversion of 500 g / m 2 .
  • the polymerization and solidification of the waterproof cover layer is brought about by the action of sunlight.
  • a flexible, hard and easily removable layer with a total thickness of 3 to 5 mm is obtained.
  • the sand surface is prepared with the protein adhesive.
  • 16.6 g (corresponding to 200 g / m 2 ) of a mixture of 15.9 g Edenol D 81 (soybean oil epoxy commercial product from the applicant) and 0.7 g Cyracure UVI 6990 (triarylsulfonium hexafluorophosphate salt in 50% Propylene carbonate, commercial product from Union Carbide) sprayed on finely.
  • the area is exposed to a UV light lamp for 7 minutes. After curing, a 3 to 6 mm thick flexible cover layer is obtained.
  • the sand surface is prepared with the protein adhesive.
  • a spray device 16.6 g (corresponding to 200 g / m 2 ) of a mixture of 15.9 g of Rütapox EPD-TP (reaction product of trimethylopropane with epichlorohydrin, commercial product from Bakelite) and 0.7 g of Cyracure UVI 6990 (triarylsulfonium -Hexafluorophosphate salt in 50% propylene carbonate, commercial product from Union Carbide) sprayed on finely. The area is exposed to a UV light lamp for 7 minutes. After curing, a 3 to 6 mm thick top layer is obtained.

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Abdeckung, Befestigung und gewünschtenfalls zur Abdichtung von Erdreich bzw. Erdreichbereichen mit wasserfesten oder für einen vorbestimmbaren Zeitraum wasserabweisenden Polymerfilmen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, diese Polymerfilme auf den abzudeckenden Bereichen dadurch in situ auszubilden, daß die betroffene Erdreichfläche zunächst mit einer Grundierung ausgerüstet wird, die wasserunlösliche, aber bei Wasserzutritt quellende und verfilmende Feststoffe, enthält. Nachfolgend wird der Polymerfilm erhöhter Wasserfestigkeit als Deckschicht auf diese Grundierung derart aufgetragen, daß vorgebildete Polymersubstanzen in Form von Schmelzen, Lösungen, Emulsionen und/oder Dispersionen verfilmender und gegebenenfalls aushärtender Polymerverbindungen aufgebracht werden und/oder durch Auftrag von insbesondere Licht- bzw. UV-härtbaren Monomeren und/oder entsprechenden Makromeren mit nachfolgender Aushärtung erzeugt. Das Verfahren findet Anwendung zur Abdeckung von land- oder forstwirtschaftlich genutzten Bodenbereichen, oder auch zur Ausbildung permanenter Schutzschichten, insbesondere gegen unerwünschten Wasserdurchtritt z.B. bei der Anlage und Absicherung von Deponie- oder Gewässerbereichen.

Description

Verfahren zur Absicherung von Erdreichflächen
Der Einsatz bahnförmiger Kunststoffplanen zur Erdreichabsicherung sowohl an der Erdreichoberfläche wie auch - in speziellen Einsatzgebieten - in tieferliegenden Erdbereichen, wird heute sowohl im Bereich der Land- und Forstwirtschaft sowie in eher technisch bedingten Einsatzgebieten in großem Umfang verwirklicht. Beispiele für die zuletzt genannten technischen Einsatzgebiete sind etwa die Ausbildung von Deponieräumen bzw. -Halden mit einer bleibend festen wasserundurchlässigen Unterschicht, sowie die Oberflächenabdeckung solcher Deponiegebiete, die gegen den Zutritt von Regenwasser isoliert werden sollen. Aber auch bei der Anlage und Regulierung stehender und/oder fließender Gewässerbereiche im privaten und kommerziellen Bereich haben entsprechende Bodenabdichtungen mit Kunststoffolien heute große praktische Bedeutung. Die zeitlich begrenzte Abdeckung mit vorgefertigten Kunststoffolien wird heute in großem Umfange zur Abdeckung von landwirtschaftlich genutzten Flächen nach der Saataufbringung, z.B. zum Schutz gegen Wind- und/oder Wassererrosion wenigstens für den Zeitraum genutzt, in dem eine hinreichende Bodenverfestigung durch Pflanzenverwurzelung noch nicht sichergestellt ist. Es werden aber auch weiterführende Ziele mit einer solchen Folienabdeckung insbesondere im landwirtschaftlichen Bereich angestrebt. So kann mittels der Folienabdeckung wenigstens in der Frühphase des Pflanzenwachstums eine Steuerung des Mikroklimas an der Bodenoberfläche im Sinne wachstumsfördernder Kiimabedingungen erreicht werden. Die Sonneneinstrahlung auf beispielsweise Schwarzpigmente enthaltende Folien führt zu einer Erwärmung des oberflächennahen Bodenbereiches und bewahrt diese Mikroklimasituation für vergleichsweise verlängerte Zeiträume. Zu weiteren Vorteilen und Nachteilen des hier angesprochenen Arbeitsgebietes kann auf das einschlägige Fachwissen verwiesen werden. Lediglich beispielhaft seien im nachfolgenden einzelne Punkte herausgegriffen:
Vorgefertigte Kunststoffolien schränken den Einsatz potentiell geeigneter synthetischer Kunststoffe auf die Klassen ein, die zur großtechnischen Folienherstellung geeignet sind. Insbesondere handelt es sich hier um Polyolefine. Großflächig ausgelegte Kunststoffbahnen bedürfen der hinreichenden mechanischen Verfestigung gegen Windeinflüsse. Eine auch nur kurzfristige Potenzierung dieser Windkräfte, z.B. im Rahmen eines Gewittersturmes, können zum großflächigen Abreißen der langflächigen Schutzbahnen führen. Beim Abdecken bewässerungsbedürftiger Kulturflächen mit vorgebildeten Kunststoffbahnen ist dafür Sorge zu tragen, daß die abgedeckte Erdreichfläche ausreichend durch natürliche und/oder künstliche Bewässerung befeuchtet werden kann. Die Erdreichabdichtung gegen Wasserdurchtritt - beispielsweise im Deponiebereich oder im Bereich stehender bzw. fließender Gewässer -fordert die zuverlässige und zeitlich dauerhafte Verschweißung der im Einwirkungsbereich des Wassers nebeneinander liegenden Kunststoffbahnen. Grundsätzlich gilt: Die ebenflächig ausgebildete Kunststoffolie mit nur beschränkter Elastizität kann sich komplizierteren Raumformen des abzudeckenden Flächenbereiches nur beschränkt anpassen, so daß hier im praktischen Einsatz immer wieder kleinere oder größere Hohlstellen zwischen abgedeckter Bodenoberfläche und der Kunststoffplane auftreten, die Auslöser für Sekundärstörungen sein können.
Die Lehre der im nachfolgenden geschilderten Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen neuen Weg aufzuzeigen, mit dem zahlreiche Einschränkungen der bis heute üblichen Technologie zum Schutz von Erdreichoberflächen im Bereich der Land- und Forstwirtschaft besser bewältigt werden können. Gleichzeitig soll aber auch die Möglichkeit gegeben sein, die neue Technologie in den zuvor geschilderten eher technischen Einsatzgebieten zur Anwendung zu bringen und hier zu Erleichterungen zu führen. Das im nachfolgenden geschilderte Prinzip der technischen Lösung im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre ist dabei durch den übergeordneten Gedanken der "in situ-Bildung" eines Polymerfilmes erhöhter Wasserfe- stikeit auf der abzudeckenden Fläche geprägt. In wichtigen Ausführungsformen kann es sich dabei um die in-situ-Bildung eines wenigstens weitgehend wasserfesten Polymerfilms handeln. Die erfindungsgemäße Lösung sieht dabei vor, das die Abdeckschicht letztlich bildende Kunststoffgut in einem intermediären Schritt ge- wissermaßen als "flüssige Plane" aufzutragen und in der sich dabei ausbildenden Raumform als wasserabweisende Deckschicht zu verfestigen.
Mit der Verwirklichung dieser Konzeption wird eine vielgestaltige Optimierung und Anpassung der hier betroffenen Technologie des Bodenschutzes in bisher nicht bekannter Form möglich. Schon die Auswahl des im jeweiligen Einzelfall zum Einsatz kommenden Kunststoffes ist nicht mehr auf diejenigen Kunststoffklassen eingeschränkt, die nach heutiger Technologie zu Polymerfolien verarbeitet werden können. Die Folienabdeckung auf dem Weg über die flüssige Plane kann dabei zeitlich und/oder räumlich begrenzt und/oder unbegrenzt ausgebildet werden. Einzelheiten hierzu werden in der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung angegeben. Die Folienabdeckung kann nach Art und Stärke den im jeweiligen konkreten Einsatzgebiet zu erwartenden Beanspruchungen optimiert angepaßt werden.
Zur technischen Verwirklichung der hier lediglich auszugsweise angegebenen Vorteile und Konzeptionen im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre gilt im einzelnen:
Gegenstand der Erfindung
Erfindungsgegenstand ist in einer ersten Ausführungsform ein Verfahren zur Abdeckung, Befestigung und gegebenenfalls Abdichtung von Erdreich mit wasserabweisenden Polymerfilmen, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man die abzudeckenden Bereiche zunächst mit einer Grundierung, enthaltend wasserunlösliche, aber bei Wasserzutritt quellende und verfilmende Feststoffe, ausrüstet und nachfolgend als Deckschicht den wasserabweisenden Polymerfilm durch Auftrag von Schmelzen, Lösungen, Emulsionen und/oder Dispersionen vorgefertigter verfilmender und gegebenenfalls aushärtender Polymerverbindungen und/oder durch Auftrag von insbesondere Licht- bzw. UV-härtbaren Monomeren und/oder entsprechenden Makromeren mit nachfolgender Aushärtung in situ erzeugt.
Die Erfindung betrifft in weiteren Ausführungsformen die Anwendung dieses Verfahrens zur Abdeckung von land- oder forstwirtschaftlich genutzten Bodenbereichen und dabei bevorzugt zum zeitlich begrenzten Schutz der Bodenoberfläche, insbesondere während der Wachstumsfrühphase von Pflanzengut gegen uner- wünschte Wind- und/oder Wassererrosion sowie zur sonstigen Förderung des Pflanzenwachstums.
Die erfindungsgemäße Lehre betrifft weiterhin die Anwendung des zuvor geschilderten Verfahrens zur Ausbildung permanenter Schutzschichten, insbesondere gegen unerwünschten Wasserdurchtritt z.B. bei der Anlage und Absicherung von Deponiebereichen, Gewässern und dergleichen.
Einzelheiten zur erfindungsgemäßen Lehre
Die technische Lösung der eingangs geschilderten Konzeption zur erfindungsgemäßen Lehre wird primär durch die folgende Merkmalskombination beherrscht:
Die in situ-Bildung der wasserabweisenden Schutzfolie auf dem Wege der intermediären Bildung der flüssigen Plane sieht vor, die abzudeckenden Bodenbereiche mehrschichtig auszurüsten. Vor dem Auftrag bzw. der Ausbildung der wasserabweisenden Polymerfolie werden die abzudeckenden Erdbereiche zunächst mit einer Grundierung ausgerüstet. Als Wertstoffe für die Ausbildung dieser Grundierung kommt eine Mehrzahl von Einsatzmaterialien in Betracht. Übereinstimmend gilt hier für die Gruppe geeigneter Hilfsstoffe, daß es sich dabei um wenigstens anteilsweise, vorzugsweise wenigstens überwiegend wasserunlösliche, aber bei Wasserzutritt quellende und verfilmende Feststoffe handelt. Diese Feststoffe werden in hinreichender Menge in bevorzugt feinteiliger Anwendungsform entweder als rieselfähiger Feststoff und/oder in der Form eines wasserhaltigen gequollenden Gutes auf die auszurüstenden Erdreichflächen aufgetragen. Diese Grundierungsstoffe sind gemäß der erfindungsgemäßen Definition zur Verfilmung befähigt. Es bildet sich damit im unmittelbaren Kontakt mit der Bodenoberfläche eine verfilmte und wenigstens zeitweise wassergequollene Grundierungsschicht aus, die den unmittelbaren Kontakt der nachträglich aufzutragenden polymeren Deckschicht erhöhter Wasserfestigkeit mit der Bodenoberfläche unterbindet. Die Vorteile dieser Maßnahme sind u.a.: Die in Form der "flüssigen Plane" im nächsten Arbeitsschritt aufgebrachte polymere Deckschicht trifft auf eine geschlossene Oberfläche, die ein unerwünschtes Eindringen der fließfähigen Angebotsform dieser flüssigen Plane in die Struktur der Bodenoberfläche ausschließt. Die als wasserabweisende Deckschicht aufzubringende Polymermenge kann damit auf das im jeweiligen Einzelfall benötigte Minimum reduziert und damit optimiert werden. In bevorzugten und im nach- folgenden geschilderten Ausführungsformen der Erfindung ist die Materialschicht der Grundierung dem Stoffabbau durch natürliche Abbauprozesse zugänglich, nicht aber - oder nicht in vergleichbarem Ausmaß - die Materialschicht der wasserabweisenden polymeren Deckschicht. Die nach Auftrag auf die Grundierung verfestigte polymere Deckschicht löst sich damit in dem Ausmaß aus der haftfesten Verbindung mit der Bodenoberfläche, in dem die Grundierschicht dem Abbau durch natürliche Abbauprozesse unterliegt. Die hier in der Praxis auftretenden Zeiträume sind im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre weitgehend steuerbar. Hinreichende Wasserfestigkeit der Deckschicht vorausgesetzt, wird damit letztlich auch die erleichterte Abnahme der wasserunlöslichen polymeren Deckschicht von der Bodenoberfläche möglich, sobald sie hier nicht mehr benötigt wird.
Die Bedeutung der Grundierschicht ist dabei insbesondere im Bereich des Einsatzes der erfindungsgemäßen Lehre im land- und forstwirtschaftlichen Sektor sowie des Landschaftsschutzes vielgestaltig und multifunktional. Dementsprechend wird nachfolgend zunächst auf die Einzelheiten zur Ausbildung und Ausgestaltung dieser Grundierschicht eingegangen.
Bevorzugte Grundkomponenten in der Grundierung sind wasserquellende Feststoffe natürlichen Ursprungs, die als feinteiliges Material - insbesondere in Pulverform - in großem Umfang zur Verfügung stehen. Insbesondere in Betracht kommen hier entsprechende Grundstoffe pflanzlichen Ursprungs. Als Beispiele seien benannt Polysaccharide, Polypeptide, Holzinhaltsstoffe wie Lignin und Ligninderivate ebenso aber auch Derivate der zuvor genannten Wertstoffe natürlichen Ursprungs. Geeignet können dabei insbesondere wenigstens anteilsweise wasserunlösliche, dabei aber wasserquellbare, Komponenten der geschilderten Art sein, denen - als wasserhaltiges gequollenes aber auch als wieder aufgetrocknetes Produkt - eine gewisse Klebwirkung zukommt. Die auf die Bodenoberfläche aufgetragene Grundierung erfüllt damit im praktischen Einsatz eine Teilbedingung, nämlich eine hinreichende Verfestigung auch loser bzw. errosionsgefährdeter Bodenoberflächen gegenüber der Einwirkung von Wind und/oder Wasser. Wie nachstehend im einzelnen noch erläutert, kann die Grundierung auch dann ganzflächig geschlossen aufgetragen werden, wenn Überlegungen zur hinreichenden Befeuchtung eine partiell räumlich offene Struktur der nachfolgenden Deckschicht erhöhter Wasserfestigkeit wünschenswert macht. Die Binder- bzw. Kleberfunktion der Grundierung gibt damit im hier angesprochenen Arbeitsbereich substantielle Hilfen. Nachfolgend wird dementsprechend diese erste Auftragsschicht im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre gelegentlich auch als "Kleber" bezeichnet.
Erfindungsgemäß insbesondere geeignete Kleber pflanzlichen Ursprungs sind im wesentlichen wasserunlösliche, allerdings dabei wasserquellbare Proteinfraktionen, die offenbar bisher für den Einsatzzweck der Bodenverfestigung nicht vorgeschlagen worden sind. Im einzelnen gilt hier:
Erfindungsgemäß besonders geeignete Einsatzstoffe für die Grundierung sind zum wenigstens überwiegenden Anteil Proteinfraktionen der hier geforderten Art enthaltende feinstteilige Mahlprodukte aus der Vermahlung von Getreidekorn und/oder Hülsenfrüchten. Besondere Bedeutung kann dabei entsprechenden Mahlprodukten aus der Vermahlung von Weizen zukommen.
Das heutige Fachwissen zu Getreide und Getreideprodukten vermittelt umfangreiche Aussagen zu den unterschiedlichen Stoffklassen der Getreidekörner unterschiedlichen Ursprungs, insbesondere auf Basis Weizen, Roggen, Gerste, Hafer, Reis, Hirse, Mais und dergleichen. Verwiesen wird beispielsweise auf Belitz, Grosch "Lehrbuch der Lebensmittelchemie" 4. Auflage, 1992, Seiten 611-627. Neben Wasser finden sich im Getreidekorn insbesondere Stärke und sonstige Kohlenhydrate, Proteine, Lipide, Rohfaser und Mineralstoffe. Etwa 70 bis 80 Prozent des Korns bilden den Mehlkörper und die ihn umhüllende Aleuronschicht. Frucht- und Samenschale umschließen dieses Nährgewebe und den Keimling. Der Proteingehalt üblicher Getreidearten liegt im Bereich von etwa 10 bis 12 Gew.-%.
Arbeiten von T.B. Osborne zu Beginn dieses Jahrhunderts unterscheiden - in Abhängigkeit von der Löslichkeit der jeweiligen Fraktion - insbesondere vier verschiedene Proteinfraktionen: die wasserlöslichen Albumine, die in einer Salzlösung löslichen Globuline, die in hochkonzentriertem wäßrigen Ethanol löslichen Prolamine und die im Rückstand verbleibenden Gluteline.
Für den Einsatz im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre sind insbesondere die überwiegend Prolamine und/oder Gluteline enthaltenden Mahlprodukte von Getreidekörnern bzw. Hülsenfrüchten geeignet, die beispielsweise aus der Naßvermah- lung von Getreide als feinkörnige trockene Mahlprodukte abgetrennt werden können. Prolamin und Glutelin enthaltende Proteinfraktionen sind nicht mehr wasserlöslich, jedoch wasserquellbar und bei den erfindungsgemäß bevorzugten Einsatzmaterialien dieser Art verfilmbar.
Wie zuvor schon angegeben sind entsprechende Proteinfraktionen auf Basis des Weizenkorns die besonders bevorzugten Kleber im Sinne des erfindungsgemäßen Handeins. Die einschlägige Fachsprache bezeichnet dabei die Prolamin-Fraktion des Weizenkorns als Gliadin und die höhermolekulare Glutelin-Fraktion als Glu- tenin. Als Mahlprodukt anfallende feinkörnige, insbesondere pulverförmige, wenigstens weitgehend wasserunlösliche, jedoch wasserquellbare Weizen- Proteinfraktionen sind großtechnische Handelsprodukte, die bisher beispielsweise im Lebensmittel- und Tierfutterbereich eingesetzt werden. Aufgrund ihrer viskoela- stischen Eigenschaften - ausgeprägte Elastizität und Dehnbarkeit des wasserhaltigen Gutes - dienen sie in diesem Bereich gleichzeitig als Binde- und Extrudier- hilfsmittel.
Die erfindungsgemäße Lehre sieht demgegenüber vor, die Summe der spezifischen Eigenschaften der hier betroffenen Proteinfraktionen pflanzlichen Ursprungs für das ganz andersartige Gebiet der Grundierungsmittel im Rahmen der Ausrüstung von Erdreichoberflächen mit im wesentlichen wasserunlöslichen Polymerfilmen einzusetzen. Dabei kann dann in wichtigen Bereichen der erfindungsgemäßen Lehre schon von der Multifunktionalität dieses Grundierungsmittels bzw. Klebers Gebrauch gemacht werden. Eine Mehrzahl mechanisch/physikalischer Eigenschaften - Feinstteiligkeit, rasche Wasseraufnahmefähigkeit, damit Entwicklung der Kleberfunktion und Verfilmbarkeit - verbindet sich mit strukturbedingten Sekundärwirkungen im Rahmen des Pflanzenwachstums: Der Kleber auf Basis Pflanzenprotein im Sinne der Erfindung ist gleichzeitig wertvoller Stickstoffdünger zur Förderung des Wachstums der Mikroorganismen und damit zur Förderung des Pflanzenwachstums.
Der Auftrag erfindungsgemäß ausgebildeter Grundstoffe für die Grundierung auf die auszurüstenden Bodenoberflächen kann einstufig oder auch mehrstufig erfolgen. Es ist dabei möglich, diese Grundierungsmittel mit Kleberwirkung insbesondere auf Basis des pflanzlichen Proteins in der Form des Trockenproduktes aufzu- bringen, beispielsweise durch Aufstreuen und/oder durch Aufblasen des trockenen Pulvers auf die auszurüstende Erdreichoberfläche. Durch nachträgliche Bewässerung kann hier der verfilmte Zustand der Grundierungsschicht ausgebildet werden. Aber auch der Naßauftrag wasserhaltiger Zubereitungsformen auf den zu verfestigenden Boden ist möglich. So kann der Kleber beispielsweise in einer Überschußmenge an Wasser eingerührt werden. Zur Stabilisierung des gequollenen Klebergutes in dem Überschußwasser werden zweckmäßigerweise Hilfsstoffe mit stabilisierender Wirkung mitverwendet. Geeignet sind die der Fachwelt bekannten wasserlöslichen und/oder wasserquellenden Schutzkolloide, beispielsweise auf Basis von Polyvinylalkohol, Stärke, Stärkeabbauprodukten und/oder Derivaten der hier angesprochenen Stoffklassen. Es kann dabei im Sinne des erfindungsgemäßen Handelns zweckmäßig sein, entsprechende Schutzkolloide natürlichen Ursprungs einzusetzen, um auf diese Weise den Eintrag synthetischer Chemie in die Erdreichoberfläche zusätzlich zu begrenzen und das Pflanzenwachstum nicht zu behindern. Die Stabilisierung feinstteiliger Polymerstoffe unter Mitwirkung von Hilfsstoffen auf Tensidbasis und/oder auf Basis solcher insbesondere naturstoffbe- zogener Schutzkolloide ist allgemeines Fachwissen, auf das im vorliegenden Zusammenhang verwiesen werden kann.
Die Verwirklichung dieses Arbeitsschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens ist wie schon eingangs ausgeführt allerdings nicht auf die Verwendung oder die alleinige Verwendung von diesen Klebern auf Basis pflanzlicher Proteine eingeschränkt. Zusammen mit diesen Proteinen und/oder anstatt dieser Stoffklasse sind nicht nur die zuvor genannten organischen wasserquellenden und zur Verfilmung befähigten Komponenten geeignet, auch die Verwendung bzw. Mitverwendung anorganischer feinteiliger und unter Wasserzutritt insbesondere quellender anorganischer Materialien kann hier in Betracht kommen. Geeignet sind dabei entsprechende Einsatzstoffe natürlichen und/oder synthetischen Ursprungs. Lediglich beispielhaft seien hier Bentonit, Tone und dergleichen genannt.
Die im jeweiligen Fall aufzubringenden Mengen des Grundierungsmateriais werden durch die im jeweiligen Fall vorgegebenen Bodenstrukturen und die ebenfalls naturgegebenen und im Einsatzzeitraum zu erwartenden Beanspruchungen klimatischen Ursprung bestimmt. Es hat sich gezeigt, daß schon mit sehr geringe Mengen hochwertiger Kleber im Sinne des erfindungsgemäßen Handelns eine beträchtliche Verfestigung und Verfilmung der Bodenoberfläche ausgelöst werden kann. Geeignet sind insbesondere Auftragsmengen des Grundierungsmittels im Bereich von wenigstens 5 g/m2, vorzugsweise wenigstens bis 20 g/m2 und insbesondere wenigstens 25 bzw. 30 bis 50 g/m2. Obergrenzen für den Auftrag dieser Grundierungs- schicht liegen bei etwa 500 g/m2, wobei niedriger Auftragsmengen bevorzugt sind, die beispielsweise bei maximal 300 bis 400 oder 450 g/m2 liegen. Besonders geeignet können Auftragsmengen im Bereich von etwa 50 bis 250 und insbesondere im Bereich von etwa 100 bis 200 g/m2 sein. Diese Zahlenangaben beziehen sich dabei durchweg auf die trockene pulverförmige Angebotsform des Grundierungsmittels und ist natürlich auch in gewissem Maße abhängig von der jeweiligen spezifischen Dichte des zum Einsatz kommenden Materials.
Die Ausbildung der Binderwirkung durch Wasseraufnahme und Verfilmung wird dann wiederum durch die jeweiligen natürlichen Gegebenheiten bestimmt. Ist die zu verfestigende Bodenoberfläche hinreichend feucht bzw. naß, dann kann sich ein zusätzlicher Wasserauftrag erübrigen. Ist die zu verfestigende Oberfläche jedoch trocken, dann kann ein nachträgliches künstliches Beregnen der beschichteten Bodenoberfläche die Binderfunktion auslösen. Im Rahmen einer besonderen Ausführungsform ist es dabei aber auch möglich, auf eine noch im wesentliche trockene und auf die Bodenoberfläche aufgetragene Schicht des Grundierungsmittels durch den nachfolgenden Auftrag der den Polymerfiim erhöhter Wasserfestigkeit bildenden weiteren Stoffklasse in der Angebotsform wäßriger Emulsionen und/oder Dispersionen die zur Quellung und Verfilmung der Grundierungsschicht benötigte Wassermenge in dieses Material der ersten Auftragsschicht einzutragen.
Die Erfindung sieht in einer besonderen Ausführungsform vor, zusammen mit den Wertstoffen des Grundierungsmaterials und insbesondere den Klebern auf Proteinbasis weitere Hilfsstoffe in den abzudeckenden und zu verfestigenden Boden einzutragen. Dieser zusätzliche Eintrag von Hilfsstoffen kann dabei gleichzeitig mit dem Auftrag des Grundierungsmittels im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre erfolgen, ebenso ist es aber möglich, die Hilfsstoffe vorher und/oder nachträglich auf die Bodenoberfläche aufzubringen. Als Hilfsstoffe kommen hier sowohl Komponenten zur Förderung des Pflanzenwachstums als auch Komponenten zur Förderung des Effektes der Oberflächenverfestigung oder der Beeinflussung der physikalischen Beschaffenheit der durch die Grundierung verfestigten Oberfläche in Be- tracht. Geeignete Zusatzstoffe sind also beispielsweise Nährstoffe für das Pflanzenwachstum, insbesondere aber Hilfsstoffe von der Art der Weichmacher für die ausgebildete Kleberschicht. Als Beispiele seien benannt: Glycerin, Sorbit, Harnstoff und Ammoniumsalze. In Betracht können aber auch andere filmbildende Polymerverbindungen kommen, die insbesondere aus dem Bereich der Bodenverfestigung bekannt sind. Aber auch weitere Komponenten zur Steuerung der physikalischen Eigenschaften der Oberflächenfestigkeit des Bodens können hier berücksichtigt werden. Die erfindungsgemäße Lehre sieht hier insbesondere die Mitverwendung der Elemente vor, die in einer Reihe vorveröffentlichter Schutzrechte Anmelderin geschildert sind, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen und deren Inhalt hiermit zum Gegenstand auch der erfindungsgemäßen Lehre gemacht wird. Verwiesen wird auf die Offenbarung der DE-A 43 24 474, DE-A 44 28 269 und DE-A 195 48 314. Die beiden zuerst genannten Druckschriften schildern wasserbasierte und haftvermittelnde Kleber zur Ausrüstung von Bodenoberflächen auf Basis von Estern des Polyvinylalkohols mit C^ Monocarbonsäuren und/oder deren Gemische mit höheren Monocarbonsäuren, gewünschtenfalls unter Mitverwendung von bei Luftzutritt aushärtenden Komponenten zur Erhöhung der Wasserfestigkeit der Imprägniermasse als biologisch verträgliche Kleberkomponenten. Die zuletzt genannte Veröffentlichung der Anmelderin modifiziert dieses Verfahren der Oberflächenverfestigung errosionsgefährdeten Erdreichs dadurch, daß zur Intensivierung der Oberflächenverfestigung die Erdreichimprägnierung mehrstufig ausgebildet wird und dabei wenigstens in der ersten Imprägnierstufe eine wäßrige Zubereitung eingesetzt wird, die biologisch verträgliche Netzmittel zur Beschleunigung und/oder Intensivierung der Erdreichbenetzung mit wäßriger Phase enthält. Bevorzugte Netzmittel sind oberflächenaktive Verbindungen mit HLB-Werten von wenigstens 7, vorzugsweise gleich/größer 8, wobei der Einsatz entsprechender nichtionischer Netzmittel bzw. Netzhilfen mit HLB-Werten des Bereichs von 10 bis 18 besonders bevorzugt sein kann. Eine besonders geeignete Klasse von biologisch verträglichen Netzmitteln dieser Art sind die Alkyl(poly)glykoside, die auch als APG- Verbindungen in der Fachwelt bekannt sind. Zur Ausbildung der Grundierschicht im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre kann von allen diesen Elementen bzw. Arbeitsanweisungen zusätzlich Gebrauch gemacht werden.
Wie eingangs dargestellt ist die Mehrlagigkeit der erfindungsgemäß in situ ausgebildeten Plane essentielles Bestimmungselement zum technischen Handeln. Auf die Schicht des Grundiermaterials wird jetzt im getrennten Arbeitsschritt das Material zur Ausbildung der polymeren Deckschicht erhöhter Wasserfestigkeit aufgetragen. Der erfindungsgemäß vorgesehene Primärverschluß der Bodenoberfläche durch die Grundierschicht schafft dabei vielgestaltige und verbesserte Möglichkeiten zur konkreten Ausgestaltung dieses Arbeitsschrittes. Ohne die Zwischenschaltung der erfindungsgemäßen Grundierschicht müßten zur Verwirklichung des Prinzips der flüssigen Plane beispielsweise hochkonzentrierte Polymerdispersionen - Festgehalte von ca. 50 Gew.-% bei Viskositäten größer als 5.000 mPas - auf den zu beschichtenden Untergrund aufgetragen werden. Die Handhabung solcher hochkonzentrierten viskosen Polymerdispersionen hat jedoch beträchtliche preisliche Konsequenzen als auch Handhabungsnachteile. Insbesondere ist aber damit der unmittelbare dauerhafte Kontakt zwischen Bodenoberfläche und wasserabweisender polymerer Schutzschicht die zwingende Konsequenz. Die erfindungsgemäße Lehre ermöglicht nicht nur die Trennung zwischen Bodenoberfläche und wasserabweisender Polymersubstanz - insbesondere ausgelöst durch natürliche Abbaumechanismen an den Klebersubstanzen der Grundierschicht - die Verschlußfunktion der Grundier- bzw. Kleberschicht ermöglicht den Einsatz der nachfolgenden Polymersubstanzen in der Form hochbeweglicher und gut handhabbarer Flüssigphasen. Geeignet sind dabei einerseits Schmelzen der ausgewählten Polymeren, ebenso aber entsprechende Lösungen in Lösungsmitteln, vor allen Dingen aber die Angebotsform hinreichend beweglicher Emulsionen und/oder Dispersionen, wobei das Polymergut in der Form feinstteiliger und zur Verfilmung befähigter Teilchen in insbesondere einer wäßrigen Basis als Flüssigphase emulgiert bzw. dispergiert ist. Auf das allgemeine Fachwissen solcher Polymerzubereitungen, insbesondere in Form wäßriger Emulsionen bzw. Dispersionen, kann verwiesen werden.
Grundsätzlich sind hier wiederum zwei Ausführungsformen zu definieren, die erfindungsgemäß getrennt oder auch in Kombination miteinander eingesetzt werden können. In einer ersten Ausführungsform sind die Polymerverbindungen in dem angestrebten Molekulargewichtsbereich fertig vorgebildet und werden lediglich in einer der dargestellten fließfähigen Angebotsformen auf die vorbehandelte Bodenoberfläche aufgebracht. In einer zweiten Ausführungsform werden Vorstufen der letztlich geforderten Polymerverbindungen - und damit insbesondere entsprechende monomere und/oder makromere Bausteine bzw. Elemente - auf die mit Grundierung ausgerüstete Fläche aufgetragen. In an sich bekannter Weise wird dann - üblicherweise durch Mitverwendung von reaktionsfördernden Systemen - die Abreaktion der Monomeren bzw. Makromeren zu den gewünschten höheren Molgewichten in situ nach Ausbildung der Deckschicht ausgelöst. Auch hier kann auf das allgemeine Fachwissen verwiesen werden.
Geeignete Reaktivsysteme sind insbesondere Licht- bzw. UV-härtbare Monomere bzw. Makromere. Aber auch andere Reaktivsysteme können hier Verwendung finden, wie sie beispielsweise in der zuvor genannten DE-A-44 28 269 beschrieben sind. Hier wird beispielsweise vorgeschlagen, bei Raumtemperatur feste und/oder bei Luftzutritt aushärtende Fettsäuren, Fettalkohole und/oder ihre wenigstens weitgehend wasserunlöslichen Ester, Ether und/oder Salze als Stabilisatoren zur Erhöhung der Wasserfestigkeit von Erdreichimprägnierungen auf Basis von Polyvinyla- cetat und vergleichbaren Estern des Polyvinylalkohols mit niederen Monocarbonsäuren einzusetzen.
Die Auswahl des im jeweiligen Einzelfall einzusetzenden Polymerentyps dieser im wesentlichen wasserfesten und wasserunlöslichen Deckschicht wird durch die im jeweiligen Einsatzfall gestellten spezifischen Anforderungen weitgehend mitbestimmt. Hier liegt ein wesentliches Element für den mit der erfindungsgemäßen Lehre einzustellenden technischen Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik.
Die folgende Aufzählung bringt Beispiele für potentielle Vertreter aus dem Bereich der Polymerverbindungen bzw. reaktiven Einsatzmaterialien zur in situ-Ausbildung der Polymersubstanzen, die sich durch hohe oder gar permante Wasserfestigkeit auszeichnen. Geeignet sind hier beispielsweise Emulsionspolymerisate von Vinyl- monomeren, insbesondere PE-Emulsionen, PVC-Emulsionen, Styrol/Butadien- Copolymerisate, Block-Copolymerisate des Styrols, Polyacrylat- und Poly- methacrylat-Copolymere, Polyvinylacetat-Co-Ethylen, Polyvinylacetat-Co-
Vinyllaurat, Poiyisobutylen und dergleichen. Geeignet sind weiterhin Emulsionspolymerisate von Dienen wie Butadien, Isopren, Chloropren, Latex usw. Geeignet sind aber ebenso auch Polyurethandispersionen die nicht reaktiv oder aber auch reaktiv z.B. mit NCO-Gruppen ausgebildet sein können. Weitere Beispiele für geeignete Polymersubstanzen sind Alkydharze mit niederem Fettanteil, Epoxidharze, die insbesondere kationisch und kationisch/Licht-gehärtet sind oder vom Typ 2 K mit Dicarbonsäuren oder Bismercaptoverbindungen gehärtet sind, sowie Polyharn- stoff und Polysiloxane. Geeignete weitere Klassen für die Ausbildung der nicht bzw. gesteuert abbaubaren Deckschicht sind Polysulfide oder Polyfettacrylate.
Die erfindungsgemäße Lehre sieht in einer weiteren Ausführungsform vor, die Beständigkeit der polymeren Deckschicht gegenüber dem Einfluß von Wasser und anderen klimatischen Bedingungen sowie insbesondere gegenüber natürlichen Abbauprozessen steuerbar einzustellen. In dieser Ausführungsform wird in der Primärphase nach Ausbildung der polymeren Deckschicht die wasserabweisende Funktion sichergestellt. Durch Beschaffenheit und Auswahl der Polymersubstanz wird dann aber gleichzeitig in einer nachfolgenden Sekundärphase der wenigstens partielle Abbau dieser Deckschicht, insbesondere durch natürliche Abbauprozesse ermöglicht. Beispiele für den Aufbau solcher Deckschichten sind etwa Polyvinyla- cetat-Co-Polymere mit hohen Gehalten an Vinylacetat, die beispielsweise bei wenigstens 50 Gew.-% und insbesondere bei wenigstens 70 Gew.-% - jeweils bezogen auf Co-Polymeres - liegen. Ein weiteres Beispiel für solche sekundär abbaubaren Polymertypen sind fettmodifizierte Alkydharze mit hohem Fettanteil, der hier vorzugsweise bei wenigstens 40 Gew.-% und vorzugsweise bei wenigstens 50 Gew.-% Fettanteil liegt. Auf das einschlägige Fachwissen zu solchen primär wasserabweisenden oder gar wasserfesten Polymerverbindungen, die dann aber durch Alterungsprozesse dem Abbau unterliegen, kann hier verwiesen werden.
Die Auftragsmengen dieser Polymerkomponenten oder ihrer Vorstufen sind in den Bereichen steuerbar, die zuvor für die Auftragsmengen der Einsatzkomponenten zur Ausbildung der Grundierschicht angegeben sind. Auf diese im einzelnen angegebenen Zahlenwerte wird hiermit verwiesen. Die Mengenanteile einerseits von Grundiermittein und andererseits erfindungsgemäß aufzutragender polymerer Deckschichtmaterialien können gleich oder verschieden sein. Der jeweilige Einzelfall bestimmt die Anpassung an die vorgegebenen Voraussetzungen der zu beschichtenden Bodenoberfläche und die Anforderungen an die Lebensdauer und Funktionsfähigkeit der fertigen mehrlagigen Beschichtungen im praktischen Einsatz.
Sofort einleuchtend sind hier die folgenden von einander abweichenden Gegebe- nenheiten: Soll das erfindungsgemäße Verfahren Verwendung finden zur Ausbil- düng permanenter Schutzschichten, insbesondere gegen unerwünschten Wasserdurchtritt, beispielsweise bei der Anlage und/oder Absicherung im Deponiebereich, bei der Ausrüstung von Gewässergrundflächen und dergleichen, dann wird die wasserundurchlässige Polymerschutzschicht nach Art und Menge in optimierter Weise derart ausgebildet, daß die Funktionsfähigkeit der Abdichtung über die geforderten langen Nutzungszeiträume sichergestellt sind. Insbesondere sind Polymertypen auszuwählen, die widerstandsfähig gegen mikrobielle Abbauprozesse sind. Der Auftrag der Schutzschichten erfolgt in geschlossener Abdeckung und kann dabei gewünschtenfalls - bezogen auf die wasserundurchlässige Polymerschicht - einlagig ebenso aber auch mehrlagig erfolgen.
Findet andererseits das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung im Bereich der Landwirtschaft und/oder Forstwirtschaft zur Abdeckung von Erdbereichen, auf denen pflanzliches Wachstum gefördert werden soll, so ist hier in der Regel ja nur die zeitlich begrenzte Funktionsfähigkeit der Abdeckplane gefordert. Der hier einzusetzende Typ von wasserabweisenden Polymerverbindungen braucht also nicht die Stabilitätskriterien des zuvor erwähnten Arbeitsbereiches erfüllen. Das wirkt sich auf die Ausbildung der wasserunlöslichen polymeren Deckfolie nach Art und Menge aus. Darüber hinaus kann hier - wie eingangs schon dargestellt - vorgesehen sein, gezielt offene Stellen in der Ausbildung der Deckfolien vorzusehen, um hier den Zutritt von Wasser in den Bereich des Pflanzenwachstums zuzulassen bzw. zu ermöglichen. Es ist sofort verständlich, daß hier im einzelnen völlige Freiheit zu Ausmaß und Formgebung entsprechender Folienmodelle besteht.
Gerade für den zuletzt genannten Arbeitsbereich kann der Einsatz von zunächst wasserundurchlässigen und in situ gebildeten Foliendeckschichten interessant sein, der anteilsweise oder in seiner Gesamtheit einem partiellen Abbaumechanismus unter Ausbildung einer porösen und dabei insbesondere mikroporösen Folienstruktur oder auch dem zeitgesteuerten vollständigen Abbau zugänglich ist. Hier können für die unterschiedlichen Phasen des erfindungsgemäß zu schützenden Pflanzenwachstums dem jeweiligen Pflanzenfortschritt angepaßte Lebensbedingungen geschaffen werden.
Auch zusammen mit den filmbildenden Deckschicht-Polymeren können im erfindungsgemäßen Sinne weitere Hilfsstoffe zum Einsatz kommen. Zu nennen sind hier neben Weichmachern insbesondere Strukturbildner, wobei sich faserförmige Strukturbildner - beispielsweise entsprechende Materialien pflanzlichen Ursprungs - als besonders geeignet erweisen können. Ein weiteres Beispiel für Hilfsstoffe der hier vorzusehenden Art sind Pigmente, die die Energieaufnahme bei Sonneneinstrahlung in die Folie und damit in den abgedeckten Bodenbereich steuern und damit Einfluß auf die Ausbildung des Mikroklimas im unmittelbaren Wachstumsbereich der Pflanze ermöglichen.
B e i s p i e l e
In den nachfolgenden Beispielen wird zunächst - Beispiel 1 a bis f - die Ausbildung der Grundierung im Sinne der erfindungsgemäßen Definition in verschiedenen Ausführungsformen beschrieben. Die nachfolgenden Beispiele zeigen dann ausgewählte konkrete Arbeitsanweisungen zum Auftrag der flüssigen Plane und deren Umwandlung zum mechanisch und gegen Wasserdurchtritt festen Polymerfilm im Sinne der erfindungsgemäß definierten Deckschicht.
Der zur Ausbildung der Grundierungsschicht in Beispiel 1 eingesetzte Proteinkleber ist ein im Trockenzustand pulverförmiger und durch Naßvermahlung aus Weizen gewonnener Proteinkleber natürlichen Ursprungs. Zum Einsatz kommt dabei in allen Beispielen das unter dem geschützten Handelsnamen "VITEN de ble" von der Firma ROQUETTE GmbH, Frankfurt, BRD, vertriebene Material, das bei einem Rohproteingehalt von 75 bis 80 Gew.-% und einer Feuchtigkeit von ca. 8 Gew.-% einen Reststärkegehalt von ca. 10 Gew.-% zusammen mit Mineralstoffen und Fettstoffen enthält.
Dieser Proteinkleber auf Weizenbasis nimmt bei Wasserzusatz rasch etwa die doppelte Menge seines Eigengewichts an Wasser auf. Es bildet sich dabei ein zur Verfilmung befähigtes viskoelastisches Material auf Basis der beiden vergleichsweise hochmolekularen Proteinfraktionen Glutenin und Gliadin.
Beispiel 1 a
Eine Kunststoffschale mit den nachfolgenden Abmessungen: 26 cm x 32 cm x 20 cm (Länge, Breite, Tiefe) wird mit Sand eines maximalen Korndurchmessers von 2 mm gefüllt. Die Oberfläche der Sandfüllung wird eingeebnet und mit Hilfe eines Siebes (Maschenweite 400 Mikrometer) werden 4,2 g (entsprechend 50 g/m2) des trockenen Weizenproteinpulvers gleichmäßig aufgestreut. Anschließend werden mittels einer Spritzfiasche 166 ml Wasser - entsprechend 2 l/m2 - gleichmäßig auf die mit dem Proteinkleber ausgerüstete Oberfläche des Sandes aufgespritzt. Nach dem Auftrocknen wird eine harte, spröde und von der Unterlage ablösbare 3 bis 6 mm starke Materialschicht erhalten, die einem Belastungsdruck von 100 N/cm2 standhält.
Beispiel 1 b
Wie in Beispiel 1 a beschrieben wird das Versuchsfeld vorbereitet. Mit Hilfe des Siebes werden 16,6 g des Proteinklebers auf Weizenbasis - entsprechend 200 g/m2 - aufgebracht. Anschließend wird wie in Beispiel 1 durch Wasserzugabe in der Beispiel 1 entsprechenden Menge die Proteinkleber enthaltende Materialschicht durchnäßt und verklebt.
Nach dem Trocknen erhält man eine harte, spröde und leicht ablösbare, 3 bis 6 mm starke Schicht, die einem Belastungsdruck von 292 N/cm2 standhält.
Beispiel 1 c
Auf die gem. Beispiel 1 a vorbereitete Sandoberfläche werden mit Hilfe des Siebes 16,6 g (entsprechend 200 g/m2) des Proteinklebers in Trockenform homogen aufgestreut. Die nachfolgende Befeuchtung wird mit einer 10%igen Glyce- rin/Wasserlösung in einer Menge von 166 ml (entsprechend 2 l/m2) vorgenommen.
Nach Abtrocknen erhält man eine flexible, weiche, anpassungsfähige und leicht ablösbare, 3 bis 6 mm starke Deckschicht, die einem Belastungsdruck bis 142 N/cm2 standhält.
Beispiel 1 d
Die gem. Beispiel 1 a vorbereitete Sandoberfläche wird mit dem trockenen Proteinkleber in einer Menge von 41 ,6 g (entsprechend 500 g/m2) durch Austrag über das Sieb ausgerüstet. Anschließend wird eine dünnflüssige Polyvinylacetatdispersion ("Wormalit PM 4265", Firma Cordes, Feststoffgehalt 49,3%; Viskosität 750 mPas) in einer Menge von 84,4 g - entsprechend 1014 g/m2 wäßrige Dispersion bzw. 500 g/m2 Feststoff - gleichmäßig aufgetragen.
Nach Trocknen bildet sich eine 3 bis 6 mm dicke sehr harte Deckschicht aus, die sich von dem darunterliegenden Sand leicht lösen läßt. Beispiel 1 e
Auf die gem. Beispiel 1 a vorbehandelte Sandoberfläche werden 16,6 g des Proteinklebers (entsprechend 200 g/m2) aufgetragen. Nachfolgend wird eine 10 Gew.- %ige Glycerin/Wasser-Lösung in einer Menge von 166 ml (entsprechend 2 l/m2) aufgebracht. Nach Abtrocknen werden 166 g des folgenden Gemisches aufgetragen: 28,6 g Terracontrol SC 823 (57,5 Gew.-%ige Polyvinylacetatdispersion, Handelsprodukt der Anmelderin), 2,9 g Triacetin und 134,2 g Wasser. Dieses entspricht einem Auftrag von 200 g/m2 Polyvinylacetat.
Nach dem Abtrocknen erhält man eine 3 bis 4 mm dicke sehr harte Schicht, die flexibel und anpassungsfähig an den Untergrund ist. Sie hält einem maximalen Belastungsdruck von 1.183 N/cm2 stand.
Beispiel 1 f
Auf die gem. Beispiel 1 a vorbereitete Sandoberfläche werden 16,6 g Calcium- ligninsulfonat - entsprechend 200 g/m2 - (Handelsprodukt "Collex XM/XB 120" der Firma Ligno Tech GmbH) mit Hilfe des Siebes aufgebracht. Anschließend werden 166 g einer 10 Gew.-%igen Polyvinylacetatdispersion (Handelsprodukt 'Terracontrol SC 823" mit Wasser auf 10 Gew.-% verdünnt) mit einer Spritzflasche aufgetragen. Die aufgetragene Menge entspricht einer Beschichtung mit 200 g/m2 Polyvinylacetat.
Man erhält nach dem Trocknen eine sehr harte, 7 bis 11 mm dicke Schicht.
Beispiel 2
Auf die gem. Beispiel 1 a ausgerüstete Sandoberfläche werden nach dem Abtrocknen 33,2 g einer wäßrige Polyacrylatdispersion (Handelsprodukt "Acronal 80 D" der Firma BASF mit einem Feststoffgehalt von 50 Gew.-%) aufgetragen. Dieses ent- - spricht einem Auftrag von 200 g/m2 Polyacrylatfeststoff.
Bei der Auftrocknung dieser wäßrigen Dispersion verfilmt der Polymeranteil zu einer geschlossenen festen und wasserdichten Deckschicht, die gebildete mehrlagige Abdeckschicht läßt sich leicht vom Sand abheben. Beispiel 3
Auf die gem. Beispiel 1 c ausgerüstete Sandoberfläche werden nach Auftrocknung der Grundierungsschicht 16,6 g einer Mischung aus 70 Gew.-% Tripropylenglykol- diacrylat, 29 Gew.-% Ethylhexylacrylat und 1 Gew.-% eines UV-Fotoinitiators vom Benzophenontyp (Handelsprodukt "Darocor 4665" der Firma Merck) mit einer Spritzflasche aufgetragen. Die so ausgerüstete Sandoberfläche wird der Einwirkung der Mittagssonne ausgesetzt. Nach ca. 1 Stunde ist die Ausbildung einer Po- lyacrylatschicht erkennbar.
Die Grundierschicht auf Basis des Weizenproteins und die Polyacrylatschicht verkleben miteinander und bilden einen weichen, flexibelen, leicht abnehmbaren Film in einer Stärke von 3 bis 4 mm.
Beispiel 4
Die gem. Beispiel 1 c ausgerüstete Sandoberfläche werden nachfolgend 41,5 g einer 70 Gew.-%igen Lösung eines aliphatischen Urethandiacrylats (Handelsprodukt "Photomer 6210" der Anmelderin) in Tripropylenglykoldiacrylat mit Hilfe einer Spritzflasche aufgetragen. Die Lösung enthält als Starter 2 Gew.-% des UV- Fotoinitiators vom Benzophenontyp gem. Beispiel 3. Die aufgetragene Menge an polymerbildendem Feststoff entspricht in der Umrechnung 500 g/m2. Auch hier wird die Polymerisation und Verfestigung der wasserfesten Deckschicht durch Einwirkung von Sonnenlicht bewirkt.
Es wird eine biegsame, harte und leicht ablösbare Schicht in einer Gesamtdicke von 3 bis 5 mm erhalten.
Beispiel 5
Gem. dem Beispiel 1c wird die Sandoberfläche mit dem Proteinkleber vorbereitet. Mit Hilfe eines Sprühgerätes werden 16,6 g (entsprechend 200 g/m2) einer Mischung aus 15,9 g Edenol D 81 (Sojaölepoxid Handelsprodukt der Anmelderin) und 0,7 g Cyracure UVI 6990 (Triarylsulfonium-Hexafluorophosphat-Salz in 50% Pro- pylencarbonat, Handelsprodukt der Firma Union Carbide) fein aufgesprüht. Die Fläche wird einer UV-Lichtlampe für 7 Minuten ausgesetzt. Nach dem Durchhärten erhält man eine 3 bis 6 mm starke flexible Deckschicht. Beispiel 6
Gem. dem Beispiel 1c wird die Sandoberfläche mit dem Proteinkleber vorbereitet. Mit Hilfe eines Sprühgerätes werden 16,6 g (entsprechend 200 g/m2) einer Mischung aus 15,9 g Rütapox EPD-TP (Umsetzungsprodukt von Trimethylopropan mit Epichlorhydrin, Handelsprodukt der Firma Bakelite) und 0,7 g Cyracure UVI 6990 (Triarylsulfonium-Hexafluorophosphat-Salz in 50% Propylencarbonat, Handelsprodukt der Firma Union Carbide) fein aufgesprüht. Die Fläche wird einer UV- Lichtlampe für 7 Minuten ausgesetzt. Nach dem Durchhärten erhält man eine 3 bis 6 mm starke harte Deckschicht.

Claims

A n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Abdeckung, Befestigung und gewünschtenfalls Abdichtung von Erdreich mit wasserabweisenden Polymerfilmen, dadurch gekennzeichnet, daß man die abzudeckenden Bereiche zunächst mit einer Grundierung, enthaltend wasserunlösliche aber bei Wasserzutritt quellende und verfilmende Feststoffe, ausrüstet und nachfolgend als Deckschicht den Polymerfiim erhöhter Wasserfestigkeit durch Auftrag von Schmelzen, Lösungen, Emulsionen und/oder Dispersionen vorgefertigter verfilmender und gegebenenfalls aushärtender Polymerverbindungen und/oder durch Auftrag von insbesondere Licht- bzw. UV-härtbaren Monomeren und/oder entsprechenden Makromeren und nachfolgende Aushärtung in situ erzeugt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß man in der Grundierung wasserquellende Feststoffe natürlichen Ursprungs wie Polysaccha- ride, Polypeptide, Lignin und/oder deren Derivate, insbesondere aber Proteine pflanzlichen Ursprungs einsetzt, die in ihrer Trockenform vorzugsweise als feinteilige Pulver ausgebildet sind.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum wenigstens überwiegenden Anteil Proteinfraktionen der angegebenen Art enthaltende feinstteilige Mahlprodukte aus der Vermahlung von Getreidekorn und/oder Hülsenfrüchten als Grundierung eingesetzt werden.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Protein pflanzlichen Ursprungs überwiegend Prolamine und/oder Gluteline enthaltende feinkörnige Mahlprodukte aus der Naßvermahlung von Getreide und insbesondere entsprechende Fraktionen aus der Vermahlung von Weizen eingesetzt werden.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der Grundierung von Stärkeanteilen weitgehend befreite Proteine pflanzlichen Ursprungs in Pulverform eingesetzt werden und dabei entweder zunächst als Trockenprodukt auf die zu verfestigende Erdreichfläche aufge- bracht und dann hier durch Auftrag von Wasser verfilmt und/oder unmittelbar als wasserhaltiges Gut aufgetragen werden, wobei in diesem Fall der Einsatz von wasserhaltigen Zubereitungen bevorzugt ist, die das quellfähige Gut auf Proteinbasis zusammen mit biologisch abbaubaren Schutzkolloiden enthalten.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Grundierung ausbildenden Feststoffe in Mengen - bezogen auf rieselfähiges Trockenprodukt - von 5 bis 500 g/m2 aufgebracht werden, wobei Mengen von wenigstens 30 bis 50 g/m2 bei einer oberen Auftragsgrenze im Bereich von 300 bis 400 g/m2 bevorzugt sind.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit den die Grundierung ausbildenden wasserquellenden und verfilmenden Feststoffen - vor, gleichzeitig mit und/oder nachträglich zu ihrem Auftrag auf die zu befestigende Erdreichfläche - weitere Hilfsstoffe wie Weichmacher, andere wasserlösliche und/oder quellbare Polymerverbindungen natürlichen und/oder synthetischen Ursprungs, Strukturbildner insbesondere auf Basis von Fasern natürlichen und/oder synthetischen Ursprungs, gewünschtenfalls aber auch Nährstoffe für das Pflanzenwachstum aufgetragen werden.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausbildung der Grundierung als zusätzliche Polymerkomponente synthetischen Ursprungs Polymerverbindungen auf Basis Polyvinyiacetat und/oder - propionat und/oder auf Basis von Copolymeren dieser niederen Vinylester mit Vinylestem höheren Fettsäuren, insbesondere Vinyllaurat, eingesetzt werden, wobei die Auftragsmengen dieser weiteren Komponenten der Grundierschicht im Verhältnis zum quellfähigen Protein im Bereich von 90:10 bis 10:90 liegen, bevorzugt aber den Anteil an Protein-Grundierung nicht wesentlich überschreiten und insbesondere darunterliegen.
9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten auf Polymerbasis synthetischen Ursprungs mit vorbestimm- barer Resistenz gegen und/oder mit zeitgesteuertem Abbau durch natürliche Abbauprozesse ausgebildet werden.
10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten auf Polymerbasis synthetischen Ursprungs durch Auftrag wäßriger und bei Auftrocknung verfilmender Emulsionen und/oder Dispersionen vorgebildeter Polymerverbindungen wie Emulsionspolymere von Vinylmonomeren und/oder von Dienen, Polyurethan-Dispersionen, Al- kydharz-Dispersionen, entsprechenden Zubereitungen von Polysulfiden oder Polyfettacrylaten, oder durch Auftrag von insbesondere Licht-härtenden Monomeren und/oder Makromeren, wie UV-Acrylics, Polyurethan-Acrylate und/oder Epoxidbildner, ausgebildet werden.
11. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß den filmbildenden Deckschichtpolymeren weitere Hilfsstoffe wie Weichmacher, Strukturbildner insbesondere in Faserform und/oder Pigmente zur Steuerung des Mikroklimas im oberen Bodenbereich zugesetzt werden.
12. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die in situ ausgebildeten Deckschichten erhöhter Wasserfestigkeit auf die vorgebildete Grundierschicht in Mengen von 5 bis 500 g/ m2, vorzugsweise in Mengen von wenigstens 10 bis 50 g/ m2 bei weiterhin bevorzugten Obergrenzen des Deckschichtauftrages im Bereich von 300 bis 400 g/ m2 aufgebracht werden.
13. Anwendung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 12 zur Abdeckung von land- oder forstwirtschaftlich genutzten Bodenflächen, bevorzugt zum zeitlich begrenzten Schutz der Bodenoberfläche, insbesondere während der Wachstumsfrühphase von Pflanzengut.
14. Anwendung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 12 zur Ausbildung permanenter Schutzschichten insbesondere gegen unerwünschten Wasserdurchtritt, z.B. bei der Anlage und Absicherung von Deponiebereichen und Oberflächengewässern.
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