WO2016016346A1 - Photochemisch härtbare auskleidungsschläuche zur sanierung fluidführender systeme - Google Patents

Photochemisch härtbare auskleidungsschläuche zur sanierung fluidführender systeme Download PDF

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WO2016016346A1
WO2016016346A1 PCT/EP2015/067446 EP2015067446W WO2016016346A1 WO 2016016346 A1 WO2016016346 A1 WO 2016016346A1 EP 2015067446 W EP2015067446 W EP 2015067446W WO 2016016346 A1 WO2016016346 A1 WO 2016016346A1
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tube
fiber
fibers
lining hose
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PCT/EP2015/067446
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Stefan Reichel
Christian Noll
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Sml Verwaltungs Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to photochemically curable
  • Fiber tube which serves as a liner tube, introduces into the channel, inflates there so that it snugly fits the channel inner wall, and then hardens the resin.
  • Winding mandrel changeable winding fingers consists, initially wound a film strip helically, wherein serving as a protective film inner film tube is formed. On this at least one resin-impregnated sliver wound obliquely and in turn a second film strip, which forms the outer film tube.
  • the outer film tube is intended to prevent the resin used for impregnation from leaking out of the fiber tube and entering the environment. This requires a good tightness and connection of the outer film tube to the resin-impregnated fiber tube.
  • Foil tube at least one resin-impregnated fiber tube and described at least one outer foil tube, wherein the inner foil tube, which is in contact with a soaked fiber tube, on the in the installed state of this fiber tube
  • the facing surface having functional groups that undergo a reaction with the fiber tube. This is intended to improve the connection of the inner film to the resin-impregnated fiber hose so that it no longer has to be removed after installation and curing of the fiber hose.
  • the outer film used is an optionally fleece-laminated film.
  • the present invention was therefore based on the object
  • thermoplastic at least one outer film tube based on a thermoplastic material
  • Fiber tube between an inner and an outer
  • Foil tube wherein the outer foil tube, with a
  • resin-impregnated fiber hose is in contact on the surface facing the fiber tube in the installed state has functional groups that undergo a reaction with the fiber tube.
  • Another aspect of the invention relates to a method for producing the lining hoses according to the invention and the use of the lining hoses according to the invention for the rehabilitation of
  • fluid-carrying piping systems As a fluid is generally referred to a medium which does not resist any slow shear shear resistance.
  • the fluid-carrying piping systems may be so-called.
  • Freiwig effetssysteme or pressurized piping systems, e.g. Pressurized water lines, gas lines or the like.
  • Mirror lugs is usually a pipe or a portion of such, referred to in the water or a fluid medium according to the law of gravity passes from a higher starting point to a lower end point, wherein the cross section of the line or the line section in is usually not fully flowed through, so that in contrast to a pressure pipe usually a free liquid surface remains.
  • the line is thus not completely filled by the liquid, but it remains an air volume which begins at the upper end of the free-flow line and, depending on pressure and gas solubility, extends more or less far down. Since the fluid medium is conveyed in a gravity pipe only by gravity, free-flowing pipes are sometimes called
  • the outer film tube with functional groups can be prepared in principle by any known to those skilled in the art. For example, it is possible to use prefabricated seamless tubes or hoses that by attaching the longitudinal edges of flat films and appropriate connection of the brought-in edges z. B. be obtained by gluing or welding or by applying a film strip. Finally, as a suitable method for producing the outer tubular film with functional groups, a winding process can be used in which a film strip as described for example in WO 95/04646, wound. In principle, all processes have the same characteristics and the person skilled in the art, taking into account the current application situation, will choose the most suitable process on the basis of his specialist knowledge.
  • Film tube is not subject to any limitation and it can in principle be used all methods which are known in the art and described in the literature.
  • the only requirement is that the functional groups are present on the surface as long as required for the reaction with the fiber tube and preferably with the fiber material or in particular with the photochemically curable resin. Insofar as the reaction takes place only during curing (which has proven to be advantageous in some cases), this requires a corresponding stability of the functional groups, since the
  • lining hoses according to the invention are usually prefabricated and can be several weeks or even months between production and curing in the system to be rehabilitated.
  • Reaction only during curing has the advantage that during installation and installation of the lining hose to the wall of the system to be rehabilitated no or little interaction between the outer film and the fiber tube are expected to have a detrimental effect and, for example, wrinkles or similar problems being able to lead.
  • Suitable functional groups are, for example, carboxylic acid,
  • Oxazoline groups to name but a few preferred representatives. Particular preference is given to carboxylic acid, carboxylic anhydride or epoxide groups.
  • the proportion of comonomers for introducing the functional groups is generally in the range of 0.1 to 50, preferably from 0.3 to 30 and particularly preferably from 0.5 to 25 wt.%, Based on the total weight of the monomer mixture ,
  • These monomers may be prepared by methods known per se and described in the literature, e.g. copolymerized in the melt or in solution with the remaining monomers or with polymers or
  • Reacted monomers without functional groups eg grafted.
  • the corresponding monomers are reacted with an already formed polymer backbone.
  • Wavelengths in the range of 300 to 500 nm, preferably in the range of 350 to 450 nm is used, should the outer film in these wavelength ranges have a high absorbance.
  • the extinction or absorption of films is usually characterized by the transparency i. the ability of the examined film,
  • a first group of preferred polymers are, for example, homo- or copolymers of olefins, in particular ⁇ -olefins having preferably 2 to 8, in particular 2-6 C-atoms.
  • Particularly preferred monomers are ethene, propene and octene, the latter also being readily copolymerizable with ethene.
  • Alkyl acrylates or alkyl methacrylates which are derived from alcohols having 1 to 8 carbon atoms, for example, ethanol, butanol or ethyl hexanol, only a few into consideration preferred examples. With these, corresponding reactive comonomers can then be copolymerized to introduce the above-mentioned functional groups.
  • a first preferred group of such polymers having functional groups are copolymers of ethene with ethyl or butyl acrylate and acrylic acid and / or maleic anhydride.
  • Corresponding products are available for example from BASF SE under the tradename Lupolen ® KR 1270th
  • Lining hose can bring with it.
  • Examples include terpolymers of usually at least 30% by weight of ethene, at least 30% by weight of propene and up to 15% by weight.
  • Diene component (usually diolefins having at least 5 carbon atoms such as dicyclopentadiene, 1, 4-hexadiene or 5-Ethylidennorbornen) called.
  • Diene component usually diolefins having at least 5 carbon atoms such as dicyclopentadiene, 1, 4-hexadiene or 5-Ethylidennorbornen
  • Suitable polymers are furthermore those of vinylaromatic
  • Monomers and dienes for example styrene and dienes, where the dienes may be completely or partially hydrogenated, having the corresponding functional groups.
  • Such copolymers may be random or have a block structure, wherein also
  • the polymers of the outer film may also latently contain the functional groups, i. in a form in which the actual functional group is released only when hardened.
  • Suitable polymers having functional groups in this variant are, for example, polyamides, polyoxymethylene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS), polymethyl methacrylate,
  • the polar polymer is readily miscible with the polymer without functional groups.
  • the mixing can advantageously take place in the melt.
  • the amount of mixed polymer having functional groups is usually in the range of 0.01 to 50% by weight, based on the mixture.
  • Polyolefins such as polyethylene or polypropylene, polyamides, polyesters such as polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate or
  • Thermoplastic elastomers are also suitable in principle.
  • Thermoplastic elastomers are materials in which elastic polymer chains are incorporated in thermoplastic material. Despite the lack of a required in the classic elastomers
  • thermoplastic elastomers have rubbery properties, which may be advantageous in some applications.
  • polyolefin elastomers or polyamide elastomers may be mentioned here.
  • Corresponding products are described in the literature and commercially available from various manufacturers, so that here detailed information is unnecessary.
  • suitable adhesion promoters in this embodiment are, for example, silanes, solutions or melts of polar or
  • Adhesive films These are preferably applied uniformly covering the film which forms the inner film tube, in order to obtain as uniform a distribution of the functional groups as possible.
  • the above-mentioned functional groups can also be obtained by surface-treating the films forming the outer film tube with the aid of gases such as oxygen, fluorine or chlorine. Owing to the action of these media, oxygen-containing functional groups of the type mentioned at the beginning are formed on the surface
  • Lining hoses are stored for long periods prior to introduction into the fluid-carrying systems to be rehabilitated.
  • the film from which the at least one outer film tube is formed has a thickness in the range of 40 to 2000 ⁇ , preferably in the range of 50 to 1500 ⁇ and particularly preferably from 80 to 1000 ⁇ .
  • the foil tape can also
  • the outer film tube can also have a reinforcement, such as a fleece lamination as described in EP 1 180 225.
  • reinforcing agents are to be used, these are generally based on fibers, in particular based on fiber ribbons.
  • slivers are basically all known in the art products in the form of fabrics, knitted fabrics, mats or fleeces, which may contain fibers in the form of long filaments or short fibers.
  • the thickness of the reinforcement for example the nonwovens, is advantageously in the range of 0.005 to 2 mm, more preferably in the
  • Lining hoses at least one inner film tube on the basis of a thermoplastic material.
  • the inner film tube can according to a preferred
  • Inner film tube has the best possible transparency against the light used for irradiation and curing, so that complete curing can be achieved.
  • the lining hoses according to the invention have at least one fiber hose impregnated with a hardenable resin between at least one inner and at least one outer film hose.
  • This lining hose can be obtained by winding slivers on or around the inner film tube by means of a winding mandrel or other suitable device or by folding and folding fiber slivers.
  • folding the slivers also creates a hose, the superimposed edges can optionally be connected to each other by means of suitable connection methods such as sewing or gluing.
  • Fiber tube obtained by the winding of slivers by means of a device as described in WO 95/04646.
  • the resin-impregnated fiber ribbons can basically the same
  • the fiber-based reinforcement is a glass fiber fabric or a
  • Fibers for reinforcement are Fibers for reinforcement.
  • Tissues are generally sheet-like
  • Knitted fabrics are generally understood to mean fabrics which are formed by stitching.
  • Fiber scrims are a processing variant of fibers in which the fibers are not interwoven, but are aligned parallel or at an angle to each other and optionally fixed by means of a step path or an adhesive. Fiber scrims, especially fiber scrims with parallel fiber orientation, can have a pronounced anisotropy of the orientational orientations and perpendicular thereto due to the orientation of the fibers, which for some applications of
  • a fleece consists of loosely connected fibers, which still
  • the strength of a fleece is based only on the fiber's own liability, but can be influenced by work-up. In order to be able to process and use the fleece, it is usually solidified, for which various methods can be used.
  • Nonwovens are different from fabrics, or knitted fabrics, which are characterized by the manufacturing process specific laying of the individual fibers or threads.
  • Nonwovens consist of fibers whose position can only be described by the methods of statistics. The fibers are confused with each other in the nonwoven fabric. Accordingly, the English term nonwoven (non-woven) clearly distinguishes it from woven fabric.
  • Nonwovens inter alia, are classified according to the fiber material (eg the polymer in the case of chemical fibers), the bonding process, the type of fiber (staple or continuous fibers), the fiber fineness and the fiber orientation
  • the fibers can be deposited defined in a preferred direction or be completely stochastically oriented as in the case of
  • felts are also suitable as fiber ribbons.
  • a felt is a fabric of a disordered, difficult to separate fiber material. In principle, felts are thus nonwoven textiles. Made of chemical fibers and
  • Fibers are usually produced by dry needling (so-called needle felts) or by solidification with water jets emerging from a nozzle beam under high pressure. The individual fibers in the felt are intertwined with each other.
  • Needlefelt is usually mechanically with numerous needles with
  • the barbs are arranged inversely as in a harpoon. This will force the fibers into the felt and the needle will come out easily. Repeated plunge the fibers are intertwined and
  • Felts can be - like nonwovens - from virtually all natural or
  • Complementing is also the hooking of the fibers with a pulsed one
  • Water jet or with a binder possible.
  • the latter methods are particularly suitable for fibers without flake structure such as polyester or polyamide fibers.
  • Felts have a good temperature resistance and are usually moisture-repellent, which may be particularly advantageous when used in liquid-carrying systems.
  • Fiber length, fiber incorporation or fiber orientation can be any fiber length, fiber incorporation or fiber orientation.
  • the length of the fibers used is not subject to any particular limitation, i. Both so-called long fibers and short fibers or fiber fragments can be used. Over the length of the fibers used, the properties of the corresponding fiber ribbons can be adjusted and controlled over a wide range.
  • the type of fibers used is not subject to any restriction.
  • glass fibers, carbon fibers or plastic fibers such as aramid fibers or fibers of thermoplastic materials such as
  • Polyesters or polyamides or polyolefins known to those skilled in the art having their properties and being commercially available in a wide variety.
  • glass fibers are generally preferred; However, if, for example, a particular heat resistance of importance, for example, aramid fibers or carbon fibers can be used, which can offer advantages over glass fibers in terms of strength at higher temperatures.
  • a first resin-impregnated sliver is selected from woven, knitted, laid, mat, felted or nonwoven fabrics, the length of the fibers being able to be chosen according to the desired application.
  • the first resin-impregnated sliver a fiber layer of parallel aligned continuous fibers, preferably aligned parallel Be endless glass fibers.
  • the continuous fibers are substantially perpendicular to the longitudinal direction of the resin-impregnated sliver
  • a second sliver can be combined, in which fibers in one
  • Wirrfasermatte are arranged undirected.
  • the first sliver gives the lining hose a very good strength in the longitudinal direction, which is advantageous when installed in the piping systems to be rehabilitated.
  • fiber mat stabilizes the inner surface and avoids pores on the inner surface, which could lead to damage on prolonged contact with aggressive media.
  • the use of the directional fiber scrim reduces the risk of the fiber mat being pulled apart during impregnation, resulting in uneven impregnation. Static requirements for the liner also make this embodiment preferable.
  • the fiber fabric in a first resin-impregnated fiber band, the fiber fabric may already be needled or sewn with a random fiber mat, i.
  • the first and also the subsequent fiber slivers subsequently introduced can also have a multilayer structure. It has proved to be advantageous in some cases if at least one of the following slivers arranged on a first sliver are constructed multi-layered such that between two layers of undirected fibers an intermediate layer with parallel to the longitudinal direction of the sliver arranged chopped fibers are included, preferably a length in the range of 2 to 200, preferably from 3 to 40 cm.
  • Fiber tube which contains at least one sliver with oriented substantially perpendicular to the longitudinal direction of the sliver fibers and at least one further sliver with fibers oriented parallel to the longitudinal direction of the sliver.
  • a fleece preferably of polyolefin fibers, is particularly preferred
  • Polypropylene nonwoven used as at least a first resin-impregnated sliver, which can be combined with any other sliver of the types described above.
  • Fiber slivers with similar fiber binding ie, for example, two fiber fabrics or two fiber fabrics
  • Fibers of different chemical composition, different orientation or with different lengths are used which contain fibers of different chemical composition, different orientation or with different lengths.
  • short fibers in a sliver can be combined with long fibers in at least one further sliver, or fabrics can be combined with nonwovens, mats or knitted fabrics.
  • composition is possible. This opens up a wide range of variations for the person skilled in the art, within which he virtually quotes the properties of the lining tube for individual application
  • Fiber systems are described in large numbers in the literature and known to those skilled in the art.
  • a first preferred group of reaction resins are unsaturated
  • Polyester resins or vinyl ester resins which may be dissolved, for example, in styrene and / or an acrylic ester.
  • Suitable reaction resins of this type are known to the person skilled in the art and are commercially available in various designs.
  • reaction resins may be e.g. by means of electromagnetic radiation, e.g. by UV light with photoinitiators as described for example in EP-A 23634, cured. Purely thermally curable
  • the initiator used e.g., a peroxide initiator in combination with the photoinitiators mentioned are possible and have been found to be particularly advantageous for large wall thicknesses of the lining tubes.
  • a process for such combination curing is described, for example, in EP-A 1262708.
  • the resin may conveniently be thickened
  • the width of the slivers is not subject to any special per se
  • Lining hoses is also subject to no particular
  • Thickness of slivers in the Range of 0.01 to 1, in particular 0.05 to 0.5 mm have been proven in practice.
  • the finished lining tube which is generally 1 to 1000 m,
  • the lining hoses of the invention may e.g. in accordance with the methods described in WO 95/04646 and with the aid of the devices described there, to which reference should be made here for further details.
  • Foil tape is applied, whose elastic modulus in the
  • a corresponding foil strip can be pulled off parallel to the flat foil from a corresponding device, in particular a roll, and applied to the bumper edge. Also in this regard, it requires no special complex apparatus design, but commercially available devices can be used.
  • the bonding of the film strip to the flat film can preferably be effected by gluing or welding, wherein the welding is particularly preferred since a homogeneous material composite is formed.
  • gluing make sure that the adhesive used is stable under the conditions of use. For the most commonly used resins, this usually requires resistance to styrene, among other things.
  • the adhesive required for bonding can either already be applied to the film strip (then it is in the
  • Suitable adhesives are known per se and described in the literature, so that further information is unnecessary here. The skilled person will select on the basis of the materials used for film tape and flat film, an adhesive that is suitable for a
  • the lining hoses according to the invention are suitable for
  • lining hoses according to the invention are used for the rehabilitation of such systems, which are for a classic repair or renovation replacement of parts are difficult to access, because these are, for example, components of a Gesanntvorraum or because they are inaccessible, eg because they are laid in the ground.
  • piping systems for the transport of water or wastewater (sewer systems and the like), in cities and communities in the ground and often under roads or other

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Abstract

Auskleidungsschlauch zur Sanierung von fluidführenden Systemen mit a) mindestens einem inneren Folienschlauch auf der Basis eines thermoplastischen Kunststoffs, b) mindestens einem äußeren Folienschlauch auf der Basis eines thermoplastischen Kunststoffs und c) mindestens einem mit einem photochemisch härtbaren Harz getränkten Faserschlauch zwischen mindestens einem inneren und mindestens einem äußeren Folienschlauch, wobei ein äußerer Folienschlauch, der mit mindestens einem mit einem photochemisch härtbaren Harz getränkten Faserschlauch in Berührung steht, auf der im eingebauten Zustand dem Faserschlauch zugewandten Oberfläche funktionelle Gruppen aufweist, die eine Reaktion mit dem Faserschlauch eingehen

Description

Beschreibung
Photochemisch härtbare Auskleidungsschläuche zur Sanierung fluidführender Systeme
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft photochemisch härtbare
Auskleidungsschlauche zur Sanierung fluidführender Systeme führender Rohre aus mindestens einem inneren Folienschlauch, mindestens einem äußeren Folienschlauch, und dazwischen einem mit einem photochemisch härtbaren Harz getränkten Faserschlauch. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Auskleidungsschlauches.
[0002] Ein besonders elegantes Verfahren zur Sanierung von fluidführenden
Systemen, insbesondere Kanälen und ähnlichen Rohrsystemen besteht darin, dass man einen flexiblen, mit Reaktionsharz getränkten
Faserschlauch, der als Auskleidungsschlauch (Liner) dient, in den Kanal einführt, dort aufbläst, so dass er sich eng an die Kanalinnenwand anschmiegt, und danach das Harz aushärtet.
[0003] Die Herstellung eines derartigen Auskleidungsschlauches ist
beispielsweise in der WO 95/04646 beschrieben. Dabei wird auf einen Wickeldorn, der aus mehreren parallelen, in ihrem Abstand zur
Wickeldornachse veränderbaren Wickelfingern besteht, zunächst ein Folienband schraubenförmig gewickelt, wobei ein als Schutzfolie dienender Innenfolienschlauch gebildet wird. Auf diesen wird mindestens ein harzgetränktes Faserband schräg gewickelt und darauf wiederum ein zweites Folienband, welches den Außenfolienschlauch bildet.
[0004] Der Aussenfolienschlauch soll verhindern, dass das zur Imprägnierung verwendete Harz aus dem Faserschlauch austritt und in die Umwelt gelangt. Dies setzt eine gute Dichtigkeit und Anbindung des äußeren Folienschlauchs an den harzgetränkten Faserschlauch voraus.
[0005] Um diese Anbindung zu verbessern wird gemäß der Lehre der EP
1 180225 die Aussenfolie bei einem Aufbau gemäß WO 95/04646 mit einer Vliesschicht kaschiert, die die Anbindung der Aussenfolie an den harzgetränkten Faserschlauch verbessern soll. Vlieskaschierte Folien sind jedoch aufwendig in der Herstellung und die erzielte Anbindungswirkung ist nicht in vollem Umfang zufriedenstellend.
[0006] In der DE 10 201 1 105 995 werden Auskleidungsschläuche mit einem mindestens dreilagigen Aufbau mit mindestens einem inneren
Folienschlauch, mindestens einem harzgetränkten Faserschlauch und mindestens einem äußeren Folienschlauch beschrieben, wobei der innere Folienschlauch, der mit einem getränkten Faserschlauch in Berührung steht, auf der im eingebauten Zustand diesem Faserschlauch
zugewandten Oberfläche funktionelle Gruppen aufweist, die eine Reaktion mit dem Faserschlauch eingehen. Dies soll die Anbindung der Innenfolie an den harzgetränkten Faserschlauch verbessern, so dass diese nach dem Einbau und der Aushärtung des Faserschlauchs nicht mehr entfernt werden muss. Als Außenfolie wird eine ggf. vlieskaschierte Folie verwendet.
[0007] Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde,
photochemisch härtbare Auskleidungsschläuche für die Sanierung fluidführender Systeme zur Verfügung zu stellen, die die vorstehend geschilderten Nachteile nicht aufweisen.
[0008] Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst durch
Auskleidungsschläuche zur Sanierung von fluidführenden Systemen mit mindestens einem inneren Folienschlauch auf der Basis eines
thermoplastischen Kunststoffs, mindestens einem äußeren Folienschlauch auf der Basis eines thermoplastischen Kunststoffs und
einem mit einem photochemisch härtbarem Harz getränkten
Faserschlauch zwischen einem inneren und einem äußeren
Folienschlauch, wobei der äußere Folienschlauch, der mit einem
harzgetränkten Faserschlauch in Berührung steht, auf der im eingebauten Zustand diesem Faserschlauch zugewandten Oberfläche funktionelle Gruppen aufweist, die eine Reaktion mit dem Faserschlauch eingehen.
[0009] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche und die Verwendung der erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche zur Sanierung von
fluidführenden Leitungssystemen. [0010] Als Fluid wird allgemein ein Medium bezeichnet, welches einer beliebig langsamen Scherung keinen Widerstand entgegensetzt. Der
übergeordnete Begriff Fluid bezeichnet Gase und Flüssigkeiten, da die meisten physikalischen gesetzte für beide Aggregatzustände
gleichermaßen gelten und sich viele der Eigenschaften nur quantitativ nicht aber qualitativ unterscheiden.
[001 1] Nur beispielhaft seien hier als fluidführende Leitungssysteme Trinkwasser- und Versorgungswasserleitungen (Leitungssysteme mit denen Wasser von Vorratsspeichern oder vom Ort der Erzeugung zum Verwendungsort oder zu Zwischenspeichern transportiert wird), fluidführende Leitungen jeglicher Art im industriellen Umfeld in Betrieben oder Produktionsanlagen oder Abwassersysteme jeglicher Art (z.B. Kanäle oder Abwassersammler oder dgl.).
[0012] Die fluidführenden Leitungssysteme können sog. Freispiegelleitungssysteme oder auch unter Druck stehende Leitungssysteme sein, z.B. Druckwasserleitungen, Gasleitungen oder dgl.
[0013] Als Freispiegelleitung (in Tunnelform auch Freispiegelstollen oder
Spiegelstollen) wird üblicherweise eine Rohrleitung bzw. ein Abschnitt einer solchen, bezeichnet, in der Wasser bzw. ein fluides Medium gemäß dem Gesetz der Schwerkraft von einem höher gelegenen Anfangspunkt zu einem tiefer gelegenen Endpunkt gelangt, wobei der Querschnitt der Leitung bzw. des Leitungsabschnitts in der Regel nicht voll durchflössen wird, sodass im Gegensatz zu einer Druckrohrleitung meistens eine freie Flüssigkeitsoberfläche bleibt. Die Leitung wird also von der Flüssigkeit nicht vollständig ausgefüllt, sondern es verbleibt ein Luftvolumen, das am oberen Ende der Freispiegelleitung beginnt und sich, abhängig von Druck und Gaslöslichkeit, mehr oder weniger weit nach unten erstreckt. Da das fluide Medium in einer Freispiegelleitung nur durch die Schwerkraft gefördert wird, werden Freispiegelleitungen bisweilen auch als
Gravitationsleitungen bezeichnet.
[0014] Der äußere Folienschlauch mit funktionellen Gruppen kann prinzipiell nach jeder dem Fachmann bekannten Art hergestellt werden. So ist es beispielsweise möglich, vorgefertigte nahtlose Schläuche zu verwenden oder aber Schläuche, die durch Inanlagebringen der Längskanten von Flachfolien und entsprechende Verbindung der in Anlage gebrachten Kanten z. B. durch Verkleben oder Verschweißen oder durch Aufbringung eines Folienbandes erhalten werden. Schließlich kann als geeignetes Verfahren zur Herstellung der äußeren Schlauchfolie mit funktionellen Gruppen auch ein Wickelverfahren eingesetzt werden, bei dem ein Folienband wie z.B. in der WO 95/04646 beschrieben, gewickelt wird. Alle Verfahren eigen sich prinzipiell in gleicher Weise und der Fachmann wird unter Berücksichtigung der aktuellen Anwendungssituation das am besten geeignete Verfahren auf der Basis seines Fachwissens wählen.
[0015] Die Art der Einbringung der funktionellen Gruppen in den äußeren
Folienschlauch unterliegt an sich keiner Beschränkung und es können grundsätzlich alle Verfahren angewandt werden, die dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben sind. Voraussetzung ist lediglich, dass die funktionellen Gruppen an der Oberfläche solange vorhanden sind, als zur Reaktion mit dem Faserschlauch und vorzugsweise mit dem Fasermaterial oder insbesondere mit dem photochemisch härtbaren Harz erforderlich. Soweit die Reaktion erst bei der Aushärtung stattfindet (was sich in einigen Fällen als vorteilhaft herausgestellt hat), erfordert dies eine entsprechende Stabilität der funktionellen Gruppen, da die
erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche in der Regel vorkonfektioniert werden und zwischen Produktion und Aushärtung im zu sanierenden System mehrere Wochen oder sogar Monate liegen können. Eine
Reaktion erst bei der Aushärtung bewirkt den Vorteil, dass beim Einbau und dem Inanlagebringen des Auskleidungschlauchs an die Wandung des zu sanierenden Systems keine oder nur geringe Wechselwirkungen zwischen der Außenfolie und dem Faserschlauch zu erwarten sind, die sich nachteilig auswirken und beispielsweise zur Faltenbildung oder vergleichbaren Problemen führen können.
[0016] Geeignete funktionelle Gruppen sind beispielsweise Carbonsäure-,
Carbonsäureanhydrid-, Carbonsäureeester-, Carbonsäureamid-,
Carbonsäureimid-, Amino-, Hydroxyl-, Epoxid-, Urethan- und
Oxazolingruppen, um nur einige bevorzugte Vertreter zu nennen. Besonders bevorzugt sind Carbonsäure-, Carbonsäureanhydrid oder Epoxidgruppen.
[0017] Diese können durch Copolymerisation entsprechender Monomere mit anderen Monomeren aus denen die die Außenfolie bildenden Polymere hergestellt werden oder aber durch gemeinsame Verwendung von Polymeren ohne funktionelle Gruppen mit Polymeren mit funktionellen Gruppen, vorzugsweise über die Schmelze oder durch Coextrusion erhalten werden.
[0018] Damit eine Reaktion zwischen den funktionellen Gruppen der Außenfolie und dem Harz stattfindet, müssen die funktionellen Gruppen auf der Seite der Außenfolie erreichbar sein, die im eingebauten Zustand dem harzgetränkten Faserschlauch zugewandt ist, d.h. auf dieser Oberfläche vorhanden sein. Verbundfolien aus Polyolefinen und Polyamiden, bei denen die dem Faserschlauch zugewandte Seite keine funktionellen (Carbonsäureamid) Gruppen aufweist und wie sie in der Literatur in entsprechenden photochemisch härtbaren Systemen bereits zur
Verwendung als Innenfolie beschrieben wurden, erfüllen diese
Voraussetzungen in der Regel nicht.
[0019] Geeignete reaktive Monomere zur Einführung von geeigneten
funktionellen Gruppen sind beispielsweise Maleinsäure,
Maleinsäureanhydrid, Itaconsäure, (Meth)Acrylsäure und
Glycidyl(meth)acrylat und Vinylester, insbesondere Vinylacetat,
Vinylphosphonsäure und deren Ester, sowie Ethylenoxid und Acrylnitril, um nur einige bevorzugte Vertreter zu nennen.
[0020] Der Anteil der Comonomeren zur Einführung der funktionellen Gruppen liegt im allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 50, vorzugsweise von 0,3 bis 30 und besonders bevorzugt von 0,5 bis 25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomermischung.
[0021] Diese Monomere können nach an sich bekannten und in der Literatur beschriebenen Verfahren, z.B. in der Schmelze oder in Lösung mit den restlichen Monomeren copolymerisiert oder mit Polymeren oder
Monomeren ohne funktionelle Gruppen umgesetzt z.B. aufgepfropft werden. [0022] Bei der Pfropfung werden die entsprechenden Monomere mit einem bereits gebildeten Polymergrundgerüst zur Umsetzung gebracht.
Entsprechende Verfahren sind dem Fachmann bekannt und in der
Literatur beschrieben, so dass sich hier nähere Details erübrigen.
[0023] Nachfolgend sollen einige bevorzugte Gruppen von Polymeren etwas
ausführlicher beschrieben werden, wobei der Erfindung aber nicht auf diese Gruppen von Polymeren beschränkt ist.
[0024] Struktur und Aufbau der Außenfolie unterliegen keiner besonderen
Beschränkungen hinsichtlich der Monomerauswahl. Wird ein durch Bestrahlung härtbares Harz im Faserschlauch eingesetzt, werden vorzugsweise Außenfolien verwendet, die für das zur Bestrahlung verwandte Licht undurchlässig sind. So wird ein verbesserter Schutz gegen vorzeitige Aushärtung erreicht, die durch Einwirkung von Licht während der Lagerung der Auskleidungsschläuche vor dem Einbau eintreten kann. Da zur Bestrahlung in der Regel UV-Licht mit
Wellenlängen im Bereich von 300 bis 500 nm, vorzugsweise im Bereich von 350 bis 450 nm verwendet wird, sollte die Außenfolie in diesen Wellenlängenbereichen eine hohe Extinktion bzw. Absorption aufweisen.
[0025] Charakterisiert wird die Extinktion bzw. Absorption von Folien in der Regel über die Transparenz d.h. die Fähigkeit der untersuchten Folie,
elektromagnetische Wellen der untersuchten Wellenlängen
hindurchzulassen (Transmission). Einfallende Photonen wechselwirken je nach Energie mit unterschiedlichen Bestandteilen des Materials, somit ist die Transparenz eines Materials abhängig von der Frequenz der elektromagnetischen Welle.
[0026] Eine erste Gruppe bevorzugter Polymerer sind beispielsweise Homo- oder Copolymere von Olefinen, insbesondere von α-Olefinen mit vorzugsweise 2 bis 8, insbesondere 2-6 C-Atomen. Besonders bevorzugte Monomere sind Ethen, Propen und Octen, wobei letzteres sich auch gut mit Ethen copolymerisieren läßt.
[0027] Als Comonomere für die erwähnten Olefine kommen insbesondere
Alkylacrylate oder Alkylmethacrylate, die sich von Alkoholen mit 1 bis 8 C- Atomen ableiten, z.B. Ethanol, Butanol oder Ethylhexanol, um nur einige bevorzugte Beispiele zu nennen, in Betracht. Mit diesen können dann entsprechende reaktive Comonomere zur Einführung der vorstehend erwähnten funktionellen Gruppen copolymerisiert werden.
[0028] Eine erste bevorzugte Gruppe von derartigen Polymeren mit funktionellen Gruppen sind Copolymere des Ethens mit Ethyl- oder Butylacrylat und Acryläure und/oder Maleinsäureanhydrid. Entsprechende Produkte sind beispielsweise von BASF SE unter der Handelsbezeichnung Lupolen® KR 1270 erhältlich.
[0029] Auch Ethen/Propen-Copolymere mit geeigneten Comonomeren zur
Einbringung der entsprechenden funktionellen Gruppen sind geeignet.
[0030] Weiter können erwähnt werden Ethen/Octen-Copolymere, die mit
entsprechenden Monomeren zur Einführung funktioneller Gruppen gepfropft sind. Beispielhaft sei hier Fusabond® NM493 D der Fa. DuPont erwähnt.
[0031] In manchen Fällen haben sich sogenannte funktionalisierte EPDM- Kautschuke als vorteilhaft erwiesen, die wegen ihrer elastischen
Eigenschaften Vorteile bei dem Inanlagebringen des
Auskleidungsschlauchs mit sich bringen können. Beispielhaft seien hier Terpolymerisate aus in der Regel mindestens 30 Gew.% Ethen, mindestens 30 Gew.% Propen und einer bis zu 15 Gew.%
Dienkomponente (in der Regel Diolefine mit mindestens 5 C-Atomen wie Dicyclopentadien, 1 ,4-Hexadien oder 5-Ethylidennorbornen) genannt. Hier sei als kommerzielles Produkt Royaltuf® 485 der Fa. Crompton genannt.
[0032] Geeignete Polymere sind weiterhin solche aus vinylaromatischen
Monomeren und Dienen, beispielsweise Styrol und Dienen, wobei die Diene ganz oder teilweise hydriert sein können, die entsprechende funktionelle Gruppen aufweisen. Solche Copolymere können statistisch aufgebaut sein oder eine Blockstruktur aufweisen, wobei auch
Mischformen möglich sind (sog. tapered-Strukturen). Entsprechende Produkte sind in der Literatur beschrieben und kommerziell von
verschiedenen Anbietern erhältlich. Als Beispiele seien die kommerziellen Produktreihen Styrolux® und Styroflex® der BASF SE oder speziell als mit Anhydridgruppen funktionalisiertes Styrol/Ethen/Buten-Copolymer Kraton® G 1901 FX der Fa. Shell genannt.
[0033] Die Polymere der Außenfolie können die funktionellen Gruppen auch latent enthalten, d.h. in einer Form, bei der die eigentliche funktionelle Gruppe erst bei der Härtung freigesetzt wird.
[0034] Weiterhin ist es möglich, Mischungen von Polymeren zu verwenden, wobei nur eines der Polymere die funktionellen Gruppen oder latente funktionelle Gruppen der zuvor genannten Art aufweist.
[0035] Als geeignete Polymere mit funktionellen Gruppen bei dieser Variante eignen sich beispielsweise Polyamide, Polyoxymethylen, Acrylnitril- Butadien- Styrol- Copolymere (ABS), Polymethylmethacrylat,
Polyvinylacetat und Polyvinylalkohol.
[0036] Wesentlich ist dabei, dass das polare Polymere mit dem Polymer ohne funktionelle Gruppen gut mischbar ist. Das Vermischen kann vorteilhaft in der Schmelze erfolgen. Die Menge an zugemischtem Polymer mit funktionellen Gruppen liegt in der Regel im Bereich von 0,01 bis 50 Gew.%, bezogen auf die Mischung.
[0037] Grundsätzlich eignen sich unter Berücksichtigung dieser Kriterien
Polyolefine wie Polyethylen oder Polypropylen, Polyamide, Polyester wie Polybutylenterephthalat, Polyethylenterephthalat oder
Polyethylennaphthalat, Polyvinylchlorid, Polyacrylnitril oder auch thermoplastische Polyurethane oder Mischungen dieser Polymeren. Auch thermoplastische Elastomere sind grundsätzlich geeignet.
Thermoplastische Elastomere sind Werkstoffe, bei denen elastische Polymerketten in thermoplastisches Material eingebunden sind. Trotz des Fehlens einer bei den klassischen Elastomeren erforderlichen
Vulkanisation weisen thermoplastische Elastomere gummielastische Eigenschaften auf, was bei manchen Anwendungen vorteilhaft sein kann. Beispielhaft seien hier Polyolefin-Elastomere oder Polyamid-Elastomere genannt. Entsprechende Produkte sind in der Literatur beschrieben und von verschiedenen Herstellern kommerziell erhältlich, so dass sich hier detaillierte Angaben erübrigen. [0038] Statt durch Copolymerisation oder durch Mischen oder Pfropfen können die funktionellen Gruppen in die Außenfolie auch mit Hilfe geeigneter Haftvermittler eingeführt werden, die auf die Oberfläche der Folien aufgebracht werden. Geeignete Haftvermittler bei dieser Ausführungsform sind z.B. Silane, Lösungen oder Schmelzen von polaren oder
funktionalisierten Polymeren, sowie geeignete Klebstoffe und
Haftvermittlerfolien. Diese werden vorzugsweise gleichmäßig deckend auf die Folie, die den Innenfolienschlauch bildet, aufgebracht um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der funktionellen Gruppen zu erhalten.
[0039] Schließlich können die vorstehend genannten funktionellen Gruppen auch durch Oberflächenbehandlung der den äußeren Folienschlauch bildenden Folien mit Hilfe von Gasen wie Sauerstoff, Fluor oder Chlor erhalten werden. Durch die Einwirkung dieser Medien entstehen an der Oberfläche sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen der eingangs genannten
bevorzugten Art wie Säure- Säureanhydrid oder Epoxidgruppen. Es sei allerdings an dieser Stelle erwähnt,, dass die Verteilung der funktionellen Gruppen an der Oberfläche nur schwer zu steuern ist, so dass eine höhere Wahrscheinlichkeit einer inhomogenen Verteilung besteht als nach den zuvor beschriebenen Verfahren der Co- oder Pfropfpolymerisation oder der Verwendung von Haftvermittlern. Auch können Art und Menge der funktionellen Gruppen stärkeren Schwankungen bei dieser Variante unterliegen.
[0040] Eine Einbringung von funktionellen Gruppen kann auch durch Plasmaoder Coronabehandlung erreicht werden. Entsprechende Verfahren sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben. Es hat sich allerdings in einigen Fällen herausgestellt, dass der Gehalt an
funktionellen Gruppen bei der Coronabehandlung mit der Zeit abnimmt, was nachteilig sein kann, wenn die erfindungsgemäßen
Auskleidungsschläuche vor der Einbringung in die zu sanierenden fluidführenden Systeme über längere Zeiträume gelagert werden.
[0041] Im allgemeinen (und unabhängig von der Art des Polymeren), ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, weist die Folie, aus der der mindestens eine äußere Folienschlauch gebildet wird, eine Dicke im Bereich von 40 bis 2000 μηη, vorzugsweise im Bereich von 50 bis 1500 μηη und besonders bevorzugt von 80 bis 1000 μηη auf. Das Folienband kann auch
entsprechend dicker gewählt werden, wenn eine höhere Festigkeit gewünscht wird.
[0042] Der äußere Folienschlauchs kann auch eine Verstärkung aufweisen, wie beispielsweise eine Vlieskaschierung wie sie in der EP 1 180 225 beschrieben ist.
[0043] Falls Verstärkungsmittel eingesetzt werden sollen, sind diese in der Regel auf Faserbasis, insbesondere auf der Basis von Faserbändern.
[0044] Als Faserbänder eignen sich grundsätzlich alle dem Fachmann bekannten Produkte in Form von Geweben, Gewirken, Gelegen, Matten oder Vliesen, die Fasern in Form von langen Endlosfasern oder kurzen Fasern enthalten können. Die Dicke der Verstärkung, beispielsweise der Vliese, liegt vorteilhaft im Bereich von 0,005 bis 2 mm, besonders bevorzugt im
Bereich von 0,1 bis 1 mm.
[0045] Als Komponente a) weisen die erfindungsgemäßen
Auskleidungsschläuche mindestens einen inneren Folienschlauch auf der Basis eines thermoplastischen Kunststoffs auf.
[0046] Auch der innere Folienschlauch kann gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform auf der dem harzgetränkten Faserschlauch
zugewandten Oberfläche funktionelle Gruppen aufweisen, die eine
Reaktion mit dem Faserschlauch eingehen.
[0047] Für Aufbau und Struktur derartiger Innenfolienschläuche mit funktionellen Gruppen gilt prinzipiell das vorstehend für die funktionelle Gruppen aufweisenden Aussenfolienschläuche gesagte, wobei allerdings im
Unterschied zur Außenfolie darauf zu achten ist, dass der
Innenfolienschlauch eine möglichst gute Transparenz gegenüber dem zur Bestrahlung und Aushärtung verwendeten Licht aufweist, damit eine vollständige Aushärtung erreicht werden kann.
[0048] In den Fällen, in denen eine Ausrüstung der Innenfolie mit funktionellen Gruppen entbehrlich erscheint, können Polymerfolien eingesetzt werden, die aus den für die Außenfolie vorstehend beschriebenen Monomeren ohne die Comonomeren mit funktionellen Gruppen erhalten werden können.
[0049] Als Bestandteil c) weisen die erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche mindestens einen mit einem härtbaren Harz getränkten Faserschlauch zwischen mindestens einem inneren und mindestens einem äußeren Folienschlauch auf.
[0050] Dieser Auskleidungsschlauch kann durch das Wickeln von Faserbändern auf bzw. um den inneren Folienschlauch mit Hilfe eines Wickeldorns oder einer anderen geeigneten Vorrichtung erhalten werden oder durch Falten und Zusammenlegen von Faserbändern. Durch das Zusammenlegen der Faserbändern entsteht ebenfalls ein Schlauch, wobei die aufeinander liegenden Ränder ggf. mittels geeigneter Verbindungsverfahren wie vernähen oder Verkleben miteinander verbunden werden können.
[0051] Entsprechende Verfahren zur Herstellung solcher Auskleidungsschläuche sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben, so dass hier nähere Einzelheiten entbehrlich sind. Die Vorteile der Erfindung sind nicht abhängig von einem bestimmten Herstellverfahren der
erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche.
[0052] In manchen Fällen haben sich nach einem Wickelverfahren, wie es z.B. in der WO 95/04646 beschrieben ist, erhaltene Auskleidungsschläuche als besonders vorteilhaft erwiesen.
[0053] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der harzgetränkte
Faserschlauch erhalten durch das Wickeln von Faserbändern mit Hilfe einer Vorrichtung wie in der WO 95/04646 beschrieben.
[0054] Die harzgetränkten Faserbänder können grundsätzlich den gleichen
Aufbau aufweisen wie die Verstärkungsmaterialien, wie sie für den äußeren Folienschlauch bereits beschrieben wurden.
[0055] Als Faserbänder eignen sich demzufolge grundsätzlich alle dem
Fachmann bekannten Produkte in Form von Geweben, Gewirken, Gelegen, Matten oder Vliesen, die Fasern in Form von langen
Endlosfasern oder kurzen Fasern enthalten können. [0056] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Verstärkung auf Faserbasis um ein Glasfasergewebe oder ein
Glasfasergelege.
[0057] Unter Geweben werden dabei im Allgemeinen flächenförmige
Textilerzeugnisse aus mindestens zwei rechtwinklig gekreuzten
Fasersystemen verstanden, wobei die so genannte Kette in Längsrichtung und der so genannte Schuss senkrecht dazu verlaufen.
[0058] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die
erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche in radialer Richtung
mindestens zwei übereinander angeordnete unterschiedliche
harzgetränkte Faserbänder auf.
[0059] Unter Gewirken werden im allgemeinen Textilerzeugnisse verstanden, die durch Maschenbildung erzeugt werden.
[0060] Fasergelege sind eine Verarbeitungsvariante von Fasern, bei denen die Fasern nicht verwoben werden, sondern parallel oder unter einem Winkel zueinander ausgerichtet und ggf. mittels eines Steppfadens oder eines Klebstoffes fixiert werden. Fasergelege, insbesondere Fasergelege mit paralleler Faserausrichtung, können durch die Ausrichtung der Fasern eine ausgeprägte Anisotropie der Festigkeiten in Orientierungsrichtung und senkrecht dazu aufweisen, was für manche Anwendungen von
Interesse sein kann.
[0061] Ein Vlies besteht aus lose zusammen liegenden Fasern, welche noch
nicht miteinander verbunden sind. Die Festigkeit eines Vlieses beruht nur auf der fasereigenen Haftung, kann aber durch Aufarbeitung beeinflusst werden. Damit man das Vlies verarbeiten und benutzen kann, wird es in der Regel verfestigt, wofür verschiedene Methoden angewandt werden können.
[0062] Vliese sind verschieden von Geweben, oder Gewirken, die sich durch vom Herstellverfahren bestimmte Legung der einzelnen Fasern oder Fäden auszeichnen. Vliese bestehen dagegen aus Fasern, deren Lage sich nur mit den Methoden der Statistik beschreiben lässt. Die Fasern liegen wirr im Vliesstoff zueinander. Die englische Bezeichnung nonwoven (nicht gewebt) grenzt sie dementsprechend eindeutig von Geweben ab. Vliesstoffe werden unter anderem nach dem Fasermaterial (z. B. das Polymer bei Chemiefasern), dem Bindungsverfahren, der Faserart (Stapeloder Endlosfasern), der Faserfeinheit und der Faserorientierung
unterschieden. Die Fasern können dabei definiert in einer Vorzugsrichtung abgelegt werden oder gänzlich stochastisch orientiert sein wie beim
Wirrlagen-Vliesstoff.
[0063] Wenn die Fasern keine Vorzugsrichtung in ihrer Ausrichtung
(Orientierung) haben, spricht man von einem isotropen Vlies. Sind die Fasern in einer Richtung häufiger angeordnet als in der anderen Richtung, dann spricht man von Anisotropie.
[0064] Als Faserbänder geeignet sind auch Filze. Ein Filz ist ein Flächengebilde aus einem ungeordneten, nur schwer zu trennendem Fasergut. Prinzipiell sind Filze damit nicht gewebte Textilien. Aus Chemiefasern und
Pflanzenfasern werden Filze in der Regel durch trockene Vernadelung (sog. Nadelfilze) oder durch Verfestigung mit unter hohem Druck aus einem Düsenbalken austretenden Wasserstrahlen hergestellt. Die einzelnen Fasern im Filz sind ungeordnet miteinander verschlungen.
[0065] Nadelfilz wird mechanisch in der Regel mit zahlreichen Nadeln mit
Widerhaken hergestellt, wobei die Widerhaken umgekehrt wie bei einer Harpune angeordnet sind. Dadurch werden die Fasern in den Filz gedrückt und die Nadel geht leicht wieder heraus. Durch wiederholtes Einstechen werden die Fasern miteinander verschlungen und
anschließend eventuell chemisch oder mit Wasserdampf nachbehandelt.
[0066] Filze lassen sich - wie Vliese - aus praktisch allen natürlichen oder
synthetischen Fasern herstellen. Neben der Vernadelung oder in
Ergänzung ist auch das Verhaken der Fasern mit einem gepulsten
Wasserstrahl oder mit einem Bindemittel möglich. Die letztgenannten Verfahren eignen sich insbesondere für Fasern ohne Schuppenstruktur wie Polyester- oder Polyamidfasern.
[0067] Filze weisen eine gute Temperaturbeständigkeit auf und sind in der Regel feuchtigkeitsabweisend, was insbesondere bei der Anwendung in flüssigkeitsführenden Systemen von Vorteil sein kann. [0068] Durch die kombinierte Verwendung mehrerer unterschiedlicher
Faserbänder mit unterschiedlichem Aufbau hinsichtlich Faserart,
Faserlänge, Fasereinbindung oder Faserorientierung kann das
Eigenschaftsprofil der erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche individuell auf die jeweilige Anwendung angepasst werden, ohne dass es hierzu aufwändiger Umbauarbeiten an den zur Herstellung verwendeten Vorrichtungen bedarf. Durch die Wahl der Reihenfolge, in der die mindestens zwei unterschiedlichen Faserbänder angeordnet werden, kann das radiale und longitudinale Profil der erfindungsgemäßen
Auskleidungsschläuche individuell gestaltet und optimal an die konkrete Anwendung angepasst werden.
[0069] Die Länge der verwendeten Fasern unterliegt an sich keiner besonderen Beschränkung, d.h. es können sowohl sogenannte Langfasern als auch Kurzfasern oder Faserbruchstücke verwendet werden. Über die Länge der verwendeten Fasern lassen sich die Eigenschaften der entsprechenden Faserbänder auch über weite Bereiche einstellen und steuern.
[0070] Auch die Art der verwendeten Fasern unterliegt keiner Beschränkung. Nur beispielhaft seien hier Glasfasern, Carbonfasern oder Kunststofffasern wie Aramidfasern oder Fasern aus thermoplastischen Kunststoffen wie
Polyestern oder Polyamiden oder Polyolefinen (z.B. Polypropylen) genannt, die dem Fachmann mit ihren Eigenschaften bekannt und in großer Vielzahl kommerziell erhältlich sind. Aus wirtschaftlichen Gründen werden in der Regel Glasfasern bevorzugt; ist jedoch beispielsweise eine besondere Hitzebeständigkeit von Bedeutung, können beispielsweise Aramidfasern oder Carbonfasern eingesetzt werden, die hinsichtlich der Festigkeit bei höheren Temperaturen Vorteile gegenüber Glasfasern bieten können.
[0071] In manchen Fällen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein erstes harzgetränktes Faserband ausgewählt wird aus Geweben, Gewirken, Gelegen, Matten, Filzen oder Vliesen, wobei die Länge der Fasern entsprechend der gewünschten Anwendung gewählt werden kann. Dabei kann z.B. das erste harzgetränkte Faserband ein Fasergelege aus parallel ausgerichteten Endlosfasern, vorzugsweise parallel ausgerichteten Endlos-Glasfasern sein. Vorteilhaft sind die Endlosfasern im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des harzgetränkten Faserbandes
ausgerichtet. Mit einem solchen ersten Faserband kann vorzugsweise ein zweites Faserband kombiniert werden, in dem Fasern in einer
Wirrfasermatte ungerichtet angeordnet sind. Das erste Faserband verleiht dem Auskleidungsschlauch eine sehr gute Festigkeit in Längsrichtung, was beim Einbau in die zu sanierenden Leitungssysteme von Vorteil ist. Das zweite Faserband mit ungerichteten Fasern in Form einer
Wirrfasermatte stabilisiert durch die hohe Harzaufnahme die innere Oberfläche und vermeidet Poren an der inneren Oberfläche, die bei längerem Kontakt mit aggressiven Medien zu Schäden führen könnten. Durch die Verwendung des gerichteten Fasergeleges wird andererseits das Risiko, dass die Fasermatte bei der Tränkung auseinander gezogen wird und es damit zu einer ungleichmäßigen Tränkung kommt, reduziert. Auch statische Erfordernisse an den Liner lassen diese Ausführung bevorzugt erscheinen.
[0072] Besonders vorteilhaft kann in einem ersten harzgetränkten Faserband das Fasergelege bereits mit einer Wirrfasermatte vernadelt oder vernäht sein, d.h. das erste und auch die folgenden danach eingebrachten Faserbänder können auch mehrschichtig aufgebaut sein. Als vorteilhaft hat sich hierbei in einigen Fällen bewährt, wenn mindestens eines der auf ein erstes Faserband angeordneten folgenden Faserbänder mehrschichtig dergestalt aufgebaut sind, dass zwischen zwei Schichten mit ungerichteten Fasern eine Zwischenschicht mit parallel zur Längsrichtung des Faserbandes angeordneten Schnittfasern enthalten sind, die vorzugsweise eine Länge im Bereich von 2 bis 200, vorzugsweise von 3 bis 40 cm aufweisen.
[0073] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die
erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche einen harzgetränkten
Faserschlauch auf, der mindestens ein Faserband mit im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Faserbands orientierten Fasern und mindestens ein weiteres Faserband mit parallel zur Längsrichtung des Faserbandes orientierten Fasern enthält. [0074] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Vlies, vorzugsweise aus Polyolefinfasern, besonders bevorzugt ein
Polypropylen-Vlies als mindestens ein erstes harzgetränktes Faserband verwendet, welches mit einem beliebigen weiteren Faserband der vorstehend beschriebenen Arten kombiniert werden kann.
[0075] Grundsätzlich ist es wie erwähnt möglich, beliebige Arten von
Faserbändern zu kombinieren, die das für die geplante Anwendung angestrebte Eigenschaftsprofil bestmöglich erreichen. So können
Faserbänder mit gleichartiger Fasereinbindung (also beispielsweise zwei Fasergelege oder zwei Fasergewebe) verwendet werden, die Fasern unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, unterschiedlicher Orientierung oder mit unterschiedlichen Längen enthalten. Beispielhaft können Kurzfasern in einem Faserband mit Langfasern in mindestens einem weiteren Faserband kombiniert werden oder es können Gewebe mit Vliesen, Matten oder Gewirken kombiniert werden. Auch die Verwendung zweier Fasergewebe mit Fasern gleicher Einbindungsart und gleicher Orientierung und Länge aber unterschiedlicher chemischer
Zusammensetzung sind möglich. Damit eröffnet sich für den Fachmann eine große Variationsbreite innerhalb derer er die Eigenschaften des Auskleidungsschlauchs für die individuelle Anwendung quasi
"maßschneidern" kann.
[0076] Vom gewünschten Eigenschaftsprofil ausgehend wählt der Fachmann die geeigneten Faserbänder für die erfindungsgemäßen
Auskleidungsschläuche mit Hilfe seines Fachwissens über die
Eigenschaften der verschiedenen Arten von Faserbändern aus und ist so in der Lage optimal an den individuellen Anwendungsfall angepasste Produkte zur Verfügung zu stellen.
[0077] Die Tränkung der harzgetränkten Faserbänder mit Harz erfolgt in an sich bekannter Weise. Entsprechende Verfahren sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben, weshalb sich hier detaillierte
Ausführungen erübrigen.
[0078] Der Fachmann wird das zur Tränkung verwendete Harz abhängig von der Art seiner Faserverstärkung und der erforderlichen Eigenschaften im individuellen Anwendungsfall auswählen. Harze zur Tränkung von
Fasersystemen sind in einer großen Zahl in der Literatur beschrieben und dem Fachmann an sich bekannt.
[0079] Eine erste bevorzugte Gruppe von Reaktionsharzen sind ungesättigte
Polyesterharze oder Vinylesterharze, die beispielsweise in Styrol und/oder einem Acrylester gelöst sein können. Geeignete Reaktionsharze dieser Art sind dem Fachmann bekannt und in verschiedenen Ausführungen im Handel kommerziell erhältlich.
[0080] Weiterhin sind in der Literatur auch eine Reihe von Epoxidharzen (sowohl Einkomponenten- als auch Zweikomponentensysteme) beschrieben, aus denen der Fachmann im Bedarfsfall wählen kann.
[0081] Die Reaktionsharze können z.B. mittels elektromagnetischer Strahlung, z.B. durch UV-Licht mit Photoinitiatoren wie beispielsweise in der EP-A 23634 beschrieben, ausgehärtet werden. Rein thermisch härtbare
Systeme sind ebenfalls bekannt und geeignet. Auch so genannte
Kombinationshärtungen mit einem für die thermische Härtung
verwendeten Initiator (z.B. einem Peroxidinitiator in Kombination mit den erwähnten Photoinitiatoren sind möglich und haben sich insbesondere bei großen Wandstärken der Auskleidungsschläuche als vorteilhaft erwiesen. Ein Verfahren für eine derartige Kombinationshärtung ist beispielsweise in der EP-A 1262708 beschrieben.
[0082] Nach dem Tränken kann das Harz zweckmäßigerweise eingedickt
werden, wie es beispielsweise in der WO-A 2006/061 129 beschrieben wird. Dadurch erhöht sich die Viskosität des Harzes und damit wird die Handhabbarkeit der verwandten Faserbänder verbessert.
[0083] Die Breite der Faserbänder unterliegt an sich keinen besonderen
Beschränkungen; für eine Vielzahl von Anwendungen haben sich
Faserbänder mit einer Breite von 20 bis 150, vorzugsweise von 30 bis 100 und insbesondere von 40 bis 80 cm als geeignet erwiesen.
[0084] Die Dicke der Faserbänder in den erfindungsgemäßen
Auskleidungsschläuchen unterliegt ebenfalls keiner besonderen
Beschränkung und wird durch die Dicke des Auskleidungsschlauchs für die gewünschte Anwendung bestimmt. Dicken der Faserbänder im Bereich von 0,01 bis 1 , insbesondere 0,05 bis 0,5 mm haben sich in der Praxis bewährt.
[0085] Der fertige Auskleidungsschlauch, der im allgemeinen 1 bis 1000 m,
insbesondere 30 bis 300 m lang sein kann, wird bei der eigentlichen Leitungssanierung in das zu sanierende Leitungssystem eingeführt und dort z.B. mit Druckwasser oder vorzugsweise mit Luft aufgeblasen, so dass er sich eng an die Innenwand des zu sanierenden Leitungssystems anschmiegt. Schließlich wird das Harz mittels elektromagnetischer Strahlung, wie es z.B. in EP-A 122 246 und DE-A 198 17 413 beschrieben ist, gehärtet.
[0086] Die erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche können z.B. nach den in der WO 95/04646 beschriebenen Verfahren und mit Hilfe der dort beschriebenen Vorrichtungen hergestellt werden, auf die hier wegen weiterer Einzelheiten verwiesen werden soll.
[0087] Nach einem bevorzugten Verfahren sind die erfindungsgemäßen
Auskleidungsschläuche dadurch erhältlich, dass zunächst
[0088] a) die Längskanten einer Flachfolie aus einem thermoplastischen
Kunststoff in Anlage zueinander gebracht werden und anschließend auf die dadurch entstehende Stoßkante in longitudinaler Richtung ein
Folienband aufgebracht wird, dessen Elastizitätsmodul in der zur
Längsrichtung orthogonalen Orientierung den Elastizitätsmodul der Flachfolie in der entsprechenden Orientierung, gemessen unter gleichen Bedingungen, übersteigt und das Folienband mit der Flachfolie verbunden wird, wodurch ein Folienschlauch gebildet wird,
[0089] b) auf den in Schritt a) erhaltenen Folienschlauch auf dessen verstärkter Oberflächenseite mindestens ein harzgetränktes Faserband so
aufgebracht wird, dass ein harzgetränkter Faserschlauch entsteht, und
[0090] c) abschließend ein äußerer Folienschlauch auf das in Schritt b) erhaltene Produkt aufgebracht wird, der dieses umschließt.
[0091] Vorrichtungen, mit denen die Längskanten einer Flachfolie in Anlage
gebracht werden können, sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben, so dass sich hier nähere Ausführungen erübrigen. Nur beispielsweise sei hier auf die WO 95/04646, insbesondere Figur 12 und die entsprechenden Ausführungen in der Beschreibung sowie auf die WO 90/01 1 175 verwiesen, wo entsprechende Vorrichtungen dargestellt und beschrieben sind.
[0092] Das Aufbringen des Folienbandes auf die durch das Inanlagebringen
entstehende Stoßkante kann in an sich bekannter Weise erfolgen; so kann beispielsweise ein entsprechendes Folienband parallel zur Flachfolie von einer entsprechenden Vorrichtung, insbesondere einer Rolle abgezogen und auf die Stoßkante aufgebracht werden. Auch diesbezüglich bedarf es keiner besonderen apparativ aufwendigen Gestaltungen, vielmehr können handelsübliche Vorrichtungen verwendet werden.
[0093] Das Verbinden des Folienbandes mit der Flachfolie kann bevorzugt durch Verkleben oder Verschweißen erfolgen, wobei das Verschweißen besonders bevorzugt ist, da ein homogener Materialverbund entsteht. Bei der Verklebung ist darauf zu achten, dass der verwendete Kleber unter den Anwendungsbedingungen stabil ist. Bei den meist verwendeten Harzen bedingt dies unter anderem in der Regel eine Beständigkeit gegen Styrol. Der zur Verklebung erforderliche Kleber kann entweder bereits auf dem Folienband aufgebracht sein (dann handelt es sich bei dem
Folienband um ein sogenanntes Klebeband) oder aber separat mit einer entsprechenden Dosiervorrichtung zwischen Folienband und Flachfolie eingebracht werden. Geeignete Klebstoffe sind an sich bekannt und in der Literatur beschrieben, so dass sich hier nähere Angaben erübrigen. Der Fachmann wird auf der Grundlage der für Folienband und Flachfolie verwendeten Materialen einen Kleber auswählen, der für eine
bestmögliche Verbindung von Flachfolie und Folienband führt.
[0094] Die erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche eigenen sich zur
Sanierung fluidführender Systeme jeglicher Art und ermöglichen eine schnelle Sanierung unter Minimierung der Ausfallzeiten der
Leitungssysteme, während diese außer Betrieb genommen werden müssen. Im Vergleich zum Austausch beschädigter Teile werden so Stillstandszeiten verringert. Besonders vorteilhaft können die
erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche zur Sanierung solcher Systeme eingesetzt werden, die für eine klassische Reparatur oder Sanierung unter Austausch von Teilen nur schwer zugänglich sind, weil diese beispielsweise Bestandteile einer Gesanntvorrichtung sind oder weil diese unzugänglich sind, z.B. weil sie im Erdreich verlegt sind. Als
Beispiele seien hier Leitungssysteme zum Transport von Wasser oder Abwässern (Kanalsysteme und dergleichen) genannt, die in Städten und Kommunen im Erdreich und häufig unter Straßen oder anderen
Verkehrswegen verlegt sind. Bei der Sanierung durch Austausch müssen diese Systeme durch entsprechende Erdarbeiten erst freigelegt werden und die Verkehrswege sind über längere Zeiträume dem Verkehr nicht zugänglich, was insbesondere bei höherem Verkehrsaufkommen zu erheblichen Beeinträchtigungen führt. Im Vergleich dazu kann die
Sanierung solcher Systeme mit den erfindungsgemäßen
Auskleidungsschläuchen ohne Erdarbeiten in wenigen Stunden oder Tagen ohne umfangreiche Erdarbeiten durchgeführt werden.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche zur Sanierung von Wasser- und Abwasser-Leitungssystemen, insbesondere von Kanälen, ist daher ein weiterer Gegenstand der Erfindung

Claims

Patentansprüche
1. Auskleidungsschlauch zur Sanierung von fluidführenden Systemen mit
a) mindestens einem inneren Folienschlauch auf der Basis eines
thermoplastischen Kunststoffs,
b) mindestens einem äußeren Folienschlauch auf der Basis eines
thermoplastischen Kunststoffs und
c) mindestens einem mit einem photochemisch härtbaren Harz getränkten Faserschlauch zwischen einem inneren und einem äußeren Folienschlauch, wobei der äußere Folienschlauch, der mit einem harzgetränkten
Faserschlauch in Berührung steht, auf der im eingebauten Zustand diesem Faserschlauch zugewandten Oberfläche funktionelle Gruppen aufweist, die eine Reaktion mit dem Faserschlauch eingehen.
2. Auskleidungschlauch nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den funktionellen Gruppen um Carbonsäure-, Carbonsäureanhydrid-, Carbonsäureeester-, Carbonsäureamid-, Carbonsäureimid-, Amino-, Hydroxyl- , Epoxid-, Urethan- und Oxazolingruppen handelt.
3. Auskleidungsschlauch nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den funktionellen Gruppen um Carbonsäure- , Carbonsäureanhydrid oder Epoxidgruppen handelt.
4. Auskleidungsschlauch nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auch der innere Folienschlauch auf der im eingebauten Zustand einem harzgetränkten Faserschlauch zugewandten Oberfläche funktionelle Gruppen aufweist, die eine Reaktion mit dem Faserschlauch eingehen.
5. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass der innere Folienschlauch eine Dicke im Bereich von 40 bis 800 m aufweist.
6. Auskleidungsschlauch nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Transparenz der Innenfolie für elektromagnetische Strahlung der zur Härtung verwendeten Wellenlänge, insbesondere bei der Wellenlänge, bei der Initiatoren im zur Tränkung verwandten Harz zerfallen, mehr als 50 % .insbesondere mehr als 60 % beträgt.
7. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die funktionellen Gruppen durch Copolymerisation entsprechender Monomere mit anderen Monomeren, aus denen die die Innenfolie bildenden Polymere hergestellt werden, oder aber durch
gemeinsame Verwendung von Polymeren ohne funktionelle Gruppen mit Polymeren mit funktionellen Gruppen, vorzugsweise über die Schmelze oder durch Coextrusion erhalten werden.
8. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die funktionellen Gruppen durch
Oberflächenbehandlung der den äußeren Folienschlauch bildenden Folie mit Hilfe von Gasen erhalten werden.
9. Auskleidungschlauch nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionellen Gruppen mit Hilfe von Haftvemittlern auf der den äußeren Folienschlauch bildenden Folie aufgebracht werden.
10. Verwendung der erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Sanierung von Wasser- und Abwasser- Leitungssystemen, insbesondere von Kanälen.
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