DE3524580C1 - Sealing and covering material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Dichtungs- und Abdeckungsmate­ rial in Form eines Folienverbundes, der mindestens eine Zwi­ schenschicht aufweist.

Abdichtende Folien werden insbesondere gegen Wasserein- oder -austritt eingesetzt. Verwendet man sie z. B. als Dachab­ deckungsmaterial, so ist es im Falle einer Undichtigkeit im allgemeinen nicht möglich, die beschädigte Stelle ohne Zer­ störung der Dachoberkonstruktion zu lokalisieren und repa­ rieren.

Die Abdichtung des Untergrunds von Deponien gegen das Ein­ dringen von Sickerwasser in das Umgebungserdreich hat in der Abfallwirtschaft sehr hohen Stellenwert. Nach Möglichkeiten, sicheren Schutz vor Sickerwässern zu erhalten, wird gesucht; dies insbesondere, weil Deponieraum knapp und solcher mit natürlicher Bodendichte praktisch nicht verfügbar ist. Mit der Einsatzmöglichkeit von als relativ sicher geltenden Dichtfolien wurde auch Errichtung von Deponien, bei geolo­ gisch ungünstigen Bedingungen möglich. Auch Hochdeponien, deren Sohle oberhalb des Grundwasserspiegels liegt, sind damit praktikabel. Die hohe Bedeutung der Sicherheit vor un­ kontrolliertem Deponie-Sickerwasseraustritt in die Umwelt ist vor allem dadurch zu erklären, daß die möglichen Schäden irreparabel langfristig und meist erst zu spät erkannt werden, d. h. erst nach Manifestwerden von gravierenden Schäden.

Aus der DE-OS 30 00 238 ist eine mehrschichtige Dichtungs­ bahn auf PVC-Basis bekannt, bei der zwischen zwei äußeren Schichten eine innere Weich-PVC-Schicht als Weichmacher-Re­ servoir vorgesehen ist. Damit werden den durch Weichmacher­ verlust aus der Dichtungsbahn auftretenden Schäden wie Ver­ spröden und Schrumpfen entgegengewirkt. Ferner wird in der DE-PS 12 18 708 ein Verfahren zur Herstellung eines Folien­ verbundmaterials beschrieben, bei dem drei konzentrische Schläuche extrudiert, miteinander in Berührung gebracht und nach dem Austritt ins Freie miteinander vereinigt werden. Der mittlere Schlauch besteht aus einer aufschäumbaren Kunststoffmasse, die erst durch nachträgliches Erhitzen die Volumenvergrößerung erfährt.

Solche Folien, die als Dichtungsmaterial gegen Flüssigkeiten verwendet werden, verlieren ihre Funktion jedoch bereits dann, wenn nur kleine Löcher und Risse bei der Montage und bei dem späteren Einsatz entstehen. Löcher und Risse sind im allgemeinen schwer zu lokalisieren, weil sie sich optisch nicht besonders von den großen, unbeschädigt gebliebenen Flächen abheben und im Schadensfall der Ort des Flüssig­ keitsaustritts des öfteren nicht mit dem Ort des Risses übereinstimmt.

Ein Schutz vor Verletzungen wird im allgemeinen durch Folienstärke und Stabilität, wie Zähigkeit, Reißfestigkeit und Druckstabilität, des Kunststoffes und durch Sorgfalt beim Verlegen erreicht. Ebenso werden auch mehrlagige Dicht­ folien verlegt, die ihre Sicherheit aus der Mehrfachabsi­ cherung beziehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein folienförmiges Dichtungs- und Abdeckungsmaterial anzugeben, das seine Funktion auch beim Entstehen von kleinen Rissen oder Löchern beibehält, eine erhöhte Sicherheit bietet und bei dem der Vorteil der leichten Verlegbarkeit durch die er­ forderliche überhöhte Sorgfalt bei der Montage nicht beein­ trächtigt ist. Ferner sollte bei einer solchen Dichtfolie eine Lokalisierung der beschädigten Stelle ohne Aufwand leicht feststellbar sein.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zwischenschicht an undichten Stellen des Folienverbundes freisetzbar ist und bei Berührung mit Feuchtigkeit, Wasser, Luft und/oder abzudichtendem Material eine Volumenver­ größerung und/oder eine Stabilisierung erfährt, so daß un­ dichte Stellen beim Entstehen von selbst abgedichtet werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dich­ tungs- und Abdeckungsmaterials sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben.

Die erfindungsgemäße, selbstheilende Dichtungsfolie stellt ein Verbundmaterial aus zwei Deckfolien mit mindestens einer Zwischenschicht dar. Die erste Deckfolie entspricht den kon­ ventionellen Dichtfolien. Sie trägt die Belastung ohne un­ dicht zu werden und kann aus üblichen Kunststoffen, wie Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid u. dgl. be­ stehen. Voraussetzungen an einer solchen Deckfolie sind die Reißfestigkeit und Stabilität gegen Langzeit-Druckbelastung.

Die zweite Deckfolie hat die Aufgabe, die Zwischenschicht vor Flüssigkeit-, Wasser-, Luft-, Feuchtigkeitszutritt oder Zutritt von Substanzen, die eine Umsetzung, Veränderung u. dgl. des Zwischenschichtmaterials bewirken können, zu schützen. Da auch sie, je nach Anwendung, unterschiedlichen mechanischen Belastungen ausgesetzt sein kann, muß sie eine gewisse Mindeststabilität besitzen.

Die selbstheilende Zwischenschicht kann aus einem Pulver, einer mehr oder weniger viskosen Flüssigkeit oder Masse bzw. aus einem festen Film bestehen. Mehrere Zwischenschichten sind auch möglich. Bei einer Verletzung der Deckschichten erfolgt die Selbstheilung, z. B. durch Quellung, des Zwischenschichtmaterials und/oder durch Ausfließen in die undichte Stelle unter Stabilisierung, z. B. durch Verfesti­ gung.

Die Verfestigung kann durch Polymerisation, z. B. Vernetzung des Materials der Zwischenschicht bei Umsetzung mit Feuchtigkeit, Wasser, abzudichtendes Material, Luft und dergleichen herbeige­ führt werden, also chemisch, aber auch physikalisch, z. B. durch Lösungsmittelverdunstung. Vorzugsweise ist das Zwischenschichtmaterial in verfestigter Form noch elastisch bzw. flexibel.

Für den Quellungsvorgang sind sowohl Flüssigkeits- bzw. wasserquellbare Polymere geeignet, die sich durch Frei­ setzung aus den Deckschichten selbst stabilisieren, als auch Mischungen, die aus einer Quellkomponente und einer Stabilisierungskomponente bestehen. Beispiele für Reaktivkomponenten und quellende Komponenten sind Silicone, Siloxane, Polyisocyanate wie Oligomere aus Isocyanate und Isocyanate auf Acrylat-, Polyester- und Epoxidbasis. Ferner sind Cyanoacrylate oder Wasserglas im Zusammenhang mit polyvalenten Ionen als ein Zwischen­ schicht-Heilsystem geeignet. Als quellende Materialien kommen z. B. Bentonit, Acrylate, Polyvinylalkohole, Cellulosederivate, Gelatinederivate oder Alginate in Frage. Bei all den zur Verfügung stehenden Substanzen, die unter den vorliegenden Bedingungen in der angege­ benen Weise reagieren, kann eine dem jeweiligen Anwen­ dungsfall angepaßte Auswahl leicht getroffen werden.

Die Zwischenschicht bzw. -schichten tragen also allein der Selbstheilung bei. Im Verletzungsbereich bilden sie vorzugsweise zunächst elastische, aufeinander zuwan­ dernde Austrittsflächen, die beim Sichberühren porenlos schließen und gegebenenfalls aushärten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform findet ein schnelles Quellen des Berührungsbereiches mit langsamer Aushärtung des gequollenen Materials statt. Gleichzeitig mit der Selbstheilung kann erfindungsgemäß aber auch eine Lokalisierung der beschädigten Stelle erfolgen. Die Detektion der Löcher und Risse wird um so mehr erleichtert, wenn z. B. Farbstoffe und dergleichen in der Zwischen­ schicht vorgesehen sind oder solche optisch leicht de­ tektierbare Substanzen als eine weitere Zwischenschicht vorliegen. Die Festigkeit der Selbstheilung herbeiführen­ den Zwischenschicht kann in an sich bekannter Weise, z. B. durch Einbettung von Füllstoffen wie Fasern und der­ gleichen, erhöht werden.

Die erfindungsgemäße selbstheilende Folie bietet Sicher­ heit, insbesondere bei Leckagen durch Fixierung von Richtschnüren mit Nägeln, Nagelschuhe und die Folie durchstoßende Steinchen. Gerade solche kleine Un­ dichtigkeiten begrenzen die Haltbarkeit von Dicht­ folien benötigende Bautenteile. Der Erneuerungsbedarf von z. B. Flachdächern wegen Undichtigkeit hat in der Regel seine Ursache schon in der nicht verletzungsfreien Montage. Die Undichtigkeit wird im allgemeinen des­ halb später festgestellt, da sie sich nur bemerkbar machen kann, wenn genügend Wasser eingedrungen ist.

Die selbstheilende Zwischenschicht bzw. -schichten bleiben in unverletzten Bereichen lange Zeit erhalten; z. B. je nach Wasserdampfdurchlässigkeit des Kunststoffs mehrere Jahrzehnte. Nach der Verlegung auftretende Ver­ letzungen der Dichtfolie, etwa durch Senkungs- und Dehnungsarbeit des Gebäudes oder Bauwerks, kann auch noch nach längerer Zeit automatisch abgedichtet werden.

Soweit erfindungsgemäße selbstheilende Folien auf Vulka­ nisation ausgelegt sind, lassen sie sich beim Verlegen mit Nägeln, Klammern, die die Folie durchstoßen, fixieren bzw. befestigen. Die dabei entstehenden Leckagen dichten anschließend, selbst wenn das Fixier­ ungsmaterial nicht entfernt wird. Die Montage und das Verlegen in kritischen Bereichen läßt sich dadurch we­ sentlich vereinfachen.

Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung an einem Beispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen möglichen Selbstheilungsvorgang bei einer durchtrennten erfindungsgemäßen Dichtfolie.

Wie es aus Fig. 1a hervorgeht, besteht die Dichtfolie aus zwei Deckfolien 1 und 2 mit mindestens einer da­ zwischenliegenden reaktiven Schicht 3. Im beschädigten Bereich 4, wie in Fig. 1b dargestellt, beginnt die Zwischenschicht 3, z. B. in Anwesenheit von Wasser, aus allen Seiten des Loches 4 zu quellen.

Diese klebenden, quellenden Enden der Zwischenschicht 3 bewegen sich aufeinander zu, bis sie sich an den Be­ rührungsstellen verbinden, wie es in Fig. 1c gezeigt ist. Nach maximalem Quellen bleibt der Quellvorgang stehen, der Aushärtungs- und Vernetzungsvorgang läuft jedoch weiter. Der ausgehärtete Verbund bewirkt, wie in Fig. 1d dargestellt, eine ausreichende Abdichtung. Die Aktivität der Zwischenschicht bleibt erhalten, da die Erhärtung innerhalb der Zwischenschicht nur so weit fortschreiten kann, bis die Flüssigkeit eindringt.

Claims (6)

1. Dichtungs- und Abdeckungsmaterial in Form eines Folien­ verbundes, der mindestens eine Zwischenschicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (3) an undichten Stellen des Folienverbundes (1, 2) freisetzbar ist und bei Berührung mit Feuchtigkeit, Wasser, Luft und/ oder abzudichtendem Material eine Volumenvergrößerung und/oder eine Stabilisierung erfährt, so daß undichte Stellen beim Entstehen von selbst abgedichtet werden.

2. Dichtungs- und Abdeckungsmaterial nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (3) aus einem Material besteht, das durch Quellung eine Volumen­ vergrößerung erfährt.

3. Dichtungs- und Abdeckungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (3) aus einem Material besteht, das sich chemisch oder physikalisch durch Verfestigung stabilisiert.

4. Dichtungs- und Abdeckungsmaterial nach einem der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischen­ schicht (3) aus einem Zwei- oder Mehrkomponentensystem besteht.

5. Dichtungs- und Abdeckungsmaterial nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Komponenten in Form einer weiteren Zwischenschicht vorliegt.

6. Dichtungs- und Abdeckungsmaterial nach einem der Ansprü­ che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischen­ schicht (3) Zusatzstoffe, vorzugsweise Farbstoffe und/oder Füllstoffe enthält.