NO332837B1

NO332837B1 - Polymerholdig foliemateriale, og fremgangsmate for tilvirkning og anvendelse av det polymerholdige foliematerialet

Info

Publication number: NO332837B1
Application number: NO20034259A
Authority: NO
Inventors: Jr Jerald W Darlington; Natalie A Dotlich; Craig M Mattern; Richard Wilson Carriker; Mark William Clarey
Original assignee: Amcol International Corp
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2013-01-21
Also published as: KR20040027380A; EP1402944A3; US6852813B2; US20040059071A1; CN1497096A; AU2003236448B2; NO20034259D0; CN100354468C; KR101083869B1; AU2003236448A1; PL212890B1; CN101172225B; CN101172225A; EP1402944A2; PL362421A1; NO20034259L

Abstract

Fremgangsmåte for tilvirkning av et polymerholdig foliemateriale omfatter å bringe et væskesorberende foliemateriale i kontakt med en polymerisasjonsinitiator eller -katalysator slik at det dannes et polymerisasjonsinitierende foliemateriale, og en polymerisasjonsløsning som inneholder en monomer innesluttes i minst en del av det polymerisasjonsinitierende foliemateriale slik at det oppnås intim kontakt med polymerisasjonskatalysatoren eller -initiatoren for derved å initiere polymerisasjon av monomeren, og foliematerialet underkastes tilstrekkelige betingelser til å polymerisere monomeren in situ og danne en polymer som er innesluttet i og sikkert festet til foliematerialet. Det beskrives også fremgangsmåter for tilvirkning av et foliemateriale som inneholder flere strukturforsterkende fibrer som omgir et vannabsorberende materiale valgt blant polymer, leire og organisk adsorpsjonsforbindelse, samt tilvirkning av duk som er minst delvis fylt med et pulvermateriale eller granulatmateriale valgt blant vannsvellbar leire og organisk adsorbentmateriale. Det beskrives også en tilvirket gjenstand som er anvendelig til å adsorbere en organisk forurensning fra vann.

Description

Område for oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse er rettet på en fremgangsmåte for tilvirkning av et polymerholdig foliemateriale som angitt i krav 1. Oppfinnelsen angår en kontinuerlig fremgangsmåte for tilvirkning av det polymerfylte foliemateriale, innbefattende det trinn å inneslutte en flytende polymeriserbar monomer i et substrat som absorberer eller adsorberer en flytende monomer, og hvor substratet inneholder en polymerisasjonskatalysator og/eller en polymerisasjonsinitiator, for påfølgende polymerisering av monomeren, uten at monomeren polymeriserer for tidlig. Oppfinnelsen er også rettet på det polymerholdige foliematerialet og anvendelse av det polymerholdige foliematerialet tilvirket i henhold til fremgangmåten, som angitt i kravene 25 og 26.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Offentliggjort PCT-søknad WO 00/72958 Al ('958) beskriver et porøst substrat, så som en geotekstilforing, som inneholder en polymer, så som polyakrylamid og/eller en polyakrylsyre som er delvis nøytralisert (for eksempel polyakrylsyre og natrium-polyakrylat), og fortrinnsvis også leire. Polymeren er for størstedelen dannet in situ, idet monomeren er innesluttet i geotekstilet sammen med leiren, slik at det oppnås en hydraulisk barriere som har utmerket, lav hydraulisk konduktivitet og inneholder en signifikant mindre mengde aktivt barrieremateriale enn mengden aktivt barrieremateriale inneholdt i geosyntetiske foringer som eksisterte på tidspunktet for oppfinnelsen beskrevet i '958. Det er funnet at tilvirkningen av en gjenstand i henhold til WO 00/72958 resulterer i et produkt som inneholder en vesentlig prosentandel med vann, og dette gjør det vanskeligere å anvende produktet til å dekke en overflate som skal bli beskyttet mot vannpenetrering, samt at transporten av produktet blir mer kostbar, og derved reduseres fordelen med lav vekt og kostnadsbesparelsene ved å anvende mindre aktivt barrieremateriale i geotekstilet. I henhold til WO 00/72958 Al blir videre en vannbasert polymerisasjonsløsning, en polymerisasjonskatalysator og en tverrbinder forblandet og samtidig innesluttet i det porøse substrat under kontinuerlig tilvirkning. Det er funnet at bare små satser med polymeriserbar monomer kan fremstilles eller den polymeriserbare monomer vil begynne å polymerisere før polymerisasjonsløsningen innesluttes i det porøse substrat, og dette resulterer i dårligere egenskaper når det gjelder hydraulisk barriere, samt at mengden faste stoffer som holdes tilbake blir redusert. I dokumentet CA 2310483 Al beskrives en fremgangsmåte for fremstilling av en forsterket polymer/leire kompositt, der det fremstilte produktet kan benyttes som vannabsorbent. Også i dokumentet EP 251314 A beskrives en fremgangsmåte for fremstilling av et vannabsorberende komposittmateriale.

Sammenfatning av oppfinnelsen

I henhold til fremgangsmåten for tilvirkning beskrevet her, er det funnet at ved å påføre en polymerisasjonskatalysator eller polymerisasjonsinitiator direkte på et substrat som er en væskeabsorbent eller væskeadsorbent (heretter kollektivt betegnet "væske-sorbent"), fortrinnsvis et porøst geotekstilmateriale i folieform, for å danne et polymerisasjonsinitierende substrat eller foliemateriale, vil en oppslemming av vann, leire og en polymeriserbar monomer som deretter innesluttes i det polymerisasjonsinitierende substrat komme fullstendig i kontakt med polymerisasjonskatalysatoren eller polymerisasjonsinitiatoren slik at det oppnås fullstendig polymerisasjon av den innesluttede monomer og det dannes innesluttede faste polymere stoffer, uten at monomeren må være delvis polymerisert før kontakt med substratet. Det er funnet at fullstendig polymerisasjon av monomeren mens den er i kontakt med det polymerisasjonsinitierende substrat, gir de beste resultater når det gjelder å holde tilbake innesluttede og innelåste faste polymere stoffer. Fortrinnsvis blir bare polymerisasjonskatalysatoren eller polymerisasjonsinitiatoren, og eventuelt en tverrbinder for monomeren og/eller et alkalisk nøytraliseringsmiddel for monomeren eller den dannede polymeren, påført på væskesorbentsubstratet før monomeren innesluttes i substratet.

En polymerisasjonsløsning som inneholder en polymeriserbar monomer som er fri for polymerisasjonskatalysator eller polymerisasjonsinitiator, kan bli blandet i store satser og satsene vil ikke polymerisere for tidlig før monomeren er innesluttet i det væske-sorberende substrat. Ved å fremskaffe et substrat som holder på monomeren, og hvor substratet inneholder polymerisasjonskatalysatoren eller polymerisasjonsinitiatoren, kan substratet bli tilført en effektiv polymerisasjonsløsning med en minimumsmengde med bærer, så som vann og/eller et organisk løsningsmiddel, slik at den monomerholdige polymerisasjonsløsning lett innesluttes i det katalysatorholdige eller initiatorholdige substrat, for derved å minimere tørketid og utgifter til løsnings-middel.

Ett aspekt ved gjenstandene og fremgangsmåtene beskrevet her, er følgelig å tilveiebringe en fremgangsmåte for tilvirkning av et foliemateriale som inneholder en innesluttet monomer som polymeriserer hovedsakelig bare når den er i kontakt med et væskesorberende polymerisasjonsinitierende foliemateriale. Dette oppnås ved å inneslutte en polymeriserbar monomerløsning som er fri for polymerisasjonskatalysator og polymerisasjonsinitiator, i et væskesorberende polymerisasjonsinitierende foliemateriale slik at det oppnås kontakt med polymerisasjonskatalysatoren og/eller polymerisasjonsinitiatoren og slik at monomeren polymeriserer in situ. Den innesluttede monomer polymeriserer bare når den er i kontakt med foliematerialet som på forhånd er fylt med polymerisasjonskatalysator og/eller polymerisasjonsinitiator for den polymeriserbare monomer. I henhold til fremgangsmåtene beskrevet her, vil det forutgående trinn med først å fylle foliematerialet eller foliematerialkomponentene, for eksempel fibrer anvendt til å fremstille foliematerialet, med en polymerisasjonskatalysator eller polymerisasjonsinitiator før foliematerialet bringes i kontakt med den polymeriserbare monomer, gi en sikker innestengning av polymeren i substratet. Videre vil store satser med monomerholdig polymerisasjonsløsning eller -oppslemming, som er fri for polymerisasjonskatalysator og/eller polymerisasjonsinitiator for den polymeriserbare monomer, kunne bli fremstilt uten for tidlig polymerisasjon av monomeren.

Fremgangsmåten for tilvirkning tillater tilvirkning av en gjenstand som innbefatter en polymer dannet in situ, dvs. at den er sikret i strukturen og inneholder en forsterkning for foliematerialet som for eksempel foliematerialfibrer som er blandet med og er strukturelt bundet til den dannede polymer, og polymeren kan være til stede gjennom hele tykkelsen av gjenstanden eller være innesluttet i en del av foliematerialet, eller i enhver del av tverrsnittet av dette gjennom en passende fordeling av polymerisasjonskatalysatoren eller polymerisasjonsinitiatoren, slik at det oppnås enten et fleksibelt eller et stivt polymerholdig dukmateriale. Fremgangsmåten beskrevet her tillater tilvirkning av forskjellige modifiserte gjenstander, innbefattende gjenstander som har konsentrerte områder med polymer; gjenstander hvor minst en del av polymeren er erstattet med én eller flere ytterligere eller alternative komponenter, så som en vannsvellbar leire, for eksempel en smektittleire med eller uten polymeren; og/eller et materiale for behandling av forurensninger, så som en zeolitt eller en organofil leire for behandling av forurensninger, for eksempel organiske forurensninger i vann eller i undersjøiske bunnmaterialer, for eksempel jord; en maksimal binding av polymeren til foliematerialet; påføring av lag med vannimpermeable eller vannpermeable forseglingsmaterialer på én eller begge hovedoverflater på gjenstanden, så som et lag med slippmateriale, et lag med vannugjennomtrengelig film eller et limlag for å oppnå bedre forsegling til overflaten på den dannede gjenstand; påføring av faste eller flytende limmaterialer eller -blandinger på én eller begge hovedoverflater og/eller på hvilke som helst av kantene på gjenstanden for å oppnå at hovedsakelig all polymer som er polymerisert under tilvirkningen blir holdt tilbake enda mer fullstendig; mulighet til å føre inn ett eller flere avstivningsmaterialer i eller på gjenstanden under tilvirkningen, så som en folie med fiberglass; rep; kartong; forholdsvis stive korrugerte materialer, for eksempel korrugert kartong eller lignende, i et punkt inne i eller mellom eller på toppflaten eller bunnflaten av gjenstanden for å oppnå forskjellige grader av fleksibilitet eller stivhet; og tilpasning for å konsolidere strukturen eller holde fibrene sammen før, under eller etter polymerisasjon av omgitt polymermateriale, på flere forskjellige måter som nålepunktering, sying, kvilting, mettingsbinding, smelting av polymerbelegg på inntilliggende fibrer i en fortettet eller sammenpresset tilstand, sammenbinding av fibrene med klebemiddel, og/eller sammenbinding av fibrene med kjemisk binding ved å smelte den dannede polymer; og tilveiebringe et lag med foliemateriale som har forskjellige størrelser og/eller utforminger og/eller denier på fibrene, enten alene eller i blanding med andre fibrer, for å oppnå fordelene med hver av disse, når de er klebet til den dannede polymer.

I én utførelsesform kan laget med foliemateriale eller væskesorberende substrat være en løs matte av fibrer som er blitt brakt i kontakt eller forbehandlet, for eksempel ved dypping eller dusjing, med en polymerisasjonskatalysator og/eller en polymerisasjonsinitiator, og den forbehandlede matte bringes så i kontakt med en polymeriserbar monomer for polymerisasjon av monomeren in situ. I denne utførelsesform kan matten med løse fibrer bli konsolidert for å øke densiteten på matten før, under eller etter poly-meriseringen av monomerene in situ. Gjenstanden blir konsolidert for at matten skal få tilstrekkelig strukturell integritet for transport, håndtering og installering uten vesentlig tap av polymer. Polymeren dannet in situ er omgitt av fibrer i kontakt med polymeren slik at det dannes et polymerfylt foliemateriale hvor polymeren er inkorporert i minst en del av tykkelsen av gjenstanden, med tilgrensende plan som definerer en rektangulær fiberdybde, ved at monomeren blir påført på fibrene under tilvirkningen av foliematerialet. Den monomer- eller polymerholdige matte kan bli strukturelt konsolidert, som ved å sy, nålepunktere og/eller smeltebinde polymerbelagte fibrer sammen, før, under eller etter polymerisering. Sying eller nålepunktering kan utføres fra én eller begge hovedoverflater på atskilte steder for å oppnå et strukturelt sterkt dukmateriale som fortrinnsvis har en polymer homogent fordelt gjennom hele tykkelsen av gjenstanden, eller i bare en del av tykkelsen,. Monomeren kan bli polymerisert som et fiberbelegg i en løs matte som er konsolidert ved for eksempel nålepunktering, og polymeren kan deretter bli oppvarmet til smeltetemperaturen (fortrinnsvis umiddelbart etter at den er kommet ut av polymerisasjonsovnen mens den er varm) slik at konsolideringstrinnet bringer inntilliggende polymerbelagte fibrer i kontakt med hverandre slik at polymeren på inntilliggende fibrer blandes. På dette punkt kan matten bli avkjølt til under polymerens smeltetemperatur for å smelte inntilliggende fibrer sammen med stivnet polymer.

Tilvirkningsmetoden innebærer større fleksibilitet med hensyn til å danne en polymerfylt duk eller en delvis polymerfylt duk med jevn fordeling, eller en delvis polymerfylt duk med én eller flere polymerer i forskjellige nabolag eller atskilte lag av enhver ønsket tykkelse, i den ferdige dukens tykkelsesretning. Fremgangsmåten innebærer muligheten til å variere mengden og lokaliseringen av polymeren som er sikkert innlemmet mellom og til fibrer eller andre komponentdeler i gjenstanden. Ved å tilsette den polymeriserbare monomer før konsolideringen av matten, vil dessuten den dannede polymer bli holdt sterkere til og mellom nabofibrer, og det er derfor mindre sannsynlig at polymeren vil gå tapt fra den ferdige duk under lagring, transport eller installering.

Enten kan polymerisasjonskatalysatoren eller -initiatoren, eller monomeren, om ønsket bli holdt tilbake fra en del av matten for å oppnå ett eller flere polymerfrie volumer eller tverrsnittsarealer slik at det tilveiebringes et rom eller volum for ekspansjon av monomeren under polymerisasjonen, eller for å tilveiebringe frie volumer for tilsetning av andre additiver som pulveriserte eller granulerte materialer, så som en vann-absorberende leire, for eksempel natrium- eller kalsiummontmorillonitt-leire, en organofil leire, en zeolitt eller et annet kontaminantbehandlende materiale, som beskrevet i søkers US 5043076 og US 5237945, idet begge patentskrifter er innlemmet her gjennom henvisning. For eksempel kan det oppnås tilstrekkelig porøsitet i duken ved å utelate tilsetning av polymer i en forutbestemt tykkelse fra den største toppoverflate, den største bunnoverflate, eller langs en mellomliggende tredimensjonal tykkelse av den ferdige gjenstand for å oppnå lateral gassutlufting gjennom den ufylte del av gjenstanden. Alternativt kan polymeren bli konsentrert nær bunn- eller toppoverflatefibrene i én eller begge hovedoverflater slik at polymerlaget kan bli ekstrudert fra innsiden av gjenstanden til en plan overflate umiddelbart over og/eller under én eller begge yttersider av gjenstanden for derved å danne et forseglingslag med polymer som kan forsegles med overlapping og sømmer til inntilliggende eller overlappende gjenstander.

Den tilvirkede gjenstand ifølge den foreliggende oppfinnelse kan opprettholde en forholdsvis tung, jevn fordeling av polymer spredt blant og sterkt klebet til fibrene i foliematerialet. I andre utførelsesformer kan vannugjennomtrengelige lag bli klebet til én eller begge hovedoverflater på gjenstanden, eller plassert mellom inntilliggende gjenstander, eller som lag i én enkelt gjenstand, eller som en overlapping mellom inntilliggende gjenstander under installasjon for å oppnå ytterligere lag eller ugjennomtrengelige sikkerhetslag når gjenstanden anvendes som en barriere i en landfylling, foring i en dam eller andre velkjente anvendelser som vannbarriere.

I henhold til et viktig og valgfritt trekk ved en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse, blir en løs matte av fibermaterialer konsolidert (strukturelt festet sammen for å definere en endelig tykkelse) før, under eller etter polymerisasjonen av en monomerimpregnering som er påført etter at foliematerialet eller komponentdelene i dette, for eksempel fibrer, er brakt sammen ved å nålepunktere, sy, kvilte og/eller smeltebinde sammen de polymerbelagte fibrer. Konsolideringstrinnet utføres mens den løse fibermatte er komprimert slik at nålepunkteringen vil sammenfiltre vertikalt forskjøvede fibrer med horisontalt orienterte fibrer. Smøringen sørger våt monomer for, eller vann kan tilsettes for smøring ved nålepunktering etter fullstendig polymerisasjon av monomeren. Videre kan nålepunktering eller sying bli eliminert ganske enkelt ved å komprimere den løse matten samtidig som polymeren er ved eller over smeltetemperaturen, og deretter avkjøle polymeren slik at den stivner mens matten er tilstrekkelig komprimert til å oppnå kontakt mellom polymerbelagte nabofibrer.

I henhold til én utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse kan fibrene, hvor minst en del av disse er omgitt av monomeren eller polymeren, bli brakt sammen ved nålepunktering. Under nålepunktering vil mange horisontalt orienterte material-fibrer, -filamenter eller -tråder bli forskjøvet fra en generelt horisontal orientering og tvunget inn i en generelt vertikal orientering ved hjelp av et stort antall nåler som stikkes vertikalt inn i én eller begge hovedoverflater på gjenstanden når denne er i matteform, gjennom minst en del av gjenstandens tykkelse under tilvirkningen. Under nålepunkteringen er gjenstanden komprimert til omtrentlig sin endelige tykkelse, og de forskjøvede fibrer vil strukturelt holde matten delvis sammen i sin komprimerte eller reduserte tykkelsesform og nabofibrer blir mer permanent holdt sammen av den dannede polymer. Fibrene, filamentene eller strengene kan bli konsolidert på flere forskjellige måter før, under eller etter polymerisasjonen av monomeren for å binde sammen fibrene permanent når fibrene er i en komprimert, forholdsvis tett form, som ved nålepunktering, sammensmelting av polymerbeleggene på nabofibrer, og så bringe den smeltede polymer til å stivne ved avkjøling til under smeltetemperaturen samtidig som gjenstanden er presset sammen tilstrekkelig til å oppnå kontakt mellom poly-merene på nabofibrer for derved å holde fibrene sammen og konsolidere fibrene i matten til et enkelt, tettere polymerholdig tekstillag av ønsket tykkelse. De polymerbelagte fibrer i den ferdige gjenstand kan være omgitt av et pulverisert eller granulert, for eksempel vannabsorberende, materiale, så som en vannabsorberende leire eller et annet fyllstoff eller aktivt materiale. Når det pulveriserte eller granulerte materiale er en vannsvellbar leire, for eksempel natriumbentonitt, blir leiren fortrinnsvis innlemmet i gjenstanden i tilstrekkelig mengde til i vesentlig grad å hindre flyt av vann gjennom gjenstanden.

Følgelig er ett aspekt ved den foreliggende oppfinnelse å skaffe til veie en ny og forbedret tilvirket gjenstand, og en fremgangsmåte for fremstilling av gjenstanden ved å innlemme en polymeriserbar monomer i en polymerisasjonskatalysator-holdig eller polymerisasjonsinitiator-holdig fibermatte under tilvirkningen av en duk, og deretter konsolidere den monomer- eller polymerholdige fibermatte slik at fibrene bindes kraftig sammen ved hjelp av formede, polymersammenbundne fibrer i den konsoliderte duken, for derved å gi gjenstanden en uventet, strukturell integritet.

Enda et aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en ny og forbedret tilvirket gjenstand som innbefatter en vannsvellbar natriummontmorillonitt-og/eller natriumbentonittleire innlemmet mellom fibrene i et fleksibelt dukmateriale, formet ved én eller flere luftblåseprosesser, som er konsolidert ved sying eller nålepunktering. Polymer belagt på fibrenes overflate kan bli smeltebundet sammen og/eller belagt med en vannløsning av et lim, for å forsterke gjenstanden, smøre nålepenetre-ringen og/eller avstive gjenstanden for lettere installering, og for å hindre siging når gjenstanden er installert over en ikke-plan jordoverflate.

Et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en ny og forbedret tilvirket gjenstand som innbefatter en polymer som er fordelt på fibrene i et fleksibelt dukmateriale, hvor fibrene i gjenstanden kan være en blanding av syntetiske og/eller naturlige fibrer med forskjellig lengde, tykkelse, sammensetning og/eller fysiske eller kjemiske egenskaper.

Enda et aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en ny og forbedret vanntett membran i form av et foliemateriale som er i stand til å holde på vann anbrakt over membranen slik at vannet permeerer gjennom membranen med en hastighet på 1 x IO"<7>cm/s eller mindre, hvor membranen er dannet av en matte som inneholder fra ca. 5 vekt% til ca. 90 vekt% fibrer, og fra ca. 10 vekt% til ca. 95 vekt% vannabsorberende eller vannadsorberende polymer, fortrinnsvis mer enn 50 vekt%, basert på tørrvekten av gjenstanden. Membranen inneholder et vannabsorberende eller vannadsorberende polymermateriale som omgir minst en del av fibrene som polymeren kleber til. Gjenstanden kan være konsolidert for å fortette foliematerialet og også for strukturelt å holde fibrene sikkert sammen, samtidig som polymeren låses fast rundt og til fibrene ved polymerisasjon in situ. Det således tilvirkede foliemateriale kan ha en homogen, jevn fordeling av polymermaterialet, eller om ønsket kan polymeren, med eller uten et pulverformig eller granulatformig vanntettende materiale, så som en vannsvellbar leire, være konsentrert gjennom enhver ønsket del av gjenstanden.

Et annet aspekt ved fremgangsmåtene og gjenstandene beskrevet her, er å tilveiebringe en fremgangsmåte for tilvirkning av et foliemateriale som innbefatter en dannet polymer, og eventuelt ett eller flere fyllstoffer, strukturelt forsterket med et væskesorberende foliemateriale, særlig et fiberaktig foliemateriale, så som et geotekstil, vevd eller ikke-vevd, ved å fylle geotekstilet, eller fibrene anvendt til å fremstille geotekstilet, med en polymerisasjonskatalysator eller en polymerisasjonsinitiator slik at det dannes et polymerisasjonsinitierende foliemateriale, og deretter innlemme i geotekstilet én eller flere polymeriserbare monomerer. Polymerisasjonen av monomeren begynner ikke før monomeren kommer i kontakt med det polymerisasjonsinitierende polymateriale hvorved monomeren blir hovedsakelig fullstendig polymerisert in situ og gjør at polymeren kleber sterkt til foliematerialet, og gir eventuelt tilstrekkelig tverrbinding av polymeren. Tilstrekkelig tverrbinding oppnås med minst ca. 0,01 vekt%, fortrinnsvis minst ca. 0,1 vekt%, tverrbinder, basert på vekten av polymeriserbar monomer. Det foretrekkes å tilsette et tverrbindingsmiddel til monomeren i et forhold mellom tverrbindingsmiddel og monomer i området fra ca. 1:100 til 1:1000, mer foretrukket i området fra ca. 1:250 til 1:750, mest foretrukket i området fra ca. 1:400 til 1:600.

De ovennevnte og andre aspekter og fordeler med tilvirkningsmetoden og gjenstandene beskrevet her, vil bli mer åpenbare ut fra den følgende detaljerte beskrivelse lest sammen med tegningene.

Kort beskrivelse av tegningen

Figuren er et skjematisk flytdiagram som viser den foretrukne fremgangsmåte for tilvirkning av et polymerfylt foliemateriale.

Nærmere beskrivelse av foretrukne utførelsesformer

Den foreliggende oppfinnelse vil forstås lettere ved hjelp av den følgende detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen og eksemplene gitt her. Det er underforstått at denne oppfinnelse ikke er begrenset til de spesifikke komponenter, gjenstander, prosesser og/eller betingelser som er beskrevet, fordi disse selvsagt kan variere. Det er også underforstått at terminologien anvendt her, er for det formål kun å beskrive bestemte utførelsesformer og ikke er ment å være begrensende.

Områder kan være uttrykt her med fra "ca." eller "omtrentlig" én bestemt verdi og/eller til "ca." eller "omtrentlig" en annen bestemt verdi. Når et område angis slik, så vil en utførelsesform innbefatte fra den ene bestemte verdi og/eller til den andre bestemte verdi. Likeledes når verdiene er uttrykt som omtrentlige ved å anvende ordet "ca." foran, så vil det være underforstått at den bestemte verdi utgjør en annen utførelsesform.

Med henvisning til tegningen, så angår oppfinnelsen et polymerfylt foliemateriale 10.1 én utførelsesform er det polymerfylte foliemateriale 10 en sammenkoblende matriks som inneholder en organisk polymer som er polymerisert in situ og som er koblet sammen med og festet til et substrat som absorberer eller adsorberer flytende monomer, hvor polymeren er dannet (polymerisering av én eller flere monomerer) samtidig som den er i kontakt med substratet under tilvirkningen av det polymerfylte foliemateriale for å låse polymeren til substratet. I den foretrukne utførelesform er polymaterialet 10 en sammenkoblende matriks av organiske polymermolekyler og fibrer i et fibersubstrat 12, fortrinnsvis en ikke-vevd duk eller et geotekstil.

Forskjellige forsterkende materialer kan være innlemmet inne i og/eller utenpå gjenstanden for å oppnå en strukturell forsterkning eller for å tilveiebringe forskjellige grader av stivhet på gjenstanden. Deler av gjenstanden kan i tykkelsesretningen være tilvirket slik at den innbefatter forskjellige fibrer eller samme type fibrer men med forskjellige størrelser, lengder, tykkelser og densiteter for å oppnå egenskapene og karakteristikaene hos de forskjellige fibrer. Deler av gjenstanden kan i tykkelsesretningen ha lave konsentrasjoner av polymer eller være uten polymer slik at en del av gjenstanden er svært porøs og tillater avlufting av gasser fanget under gjenstanden. Pulver- og granulatmaterialer, så som en vannsvellbar leire, kan bli blandet med fibrene som avsettes med en fiberavsemingsinnretning ved at fibrene faller ved hjelp av tyngdekraften på en bærerflate, for derved å tilveiebringe et leirefylt materiale som så bringes i kontakt med en polymerisasjonskatalysator eller polymerisasjonsinitiator før kontakt med den polymeriserbare monomer. Hvilke som helst av disse trekk kan anvendes alene eller sammen med hvilke som helst andre trekk for å tilveiebringe svært unike, polymerfylte gjenstander med en lang rekke forskjellige egenskaper.

I henhold til én viktig utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse, så er det funnet at den polymerfylte matte kan bli nålepunktert, sydd eller på annen måte presset sammen for å koble nabofibrer sammen til én enkelt duk, eller for å koble sammen øvre og/eller nedre duklag for å forsterke den fylte polymer. Fibrene kan være festet sammen strukturmessig med fibrer, filamenter eller tråder av fibermaterialet som er blitt nålepunktert for å koble fibrene sammen med atskilte intervaller (for eksempel 50 pm til 12,7 mm avstand, fortrinnsvis fra ca. 50 pm til ca. 500 pm avstand). Et eventuelt utvendig belegg med flytende lim på én eller begge utvendige overflater på den konsoliderte matte, vil i vesentlig grad øke gjenstandens styrke.

I henhold til en annen viktig utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse kan, i tillegg til å tilveiebringe et tilvirket polymerfylt foliemateriale, gjenstandene bli tilvirket ved å innlemme i tillegg til en polymer, en vannsvellbar leire eller et materiale som er i stand til å fjerne, eller reagere med, én eller flere vannløselige kontaminanter inneholdt i vannet som kommer i kontakt med det polymerfylte foliemateriale.

Noen av de vanligste forurensninger funnet i avløpsvann inneholdt i dammer, laguner, områder med underjordiske strukturer og andre vannavgivende områder, spesielt når disse områder innbefatter industrielt avløpsvann, er tungmetallioner og vannløselige organiske materialer. Det er vel kjent i faget at naturlige og syntetiske zeolitter er i stand til å fjerne en vesentlig del av tungmetallionene fra en avløpsvann-løsning og at organofile leirer er i stand til å fjerne vannløselige organiske materialer fra løsningen. Imidlertid er det i kjent teknikk antydet at fjerning av disse materialer fra avløpsvann bør gjøres i strømmen ved å behandle hele avløpsvannstrømmen for å fjerne disse materialer. Dette krever hyppig utskifting av behandlingsmaterialene på grunn av de store volumer med avløpsvann som passerer gjennom zeolittene eller passerer gjennom de organofile leirer for å rense disse avløpsvannstrømmer. I henhold til et viktig trekk ved den foreliggende oppfinnelse er det funnet at ved å innlemme en organofil leire med eller uten en vannsvellbar leire, så som natriumbentonitt, og/eller påføre blandingen med vannsvellbar leire og en zeolitt eller organofil leire, som del av monomerløsningen eller -oppslemmingen, vil den vannsvellbare leire ekspandere ved hydrering og zeolitten og/eller den organofile leire kombinert med den vannsvellbare leire vil danne et vannbehandlingsmateriale hvor zeolitten og/eller den organofile leire vil vare mange ganger lenger enn dersom hele mengden med avløpsvann ble behandlet slik som i kjent teknikk med full kontakt med hele volumet med avløpsvann, fordi det vil bli behandlet kun den vannmengde som permeerer gjennom den vannsvellbare leire og/eller polymer.

Ifølge en annen viktig utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse kan materialet som innvirker på forurensningen, omfattende enhver adsorbent for en organisk forurensning, for eksempel en organoleire eller zeolitt, en absorbent for en organisk forurensning, en reaktant for en organisk forurensning, eller et materiale som nøytraliserer en organisk forurensning, bli tilført som et separat materiale over, under eller blandet med monomeren og/eller den vannsvellbare leire slik at mengden materiale behandlet for å fjerne forurensninger er kun det materiale som penetrerer polymeren og/eller den vannsvellbare leire. I denne utførelsesform inneholder den foretrukne tilvirkede gjenstand et lag med vannabsorberende materiale valgt blant vannabsorberende polymer, vannabsorberende leire og en kombinasjon derav, og et lag med et materiale som fjerner en organisk forurensning, så som et materiale som adsorberer en organisk forbindelse og som er anbrakt over eller under det vann-absorberende materiale, så som en organoleire eller en zeolitt, anbrakt slik at enhver organisk forurensning som passerer gjennom laget med vannabsorberende materiale blir adsorbert av adsorbentmaterialet for den organiske forurensning. De to lag med (1) vannabsorberende materiale og (2) adsorbentmateriale for organisk forurensning kan bli anbrakt inntil hverandre og omgitt av separate duker som er nålepunktert sammen, eller lagene kan være anbrakt inne i separate duker, f.eks. geosyntetiske duklag som kan være stablet på hverandre og eventuelt kan være festet sammen, f.eks. ved nålepunktering, smeltebinding, med klebemiddel eller på annen måte. I henhold til én utførelsesform kan gjenstandene være anbrakt under vann i en vannvei slik at de ligger over en kontaminert sjøbunn slik at organiske forurensninger, f.eks. PCB, må passere gjennom et vannabsorberende materiale, f.eks. en vannabsorberende polymer og/eller en vannabsorberende smektittleire, før de blir adsorbert på laget med adsorbentmateriale for organisk forbindelse, f.eks. en organoleire og/eller zeolitt, for å hindre at den organiske forurensning forurenser vannet over den tilvirkede gjenstand.

I henhold til et annet viktig trekk ved denne utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse, kan materialet som fjerner den organiske forurensning være blandet med polymeren eller være tilført som et separat materiale under eller over polymeren og kan være ethvert materiale med evne til å adsorbere, absorbere eller reagere med den organiske forurensning for å oppnå adsorpsjon, absorpsjon, uløseliggjøring eller nøytralise-ring av den organiske forurensning. Eksempler på tilsatte materialer med evne til å adsorbere, fjerne eller nøytralisere organiske forurensninger innbefatter absorbentfibrer som mikrokrystallinsk cellulose, attapulgittleire, sinkricinoleat absorbert på en absorbentfiber eller et annet absorbentmateriale, amorft silikapulver, syntetisk kalsiumsilikat, polyolefinpulp, natriumaluminiumsilikat (natriumzeolitt type A), maltodekstran, natriumsilikaaluminater (bemerk at alle de ovennevnte er absorbenter). Andre materialer, så som adsorbenter, innbefatter organoleirer, mikrokrystallinsk cellulose, materialer basert på silikahydrogel, attapulgitter, syntetiske natrium- magnesiumsilikater, syntetiske kalsiumsilikater, silisiumdioksid, syreaktiverte leirer, natriumzeolitter type A, og lignende, tilveiebrakt som et separat lag eller blandet med polymeren og/eller den vannsvellbare leire. Andre materialer kan være innlemmet, så som algicid, antimikrobiell materiale, baktericid, desinfiserende middel, og/eller fungicider som fenol, sinkundecylenat NF, acetyltyridinklorid NFX.III og lignende.

Det mest foretrukne additiv i tillegg til monomeren, er en vannsvellbar leire.

Anvendelige fibrer til fremstilling av de tilvirkede polymerfylte gjenstander ifølge den foreliggende oppfinnelse, er for eksempel fibrer fremstilt av rayon, polyetylen, polypropylen, polyestere, nylon, akrylpolymerer og -kopolymerer, glassfiber, propylen-etylen-kopolymerer, polypropylen-polyamid-kopolymerer, polyuretanfibrer, oppløselige fibrer som for eksempel polyvinylalkohol-fibrer, og lignende. Den foretrukne fiberlengde er i området fra ca. 1,27 cm til ca. 63,5 cm, mer foretrukket fra ca. 2,5 cm til ca. 12,7 cm, og en foretrukket fiberdenier er i området fra ca. 1 til ca. 5000, med en mer foretrukket fiberdenier fra ca. 4 til ca. 500, og mest foretrukket fra ca. 30 til ca. 200. Det foretrekkes fibrer som anvendes til å tilvirke geotekstilduker, eller geotekstildukene, på grunn av deres bakteriologiske og kjemiske motstand, men fibrene kan være bionedbrytbare fordi så snart duken er posisjonert har den liten viktighet bortsett fra som en innretning til å holde en polymer i passende posisjon. For noen installasjoner er tykkelsen på gjenstanden ikke viktig, og slike artikler kan være fremstilt med enhver ønsket tykkelse, for eksempel fra 75 pm til ca. 10 cm, og inneholde fra ca. 0,98 til ca. 97,6 kg/m med polymer, med eller uten ca. 0,98 til ca. 146,5 kg/m2 med en vannsvellbar leire.

Ifølge en annen utførelsesform kan alle eller en del av fibrene anvendt ved tilvirkningen av foliematerialproduktene ifølge den foreliggende oppfinnelse være nedbrytbare eller oppløselige i vann, f.eks. fibrer av polyvinylalkohol, slik at etter en forutbestemt kontakttid med vann vil hovedsakelig bare polymeren og andre additiv-materialer være tilbake. Fibrene som nedbrytes eller oppløses i vann kan også være selektivt innlemmet i produktene ifølge den foreliggende oppfinnelse, for eksempel innlemmet bare langs kantene på produktet, hvor produktene kan være sydd eller overlappet med et annet lignende produkt, for derved å fordele polymeren i søm-områdene ved hydrering. Andre filtreringsmaterialer, så som aktivt kull og lignende, kan være innlemmet i produktene. Også forskjellige vann-ugjennomtrengelige folie-materialer, geonett eller plastnettingmaterialer, monofilamenter og andre geotekstiler, enten vevd eller ikke-vevd, kan være innlemmet inne i produktene eller på én eller begge eksponerte hovedoverflater for å tilføre ytterligere strukturell styrke og/eller ytterligere vannugj ennomtrengelighet.

Produktene ifølge den foreliggende oppfinnelse kan hovedsakelig være et enkelt ikke-vevd dukmateriale, slik at det kan strekkes, hvor strekking er en ønsket egenskap, samtidig som de ønskede polymeregenskaper beholdes når det er nødvendig. Dreneringsstrukturer og andre artikler anvendt på området vannbarriere og vann-drenering kan nesten alltid bli inkorporert i dette produkt under tilvirkningen. Herbicider, baktericider, sporkjemikalier, forskjellige fargestoffer som indikerer kontakt med et bestemt kjemikalium eller en klasse kjemikalier, og lignende, kan også bli innlemmet i artiklene ifølge den foreliggende oppfinnelse. Gjødningsstoffer kan bli innlemmet inne i produktet eller nær en eksponert overflate på produktet. Denne utførelsesform er særlig nyttig sammen med vannløselige polymerer for å oppnå et foliemateriale med egenskaper som vedvarende frigivelse av gjødningsstoffer.

I en annen utførelsesform kan fibrer som oppløses ved kontakt med et løsningsmiddel bli innlemmet i artikkelen nær én eller flere kanter. Etter avsluttet installering av produktene som inneholder fibrer som oppløses av løsningsmiddel, kan løsningsmiddel bli påført på sømmene eller overlappingsområdene for å eksponere polymeren og oppnå en mer effektiv forsegling i sømområdene eller overlappingsområdene.

De polymerfylte eller delvis fylte produkter ifølge den foreliggende oppfinnelse har et praktisk talt uendelig antall anvendelser fordi produktene kan fremstilles slik at de er fullstendig fleksible, forholdsvis stive eller stive, og de kan påføres på svært kulete og skrånende overflater, grove eller glatte, samt på vertikale overflater som grunnmurer, dammer, langs kanalsider og under bakken, slik som for tankanlegg, og for irrigasjon og bevaring av vann gjennom vanntetting under bakken og som foringsmaterialer under bakken for plasser med fast dekke, betong og lignende. Produktet har en særlig fordel ved at det inne i dukstrukturen kan ordnes rom for ekspansjon av polymer og/eller en vannsvellbar leire, slik at når produktet er anbrakt inntil betongbjelker eller andre konstruksjonsdeler så vil fukting av produktet ikke medføre bukling eller sprekkdannelse i disse som følge av kraftig utvidelse av den vannsvellbare leire. Produktene ifølge den foreliggende oppfinnelse tillater at den ekspanderende polymer og/eller leire kan utvide seg inne i produktet, enten sideveis eller vertikalt, eller i begge retninger, i rommet som er anordnet i produktet og hindre at inntilliggende betongoverflater eller andre konstruksjonsdeler utsettes for unødvendig store krefter.

Produktene ifølge den foreliggende oppfinnelse er særlig godt egnet for å oppnå vannbarriere under støtteveggbetingelser for å beskytte overflater som er enten vertikale, skrånende og/eller horisontale. Produktene er svært holdbare som følge av tilvirkningsmetoden fordi styrken ikke er avhengig av noen metode for strukturmessig sammenbinding av to separate duklag.

De polymerfylte duker ifølge den foreliggende oppfinnelse er også særlig godt egnet for å tilveiebringe en vannbarriere under betong som sprøytes lagvis på overflaten av polymerholdige og eventuelt leireholdige gjenstander ifølge den foreliggende oppfinnelse, så som Shotcrete- og Gunite-betong som blir påført ved sprøyting. Ved fremgangsmåtene ifølge Shotcrete og Gunite for påføring av betong, blir betong-blandingen sprøytet under betydelig trykk som et tynt lag på en overflate som skal beskyttes, og laget tørker nesten øyeblikkelig slik at ytterligere lag kan bli påført på dette i ønsket tykkelse. De lagdelte vannbarriereprodukter ifølge kjent teknikk, som har et mellomliggende leirelag limt eller nålepunktert til to utvendige duklag, har ikke den strukturmessige styrke og motstand som er nødvendig for å hindre at sprøytepåføringen av betong praktisk talt tvinger det mellomliggende leirelag ut av produktet og etterlater et produkt med svært dårlig eller ingen vannbarriere. Produktene ifølge en utførelses-form av den foreliggende oppfinnelse innbefatter at polymeren, og eventuelt en vannsvellbar leire, holdes godt fast rundt fibrene i én enkelt duk slik at de betydelige trykk og krefter som oppstår ved påsprøyting av et betonglag, ikke vil medføre noen vesentlig tap av polymer eller vannsvellbar leire. Produktene ifølge den foreliggende oppfinnelse vil dessuten absorbere kreftene som dukoverflaten utsettes for, slik at Shotcrete- eller Gunite-sprøytepåførte betonglag ikke vil få produktet til å gi etter, men vil klebe til dukoverflaten og gi effektiv og økonomisk påføring av betong på folie-materialproduktets overflate, samtidig som det opprettholdes en effektiv vannbarriere under betongen. En fremgangsmåte for tilvirkning av artiklene som én enkelt duk er ved å innlemme en vannsvellbar leire og/eller polymer i ett lag, som beskrevet her, og innbefatte en zeolitt eller en organofil leire i et annet lag når duken tilvirkes, som beskrevet i søkers US 5237945, innlemmet her gjennom henvisning.

Den foretrukne organiske polymer er en vannabsorberende polymer som fortrinnsvis omfatter en blanding av et polyakrylsyre-alkalimetallsalt og polyakrylsyre. Det er funnet at ved å koble den organiske polymer til substratet 12, oppnås et hydraulisk barrieremateriale 10 som har forholdsvis lav permeabilitet for vann, samtidig som det har en forholdsvis lav fylling med organisk polymer.

Det er videre funnet at det hydrauliske barrieremateriale 10 som inneholder både en vannabsorberende polymer og en vannsvellbar leire, gir redusert vannpermeabilitet pr. vektenhet hydraulisk barrieremateriale sammenlignet med konvensjonelle foringer eller hydrauliske barrierer, og spesielt geosyntetiske leireforinger (GCL). Nærmere bestemt er det funnet at det hydrauliske barrieremateriale 10 bør ha en hydraulisk konduktivitet på 1 x IO"<8>cm/s eller, fortrinnsvis lxlO"<9>cm/s eller lavere. Videre er det også funnet at det hydrauliske barrieremateriale 10 kan ha redusert tykkelse og redusert vekt sammenlignet med konvensjonelle GCL. Det hydrauliske barrieremateriale 10 kan være særlig egnet for geo-miljøanvendelser som vannabsorpsjon, holde vann borte og holde vann på plass. For eksempel kan det hydrauliske barrieremateriale 10 være særlig godt egnet for bruk ved vanntetting under bakken for å hindre inntrengning av grunnvann, så som for underjordiske parkerings-anlegg, kjøpesentre og lignende, søppelfyllinger, konstruerte vannbassenger og andre geo-miljøanvendelser hvor det kreves en hydraulisk barriere med lav vannperme abilitet. I den foretrukne utførelsesform er den organiske polymer dannet eller fremstilt ved polymerisasjon av en organisk monomer som er lagvis lagt inn i en leire, fortrinnsvis en vannsvellbar leire. Fremgangsmåten med å fremstille det hydrauliske barrieremateriale 10 innbefatter de trinn å innbake en polymeriserbar organisk monomer i et porøst substrat etter først å ha påført en polymerisasjonskatalysator eller polymerisasjonsinitiator på det porøse substrat, eller på én eller flere komponentdeler i det porøse substrat, for eksempel fibrer i et geotekstil under tilvirkningen av geotekstilet, og så utføre polymerisasjon av den polymeriserbare monomer in situ for å danne det hydrauliske barrieremateriale 10.

Den polymeriserbare monomer påføres på det polymerisasjonsinitierende substrat fra en polymerisasjonsløsning som inneholder den polymeriserbare organiske monomer. I den foretrukne utførelsesform inneholder polymerisasjonsløsningen også leire, fortrinnsvis en vannsvellbar leire, så som natriumsmektittleire, særlig en natriummontmorillonittleire eller en natriumbentonittleire, for å danne en oppslemming 14 som blir tatt opp i et porøst substrat 12 som på forhånd er blitt behandlet, for eksempel brakt i kontakt med, dyppet eller dusjet, slik at det inneholder en polymerisasjonskatalysator eller en polymerisasjonsinitiator for den organiske monomer i tilstrekkelig mengde til fullt ut å polymerisere den senere innførte monomer. I den foretrukne utførelsesform blir blandingen av polymerisasjonsløsningen utført slik at polymerisasjonsløsningen blir i det vesentlige homogen.

Den polymeriserbare monomer blir fortrinnsvis blandet med vann og innbefatter et nøytraliseringsmiddel, så som natriumhydroksid, fortrinnsvis før tilsetningen av en eventuell leire, for å danne polymerisasjonsløsningen 14 som er i form av en oppslemming dersom det også tilsettes en vannsvellbar leire, for derved å gjøre det lettere å oppnå nøytralisering av minst en del av den polymeriserbare organiske monomer (mest foretrukket 65-85 mol% nøytralisering) før tilsetningen av leire og påfølgende interkalering av den delvis nøytraliserte polymeriserbare organiske monomer i leiren. Fortrinnsvis inneholder polymerisasjonsløsningen også et tverrbindingsmiddel for polymeren slik at etter polymerisasjonen blir de partielt nøytrali-serte polymermolekyler tverrbundet tilstrekkelig til å oppnå vannuløselighet og vannabsorpsjonsevne. Fortrinnsvis blir den polymeriserbare monomer blandet grundig med vann for å danne en homogen oppløsning før leiren tilsettes til polymerisasjons-løsningen for å oppnå konsistens og en homogen interkalering i leiren. I den foretrukne utførelsesform blir blandetrinnet ved fremstillingen av polymerisasjonsløsningen utført slik at polymerisasjonsløsningen blir i det vesentlige homogen.

Det eventuelle trinnet med å tilsette leire til monomerløsningen for å danne polymerisasjonsløsningen eller polymerisasjonsoppslemmingen 14 kan utføres på enhver måte som resulterer i at det tilsettes den ønskede mengde leire og monomer og det dannes en oppslemming som er forholdsvis viskøs, men som lar seg bli ført på det polymerisasjonsinitierende substrat 12 og bli innesluttet i dette. I tillegg blir poly-merisasjonsløsningen som inneholder leiren, fortrinnsvis skjærpåkjent under blandingen og/eller skjærpåkjent når oppslemmingen innesluttes i det porøse substrat for å interkalere en del av den polymeriserbare monomer mellom leireplatene før oppslemmingen 14 innesluttes i substratet 12, og fortrinnsvis for delvis å eksfoliere de små leireplater før, eller samtidig med, at det porøse substratet 12 bringes i kontakt med polymerisasjonsoppslemmingen 14.

I hvilken grad oppslemmingen 14 blandes, vil variere avhengig av de ønskede egenskaper hos oppslemmingen 14. For eksempel kan leiren ganske enkelt bli tilsatt til polymerisasjonsløsningen uten tanke på noen blandegrad eller homogenitet hos den resulterende oppslemming. Fortrinnsvis utføres blandetrinnet slik at oppslemming 14 blir blandet og skjærpåkjent før den påfølgende inneslutting av oppslemmingen 14 i det katalysator- eller initiator-holdige substrat 12.1 den foretrukne utførelsesform blir blandetrinnet anvendt til å danne oppslemmingen slik at oppslemmingen 14 blir i det vesentlige homogen.

Det kan anvendes enhver blander 16 som er i stand til å blande leiren og monomerløsningen slik at det oppnås oppslemmingen 14 med ønskede egenskaper. I den foretrukne utførelsesform innbefatter blanderen 16 skraper 17 for oppslemmingen, og den er i stand til å blande leiren og polymerisasjonsløsningen slik at den resulterende oppslemming 14 blir hovedsakelig homogen. I den foretrukne utførelsesform utføres blandingen i tilstrekkelig lang tid til å blande leiren og polymerisasjons-løsningen slik at den resulterende oppslemming 14 blir hovedsakelig homogen. Det foretrekkes å anvende minimum med vann til å oppnå en homogen oppslemming, samtidig som det produseres en oppslemming som kan bli mekanisk transportert eller pumpet til substratet 12 for å inneslutte oppslemmingen i substratet. Som vist på Figur 1 blir i den foretrukne utførelsesform et stempel 32 i en stempelpumpe 30 anvendt til å transportere den høyviskøse oppslemming til væskesorbentsubstratet for trinnet med inneslutning. Dersom oppslemmingen er for viskøs til å bli pumpet kan et transportbelte hvor oppslemmingen fortrinnsvis dekker samme bredde som substratet 12, bli anvendt til å bevege oppslemmingen til substratet 12 for inneslutning i dette.

Som angitt over omfatter trinnet med å inneslutte monomeren å blande oppslemmingen av polymeriserbar organisk monomer/leire med substratet 12.

I den foretrukne utførelsesform er oppslemmingen 14 innesluttet i det katalysatorholdige væskesorbentsubstrat 12 med en viskositet på oppslemmingen fra ca. 30000 centipoise til ca. 80000 centipoise, mer foretrukket fra ca. 40000 til ca. 60000 centipoise, for absorpsjon og/eller adsorpsjon av oppslemmingen 14 inn i og/eller mellom komponentene i substratet 12. Oppslemmingen 14 tas opp i minst én del av tykkelsen på substratet 12. Enhver mengde eller grad av inneslutning av oppslemmingen 14 inn i eller mellom komponentdelene i substratet 12, er akseptabel så lenge inneslutningen av monomeren er tilstrekkelig til å oppnå sammenblandingen og sorpsjon av monomeren og leiren mellom og/eller inne i komponentdelene, for eksempel fibrene i substratet, for etterfølgende polymerisasjon av monomeren inne i minst en del av tykkelsen av substratet, for å danne det hydrauliske barrieremateriale 10. Videre er graden eller mengden med inneslutning tilstrekkelig dersom dette gjør det mulig å binde eller stenge inne den resulterende absorbentpolymer og leiren i minst en del av tykkelsen av det substrat 12.

Trinnet med inneslutning innebærer fortrinnsvis å kombinere substratet 12 og oppslemmingen 14 slik at oppslemmingen 14 blir jevnt fordelt gjennom minst en del av tykkelsen av substratet 12. Oppslemmingen 14 er fortrinnsvis godt blandet og er mer foretrukket hovedsakelig homogen, slik at ved å kombinere oppslemmingene 14 og substratet 12 så resulterer dette også i at monomeren, den monomer-interkalerte leire og de avskallede små leireplater blir fordelt gjennom en ønsket tykkelse av substratet 12. Mer foretrukket blir oppslemmingen fordelt gjennom hele tykkelsen av det porøse substrat 12 for å gjøre det lettere å produsere et forholdsvis homogent hydraulisk barrieremateriale 10.

Som diskutert tidligere kan det porøse substrat 12 være ethvert væskeabsorberende eller væskeadsorberende porøst materiale eller ethvert stoff som er kompatibelt med monomeren og mulige andre komponenter som er inneholdt i polymerisasjonsoppslemmingen 14, når slike er aktuelle. Det kan anvendes ethvert væskesorberende substrat som er i stand til å ta imot og holde på minst en del av både polymerisasjonskatalysatoren eller polymerisasjonsinitiatoren og deretter den polymeriserbare monomer, og eventuelt leiren, for å danne det hydrauliske barrieremateriale 10 ved polymerisasjon av monomeren. Mer foretrukket omfatter substratet et fibrøst substrat 12 med et antall fibrer. Det kan anvendes ethvert substrat 12 som er i stand til å danne det hydrauliske barrieremateriale 10 ved polymerisasjonen av monomeren.

I den foretrukne utførelsesform er substratet 12 et geotekstilmateriale. Ethvert vevd eller ikke-vevd geotekstilmateriale kan anvendes, fortrinnsvis ikke-vevd. Videre kan geotekstilmateriale være i enhver form som er forenlig med å tilveiebringe det ønskede hydrauliske barrieremateriale 10.1 den foretrukne utførelsesform er imidlertid det fibrøse substrat 12 en hovedsakelig plan folie som omfatter minst ett lag med geotekstilmateriale.

I den foretrukne utførelsesform omfatter trinnet med inneslutning å inneslutte oppslemmingen 14, som har et vanninnhold på mindre enn 50 vekt%, og således monomeren og leiren, mellom fibrene i det initiator- eller katalysatorholdige substrat 12. Trinnet med inneslutning kan utføres på enhver måte og med enhver apparatur som resulterer i inneslutning av den høy viskøse oppslemming 14 mellom, og/eller absorbert inne i, komponentdelene, for eksempel fibrene, i substratet 12. Med andre ord kan oppslemmingen 14 bli innesluttet i, eller ført inn i åpninger eller hulrom mellom, og/eller absorbert i, fibrene i det fibrøse substrat 12, og/eller bli absorbert i fibrene i substratet 12. For eksempel kan oppslemmingen 14 bli innesluttet mellom fibrene i det fibrøse substrat 12 ved hjelp av vakuum, skrubbing, valsing, hydraulisk pressing, pressfiltrering eller dusjing. Dersom selve fibrene er vann-absorberende, vil monomeren også bli absorbert i fibrene.

I den foretrukne utførelsesform er minst en del av oppslemmingen 14 innesluttet i åpninger eller hulrom mellom fibrene i det fibrøse substrat 12. Det gjenværende eller resten av oppslemmingen 14 som ikke er innesluttet, kan blir fordelt eller spredd blant fibrene i det fibrøse substrat 12, eller fordelt på eller rundt fibrene slik at det oppnås et lag eller belegg med oppslemmingen 14. Enhver mengde eller grad av inneslutning av oppslemmingen 14 mellom fibrene i substratet 12 som var tilstrekkelig til å oppnå etterfølgende polymerisasjon av monomeren, er akseptabel.

I den foretrukne utførelsesform vil en større andel av oppslemmingen 14 bli innesluttet i substratet 12, mens en liten andel av oppslemmingen 14 eventuelt kan bli spredd eller fordelt på toppen av substratet 12. Fortrinnsvis kan enhver oppslemming 14 som blir fordelt på toppen av substratet 12, ha en tykkelse på mindre enn ca. 2,0 mm, mer foretrukket mindre enn ca. 1,0 mm, mest foretrukket mindre enn ca. 0,50 mm, for å oppnå effektiv klebing av den dannede polymer og leiren til overflaten på gjenstanden 10.

I den foretrukne utførelsesform er videre oppslemmingen 14 innesluttet mellom fibrene i det fibrøse substrat 12 ved å påføre en trykkraft på fibersubstratet 12. Trykk-kraften påføres fortrinnsvis i en retning hovedsakelig vinkelrett på planet gjennom det fibrøse substrat 12, som diskutert nærmere nedenfor. Trykkraften kan påføres på enhver måte og med enhver metode eller apparatur som resulterer i den ønskede grad eller mengde med inneslutning av oppslemmingen 14 mellom fibrene i det fibrøse substrat 12.

For eksempel kan trykkraften påføres på det fibrøse substrat 12 med minst ett par med pressvalser 18, som vist på Figur 1.1 tillegg kan trykkraften bli påført på det fibrøse substrat 12 ved å anvende vakuum.

Etter trinnet med inneslutning omfatter prosessen det trinn å utføre polymerisasjon av monomeren for å danne det hydrauliske barrieremateriale 10. Polymerisasjonen av monomeren kan utføres på enhver måte som er egnet til å polymerisere monomeren for å danne et hydraulisk barrieremateriale 10 som har de ønskede egenskaper og karakteristika. Fortrinnsvis utføres polymerisasjonen av monomeren ved å oppvarme monomeren i en kontinuerlig ovn etter trinnet med inneslutning. Fortrinnsvis er trinnet med oppvarming tilstrekkelig til å tørke den hydrauliske barriere til mindre enn ca. 15 vekt% fuktighet, mer foretrukket ca. 7-12 vekt% fuktighet, basert på tørrvekten av den hydrauliske barriere 10.

Oppvarmingstrinnet kan utføres ved enhver temperatur over vannets kokepunkt for å polymerisere monomeren og danne det hydrauliske barrieremateriale 10. Temperaturen i oppvarmingstrinnet kan imidlertid variere avhengig av de ønskede karakteristika og egenskaper hos det resulterende hydrauliske barrieremateriale 10. Det er funnet at oppslemmingen 14 fortrinnsvis oppvarmes til en temperatur på minst 100 °C, mer foretrukket fra ca. 149 °C til ca. 288 °C, mest foretrukket fra ca. 177 °C til ca. 288 °C, spesielt fra ca. 204 °C til ca. 260 °C. I den mest foretrukne utførelsesform oppvarmes oppslemmingen 14 til en temperatur mellom ca. 232 °C og ca. 260 °C.

Det kan anvendes enhver oppvarmer 34 som er i stand til å oppvarme oppslemmingen 14, og således monomeren, til den ønskede temperatur for å polymerisere monomeren mens den er innesluttet i substratet 12, uten å smelte eller på annen måte degradere substratet 12. Videre kan oppvarmingstrinnet pågå i ethvert tidsrom som er tilstrekkelig til å danne et hydraulisk barrieremateriale 10 som har de ønskede vannbarriereegenskaper. For eksempel kan oppvarmingstrinnet pågå i en periode mellom ca. 30 sekunder og ca. 2 timer. Den polymeriserte monomermengde i oppvarmingstrinnet kan imidlertid variere avhengig av lengden og temperaturen på oppvarmingstrinnet, og dette kan påvirke karakteristika og egenskaper hos det resulterende hydrauliske barrieremateriale 10. Videre er det funnet at polymerisasjonsreaksjonens varighet, eller tidsperioden for utførelse av oppvarmingstrinnet, er omvendt proporsjonal med polymerisasjonstemperaturen.

I henhold til en viktig fordel med den foretrukne utførelsesform av fremgangsmåten for fremstilling beskrevet her, forekommer ingen signifikant polymerisasjon av monomeren før polymerisasjonsoppslemmingen innesluttes i substratet 12, og det meste av polymerisasjonen skjer under det angitte polymerisasjonstrinn eller opp-varmingstrinn, fordi polymerisasjonskatalysatoren eller polymerisasjonsinitiatoren er isolert fra monomeren inntil monomeren er innesluttet i substratet 12.1 den foretrukne utførelsesform forekommer således ingen signifikant polymerisasjon av monomeren før oppslemmingen 14 innesluttes mellom fibrene i det initiator- eller katalysatorholdige fibrøse substrat 12. Før oppvarmingstrinnet vil polymerisasjon av monomeren således ikke forekomme inntil monomeren er innesluttet i det initiator- eller katalysatorfylte substrat. Inhiberingen av monomerpolymerisasjon før trinnet med inneslutning av monomeren er en signifikant fordel med fremgangsmåten for fremstilling beskrevet her. Avhengig av den tiltenkte anvendelse av det hydrauliske barrieremateriale 10, kan det hydrauliske barrieremateriale 10 eventuelt også innbefatte en dekkfolie og/eller en bærerfolie anbragt over og under gjenstanden 10. Nærmere bestemt vil dekkfolien 24 fortrinnsvis påføres på minst én side av substratet 12, og er i den foretrukne utførelsesform et geotekstilmateriale.

I den foretrukne utførelsesform kan substratet 12 være ethvert båndabsorbe-rende eller vannadsorberende foliemateriale. Videre er substratet 12 fortrinnsvis et fibrøst substrat med et antall fibrer. Mer foretrukket er det fibrøse substrat 12 et geotekstilmateriale. Det kan anvendes ethvert geotekstilmateriale, innbefattende både vevde og ikke-vevde geotekstiler, som har enhver vekt og som er dannet av ethvert materiale med evne til å motstå polymerisasjonstemperaturen, og som er forenlig med den tiltenkte anvendelse av det hydrauliske barrieremateriale 10 som vil gi et hydraulisk barrieremateriale 10 med de ønskede vannbarriereegenskaper. Fortrinnsvis har imidlertid geotekstilmaterialet en enhetsvekt på ca. 0,05 og 0,80 kg/m<2>, mer foretrukket mellom 0,10 og 0,40 kg/m<2>, mest foretrukket mellom 0,10 og 0,20 kg/m<2>.

Videre kan geotekstilmaterialet være i enhver form som er forenlig med å tilveiebringe det ønskede hydrauliske barrieremateriale 10 i enhver størrelse eller utforming tilpasset ethvert areal som skal bli beskyttet mot vesentlig vannkontakt. I den foretrukne utførelsesform er det fibrøse substrat 12 en hovedsakelig plan folie som omfatter minst ett lag med geotekstilmateriale. Som diskutert over vil således i det foretrukne trinn med inneslutning av monomer en trykkraft bli påført i en retning hovedsakelig vinkelrett på planet gjennom geotekstilmaterialet 12.1 den foretrukne utførelsesform omfatter det fibrøse substrat 12 et lag med geotekstilmateriale, så som "PETROMAT 4597", "PETROMAT 4551" eller "PETROMAT 4506" produsert av Amoco, eller mer foretrukket et polyestermateriale "GEO-4-REEMAY 60", produsert av Foss, Inc. med tykkelse 2 mm; eller et annet polyestermateriale "25WN040-60", produsert av CUMULUS Corporation, med tykkelse 5 mm.

Den vandige polymerisasjonsløsning innbefatter vann og en mengde med polymeriserbar organisk monomer. Enhver organisk monomer med evne til å bli polymerisert og gi en vannabsorberende organisk polymer, kan anvendes. Fortrinnsvis har imidlertid den organiske monomer følgende strukturformel:

H2C = CH-C-O-R

hvor R er valgt blant alkalimetall, H, CH3, CH2CH3, CH(CH3)2, og blandinger derav.

I den foretrukne utførelsesform er monomeren valgt blant akrylsyre og alkalimetallakrylat, f. eks. natriumakrylat, og spesielt blandinger derav som inneholder 50-90 mol% alkalimetallakrylat og 10-50 mol% akrylsyre, mer foretrukket ca. 65-85 mol% alkalimetallakrylat og 15-35 mol% akrylsyre, basert på det totale antall mol polymeriserbar monomer.

Med henvisning spesielt til utførelsesformen som innbefatter leire i polymerisasjonsoppslemmingen, så er det funnet at vektforholdet mellom den organiske monomer (eller polymer) og leiren innesluttet i substratet, som er tilstrekkelig til å produsere det ønskede hydrauliske barrieremateriale 10 mest effektivt, med liten eller ingen nødvendig tørking etter monomerpolymerisasjonen, bør være i området 1:1 til 1:5, fortrinnsvis i området fra 1:1 til 1:4, mest foretrukket i området fra 1:2 til 1:4, basert på totalvekten av monomer, nøytralisert monomer og leire i oppslemmingen.

Oppfinnelsen beskrevet her er anvendelig for å fylle ethvert porøst substrat, spesielt foliemateriale, med en monomer/leire-oppslemming hvor polymeren blir polymerisert in situ etter at det porøse substrat er forhåndsfylt med tilstrekkelig polymerisasjonskatalysator og/eller polymerisasjonsinitiator til å oppnå fullstendig polymerisering av den polymeriserbare monomer mens den er i kontakt med substratet 12, uten forhåndspolymerisasjon av monomeren.

Polymerisasjonsløsningen innbefatter fortrinnsvis også en tverrbinder for monomeren. Enhver tverrbinder som er kompatibel med den organiske monomer og som er i stand til, og egnet for, å tverrbinde den organiske monomer kan anvendes. Tverrbinderen er imidlertid fortrinnsvis valgt blant fenolformaldehyd, tereftalaldehyd og N,N-metylen-bisakrylamid (MBA) og blandinger derav. I den foretrukne utførelsesform består tverrbinderen av N,N'-metylen-bisakrylamid i tilstrekkelig mengde til å danne en vann-uløselig polymer in situ.

Det kan anvendes enhver mengde med tverrbinder eller ethvert forhold mellom tverrbinder og monomer som er tilstrekkelig til å tverrbinde monomeren i ønsket grad. Som angitt over vil imidlertid den faktiske mengde eller andel anvendt tverrbinder variere avhengig av, blant andre faktorer, de ønskede karakteristika eller egenskaper hos det hydrauliske barrieremateriale 10, innbefattende materialets vannabsorberende kapasitet (WAC). For eksempel er det funnet at når forholdet mellom tverrbinder og monomer økes, så vil den resulterende absorbentpolymers løselighet i vann ha en tendens til å avta. Når imidlertid forholdet mellom tverrbinder og monomer i tillegg øker, vil den resulterende absorbentpolymers vannabsorberende kapasitet (WAC) ha en tendens til å avta. Det må således oppnås en ønsket balanse mellom WAC og vann-løseligheten hos absorbentpolymeren i det hydrauliske barrieremateriale 10.1 én utførelsesform er vektforholdet mellom tverrbinder og monomer i oppslemmingen 14 mindre enn ca. 1:100, fortrinnsvis mellom ca. 1:1000 og ca. 1:100, mer foretrukket i området fra 1:750 til 1:250, mest foretrukket i området fra 1:600 til 1:400.

Videre er polymerisasjonsløsningen fortrinnsvis en sur løsning. Nærmere bestemt har polymerisasjonsløsningen fortrinnsvis et pH-nivå på mindre enn 7. pH-nivået i polymerisasjonsløsningen kan justeres på enhver måte og med ethvert stoff eller enhver forbindelse som er i stand til å gi sur løsning og som er kompatibel med komponentene som polymerisasjonsløsningen omfatter. Imidlertid vil polymerisasjons-løsningen fortrinnsvis også omfatte en basisk forbindelse i tilstrekkelig mengde til å nøytralisere fortrinnsvis 50-100 mol%, mer foretrukket 50-90 mol% av monomeren, for eksempel akrylsyre, som danner et nøytralisert polyakrylat, in situ, mest foretrukket 65-85 mol%. Det kan anvendes enhver basisk forbindelse som er i stand til minst delvis å nøytralisere monomeren eller den dannede polymer. Fortrinnsvis er den basiske forbindelse valgt blant natriumhydroksid, kaliumhydroksid, ammoniumhydroksid og blandinger derav. Den foretrukne utførelsesform er den basiske forbindelse natriumhydroksid.

Som angitt tidligere blir det tilsatt en mengde med vannsvellbar leire til polymerisasjonsløsningen for å danne oppslemmingen 14.1 denne utførelsesform kan det anvendes enhver vannsvellbar leire med evne til å bli tilsatt eller blandet med polymerisasjonsløsningen for å danne oppslemmingen 14, som er beskrevet over. De foretrukne vannsvellbare leirer er smektittleirer valgt blant montmorillonitt, saponitt, nontronitt, laponitt, beidelitt, jern-saponitt, hektoritt, sauconitt, stevensitt og blandinger derav. De foretrukne leirer er smektittleirer, fortrinnsvis en natriumsmektittleire, særlig natriummontmorillonitt og natriumbentonitt. Andre ikke-vannsvellbare leirer eller fyllstoffer kan bli tilsatt til polymerisasjonsløsningen, så som kalsiumkarbonat, talkum, mika, vermikulitt, kaolin, silisiumdioksid og lignende, så lenge polymerisasj ons-løsningene (i denne utførelsesform med leire) innbefatter minst ca. 5 vekt% vannsvellbar leire, fortrinnsvis minst ca. 20 vekt% vannsvellbar leire.

De bestemte vektforhold mellom, eller relative mengder av, organisk monomer og leire velges fortrinnsvis slik at de faller innen området fra ca. 20 vekt% til ca. 50 vekt% monomer (innbefattende nøytraliseringsmiddel) og ca. 50 vekt% til ca. 80 vekt% leire, basert på totalvekten av monomer, nøytralisert monomer og leire i polymerisasj onsoppslemmingen.

I henhold til et viktig trekk ved de foretrukne fremgangsmåter og artikler beskrevet her, kan polymerisasj onsoppslemmingen 14 inneholde mindre enn ca. 50 vekt% vann, fortrinnsvis mindre enn ca. 40 vekt% vann, basert på totalvekten av oppslemmingen 14. Fortrinnsvis omfatter oppslemmingen 14 mellom ca. 30 vekt% og ca. 50 vekt% vann av totalvekten av oppslemmingen 14.1 den foretrukne utførelses-form innbefatter oppslemmingen 14 mellom ca. 35 vekt% og ca. 45 vekt% vann, basert på totalvekten av oppslemmingen 14, for å kunne foreta pumping via stempel 32. En oppslemming som inneholder så lite som ca. 20 vekt% vann kan bli transportert til substratet 12 med et transportbelte (ikke vist) for å bli innesluttet i substratet, samtidig som dette gir tilstrekkelig vann til å oppnå homogen fordeling av monomeren i leiren og substratet 12.

Med henvisning til tegningen, så tilveiebringes en apparatur og fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av det hydrauliske barrieremateriale 10. Først blir et lag med geotekstilmateriale som omfatter det fibrøse substrat 12 matet gjennom et bad med polymerisasjonskatalysator eller polymerisasjonsinitiator 20 og ført mellom et par klem valser 22 for å fjerne overskudd av katalysator og/eller initiator. Alternativt kan polymerisasjonskatalysatoren og/eller polymerisasjonsinitiatoren bli dusjet på substratet 12 ved hjelp av sprøytedyser 31.1 henhold til en foretrukket utførelsesform blir substratet mettet med polymerisasjonskatalysator og/eller polymerisasjonsinitiator fulgt av påføring av vakuum på undersiden 33 av det mettede substrat 12 ved hjelp av vakuuminnretning 35 som er i kontakt med undersiden 33 på det mettede substrat 12 for å fjerne overskudd av polymerisasjonskatalysator og/eller polymerisasjonsinitiator som resirkuleres til prosessen. Det katalysatorfylte og/eller initiatorfylte fibrøse substrat 12 blir deretter, etter at overskuddet av katalysator og/eller initiator er fjernet, ført under ledevalse 24 og mellom et par horisontalt anbrakte innklemmingsvalser 18, hvor oppslemmingen 14 blir klemt (presset) inn i det katalysatorholdige og/eller initiatorholdige (polymerisasjonsinitierende) substrat 12.

Polymerisasjonsløsningen eller -oppslemmingen 14 blandes i oppslemmings-beholderen 26 hvor komponentene i oppslemmingen blandes med en mikser 16. Så snart komponentene er blandet og fortrinnsvis utsatt for skjærpåkjenning i oppslem-mingsbeholder 26, hvor polymerisasjonsløsningen innbefatter en vannsvellbar leire, blir mikseren 16 hevet fra beholderen 26, og beholderen 26 beveges langs sporene 28 slik at beholderen 26 blir anbrakt direkte under stempelpumpeinnretningen 30 som innbefatter et vertikalt bevegelig høytrykksstempel 32. Stempel 32 beveges deretter nedover i beholderen 26 og tvinger den høyviskøse, vannfattige oppslemming 14 gjennom en fleksibel slange 29 med 20 cm diameter, å spre oppslemmingen i et V-formet oppslemmingsmottakende område mellom klemvalsene 18. Den høyviskøse oppslemming 14 er vanskelig å presse gjennom en trang slange slik at det foretrekkes å anvende en slange 29 med en diameter på minst ca. 10 cm. Oppslemmingen 14 blir mellom innklemmingsvalsene 18 avsatt på laget med geotekstil omfattende det fibrøse substrat 12 som inneholder en polymerisasjonsinitierende katalysator og/eller -initiator, etter hvert som substratet 12 føres frem mellom klemvalsene 18. Klemvalsene 18 tvinger oppslemmingen 14 inn i substratet 12 med tilstrekkelig trykk til å innlemme oppslemmingen 14 i hele tykkelsen av substratet 12. Som vist på Figur 1 vil geotekstilmaterialet 12, som inneholder polymerisasjonskatalysatoren og/eller polymerisasjonsinitiatoren, passere i kontakt med innklemmingsvalsene 18 som påfører en trykkraft for å inneslutte oppslemmingen 14 mellom fibrene i det fibrøse substrat 12. Dessuten vil valsene 18 gi tilstrekkelig skjærvirkning på polymerisasjonsoppslemmingen til å interkalere leiren og monomeren, og i det minste delvis eksfoliere leiren i individuelle småplater, om leiren ikke allerede er interkalert og eksfoliert i blanderen 16.

Når polymerisasjonsløsningen 14 ikke inneholder leire, vil oppløsningen 14 generelt ikke være så viskøs at det er vanskelig å pumpe den til foliematerialet 12, og den kan bli påført på det polymerisasjonsinitierende foliemateriale 12 gjennom dusj-hoder 37 eller påført for eksempel i trau 39 mellom klemvalser 18 på enhver annen måte.

Det pressede geotekstil med innesluttet oppslemming 14 passerer så gjennom en oppvarmer eller ovn 34 for å polymerisere monomeren og stenge den resulterende polymer, leiren, leiretaktoider og leireplater inne i substratet 12. Polymerisasjonen resulterer i at den resulterende polymer og leiren stenges inne mellom fibrene i geotekstilmaterialet. Som et resultat blir det hydrauliske barrieremateriale 10 formet. Om nødvendig kan det hydrauliske barrieremateriale 10 deretter bli tørket og senere rullet opp og pakket.

Det hydrauliske barrieremateriale 10 vil ekspandere i kontakt med vann. Det er funnet at ved kontakt med vann vil ufylte hulrom eller mellomrom i det fibrøse substrat 12 først bli fylt opp med hydratisert polymergel. Videre hydrering av polymergelen vil føre til at hele det hydrauliske barrieremateriale 10 ekspanderer. Videre er det funnet at under en standardbelastning med et effektivt inneslutningstrykk på 20 kPa, vil det hydrauliske barrieremateriale beskrevet her ha en tendens til å ha en hydraulisk konduktivitet som er lik eller mindre enn ca. 1 x IO"<9>cm/s. Videre er det generelt funnet at den hydrauliske konduktivitet avtar når det effektive inneslutningstrykk øker.

Eksempler

Det ble blandet en polymerisasj onsoppslemming som inneholdt 160 kg (11,91 vekt%) akrylsyre, 508 kg (37,65 vekt%) natriummontmorillonittleire, 142,5 kg av 50 % aktiv NaOH-løsning (5,28 vekt% aktivt NaOH), 537,5 kg vann (45,12 vekt% innbefattende vannet tilsatt sammen med NaOH), og 0,350 kg (0,03 vekt%) metylen-bisakrylamid (MBA) som tverrbindingsmiddel. Det tilsatte NaOH var tilstrekkelig til å nøytralisere 80 mol% av akrylsyren.

Oppslemmingen ble innesluttet i Foss, Inc. "GEO-4-REEMAY 60" polyester-duk med en tykkelse på 2 med mer og en basisvekt på 0,166 kg/m<2>, som på forhånd var dyppet i en polymerisasjonsinitiator (en natriumpersulfat-løsning som inneholdt 16-30 % aktivt natriumpersulfat) slik at foliematerialet ble fullstendig mettet og slik at duken, etter vakuumfjerning av initiatoroverskudd, inneholdt 30,1 gram natriumpersulfat-initiator pr. m duk før oppslemmingen ble innesluttet i duken. I den foretrukne utførelsesform ble duken fylt med 43 til 151 gram vannløsning av natriumpersulfat (28 % aktivt stoff) på hver m<2>av duken, til totalt 30,1 gram natriumpersulfat pr. m<2>, og i den polymerisasjonsinitierende duk ble det deretter innesluttet 301 gram pr. m<2>med akrylsyre. Den foretrukne våte fylling med polymerisasjonsløsning var 2497 gram oppslemming pr. m<2>duk. Det ble fremstilt fem forskjellige prøver, hver fylt med forskjellige vekter med oppslemming og hver polymerisert in situ ved forskjellige ovnstemperaturer. Dataene vist i Tabell 1 viser at de lavere temperaturer i området 191 °C til 232 °C ga bedre impermeabiliteter ved testing både med avionisert vann (DI-perm) og med 3,5 % NaCl i vann (3,5 % salt-perm):

Vannpermeabiliteten oppnådd med de hydrauliske barrierer beskrevet her (Tabell 1) sammenlignet med typisk kjent teknikk representert med "ST Bentonite" hydraulisk barriere (Tabell 2), viser en svært uventet vannpermeabilitet for de hydrauliske barrierer tilvirket i henhold til den foreliggende oppfinnelse, spesielt for saltkontaminert vann. De hydrauliske barrierematerialer ifølge kjent teknikk, som har ca. 3 ganger så høy fylling med leire, slipper gjennom ca. 3000 ganger mer med saltkontaminert vann enn de hydrauliske barrierematerialer beskrevet her. For avionisert vann vil de hydrauliske barrierematerialer ifølge kjent teknikk, som igjen inneholder ca. 3 ganger større vekt med leirefylling enn materialene beskrevet her, tillate ca. 3 ganger mer avionisert vann å passere gjennom materialet enn de hydrauliske barrierematerialer beskrevet her.

Claims

1. Fremgangsmåte for tilvirkning av et polymerholdig foliemateriale,karakterisert vedat den omfatter: et væskesorberende foliemateriale, eller et materiale anvendt til å fremstille det væskesorberende foliemateriale, bringes i kontakt med en polymerisasjonsinitiator eller polymeriserisasjonskatalysator i tilstrekkelig mengde til å initiere polymerisasjon av en senere tilsatt polymeriserbar monomer, slik at det dannes et polymerisasjonsinitierende foliemateriale, en polymerisasjonsløsning som inneholder en polymeriserbar monomer innesluttes i minst en del av tykkelsen av det polymerisasjonsinitierende foliemateriale slik at det oppnås intim kontakt med polymerisasjonskatalysatoren eller polymerisasjonsinitiatoren for derved å initiere polymerisasjon av monomeren, og foliematerialet oppvarmes til en temperatur som er tilstrekkelig til å polymerisere monomeren fullstendig in situ slik at det dannes en polymer som er innesluttet i foliematerialet, og derved feste polymeren sikkert til foliematerialet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor polymerisasjonsløsningen inneholder et tverrbindingsmiddel for polymeren, men inneholder ingen polymerisasjonskatalysator eller polymerisasjonsinitiator.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor polymerisasjonsløsningen innbefatter en bærer valgt blant vann, et organisk løsningsmiddel og den polymeriserbare monomer, i tilstrekkelig mengde til å oppløse eller fordele tverrbindingsmidlet i hele monomeren.

4. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-3, hvor foliematerialet eller et materiale inneholdt i foliematerialet, fylles med et tverrbindingsmiddel og et nøytraliserings-middel for monomeren i tillegg til polymerisasjonskatalysatoren eller polymerisasjonsinitiatoren, før monomeren innesluttes i foliematerialet.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, hvor nøytraliseirngsmidlet fylles i foliematerialet i tilstrekkelig mengde til å nøytralisere 50-100 mol% av polymeren.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4, hvor nøytraliseirngsmidlet fylles i foliematerialet i tilstrekkelig mengde til å nøytralisere 65-85 mol% av polymeren.

7. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-6, hvor foliematerialet oppvarmes til en temperatur på minst 100 °C for å utføre polymerisasjon av monomeren i foliematerialet og for å fordampe vann fra foliematerialet under polymerisasjonen og herdingen av polymeren.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, hvor foliematerialet transporteres gjennom en ovn med en temperatur på 177 °C til 288 °C for å polymerisere monomeren og herde den dannede polymer in situ.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvor ovnen har en temperatur i området fra 204 °C til 260 °C.

10. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1 -9, hvor polymerisasjonsløsningen inneholder fra 25 vekt% til 80 vekt% vann, basert på totalvekten av polymerisasjons-løsningen.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, hvor polymerisasjonsløsningen inneholder fra 30 vekt% til 50 vekt% vann, basert på totalvekten av polymerisasjonsløsningen.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, hvor polymerisasjonsløsningen inneholder fra 30 vekt% til 40 vekt% vann, basert på totalvekten av polymerisasjonsløsningen.

13. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-12, hvor den også omfatter å innlemme et partikkelformig fast materiale i det væskeabsorberende faste foliematerialet.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, hvor det partikkelformige faste materiale er et vannabsorberende materiale.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, hvor det vannabsorberende materialet er en vannabsorberende polymer.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 13, hvor det partikkelformige faste materiale er en organisk adsorbentforbindelse.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, hvor adsorbentmaterialet i form av organisk forbindelse velges blant organofil leire og zeolitt.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 13, hvor den også omfatter å presse fibrene sammen for å fortette foliematerialet, og holde fibrene i sammenpresset tilstand inntil polymeren stivner ved en temperatur under polymerens smeltetemperatur for å beholde foliematerialet i fortettet tilstand.

19. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-18, hvor den også omfatter at: fibrer avsettes på overflaten av en bærer slik at det dannes en løs fibermatte med åpninger mellom nabofibrer, og hvor hver fiber er i kontakt med minst én nabofiber, pulvermaterialet eller partikkelmaterialet avsettes mellom fibrene slik at materialet anbringes i en del av åpningene mellom nabofibrer, fibrene fortettes for å eliminere en vesentlig del av åpningene som ikke er fylt med pulvermateriale eller partikkelmateriale, og for å danne det væskeabsorberende foliematerialet, og avkjøling av den polymeriserte monomeren til en temperatur under smeltetemperaturen for den polymeriserte monomeren for å feste polymeren til foliematerialet mens fibrene er i fortettet tilstand.

20. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-19, hvor den også omfatter at: polymeren smeltes slik at det dannes et polymersmelteholdig foliemateriale hvor foliematerialet fester til polymersmelten, og polymersmelten bringes til å stivne for å oppnå sikker sammenkobling mellom materialet og polymeren.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, hvor den innbefatter det trinn å påføre en polymerisasjonsinitiator eller polymerisasjonskatalysator på fibrene før, under eller etter påføringen av monomeren på fibrene.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor, materialet anvendt til å fremstille det væskesorberende foliematerialet, bringes i kontakt med en polymerisasjonsinitiator eller en polymeriserisasjonskatalysator omfattende å påføre polymerisasjonskatalysatoren eller polymerisasjonsinitiatoren på fibrene slik at det dannes polymerisasjonsinitierende fibrer, videre omfattende å blande de polymerisasjonsinitierende fibrene sammen slik at det dannes et polymerisasjonsinitierende foliemateriale som har nabofibrer i kontakt med hverandre; innkapsle en polymerisasjonsløsning omfattende å påføre den polymeriserbare monomer på de polymerisasjonsinitierende fibrene slik at det dannes monomerbærende fibrer, og etter oppvarming av foliematerialet til en temperatur tilstrekkelig for å fullstendig polymerisere monomeren, er kontaktfibrene forbundet med hverandre ved hjelp av polymersmelten, videre omfattende at polymersmelten bringes til å stivne for derved å oppnå sikker kontakt mellom fibrene ved hjelp av polymeren.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 22, hvor monomeren påføres på de polymerisasjonsinitierende fibrer etter at det polymerisasjonsinitierende foliemateriale er dannet.

24. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 22-23, hvor monomeren påføres på de polymerisasjonsinitierende fibrer før det polymerisasjonsinitierende foliemateriale er dannet.

25. Anvendelse av et polymerholdig foliemateriale tilvirket i henhold til fremgangsmåten i krav 1, for å adsorpsjon av en organisk forurensning fra vann.

26. Et polymerholdig foliemateriale tilvirket i henhold til fremgangmåten i krav 1.