WO2019219617A1 - Auskleidungsschlauch zur sanierung fluidführender systeme - Google Patents

Auskleidungsschlauch zur sanierung fluidführender systeme Download PDF

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WO2019219617A1
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nanoparticles
resin
lining
fiber
tube
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PCT/EP2019/062222
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English (en)
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Stefan Reichel
Christian Noll
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Sml Verwaltungs Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a lining hose for renovation
  • Lining hoses for remediation fluid-carrying systems are known per se and described in the literature.
  • liners based on thermoplastic materials with fiber reinforcement have proven useful for this purpose. These are flexible lining hoses to be rehabilitated in the
  • Spiral wound film strip wherein serving as a protective film inner film tube is formed. At least one resin-impregnated sliver is wound on the thus-obtained inner film tube and in turn a second foil strip, which forms an outer film tube.
  • Curable polymers with nanoparticulate fillers have been described in the literature for various applications.
  • EP A 1 634 921 and EP A 1 786 866 are polymeric
  • compositions in addition to an unsaturated polyester and another copolymer with respect to the polyester reactive groups still Contain nanoparticles as fillers.
  • Composites, coatings, potting compounds, adhesives and dental materials having improved mechanical properties, in particular improved impact resistance, can be obtained from these compositions.
  • Carbon nanotubes dispersed in a solvent are applied to a fibrous surface, then the solvent is evaporated and finally the coated surface thus obtained is coated with a polymer to obtain a fiber-reinforced composite with embedded carbon nanotubes ,
  • WO 2005/028174 relates to the preparation of polymer composites
  • Epoxy resin base containing functionalized carbon nanotubes Epoxy resin base containing functionalized carbon nanotubes.
  • Carbon nanotubes in an amount of 0.5 to 40% by weight.
  • lining hoses which contain a resin-receiving material having a substantially impermeable coating.
  • the lining hoses may contain fillers.
  • the present invention was based on the object
  • 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 water and sewage piping systems.
  • fluid-carrying systems in the context of the present invention, all systems are to be understood in which fluids, that is liquids or gases can be transported. There are no special ones
  • the invention accordingly is a lining tube for remediation fluid-carrying systems, containing at least one
  • Resin-impregnated fiber hose and possibly a reinforced or
  • the layer which is in contact with the flowing medium after installation can be the inner film (if this remains after installation in the fluid-carrying system to be renovated) or the innermost layer of the lining hose or a nonwoven layer which is on the flowing medium facing side of the resin-impregnated fiber tube is arranged act. This nonwoven layer can be wholly or partially connected to the resin-impregnated fiber tube.
  • nanoparticles is to be understood as meaning all particles of particles or fibrous particles whose size in at least one spatial direction is in the range from 1 to 400 nm, preferably is in the range of 10 to 300 nm.
  • their average diameter is preferably in the range from 1 to 300 nm, preferably in the range from 5 to 150 nm and in particular in the range from 10 to 100 nm.
  • the present invention relates to spherical or spherical nanoparticles, refers to the average diameter D50 on the basis of the intensity-weighted particle size distribution as obtained by the so-called Contin-data inversion algorithm.
  • D50 divides the intensity-weighted particle size distribution into two equal fractions, the first of which contains particles below D50 and the second particles above D50.
  • D50 is generally determined by dynamic light scattering according to ISO
  • Dispersion medium should be determined as accurately as possible or known from the literature. After a temperature calibration, the position of the measuring cell is adjusted to achieve an optimum scatter signal. Details of the measurement can be found in the mentioned ISO standard.
  • Spherical or spherical particles have one more or less
  • Spatial directions is characterized by the so-called aspect ratio, which describes the largest ratio of the dimension of a particle in two different spatial directions. Accordingly, the aspect ratio of ideal spherical particles is 1, while in the case of fibrous or platelet-shaped particles it is usually considerably greater than 1 and often reaches values of 100 or more. For platelet or fibrous
  • Nanoparticles therefore refers to the specification of the size to the maximum size in at least one spatial direction.
  • suitable nanoparticles are all types of inorganic or organic products which can be prepared in appropriate particle sizes and in some cases are also commercially available. Methods for producing such nanoparticles are known to those skilled in the art and described in the literature.
  • Spherical or spherical fillers are, for example, metal oxides, metal carbonates, metal sulfates or the like. Oxides of Ba, Al, Si, Zr, Ce and Ti and mixed oxides of these metals are preferred. As carbonates or sulfates may be mentioned here preferably the carbonates or sulfates of the alkali and alkaline earth metals.
  • Platelet-shaped fillers are e.g. in great variety in Plastics Additive Handbook (Hanser Verlag, 5th edition) in chapter 17.4.2 on pages 926 to 930, which will be referred to here for further details.
  • Needle-shaped or acicular particles are also in great variety in the
  • Preferred acicular additives for use in the curing resins have an aspect ratio in the range of 2 to 100, preferably 2-20.
  • Wollastonite, xonotlite, sepiolite, attapulgite and Palygorskit can as
  • Fibrous fillers can have even higher aspect ratios than
  • fibrous nanoparticles having acicular fillers. Preference is given to fibrous nanoparticles having an aspect ratio in the range from 2 to 400, preferably from 5 to 200.
  • a preferred group of fibrous nanoparticles are carbon-based particles, which are also known as carbon nanotubes.
  • Glass fibers are glass fibers or fibers based on Al, Ti, Mg, Al-silicate, Si or boron carbide fibers. Glass fibers are preferred here.
  • the nanoparticulate fillers are the layer that after installation of the nanoparticulate fillers
  • Lining tube is in contact with the flowing medium, in an amount of 0.001 to 0.09, preferably from 0.003 to 0.08 and particularly preferably from 0.005 to 0.05% by weight, based on the weight of the layer containing the nanoparticles , added.
  • the addition of the nanoparticles is carried out in a conventional manner, so that further information is unnecessary here.
  • the above-mentioned particle size of the nanoparticles refers to the time of incorporation into the resin used for impregnation. Agglomeration may result in a different, generally larger particle size value in the finished lining tube.
  • reaction resins for impregnation of the slivers preferably unsaturated polyester resins (UP resins) or vinyl ester resins (VE resins) are used, which may be dissolved, for example, in styrene and / or an acrylic ester.
  • UP resins unsaturated polyester resins
  • VE resins vinyl ester resins
  • Suitable reaction resins are known to the person skilled in the art and commercially available in various designs.
  • Also suitable for producing the resin-impregnated fiber hoses are epoxy resins.
  • Esterified dicarboxylic acids with diols whereby low molecular weight products are obtained, which in the curing, usually with vinyl compounds (especially styrene) as comonomers to high molecular weight
  • Three-dimensional networks are polymerized.
  • Adipic acid, glutaric acid, phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid and their reactive derivatives can be used.
  • Preferred unsaturated acids are maleic acid or its anhydride, fumaric acid and Diels-Alder adducts of maleic anhydride and cyclopentadiene.
  • the diols used are preferably ethylene glycol, propanediol, dipropanediol, diethylene glycol, 2,2-dimethyl-1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol or bisphenol A.
  • the comonomers required for crosslinking the UP resins may simultaneously be solvents for the low molecular weight oligomers; Styrene, which is used in many UP resins, can be mentioned as an example.
  • suitable comonomers are methylstyrene, vinyltoluene or
  • Bifunctional monomers such as diallyl phthalate or divinylbenzene can be used.
  • Vinylesterharze also called VE resins
  • Impregnation of the fiber ribbons of suitable resins are obtained by preparing in a first stage an epoxide oligomer which is terminal
  • Vinyl ester groups such as acrylate or methacrylate groups and thus having reactive double bonds.
  • the crosslinking usually styrene as a solution and
  • Crosslinking agent is used.
  • the crosslink density of VE resins is generally lower than that of UP resins because there are less reactive double bonds.
  • the skeleton of the oligomer preferably has aromatic glycidyl ethers of phenols or epoxidized novolacs. Terminally, these are preferably esterified with (meth) acrylic acid.
  • epoxy resins preferred are those which can be cured by photochemically initiated cationic polymerization. In principle, however, any epoxy resins are usable, even those which can be thermally cured, if necessary with initiators.
  • the photochemical cationic curing is based on the principle that salts of certain photosensitive compounds are able to initiate cationic polymerizations photochemically.
  • Monomers range from vinyl to ring-opening polymerizing
  • polymerizable monomer are also photoinitiated cationically polymerized using suitable initiators.
  • the use of photochemical initiation allows continuous in situ generation of the active species upon irradiation, resulting in rapid and homogeneous cure at the desired time.
  • the active initiating species in cationic polymerization is a cation, usually a proton or a strongly electrophilic carbocation. Suitable cations are, for example, Lewis or Bronsted acids.
  • Diarylchloronium salts diarylbromonium salts, triarylsulfonium salts, dialkylphenylacylsulfonium salts, phosphonium salts, N-alkoxypyridinium salts, pyridinium salts, pyrillium salts and thiapyrillium salts.
  • N-alkoxypyridinium pyrylium thiapyrilium The anions of these photocatalytic initiator compounds should have the lowest possible nucleophilicity in order to avoid impairment of the curing process.
  • diarylhalonium salts are also commercially available.
  • the diaryliodonium salts are preferred, since these are easier to prepare than the corresponding chloronium or bromonium salts and, moreover, are thermally generally much more stable than these.
  • Suitable aryliodonium salts are e.g. described in WO 96/13538, to here for further
  • photoinitiators are aryldiazonium and
  • Arylsulfoniumsalze as described for example in EP 770 608, which is hereby incorporated by reference.
  • the initiators mentioned above usually have
  • Wavelength range is not sufficient, however, to produce the cations required for cationic curing.
  • Suitable sensitizers are known in the art and described in the literature. Basically, the sensitizers are also suitable for the cationic curing of dental application masses
  • Preferred sensitizers are alpha-dicarbonyl compounds (WO
  • Epoxy resins which are photochemically initiated cationically curable are e.g. obtainable from epoxide compounds having on average more than one epoxide group per molecule, if appropriate with the concomitant use of hydroxyl-containing further monomers. Furthermore, as preferred
  • Epoxy compounds are called those in the molecule next to the
  • Epoxide still contain hydroxyl groups.
  • Suitable epoxides are, for example, cyclohexene oxide-containing compounds such as z-B. Epoxycyclohexanecarboxylates, as described in detail in US Pat. No. 3,117,099, to which reference is hereby made for details.
  • glycidyl ether derivatives such as are obtainable, for example, by reaction of phenol derivatives having a plurality of hydroxyl groups with epichlorohydrin.
  • phenol derivatives having a plurality of hydroxyl groups include in particular the diglycidyl ethers of 2,2-dimethyl-2,2-di- (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A) or 2,2-di (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol F).
  • aliphatic epoxy compounds are suitable, e.g. epoxidized fatty acid derivatives.
  • Vinylcyclohexene dioxide 3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-6-methylcyclohexene carboxylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexene carboxylate, bis (3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl) adipate , Bis (3,4-epoxy-4-methylcyclohexanecarboxylic acid) hexyl diester, 1,3-bis (3,4-epoxycyclohexylethyl) tetramethyldisiloxane and bis (2,3-epoxycyclopentyl) ether.
  • the epoxide ring is opened by the active cation and thereby started a continuous polymerization with chain growth.
  • Corresponding products are in a variety of different
  • Fiber systems are described in large numbers in the literature and known to those skilled in the art.
  • reaction resins used to impregnate the fiber ribbons can be thermally (usually by peroxide catalysts) or by radiation, e.g. by UV light with photoinitiators as described for example in EP-A 23623, cured. Also so-called
  • Combination curing with a peroxide initiator used for the thermal curing in combination with photoinitiators are possible and have proven to be particularly advantageous for large wall thicknesses of lining hoses.
  • a method for such a combination curing is described for example in EP-A 1262708.
  • the resin can be suitably thickened, as described for example in WO-A 2006/061129. This increases the viscosity of the resin and thus improves the handleability and windability of the related fiber ribbons.
  • 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 aligned parallel to each other in a chemical carrier substance (the matrix) are embedded and are usually fixed by cover sheets from above and below and optionally by means of a step path or an adhesive. Due to the parallel orientation of the fibers, fiber fabrics have a pronounced anisotropy of the strengths orientation direction and perpendicular thereto, which for some
  • a nonwoven consists of loosely connected fibers, which are not yet connected to each other.
  • 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 are among other things after the fiber material (eg., The polymer at
  • the fibers can be deposited defined in a preferred direction or be completely stochastically oriented as the random nonwoven fabric.
  • the fibers have no preferred direction in orientation (orientation), it is called an isotropic nonwoven. Are the fibers in one? Direction arranged more frequently than in the other direction, then one speaks of anisotropy.
  • felts within the meaning of the invention are also to be understood as felts.
  • a felt is a fabric of a disordered, difficult to separate fiber material. In principle, felts are thus nonwoven textiles. From synthetic fibers and vegetable fibers, felts are generally produced by dry needling (so-called needle felting) 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.
  • Needle felt 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 grooving entangles the fibers with each other and subsequently retreats them chemically or with steam.
  • Felt can be - like nonwovens - from virtually all natural or
  • Felts have a good temperature resistance and are usually moisture-repellent, which is particularly when used in
  • fluid-carrying systems can be beneficial.
  • Fiberglass fabric or fiberglass fabric used.
  • the nanoparticles are in this embodiment
  • the amount of nanoparticles in this case is preferably 0.01 to 0.09% by weight, based on the weight of the nonwoven layer.
  • the lining hoses according to the invention in the radial direction at least two different resin-impregnated fiber ribbons wound one above the other.
  • At least two different fiber ribbons in at least one of the parameters fiber incorporation, fiber orientation, fiber length or fiber type.
  • fiber incorporation means the way in which the fibers are introduced into a carrier material.
  • the fiber ribbons used are selected so that the
  • Lining hose on the one hand has optimized for the particular application property profile and on the other hand, the simplest possible manufacturability on existing devices for producing such lining hoses is possible.
  • the property profile can be individually adapted to the particular application, without the need for elaborate remodeling of the devices used for the preparation.
  • the radial and longitudinal profile of the lining hoses according to the invention can be designed individually and optimally adapted to the specific application.
  • 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
  • Called polyesters or polyamides or polyolefins eg polypropylene
  • glass fibers are generally preferred; However, if a particular heat resistance is 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.
  • Resin-impregnated sliver is selected from woven, knitted, laid, mats, felt or non-woven fabrics, the length of the fibers
  • the first resin-impregnated sliver is a scrim made of parallel-oriented continuous fibers, preferably parallel-aligned, continuous glass fibers.
  • the continuous fibers are aligned substantially perpendicular to the longitudinal direction of the resin-impregnated sliver.
  • a second sliver can be combined in which fibers are arranged undirected in a random fiber mat. 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.
  • the second sliver of non-oriented fibers in the form of a random fiber mat stabilizes the inner surface due to the high resin absorption 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 already needled or sewn with a random fiber mat, ie the first and the subsequent thereafter wound fiber slivers can also be constructed multi-layered.
  • at least one of the following fiber slivers wound on a first sliver is constructed in a multi-layered manner in such a way that between two slices with undirected slits Fibers are an intermediate layer containing arranged parallel to the longitudinal direction of the sliver cut fibers, which preferably have a length in the range of 2 to 60, preferably from 3 to 30 cm.
  • Fiber tube which by winding at least one sliver with fibers oriented substantially perpendicular to the longitudinal direction of the sliver and at least one further sliver with parallel to
  • polyolefin fibers preferably of polyolefin fibers, more preferably a polypropylene nonwoven used as at least a first resin-impregnated sliver, which with any other sliver of the above
  • a felt of the type described above is used as one of the slivers, which in turn may be combined with at least one further sliver of the type described above.
  • fiber slivers with similar fiber binding ie, for example, two fiber scrims or two fiber scrims
  • fibers of different chemical composition, different orientation or with different lengths can be used which contain fibers of different chemical composition, different orientation or with different lengths.
  • short fibers in a sliver may be combined with long fibers in at least one other sliver wound thereon or fabrics may be combined with nonwovens, mats or knits.
  • two fiber scrims or two fiber scrims can be used which contain fibers of different chemical composition, different orientation or with different lengths.
  • short fibers in a sliver may be combined with long fibers in at least one other sliver wound thereon or fabrics may be combined with nonwovens, mats or knits.
  • two fiberslivers with similar fiber binding ie, for example, two fiber scrims or two fiber scrims
  • Fiber fabrics with fibers of the same type of incorporation and the same orientation and length but different chemical composition are possible. This opens up a wide range of variation for the person skilled in the art within which he can virtually "tailor" the properties of the lining tube for the individual application. Based on the desired property profile, the person skilled in the art selects the suitable fiber ribbons for the lining hoses according to the invention with the aid of his specialist knowledge of the properties of the various types of fiber ribbons and is thus able to optimally fit to them
  • the width of the slivers is not subject to any special per se
  • Lining hoses is also subject to no particular
  • the lining hoses according to the invention have a possibly reinforced inner film tube on the basis of a thermoplastic material, which are removed after installation of the lining hose or in to be rehabilitated
  • This inner film tube if not removed after installation, contains 0.01 to 0.09% by weight, based on the total weight of the inner film tube, of nanoparticles as described above. It is also possible that both the inner film tube and other components of the lining tube contain nanoparticles.
  • all polymers which can be processed into films or film tubes of the thickness or thickness required for the particular application are suitable as thermoplastic materials for the inner film tube.
  • curing is photochemical, it should be noted that the products have sufficient transmittance for the wavelength or wavelength range of the radiation used for curing. If the inner film tube after curing in the system to be rehabilitated should remain, is also to ensure the sufficient stability against the transported fluids as well as against the resin of the fiber tubes. In the majority of cases, however, the inner film tube is removed after curing. Basically, taking into account these criteria, polyolefins such as polyethylene or polypropylene, polyamides, polyesters such as
  • 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 vulcanization required of the classic elastomers, thermoplastic elastomers have rubbery elasticity
  • 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.
  • thermoplastics are particularly suitable and preferred thermoplastics.
  • polyolefins and / or polyamides wherein film tubes based on composite films of polyolefins and polyamides have proven to be advantageous in certain applications, since they have a better barrier effect than pure polyethylene films compared to the usually used as a solvent for the resins used styrene.
  • the leakage of this solvent / monomer on the inside of the lining tube before curing can be better prevented.
  • Foil tube on a reinforcement This is chosen so that on the one hand optimized for the particular application
  • the inner film tube on a fiber-based reinforcement, in particular based on slivers as described above, or a nonwoven on.
  • the thickness of the reinforcement is advantageously in the
  • the fiber-based reinforcement is a glass fiber fabric or a
  • Fibers for reinforcement are Fibers for reinforcement.
  • Foil tube on a fleece lamination Foil tube on a fleece lamination.
  • the reinforcement is physically bonded to the film which forms the basis for the inner film tube.
  • An example of this is the lamination of the reinforcement on the film, which leads to a partial melting of the film.
  • Corresponding methods for lamination are known to the person skilled in the art and described in the literature, so that detailed explanations are unnecessary here.
  • the flat film from which the inner film tube is formed in the preferred embodiment has a thickness in the range of 40 to 800 pm, preferably in the range of 50 to 500 pm, and more preferably from 80 to 200 pm.
  • Inner film tube is formed as well as for the film strip) for the light used for irradiation are sufficiently permeable to the
  • Curing does not affect or prevent. In the case of thermal curing, this is not important.
  • lining hoses according to the invention at least one outer film tube on the basis of a thermoplastic material.
  • Liner hoses according to the invention are known and described in the literature. As an example, let us mention the ones already mentioned
  • Embodiment represent.
  • the at least one outer film tube should have a
  • thermoplastics As a material for the at least one outer film tube b) in principle, all thermoplastics, possibly taking into account the above-mentioned individual requirements in each case into consideration.
  • the person skilled in the art will select the suitable thermoplastic according to the specified requirement profile. The same applies to the thickness and the possible use of reinforcing materials for the outer film tube on which the expert will decide on the basis of the individual case.
  • the lining tube according to the invention is preferably obtained by the winding of slivers on or around the inner
  • Foil tube using a winding mandrel or other suitable device Foil tube using a winding mandrel or other suitable device.
  • the lining tube is obtained by the winding of slivers by means of a device as described in WO 95/04646.
  • Lining hoses overlap at their edges in this embodiment, e.g. around 5 to 300 mm.
  • the finished lining tube which is generally 1 to 1000 m,
  • Line rehabilitation introduced into the line system to be rehabilitated and there For example, with pressurized water or preferably inflated with air, so that it fits tightly against the inner wall of the pipeline system to be rehabilitated
  • the resin is thermally or preferably by means of hot water by means of UV light, as e.g. in EP-A 122 246 and EP-A 198 17 413, hardened.
  • the lining hoses according to the invention are suitable for the remediation of fluid-carrying systems of any kind and allow a fast
  • the lining hoses according to the invention can be used for the refurbishment of such systems which are difficult to access for a classic repair or refurbishment involving the replacement of parts, for example because they are components of an overall device or because they are inaccessible, e.g. because they are buried in the ground.
  • Examples include piping systems for the transport of water or wastewater, which are laid in cities and communities in the ground and often under roads or other traffic routes. In the renovation by replacement, these pipes must be replaced by appropriate
  • the nanoparticles in the reaction resins used for impregnation lead to an improvement in the surface structure of the side of the reaction resins used for impregnation
  • Lining hose which is after removal of the possibly existing inner film tube in contact with the flowing medium, whereby the friction and thus the abrasive effect of the flowing medium can be reduced. If the inner film tube is not removed, the nanoparticles therein enhance the structure of the surface in contact with the flowing medium and reduce abrasion by the flowing medium. In this case it is not mandatory required that the resin used to impregnate the resin impregnated fiber tube also contain nanoparticles. The desired reduction in abrasion is already achieved by the equipment by the equipment of the inner film tube with nanoparticles.
  • reaction resin to improve the mechanical properties such as modulus of elasticity or strength.
  • the use of nanoparticles in the impregnating resin has the further advantage that the resins thus obtained usually have a very good permeability for the radiation used for curing, since the particle size of the nanoparticles is less than the wavelength of the radiation. This facilitates uniform and complete curing of the lining hoses according to the invention in comparison with resins containing larger particles.

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Abstract

Auskleidungsschlauch zur Sanierung fluidführender Systeme, enthaltend mindestens einen harzgetränkten Faserschlauch, sowie ggf. einen verstärkten oder unverstärkten inneren Folienschlauch auf der dem fließenden Medium zugewandten Seite des harzgetränkten Faserschlauchs, wobei dem Auskleidungsschlauch in einer Schicht, die nach Einbau in das fluidführende System mit dem fließenden Medium in Kontakt steht, 0,001 bis 0,09 Gew% Nanopartikel, bezogen auf das Gewicht der Schicht, die die Nanopartikel enthält, zugesetzt sind.

Description

AUSKLEIDUNGSSCHLAUCH ZUR SANIERUNG FLUIDFÜHRENDER SYSTEME
[0001] Die Erfindung betrifft einen Auskleidungsschlauch zur Sanierung
fluidführender Systeme mit mindestens einem harzgetränkten
Faserschlauch.
[0002] Auskleidungsschläuche zur Sanierung fluidführender Systeme sind an sich bekannt und in der Literatur beschrieben.
[0003] In der Praxis bewährt haben sich zu diesem Zweck sogenannte Liner auf der Basis thermoplastischer Kunststoffe mit Faserverstärkung. Dabei handelt es sich um flexible Auskleidungsschläuche, die in das zu sanierende
Leitungssystem eingeführt, anschließend an der inneren Oberfläche des zu sanierenden Leitungssystems zur Anlage gebracht werden und schließlich durch Aushärtung des im Faserschlauch enthaltenen Harzes in die
endgültige Form gebracht werden.
[0004] Die Herstellung derartiger Auskleidungsschläuche ist beispielsweise in der WO 95/04646 beschrieben. Nach dem dort beschriebenen Verfahren 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 den so erhaltenen Innenfolienschlauch wird mindestens ein harzgetränktes Faserband gewickelt und darauf wiederum ein zweites Folienband, welches einen Außenfolienschlauch bildet.
[0005] Härtbare Polymere mit nanopartikulären Füllstoffen wurden in der Literatur für verschiedene Anwendungen beschrieben.
[0006] So werden in der EP A 1502727 Verbundformteile beschrieben, die durch Injektion eines niedrigviskosen Kunststoffs in einen Faserträger und anschließendes Aushärten durch Erhitzen hergestellt werden. Vor der Injektion werden dem niedrigviskosen Kunststoff Nanopartikel zugesetzt. Es handelt sich dabei um sogenannte Prepregs, die nach Aushärten nicht mehr flexibel sind. Eine Verwendung in Auskleidungsschläuchen zur Sanierung fluidführender Systeme ist weder beschrieben noch nahegelegt.
[0007] Gegenstand der EP A 1 634 921 und der EP A 1 786 866 sind polymere
Zusammensetzungen, die neben einem ungesättigten Polyester und einem weiteren Copolymer mit gegenüber dem Polyester reaktiven Gruppen noch Nanopartikel als Füllstoffe enthalten. Aus diesen Zusammensetzungen können Verbundwerkstoffe, Beschichtungen, Vergußmassen, Klebstoffe und Dentalmaterialien mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, insbesondere verbesserter Schlagfestigkeit erhalten werden.
[0008] In der US 2010/0143701 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem
Kohlenstoff-Nanoröhrchen (carbon nanotubes), die in einem Lösungsmittel dispergiert sind, auf eine faserförmige Oberfläche aufgebracht werden, anschließend das Lösungsmittel verdampft und schließlich die so erhaltene beschichtete Oberfläche mit einem Polymer überzogen wird, um einen faserverstärkten Verbundwerkstoff mit eingebetteten Kohlenstoff- Nanoröhrchen zu erhalten.
[0009] WO A 2005/028174 betrifft die Herstellung von Polymercomposites auf
Epoxidharzbasis, die funktionalisierte Kohlenstoff-Nanoröhrchen enthalten.
[0010] Aus der WO 2016/096773 sind Auskleidungsschläuche bekannt, die 0,1 bis 40 Gew% Nanopartikel enthalten.
[0011] Gegenstand der US 2008/0271802 sind Materialien zur Sanierung von
Rohrleitungen, die zur Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit
Kohlenstoff-Nanoröhrchen in einer Menge von 0,5 bis 40 Gew% enthalten.
[0012] Aus der US 2005/0194718 sind Auskleidungsschläuche bekannt, die ein harzaufnehmendes Material enthalten, welches eine im wesentlichen undurchlässige Beschichtung aufweist. Die Auskleidungsschläuche können Füllstoffe enthalten.
[0013] Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zu Grunde,
Auskleidungsschläuche zur Sanierung fluidführender Systeme zur Verfügung zu stellen, die vorteilhafte mechanische Eigenschaften und eine
abrasionsbeständige Oberfläche aufweisen.
[0014] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit Auskleidungsschläuchen gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung zu entnehmen.
[0015] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche und die Verwendung der erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche zur Sanierung von Wasser- und Abwasser-Leitungssystemen. [0016] Unter fluidführenden Systemen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind sämtliche Systeme zu verstehen, in denen Fluide, das heißt Flüssigkeiten oder Gase transportiert werden können. Es gibt keine besonderen
Beschränkungen hinsichtlich Bauform, Durchmesser oder Material der zu sanierenden Systeme.
[0017] Die Materialwahl wird bestimmt durch die in den Systemen zu
transportierenden fluiden Medien; deren Eigenschaften bestimmen letztlich auch die Standzeiten solcher Systeme und das Erfordernis einer Sanierung, die mit den erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuchen vorgenommen werden kann.
[0018] Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Auskleidungsschlauch zur Sanierung fluidführender Systeme, enthaltend mindestens einen
harzgetränkten Faserschlauch, sowie ggf. einen verstärkten oder
unverstärkten inneren Folienschlauch auf der dem fließenden Medium zugewandten Seite des harzgetränkten Faserschlauchs, wobei dem
Auskleidungsschlauch in einer Schicht, die nach Einbau in das fluidführende System mit dem fließenden Medium in Kontakt steht, 0,001 bis 0,09 Gew% Nanopartikel, bezogen auf das Gewicht der Schicht, die die Nanopartikel enthält, zugesetzt sind. Bei der Schicht die nach Einbau mit dem fließenden Medium in Kontakt steht, kann es sich um die Innenfolie (wenn diese nach Einbau im zu sanierenden fluidführenden System verbleibt) oder um die innerste Schicht des Auskleidungsschlauchs oder um eine Vliesschicht, die auf der dem fließenden Medium zugewandten Seite des harzgetränkten Faserschlauchs angeordnet ist, handeln. Diese Vliesschicht kann ganz oder teilweise mit dem harzgetränkten Faserschlauch verbunden sein.
[0019] Überraschenderweise wurde gefunden, dass bereits mit sehr geringen
Gehalten an Nanopartikeln, die unter den in der WO 2016/096773
eingesetzten oder den in der US 2008/0271802 als wesentlich erachteten Mindestmengen liegen, die gewünschte Verbesserung der Eigenschaften der Auskleidungsschläuche erzielt werden kann, was sowohl
verarbeitungstechnisch als auch wirtschaftlich vorteilhaft ist.
[0020] Unter dem Begriff Nanopartikel sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung alle partikel- oder faserförmigen Teilchen zu verstehen, deren Größe in mindestens einer Raumrichtung im Bereich von 1 bis 400 nm, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 300 nm liegt. Bei sphärischen oder kugelförmigen Partikeln liegt deren mittlerer Durchmesser vorzugsweise im Bereich von 1 bis 300 nm, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 150 nm und insbesondere im Bereich von 10 bis 100 nm.
[0021] Der Begriff mittlerer Teilchendurchmesser wie er im Rahmen der
vorliegenden Erfindung für sphärische oder kugelförmige Nanopartikel verwendet wird, bezieht sich auf den mittleren Durchmesser D50 auf der Basis der intensitätsgewichteten Teilchengrößenverteilung wie er nach dem sogenannten Contin-Daten-Inversions Algorithmus erhalten wird. D50 teilt die intensitätsgewichtete Teilchengrößenverteilung in zwei gleiche Fraktionen, von denen die erste Teilchen mit einem Durchmesser unterhalb D50 und die zweite Teilchen mit einem Durchmesser oberhalb D50 enthält.
[0022] D50 wird im allgemeinen durch dynamische Lichtstreuung nach ISO
22412:2008 bestimmt. Die Bestimmung wird bei einer Temperatur von 25°C durchgeführt. Der Brechungsindex und der Viskositätskoeffizient des
Dispersionsmedium sollten möglichst genau bestimmt werden oder aus der Literatur bekannt sein. Nach einer Temperaturkalibrierung wird die Position der Messzelle zur Erzielung eines optimalen Streusignals justiert. Details zur Messung sind der genannten ISO-Norm zu entnehmen.
[0023] Sphärische oder kugelförmige Teilchen haben eine mehr oder weniger
ausgeprägte isometrische Struktur, d.h. die Dimensionen in allen drei Raumrichtungen sind vergleichbar.
[0024] Das Verhältnis der Dimensionen eines Partikels in unterschiedlichen
Raumrichtungen wird durch das sogenannte Aspektverhältnis charakterisiert, welches das größte Verhältnis der Dimension eines Partikels in zwei unterschiedlichen Raumrichtungen beschreibt. Das Aspektverhältnis von ideal kugelförmigen Teilchen ist demzufolge 1 , während es bei faser- oder plättchenförmigen Teilchen in der Regel erheblich größer als 1 ist und oft Werte von 100 oder mehr erreicht. Für plättchen- oder faserförmige
Nanopartikel bezieht sich daher die Angabe der Größe auf die maximale Größe in mindestens einer Raumrichtung.
[0025] Grundsätzlich eignen sich als Nanopartikel alle Arten anorganischer oder organischer Produkte, die in entsprechenden Teilchengrößen hergestellt werden können und teilweise auch kommerziell im Handel erhältlich sind. Verfahren zur Herstellung solcher Nanopartikel sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben.
[0026] Sphärische oder kugelförmige Füllstoffe sind beispielsweise Metalloxide, Metallcarbonate, Metallsulfate oder dergleichen. Bevorzugt sind Oxide von Ba, AI, Si, Zr, Ce und Ti und Mischoxide dieser Metalle. Als Carbonate oder Sulfate können hier bevorzugt die Carbonate bzw. Sulfate der Alkali- und Erdalkalimetalle genannt werden.
[0027] Plättchenförmige Füllstoffe sind z.B. in großer Vielzahl in Plastics Additive Handbook (Hanser Verlag, 5. Auflage) in Kapitel 17.4.2 auf den Seiten 926 bis 930 beschrieben, auf das hier wegen näherer Einzelheiten verweisen wird.
[0028] Nadelförmige oder aciculare Partikel sind ebenso in großer Vielzahl in der
Literatur beschrieben worden. Bevorzugte aciculare Additive zur Verwendung in den zur Härtung verwendeten Harzen weisen ein Aspektverhältnis im Bereich von 2 bis 100, vorzugsweise von 2-20 auf.
[0029] Wollastonit, Xonotlit, Sepiolit, Attapulgit und Palygorskit können als
bevorzugte aciculäre Partikel genannt werden.
[0030] Faserförmige Füllstoffe können noch höhere Aspektverhältnisse als
nadelförmige Füllstoffe aufweisen. Bevorzugt sind faserförmige Nanopartikel mit einem Aspektverhältnis im Bereich von 2 bis 400, vorzugsweise von 5 bis 200. Eine bevorzugte Gruppe von faserförmigen Nanopartikeln sind kohlenstoffbasierte Partikel, die auch unter der Bezeichnung Kohlenstoff- Nanoröhrchen bekannt sind.
[0031] Weitere geeignete faserförmige Nanopartikel, die hier erwähnt werden
können, sind Glasfasern oder Fasern auf Basis von AI, Ti, Mg, Al-Silikat, Si- oder Borcarbidfasern. Glasfasern sind hierbei bevorzugt.
[0032] Die nanopartikulären Füllstoffe werden der Schicht, die nach Einbau des
Auskleidungsschlauchs mit dem fließenden Medium in Kontakt steht, in einer Menge von 0,001 bis 0,09, vorzugsweise von 0,003 bis 0,08 und besonders bevorzugt von 0,005 bis 0,05 Gew%, bezogen auf das Gewicht des der Schicht, die die Nanopartikel enthält, zugesetzt.
[0033] Der Zusatz der Nanopartikel erfolgt in an sich bekannter Weise, so dass sich nähere Angaben hier erübrigen. [0034] Die vorstehend genannte Teilchengröße der Nanopartikel bezieht sich auf den Zeitpunkt der Einarbeitung in das zur Tränkung verwendete Harz. Durch Agglomeration kann sich im fertigen Auskleidungsschlauch eine anderer, im Regelfall größerer Wert für die Teilchengröße ergeben.
[0035] Als Reaktionsharze zur Tränkung der Faserbänder werden vorzugsweise ungesättigte Polyesterharze (UP-Harze) oder Vinylesterharze (VE-Harze) verwendet, die beispielsweise in Styrol und/oder einem Acrylester gelöst sein können. Geeignete Reaktionsharze sind dem Fachmann bekannt und in verschiedenen Ausführungen im Handel kommerziell erhältlich.
[0036] Ebenfalls zur Herstellung der harzgetränkten Faserschläuche geeignet sind Epoxidharze.
[0037] Für die Herstellung von UP-Harzen werden mehrwertige ungesättigte
Dicarbonsäuren mit Diolen verestert, wobei niedermolekulare Produkte erhalten werden, die bei der Aushärtung, in der Regel mit Vinylverbindungen (insbesondere Styrol) als Comonomeren zu hochmolekularen
dreidimensionalen Netzwerken polymerisiert werden.
[0038] Als Säurekomponente von UP-Harzen können auch Mischungen von
gesättigten und ungesättigten bifunktionellen Carbonsäuren bzw. deren Anhydride verwendet werden. So können als Säurekomponenten
Adipinsäure, Glutarsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure sowie deren reaktive Derivate eingesetzt werden. Bevorzugte ungesättigte Säuren sind Maleinsäure oder deren Anhydrid, Fumarsäure und Diels-Alder- Addukte aus Maleinsäureanhydrid und Cyclopentadien. Als Diole werden vorzugsweise Ethylenglykol, Propandiol, Dipropandiol, Diethylenglykol, 2,2- Dimethyl-1 ,2-propandiol, 1 ,4-Butandiol, 2,2,4-Trimethyl-1 ,3-pentandiol oder Bisphenol A verwendet. Die zur Vernetzung der UP-Harze erforderlichen Comonomere können gleichzeitig Lösungsmittel für die niedermolekularen Oligomere sein; als Beispiel hierfür kann insbesondere Styrol genannt werden, welches in vielen UP-Harzen eingesetzt wird. Andere Beispiele für geeignete Comonomere sind Methylstyrol, Vinyltoluol oder
Methylmethacrylat.
[0039] Bifunktionelle Monomere wie Diallylphthalat oder Divinylbenzol können
ebenfalls zugesetzt sein. [0040] Andere Bestandteile von UP-Harzen wie Härter, Polymerisationsinitiatoren, Beschleuniger, Weichmacher und dergleichen sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben, so dass hier weitere Ausführungen entbehrlich sind.
[0041] Vinylesterharze (auch als VE-Harze bezeichnet), eine weitere Gruppe zur
Tränkung der Faserbänder geeigneter Harze, werden erhalten, indem man in einer ersten Stufe ein Epoxidoligomer herstellt, welches endständige
Vinylestergruppen wie Acrylat- oder Methacrylatgruppen und damit reaktionsfähige Doppelbindungen aufweist. In einem zweiten Schritt erfolgt dann die Vernetzung, wobei in der Regel Styrol als Lösungs- und
Vernetzungsmittel eingesetzt wird. Die Vernetzungsdichte von VE-Harzen ist im allgemeinen geringer als die von UP-Harzen, da weniger reaktionsfähige Doppelbindungen vorhanden sind.
[0042] Bei VE-Harzen weist das Grundgerüst des Oligomers bevorzugt aromatische Glycidylether von Phenolen oder epoxidierten Novolaken auf. Endständig sind diese vorzugsweise mit (Meth)acrylsäure verestert.
[0043] Unter den Epoxidharzen sind solche bevorzugt, die durch photochemisch initiierte kationische Polymerisation gehärtet werden können. Grundsätzlich sind aber jegliche Epoxidharze verwendbar, auch solche die thermisch , ggf. mit Initiatoren gehärtet werden können.
[0044] Die photochemische kationische Härtung beruht auf dem Prinzip, dass Salze bestimmter photosensibler Verbindungen kationische Polymerisationen photochemisch auszulösen vermögen. Kationisch polymerisierbare
Monomere reichen von Vinyl- zu ringöffnend polymerisierenden
heterocyclischen Monomeren; prinzipiell kann jedes kationisch
polymerisierbare Monomer bei Verwendung geeigneter Initiatoren auch photoinitiiert kationisch polymerisiert werden.
[0045] Die photochemisch induzierte kationische Polymerisation überwindet das
Problem der mangelnden Latenz der spontanen kationischen Polymerisation, die die Herstellung lagerstabiler spontan kationisch härtbarer Produkte schwierig macht. Die Verwendung der photochemischen Initiation ermöglicht die kontinuierliche in situ Generierung der aktiven Spezies bei Bestrahlung, die zu einer schnellen und homogenen Aushärtung zum gewünschten Zeitpunkt führt. [0046] Die aktive initiierende Spezies bei der kationischen Polymerisation ist ein Kation, in der Regel ein Proton oder ein stark elektrophiles Carbokation. Geeignete Kationen sind beispielsweise Lewis- oder Brönsted-Säuren.
[0047] Für die photochemisch initiierte kationische Polymerisation von Epoxiden sind eine Vielzahl von Initiatoren bekannt. Hier seien beispielhaft nur
Aryldiazoniumsalze, Aryliodoniumsalzue, Diaryliodoniumsalze,
Diarlychloroniumsalze, Diarylbromoniumsalze, T riarylsulfoniumsalze, Dialkylphenylacylsulfoniumsalze, Phosphoniumsalze, N- Alkoxypyridiniumsalze, Pyridiniumsalze, Pyrilliumsalze und Thiapyrilliumsalze erwähnt.
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Aryldiazonium Diarylhalonium
X = I, CI, Br Triarylsulfonium
Figure imgf000009_0002
Phenacyltriphenylphosphonium
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N-Alkoxypyridinium Pyrylium Thiapyrilium [0048] Die Anionen dieser photokatalytischen Initiatorverbindungen sollten eine möglichst geringe Nukleophilie aufweisen, um eine Beeinträchtigung des Aushärtungsvorgangs zu vermeiden.
[0049] Besonders bevorzugt werden als Inititiatoren Oniumsalze verwendet, die
auch kommerziell erhältlich sind. Von den Diarylhaloniumsalzen werden die Diaryliodoniumsalze bevorzugt, da diese einfacher herstellbar sind als die entsprechenden Chloronium- oder Bromoniumsalze und zudem thermisch in der Regel deutlich stabiler als diese sind. Geeignete Aryliodoniumsalze sind z.B. in der WO 96/13538 beschrieben, auf die hier wegen weiterer
Einzelheiten verwiesen wird.
[0050] Weitere bevorzugte Photoinitiatoren sind Aryldiazonium- und
Arylsulfoniumsalze, wie sie beispielsweise in der EP 770 608 beschrieben werden, auf die hier diesbezüglich Bezug genommen wird.
[0051] Die vorstehend erwähnten Initiatoren weisen in der Regel
Absorptionsmaxima bei Wellenlängen im Bereich von 200 bis 350 nm auf. Daher muss zur Strahlungshärtung auch elektromagnetische Strahlung in diesem Wellenlängenbereich eingesetzt werden. Allerdings ist diese
Strahlung im UV-Bereich wegen ihres hohen Energieinhalts bei der
Anwendung mit gewissen Risiken verbunden. Zudem absorbieren teilweise die Epoxidharze bzw. deren Monomere selbst in diesem Bereich relativ stark, was bei der Anwendung zu einer unzureichenden Bildung der erforderlichen Kationen führen kann, weil die Strahlung von den in weit größerer Menge vorhandenen Monomermolekülen absorbiert wird.
[0052] In einigen Fällen ist es daher wünschenswert, zur Strahlungshärtung Licht im Wellenlängenbereich oberhalb von 350 nm und insbesondere im Bereich von 360 bis 800 nm, vorzugsweise von 380 bis 700 nm einzusetzen. Die
Absorption der vorstehend beschriebenen Initiatoren in diesem
Wellenlängenbereich ist jedoch nicht ausreichend, um die zur kationischen Härtung erforderlichen Kationen zu erzeugen.
[0053] Geeignete Sensibilisatoren sind dem Fachmann an sich bekannt und in der Literatur beschrieben. Grundsätzlich eigenen sich die Sensibilisatoren wie sie auch bei der kationischen Aushärtung dentaler Applikationsmassen
Verwendung finden. [0054] Bevorzugte Sensibilisatoren sind alpha- Dicarbonylverbindungen (WO
96/13538), alpha- Hydroxyketone (US-B 6,245,827), Acylphosphinoxide und Diacylphosphinoxide (WO 01/44873) sowie aromatische polycyclische Kohlenwasserstoffe und aromatische Amine (DE-A 26 93 395).
[0055] Epoxidharze, welche photochemisch initiiert kationisch härtbar sind, sind z.B. erhältlich aus Epoxidverbindungen mit durchschnittlich mehr als einer Epoxidgruppe pro Molekül, ggf. unter Mitverwendung von Hydroxylgruppen enthaltenden weiteren Monomeren. Weiterhin seien als bevorzugte
Epoxidverbindungen solche genannt, die im Molekül neben der
Epoxidgruppe noch Hydroxylgruppen enthalten.
[0056] Geeignete Epoxide sind beispielsweise Cyclohexenoxidgruppen enthaltende Verbindungen wie z-B. Epoxycyclohexancarboxylate, wie sie im Detail in der US A 3,117,099 beschrieben sind, auf die hier wegen Einzelheiten verwiesen wird.
[0057] Eine weitere bevorzugte Gruppe von Epoxiden sind Glycidyletherderivate, wie sie beispielsweise durch Umsetzung von Phenolderivaten mit mehreren Hydroxylgruppen mit Epichlorhydrin erhältlich sind. Zu diesen zählen insbesondere die Diglycidylether von 2,2-Dimethyl-2,2-di-(4-hydroxyphenyl)- propan (Bisphenol A) bzw. 2,2-Di(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol F). Auch aliphatische Epoxidverbindungen sind geeignet, z.B. epoxidierte Fettsäurederivate.
[0058] Konkret seien beispielhaft genannt Octadecylenoxid, Styroloxid,
Cyclohexenoxid, Vinylcyclohexenoxid, Limonendioxid, 1 ,omega-Bis(3,4,- epoxycyclohexylmethyloxy)alkane, Glycidol, Glycidylmethacrylat,
Vinylcyclohexendioxid, 3,4-Epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-6- methyl-cyclohexencarboxylat, 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4- epoxycyclohexencarboxylat, Bis-(3,4-epoxy-6- methylcyclohexylmethyl)adipat, Bis-(3,4-epoxy-4- methylcyclohexancarbonsdäure)hexyldiester, 1 ,3-Bis(3,4- epoxycyclohexylethyl)tetramethyldisiloxan und Bis-(2,3- epoxycyclopentyl)ether.
[0059] Bei der Polymerisation wird durch das aktive Kation der Epoxid-Ring geöffnet und dadurch eine fortlaufende Polymerisation mit Kettenwachstum gestartet. [0060] Entsprechende Produkte sind in einer Vielzahl von unterschiedlichen
Varianten in der Literatur beschrieben und im Handel erhältlich.
[0061] 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.
[0062] Um die Eigenschaften der Epoxidharze gezielt auf die gewünschte
Anwendung einstellen zu können, hat es sich bewährt, Epoxidverbindungen mit mehr als einer Epoxidgruppe im Molekül mit Verbindungen mit mehr als einer Hydroxygruppe im Molekül in Kombination einzusetzen. Diese
Mischungen ergeben besser ausgehärtete Produkte, da es zu
Kettenübertragungsreaktionen kommt. Die Hydroxyverbindungen werden daher in derartigen Mischungen oft auch als Härterkomponente bezeichnet.
[0063] Die zur Tränkung der Faserbänder verwendeten Reaktionsharze können thermisch (üblicherweise durch Peroxidkatalysatoren) oder mittels Strahlung, z.B. durch UV-Licht mit Photoinitiatoren wie beispielsweise in der EP-A 23623 beschrieben, ausgehärtet werden. Auch so genannte
Kombinationshärtungen mit einem für die thermische Härtung verwendeten Peroxidinitiator in Kombination mit 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.
[0064] Nach dem Tränken kann das Harz zweckmäßigerweise eingedickt werden, wie es beispielsweise in der WO-A 2006/061129 beschrieben wird. Dadurch erhöht sich die Viskosität des Harzes und damit wird die Handhabbarkeit und Wickelbarkeit der verwandten Faserbänder verbessert.
[0065] Als Faserbänder, die mit dem Nanopartikel enthaltenden Reaktionsharz
getränkt werden um den harzgetränkten Faserschlauch zu bilden, sind in den Auskleidungsschläuchen gemäß der vorliegenden Erfindung 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, verwendbar. [0066] Entsprechende Produkte sind dem Fachmann an sich bekannt und in großer Vielfalt von verschiedenen Herstellern kommerziell erhältlich.
[0067] 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.
[0068] Unter Gewirken werden im allgemeinen Textilerzeugnisse verstanden, die durch Maschenbildung erzeugt werden.
[0069] Fasergelege sind eine Verarbeitungsvariante von Fasern, bei denen die
Fasern nicht verwoben werden, sondern parallel zueinander ausgerichtet in eine chemische Trägersubstanz (die Matrix) eingebettet sind und im Regelfall durch Deckfolien von oben und unten und ggf. mittels eines Steppfadens oder eines Klebstoffes fixiert werden. Fasergelege weisen durch die parallele Ausrichtung der Fasern eine ausgeprägte Anisotropie der Festigkeiten Orientierungsrichtung und senkrecht dazu auf, was für manche
Anwendungen von Interesse sein kann.
[0070] 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.
[0071] 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 (Stapel- oder
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.
[0072] 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.
[0073] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sollen als Faserbänder im Sinne der Erfindung auch Filze verstanden werden. 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.
[0074] 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.
[0075] Filze lassen sich - wie Vliese - aus praktisch allen natürlichen oder
synthetischen Fasern hersteilen. 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.
[0076] Filze weisen eine gute Temperaturbeständigkeit auf und sind in der Regel feuchtigkeitsabweisend, was insbesondere bei der Anwendung in
flüssigkeitsführenden Systemen von Vorteil sein kann.
[0077] Bevorzugt werden für die erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche
Glasfasergewebe oder Glasfasergelege verwendet.
[0078] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist bzw. weisen der
harzgetränkte Faserschlauch oder die harzgetränkten Faserschläuche auf der dem fließenden Medium zugewandten Seite eine Vliesschicht auf. Diese kann vorteilhaft ganz oder teilweise mit dem harzgetränkten Faserschlauch verbunden sein. Die Nanopartikel sind in dieser Ausführungsform
vorzugweise ganz oder teilweise in dieser Vliesschicht enthalten. Die Menge an Nanopartikeln beträgt in diesem Fall vorzugsweise 0,01 bis 0,09 Gew% , bezogen auf das Gewicht der Vliesschicht.
[0079] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche in radialer Richtung mindestens zwei übereinander gewickelte unterschiedliche harzgetränkte Faserbänder auf.
[0080] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform unterscheiden sich die
mindestens zwei unterschiedlichen Faserbänder in mindestens einem der Parameter Fasereinbindung, Faserorientierung, Faserlänge oder Faserart.
[0081] Unter Fasereinbindung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Art verstanden, mit dem die Fasern in ein Trägermaterial eingebracht sind.
[0082] Die verwendeten Faserbänder werden so ausgewählt, daß der
Auskleidungsschlauch einerseits ein für den jeweiligen Anwendungsfall optimiertes Eigenschaftsprofil aufweist und andererseits eine möglichst einfache Herstellbarkeit auf vorhandenen Vorrichtungen zur Herstellung solcher Auskleidungsschläuche möglich ist.
[0083] Durch die kombinierte Verwendung mehrerer unterschiedlicher Faserbänder mit unterschiedlichem Aufbau hinsichtlich Faserart, Faserlänge,
Fasereinbindung oder Faserorientierung kann das Eigenschaftsprofil 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 gewickelt werden, kann das radiale und longitudinale Profil der erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche individuell gestaltet und optimal an die konkrete Anwendung angepasst werden.
[0084] 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.
[0085] 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 eine besondere Hitzebeständigkeit von Bedeutung, können beispielsweise Aramidfasern oder Carbonfasern eingesetzt werden, die hinsichtlich der Festigkeit bei höheren Temperaturen Vorteile gegenüber Glasfasern bieten können.
[0086] 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.
[0087] Besonders vorteilhaft kann in einem ersten gewickelten harzgetränkten
Faserband das Fasergelege bereits mit einer Wirrfasermatte vernadelt oder vernäht sein, d.h. das erste und auch die folgenden danach gewickelten Faserbänder können auch mehrschichtig aufgebaut sein. Als vorteilhaft hat sich hierbei in einigen Fällen bewährt, wenn mindestens eines der auf ein erstes Faserband gewickelten 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 60, vorzugsweise von 3 bis 30 cm aufweisen.
[0088] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die
erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche einen harzgetränkten
Faserschlauch auf, der durch Wickeln mindestens eines Faserbands mit im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Faserbands orientierten Fasern und mindestens einem weiteren Faserband mit parallel zur
Längsrichtung des Faserbandes orientierten Fasern hergestellt ist.
[0089] Gemäß einer dritten 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.
[0090] Schließlich wird gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform als eines der Faserbänder ein Filz der vorstehend beschriebenen Art verwendet, welcher wiederum mit mindestens einem weiteren Faserband der vorstehend beschriebenen Art kombiniert werden kann.
[0091] 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 darauf gewickelten 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. [0092] 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.
[0093] 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.
[0094] 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.
[0095] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche einen ggf. verstärkten inneren Folienschlauch auf der Basis eines thermoplastischen Kunststoffs auf, der nach dem Einbau des Auskleidungsschlauchs entfernt werden oder im zu sanierenden
Leitungssystem verbleiben kann. Dieser innere Folienschlauch enthält, falls dieser nach Einbau nicht entfernt wird, 0,01 bis 0,09 Gew%, bezogen auf das Gesamtgewicht des inneren Folienschlauchs, an Nanopartikeln wie sie vorstehend beschrieben wurden. Es ist auch möglich, dass sowohl der innere Folienschlauch als auch weitere Komponenten des Auskleidungsschlauchs Nanopartikel enthalten. Als thermoplastische Kunststoffe für den inneren Folienschlauch eignen sich prinzipiell alle Polymeren, die zu Folien bzw. Folienschläuchen der für den jeweiligen Anwendungsfall benötigten Dicke bzw. Stärke verarbeitet werden können. Falls die Aushärtung photochemisch erfolgt ist zusätzlich zu beachten, dass die Produkte eine ausreichende Durchlässigkeit für die Wellenlänge oder den Wellenlängenbereich der zur Härtung verwendeten Strahlung aufweisen. Falls der Innenfolienschlauch nach der Aushärtung im zu sanierenden System verbleiben soll, ist auch auf die ausreichende Stabilität gegenüber den transportierten Fluiden wie auch gegenüber dem Harz der Faserschläuche zu achten. In der Mehrzahl der Fälle wird der Innenfolienschlauch jedoch nach Aushärtung wieder entfernt. Grundsätzlich eigen 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.
[0096] Besonders geeignete und bevorzugte thermoplastische Kunststoffe sind
beispielsweise Polyolefine und oder Polyamide, wobei Folienschläuche auf der Basis von Verbundfolien aus Polyolefinen und Polyamiden sich in bestimmten Anwendungsfällen als vorteilhaft erwiesen haben, da sie gegenüber dem meist als Lösungsmittel für die verwendeten Harze zum Einsatz kommenden Styrol eine bessere Sperrwirkung aufweisen als reine Polyethylenfolien. Damit kann der Austritt dieses Lösungsmittels/Monomers auf der Innenseite des Auskleidungsschlauchs vor der Aushärtung besser verhindert werden.
[0097] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der innere
Folienschlauchs eine Verstärkung auf. Diese wird so gewählt, dass man einerseits ein für den jeweiligen Anwendungsfall optimiertes
Eigenschaftsprofil erhält und andererseits eine möglichst einfache
Herstellung der Auskleidungsschläuche gegeben ist.
[0098] Besonders bevorzugt weist der innere Folienschlauch eine Verstärkung auf Faserbasis, insbesondere auf der Basis von Faserbändern wie vorstehend beschrieben, oder eines Vlieses auf.
[0099] Die Dicke der Verstärkung, beispielsweise der Vliese, liegt vorteilhaft im
Bereich von 0,001 bis 10 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 5 mm. [00100] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Verstärkung auf Faserbasis um ein Glasfasergewebe oder ein
Glasfasergelege.
[00101] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der innere
Folienschlauch eine Vlieskaschierung auf.
[00102] Bei der Kaschierung wird die Verstärkung mit der Folie, die die Grundlage für den inneren Folienschlauch bildet, physikalisch verbunden. Ein Beispiel hierfür ist die Aufkaschierung der Verstärkung auf die Folie, die zu einem partiellen Aufschmelzen der Folie führt. Entsprechende Verfahren zur Kaschierung sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben, so dass sich hier detaillierte Ausführungen erübrigen.
[00103] Im allgemeinen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, weist die Flachfolie, aus der der innere Folienschlauch in der bevorzugten Ausführungsform gebildet wird, eine Dicke im Bereich von 40 bis 800 pm, vorzugsweise im Bereich von 50 bis 500 pm und besonders bevorzugt von 80 bis 200 pm auf.
[00104] Soll die Aushärtung nach dem Einbringen in das zu sanierende
Leitungssystem durch Belichtung erfolgen, ist darauf zu achten, dass die verwendeten Materialien (sowohl für die Flachfolie, aus welcher der
Innenfolienschlauch gebildet wird als auch für das Folienband) für das zur Bestrahlung verwendete Licht ausreichend durchlässig sind, um die
Aushärtung nicht zu beeinträchtigen oder zu verhindern. Bei der thermischen Aushärtung ist dieses nicht von Bedeutung.
[00105] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die
erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche mindestens einen äußeren Folienschlauch auf der Basis eines thermoplastischen Kunststoffs auf.
[00106] Geeignete äußere Folienschläuche zur Verwendung in den
erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuchen sind bekannt und in der Literatur beschrieben. Beispielhaft sei hier auf die bereits erwähnten
WO95/04646 und die WO 00/73692 verwiesen, wobei die verstärkten äußeren Folienschläuche gemäß der WO 00/73692 eine bevorzugte
Ausführungsform darstellen.
[00107] Grundsätzlich sollte der mindestens eine äußere Folienschlauch einen
Lichtschutz liefern (um im Falle photochemischer Härtung eine vorzeitige und unerwünschte Aushärtung zu verhindern) und darüber hinaus das Austreten von Harz aus den harzgetränkten Faserschläuchen in das zu sanierende Leitungssystem verhindern. Insbesondere bei im Erdreich verlegten zu sanierenden Leitungssystemen ist dies in der Regel schon aus Aspekten des Umweltschutzes gewünscht bzw. erforderlich. Vorteilhaft ist auch, wenn der äußere Folienschlauch einen gewissen Schutz vor mechanischer
Beschädigung bietet, wenn der Auskleidungsschlauch in das zu sanierende Leitungssystem eingezogen wird und dabei Rauhigkeiten in der Oberfläche oder Bruchstellen die Gefahr einer mechanischen Beschädigung des
Schlauches mit sich bringen.
[00108] Als Material für den mindestens einen äußeren Folienschlauch b) kommen prinzipiell alle thermoplastischen Kunststoffe, ggf. unter Berücksichtigung der vorstehend genannten individuellen Anforderungen im Einzelfall in Betracht. Der Fachmann wird den geeigneten thermoplastischen Kunststoff nach dem vorgegebenen Anforderungsprofil auswählen. Gleiches gilt für die Dicke und die etwaige Verwendung von Verstärkungsmaterialien für den äußeren Folienschlauch über die der Fachmann anhand des Einzelfalls entscheiden wird.
[00109] Der erfindungsgemäße Auskleidungsschlauch wird vorzugsweise erhalten durch das Wickeln von Faserbändern auf bzw. um den inneren
Folienschlauch mit Hilfe eines Wickeldorns oder einer anderen geeigneten Vorrichtung.
[00110] Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, Faserschläuche durch
Inanlagebringen der Längskanten von Flachfolien und Verbinden dieser Kanten in geeigneter Weise zu erhalten. Entsprechende Verfahren sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben.
[00111] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Auskleidungsschlauch erhalten durch das Wickeln von Faserbändern mit Hilfe einer Vorrichtung wie in der WO 95/04646 beschrieben.
[00112] Die übereinander gewickelten Faserbänder in den erfindungsgemäßen
Auskleidungsschläuchen überlappen sich bei dieser Ausführungsform an ihren Kanten, z.B. um 5 bis 300 mm.
[00113] 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 durch heißes Wasser thermisch oder vorzugsweise mittels UV-Licht, wie es z.B. in EP-A 122 246 und EP-A 198 17 413 beschrieben ist, gehärtet.
[00114] Die erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche eigenen sich zur Sanierung fluidführender Systeme jeglicher Art und ermöglichen eine schnelle
Sanierung unter Minimierung der Ausfallzeiten der Systeme, 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 Gesamtvorrichtung 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 genannt, die in Städten und Kommunen im Erdreich und häufig unter Straßen oder anderen Verkehrswegen verlegt sind. Bei der Sanierung durch Austausch müssen diese Rohrleitungen 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 Leitungssysteme mit den
erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuchen ohne Erdarbeiten in wenigen Stunden oder Tagen ohne umfangreiche Erdarbeiten durchgeführt werden.
[00115] Die Nanopartikel in den zur Tränkung verwendeten Reaktionsharzen führen zu einer Verbesserung der Oberflächenstruktur der Seite des
Auskleidungsschlauchs, die nach Entfernen des ggf. vorhandenen inneren Folienschlauchs mit dem strömenden Medium in Kontakt steht, wodurch die Reibung und damit die abrasive Wirkung des strömenden Mediums verringert werden kann. Falls der innere Folienschlauch nicht entfernt wird, verbessern die Nanopartikel in demselben die Struktur der Oberfläche, die mit dem strömenden Medium in Berührung steht und verringern die Abrasion durch das strömende Medium. In diesem Fall ist es nicht zwingend erforderlich, dass das Harz, welches zur Tränkung des harzgetränkten Faserschlauchs verwendet wird, ebenfalls Nanopartikel enthält. Die gewünschte Verringerung der Abrasion wird bereits durch die Ausstattung durch die Ausstattung des inneren Folienschlauchs mit Nanopartikeln erreicht.
[00116] Des weiteren führt die Zugabe von Nanopartikeln zum zur T ränkung
verwendeten Reaktionsharz zu einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften wie E-Modul oder Festigkeit.
[00117] Die Verwendung von Nanopartikeln im zur Tränkung verwendeten Harz hat weiterhin den Vorteil, dass die so erhaltenen Harze in der Regel eine sehr gute Durchlässigkeit für die zur Aushärtung verwendete Strahlung aufweisen, da die Teilchengröße der Nanopartikel geringer ist als die Wellenlänge der Strahlung. Dies erleichtert die gleichmäßige und vollständige Aushärtung der erfindungsgemäßen Auskleidungsschläuche im Vergleich zu Harzen, die größere Teilchen enthalten.

Claims

Patentansprüche
1. Auskleidungsschlauch zur Sanierung fluidführender Systeme, enthaltend mindestens einen harzgetränkten Faserschlauch, sowie ggf. einen verstärkten oder unverstärkten inneren Folienschlauch auf der dem fließenden Medium zugewandten Seite des harzgetränkten
Faserschlauchs, wobei dem Auskleidungsschlauch in einer Schicht, die nach Einbau in das fluidführende System mit dem fließenden Medium in Kontakt steht, 0,001 bis 0,09 Gew% Nanopartikel, bezogen auf das Gewicht der Schicht, die die Nanopartikel enthält, zugesetzt sind.
2. Auskleidungsschlauch nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der harzgetränkte Faserschlauch auf der dem fließenden Medium zugewandten Seite eine Vliesschicht aufweist.
3. Auskleidungsschlauch nach Anspruch 2, wobei die Nanopartikel teilweise oder vollständig in der Vliesschicht enthalten sind.
4. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei dem harzgetränkten Faserschlauch Nanopartikel zugesetzt sind.
5. Auskleidungsschlauch nach Anspruch 1 oder 2, wobei dem inneren
Folienschlauch Nanopartikel zugesetzt sind.
6. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet dass die Nanopartikel zum Zeitpunkt der Einarbeitung eine Größe in mindestens einer Raumrichtung im Bereich von 1 bis 400 nm, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 300 nm aufweisen.
7. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass als Harz ein ungesättigtes Polyesterharz oder ein Vinylesterharz enthalten ist.
8. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass es sich bei dem Faserschlauch um ein Gewebe, Gewirke, Gelege, Matte oder ein Vlies handelt.
9. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass es sich bei dem Faserschlauch um ein Glasfasergewebe oder ein Glasfasergelege handelt.
10. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass es sich bei den Nanopartikeln um Metalloxide, Metallcarbonate, Metallsulfate, Wollastonit, Xonotlit, Sepiolit, Attapulgit, Palygorskit, oder Kohlenstoff-Nanoröhrchen handelt.
11. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass der innere Folienschlauch eine Verstärkung aufweist.
12. Auskleidungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch
gekennzeichnet, dass er einen äußeren Folienschlauch aufweist.
13. Verwendung der Auskleidungsschläuche nach einem der Ansprüche 1 bis
12 zur Sanierung von Wasser- und Abwasser-Leitungssystemen.
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