DE69229234T2

DE69229234T2 - Schichtstoff

Info

Publication number: DE69229234T2
Application number: DE69229234T
Authority: DE
Inventors: Boerje Persson
Original assignee: INPIPE SWEDEN VILHELMINA AB
Current assignee: INPIPE SWEDEN VILHELMINA AB
Priority date: 1991-02-22
Filing date: 1992-02-20
Publication date: 1999-12-16
Anticipated expiration: 2012-02-21
Also published as: JPH0773881B2; AU1323792A; JPH06500277A; SE9100525D0; WO1992014606A1; EP0646060A1; ES2135403T3; DE69229234D1; DK0646060T3; US5445875A; EP0646060B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Laminat zu Auskleiden von Durchlässen auf oder unter der Erde, die vollständig oder teilweise von Wänden umgeben sind-, z. B. Rohrleitungen für ein Wassersystem und/oder ein Entwässerungssystem, Kanäle, z. B. zur Ventilation und für Rauchabzugssysteme und dergleichen, umfassend mindestens eine Schicht aus einer Verstärkung aus kontinuierlichen Fasern, einem härtbaren Harz und einer Kunststofffolie oder einem Kunststofffilm, die (der) sich auf der Innenseite des Laminats befindet, wenn dieses in den auszukleidenden Durchlaß eingebracht wird.
Derartige Laminate zum Auskleiden von Rohrleitungen, die im Boden eingegraben sind, sind bereits z. B. bekannt aus EP-A- 0205621 und EP-A-0392026 und weisen normalerweise die Ausführungsform eines flexiblen Auskleidungsschlauches auf, der entweder in die Rohrleitung gezogen wird und dann mit einem Druckmedium gegen die Innenseite der Rohrleitung ausgedehnt wird oder er wird in die Rohrleitung mittels eines Druckmediums gestülpt, wonach der vollständig eingestülpte Auskleidungsschlauch ausgedehnt gegen die Innenseite der Rohrleitung durch das angewendete Druckmedium gehalten wird, um zu erreichen, daß der Auskleidungsschlauch oder das Auskleidungslaminat an die betreffende Innenseite angepaßt werden und daß dieser Druck aufrechterhalten bleibt bis das Harz zu einem solchen Ausmaß ausgehärtet worden ist, daß das auskleidende Laminat vollständig formstabil geworden ist.
Das verwendete Druckmedium ist normalerweise Luft und/oder Wasser und unter einem erhitzten Zustand wird das Medium auch zum Ausführen oder Beschleunigen der Initiierung der Aushärtung des Harzes verwendet und in Abhängigkeit vom Kunsstoffmaterialtyp oder Harztyp, die meist für diesen Zweck verwendet werden, setzt sich die Aushärtung im allgemeinen von selbst fort bis der Aushärtungsprozeß abgeschlossen ist.
Auf Grund der Tatsache, daß dieser Aushärtungstyp, d. h. die Wärmeaushärtung, wegen der erforderlichen Erhitzung des verwendeten Mediums eine umfangreiche Aussattung erfordert und teuer ist und zur Durchführung eine lange Zeit benötigt, wurde in späterer Zeit begonnen, Strahlungsenergie in der Form von Licht zu verwenden, um das aushärtbare Harz zu härten, das ein Teil des auskleidenden Laminats ist, wobei das Harz auf eine Art hergestellt wird, die für geeignete Aushärtungssysteme, Katalysatoren, Beschleuniger und so weiter vorgesehen ist, um eine Durchhärtung zu erreichen, die so rasch wie möglich erfolgt.
Unabhängig von der Art der Aushärtung muß jedoch das Auskleidungslaminat nach der Aushärtung, d. h. wenn die Auskleidung fertiggestellt ist, bestimmte Festigkeitsanforderungen erfüllen und eine Korrosionsbeständigkeit aufweisen, um der Umgebung für die es vorgesehen ist, über Jahrzehnte zu widerstehen, ohne in der einen oder anderen Hinsicht zerstört zu werden, und dies gilt besonders für solche Laminate, die zur Auskleidung von Entwässerungsrohrleitungen vorgesehen sind. Derartige Auskleidungen müssen gegenüber Korrosion beständig sein und müssen auch die notwendige Festigkeit und besonders Druckfestigkeit und Stabilität aufweisen, um den Druckanforderungen und Belastungen standzuhalten, welchen sie konstant von oben ausgesetzt werden, z. B. durch den Verkehr.
Die Verbindung von Festigkeit gegenüber inneren und äußeren Belastungen und besonders die Druckfestigkeit, als auch der Korrosionsbeständigkeit in einem und dem selben Auskleidungslaminat erwies sich als mit großen Problemen verbunden und bis heute haben die Auskleidungslaminate, die auf dem Markt sind, entweder bessere Festigkeit als Korrosionsbeständigkeit oder umgekehrt, d. h. eine bessere Korrosionsbeständigkeit als Festigkeit, und besonders Druckfestigkeit. Darüberhinaus haben bekannte Auskleidungssysteme den Nachteil, daß sie häufig in Hinblick auf die Veränderungen der Abmessungen des Auskleidungsgegenstandes nicht flexibel sind.
Ziel der Erfindung ist daher die Lösung dieses Problems und entsprechend ein Auskleidungslaminat zu entwickeln, das eine Festigkeit als auch eine entsprechende Korrosionsbeständigkeit und Flexibilität aufweist. Dieses Ziel wurde dadurch erreicht, daß das Auskleidungslaminat der vorliegenden Erfindung eine Fasermatte zwischen dem inneren Film und der Verstärkung aufweist, wobei die Matte geschnittene Fasern auf der zum inneren Film gerichteten Seite aufweist und zusammen mit den geschnittenen Fasern ein Mehrlagengewebe bildet, das etwas von dem Harz absorbieren und dessen Konzentration an der inneren Oberfläche des Laminats erhöhen kann, so daß nach dem Härten diese innere Oberfläche korrosionsbeständig ist.
Ein derartiges Mehrlagengewebe mit den oben genannten Vorteilen ist aus den beiden zitierten europäischen Patentdokumenten nicht bekannt.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben, worin Fig. 1 einen Schnitt durch ein bekanntes, schlauchförmiges Auskleidungslaminat zeigt, auf welchem diese Erfindung basiert, die Fig. 2 und 3 eine Seitenansicht eines Schnittes einer schlauchförmigen, geflochtenen Verstärkung in eingezogenem bzw. ausgedehntem Zustand zeigt. Fig. 4 zeigt einen Schnitt einer ersten Ausführungsform des Laminats gemäß dieser Erfindung und ist angeordnet in einem auszukleidenden Rohr, und jede der Fig. 5-7 zeigt eine modifizierte Ausführungsform des vorliegenden Laminats.
In Fig. 1 wird ein bekanntes schlauchförmiges Laminat 1 zum Auskleiden von Durchlässen gezeigt, die von Wänden umgeben sind, z. B. Wasserrohre und Entwässerungsrohre, Kanäle auf oder unter der Erde, und dieses Laminat umfaßt eine äußere Kunststofffolie oder einen Kunststofffilm 2 und eine innere Kunststofffolie oder einen inneren Kunststoffilm 3 und eine Verstärkungsschicht 4 aus kontinuierlichen Glasfasern, die zwischen diesen beiden Folien 2, 3 angeordnet ist, und ein härtbares Harz 5 zwischen den Folien 2 und 3 und das vollständig oder teilweise von der Verstärkungsschicht 4 absorbiert wird. Die Verstärkung 4 umfaßt ein schlauchförmiges Grundmaterial aus kontinuierlichen Fasern, die sich kreuzweise erstrecken, und vorzugsweise umfaßt die Verstärkung kontinuierliche Fasern 7, 8, die zu einem Grundmaterial, einem Schlauch oder dergleichen, geflochten sind, und welche einander kreuzen und sich im wesentlichen unter dem gleichen Winkel zur longitudinalen Achse 6 der schlauchförmigen Verstärkung erstrecken, wobei die Fasern gegeneinander lose in ihren Kreuzungspunkten bleiben, wobei eine Veränderung des Winkels α zwischen den Fasern 7, 8 erlaubt ist bis das Harz, das von der Verstärkung absorbiert ist, auszuhärten beginnt und dadurch die Fasern gegenseitig blockiert. Geeigneterweise ist der Winkel zwischen den Fasern, die sich überkreuzen, welcher bei einer Betrachtung in einer Projektion auf die genannte longitudinale Achse 6 diese Achse als eine Halbierungslinie enthält, so angeordnet, daß er sich erhöht, wenn ein innerer Druck in dem schlauchförmigen Laminat aufgebaut wird, und auf Grund dieser Tatsache wird auch der Durchmesser der Verstärkung erhöht. Auf diese Art richten sich die Verstärkungsfasern 7, 8 mit einem erhöhten Durchmesser auf und wenn entsprechend das Verstärkungsgrundmaterial 4 seinen größten Durchmesser erhalten hat, sind seine Fasern 7, 8 in ihrer aufrechtesten Position und verleihen in dieser Position der Verstärkung ihre größte oder beste Druckfestigkeit.
In Fig. 4 wird ein Schnitt einer ersten Ausführungsform eines Auskleidungslaminats 1 gemäß dieser Erfindung gezeigt, das an Ort und Stelle in einem Durchlass 10, umgeben von Wänden, z. B. einer Rohrleitung, die ausgekleidet werden soll, eingeführt ist, und in einem Druckkontakt gegen seine Wand 11 gehalten werden soll. Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform des Auskleidungslaminats der Erfindung umfaßt neben mindestens einer und vorzugsweise mehreren Verstärkungsschichten 4 der vorstehend genannten Art und einem inneren Film 3, der nur als Schutz wirkt, bis das Harz 5 in dem Laminat dazu gebracht worden ist, daß es aushärtet und welcher danach entfernt werden kann, eine Matte 12, die gewoben ist oder aus kontinuierlichen Glasfasern aufgebaut ist und welche auf ihrer zum inneren Film 3 gerichteten Seite geschnittene Fasern 13 und vorzugsweise geschnittene Glasfasern aufweist. Das Material der geflochtenen Verstärkung 4 umfaßt einen Roving und der Roving kann aus KOSMOSR, herkömmlicher Typ oder Massetyp, sein. Die Glasfaser in dem mehrlagigen Gewebe, d. h. die Matte 12 zusammen mit der zugegebenen geschnittenen Glasfaser 13 kann E-Glas, ECR-Glas, C-Glas oder andere Hochqualitätsfasermaterialien umfassen.
Auch wenn es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, kann die Matte 12 aus gewobenen oder gelegten kontinuierlichen Glasfasern auf ihrer anderen Seite mit einer Schicht aus geschnittenen Glasfasern versehen sein.
Die Matte 12 mit geschnittenen Glasfasern 13 auf mindestens der zum inneren Film 3 gerichteten Seite, welche auch als Mehrlagengewebe bezeichnet wird, weist unter anderem die Qualität auf, daß sie Harz zu einem wesentlich größeren Ausmaß absorbiert als die Verstärkung 4 und auf Grund dieser Tatsache wird das Harz 5 in dem Laminat 1 in erster Linie von dem Mehrlagengewebe 12, 13 absorbiert werden bis eine Sättigung erreicht ist und dank dieser Tatsache wird eine Konzentration von Harz auf dem inneren Oberflächenteil oder der Oberflächenschicht des Laminats erreicht. Wenn das Harz zum Aushärten gebracht worden ist, wird daher eine innere Oberflächenschicht erreicht, die einen sehr hohen Gehalt von Harz mit geschnittenen Glasfasern als eine Verstärkung umfaßt, wobei die Schicht gegenüber Korrosion beständig ist. Gleichzeitig verbindet das ausgehärtete Harz innig das Mehrlagengewebe 12, 13 mit der benachbarten Verstärkungsschicht 4 und die Verstärkungsschichten 4 miteinander, um eine Auskleidung zu bilden, die eine sehr hohe Festigkeit aufweist, im besonderen eine Druckfestigkeit gegenüber inneren und äußeren Belastungen, und diese Auskleidung kann an die Bedingungen angepaßt werden, unter welchen sie verwendet werden soll, dadurch, daß die Anzahl der Verstärkungsschichten bedarfsmäßig von eins bis zu 6-8 ausgewählt werden kann.
In Hinblick auf das schlauchförmige Laminat 1 wird jede verwendete Matte schlauchförmig hergestellt, indem ihre longitudinalen Kanten so gelegt werden, daß diese sich gegenseitig überlappen und die Kanten werden aneinander durch Drähte oder dergleichen, wie als 14 in Fig. 4 gezeigt, befestigt.
In der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist eine Schicht 15 eines Kernmaterials zwischen den Verstärkungsschichten 4 und dem Mehrlagengewebe 12, 13 angeordnet, wobei die Schicht 15 vorrangig zum Erhöhen der Dicke ohne Vernachlässigung der Festigkeit verwendet werden wird und ebenfalls, um einen Abstand zwischen dem Mehrlagengewebe 12, 13 und der benachbarten Verstärkungsschicht 4 zu ergeben. Anstelle und neben der Anordnung zwischen dem Mehrlagengewebe 12, 13 und der benachbarten Verstärkungsschicht 4 kann die Schicht 15 aus Kernmaterial zwischen den Verstärkungsschichten 4 verwendet werden. Wenn ein Kernmaterial verwendet wird, wird ein sandwichartiges Laminat erhalten dessen Materialverwendung aus der Sicht der Festigkeit optimal ist. Als ein Kernmaterial kann FIRETR oder CHOMARETR, d. h. ein Viskosepolyesterschaum, alternativ geschnittene Glasfasern, verwendet werden.
In Fig. 6 wird eine Ausführungsform mit einer Filzschicht 16 zwischen der Verstärkung 4 und der äußeren Folie 2 gezeigt, wobei die Filzschicht 16 als eine Isolierung gegenüber der kalten Wand 11, die ausgekleidet werden soll, wirkt.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform mit einer Schicht 15 aus einem Kernmaterial zwischen den beiden Verstärkungsschichten 4 und einer Filzschicht 16 als eine Isolierung gegenüber der Auskleidungswand 11 und der äußeren Schicht. Der äußere Film 4 kann in denjenigen Fällen ausgeschlossen werden, wenn das Laminat umgestülpt wird.
Die Wahl der Qualität der Glasfaser wird entsprechend den lokalen Anforderungen vorgenommen, die an die Auskleidung hinsichtlich Beständigkeit gegenüber Chemikalien und Korrosion gestellt werden.
Dieses Laminat erlaubt daher die Aufnahme des Kernmaterials 16, um die geflochtenen Verstärkungsschichten 4 voneinander und/oder von dem integrierten Mehrlagengewebe 12, 13, welches andererseits alternativ mit einer Schicht aus Kernmaterial versehen werden kann, in Abstand zu bringen. Wenn Kernmaterial verwendet wird, wird die Möglichkeit erreicht, daß ein sandwichartiges Laminat mit geringen Kosten und geringem Gewicht gebildet werden kann und dieses Laminat weist eine sehr gute Festigkeit auf. Neben einer sehr guten Festigkeit verleiht das Laminat der Erfindung eine Korrosionsbeständigkeit, wobei die geschnittene Faser 13 auch als eine Oberflächenverstärkung und Abdeckung des kontinuierlichen Fasergewebes 12, das innerhalb der Oberflächenverstärkung angeordnet ist, wirkt. Das Gewebe und vor allem die geflochtenen Verstärkungsschichten 4 tragen zur Verbesserung der Festigkeit bei und wirken als Harzträger während der Aufbewahrungs- und Transportphasen von der Fabrik zum Verwendungsort.
Dieses Auskleidungslaminat zeigt die Fähigkeit, daß es flexibel der Geometrie des reparierten Durchlasses folgen kann, was sich als wesentliche Qualität erwies.
Diese Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene und in den Zeichnungen gezeigte begrenzt, sondern kann auf viele verschiedene Arten innerhalb des Definitionsbereiches der folgenden Ansprüche verändert und modifiziert werden. Hinsichtlich des Harzes können viele verschiedene Harztypen verwendet werden, jedoch vorzugsweise ein ungesättigter Polyestertyp.

Claims

1. Laminat zum Auskleiden von Durchlässen auf oder unter der Erde, die vollständig oder teilweise von Wänden umgeben sind, z. B. Rohrleitungen für ein Wassersystem und/oder ein Entwässerungssystem, Kanäle, z. B. zur Ventilation und für Rauchabzugssysteme, das aufweist mindestens eine Schicht aus einer Verstärkung (4) aus kontinuierlichen Fasern, einem Harz (5) und einer Kunststoffolie oder einem Kunststofffilm (3), die (der) sich auf der Innenseite des Laminats befindet, wenn dieses in den auszukleidenden Durchlaß (10) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem inneren Film (3) und der Verstärkung (4) eine Fasermatte (12) angeordnet ist, die auf der zum inneren Film (3) gerichteten Seite geschnittene Fasern (13) aufweist und zusammen mit den geschnittenen Fasern ein Mehrlagengewebe bildet, das etwas von dem härtbaren Harz (5) absorbieren und seine Konzentration an der inneren Oberfläche des Laminats erhöhen kann, wodurch nach dem Härten diese innere Oberfläche korrosionsbeständig ist.

2. Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte (12) gewebte oder gefegte kontinuierliche Fasern, vorzugsweise Glasfasern, aufweist.

3. Laminat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geschnittenen Fasern (13) Glasfasern sind.

4. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Matte (12) und der Verstärkung (4) eine Schicht (15) aus Kernmaterial angeordnet ist, und das Kernmaterial geschnittene Glasfasern oder Viskose-Polyester-Schaum aufweist.

5. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das mindestens zwei Verstärkungsschichten (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (15) des Kernmaterials in direkte Kontakt mit diesen zwei Verstärkungsschichten (4) steht.

6. Laminat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Seite der Verstärkung (4), die von der Matte (12) weggerichtet ist, eine Filzmatte (16) als Isolationsmaterial angeordnet ist.

7. Laminat nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite des Laminats, die der zur inneren Folie (3) gerichteten Seite gegenüberliegt, eine Kunststofffolie oder ein Kunststoffilm (2) vorhanden ist.