DE69923644T2

DE69923644T2 - Harznetz und dessen Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69923644T2
Application number: DE69923644T
Authority: DE
Inventors: Kotaro Kodaira-shi Yamada; Fumitaka Tanashi-shi Ino; Shinichi Suginami-ku Iwasaki; Shinichi Kodaira-shi Eguchi
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2019-11-06
Also published as: US6343895B1; CN1138627C; KR20000035256A; DE69923644D1; EP0999037A2; EP0999037B1; KR100648470B1; TW457317B; EP0999037A3; CN1257781A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein bodenverstärkendes Harznetz und Verfahren zur Herstellung desselben, das vorzugsweise zur Verhinderung eines Abrutschens von Füllerde oder zur Verstärkung von weichem Erdreich eingesetzt wird.
In den letzten Jahren zeigte sich eine Tendenz dahingehend, Marschländer und Tiefländer aufzufüllen, um Wohnanlagen, Industriestandorte oder Straßen zu schaffen. Bei solchen Baugeländen muss verhindert werden, dass die Füllerde, auf der die Gebäude errichtete werden, absackt. Um dieser Anforderung gerecht zu werden, besteht das Erdauffüllverfahren für die Schaffung eines Baugrunds für Wohnanlagen oder dergleichen aus dem in spezifischen Intervallen wiederholten Schritt des Legens synthetischer, aus Harz hergestellter Verstärkungsnetze auf den Untergrund, auf die Erdreich mit einer Dicke von mehreren 10 cm aufgeschüttet wird. Im Besonderen zeichnete sich in den letzten Jahren die Tendenz ab, der Forderung nach einer vermehrten Bautätigkeit zur Errichtung von Wohnhäusern dadurch gerecht zu werden, indem Wohnanlagen auf aufgefülltem Erdreich oder weichem Boden gebaut werden. In diesem Fall muss ein Abrutschen der Wohnanlage unbedingt verhindert werden. Gemeinhin wurde zur Verhinderung des Rutschens einer Anlage und zur Festigung der Füllerde ein Verfahren angewendet, bei dem geschichtete Netze im Boden angeordnet werden. Das Netz ist im Allgemeinen aus Polyethylen hergestellt, das einachsig oder zweiachsig gezogen wurde, um eine molekulare Orientierung hervorzurufen, wodurch die Festigkeit von Polyethylen verstärkt wird.
Das obgenannte bodenverstärkende Netz weist eine große Anzahl an Löchern auf. Wenn das Netz auf den Boden gefegt wird, werden die obere und die untere Füllerdeschicht, zwischen denen das Netz angeordnet ist, durch die Löcher im Netz miteinander verbunden, um ein Absacken der Füllerde zu verhindern. Damit das Absacken der Füllerde erfolgreich verhindert wird, ist das Netz aus einer Bahn aus Harz hergestellt, das, so wie etwa hochdichtes Polyethylen, eine hohe Ziehfähigkeit an den Tag legt, wobei die Bahn dann einachsig oder zweiachsig gezogen wird, um eine lineare molekulare Orientierung hervorzurufen. Spezifischer noch wird die Bahn auf eine solche Weise gezogen, dass die molekulare Orientierung der Bahn mit der Richtung übereinstimmt, in die ein Abrutschen des Bodens als möglich vorhergesagt wurde, um dadurch eine Längsdehnung des Netzes zu verhindern, wenn die Füllerde das Netz einer Rutschkraft aussetzt, wodurch die Festigkeit des Netzes aufrechterhalten bleibt.
13 ist eine schematische Ansicht eines derartigen verstärkenden Harznetzes 30. Das Harznetz 30 wird durch Stanzen der in 14 gezeigten Polyethylenbahn 20 zur Ausbildung von runden oder rechteckigen Löchern 21 und Ziehen der Bahn 21 in einachsiger Richtung hergestellt. Durch das Ziehen der Bahn 20 wird jedes Loch 21 zu einem länglichen Loch 31, das über ein Paar einander gegenüberliegender Rippen 31a und ein Paar einander gegenüberliegender Stäbe 31b verfügt. In 13 kennzeichnet die Verweisnummer 40 einen nicht gestanzten Abschnitt; 40a ist ein gezogener Rippenabschnitt; und 40b ist ein nicht gezogener Stababschnitt.
Die Widerstandskraft eines Netzes dieses Typs zur Verhinderung des Abrutschens von Füllerde wird allgemeinen getestet, indem Erdreich mit einer bestimmten Dicke unter das Netz 30 und auf dieses gelegt wird, das Netz 30 aus dem Erdreich herausgezogen und der Widerstand beim Herausziehen als die Widerstandskraft des Netzes ermittelt wird. Dieser Widerstand beim Herausziehen wurde im Wesentlichen durch die Dicke der Stäbe 31b, die sich in die zur Ziehrichtung transversaler Richtung erstrecken, d.h. durch die zur Ziehrichtung entgegengerichtete Fläche, bestimmt. Dementsprechend wurde als Maßnahme zur Erhöhung der Widerstandskraft des Netzes 30 die Dicke der Bahn 20 als Ausgangsmaterial des Netzes 30 verstärkt oder der vertikale Spalt, d.h. die Menge an Erdreich zwischen zwei benachbart gelegenen Netzen 30, verkleinert. Die verstärkte Dicke der Bahn 20 ist deshalb ungünstig, weil so die Produktionskosten ansteigen. Außerdem bildet die Grenzlinie zwischen dem nicht gezogenen und dem gezogenen Abschnitt eine sanfte Steigung, sodass es sogar mit einer stärkeren Dicke der nicht gezogenen Abschnitt schwierig ist, den gewünschten Widerstand beim Herausziehen bereitzustellen.
Die EP-A 0.512.752 offenbart ein gezogenes Harznetz, das von einander gegenüberliegenden Rippen und einander gegenüberliegenden Stäben definiert ist, worin Gritteilchen von der Oberfläche der Stäbe vorstehen.
Bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellen gegebenenfalls ein bodenverstärkendes Harznetz, das zu einer Verbesserung des Widerstands beim Herausziehen aus dem Boden imstande ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung dessen bereit.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung stellt gegebenenfalls ein gezogenes Produkt aus einem Harz auf Polyethylenbasis bereit, das verbesserte Kriechdehnungeigenschaften sowie eine verbesserte Festigkeit aufweist und das zur Bodenverstärkung geeignet ist.
Einem ersten Aspekt der Erfindung gemäß wird ein gezogenes, bodenverstärkendes Harznetz nach Anspruch 1 bereitgestellt. Die vorstehenden Abschnitte können auf den Stababschnitten durch Vibrationsschmelzen, Ultraschallschmelzen oder Heizplattenschmelzen angebracht sein.
Einem zweiten Aspekt der Erfindung gemäß ist ein Verfahren zur Herstellung eines bodenverstärkenden Harznetzes nach Anspruch 4 bereitgestellt. Bei diesem Verfahren können die vorstehenden Abschnitte in der transversal zur Ziehrichtung der Lochabschnitte stehenden Richtung auf den Stababschnitten angebracht werden.
Gemäß dem bodenverstärkenden Harznetz der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Widerstand des Harznetzes gegen Herausziehen aus dem Boden deutlich zu steigern, da sich die auf den Stababschnitten angebrachten vorstehenden Abschnitte, beispielsweise Leistenabschnitte, in einer transversal zur Ziehrichtung des Netzes stehenden Richtung erstrecken.
Das bodenverstärkenden Harznetz ist im Allgemeinen aus einer korrosionsfesten Polypropylen- oder Polyethylenbahn hergestellt, die mit Klebstoffen schlecht kompatibel ist, weshalb es schwierig war, separate vorstehende Abschnitte auf Stababschnitten durch Kleben anzubringen.
Der vorliegenden Erfindung gemäß wird jedoch der Stababschnitt durch Vibration, Ultraschallwellen oder eine Heizplatte geschmolzen und daraufhin die vorstehenden Abschnitte auf den geschmolzenen Stäben angebracht. Spezifischer noch werden die vorstehenden Abschnitte mit den Stababschnitten in Druckkontakt gebracht und an diesen mithilfe der obgenannten Schmelzverfahren, wie beispielsweise Vibration, angebracht. Mit anderen Worten können gemäß der vorliegenden Erfindung die vorstehenden Abschnitte nicht durch einen chemischen Klebemechanismus, sondern einen mechanischen Befestigungsmechanismus angebracht werden. Beispielsweise wird die Befestigung der vorstehenden Abschnitte an den Stababschnitten dadurch erzielt, dass die vorstehenden Abschnitte mit den Stababschnitten des Harznetzes in Druckkontakt gebracht und feine Vibrationen an die Druckkontaktabschnitten angelegt werden, um den in Druckkontakt mit den vorstehenden Abschnitten befindlichen Stababschnitten des Harznetzes Energie zu übertragen, die sie weicher werden lässt, woraufhin die weicheren Stababschnitte des Harznetzes in einem Zustand, in dem die weicheren Stababschnitte die vorstehenden Anschnitte umgeben, wieder härten gelassen werden. Weiters können die vorstehenden Abschnitte an den Stababschnitten des Netzes im Zustand vor dem Ziehen angebracht werden.
Der vorstehende Abschnitt besteht hauptsächlich aus demselben Material wie das Harznetz, wie beispielsweise Polypropylen oder Polyethylen. Die Form des vorstehenden Abschnitts ist nicht im Besonderen eingeschränkt und kann beispielsweise säulenförmig, dreidimensional oder rillenförmig sein. Die Länge des vorstehenden Abschnitts kann ebenfalls willkürlich gewählt werden.
Einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß ist ein Verfahren zur Herstellung eines bodenverstärkenden Harznetzes nach Anspruch 6 bereitgestellt.
Dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß ist es möglich, den Widerstand des Harznetzes beim Herausziehen aus dem Boden deutlich zu steigern, da vor dem Ziehen eine Vielzahl von Vorsprüngen durch Pressen auf den Stababschnitten des Harznetzes angebracht werden, die daraufhin die sich in transversaler Richtung zur Ziehrichtung des Harznetzes erstreckenden Stababschnitte bilden.
Das bodenverstärkende Harznetz ist im Allgemeinen aus einer äußerst korrosionsbeständigen Polypropylen- oder Polyethylenbahn hergestellt, die mit Klebstoffen schlecht kompatibel ist, weshalb es schwierig war, separate vorstehende Abschnitte auf Stababschnitten durch Kleben anzubringen.
Der vorliegenden Erfindung gemäß können die Vorsprünge jedoch vor dem Ziehen durch Pressen auf den Stababschnitten des Harznetzes angebracht werden, die daraufhin die sich in transversaler Richtung zur Ziehrichtung des Harznetzes erstreckenden Stababschnitte bilden. Der Vorsprung kann an einem Kreuzungsabschnitt, der von vier Lochabschnitten umgeben ist, im nicht gestanzten Abschnitt angebracht werden; er kann jedoch auch am Stababschnitt (nicht gestanzter Abschnitt), der zwischen den in der Längsrichtung der Bahn angeordneten Lochabschnitten liegt, ausgebildet werden. Mit dieser Konfiguration wird bei der Formung des Netzes dem Vorsprung eine Gestalt verliehen, die zwischen den Lochabschnitten die Wirkung eines Reifen-Spike ausübt. Dementsprechend übt das Harznetz eine solche Spike-Wirkung auf den Boden aus. Vom Standpunkt der Herstellungsschritte und der Produktionskosten aus betrachtet ist es gegebenenfalls wünschenswert, die durch Pressen zu formenden Vorsprünge gleichzeitig mit dem Stanzen der Löcher auszubilden.
Zudem kommt es im Fall des Ausbildes aller Vorsprünge an Kreuzungsabschnitten im nicht gestanzten Abschnitt, die von vier Lochabschnitten umgeben sind, durch Pressen beim Ziehen der Bahn zu einer Konzentration der Belastung auf den Vorsprüngen, weshalb es schwierig ist, die ursprüngliche Form der Vorsprünge nach dem Ziehen der Lage aufrechtzuerhalten.
Einem vierten Aspekt der Erfindung gemäß ist ein Verfahren zur Herstellung eines bodenverstärkenden Harznetzes nach Anspruch 8 bereitgestellt. Die Vorsprünge sind vorzugsweise an den Stababschnitten zwischen den länglichen Lochabschnitten ausgebildet.
Auf diese Weise wird die Harzbahn gestanzt, um die in Längs- und in Querrichtung regelmäßig angeordneten Lochabschnitte auszubilden, und wird in einachsiger Richtung gezogen, um die länglichen Lochabschnitte auszubilden. Die Vorsprünge werden dann auf den in auf den Stababschnitten, die transversal zur Ziehrichtung bleiben, ausgebildet, indem jene Stellen der Stababschnitte, die den Vorsprüngen entsprechen, durch Pressen unter Verwendung einer Presse, an der obere und untere Pressformen mit Vertiefungen bzw. mit Vorsprüngen angebracht sind, elastisch verformt werden. Diesem Verfahren gemäß können die Vorsprünge zu einer vorbestimmten Gestalt geformt werden, und da die Vorsprünge nach dem Ziehen ausgebildet werden, kann die Gestalt der Vorsprünge nicht mehr verformt werden. In der Folge kann das Harznetz mit Sicherheit einen hohen Widerstand beim Herausziehen aus dem Boden gewährleisten.
Die Form des Vorsprungs ist nicht im Besonderen eingeschränkt, er ist jedoch im Allgemeinen in der Form eines Zylinders geformt. Noch spezifischer ist der zylindrische Vorsprung an der Vorderseite des Netzes und die dem Vorsprung entsprechende Vertiefung an der Rückseite des Netzes in Übereinstimmung mit der Form der Aushöhlung der beim Pressen verwendeten Pressform ausgebildet.
Das bodenverstärkende Harznetz der vorliegenden Erfindung umfasst vorzugsweise ein gezogenes Produkt eines Harzes auf Polyethylenbasis, das durch Ziehen eines Harzes auf Polyethylenbasis, bestehend aus einer linearen Ethylenhauptkette mit (durchschnittlich) 0,3 oder mehr gesättigten Kohlenwasserstoffgruppen als Seitenketten in einem Molekül, erhalten wird.
Es ist bekannt, dass durch das Ziehen von hochdichtem Polyethylen die Ethylenmoleküle in die Ziehrichtung ausgerichtet werden, wodurch ein gezogenes Produkt mit starker molekularer Orientierung erhalten wird. Das erhaltene Produkt aus hochdichtem Polyethylen wird durch Zonenziehen, Walzziehen, Hochdruckextrudieren, Hochfrequenz-Warmziehen, Gelziehen oder Schmelzkristallisieren erhalten, und es ist zu erwarten, dass dieses Material von hoher Festigkeit ist und einen hohen Elastizitätsmodul aufweist. Das gezogene Produkt aus hochdichtem Polyethylen mit hoher Festigkeit und hohem Elastizitätsmodul weist jedoch einen Nachteil auf, was die Kriechdehnungseigenschaften als Kriterium zur Bewertung der Formstabilität bei Langzeitverwendung betrifft. Ist das gezogene Produkt aus hochdichtem Polyethylen, das schlechte Kriechdehnungseigenschaften aufweist, für ein bodenverstärkendes Harznetz verwendet, so kann dies zu einem Problem führen. Durch das gezogene Produkt einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dieses Problem auszuschalten oder zu mindern.
Im Allgemeinen unterscheidet sich hochdichtes Polyethylen mit einer Dichte von 0,94 g/cm³ oder mehr von Polyethylen mit niedriger Dichte, das eine Dichte von 0,94 g/cm³ oder weniger und viele Seitenketten aufweist und demzufolge weich ist. Wird hochdichtes Polyethylen gezogen, kann es aufgrund seiner linearen Hauptkette leicht kristallisieren, sodass das gezogene Produkt aus großen kristallinen Bereichen besteht, von denen jeder eine Lamellenstruktur aufweist, in der die Molekülkette parallel zur Ziehachse angeordnet ist, und jeweils leicht amorphe Bereiche zwischen den kristallinen Bereichen liegen. Da die kristallinen Bereiche steif sind, hängt die Kriechdehnungseigenschaft vom Dehnungszustand und der Verwicklung der Moleküle in den amorphen Bereichen ab, und da in den amorphen Abschnitten leicht in die Hauptkette eingefügte Seitenketten gegenwärtig sind, sind die Verwicklung und der Dehnungszustand der Moleküle im amorphen Bereich aufgrund der Gegenwart der Seitenketten erhöht. Auf diese Weise haben die Erfinder herausgefunden, dass bei der Durchführung eines Zeitstandversuchs mit einem gezogenen Produkt aus einem Harz auf der Basis von hochdichtem Polyethylen, bei dem an das gezogene Produkt für einen langen Zeitraum eine Last angelegt wird, die Ausdehnung des gezogenen Produkts bis auf ein Minimum gesenkt wird und dass es durch die Verwendung des gezogenen Produkts aus einem Harz auf Polyethylenbasis mit hervorragenden Kriechdehnungseigenschaften zur Verstärkung von Füllerde oder weichem Boden möglich ist, die gewünschten bodenverstärkende Wirkung langfristig und stabil aufrechtzuerhalten.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht auf eine Bahn, die als Ausgangsmaterial für das bodenverstärkende Harznetz gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A des bodenverstärkenden Harznetzes gemäß der ersten Ausführungsform aus 1;
3 ist eine Draufsicht auf das bodenverstärkende Harznetz gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B des bodenverstärkenden Harznetzes gemäß der ersten Ausführungsform;
5 ist eine Draufsicht auf eine Bahn, die als Ausgangsmaterial für das bodenverstärkende Harznetz gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A des bodenverstärkenden Harznetzes gemäß der dritten Ausführungsform;
7 ist eine Ansicht, die einen wichtigen Abschnitt der Pressmaschine zeigt;
8 ist eine Draufsicht auf das bodenverstärkende Harznetz gemäß der dritten Ausführungsform;
9 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B des bodenverstärkenden Harznetzes gemäß der dritten Ausführungsform;
die 10A bis 10D sind Ansichten, die Schritte der Herstellung eines bodenverstärkenden Harznetzes gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
11 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A aus 10D, die das bodenverstärkende Harznetz gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B aus 10D, die das bodenverstärkende Harznetz gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 ist eine Draufsicht auf ein verstärkendes Harznetz nach dem Stand der Technik;
14 ist eine Draufsicht auf eine Bahn, die als Ausgangsmaterial für das verstärkende Harznetz nach dem Stand der Technik verwendet wurde;
15 ist ein Graph, der die Ergebnisse eines Zeitstandversuchs für verschiedene gezogene Produkte aus Harzen auf Polyethylenbasis zeigt.
In der Folge werden hierin Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Zunächst werden ein bodenverstärkendes Harznetz gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ein Verfahren zur Herstellung des bodenverstärkenden Harznetzes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 ist eine Draufsicht auf eine Bahn, die als Ausgangsmaterial für ein bodenverstärkendes Harznetz der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A aus 1. Eine Polyethylenbahn 1 mit einer Dicke von 2 mm wird gestanzt, um rechteckige Löcher 2 mit den Maßen 10 mm × 20 mm auszubilden. Die rechteckigen Löcher 2 sind in 10-mm-Abständen in Querrichtung und in 15-mm-Abständen in Längsrichtung angeordnet. Die Polyethylenbahn 1 wird dann in die Richtung entlang den langen Seiten der Löcher 2 (in die Richtung A aus 1) gezogen. In den Zeichnungen kennzeichnet die Verweisnummer 3 einen Stegabschnitt.
3 ist eine Draufsicht auf ein so erhaltenes Harznetz 4, und 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B aus 3. Ein Loch 5 im Harznetz 4 ist durch einander gegenüberliegende Rippen 5a und einander gegenüberliegende Stäbe 5b gebildet. Die Länge der Rippen 5a beträgt 150 mm. Jeder stabähnliche Körper (vorstehender Abschnitt) 6 ist aus Nylon hergestellt, weist eine Größe von 5 mm × 3 mm auf, ist auf einem Stababschnitt 3b (nicht gezogener Stegabschnitt) zwischen den Stäben 5b ausgebildet, sodass er eine Vielzahl (drei in der Figur) der Löcher 5 überquert, und wurde durch Vibrationsschmelzen angebracht. In 3 kennzeichnet die Verweisnummer 3a einen Rippenabschnitt.
Die Befestigung der stabähnlichen Körper 6 auf den Stababschnitten 3b des bodenverstärkenden Harznetzes 4 war im Wesentlichen ohne Mängel, weshalb sich die stabähnlichen Körper 6 beim Testen des Widerstands beim Herausziehen auch nicht von den Stababschnitten lösten.
So sind die vorstehenden Abschnitte auf den Stababschnitten des bodenverstärkenden Harznetzes fest angebracht, wodurch der Widerstand des Harzes beim Herausziehen sehr hoch ist.
5 ist eine Draufsicht auf eine Bahn, die als Ausgangsmaterial für ein Harznetz gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A aus 5. Eine Polyethylenbahn 11 mit einer Dicke von 2 mm wird gestanzt, um rechteckige Löcher 12 mit den Maßen 10 mm × 20 mm auszubilden. Die rechteckigen Löcher 12 sind in 10-mm-Abständen in Querrichtung und in 15-mm-Abständen in Längsrichtung angeordnet. Vorsprünge 14 werden gleichzeitig mit dem Stanzvorgang auf den nicht gestanzten Abschnitten (Stegabschnitten) 13, die zwischen den gestanzten Löchern 12 liegen, d.h. auf den Stababschnitten zwischen den kurzen Seiten der rechteckigen Löcher 12, in der senkrecht zur Ziehrichtung stehenden Richtung ausgebildet.
Die oben beschriebene Pressbehandlung wird unter Verwendung der in 7 dargestellten Pressmaschine durchgeführt. Die Pressmaschine umfasst eine obere Pressform 110 mit darin in bestimmten Abständen angeordneten Messern 112 zum Stanzen der Bahn 11; um die rechteckigen Löcher 12 zu stanzen, und mit Vertiefungen 114 zwischen den Messern 112, sowie eine untere Pressform 111 mit Vorsprüngen 113, die den Vertiefungen 114 entsprechen. Durch die Verwendung einer derartigen Pressmaschine werden die rechteckigen Löcher 12 durch Stanzen und gleichzeitig die Vorsprünge durch elastisches Verformen von Abschnitten der Bahn, die zwischen den Vorsprüngen 113 und den Vertiefungen 114 liegen, ausgebildet. Die Höhe der Vorsprünge 14 beträgt 4 mm.
Die Lage 11 wird in die Richtung entlang den langen Seiten der rechteckigen Löcher 12 gezogen, um ein bodenverstärkendes Harznetz 15 zu erhalten.
8 ist eine Draufsicht auf das so erhaltene Harznetz, und 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B aus 8. Das Loch 12 im Harznetz 15 verfügt über einander gegenüberliegende Rippen 12a und einander gegenüberliegende Stäbe 12b. Die Länge der Rippen 12a beträgt 150 mm. Die Vorsprünge 14 befinden sich auf den Stababschnitten 13b.
Gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Harznetz eine Struktur auf, in der die Vorsprünge auf den Stababschnitten in der rechtwinkelig zur Herausziehrichtung stehenden Richtung angeordnet sind, wodurch der Widerstand des Harznetzes beim Herausziehen sehr hoch ist. Zudem ist es dieser Ausführungsform gemäß möglich, die Vorsprünge tatsächlich einstückig auf der Oberfläche des Harznetzes, die nur schwer eine Klebverbindung mit separaten Vorsprüngen eingehen kann, auszubilden.
Die 10A bis 10D sind Ansichten, die Herstellungsschritte eines Harznetzes 20 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Als erster in 10A veranschaulichter Schritt wird eine Polyethylenbahn 21 mit einer Dicke von 2 mm gestanzt, um rechteckige Löcher 22 mit den Maßen 10 mm × 20 mm auszubilden, wobei die rechteckigen Löcher 22 in 10-mm-Abständen in Querrichtung und in 15-mm-Abständen in Längsrichtung angeordnet sind. Als zweiter in 10B veranschaulichter Schritt wird die Bahn 21 in die Richtung entlang den langen Seiten der rechteckigen Löcher 22 gezogen. Jedes der Löcher 23 der so gezogenen Bahn 21 weist einander gegenüberliegende Rippen 23a und einander gegenüberliegende Stäbe 23b auf, die senkrecht zu den Rippen 23a stehen. Als dritter in 10C veranschaulichter Schritt werden die Stababschnitte oder Stegabschnitte zwischen den Stäben 23b der Bahn 21 durch ein Paar Presselemente 24A und 24B gepresst. Das Presselement 24A umfasst vertiefte Aushöhlungen 24a, von denen jede eine bestimmte Form aufweist, und das Presselement 24B umfasst Vorsprünge 24b, die den vertieften Aushöhlungen 24a gegenüberliegen. Wie 10D zu entnehmen ist, sind die durch die Aushöhlungen 24a und die Vorsprünge 24b definierten Vorsprünge 25 auf den Stababschnitten zwischen den Stäben 23b ausgebildet.
11 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A aus 10D und zeigt ein auf diese Weise erhaltenes Harznetz 20, und 12 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B aus 10D. Die Vorsprünge 25 sind, so wie oben beschrieben, durch die Aushöhlungen 24a und die Vorsprünge 24b ausgebildet worden, und Vertiefungen 25a, die den Vorsprüngen 24b entsprechen, sind an der Rückseite des Harznetzes 20 ausgebildet. Da die Vorsprünge 25 nach dem Schritt des Ziehens ausgebildet werden, können sie ihre ursprüngliche Form beibehalten. In der Folge können die Vorsprünge 25 den vorbestimmten Widerstand beim Herausziehen aus dem Boden gewährleisten.
Da die Vorsprünge mit einer bestimmten Form auf den Stababschnitten des bodenverstärkenden Harznetzes ausgebildet sind, ist gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Widerstand des Harznetzes beim Herausziehen sehr hoch.
Nun wird ein gezogenes Produkt aus einem Harz auf Polyethylenbasis, das durch die Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten werden kann, beschrieben.
Das gezogene Produkt aus einem Harz auf Polyethylenbasis wird erhalten, indem ein Harz auf Polyethylenbasis, das aus einer linearen Ethylenhauptkette mit Seitenketten aus gesättigten Kohlenwasserstoffgruppen besteht, gezogen wird. Die Anzahl der in einem Molekül enthaltenen Seitenketten aus gesättigten Kohlenwasserstoffgruppen beträgt im Durchschnitt 0,3. In diesem Fall kann die Seitenkette an einer beliebigen Stelle der Hauptkette angeordnet sein.
[in der chemischen Formel ist R eine einwertige, gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe]
Als gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, die die Seitenkette bildet, kann eine gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit einer Anzahl an Kohlenstoffen von 1 oder mehr, vorzugsweise eine Ethylgruppe oder eine Alkylgruppe mit einer Anzahl an Kohlenstoffen im Bereich von 3 bis 10, verwendet werden. Außerdem ist ein Harz auf Polyethylenbasis, dessen Seitenkette eine auf 10 oder weniger festgelegte Anzahl an Kohlenstoffen besitzt, von Vorteil, weil das Harz leichter kristallisiert und die Reißfestigkeit desselben verstärkt wird.
Was die Kriechdehnungseigenschaften und die Festigkeit betrifft, so liegt die mittlere Anzahl von R pro Molekül vorzugsweise in einem Bereich von 0,7 oder mehr, noch bevorzugter von 1,5 oder mehr, wenn die gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe R der Seitenkette eine Ethylgruppe ist.
Ist die gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe R der Seitenkette hingegen eine Alkylgruppe mit einer Anzahl an Kohlenstoffen im Bereich von 3 bis 10, so kann die Alkylgruppe eine unverzweigte Kette oder eine mit Seitenkette sein; vorzugsweise handelt es sich jedoch um eine Alkylgruppe mit unverzweigter Kette. Was die Kriechdehnungseigenschaften und die Festigkeit betrifft, so liegt diesem Fall die mittlere Anzahl von R pro Molekül vorzugsweise in einem Bereich von 0,3 oder mehr, noch bevorzugter von 0,5 oder mehr.
Selbst wenn es sich bei der gesättigten Kohlenwasserstoffgruppe der Seitenkette um ein Gemisch aus einer Ethylgruppe und einer Alkylgruppe mit einer Anzahl an Kohlenstoffen im Bereich von 3 bis 10 handelt, ist es ausreichend, dass die Anzahl der Alkylgruppen pro Molekül in einem Bereich von 0,3 oder mehr liegt.
Außerdem nimmt die Dichte des Harzes auf Polyethylenbasis mit ansteigender Anzahl an Seitenketten ab. Dementsprechend muss der obere Grenzwert für die Anzahl an Seitenketten so festgelegt sein, dass die Dichte des Harzes auf Polyethylenbasis in einem Bereich von 0,94 g/cm³ oder mehr, insbesondere 0,95 g/cm³ oder mehr liegt.
Die Seitenkette, die aus gesättigten Kohlenwasserstoffgruppen mit einer Anzahl an Kohlenstoffen von 1 oder mehr besteht, wird durch die Copolymerisation von Ethylen und einer geringen Menge an α-Olefin, insbesondere ein α-Olefin von mit einer Anzahl an Kohlenstoffen von 3 bis 12, erhalten. Als obgenannte Seitenkette können eine unverzweigte Kette, wie beispielsweise 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Hepten, 1-Nonen, 1-Decen, 1-Undecen oder 1-Dodecen; oder ein Typ mit verzweigter Kette, wie beispielsweise 3-Methyl-1-buten, 3-Methyl-1-penten, 4-Methyl-1-penten, 4-Methyl-1-hexen oder 5-Methyl-1-hexen verwendet werden. Wie zuvor schon beschrieben wurde, besteht die in den Polyethylenmolekülen erzeugte Seitenkette vorzugsweise aus einer gesättigten Kohlenwasserstoffgruppe vom Typ mit unverzweigter Kette mit einer Anzahl an Kohlenstoffen von 3 bis 10.
Das Harz auf Polyethylenbasis enthält vorzugsweise Ruß in einer Menge von 0,11 bis 10 Gewichtsteilen, ausgehend von 100 Gewichtsteilen des Harzes auf Polyethylenbasis.
Als das in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Harz auf Polyethylenbasis kann ein Harz auf der Basis von hochdichtem Polyethylen mit einer Dichte in einem Bereich von 0,94g/cm³ oder mehr, vorzugsweise 0,95g/cm³ oder mehr, verwendet werden. Das Harz auf der Basis von hochdichtem Polyethylen kristallisiert leicht und bietet höhere Festigkeit und Elastizität. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Harzes auf der Basis von hochdichtem Polyethylen ist nicht im Besonderen eingeschränkt, liegt jedoch im Allgemeinen in einem Bereich von 100.000 bis 400.000.
Das gezogene Produkt wird durch Ziehen des oben beschriebenen Harzes auf Polyethylenbasis erhalten. In diesem Fall ist das Ziehverhältnis nicht im Besonderen eingeschränkt, liegt jedoch gegebenenfalls in einem Bereich von 3 bis 20 Mal, insbesondere 5 bis 15 Mal. Außerdem kann das Ziehen einem bekannten Ziehverfahren gemäß durchgeführt werden.
Das gezogene Produkt ist zur Verwendung als bodenverstärkendes Harznetz zur Verhinderung des Abrutschens von Füllerde oder zur Verstärkung von weichem Boden geeignet. Im Besonderen wird das gezogene Produkt vorzugsweise als Material für ein schlussendlich gezogenes Netz der oben beschriebenen Ausführungsform 1 bis 4 verwendet.
BEISPIELE
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sind die folgenden Beispiele aufgeführt.
Beispiel 1
Verwendet wurde ein Harz auf Polyethylenbasis (Dichte: 0,951 g/cm³), bestehend aus einer linearen Ethylenhauptkette mit n-Butylgruppen als Seitenketten. Die Anzahl der n-Butylketten (Seitenketten) betrug im Schnitt 1,2 pro Molekül, und die Seitenketten waren in der linearen Ethylenhauptkette gegenwärtig.
Das Harz auf Polyethylenbasis wurde durch einen Extruder zu einer Bahn extrudiert. Die erhaltene Bahn würde bei einer Temperatur von 100 °C, 100 mm/min und einem Ziehverhältnis von 7,5 Mal gezogen. Das so erhaltene gezogene Produkt wurde einem Zeitstandtest unterzogen, der bei einer Temperatur von 23 ± 2 °C und einer Feuchtigkeit von 50 ± 20 % unter einer Belastung von 62,7 kg durchgeführt wurde. Das Ergebnis ist 15 zu entnehmen.
Die Seitenkette wurde durch eine ¹³C-NMR-Vorrichtung, die von JEOL Ltd. vertrieben wird, gemessen (Messtemperatur: 130 °C; Lösungsmittel: IDCB (ortho-Dichlorbenzol)).
Beispiel 2
Das Verfahren aus Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein Harz auf Polyethylenbasis (Dichte: 0,950 g/cm³) mit Seitenketten, die aus Ethylgruppen bestanden und in einer mittleren Anzahl von 2,0 pro Molekül gegenwärtig waren, in der linearen Ethylenhauptkette eingesetzt wurde. Das erhaltene Produkt wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise einem Zeitstandtest unterzogen. Das Ergebnis ist 15 zu entnehmen.
Beispiel 3
Das Verfahren aus Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein Harz auf Polyethylenbasis (Dichte: 0,957 g/cm³) mit Seitenketten, die aus Ethylgruppen bestanden und in einer mittleren Anzahl von 1,0 pro Molekül gegenwärtig waren, in der linearen Ethylenhauptkette eingesetzt wurde. Das erhaltene Produkt wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise einem Zeitstandtest unterzogen. Das Ergebnis ist 15 zu entnehmen.
Vergleichsbeispiel
Das Verfahren aus Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein Harz auf Polyethylenbasis (Dichte: 0,958 g/cm³) mit Seitenketten, die aus Ethylgruppen bestanden und in einer mittleren Anzahl von 0,2 pro Molekül gegenwärtig waren, eingesetzt wurde. Das erhaltene Produkt wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise einem Zeitstandtest unterzogen. Das Ergebnis ist 15 zu entnehmen.
Wie aus 15 hervorgeht, beträgt die Kriechdehnung der gezogenen Produkte aus den Beispielen 1 bis 3 sogar nach 100 h 10 % oder weniger, während sich die Kriechdehnung des gezogenen Produkts aus dem Vergleichsbeispiel nach nur 10 h bereits auf über 15 % belief.
Wie oben beschrieben wurde, weist das gezogene Produkt aus Harz auf Polyethylenbasis hervorragende Kriechdehnungseigenschaften und hohe Festigkeit auf, weshalb es zur Verwendung als bodenverstärkendes Harz geeignet ist.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Einsatz bestimmter Bedingungen beschrieben wurden, dient eine derartige Beschreibung nur dem Zweck der Veranschaulichung, und es sollte sich verstehen, dass Änderungen und Variationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung vorgenommen werden können.

Claims

Gezogenes, bodenverstärkendes Harznetz, umfassend: Lochabschnitte (5, 12, 23), in einer Längsrichtung und in einer Querrichtung des Harznetzes angeordnet sind, wobei die Längsrichtung der Ziehrichtung des Netzes entspricht, von denen jeder Lochabschnitt aus einem Paar einander gegenüberliegender Längsrippen (5a, 12a, 23a) und einem Paar einander gegenüberliegender Querstäbe (5b, 12b, 23b) gebildet ist, wobei Stababschnitte zwischen den Lochabschnitten in Längsrichtung angeordnet sind; worin vorstehende Abschnitte (6, 14, 25) auf den Stababschnitten bereitgestellt sind und worin die vorstehenden Abschnitte hauptsächlich aus demselben Material wie das Harznetz hergestellt sind.
Harznetz nach Anspruch 1, worin die vorstehende Abschnitte (6, 14, 25) in der senkrecht zur Ziehebene der Lochabschnitte stehenden Richtung angeordnet sind.
Harznetz nach Anspruch 1 oder 2, worin die vorstehenden Abschnitte (6) auf den Stababschnitten (5b) durch Vibrationsschmelzen, Ultraschallschmelzen oder Heizplattenschmelzen angebracht sind.
Verfahren zur Herstellung eines bodenverstärkenden Harznetzes, umfassend die Schritte: des Stanzens einer Harzbahn zur Bildung von Lochabschnitten (2), die in einer Längsrichtung und in einer Querrichtung des Harznetzes angeordnet sind; des Ziehens der Harzbahn mit den Lochabschnitten in eine einachsige Richtung, die der Längsrichtung entspricht, zur Ausbildung von länglichen Lochabschnitten (5), von denen jeder ein Paar einander gegenüberliegender Längsrippen (5a) und ein Paar einander gegenüberliegender Querstäbe (5b) aufweist; und des Befestigens der vorstehenden Abschnitte (6), die hauptsächlich aus demselben Material wie das Harznetz hergestellt sind, auf den Stababschnitten durch Vibrationsschmelzen, Ultraschallschmelzen oder Heizplattenschmelzen.
Verfahren zur Herstellung eines bodenverstärkenden Harznetzes nach Anspruch 4, worin die vorstehenden Abschnitte (6) auf den Stababschnitten (5b) in der senkrecht zur Ziehebene der Lochabschnitte stehenden Richtung angebracht sind.
Verfahren zur Herstellung eines bodenverstärkenden Harznetzes, umfassend die Schritte: des Stanzens einer Harzbahn zur Bildung von Lochabschnitten (12), die in einer Längsrichtung und in einer Querrichtung des Harznetzes angeordnet sind, und des gleichzeitigen Ausbildens einer Vielzahl von Vorsprüngen (14) in spezifischen Abständen auf den Stababschnitten zwischen den Lochabschnitten in der Querrichtung durch Pressen; und des Ziehens der Harzbahn mit den Lochabschnitten in die Längsrichtung zur Ausbildung von länglichen Lochabschnitten, von denen jeder ein Paar einander gegenüberliegender Längsrippen (12a) und ein Paar einander gegenüberliegender Querstäbe (12b) aufweist, wodurch eine Vielzahl von Vorsprüngen (14) auf den Stababschnitten der gezogenen Bahn gebildet werden.
Verfahren zur Herstellung eines bodenverstärkenden Harznetzes nach Anspruch 6, worin die Vorsprünge (14) zwischen den länglichen Lochabschnitten (12) in der Längsrichtung ausgebildet sind.
Verfahren zur Herstellung eines bodenverstärkenden Harznetzes, umfassend die Schritte: des Stanzens einer korrosionsfesten Harzbahn zur Bildung von Lochabschnitten (22), die regelmäßig in einer Längsrichtung und in einer Querrichtung des Harznetzes angeordnet sind; des Ziehens der Harzbahn mit den Lochabschnitten in eine einachsige Richtung, die der Längsrichtung entspricht, zur Ausbildung von länglichen Lochabschnitten (23), von denen jeder ein Paar einander gegenüberliegender Längsrippen (23a) und ein Paar einander gegenüberliegender Querstäbe (23b) aufweist; und des Ausbildens von Vorsprüngen (25) auf den Stababschnitten der gezogenen Bahn durch Pressen.
Verfahren zur Herstellung eines bodenverstärkenden Harznetzes nach Anspruch 8, worin die Vorsprünge (25) auf den Stababschnitten zwischen den länglichen Lochabschnitten (23) ausgebildet sind.
Verfahren zur Herstellung eines bodenverstärkenden Harznetzes nach Anspruch 8 oder 9, worin die Harzbahn eine Polyethylenbahn oder eine Polypropylenbahn ist.
Gezogenes, bodenverstärkendes Harznetz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend ein gezogenes Produkt aus einem Harz auf Polyethylenbasis, das durch Ziehen eines Harzes auf Polyethylenbasis, bestehend aus einer linearen Ethylenhauptkette mit (durchschnittlich) 0,3 oder mehr gesättigten Kohlenwasserstoffgruppen als Seitenketten in einem Molekül, erhalten wird.
Bodenverstärkendes Harznetz nach Anspruch 11, worin die gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe-Seitenkette der linearen Ethylenhauptkette eine Kohlenstoffanzahl von 1 oder mehr aufweist.
Bodenverstärkendes Harznetz nach Anspruch 11, worin die Kohlenstoffanzahl der gesättigten Kohlenwasserstoffgruppe der Seitenkette in einem Bereich von 3 bis 10 liegt.
Bodenverstärkendes Harznetz nach Anspruch 11, worin die gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe der Seitenkette eine Ethylgruppe ist und die mittlere Anzahl der Ethylgruppen in einem Molekül 0,7 oder mehr beträgt.
Bodenverstärkendes Harznetz nach einem der Ansprüche 11 bis 14, worin die Dichte des Harzes auf Polyethylenbasis 0,94 g/cm³ oder mehr beträgt.
Bodenverstärkendes Harznetz nach einem der Ansprüche 11 bis 15, worin das Harz auf Polyethylenbasis durch die Copolymerisation von Ethylen und α-Olefin mit der Kohlenstoffanzahl in einem Bereich von 3 bis 12 erhalten wird.
Bodenverstärkendes Harznetz nach einem der Ansprüche 11 bis 16, worin das gezogene Produkt Ruß in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen, ausgehend von 100 Gewichtsteilen des Harzes auf Polyethylenbasis, enthält.
Verfahren zur Herstellung eines bodenverstärkenden Harznetzes nach einem der Ansprüche 4 bis 10, worin das Harz ein Harz auf Polyethylenbasis ist, das aus einer linearen Ethylenhauptkette mit (durchschnittlich) 0,3 oder mehr gesättigten Kohlenwasserstoffgruppen als Seitenketten in einem Molekül besteht.
Verfahren nach Anspruch 18, worin die gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe-Seitenkette der linearen Ethylenhauptkette eine Kohlenstoffanzahl von 1 oder mehr aufweist.
Verfahren nach Anspruch 18, worin die Kohlenstoffanzahl der gesättigten Kohlenwasserstoffgruppe der Seitenkette in einem Bereich von 3 bis 10 liegt.
Verfahren nach Anspruch 18, worin die gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe der Seitenkette eine Ethylgruppe ist und die mittlere Anzahl der Ethylgruppen in einem Molekül 0,7 oder mehr beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, worin die Dichte des Harzes auf Polyethylenbasis 0,94 g/cm³ oder mehr beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, worin das Harz auf Polyethylenbasis durch die Copolymerisation von Ethylen und α-Olefin mit der Kohlenstoffanzahl in einem Bereich von 3 bis 12 erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, worin das Harz auf Polyethylenbasis Ruß in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen, ausgehend von 100 Gewichtsteilen des Harzes auf Polyethylenbasis, enthält.