EP1424418A1 - Strukturierte Geotextilien und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Strukturierte Geotextilien und Verfahren zu deren Herstellung Download PDF

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EP1424418A1
EP1424418A1 EP02026438A EP02026438A EP1424418A1 EP 1424418 A1 EP1424418 A1 EP 1424418A1 EP 02026438 A EP02026438 A EP 02026438A EP 02026438 A EP02026438 A EP 02026438A EP 1424418 A1 EP1424418 A1 EP 1424418A1
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EP
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structured
geotextiles
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nonwovens
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Withdrawn
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EP02026438A
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Uwe Bornmann
Albert Mittermayr
Alois Punkenhofer
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Polyfelt GmbH
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Polyfelt GmbH
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    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
    • D04H3/10—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between yarns or filaments made mechanically
    • D04H3/11—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between yarns or filaments made mechanically by fluid jet
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    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/005—Synthetic yarns or filaments
    • D04H3/007—Addition polymers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/02—Retaining or protecting walls
    • E02D29/0225—Retaining or protecting walls comprising retention means in the backfill
    • E02D29/0241—Retaining or protecting walls comprising retention means in the backfill the retention means being reinforced earth elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2300/00—Materials
    • E02D2300/0085—Geotextiles

Definitions

  • the invention relates to structured geotextiles and methods for their Manufactured by hydrodynamic consolidation processes.
  • Structured geotextiles are used in a variety of applications used. For example, structured geotextiles become targeted and directed drainage of water, especially surface water, for example in embankments, dikes, slopes, in road construction and the like used.
  • the object of the invention was to provide structured geotextiles, which have improved properties, particularly with regard to Water permeability in defined areas both on the geotextile level, as well as vertical to the surface of the geotextile. It was also the task of Invention defines a method and an apparatus for manufacturing such to provide structured geotextiles.
  • the invention therefore relates to structured geotextiles, thereby characterized that the defined structuring through targeted hydrodynamic consolidation process is produced.
  • Another object of the invention is a method for manufacturing structured geotextiles, characterized in that in one hydrodynamic solidification processes defined capillaries the same Diameter, however, with different distances for the production of differently consolidated geotextiles are used in some areas.
  • Methods for the hydrodynamic consolidation of nonwovens are, for example from EP-A 0 896 080, EP-A 101 064, EP-A 0 900 295, EP-A 0967 315, EP-A 0859 076, EP-A 0 841 424, EP 0 727 517 and EP-A 0 751 249 known.
  • nonwovens can be protected Way by flowing out of a nozzle bar
  • Water curtain can be solidified from water jets.
  • the intensity the solidification is essentially the distance from the nozzle bar, or whose holes depending on the water jet emerging. The bigger the Distance of the water jets, the less the matting and the higher the Water permeability of the fleece.
  • Structured geotextiles can be produced by a defined arrangement of the spacing of the water jet nozzles. For example, regular sequences of water jet nozzles with a large distance and water jet nozzles with a small distance can be used to produce regularly structured geotextiles. In the area in which the geotextile is solidified by water jets at a large distance, the solidification is less, the geotextile remains more voluminous and loose. In those areas in which the geotextile is consolidated by water jets with a short distance, the geotextile is strongly consolidated, it becomes flat and firm.
  • the distance of the water jet nozzles can be used for strong flat consolidation be between 0.5 - 0.7 mm, for loose voluminous hardening 1.5 - 3.5 mm.
  • the Distances of the capillaries can be chosen, also depending on the requirement Intermediate values are possible.
  • the capillaries can also be arranged in two or more rows
  • the fleece to be consolidated can consist of staple or continuous fibers.
  • the fibers preferably consist of plastics, such as, for example Polypropylene, polyethylene, polyamide, polyester or mixtures the same.
  • nonwovens can also have bicomponent fibers or consist entirely of such fibers.
  • the nonwovens can also contain parts of natural fibers such as cellulose, hemp, sisal, coconut, kenaf and the like.
  • the fibers can each have different textures and / or Have fiber cross sections.
  • two or more unconsolidated or pre-consolidated nonwovens are placed on top of one another and then, as described, consolidated differently by the hydrodynamic consolidation process using different capillary diameters of the water jet nozzles, so that structured composite nonwovens are formed.
  • the individual fleeces can have different compositions.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft strukturierte Geotextilien und Verfahren zu deren Herstellung durch hydrodynamische Verfestigungsverfahren

Description

Die Erfindung betrifft strukturierte Geotextilien und Verfahren zu deren Herstellung durch hydrodynamische Verfestigungsverfahren.
Strukturierte Geotextilien werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. So werden strukturierte Geotextilien beispielsweise zur gezielten und gelenkten Ableitung von Wasser, insbesondere Oberflächenwasser, beispielsweise in Böschungen, Deichen, Abhängen, im Straßenbau und dergleichen eingesetzt.
Aufgabe der Erfindung war es definiert strukturierte Geotextilien bereitzustellen, die verbesserte Eigenschaften aufweisen, insbesondere in Hinblick auf Wasserdurchlässigkeit in definierten Bereichen sowohl in der Geotextilebene, als auch vertikal zur Oberfläche des Geotextils. Ferner war es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung derart definiert strukturierter Geotextilien bereitzustellen.
Gegenstand der Erfindung sind daher strukturierte Geotextilien, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Strukturierung durch gezielte hydrodynamische Verfestigungsverfahren hergestellt wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung strukturierter Geotextilien, dadurch gekennzeichnet, dass in einem hydrodynamischen Verfestigungsverfahren definiert Kapillaren gleichen Durchmessers jedoch mit unterschiedlichen Abständen zur Herstellung von bereichsweise unterschiedlich verfestigten Geotextilien verwendet werden.
Verfahren zur hydrodynamischen Verfestigung von Vliesen sind beispielsweise aus der EP -A 0 896 080, EP-A 101 064, EP-A 0 900 295, EP - A 0967 315, EP-A 0859 076, EP-A 0 841 424, EP 0 727 517 und der EP - A 0 751 249 bekannt.
Durch hydrodynamische Verfestigungsverfahren können Vliese auf schonende Weise durch Durchströmen von aus einem Düsenbalken austretenden Wasservorhang aus Wasserstrahlen verfestigt werden. Insbesondere wird dadurch eine ausgesprochen gleichmäßige Verfestigung erzielt. Die Intensität der Verfestigung ist wesentlich vom Abstand der aus dem Düsenbalken, bzw. dessen Bohrungen austretenden Wasserstrahls abhängig. Je größer der Abstand der Wasserstrahlen, desto geringer die Verfilzung und höher damit die Wasserdurchlässigkeit des Vlieses.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen zur Herstellung strukturierter Geotextilien durch hydrodynamische Verfestigung Wasserstrahlen mit unterschiedlichem Abstand zu verwenden.
Dabei können durch definierte Anordnung der Abstände der Wasserstrahldüsen definiert strukturierte Geotextilien hergestellt werden.
So können beispielsweise durch regelmäßige Abfolgen von Wasserstrahldüsen mit großem Abstand und Wasserstrahldüsen mit geringem Abstand regelmäßig strukturierte Geotextilien hergestellt werden. Im jenem Bereich, in dem das Geotextil durch Wasserstrahlen mit großem Abstand verfestigt wird, ist die Verfestigung geringer, das Geotextil bleibt voluminöser und locker.
In jenen Bereichen, in denen das Geotextil durch Wasserstrahlen mit geringem Abstand verfestigt wird, wird das Geotextil stark verfestigt, es wird flach und fest.
Dementsprechend können durch bewusste Anordnung von Düsen unterschiedlichen Abstandes im Düsenbalken bewusst unterschiedlich verfestigte und strukturierte Geotextilien herzustellen.
Der Abstand der Wasserstrahldüsen kann für starke flache Verfestigung zwischen 0,5 - 0,7 mm betragen, für lockere voluminöse Verfestigung 1,5 - 3,5 mm betragen.
Je nach dem gewünschten Verfestigungsgrad können dementsprechend die Abstände der Kapillaren gewählt werden, wobei auch je nach Erfordernis Zwischenwerte möglich sind. Für die Realisierung sehr enger Abstände können die Kapillaren auch in zwei oder mehreren Reihen angeordnet werden
Das zu verfestigende Vlies kann aus Stapel- oder Endlosfasern bestehen. Vorzugsweise bestehen die Fasern aus Kunststoffen, wie beispielsweise Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, Polyester oder aus Mischungen derselben.
Ferner können die Vliese auch Bikomponentenfasern aufweisen oder zur Gänze aus derartigen Fasern bestehen.
Die Vliese können aber auch Anteile an natürlichen Fasern wie Cellulose, Hanf, Sisal, Kokos, Kenaf und dergleichen enthalten.
Die Fasern können jeweils unterschiedliche Texturen und/oder Faserquerschnitte aufweisen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können auch mehrere Vliese durch miteinander verbunden und strukturiert verfestigt werden.
Dazu werden 2 oder mehrere unverfestigte oder vorfestigte Vliese übereinander abgelegt und anschließend wie beschrieben durch das hydrodynamische Verfestigungsverfahren unter Verwendung unterschiedlicher Kapillardurchmesser der Wasserstrahldüsen unterschiedlich verfestigt, sodass strukturierte Verbundvliese entstehen.
Die einzelnen Vliese können unterschiedlicher Zusammensetzung sein.
Beispiel:
Spinnvlies hergestellt aus Polypropylenfilamenten, verfestigt durch Wasserstrahlen mit einem Abstand von 0,6 mm, wobei das Vlies jeweils einmal von der Oberseite und Unterseite verfestigt wurde.
Dicke des Geotextils nach EN 964-1, 2 kPa, [mm] 1,8
Wasserdurchlässigkeit in der Geotextilebene EN ISO 12958 20 kPa, i=1, [l/ms] 5,0 *10-3
Wasserdurchlässigkeit senkrecht zur Ebene EN ISO 11058, VI H50, [m/s] 5,2 *10-2
Spinnvlies hergestellt aus Polypropylenfilamenten, verfestigt durch Wasserstrahlen mit einem Abstand von 1,5 mm, wobei das Vlies jeweils einmal von der Oberseite und Unterseite verfestigt wurde.
Dicke des Geotextils nach EN 964-1, 2 kPa, [mm] 2,4
Wasserdurchlässigkeit in der Geotextilebene EN ISO 12958 20 kPa, i=1, [l/ms] 9,0 *10-3
Wasserdurchlässigkeit senkrecht zur Ebene EN ISO 11058, VI H50, [m/s] 1,0 *10-1
Spinnvlies hergestellt aus Polypropylenfilamenten, verfestigt durch Wasserstrahlen mit einem Abstand von 2,5 mm, wobei das Vlies jeweils einmal von der Oberseite und Unterseite verfestigt wurde.
Dicke des Geotextils nach EN 964-1, 2 kPa, [mm] 3,0
Wasserdurchlässigkeit in der Geotextilebene EN ISO 12958 20 kPa, i=1, [l/ms] 1,2 *10-2
Wasserdurchlässigkeit senkrecht zur Ebene EN ISO 11058, VI H50, [m/s] 1,5 *10-1

Claims (9)

  1. Strukturierte Geotextilien, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Strukturierung durch gezielte hydrodynamische Verfestigungsverfahren hergestellt wird.
  2. Strukturierte Geotextilien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gezielte Verfestigung durch Anwendung von Wasserstrahldüsen mit unterschiedlichen Abständen erfolgt.
  3. Strukturierte Geotextilien nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Vliese durch gezielte Verfestigung durch Anwendung von Wasserstrahldüsen mit unterschiedlichen Abständen verfestigt werden.
  4. Strukturierte Geotextilien nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturiert zu verfestigenden Vliese aus Fasern aus die zu verbindenden Vliese aus Kunststoffen, wie Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, oder Polyester oder Mischungen derselben bestehen.
  5. Strukturierte Geotextilien nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zu strukturiert zu verfestigende Vlies bzw. die strukturiert zu verbindenden Vliese aus Bikomponentenfasern bestehen oder diese enthalten.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass das/die Vlies(e) zusätzlich natürliche Fasern enthalten.
  7. Verfahren zur Herstellung strukturierter Geotextilien, dadurch gekennzeichnet, dass in einem hydrodynamischen Verfestigungsverfahren definiert Kapillaren mit unterschiedlichen Abständen zur Herstellung von bereichsweise unterschiedlich verfestigten Geotextilien verwendet werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer lockeren voluminösen Verfestigung ein Düsenabstand von 1,5 -3,5 mm und zur festen flachen Verfestigung ein Abstand von 0,5 bis 0,7 gewählt wird.
  9. Verwendung der Geotextilien nach einem der Ansprüche 1 - 6 zur gezielten und gelenkten Ableitung von Wasser, insbesondere Oberflächenwasser, beispielsweise in Böschungen, Deichen, Abhängen, im Straßenbau und dergleichen.
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