CN103866772B - 用于土工应用的补强产品和该补强产品的制造方法及用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于土工应用的补强产品(1)和该补强产品的制造方法及用途，该补强产品(1)具有由塑料材料制成的网状结构(2)，该网状结构(2)包括：多个第一元件(3)和多个第二元件(4)，所述多个第一元件(3)和所述多个第二元件(4)在多个接合区域(5)处连接以形成网状结构(2)的多个网孔；所述第二元件沿其延伸方向被拉伸并且呈现具有沿拉伸方向取向的分子链的结构，使得沿所述第二元件的、包括两个或更多个连续的接合区域的延伸区段，形成所述第二元件的聚合物的结晶度变化小于8％。

Description

用于土工应用的补强产品和该补强产品的制造方法及用途

技术领域

本发明涉及一种用于土工应用的补强产品，其适用于补强地形构造(terrain)。本发明还描述了该补强产品的制造方法和用途。例如本发明的补强元件适用于补强天然的和人造的结构。具体地，应用的实例包括需要加固和/或补强的天然斜坡、绿化墙、块砌墙(block wall)、人造墙、岩石外缘的覆盖物、滑坡的安全防护。

背景技术

如已知那样，在市场上可以获得用于补强、保持和稳定和/或加固地形构造的网状结构，其旨在防止滑坡和/或为了确保地形构造较大的稳定性，包括在诸如地震、洪水或其他自然灾害面前。

已知的技术方案包括使用补强网，该补强网利用金属丝网实现或彼此联接而实现网状结构。网状结构被插入至或施加于地形构造或待补强的斜坡。尽管这些技术方案在过去已经被广泛的应用，但存在大量的与制造成本、编制工艺的困难性或金属丝的联接问题、以及因此涉及实现网状结构的复杂性有关的缺点，也存在与成品结构性能和成品抗腐蚀剂能力有关的缺点。

由诸如高密度聚乙烯(HDPE)之类的塑料材料制成的网栅已经与已描述的技术方案一起广泛的使用于土工应用。

由塑料材料制成的网状结构的第一实例包括通过挤出成形实现的具有等截面的单面板(monoplanar slab)，产品以单件的形式由该单面板获得，随后使用热加工或冷加工对板状形式的半成品工件进行打孔，以产生多个通孔。由此形成的打孔板实际上是单面网状结构，在该单面网状结构中在接合点或节点处相互交叉地纵向元件和横向元件能够被肉眼识别，考虑到打孔板的成形方法，形成纵向元件的材料是难以区别的并且是与形成横向元件的材料通用的。

然后采用单向拉伸或双向拉伸对网状结构进行拉伸，从而获得了拉伸的网状结构。元件的拉伸能够使结构相对于非拉伸网具有较大的牵引阻力。此外，在工件中产生的孔能够减小工件的重量并且因而减小工件的成本。

然而，由于节点的存在，特别地，由于在节点的附近，材料提供最大拉伸阻力，并且不会受到或不均匀地受到拉伸作用——拉伸作用至少部分地牺牲所述的造成牵引阻力增大的分子取向的均匀性——因此拉伸作用使已描述的产品在聚合物链的布置上呈现一定的空间不连续性。换言之，在拉伸之后，获得了这样的产品：该产品由显著地被拉伸因而具有高比牵引阻力的区域以及未被拉伸或最低程度地被拉伸因而具有低比牵引阻力的区域交替地构成。这种不连续性代表了产品的薄弱环节，特别是与经过长时间段后产品经受负载的能力相关的薄弱环节。

由塑料材料制成的网状结构的第二实例包括对于彼此间隔的一系列第一元件和同样彼此间隔的一系列第二元件的挤出。第一元件与第二元件被接合以通过刚形成的第一元件和第一元件上的第二元件来限定单件网栅。换言之，一系列第一纵向元件与一系列第二横向元件共挤出以基本上限定单件网栅，在单件网栅的接合节点处，第一网栅元件与第二网栅元件的材料共渗(co-penetrate)。在单件网栅形成之后，共挤出的网栅受到单向或双向的拉伸。如上文描述的，拉伸的步骤能够提高沿某一方向的结构阻力。该产品的形成使得产品能够足以作为稳定元件或保持元件。

描述的塑料网状结构是化学惰性的并且具有沿很高的沿拉伸元件方向的牵引阻力，并且由此确保网状结构是经济的并具有用于如上文描述的土工应用的机械特性。

而且，散布在构成网状结构的元件上而存在的开口使地形结构能够插入，确保了补强的合成材料的形成。在实践中，由于网状结构能够获得刚性和稳定性、吸收压力并在土壤补强物质中重新分配压力、决定性地确保较大的静态阻力和较大的动态阻力，所以具有上述网状结构的补强地形构造呈现了提高的结构性能。

尽管所描述的产品由于其机械性能、化学惰性的能力、并可能具有相对经济的成本，已经相当的成功，但拉伸作用不能在整个产品上均匀的分布，产品在节点处具有很弱的分子取向。实际上，在构成网状结构的元件之间的交叉处的材料高度集中，在该交叉处第一元件的材料与第二元件的材料强烈地共渗，形成在拉伸时相对于元件的中心区域不良地屈服于拉伸的区域：因而拉伸作用基本上集中在具有节点区域的后续不良结晶的连续节点之间的中间延长元件的区域中。拉伸和结晶的非均匀性导致对牵引力的非最优的阻力。因此，不可能充分地利用由网栅构成的材料的机械特性。

最后，存在塑料网产品的第三类型，在该塑料网产品中第一元件和第二元件分别得以实现。第一元件或第二元件被拉伸，并且仅在拉伸之后例如通过粘合剂将第一元件与第二元件连接从而形成网状结构。尽管以上述方法获得的结构能够被很好地控制，但为了完成产品仍需要引进具有对制造成本有显著影响的独立的装配步骤。

发明内容

因此本发明的目的是消除上述方案中的一个或者更多个缺陷和限制。

本发明的第一目的是获得用于补强地形构造并具有高机械阻力和结构均匀性的网状结构。

本发明的另一个目的是实现具有相对于当前市场上的塑料整体网状结构重量较小的网产品。

本发明的又一个目的是获得用于土工应用的能够易于应用并适用于地形的任何内部布置和表面的网状产品。

本发明的再一个目的是获得一种产品，由于该产品固有的挠性，该产品能够设置在多个层而不失去结构的连续性，包括在低温环境情况下。

本发明另外的目的是提供一种基本上能够确保高阻力的网产品，包括在一个或更多个元件破损的情况下。

通过根据一个或更多个所附的权利要求的补强产品，可以基本上达到在以下描述的进程期间更好地显现的一个或更多个上述目的。

下面将描述本发明的一些方面。

在第一方面中，提供一种用于土工应用的补强产品，该补强产品具有由塑料材料制成的网状结构，该网状结构包括：彼此间隔开的多个第一元件；彼此间隔开的多个第二元件，所述多个第二元件基本上沿所述第一元件的横向方向扩展，并且所述多个第二元件在多个接合区域处与所述第一元件连接以形成网状结构的多个网孔，其中，在形成并与所述第一元件连接之后，至少所述第二元件沿其延伸方向被拉伸并呈现具有沿拉伸方向取向的分子链的结构，所述拉伸的第二元件沿其延伸方向呈现出在位于两个连续的接合区域之间的中间点与位于接合区域处的点之间的小于8％的聚合物结晶度变化。

在根据第一方面的第二方面中，位于两个连续的接合区域之间的中间点与位于接合区域处的点之间的结晶度变化小于5％。

在根据第一方面的第三方面中，位于两个连续的接合区域之间的中间点与位于接合区域处的点之间的结晶度变化小于3％。

在根据前述方面中的任一个的第四方面中，结晶度按照下文所描述的方法测量：温控准确度为±0.2K、精密度为0.02K的梅特勒-托利多DSC分析仪器(DSC Mettler Toledoanalytic instrument)。分析方法包括：以10℃/min的加热斜率将10毫克(mg)的样品从25℃加热至180℃(对于高密度聚乙烯(HDPE))或从25℃加热至230℃(对于聚丙烯(PP))，随后以相同的梯度冷却并且随后使用相同的导数加热。执行两个后续的操作是为了核实分析是否被正确地执行。在可测量结晶度的横截面处从元件(例如第一元件和/或第二元件)中取出10毫克(mg)的样品。还需要指出的是，为了测量本说明书中和权利要求中相关的结晶度的值，材料样品必须从元件的每个横截面的中心区域处采集，以防止边界条件产生影响；中心区域基本上在材料样品横截面的边缘之内、位于距边缘基本上等于样品横截面的厚度的一半的位置处。在第一元件和第二元件具有关于一个或更多个对称轴对称的完整横截面(例如圆、矩形、正方形)的情况下，样品点定位在对称轴上或对称中心处。从DSC分析中可获得焓变，焓变涉及被测样品的熔融步骤；该值与在实验室中获得的100％结晶的高密度聚乙烯(HDPE或聚丙烯(PP))的熔融焓值(理论上的值)之比给出了被测样品的结晶度的百分比。

在根据前述方面中的任一个的第五方面中，第二元件由拉伸的塑料材料形成，该拉伸的塑料材料沿第二元件的包括两个或更多个连续的接合区域的延伸区段具有小于8％的结晶度变化。

在根据前述方面中的任一个的第六方面中，第二元件由拉伸的塑料材料形成，该拉伸的塑料材料沿第二元件的包括两个或更多个连续的接合区域的延伸区段具有小于5％的结晶度变化。

在根据前述方面中的任一个的第七方面中，第二元件由拉伸的塑料材料形成，该拉伸的塑料材料沿第二元件的包括两个或更多个连续的接合区域的延伸区段具有小于3％的结晶度变化。

在根据前述方面中的任一个的第八方面中，形成第二元件的聚合物的平均结晶度大于55％，形成第二元件的聚合物的平均结晶度大于形成第一元件的聚合物的平均结晶度。

在根据前述方面中的任一个的第九方面中，形成第二元件的聚合物的平均结晶度大于60％，形成第二元件的聚合物的平均结晶度大于形成第一元件的聚合物的平均结晶度。

在根据前述方面中的任一个的第十方面中，形成第二元件的聚合物的平均结晶度大于63％，形成第二元件的聚合物的平均结晶度大于形成第一元件的聚合物的平均结晶度。

在根据前述方面中的任一个的第十一方面中，拉伸的元件呈现的在拉伸的元件的横向上测量的宽度沿各相应的延伸方向基本上是恒定的。

在根据前述方面中的任一个的第十二方面中，第二元件(4)沿各相应的延伸方向呈现基本上恒定的横截面积。

在根据前述方面中的任一个的第十三方面中，第一元件至少在接合区域处位于第一元件的主延伸表面上并在接合区域处穿过第一元件的厚度的中心区域。

在根据前述方面中的任一个的第十四方面中，第二元件位于第二元件的主延伸表面上并在接合区域处穿过第二元件的厚度的中心区域。

在根据前述方面中的任一个的第十五方面中，第一元件的主延伸表面与第二元件的主延伸的表面不同。

在根据第十三方面或第十四方面或第十五方面的第十六方面中，第一元件的主延伸表面是平面。

在根据第十四方面或第十五方面或第十六方面的第十七方面中，第二元件的主延伸表面是平面。

在根据前述方面的第十八方面中，由第一元件的主延伸表面限定的平面与由第二元件的主延伸表面限定的平面平行且分隔开(明显地参照产品被拉伸的情况)。

在根据第十三方面至第十八方面中任一个的第十九方面中，网状结构基本上为通过将第一元件和第二元件叠置而限定的三维结构。

在根据前述方面中的任一个的第二十方面中，第一元件(3)和第二元件(4)在接合区域处限定互连表面。

在根据前述方面中的任一个的第二十一方面中，互连表面的在与拉伸方向垂直的方向上的延伸量与第二元件的同样沿所述垂直方向测量的宽度之间的比值小于0.4。

在根据第二十方面或第二十一方面的第二十二方面中，互连表面的在与拉伸方向垂直的方向上的延伸量与第二元件的同样沿所述垂直方向测量的宽度之间的比值小于0.3。

在根据前述方面中的任一个的第二十三方面中，互连表面的在与拉伸方向垂直的方向上的延伸量与第二元件的同样沿所述垂直方向测量的宽度之间的比值小于0.2。

在根据前述方面中的任一个的第二十四方面中，第二元件呈现以下拉伸比，该拉伸比定义为第二元件被拉伸后的最终长度与第二元件在拉伸作用之前的初始长度之间的比值，该比值大于3。

在根据前述方面的第二十五方面中，第二元件的拉伸比在3与10之间。

在根据前述方面的第二十六方面中，第二元件的拉伸比在4与8之间。

在根据前述方面中的任一个的第二十七方面中，拉伸的第二元件在两个连续的接合区域之间的中间横截面处呈现的比拉伸(specific stretching)与拉伸的第二元件在接合区域中的横截面的比拉伸相比不大于10％。

在根据前述方面中的任一个的第二十八方面中，第一元件(3)呈现以下拉伸比，该拉伸比定义为第一元件(3)被拉伸后的最终长度与第一元件(3)在拉伸作用之前的初始长度之间的比值，该比值比第二元件的拉伸比小。

在根据前述方面的第二十九方面中，第一元件的拉伸比在1与1.5之间。

在根据前述方面的第三十方面中，第一元件不经受拉伸作用。

在根据前述方面中的任一个的第三十一方面中，第一元件和第二元件包括至少一种选自下列材料的材料：高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)。

在根据前述方面中的任一个的第三十二方面中，第一元件由实现第二元件的一个或更多个材料中的一个或更多个不同材料实现。

在根据前述方面中的任一个的第三十三方面中，第一元件呈现面积大于20mm²的横截面。

在根据前述方面中的任一个的第三十四方面中，第一元件呈现面积大于30mm²的横截面。

在根据前述方面中的任一个的第三十五方面中，第二元件呈现面积大于10mm²的横截面。

在根据前述方面中的任一个的第三十六方面中，第二元件呈现面积大于12mm²的横截面。

在根据前述方面中的任一个的第三十七方面中，第一元件呈现的横截面的面积为第二元件的横截面面积的至少两倍。

在根据前述方面中的任一个的第三十八方面中，第一元件呈现的横截面的面积为第二元件的横截面面积的至少2.5倍。

在根据前述方面中的任一个的第三十九方面中，网状结构呈现大于200克每平方米(g per m²)、可选地在400克每平方米(g per m²)至1200克每平方米(g per m²)之间的比重。

在根据前述方面中的任一个的第四十方面中，网状结构呈现沿拉伸的元件的比牵引阻力(specific resistance to traction)，该比牵引阻力大于20KN/m，该比牵引阻力通过说明书中提出的方法进行测量。

在根据前述方面中的任一个的第四十一方面中，网状结构呈现沿拉伸的元件的比牵引阻力，该比牵引阻力在20与200KN/m之间，该比牵引阻力通过说明书中提出的方法进行测量。

在根据前述方面中的任一个的第四十二方面中，网状结构呈现沿拉伸的元件的比牵引阻力，该比牵引阻力在60与200KN/m之间，该比牵引阻力通过说明书中提出的方法进行测量。

在根据前述方面中的任一个的第四十三方面中，第一元件与第二元件基本上彼此垂直。

在根据前述方面中的任一个的第四十四方面中，第一元件和/或第二元件通过挤出和后续拉伸来获得。

在根据前述方面中的任一个的第四十五方面中，第一元件和第二元件呈现完整的横截面。

在根据前述方面中的任一个的第四十六方面中，第一元件和第二元件呈现大致丝状。

第四十七方面涉及实现根据前述方面中的任一个所述的产品的方法，包括以下步骤：连续地形成彼此间隔开并且与前进方向平行的多个第一元件，连续地形成彼此间隔开并且与前进方向呈横向的多个第二元件，在接合区域处连接第一元件和第二元件以形成整体式网状结构，以及在连接步骤之后，沿第二元件的延伸方向拉伸网状结构，并且实现其沿第二元件基本上均匀的单位长度的比拉伸。

在根据前述方面的第四十八方面中，两个连续的接合区域之间的中间横截面处的比拉伸与第二元件的接合区域处的横截面的比拉伸相比不大于10％。

在根据方面47或48的第四十九方面中，拉伸的第二元件在两个连续的接合区域之间的中间点与位于接合区域处的点之间呈现小于8％的结晶度变化。

在根据前述方面的第五十方面中，拉伸的第二元件在两个连续的接合区域之间的中间点与位于接合区域处的点之间呈现小于5％的结晶度变化。

在根据方面49或50的第五十一方面中，拉伸的第二元件在两个连续的接合区域之间的中间点与位于接合区域处的点之间呈现小于3％的结晶度变化。

在根据方面49或51的第五十二方面中，拉伸的第二元件呈现有序的分子结构并且沿拉伸的第二元件的、包括两个或更多个连续的接合区域的延伸区段进一步呈现小于8％的结晶度变化。

在根据前述方面的第五十三方面中，拉伸的第二元件呈现有序的分子结构并且沿拉伸的第二元件的、包括两个或更多个连续的接合区域的延伸区段进一步呈现小于5％的结晶度变化。

在根据方面52或53的第五十四方面中，拉伸的第二元件呈现有序的分子结构并且沿拉伸的第二元件的、包括两个或更多个连续的接合区域的延伸区段进一步呈现小于3％的结晶度变化。

在根据从方面47至54中的任一个的第五十五方面中，连接的步骤替代性地包括：

a)产生被指定用于第一元件与第二元件之间的接触的表面的局部加热，在接合区域处形成第一元件与第二元件之间的基本上表面性的接合；或

b)使第一元件和第二元件中的至少一个达到软化温度并且在基本上不与另一元件的材料发生共渗的情况下实现表面结合；或

c)实现由第一元件与第二元件之间的小面积的连接所限定的约束(constraint)；或

d)将点a)中描述的方法与点c)中描述的方法结合；或

e)将点b)中描述的方法与点c)中描述的技术相结合。

在根据前述方面中的任一个的第56方面中，拉伸的第二元件限定了定位成彼此直接地相邻的多个拉伸的第二元件，所述多个拉伸的第二元件中的每个均由结晶度变化最小的聚合物形成；在实践中，在位于两个连续的接合区域(5)之间的中间点(4a)与位于接合区域处的点之间，所述多个拉伸的第二元件中的每个的结晶度的变化率小于8％，特别地小于5％，更特别地小于3％。实际上，基本上所有第二元件的结晶度的变化都遵照上述规则，以限定结晶度沿第二元件方向基本均匀的拉伸的网状结构。

第57方面涉及一种根据前述方面中的任一个所述类型的产品、或根据前述方面中任一个所述的方法获得的产品的用途，用于天然的或人造的地形构造或结构的加固或补强。

附图说明

下文中将参照附图对本发明的一些实施方式和方面进行描述，这些附图仅作为非限制的示例提供，其中：

图1为用于获得使用已知的方法实现的网状结构的半成品工件的一部分的立体图；

图2为半成品工件在拉伸作用之后的细节。

图3为根据本发明的一方面的网产品的一部分的立体图；

图4为图3的产品的细节；

图5为沿图4的线V-V截取的放大截面图；

图5A和5B示出了可替代图5的截面的放大的截面；

图6为从图3至图5中的产品的其他细节的俯视图；

图7为根据图3至图6例如可适用于获得的网产品的半成品工件的立体图；

图8A为图7的半成品工件的截面图；

图8B、图8C和图8D为截面图，其以非限制的方式示出了对于图7和图8A中半成品工件的可能的替代实施方式。

图9为用于实现图7的半成品工件的制造方法的步骤的示意图；

图10、图11和图12示出了根据图3至图7产品的根据本发明的替代实施方式可能的制造方法的示意图；以及

图13至图15示出了根据图3至图7产品可能的用途。

具体实施方式

参照附图，1整体上指代用于土工应用的补强产品，例如用于天然斜坡的固结和/或加强、绿化墙、块砌墙、人造墙、石堤覆盖物或用于稳定滑坡。作为实例，图13-15示出了产品1的用途的一些实例，如将在下面进行描述的。

产品1包括网状结构2，该网状结构2又包括一系列的纵向地设置并彼此平行的第一元件3；第一元件3通过例如同样彼此平行的多个第二横向元件4间隔开并且相互连接。

网状结构2是整体式网栅，即，网状结构是单件并且并非是通过将各个延长元件互相粘结或编织而连接的结果，例如，由塑料材料制成的结构2可以使用下列聚合物中的一个或更多个来实现：聚乙烯、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯。特别地，可以通过相同的材料实现第一元件3和第二元件4，或可替代地，第二元件4可以由不同于第一元件的材料制成。对于第一元件3和第二元件4而言，在结构的材料上的其他变化可以是使用一个或更多个上列材料的组合。在这种情况下，也可以通过相同的材料组合实现第一元件和第二元件，或可替代地，在第一元件与第二元件之间在至少一个组成材料上存在差异。

在本说明书中，第一元件3中的每个均沿网状结构2延伸并且均由沿同一纵向线排列的多个部分形成。类似地，第二元件4沿网状结构2的宽度方向延伸并且各自由沿同一横向线排列的多个部分形成。第一元件3中的每个均在接合区域5处与多个第二元件4相交并且第二元件4中的每个均在接合区域5处与多个第一元件3相交。

网状结构2非限制地通过沿第二元件4的方向的拉伸进行处理，以获得单向拉伸的网状结构2。替代性地，拉伸作用可以沿两个互为横向的方向完成，特别是沿第一元件3和第二元件4的方向完成以获得双向拉伸的网状结构。

在本说明书中，非限制地参照沿第二元件4的扩展方向单向地拉伸的产品1。拉伸方法将在下文中描述。

如在附图中示出的，第一元件3和第二元件4在接合区域5处相交以形成多个网孔。定量地，两个相邻的第一元件3之间的距离在100mm与400mm之间，可选地在200mm与300mm之间。类似地，相邻的第二元件4之间的距离在5mm与30mm之间，可选地在8mm与20mm之间。网孔的尺寸随着上述距离的变化而变化，网孔可以呈现在500mm²与12000mm²之间的面积。在图中可以看到，第二元件4相对于第一元件3横向地例如垂直地设置，更详细地，可以限定构成网状结构2的元件的尺寸。实际上，在第一元件3的主扩展方向的横向上的截面中，第一元件3具有大于20mm²的面积，可选地具有大于30mm²的面积。

根据第二元件4的主扩展方向的横向上的截面，第二元件4具有大于10mm²的面积，可选地具有大于12mm²的面积。第二元件4的尺寸相对于第一元件3较小是由于拉伸工艺，拉伸工艺中减小了横截面的面积并且获得了第二元件的纵向伸长。

如在图6中所示，第一元件3和第二元件4在两者之间的相互接合区域5处限定出互连表面6。该表面6呈现的面积大体上取决于第一元件3和第二元件4的形状和尺寸并且取决于联接第一元件3和第二元件4的方法。

关于形状，特别是第二元件或出现在半成品10(图7中可见)中的第二元件的前体的横截面的形状，该截面可以以这种方式实现以最小化互连表面6的延伸：如在图5、图5A和图5B中示出的关于成品1的实例，以及在图8A至图8D中示出的关于产品1的半成品前体的实例。横向截面的形状也设计成在产品使用状态期间能够保持第一元件3与第二元件4之间的足够的结合力，因此能够确保产品1的结构整体性。

图5非限制地示出了这种实施方式：第一元件3具有方形截面，而第二元件4呈现能够减小与第一元件3的互连表面6的面积的大致T形的截面。实际上，第二元件4设置成在T形截面的底部处与第一元件3接触，因而具有了减少的表面延伸量。

可替代地，没有在附图中表示的实施方式可以包括第一元件3或第二元件4呈现圆形或椭圆的横截面的网状结构。需要指出的是，实际上使两个元件中的至少一个的截面为圆柱形或椭圆形就能够极大地减小互连表面6的面积。

更详细地，沿与第二元件4的扩展方向垂直的方向测量的互连表面6的延伸量“D”与同样沿相同的垂直方向测量的第二元件4的宽度“L”之间的比值小于0.4，特别地小于0.3，更特别地小于0.2：

D/L＜0.3

例如，参照具有12mm与8mm之间的区段的第一元件3和具有7mm与3mm之间的区段的第二元件4，在每个接合区域5处的互连表面6的面积均小于40mm²，特别地小于35mm²，更特别地小于32mm²。

如在附图中示出的，第二元件4具有在连续的接合区域5之间延伸的部分7：该部分7具有的与相应的扩展方向垂直地测量的宽度从一个接合区域5到另一个紧邻的接合区域5基本上恒定。在实践中，也作为板标记的操作的结果，第二元件4的宽度“L”和横向截面沿同一第二元件4的延伸方向基本上保持均匀和恒定，并且与在图1和图2的已知方案中发生的情况不同。

第一元件3和第二元件4可以被具有适当的轮廓并且彼此接合，使得即使在双向拉伸的产品的情况下，第一元件3和第二元件4的横向截面也在连续的接合区域5之间呈现基本上恒定的面积，特别是沿元件4中的每个的整个扩展方向。

如之前提到的，在所描述的优选实施方式中，第一元件3基本上不被拉伸(或至多被轻微拉伸)，因而呈现比第二元件4的截面大的截面，特别是比第二元件4的厚度大的厚度。尽管网状结构2具有两个主扩展方向(即，第一元件和第二元件延伸的方向)，但结构2还具有与主扩展方向垂直的方向上的一定的尺寸或整体的厚度“S”，以使产品1相对于片状材料具有很好区分的三维结构。在图5、图5A和图5B中，可以看到网状结构2的最大厚度“S”，该最大厚度大于5mm，例如为8mm或12mm。该厚度“S”由网状结构的相对的侧面之间的最大距离限定。图5、图5A和图5B示出了第一元件3和第二元件4的厚度之间的尺寸差异。更详细地，第一元件3具有的尺寸或厚度T1大于3mm，特别地大于5mm，更特别地大于7mm。第二元件4具有比第一元件3的厚度T1小的厚度，特别地第二元件4具有的厚度T2大于2mm，特别地大于3mm，更特别地大于5mm。

图5、图5A和图5B示出了产品1的不同的实施方式。特别地，图5示出了产品1的优选实施方式，其中，第一元件3具有的厚度T1大于第二元件4的厚度T2。在图5A中示出的实施方式中，其示出了第一元件3具有的厚度T1基本上与第二元件4的厚度T2相同。图5B示出了第一元件3具有的厚度T1小于第二元件4的厚度T2的产品1。

更详细地，可以通过第一元件3的厚度T1与第二元件4的厚度T2之间的比值将第一元件3和第二元件4的厚度联系起来，该比值大于2，特别地大于2.5，更特别地大于3。

关于定位(lie)，将与图5、图5A和图5B中的、分别将厚度T2(对于第二元件)和厚度T1(对于第一元件)切割成两半的截面垂直的平面定义为定位平面，需要指出的是，第一元件3和第二元件4至少在接合区域5处位于不同的并且具有间隔开的定位设置的例如平的表面上。第一元件3的定位表面将会是第一元件的、在接合区域5处穿过第一元件的厚度的中心区域的例如平的主扩展表面S1。第二元件4的定位表面意为第二元件的、在接合区域5处穿过第二元件的厚度的中心区域的例如平的优势扩展表面S2：如在图8A至图8D中可以看到的，表面S1和表面S2以距离Z彼此间隔开。根据实施方式，第一元件和第二元件的定位平面/定位表面在连续的接合区域之间的中间区段中可以被间隔开或者也可以不被间隔开。

第二元件4的延长形状使补强元件有良好的弯曲性能，特别是能够使结构2根据至少一个基本上与第一元件3平行的横向轴自由地弯曲。

第二元件还确保了良好的牵引阻力。拉伸比或第二元件4拉伸后的长度与第二元件4拉伸前的长度之间的比值至少为3，可选地在3至10之间，进一步可选地在4至8之间。需要指出的是可以轻微拉伸第一元件3(例如导致拉伸比不大于1.25的拉伸)。

因此获得了产品1，如提到的，产品1由塑料材料制成、具有200至1200克每平方米(g per m²)的比重和沿第二元件的比牵引阻力，该比牵引阻力大于20KN/m，特别地在20KN/m至200KN/m之间，可选地在60KN/m至200KN/m之间。比牵引阻力通过在EN ISO 10319中描述的方法进行测量。

并不是希望通过理论说明进行限制，第二元件4的拉伸工艺可以将聚合物链设置在明显地沿第二元件的主扩展方向取向的方位中(在双向拉伸的网状结构中，这对于的第一元件而言也是成立的)。显微镜下，形成网状结构2的塑料材料包括聚合物链的复合体。在拉伸之后，这些聚合物链沿某一方向的排布能够提高沿所述方向的抗拉强度。聚合物链的排布能够使分子重新排列，并且因此提高聚合物的结晶度。

结晶度

材料的样品的结晶度定义了根据材料的量的表示方法表示出处于结晶状态的材料相对于总量的百分比或分数的因数，结晶度更精确的参照是“质量”(κm)或“体积”(κv)。在下文中，我们将指以质量计量的结晶度；为了测量结晶度，将使用下列的测量方法：梅特勒-托利多DSC分析工具(Mettler Toledo DSC analytic tool)，其具有±0.2K的温控准确度以及0.02K的精密度。分析方法包括：以10℃/min的加热斜率将10毫克(mg)的样品从25℃加热至180℃(对于高密度聚乙烯(HDPE))或从25℃加热至230℃(对于聚丙烯(PP))，随后以相同的梯度冷却并且随后使用相同的导数加热。执行两个后续的操作是为了核实分析是否被正确地执行。在可测量结晶度的横截面处从元件(例如第一元件和/或第二元件)中取出10毫克(mg)的样品。

还需要指出的是，为了测量本说明书中和权利要求中相关的结晶度的值，材料样品必须从元件的每个横截面的中心区域处采集，以防止边界条件产生影响；；在图5B中，该中心区域以虚线示出，并且以69指代，并且该中心区域基本上在材料样品横截面的边缘之内、位于距边缘基本上等于样品横截面的厚度的一半的位置处。例如，在第一元件3和第二元件4具有关于一个或更多个对称轴对称的完整横截面(例如圆、矩形、正方形)的情况下，样品点定位在对称中心处或对称中心上。

通过试验，从与被测样品的熔融步骤相关的焓中获得DSC分析：该值与在实验室中获得的100％结晶的高密度聚乙烯(HDPE或聚丙烯(PP))的熔融焓值(理论上的值)之比给出了被测样品的结晶度的百分比。

通常，结晶度并不仅仅取决于材料，还取决于获得产品的制造工艺、产品的形状以及在产品上进行的任何加工。结晶度是从0至1变化的因素(可替代地以0％至100％的百分数表示)，其中0代表非晶形的结构(聚合物链以无规则的方式设置)，而1代表完全的结晶结构(聚合物链或聚合物链的组完全规整)，为了提供实例的一些技术数据，在塑料材料中结晶度通常在20％至80％之间变化。

在产品1的情况下，形成拉伸的元件(第二元件4)的聚合物的平均结晶度可以定义为在沿第二元件的不同截面处的聚合物表现的多个结晶度的平均值；由于拉伸作用，平均结晶度大于55％，特别地大于60％，更特别地大于63％。

更详细地说，第二拉伸的元件4在形成第二元件4的聚合物中、在位于两个连续的接合区域5之间的中间点4a与在所述接合区域5处的点之间呈现小于8％、特别地小于5％、更特别地小于3％的结晶度变化。

再更详细地说，第二元件4的材料沿第二元件4的、包括两个或更多个连续的接合区域的扩展部分具有小于8％、特别地小于5％、更特别地小于3％的结晶度变化。

补强产品的制造

产品包括由塑料材料(例如HDPE或聚丙烯)制成的网状结构2，该网状结构2中的第一元件3和上述的第二元件4非限制地通过挤出成形。

第一元件3和第二元件4的构造能够通过区别的形成工艺分别地形成，即，挤出，或可替代地第一元件3和第二元件4能够通过共挤出工艺被同时挤出。

在分开挤出的情况下，第一元件3’的挤出首先完成，随后通过将分开挤出的第二元件4’放置在所述的第一元件3’上以用于形成网状结构2(图9)。

关于代替如在图10中示意性的表示的利用共挤出方法的变形，塑料材料由漏斗提供并且随后朝挤出头101移动。在挤出头处，第一元件3’(或第一元件3’的前体)为被挤出的元件，并且第二元件4’的前体被相对于第一元件横向地共挤出而形成了整体的网和在挤出头的输出部的管状本体102。

在这两种情况下(分开挤出或共挤出)，产生了整体式的塑料本体。

第一元件与第二元件能够以下列的方法连接：

a)在第一变型中，可以对被指定用于第一元件和第二元件之间的接触的表面进行局部加热(例如通过超声波技术)，使得在接合区域5处在第一元件与第二元件之间形成基本上表面性的接合(因此，将形成元件的聚合物材料的共渗和混合限定到几十毫米，例如小于50mm)以确保第一元件与第二元件之间的接合但并不引起在后续的第二元件的拉伸操作期间对材料的滑动的过度限制。

b)在第二变型中，局部的表面接合可以通过使第一元件和第二元件中的至少一个达到材料的软化温度(即，在材料开始从固态向液态转变但并不失去其几何形状的温度)而实现：在这种状态下，元件的材料能够在并不与另一元件的材料充分共渗的情况下实现表面粘合，因此，仍然不会引起在后续的第二元件的拉伸操作期间对材料的滑动的过度限制。

c)在第三变型中(参见图8A-8B-8C示出的网状结构2可以获得的各种构型的横截面)，提供了由第一元件3与第二元件4之间的减小面积的连接所限定的约束，通过由第一元件3与第二元件4之间的小面积的连接所限定的约束与由图1和图2中已知的方法获得的半成品中产生的约束不同。可以指出的是，在图7、图8A和图8C中示出的半成品的情况中，第二元件的材料通过有限的面积与第一元件的材料连接，该有限的面积在确保充分地连接的同时不牺牲第二元件均匀的拉伸。

d)进一步的变型可以结合点a)的方法与点c)的方法。

e)进一步的变型可以结合点b)的方法与点c)的方法。

继续描述根据本发明的方法，在单件的网状结构2形成之后，产品1沿第二元件4的延伸的方向非限制地经受拉伸的处理(图11)。可替代地，也可沿第一元件的扩展方向拉伸网状结构2(图10)或沿第一元件3与第二元件4的两个方向拉伸网状结构(图12)。

需要指出的是，在由共挤出获得的产品的情况下，第一元件3与从挤出站DE的输出方向平行，并且第二元件的拉伸沿挤出方向的横向方向DS发生(在图中示意性地示出了拉伸工艺)。以这种方法获得了高性能的第二元件4以及任意长度的第一元件，因为挤出器能够提供起初无限的长度。可替代地，通过沿方向DE拉伸能够获得单向拉伸的产品。

通过施加相同强度的相对的拉伸力，第一元件3间距相同并且第一元件3平行并排列，因此没有弯曲或倾斜，该弯曲或倾斜会影响第一元件正确的使用。

如之前描述的，拉伸能够提高聚合物链沿拉伸方向的取向。如上述描述聚合物链的排列由结晶度限定使。

更详细地，拉伸作用能够获得单位长度的伸长率(specificlengthening，即，在拉伸作用之后获得的伸长并且定义为最终长度减去最初长度再除以最初长度的值)，该伸长率沿第二元件4的方向基本上是相同的。特别地，在两个连续的接合区域之间在中间的截面处伸长率相对于在区域5处的第二元件4的伸长率不大于10％。

更详细地，拉伸作用能够赋予形成产品的材料大于55％、特别地大于60％、更特别地大于63％的平均结晶度。

更详细地，拉伸作用能够赋予第二元件高度均匀的结晶度：更再详细地第二拉伸的元件在形成第二拉伸元件的聚合物中、在两个连续的区域5之间的中间点4a与在接合区域处的点之间呈现小于8％、特别地小于5％、更特别地小于3％的结晶度变化。

更详细地，拉伸作用能够基本上沿第二元件中的每一个的、包括至少两个连续的接合区域的区段，特别是沿第二元件的整个扩展方向保持产品1的结晶度的均匀性。因而形成的产品1具有有序的分子结构并且且沿产品1的扩展方向的、包括两个更多个连续区的区域5的一部分呈现小于8％、特别地小于5％、更特别地小于3％的结晶度变化。

基于用于实现产品1的材料，通过给从第一元件和第二元件中的至少一个提供不同的拉伸温度而能够实施拉伸。

例如如果产品由聚丙烯(PP)制成，则拉伸温度高于80℃，特别地在80至140℃之间，更特别地在90至130℃之间。

如果产品由高密度聚乙烯(HDPE)制成，则拉伸温度高于80℃，特别地在80至130℃之间，更特别地在90至120℃之间。

网状结构通过加热处理达到拉伸温度，加热处理通过热空气或热水浴的热传送或通过其他加热系统实施。

随后网状结构相对于第一元件被横向地切割从而得到预定的长度，该预定的长度沿第一元件的方向或纵向元件的方向测量。长度的尺寸通常较大并且取决于预定的应用；然而，第一元件具有的长度可能为10m、50m或甚至为100m。宽度的尺寸也取决于应用；然而，网状结构能够具有高达2m、4m或甚至为8m的宽度。

最后，网状结构能够沿横向的旋转轴(例如与第一元件扩展的主要方向垂直)形成为卷状，这样形成的产品卷更易于运输。需要指出的是缠绕卷(roll-winding)甚至能够在横向切割之前产生：换言之缠绕站可以设置在拉伸处理的下游，并且网状结构能够在缠绕站缠绕；一旦已经获得具有预定的卷尺寸的产品，网状结构能够沿第一元件扩展的主要方向横向地切割，并且随后新产品卷的形成能够开始。

补强产品的用途

产品1被用于土地的补强和/或加固，特别地适用于斜坡、屏障和墙体或绿化屏障、包覆结构和/或诸如此类的建造。

从操作要点的角度，产品1能够被应用于需要加固的岩层、斜坡或易受滑坡影响的悬崖从而提供对地形构造的自由表面的支承。

例如，如在图14中所示，产品1能够施加于斜坡的前体——基本上在斜坡的表层——以提供表面补强和抵制地形构造的部分分离的包覆物。由于在延长的元件之间的相当大的自由区域，产品1也提供播种和生长草之类的可能性。

此外，或可替代上述的，产品1能够被插入至待补强的地形或墙体的基质，以加强地形或墙体的结构并且更好的支承和重新分配负载(图12和图13)。

在使用中(在土地的表面和内部处)，产品自身能够折叠一次或更多次，从而限定多层结构并且施加于待补强的土地中，或多个产品能够彼此重叠地施加使得形成用于补强地形构造的多层结构。相同产品或不同产品的不同部分的延长元件能够彼此平行或横向地设置。

Claims (13)

1.一种用于土工应用的补强产品(1)，所述补强产品(1)具有由塑料材料制成的网状结构(2)，所述网状结构(2)包括：

彼此间隔开的多个第一元件(3)；

彼此间隔开的多个第二元件(4)，所述第二元件(4)沿所述第一元件(3)的横向方向扩展，并且所述第二元件(4)在多个接合区域(5)处与所述第一元件(3)连接以形成所述网状结构(2)的多个网孔，

其中，在形成并与所述第一元件(3)连接之后，至少所述第二元件(4)沿其延伸方向被拉伸并呈现具有沿拉伸方向取向的分子链的结构，拉伸的所述第二元件(4)沿其延伸方向表现出聚合物结晶度，

其中拉伸的所述第二元件(4)表现为具有以下结晶度变化的聚合物材料，所述结晶度变化在位于两个连续的接合区域(5)之间的中间点(4a)与位于接合区域处的点之间小于8％，

其中所述第二元件(4)由拉伸的塑料材料形成，所述拉伸的塑料材料沿所述第二元件(4)的包括两个或更多个连续的接合区域(5)的延伸区段具有小于8％的结晶度变化，其中拉伸的所述第二元件(4)在两个连续的接合区域(5)之间的中间横截面处呈现的比拉伸与拉伸的所述第二元件(4)在所述接合区域(5)中的横截面的比拉伸相比不大于10％。

2.根据权利要求1所述的产品，其中形成所述第二元件(4)的聚合物的平均结晶度大于55％，形成所述第二元件(4)的聚合物的平均结晶度大于形成所述第一元件(3)的聚合物的平均结晶度。

3.根据权利要求1所述的产品，其中拉伸的所述第二元件呈现的在其横向上测量的宽度沿各相应的延伸方向是恒定的，并且其中所述第二元件(4)沿各相应的延伸方向呈现恒定的横截面积。

4.根据权利要求1所述的产品，其中所述第一元件(3)至少在所述接合区域(5)处位于所述第一元件的主延伸表面上并且在所述接合区域(5)处穿过所述第一元件(3)的厚度的中心区域，所述第二元件(4)在所述接合区域(5)处位于所述第二元件的主延伸表面上并且在所述接合区域(5)处穿过所述第二元件的厚度的中心区域，所述第一元件(3)的主延伸表面与所述第二元件(4)的主延伸表面不同，所述网状结构(2)为通过将所述第一元件(3)和所述第二元件(4)叠置而限定的三维结构。

5.根据权利要求1所述的产品，其中所述第一元件(3)和所述第二元件(4)在所述接合区域(5)处限定互连表面(6)，并且其中所述互连表面(6)的在与所述拉伸方向垂直的方向上的延伸量(D)与所述第二元件(4)的同样沿所述垂直方向测量的宽度(L)之间的比值小于0.4。

6.根据权利要求1所述的产品，其中所述第二元件(4)呈现以下拉伸比，所述拉伸比定义为所述第二元件(4)被拉伸后的最终长度与所述第二元件(4)在拉伸作用之前的初始长度之间的比值，所述拉伸比大于3。

7.根据权利要求1所述的产品，其中所述第一元件(3)呈现以下拉伸比，所述拉伸比定义为所述第一元件(3)被拉伸后的最终长度与所述第一元件(3)在拉伸作用之前的初始长度之间的比值，所述第一元件(3)的拉伸比在1至1.5之间。

8.根据权利要求1所述的产品，其中所述产品包括布置成彼此直接相邻的多个拉伸的第二元件(4)，所述多个拉伸的第二元件中的每一个均由具有以下结晶度变化的聚合物形成，所述结晶度变化在位于两个连续的接合区域(5)之间的中间点(4a)与位于所述接合区域处的点之间小于8％，以限定具有沿所述第二元件均匀的结晶度的拉伸的网状结构。

9.根据权利要求1所述的产品，其中所述第一元件(3)呈现面积大于20mm²的横截面，

其中所述第二元件(4)呈现具有大于10mm²的面积的横截面，其中，所述第一元件(3)呈现的横截面为所述第二元件(4)的横截面的至少两倍，并且其中所述网状结构(2)呈现大于200克每平方米的比重，

其中，所述网状结构(2)沿所述拉伸的元件呈现大于20KN/m的比牵引阻力，所述比牵引阻力通过EN ISO 10319中提出的方法测得，

其中所述第一元件(3)和/或所述第二元件(4)通过挤出和后续拉伸获得，并且其中所述第一元件(3)和所述第二元件(4)包括至少选自包括高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)的组中的材料。

10.一种用于制造根据权利要求1所述的产品的方法，包括以下步骤：

连续地形成彼此间隔开并且与前进方向平行的多个第一元件(3)，

连续地形成彼此间隔开并且与所述前进方向呈横向的多个第二元件(4)，

在接合区域(5)处连接第一元件(3)和第二元件(4)以形成整体式网状结构(2)，以及

在所述在接合区域(5)处连接第一元件(3)和第二元件(4)以形成整体式网状结构(2)的步骤之后，沿所述第二元件的延伸方向拉伸所述网状结构(2)，并且实现沿所述第二元件均匀的所述第二元件的单位长度的比拉伸，

其中两个连续的接合区域(5)之间的中间横截面处的比拉伸与所述第二元件(4)的所述接合区域(5)处的横截面的比拉伸相比不大于10％，其中拉伸的所述第二元件(4)在位于两个连续的接合区域(5)之间的中间点(4a)与位于所述接合区域(5)处的点之间的结晶度变化小于8％。

11.根据权利要求10所述的方法，其中拉伸的所述第二元件(4)呈现有序的分子结构并且沿拉伸的所述第二元件(4)的包括两个或更多个连续的接合区域(5)的延伸区段进一步呈现小于8％的结晶度变化。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述在接合区域(5)处连接第一元件(3)和第二元件(4)以形成整体式网状结构(2)的步骤替代性地包括：

a)产生被指定用于所述第一元件(3)与所述第二元件(4)之间的接触的表面的局部加热，在所述接合区域处形成所述第一元件(3)与所述第二元件(4)之间的表面性的接合；或

b)使所述第一元件(3)和所述第二元件(4)中的至少一个达到软化温度并且在不与另一元件的材料发生共渗的情况下实现表面结合；或

c)实现由所述第一元件(3)与所述第二元件(4)之间的小面积的连接所限定的约束；或

d)将点a)中描述的方法与点c)中描述的方法结合，或

e)将点b)中描述的方法与点c)中描述的技术结合。

13.一种根据权利要求1至9中任一项所述的产品、或根据权利要求10至12中任一项所述的方法获得的产品的用途，用于天然的或人造的地形构造或结构的加固或补强。