DE2251118A1

DE2251118A1 - Material in deckenform zur stabilisierung von boeden

Info

Publication number: DE2251118A1
Application number: DE2251118A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Mann
Original assignee: FABRICATION DE PATE DE BOIS SO
Current assignee: FABRICATION DE PATE DE BOIS SO
Priority date: 1971-10-20
Filing date: 1972-10-18
Publication date: 1973-04-26
Also published as: FR2157270A5; ATA898972A; NL7214209A; CH568423A5

Description

DR. MOLLER-BORE DIPL-PHVS. DR. MANITZ DIP._.-CHEM. DR. DEUFEL

DiPL-ING. FIMSTERWALD ■ DIPL-ING. GRÄMKOW 2251118

PATENTANWÄLTE

D/l) - -i 2445

8CCI±]T3 POlR LA FABiilGÄTIOIT D.B ΡΑΟΙϋί UiE B0I5 Basel / Schweiz

Material in Deckenform zur Stabilisierung von Boden

Die Erfindung "betrifft ein neues Material in üOrm einer Decke oder eines Tuches, das dazu bsatimnt ist, in einen Boden zu dessen Stabilisierung eingebracht su werden. Diese Art der Anwendung beruht einerseits auf einem Effekt der Verteilung von Belastung, andererseits auf einen ÜTiltre.-tionseffekt. Sie ist iia Prinzip ,ochon bekannt.

Ss wurde nun gefunden, dass ein neues, nachstehend definiertes Material, "bemerkenswerte Vorteile bei dieser Anwendung aufweist. Die für den erxrähnten Zweck verwendeten Produkte müss en:

die Rolle eines Filters spielen, dae spezifisch gegenüber den kontaminierenden Schichten ist, xirelche 8.US Ton oder Löß "bestehen., und die sauberen, wertvollen Drainierungsschichben zu verunreinigen drohen,

den Mikroorganismen des Bodens widerstehen und

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eine ausreichend hohe dynamometrische Beständigkeit besitzen.

DiOGO dynamometrischο Beständigkeit muß außerdem Tür C-OWi:;:;!. Anwendungen ergänzt' werden durch eine ziemlich bedeutende Beständigkeit gegen Lochbildung . und gegen Weiterreißen.

Das Material gemäß der Ez\Cindung ist dadurch gekennzeichnet, daß es ausgehend von einem ungewobenen Tuch (Faservlies) von Endlosfäden aus Polymeren mit einem Titer von 0,5 bis 30 dte;c durch Kalandern und Falzen und Nadeln gebildet ist, wobei diese zwei Arbeitsgänge auch in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen werden können, und dem Falzen und Nadeln eine Schlichtung vorhergeht, und wobei das Gewicht des eingesetzten ungowobenen,Tuches oder der eingesetzten ungewobenen Tücher und das Falzen und Nadeln derart sind, daß das erhaltene Manorial

ein Gewicht von 30 bis 10ODg/m hat.

Das Tuch selbst ist vom Typ ^ttspunbonded"(Spinnvlies)

Die Endlosfäden, aus denen es gebildet ist, sind solche auf der Basis von Homopolymer en oder Copolymer en vom Polyolefin-, Polyamid-, Polyester- oder Polyvinyl typ, oder aus Mischungen von Homopolymeren der vorgenannten Art. Vorzugsweise setzt man Tücher -aus Fäden auf der Basis vou isotaktischem Polypropylen an.

Die Herstellung dieser ungewobenen Tücher besteht allgemein darin, ein Polymeres der vorerwähnten Art mit Hilfe einer Strangpresse oder Schneckenspritmaschine zu extrudieren. Dao Extrudat wird daxin durch eine Reihe von Spinndüsen von gut dofiniertcm Profil gepreßt. Die Faden werden diu'ch goo.i.;·;-noto Zerstäuberdüsen, die mit Preßluft gespeist werden, vorstreckt. Die Tücher worden dann kalandert und gefalzt und genadelt, um ihnen die gewünschte Struktur und das gewünschte Gewicht zu verleihen, die es Gestatten, die erforderlichen Quali-

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täten zu erzielen, d. h. die FiIt rations wirkung und die dynamometrische Beständigkeit.

Die ganze Einrichtung befindet sich, in einer'konditionierten Atmosphäre.

Yor dem Nadeln sorgt man dafür, daß die Tücher geschlichtet werden, um den Reibungskoeffizienten Faser/Faser und Faser/ Metall zu vermindern. Diese Schlichtung, die beispielsweise mit einem modifizierten und emulgierbären Mineralöl durchgeführt werden kann, gestattet es, die endlose Natur der Fäden nicht zu zerstören. Man vermeidet so das Brechen der Fäden, und kann sie gleichzeitig ohne zu große Bruehgefahr stärker verwirren.

Eine andere Eigenschaft des Materials nach der Erfindung ist die Filtrationswirkung.

Letztere kann durch verschiedene Mittel erreicht v/erden, wie das Spinnen der Fäden zu verschiedenen Titern zwischen 0,5 und 30 dt ex, den Aufbau der Tücher auf der Basis von Fäden verschiedener Tit er, evtl·. aus verschiedenen Polymeren, die Schrumpfung des Tuches, das Kalandern desselben oder auto, durch Latexauftrag. Das Kalandern kann vor oder nach dem !Tadeln durchgeführt werden. Das endgültige Yerbundmaterial wird so gewählt, daß seine Filtrationswirkung sich praktisch nicht verändert, wenn es deformiert wird.

Es sei hervorgehoben, daß das Falzen und Nadeln neben der guten Rückhaltung von Feinteilchen eine bessere Gewichtsverteilung zu erzielen gestattet, sowie die Herstellung von Tüchex'n großer Abmessung, die beispielsweise 5j5O m erreichen.

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Struktur, Größe und Gev/icht der Tücher müssen der Natur und den Schwierigkeiten des Terrains angepaßt sein, welches man stabilisieren will. Man kann auch eine Anordnung der Tücher in mehreren Lagen zuhilfenehmen. Die Tücher können durch Erdschichten getrennt sein oder nicht.

Gewisse dieser Schichten sind insbesondere so angepaßt, daß sie eine antikontaminierende Holle spielen, die man von ihnen verlangt, während andere mehr dazu dienen, gegen darüberliegende oder darunterliegende Schichten und auch gegen Planiermaschinen beständig zu sein. Diese Schichten können auch unterschiedliches Gewicht haben, je nach der Struktur der vorkommenden Terrains.

Die Tücher können auch gegen Bodenerosion in sumpfigen, torfigen oder Meeresboden eingesetzt werden, oder auch in Bergwerken und in Mülldeponien. '

Sie können auch die Rolle einer Frostspsrre bzw. Kältesperre spielen, insbesondere auf Brücken, wo der Prost ebenso von der Oberseite der Straße wie von unten (Verdampfung und Kondensation von Wasser) kommen kann. Je nach der Art des Terrains werden die Tücher gegebenenfalls mit Pflöcken aus Eisenbeton verankert. Durch einfaches Übereinanderl eg en der Ränder oder auch durch eine Naht, wobei man darauf achtet, einen gegen Mikroorganic men unempfindlichen Nähfaden zu verwenden, kann man erforderlichenfalls die Tücher miteinander verbinden.

Als nicht verrottbare und gegen Mikroorganismen Eriocheir Sinensis beständige Faser verwendet man isotaktisches Polypropylen, Polyamide, Polyester oder auch die anderen früher erwähnten Synthesefasern.

Polypropylen eignet sich wegen seines geringen spezifischen Gewichtes (0,9) und seiner chemischen Unempfindlichkeit besonders

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gut für diese Anwendung. Die Weichheitszahl von Propylen

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1 230 liegt zwischen 0,5 und 30. Die Spinndüsen für diese Art von Polymerem umfassen eine Anzahl von Löchern zwischen 32 und 108, die auf mehrere Zonen aufgeteilt sind. Die Verctreckungsdrücke liegen zwischen 5 und 25 kg/cm . Die Fadeneigenschaften sind die folgenden: 1 190 liegt zwischen 2 und 30, der Titer in dtex liegt zwischen 0,5 und 30, die Featigkeit in g/dtex liegt zwischen 0,5 und 4, die Dehnung in Prozent liegt zwischen 50 und 500 und das Gewicht der anfänglichen (Tücher in g/m liegt zwischen 10 und 500.

Temperatur und Druck "beim Kalandern werden sorgfältig ausgewählt. Der hydraulische Druck auf die Kolbenzylinder des Kalanders kann zwischen 5 und 50 kg/cm variieren. Die Temperatur kann zwischen 80 und 130 ⁰G liegen. Das Gewicht der end-

gültigen Tücher kann zwischen 30 und 1000 g/m seiwanken.

Auf der Falz- und Nadelvorrichtung kann man auch Tücher von verschiedenem Gewicht zusammenfügen, die selbst aus !Fäden stammen, deren Polymerart, Titer und serigraphische Eigenschaften wechseln können.

Die endgültigen Tücher können auch appretiert oder mit Latex versehen, geschrumpft oder selbst kalandert werden derart, um ihnen ein engeres oderj-stärker gepreßtes Gefüge und verbesserte dynamometrische Eigenschaften zu verleihen.

Die verschiedenen Parameter der Nadelung, wie die Art der Nadeln, die Schlichtung, die Dichte der Nadelung werden so gewählt, daß man die gexmnschten endgültigen Eigenschaften erhält.

Man kann dem Polypropylen Füllstoffe oder Hilfsmittel zufügen, um ihm gewisse spezifische Eigenschaften hinsichtlich der gewünschton Anwendung zu verleihen.

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Das erfindungsgemäße Material zeigt die folgenden Vorteile gegenüber bisher für eine vergleichbare Anwendung vorgeschlagenen Materialien:

1. Als folge der Falzung und Nadelung kann das endgültige Tuch große Abmessungen haben, was sonst nicht möglich wäre, ohne eine Reihe von Extrudern zu verwenden;

2. die Herstellung des Materials gestattet es, nach V/unsch den Effekt der Verteilung der Belastbarkeit und des Zurückhaltens von Feinteilchen durch geeignete Wahl von a) der zuex Titer der Fäden und b) des als Ausgangsmaterial eingesetzten Tuchgewichtes zu variieren·

3· Das Kalandern verbessert als Folge einer thermischen Fixierung der Fäden die DimensionsStabilität sowie die Beständigkeit gegen Durchfeuchten bzw. Benetzung;

4·. isotaktisches Propylen ist von Natur aus unempfindlich gegen Feuchtigkeit, wodurch eine Verbesserung der Beständigkeit gegen Benetzung oder Durchfeuchtung erfolgt.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1

In einem Extruder vom Einschneckentyp schmilzt man Polypropylen bei 270 ⁰O. Die Weichheitszahl des Polymeren 1 230 = 15. Die geschmolzene Masse wird dann durch ein System von Filtern gedrückt, deren Maschen sorgfältig so abgestimmt sind, daß sie außerdem eine gute Homogenisierung des Extrudats erzeugen. Mit Hilfe von Zahnradpumpen wird das Polymere dann dosiert und den Spinndüsen zugeführt. Oberhalb derselben sind noch andere Siebe angeordnet, welche die geschmolzene Masse filtrieren und homogenisieren. Die Spinndüsen enthalten entweder 52

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oder 108. Löcher, die in mehreren Zonen angeordnet sind, -ß±_e Abmessungen,-der Austrittslöcher dieser Spinndüsen sind so gewählt, daß das Phänomen der "Schmelzbrüche" vormieden wird. Der Gesamtausstoß dieser Spinndüsen beträgt etwa 450 kg pro Stunde. Die durch ein System von konditionierter Luft abgekühlten Fädenwerden in Verstreckungsdüsen eingeführt, wo sie mit 20 kg/cm abgezogen werden. Die Fäden werden dann durch Rohre bis zum Formationstisch geleitet. Diese Hohe enden in einem System von Separatoren, deren Profil so gewählt ist, daß sie eine gute Dispersion der Fäden auf dem Tisch herbeiführen. Das Tuch auf dem Formationstisch hat eine Maschenweite, die Je nach dem Titer der extrudierten Fäden variiert werden kann.

Die Eigenschaften der Fäden sind die folgenden:

' I² 190' = 12
Titer in dtex: 2 und'15
Festigkeit in g/dtex = 5
Dehnung in % « 250

Wenn man Tücher mit guter Verteilung, spezifischen, vorher festgelegten Eigenschaften und großen Endabmessungen haben will, kalaudriort man das abgenommene Tuch, dessen Gqwicht verhältnismäßig gering und in der Nähe von 70 g/m liegt, auf einem Kalander bei einer Temperatur von 115 ⁰G und bei

20 kg/cm hydraulischem Druck auf den Zylindern.

Die Tücher, die Fasern von 2 bz\tf. 15 dtex umfassen, werden dann auf die Falz- und Nadelvorrichtung geführt, wo sie geschlichtet werden, bevor sechsmal gefalzt und mit einer Dichte

von etwa 50 Stichen pro cm derart genadelt werden, daß man , ein -Produkt mit einem Endgewicht von etwa 400, g/m erhält.

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Mechanische Eigenschaften des Tuches:

Reißfestigkeit in kg (NF G 07 001): 70

Bruchdehnung in ^c/o (NF G 07001) : 30 Beständigkeit beim Weiterreißver-

in kg (HP G 37/04): 25

Einreißfestigkeit in kg: 70

Piltrationsvermögen in %, d. h. Hückhaltung von Feinteilchen: 100 %« (Durclmiesser in Mikron zwischen 5 und 20)

Dieses Filtrationsvermögen schwankt in der Praxis mit der Dehnung (50 %).

Beispiel 2

lian verwendet die gleiche Fadenbildungsvorrichtung, v/ie sie vorher erwähnt wurde, und schmilzt Polyamid 6 bei 260 ⁰O.

Die erhaltenen Fäden besitzen die folgenden Eigenschaften:

Titer in dtex =8,5 Festigkeit in g/dtex = 3j9 Dehnung in % =120

Die Herstellung des endgültigen Tuches erfolgt nach der gleichen Arbeitsweise v/ie vorher angegeben, wobei man das Kalandrieren bei 160 ⁰G tiurchfülirt.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

1. Material in Form eines Tuches zum Einbringen in den Boden zu dessen Stabilisation, dadurch gekennzeichnet,, daß es ausgehend von mindestens eine,m ungewobenen Tuch bzw. Faservlies aus Polymerendlosfäden mit einem Titer von 0,5 bis 30 dt ex durch Kalandrieren und Falz-ffadeln, gebildet ist, wobei diese beiden Arbeitsgänge auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden können,' und dem Falz-Nadeln eine Schlichtung vorhergeht, und wobei das Gewicht des als Ausgangsmaterial eingesetzten ungewobenen Tuches oder der Tücher und die Falz^lTadelüngs.·«" ^»» $ derart sind, daß das erhaltene Material ein Gewicht von 30 bis 1000 g/m aufweist.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichne b, daß die Fäden solche, auf der Basis von Homopolymeren oder Copolymer en vom Polyolefin-, Polyamid-, Polyester- oder. Polyvinyltyp oder.Mischungen, von Homopolymeren der vorerwähnten Art sind.

3. Material nach Anspruch 1 und 2., dadurch' g e k e η η ζ e i c h not, daß die Fäden solcho auf der Baals von ia ο takt its «horn Polypropylen sind. ,:=^ . .

4-. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 3) dadurch" gekennzeichnet , daß das ungewobene Tuch oder die ungeuobenen Tücher, die als Ausgangsmaterial eingesetzt werden, aus Fäden gebildet sind, welche unterschiedlichen Tiber aufweisen.

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