DE2720403A1

DE2720403A1 - Mattenbahn, verfahren und vorrichtung zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2720403A1
Application number: DE19772720403
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr Rasen; Klemens Schenesse; Rolf Vollbrecht
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo Patente 5600 Wuppertal De GmbH
Priority date: 1975-07-09
Filing date: 1977-05-06
Publication date: 1978-11-09
Also published as: DE2720403C2

Description

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Mattenbahn, Verfahren und Vorrichtung
zu ihrer Herstellung.

(Zusatz zur Patentanmeldung P 25 30 499.8-26)

Akzo GmbH
Wuppertal

Das Hauptpatent (P 25 30 499.8-26) betrifft

eine Mattenbahn mit einer Dicke von etwa 5 bis 70 mm, bestehend aus einer Vielzahl von aus synthetischen Polymeren schmelzgesponnenen, sich stellenweise überkreuzenden und an den Kreuzungastellen miteinander verschweißten Fäden mit einem Durchmesser von 0,2 bis 1,5 mm, welche im bindemittelfreien Zustand eine
flächengewichtsbezogene Querfestigkeit von mindestens 2 Nm/g, vorzugsweise von mindestens 4 Nm/g aufweist und waffelähnlich strukturierte Oberflächen sowie ein dickenbezogenes Flächengewicht von weniger als 50 000 g/m³, vorzugsweise von weniger al· 40 000 g/a³, besitzt.

Diese Mattenbahn «oll ohne «in« zusätzliche laprägnierung alt

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einem Bindemittel, lediglich durch erhöhte Schweiß- bzw. Klebestellenfestigkeit eine erhöhte Querfestigkeit besitzen, was für ihren Einsatz als Böschungsschutzmatte, Deichbefestigungsmatte oder Uferbefestigungsmatte, bei dem sie an schräg gestellten Flächen verlegt und gegebenenfalls mit Erde, Dünger, Samen, od. dgl. ausgefüllt wird, vorteilhaft 1st. Weiterhin soll sie ein verhältnismäßig geringes (scheinbares) spezifisches Gewicht, also ein geringes dickenbezogenes Flächengewicht, und ein entsprechend hohes Füllvolumen aufweisen. Schließlich soll sie durch ihre spezielle Oberflächenstruktur eine verbesserte Verfüllbarkeit besitzen.

Es hat sich nun gezeigt, daß die Mattenbahn gemäß Hauptpatent

(P 25 30 499.8-26) für die erwähnten Einsatzzwecke noch wesentlich verbessert werden kann; insbesondere lassen sich ihre Fülleigenschaften noch verbessern und ihre flächengewichtsbezoge Querfestigkeit erhöhen, ohne daß dabei der Vorteil der geringen dickenbezogenen Flächengewichte verlorengeht.

Diese Verbesserungen der Mattenbahn gemäß Hauptpatent

(P 25 30 499.8-26) werden erfindungsgemäß erreicht durch ein ■it einer der strukturierten Oberflächen verbundenes, im wesentlichen glattes Spinnvlies, welches eine geringere Porosität al« die Matte aufweist, wobei die an der Oberfläche des

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Spinnvlieses befindlichen Fäden mit einem Teil der Fäden der Matte an den gemeinsamen Kreuzungsstellen miteinander verschweißt sind.

Man hat damit eine auf der einen Seite gut verfüllbare, auf der anderen Seite eine relativ dichte "Sohle" aufweisende Mattenbahn zur Verfugung, wobei die Sohle einerseits Schutz gegen das HindurchspUlen des Füllmaterials bietet, andererseits - beim Erosionsschutz- eine Durchwurzelung von Matte und Sohle erleichtert. Durch die gegenüber der eigentlichen Mattenbahn gröberporige Sohle wird zugleich die Möglichkeit eröffnet, die Porengröße der eigentlichen Mattenbahn noch zu erhöhen und damit ihre Verfüllbarkeit zu verbessern und ihre Füllvolumen zu erhöhen.

Die Durchmesser der Fäden des die Sohle bildenden Spinnvlieses können in weiten Grenzen schwanken und insbesondere auch wesentlich kleiner sein als die der Fäden der Mattenbahn. Vorzugsweise weisen die Fäden des Spinnvlieses aber etwa den gleichen Durchmesser auf, wie die Fäden der Matte.

Die Dicke des die Sohle bildenden Splnnvlieses soll zwischen etwa 1 mm und 4 mm liegen. Wesentlich höhere Wert« führen zu einer unerwünschten Erhöhung des Flächengewichtes, zu einer

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Verringerung des dickenbezogenen Flächengewichts und/oder zu einer Verringerung der flächengewichtsbezogenen Querfestigkeit.

Das Spinnvlies kann aus dem gleichen Polymeren bestehen wie die eigentliche Mattenbahn, bei Verwendung getrennter Spinndüsen lassen sich aber auch unterschiedliche Polymere verarbeiten. Durch geeignete Auswahl der Polymeren für die eigentliche Mattenbahn und das Spinnvlies lassen sich die Schweiflstellenfestigkeiten und damit die Querfestigkeit der Gesamtmatte beeinflussen.

Ebenfalls Gegenstand des Hauptpatents

P 25 30 499.8-26) ist ein Verfahren zur Herstellung einer Mattenbahn durch Auspressen einer Schmelze eines synthetischen Polymeren durch eine Düse mit einer Vielzahl von Spinnöffnungen mit einem Durchmesser von mehr als etwa 0,2 mm in im wesentlichen senkrechter Richtung auf eine im Abstand von 3 bis 30 cm, vorzugsweise von 3 bis 9 cm zur Düse angeordnete, mit einem aus etwa 5 bis 70 mm hohen Huckern bestehenden Huckerprofil versehene und gekühlte bewegte Fläche, wobei die aus den Spinnöffnungen austretenden Fäden sich unter atellenwelser gegenseitiger Uberkreuzung auf und zwischen den Höckern ablegen und an ihren Kreuzungsstellen miteinander verschweißen, Abnehmen von der bewegten Fläche und unmittelbar nachfolgendes

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Aufwickeln bzw. Ablegen der gebildeten, abgekühlten Mattenbahn. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mattenbahn wird dieses Verfahren erfindungsgemäß dadurch modifiziert, daß man aus einer weiteren Anzahl von Spinnöffnungen eine Schmelze eines synthetischen Polymeren auf eine weitere, aber im wesentlichen glatte bewegte Fläche unter Bildung eines im wesentlichen glatten Spinnvlieses ausspinnt, dessen einander überkreuzende Fäden an ihren Kreuzungsstellen miteinander verschweißen, und daß man die freie Oberfläche dieses Spinnvlieses, solange seine Fäden noch klebrig sind, mit der freien Oberfläche der frisch gebildeten Mattenbahn, solange deren Fäden noch klebrig sind, unter leichtem Druck verbindet, worauf die an der Oberfläche des Spinnvlieses befindlichen Fäden mit einem Teil der Fäden der Mattenbahn an den gemeinsamen Kreuzungsstellen miteinander verschweißen, während Mattenbahn und Spinnvlies abkühlen.

Weiterhin Gegenstand vorliegender Erfindung ist «ine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mattenbahn und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit wenigstens einer Spinndüse mit einer Vielzahl von Spinnöffnungen, einem mit Abstand dazu angeordneten, mit einem Höckerprofil versehenen bewegten Ablageorgan, wie Walze, Trommel, Förderband od.dgl., auf dem die frisch gesponnenen Fäden sich unter Bildung einer

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Mattenbahn ablegen, sowie Mitteln zum Kühlen und Aufwickeln bzw. Ablegen der gebildeten Mattenbahn. Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine im wesentlichen glatte Walze, welche in unmittelbarer Mähe des mit einem Huckerprofil bewegten Ablageorgans derart drehbar zwischen der Spinndüse und dem Ablageorgan angeordnet ist, daß ein Teil der die Spinndüse verlassenden Fäden auf ihrer gegen das Ablageorgan bewegten Oberfläche auftrifft.

Bei einer bevorzugten Aueführungsform wird die Walze gegen das Ablageorgan gedrückt und von diesem friktionsangetrieben.

Die Erfindung wird anhand beigefügter Zeichnung näher erläutert. Darin ist

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Mattenbahnherstel-

lungeanlage, die nach dem Hauptpatent

(P 25 30 499.8-26) arbeitet;

Fig. 2 der perspektiv dargestellte Ausschnitt eines zur Herstellung der eigentlichen Mattenbahn besondere geeigneten Huckerprofils;

Fig. 3 der Schnitt durch einen Teil der mit einem Huckerprofil

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versehenen Walze gemäß Fig. 1 nach Ablage der Fäden; Fig. 4 und

Fig. 5 je eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Mattenbahn;

Fig. 6 die perspektivische Darstellung einer Mattenbahn gemäß Hauptpatent (P 25 30 499.Θ-26)

und

Fig. 7 die entsprechende Darstellung einer erfindungsgemäßen Mattenbahn.

In Fig. 1 1st eine Anlage dargestellt, wie si« zur Herstellung der Mattenbahn gemäß Hauptpatent verwendet werden kann.

Im Abstand D zur Spinndüse 1 ist eine hohle Walze 3 mit einem Huckerprofil 2 derart angeordnet, daß die aus der Spinndüse 1 austretenden Fäden 5 sich auf und zwischen den Höckern 4 des Huckerprofils 2 ablegen können. Sie bilden dabei eine Mattenbahn M, die nach Abkühlung von der Walze abgenommen und in Richtung des Pfeiles "A" zur Aufwicklung bzw. Ablage geführt wird. Die Höcker können - wie gemäß Hauptpatent - KegeletUmpfe, Pyramidenstumpfe, Kalotten, Nägel oder Schrauben mit ausge-

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prägten Köpfen sein, welche in der Oberfläche der Walze 3 befestigt sind. In Fig. 2 ist ein aus Pyramidenstumpfen 4 zusammengesetztes Höckerprofil dargestellt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, legen sich die Fäden 5 auf den abgeflachten Spitzen 4' der Pyraraidenstümpfe 4 und zwischen den Pyramidenstümpfen 4 unter Bildung der Matte M ab.

Anhand Fig. 4 wird die Herstellung einer erfindungsgemäßen Mattenbahn erläutert. Wie beim Verfahren gemäß Hauptpatent werden zur Bildung der eigentlichen Matte M wieder eine Spinndüse 1 und ein bewegtes Ablegeorgan - Walze mit 3 Höckern 4 -

benötigt. Zwischen einer weiteren Spinndüse 1* - sie kann Bestandteil der Spinndüse 1 oder neben ihr angeordnet sein - und dem Ablageorgan wird eine im wesentlichen glatte Walze 6 drehbar derart angeordnet, daß sich die Fäden 5' der Spinndüse 1' auf ihrer sich gegen das Ablageorgan bewegenden Oberfläche zu einem Spinnvlies S ablegen, welches auf die frisch gebildete Matte gedrückt wird, solange die Fäden sowohl der Matte als auch des Spinnvlieses noch klebrig sind. Die Fäden des Spinnvlieses S verschweißen während der Abkühlung der beiden Flächengebilde mit den Fäden der Matte M.

Eine andere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrene ist in Fig. 5 dargestellt. Hier wird eine große Spinndüse 1" verwendet,

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deren Fäden S sich auf den Höckern 4 zur Matte M und deren Fäden 5* sich auf der glatten Walze 6 zum Spinnvlies S ablegen.

Fig . 6 zeigt eine Mattenbahn M, welche durch Ausspinnen von Fäden auf ein aus Kalotten (Halbkugeln) gebildetes Höckerprofil entstanden ist. Die halbkugelförmigen Hohlräume 7 der Mattenbahn M werden später mit Sand, Kies od.dgl. Füllstoffen angefüllt.

Fig. 7 schließlich zeigt eine erfindungsgemäße Mattenbahn mit Matte M und einem als Sohle dienenden Spinnvlies S; mit der Sohle nach unten wird die erfindungsgemäße Mattenbahn später verlegt; danach werden die Hohlräume 7 aufgefüllt.

Beispiel 1

Aue sieben Spinnöffnungereihen einer Spinndüse wird Polycaprolactam auf eine mit Pyramidenstümpfen versehene Walze zu einer Mattenbahn mit waffelähnlich strukturierter Oberfläche ausgesponnen. Auf eine von dieser Walze friktionsangetriebene, im wesentlichen glatte Walze spinnt man aus drei, vier, fünf bzw. sechs Spinnöffnungereihen ein im wesentlichen glattes Spinnvlies, das sich zwischen den beiden Walzen mit der strukturierten Mattenbahn oberflächlich verbindet. Die Spinn- und Abzugsgeschwindigkeiten werden jeweils so geregelt, daß erflndungsge-

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mäße Mattenbahnen mit Sohle von 400, 500 bzw. 600 m²/g Flächengewicht entstehen. Die insgesamt 15 mm dicken Mattenbahnen besitzen die in Tabelle I angegebenen Eigenschaften:

Tabelle I

Ver- Zahl der Flächen- Dickenbezogenes Flächengewichts-

such Spinnöffnungs- gewicht Flächengewicht bezogene Quer-

Nr. reihen für g/m² g/m³ festigkeit Matte Sohle Nm/g

al	7	3	400	26 000	4,0
a2	7	3	500	33 300	4,83
a3	7	3	600	40 0OO	5,98
bi	7	4	400	26 0OO	4,35
b2	7	4	500	33 300	4,83
b3	7	4	600	40 000	6,51
el	7	5	400	26 000	3,95
c2	7	5	500	33 300	5,28
c3	7	5	600	40 000	5,48
dl	7	6	400	26 000	4,63
d2	7	6	500	33 300	5,51
d3	7	6	600	40 000	5,78
Beispiel 2

Aus insgesamt sahn Spinnöffnungsreihen einer Spinndüse wird

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Polycaprolactam gesponnen. Die Zahl der Reihen für die Bildung der strukturierten Mattenbahn wird von Sieben auf Vier reduziert, während die Zahl der Reihen für die Bildung des Spinnvlieses von Drei auf Sechs erhöht wird. Wie in Beispiel 1 werden Spinn- und Abzugsgeschwindigkeit wieder so geregelt, daß 15mm hohe Mattenbahnen mit den in Tabelle II aufgeführten Eigenschaften entstehen.

Tabelle II Ver- Zahl der Flächen- Dickenbezogenes Flächengewichts·

such Spinnöffnungs- gewicht Flächengewicht bezogene Quer-Nr. reihen für „/«.2 / 3 festigkeit

Matte Sohle ^{g/m g/ra3} Nm/g

el	7	3	400	26 000	4,0
e2	7	3	500	33 300	4,83
e3	7	3	600	40 000	5,98
f1	6	4	400	26 000	4,5
f2	6	4	500	33 300	5,27
f3	6	4	600	40 000	6,44
gi	5	5	400	26 000	4,15
g2	5	5	500	33 3OO	5,2
g3	5	5	600	40 000	6,3
h1	4	6	400	26 000	5,5
h2	4	6	500	33 300	7,55
h3	4	6	600	40 000	7,79

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Stattliche In den Beispielen 1 und 2 hergestellte Mattenbahnen besitzen eine ausgezeichnete Verbindung zwischen der strukturierten Matte und der glatten Sohle. Ein Ablösen der Sohle von der Matte ist nur unter Zerstörung des gesamten Flächengebildes möglich.

- Patentanspruch· -

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Leerseite

Claims

A3GW31787/A Patentansprüche

1. Mattenbahn mit einer Dicke von etwa 5 bis 70 na, bestehend aus einer Vielzahl von aus synthetischen Polymeren schmelzgesponnenen, sich stellenweise überkreuzenden und an den Kreuzungsstellen miteinander verschweißten Fäden mit einem Durchmesser von 0,2 bis 1,5 mm, welche im bindemittelfreien Zustand eine flächengewichtsbezogene Querfestigkeit von mindestens 2 Nm/g, vorzugsweise von mindestens 4 Nm/g aufweist und waffelähnlich strukturierte Oberflächen sowie ein dickenbezogenes Flächengewicht von weniger als 50 000 g/m-*, vorzugsweise von weniger als 40 000 g/m3, besitzt, nach

Patent (P 25 30 499.8-26), gekennzeichnet

durch ein mit einer der strukturierten Oberflächen verbundenes, im wesentlichen glattes Spinnvlies (S), welches eine geringere Porosität als die Matte (M) aufweist, wobei die an der Oberfläche des Spinnvlieses (S) befindlichen Fäden mit einem Teil der Fäden der Matte (M) an den gemeinsamen Kreuzungsstellen miteinander verschweißt sind.

2. Mattenbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden des Spinnvlieses (S) etwa den gleichen Durchmesser aufweisen wie die Fäden der Matte (M).

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3. Mattenbahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Spinnvlieses zwischen etwa 1 und 4 mm liegt.

4. Verfahren zur Herstellung einer Mattenbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 3 durch Auspressen einer Schmelze eines synthetischen Polymeren durch eine Düse mit einer Vielzahl von Spinnöffnungen mit einem Durchmesser von mehr als etwa 0,2 mm in im wesentlichen senkrechter Richtung auf eine im Abstand von 3 bis 20 cm, vorzugsweise von 3 bis 9 cm zur Düse angeordnete, mit einem aus etwa 5 bis 70 mm hohen Huckern bestehenden Huckerprofil versehene und gekühlte bewegte Flüche, wobei die aus den Spinnöffnungen austretenden Fäden sich unter stellenweiser gegenseitiger Uberkreuzung auf und zwischen den Huckern ablegen und an ihren Kreuzungsstellen miteinander verschweißen, Abnehmen von der bewegten Fläche und unmittelbar nachfolgendes Aufwickeln bzw. Ablegen der gebildeten, abgekühlten Mattenbahn, nach Patent (P 25 30 49 9.8-26),

dadurch gekennzeichnet, daß man aus einer weiteren Anzahl von Spinnöffnungen «ine Schmelze eines synthetischen Polymeren auf ein« weitere, aber im wesentlichen glatte bewegte Fläche unter Bildung «Ines im wesentlichen glatten Spinnvlies·· ausspinnt, dessen einander überkreuzunde Fäden an

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ihren Kreuzungestellen miteinander verschweißen, und daß man die freie Oberfläche dieses Spinnvlieses, solange seine Fäden noch klebrig sind, mit der freien Oberfläche der frisch gebildeten Mattenbahn, solange deren Fäden noch klebrig sind, unter leichtem Druck verbindet, worauf die an der Oberfläche des Spinnvlieses befindlichen Fäden mit einem Teil der Fäden der Mattenbahn an den gemeinsamen Kreuzungsstellen miteinander verschweißen, während Mattenbahn und Spinnvlies abkühlen.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren« nach Anspruch 4, mit wenigstens einer Spinndüse mit einer Vielzahl von Spinnöffnungen, einem mit Abstand dazu angeordneten, mit einem Höckerprofil versehenen bewegten Ablageorgan, wie Waise, Trommel, Förderband od.dgl., auf dem die frisch gesponnenen Fäden sich unter Bildung einer Mattenbahn ablegen, sowie Mitteln zum Kühlen und Aufwickeln bzw. Ablegen der gebildeten Mattenbahn, gekennzeichnet durch eine la wesentlichen glatte Walze (6), welche in unmittelbarer Näh· des mit einem Huckerprofil versehenen bewegten Ablageorgans (3f 4) derart drehbar zwischen der Spinndüse (1, 1* bzw. 1") und dem Ablageorgan (3, 4) angeordnet ist, da6 «in Teil der die Spinndüse (1, 1' bzw. 1") verlassenden Fäden (5*) auf ihrer gegen das Ablageorgan (3, 4) bewegten Oberfläche auftrifft.

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C. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet» daß die Walze (6) gegen das Ablageorgan (3, 4) gedrückt und von diesem friktionaangetrieben ist.

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