DE4340174A1 - Mehrschichtiges, voluminöses Geotextil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges, voluminöses Geo­ textil, insbesondere Geovliesstoff mit Maschenschichten und Polfaltenschichten für die geotechnischen Funktionen des Trennens und Filtrierens. Trennen bedeutet dabei das Verhin­ dern von Vermischungen von z. B. feinkörnigem Untergrund mit grobkörnigem Überbau. Der geotechnische Anwendungsfall Fil­ tern bedeutet, daß eine feinkörnige und eine grobkörnige Bo­ denschicht durch ein Geotextil getrennt werden, wobei von der feinkörnigen zur grobkörnigen Schicht ein möglichst druckfrei­ er Wasserdurchfluß zu gewährleisten ist. Zudem soll das Durch­ schwemmen von Bodenpartikeln aus der feinkörnigen Schicht durch das Geotextil verhindert werden.

Geotextile Materialien, welche den Untergrund verstärken und hohe Drainagewirkung auf Grund von Filtereigenschaften besit­ zen, bestehen meist aus laminierten Verbundstoffen mit minde­ stens zwei Geotextilschichten. Für die Geotextilschichten wer­ den dabei beispielsweise eine Schicht aus Mineralfasern oder ein Netz aus thermisch miteinander verbundenen synthetischen und Mineralfasern und ein mechanisch, thermisch oder chemisch verfestigtes Nonwowen aus synthetischen Fasern oder ein ver­ festigtes Vlies aus Mineralfasern verwendet. Die Laminierung kann mechanisch durch Vernadelung oder Vernähen, durch ther­ mische oder chemische Mittel, durch Kombination beider Ver­ fahren oder mittels eines Harzes erfolgen.

Der Einsatz von Vliesstoffen oder Filamenten (Spinnvliese) als Geotextil ist ebenfalls bereits bekannt. So sind beispiels­ weise Matten aus mehrschichtigen Vlies-Faden-Nähgewirken mit einem filternden Spinnvlies und einem groben Untervlies be­ kannt, wobei die Verbindung dieser Lagen durch ein thermosen­ sibles Fadensystem erfolgt, wodurch nach Hitzeschrumpfung eine Faltenbildung eintritt. Aus der DE-OS 39 26 991 ist ein Geo­ textil für die Bewehrung von Asphaltschichten bekannt, welches aus einem aus zwei Komponenten bestehenden Verbundstoff be­ steht, dessen eine Komponente ein Vliesstoff und die zweite Komponente ein Gewebe, Gewirke, Fadengelege oder anderes Flä­ chengebilde definierter Garnlage ist.

Des weiteren ist aus der DE-OS 41 22 993 eine Dichtungsmatte bekannt, die im wesentlichen aus einer Trägerschicht, einer Schicht aus quellfähigem Ton und einer Deckschicht besteht, wobei die Träger- und/oder Deckschicht aus einem Vliesstoff bzw. einem Gewebe, Gewirke oder einer Kunststoffolie besteht, die miteinander vernadelt sind und die zur Vernadelung dienen­ den Faserbüschel an der Oberfläche verklebt werden.

Die Europäische Patentanmeldung 0536475 zeigt eine Dichtungs­ matte, bei der zwischen zwei aus Fasermaterial bestehenden Schichten ein Aerovlies mit eingelagertem mineralischen Dich­ tungsmaterial eingebracht ist und diese Schichten miteinander vernäht sind.

Mehrschichtige Drainageelemente werden in der DE-OS 23 27 618 und DD-PS 1 07 323 beschrieben. Diese Drainageelemente bestehen aus zwei Flächengebilden und einer dazwischen angeordneten Was­ serführungsschicht, welche aus grobfaserigen Synthesefaser­ vlies, Schaumstoffplatten, gewellten oder gelochten Profilen oder punktförmigen Abstandshaltern besteht.

Nachteilig bei diesen bekannten mehrschichtigen Geotextilien ist die Herstellung aus mehreren vorgefertigten Flächengebil­ den, die in zusätzlichen und sehr aufwendigen Arbeitsgängen miteinander verbunden werden müssen. Außerdem besitzen derar­ tige Geotextilien auf Grund ihres teilweise komplizierten Schichtenaufbaues eine sehr hohe Gesamtdicke, die für bestimm­ te Einsatzgebiete von Nachteil ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die geotechni­ schen Funktionen des Trennens und Filterns mit geringem Auf­ wand ein mehrschichtiges, voluminöses Geotextil, vorzugsweise Geovliesstoff zu schaffen, der definierte Porenöffnungsweiten mit unterschiedlichen Größen auf der Ober- und Unterseite auf­ weist und im Mittelteil einen hohen horizontalen Wasserdurch­ fluß garantiert.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß zwischen zwei Maschen­ schichten senkrecht oder nahezu senkrecht angeordnete Polfal­ ten angeordnet sind, wobei sowohl die Maschen der Maschen­ schichten als auch die Polfalten aus ein und denselben Fasern eines Faservlieses gebildet werden und je nach Faserlänge die Fasern in den Maschen beider Maschenschichten und den Polfal­ ten enthalten sind. Dabei kann die Maschengröße und/oder der Faserdurchmesser variiert werden, so daß unterschiedliche Po­ renöffnungsweiten vorhanden sind, die hinsichtlich Rückhalte­ vermögen und Durchlässigkeit, beispielsweise von Wasser und Partikeln von Bedeutung sind.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zwei un­ terschiedliche Fasergewirke mit je einer Maschen- und Polfal­ tenschicht an der Berührungsstelle beider Polfaltenschichten mittels Fasermaschen miteinander verbunden sind, wobei die Fa­ sermaschen aus einer oder beiden Polfaltenschichten bestehen. Der so entstandene mittige, voluminöse Wassertransportteil kann noch verstärkt werden, indem beim Verbinden zweier Pol­ faltenschichten eine zusätzliche druckstabile Vliesschicht eingebunden wird. Bei derartigen Fasergewirken handelt es sich vorzugsweise um Flächengebilde aus unversponnenen Fasern. Es entspricht jedoch auch der Erfindung, wenn zumindest die Pol­ schicht aus Fäden, Foliefäden oder dgl. aufgebaut ist. Auch die Verwendung von Faservlies-Gewirken, die zwar eine Maschen­ einheit, aber keine Polfalten- oder Polschlingenschicht aufwei­ sen, können eingesetzt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Geo­ vliesstoffes sind in den Unteransprüchen 4 bis 6 beschrieben.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 den Querschnitt des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Geovliesstoffes aus einer Faserschicht,

Fig. 2 den Querschnitt eines mehrschichtigen Geovliesstoffes aus zwei Polfaltenvliesstoffen,

Fig. 3 den Querschnitt eines mehrschichtigen Geovliesstoffes aus mehreren unterschiedlichen Polfaltenvliesstoffen.

Der erfindungsgemäße voluminöse mehrschichtige Geovliesstoff gemäß Fig. 1 besteht aus den Maschenschichten 1 und 2 und einer zwischen den Maschenschichten 1, 2 angeordneten, senk­ recht oder nahezu senkrecht stehenden Polfalten 3, wobei so­ wohl die Maschen 4 der Maschenschicht 1 und die Maschen 5 der Maschenschicht 2 als auch die senkrecht stehende Polfalten­ schicht 3 aus ein und denselben Fasern bestehen, die je nach ihrer Länge sowohl in den Elementen 1 und 3, 2 und 3 oder 1, 2 und 3 enthalten sind. Jedes dieser Elemente 1, 2, 3 besteht aus einer Vielzahl einzelner Fasern, so daß zwischen den Ma­ schenschichten 1, 2 eine dichte Schicht aufrecht stehender nicht vermaschter Faserteile 3 vorhanden ist. Da die Fasern der Polfaltenschicht 3 nicht miteinander verdreht sind, bilden sie eine außerordentlich große Oberfläche aus, die die Filter­ wirkung im Sinne einer hohen Filtrierwirkung und damit Filter­ filtratspeicherung bestimmt und auch einen hohen horizontalen Wassertransport ermöglichen.

In Fig. 2 besteht der Geovliesstoff aus zwei Polfaltenvlies­ stoffen A, B, die je eine Maschenschicht 5, 6 und je eine Pol­ falten-, Polschlingen- oder vliesartige Schicht 7, 8 aufwei­ sen. An den Berührungsstellen der Polfaltenschichten 7, 8 sind die Polfaltenvliesstoffe A, B mittels Maschenschicht 9 mitein­ ander verbunden, wobei die Maschen der Maschenschicht 9 aus den Fasern beider Polfaltenschichten 7, 8 gebildet sind. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Maschen der Maschen­ schicht 9 aus den Fasern von nur einer Polfaltenschicht 7 oder 8 der Flächengebilde A oder B zu bilden.

Die Flächengebilde A, B können dabei aus gleichen oder unter­ schiedlichen Faserstoffen, Faserfeinheiten, Massen, Dicken, Höhen usw. bestehen. Auch die Maschenschichten 1, 2 und 9 kön­ nen unterschiedliche Maschenstäbchendichten und Maschenhöhen aufweisen, um unterschiedliche Porenöffnungsweiten an der Ober- und Unterseite des Geovliesstoffes zu erreichen.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Geovliesstoff weisen beide Polfaltenvliesstoffe A, B zusätzliche Bahnen 10, 11 auf, in die Fasern in Form von Maschenstäbchen 12, 13 und Polschlin­ gen 14, 15 eingezogen sind. Die Bahnen 10, 11 können dabei aus einem Gewebe, Gewirke, Vliesstoff, Faser-, Faden-, Folielagen oder dgl. bestehen. Zwischen den Polschlingenschichten 14, 15 ist zusätzlich ein weiteres druckstabiles Vlies 16 angeordnet. Dieses Vlies 16 ist durch Maschen bzw. Maschenstäbchen 17, die aus den Fasern der Polschlingen 15 des Flächengebildes B be­ stehen, mit beiden Flächengebilden A, B fest verbunden. Die Dicke des druckstabilen Vlieses 16 ist variabel und kann zweck­ entsprechend geschichtet sein.

1. Anwendungsbeispiel

Ein voluminöser, mehrschichtiger Geovliesstoff von 6 mm Dicke besteht von der Oberseite aus betrachtet aus folgenden Kompo­ nenten:

• - einem Vliesgewirke mit durch die Maschinenfeinheit gebilde­ ten Maschen mittlerer Porenöffnungsweite von 0,20 mm an der Außenseite und einer Dicke von 4,0 mm,
• - einer aus vertikalen Faserstegen bestehenden Speicher­ schicht, wobei die in den Faserstegen angeordneten Fasern vorwiegend mit ihren Längsachsen parallel zur Durchström­ richtung angeordnet sind und einen Filtratspeicher von min­ destens 0,005 m³/m² Filterfläche bilden,
• - einem Vliesgewirke mit durch die eingesetzte Faserfeinheit und die durch die Maschinenfeinheit gebildeten Maschen mitt­ lerer Porenöffnungsweite von 0,06 mm als Außenseite und einer Dicke von 2,0 mm.

Die beiden Vliesgewirke sind mit den Polschlingenseiten zuein­ ander angeordnet. Der erfindungsgemäße dreischichtige Geovlies­ stoff ist durch Vermaschen der zueinander angeordneten Fasern der Polfalten der Vliesgewirke entstanden. Er enthält eine Schicht zur Oberflächenfiltration der Korngröße 0,2 mm und eine Schicht zur Oberflächenfiltration einer Korngröße von 0,06 mm, wobei je nach Durchströmrichtung diese Filterparti­ kel in der Mittelschicht gespeichert werden. Durch die unter­ schiedliche Porenöffnungsweite gelangen zum Beispiel grobe Partikel nicht in die untere Erdstofffläche.

2. Anwendungsbeispiel

Ein voluminöser, mehrschichtiger Geovliesstoff der Dicke von 12 mm besteht von der Anströmseite aus betrachtet aus folgen­ den Schichten:

• - einem Vliesgewirke mit durch die Maschinen- und Faserfein­ heit vorbestimmten Maschendichte und einer mittleren Poren­ öffnungsweite von 0,1 mm als Außenseite und einer Dicke von 3 mm,
• - einem vernadelten Vlies der Dicke von 6,0 mm mit einer durch den eingesetzten Faserstoff bestimmten hohen Druckstabilität
• - einem Vliesgewirke mit durch die Maschinen- und Faserfein­ heit vorgegebenen Maschendichte mit Maschen der mittleren Porenöffnungsweite von 0,8 mm als Außenseite und einer Dicke von 3 mm. Dieser Geovliesstoff zeigt auch bei einer Auflast von 2 KN/m² noch eine horizontale Wasserdurchlässigkeit von mindestens 5 × 10^-3 m/s aus.

Auch dieser Geovliesstoff ist durch Maschen aus den Fasern der Vliesgewirke zu einer einheitlichen Schicht verbunden.

Claims (7)

1. Mehrschichtiges, voluminöses Geotextil, bestehend aus einem mehrschichtigen Vliesstoff mit Maschenschichten und Polfal­ tenschichten für die geotechnischen Funktionen des Trennens und Filtrierens, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Maschenschichten (1, 2) senkrecht oder nahezu senkrecht ste­ hende Polfalten (3) angeordnet sind, wobei sowohl die Ma­ schen (4) der Maschenschicht (1) als auch die Maschen (5) der Maschenschicht (2) und die Polfalten (3) aus ein und denselben Fasern bestehen, die je nach ihrer Faserlänge in den Maschen (4, 5) der Maschenschichten (1, 2) sowie den Polfalten (3) enthalten sind.

2. Geotextil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß min­ destens zwei gegenüberliegende Polfalten-Vliesstoffe (A, B) an den Berührungsflächen der Polfalten (7, 8) durch Maschen (9), die aus den Fasern einer oder beider Polfaltenschich­ ten (7, 8) bestehen, miteinander verbunden sind und die Ma­ schenschichten (5, 6) die Ober- bzw. Unterseite des Geotex­ tiles bilden.

3. Geotextil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Polfaltenschichten (14, 15) ein weiteres zusätzliches Flächengebilde (16), beispielsweise ein Spinn­ vlies, ein Melt-Blown-Vlies, ein Faservlies oder dgl. ange­ ordnet ist, welches durch Maschen (17), die aus den Polfal­ ten (15) des Flächengebildes (B) gebildet sind, fest im Geo­ textil eingebunden ist.

4. Geotextil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Polfaltenschichten (14, 15) mehrere weite­ re zusätzliche Flächengebilde (16) angeordnet sind, die durch Maschen (17), welche aus einer oder beiden Polfalten­ schichten (14, 15) der Flächengebilde (A, B) gebildet sind, fest im Geotextil eingebunden sind.

5. Geotextil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polfalten-Vliesstoffe (A, B) aus gleichen oder un­ terschiedlichen Faserstoffen, Faserfeinheiten, Massen, Hö­ hen, Dicken usw. bestehen und durch gleiche oder unter­ schiedliche Verfahren hergestellt sind.

6. Geotextil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenschichten (1, 2, 12, 13, 17) gleiche oder unterschiedliche Maschenstäbchendichte und Maschenhöhen aufweisen.

7. Geotextil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polfaltenschichten (7, 8, 14, 15) aus gleichem oder unterschiedlichem Material bestehen und gleiche oder unter­ schiedliche Masse, Dicke und Höhe aufweisen.