DE4431976B4

DE4431976B4 - Erosionsschutz- bzw. Drainagematte

Info

Publication number: DE4431976B4
Application number: DE4431976A
Authority: DE
Inventors: Paul Schreck; Wilfried Wunderatzke
Original assignee: Colbond Geosynthetics GmbH
Current assignee: SCHRECK, PAUL, 97892 KREUZWERTHEIM, DE; Colbond Geosynthetics GmbH
Priority date: 1993-09-13
Filing date: 1994-09-08
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2014-09-09
Also published as: EP0646677A2; EP0646677B1; ATE234392T1; DE59410254D1; DE4431976A1; EP0646677A3

Abstract

Matte für Erosionsschutz- und/oder Drainagezwecke, bestehend aus zwei Filterschichten und einer weiteren Schicht, wobei
– die weitere Schicht mittig zwischen den beiden Filterschichten angeordnet ist,
– alle Schichten miteinander verbunden sind,
– die Verbindung aus Nähnähten besteht,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die weitere Schicht als dreidimensionale, ein hohes Leervolumen aufweisende Krall- und/oder Distanzschicht ausgebildet ist, die
– mindestens eine strukturierte Oberfläche aufweist, und
– beide Filterschichten im vernähten Zustand außenseitig zumindest im Bereich der Nähnähte in die Täler der strukturierten Oberfläche der Krall- und/oder Distanzschicht hingezogen sind und die Krall- und/oder Distanzschicht aus einer in Wirrlage angeordneten, an ihren Kreuzungsstellen miteinander verbundenen Drähten besteht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Matte für Erosionsschutz- und/oder Drainagezwecke, bestehend aus zwei Filterschichten und einer weiteren Schicht, wobei die weitere Schicht mittig zwischen den beiden Filterschichten angeordnet ist, alle Schichten miteinander verbunden sind, die Verbindung aus Nähnähten besteht.

Derartige Matten sind mehrfach bekannt. In den Druckschriften DE 2150590 A1 , DE 2248911 A1 oder DE 2327618 A1 sind Matten beschrieben, bei denen die Verbindung der einzelnen Schichten erfolgt über Vernadeln.

Beim Vernadeln werden in der Regel Fasern aus einer der zu vernadelnden Schichten herausgezogen und in einer der anderen Schichten verankert. Ein Vernadeln ist deshalb immer nur dann möglich, wenn mindestens eine der zu verbindenden Schichten Fasern aufweist, deren Länge zumindest der Gesamtdicke der zu vernadelnden Schichten entspricht. Da in der Regel die Filterschichten die zu Vernadelung erforderlichen Kurzfasern aufweisen, ist man in der Auswahl der einzusetzenden Filterschichten stark begrenzt. Vliese, die aus Endlosfilamenten bestehen, wobei die Endlosfilamente miteinander verklebt oder verschweißt sind, oder Kurzfaservliese, bei denen die Kurzfasern eine Länge aufweisen, die kleiner ist als die Dicke der zu vernadelnden Schicht, lassen sich praktisch nicht zum Vernadeln einsetzen.

Erosionsschutzmatten oder Wasserbaumatten, bei denen lediglich eine Krallschicht und eine Filterschicht vorgesehen ist, lassen sich lediglich mit hohem zusätzlichen Aufwand durch Vernadeln miteinander verbinden.

Bei Drainagematten oder kombinierten Krall- und Drainagematten ist ein Vernadeln umso schwieriger, je dicker die Gesamtdicke der zu vernadelnden Schichten ist, da dann kaum mehr noch die erforderliche Verbindungsfestigkeit zwischen den zu verbindenden Schichten erreicht werden kann. Insbesondere dann, wenn die Matten an steilen Böschungen, beispielsweise zur Auskleidung von Deponien eingesetzt werden sollen, und somit besonders hohe Anforderungen an die Verbindungsfestigkeit der zu verbindenden Schichten gestellt wird (Scherfestigkeit zwischen den zu verbindenden Schichten), stellt das Vernadeln eine unzulängliche Verbindungstechnik dar, weil entweder die Verbindungsfestigkeit nicht ausreicht, oder die Dichte der zur Vernadelung zu verwendenden Fasern zur Erreichung der erforderlichen Verbindungsfestigkeit so dicht gewählt werden muß, daß bereits eine Beeinträchtigung der Drainagewirkung in Kauf genommen werden muß.

Bei anderen Matten für Erosionsschutz und/oder für Drainagezwecke wird die Verbindung der einzelnen Schichten über Verkleben und/oder über Verschweißen hergestellt. Dieses Verkleben bzw. Verschweißen muss punktuell oder sektionsweise erfolgen, um die Filterwirkung der Filterschichten, die im Verbindungsbereich durch Befüllen der Hohlräume durch Kleber oder Schmelze außer Kraft gesetzt ist, wenigstens nicht übermäßig einschränken. Insofern ist die Verbindung von Filterschichten mit anderen Schichten regelmäßig sehr aufwendig. Diese Verbindungstechnik schränkt wiederum die Auswahl der miteinander zu verbindenden Schichten ein, weil entweder diese Schichten und der Kleber aufeinander abgestimmt werden müssen, oder die Schichten miteinander verschweißbar sein müssen.

Die Druckschrift ( DE 2321362 A ) beschreibt eine zweischichtige Erosionsschutzmatte, mit Wirrfasermatte, deren voluminöse Struktur, die Ablagerung von Feststoffen erlaubt, wobei die insgesamt wasserdurchlässige Matte auf ihrer Unterseite mit einem verrottungsfesten Gewebe fest verbunden ist. Die untere Schicht, die als Filterschicht bezeichnet wird, ist mit der oberen Wirrfasermatte durch Kleben, Nähen, oder durch Einnadeln verbunden.

Aus der DE 7703833 U ist eine Matte für den Unterwasserbau bekannt, die aus mindestens zwei synthetischen Textilstoffen besteht, wobei eine Schicht aus einem nichtgewebten z. B. vliesartigen Stoff besteht und die andere Schicht aus einem gewebten Textilstoff besteht. Die beiden Textilstoffschichten sind durch Kleben, Klammern oder durch eine Naht miteinander verbunden. Bei Nahtverbindung ist vorgesehen, dass die Nähte unvernähte Abschnitte aufweisen, so dass sie schlaufenartig von der Oberfläche der Matte abstehen. In die Schlaufen können zur Sicherung von Uferböschungen Reisigbüschel (sog. Faschinen) oder Rohren eingehängt werden.

Die DE 3303990 A1 beschreibt eine ebenfalls mehrschichtige Erosionsschutzmatte, deren Schichten miteinander vernäht sind, wobei der schleifenartig vernähte Faden zur Vermeidung von schlaufenartig von der Mattenoberfläche abstehenden Schlingen durch Kleben wie z. B. durch ein biologisch abbaubares Harz mit der zwischen zwei Einstichlöchern liegenden Oberfläche der Matte verbunden ist.

Aus der DE 3728255 A1 ist eine Erosionsschutzmatte bekannt, die im Inneren einen Hohlraum aufweist, der als Drainagekörper wirkt und auch unter Druckbelastung zumindest ein Drittel seines ursprünglichen Querschnitts behält. Die Erosionsschutzmatte mit dem bandartig langgestreckten Hohlkörper im Inneren hat eine Drainage funktion. Daneben sorgt die Matte durch Kapilarität auch für die Entwässerung feuchter Böden aus deren Untergrund Wasser hervordringt. Der Hohlraum, der den Drainagekörper bildet ist aus einem Doppelgewebe geschnitten. Dabei kann die unter dem Drainagekörper angeordnete Schicht wasserundurchlässig sein.

Die Druckschrift US 4,565,468 beschreibt eine wasserundurchlässige Matte, die aus einer wasserundurchlässigen Basisschicht von geringer Stärke und einer obenseitigen Tonschicht (Betonite) besteht. Dabei wird die Tonschicht mit Hilfe eines speziellen Verfahrens rillenartig auf der Basisschicht befestigt und mit einer wasserlöslichen, quellfähigen Papierschicht überdeckt. Die wertvolle Eigenschaft der Tonsicht besteht in ihrer Quellfähigkeit. Wird die Folie nach ihrem Verlegen obenseitig mit Wasser beaufschlagt, so durchdringt das Wasser schnell die Papierschicht und weicht den Ton auf, der sich zu einer zusammenhängenden wasserundurchlässigen Schicht verbindet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Matte der eingangs genannten Art zu Verfügung zu stellen, bei welcher eine Drainage bei optimaler Fixierung im Erdreich möglich wird.

Die Aufgabe wird durch eine Matte mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Es ist überraschend, dass durch das Durchstechen der Nähnadel beim Herstellen der Nähnähte zumindest keine nennenswerte – Reduzierung der Rückhaltewirkung der Filterschicht auftritt. Bei der erfindungsgemäßen Matte weist die Krall- bzw. Distanzschicht mindestens eine strukturierte Oberfläche auf.
Die Krall- bzw. Distanzschicht besteht aus in Wirrlage angeordneten, an ihren Kreuzungsstellen miteinander verbundenen Drähten. Derartige Krall- oder Distanzschichten sind beispielsweise unter dem Warenzeichen ENKAMAT bekannt geworden, welchen sich dadurch auszeichnen, dass sie aus Drähten mit einem Durchmesser von 0,2 bis 2 mm bestehen, die an ihren Kreuzungsstellen miteinander verschweißt sind. Diese Distanzschichten weisen ein- oder beidseitig eine Oberfläche in Berg- und Talstruktur auf, wobei die Berg- und Talstruktur in einer oder in zwei senkrecht zueinander angeordneten Richtungen in Form von Wellen vorliegt. Bei in zwei Richtungen angeordneten Wellen erscheint eine solche Oberfläche als waffelförmig strukturiert. Die Strukturierung kann auch durch kegelstumpfförmige oder pyramidenstumpfförmige Bergstrukturen gebildet sein.
Zur Herstellung der Nähnähte empfiehlt sich besonders, Nähnadeln mit stumpfer Spitze zu verwenden, die beim Auftreffen auf die Drähte der Krall- oder Distanzschicht leicht ausweichen, sodaß die Drähte der Krall- oder Distanzschicht nicht durchstoßen werden.
Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Nähnähte parallel zueinander angeordnet sind. Insbesondere bei Drainagematten bietet sich diese Art von Nähnahtanordnung an. Insbesondere eine Anordnung der Nähnähte in Abflußrichtung des Drainagegutes weist den Vorteil auf, daß die Drainageleistung durch die Nähte zumindest nicht nennenswert behindert wird. Es besteht sogar der Vorteil, durch Anbringen von besonders strammen Nähnähten die Abführung des Drainagegutes zu kanalisieren.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn eine erste Gruppe von Nähnähten parallel angeordnet ist, die von einer zweiten Gruppe von parallel angeordneten Nähnähten gekreuzt wird. Diese Anordnung der Nähnähte empfiehlt sich insbesondere dann, wenn an die Verbindungsfestigkeit besonders hohe Anforderungen gestellt werden. Allerdings ist bei Drainagematten darauf zu achten, daß die Nähnaht das Filtermaterial zumindest nur geringfügig in die Distanzschicht hineinzieht. Hierbei hat es sich besonders bewährt wenn die beiden Gruppen von Nähnähten derart angeordnet sind, daß sie ein Karomuster bilden.
Es hat sich bei der erfindungsgemäßen Matte als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Nähnähte eine Stichlänge von 1 bis 20 mm aufweisen bzw. wenn die Nähnähte durch Vernähen von mindestens einem Multifilamentgarn hergestellt sind.
Besonders zeichnet sich die erfindungsgemäße Matte dadurch aus, daß mindestens eine Filterschicht ein aus Kurzfasern und/oder Endlosfilamenten bestehendes Vlies ist. Diese Filterschichten weisen eine besonders gute Rükhaltefähigkeit auch von sehr feinen Teilchen auf. Die Kurzfasern des Vlieses legen sich nach Herstellung der Nähte sehr dicht um das Nahtgut, sodaß auch an den Einstichstellen der Nähnadel nach Herstellen der Nähnaht auch im Bereich des Nähgutes durch das Kurzfaservlies praktisch kein Verlust der Filtrierwirkung gegenüber den Stellen, wo kein Nähgut das Vlies durchdringt, auftritt.
Bei dieser Art von Vliesen hat sich für die erfindungsgemäße Matte ein Vlies besonders bewährt, welches aus Kurzfasern besteht, die durch Vernähen verfestigt wurden. Diese Art der Verfestigung von Vliesen ist unter der Bezeichnung Mallimo-Technik bekannt geworden.
Die erfindungsgemäße Matte zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die über eine Gruppe von Nähnähten verbundenen Schichten eine Gesamtdicke von 4 bis 70 mm, bevorzugt von 20 bis 60 mm aufweisen.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn bei der erfindungsgemäßen Matte die Nähnähte aus mindestens einer der äußeren Oberflächen der Matte herausragende Schlingen aufweisen. Hierdurch wird die Strukturierung der Mattenoberfläche(n) gefördert, wodurch der Reibwert zwischen der erfindungsgemäßen Matte und dem Untergrund, auf den die Matte gelegt wird, oder dem Schüttgut, welches auf die Matte verfüllt wird, deutlich erhöht.
Als Nähnahtmaterialien kommen praktisch alle gängigen Materialien in Frage. Insbesondere eignen sich Nähfäden aus Polyester, Polyamid, Polypropylen, Polyäther, Polyäthylen, Polyätherimid, Polyacrylnitril sowie aromatische Polyamide oder Polyester. Sie können aus Multifilamentgarnen bestehen, die ein- oder zweifach gezwirnt sind. Je nach Einsatzzweck empfiehlt es sich, die Multifilamentgarne zu beschichten, wobei die Beschichtung so auszuwählen ist, daß die Verarbeitbarkeit der Nähfäden erhöht und/oder die Abdichtung zwischen Filterschicht und Nähgut verbessert wird.
Als Filterschicht eignen sich praktisch alle Filtermaterialien. Kurzfaservliese, Filze, Spinnvliese oder Gewebe aus üblichen Materialien wie Polyester, Polyamid, Polypropylen, Polyäther, Polyäthylen, Polyätherimid, Polyacrylnitril oder Glas haben sich bestens bewährt.
Beim Herstellen der Nähte ist es ohne weiteres möglich, an der Oberfläche Verstärkungsbänder, -kordeln, -korde oder ähnliche Verstärkungsmaterialien mit anzunähen, um die Zugfestigkeit und/oder die Oberflächenrauhigkeit der äußeren Filterschichten zu erhöhen. Ebenso kann die Krall- und/oder die Drainageschicht weitere Verstärkungsmaterialien wie beispielsweise verstärkungsgitter, Gelege, Zugbänder enthalten.

Claims

Matte für Erosionsschutz- und/oder Drainagezwecke, bestehend aus zwei Filterschichten und einer weiteren Schicht, wobei – die weitere Schicht mittig zwischen den beiden Filterschichten angeordnet ist, – alle Schichten miteinander verbunden sind, – die Verbindung aus Nähnähten besteht, dadurch gekennzeichnet, dass – die weitere Schicht als dreidimensionale, ein hohes Leervolumen aufweisende Krall- und/oder Distanzschicht ausgebildet ist, die – mindestens eine strukturierte Oberfläche aufweist, und – beide Filterschichten im vernähten Zustand außenseitig zumindest im Bereich der Nähnähte in die Täler der strukturierten Oberfläche der Krall- und/oder Distanzschicht hingezogen sind und die Krall- und/oder Distanzschicht aus einer in Wirrlage angeordneten, an ihren Kreuzungsstellen miteinander verbundenen Drähten besteht.
Matte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein oder zwei weitere Krall- und/oder Distanzschichten angebracht sind.
Matte nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähnähte parallel zueinander angeordnet sind.
Matte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gruppe von Nähnähten parallel angeordnet ist, die von einer zweiten Gruppe von parallel angeordneten Nähnähten gekreuzt wird.
Matte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gruppen von Nähnähten derart angeordnet sind, daß sie ein Karomuster bilden.
Matte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähnähte eine Stichlänge von 1 bis 20 mm aufweisen.
Matte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähnähte durch Vernähen von mindestens einem Multifilamentgarn hergestellt sind.
Matte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Filterschicht ein aus Kurzfasern und/oder Endlosfilamenten bestehendes Vlies ist.
Matte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Filterschicht aus Kurzfasern besteht, die durch Vernähen verfestigt wurden.
Matte nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die über eine Gruppe von Nähnähten verbundenen Schichten eine Gesamtdicke von 4 bis 70 mm aufweisen.
Matte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die über eine Gruppe von Nähnähten verbundenen Schichten eine Gesamtdicke von 20 bis 60 mm aufweisen.
Matte nach einem 'der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähnähte aus mindestens einer der äußeren Oberflächen der Matte herausragende Schlingen aufweisen.