DE60117218T2 - Increased Void Index fiber mat of low density thermoplastic filaments, apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft flexible Platten oder Matten, die aus einer Vielzahl von verwickelten thermoplastischen Polymerfäden bestehen, die an ihren Kontaktpunkten teilweise miteinander verbunden sind.The The invention relates to flexible panels or mats made from a variety consist of entangled thermoplastic polymer threads, at their points of contact partially interconnected.
Diese Art von Gegenstand war schon einige Zeit bekannt und fand Anwendung in zahlreichen technischen Sektoren, wie zum Beispiel bei der Bodendrainage, Erosionsschutz, Betonverstärkung, beim Tragen und Verstärken von Polymer- oder wärmehärtenden Schäumen und bei der Verstärkung von Harzen, Mischungen und Konglomeraten.These Type of item has been known for some time and has been used in numerous technical sectors, such as ground drainage, Erosion protection, concrete reinforcement, at Wear and reinforce of polymer or thermosetting Foam and in the reinforcement of Resins, mixtures and conglomerates.
Solche Matten können durch zwei verschiedene Verfahren produziert werden, nämlich durch ein sogenanntes Nassverfahren und ein sogenanntes Trockenverfahren, die Anlass zu Produkten mit unterschiedlicher Geometrie und unterschiedlichen mechanischen Merkmalen geben.Such Mats can produced by two different methods, namely by a so-called wet process and a so-called dry process, the occasion for products with different geometry and different give mechanical characteristics.
Diese bekannten Verfahren sind in den italienischen Patenten 883371, 1061875, 1257665 und in der US421269 beschrieben, worauf zwecks weiterer Information Bezug genommen werden sollte.These known processes are described in Italian patents 883371, 1061875, 1257665 and in US421269, whereupon for further information Reference should be made.
Bei dem Nassverfahren wird eine nicht ausgedehnte Monofilamentmatte mit praktisch parallelepipeder Form mit flachen Seiten erhalten, während die Matte bei dem sogenannten Trockenverfahren mindestens eine profilierte Seite, zum Beispiel mit Höckern, aufweisen kann.at the wet process becomes an unexpanded monofilament mat having a substantially parallelepiped shape with flat sides, while the Mat in the so-called dry process at least one profiled Side, for example, with humps, can have.
Die Oberflächenprofilierung wird durch das Fallenlassen der Fäden auf eine mit Vorsprüngen versehene Oberfläche erhalten, zum Beispiel eine sich drehende zylindrische Oberfläche oder eine sich verschiebende Bahn, die eine Vielzahl geometrischer Vorsprünge aufweist.The surface profiling is due to the dropping of the threads on a provided with protrusions surface obtained, for example, a rotating cylindrical surface or a shifting web having a plurality of geometric protrusions.
Es wurde beobachtet, dass durch die Verwendung des Trockenverfahrens eine Matte mit im Wesentlichen besseren Merkmalen erhalten wird als diejenigen, die durch das Nassverfahren erhalten werden, wobei darüber hinaus das Vorhandensein der Höcker in dem Endprodukt bei allen solchen Anwendungen nützlich ist, bei denen der Zweck der Matte im Wesentlichen im Zurückhalten eines Materials wie zum Beispiel Boden oder Polymerschaum besteht, der darüber liegt oder teilweise darin eingebettet ist.It was observed by the use of the dry method a mat having substantially better features is obtained as those obtained by the wet process, wherein about that addition, the presence of the cusps useful in the end product in all such applications, where the purpose of the mat is essentially retention a material such as floor or polymer foam, the above lies or is partially embedded in it.
Aus diesen Gründen wird auf dem Umweltgebiet die durch das Trockenverfahren erhaltene Matte gegenwärtig mit mindestens einer profilierten Oberfläche verwendet, wobei sie im Allgemeinen auf einem geneigten Untergrund positioniert, und dann mit Boden bedeckt wird.Out these reasons in the environmental field, the mat obtained by the dry process currently used with at least one profiled surface, being in the Generally positioned on a sloped surface, and then with Soil is covered.
Zur Verbesserung der Bodenverdichtung besteht eine aktuelle Praxis darin, diesen mit einer Grasschicht zu bedecken, so dass die Graswurzeln als weiteres Bodenrückhalteelement agieren.to Improving soil compaction is a recent practice in to cover it with a layer of grass, so that the grass roots as another floor retention element act.
Eine solche Matte hat jedoch bei dieser Anwendung verschiedene Nachteile gezeigt.A However, such mat has several disadvantages in this application shown.
Ein erster Nachteil besteht in der Tatsache, dass die bekannten Produkte auf Grund der Tatsache eine schlechte Fähigkeit zur Kopenetration durch anbaufähigen Boden aufweisen, dass die Vorsprünge für den Durchgang von Boden teilweise undurchlässig sind.One first disadvantage is the fact that the known products due to the fact a poor copying ability arable Floor have the protrusions for the passage partially impermeable from the ground are.
Somit weist das Produkt nach der Installation praktisch leere Räume unter jedem Höcker auf. Auf diese Weise werden Luftzellen innerhalb der Räume erzeugt, die für die Entwicklung des Wurzelsystems der Grasschicht schädlich sind, deren Wurzeln trocken werden und bei Berührung mit Luft absterben.Consequently the product has practically empty spaces after installation every hump on. In this way, air cells are created inside the rooms, the for the development of the root system of the grass layer are harmful, their roots become dry and die when exposed to air.
Zusätzlich kann es in Abhängigkeit von der Neigung des Abhanges, auf dem die Matte verwendet wird, passieren, dass eine Seite der Vorsprünge in einer Horizontalposition oder sogar nach unten geneigt liegt, somit die Bodenrückhaltefähigkeit des Produktes, worin die Grundanforderung besteht, kompromittiert.In addition, can it depends from the inclination of the slope on which the mat is used happen that one side of the protrusions in a horizontal position or even inclined downwards, thus the Bodenrückhaltefähigkeit of the product in which the basic requirement exists is compromised.
Eine Aufgabe des vorliegenden Patentes besteht in der Beseitigung der Nachteile im Rahmen einer zuverlässigen Lösung mit niedrigen Kosten.A The object of the present patent is to eliminate the Disadvantages in the context of a reliable solution with low costs.
Diese und weitere Aufgaben werden gemäß der Erfindung durch eine flexible Matte mit niedriger Dichte und hohem Hohlraumindex erreicht, deren Oberfläche eine Vielzahl von eng aneinanderliegenden Höckern umfasst, wobei die Höcker hohl, und mit mindestens einer offenen Seite versehen sind, so dass eine Tasche oder Kammer zur Aufnahme von Material wie zum Beispiel Boden festgelegt wird, mit dem die Matte bedeckt wird, wenn sie installiert wird.These and further objects are according to the invention through a flexible mat with low density and high cavity index reached, whose surface includes a plurality of closely spaced humps, with the humps hollow, and are provided with at least one open side, so that a Bag or chamber for holding material such as ground is set, with which the mat is covered when installed becomes.
Die Matte wird durch ein Trockenverfahren der zuvor erwähnten Art unter Verwendung einer mit Vorsprüngen versehenen, sich verschiebenden Fläche als Fadenaufnahmefläche erhalten.The Matte is made by a dry process of the kind mentioned above using a protruding, shifting area as a thread receiving surface receive.
Gemäß der Erfindung weisen die Vorsprünge mindestens einen Abschnitt auf, der zum Zeitpunkt des Auftreffens des Fadens in die Bewegungsrichtung der Oberfläche geneigt ist.According to the invention have the projections at least one section at the time of impact of the thread is inclined in the direction of movement of the surface.
Der geneigte Abschnitt ist vorzugsweise flach, wobei seine Neigung in die Bewegungsrichtung durch den Winkel α festgelegt ist, der zwischen der Oberfläche und der senkrecht zu der Bewegungsrichtung verlaufenden Richtung geöffnet ist.Of the inclined portion is preferably flat, with its inclination in the direction of movement is determined by the angle α between the surface and the direction perpendicular to the direction of movement open is.
Im Falle eines nicht flachen Abschnittes ist der Winkel α derjenige, der zwischen der Tangentialebene an dem berücksichtigten Punkt und der senkrechten Richtung geöffnet ist.in the Case of a non-flat section, the angle α is the one between the tangent plane at the point under consideration and the vertical direction is.
Die sich verschiebende Fläche, welche die Vorsprünge trägt, ist vorzugsweise eine sich drehende zylindrische Fläche.The shifting surface, which the projections wearing, is preferably a rotating cylindrical surface.
In diesem Fall ist ein Winkel β in die Richtung gegen den Uhrzeigersinn geöffnet, und zwar zwischen der diametralen Horizontalebene des Zylinders und der durch den Auftreffpunkt der Fäden hindurchgehenden Diametralebene.In In this case, an angle β in the direction counter-clockwise, between the diametrical horizontal plane of the cylinder and the point of impact the threads passing diametral plane.
Im Falle einer horizontalen flachen, sich verschiebenden Fläche ist der Winkel β offensichtlich Null.in the Trap of a horizontal flat, shifting surface the angle β obviously zero.
Die Fadenfallgeschwindigkeit ist durch VC, und die Verschiebegeschwindigkeit der Fläche und der dazugehörigen Vorsprünge ist durch VP angegeben.The yarn drop speed is indicated by V C , and the speed of movement of the surface and associated projections is indicated by V P.
Diese Geschwindigkeiten werden immer als Vektoren angesehen.These Speeds are always considered vectors.
Um
das erforderliche Ergebnis zu erzielen, muss die vektorielle Differenz
zwischen VC und VP durch
einen resultierenden Vektor
Mit anderen Worten ausgedrückt muss der Vektor VR, der die relative Geschwindigkeit des vertikal fallenden Fadens auf den geneigten Abschnitt ausdrückt, mit einem positiven Auftreffwinkel von nahe Null oder mit einem negativen Auftreffwinkel gegen den geneigten Abschnitt gerichtet sein.In other words, the vector V R expressing the relative velocity of the vertically falling thread on the inclined portion must be directed at a positive landing angle of near zero or at a negative landing angle against the inclined portion.
In dieser Hinsicht gleiten die Fäden parallel zu dem geneigten Abschnitt und liegen ohne Verwicklungen, wenn der Auftreffwinkel Null beträgt, wobei dies auch bei sehr kleinen Auftreffwinkeln, das heißt nahe Null geschieht.In In this respect, the threads are gliding parallel to the inclined section and lie without entanglements, if the angle of incidence is zero, and this is also very small impact angles, that is near zero.
Die baulichen und betrieblichen Merkmale der Erfindung werden an Hand der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform derselben offensichtlich, die an Hand eines nicht begrenzenden Beispiels gegeben, und in den dazugehörigen Zeichnungen veranschaulicht ist.The Structural and operational features of the invention will become apparent the following description of a preferred embodiment thereof obviously, given by way of non-limiting example, and in the corresponding ones Drawings is illustrated.
Die beschriebene Ausführungsform betrifft eine zylindrische, sich verschiebende Fläche, die mit pyramidalen Vorsprüngen mit quadratischer Basis versehen ist, deren Wände geneigte Abschnitte der sich verschiebenden Fläche darstellen, ist jedoch auch für eine flache, sich verschiebende Fläche geeignet, für die der Winkel β als gleich Null betrachtet wird.The described embodiment relates to a cylindrical, sliding surface, the with pyramidal projections is provided with a square base, the walls of which are inclined sections shifting surface is, however, also for a flat, shifting surface suitable for the Angle β as is considered equal to zero.
In
Die
Matte
Der Extruder wird wiederum durch einen gewöhnlichen Fülltrichter beschickt, der nicht dargestellt ist, da er von bekannter Art ist.Of the In turn, the extruder is fed through an ordinary hopper which is not is shown, since he is of a known kind.
Die theoretische Fadenextrusionsgeschwindigkeit liegt zwischen 10 und 15 m/min., und vorzugsweise um 12 m/min.The theoretical thread extrusion speed is between 10 and 15 m / min, and preferably around 12 m / min.
Die tatsächliche Fallgeschwindigkeit VC des Fadens ist jedoch auf Grund der Dehnung des Fadens und der folglichen Verringerung seines Querschnittes 1 bis 1,5 Mal größer.However, the actual falling speed V c of the thread is 1 to 1.5 times larger due to the elongation of the thread and the consequent reduction in its cross section.
Unter
der Matrize
Wie
aus der Figur ersichtlich, sind die Pyramiden in gegenseitig ausgerichteten
Reihen in der Art einer Spirale mit zuvor festgelegter Neigung,
vorzugsweise zwischen 30° und
45° zu der
Horizontalachse des Zylinders
Um
die Matte
In
Die tatsächliche Fallgeschwindigkeit VC des Fadens wurde mit 20 m/min. und das Geschwindigkeitsmodul VP mit 4 m/min. angenommen.The actual falling speed V C of the thread was 20 m / min. and the speed module V P at 4 m / min. accepted.
An Hand der grafischen Berechnung ist ersichtlich, dass bei β = 120° die Resultierende VR im Wesentlichen parallel zu der Stirnseite der Pyramide in Bewegungsrichtung verläuft, was bedeutet, dass die Seite nicht auf die fallenden Fäden auftrifft, und somit im Wesentlichen offen ist.It can be seen from the graphical calculation that at β = 120 °, the resultant V R is substantially parallel to the face of the pyramid in the direction of movement, which means that the side does not hit the falling threads and thus is substantially open.
Wenn die Fadenfallgeschwindigkeit VC abnimmt oder das Modul der Pyramidenwandverschiebungsgeschwindigkeit VP erhöht wird, wird die Resultierende VR in Richtung der Wand ausgerichtet, die somit geschlossen wird.When the thread fall velocity V C decreases or the modulus of the pyramid wall displacement velocity V P is increased, the resultant V R is directed toward the wall, which is thus closed.
Bei β = 90° zeigt die grafische Berechnung, dass VR die Vorderwand und die Hinterwand der Pyramide schneidet, die somit geschlossen werden.At β = 90 °, the graphical calculation shows that V R intersects the front wall and the back wall of the pyramid, which are thus closed.
Damit eine dieser Wände, in diesem Fall die Hinterwand, offen ist, muss VC verringert oder VP erhöht werden. Der Graph zeigt mit gestrichelten Linien, dass der Vektor V'R ausgehend von der Wand beginnt, offen zu sein. Hierfür beträgt der Wert von VP 6 m/min.For one of these walls, in this case the back wall, to be open, V C must be decreased or V P must be increased. The graph shows with dashed lines that the vector V ' R starting from the wall starts to be open. For this purpose, the value of V P is 6 m / min.
In
In
Diese
geneigten Abschnitte der Vorsprünge, wobei
Im
Gegensatz dazu wird auf denjenigen Abschnitten der Vorsprünge im Gegensatz
zu dem Vorangegangenen eine verdickte Struktur aus verflochtenen
Fäden erzeugt,
die für
den Durchgang von Material undurchlässig ist. Auf diese Weise wird
eine auf einer Seite offene Kammer nach Art einer Tasche zur Aufnahme
von Material festgelegt, mit dem die Matte
Es
sollte bemerkt werden, dass die Matte
Das
für diese
Ausgestaltung passende Geschwindigkeitsdiagramm ist das als β = 0° bezeichnete
von
In diesem letzteren Fall ist die sich verschiebende Fläche vorzugsweise in einem Winkel zwischen 0° und α° zu der Horizontalebene geneigt, um das Phänomen zu erleichtern.In In this latter case, the shifting surface is preferable at an angle between 0 ° and α ° to the horizontal plane inclined to the phenomenon to facilitate.
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