EP1585854B1 - Verfahren zur herstellung von geotextilien mit definierter isotropie aus schmelzgesponnenen filamenten - Google Patents

Verfahren zur herstellung von geotextilien mit definierter isotropie aus schmelzgesponnenen filamenten Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for the production of geotextiles with a defined adjustable isotropy, in particular the mechanical properties in the longitudinal and transverse directions.
  • a broad isotropic behavior of the property values in the longitudinal and transverse directions is achieved, for example, by the use of a vibrating baffle plate when depositing the threads onto the conveyor belt.
  • the filaments are deposited on a surface inclined at a defined angle.
  • the object of the invention was to provide a method for producing geotextiles with defined isotropy, in which the desired mechanical properties can be set in any direction.
  • the invention therefore provides a process for the production of geotextiles having a defined isotropy, characterized in that the melt-spun filaments are deposited in at least 2 layers, wherein the filaments are stored in the first tray by baffles mainly parallel next to each other in an adjustable angle by the baffles and a second tray in the same way, but stored mirror-inverted.
  • thermoplastically processable plastics for example polyolefins, polyesters or polyamides, preferably polyolefins, in particular polypropylene and polyester.
  • the filaments are usually produced from the melt of the corresponding polymer, optionally with the addition of processing aids.
  • filaments or filaments extruded from a spinnerette can be cooled and drawn. Subsequently, they are deposited by means of a guide plate on a conveyor belt.
  • the storage of the filaments via a baffle is largely parallel to each other.
  • the storage angle can be adjusted defined by adjusting the baffle, wherein the shelf angle is understood to be an angle, one leg of the baffle and the second leg represent an imaginary line perpendicular to the direction of production.
  • At least one second layer of the filaments is deposited over the layer of filaments deposited in a defined manner, namely mirror-inverted.
  • the ratio of the longitudinal strength to the transverse strength can be selected to be defined, the larger this angle is, the greater the ratio of the longitudinal strength to the transverse strength.
  • several layers, each mirrored over the last layer of filaments are deposited in this way, with advantageously 2 to 10 layers are stored.
  • the storage angle is 20 to 70 degrees, the strip ratio from longitudinal to transverse direction after solidification by water jet needling 3.5: 1 to 0.3: 1.
  • the nonwoven fabric deposited in the manner according to the invention can be solidified in the usual way, using both known needling processes and hydroentangling processes.
  • a method for solidification is particularly advantageous in which the filaments are deposited on a screen belt in accordance with the invention, which then transports the deposited filaments at least into the first solidification stage
  • the melt-spun filaments are thus initially deposited on the endless screen belt in accordance with the invention and transported on this screen belt to the first solidification stage.
  • the deposited filaments are fixed during transport on the screen belt by suction zones, so that no interference during transport of the unconsolidated filaments can occur.
  • the water jets act through the sieve belt and / or the sieve belt serves as a support.
  • the geotextile After solidification in the first solidification stage, the geotextile is sufficiently solidified, so that it can be performed without disturbing the structure without the support of a conveyor belt.
  • the screen belt can also be guided by any further solidification stages.
  • the geotextiles produced in this way are characterized by great homogeneity and uniformity and its defined mechanical properties in the longitudinal and transverse directions.
  • geotextiles produced according to the invention can therefore be used in particular for fastening, as a substructure or drainage installations in roads, paths, bridges, airport runways, embankments, dams and the like.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Geotextilien mit definierter einstellbarer Isotropie, insbesondere der mechanischen Eigenschaften in Längs- und Querrichtung.
  • Gemäß der DE 23 0 331 wird ein weitgehendes isotropes Verhalten der Eigenschaftswerte in Längs- und Querrichtung, beispielsweise durch die Verwendung eines schwingenden Prallblechs bei der Ablage der Fäden auf das Transportband erreicht.
  • In der AT 399 169 B ist ein Verfahren zur Steuerung der Anisotropie der Vlieseigenschaften in Längs- und Querrichtung bekannt, bei dem die Schwingungsfrequenz der Prallbleche bei der Ablage der Fäden in Abhängigkeit von gewünschten Verhältnis der Anisotropie variiert wird.
  • In der US 5,225,018 ist ein Verfahren beschreiben, bei dem gleichmäßig verteilte Filamente erhalten werden, indem die Leitbleche einen Kanal mit verjüngender Breite bilden.
  • Gemäß der FR 2 117 812 werden die Filamente auf eine in einem definierten Winkel geneigte Oberfläche abgelegt.
  • Aufgabe der Erfindung war es ein Verfahren zur Herstellung von Geotextilien mit definierter Isotropie bereitzustellen, bei dem die gewünschten mechanischen Eigenschaften in jeder Richtung definiert einstellbar sind.
  • Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Geotextilien mit definierter Isotropie, dadurch gekennzeichnet, dass die schmelzgesponnen Filamente in mindestens 2 Schichten abgelegt werden, wobei die Filamente in der ersten Ablage durch Leitbleche vorwiegend parallel nebeneinander in einem durch die Leitbleche einstellbaren Winkel abgelegt werden und einer zweiten Ablage auf gleiche Weise, jedoch spiegelverkehrt abgelegt werden.
  • Zur Herstellung der Filamente können alle thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoffe verwendet, werden, beispielsweise Polyolefine, Polyester oder Polyamide, bevorzugt werden Polyolefine, insbesondere Polypropylen und Polyester verwendet.
  • Die Filamente werden üblicherweise aus der Schmelze des entsprechenden Polymers, gegebenenfalls unter Zusatz von Verarbeitungshilfsmittel erzeugt. Üblicherweise können die aus einer Spinndüse extrudierten Filamente oder Fäden gekühlt und verstreckt werden. Anschließend werden sie mittels eines Leitblechs auf ein Transportband abgelegt.
  • Vorzugsweise erfolgt die Ablage der Filamente über ein Leitblech weitgehend parallel zueinander.
  • Dabei kann der Ablagewinkel durch Verstellen des Leitblechs definiert eingestellt werden, wobei unter dem Ablagewinkel ein Winkel verstanden wird, dessen einer Schenkel das Leitblech und dessen zweiter Schenkel eine gedachte Linie rechtwinklig zur Produktionsrichtung darstellen.
  • Anschließend wird zumindest eine zweite Lage der Filamente über die so definiert abgelegte Lage der Filamente abgelegt und zwar spiegelverkehrt.
  • Durch Variation dieses Winkels kann das Verhältnis der Längsfestigkeit zur Querfestigkeit definiert gewählt werden, wobei je größer dieser Winkel ist , desto größer ist das Verhältnis der Längsfestigkeit zur Querfestigkeit. Gegebenfalls können auf diese Weise mehrere Lagen, jeweils spiegelverkehrt über der letzten Lage von Filamenten abgelegt werden, wobei vorteilhafterweise 2 bis 10 Schichten abgelegt werden.
  • Der Ablagewinkel beträgt dabei 20 bis 70 Grad, das Streifenzugverhältnis von Längs- zu Querrichtung nach Verfestigung durch Wasserstrahlvernadelung 3,5:1 bis 0,3:1.
  • Anschließend kann das auf die erfindungsgemäße Weise abgelegte Vlies auf übliche Weise verfestigt werden, wobei sowohl bekannte Nadelungsverfahren als auch Wasserstrahlverfestigungsverfahren eingesetzt werden können.
  • Besonders vorteilhaft wird dabei ein Verfahren zur Verfestigung angewendet werden, bei dem die Filamente auf erfindungsgemäße Weise auf einem Siebband abgelegt werden, das dann die abgelegten Filamente zumindest in die erste Verfestigungsstufe transportiert
  • Die schmelzgesponnenen Filamente werden also vorerst auf erfindungsgemäße Weise auf dem endlosen Siebband abgelegt und auf diesem Siebband zur ersten Verfestigungsstufe transportiert. Die abgelegten Filamente werden dabei während des Transports auf dem Siebband durch Saugzonen fixiert, sodass keine Störungen beim Transport der unverfestigten Filamente auftreten können.
  • In der ersten Verfestigungsstufe wirken die Wasserstrahlen je nach Anordnung der Verfestigungseinrichtung durch das Siebband und/oder das Siebband dient als Unterlage.
  • Nach der Verfestigung in der ersten Verfestigungsstufe ist das Geotextil ausreichend verfestigt, sodass es ohne Störungen der Struktur auch ohne Unterstützung eines Transportbandes geführt werden kann.
  • Gegebenenfalls kann das Siebband aber auch durch etwaige weitere Verfestigungsstufen geführt werden.
  • Auf dem Siebband findet also sowohl die Vliesbildung als auch die Verfestigung statt.
  • Durch dieses Verfahren ist es mögliche jede Störung in der Struktur des noch unverfestigten Geotextils nach der Ablage zu vermeiden.
  • Es können daher aufwendige Verfahrensführungen wie beispielsweise eine wechselseitige Führung vermieden werden.
  • Die auf diese Weise hergestellten Geotextilien zeichnen sich durch große Homogenität und Gleichmäßigkeit und seine definierten mechanischen Eigenschaften in Längs- und Querrichtung aus.
  • Die erfindungsgemäß hergestellten Geotextilien können daher insbesondere zur Befestigung, als Unterbau oder Drainageeinbauten in Straßen, Wegen, Brücken, Flughafenpisten, Böschungen, Dämmen und dergleichen verwendet werden.
    • Beispiel 1:
    • Spinnvlies aus PP, ca. 100 g/m2
    • Ablagewinkel 40°
    • Verhältnis Längsfestigkeit zu Querfestigkeit 1:1
    Beispiel 2:
    • Spinnvlies aus PP, ca. 100 g/m2
    • Ablagewinkel 55°
    • Verhältnis Längsfestigkeit zu Querfestigkeit 1,6:1
    Beispiel 3:
    • Spinnvlies aus PP, ca. 100 g/m2
    • Ablagewinkel 35°
    • Verhältnis Längsfestigkeit zu Querfestigkeit 0,7:1
    Beispiel 4:
    • Spinnvlies aus PET, ca. 300 g/m2
    • Ablagewinkel 43°
    • Verhältnis Längsfestigkeit zu Querfestigkeit 1:1
    Beispiel 5:
    • Spinnvlies aus PET, ca. 300 g/m2
    • Ablagewinkel 53°
    • Verhältnis Längsfestigkeit zu Querfestigkeit 1,5:1

Claims (7)

  1. Verfahren zur Herstellung von Geotextilien mit definierter Isotropie, dadurch gekennzeichnet, dass die schmelzgesponnen Filamente in mindestens 2 Schichten abgelegt werden, wobei die Filamente in der ersten Ablage durch Leitbleche vorwiegend parallel nebeneinander in einem durch die Leitbleche einstellbaren Winkel abgelegt werden und einer zweiten Ablage auf gleiche Weise, jedoch spiegelverkehrt abgelegt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablagewinkel, also der Winkel, dessen einer Schenkel das Leitblech und dessen zweiter Schenkel eine gedachte Linie rechtwinklig zur Produktionsrichtung 20 bis 70 Grad beträgt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablagewinkel 20 bis 70 Grad beträgt, wobei das Streifenzugverhältnis von Längs- zu Querrichtung nach Verfestigung durch Wasserstrahlvernadelung 3,5:1 bis 0,3:1 beträgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass 2 bis 10 Schichten gemäß Anspruch 1 abgelegt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 abgelegten Filamente anschließend wasserstrahlverfestigt oder vernadelt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1- 4 auf einem endlosen Siebband abgelegt werden, auf diesem Siebband durch die erste Verfestigungsstufe transportiert werden, wobei die Filamente zusätzlich während des gesamten Vorgangs durch Saugzonen auf dem Siebband fixiert werden und so bereits in der ersten Verfestigungsstufe ausreichend verfestigt wird, dass ein störungsfreier Transport ohne Transportband möglich ist.
  7. Verwendung der Geotextilien hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Befestigung, als Unterbau oder Drainageeinbauten in Straßen, Wegen, Brücken, Flughafenpisten, Böschungen, Dämmen und dergleichen.
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