EP3327201A1 - Container und verwendung desselben - Google Patents

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EP3327201A1
EP3327201A1 EP17203481.1A EP17203481A EP3327201A1 EP 3327201 A1 EP3327201 A1 EP 3327201A1 EP 17203481 A EP17203481 A EP 17203481A EP 3327201 A1 EP3327201 A1 EP 3327201A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
container according
geotextile
fibers
coating
Prior art date
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Granted
Application number
EP17203481.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3327201B1 (de
Inventor
Franz TEKBAS
Heinz-Werner Paul
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ds Chemie Holding GmbH
Original Assignee
Ds Chemie Holding GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Ds Chemie Holding GmbH filed Critical Ds Chemie Holding GmbH
Priority to PL17203481T priority Critical patent/PL3327201T3/pl
Publication of EP3327201A1 publication Critical patent/EP3327201A1/de
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Publication of EP3327201B1 publication Critical patent/EP3327201B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • E02B3/12—Revetment of banks, dams, watercourses, or the like, e.g. the sea-floor
    • E02B3/122—Flexible prefabricated covering elements, e.g. mats, strips
    • E02B3/127—Flexible prefabricated covering elements, e.g. mats, strips bags filled at the side
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • E02B3/10—Dams; Dykes; Sluice ways or other structures for dykes, dams, or the like
    • E02B3/106—Temporary dykes
    • E02B3/108—Temporary dykes with a filling, e.g. filled by water or sand

Definitions

  • the present invention relates to a container and the use thereof.
  • geotextile containers have only been used to a limited extent in hydraulic engineering. This can be attributed in particular to the low surface roughness of the geosynthetic materials used in the prior art.
  • the use of geotextile containers is accompanied by the stacking of several containers, something to make a support structure. This horizontal spreading forces occur, however, can not be sufficiently absorbed by the containers. The result is a system failure. As a result, the stackability of geotextile containers has hitherto been limited by the smooth surface of the containers. This leads to an insufficient position stability, since the containers are not sufficiently connected to each other.
  • Geotextile containers of the prior art comprise a casing that is essentially made of synthetic polymers.
  • polyester fibers, polyacrylic fibers or polypropylene fibers are used for the production of these containers. Due to aging and damage-related detachment of small plastic parts, however, when using such materials in hydraulic engineering, large quantities of plastic can get into rivers and seas. This leads to significant environmental problems.
  • a container comprising: a) an envelope consisting essentially of at least one geotextile; and b) a filling completely enclosed by the wrapper; wherein the geotextile consists of natural fibers, basalt fibers, glass fibers or mixtures thereof.
  • Containers in the sense according to the invention are, in particular, multipurpose elements which consist of a geotextile envelope and a, preferably solid, filling. Their potential applications are virtually unlimited with each appropriate design (shape / size, material and properties of shell and filling, etc.).
  • the container can be adapted to the desired application.
  • the container may be in the form of a thin mat or web.
  • a mattress mold with a thickness of up to 80 cm.
  • the container according to the invention can be used for protection against mechanical effects or erosion and for impermeable linings.
  • the container is in the form of a horizontal tube.
  • the container according to the invention can be used as a storage container, as a barrier, for depositing sludges or as dam or dyke core.
  • a container having a vertical tube shape can be used for soil improvement or as vertical drainage.
  • the container is generally in the form of a bag.
  • Such bags can be used for flood protection, for Kolkschutz and repair or embankment construction.
  • use in the form of gabions or in artificial reefs is made possible.
  • the envelope of the container completely encloses the solid filling.
  • the wrapping can be achieved, for example, by sewing a single geotextile or sewing two different geotextiles together. In this case, it is preferably provided that the seams have at least 80% of the strength of the geotextile.
  • the envelope of the container can be made by Rundweben, so as to obtain a tubular structure. These open ends of the tube may then preferably be closed by suturing, gluing or in any other suitable manner.
  • a geotextile is a flat or three-dimensional textile which can serve as a building material in the field of hydraulic engineering.
  • the geotextile may be in the form of a woven fabric, a nonwoven fabric, a composite, or other structures.
  • the term "substantially” is to be understood in the context of the invention such that the properties of the envelope, in particular the surface texture, the permeability, the mechanical strength etc. are characterized by the properties of the geotextile.
  • the enclosure may nonetheless comprise other elements, in particular the materials necessary for the above-mentioned sewing, gluing, etc.
  • a filling is in principle any material in question, which can be introduced into the enclosure and permanently enclosed in the enclosure. It is preferred that the filling is a solid filling.
  • a solid filling in this sense is any filling that consists of a material that is in the solid state of aggregation, that is not liquid or gaseous.
  • the filling may in this case be in the form of a solid, a granulate, in the form of finely divided particles, etc. It is further preferred that the filling is designed such that it remains in the solid state during use of the container in hydraulic engineering and can not leave the enclosure.
  • Natural fibers in the sense of the invention are all fibers derived from natural sources such as plants, animals or minerals. Natural fibers are to be distinguished in the sense of the invention from man-made fibers that are produced synthetically. Man-made fibers in this context are, in particular, synthetic polymers, such as polyester, polyacrylic, polypropylene, etc. According to the invention, it can therefore preferably be provided that the container contains no synthetic fibers, in particular no synthetic polymers.
  • the envelope further comprises a coating which is arranged on at least one side of the geotextile.
  • a geotextile of natural fibers, basalt fibers, the glass fibers or mixtures thereof is first provided for the production of the sheath.
  • the geotextile provided is then carried on one, preferably on both sides thereof a coating provided.
  • Coating of the geotextile can be accomplished by conventional techniques known in the art, such as immersing the geotextile in a liquid coating solution and then curing or drying, spreading the geotextile with a liquid coating, then curing (or drying) and so on.
  • the coating on the geotextile ensures that premature wear of the casing, for example due to abrasion, during use of the container can be reduced or completely avoided.
  • the geotextile is made of a coated yarn, wherein the yarn consists of the natural fibers, the basalt fibers, the glass fibers or mixtures thereof, and wherein the coated yarn is substantially completely enclosed by a coating.
  • the coating is not applied until after the production of the geotextile. Rather, a yarn is first produced from the natural fibers, basalt fibers, glass fibers or mixtures thereof. This yarn is then provided with a coating. This coating may be made by, for example, dipping the yarn in a liquid coating followed by curing or drying the coating. It is provided that the yarn is substantially completely enclosed by the coating. Essentially completely in this context means that the coating is, as far as technically possible, completely formed and open areas in the coating are present only to an extent that can not be prevented by conventional technical means.
  • the geotextile is then produced from the coated yarn, which in this preferred embodiment thus consists of the yarn consisting of natural fibers, basalt fibers, glass fibers or coatings thereof as well as the coating itself.
  • the coating comprises a natural material, preferably wollastonite or natural rubber, particularly preferably natural rubber.
  • the coating consists of a natural material, preferably wollastonite or natural rubber, particularly preferably natural rubber. Natural materials in this sense are materials derived from natural sources such as plants, animals or minerals. To delineate these are synthetic materials.
  • Natural rubber is obtained from the latex of some tropical and non-tropical plants.
  • the most important rubber-producing plant is the plantation-grown rubber tree ( Hevea brasiliensis ).
  • the average composition of the latex obtained from the rubber tree is 50 to 75% water, 25 to 40% dry rubber, 1.5 to 2% protein, 1.5 to 2% resins, 1.5% carbohydrates and small amounts of fatty acids ,
  • the rubber components are distributed in the latex in the form of very fine droplets.
  • the natural rubbers are chemically polyisoprene of almost 100% cis -1,4 configuration ( Fig. 1a ), whereas the natural products containing natural rubber contain gutta-percha and balata trans configuration ( Fig. 1b ).
  • the molecular weight of the mechanically unprocessed natural rubber is not uniform and is between 500,000 and 1,000,000.
  • the isoprene molecules of natural rubber are connected together in chain-like coils.
  • the vulcanization which is an incorporation of sulfur into the remaining double bonds to form sulfur bridges between the chains, the mobility of the chain is reduced by intermolecular bridging, so that a deformation now requires more power, limited and reversible after cessation of force ,
  • Natural rubber is sensitive to oxidizing agents. After prolonged cooling natural rubber loses its elastic properties by partial crystallization. Natural rubber has a density of 0.934 g cm -3 (at 20 ° C) and an elongation at break of 800 to 1000%. Unvulcanized natural rubber is soluble in gasoline, chlorinated hydrocarbons and oils. Vulcanized natural rubber does not attack these solvents, they merely cause swelling. Further, vulcanized natural rubber has high mechanical strength and high tensile strength, in addition to high elasticity.
  • the coating has a layer thickness in a range from 2 ⁇ m to 3,000 ⁇ m. In this layer thickness range An efficient wear protection could be achieved without compromising the flexibility of the geotextile or the yarn used to make the geotextile.
  • the diameter of the yarn (or of the filament) can according to the invention be in a range of 9 to 48 ⁇ m. Other diameters are not excluded according to the invention.
  • the natural fibers are seawater resistant.
  • seawater resistant is to be understood to the effect that a seawater resistant material (usually a seawater resistant natural fiber) is not attacked or only to a limited extent by seawater. This should apply even with permanent exposure to seawater.
  • the seawater resistance can be quantified according to the DIN standards DIN53739 or DIN53521. Within the scope of this quantification, the materials according to the invention are used instead of the materials mentioned in the DIN standards. The remaining test conditions specified in the DIN standards remain the same. Preferably, it is provided that a seawater resistance according to the invention is achieved when the objectives specified in the DIN standards are met.
  • the natural fibers are coconut fibers.
  • coconut fibers for the production of the geotextile, an excellent interlocking of different containers according to the invention can be achieved with one another. This results in a high positional stability of the container.
  • the coconut fiber In its construction, the coconut fiber resembles a tiny tube. This circumstance is due to its specific low weight, its constant elasticity, and especially its high sound and heat insulating effect. Another very important advantage of using coconut fiber in a geotextile is its insensitivity to moisture - even in prolonged wetness it does not rot -, its high abrasion resistance and high tear resistance. It is insensitive to moth feeding.
  • the container has a total weight of at least 100 kg. By this preferred weight, a drifting of the container according to the invention can be prevented. Particularly preferably provided in this context that the weight of the container is at least 1.5 tons.
  • the size and weight of the container according to the invention are based on the intended use, such as the type of a building to be erected by means of the container.
  • the sheath has a thickness of at least 4.5 mm and / or a weight per unit area of at least 500 g / m 2 .
  • Sanding and / or concrete, particularly preferably sand, may preferably be provided as the filling according to the invention.
  • sand as a filling a flexible, adaptable container can be obtained.
  • a density of the sand of 1.4 to 2.0 g / cm 3 has proven to be particularly preferred. Due to the preferred density of the sand, a particularly good stability of the container structure can be achieved.
  • the sheath has a tensile strength of at least 30 kN / m. Due to the preferred tensile strength, the envelope forming geotextile has sufficient strength to be suitable for machine transport.
  • the geotextile according to the invention is a UV-resistant material.
  • the geotextile is a nonwoven, woven fabric, scrim, knitted fabric, net or knitted fabric.
  • a nonwoven good stretchability and flexibility can be achieved.
  • an elongation of 60 to 70% can be achieved.
  • a rapid moisture penetration of the container can be achieved in hydraulic engineering.
  • the container has a capacity of 0.5 to 1 m 3 .
  • a corresponding capacity has proven to be particularly advantageous in terms of tear strength and robustness of the container.
  • the installation of the container according to the invention can thus be done approximately by the use of round grippers.
  • the envelope is a network and the filling consists of stones, wherein the stones have a diameter which is greater than the openings of the network.
  • a container can be obtained whose surface properties are characterized less by the envelope than by the properties of the filling.
  • the object is further achieved by the use of the container according to the invention in hydraulic engineering and / or coastal defense, in civil engineering, especially in road construction, or as a filter.
  • Hydraulic engineering here means measures, technical interventions and structures in the area of groundwater, surface waters and sea coasts, with use on the sea coasts being preferred.
  • Coastal protection includes flood protection in particular.
  • the object is also achieved by using a container according to the invention as a filter.
  • the use according to the invention as a filter is based on a filter effect of the container.
  • the container is brought into contact with a substrate, wherein the substrate contains particles, wherein the opening width O 90, W substantially equal to the average particle size d 50 of the substrate.
  • the preferred opening width of the geotextile has proven to be particularly advantageous.
  • the opening width is determined by sieving, whereby the geotextile serves as sieve.
  • the value O 90, W in this connection means that 90% of the pores are equal to or smaller than the average particle diameter d 50 of the particles contained in the substrate.
  • the use in coastal protection includes in particular the use under tidal influence or sea conditions.
  • the filling of the container according to the invention should be adapted to the permeability of the geotextile which forms the casing according to the invention.
  • the permeability of the wrapper is preferably at least 10 times higher than the filling of the container.
  • containers in the coastal area are subject to constant abrasion by sand and gravel particles.
  • the abrasion is caused by waves, flow and wind load and similar phenomena. It is preferred that the abrasion resistance of the geotextile after 80,000 revolutions in a water-gravel mixture be such that the geotextile has a residual tensile strength of at least 75%.
  • the container has a high elongation at break and puncture resistance to driftwood and boat impacts. Likewise, protection against vandalism (e.g., knife cuts) should be ensured. Likewise, especially in the case of planned use of colder regions, resistance to drift ice should be ensured.
  • the resulting spun-cake 7 yarns were either used directly for the production of a geotextile or, in another embodiment, previously provided with a coating of natural rubber.
  • An appropriate manufacturing process is used in the Fig. 2 shown schematically.
  • the spun cake 7 is here converted by the application of a coating of natural rubber and subsequent curing in a coated spin cake.
  • the coated spun cake was placed on spool racks and optionally wetted in the coating line with an additional coating of natural rubber. Subsequently, drying was carried out continuously in an infrared dryer. From the dried individual coated filaments, a geotextile was then first prepared, which was then transferred, according to the desired container shape, in an enclosure.

Abstract

Die vorliegende Erfmdung betrifft einen Container, umfassend: a) eine Umhüllung, im Wesentlichen bestehend aus zumindest einem Geotextil; und b) eine Füllung, die von der Umhüllung vollständig umschlossen ist; wobei das Geotextil aus Naturfasern, Basaltfasern, Glasfasern oder Mischungen derselben besteht, sowie die Verwendung des Containers im Wasserbau, im Küstenschutz, im Tiefbau oder als Filter.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Container sowie die Verwendung desselben.
  • Trotz ihres prinzipiell großen Einsatzpotentials werden geotextile Container im Wasserbau bislang nur in geringem Umfang eingesetzt. Dies kann insbesondere auf die geringe Oberfächenrauigkeit der im Stand der Technik verwendeten geosynthetischen Materialien zurückgeführt werden. Der Einsatz der geotextilen Container geht mit dem Aufeinanderstapeln mehrerer Container, etwas zur Herstellung einer Stützkonstruktion, einher. Hierbei treten horizontale Spreizkräfte auf, die allerdings von den Containern nicht ausreichend aufgenommen werden können. Die Folge ist ein Systemversagen. Dies führt dazu, dass bisher die Stapelfähigkeit geotextiler Container stark durch die glatte Oberfläche der Container begrenzt ist. Dies führt zu einer ungenügenden Lagestabilität, da die Container untereinander nicht ausreichend verbunden sind.
  • Im Stand der Technik wird als Lösung dieses Problems vorgeschlagen, nachträglich konventionelle Klettverschlüsse an den Containern anzubringen. Hierdurch soll eine Erhöhung des Reibungs- bzw. Haftverbunds erreicht werden. Diese Lösung ist allerdings kostenintensiv und mit hohem Aufwand verbunden.
  • Geotextile Container des Stands der Technik umfassen eine Hülle, die im Wesentlichen aus synthetische Polymeren gefertigt ist. Insbesondere Polyesterfasern, Polyacrylfasern oder Polypropylenfasern kommen zur Fertigung dieser Container zum Einsatz. Durch alterungs- und beschädigungsbedingte Ablösung kleiner Plastikteile können bei der Verwendung derartiger Materialien im Wasserbau allerdings große Mengen Plastik in Flüsse und Meere gelangen. Dies führt zu signifikanten Umweltproblemen.
  • Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, geotextile Container bereitzustellen, die Nachteile des Stands der Technik überwinden, insbesondere eine verbesserte Stapelfähigkeit aufweisen und zur Vermeidung von Umweltproblemen beitragen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Container umfassend: a) eine Umhüllung, im Wesentlichen bestehend aus zumindest einem Geotextil; und b) eine Füllung, die von der Umhüllung vollständig umschlossen ist; wobei das Geotextil aus Naturfasern, Basaltfasern, Glasfasern oder Mischungen derselben besteht.
  • Container im erfmdungsgemäßen Sinne sind insbesondere Vielzweckelemente, die aus einer geotextilen Umhüllung und einer, vorzugsweise festen, Füllung bestehen. Ihre potentiellen Anwendungsmöglichkeiten sind bei jeweils geeigneter Konstruktion (Form/Größe, Material und Eigenschaften von Hülle und Füllung etc.) nahezu unbegrenzt. Insbesondere kann durch eine geeignete Wahl von Form und Größe des erfindungsgemäßen Containers der Container auf die gewünschte Anwendung angepasst werden. Beispielsweise kann der Container in Form einer dünnen Matte oder Bahn vorliegen. Ebenfalls kann erfindungsgemäß eine Matratzenform mit einer Dicke von bis zu 80 cm vorgesehen sein. In dieser Ausgestaltung kann der erfindungsgemäße Container zum Schutz gegen mechanische Einwirkungen oder Erosion und für undurchlässige Auskleidungen verwendet werden. Ebenso kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Container in Form eines horizontalen Schlauchs vorliegt. In dieser Ausführungsform kann der erfindungsgemäße Container als Speicherbehälter, als Sperre, zum Deponieren von Schlämmen oder als Damm- bzw. Deichkern verwendet werden. Ein Container, der eine vertikale Schlauchform aufweist kann für die Bodenverbesserung oder als Vertikaldräns verwendet werden. Ebenso kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Container allgemein in Form eines Sacks vorliegt. Derartige Säcke können für den Hochwasserschutz, für Kolkschutz und -reparatur oder im Böschungsbau eingesetzt werden. Ebenso wird ein Einsatz in Form von Gabionen oder in künstlichen Riffen ermöglicht.
  • Die Umhüllung des Containers umschließt die feste Füllung vollständig. Dies bedeutet, dass die Umhüllung in dem erfindungsgemäßen Container keine Öffnung aufweist. Die Umhüllung kann beispielsweise durch Vernähen eines einzelnen Geotextils oder Zusammennähen von zwei verschiedenen Geotextilen erreicht werden. Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Nähte zumindest 80% der Festigkeit des Geotextils aufweisen. Ebenso kann die Umhüllung des Containers durch Rundweben hergestellt werden, um so ein schlauchförmiges Gebilde zu erhalten. Dies offenen Enden des Schlauches können dann vorzugsweise durch Vernähen, Verkleben oder auf jede andere geeignete Art und Weise verschlossen werden.
  • Im erfindungsgemäßen Sinne ist ein Geotextil eine flächige oder dreidimensionale Textilie, die als Baustoff im Bereich des Wasserbaus dienen kann. Das Geotextil kann in Form eines Gewebes, eines Vliesstoffes, eines Verbundstoffes oder in anderen Strukturen vorliegen.
  • Der Begriff "im Wesentlichen" ist im erfindungsgemäßen Zusammenhang derart zu verstehen, dass die Eigenschaften der Umhüllung, insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit, die Durchlässigkeit, die mechanische Belastbarkeit etc. durch die Eigenschaften des Geotextils geprägt werden. Die Umhüllung kann nichtsdestotrotz weitere Elemente, insbesondere die zum oben erwähnten Vernähen, Verkleben etc. notwendigen Materialien, umfassen.
  • Als Füllung kommt prinzipiell jedes Material in Frage, das in die Umhüllung eingeführt und in der Umhüllung dauerhaft eingeschlossen werden kann. Hierbei ist bevorzugt, dass die Füllung eine feste Füllung ist. Eine feste Füllung in diesem Sinne ist jede Füllung, die aus einem Material besteht, das im festen Aggregatszustand vorliegt, also nicht flüssig oder gasförmig ist. Die Füllung kann hierbei in Form eines Festkörpers, eines Granulats, in Form fein verteilter Partikel etc. vorliegen. Ferner ist bevorzugt, dass die Füllung derart ausgestaltet ist, dass diese bei einer Verwendung des Containers im Wasserbau im festen Zustand verbleibt und die Umhüllung nicht verlassen kann.
  • Naturfasern im erfindungsgemäßen Sinne sind alle Fasern, die von natürlichen Quellen wie Pflanzen, Tieren oder Mineralien stammen. Naturfasern sind im erfindungsgemäßen Sinne abzugrenzen von Chemiefasern, die synthetisch hergestellt werden. Chemiefasern sind in diesem Zusammenhang insbesondere synthetische Polymere, wie Polyester, Polyacryl, Polypropylen etc.. Erfindungsgemäß kann daher bevorzugt vorgesehen sein, dass der Container keine Chemiefasern, insbesondere keine synthetischen Polymere, enthält.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Umhüllung ferner eine Beschichtung umfasst, die auf zumindest einer Seite des Geotextils angeordnet ist.
  • In dieser Ausführungsform wird zur Herstellung der Umhüllung zunächst ein Geotextil aus Naturfasern, Basaltfasern, den Glasfasern oder Mischungen derselben bereitgestellt. Das bereitgestellte Geotextil wird dann auf einer, vorzugsweise auf beiden Seiten desselben, mit einer Beschichtung versehen. Das Beschichten des Geotextils kann mit üblichen, aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erreicht werden, etwa Eintauchen des Geotextils in eine flüssige Beschichtungslösung und anschließendes Aushärten oder Trocknen, Bestreichen des Geotextils mit einer flüssigen Beschichtungsmasse und anschließendes Aushärten (oder Trocknen) und so weiter. Die Beschichtung auf dem Geotextil bewirkt, dass ein frühzeitiger Verschleiß der Umhüllung, etwa durch Abrieb, während der Verwendung des Containers, reduziert oder gänzlich vermieden werden kann. Durch das Bereitstellen der Beschichtung auf dem Geotextil wird darüber hinaus eine sehr einfache und wenig zeitintensive Herstellung des beschichteten Geotextils zur Herstellung der Umhüllung ermöglicht.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Geotextil aus einem beschichteten Garn gefertigt ist, wobei das Garn aus den Naturfasern, den Basaltfasern, den Glasfasern oder Mischungen derselben besteht, und wobei das beschichtete Garn von einer Beschichtung im Wesentlichen vollständig umschlossen ist.
  • In dieser Ausführungsform wird die Beschichtung nicht erst nach der Herstellung des Geotextils aufgebracht. Vielmehr wird zunächst aus den Naturfasern, Basaltfasern, Glasfasern oder Mischungen derselben ein Garn hergestellt. Dieses Garn wird dann mit einer Beschichtung versehen. Diese Beschichtung kann etwa durch Eintauchen des Garns in eine flüssige Beschichtungsmasse, gefolgt durch Aushärten oder Trocknen der Beschichtungsmasse, hergestellt werden. Hierbei ist vorgesehen, dass das Garn im Wesentlichen vollständig von der Beschichtung umschlossen ist. Im Wesentlichen vollständig in diesem Zusammenhang bedeutet, dass die Beschichtung, soweit technisch möglich, vollständig ausgebildet ist und offene Stellen in der Beschichtung lediglich in einem Umfang vorhanden sind, der durch übliche technische Mittel nicht verhindert werden kann. Im Folgenden wird dann aus dem beschichteten Garn das Geotextil hergestellt, das in dieser bevorzugten Ausführungsform also aus dem Garn, bestehend aus Naturfasern, Basaltfasern, Glasfasern oder Beschichtungen derselben, sowie der Beschichtung selbst besteht. Durch die Beschichtung des Garns selbst vor der Herstellung des Geotextils kann ein besonders effizienter Verschleißschutz erreicht werden.
  • Es kann ebenfalls vorgesehen, dass die beiden im vorangehenden beschriebenen Ausführungsformen, nämlich zum einen die Beschichtung des Geotextils und zum anderen die Beschichtung eines Garns, aus dem anschließend ein Geotextil gefertigt wird, kombiniert werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Beschichtung ein natürliches Material, vorzugsweise Wollastonit oder Naturkautschuk, insbesondere bevorzugt Naturkautschuk umfasst. In diesem Zusammenhang kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Beschichtung aus einem natürlichen Material, vorzugsweise Wollastonit oder Naturkautschuk, insbesondere bevorzugt Naturkautschuk besteht. Natürliche Materialien in diesem Sinne sind Materialien, die von natürlichen Quellen, wie Pflanzen, Tieren oder Mineralien, stammen. Hiervon abzugrenzen sind synthetische Materialien.
  • Durch die Verwendung eines natürlichen Materials zur Beschichtung des Geotextils (oder des Garns zur Herstellung derselben) ist es möglich, Container bereitzustellen, die auch strengen Umweltschutzauflagen entsprechen. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Container für den Einsatz im Küstenschutz, den Tiefbau oder in anderen Bereichen, in denen ein Kontakt mit Wasser oder Grundwasser vorgesehen ist, eingesetzt werden sollen.
  • Insbesondere zur Umsetzung der Erfordernisse der Richtlinien 2008/56/EG (Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie) und 2000/60/EG (Wasserrahmenrichtlinie) kann durch die erfindungsgemäß vorgesehene Lösung, insbesondere die Tatsache, dass in dem erfindungsgemäßen Container, sowohl zur Herstellung des Geotextils als auch zur Herstellung der Umhüllung desselben, nur und ausschließlich natürliche Materialien eingesetzt werden, einen signifikanten Beitrag leisten.
  • Naturkautschuk, NR (Abk. von engl. natural rubber), wird aus dem Latex (Milchsaft) einiger tropischer und nichttropischer Gewächse gewonnen. Die wichtigste kautschukliefernde Pflanze ist der in Plantagen angebaute Kautschukbaum (Hevea brasiliensis). Die durchschnittliche Zusammensetzung des aus dem Kautschukbaum gewonnenen Latex liegt bei 50 bis 75 % Wasser, 25 bis 40 % Kautschuk-Trockensubstanz, 1,5 bis 2 % Protein, 1,5 bis 2 % Harzen, 1,5 % Kohlenhydraten und geringen Mengen Fettsäuren. Die Kautschukanteile sind im Latex in Form feinster Tröpfchen verteilt.
  • Struktur und Eigenschaften. Die Naturkautschukarten stellen chemisch Polyisopren von fast 100 %iger cis-1,4-Konfiguration dar (Abb. 1a), während die dem Naturkautschuk nahestehenden harzhaltigen Naturprodukte Guttapercha und Balata trans-Konfiguration zeigen (Abb. 1b). Die relative Molekülmasse des mechanisch nicht bearbeiteten Naturkautschuks ist nicht einheitlich und liegt zwischen 500000 und 1000000.
    Figure imgb0001
  • Die Isoprenmoleküle des Naturkautschuks sind in kettenförmigen Knäueln miteinander verbunden. Durch Dehnen werden die kettenförmigen Makromoleküle gestreckt und dadurch parallel ausgerichtet. Durch die Vulkanisation, die einen Einbau von Schwefel in die noch vorhandenen Doppelbindungen unter Bildung von Schwefelbrücken zwischen den Ketten darstellt, wird die Beweglichkeit der Kette durch intermolekulare Brückenbildung herabgesetzt, so daß eine Verformung nun mehr Kraft erfordert, begrenzt und nach Aufhören der Krafteinwirkung reversibel ist.
  • Naturkautschuk ist empfindlich gegenüber Oxidationsmitteln. Bei längerem Abkühlen verliert Naturkautschuk seine elastischen Eigenschaften durch teilweise Kristallisation. Naturkautschuk hat eine Dichte von 0,934 g cm-3 (bei 20 °C) und eine Bruchdehnung von 800 bis 1000 %. Nicht vulkanisierter Naturkautschuk ist in Benzin, chlorierten Kohlenwasserstoffen und Ölen löslich. Vulkanisierten Naturkautschuk greifen diese Lösungsmittel nicht an, sie bewirken lediglich eine Quellung. Ferner weist vulkanisierter Naturkautschuk außer hoher Elastizität große mechanische Widerstandsfähigkeit und hohe Zerreißfestigkeit auf.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Beschichtung eine Schichtdicke in einem Bereich von 2 µm bis 3,000 µm hat. In diesem Schichtdickenbereich konnte ein effizienter Verschleißschutz erreicht werden, ohne die Flexibilität des Geotextils oder des zur Herstellung des Geotextils verwendeten Garns zu beeinträchtigen.
  • Der Durchmesser des Garns (bzw. des Filaments) kann erfindungsgemäß in einem Bereich von 9 bis 48 µm liegen. Andere Durchmesser sind erfindungsgemäß allerdings nicht ausgeschlossen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann ebenso vorgesehen sein, dass die Naturfasern seewasserbeständig sind.
  • Im Sinne der vorliegenden Erfindung soll der Begriff "seewasserbeständig" dahingehend verstanden werden, dass ein seewasserbeständiges Material (meist eine seewasserbeständige Naturfaser) nicht oder nur in geringem Umfang durch Seewasser angegriffen wird. Dies soll selbst bei dauerhafter Exposition gegenüber Seewasser gelten. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Seewasserbeständigkeit nach den DIN-Normen DIN53739 oder DIN53521 quantifiziert werden. Im Rahmen dieser Quantifizierung werden die erfindungsgemäßen Materialien anstelle der in den DIN-Normen genannten Materialien eingesetzt. Die übrigen in den DIN-Normen festgelegten Prüfungsbedingungen bleiben gleich. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine erfindungsgemäße Seewasserbeständigkeit dann erreicht wird, wenn die in den DIN-Normen angegebenen Ziele erfüllt sind.
  • Ebenso kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Naturfasern Kokosfasern sind. Durch die Verwendung von Kokosfasern zur Herstellung des Geotextils kann eine hervorragende Verkrallung verschiedener erfindungsgemäßer Container untereinander erreicht werden. Hierdurch ergibt sich eine hohe Lagestabilität der Container.
  • In Ihrem Aufbau gleicht die Kokosfaser einer winzigen Röhre. Diesem Umstand verdankt sie ihr spezifisch geringes Gewicht, ihre stets gleichbleibende Elastizität, und besonders ihre hohe schall- und wärmedämmende Wirkung. Ein weiterer, sehr wichtiger Vorteil für die Verwendung von Kokosfasern in einem Geotextil, liegt in ihrer Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit - selbst bei anhaltender Nässe fault sie nicht -, in ihrer großen Scheuerfestigkeit und der hohen Reißfestigkeit. Gegen Mottenfraß ist sie unempfindlich.
  • Ebenso kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Container ein Gesamtgewicht von mindestens 100 kg hat. Durch dieses bevorzugte Gewicht kann ein Verdriften der erfindungsgemäßen Container verhindert werden. Besonders bevorzugt vorgesehen ist in diesem Zusammenhang dass das Gewicht des Containers mindestens 1,5 Tonnen beträgt.
  • Allgemein richten sich die Größe und das Gewicht des erfindungsgemäßen Containers nach dem angestrebten Verwendungszweck, etwa nach der Art eines mittels des Containers zu errichtenden Bauwerks.
  • Ebenso bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Umhüllung eine Dicke von zumindest 4,5 mm und/oder ein Flächengewicht von mindestens 500 g/m2 hat. Durch die beschriebene bevorzugte Dicke der Umhüllung und das bevorzugte Flächengewicht derselben kann eine besonders gute Robustheit und Filterstabilität des erfindungsgemäßen Containers erreicht werden. Insbesondere kann so eine an die an Küsten vorherrschenden hydrodynamischen Belastungen angepasste Robustheit erreicht werden.
  • Als erfindungsgemäße Füllung kann vorzugsweise Sand und/oder Beton, besonders bevorzugt Sand, vorgesehen sein. Durch die Verwendung von Sand als Füllung kann ein flexibler, anpassungsfähiger Container erhalten werden.
  • Als besonders bevorzugt hat sich hierbei eine Dichte des Sands von 1,4 bis 2,0 g/cm3 erwiesen. Durch die bevorzugte Dichte des Sandes kann eine besonders gute Stabilität der Containerstruktur erreicht werden.
  • Ebenso ist bevorzugt vorgesehen, dass die Umhüllung eine Zugfestigkeit von mindestens 30 kN/m hat. Durch die bevorzugte Zugfestigkeit weist das die Umhüllung bildende Geotextil eine ausreichende Festigkeit/Robustheit auf, um für einen maschinellen Transport geeignet zu sein.
  • Ebenso kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Geotextil ein UV-beständiges Material ist.
  • Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass das Geotextil ein Vlies, Gewebe, Gelege, Gewirke, Netz oder Gestricke ist. Durch die Verwendung eines Vlieses kann eine gute Dehnbarkeit und Schmiegsamkeit erreicht werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Dehnung von 60 bis 70% erreicht werden kann. Hierdurch kann eine schnelle Durchfeuchtung des Containers im Wasserbau erreicht werden.
  • Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass der Container ein Fassungsvermögen von 0,5 bis 1 m3 hat. Ein entsprechendes Fassungsvermögen hat sich hinsichtlich Reißfestigkeit und Robustheit des Containers als besonders vorteilhaft erwiesen. Der Einbau der erfindungsgemäßen Container kann hierdurch etwa durch den Einsatz von Rundgreifern erfolgen.
  • Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Umhüllung ein Netz ist und die Füllung aus Steinen besteht, wobei die Steine einen Durchmesser haben, der größer ist als die Öffnungen des Netzes. In dieser Ausführungsform kann ein Container erhalten werden, dessen Oberflächeneigenschaften weniger von der Umhüllung als vielmehr durch die Eigenschaften der Füllung geprägt sind.
  • Die Aufgabe wird ferner gelöst durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Container im Wasserbau und/oder im Küstenschutz, im Tiefbau, insbesondere im Straßenbau, oder als Filter.
  • Als Wasserbau sind hierbei Maßnahmen, technische Eingriffe und Bauten im Bereich des Grundwassers, der Oberflächengewässer und der Meeresküsten zu verstehen, wobei ein Einsatz an den Meeresküsten bevorzugt ist. Der Küstenschutz umfasst hierbei insbesondere den Hochwasserschutz.
  • Insbesondere kann erfindungsgemäß eine Verwendung der erfindungsgemäßen Container im Hochwasserschutz, Deichbau, beim Schutz von Wasserstraßen, Kolkschutz, bei der Fixierung von Leitungen (Kabel, Rohre, etc.), bei der Fixierung von Gas- bzw. Stromleitungen und im Fundamentschutz vorgesehen sein.
  • Bei der Verwendung im Tiefbau ist insbesondere ein Einsatz der erfindungsgemäßen Container zum Trennen, Drainagieren, Filtern, Bewehren oder zum Korrosionsschutz vorgesehen.
  • Die Aufgabe wird darüber hinaus gelöst durch eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Containers als Filter. Die erfindungsgemäße Verwendung als Filter beruht auf einer Filterwirkung der Container.
  • In diesem Zusammenhang ist bevorzugt vorgesehen, dass der Container in Kontakt mit einem Untergrund gebracht wird, wobei der Untergrund Partikel enthält, wobei die Öffnungsweite O90,W im Wesentlichen gleich der mittleren Partikelgröße d50 des Untergrunds entspricht.
  • Für die an den Küsten vorherrschenden hydrodynamischen Belastungen und die typischerweise vorkommenden Fein- und Mittelsande hat sich die bevorzugte Öffnungsweite des Geotextils als besonders vorteilhaft erwiesen.
  • Die Öffnungsweite wird hierbei durch Siebung ermittelt, wobei das Geotextil als Sieb dient. Der Wert O90,W besagt in diesem Zusammenhang, das 90% der Poren gleich oder kleiner sind als der mittlere Teilchendurchmesser d50 der Partikel, die in dem Untergrund enthalten sind. Die Verwendung im Küstenschutz umfasst insbesondere auch die Verwendung unter Tideeinfluss bzw. Seegangsbedingungen.
  • Überraschenderweise wurde durch die Erfinder festgestellt, dass die obengenannte Aufgabe durch die Erfindung dadurch gelöst wird, dass ein gut stapelbarer Container bereitgestellt werden kann, der nicht durch Zersetzung oder Zerstörung zu Plastikablagerungen im Meerwasser führt.
  • Weitere Details, die zur Lösung der Aufgabe beitragen können, sollen im Folgenden beschrieben werden.
  • Die Füllung des erfindungsgemäßen Containers sollte auf die Durchlässigkeit des Geotextils, das die erfindungsgemäße Umhüllung bildet, abgestimmt sein. Im Wasserbau erhöht sich die Stabilität einer Containerstruktur, je schneller das Wasser daraus drainieren kann. Die Durchlässigkeit der Umhüllung ist vorzugsweise mindestens 10 Mal höher als die der Füllung des Containers.
  • Ferner ist bekannt, dass Container im Küstenbereich einer ständigen Abrasion durch Sand- und Kiespartikel unterliegen. Die Abrasion wird durch Wellen, Strömungs- und Windbelastung und ähnliche Phänomene hervorgerufen. Es ist bevorzugt, dass der Abrasionswiderstand des Geotextils nach 80.000 Umdrehungen in einem Wasser-Kiesgemisch derart ist, dass das Geotextil eine verbleibende Zugfestigkeit von mindestens 75% aufweist.
  • Ebenso kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Container eine hohe Bruchdehnung und Durchstoßfestigkeit gegenüber Treibholz und Bootsstößen besitzt. Ebenso sollte ein Schutz gegen Vandalismus (z.B. Messerstiche) sichergestellt sein. Ebenso sollte, insbesondere bei einem geplanten Einsatz kälteren Regionen, eine Widerstandsfähigkeit gegen Treibeis sichergestellt sein.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand konkreter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben werden, wobei
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung der Herstellung eines Garns aus Naturfasern zur Herstellung eines Geotextils zeigt; und
    • Fig. 2 eine schematische Darstellung der Beschichtung des Garns zeigt.
    Ausführungsbeispiel
  • Zur Herstellung eines Garns, das zur Herstellung eines Geotextils vorgesehen ist, wurden aus einer Steinschmelze (Basaltgestein) im Dünnziehverfahren einzelne Filamente gesponnen und über eine Schichtwalze geführt. Auf diese Weise wurde ein Spinnkuchen hergestellt. Dieser Prozess wird in Fig. 1 dargestellt. Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 wurde die Steinschmelze zunächst in einer Schmelzwanne 1 bereitgestellt. Über eine Düsenwanne 2 wurden dann einzelne Basaltfilamente 3 gesponnen. Diese wurden mittels eines Schlichteauftrags 4 und eines Kollektors 5 zu einem Garn 6 versponnen. Aus diesem wurde ein Spinnkuchen 7 hergestellt.
  • Die so erhaltenen Spinnkuchen 7 erhaltenen Garne wurden entweder direkt zur Herstellung eines Geotextils verwendet oder, in einem anderen Ausführungsbeispiel, zuvor mit einer Beschichtung aus Naturkautschuk versehen. Ein entsprechender Herstellungsprozess wird in der Fig. 2 schematisch dargestellt. Der Spinnkuchen 7 wird hierbei durch den Auftrag einer Beschichtung von Naturkautschuk und anschließendes Aushärten in einen beschichteten Spinnkuchen überführt. Der beschichtete Spinnkuchen wurde auf Spulenständer gestellt und in der Beschichtungslinie optional mit einer zusätzlichen Beschichtung von Naturkautschuk benetzt. Anschließend wurde eine Trocknung in einem Infrarottrockner kontinuierlich durchgeführt. Aus den getrockneten einzelnen beschichteten Filamenten wurde anschließend zunächst ein Geotextil hergestellt, das dann, entsprechend der gewünschten Containerform, in eine Umhüllung überführt wurde.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung sowie den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (15)

  1. Container, umfassend:
    a) eine Umhüllung, im Wesentlichen bestehend aus zumindest einem Geotextil; und
    b) eine Füllung, die von der Umhüllung vollständig umschlossen ist;
    wobei das Geotextil aus Naturfasern, Basaltfasern, Glasfasern oder Mischungen derselben besteht.
  2. Container nach Anspruch 1, wobei die Umhüllung ferner eine Beschichtung umfasst, die auf zumindest einer Seite des Geotextils angeordnet ist.
  3. Container nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Geotextil aus einem beschichteten Garn gefertigt ist, wobei das Garn aus den Naturfasern, den Basaltfasern, den Glasfasern oder Mischungen derselben besteht, und wobei das beschichtete Garn von einer Beschichtung im wesentlichen vollständig umschlossen ist.
  4. Container nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Beschichtung ein natürliches Material, vorzugsweise ausgewählt aus Wollastonit oder Naturkautschuk, besonders bevorzugt Naturkautschuk, umfasst.
  5. Container nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Beschichtung eine Schichtdicke in einem Bereich von 2 µm bis 3,000 µm hat.
  6. Container nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Naturfasern seewasserbeständig sind.
  7. Container nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Naturfasern Kokosfasern sind.
  8. Container nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Container ein Gesamtgewicht von mindestens 100 kg hat.
  9. Container nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Umhüllung eine Dicke von zumindest 4,5 mm und/oder ein Flächengewicht von mindestens 500 g/m2 hat.
  10. Container nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Füllung Sand und/oder Beton, vorzugsweise Sand, umfasst.
  11. Container nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Umhüllung eine Zugfestigkeit von mindestens 30 kN/m hat.
  12. Container nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Geotextil ein Vlies, Gewebe, Gelege, Gewirke oder Gestricke ist.
  13. Container nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Container ein Fassungsvermögen von 0,5 bis 1 m3 hat.
  14. Container nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 13, wobei die Umhüllung ein Netz ist und die Füllung aus Steinen besteht, wobei die Steine einen Durchmesser haben, der größer ist als die Öffnungen des Netzes.
  15. Verwendung eines Containers nach einem der vorangehenden Ansprüche im Wasserbau und/oder Küstenschutz, im Tiefbau, insbesondere im Straßenbau, oder als Filter.
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