PL174276B1 - Sposób ciągłego wytwarzania maty uszczelniającej nieprzepuszczalnej dla wody i/lub oleju zawierającej pęczniejącą glinę - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ciągłego wytwarzania maty uszczelniającej nieprzepuszczalnej dla wody i/lub oleju zawierającej pęczniejącą glinę.

Mata taka składa się z warstwy z pęczniejącej gliny zaopatrzonej w warstwy okryciowe. Mata uszczelniająca tego rodzaju i sposób jej wytwarzania znana jest z europejskiego opisu patentowego nr 0 059 625, w którym przedstawiono matę złożoną z giętkiej warstwy nośnej z naniesioną na nią warstwą bentonitu, na której znów może znajdować się warstwa wierzchnia. Wszystkie trzy warstwy, to znaczy warstwa nośna, którą może stanowić włóknina, warstwa bentonitu i warstwa okryciowa, którą może być bliżej nieokreślona mata, są związane ze sobą środkiem klejącym. W takim wyrobie warstwa nośna i wierzchnia są związane ze sobą tylko

174 276 warstwą bentonitu, tak że przy stosowaniu maty, z powodu połączenia klejowego, które przy zwilżeniu warstwy bentonitu rozpuszcza się, nie osiąga się trwałego połączenia pomiędzy warstwą nośną i wierzchnią. To okazuje się szczególnie szkodliwe dla określonych zastosowań, ponieważ warstwa bentonitu w zetknięciu z wodą uwalnia się we wszystkich kierunkach, pęcznieje w dużym stopniu, przy czym tworzy się warstwa bentonitu, które działa jak warstewka poślizgowa pomiędzy warstwą nośną i warstwą wierzchnią, co jest szczególnie niekorzystne przy układaniu tego rodzaju taśm uszczelniających na skarpach.

Z opisu patentowego niemieckiego nr 37 04 503 znany jest sposób wytwarzania maty i mata pozbawiona głównej wady powyżej opisanych mat uszczelniających. Mata ta składa się z warstwy nośnej, warstwy z pęczniejącej gliny i warstwy wierzchniej, przy czym warstwa nośna i/lub wierzchnia składa się z włókniny i ewentualnie nie złożonej z włókniny warstwy z tkaniny, dzianiny lub folii z tworzywa sztucznego, przy czym wszystkie trzy warstwy są wzajemnie ze sobą igłowane. W tego typu macie uszczelniającej warstwa nośna i warstwa wierzchnia zostają mocno połączone przez igłowanie zarówno przy pęcznieniu jak i po napęcznieniu pęczniejącej gliny, przy czym cząsteczki bentonitu zostają opasane jak w klatce przez włókna, które przebiegają od warstwy wierzchniej poprzez warstwę bentonitu aż do warstwy nośnej, i w kierunku odwrotnym.

Zapewnione jest przez to, że przy użyciu tych mat uszczelniających wilgotna warstwa bentonitu nie może działać jak płaszczyzna poślizgu i dochodzi do rzeczywistego przeniesienia siły ścinającej od warstwy wierzchniej do warstwy nośnej, tak, że na przykład przy skarpach można się nie obawiać obsunięcia składającej się ze żwiru, ewentualnie grubego żwiru warstwy obciążającej. Poza tym wskazano już we własnym niemieckim opisie patentowym nr 37 04 503, że udaje się osiągnąć zmniejszenie przepuszczalności dla wody tych mat uszczelniających dzięki temu, że przy wytwarzaniu najpierw nakłada się na warstwę nośną zmielony na mączkę bentonit i ewentualnie zagęszcza przez wibrację i następnie dopiero nanosi ziarnisty granulat bentonitu. Zamiast zagęszczania przez wibrację zmielonego na mączkę bentonitu w warstwie nośnej można również postępować w ten sposób, że najpierw warstwę nośną impregnuje się wodną suspensją bentonitu lub nawalcowuje wodną pastę bentonitu i dopiero wtedy, ewentualnie po wcześniejszym wysuszeniu, nanosi ziarnisty granulat bentonitu. W przypadku gdy jest to pożądane można warstwę wierzchnią przed jej nałożeniem również poddać obróbce w taki sposób, jak warstwę nośną.

Pomimo tej obróbki i gdyby nawet dodatkowo umieszczono warstwy nośne i wierzchnie, jak to powyżej opisano, z bentonitu, obrobione przez zagęszczenie, poprzez wibrację lub impregnowanie, to badania w polu i w laboratorium wykazują, że w obszarze zakładek włóknin drobnoporowych leżących w tym obszarze jedna nad drugą osiąga się niezupełnie takie współczynniki nieprzepuszczalności dla wody, jakie mają same maty uszczelniające. Z pewnością można to wyjaśnić tym, że drobnoporowa włóknina nie jest całkowicie wypełniona bentonitem, ponieważ proszek bentonitu względnie pasta bentonitu, ewentualnie zawiesina bentonitu nie w pełni wnikają w odstępy we włókninie lub część dostarczonego drobnosproszkowanego bentonitu przy nawijaniu, składowaniu, transporcie oraz przy rozwijaniu i zakładaniu mat wypadła z włókniny. Prawdopodobnie jest to również przyczyną, dlaczego jak wyżej opisano, same warstwy nośne i wierzchnie potraktowane bentonitem przez zagęszczanie z wibracją nie spełniają w 100% wymagań, jakim powinny odpowiadać dobre maty uszczelniające.

Zadaniem niniejszego wynalazku jest dostarczenie sposobu, który umożliwiłby wypełnienie warstwy nośnej i/lub wierzchniej gliną pęczniejącą w postaci proszku lub granulatu, zwłaszcza sproszkowanym bentonitem w taki sposób, że osiąga się doskonały efekt uszczelnienia nie tylko w przestrzeni zakładek, lecz również takie wypełnienie szczególnie w wierzchniej warstwie gotowej maty uszczelniającej, że unika się wypadania, ewentualnie pylenia wprowadzonej pęczniejącej gliny, ewentualnie bentonitu, z warstw włókniny przy nawijaniu, składowaniu, transporcie i/lub przy rozwijaniu mat.

Zadanie to zostało rozwiązane zgodnie z wynalazkiem dzięki temu, że warstwę nośną i/lub wierzchnią składające się z włókniny, po ich połączeniu i dodatkowym wprowadzeniu w nie igłowaniem, naniesionej z zewnątrz pęczniejącej gliny zwilża się następnie i potem ponownie

174 276 suszy, przy czym wytwarza się wzmocnioną włóknami błonkę z pęczniejącej gliny, która jest mocno związana z całym układem.

Sposób ciągłego wytwarzania maty uszczelniającej nieprzepuszczalnej dla wody i/lub oleju zawierającej pęczniejącą glinę, w którym nanosi się na warstwę nośną wysuszoną, pęczniejącą glinę w postaci sproszkowanej lub w postaci granulatu, następnie na warstwę gliny nanosi się warstwę wierzchnią, przy czym co najmniej jako warstwę wierzchnią stosuje się włókninę, nałożone warstwy łączy się ze sobą poprzez igłowanie, oraz przed igłowaniem na górną powierzchnię warstwy wierzchniej, nanosi się pęczniejącą, sproszkowaną glinę, odznacza się według wynalazku tym, że po igłowaniu warstw wprowadzoną do warstwy wierzchniej pęczniejącą glinę zwilża się wodą, następnie warstwę tę suszy się i ewentualnie w podobny sposób obrabia się warstwę nośną z włókniny.

Korzystnie jako warstwę nośną stosuje się tkaninę lub folię, zwłaszcza tkaninę.

Korzystnie suszenie przeprowadza się metodą promieniowania podczerwonego lub w piecu w kanale gorącego powietrza.

Korzystnie suszenie prowadzi się tylko dotąd, dopóki bentonit zawiera jeszcze pewna ilość wilgoci.

Sposób ciągłego wytwarzania maty uszczelniającej, nieprzepuszczalnej dla wody i/lub oleju zawierającej pęczniejącą glinę, w którym nanosi się na warstwę nośną następną warstwę i nałożone warstwy łączy się ze sobą poprzez igłowanie i w którym na warstwę nośną z włókniny, tkaniny, dzianiny i/lub folii, przy czym jako folię stosuje się folię z tworzywa sztucznego, folię z tworzywa sztucznego wzmocnionego tkaniną lub papier, nanosi się wielkoporową włókninę lub runo włókniste, na to nasypuje się pożądaną ilość pęczniejącej gliny, korzystnie bentonitu, w postaci sproszkowanej lub granulatu, następnie warstwy igłuje się, przy czym pęczniejącą glinę wprowadza się do porowatego układu i jednocześnie całość wzmacnia się poprzez igłowanie charakteryzuje się tym, że następnie wolną stronę lub obie strony złączonego materiału zwilża się wodą i suszy.

Korzystnie usuwa się warstwę nośną składającą się z papieru, ewentualnie po wcześniejszym zwilżeniu całkowicie lub tylko po bokach, oraz uwolnione obszary zwilża się i ponownie suszy.

Korzystnie suszenie przeprowadza się metodą promieniowania podczerwonego lub w piecu lub kanale gorącego powietrza.

Korzystnie suszenie prowadzi się tylko dotąd, dopóki bentonit zawierajeszcze pewną ilość wilgoci.

Zgodnie z korzystnym przykładem realizacji sposobu według wynalazku warstwa wierzchnia składa się z włókniny, a warstwa nośna z tkaniny lub folii, przy czym stosowanie tkaniny jest korzystniejsze. Jako folie wchodzą w rachubę nie tylko folie z tworzyw sztucznych, ale również papier, korzystnie trwały papier sodowy.

Stosowane zgodnie z wynalazkiem tkaniny muszą być w przypadku stosowania mączystego bentonitu tak gęsto tkane, aby drobnosproszkowany bentonit o wielkości cząstek w zakresie mikronów nie mógł sam przedostać się poprzez tkaninę. Korzystnie używa się tkanin wstęgowych.

Zwilżanie wodą można przeprowadzać za pomocą zimnej, ciepłej lub gorącej wody albo parą wodną.

Przy zakładaniu zgodnej z wynalazkiem, wytworzonej przy użyciu tkanin jako warstwy nośnej, maty uszczelniającej, której warstwa wierzchnia składa się z włókniny wypełnionej bentonitem zagwarantowane jest również, że współczynniki nieprzepuszczalności dla wody są praktycznie takie same w obszarach zakładek jak w samych matach uszczelniających.

Maty uszczelniające wytworzone sposobem zgodnym z wynalazkiem nadają się również doskonale jako zabezpieczające podłoża uszczelniające pod powłoki wodoszczelne z folii tworzyw sztucznych. W przypadku uszkodzenia takiej folii z tworzywa sztucznego, np. przez przedziurawienie lub rozdarcie, woda wpływająca przez te nieszczelne miejsce sprawia, że pęczniejąca glina, znajdująca się w macie uszczelniającej wytworzonej sposobem według wynalazku, którą korzystnie stanowi naturalnie występujący bentonit sodowy, pęcznieje i w ten sposób zamyka nieszczelne miejsce w procesie jakby samoregeneracji. Stosowane włókniny

174 276 składają się korzystnie z wysokogatunkowych włókien z tworzyw sztucznych, zwłaszcza z włókien polietylenowych, polipropylenowych, poliestrowych, poliakrylowych i/lub poliamidowych. Szczególnie korzystne do zastosowań z dziedziny techniki składowania są włókniny z polietylenu o dużej gęstości HDPE lub polipropylenu, które odporne na murszenie wobec wszystkich zawartych w wodzie i w ziemi zanieczyszczeń i dlatego zapewniają szczególnie wysoką trwałość. Ich nader wysoka wytrzymałość na rozrywanie powoduje daleko idącą niewrażliwość na obciążenia mechaniczne.

We włókninach stosowanych w budownictwie chodzi korzystnie o wzmocnione mechanicznie przez igłowanie runa z włókien przędnych. Są one tak zbudowane, że pokarbowane, połączone włókna tworzą układ powierzchni z niezliczoną ilością korytarzy w kształcie labiryntu. Struktura włókniny daje się regulować w zależności od zastosowania jako grubsza lub drobniejsza, przez co zapewnione jest optymalne dopasowanie jej do stawianych wymagań. Wytrzymałość mechaniczną gwarantuje struktura rusztowania, która ma istotne znaczenie dla osiągnięcia celów zgodnych z wynalazkiem. Oprócz włókniny wzmocnionej mechanicznie przez igłowanie można również stosować włókniny, które zostały wzmocnione mechanicznie techniką falowania z przeszywaniem lub przez wirowanie lub włókniny, które zostały wzmocnione chemicznie.

Zgodnie z inną formą realizacji sposobu zgodnego z wynalazkiem używa się warstwy nośnej z włókniny, tkaniny, dzianiny i/lub folii, przy czym folię stanowi folia z tworzywa sztucznego, folia z tworzywa sztucznego wzmocnionego tkaninę lub papier, korzystnie trwały papier sodowy, i wielkoporowej włókniny lub z runa włóknistego, przy czym w przeciwieństwie do powyżej opisanych form realizacji nie nanosi się bezpośrednio na warstwę nośną warstwy pęczniejącej gliny, lecz nanosi się ją, względnie wprowadza w odpowiedniej ilości, tylko do porowatej włókniny lub runa włóknistego, przy czym korzystnie stosuje się jako pęczniejącą glinę występujący naturalnie bentonit sodowy w postaci sproszkowanej lub granulatu. Otrzymany w ten sposób układ powierzchni wprowadza się do maszyn igłujących, przy czym z jednej strony pęczniejąca glina włączona jest do wielkoporowatej włókniny a cały porowaty układ jest mechanicznie wzmocniony jak przy zwykłej technice igłowania. Wzmacnianie może nastąpić jednak również na drodze falowania lub falowania z przeszywaniem. Wreszcie, uzyskany układ powierzchni zwilża się wodą po tej stronie, na której został nałożony bentonit, lub po obu stronach.

W przypadku techniki igłowania może być korzystne umieszczenie maszyn igłujących jednej za drugą, z których jedna wyposażona jest w igły o haczykach skierowanych na dół, a druga zaopatrzona jest w igły o haczykach skierowanych do góry.

Można jednak również stosować maszyny igłujące kombinowane, które są wyposażone jednocześnie w oba rodzaje igieł.

Układ warstw wzmocniony techniką igłowania spryskuje się następnie wodą po stronie górnej i/lub dolnej i wreszcie suszy. Suszenie może następować przykładowo za pomocą promieniowania podczerwonego lub przez wprowadzenie taśmy do pieca lub kanału gorącego powietrza. Dla niektórych zastosowań może być korzystne, aby bentonit zawierał określoną pozostałość wilgoci.

Uzyskaną w ten sposób matę uszczelniającą można stosować następnie albo z warstwą nośną jako matę uszczelniającą albo można usunąć warstwę papieru i spowodować spęcznienie wodą naniesionej gliny również z tej strony oraz wysuszyć ją. Taki produkt daje oczywiście optymalne uszczelnienie w obszarach zakładek. Zgodnie z korzystnym przykładem realizacji wynalazku usuwa się taśmę papieru tylko na brzegach i o takiej szerokości, która odpowiada szerokości zakładek.

Technikę tę można stosować również przy innych opisanych powyżej formach realizacji, w których papier stanowi warstwę nośną układu.

Taśmy uszczelniające wytworzone sposobem według wynalazku znajdują zwłaszcza zastosowanie jako uszczelnienie dla ochrony przed wodą gruntową i służą przy tym, korzystnie, jako składniki mineralne uszczelnień kombinowanych w połączeniu z taśmami uszczelniającymi z tworzyw sztucznych. W przypadku miejscowego wycieku względnie perforacji okrywających je taśm uszczelniających z tworzyw sztucznych, maty uszczelniające zgodne z wynalazkiem

174 276 powodują, jak już wspomniano, efekt samoregeneracji względem uszkodzonych mat uszczelniających z tworzyw sztucznych.

Niniejszy wynalazek jest bliżej objaśniony w następujących przykładach wykonania.

Przykład I. Zwój tkaniny wstęgowej o szerokości 4 m odwinięto poprzez blok nawijający i doprowadzono do maszyny igłującej jako warstwa nośna. W czasie procesu odwijania naniesiono na służącą jako warstwa nośna tkaninę wstęgową bentonit w proszku w ilości około 3.500 g/m². Jednocześnie doprowadzono zwój włókniny (włókna 6,7dtex) poprzez kolejny blok nawijający jako warstwę wierzchnią do warstwy bentonitu. Na tę warstwę wierzchnią naniesiono dodatkowo bentonit w proszku w ilości 1500 g/m2. Te cztery warstwy przechodzą potem przez maszynę igłującą, przy czym znajdujący się na górze warstwy wierzchniej bentonit w proszku jest wprowadzany igłowaniem do warstwy wierzchniej a warstwy zostają ze sobą mocno połączone mechanicznie. Maszyna igłująca posiada kilka desek igielnicowych. Każda deska igielnicowa jest wyposażona w tysiące igieł. Deski igielnicowe są bardzo szybko dosuwane i odsuwane (do około 100 suwów na minutę). Zaopatrzone w karby igły przekłuwają wszystkie warstwy, przy czym karby służą do tego, aby pojedyncze włókna były pochłonięte jedne przez drugie, i aby powstało trwałe połączenie, w którym cząsteczki bentonitu są jakby zamknięte. Wskutek procesu igłowania wnika ponadto część bentonitu z warstwy pośredniej bentonitu do warstwy wierzchniej, o ile tam jeszcze jest miejsce.

Po opuszczeniu maszyny igłującej górną warstwę zwilża się od góry wodą w ilości około 300 g/m2 i następnie ponownie suszy, korzystnie za pomocą promiennika podczerwieni.

Otrzymaną tym sposobem mata uszczelniająca wykazuje warstwę wierzchnią w postaci połączonej błonki o wzmocnionych włóknach, która spełnia postawione jej zadania.

Przykład II. Do wytworzenia maty uszczelniającej nieprzepuszczalnej dla wody i/lub oleju nakłada się na tkaninę wstęgową z polipropylenu (100 g/m j zgrzane runo o ciężarze 350 g/m2. Wypełnione bentonitem runo włókniste i tkaninę nośną przepuszcza się przez maszynę igłującą i mechanicznie wzmacnia.

W końcu włókninę wypełnioną bentonitem spryskuje się po wierzchu wodą w ilości 300 ml/m2 w celu utrwalenia bentonitu i suszy za pomocą promiennika podczerwieni w temperaturze 300°C przez 2 minuty.

Również tutaj tworzy się przez obróbkę wodną powiązana o wzmocnionych włóknach, skórka słonia.

Do wytworzenia mat uszczelniających według tego przykładu można stosować naturalnie jako warstwę nośną również włókniny, tkaniny, dzianiny i/lub folie wszelkich surowców i o dowolnych wymiarach powierzchni oraz ich kombinacje. Również wymiary powierzchni i surowiec jak również jednostka włókna runa zgrzebnego względnie włókniny o skłębionych włóknach mogą się różnić w zależności od zastosowania.

Bentonit względnie pęczniejąca glina mogą być nanoszone zarówno w postaci sproszkowanej jak i granulatu.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób ciągłego wytwarzania maty uszczelniającej nieprzepuszczalnej dla wody i/lub oleju zawierającej pęczniejącą glinę, w którym nanosi się na warstwę nośną wysuszoną, pęczniejącą glinę w postaci sproszkowanej lub w postaci granulatu, następnie na warstwę gliny nanosi się warstwę wierzchnią, przy czym co najmniej jako warstwę wierzchnią stosuje się włókninę, nałożone warstwy łączy się ze sobą poprzez igłowanie oraz przed igłowaniem na górną powierzchnię warstwy wierzchniej nanosi się pęczniejącą, sproszkowaną glinę, znamienny tym, że po igłowaniu warstw wprowadzoną do warstwy wierzchniej pęczniejącą glinę zwilża się wodą, następnie warstwę tę suszy się i ewentualnie w podobny sposób obrabia się warstwę nośną z włókniny.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako warstwę nośną stosuje się tkaninę lub folię, zwłaszcza tkaninę.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że suszenie przeprowadza się metodą promieniowania podczerwonego lub w piecu w kanale gorącego powietrza.
4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że suszenie prowadzi się tylko dotąd, dopóki bentonit zawiera jeszcze pewna ilość wilgoci.
5. 5. Sposób ciągłego wytwarzania maty uszczelniającej, nieprzepuszczalnej dla wody i/lub oleju zawierającej pęczniejącą glinę, w którym nanosi się na warstwę nośną następną warstwę i nałożone warstwy łączy się ze sobą poprzez igłowanie, i w którym na warstwę nośną z włókniny, tkaniny, dzianiny i/lub folii, przy czym jako folię stosuje się folię z tworzywa sztucznego, folię z tworzywa sztucznego wzmocnionego tkaniną lub papier, nanosi się wielkoporową włókninę lub runo włókniste na to nasypuje się pożądaną ilość pęczniejącej gliny, korzystnie bentonitu, w postaci sproszkowanej lub granulatu, następnie warstwy igłuje się, przy czym pęczniejącą glinę wprowadza się do porowatego układu i jednocześnie całość wzmacnia się poprzez igłowanie, znamienny tym, że następnie wolną stronę lub obie strony złączonego materiału zwilża się wodą i suszy.
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że usuwa się całkowicie lub tylko po bokach, warstwę nośną składającą się z papieru, ewentualnie po wcześniejszym zwilżeniu oraz uwolnione obszary zwilża się i ponownie suszy.
7. 7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że suszenie przeprowadza się metodą promieniowania podczerwonego lub w piecu lub kanale gorącego powietrza.
8. 8. Sposób według zastrz. 5 albo 6, albo 7, znamienny tym, ze suszenie prowadzi się tylko dotąd, dopóki bentonit zawiera jeszcze pewną ilość wilgoci.