TW201328852A - 網狀結構及其製造與用途 - Google Patents

網狀結構及其製造與用途 Download PDF

Info

Publication number
TW201328852A
TW201328852A TW101139448A TW101139448A TW201328852A TW 201328852 A TW201328852 A TW 201328852A TW 101139448 A TW101139448 A TW 101139448A TW 101139448 A TW101139448 A TW 101139448A TW 201328852 A TW201328852 A TW 201328852A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
rod
rib
structures
geogrid
mesh structure
Prior art date
Application number
TW101139448A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI608921B (zh
Inventor
Anthony Thomas Walsh
Original Assignee
Tensar Technologies Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tensar Technologies Ltd filed Critical Tensar Technologies Ltd
Publication of TW201328852A publication Critical patent/TW201328852A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI608921B publication Critical patent/TWI608921B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/04—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique
    • B29C55/06—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique parallel with the direction of feed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D28/00—Producing nets or the like, e.g. meshes, lattices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/266—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by an apertured layer, the apertures going through the whole thickness of the layer, e.g. expanded metal, perforated layer, slit layer regular cells B32B3/12
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/04—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/04—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique
    • B29C55/08—Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets uniaxial, e.g. oblique transverse to the direction of feed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/30—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer formed with recesses or projections, e.g. hollows, grooves, protuberances, ribs
    • 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
    • E02B3/126—Flexible prefabricated covering elements, e.g. mats, strips mainly consisting of bituminous material or synthetic resins
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/005—Soil-conditioning by mixing with fibrous materials, filaments, open mesh or the like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)

Abstract

一種單件式塑膠材料網狀結構(1)，特別是一種供土工工程構造中使用之土工柵格，其係藉由經形成有一陣列孔(21)之一塑膠薄片起始材料(20)的拉伸而製造。該網狀結構(1)包含在平行於該拉伸方向(MD)之一第一方向上縱向地延伸之複數個大體上平行肋狀結構(2)及在橫向於該等肋狀結構(2)之一第二方向(TD)上延伸之複數個大體上平行桿狀結構(3)。該等肋狀結構(2)及該等桿狀結構(3)係由沿著其各別長度之隔開部位處之接合點(5)互連，由此，該等肋狀結構(2)沿著其長度經再分成交替之接合點(5)及肋狀區段(6)，且該等桿狀結構沿著其長度由交替之桿狀區段(7)及接合點(5)再分。在該網狀結構(1)中，(a)該等肋狀結構(2)係使得該等肋狀區段(6)沿著其長度在該第一方向(MD)上定向，且在該第一方向(MD)上之定向橫越連接兩個此等經定向肋狀區段之該等接合點(5)而延伸，且(b)該等桿狀結構(3)係使得其在該第二方向(TD)上之總拉伸比為1之一最大值，且沿著該等桿狀結構(3)之該長度之所有部位在該第二方向(TD)上具有1.5之一最大定向。

Description

網狀結構及其製造與用途
本發明係關於藉由如下方式而製造之類型之塑膠網狀結構(且特別但不獨佔式地為土工柵格(geogrid))：拉伸經形成有陣列之孔之塑膠薄片起始材料，使得所獲得之網狀結構包含在拉伸方向上縱向地延伸之複數個大體上平行肋狀結構及橫向於肋狀結構而延伸之複數個大體上平行桿狀結構，該等肋狀結構及該等桿狀結構係由沿著其各別長度之隔開部位處之接合點互連，由此，肋狀結構沿著其長度經再分成交替之接合點及肋狀區段(或股束)，且桿狀結構沿著其長度由交替之桿狀區段及接合點再分。出於方便起見，此網狀結構在本文中亦被稱為「所界定種類之網狀結構」。本發明亦係關於此等結構之製造方法及用途。
土工柵格用以在土工工程構造(geoengineering construction)中增強或加強微粒材料(例如，土壤或集料)。更特定而言，土工柵格嵌入於該構造之微粒材料中，使得此材料接著可鎖定至土工柵格之敞開式網狀物中。如在接合點處所量測，土工柵格之厚度通常大於0.5 mm或0.75 mm，且良好地可大於1.00 mm或1.5 mm或2.00 mm。
土工柵格可以許多不同方式予以生產，例如，藉由訂合式結著由(例如)聚酯長絲製成之織品且塗覆諸如PVC或瀝青塗層之可撓性塗層，或藉由編織或藉由針織經定向 塑膠股束或甚至將經定向塑膠股束聯結在一起。然而，本發明涉及藉由拉伸塑膠薄片起始材料而形成之土工柵格(及其他網狀結構)，該塑膠薄片起始材料已具備在最終產品中形成網狀物之陣列之孔(例如，在矩形或其他合適柵格圖案上)。
拉伸操作提供聚合物在拉伸方向上之分子定向。定向度通常係由「拉伸比」表示，拉伸比為土工柵格之表面上之兩個點之間的距離相比於起始材料之對應點之間的距離(亦即，在拉伸之前)之比率。拉伸比可借助於「真實線(truth line)」判定，真實線為通常在兩個垂直方向上塗覆(一般地藉由印刷或繪製)至起始材料之線。特定部位處之定向可被判定為兩個參考點之間的拉伸比，一個參考點係在定位於該定向將被量測之部位之任一側的兩個真實線中每一者上，該等參考點緊密地鄰近於該部位。真實線通常僅用於實驗工作，而不用於製造運行。
藉由此等塑膠薄片起始材料之拉伸而製造之土工柵格可單軸地或雙軸地定向。在經單軸定向(「單軸」)土工柵格之狀況下，拉伸已在僅單一方向上實現，而經雙軸定向「雙軸」柵格已藉由彼此橫向之兩個拉伸操作之使用而製造，該等操作通常彼此垂直且大體上依序。舉例而言，GB-A-2 035 191(等效於US 4 374 798)及EP-A-0 374 365(等效於US 5 053 264)中揭示用於藉由在一個方向(針對單軸產品)或兩個方向(針對雙軸產品)上拉伸塑膠薄片起始材料來製造單軸網狀結構及雙軸網狀結構之此等技 術。
作為另外背景，GB-A-2 124 965揭示使用在單一方向上之拉伸操作來製造經雙軸定向網狀結構。用於此程序之起始材料具有由成排之孔或凹陷分離之平行並排主區帶。在無側向收縮的情況下平行於主區帶來牽曳起始材料，以便將主區帶拉伸成由橫向較小橫截面股束互連之連續經定向主股束(自網狀結構縱向地延伸)，該等橫向較小橫截面股束已由每一排中之孔或凹陷之間的區帶(「橫向股束形成區帶」)形成。此等後者區帶具有窄寬度(如在平行於主區帶之方向上所量測)，結果，由於此等主區帶之寬度隨著其被拉伸而減低，該等區帶橫向於該等主區帶被牽曳出。所得橫向較小橫截面股束具有沿著其長度(亦即，橫向於主區帶)之顯著定向。作為說明，GB-A-2 124 965之實例1至4之例示性具體實例使用塑膠薄片起始材料，其中「橫向股束形成區帶」在平行於主區帶之方向上分別具有0.8 mm、1.525 mm、0.8 mm及1.65 mm之寬度。如在橫向於主區帶之方向上所量測的橫向較小橫截面股束之計算拉伸比分別為3.03：1、2.26：1、4.06：1及2.58：1。
在更詳細地考慮單軸土工柵格之製造的情況下，塑膠薄片起始材料中之陣列之孔可被視為包含在第一方向上延伸之第一列孔及在第二方向上延伸之第二列孔，該第二方向橫向於(且大體上垂直於)該第一方向。在單軸土工柵格之製造中，平行於第一方向來拉伸塑膠薄片起始材料。此情形引起由孔之鄰近第一列之間的起始材料之區域形成 上述肋狀結構且由孔之鄰近第二列之間的材料之區域形成桿狀結構。另外，藉由拉伸假想「股束形成區帶」來形成股束(或肋狀區段)，「股束形成區帶」為第二列中之鄰近孔之間的起始材料之區域。藉由此拉伸操作而形成之股束(或肋狀區段)在拉伸方向上進行分子定向。
單軸柵格廣泛地用於應力主要在一個方向上的應用中，例如，當加強堤壩或模組化塊體擋土牆時。在此等結構中，應力自經加強之微粒材料沿著肋狀結構而轉移且轉移至桿狀物中。當然，正是肋狀區段沿著其長度之分子定向致使單軸土工柵格適合供應力主要在一個方向上的加強應用中使用。
典型地，如在肋狀結構之長度方向上所判定，單軸土工柵格係使得股束(或肋狀區段)之中點處之拉伸比為約8：1。典型地，習知單軸土工柵格中之桿狀區段亦具有如在平行於肋狀結構之長度之方向上所量測的16 mm至20 mm之寬度，且包含實質上未定向聚合物。更具體而言，當沿著肋狀結構之長度及桿狀結構之長度兩者進行考慮時，聚合物沿著桿狀區段之長度及寬度實質上未定向且相似地在接合點處實質上未定向。應瞭解，橫向桿狀結構中之未定向聚合物之重量可表示單軸土工柵格之總重量的顯著百分數。因此，當吾人考慮到聚合物在土工柵格中之最高效使用為聚合物定向於股束中的使用(因為此情形提供增加機械性質及縮減重量)時，應瞭解，桿狀結構(桿狀區段及接合點)中之未定向聚合物之相對顯著量提供土工柵格之 效率的降低。已嘗試藉由簡單地縮減土工柵格之每單位長度的橫向桿狀結構之數目來克服此缺點。儘管每單位長度的桿狀結構之數目已縮減，但此等桿狀結構之寬度(如在平行於肋狀物之縱向範圍之方向上所量測)在16 mm至20 mm之區中已保持相對靜態。此寬度滿足兩個要求。第一，該寬度允許土工柵格之桿狀區段借助於習知可用連接器而連接至土工工程結構之塊體牆。第二，該寬度係使得桿狀物不太可能在肋狀區段之前斷裂。
因此，本發明之一目標係預防或減輕上述缺點。
根據本發明之一第一態樣，提供一種藉由拉伸經形成有一陣列孔之一塑膠薄片起始材料而製造的單件式塑膠材料網狀結構，其中該網狀結構包含在平行於該拉伸方向之一第一方向上縱向地延伸之複數個大體上平行肋狀結構及在橫向於該等肋狀結構之一第二方向上延伸之複數個大體上平行桿狀結構，該等肋狀結構及該等桿狀結構係由沿著其各別長度之隔開部位處之接合點互連，由此，該等肋狀結構沿著其長度經再分成交替之接合點及肋狀區段，且該等桿狀結構沿著其長度由交替之桿狀區段及接合點再分，其中：(a)該等肋狀結構係使得該等肋狀區段沿著其長度在該第一方向上定向，且在該第一方向上之定向橫越連接兩個此等經定向肋狀區段之該等接合點而延伸；且 (b)該等桿狀結構係使得其在該第二方向上之總拉伸比為1之一最大值，且沿著該等桿狀結構之該長度之所有部位在該第二方向上具有1.5之一最大定向。
根據本發明之一第二態樣，提供一種製造一單件式塑膠材料網狀結構之方法，其包含：(i)提供具有配置於一規則柵格圖案上之孔之一塑膠薄片起始材料，使得在一第一方向上存在平行之第一列孔且在橫向於該第一方向之一第二方向上存在平行之第二列孔，由此，該起始材料具有界定於第二孔之該等鄰近列之間的桿狀結構形成區帶及界定於孔之鄰近第一列之間的肋狀結構形成區帶；及(ii)在該第一方向上拉伸該材料(較佳地在使得在該第二方向上存在最大值為15%之一收縮的條件下)以製造包含平行於該第一方向而延伸之複數個大體上平行縱向肋狀結構及平行於該第二方向而延伸之複數個大體上平行桿狀結構的一網狀結構，該等肋狀結構及該等桿狀結構係由沿著其各別長度之隔開部位處之接合點互連，由此，該等肋狀結構沿著其長度經再分成交替之接合點及肋狀區段，且該等桿狀結構沿著其長度經再分成交替之桿狀區段及接合點，其中該等桿狀結構形成區帶之寬度(在該拉伸方向上)及拉伸度製造一網狀結構，在該網狀結構中：(a)該等肋狀結構係使得該等肋狀區段沿著其長度在該第一方向上定向，且在該第一方向上之定向橫越連接兩 個此等經定向肋狀區段之該等接合點而延伸；且(b)該等桿狀結構係使得其在該第二方向上之總拉伸比為1之一最大值，且沿著該等桿狀結構之該長度之所有部位在該第二方向上具有1.5之一最大定向。
通常，該第一方向及該第二方向彼此相互垂直。
較佳地，在該第一方向上之該拉伸為用於該網狀結構之該製造中之唯一拉伸操作，且在該第二方向上不存在拉伸。
儘管本發明通常適用於單件式塑膠網狀結構(及其製造方法)，但本發明特別適用於呈單軸土工柵格之形式之此等結構。
本發明之單軸土工柵格(及其他網狀結構)係使得在該第一(亦即，拉伸)方向上之定向不僅沿著該等肋狀區段而延伸，而且橫越連接鄰近肋狀區段之該等接合點而延伸，由此，該等肋狀結構具有沿著其整個長度之定向。較佳地，該等接合點之中點處在該拉伸方向上之定向度相比於由該等接合點連接之該等鄰近肋狀區段之中點處的定向度顯著。如所習知，定向可由拉伸比之量測判定，出於本發明之目的，該等拉伸比係如在釋放拉伸力之後(且在進行任何退火之後)進行的冷量測，該拉伸比係在該網狀結構之表面上予以量測。
如在該等肋狀結構之該縱向方向(亦即，該「第一方向」)上所量測，本發明之較佳單軸土工柵格係使得該等接合點之中點處之拉伸比為鄰近肋狀區段之中點處之拉伸比 的至少約20%。更佳地，該等接合點之中點處之拉伸比(在相同基礎上所量測)相比於該等鄰近肋狀區段之中點處之拉伸比稍微高於此數字達約20%。出於偏好起見，百分數為至少約30%，更佳地為至少約40%，甚至更佳地為至少約50%，且理想地為至少約55%。作為實例，在根據本發明之土工柵格之某些具體實例中，此百分數可為至少約60%或至少約65%，或至少約70%或至少約75%，或至少約85%。
根據本發明之單軸土工柵格較佳地係使得如沿著該等肋狀區段之長度所量測的該等肋狀區段之中點(亦即，兩個鄰近接合點之中心之間的中途)處之拉伸比係在5：1至12：1、更佳地為7：1至10：1且甚至更佳地為7.5：1至9.5：1之範圍內，例如，約9：1。該等接合點之中點處之拉伸比較佳地為該等鄰近肋狀區段之中點處之拉伸比的至少55%(如在該等肋狀區段之長度方向上所量測)。因此，舉例而言，在如沿著該等肋狀區段之長度所量測的該等肋狀區段之中點處之拉伸比係在7.5：1至9.5：1之範圍內的狀況下，較佳的是，該等接合點之中點處之拉伸比(在相同方向上)係在5：1至6：1之範圍內。因此，對於一肋狀區段之中點處之拉伸比為約9：1的一典型狀況，如在該肋狀結構之縱向方向上所量測，該鄰近接合點之中點處之拉伸比為至少約5.0：1。此情形與該接合點之中點處之對應測定拉伸比為約1：1(亦即，橫越該接合點實質上無定向)的先前技術單軸土工柵格形成鮮明對比。
為了製造根據本發明之單軸土工柵格，該薄片起始材 料之桿狀物形成區帶之寬度需要滿足兩個要求。第一要求為：該寬度必須准許定向(在拉伸方向上)橫穿連接兩個鄰近肋狀區段之接合點。換言之，該等桿狀物形成區帶不應寬得以致於充當「定向阻斷劑(orientation blocker)」以防止定向越過該等接合點，該等桿狀物形成區帶在習知單軸土工柵格之製造期間充當「定向阻斷劑」。第二要求為：該寬度不應窄得以致於該桿狀結構(且特別是該等桿狀區段)之任何部分在該第二方向上具有大於1.5之一拉伸比。若該等桿狀物形成區帶之寬度過窄，則在該第一方向上之拉伸操作製造具有小於該等肋狀物形成區帶之寬度(在該第二方向上)之經定向肋狀區段的傾向將引起該等桿狀區段之拉伸，如根據GB-A-2124965之揭示內容所發生，使得沿著該等桿狀區段之長度之拉伸比將超過1.5。
因此，總而言之，用於本發明中之塑膠薄片起始材料中之桿狀物形成區帶的寬度符合一窗，其中(在考慮具有相同組合物及厚度之起始材料的情況下)該寬度：(i)小於針對製造一可比較單軸土工柵格之狀況的寬度，在該狀況下，實質上無橫越該等接合點之定向(如沿著該等肋狀結構所量測)且實質上無該等桿狀結構之定向(如沿著該等桿狀結構之長度所量測)；但(ii)大於該網狀結構具有沿著該桿狀結構之定向之狀況的寬度，如GB 2 124 965中所預期。
自以上論述繼續，為了在拉伸程序期間達成橫越該接合點之該定向(在該等肋狀結構之長度之方向上)，有必要 使該薄片起始材料中之桿狀結構形成區帶(且因此，該單軸土工柵格中之所得桿狀結構之寬度)具有小於自相同類型之薄片起始材料(組合物、厚度)製造之一比較性單軸土工柵格之製造狀況之寬度的一寬度，該相同類型之薄片起始材料具有相同大小之孔且經拉伸以製造一土工柵格，該土工柵格具有相同長度之孔隙及在該等肋狀區段之中點處之相同或相似拉伸比(如在該等肋狀結構之長度方向上所量測)。因此，根據先前技術而製造之一單軸土工柵格可具有寬度為16 mm至20 mm之桿狀結構(參見上文)，而在根據本發明之一可比較土工柵格中，一可比較土工柵格之對應寬度更可能在6 mm至14 mm、更佳地為8 mm至12 mm且最佳地為10 mm至12 mm之範圍內，例如，約11 mm。
通常，兩個鄰近桿狀區段之中心之間的距離(如沿著該等肋狀結構之縱向範圍所量測)係在200 mm至500 mm之範圍內，例如，225 mm至300 mm。
如所指示，該等桿狀結構係使得其如沿著其長度所量測之總拉伸比為1之一最大值。此暗示：在藉由根據本發明之第二態樣之一方法來生產該土工柵格期間，該土工柵格具有不大於該塑膠薄片起始材料之寬度的一寬度(亦即，如在該第二方向上所量測)。然而，理想地，該等桿狀結構沿著其長度之總拉伸比不小於約0.80(由某一寬度收縮引起)且理想地在約0.80至約0.9之範圍內，更佳地為約0.83至約0.87，例如，約0.85。然而，即使如沿著該等桿狀結構之長度所量測的該等桿狀結構之總拉伸比為1之 一最大值，沿著該等桿狀結構之長度(通常沿著該等桿狀區段)仍可存在該拉伸比(在該第二方向上)大於1但不大於1.5之個別部位。沿著該桿狀結構之長度(且在該桿狀結構之長度之方向上所量測)的小於1之拉伸比值則表示一壓縮而非一拉伸，且最可能為在該桿狀結構之一接合點中而非在一桿狀區段中所遭遇的一值，該桿狀區段之拉伸比較佳地為自約1：1至1.5：1。較佳地，沿著該等桿狀結構之長度之所有部位在該第二方向上具有0.8之一最小定向。特別較佳的是，沿著該等桿狀結構之長度之所有部位具有在0.85至1.15之範圍內之一定向。
根據本發明之單軸土工柵格相比於可比較之先前技術單軸土工柵格可具有改良型強度性質及效率(依據構成土工柵格之聚合物的每單位重量之土工柵格強度)，且自以上內容應瞭解，此等改良型性質係由如下事實引起：該等肋狀區段沿著其長度而定向(該等接合點之中點處之定向最佳地為該等肋狀區段之中點處之定向的至少55%)且相比於自具有相同厚度之一塑膠薄片起始材料製造之先前技術單軸土工柵格具有位於該等橫向桿狀區段中的顯著較低量之未定向聚合物。
此外，本發明之單軸土工柵格相比於GB-A-2 124 965所揭示之經雙軸定向網狀結構具有數個優點。詳言之，較厚桿狀結構(在本發明之單軸土工柵格中)可輔助縮減潛變應變率(且提供較長破裂時間)。另外，較厚且經較少定向之桿狀物較適合於習知機械連接器之使用。此外，較厚 且較硬之桿狀結構在製造中抵抗寬度縮減力且有助於維持「垂直度」以確保該等桿狀結構保持垂直於該拉伸方向。
用於製造本發明之單軸土工柵格的本發明之第二態樣之方法涉及在一個方向(其在一製造程序中可被視為「加工方向」(MD))上拉伸該塑膠薄片起始材料，同時較佳地抑制該材料在橫向於該方向之方向上之移動，以便制止或防止寬度縮減。較佳地，在該拉伸操作期間存在最大值為15%之一寬度縮減。該MD拉伸可使用拉伸軋輥而進行且引起該起始材料之股束形成區帶(亦即，在該橫向方向上延伸之列中之鄰近孔之間的區帶)被拉伸出以形成該等股束或肋狀區段。典型地，在該拉伸程序期間之實際材料應變率為1 m/min至20 m/min。在無寬度抑制的情況下，已發現，該等接合點中之增加定向位準(如沿著該等肋狀結構之長度所量測)不僅增進寬度損失，而且增進在該等肋狀區段與該等接合點交會之位置周圍的失真。另外，抑制在該第二方向(亦即，橫向於該拉伸方向)上之寬度縮減會確保定向完全地沿著其實際上被需要的該產品之長度被導引。
用於本發明中之塑膠薄片起始材料可具有任何合適塑膠材料，例如，聚丙烯或高密度聚乙烯，但不同塑膠材料具有不同拉伸行為。較佳地，該起始材料係嚴格地單平面的，此意謂該材料圍繞平行於其面之一正中平面對稱。一般而言，一單平面起始材料在被拉伸時將提供一單平面結構。一嚴格單平面起始材料可藉由該起始材料之擠壓及衝 壓而製造。然而，可用任何實質上單平面起始材料來獲得滿意結果，此意謂該材料不偏離嚴格單平面性多得以致於定向在該產品之每一面上係不可比較的。
典型地，該塑膠薄片起始材料將具有1 mm至10 mm之一厚度，更佳地為2 mm至8 mm，甚至更佳地為3 mm至5 mm，例如，約4 mm，但較厚(大於10 mm)薄片起始材料可僅與用作一實務限制之拉伸設備一起使用。
該起始材料中之孔可為通孔或盲孔。若該等孔為盲孔，則該孔中之膜或隔膜將在拉伸時破裂，或可保持為一薄隔膜。可藉由自該起始材料衝壓出該等孔來形成該等孔，如US 4 374 798所揭示；或可藉由擠壓來形成該等孔，如US 5 053 264所揭示；或可藉由合適壓印或以任何其他適當方式來形成該等孔。
該塑膠薄片起始材料中之孔較佳地經配置成使得該等孔之中心位於一假想矩形柵格上。該等孔較佳地在該第一方向(亦即，該拉伸方向)上狹長。該等狹長孔之末端可平坦或成圓角，最佳地為平坦。若平坦，則該等末端可由成圓角隅角連接至該等孔之側。最佳地，該等狹長孔圍繞其縱向軸線對稱，且經「縮腰」以便在一中間區處具有窄於末端區處之寬度的一寬度，以便實際上具有一縮腰外觀。如GB 2 174 332所揭示，此等孔之組態使能夠控制最終產品中之定向位準。然而，孔之其他組態係可能的。因此，舉例而言，該等孔可為大體上橢圓形，其中所有部分沿著該等孔之長度相比於在該等孔之末端處較寬。
孔之較佳組態(如先前段落所指示)為如下一者：(a)狹長；(b)圍繞其縱向軸線對稱；(c)具有平坦(線性)末端；(d)具有成圓角(凸起)隅角；及(e)在一中間區處具有窄於該等末端區處之寬度的寬度。
較佳地，該孔具有20 mm至40 mm(例如，20 mm至30 mm)之一長度。較佳地，該等隅角之半徑係在3 mm至5 mm之範圍內。該孔之最大寬度較佳地在9 mm至13 mm之範圍內，其中每一側處之縮腰較佳地在0.3 mm至0.8 mm之範圍內。
在待拉伸之起始材料中，該等孔較佳地經配置成使得在該第一方向上兩個鄰近孔之鄰近末端之間的距離係在6 mm至14 mm之範圍內，更佳地為8 mm至12 mm，最佳地為10 mm至12 mm，例如，約11 mm。在該第二方向上兩個鄰近孔之間的最近距離將為約10 mm至約18 mm。
吾人已確定，該等孔之隅角半徑可對最終土工柵格結構之抗張性質及潛變性質有一顯著影響。一般而言，該等隅角半徑愈大，則所得土工柵格之抗張強度將愈高，但具有(當在一靜態負載下進行測試時)該土工柵格具有較快且較高之極限潛變應變的特性，該極限潛變應變造成較快破裂時間，此情形為一缺點。相反情形成立，此在於：較小隅角半徑提供較低抗張強度、較低潛變應變率及極限應 變，但具有較長破裂時間。上文所引證的3 mm至5 mm之較佳半徑提供此等性質之平衡，其中較佳值係朝向該範圍之下端。
亦可由於在用以製造該最終土工柵格之拉伸程序期間之實際材料應變率而獲得潛變性質之改良。更特定而言，吾人已確定，以在一標準單軸土工柵格製造線上可達成之較高實際材料應變率而製造的土工柵格相比於在實驗室中以較低實際材料應變率自相同薄片起始材料而製造的土工柵格具有改良型潛變性質。此情形在以下實例中得以論證。理想地，在該拉伸程序期間之實際材料應變率為2 m/min至12 m/min，更佳地為5 m/min至10 m/min。
根據本發明之單軸土工柵格可以一習知方式用以增強用於一土工工程構造(例如，一堤壩或一模組化塊體擋土牆)之目的之一微粒材料。術語「微粒材料」包括土壤、集料、岩石、石塊、礫石、砂粒、泥土、黏土、由諸如瀝青或水泥之黏合劑固持之集料、混凝土，或用於土工技術工程或建築中之任何其他微粒或內聚性材料。
將參看隨附圖式而僅作為實例來進一步描述本發明。
圖1說明根據本發明之經單軸定向土工柵格1之部分，經單軸定向土工柵格1已藉由如下方式而製造：在如圖1之箭頭所指示之單一方向MD(MD為「加工方向」之縮寫)上拉伸塑膠薄片起始材料(參見圖2及以下有關描 述)，同時在橫向方向TD上抑制薄片起始材料。土工柵格1包含大體上平行於加工方向MD而延伸之肋狀結構2。肋狀結構2彼此橫向地隔開且由在TD方向上延伸之桿狀結構3以規則隔開間距而連接，由此，複數個縱向延伸狹長孔隙4界定於土工柵格1中。如圖1進一步所示，肋狀結構2及桿狀結構3在土工柵格1之接合點區5處交會。每一肋狀結構2貫穿土工柵格1係連續的，桿狀結構3亦如此。因此，接合點5被同時地視為肋狀結構2及桿狀結構3兩者之部分。如圖1所表示，每一肋狀結構2包含肋狀區段或股束6及接合點5之交替配置，而每一桿狀結構3包含接合點5及桿狀區段7之交替配置。
雖然在總體外觀中土工柵格1可顯現為相似於亦藉由拉伸塑膠薄片起始材料而製造之習知單軸土工柵格，但土工柵格1關於肋狀結構2在MD方向上之定向顯著地不同於該等習知單軸土工柵格。更特定而言，肋狀區段6中之定向(在MD方向上)橫越連接兩個鄰近肋狀區段6之接合點5而延伸。根據本發明之較佳具體實例，如在肋狀結構之長度方向(MD)上所量測的接合點5之中點處之拉伸比為鄰近肋狀區段6之拉伸比的至少約55%(再次在肋狀結構之長度方向上量測)。接合點5之中點為其如在結構2之長度方向上所量測的中點，且亦為其在桿狀結構3之長度方向上的中點。肋狀區段6之中點為兩個鄰近接合點5之中點之間的中途。桿狀結構3係使得沿著其長度(亦即，在TD方向上)，桿狀結構3具有為1之最大值(更佳地為 0.85至0.90)之總拉伸比，其中沿著該等桿狀結構之長度之點皆不具有大於1.5之定向(在第二方向上)。根據本發明之較佳具體實例，在MD方向上不存在桿狀結構3之定向。
土工柵格1係自起始材料20製造，在圖2之平面圖中看到起始材料20之部分。材料20為具有平面平行面之擠壓式高密度聚乙烯(HDPE)之嚴格單平面薄片。材料20經形成有配置於大體上矩形柵格圖案上之陣列的狹長孔21，由此，存在平行於在圖2中被標記為TD之方向的孔21之列及平行於被標記為MD之方向的另外列。孔21狹長且經配置成使得其縱向軸線在MD方向上延伸。每一孔21具有連接(由圓形隅角)至縮腰側之兩個大體上平坦末端。孔在圖3中得以更詳細地展示，孔狹長，其具有平坦(線性)末端、成圓角隅角及縮腰側。如所描繪，孔具有長度X、具有半徑R之隅角、具有長度Y之平坦末端，最大寬度Z，及最小寬度W。此等參數之典型值係如下：W=8 mm至12 mm
X=20 mm至30 mm
Y=2 mm至7 mm
Z=9 mm至13 mm
R=3 mm至5 mm
圖2經標記有各種線以識別將促進對以下描述之理解的區。更特定而言，圖2已經註解有平行於加工方向MD且與孔21之長側相切的線35。另外，線36經繪製成平行 於橫向方向TD且與孔21之末端相切。在考慮平行於橫向方向TD之孔21之列的情況下，一方面，在此列中之任何兩個鄰近孔21之間界定股束形成區帶S，且另一方面，藉由與此等孔21之末端相切的線36來界定股束形成區帶S。在考慮在方向MD上延伸之列的情況下，一方面，在兩個鄰近孔21之末端之間界定桿狀區段形成區帶BS，且另一方面，藉由與此等孔之側相切的線35來界定桿狀區段形成區帶BS。接合點形成區帶J係如圖所示而形成，且更具體而言，在方向MD上與股束形成區帶S交替且在方向TD上與桿狀區段形成區帶BS交替。
為了製造土工柵格1，在方向MD上拉伸起始薄片材料20，同時在方向TD上應用抑制以製造最終結構。在拉伸程序期間，在MD方向上拉伸股束形成區帶S以便在最終結構中製造股束6，而接合點形成區帶J引起接合點5且桿狀區段區帶BS形成桿狀區段7，應瞭解，起始材料中之孔21在最終結構中製造狹長孔隙4。
根據本發明，d(亦即，在加工方向MD上延伸之列中之兩個鄰近孔21之末端之間的間隔)之值稍微小於自相同類型之薄片起始材料(組合物、厚度)而製造之比較性單軸土工柵格之製造狀況的間隔之值，該相同類型之薄片起始材料具有相同大小之孔且經拉伸以製造一土工柵格，該土工柵格具有相同長度之孔隙及在肋狀區段之中點處之相同或相似拉伸比(如在肋狀結構之長度方向上所量測)。出於本發明之目的，d之值(應瞭解，d界定接合點形成區帶 J及桿狀區段形成區帶BS在方向MD上之「寬度」)經選擇成使得拉伸操作橫越接合點5提供在MD方向上之定向度，使得接合點5之中點處之拉伸比較佳地為鄰近肋狀區段6之中點處之拉伸比的至少55%。此定向位準為比在習知單軸土工柵格之製造中所獲得的接合點之定向位準高得多的接合點之定向位準。此係歸因於如下事實：用於製造此等習知土工柵格之起始材料中之d的大得多之值使在方向MD上牽曳接合點形成區帶J難得多，結果，所形成之接合點具有(實質上)未定向聚合物之「塊狀(blocky)」結構。
雖然正是用於本發明中的d之較低值允許在MD方向上橫越接合點之定向，但d之值仍然未小得以致於獲得經高度定向桿狀結構，諸如根據GB 2124965 A之揭示內容所製造。
下文詳述本發明之若干非限制性實例。
第一發明性及比較性實例
為了說明本發明，藉由在具有平面平行面之擠壓式高密度聚乙烯(HDPE)之嚴格單平面薄片中衝壓孔21來製備圖2所說明之類型之塑膠薄片起始材料的實驗室樣本。薄片材料之厚度為約4 mm。
每一孔係如圖3所示，其具有以下尺寸：W=8.5 mm
X=25.4 mm
Y=2.7 mm
Z=9.5 mm
R=3.175 mm
在MD方向上兩個孔21之間的間隔(在圖2中被描繪為d)為6 mm。在TD方向上鄰近孔之間的最近距離(在圖2中被描繪為c)為15.9 mm。
為了分析最終產品已被拉伸之程度，將材料20之一個側上印刷有「真實」線之柵格。另外，樣本之側邊緣(如在圖2中所見之左側及右側)藉由自該等側邊緣在中心延伸(平行於線36)至鄰近孔21之切口而在複數個部位處切斷。此情形係確保(假設樣本之大小相對小)不存在側邊緣區之拉伸，諸如，可能影響樣本之中心區中之拉伸。
為了製造土工柵格1，將材料20(其中d=6 mm)加熱至105℃之溫度且使用約7.5：1之總拉伸比在MD方向上進行拉伸以製造土工柵格，其中兩個桿狀區段7之中心之間的縱向距離(亦即，如在方向MD上所量測)為235 mm。此程序係使用嚙合起始材料20之平行於線36(參見圖2)之邊緣的平行夾鉗而進行，該等夾鉗接著被線性地曳開。在拉伸操作期間，借助於剛性地連接至薄片起始材料之側邊緣之橫向桿狀物在TD方向上應用側向抑制以防止在彼方向上之寬度縮減。
出於比較之目的，使用與用於製造根據本發明之土工柵格1之程序大體上相同但具有三個差異的程序來製造根據先前技術之土工柵格。第一差異為：在MD方向上兩個鄰近孔21之間的距離d為16 mm，而非如用於製造土工柵 格1的6 mm。第二，在拉伸操作期間不使用側向抑制。第三差異為：總拉伸比為約5.7，其(對於此特定起始材料)為在桿狀區段之中心之間於MD方向上達成235 mm之距離(與在土工柵格1中之距離相同的距離)所需要。鑒於桿狀結構形成區帶之顯著寬度，無需在此比較性程序中缺少側向抑制。
圖4(a)及圖4(b)所示之曲線圖之拉伸比分析中展示自兩個產品之中心區所切割之肋狀結構的比較，其中被標識為(a)之曲線圖係針對比較性土工柵格，且被標識為(b)之曲線圖係針對根據本發明之土工柵格。在每一狀況下，該分析係關於遍及自一接合點之中心至下一接合點之中心的長度在MD方向上之拉伸比。在圖4(a)之曲線圖中，線1及28表示對應於包括於彼圖中之肋狀片段之照片的接合點之中心。對於圖4(b)之曲線圖，表示接合點之中心之對應線為1及22。根據產品中之真實線之間的距離與真實線在未拉伸起始材料20中之原始距離的比較來判定拉伸比。
如圖4(a)中針對比較性土工柵格所示，拉伸比在肋狀片段之中心區(亦即，兩個接合點之中心之間的中途)中高達約8：1，但朝向肋狀片段之任一末端顯著地下降。此減低在接合點之中點處降至1：1，其表示完全未定向聚合物。此情形之含義為：沿著最終產品之肋狀結構之長度的定向位準自肋狀區段之中心中的高定向位準至接合點之中點處的低定向位準經常地振盪。
與此對比，圖4(b)展示出，在根據本發明之產品中， 通常已維持貫穿肋狀片段之長度之定向位準。更特定而言，接合點之中點處之定向為大約6.5：1，而在肋狀區段之中點處，定向為大約8：1，該兩個定向皆係如在肋狀結構之縱向方向上所量測。因此，接合點之中點處之定向恰好高於肋狀區段之中點處之定向的80%。因而，高拉伸比貫穿接合點始終繼續，從而提供經分子定向材料之不間斷流而不會不利地影響連接鄰近肋狀物之桿狀物之片段。此等片段保持未定向。此外，應瞭解，相比於針對比較性產品的約7之差，肋狀物之中心中之峰值拉伸比(約8：1)與接合點之中心處之峰值拉伸比(大約6.5：1)之間的差現在僅為1.5。
顯然，比較性土工柵格之桿狀結構中的大量低且未定向之聚合物在本發明之土工柵格中已極大地縮減。
在上文所獲得之比較性產品之狀況下，桿狀物寬度(如在方向MD上所量測)為約16 mm。在此寬度的情況下，桿狀物有效地充當定向「阻斷劑」，此係因為高桿狀物寬度值隨著肋狀物進入TD桿狀區域中而增進肋狀物之加寬(外張)且最終使桿狀物之區域在定向已通過TD桿狀物之前以不受控制且不良之方式在肋狀物之間延伸(藉由使桿狀區段加寬)。又，可為大約10%至20%之縮減的歸因於MD定向之寬度縮減進一步增進此效應，特別是在產品之外部區中。為了允許定向在拉伸循環中較早地進展通過TD桿狀區域，需要縮減桿狀物寬度以便提供對聚合物之分子定向之較少抵抗。本發明之主旨係試圖控制定向位準，使得肋狀 物之中心處之高值與TD桿狀物之中心處之低值之間的大變化被平滑至較均一配置以沿著整個產品產生相對恆定拉伸比。
在藉由根據本發明之以上程序而製造之產品中，桿狀物寬度為約6 mm。儘管可使用其他值(參見下文)，但桿狀物寬度之值解決兩個問題。第一，該值允許定向前進通過TD桿狀區帶，且第二，該值亦縮減在拉伸之後TD桿狀物中所含有之「非活性」聚合物的量。然而，對於此情境存在一缺點，此在於：桿狀區帶中之增加定向位準增進較多寬度損失，且隨後在肋狀物進入TD桿狀物之位置周圍增進較多失真。此缺點在以上實例中藉由如下方式而抵消：在拉伸程序期間充分地抑制產品，使得在拉伸之前的寬度與在拉伸之後的寬度完全地相同。以此方式，允許發生兩個重要效應。第一，肋狀物間(沿著TD桿狀物在肋狀物之間的片段)區域之過度拉伸被消除，且第二且更重要地，在無寬度損失的情況下，定向完全地沿著其實際上被需要的產品之長度被導引。
下文在表1中給出兩個土工柵格(發明性及比較性)之物理性質之比較。
數個差異立即顯而易見。相比於比較性樣本的本發明之產品中桿狀區段之寬度縮減(由d之較低值引起)已移除大部分「非活性」聚合物，而與寬度抑制技術進行組合之增加拉伸比已允許定向以受控方式增殖通過接合點。此情形已引起絕對抗張強度之適度增加，但更重要地，引起產品之每單位重量之強度的極高增加(大約高85%)。
第二發明性實例(在TD方向上之抑制效應)
重複上文所描述之用於自具有d=6 mm之起始材料20製造根據本發明之土工柵格的程序，且(出於比較之目的)亦以修改形式進行該程序，在該修改形式中，在拉伸操作期間不應用在TD方向上之側向抑制。
圖5及圖6中展示結果，在該等圖中每一者中，被指定為(a)之圖展示在無側向抑制的情況下製造的樣本，且被指定為(b)之圖展示在有側向抑制的情況下製造的樣本。
圖5展示根據相同薄片厚度、衝壓/節距及總拉伸比而製造之兩個樣本。樣本(a)在無對其側向收縮之任何控制的情況下被拉伸，而樣本(b)經充分地抑制成使得開始寬度與完成寬度相同。可清楚地看出，樣本(a)中肋狀物至接合點中之入口相比於樣本(b)中之相同位置具有極大縮減之「外張」效應。此係歸因於在拉伸操作期間樣本(a)之寬度之收縮，且通過接合點引起較大MD定向位準，但亦在TD方向上於此區中造成負定向。圖6(a)及圖6(b)分別為圖5(a)及圖5(b)所示之土工柵格之部分的放大圖。圖6更詳細地展示定 向效應，其中TD定向在圖6(a)所示之產品之區A中具有約0.4：1之值且在圖6(b)所示之產品之區B中具有約1：1之值。因此，在本發明之較佳具體實例中，在拉伸程序期間使用寬度抑制。
第三發明性實例
自具有孔之不同組態之起始材料製造一系列樣本。此情形係評估孔形狀對所得產品之短期抗張性質的影響。儘管存在孔長度及寬度之一些變化，但藉由確保在所有狀況下調整MD及TD節距以製造6 mm之恆定TD桿狀物寬度及16.38 mm之恆定肋狀物形成寬度而有效地排除此等變化。對於所有樣本，起始薄片厚度為約4 mm，且總拉伸比在7.5：1下恆定。如以測試機器之十字頭的以mm/min為單位之移動所量測，所有樣本係以標距之20%之應變率而使用固持於楔作用滾花顎中之單肋狀物進行抗張測試。
所測試之孔組態為：
(1)如在以上第一發明性實例中(每一側處之0.5 mm縮腰、平坦末端、成圓角隅角、R=3.175 mm)
(2)每一側處之0.75 mm縮腰、平坦末端、成圓角隅角(R=3.175 mm)
(3)0.5 mm縮腰、全半徑(半圓形)末端(R=4.76 mm)
下文在表2中展示結果，表2亦包括標準製造單軸產品之對應性質。
第四發明性實例
製備根據本發明之兩個土工柵格且進行測試以得到其「潛變性質」。
如以上第一發明性實例所描述，自塑膠薄片起始材料製造兩個土工柵格。一個土工柵格為根據如彼實例大體上所描述之程序但使用0.6 m/min之實際材料應變率而製造的實驗室樣本。
另一土工柵格係以8 m/min之實際材料應變率而製造於滿刻度製造線(用於單軸柵格之生產)上。
兩個樣本係使用對應於其極限抗拉強度(UTS)之47.5%之負載而經受40℃靜態潛變測試。圖7中展示結果，自該等結果可看出，製造於滿刻度製造機器上(以8 m/min之實際材料應變率)之樣本相比於實驗室製造樣本具有優越潛變性質，此係因為製造於滿刻度製造機器上之樣本具有較長破裂時間。更具體而言，實驗室製造樣本在約200小時之後破裂，而該製造樣本在約10,000小時之後仍「存 留」，此情形明顯地表示顯著時間改良。
第五發明性實例
藉由在具有平面平行面之擠壓式高密度聚乙烯(HDPE)之嚴格單平面薄片中衝壓孔21來製備圖2所說明之類型之塑膠薄片起始材料。薄片材料之厚度為約4 mm。每一孔係大體上如圖3所示，其具有以下尺寸：W=11.7 mm
X=25.5 mm
Y=5.9 mm
Z=12.7 mm
R=3.175 mm
孔之MD節距為36.4 mm，且TD節距為25.4 mm。有孔隙塑膠薄片係使用與所描述之「第一發明性」實例所描述之技術的相同技術進行拉伸以提供7.5之總拉伸比。
圖8中展示所獲得之產品。如彼圖所示，如沿著土工柵格之肋狀結構之縱向範圍所量測，土工柵格之肋狀結構係使得肋狀區段之中點處之拉伸比為9：1，且接合點之中點處之拉伸比為5.5：1(亦即，鄰近肋狀區段之中點處之拉伸比的約61%)。桿狀區段具有約11 mm之寬度，且(儘管圖8中未示)桿狀結構貫穿其整個長度具有約1：1之拉伸比。圖8中亦展示厚度量測。
圖8所示之類型之產品係使用對應於其極限抗張強度(UTS)之45%之負載而經受50℃靜態潛變測試。圖9中展示結果，自該等結果將看出，在此潛變測試之嚴格條件下 僅在500小時之後發生破裂。
圖1為根據本發明之經單軸定向土工柵格之部分的平面圖；圖2為用以製造根據本發明之經單軸定向土工柵格及比較性經單軸定向土工柵格(取決於圖2所示之d之值)之起始薄片材料之部分的平面圖，圖2經再分成在單軸地拉伸起始薄片材料以製造土工柵格之後引起土工柵格之組件部分的假想區；圖3為用於製造根據本發明之土工柵格之孔組態的細節；圖4(a)及圖4(b)展示比較性土工柵格(圖4(a))及根據本發明之土工柵格(圖4(b))之肋狀區段的拉伸比分析；圖5(a)及圖5(b)分別展示在無側向抑制的情況下及在有此抑制的情況下製造的根據本發明之土工柵格；圖6(a)及圖6(b)分別展示圖5(a)及圖5(b)所描繪之土工柵格之產品之接合點的細節；圖7為展示在根據本發明而製造之兩個土工柵格上但以不同材料應變率進行之潛變測試之結果的曲線圖；圖8為如根據以上第五發明性實例而製造的根據本發明之經單軸定向土工柵格之另外具體實例的平面圖；及圖9為展示在圖8所示之土工柵格上進行之「潛變測試」之結果的曲線圖。

Claims (51)

  1. 一種藉由拉伸經形成有一陣列之孔之一塑膠薄片起始材料而製造的單件式塑膠材料網狀結構，其中該網狀結構包含在平行於該拉伸方向之一第一方向上縱向地延伸之複數個大體上平行肋狀結構及在橫向於該等肋狀結構之一第二方向上延伸之複數個大體上平行桿狀結構，該等肋狀結構及該等桿狀結構係由沿著其各別長度之隔開部位處之接合點互連，由此，該等肋狀結構沿著其長度經再分成交替之接合點及肋狀區段，且該等桿狀結構沿著其長度由交替之桿狀區段及接合點再分，其中：(a)該等肋狀結構係使得該等肋狀區段沿著其長度在該第一方向上定向，且在該第一方向上之定向橫越連接兩個此等經定向肋狀區段之該等接合點而延伸，且(b)該等桿狀結構係使得其在該第二方向上之總拉伸比為1之一最大值，且沿著該等桿狀結構之該長度之所有部位在該第二方向上具有1.5之一最大定向。
  2. 如申請專利範圍第1項之網狀結構，其中如在該第一方向上所量測，該等肋狀結構係使得該等接合點之中點處之拉伸比為鄰近肋狀區段之中點處之拉伸比的至少約20%、較佳地為至少約30%、更佳地為至少約40%且甚至更佳地為至少約50%。
  3. 如申請專利範圍第2項之網狀結構，其中如在該第一方向上所量測，該等肋狀結構係使得該等接合點之該等中點處之該拉伸比為該等鄰近肋狀區段之該等中點處之該拉 伸比的至少約55%、較佳地為至少約60%、更佳地為至少約65%且最佳地為至少約70%。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之網狀結構，其中如在該第一方向上所量測，該等肋狀區段之該中點處之該拉伸比係在5：1至12：1之範圍內。
  5. 如申請專利範圍第4項之網狀結構，其中如在該第一方向上所量測，該等肋狀區段之該中點處之該拉伸比係在7：1至10：1之範圍內。
  6. 如申請專利範圍第5項之網狀結構，其中如在該第一方向上所量測，該等肋狀區段之該中點處之該拉伸比係在7：5至9.5：1之範圍內。
  7. 如申請專利範圍第6項之網狀結構，其中如在該第一方向上所量測，該等肋狀區段之該中點處之該拉伸比為約9：1。
  8. 如申請專利範圍第6項或第7項之網狀結構，其中如在該第一方向上所量測，該等接合點之該等中點處之該拉伸比為5：1至6：1。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項之網狀結構，其中如在該第二方向上所量測，該等桿狀結構之該總拉伸比為0.8至0.9。
  10. 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項之網狀結構，其中沿著該等桿狀結構之該長度之所有部位在該第二方向上具有0.8之一最小定向。
  11. 如申請專利範圍第10項之網狀結構，其中沿著該等 桿狀結構之該長度之所有部位在該第二方向上具有在0.85至1.15之範圍內之一定向。
  12. 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項之網狀結構，其為一土工柵格。
  13. 如申請專利範圍第1項至第12項中任一項之網狀結構，其中如在該第一方向上所量測，兩個鄰近桿狀區段之中心之間的距離為20 cm至50 cm。
  14. 如申請專利範圍第1項至第13項中任一項之網狀結構，其中如在該第一方向上所量測，該等桿狀區段具有6 mm至14 mm之一寬度。
  15. 如申請專利範圍第14項之網狀結構，其中如在該第一方向上所量測，該等桿狀區段具有8 mm至12 mm之一寬度。
  16. 如申請專利範圍第15項之網狀結構，其中如在該第一方向上所量測，該等桿狀區段具有10 mm至12 mm之一寬度。
  17. 一種藉由在一第一方向上拉伸經形成有一陣列孔之一塑膠薄片起始材料而製造的單件式塑膠材料土工柵格，其中該網狀結構包含在該第一方向上延伸之複數個大體上平行肋狀結構及在橫向於該等肋狀結構之一第二方向上延伸之複數個大體上平行桿狀結構，該等肋狀結構及該等桿狀結構係由沿著其各別長度之隔開部位處之接合點互連，由此，該等肋狀結構沿著其長度經再分成交替之接合點及肋狀區段，且該等桿狀結構沿著其長度由交替之桿狀區段 及接合點再分，其中：(a)如在該第一方向上所量測，該等肋狀結構係使得該等接合點之中點處之拉伸比係在範圍(5：1至6：1)內，且該等肋狀區段之中點處之拉伸比係在範圍(7.5：1至9.5：1)內，且(b)如在該第二方向上所量測，該等桿狀結構係使得其總拉伸比為1之一最大值，且沿著該等桿狀結構之該長度之所有部位在該第二方向上具有1.5之一最大定向。
  18. 如申請專利範圍第17項之土工柵格，其中沿著該等桿狀結構之該長度之所有部位在該第二方向上具有0.8之一最小定向。
  19. 如申請專利範圍第18項之土工柵格，其中沿著該等桿狀結構之該長度之所有部位在該第二方向上具有在0.85至1.15之範圍內之一定向。
  20. 如申請專利範圍第17項至第19項中任一項之土工柵格，其中如在該第一方向上所量測，該等肋狀結構係使得該等接合點之該等中點處之該拉伸比為約5.5：1，且該等肋狀區段之該中點處之該拉伸比為約9：1。
  21. 如申請專利範圍第17項至第20項中任一項之土工柵格，其中如在該第一方向上所量測，兩個鄰近桿狀區段之中心之間的距離為200 mm至500 mm。
  22. 如申請專利範圍第17項至第21項中任一項之土工柵格，其中如在該第一方向上所量測，該等桿狀區段具有6 mm至14 mm之一寬度。
  23. 如申請專利範圍第22項之土工柵格，其中如在該第一方向上所量測，該等桿狀區段具有8 mm至12 mm之一寬度。
  24. 如申請專利範圍第23項之土工柵格，其中如在該第一方向上所量測，該等桿狀區段具有10 mm至12 mm之一寬度。
  25. 如申請專利範圍第1項至第16項中任一項之網狀結構或如申請專利範圍第17項至第24項中任一項之土工柵格，其中在該第一方向上之該拉伸為用於該網狀結構或土工柵格之該製造中之唯一拉伸操作。
  26. 一種製造一單件式塑膠材料網狀結構之方法，其包含：(i)提供具有配置於一規則柵格圖案上之孔之一塑膠薄片起始材料，使得在一第一方向上存在平行之第一列孔且在橫向於該第一方向之一第二方向上存在平行之第二列孔，由此，該起始材料具有界定於第二孔之該等鄰近列之間的桿狀結構形成區帶及界定於孔之鄰近第一列之間的肋狀結構形成區帶；及(ii)在該第一方向上拉伸該材料(較佳地在使得在該第二方向上存在最大值為15%之一收縮的條件下)以製造包含平行於該第一方向而延伸之複數個大體上平行縱向肋狀結構及平行於該第二方向而延伸之複數個大體上平行桿狀結構的一網狀結構，該等肋狀結構及該等桿 狀結構係由沿著其各別長度之隔開部位處之接合點互連，由此，該等肋狀結構沿著其長度經再分成交替之接合點及肋狀區段，且該等桿狀結構沿著其長度經再分成交替之桿狀區段及接合點，其中該等桿狀結構形成區帶之寬度(在該拉伸方向上)及拉伸度製造一網狀結構，在該網狀結構中：(a)該等肋狀結構係使得該等肋狀區段沿著其長度在該第一方向上定向，且在該第一方向上之定向橫越連接兩個此等經定向肋狀區段之該等接合點而延伸，且(b)該等桿狀結構係使得其在該第二方向上之總拉伸比為1之一最大值，且沿著該等桿狀結構之該長度之所有部位在該第二方向上具有1.5之一最大定向。
  27. 如申請專利範圍第26項之方法，其中該等孔在該第一方向上狹長。
  28. 如申請專利範圍第27項之方法，其中該等狹長孔圍繞其縱向軸線對稱且在一中間區處具有窄於末端區處之寬度的寬度。
  29. 如申請專利範圍第28項之方法，其中該等孔具有20 mm至40 mm之一長度。
  30. 如申請專利範圍第28項或第29項之方法，其中該孔之最大寬度係在9 mm至18 mm之範圍內。
  31. 如申請專利範圍第28項至第30項中任一項之方法，其中每一側處之縮腰係在0.3 mm至0.8 mm之範圍內。
  32. 如申請專利範圍第28項至第31項中任一項之方 法，其中該等狹長孔具有平坦(線性)末端且具有成圓角(凸起)隅角。
  33. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該等隅角之半徑係在3 mm至5 mm之範圍內。
  34. 如申請專利範圍第26項至第33項中任一項之方法，其中該塑膠薄片起始材料具有2 mm至12 mm之一厚度。
  35. 如申請專利範圍第34項之方法，其中該塑膠薄片起始材料具有2 mm至10 mm之一厚度，較佳地為約4 mm。
  36. 如申請專利範圍第26項至第35項中任一項之方法，其中在該拉伸程序期間之實際材料應變率為2 m/min至12 m/min。
  37. 如申請專利範圍第26項至第36項中任一項之方法，其中將該薄片起始材料拉伸至7：1至8：1之一總拉伸比。
  38. 如申請專利範圍第26項至第37項中任一項之方法，其中將該起始材料拉伸成使得沿著該等桿狀結構之該長度之所有部位在該第二方向上具有0.8之一最小定向。
  39. 如申請專利範圍第38項之方法，其中將該起始材料拉伸成使得沿著該等桿狀結構之該長度之所有部位在該第二方向上具有在0.85至1.15之範圍內之一定向。
  40. 如申請專利範圍第26項至第39項中任一項之方法，其中在該第一方向上的一列中之兩個鄰近孔之鄰近末端之間的距離係在6 mm至14 mm之範圍內。
  41. 如申請專利範圍第40項之方法，其中在該第一方向 上的兩個鄰近孔之鄰近末端之間的距離係在8 mm至12 mm之範圍內。
  42. 如申請專利範圍第41項之方法，其中在該第一方向上的兩個鄰近孔之鄰近末端之間的距離係在10 mm至12 mm之範圍內。
  43. 如申請專利範圍第42項之方法，其中在該第一方向上的兩個鄰近孔之鄰近末端之間的距離為約11 mm。
  44. 如申請專利範圍第26項至第43項中任一項之方法，其中在該第二方向上的兩個鄰近孔之間的最近距離為約10 mm至約18 mm。
  45. 如申請專利範圍第26項至第44項中任一項之方法，其中在該第一方向上之該拉伸為用於該方法中之唯一拉伸操作。
  46. 如申請專利範圍第1項至第16項中任一項之網狀結構或如申請專利範圍第17項至第24項中任一項之土工柵格，該網狀結構或該土工柵格係藉由如申請專利範圍第26項至第45項中任一項之方法而製造。
  47. 如申請專利範圍第17項之土工柵格，其係實質上如上文參考實例中任一者或參看隨附圖式中任一者所描述。
  48. 一種製造一單軸土工柵格之方法，其係實質上如上文參考實例中任一者或參看隨附圖式中任一者所描述。
  49. 一種增強一微粒材料之方法，其包含將一如申請專利範圍第1項至第16項中任一項之網狀結構或一如申請專利範圍第17項至第24項中任一項之土工柵格嵌入於該微 粒材料中。
  50. 一種微粒材料，其係藉由如申請專利範圍第49項之方法而增強。
  51. 一種包含大量微粒材料之土工工程構造，該微粒材料係藉由將一如申請專利範圍第1項至第16項中任一項之網狀結構或一如申請專利範圍第17項至第24項中任一項之土工柵格嵌入於該微粒材料中而增強。
TW101139448A 2011-10-28 2012-10-25 網狀結構及其製造與用途 TWI608921B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161552717P 2011-10-28 2011-10-28
GBGB1118659.0A GB201118659D0 (en) 2011-10-28 2011-10-28 Mesh structure, production and uses thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201328852A true TW201328852A (zh) 2013-07-16
TWI608921B TWI608921B (zh) 2017-12-21

Family

ID=45375490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101139448A TWI608921B (zh) 2011-10-28 2012-10-25 網狀結構及其製造與用途

Country Status (15)

Country Link
US (1) US9227377B2 (zh)
EP (1) EP2771178B1 (zh)
JP (1) JP6054978B2 (zh)
CN (1) CN103889696B (zh)
AR (1) AR088566A1 (zh)
AU (1) AU2012328139B2 (zh)
BR (1) BR112014010171B8 (zh)
CA (1) CA2853353C (zh)
ES (1) ES2666873T3 (zh)
GB (2) GB201118659D0 (zh)
MX (1) MX355696B (zh)
PL (1) PL2771178T3 (zh)
RU (1) RU2608768C2 (zh)
TW (1) TWI608921B (zh)
WO (1) WO2013061049A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107153434B (zh) * 2017-05-12 2020-05-08 清华大学 基于等比例坐标变换的应力控制器件与方法
GB201714867D0 (en) * 2017-09-15 2017-11-01 Tensar Tech Ltd Geoengineering constructions for use in railways
GB201715202D0 (en) * 2017-09-20 2017-11-01 Tensar Tech Ltd Geogrids
RU193856U1 (ru) * 2019-04-19 2019-11-19 Общество С Ограниченной Ответственностью Завод "Славрос" Геосетка
RU202886U1 (ru) * 2020-02-11 2021-03-11 Общество С Ограниченной Ответственностью Завод "Славрос" Гибкая сетка
EP4107968A4 (en) * 2020-02-17 2023-04-19 Sonos Inc. MAKING A GRID ELEMENT FOR A MULTIMEDIA PLAYBACK DEVICE

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE404503B (sv) * 1973-01-16 1978-10-09 Hercules Inc Forfarande for omvandling av en termoplastfolie till en tradprodukt
NO152611C (no) 1978-10-16 1985-10-23 Plg Res Plastnettkonstruksjon, fremgangsmaate til dens fremstilling og anvendelse av konstruksjonen
GB2031833B (en) 1978-10-16 1983-01-12 Plg Res Device for holding a number of containers
ATE23056T1 (de) 1981-04-03 1986-11-15 Plg Res Netzstruktur aus kunststoff.
ES8405310A1 (es) 1981-10-05 1984-06-16 Plg Res Metodo de producir estructuras de malla de plastico.
GB2124965B (en) * 1982-07-06 1986-05-29 Plg Res Mesh structure and laminate made therewith
GB8509498D0 (en) 1985-04-12 1985-05-15 Plg Res Plastics material mesh structure
IT1228101B (it) * 1988-12-20 1991-05-28 Rdb Plastotecnica S P A V Elemento lastriforme del tipo rete monostirata, particolarmente per usi geotecnici
US5269631A (en) * 1989-09-14 1993-12-14 Netlon Limited Plastics material mesh structures
GB2256146B (en) 1991-04-13 1995-02-22 Merwe Marius V D Syringe
CA2062896A1 (en) * 1991-05-24 1992-11-25 Frank Brian Mercer Plastics material mesh structure
GB9423721D0 (en) 1994-11-24 1995-01-11 Netlon Ltd Plastics material mesh structures
JP2002061193A (ja) * 2000-08-17 2002-02-28 Bridgestone Corp 高強度樹脂シート
CN100560439C (zh) * 2003-04-16 2009-11-18 美佐公司 含β球晶的挤出聚丙烯片材

Also Published As

Publication number Publication date
MX355696B (es) 2018-04-27
CN103889696B (zh) 2017-02-15
NZ623363A (en) 2016-07-29
WO2013061049A1 (en) 2013-05-02
AU2012328139B2 (en) 2017-11-09
BR112014010171B8 (pt) 2020-05-19
US9227377B2 (en) 2016-01-05
GB2496485B (en) 2017-10-18
RU2608768C2 (ru) 2017-01-24
EP2771178A1 (en) 2014-09-03
TWI608921B (zh) 2017-12-21
AR088566A1 (es) 2014-06-18
CN103889696A (zh) 2014-06-25
AU2012328139A1 (en) 2014-04-17
RU2014121396A (ru) 2015-12-10
GB201219033D0 (en) 2012-12-05
MX2014004673A (es) 2015-02-05
CA2853353A1 (en) 2013-05-02
EP2771178B1 (en) 2018-02-07
JP2014530783A (ja) 2014-11-20
CA2853353C (en) 2019-05-21
ES2666873T3 (es) 2018-05-08
JP6054978B2 (ja) 2016-12-27
PL2771178T3 (pl) 2018-07-31
US20130115415A1 (en) 2013-05-09
GB2496485A (en) 2013-05-15
GB201118659D0 (en) 2011-12-14
BR112014010171A2 (pt) 2017-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI608921B (zh) 網狀結構及其製造與用途
DE60313978T2 (de) Erdbaugitter oder gitterförmige konstruktion
EP0062462A1 (en) Plastics material mesh structure
US5269631A (en) Plastics material mesh structures
AU2018337912B2 (en) Geogrids
GB2035191A (en) Plastics material mesh structure
EP0076689A2 (en) Plastics material mesh structure
EP0515233B1 (en) Plastics material mesh structure
JP2014530783A5 (zh)
DK2122067T3 (en) Polyethylenterephthalatnet, method of making and uses thereof
ITMI940682A1 (it) Struttura di rete stirata particolarmente per uso geotecnico
JP4187787B2 (ja) プラスチック材料メッシュ構造体及びその製造方法
NZ623363B2 (en) Mesh structure, production and uses thereof