несмачиваемый защитный слой и способ его изготовления

Формула изобретения

1 1. Несмачиваемый защитный слой, состоящий по крайней мере из одного слоя (2), который формируется из материала на основе глины (4), армированного с помощью волокон (3), отличающийся тем, что волокна (3) равномерно распределены по всем направлениям по меньшей мере в плоскости слоя (2) и волокна (3) и материал на основе глины (4) образуют сплошной слой (2). 2 2. Слой по п. 1, отличающийся тем, что материал на основе глины (4) состоит из бентонита. 2 3. Слой по п.1 или 2, отличающийся тем, что волокна (3) состоят из стеклянных и/или полимерных волокон. 2 4. Слой по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что волокна (3) состоят из пришитой или прибитой массы волокон. 2 5. Слой по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что сплошной слой (2) по крайней мере с одной стороны имеет покрытие (6). 2 6. Слой по п. 5, отличающийся тем, что сплошной слой (2) с обеих сторон имеет покрытие (6). 2 7. Слой по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что он обеспечен дополнительной облицовкой. 2 8. Слой по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что с верхней и/или с нижней стороны защитного слоя в области по меньшей мере одной кромки (12-13-14-15) предусмотрена по меньшей мере одна канавка или прорезь (16-17-18), которая проходит в слое (2), содержащем материал на основе глины (4). 2 9. Слой по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что концентрация волокон (3) в сплошном слое (2) к наружным сторонам является более высокой, чем в середине. 2 10. Слой по пп.8 и 9, отличающийся тем, что канавка или канавки (16-17-18) проходят в средней части (II), где концентрация волокон (3) является таким образом меньше. 2 11. Слой по любому из пп.8 - 10, отличающийся тем, что канавка (16-17-18) представляет собой бороздку, которая идет вдоль кромки (12-13-14-15) защитного слоя (1). 2 12. Слой по любому из пп.8, 10 или 11, отличающийся тем, что канавки (16-17-18) расположены как на верхней стороне, так и на нижней стороне защитного слоя (1) и они на верхней стороне и на нижней стороне расположены в разных местах в горизонтальном направлении. 2 13. Слой по любому из пп.1 - 12, отличающийся тем, что он состоит из множества указанных сплошных слоев (2), которые наложены крест-накрест друг на друга. 2 14. Слой по любому из пп. 5 - 7 и 13, отличающийся тем, что составляющие его слои являются взаимосвязанными с помощью одного из следующих способов или комбинации этих способов: склеивание, сшивание или сбивание, переплетение и тепловая сварка. 2 15. Слой по любому из пп.1 - 14, отличающийся тем, что волокна (3) гомогенно распределены во всех трех измерениях. 2 16. Способ изготовления несмачиваемого защитного слоя, состоящего по меньшей мере из одного слоя (2), сформованного на основе глины (4) и армированного волокнами (3), отличающийся тем, что он включает по крайней мере формование массы волокон, совмещение (смешение) массы волокон и материала на основе глины (4) друг с другом, в результате чего волокна (3) являются гомогенно распределенными во всех направлениях по крайней мере в плоскости защитного слоя (1), и прессования всего набора в сплошной слой (2). 2 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что массу волокон и материал на основе глины (4) совмещают друг с другом посредством растяжения существующего слоя волокон до массы волокон (5), имеющей открытую структуру, и нанесения материала на основе глины (4) между волокнами (3). 2 18. Способ по п.16 или 17, отличающийся тем, что материал на основе глины (4) наносят между волокнами (4) инжекцией и/или намазыванием его на массу волокон (5) в виде частиц или порошка.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к несмачиваемому защитному слою (покрытию) и способу изготовления такого защитного слоя.

Известно, что для несмачиваемого слоя (покрытия) используются глиняные маты. Такие глиняные маты, прежде всего, используются в водных бассейнах, каналах и т. д. в качестве затвора (уплотнения) между водой и грунтом; в качестве уплотнения между водой и несущими конструкциями в садах, на крышах, подвалах и т. д. ; в качестве уплотнения для того, чтобы предотвратить инфильтрацию дождевой воды, и/или для того, чтобы предотвратить проникновение жидкостей в грунт; а также в качестве облицовки для промышленных установок, таких как резервуары, хранилища, производственные установки и т.д., также для того, чтобы предотвратить проникновение жидкостей в грунт.

Существующие глиняные маты обычно состоят из гомогенного слоя глины, который с обеих сторон имеет слой геотекстильного материала. Этот известный вариант имеет недостатки в том, что глина может легко сдвигаться между слоями или легко высвобождаться от слоев текстильного материала, что может привести к образованию микротрещин или разрывам, через которые может проникнуть жидкость, и к тому, что глина при нарезании таких глиняных матов может расходиться по кромкам между слоями текстильного материала. Обычно также эти глиняные маты не очень пригодны для вертикальной установки на скосе.

Другой известный вариант состоит из мембраны, например, полиэтиленовой пленки или подобного, на которую нанесен бентонит, которая имеет с обратной стороны защитный слой ткани или не имеет. Кроме того, в этом случае бентонит может легко высвобождаться, и пленка очень чувствительна к прокалыванию.

Из патента EP 0491453 известно армирование глиняных матов волокнами. Согласно способу, описанному в этом патенте, волокна 3 распределяются ориентированно, глина наносится между волокнами, и все сшивается. Хотя в процессе сшивания ряд волокон отклоняется от их направления ориентации, практика показывает, что почти все волокна остаются расположенными в указанном ориентированном направлении, так что эффективность полученного армирования волокон является очень небольшой, среди прочего из-за того, что может иметь место сдвиг слоев и/или задирание в продольном направлении.

Из патентов DE-И-9112500 и DE 4221329 известно наполнение глиной так называемых "Аэрофлайес" ("Aerovlies"). Эти патенты, однако, не дают никаких сведений относительно точного состава указанных полотен с густым ворсом. Однако обычно "Аэрофлайи" как таковые обладают малой стабильностью, так что в случае их применения рекомендуется наносить с обеих сторон покрытие, слои которого являются скрепленными друг с другом через "Аэрофлайи" для того, чтобы получить в результате стабильный материал.

Из патента EP 0563453 известно наполнение текстильного материала с густым ворсом бентонитом. Такой материал с ворсом имеет, однако, тот недостаток, что его поры являются такими мелкими, что наполнение бентонитом является неполным. Патент EP 0563453 дает решение этой проблемы, которое, однако, предусматривает проведение большого числа стадий, результатом чего являются сложные и дополнительные требования использования различных слоев.

Целью изобретения является несмачиваемый защитный слой (покрытие), не имеющий указанных недостатков.

Более конкретно, целью изобретения является защитный слой, имеющий оптимум характеристик, а также обладающий непроницаемостью, удерживанием глины, имеющий прочность, без необходимости дополнительных покрытий, хотя использование таких покрытий изобретением не исключается.

Настоящее изобретение имеет также своей целью несмачиваемый защитный слой, в котором используется глина, поэтому благодаря указанным основаниям, а также из-за других причин в максимальной степени исключается проницаемость жидкости.

Поэтому изобретение, во-первых, относится к несмачиваемому защитному слою, состоящему, по крайней мере, из одного слоя, который формуется из материала на основе глины, армированного с помощью волокон, отличающемуся тем, что волокна распределены (впутаны) равномерно по всем направлениям, по крайней мере, плоскости указанного слоя, и тем, что волокна и материал на основе глины образуют сплошной слой.

Однако в соответствии с одним из вариантов волокна могут быть трехмерно равномерно распределены по всем направлениям.

Таким образом, термин "гомогенный" относится к ориентации волокон, а не к количеству. Сформулированный различно термин "гомогенный" означает, что отсутствует или почти отсутствует основное или доминирующее направление ориентации волокон в плоскости защитного слоя. Это, однако, не исключает наличие различного содержания волокон в различных плоскостях.

Так как волокна распределены по всем направлениям, получается очень прочная структура.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения указанный слой обеспечивается покрытием и/или облицовкой для того, чтобы дополнительно увеличить механические характеристики защитного слоя.

Изобретение также относится к способу изготовления такого защитного слоя, отличающемуся тем, что он состоит из формования массы волокон; совмещения (смешения) массы волокон и материала на основе глины, в результате чего волокна распределены или распределяются гомогенно по всем направлениям, по крайней мере, плоскости указанного слоя; и спрессовывания всего набора в сплошной слой. Этим способом получается защитный слой с особенно прочным сцеплением.

Для оптимального распределения материала на основе глины между волокнами в качестве исходного берут существующий слой волокон, который растягивается в массу волокон, имеющую открытую структуру, после чего глина подается между волокнами, предпочтительно инжекцией, намазкой или распылением в массу волокон в виде частиц или порошка.

В соответствии с изобретением можно также в качестве исходного материала брать массу волокон с отрытой структурой, которая сначала получается укладкой в пачку рыхлых волокон, поэтому глина также может поступать между ними с помощью намазки, инжекции или распыления, поэтому, так или иначе, особое внимание уделяется формованию перекрещивания волокон, которые являются гомогенно распределенными по всем направлениям плоскости защитного слоя.

В предпочтительном варианте изобретение имеет также целью создание несмачиваемого защитного слоя, который обладает гарантированной оптимальной функцией самоуправления, когда такие слои накладываются друг на друга по их кромкам.

В конце концов, несмачиваемые защитные слои, состоящие из армированной волокнами глины, имеют недостаток в том, что волокна оказывают отрицательное влияние на самоуплотняющие качества в тех местах, где такие несмачиваемые защитные слои накладываются друг на друга. Благодаря хорошей когезии армированной глины только небольшое количество глины будет мигрировать к месту нахлеста, так что уплотнение глины в зоне нахлеста является ненадежным.

Этот отрицательный эффект усиливается, когда концентрация волокон на поверхности содержащего глину защитного слоя является большей, чем в середине этого слоя. Таким образом, с одной стороны, глины меньше на поверхности, и миграция глины к месту нахлеста является только ограниченной, тогда как, с другой стороны, создается разновидность явления фитиления в том, что концы волокон выступают из содержащего их слоя и образуют таким образом капиллярные проходы в зону нахлеста, где вода или подобная ей жидкость отсасывается, как жидкость через фитиль.

Согласно предпочтительному варианту изобретение дает решение этого за счет наличия в районе по крайней мере одной кромки по крайней мере одной канавки или прорези, которая проходит в слое, содержащем глину или материал на основе глины.

Канавки или прорези делают возможным более легкий проход глины на соседние с этими канавками места и более легкое мигрирование через эти канавки к месту нахлеста, так что окончательно получается полное уплотнение (герметизация).

Для того чтобы лучше показать характеристики согласно изобретению, далее описываются некоторые предпочтительные варианты в качестве примеров без какого-либо ограничительного характера со ссылкой на прилагаемые рисунки, где

фиг. 1 представляет свернутый в рулон защитный слой (покрытие) согласно изобретению;

фиг. 2 представляет в увеличенном масштабе поперечное сечение по линии II-II с фиг. 1;

фиг. 3 представляет стадию способа изготовления такого защитного слоя;

фиг. 4 представляет вариант защитного слоя согласно изобретению;

фиг. 5 представляет другой вариант изобретения в процессе его набора;

фиг. 6 представляет поперечное сечение примера другого несмачиваемого защитного слоя согласно изобретению;

фиг. 7 представляет вид сверху несмачиваемого защитного слоя по фиг. 6;

фиг. 8 представляет место нахлеста двух несмачиваемых защитных слоев по фиг. 6.

Как представлено на фиг. 1 и 2, изобретение представляет защитный слой 1, отличающийся тем, что он по крайней мере состоит из одного сплошного слоя 2, который формуется из массы волокон 3 и материала на основе глины 4, смешанных вместе. Важно то, что волокна 3 распределены гомогенно.

В качестве волокон 3 предпочтительно используются стеклянные и/или полимерные волокна, однако для этой цели не исключено применение других волокон, например, таких как природные волокна.

Предпочтительно используются волокна, выполненные в виде пришитой или прибитой массы волокон.

Хотя указанный материал на основе глины 4 предпочтительно представляет собой бентонит, но исключается использование других типов глины или смеси на основе глины, другими словами, глины, смешанной с другими материалами.

Защитный слой предпочтительно изготавливается последовательно формованием массы волокон; совмещением (смешением) массы волокон и материала на основе глины 4 друг с другом; и спрессовыванием всего набора в сплошной слой 2. Как представлено на фиг. 3, масса волокон и материал на основе глины 4 могут быть совмещены друг с другом при растяжении (утонении) существующего слоя волокон до получения массы волокон 5 с открытой структурой и последовательном нанесении материала на основе глины 4 между волокнами 3. Очевидно, что в качестве исходного можно брать существующий слой волокон или массу волокон, которая уже имеет открытую структуру.

Как далее представлено на фиг. 3, нанесение материала на основе глины 4 между волокнами 3 может быть осуществлено инжекцией, намазкой или распылением материала на основе глины 4 на массу волокон 5 в виде частиц, таких как гранулы или порошок глины.

В соответствии с вариантом масса волокон 5 может быть также получена наложением волокон друг на друга и инжекцией и/или намазкой частиц глины на них, при этом уделяется особое внимание тому, чтобы волокна были распределены по всем направлениям по крайней мере плоскости защитного слоя, то есть без определенного направления, которое является доминирующим, либо наложением волокон с перекрещиванием, либо распределением их после наложения.

Спрессовывание всего набора в сплошной слой 2 может быть осуществлено любым образом. Предпочтительно это осуществляется спрессовыванием набора между двумя плитами пресса или прокаткой его плоскости и/или прошивкой ее (прошивающая штамповка).

Как представлено на фиг. 4, указанный слой 2 может иметь покрытие (облицовку) 6 предпочтительно с обеих его сторон.

Это покрытие 6 предпочтительно состоит из слоя текстильного материала, такого как геотекстиль или геомембрана.

Сопряжение покрытия 6 со слоем 2 может быть осуществлено приклеиванием, сшивкой, переплетением, тепловой сваркой или с помощью комбинации этих способов. Таким образом, отмечается, что волокна 3, которые достигают наружной стороны слоя 2, обеспечивают оптимальную адгезию между покрытием 6 и слоем 2.

Согласно представленному здесь варианту защитный слой 1 обеспечивается дополнительной облицовкой, например, из геотекстиля и/или металла, и/или пластика для того, чтобы увеличить его прочность.

Согласно изобретению защитный слой 1 может также состоять из нескольких слоев 2, которые наносятся друг на друга с или без включения других слоев. Как схематически показано на рис. 5, слои 2 предпочтительно помещаются крест-накрест по отношению друг к другу. Так как слои 2 большей частью имеют более высокую прочность в одном направлении, чем в другом направлении, размещение крест-накрест друг на друга дает максимальную прочность во всех направлениях на готовом защитном слое 1.

Как показано на фиг. 5, структура крест-накрест может быть образована размоткой защитных слоев 2 с двух бобин 7 и 8 и наложением их зигзагообразным движением поочередно друг на друга. Этот способ может быть также успешно осуществлен сначала в одном направлении и затем в другом и т.д. В ходе этого процесса возможна намазка или инжекция частиц глины между структурами, наложенными зигзагообразно.

Взаимное скрепление составляющих слоев может быть также осуществлено с помощью вышеуказанных методов.

Как показано на фиг. 6, масса волокон 5, как указано во введении, может иметь большую концентрацию волокон на поверхностях 9, 10 соответственно, чем в средней части 11.

Как указано во введении, несмачиваемый защитный слой 1 может иметь в районе по крайней мере одной кромки 12, 13, 14 или 15 по крайней мере одну канавку или еще лучше, как представлено на фиг. 6 и 7, несколько канавок, в данном случае три канавки 16, 17 и 18, которые проходят в слое материала, содержащего глину.

Как показано на фиг. 6, такие канавки 16-17-18 могут быть предусмотрены как на верхней стороне, так и на нижней стороне защитного слоя 1, хотя, в принципе, использование их на одной стороне защитного слоя 1 может быть достаточным.

Такие канавки 16, 17 или 18 могут быть получены простым вырезанием или удалением материала из конкретной зоны, например, в виде борозды.

Как показано на фиг. 7, каждая из канавок 16, 17 или 18 предпочтительно проходит непрерывно вдоль кромки 12-13-14-15 и предпочтительно даже вдоль всего периметра защитного слоя 1.

В случае, когда используются несколько канавок, как в примере на фиг. 6 и 7, они должны быть расположены предпочтительно параллельно друг другу.

Канавки 16-17-18 предпочтительно выполняются на заводе с помощью вырезания механическим, ультразвуковым или высокочастотным способом части материала или возможно вырезанием части материала с помощью лазерного луча.

Фиг. 8 показывает как получается хорошее уплотнение согласно изобретению на месте нахлеста двух защитных слоев 1, имеющих канавки 16-17-18.

Как показано на фиг. 8 с помощью стрелок, глина или материал на основе глины 4 может теперь легко мигрировать к месту нахлеста через вышеуказанные канавки 16-17-18, поэтому даже глина из указанной выше средней части 11 может высвобождаться и поступать в зону нахлеста.

Можно также использовать изобретение для защитных слоев 1 со слоем 2 на основе глины, поэтому другие покрытия предусматриваются вдоль (параллельно) указанного слоя 2. Естественно, канавки 16, 17 и 18 в этом случае выполняются так, что они проходят через имеющиеся покрытия, и так, что они проникают по крайней мере частично в слой материала, содержащего глину или материал на основе глины 4.

В том случае, когда защитный слой выполняется в виде сворачивающегося полотна (ленты), на любой из сторон этого полотна предпочтительно предусматривается одна или несколько канавок.

В том случае, когда канавки предусматриваются как на верхней, так и на нижней стороне, они могут быть предусмотрены в разных местах в горизонтальном направлении, так что защитный слой локально ослабляется насколько можно меньше.

Настоящее изобретение никаким образом не ограничивается вариантами осуществления изобретения, описанными в качестве примеров и показанными на чертежах, однако такой несмачиваемый защитный слой 1 и способ его изготовления могут быть реализованы в соответствии с различными вариантами без отступления от объема изобретения.