Magazine Juli 2011

Aktuelle Informationen aus der textilen Welt

Herstellungsverfahren zur Produktion von Geotextilien

BezeichnungVorlagematerialVerfestigungswerkzeugVerfestigungswirkungProduktstruktur
Nadel-Vliesstoffquerorientiertes FaservliesWiderhakennadelWiderhaken erfassen, verfasern und verschlingen das Vorlagematerial zu einem vertikalen Faserbündelverdichtetes Faservlies mit vertikalen Faserpfropfen; Flächengewicht 100 - 2.000 g/m²
Vlies-Faden-Nähgewirke Maliwattquerorientiertes FaservliesSchiebernadel Schließdraht-SystemFasern werden durch Übernähen mit Bindefäden geklemmtFlacher Vliesstoff, das Bindefadensystem bildet eine flächige Verbindung auf der Ober- und Unterseite; Flächengewicht 100 - 1.500 g/m²
Vlies-Nähgewirke
Malivlies
querorientiertes FaservliesSchiebernadel Schließdraht-Systemvom Werkzeug werden einige Fasern erfasst und zur Faserbündel-Masche geformtflacher Vliesstoff, eine Seite weist Maschen auf, die andere Seite besitzt eine flachflauschige Faseranordnung; Flächengewicht 100 - 2.000 g/m²
Wirbelvliesstoffwirrorientiertes FaservliesHochdruckwasserstrahlWasserstrahl bewegt beim Aufprall und Abfluss Fasern; führt zur Verschlingungverdichtetes Faservlies mit vielen Faserverschlingungen Flächengewicht 30 - 500 g/m²

Die Faserauswahl ist entscheidend

Geotextilien filtern, bewehren, trennen, schützen, dränen und gleichen Spannungen aus. Auf Grund dieser vielfältigen Eigenschaften stellen sich spezielle Anforderungen an die Faserauswahl und an die physikalischen Eigenschaften des Textils.

Natürliche Fasern werden hauptsächlich dann verwendet, wenn das Produkt vollständig und rückstandsfrei verrotten soll. Daneben sind aber auch Wasseraufnahme- und Wasserabgabevermögen von Bedeutung. Besonders Hanf und Jutefasern werden in verrottbaren Geotextilien verwendet.

Neben den Naturfasern kommt auch eine Vielzahl synthetischer Rohstoffe zum Einsatz, insbesondere wenn das Produkt beständig gegen Umwelteinflüsse sein soll. Daher muss die eingesetzte Faser auch gegenüber Wasser, Böden, anderen Baustoffen oder Mikroorganismen unempfindlich sein.

Physikalische Eigenschaften

Je nach Funktion des Geotextils werden unterschiedliche Ansprüche an die physikalischen Eigenschaften des Vliesstoffs gestellt. Dies erfordert eine intensive und gleichmäßige Vernadelung sowie Faserschonung und Stabilität. Die Anforderungen an Filznadeln bei der Herstellung von Geotextilien sind demnach enorm. Daher hat Groz-Beckert für diesen Bereich speziell entwickelte Nadeln im Angebot: Tri STAR®- und Cross STAR®-Nadeln.

Groz-Beckert Tri STAR®

Tri STAR®-Nadeln von Groz-Beckert, das Ergebnis einer konstruktiven Weiterentwicklung des Standardarbeitsteils und der Kerbenform, zeichnen sich durch gleichmäßigen Vernadelungseffekt und hohe Lebensdauer aus. Die faserschonenden Nadeln steigern die Produktqualität – und die deutlich reduzierten Maschinenstillstandszeiten gewährleisten sichere und wirtschaftliche Produktionsprozesse. Somit eignen sie sich optimal für die Herstellung typischer Geoprodukte. Beispiele sind Geovliesstoffe für den Straßenbau, Separations- und Filterfilze, Beschichtungsträger, Safety-Vliesstoffe und Geomembrane.

Durch konkav geformte Arbeitsteilflächen mit engeren Kantenwinkeln wird eine exakt definierte Faserumschlingung und ein besserer Faserhalt in der Kerbe erreicht. Auf diese Weise erhöht sich der Fasertransport, was eine intensivere Vernadelung und somit eine kompakte Einbindung der Fasern im Vlies verursacht. Die Kombination von Groz-Beckert RF-Kerben mit verrundeten Kanten und dem Tri STAR® Arbeitsteilquerschnitt sorgt für faserschonende und gleichzeitig effiziente Vernadelung.

Die Vorteile einer Groz-Beckert Tri STAR®-Nadel gegenüber einer Standardnadel sind breit gefächert:

  1. höhere Verdichtung des Vlieses
  2. reduzierte Materialdicke bei gleichen Gewichten
  3. wirtschaftliche Vorteile durch größere Lauflängen der Rollen
  4. erhöhte Liniengeschwindigkeiten
  5. höhere Produktivität
  6. verringerte Stillstandszeiten
  7. effiziente Vernadelung auch bei geringer Nadeldichte

Groz-Beckert Cross STAR®

Cross STAR®-Nadeln eignen sich besonders bei stark verdichteten Geofilzen, auch in hohen Flächengewichtsbereichen. Mit ihnen werden gleichmäßige Materialeigenschaften und höchste Zugfestigkeiten in Längs- und Querrichtung erreicht.

Cross STAR®-Nadeln ermöglichen eine effiziente und wirtschaftliche Vernadelung. Sie werden erfolgreich bei der Herstellung von unterschiedlichsten Anwendungen im Bereich der Geovliesstoffe eingesetzt, beispielsweise im Landscaping, für Dränagefilze oder schwergewichtige Dichtungsmatten. Durch den Einsatz der Cross STAR®-Nadeln wird die optimale Stempel-Durchdrückkraft des Produkts erzielt.

Die Cross STAR®-Nadel verfügt über ein Arbeitsteil, das im Querschnitt einem gleichmäßigen Stern mit vier identischen Kanten gleicht. Die spezielle Geometrie des Arbeitsteils mit schmalerer Kantenbreite bewirkt einen effektiveren Fasertransport. Der Einsatz von Cross STAR®-Nadeln bietet sich deshalb besonders bei der Vernadelung von Geotextilien mit hohen Flächengewichten an. Abgesehen davon wirken sich vier Kanten vorteilhaft auf eine gleichmäßigere Vernadelung aus, vor allem wenn es um die Frage der Isotropie geht.

Die Deponie – ohne Geotextilien undenkbar

Im Gegensatz zu anderen Einsatzbereichen der Geotextilien, in denen sie als unterstützende Elemente benötigt und verbaut werden, ist der Deponiebau ohne sie inzwischen undenkbar. Hier fungieren Geotextilien als unerlässliche Baustoffe, die sowohl im unteren als auch im oberen Bereich der Deponie eine gute Abdichtung gewährleisten. Dabei erfüllen sie eine ganze Reihe von Aufgaben, die vom Trennen, Filtern und Dränen über das Bewehren und Schützen bis hin zum Abdichten reichen. Grundsätzlich handelt es sich um einen "Sandwichverbund", bei dem auf eine separat vorvernadelte Einzellage Tonerde aufgestreut wird. Nach diesem Aufstreuen wird ein zweiter Filz als Decklage aufgebracht und anschließend gemeinsam mit der unteren Schicht vernadelt.

Das Separationsvlies – Details der Herstellung

Für die Herstellung von Separationsvliesen werden hauptsächlich PP, PES, PA mit Stapellängen von 60-90 mm, Recyclingfasern sowie Spinnvliesfasern (PP) eingesetzt. Die Faserfeinheiten liegen im Bereich von 1,7-44 dtex, in speziellen Fällen bis 200 dtex. Der Gewichtsbereich variiert je nach Einsatzzweck zwischen 80 und 2.000 g/m2, im "Sandwichverbund" auch höher. Die Vernadelung findet beidseitig statt, wobei der Filz zwischen der Vor- und der Finish­ver­nadelung oftmals in Maschinenlaufrichtung gestreckt wird, um ein optimales Festigkeits­ver­hält­nis längs zu quer (nahezu 1:1) im Endprodukt zu erreichen. Zur Finishvernadelung bieten sich die beiden speziell entwickelten Groz-Beckert Nadeltypen Tri STAR® und Cross STAR® an.

Nachfolgende Spannrahmen oder Kalander werden verwendet, um das Geotextil zu fixieren, zu glätten oder auf die gewünschte Breite zu strecken. Allgemein werden Parameter zwischen 50 und 250 E/cm2 sowie 8-12 mm Einstichtiefe gewählt.