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DE10063017C1 - Mehrschichtiges textiles Vegetationselement und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Mehrschichtiges textiles Vegetationselement und Verfahren zu seiner Herstellung

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DE10063017C1 DE10063017A DE10063017A DE10063017C1 DE 10063017 C1 DE10063017 C1 DE 10063017C1 DE 10063017 A DE10063017 A DE 10063017A DE 10063017 A DE10063017 A DE 10063017A DE 10063017 C1 DE10063017 C1 DE 10063017C1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges textiles Vegetationselement, insbesondere zur Begrünung und zum Erosionsschutz von steilen oder oberbodenlosen Böschungen, das aus den textilen Funktionsschichten einer unteren Träger-, einer mittleren Speicher- und einer oberen Abdeckschicht besteht, wobei die Speicherschicht (2) aus Kokosfaserstaubsubstrat besteht und in gleichmäßiger Verteilung den Pflanzensamen (7) und Dünger (8) enthält und daß die Speicherschicht (2) mit der Trägerschicht (1) und der Abdeckschicht (3) durch Faser- und/oder Fadenmaschen (12) oder Faserpfropfen (6) so verbunden ist, daß auf der Oberfläche Erhebungen (4) und Vertiefungen (5) vorhanden sind, wobei die Vertiefungen (5) um mindestens ein Drittel dichter als die Erhebungen (4) sind und die Vertiefungen (5) ausschließlich oder vorwiegend reihenförmig im Winkel von 90 DEG zur Herstellungsrichtung angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges textiles Vegetationselement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie Verfahren zu dessen Herstellung nach den Ansprüchen 7 und 11.
Bekannt sind textile Mehrschichtelemente beispielsweise für die Armierung und Begrünung von Flächen, welche aus einer festigkeitstragenden Schicht, einer mittleren Speicherschicht aus Fasern mit Samen und Nährstoffen sowie einer Schutzschicht bestehen. An steilen Böschungen über 20° Neigung läuft das zur Bewässerung des Samens und der Pflanzen aufgebrachte Wasser bei diesen Mehrschichtelementen jedoch sehr schnell ab, so daß nur wenig Feuchtigkeit in das darunterliegende Erdreich und damit in die Zone der Pflanzenwurzeln eindringen kann.
Des weiteren wird in der DE 92 12 454 U1 eine textile erosionsschützende Begrünungsmatte beschrieben, die aus einem Mehrschichtelement aus verrottbaren Sekundär- und Flachsfasern besteht, keinen Pflanzensamen enthält und für das nachträgliche oberflächliche Aufbringen des Pflanzensamens eine geeignete Oberflächenstruktur aufweist.
Aus der DE 41 35 714 A1 ist eine wasserspeichernde Bodenschutz- und Erosionsschutzmatte bekannt, die vorwiegend aus Kokosfasern, Strohhäksel und Textilfasern besteht, in die flächig Wasserspeichermittel eingelagert sind. Auch hier dringt das Oberflächenwasser schnell in den Bodenbereich ein und somit ergeben sich im Zusammenhang mit der offenen Struktur keine optimalen Keim- und Wachstumsbedingungen für den Pflanzensamen.
In der DE 299 18 940 U1 wird weiterhin eine Textilmatte für die Begrünung von mutterbodenlosen Erdoberflächen mit einer wellenförmigen Oberflächenstruktur beschrieben. Die hier dargestellte wellenförmigen Oberflächenstruktur wird mittels verdichteten wasserspeichernden und wasserstauenden Wirkungslinien erzeugt.
Die DE 197 41 293 C1 beschreibt einen Aufzuchtkörper für Pflanzen, insbesondere für Pflanzensetzlinge, aus einem festen Körper aus 100% gepreßtem Kokostorf mit einer an der Oberseite angeordneten Einführfläche für eine oder mehrere Pflanzen, der für beliebige Größen von Pflanzen eingesetzt werden kann, eine kompakte Bauform aufweist und bei der Lagerung bzw. Handhabung sehr vorteilhaft ist.
Aufgabe der Erfindung ist, ein textiles Vegetationselement und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, mit dem sowohl in der vegetationsgünstigen als auch der vegetationsungünstigen Jahreszeit geneigte Flächen ohne Mutterbodenoberfläche bzw. zusätzliches Aufbringen von Mutterboden sicher begrünt und stärker geneigte Böschungen erosionssicher bebaut werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Vegetationselementes nach Anspruch 1 und verfahrensmäßig mit den in den Ansprüchen 7 und 11 angegebenen Maßnahmen. Weitere vorteilhafte Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Dieses textile Vegetationselement mit einer berg- und talähnlichen Oberflächenstruktur und einer speziellen Speicherschicht mit darin eingelagerten Pflanzensamen und Düngemittel weist für die Begrünung von Oberflächen oder Bauwerken mit großem Neigungswinkel und/oder ohne oberbodenhaltige Erdoberfläche optimale Bedingungen für den Bewuchs, die erforderliche Feuchtehaltung und die optische Ansicht auf.
Wesentlich dabei ist, daß die mittlere Schicht des textilen Vegetationselementes als Wasserspeicherschicht wirkt, die aus dem bei der Kokosfaserherstellung als Nebenprodukt anfallenden Kokosfaserstaubsubstrat besteht. Dieses Kokosfaserstaubsubstrat mit einer Wasseraufnahmekapazität von mindestens 20% seiner Masse wird in einer Schicht mit einer Flächenmasse von mindestens 200 g/m2 eingesetzt und enthält außerdem in einer lockeren Schüttung den Grassamen bzw. einen Langzeitdünger in Granulatform und bildet hervorragende klimatische Anwuchsbedingungen hinsichtlich Temperatur und Feuchte für das Keimen des Samens und das Anwachsen der Pflanzer. Diese mittlere Speicherschicht wird mit einer aus Kokosfasern oder anderen Naturfasern bestehenden grobporigen Abdeckschicht und einer netz- oder papierähnlichen, als Festigkeitsträger wirkenden Unterschicht durch vertikal wirkende Faserpfropfen oder Fadenmaschen verbunden, wobei durch speziell wirkende verfahrenstechnische Maßnahmen quer zur Fertigungsrichtung des textilen Vegetationselementes über die gesamte Breite verdichtete Vertiefungen vorhanden sind. Diese Vertiefungen bilden beim üblichen Verlegen des bahnförmigen Vegetations­ elementes vom Böschungskopf zum Böschungsfuß Wasserspeicherrinnen quer zur Abflußrichtung des Oberflächenwassers, die für einen hohen Wasseraufnahme- und -speichereffekt in der Speicherschicht des textilen Vegetationselementes führen.
Verfahrenstechnisch kann diese erfindungsgemäße Oberflächenstruktur mit über die gesamte Breite des textilen Vegetationselementes wasserstauend wirkenden Vertiefungen beispiels­ weise nach folgenden Möglichkeiten erreicht werden:
Die drei unverbundenen Schichten (Abdeck-, Speicher- und Trägerschicht) werden auf einer Nadelmaschine durch von oben nach unten durchstechende Widerhakennadeln miteinander verbunden. Dabei hat das Nadelbrett eine spezielle Benadelung mit Widerhakennadeln in der Art, daß das Nadelbrett nur mit Nadelreihen quer zur Maschinendurchlaufrichtung (Fig. 2) so bestückt ist, daß bei dem darauf angestimmten Vorschub die Nadeln immer in einem definierten Abstand an der gleichen Stelle einstechen und somit hier die verdichteten Vertiefungen mit den verbindenden Faserpfropfen gebildet werden.
Eine weitere erfindungsgemäße Bestückung des Nadelbrettes mit Widerhakennadeln besteht in der Art, daß die Nadelreihen quer zur Maschinendurchlaufrichtung nicht linienförmig, sondern bogenförmig (Fig. 3) oder zickzackartig (Fig. 4), angeordnet sind. Auch diese geometrischen Formen der Ausbildung von verdichteten Vertiefungen ergeben wasser­ stauende Effekte beim Verlegen des Vegetationselementes auf geneigten Böschungen. Es entspricht auch der Erfindung, wenn statt der Widerhakennadeln auch Gabelnadeln zur Ausbildung der verbindenden und verdichtend wirkenden Faserpfropfen eingesetzt werden.
Eine andere Möglichkeit beinhaltet das Verbinden der einzelnen drei Schichten mit Nähfadenmaschenreihen parallel zur Herstellungsrichtung, bei der durch ein Pendeln der maschenbildenden Nähfadenbarre quer zur Herstellungsrichtung mit Versatz um mindestens je einen Maschenreihenabstand eine Verbindung mit leicht schrägen querschnittsverdichteten Vertiefungen entstehen (Fig. 6).
Schließlich ist beim Verbinden der einzelnen drei Funktionsschichten des textilen Vegetationselementes mit parallelen Fadenmaschenmaschenreihen ein Erreichen einer verdichteten Vertiefung quer zur Herstellungsrichtung durch ein in Querrichtung über die gesamte Breite wirkendes Druckschwert möglich, das vor jeder Maschenbildungsreihe eine mechanische Verdichtung an den zu verbindenden Schichten ausbildet.
Des weiteren ist es erfindungsgemäß zur Ausbildung der quer zur Herstellungsrichtung verlaufenden Vertiefungen möglich, beim Vernähen der einzelnen drei Funktionsschichten mit parallelen oder versetzten Fadenmaschenreihen an Stelle des Druckschwertes eine mit Widerhaken- oder Gabelnadeln bestückte schmale Nadelleiste einzusetzen, die durch das Ausbilden von verdichtend wirkenden Faserpfropfen solche verdichtete Vertiefungen ausbildet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt eines vernadelten Vegetationselementes mit Faserpfropfen als Verbindungselement,
Fig. 2 die schematische reihenförmige Anordnung der Widerhakennadeln im Nadelbrett und deren Bewegungsablauf beim Verbindungsvorgang,
Fig. 3 die schematische Ansicht einer bogenförmigen Nadelbrettbestückung in der Draufsicht,
Fig. 4 die schematische Ansicht einer zickzackartigen Nadelbrettbestückung in der Draufsicht,
Fig. 5 einen schematischen Querschnitt des Vegetationselementes mit verbindenden Fadenmaschen,
Fig. 6 die schematische Darstellung eines mittels Fadenmaschen übernähten Vegetationselementes mit einem Versatz um je eine Maschenreihe.
Wie in der Fig. 1 dargestellt, besteht das mehrschichtige textile Vegetationselement aus der Trägerschicht 1, einer Speicherschicht 2 und einer Abdeckschicht 3. Für die Trägerschicht 1 wird erfindungsgemäß ein wasserstrahlverfestigter Vliesstoff aus vorzugsweise verrottbaren Fasern, beispielsweise Viskosefasern, eingesetzt. Der Vliesstoff besitzt eine durchlässige Struktur mit Öffnungen von mindestens 2 mm Durchmesser und eine Masse von 150 g/m2, mit der eine schnelle und ausreichende Durchwurzelung gewährleistet ist.
Die Speicherschicht 2 wird von einem auf die Trägerschicht 1 aufgestreuten Kokosfasersubstrat der Masse 250 g/m2 gebildet. Innerhalb der Speicherschicht 2 befindet sich der Pflanzensamen 7, der gleichmäßig verteilt im Querschnitt eingebracht ist. Ebenfalls in die Speicherschicht 2 kann bei Bedarf Dünger 8 eingearbeitet werden, um das Wachstum des Pflanzensamens 7 zu verbessern bzw. zu beschleunigen.
Als Abdeckschicht 3 wird eine vliesähnliche Schüttung auf die Speicherschicht 2 verwendet, die aus Kokosfasern mit einer Gesamtmenge von 200 g/m2 besteht.
Diese dreischichtige Vorlage wird auf einer Nadelmaschine vernadelt, wobei der Schichtenverbund durch Faserpfropfen 6 entsteht, die aus Fasern und/oder Faserteilen der Abdeckschicht 3 bestehen und verbindend in die Trägerschicht 1 eingetragen werden. Dabei hat das Nadelbrett 9 der Nadelmaschine die in Fig. 2 dargestellte linienförmige Anordnung der Nadeln 12. Die Nadelreihenbreite 10 entspricht dabei der Breite der Vertiefung 5 des Vegetationselementes und der Abstand 11 zwischen den einzelnen Nadelreihen der Breite der Erhebungen 4 des Vegetationselementes.
Verfahrenstechnisch ist neben der in Fig. 2 gezeigten speziellen Nadelanordnung im Nadelbrett 9 wichtig, daß der Vorschub der zu verbindenden drei Funktionsschichten 1, 2, 3 des Vegetationselementes zwischen jedem Nadelbretthub h dem Abstand entspricht, der sich aus der Summe der Nadelreihenbreite 10 und dem Abstand 11 zwischen den einzelnen Nadelreihen ergibt.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein mehrschichtiges textiles Vegetationselement, hergestellt durch Vernähen, beschrieben. Die durch reihenförmiges Längsnähen zu verbindenden drei Funktionsschichten 1, 2, 3 haben folgende Zusammensetzung:
Trägerschicht 1: Papierbahn, Masse 45 g/m2; aufgelegt auf ein PP-Netz 30 g/m2
Speicherschicht 2: auf die Trägerschicht 1 aufgestreutes Kokosfasersubstrat der Masse 400 g/m2, mit im Querschnitt verteilten Pflanzensamen 7 in der Menge von 40 g/m2;
Abdeckschicht 3: vliesähnliche Auflage aus Flachsfasern auf die Speicherschicht 2 mit einer Menge von 240 g/m2.
Diese dreischichtige Vorlage wird auf einer groben Steppmaschine mit einem Fadensysten vernäht und so miteinander verbunden, daß die Längsnähte 12 einen Abstand von 50 mm aufweisen und der Abstand a zwischen zwei aufeinander folgenden Einstichen 13 in einer Naht 40 mm beträgt (Fig. 5). Durch einen Versatz der maschenbildenden Nadeln um mindestens je eine Maschenreihe wird ein diagonaler Maschenlauf 14 erreicht, der durch Dickenminderung unter den Fadenmaschen 12 eine wasserstauende Vertiefung 5 in Querrichtung des Vegetationselementes erzeugt. Für die Ausbildung einer sehr ausgeprägten Vertiefung 5 wird die dreischichtige Vorlage vor der Nadeleinstichstelle 13 im jeweiligen Abstand von 40 mm mechanisch, beispielsweise mittels Druckschwert, zusätzlich verdichtet. Bei einer Breite des Druckschwertes von 12 mm wird an der Nadeleinstichstelle 13 eine Vertiefung 5 von ca. 10 mm erreicht, in der ein sehr hoher Wasseraufnahme- und Wasserstaueffekt gewährleistet ist.

Claims (12)

1. Mehrschichtiges textiles Vegetationselement, insbesondere zur Begrünung und zum Erosionsschutz von steilen und oberbodenlosen Böschungen, aus den textilen Funktionsschichten einer unteren Träger-, einer mittleren Speicher- und einer oberen Abdeckschicht, verbunden durch Fadenmaschen und/oder vertikale Faserpfropfen, gekennzeichnet dadurch, daß die mittlere Speicherschicht (2) aus Kokosfaserstaub­ substrat besteht, das in gleichmäßiger Verteilung Pflanzensamen (7) und Dünger (8) enthält, daß die Speicherschicht (2) mit der Trägerschicht (1) und der Abdeckschicht (3) durch Fadenmaschen (12) oder Faserpfropfen (6) reihenförmig im Winkel von 90° zur Herstellungsrichtung verbunden ist, so daß an der Oberfläche Erhebungen (4) und Vertiefungen (5) vorhanden sind, die parallel zu den Verbindungslinien angeordnet sind, wobei die Höhe des Vegetationselementes in den Vertiefungen (5) mindestens ein Drittel geringer als in den Erhebungen (4) ist.
2. Vegetationselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die die Funktionsschichten (1, 2, 3) verbindenden Faserpfropfen (6) aus den Fasern der Abdeckschicht (3) und die Fadenmaschen (12) aus einem zusätzlichen Bindefadensystem bestehen.
3. Vegetationselement nach einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß für die Trägerschicht (1) ein wasserstrahlverfestigter Vliesstoff aus verrottbaren Fasern oder eine auf ein Polypropylennetz aufgelegte Papierbahn eingesetzt wird.
4. Vegetationselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Speicherschicht (2) aus Kokosfaserstaubsubtrat mit einem Gewicht von mindestens 200 g/m2 aufweist.
5. Vegetationselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Abdeckschicht (3) aus Naturfasern, insbesondere Kokosfasern, besteht, die eine Faserlänge von mindestens 50 mm aufweisen und die Abdeckschicht (3) ein Gewicht von mindestens 80 g/m2 aufweist.
6. Vegetationselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vegetationselement an den seitlichen Rändern mit mindestens einer längs verlaufenden Fadenmaschenreihe und/oder Faserpfropfenreihe verschlossen ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen textilen Vegetationselementes, insbesondere zur Begrünung und zum Erosionsschutz von steilen und oberbodenlosen Böschungen, aus den textilen Funktionsschichten einer unteren Träger-, einer mittleren Speicher- und einer oberen Abdeckschicht, verbunden durch Faserpfropfen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nadelbrett (9) mit in Querrichtung angeordneten Nadeln (12) verwendet wird, bei dem die Breite der einzelnen Nadelreihen der Breite der Vertiefungen (5) des Vegetationselementes und der Abstand (11) zwischen benachbarten Nadelreihen (10) der Breite der Erhebungen (4) des Vegetationselementes entsprechen und daß der Vorschub der zu vernadelnden Funktionsschichten (1, 2, 3) je Hub (h) des Nadelbrettes (9) dem Abstand aus der Summe einer Nadelreihenbreite (10) und dem Abstand (11) benachbarter Nadelreihen entspricht.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Nadelbrett (9) angeordneten Nadeln (12) reihenartig in einer bogenförmigen Linie (A) oder zickzackartigen Linie (B) quer zur Arbeitsrichtung angeordnet sind, wobei der Abstand (11) zwischen jeweils zwei benachbarten Nadelreihen mindestens 30 mm beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Nadelbrett (9) mit einer Wirkungsbreite von vorzugsweise 5 mm an der Nadeleinstichstelle (14) eine mechanische Verdichtung der zu verbindenden Funktionsschichten (1, 2, 3) erzielt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die im Nadelbrett (9) angeordneten Nadeln (12) als Widerhaken- oder Gabelnadeln ausgeführt sind.
11. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen textilen Vegetationselementes, insbesondere zur Begrünung und zum Erosionsschutz von steilen oder oberbodenlosen Böschungen, aus den textilen Funktionsschichten einer unteren Träger-, einer mittleren Speicher- und einer oberen Abdeckschicht, verbunden durch Fadenmaschen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsschichten (1, 2, 3) mittels einer groben Steppmaschine bzw. Nähmaschine, die mit einer mit maschenbildenden Nadeln besetzten Nadelbarre ausgestattet ist, verbunden werden, wobei die verbindenden Fadenmaschen (12) aus einem zusätzlichen Bindefadensystem gebildet werden und die zu verbindenden Funktionsschichten (1, 2, 3) vor bzw. direkt an der Einstichstelle (13) der maschenbildenden Nadeln mechanisch verdichtet werden, so daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einstichstellen (13) im Winkel von 90° zur Herstellungsrichtung reihenförmig verlaufende Erhebungen (4) und Vertiefungen (5) an der Oberfläche ausgebildet werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die als Nadelträger ausgebildete Nadelbarre gleichzeitig als Druckschwert zur mechanischen Verdichtung an der Einstichstelle (13) der Nadeln eingesetzt wird.
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