ES2287526T3 - Geomalla o estructura reticular. - Google Patents

Abstract

Estructura (7) reticular fabricada mediante el estiramiento y la orientación de un material (1) de partida de plástico que al que se proporcionó una disposición de orificios (2), comprendiendo la estructura reticular elementos (6'') transversales interconectados mediante filamentos (6) orientados de manera sustancialmente recta, extendiéndose al menos algunos de los filamentos desde un elemento (6'') transversal al siguiente con un ángulo sustancial con respecto a la dirección (MD) en ángulo recto con respecto a los elementos (6'') transversales y estando tales filamentos (6) angulados alternos por la anchura de la estructura reticular angulados con respecto a dicha dirección (MD) con ángulos iguales y opuestos, caracterizada porque la estructura reticular es una geomalla (7), porque la geomalla (7) se ha orientado uniaxialmente y los elementos transversales son barras (6'') y porque la orientación de cada filamento (6) angulado se extiende de forma general en la dirección de estiramiento (MD) a través de la barra (6'') respectiva con respecto al filamento (6) angulado respectivo en el otro lado de la barra (6'').

Description

Geomalla o estructura reticular.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere en general a geomallas aunque existe una cierta aplicabilidad a estructuras reticulares en general. Una geomalla es una malla cuyo propósito principal es reforzar o consolidar suelo y tiene retículas abiertas en las que pueden bloquearse partículas de suelo. Si se fabrica orientando un material de partida de plástico, el material de partida tendría normalmente un grosor superior a aproximadamente 1, 1,5 ó 2 mm. Una geomalla está fabricada efectivamente de filamentos (también denominados nervios) que están interconectados en barras que discurren a través de la geomalla en la TD o están interconectados en uniones (también denominadas nodos o intersecciones), sean o no los filamentos continuos por toda la geomalla como sería el caso de por ejemplo una geomalla tejida. El grosor de una geomalla, cuando se mide en la unión, sería superior a aproximadamente 0,5 mm o 0,75 mm y podría ser muy superior a aproximadamente 1,00 mm o 1,5 mm o 2,0 mm. Si fuera posible, el tamaño de retícula (también denominado tamaño de agujero o tamaño de abertura de retícula) debería poder permitir que las partículas de suelo o árido interactúen con la misma y proporcionen un anclaje o inmovilización óptimos.

La presente invención se refiere a geomallas que se forman mediante la orientación uniaxial o biaxial de un material de partida en lámina de plástico al que se han proporcionado orificios. Los orificios forman retículas en el producto. En una geomalla uniaxial de este tipo, barras transversales están interconectadas mediante filamentos. Las geomallas biaxiales de este tipo comprenden filamentos orientados y uniones en las que coinciden los filamentos, teniendo sustancialmente cada filamento cada extremo conectado a una unión de este tipo, con lo que conjuntos de elementos elásticos paralelos discurren a través de la geomalla, estando formado cada elemento elástico por una sucesión de filamentos sustancialmente alineados e interconectando dichas uniones respectivas los filamentos.

La presente invención también se refiere a métodos de fabricación de geomallas. En los métodos que utilizan un material de partida en lámina de plástico al que se han proporcionado orificios, se aplica un estiramiento para estirar zonas de formación de filamentos entre orificios adyacentes y formar filamentos orientados a partir de tales zonas, proporcionando con ello una geomalla uniaxial. Puede aplicarse un estiramiento en una dirección en ángulo recto con respecto al primer estiramiento para estirar otras zonas de formación de filamentos entre otros orificios adyacentes y formar filamentos orientados a partir de las últimas zonas, con lo que las zonas entre grupos de orificios forman uniones que interconectan los filamentos orientados y se forma una geomalla biaxial.

Los documentos US 4 374 798 y US 5 053 264 dan a conocer estructuras reticulares uniaxiales y biaxiales de tipo general a las que hace referencia la presente invención, pero ahora se ha apreciado que esas estructuras reticulares no tienen una gran estabilidad en la dirección diagonal porque las estructuras reticulares pueden extenderse en la dirección diagonal sin una gran aplicación de fuerza debido a la deformación del paralelogramo de la estructura reticular.

Las geomallas uniaxiales se utilizan ampliamente cuando el esfuerzo es principalmente en una dirección, por ejemplo cuando se refuerzan terraplenes. En tales estructuras, los esfuerzos se transfieren desde el suelo a lo largo de filamentos y al interior de las barras (TD) transversales que pueden ser más gruesas que los filamentos y están ancladas al suelo. Las geomallas biaxiales se utilizan ampliamente en el refuerzo de capas granulares en carreteras, áreas de aparcamiento, áreas de almacenamiento de contenedores y otros sitios duros. Los filamentos se extienden en la MD y en la TD. En consecuencia, las propiedades físicas de las estructuras reticulares son óptimas en estas dos direcciones. Sin embargo, se ha apreciado que existen debilidades en la estructura cuando se somete a ensayo entre estas dos direcciones. Por tanto, aunque las geomallas previas tienen una elevada resistencia y rigidez en las direcciones longitudinal y transversal, ahora se ha apreciado que la carga desde, por ejemplo, un vehículo de ruedas pesadas aplica esfuerzos radiales en la geomalla, es decir, esfuerzos que irradian en todas las direcciones desde la zona de carga.

Es deseable proporcionar más resistencia en direcciones diferentes de la MD y TD sin reducir extremadamente la resistencia de la estructura reticular en al menos una de MD y TD.

El documento US-A-3 386 876 representa la técnica anterior tal como se hace referencia en los preámbulos respectivos de las reivindicaciones. La estructura reticular es particularmente adecuada como estructura de protección ligera.

Es un objetivo de la presente invención superar o mejorar al menos una de las desventajas de la técnica anterior, o proporcionar una alternativa útil.

Cualquier tratamiento de la técnica anterior a lo largo de toda la memoria descriptiva no es un reconocimiento de que tal técnica anterior sea ampliamente conocida o forme parte de un conocimiento general común en el campo.

La invención

La invención proporciona estructuras reticulares o geomallas tal como se expone en las reivindicaciones 1 ó 6 y métodos tal como se expone en las reivindicaciones 15, 17, 27, 33, 34 ó 35. La invención se extiende a productos de los métodos y también se extiende a un método de refuerzo de un material de partículas, que comprende incrustar en el material de partículas una geomalla de la invención, y además se extiende a un material de partículas reforzado de este modo y a una construcción geotécnica que comprende una masa de material de partículas reforzada incrustando en la misma una geomalla de la invención.

La geomalla de las reivindicaciones 1 y 6 y las geomallas fabricadas mediante el método de las reivindicaciones 15, 17, 27, 33, 34 ó 35 proporcionan pares de filamentos angulados entre las barras transversales o filamentos orientados adicionales y reduce cualquier tendencia hacia un movimiento relativo entre los filamentos y el suelo, creando un anclaje de refuerzo más efectivo y rígido. De hecho, se ha encontrado que con una elección cuidadosa del número y la geometría de los orificios en el material de partida, podrían producirse filamentos angulados como un rasgo integral del diseño de geomalla.

Posibles ventajas de tales geomallas pueden ser la rigidez o resistencia a la torsión en el plano aumentadas (importante para la inmovilización), módulo de flexión aumentado, funcionamiento de propiedad multidireccional mejorado, diversas propiedades de inmovilización al árido o suelo, mayor resistencia a fuerzas de cizalla y la capacidad mejorada de soportar y/o distribuir cargas superiores en general y cargas radiales en particular. Si una parte de la geomalla se somete a ensayo con una periferia completamente sujeta, para una carga dada normal con respecto al plano de la geomalla, la deformación es inferior que para geomallas biaxiales convencionales comparables (módulo de flexión aumentado), y la deformación está menos localizada alrededor del punto de aplicación de la carga, es decir está distribuida de manera más uniforme por la muestra. Esto indica que la carga sobre la geomalla convencional está soportada por un número de filamentos relativamente menor en el área de carga inmediata (una unión de cuatro filamentos) mientras que la geomalla de la invención tiene más vías para alejar la carga del área de carga (una unión de al menos seis filamentos). Se llevó a cabo un ensayo sólo con una carga relativamente pequeña, pero se cree que existe una buena correlación entre la carga aplicada y la deformación correspondiente de la geomalla y que serían válidas extrapolaciones a cargas superiores. En comparación con una geomalla biaxial convencional comparable, la geomalla de la invención tiene una combinación de propiedades de rigidez y resistencia a la tracción que mejora la provisión de un funcionamiento multiaxial permitiendo la dispersión de una carga aplicada en 360º. Todas estas propiedades son importantes al considerar la inmovilización de la geomalla en suelo o árido.

En la geomalla de la reivindicación 8, las retículas triangulares de la geomalla proporcionan una estructura robusta que tiene resistencias a la tracción elevadas a lo largo de dichos elementos elásticos. Una serie de elementos elásticos puede extenderse en la MD o en la TD, y se ha encontrado que en la dirección en ángulo recto, la geomalla tiene una gran resistencia porque la extensión requeriría el pandeo de los filamentos orientados que discurren en ángulo recto con respecto a la fuerza aplicada y se impide tal pandeo por el suelo en el que está enterrada la geomalla. La retícula triangular produce una estructura con propiedades casi isotrópicas en el plano de la geomalla, que permite a la geomalla distribuir la carga de manera más uniforme en aplicaciones geotécnicas; si la resistencia de la geomalla se mide alrededor de 360º, habrá al menos seis picos pero los descensos serán menores que con estructuras rectangulares. Por tanto la geomalla es más capaz de soportar esfuerzos radiales, con menos deformación, llevando a un anclaje más rígido y más efectivo en aplicaciones de refuerzo de suelo y llevando también a una distribución de la carga más efectiva cuando se usa para sostener por ejemplo una carga de vehículos de ruedas o una carga puntual tal como la que se impone por un equipo de construcción pesada. Los polímeros orientados son particularmente adecuados para aplicaciones geotécnicas dado que los esfuerzos típicos son altamente direccionales a lo largo de los elementos elásticos, permitiendo la elevada direccionalidad de materiales de polímeros orientados dirigir la resistencia y rigidez del material a lo largo de la longitud. Mediante el uso de la invención, aproximadamente el 50% en peso del material se encuentra en los filamentos, estando el resto en las uniones, como también es el caso de geomallas biaxiales convencionales comparables. Sin embargo, el grosor del material de partida puede reducirse significativamente, mientras se produce una geomalla con propiedades de refuerzo de suelo similares. Por ejemplo, el grosor del material de partida equivalente para una geomalla de la invención puede ser de 4,7 mm mientras que una geomalla biaxial convencional comparable tiene un grosor de material de partida de 6,8 mm. Una razón es que los filamentos en las geomallas de la invención pueden ser más anchos (debido a que tienen zonas de formación de filamentos más anchas en el material de partida); por tanto, en caso necesario, la geometría del material de partida permite que los filamentos sean más delgados y anchos, lo que aumenta la resistencia a la torsión en el plano de la geomalla.

Los elementos elásticos que se forman proporcionan la resistencia de la geomalla, y no son únicamente filamentos delgados, altamente orientados, formados por la rotura de una membrana.

Los métodos de las reivindicaciones 27 y 33 proporcionan técnicas para la formación relativamente económica de un patrón más complejo de orificios, por ejemplo a partir de un material de partida que se ha perforado con un patrón "cuadrado" simple, y el patrón final puede ser por ejemplo como en los documentos GB 2 034 240 A, GB 2 096 531 A o GB 2 108 896 A, o como en la reivindicación 16.

El método de la reivindicación 34 proporciona una manera de evitar el pandeo de los filamentos TD cuando se fabrica una geomalla orientada biaxialmente que tiene filamentos angulados.

Definiciones

El término "orientado" significa orientado de forma molecular. En general, cuando se hace referencia a un filamento orientado, la dirección de orientación preferida es la longitudinal del filamento.

"Uniaxial" o "biaxial" significan orientado uniaxialmente y orientado biaxialmente, respectivamente.

Con respecto a la estructura reticular, "orientada biaxialmente" significa que la estructura reticular se ha estirado en dos direcciones generalmente en ángulo recto una respecto a otra.

Los orificios en el material de partida pueden ser orificios de paso u orificios ciegos. Si los orificios son ciegos, la película o membrana en el orificio o bien se romperá con el estiramiento, o bien puede permanecer como una membrana delgada. Los orificios pueden formarse mediante la perforación de los mismos en el material de partida, tal como se da a conocer en el documento US 4 374 798, o pueden formarse mediante extrusión tal como se da a conocer en el documento US 5 053 264, o pueden formarse mediante embutido adecuado, o de cualquier otra manera apropiada.

"Estrictamente uniplanar" significa que el material o estructura es simétrica con respecto a un plano intermedio paralelo a sus caras. En general, un material de partida uniplanar dará una estructura uniplanar cuando se estira.

"Sustancialmente uniplanar" significa que el material o estructura no se desvía tanto de la uniplanaridad estricta para que la orientación no sea comparable en cada cara del producto biaxial.

"Rectilíneo de manera efectiva" significa que se permite alguna desviación de la rectilinealidad siempre que los elementos elásticos no aumenten en longitud (se extiendan) excesivamente en sentido longitudinal del elemento elástico a medida que se alinean. En general, se prefiere que no haya más de aproximadamente un 5%, 4% ó 3% de extensión geométrica o incluso no más de aproximadamente un 1% ó 0,5%, antes de absorber la fuerza. Alternativamente, los ejes de los filamentos individuales en cualquier elemento elástico deberán ser sustancialmente paralelos pero puede aceptarse algún desplazamiento lateral siempre que no sea demasiado grande, por ejemplo no superior a aproximadamente el 25% ó 20% del punto medio de la unión: distancia del punto medio de la unión ("desplazamiento lateral relativo") en casos extremos, pero preferiblemente no superior a aproximadamente el 12%, 10%, 7% ó incluso el 4%. En la producción industrial es inevitable algún desplazamiento lateral dado que toda la formación no puede ser precisamente exacta.

La "extensión geométrica" es la extensión a lo largo del elemento elástico que se produciría alineando estrictamente los filamentos del elemento elástico, ignorando cualquier extensión del propio material; esto puede considerarse como que en teoría pivotan las uniones alrededor de su punto medio y pivotan los filamentos con respecto a sus uniones alrededor de los puntos en los que las líneas centrales de los filamentos coinciden con las uniones.

El "material de partida" es el material inmediatamente antes de la iniciación del primer estiramiento.

Las proporciones de estiramiento son tal como se miden en frío tras la liberación de la fuerza de estiramiento o tras el recocido si se lleva a cabo un recocido, y tal como se miden en la superficie de la estructura.

"MD" es la dirección de la máquina, o en un trabajo experimental, la dirección de la máquina esperada, normalmente la dimensión larga de la geomalla.

"TD" es la dirección transversal, o en un trabajo experimental, la dirección transversal esperada, sustancialmente en ángulo recto con respecto a la MD.

Los "hexágonos" son formas teóricas definidas por los centros de los orificios.

"Líneas reales" son líneas paralelas aplicadas (normalmente mediante impresión o trazado) al material de partida, normalmente pero no necesariamente en dos direcciones paralelas a la MD y TD, respectivamente. Las líneas reales sólo se utilizan para un trabajo experimental y normalmente no se utilizan en ciclos de producción.

"Paso" es la distancia desde el centro de un orificio hasta el centro del orificio siguiente en la dirección indicada.

Cuando se consideran orificios en el material de partida en una disposición de hexágonos cuyos vértices están alineados en la dirección de estiramiento, el "paso de vértice" del hexágono es la distancia entre el centro de un orificio con respecto al centro del orificio opuesto en la dirección de estiramiento (en las figuras 7 y 8, a las que se hace referencia a continuación, esta distancia es de 18,5 mm y 20,38 mm, respectivamente), el "paso diagonal" es la distancia correspondiente entre los pares diagonalmente opuestos respectivos de los otros orificios, el "paso principal" es la distancia de dirección de estiramiento entre los centros de dos orificios adyacentes que están alineados en la dirección de estiramiento (en las figuras 7 y 8, esta distancia es de 10,5 mm y 11,52 mm, respectivamente), y el "paso secundario" es la distancia de dirección de estiramiento entre el centro del orificio de extremo del hexágono y los centros de los dos orificios siguientes del hexágono cuando se considera en la dirección de estiramiento (en las figuras 7 y 8, esta distancia es de 4 mm y 4,43 mm, respectivamente).

El término "material de partículas" incluye rocas, piedras, grava, arena, tierra, arcilla, árido, soportados mediante un aglomerante tal como asfalto o cemento, hormigón, o cualquier otro material de partículas o cohesivo utilizado en la construcción o ingeniería geotécnica. Los términos "suelo" o árido tal como se utilizan en el presente documento tienen el mismo significado que "material de partículas".

Una "geomalla biaxial convencional comparable" es una geomalla biaxial convencional fabricada mediante el estiramiento de un material de partida en lámina de plástico y el estiramiento biaxial, siendo el material de partida el mismo material de plástico y teniendo la geomalla el mismo peso por unidad de área y el mismo tamaño de retícula medido haciendo pasar una esfera a través de las retículas. Sin embargo, la experiencia de utilizar las partículas de árido o suelo que se encuentran en la práctica sugiere que, para ciertos materiales de partículas, para una posibilidad de comparación estricta con retículas rectangulares o cuadradas, el tamaño de las retículas triangulares deberá ser algo menor que lo indicado por una esfera de este tipo.

Características preferidas

Las reivindicaciones dependientes explican características preferidas y/u opcionales de la invención. En las geomalla uniaxiales, los filamentos angulados se extienden con un ángulo sustancial con respecto a la MD, que sería superior a aproximadamente 3º, 4º ó 5º y preferiblemente es inferior a aproximadamente 7,5º. Preferiblemente, las geomallas serán sustancialmente simétricas con respecto a los ejes MD y TD y con respecto a otros ejes. Preferiblemente, todos los filamentos orientados son sustancialmente de igual longitud y preferiblemente tienen proporciones de estiramiento comparables en los puntos centrales de los filamentos aunque las proporciones de estiramiento totales (punto medio de la unión a punto medio de la unión) pueden no ser sustancialmente iguales. En la geomalla preferida, hay tres conjuntos de elementos elásticos continuos, que forman retículas triangulares. En el método de la reivindicación 22, en un sentido general, si cada hexágono en el material de partida está situado de manera que dos orificios opuestos que delimitan el hexágono están sustancialmente alineados en la MD, la geomalla tendrá filamentos TD pero no filamentos MD, habrá dos conjuntos de filamentos (es decir, de los elementos elásticos) a por ejemplo 30º con respecto a la MD, formando retículas triangulares con una de dichas uniones en cada esquina.

El método de la reivindicación 35 proporciona una manera de obtener, en una geomalla orientada biaxialmente, filamentos orientados que definen formas hexagonales regulares. Al utilizar el método de la reivindicación 17, se encontró durante el estiramiento que si los hexágonos eran hexágonos regulares, había una tendencia a que los filamentos orientados angulados que entraban en los lados opuestos de una unión estuvieran ligeramente desplazados, es decir no perfectamente alineados. Esto dio lugar a una ligera reducción de la resistencia. Se ha encontrado que puede reducirse o eliminarse este desplazamiento si en el material de partida los ángulos de cualquier hexágono no son iguales aunque todos los lados del hexágono pueden ser sustancialmente iguales. En una disposición, los hexágonos están ligeramente escorzados en la MD de modo que el paso de vértice de MD es menor que el paso diagonal. La proporción mínima del paso de vértice de MD con respecto al paso diagonal es preferiblemente de aproximadamente 0,75:1 ó 0,8:1 y la proporción máxima es preferiblemente de aproximadamente 0,95:1 o aproximadamente 0,9:1, siendo una proporción adecuada de aproximadamente 0,85:1. De otro modo y dando valores ligeramente diferentes, la proporción mínima puede ser de aproximadamente 1:1 ó 1:1,14 y la proporción máxima puede ser de aproximadamente 1:1,3 o 1:1,23, siendo un valor preferido de aproximadamente 1:1,17. Otra manera de determinar la diferencia entre el hexágono preferido y un hexágono regular es considerar la proporción entre el paso de MD principal y el paso de MD secundario. Un hexágono regular da una proporción de 2.1. En un procedimiento experimental, se varió la proporción del paso de MD principal con respecto al paso de MD secundario y se varió el paso de TD con el fin de mantener iguales las anchuras de la zona de formación de filamentos. Se encontró que una proporción en el intervalo de aproximadamente 2,1:1 a aproximadamente 3,2:1 proporcionó una geomalla regular de manera razonable con filamentos más o menos alineados, aunque la producción de una geomalla de este tipo fue menos probable en los extremos del intervalo; se obtuvo un alineamiento sustancial en una geomalla en un intervalo de proporciones de desde aproximadamente 2,5:1 hasta aproximadamente 2,7:1. La proporción preferida era de aproximadamente 2,6:1. En el extremo superior del intervalo (que se acerca a 3,2:1), se produjo un desplazamiento de los nervios angulados debido al ensanchamiento de la unión, es decir la unión tenía una dimensión superior en la TD que en la MD. La extensión geométrica era del 0,4% en un ejemplo en el que la proporción era de 3,3:1 (justo por encima del intervalo preferido). En el extremo inferior del intervalo (que se acerca a 2,1:1), se produjo un desplazamiento de los nervios angulados debido al estrechamiento de la unión, es decir la unión tenía una dimensión superior en la MD que en la TD. La extensión geométrica era del 0,3% en un ejemplo en el que la proporción fue de 2:1 (justo por debajo del intervalo preferido).

Cuando se utiliza el método de la reivindicación 27 ó 33, se prefiere que durante el estiramiento las zonas debilitadas tengan una reducción en porcentaje en sus puntos centrales que sea al menos aproximadamente dos veces, tres veces o cuatro veces que la de las zonas no debilitadas.

Cuando se fabrica orientando un material de partida en láminas de plástico, puede utilizarse cualquier material de plástico adecuado, tal como polipropileno o polietileno de alta densidad, aunque diferentes materiales de plástico tienen diferentes comportamientos de estiramiento. Preferiblemente, el material de partida es estrictamente uniplanar, lo que puede conseguirse extrudiendo el material de partida y perforando. Sin embargo, pueden obtenerse resultados satisfactorios con cualquier material de partida sustancialmente uniplanar.

Para geomallas biaxiales, la práctica normal es llevar a cabo los estiramientos de manera secuencial y llevar a cabo el primer estiramiento en la MD porque se encontró que esto da un producto más uniforme y controlable, en la producción el estiramiento MD puede llevarse a cabo utilizando rodillos de estiramiento y el segundo estiramiento TD, utilizando una rama tensora. Sin embargo, es posible llevar a cabo el primer estiramiento en la TD aunque el producto será menos uniforme porque algunos filamentos MD empiezan a estirarse y todas las zonas de formación de filamentos se ven afectadas durante el primer estiramiento. Si pudiera diseñarse una rama tensora adecuada, sería posible llevar a cabo ambos estiramientos simultáneamente.

En la geomalla biaxial fabricada mediante la orientación biaxial de un material de partida en láminas de plástico que está dotado de orificios, se prefiere que en sustancialmente cada unión, la bifurcación entre filamentos adyacentes está orientada en la dirección que discurre alrededor de la bifurcación, con lo que existe una orientación continua desde el borde de un filamento, alrededor de la bifurcación y hasta el borde del filamento adyacente. Se prefiere que el centro de sustancialmente cada unión esté orientado aunque sustancialmente menos orientado que los puntos centrales de los filamentos, y preferiblemente está orientado biaxialmente. El centro de sustancialmente cada unión ha reducido preferiblemente su grosor en menos de aproximadamente el 20%.

En la práctica, es imposible tener un control preciso de la uniformidad de la estructura final. Sin embargo, para las geomallas biaxiales, es deseable, no sólo por motivos estéticos sino también para una resistencia multidireccional mejorada, producir una estructura en la que los triángulos de las retículas sean sustancialmente equiláteros, es decir los ángulos entre los elementos elásticos de las tres series son sustancialmente de 60º. Sin embargo, los ángulos diferentes de 60º pueden elegirse para ciertas aplicaciones, por ejemplo cuando se proporciona un esfuerzo unidireccional. Tales estructuras no uniformes podrían proporcionarse mediante un patrón perforado modificado o mediante un estiramiento TD reducido, o incluso aplicando un estiramiento TD mayor para dar una mayor cobertura de TD.

Los orificios pueden ser de cualquier forma adecuada, tal como circular, cuadrada, rectangular o hexagonal, y formas adecuadas están descritas específicamente en la figura 31 del documento GB 2 256 164 A. Cuando hay zonas debilitadas como en las reivindicaciones 27 ó 33, los orificios o zonas puede ser igualmente de cualquier forma adecuada, incluyendo la forma alargada de las ranuras en el documento GB 2 128 132 A. La proporción de la distancia de los centros de orificios adyacentes con respecto a la anchura de los orificios cuando se mide a lo largo de la línea que conecta los centros es preferiblemente no inferior a aproximadamente 1.15:1 ó 1.4:1 ó 1.5:1 y no superior a aproximadamente 3:1, aunque esto depende de la elección del material de plástico.

Las estructuras no necesitan ser uniformes en su totalidad, y pueden emplearse las disposiciones especiales mostradas por ejemplo en los documentos GB 2 108 896 A o GB 2 034 240 A, o por ejemplo, las uniones pueden consolidarse tal como se muestra en las figuras 7b y 7d del documento GB 2 295 353 A. Sin embargo, la estructura se extenderá de forma normal sustancialmente de borde a borde y de extremo a extremo de la geomalla, y existirá una gran diversidad de dichos elementos elásticos en cada uno de dichos conjuntos. En general, en las geomallas uniaxiales, se prefiere que las barras transversales estén interconectadas sólo mediante los filamentos angulados, y en las geomallas biaxiales, que sustancialmente todas las uniones (excepto por ejemplo en los lados y extremos de la geomalla) interconecten el mismo número de filamentos, preferiblemente seis. En la geomalla biaxial, se prefiere que los elementos elásticos de cada conjunto coincidan en sustancialmente cada unión.

Los hexágonos a los que se hace referencia no tienen preferiblemente ningún orificio dentro del hexágono, a excepción de partes de los orificios que trazan la forma del hexágono. Sin embargo, es posible situar pequeños orificios en los centros de los hexágonos de modo que habrá pequeños orificios en los centros de las uniones de las geomallas biaxiales. No obstante, si los orificios son demasiado grandes, no se producirán las geomallas de la invención de manera que tales orificios pequeños deben ser sustancialmente menores que los orificios en la disposición hexagonal.

Realizaciones preferidas

La invención se describirá adicionalmente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es una vista en planta de una región de un primer material de partida;

la figura 2 es una vista en planta de la geomalla uniaxial fabricada a partir del material de partida de la figura 1;

la figura 3 corresponde a la figura 2, aunque muestra un ejemplo de los grosores de la geomalla uniaxial;

la figura 4 es una vista en planta de la geomalla biaxial fabricada a partir del material de partida de la figura 1;

la figura 5 es igual que la figura 4, aunque muestra un ejemplo de los grosores de la geomalla biaxial;

la figura 6 es una vista isométrica que ilustra el uso de barras de sujeción;

la figura 7 muestra las dimensiones del material de partida en un primer ejemplo;

la figura 8 muestra las dimensiones del material de partida en un segundo ejemplo;

la figura 9 es una vista en planta de una región de un material de partida adicional;

la figura 10 es una vista en planta de la geomalla uniaxial fabricada a partir del material de partida de la figura 9;

la figura 11 es una vista en planta de la geomalla biaxial fabricada a partir del material de partida de la figura 9;

la figura 12 es lo miso que la figura 11, aunque muestra un ejemplo de los grosores de la geomalla;

la figura 13 es un gráfico de la deformación angular (º) con respecto al momento de torsión (Nm) para un ensayo de rigidez respecto a la torsión en el plano, para la geomalla biaxial del ejemplo 2 (líneas con círculos) y para una geomalla convencional comparable (líneas con cuadrados);

la figura 14 es un diagrama polar de la resistencia final cuando se sometió a ensayo en varios ángulos, representando el círculo externo una resistencia de 36 kN/m, representando la línea gruesa la geomalla biaxial del ejemplo 2 y representando la línea delgada una geomalla biaxial convencional comparable;

la figura 15 es un diagrama polar correspondiente al de la figura 14, pero que muestra el módulo secante (rigidez) a carga máxima, representando el círculo externo 6 kN/m;

la figura 16 corresponde a la figura 14, pero muestra la resistencia de la malla al 2% de tensión, representando el círculo externo una carga de 18 kN/m; y

la figura 17 es un gráfico de la deformación contra una fuerza para la geomalla del ejemplo 2 (líneas con círculos) y para una geomalla biaxial convencional comparable (líneas con cuadrados) cuando se aplica una carga a una unión central de una muestra que está fijada por toda su periferia.

Figuras 1 a 6 - Primera realización

En un procedimiento, el material 1 de partida mostrado en la figura 1 era una lámina estrictamente uniplanar de material de plástico extrudido que tenía caras paralelas planares. Se perforaron orificios 2 en una disposición de hexágonos 3 de tamaño y forma sustancialmente idénticos, de modo que sustancialmente cada orificio 2 estaba en una esquina de cada uno de los hexágonos 3. Con fines experimentales, se muestran líneas 4 reales impresas en el área central de la región del material 1 de partida representada.

Se calentó el material 1 de partida y se aplicó un primer estiramiento en la MD teórica, es decir en una dirección sustancialmente paralela a los lados MD de los hexágonos 3 indicados en la figura 1, utilizando abrazaderas paralelas que se acoplan a las zonas de borde del material 1 de partida y luego se alejan de forma lineal. Aunque se utilizaron abrazaderas simples, el término MD y TD se utiliza de forma conveniente. Debido a la configuración de resistencia del material 1 de partida, el primer estiramiento estiró zonas 5 de formación de filamentos entre orificios adyacentes en los lados MD de los hexágonos 3 para formar filamentos 6 orientados a partir de tales zonas 5 (véase la figura 2 que muestra el material 7 uniaxial), interconectando los filamentos 6 barras 6' TD orientadas. Una comparación de las líneas 4' reales mostradas en la figura 2 con las líneas 4 reales mostradas en la figura 1 muestra que los centros de unión en el material 7 uniaxial de la figura 2 se había orientado o estirado ligeramente en la MD. Tal como se muestra mediante las líneas a rayas en la figura 2 (mostradas sólo en la parte superior de la figura), los extremos de los filamentos 6 se inclinan hacia arriba al interior de las uniones, formando ángulos entrantes alrededor del punto 15 y dejando una zona 16 gruesa en la bifurcación entre filamentos 6 adyacentes. Los filamentos 6 interconectan las barras 6' TD, extendiéndose los filamentos 6 con un ángulo sustancial con respecto a la MD (aproximadamente 5,5º) y estando angulados los filamentos 6 alternos por la anchura de la geomalla 7 uniaxial con respecto a la MD con ángulos opuestos e iguales, no habiendo sustancialmente filamentos MD. Entre las ubicaciones 6'' en las que los filamentos 6 coinciden con la barra 6', la barra 6' no está orientada, y en las ubicaciones 6'' la barra 6 está ligeramente orientada en la MD de modo que la orientación de los filamentos 6 se extiende por la barra 6' a los filamentos 6 en el otro lado de la barra 6'. El primer estiramiento (MD) estableció la distancia que eventualmente se convertirá en la dimensión "por las partes planas" del hexágono definido por los filamentos orientados en la geomalla final, es decir la distancia desde el punto central de un filamento orientado con respecto al punto central del filamento orientado en el lado opuesto del hexágono respectivo formado por los filamentos orientados en la geomalla.

A continuación se liberó la geomalla 3 uniaxial de las abrazaderas, se ajustó la posición de la abrazadera y la geomalla 7 se giró 90º y se acoplaron las otras dos zonas de borde mediante las abrazaderas. A continuación se aplicó un estiramiento "TD" teórico al material 7 uniaxial calentado para estirar zonas 8 de formación de filamentos en los lados restantes de los hexágonos 3, entre los orificios 2 adyacentes que están en los lados de los hexágonos 3 paralelos a la MD. Las zonas 8 formaron filamentos 9 orientados (véase la figura 4 que muestra el producto o geomalla 10 biaxial) mientras que los filamentos 6 se llevaron a su posición angulada final y se extendieron adicionalmente. Tal como puede observarse por la figura 4, las regiones centrales de los hexágonos 3 originales formaron uniones 11 interconectando cada una seis filamentos 6, 9 orientados en una estructura en la que sustancialmente cada filamento 6, 9 (cada filamento 6, 9 excepto en los lados y extremos de la geomalla) tiene cada extremo conectado a una unión 11 y grupos de tres filamentos 6, 9 forman retículas triangulares con una unión 11 en cada esquina. Tal como se consideró en la TD, filamentos 6 angulados alternos están angulados con respecto a la TD en ángulos opuestos e iguales. En la geomalla 10, hay tres conjuntos o series de elementos elásticos sustancialmente paralelos que discurren a través de la geomalla 10, tal como se indica mediante las líneas 12, 13, 14 de puntos respectivamente en la TD, a -30º con respecto a la MD y a +30º con respecto a la MD. Cada elemento 12, 13, 14 elástico está formado por una sucesión de filamentos 6 ó 9 sustancialmente alineados y uniones 11 respectivas que conectan los filamentos 6 ó 9.

Tal como se muestra mediante las líneas a rayas en la figura 4 (mostradas sólo en la parte superior de la figura), cada filamento 6 ó 9 forma un ángulo 15 entrante en el que entra en la unión 11 y la bifurcación 16 entre filamentos 6 ó 9 adyacentes se ha estirado de modo que existe una orientación continua desde el borde de un filamento 6 ó 9, alrededor de la bifurcación 16 y hacia el borde del filamento 6 ó 9 adyacente. La proporción de estiramiento en el centro de los filamentos 6, 9 puede ser de aproximadamente 9:1, pero con el fin de obtener lo más próximo a ángulos de 60º ideales entre los filamentos 6, 9, debe aplicarse en general una proporción de estiramiento ligeramente menor a los filamentos 9 TD que a los filamentos 6 angulados. La reducción del grosor de los centros de los filamentos 6, 9 es de aproximadamente el 75%, pero con láminas de partida más gruesas, puede aplicarse un mayor estiramiento para dar la misma reducción de grosor en porcentaje.

Una comparación de las líneas 4'' reales del producto o geomalla 10 biaxial de la figura 4 con las líneas 4' reales de la geomalla 7 uniaxial de la figura 2 muestra que los centros de las uniones 11 se han orientado o estirado muy ligeramente en la TD y se han adelgazado muy ligeramente. Por tanto los centros de unión tienen una orientación biaxial ligera. En general, existe preferiblemente alguna reducción de los centros de las uniones 11, digamos de hasta un máximo de aproximadamente el 20% de reducción en grosor, aunque el estiramiento no debería desgastar todo el recorrido a través de la unión 11. Un estiramiento excesivo en la MD provoca que los dos filamentos 9 MD actúen como uno y separan un filamento único de la unión 11 de modo que la unión 11 se desgasta y se produce una estructura de filamento desplazada. Un estiramiento excesivo en la TD desgasta la unión 11 y produce un hexágono irregular en la geomalla biaxial.

Se encontró que el estiramiento adicional de los filamentos 6 angulados durante el estiramiento TD puede provocar una deformación no deseada de la geomalla 10 biaxial cuando se liberan las abrazaderas. Al liberar las abrazaderas, se relajan los filamentos 6 angulados (la geomalla 10 se acorta algo en la MD) y el acortamiento TD resuelto de los filamentos 6 angulados es superior al acortamiento de los filamentos 9 TD, de modo que los filamentos 9 TD se pandean. Esto puede evitarse permitiendo la relajación de la geomalla 10 en la MD antes de retirar las abrazaderas. Para el estiramiento TD, se unieron barras 17 de sujeción rígidas a cada región de extremo MD del material 7 uniaxial de modo que el material 7 uniaxial se estiró en la TD pero estaba sujeto en la MD.

La figura 6 muestra una región de extremo MD del material 7 uniaxial. Debido a la colocación de las abrazaderas para el estiramiento MD, las dos últimas filas de orificios 2 son de un material que no se estira. Tal como se muestra, las rendijas 18 se cortan desde el extremo más alejado del material 7 hasta la segunda fila de orificios 2. Las barras 17 de sujeción tienen collares 19 deslizantes que pueden bloquearse in situ que soportan pasadores 20 salientes. La barra 17 de sujeción más cercana se muestra antes de la unión para dejar ver la disposición del collar 19 y del pasador 20. En el otro extremo, las barras 17 de sujeción tienen collares 19 y pasadores 20 similares, que se acoplan a la región de extremo del material 7 de la misma manera. Cada barra 17 de sujeción alterna puede estar por encima del material 7 y las otras barras 17 de sujeción por debajo del material 7, tal como se muestra, o toda la barra 17 de sujeción puede estar por encima del material si hay espacio suficiente. Cuando se aplica el estiramiento TD, las barras 17 de sujeción se alejan, pero permanecen sustancialmente paralelas, e impiden el acortamiento MD del material 7 a medida que se convierte en una geomalla 10 biaxial.

Inmediatamente después del estiramiento TD mientras que la geomalla 10 todavía estaba caliente, se cortaron las regiones de extremo MD de la geomalla 10 biaxial para liberarlas de las barras 17 de sujeción y la parte central se dobló hacia dentro como la parte central acortada en la MD. A continuación se liberaron las abrazaderas mientras la geomalla todavía estaba caliente. No hubo ningún pandeo de los filamentos 9 TD.

Si existe una distancia amplia entre las abrazaderas, puede mejorarse la uniformidad de estiramiento del filamento 9 TD "ranurando" las zonas 8 de formación de filamentos respectivas tal como se describe en el documento GB 2 128 132A extendiéndose las ranuras en la MD entre los dos orificios que definen los lados de la zona 8 de formación de filamentos.

Figura 7 y ejemplo 1

La figura 7 es una vista ampliada de parte del material 1 de partida de la figura 1 e indica los pasos (las distancias entre los centros) de los orificios 2. La lámina 1 de partida era de forma nominal de polipropileno de 4,7 mm de grosor con un 2% de aditivo de negro de carbón y el tamaño de perforación para los orificios 2 era de 5 mm de diámetro. Se observará que los hexágonos 3 no tienen lados de igual longitud sino que están ligeramente escorzados en la MD y en cada hexágono 3, la proporción de la distancia entre los centros de los dos orificios 2 opuestos en el eje MD del hexágono 3 (18,5 mm) con respecto a la distancia entre los otros pares restantes de orificios 2 opuestos (21,7 mm) es de 0,85:1 (o 1:1,17). La proporción de paso MD principal: paso MD secundario es de 2,625:1. La proporción de la distancia de los centros de orificios adyacentes con respeto al diámetro de los orificios es de 2,1:1 y 2,06:1, respectivamente.

Se proporcionó al material 1 de partida un primer estiramiento (MD teórica) a una proporción de estiramiento global de 3,86:1, y se le permitió relajarse para dar una proporción de estiramiento de 3,79:1. Esto produjo el producto 7 uniaxial ilustrado en general en la figura 2 y una de cuyas partes se ilustra específicamente en la figura 3 indicando grosores en varios puntos en mm. A continuación se proporcionó al producto 7 uniaxial de la figura 2 un segundo estiramiento (TD teórica) (con sujeción MD utilizando las barras 17 de sujeción a las que se hizo referencia anteriormente) a una proporción de estiramiento global de 3,4:1, y se le permitió relajarse para dar una proporción de estiramiento TD final de 3,34:1. Esto produjo la geomalla biaxial ilustrada en general en la figura 4 y una de cuyas partes se ilustra específicamente en la figura 5 con grosores en varios puntos e indicando las otras dos dimensiones en mm. La distancia centro de unión-centro de unión final en la figura 5 es de aproximadamente 63,5 mm y las proporciones de estiramiento global final son de 3,79:1 y 3,34:1 en la MD y TD respectivamente. Los puntos medios de las uniones 11 han adelgazado aproximadamente un 10% durante los dos estiramientos. Se aplicó del 85% al 90% del estiramiento total de los filamentos 6 angulados durante el estiramiento MD, aplicándose el resto durante el estiramiento TD. La extensión geométrica y el desplazamiento lateral relativo fueron casi cero.

En cada estiramiento, la temperatura de estiramiento era de 120ºC, y la velocidad de estiramiento era de hasta 30 mm/min en el laboratorio (en la producción se utilizarían velocidades mucho más altas).

Figura 8 y ejemplo 2

La figura 8 corresponde a la figura 7, aunque las dimensiones eran diferentes, tal como se indica en la figura 8. Los hexágonos 3' tienen lados de igual longitud. El tamaño de perforación para los orificios 2'era de nuevo de 5 mm de diámetro. La proporción de la distancia de los centros de los orificios 2 adyacentes con respecto a la anchura de los orificios 2, medida a lo largo de la línea que conecta los centros, es de 2,30:1. Otros parámetros eran:

grosor de lámina de partida - 4,7 mm;

paso MD principal: paso MD secundario - 2,6:1;

distancia MD entre las líneas centrales de barras 6' adyacentes después del primer estiramiento - 60 mm;

distancia centro de unión/centro de unión TD después del primer estiramiento (después de la relajación) - 21,3 mm;

distancia centro de unión/centro de unión TD después del segundo estiramiento (después de la relajación) - 69,3 mm;

proporción de estiramiento MD intermedio (antes de la relajación) - 3,82:1;

proporción de estiramiento TD intermedio (antes de la relajación) - 3,31:1 (incluyendo margen de relajación);

proporción de estiramiento MD final (después de la relajación) - 3,76:1;

proporción de estiramiento TD final (después de la relajación) - 3,26:1;

peso de geomalla biaxial final - 332 gm^{2};

tamaño de agujero en la geomalla biaxial final - justo lo suficiente para permitir que una esfera de 37 mm de diámetro pase a través.

Extensión geométrica y desplazamiento lateral relativo - casi cero.

Tanto en las operaciones de estiramiento MD como TD, se realizó un ligero estiramiento excesivo para permitir alguna relajación en la geomalla antes de alcanzar las dimensiones finales correctas.

Se fijaron las muestras de dimensiones aproximadas de 350 mm x 350 mm con una intersección en el centro alrededor de sus periferias utilizando una abrazadera cuadrada. Los cuatro (geomalla biaxial convencional comparable) o seis (la invención) filamentos que irradian desde la intersección central se fijaron lo más cerca posible a la unión 11. La abrazadera central se giró con respecto a la abrazadera perimétrica para determinar una rigidez respecto a la torsión en el plano. La figura 12 representa los resultados. El módulo de torsión puede derivarse como 0,65 Nm/º. Este resultado es aproximadamente un 65% superior al resultado para una geomalla biaxial convencional comparable que se sometió a ensayo bajo las mismas condiciones.

Las figuras 14 a 16 son diagramas polares que representan la resistencia final, el módulo secante con carga máxima, y la resistencia al 2% de tensión en la geomalla del ejemplo 2. En los diagramas polares, el eje 0º es la MD teórica.

En las figuras 14 a 16, la respuesta de la geomalla biaxial convencional comparable se caracteriza por cuatro picos distintos, a 0º, 90º, 180º y 270º, correspondientes a las MD y TD teóricas. La figura 14 muestra que en las direcciones MD y TD, la resistencia final de la geomalla biaxial del ejemplo 2 es menor que la de la geomalla biaxial convencional comparable, aunque la resistencia final de la geomalla biaxial del ejemplo 2 en los ángulos intermedios es mucho mayor que la de la geomalla biaxial convencional comparable. La resistencia final de la geomalla biaxial del ejemplo 2 en la MD mayor que la de en la dirección TD está concebida para deberse a la mayor proporción de estiramiento en la MD en comparación con la proporción de estiramiento en la TD, de manera que los filamentos angulados son más fuertes que los filamentos TD (en todas las direcciones de ensayo, al menos un filamento angulado está implicado y en la MD dos filamentos angulados están implicados). En la figura 15, hay picos del módulo secante de la geomalla biaxial del ejemplo 2 en direcciones alineadas con los filamentos. La figura 16 indica la menor resistencia de la geomalla biaxial del ejemplo 2 en todas las direcciones alineadas con los filamentos. En las direcciones de 0º y 180º, la resistencia es la misma que para la geomalla biaxial convencional comparable, y solamente es ligeramente inferior en las direcciones de 90º y 270º.

Excepto las características de propiedad multidireccionales de la geomalla biaxial del ejemplo 2 ilustrado en las figuras 14 a 16, el potencial de propiedad total puede compararse considerando las áreas dentro de las curvas respectivas. Para la figura 13, el área dentro de la curva para la geomalla biaxial del ejemplo 2 es de aproximadamente un 70% superior que la de dentro de la curva para la geomalla biaxial convencional comparable. Los valores correspondientes para las figuras 15 y 16 son de aproximadamente el 400%.

La figura 17 muestra la deformación de la geomalla biaxial del ejemplo 2 comparada con la de una geomalla biaxial convencional comparable. El tamaño de muestra era de 350 mm x 350 mm y la periferia de la muestra se fijó como anteriormente. Sin embargo, se aplicó una carga normal respecto al plano de la muestra a la intersección central y la deformación medida. La geomalla biaxial del ejemplo 2 es más rígida que la de la geomalla biaxial convencional.

Figuras 9 a 11- Segunda realización

En un ensayo de laboratorio, el material 21 de partida mostrado en la figura 9 era una lámina estrictamente uniplanar de material de plástico extrudido que tenía caras paralelas planares. Se perforaron orificios 22 en una malla rectangular cuyos ejes se extendían en la MD teórica y en la TD teórica. Empleando el ranurado (formando depresiones sin eliminar material cuando el material de plástico está a una temperatura por debajo del límite inferior de su intervalo de temperatura de fusión; hay una descripción de ranurado en el documento GB 2 128 132 A) se formaron zonas 23 debilitadas entre pares alternos de orificios adyacentes en cada fila MD, estando las zonas 23 debilitadas escalonadas entre filas MD adyacentes de manera que una zona 23 debilitada en una fila MD era adyacente a una zona 24 no debilitada en las filas MD adyacentes en cada lado. El ranurado se aplicó utilizando una herramienta que tenía caras inclinadas y un extremo redondeado, como una punta de buril, y se extendió desde un orificio 22 al orificio adyacente, aplicándose el ranurado mientras el material 21 de partida estaba frío.

Se aplicó un primer estiramiento en la MD, y se estiraron zonas 25 entre orificios 22 adyacentes en cada fila TD para formar filamentos 26 orientados desde tales zonas 25, interconectando los filamentos 26 barras 27 TD (véase la figura 10 que muestra el material 28 uniaxial). En las barras 27 TD, entre las ubicaciones 29 en las que los filamentos 26 coinciden con la barra 27, la barra 27 no estaba orientada, y en las ubicaciones 29, la barra 27 estaba ligeramente orientada en la MD de manera que la orientación de los filamentos 26 se extendió por la barra 27 hacia los filamentos 26 en el otro lado de la barra.

A continuación se aplicó un estiramiento TD al material 28 uniaxial para estirar las zonas 23 debilitadas para formar filamentos 30 orientados sin estirar las zonas 24 no debilitadas en la misma magnitud en que se estiraron las zonas 23 debilitadas. De esta manera, las zonas 24 no debilitadas formaron uniones 31 cada una de las cuales interconecta seis de los filamentos 26, 30 orientados, y forma una estructura generalmente como en la figura 4, aunque los filamentos 26 diagonales estaban desplazados en las uniones 31 ya que las uniones 31 se extienden en la TD. Los ejes de los filamentos 26 angulados están a aproximadamente 14º con respecto a la MD. Cada unión 31 tiene dos zonas más gruesas interconectadas por una zona más delgada (véase el ejemplo de la figura 12). En los puntos centrales de los filamentos 30, las zonas 23 debilitadas tenían una reducción en el grosor de aproximadamente el 78% mientras que en los puntos centrales de las uniones 31, las zonas no debilitadas tenían una reducción en el grosor de aproximadamente el 17%, siendo la primera reducción aproximadamente de 4,6 ó 4,65 veces la última. En la práctica, los elementos elásticos formados por el filamento 26 diagonal, la unión 31, el filamento 26 diagonal y así sucesivamente son realmente rectilíneos porque en la aplicación del esfuerzo de tracción por toda la longitud, la "elasticidad" en la estructura es insignificante. Existe alguna rotación de las uniones 31 pero están sujetas por el resto de la estructura.

Figura 12 y ejemplo 3

El grosor de lámina de partida, material y tamaño de perforación eran como en el ejemplo 1. El paso MD teórico era de 10,5 mm y el paso TD teórico de 9,5 mm. La perforación para formar las ranuras 23 tenía un ángulo incluido de 116º con una punta redondeada, y se aplicó a cada cara del material 21 con una profundidad del 16% del grosor de lámina, dando un ranurado total del 32% del grosor de lámina. Las proporciones de estiramiento MD y TD eran de 4,00:1 y 2,21:1 respectivamente. La figura 12 indica los grosores de varios puntos en el producto, en mm. La extensión geométrica era del 2,3%. El desplazamiento lateral relativo era del 11,8%.

General

A menos que el contexto requiera claramente lo contrario, a lo largo de toda la descripción y las reivindicaciones, las palabras "comprende" y similares se utilizan en un sentido inclusivo opuesto a un sentido exclusivo o exhaustivo, es decir, en el sentido de "incluir, pero no limitado a".

La presente invención se ha descrito anteriormente meramente a modo de ejemplo, y pueden realizarse modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (41)

1. Estructura (7) reticular fabricada mediante el estiramiento y la orientación de un material (1) de partida de plástico que al que se proporcionó una disposición de orificios (2), comprendiendo la estructura reticular elementos (6') transversales interconectados mediante filamentos (6) orientados de manera sustancialmente recta, extendiéndose al menos algunos de los filamentos desde un elemento (6') transversal al siguiente con un ángulo sustancial con respecto a la dirección (MD) en ángulo recto con respecto a los elementos (6') transversales y estando tales filamentos (6) angulados alternos por la anchura de la estructura reticular angulados con respecto a dicha dirección (MD) con ángulos iguales y opuestos, caracterizada porque la estructura reticular es una geomalla (7), porque la geomalla (7) se ha orientado uniaxialmente y los elementos transversales son barras (6') y porque la orientación de cada filamento (6) angulado se extiende de forma general en la dirección de estiramiento (MD) a través de la barra (6') respectiva con respecto al filamento (6) angulado respectivo en el otro lado de la barra (6').

2. Estructura (7) reticular según la reivindicación 1, en la que las barras (6') están interconectadas solamente mediante filamentos (6) orientados que no se extienden en una dirección en ángulo recto con respecto a las barras (6').

3. Estructura (7) reticular según la reivindicación 2, en la que los filamentos (6) de cada par de filamentos (6) angulados adyacentes coinciden de manera inmediatamente adyacente a la barra (6') respectiva.

4. Estructura (7) reticular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que entre las ubicaciones (6'') en las que los filamentos (6) coinciden con la barra (6'), la barra (6') no está orientada, y en las ubicaciones en las que los filamentos coinciden con la barra, la barra (6') está orientada ligeramente en una dirección en ángulo recto con respecto a la barra (6').

5. Estructura (7) reticular según la reivindicación 4, en la que entre las ubicaciones (6'') en las que los filamentos coinciden con la barra, las barras (6') tienen una estructura que es similar por toda la geomalla (7).

6. Estructura (10) reticular fabricada mediante el estiramiento y la orientación biaxial de un material (1, 21) de partida de plástico al que se proporcionó una disposición de orificios (2, 22), comprendiendo la estructura (10) reticular un primer conjunto de filamentos (6, 26) orientados de manera sustancialmente recta que se extienden con un ángulo agudo con respecto a una primera dirección (MD), un segundo conjunto de filamentos (6, 26) orientados de manera sustancialmente recta que se extienden con un ángulo agudo con respecto a la primera dirección (MD) y, considerado en una segunda dirección (TD), en ángulo recto con respecto a la primera dirección (MD), estando filamentos (6, 26) angulados alternos de los dos conjuntos angulados con respecto a la primera dirección (MD) con ángulos sustancialmente iguales y opuestos, extendiéndose filamentos (9, 30) adicionales orientados de manera sustancialmente recta en dicha segunda dirección (TD) e interconectando cada una de las uniones (11, 31) cuatro de los filamentos (6, 26) orientados angulados y dos de los filamentos (9, 30) orientados adicionales, caracterizada porque la estructura reticular es una geomalla (7), y porque en sustancialmente cada unión (11, 31) la bifurcación entre cada par de filamentos adyacentes está orientada en la dirección que discurre alrededor de la bifurcación, con lo que hay una orientación continua desde el borde de un filamento, alrededor de la bifurcación y con respecto al borde del filamento adyacente.

7. Estructura (10) reticular según la reivindicación 6, en la que no hay filamentos orientados que se extiendan sustancialmente en la primera dirección (MD).

8. Estructura (10) reticular según la reivindicación 6, en la que sólo hay dos de dichos conjuntos, con lo que se forman aberturas reticulares triangulares mediante los filamentos (6, 26) angulados y mediante los filamentos (9, 30) adicionales.

9. Estructura reticular según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en la que las uniones (31) comprenden dos zonas más gruesas que conectan cada una dos filamentos (26) angulados y un filamento (30) adicional, y una zona más delgada que interconecta las dos zonas más gruesas.

10. Estructura reticular según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en la que el ángulo entre el eje de cada filamento (26) angulado y la primera dirección (MD) está entre aproximadamente 10º y aproximadamente 20º.

11. Estructura (10) reticular según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en la que el ángulo entre el eje de cada filamento (6) angulado y la primera dirección (MD) es de aproximadamente 30º.

12. Estructura (10) reticular según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, en la que la primera dirección (MD) es la dirección de la máquina.

13. Estructura (10) reticular según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, en la que los filamentos (6, 26) angulados y los filamentos (9, 30) adicionales proporcionan tres conjuntos de elementos elásticos continuos rectilíneos de manera eficaz, paralelos, espaciados, que se extienden a través de la geomalla (7) y cada uno de los cuales comprende un filamento (6 ó 9/26 ó 30) orientado, una unión (11/31), un filamento orientado, una unión, y así sucesivamente, interconectando cada unión (11/31) filamentos (6, 6 ó 9, 9/26, 26 ó 30, 30) respectivos del elemento elástico y estando los filamentos del elemento elástico alineados sustancialmente entre sí, funcionando cada unión como una unión para un elemento elástico de cada uno de los conjuntos, realizando un elemento elástico de cada uno de los conjuntos una intersección en cada unión.

14. Estructura reticular según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 13 y fabricada mediante el método según cualquiera de las reivindicaciones 27 a 34.

15. Método para fabricar una geomalla (7) de material de plástico orientada según la reivindicación 1, que comprende proporcionar un material (1) de partida en lámina de plástico que tiene orificios (2) en una disposición de hexágonos (3) de tamaño y forma sustancialmente idénticos de modo que sustancialmente cada orificio (2) está en una esquina de cada tres hexágonos (3), no habiendo dentro del hexágono (3) orificios con un tamaño superior a o igual al tamaño de los orificios (2) mencionados en primer lugar, y aplicar un estiramiento para estirar las zonas de formación de filamentos entre orificios (2) adyacentes en los lados de los hexágonos (3) y formar filamentos (6) orientados a partir de tales zonas, en el que se aplica un estiramiento en una única dirección (MD) al material (1) de partida, formando con ello una estructura (7) reticular que tiene barras (6') en ángulo recto con respecto a la dirección de estiramiento (MD), interconectadas mediante los filamentos (6) orientados, y el estiramiento se aplica en una magnitud tal que la orientación de cada filamento (6) se extiende en general en la dirección de estiramiento (MD) a través de la barra (6') respectiva hacia el filamento (6) respectivo en el otro lado de la barra (6').

16. Método según la reivindicación 15, en el que el estiramiento se aplica en una magnitud tal que entre las ubicaciones (6'') en las que los filamentos (6) coinciden con la barra (6'), la barra (6') no está orientada, y en las ubicaciones en las que los filamentos coinciden con la barra, la barra (6') está ligeramente orientada en una dirección en ángulo recto con respecto a la barra (6').

17. Método de fabricación de una geomalla (10) de material plástico orientada biaxialmente según la reivindicación 6, que comprende proporcionar un material (1) de partida en lámina de plástico que tiene orificios (2) en una disposición de hexágonos (3) de tamaño y forma sustancialmente idénticos de modo que sustancialmente cada orificio (2) está en una esquina de cada tres hexágonos (3), no habiendo dentro del hexágono (3) orificios con un tamaño superior a o igual al tamaño de los orificios (2) mencionados en primer lugar, aplicar un estiramiento en una primer dirección (MD) para estirar zonas (5) de formación de filamentos entre orificios (2) adyacentes en lados de los hexágonos (3) y formar filamentos (6) orientados a partir de tales zonas (5), y aplicar un estiramiento en una segunda dirección (TD) sustancialmente en ángulo recto con respecto a dicha primera dirección (MD) para estirar zonas de formación de filamentos entre orificios (2) adyacentes en los lados de los hexágonos (3) y formar filamentos (9) orientados a partir de las últimas zonas, con lo que las regiones centrales de los hexágonos (3) forman uniones (11) que interconectan los filamentos (6, 9) orientados, en el que el estiramiento se aplica en una magnitud tal que la orientación de los filamentos (6, 9) se extiende al interior de sustancialmente cada unión (11) de modo que, en sustancialmente cada unión (11), la bifurcación entre cada par de filamentos (6, 6 ó 6, 9) adyacentes está orientada en la dirección que discurre alrededor de la bifurcación, con lo que hay una orientación continua desde el borde de un filamento, alrededor de la bifurcación y hacia el borde del filamento adyacente.

18. Método según la reivindicación 17, en el que el estiramiento en la primera dirección (MD) se aplica en una dirección sustancialmente paralela a dos lados de los hexágonos (3), para estirar zonas (5) entre orificios (2) adyacentes en los cuatro lados restantes de los hexágonos (3), y el estiramiento en la segunda dirección (TD) estira zonas entre orificios (2) adyacentes en los lados paralelos a la primera dirección (MD).

19. Método según la reivindicación 17 ó 18, en el que dicho estiramiento en dicha segunda dirección (TD) no se realiza antes de dicho estiramiento en dicha primera dirección (MD), y durante dicho estiramiento en dicha segunda dirección (TD), se aplica una sujeción al material en dicha primera dirección (MD), y después del segundo estiramiento, antes de permitir la relajación de dicho material en dicha segunda dirección, se interrumpe dicha sujeción.

20. Método según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en el que hay filamentos (9) que se extienden en dicha segunda dirección (TD) y que se estiran hasta una tasa de estiramiento inferior a los otros filamentos (6).

21. Método según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20, en el que cada hexágono (3) es sustancialmente simétrico alrededor de un eje que se extiende en dicha dirección de estiramiento (MD) o en dicha primera dirección (MD).

22. Método según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 21, en el que cada hexágono (3) está dispuesto de modo que dos orificios (2) opuestos que delimitan el hexágono (3) están sustancialmente alineados en dicha dirección de estiramiento (MD) o en dicha primera dirección (MD), y el estiramiento en dicha dirección de estiramiento (MD) o en dicha primera dirección (MD) se aplica en una dirección sustancialmente paralela a dos lados de los hexágonos (3), para estirar zonas (5) entre orificios (2) adyacentes en los cuatro lados restantes de los hexágonos (3).

23. Método según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 22, en el que los lados de los hexágonos (3) son todos sustancialmente iguales, cuando se miden entre los centros de los orificios (2) respectivos.

24. Método según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 23, en el que los vértices de los hexágonos están alineados en la dirección (MD) de estiramiento o la primera dirección (MD) de de estiramiento, y el paso de vértice de cada hexágono (3) es inferior al paso diagonal.

25. Método según la reivindicación 24, en el que la proporción del paso principal del hexágono (3) con respecto al paso secundario del hexágono (3) es de aproximadamente 2,1:1 a aproximadamente 3,2:1.

26. Método según la reivindicación 24, en el que la proporción del paso principal del hexágono (3) con respecto al paso secundario del hexágono (3) es de aproximadamente 2,6:1.

27. Método de fabricación de una geomalla de material de plástico según la reivindicación 1 ó 6 que comprende proporcionar un material (21) de partida en lámina de plástico que tiene orificios (22) en un patrón regular, orificios (22) que definen zonas (24) de formación de filamentos potenciales que se extienden entre orificios (22) respectivos, y estirar el material de partida en una dirección (TD) para estirar las zonas (24) de formación de filamentos potenciales para formar filamentos (30) orientados, caracterizado porque hay formadas depresiones (23) en algunas pero no todas de dichas zonas (24) de formación de filamentos potenciales sin retirada de material cuando el material de plástico se encuentra a una temperatura por debajo del límite inferior de su intervalo de temperatura de fusión, debilitando con ello tales zonas de formación de filamentos potenciales, definiendo dichas depresiones (23) un patrón regular, y se aplica un estiramiento en dicha dirección (TD) de modo que las zonas (23) de formación de filamentos potenciales debilitadas forman filamentos (30) orientados pero las zonas (24) de formación de filamentos potenciales no debilitadas no forman filamentos orientados aunque puede aplicarse algún estiramiento a las mismas y con lo que la estructura reticular así producida no es la que se produciría a partir del material de partida sin dichas depresiones (23).

28. Método según la reivindicación 27, en el que, en dicha una dirección (TD), dichas depresiones (23) están formadas en cada dos zonas (24) de formación de filamentos potencial.

29. Método según la reivindicación 27 ó 28, en el que el material (21) de partida también se estira en una dirección (MD) en ángulo recto con respecto a dicha una dirección (TD), para formar filamentos (26) orientados a partir de zonas (25) de formación de filamentos potenciales respectivas adicionales.

30. Método según la reivindicación 29, en el que no hay formadas dichas depresiones (23) en las zonas (25) de formación de filamentos potenciales respectivas para el estiramiento (MD) en la dirección mencionada en segundo lugar, con lo que esas zonas (24) de formación de filamentos potenciales relacionadas con el estiramiento en dicha una dirección (TD) y que no están formadas con depresiones (23), forman uniones (31) extendidas entre dichos filamentos (26, 30) orientados.

31. Método según la reivindicación 29 ó 30, en el que el estiramiento en dicha una dirección (TD) es el segundo estiramiento, siguiendo al estiramiento en dicha dirección (MD) mencionada en segundo lugar.

32. Método según la reivindicación 31, en el que, después del estiramiento en dicha dirección (MD) mencionada en segundo lugar, se forma una estructura (28) orientada uniaxialmente que tiene barras (27) interconectadas mediante filamentos (26) orientados entre las ubicaciones (29) en las que los filamentos (26) coinciden con la barra (27), estando las barras (27) debilitadas alternativamente al tener dichas depresiones (23) formadas en las mismas, y no debilitadas, estando escalonadas las zonas (23) debilitadas en las barras (27) adyacentes a las barras (27) mencionadas en primer lugar de modo que una zona (23) debilitada en una barra (27) está alineada con una zona (24) no debilitada en las barras (27) adyacentes.

33. Método de fabricación de una geomalla de material de plástico orientada según la reivindicación 6, que comprende proporcionar un material (21) de partida en lámina de plástico que tiene orificios (22) en una malla rectangular cuyos ejes se extienden en una primera dirección (MD) y en una segunda dirección (TD) sustancialmente en ángulo recto con respecto a la primera dirección (MD), proporcionando con ello primeras filas de orificios (22) que se extienden en la primera dirección (MD) y segundas filas de orificios (22) que se extienden en la segunda dirección (TD), aplicar un estiramiento en la primera dirección para estirar zonas (25) de formación de filamentos entre orificios (22) adyacentes en cada segunda fila para formar filamentos (26) orientados a partir de tales zonas (25), y aplicar un estiramiento en la segunda dirección (TD) para estirar zonas (23) para formar filamentos (30) orientados, en el que el material (21) de partida tiene zonas (23) debilitadas entre pares alternos de orificios (22) adyacentes en cada primera fila, estando las zonas (23) debilitadas escalonadas como entre primeras filas adyacentes de modo que una zona (23) debilitada en una primera fila es adyacente a una zona (24) no debilitada en cada una de las primeras filas adyacentes, y el estiramiento en la segunda dirección (TD) estira las zonas (23) debilitadas para formar filamentos (30) orientados a partir de las zonas (23) debilitadas sin estirar zonas (24) no debilitadas entre orificios (22) adyacentes de las primeras filas en la misma medida en que se estiran las zonas (23) debilitadas, con lo que las zonas (24) no debilitadas forman uniones (31) cada una de las cuales interconecta seis de los filamentos (26, 30) orientados.

34. Método de fabricación de una geomalla (10) de material de plástico orientada biaxialmente según la reivindicación 6, que tiene filamentos (6, 26) orientados que se extienden con un ángulo diferente a 90º con respecto a la primera y segunda dirección de estiramiento (MD, TD), que comprende proporcionar un material (1, 21) de partida en lámina de plástico que tiene orificios (2, 22) en una disposición regular, aplicar un estiramiento en una primera dirección (MD) para estirar zonas (5, 25) de formación de filamentos respectivas entre orificios (2, 22) adyacentes y formar filamentos (6, 26) orientados a partir de tales zonas (5, 25) de formación de filamentos, y aplicar un estiramiento en una segunda dirección (TD) sustancialmente en ángulo recto con respecto a dicha primera dirección (MD) para estirar otras zonas (23) de formación de filamentos respectivas entre orificios (2, 22) adyacentes y formar filamentos (9, 30) orientados adicionales a partir de las últimas zonas (23) de formación de filamentos, en el que se aplica una sujeción al material en la primera dirección (MD) mientras se estira en la segunda dirección (TD), posteriormente se interrumpe la sujeción, y posteriormente se permite la relajación del material en la segunda dirección (TD).

35. Método de fabricación de una geomalla (10) de material de plástico orientada biaxialmente según la reivindicación 6, que comprende proporcionar un material (1) de partida en lámina de plástico que tiene orificios (2) en una disposición de hexágonos (3) de tamaño y forma sustancialmente idénticos de modo que sustancialmente cada orificio (2) está en una esquina de cada tres hexágonos (3), no habiendo dentro del hexágono (3) orificios con un tamaño superior a o igual al tamaño de los orificios (2) mencionados en primer lugar, estando alineados los vértices de los hexágonos (3) en una primera dirección (MD), aplicar un estiramiento en la primera dirección (MD) para estirar zonas (5) de formación de filamentos entre orificios (2) adyacentes en lados de los hexágonos (3) y formar primeros y segundos filamentos (6) orientados a partir de tales zonas (5), extendiéndose los primeros y segundos filamentos (6) orientados en direcciones diferentes entre sí, y aplicar un estiramiento en una segunda dirección (TD) sustancialmente en ángulo recto con respecto a la primera dirección (MD) para estirar zonas (8) de formación de filamentos entre orificios (2) adyacentes en los lados de los hexágonos (3) y formar terceros filamentos (9) orientados a partir de las últimas zonas (8), con lo que las regiones centrales de los hexágonos (3) forman uniones (11) que interconectan los filamentos (6, 9) orientados, y formándose cada una de las retículas triangulares por un primer filamento (6) orientado, un segundo filamento (6) orientado y un tercer filamento (9) orientado, en el que el paso del vértice de cada hexágono (3) es inferior al paso diagonal de modo que los primeros filamentos (6) orientados que entran en una unión (11) están sustancialmente alineados y los segundos filamentos (6) orientados que entran en una unión (11) están sustancialmente alineados.

36. Método según la reivindicación 35, en el que la proporción del paso principal del hexágono (3) con respecto al paso secundario del hexágono es de aproximadamente 2,1:1 a aproximadamente 3,2:2.

37. Método según la reivindicación 35, en el que la proporción del paso principal del hexágono (3) con respecto al paso secundario del hexágono es de aproximadamente 2,6:1.

38. Método según cualquiera de las reivindicaciones 35 a 37, en el que dicho estiramiento en dicha segunda dirección (TD) no se realiza antes de dicho estiramiento en dicha primera dirección (MD), y durante dicho estiramiento en dicha segunda dirección (TD), se aplica una sujeción al material en dicha primera dirección (MD), y después del segundo estiramiento, antes de permitir la relajación de dicho material en dicha segunda dirección (TD), se interrumpe dicha sujeción.

39. Método según cualquiera de las reivindicaciones 29 a 38, en el que se aplica un estiramiento en una magnitud tal que la orientación de los filamentos (6, 9 ó 26, 30) se extiende sustancialmente al interior de cada unión (11 ó 31) de modo que, en sustancialmente cada unión (11 ó 31), la bifurcación entre cada par de filamentos adyacentes está orientada en la dirección que discurre alrededor de la bifurcación, con lo que hay una orientación continua desde el borde de un filamento, alrededor de la bifurcación y hacia el borde del filamento adyacente.

40. Método para reforzar un material de partículas, que comprende incrustar en el material de partículas la geomalla según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 o una geomalla fabricada mediante el método según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 39.

41. Construcción de geoingeniería que comprende una masa de material de partículas reforzada mediante la incrustación en la misma de una geomalla según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 o una geomalla fabricada mediante el método según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 39.