CN102440100A - 一种植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材及其制造方法，具体方法是：将农林剩余物通过削片、磨浆制成木纤维；将可降解合成纤维和天然麻纤维中的至少一种纤维送入纤维开松机中进行开松处理；将前得到的两种原料按重量百分比为85：15至95：5的比例混合后，由混合纤维开松机混合开松并风送进天然植物纤维无纺织气流铺装机的料仓；在气流铺装机的输送帘的表面铺以网格状的网衬材料层；在负压的作用下，经气流铺装机将前制备的纤维混合料均匀铺装成复合网坯，成型覆于所述的网衬材料之上，制成基础植物纤维基复合植生带。其采用气流无纺织成型工艺，植生带原料分布均匀且交织性好，卷材的抗撕裂性能优于其它工艺生产的植生带卷材。
Description
技术领域
本发明涉及一种植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材的制造方法。
背景技术
绿化环境、防止水土流失及荒漠化是目前国家环境保护的重要方面之一。在我们生活环境中，仍有大量坡地（如河道堤坝、铁路和公路边坡等）和一些工程裸露地面需要进行植被恢复。混凝土护坡、格状框条护坡等工程措施护坡，虽然能有效防止坡面被侵蚀和破坏，防止水土流失，但是这种防护技术造价高，也不利于环境绿化。而通常的植树造林、种草等绿化技术，往往由于坡面因素，绿化初期极易被雨水冲刷侵蚀，效果不是很好。所以选择一种真正可以起到护坡且具有良好生态环境效益的护坡材料制造技术，对于大量坡地植被恢复至关重要。
植生带绿化技术是一种将植物种子按一定密度要求均匀撒播在一定宽度的基质上，进行快速绿化与护坡等特种功能绿化的技术。植生带基体材料原料可以是无纺布、纸质材料、棉纺织材料、天然植物纤维（如农业剩余物、木材纤维或其他植物纤维）、高分子材料纤维及土壤混合物等。基体材料的合成方法不同，植生带材料结构也不同。一种是由上下两层纸或无纺布材料间夹以种子、肥料等，通过胶粘或缝合方法制成，在工厂内提前育苗，再将育好苗的植生带块铺设于相关地段。目前国内广泛采用的就是此种方法。该方法植生带通常只起到快速绿化的作用，植生带植物生长于基质中，一般不在地面土壤中生根。另一种是如我国吉林省纺织行业技术开发中心与吉林省长春高市园林科研所共同开发的再生纤维“植生带”草坪，他们生产出了由废纤维无纺布制备及施肥、播种等工艺组成的废纤维植生带生产技术用于草坪快速绿化。但是该技术产品是废合成纤维丝采用无纺织的工艺制成无纺布，然后再将种子等材料夹于两层无纺布间。由于该植生带材料中，合成纤维丝是普通的聚丙烯等不可降解的高分子材料，当草木生长后，该无纺布将无法在几十年内完全降解。另外，以农作物秸秆为原料，通过简单截断后，铺装成松散的料层，上下面覆以无纺布或网衬材料，然后再缝合在一起的生态植被毯也是一种植生带产品，但是该植被毯由于原料粗大，植被毯易散且抗拉性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种植被恢复用植物纤维基植生带的制造方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材的制造方法，方法步骤如下：
（1）将农林剩余物通过削片、磨浆制成木纤维；
（2）将可降解合成纤维和天然麻纤维中的至少一种纤维送入纤维开松机中进行开松处理；
（3）将步骤（1）和步骤（2）得到的原料按前者（木纤维）与后者（可降解合成纤维和麻纤维中的至少一种）重量百分比为85：15至95：5的比例混合后，由混合纤维开松机混合开松并风送进无纺织天然植物纤维气流铺装机的料仓；
（4）在无纺织天然植物纤维气流铺装机的输送帘的表面铺以网格状的网衬材料层；
（5）在负压的作用下，经无纺织天然植物纤维气流铺装机将步骤（3）制备的纤维混合料均匀铺装成复合网坯，成型覆于步骤（4）所述的网衬材料之上，制成基础植物纤维基复合植生带。
还可以通过施肥装置向基础植生带材料的复合网坯表面均匀播撒种籽、肥料和添加剂中的至少一种，制成成品植物纤维基复合植生带。
还可以进一步将覆好的复合网坯通过针刺机处理为具有抗拉伸强度的植物纤维基复合植生带。
在复合网坯的表面再覆以表层网格材料层。
将制得的植物纤维基复合植生带成卷，即可制成天然植物纤维基复合植生带卷材。
上述的步骤（5）中，通过调节无纺织天然植物纤维气流铺装机的风压、出料口控制阀及输送帘的移动速度可以控制复合网坯的厚度。
本发明的另一目的是提供一种用上述的制造方法制作的植被恢复用植物纤维基植生带，该植生带可以用于边坡植被恢复绿化、河道抗冲蚀保护、水土保持等应用领域。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用上述的方法制备的植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材，其底部铺装网格状的可降解网衬材料层，在该网衬材料层上面通过气流成型铺装一复合网坯层，该复合网坯层为农林剩余物纤维与可降解合成纤维混料层，或为农林剩余物纤维与麻纤维的混料层，或为农林剩余物纤维与可降解合成纤维及麻纤维的混料层。
在复合网坯表面可以再播撒种籽、肥料等添加剂；上表面无覆盖物或在上表面覆以一表层网格材料层。
在所述复合网坯层中，农林剩余物纤维与其余物的重量百分比为85：15至95：5，所述的其余物为可降解合成纤维和麻纤维中的至少一种。
本发明是一种用农林加工剩余物、可降解合成纤维或麻纤维、可降解网衬材料为主要原料通过无纺织工艺制造植被恢复用天然植物纤维基复合植生带卷材的工艺技术。该技术制备的复合植生带卷材，主要以天然植物纤维为原料，卷材平整均匀，抗拉强度好，原料可降解，是一种是真正意义上的完全可降解植生带卷材。
上述的方法及产品中，所述的农林剩余物为木材及木材枝桠材、农作物秸秆、竹藤材及其加工剩余物和灌木天然植物纤维材料。
与现有植生材料相比，本发明具有如下优点：
（1）本发明植生带卷材全部采用完全可降解的生物质材料为原料，不采用无纺布等不可降解的高分子材料；
（2）本发明生产的植生带卷材与现有的采用其它工艺生产的植生带卷材相比，由于其采用气流无纺织成型工艺，原料相对较细，植生带原料分布均匀且交织性好，卷材的抗撕裂性能优于其它工艺生产的植生带卷材；
（3）本发明技术，可以在生产中控制和调节植生带卷材的厚度，可以根据使用要求，制成抗流失专用高强度的植物纤维基植生带；
（4）本发明技术原料适应性广，来源广泛，可以木材加工剩余物、农作物秸秆等为主要原料生产，也可以用各种灌木、藤本植物枝条为原料；
（5）该植物纤维基植生带卷材具有更好的持水性，对于植物生长具有非常好的保水作用。
具体实施方式
本发明植被恢复用植物纤维基植生带的制造方法具体步骤如下：
（1）将木材通过削片、磨浆制成木纤维。通过在磨浆时控制磨盘间隙（不同的热磨机参数不同，控制原则是磨盘间隙越大，制备的木纤维越粗、越长）控制原料形态。较佳的木纤维形态是纤维长度3mm-10mm，长径比大于5，但是没有梗，保证能用于后期木纤维气流铺装成型；
（2）将可降解合成纤维（如聚乳酸纤维等）、或天然麻纤维、或同时有可降解合成纤维和天然麻纤维，放在纤维开松机中进行开松处理；
（3）将步骤（1）和步骤（2）得到的原料按木纤维与其余物（可降解合成纤维和麻纤维中的一种）重量百分比为85：15至95：5的比例混合后，由混合纤维开松机混合开松并风送进气流铺装机料仓；
（4）在复合网坯气流铺装成型前在输送帘的表面铺以网格状的网衬材料；
（5）在负压的作用下，将步骤（3）制备的纤维混合料经无纺织天然植物纤维气流铺装机均匀铺装成网坯，成型于该网衬材料之上，同时通过调节风压、出料口控制阀、输送帘移动速度控制复合网坯的厚度。
至此，可以制成本发明的基础植物纤维基复合植生带。
进一步，在复合网坯成型后，可以通过播种装置和施肥装置向复合网坯表面均匀播撒种籽和肥料等添加剂。
所述的添加剂还可包括保水剂、粘合剂等。
再进一步，播撒添加剂后，在复合网坯的表面可以再覆以表层网格材料层。
更进一步，将复合网坯（亦可是覆好网格材料的）通过针刺机处理（可形成特殊的三维立体结构，使得纤维结构更致密），使复合网坯具有一定的抗拉伸强度，成为成品植物纤维基复合植生带。
为得到利于存放及运输的产品，将上述得到的植物纤维基复合植生带成卷，制成天然植物纤维基复合植生带卷材。
在植物纤维基复合植生带卷材的配方中，根据最终产品性能要求，确定农林剩余物纤维与其它长纤维（如可降解合成纤维、或麻纤维、或可降解合成纤维和麻纤维两种）比。对植生带卷材抗流失与护坡作用要求高的应用场所，其它长纤维（可降解合成纤维或麻纤维）含量应稍高。当然，由于可降解合成纤维和麻纤维原料价格远高于木质材料原料价格，所以在产品生产中，在满足产品性能要求的情况下，要尽量少用可降解合成纤维或麻纤维。
本方法中使用的无纺织天然植物纤维气流铺装机为现市场上所能购到的一种设备，此处不再详细介绍。
通过上述的本发明方法，可以得到一种用上述的方法制备的植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材，其底部铺装网格状的可降解网衬材料层，在该网衬材料层上面通过气流成型铺装一复合网坯层，该复合网坯层为农林剩余物纤维与可降解合成纤维混料层，或为农林剩余物纤维与麻纤维的混料层，或为农林剩余物纤维与可降解合成纤维及麻纤维的混料层。
本发明是一种由天然植物纤维（如木纤维、农业废弃物纤维等）与可降解合成纤维或麻纤维通过非织造工艺直接制备成有一定强度的基体材料，然后将种子、肥料等辅助材料植入而形成的植生带卷材。该种材料特点是：卷材全部采用可降解材料制成，废弃后不对环境造成污染；卷材以大网格材料为表层，不影响苗木正常生长，卷材富网格且薄；该卷材只起固土、固种作用，植物生根于所铺设地面，使土地尽快恢复植被；该植生带卷材抗拉强度高，可以用于坡土土壤抗冲击或抗流失。
本发明技术提供的植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材可以根据不同场合需要，制备不同厚度、不同强度的植生带，分别用于不同坡度、不同抗流失要求的坡地植被恢复应用场合。
以下是本发明的几个具体实施例：
实施例1：
本发明植被恢复用植物纤维基植生带的制造方法步骤如下：
（1）制备木纤维：将木材通过削片、磨浆制成木纤维。通过在磨浆时控制磨盘间隙，制备形态细长，粗大，但是没有梗的木纤维，并干燥；
（2）备出长纤维：将其它长纤维（如可降解合成纤维、或麻纤维、或可降解合成纤维和麻纤维两种）放入纤维开松机中进行开松处理；
（3）物料混合开松：将上述原料按木纤维与其它长纤维重量百分比为85：15的比例混合后，由混合纤维开松机混合开松并风送进气流铺装机料仓；
（4）在复合网坯气流铺装成型前在输送帘的表面铺以网格状的网衬材料；
（5）气流铺装成型：将步骤（3）制备的纤维混合料经无纺织天然植物纤维气流铺装机均匀铺装成复合网坯，成型于步骤（4）所述的网衬材料之上；
（6）在复合网坯成型后，通过播种装置和施肥装置向复合网坯表面均匀播撒种籽和肥料等添加剂；
（7）在播撒添加剂后，在复合网坯的表面再覆以表层网格材料；
（8）将覆好网格材料的复合网坯通过针刺机处理，使复合网坯具有一定的抗拉伸强度，成为植生带材料；
（9）将该植生带材料成卷，制成天然植物纤维基复合植生带卷材。
在上述实施方法中，所用原料可以直接选用木材，更可以是农业剩余物（如棉秆、麦秸、稻草、玉米杆等）、林业剩余物（如树木枝桠材、树皮等）、竹藤材及各种灌木等。
实施例2：
方法步骤同实施例1，不同点在于：步骤（3）根据产品性能要求，将回收木材或农作物秸秆原料与其它长纤维（如可降解合成纤维、或麻纤维、或可降解合成纤维和麻纤维两种混合纤维）按90:10的比例混合，形成复合材料混合料。
实施例3：
方法步骤同实施例1，不同点在于：步骤（3）根据产品性能要求，将回收木材或农作物秸秆原料与其它长纤维（如可降解合成纤维、或麻纤维、或可降解合成纤维和麻纤维两种混合纤维）按95: 5的比例混合，形成复合材料混合料。
实施例4：
方法步骤同实施例1，不同点在于：步骤（7）中，只在网坯成型的下表面铺以网衬材料，上表面不铺设任何网衬材料。
实施例5：
方法步骤同实施例1，不同点在于：步骤（6）中只施加除种籽以外的如肥料或保水剂等添加剂。
实施例6：
方法步骤同实施例1，不同点在于：步骤（8）中，不采用针刺工艺，而采用通过在纤维中施加胶粘剂后，在此步骤中采用热合的方法制成植生带材料。
上述实施例中仅仅举出本发明植被恢复用植物纤维基植生带的制造方法部分的实施例，在上述本发明的技术方案中：所述的其它长纤维无论是一种还是两种，它们应占铺装成的网坯材料总量的5%～15%的重量百分比，此处不再一一列举。故以上的说明所包含的技术方案应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材的制造方法，其特征在于方法步骤如下：
（1）将农林剩余物通过削片、磨浆制成木纤维；
（2）将可降解合成纤维和天然麻纤维中的至少一种纤维送入纤维开松机中进行开松处理；
（3）将步骤（1）和步骤（2）得到的原料按前者与后者重量百分比为85：15至95：5的比例混合后，由混合纤维开松机混合开松并风送进无纺织天然植物纤维气流铺装机的料仓；
（4）在无纺织天然植物纤维气流铺装机的输送帘的表面铺以网格状的网衬材料层；
（5）在负压的作用下，经无纺织天然植物纤维气流铺装机将步骤（3）制备的纤维混合料均匀铺装成复合网坯，成型覆于步骤（4）所述的网衬材料之上，制成基础植物纤维基复合植生带。
2.根据权利要求1所述的植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材的制造方法，其特征在于：通过施肥装置向基础植生带材料的复合网坯表面均匀播撒种籽、肥料和添加剂中的至少一种，制成成品植物纤维基复合植生带。
3.根据权利要求1或2所述的植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材的制造方法，其特征在于：将覆好的复合网坯通过针刺机处理为具有抗拉伸强度的植物纤维基复合植生带。
4.根据权利要求1、2或3所述的植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材的制造方法，其特征在于：在复合网坯的表面再覆以表层网格材料层。
5.根据权利要求1、2 、3或4所述的植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材的制造方法，其特征在于：将制得的植物纤维基复合植生带成卷，制成天然植物纤维基复合植生带卷材。
6.根据权利要求1所述的植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材的制造方法，其特征在于：所述的步骤（5）中，通过调节无纺织天然植物纤维气流铺装机的风压、出料口控制阀及输送帘的移动速度控制复合网坯的厚度。
7.根据权利要求1所述的植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材的制造方法，其特征在于：所述的农林剩余物为木材及木材枝桠材、农作物秸秆、竹藤材及其加工剩余物和灌木天然植物纤维材料。
8.一种用权利要求1所述的方法制备的植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材，其特征在于：其底部铺装网格状的可降解网衬材料层，在该网衬材料层上面通过气流成型铺装一复合网坯层，该复合网坯层为农林剩余物纤维与可降解合成纤维混料层，或为农林剩余物纤维与麻纤维的混料层，或为农林剩余物纤维与可降解合成纤维及麻纤维的混料层。
9.根据权利要求8所述的植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材，其特征在于：在复合网坯表面再播撒肥料、添加剂或种籽；在上表面覆以一表层网格材料层。
10.根据权利要求8所述的植被恢复用植物纤维基复合植生带卷材，其特征在于：所述复合网坯层中，农林剩余物纤维与其余物的重量百分比为85：15至95：5，所述的其余物为可降解合成纤维和麻纤维中的至少一种。
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