CN105568549A - 一种增大针刺非织造土工布有效孔径的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纺织领域，尤其是一种增大针刺非织造土工布有效孔径的方法。其特征在于：在原有针刺非织造土工布的生产工艺基础上，向原料里添加一定比例的三维卷曲短纤，增加了土工布的厚度的同时也增大了土工布的有效孔径，提升了排水过程中的防淤堵能力，从而使土工布的排水能力显著提高，到达预期效果，更有利于水利工程建设顺利进行。

Description

一种增大针刺非织造土工布有效孔径的方法

技术领域

本发明涉及纺织领域，尤其是一种增大针刺非织造土工布有效孔径的方法。

背景技术

进入90年代后，随着我国改革开放的步伐加快，基础设施建设的力度加大，在工程建设上不断加大了对土工布，尤其是非织造土工布的应用，与织造土工布相比，非织造土工布的强度相对较低，但生产效率较高，且价格较便宜，性能良好，特别是易加工成宽幅制品，并且通过处理可制成各种土工合成材料，因此发展迅猛。其最主要的用途包括水利工程、江河湖海治理、公路和铁路建设、水渠与垃圾填埋场防渗等工程。

针刺非织造布被应用于路基加固始于1960年，目前，该类产品是应用最广泛的非织造土工布之一。纤维经过开松混合、梳理（或气流）成网、铺网、牵伸及针刺固结后形成成品，针刺形成的缠结强度足以满足铺放时的抗张应力，不会造成撕裂和顶破。其特点是厚度大、密度高、结构蓬松，吸水和透水性能好，抗形变能力强，其渗透系数与沙粒滤料相当，但铺起来更方便，价格较实惠，因此用作反滤材料尤为合适。反滤是使流体通过的同时，保持住受液体作用的土壤和其他颗粒。在水利工程中，为了防止流土、管涌破坏，常需设置由砂石料所组成的反滤层，而土工布完全可以取代这种常规的砂石料反滤层，起到防止土壤颗粒被渗水冲失的反滤作用。把针刺土工布置于土体表面或相邻土层之间，可以有效的阻止土颗粒通过，从而防止由于土颗粒的过量而造成土体的破坏，同时允许土中的水或者气体穿过织物自由排出，以免由于空隙水压力的升高而造成土体的失稳等不利后果。把土工布置于挟有泥沙的流水之中，可以起到截留泥沙的作用。由于非织造土工布具有反滤和排水的特点，土工布的水力学指标在实际工程中起重要作用，因此在水力学性能方面要特别予以重视，同时满足保土性、透水性和防堵性。这就要求土工布的孔径不能太大，防止被保护土流失；也不能太小，影响渗透水通畅排出或者被细土粒淤堵。普通短纤针刺非织造土工布有效孔径较小，一般在0.2mm以下，而且会随着克重的增加急剧变小。

人们对羊毛纤维卷曲特性的认识为三维卷曲纤维的开发利用奠定了基础。如今的三维卷曲纤维是利用聚合物熔体挤出时产生湍流、内应力不均的原理达到卷曲的效果。这种由聚合物内部结构产生的永久性卷曲在受力拉伸后仍能恢复，使其具有优异的回弹性和蓬松性。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、操作方便、成本较低，使土工布的排水能力和防淤堵能力大幅提高的增大针刺非织造土工布有效孔径的方法。

本发明解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种增大针刺非织造土工布有效孔径的方法，其特征在于：在由二维卷曲短纤组成的原料中加入一定比例的三维卷曲短纤。

所述三维卷曲短纤为三维立体卷曲数是6～18个/25mm，纤维细度是3～8旦的三维卷曲涤纶短纤；

所述一定比例根据实际需求确定，范围是5%～50%。

本发明在原有针刺非织造土工布的生产工艺基础上，向原料里添加一定比例的三维卷曲短纤，由于其优异的回弹性和蓬松性，增加了土工布的厚度，使得横向排水截面积变大；同时也增大了土工布的有效孔径，提升了排水过程中的防淤堵能力，从而使土工布的排水能力显著提高，达到预期效果，更有利于水利工程建设顺利进行。

附图说明

图1是本发明一种增大针刺非织造土工布有效孔径的方法土工布孔径分布曲线图。

具体实施方式

选择二维卷曲涤纶短纤作为原料，三维立体卷曲数为6～18个/25mm，纤维细度为3～8旦的三维卷曲涤纶短纤作为试验对象。

一、工艺过程

混入不同比例三维卷曲涤纶短纤的原料经过开松混合、梳理（或气流）成网、铺网、牵伸及针刺固结后形成针刺非织造土工布成品。

二、实验内容与步骤(国标干筛法)

1、裁取试样5×n块，n为选取颗粒的组数。正式测试时应将标准颗粒和试样按规定调湿。

2、将同组每块试样平整、无褶皱地放入能支撑试样而不致下凹的支撑网筛上。

3、选用较细粒径的标准颗粒材料称取50g，然后均匀地撒在试样的表面上。

4、将筛框、试样和接收盘夹紧在振筛机上。开动机器，摇筛试样10min。

5、关机后，称量通过试样的标准颗粒材料的质量，并记录，然后更换新一组的试样。

6、用下一组较粗标准的颗粒材料重复2—5规定的程序直至取得不少于三组连续分级标准颗粒材料的过筛率，并有一组的过筛率低于5%。

三、计算与绘图

1、按下列计算公式计算过筛率，并修约到小数点后两位：

m₁

B﹦————×100

m

式中：

B——某组标准颗粒材料通过试样的过筛率，%；

m₁——5块试样同组粒径过筛量的平均值，单位为克（g）；

m——每次试验用的标准颗粒材料量，单位为克（g）。

2、以每组标准颗粒材料粒径的下限值作为横坐标（对数坐标），相应的平均过筛率作为纵坐标，描点绘制过筛率与孔径的分布曲线，找出曲线纵坐标10%所对应的横坐标值即为O₉₀，找出曲线上纵坐标5%所对应的横坐标值即为O₉₅。读取两位有效数字。

下列附录A为土工布孔径分布曲线的绘制示例。

试验结果载于表1。

表1

综上可知，在生产针刺非织造土工布的二维卷曲涤纶短纤中按实际产品要求添加一定比例的三维卷曲涤纶短纤，可以显著增大土工布的有效孔径。由于是利用纤维的三维卷曲结构来实现有效孔径的增大效果，可以得出：为了增大针刺非织造土工布的有效孔径，提高产品的排水、反滤能力，按产品具体要求，可以在针刺非织造土工布的生产原料中加入一定比例的三维卷曲短纤（包括中空和实心结构），以实现预期效果。

Claims (4)

1.一种增大针刺非织造土工布有效孔径的方法，其特征在于：在二维卷曲短纤原料中加入一定比例的三维卷曲短纤。

2.根据权利要求1所述的一种增大针刺非织造土工布有效孔径的方法，其特征在于：所述三维卷曲短纤为三维立体卷曲数是6～18个/25mm，纤维细度是3～8旦的三维卷曲涤纶短纤。

3.根据权利要求2所述的一种增大针刺非织造土工布有效孔径的方法，其特征在于：所述一定比例根据实际需求确定，范围是5%～50%。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种增大针刺非织造土工布有效孔径的方法，其特征在于：所述二维卷曲短纤为二维卷曲涤纶短纤。