CN108360536A - 一种三明治结构的抗老化植生护坡土工布及其制备方法 - Google Patents

一种三明治结构的抗老化植生护坡土工布及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种三明治结构的抗老化植生护坡土工布及其制备方法,所述土工布包括上层抗老化非织造布层、植生层和下层抗老化非织造布层,上、下两层抗老化非织造布层和植生层经针刺固定连接并形成一个整体,构成三明治结构。所述土工布制备方法,包括纤维成网、预针刺、涂层、铺网、针刺五个步骤。本发明所提供的抗老化植生护坡土工布,提高了材料的抗紫外线和抗老化性能,延长了土工布的使用寿命,同时还具有较好的肥力和保水能力,有利于营造良好的植物生长环境。

Description

一种三明治结构的抗老化植生护坡土工布及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及生态土工布,属于纺织技术领域,特别是指一种三明治结构的抗老化 植生护坡土工布及其制备方法。
背景技术
[0002] 近年来,随着我国高速公路、高速铁路等基础设施的建设和矿山的大规模开发,在 这些工程建设中形成了大量裸露的土石边坡,造成植被破坏和水土流失,对生态环境产生 了极大的影响。
[0003] 传统的边坡防护技术主要采用水泥和块石等硬体材料进行护坡,虽然可以减少水 土流失,但施工周期长、造价高,且坡面硬化后难以再进行绿化。新兴的植生护坡材料,虽然 缩短了施工周期,降低了绿化难度,但由于植生护坡材料携带的营养物质较少,保水能力较 差,植物往往因为缺少养分或水分不能正常生长,起不到绿化和生态防护的作用。此外,现 有的植生护坡材料抗紫外线和抗老化性能较差,经过风吹日晒雨淋后容易散开,使防护效 果大打折扣,限制了该项技术在土石边坡防护方面的应用。
[0004] 现有技术中,申请号为“201120471494.3”的专利中公开了一种植生护坡材料,该 材料由上层无纺布和下层网格布通过粘结剂粘结而成,其中无纺布的面料成分为涤纶、丙 纶或腈纶,网格布为纺织纤维,粘结剂为聚氨酯类粘合剂、聚氯乙烯类粘合剂或聚丙烯酸酯 类粘合剂。该种护坡材料有利于植物的生长,但因其无法提供植物生长所需的营养物质,只 适用于沙地等的生态护坡,若用于土石边坡,还需在植生护坡材料上面铺设草皮。再如,申 请号为“201020632216.7”的专利中公开了一种环保椰纤维植被毯,该材料呈立体网状结 构,采用椰纤维材料制成。该植被毯降解性好,环保性强,能有效防止风、水、盐碱等不利因 素对土壤的侵蚀,对土壤的改良效果明显。但该材料抗老化性能较差,经风吹日晒雨淋后容 易松散,只适用于贫瘠化、盐碱化、干燥化土壤的改良,对裸露边坡的水土保持和生态防护 效果较差。
发明内容
[0005] 本发明提出一种三明治结构的抗老化植生护坡土工布及其制备方法,解决了现有 护坡材料应用局限性的问题。
[0006] 本发明的技术方案是这样实现的: 一种三明治结构的抗老化植生护坡土工布,所述土工布包括上层抗老化非织造布层、 植生层和下层抗老化非织造布层,上、下两层抗老化非织造布层和植生层经针刺固定连接 并形成一个整体。
[0007] 所述上层抗老化非织造布层包括基布层、抗老化涂层和防紫外线涂层,基布层上、 下两侧均涂覆有抗老化涂层,基布层上侧还涂覆有防紫外线涂层,防紫外线涂层位于抗老 化涂层上侧。
[0008] 所述下层抗老化非织造布层包括基布层和抗老化涂层,基布层上、下两侧均涂覆 有抗老化涂层。
[0009] 所述基布层为粘胶纤维非织造布。
[0010] 所述抗老化涂层为聚氨酯涂层。聚氨酯抗老化涂层的厚度为0.5-1.5mm。
[0011] 所述防紫外线涂层为纳米二氧化钛涂层。纳米二氧化钛防紫外线涂层的厚度为 0.2-1.Omm0
[0012] 所述植生层为天然植物纤维。天然植物纤维添加量为300-1000g/m2。植生层一方 面可以为植物生长提供必要的营养,另一方面具有优越的保水作用,可以营造有利于植物 生长的环境。
[0013] 所述上、下两层抗老化非织造布层厚度为5-1〇1111]1,植生层厚度为2〇-4〇1111]1。
[0014] 所述土工布厚度为30-60mm,克重为600-1800g/m2,其中天然植物纤维含量为40%-85%〇
[0015] 一种三明治结构的抗老化植生护坡土工布的制备方法,包括如下步骤:首先采用 针刺工艺将纤维网加工成非织造布,然后在非织造布上涂覆抗老化涂层和防紫外线涂层, 使之成为抗老化非织造布,最后采用针刺工艺实现抗老化非织造布层和植生层之间的固定 连接,使上、下两层抗老化非织造布层及其之间的植生层贯穿成一体。
[0016] 包括以下步骤: 步骤一:纤维成网,将纤维原料送入开松机内开松,使大的纤维束或纤维块、团等松解 成小束,再经梳理机梳理成由均匀伸展的单纤维组成的薄纤网,然后通过铺网设备将梳理 后的薄纤网铺叠成匀质纤维网; 步骤二:预针刺,采用针刺机对铺叠后的匀质纤维网进行预针刺,使之成为非织造布; 步骤三:涂层,将预刺后的非织造布上、下两侧分别涂覆抗老化涂层,作为下层抗老化 非织造布;将预刺后的非织造布上、下两侧分别涂覆抗老化涂层,然后再在上侧涂覆防紫外 线涂层,即为上层抗老化非织造布; 步骤四:铺网,由输送带将天然植物纤维传送至下层抗老化非织造布上,将植物纤维均 匀铺在其上,然后再将上层抗老化非织造布覆盖在植物纤维上面; 步骤五:针刺,采用针刺机对铺网后的复合材料进行反复针刺,使两层抗老化非织造布 与其之间的天然植物纤维层贯穿连接为一体。
[0017] 所述纤维成网工艺中,铺叠后的匀质纤维网厚度为40-80mm。
[0018] 所述预针刺工艺中,针刺密度为50-80刺/cm2,针刺深度为3-6mm。
[0019] 所述涂层工艺中,抗老化涂层厚度为0.5-1.5mm,防紫外线涂层的厚度0.2-1.0mm。
[0020] 所述铺网工艺中,天然植物纤维铺设厚度为50-100mm。
[0021] 所述针刺工艺中,针刺密度为80-120刺/cm2,针刺深度为10-15mm。
[0022] 通过采用前述技术方案,本发明的有益方面为:本发明所提供的抗老化植生护坡 土工布制备方法,将防紫外线层和抗老化层合理设置在基布层两侧,构成具有抗老化功能 的非织造布层,提高了材料的抗紫外线和抗老化性能,延长了土工布的使用寿命;同时,本 发明中的植生层具有较高的肥力和保水能力,给植物的生长提供了良好的环境。本发明所 提供的抗老化植生护坡土工布,可实现机械化生产,且铺设施工方便快捷,可广泛应用于矿 山修复、铁路及高速公路的边坡绿化以及城市园林绿化和屋顶绿化。
附图说明
[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0024] 图1为本发明结构示意图。
[0025] 图2为本发明上层抗老化非织造布层结构示意图。
[0026] 图3为本发明下层抗老化非织造布层结构示意图。
具体实施方式
[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0028] 实施例1 如图1-图3所示,一种三明治结构的抗老化植生护坡土工布,所述土工布包括上层抗老 化非织造布层1、植生层2和下层抗老化非织造布层3,上、下两层抗老化非织造布层和植生 层经针刺固定连接并形成一个整体。
[0029] 所述上层抗老化非织造布层包括基布层4、抗老化涂层5和防紫外线涂层6,基布层 上、下两侧均涂覆有抗老化涂层,基布层上侧还涂覆有防紫外线涂层,防紫外线涂层位于抗 老化涂层上侧。
[0030] 所述下层抗老化非织造布层包括基布层和抗老化涂层,基布层上、下两侧均涂覆 有抗老化涂层。
[0031] 所述基布层为粘胶纤维非织造布。
[0032] 所述抗老化涂层为聚氨酯涂层。聚氨酯抗老化涂层的厚度为0.5mm。
[0033] 所述防紫外线涂层为纳米二氧化钛涂层。纳米二氧化钛防紫外线涂层的厚度为 0.2mm〇
[0034] 所述植生层为天然植物纤维。天然植物纤维添加量为300-1000g/m2。植生层一方 面可以为植物生长提供必要的营养,另一方面具有优越的保水作用,可以营造有利于植物 生长的环境。
[0035] 所述上、下两层抗老化非织造布层厚度为5_,植生层厚度为20_。
[0036] 所述土工布厚度为30mm,克重为600g/m2,其中天然植物纤维含量为40%。
[0037] 一种三明治结构的抗老化植生护坡土工布的制备方法,包括如下步骤:首先采用 针刺工艺将纤维网加工成非织造布,然后在非织造布上涂覆抗老化涂层和防紫外线涂层, 使之成为抗老化非织造布,最后采用针刺工艺实现抗老化非织造布层和植生层之间的固定 连接,使上、下两层抗老化非织造布层及其之间的植生层贯穿成一体。
[0038] 所述三明治结构的抗老化植生护坡土工布的制备方法,包括以下步骤: 步骤一:纤维成网,将纤维原料送入开松机内开松,使大的纤维束或纤维块、团等松解 成小束,再经梳理机梳理成由均匀伸展的单纤维组成的薄纤网,然后通过铺网设备将梳理 后的薄纤网铺叠成匀质纤维网; 步骤二:预针刺,采用针刺机对铺叠后的匀质纤维网进行预针刺,使之成为非织造布; 步骤三:涂层,将预刺后的非织造布上、下两侧分别涂覆抗老化涂层,作为下层抗老化 非织造布;将预刺后的非织造布上、下两侧分别涂覆抗老化涂层,然后再在上侧涂覆防紫外 线涂层,即为上层抗老化非织造布; 步骤四:铺网,由输送带将天然植物纤维传送至下层抗老化非织造布上,将植物纤维均 匀铺在其上,然后再将上层抗老化非织造布覆盖在植物纤维上面; 步骤五:针刺,采用针刺机对铺网后的复合材料进行反复针刺,使两层抗老化非织造布 与其之间的天然植物纤维层贯穿连接为一体。
[0039] 所述纤维成网工艺中,铺叠后的匀质纤维网厚度为40mm。
[0040] 所述预针刺工艺中,针刺密度为50刺/cm2,针刺深度为3mm。
[0041] 所述涂层工艺中,抗老化涂层厚度为0.5mm,防紫外线涂层的厚度0.2mm。
[0042] 所述铺网工艺中,天然植物纤维铺设厚度为50_。
[0043] 所述针刺工艺中,针刺密度为80刺/cm2,针刺深度为10mm。
[0044] 采用人工加速光氧老化试验方法对本实施案例所制备的抗老化植生护坡土工布 进行加速老化,光源采用开放式碳弧灯,加速倍数为5倍。本实施案例所制备的抗老化植生 护坡土工布的性能如表1所示。
[0045] 表1抗老化植生护坡土工布的性能
Figure CN108360536AD00061
从表中可以看出,本发明所制备的抗老化植生护坡土工布具有较好的抗老化性能,可 以满足实际使用要求。
[0046] 实施例2 一种三明治结构的抗老化植生护坡土工布,所述土工布包括上层抗老化非织造布层、 植生层和下层抗老化非织造布层,上、下两层抗老化非织造布层和植生层经针刺固定连接 并形成一个整体。
[0047] 所述上层抗老化非织造布层包括基布层、抗老化涂层和防紫外线涂层,基布层上、 下两侧均涂覆有抗老化涂层,基布层上侧还涂覆有防紫外线涂层,防紫外线涂层位于抗老 化涂层上侧。
[0048] 所述下层抗老化非织造布层包括基布层和抗老化涂层,基布层上、下两侧均涂覆 有抗老化涂层。
[0049] 所述基布层为粘胶纤维非织造布。
[0050] 所述抗老化涂层为聚氨酯涂层。聚氨酯抗老化涂层的厚度为1mm。
[0051] 所述防紫外线涂层为纳米二氧化钛涂层。纳米二氧化钛防紫外线涂层的厚度为 0.6mm〇
[0052] 所述植生层为天然植物纤维。天然植物纤维添加量为300-1000g/m2。植生层一方 面可以为植物生长提供必要的营养,另一方面具有优越的保水作用,可以营造有利于植物 生长的环境。
[0053] 所述上、下两层抗老化非织造布层厚度为8mm,植生层厚度为30mm。
[0054] 所述土工布厚度为46_,克重为1200g/m2,其中天然植物纤维含量为63%。
[0055] 一种三明治结构的抗老化植生护坡土工布的制备方法,包括如下步骤:首先采用 针刺工艺将纤维网加工成非织造布,然后在非织造布上涂覆抗老化涂层和防紫外线涂层, 使之成为抗老化非织造布,最后采用针刺工艺实现抗老化非织造布层和植生层之间的固定 连接,使上、下两层抗老化非织造布层及其之间的植生层贯穿成一体。
[0056] 所述三明治结构的抗老化植生护坡土工布的制备方法,包括以下步骤: 步骤一:纤维成网,将纤维原料送入开松机内开松,使大的纤维束或纤维块、团等松解 成小束,再经梳理机梳理成由均匀伸展的单纤维组成的薄纤网,然后通过铺网设备将梳理 后的薄纤网铺叠成匀质纤维网; 步骤二:预针刺,采用针刺机对铺叠后的匀质纤维网进行预针刺,使之成为非织造布; 步骤三:涂层,将预刺后的非织造布上、下两侧分别涂覆抗老化涂层,作为下层抗老化 非织造布;将预刺后的非织造布上、下两侧分别涂覆抗老化涂层,然后再在上侧涂覆防紫外 线涂层,即为上层抗老化非织造布; 步骤四:铺网,由输送带将天然植物纤维传送至下层抗老化非织造布上,将植物纤维均 匀铺在其上,然后再将上层抗老化非织造布覆盖在植物纤维上面; 步骤五:针刺,采用针刺机对铺网后的复合材料进行反复针刺,使两层抗老化非织造布 与其之间的天然植物纤维层贯穿连接为一体。
[0057] 所述纤维成网工艺中,铺叠后的匀质纤维网厚度为120_。
[0058] 所述预针刺工艺中,针刺密度为65刺/cm2,针刺深度为5mm。
[0059] 所述涂层工艺中,抗老化涂层厚度为1mm,防紫外线涂层的厚度0.6mm。
[0060] 所述铺网工艺中,天然植物纤维铺设厚度为75_。
[0061] 所述针刺工艺中,针刺密度为100刺/cm2,针刺深度为13_。
[0062]采用人工加速光氧老化试验方法对本实施案例所制备的抗老化植生护坡土工布 进行加速老化,光源采用开放式碳弧灯,加速倍数为5倍。本实施案例所制备的抗老化植生 护坡土工布的性能如表2所示。
[0063] 表2抗老化植生护坡土工布的性能
Figure CN108360536AD00071
从表中可以看出,本发明所制备的抗老化植生护坡土工布具有较好的抗老化性能,可 以满足实际使用要求。
[0064] 实施例3 一种三明治结构的抗老化植生护坡土工布,所述土工布包括上层抗老化非织造布层、 植生层和下层抗老化非织造布层,上、下两层抗老化非织造布层和植生层经针刺固定连接 并形成一个整体。
[0065] 所述上层抗老化非织造布层包括基布层、抗老化涂层和防紫外线涂层,基布层上、 下两侧均涂覆有抗老化涂层,基布层上侧还涂覆有防紫外线涂层,防紫外线涂层位于抗老 化涂层上侧。
[0066] 所述下层抗老化非织造布层包括基布层和抗老化涂层,基布层上、下两侧均涂覆 有抗老化涂层。
[0067] 所述基布层为粘胶纤维非织造布。
[0068] 所述抗老化涂层为聚氨酯涂层。聚氨酯抗老化涂层的厚度为1.5mm。
[0069] 所述防紫外线涂层为纳米二氧化钛涂层。纳米二氧化钛防紫外线涂层的厚度为 1.0mm〇
[0070] 所述植生层为天然植物纤维。天然植物纤维添加量为300-1000g/m2。植生层一方 面可以为植物生长提供必要的营养,另一方面具有优越的保水作用,可以营造有利于植物 生长的环境。
[0071] 所述上、下两层抗老化非织造布层厚度为10_,植生层厚度为40_。
[0072] 所述土工布厚度为60mm,克重为1800g/m2,其中天然植物纤维含量为85%。
[0073] 一种三明治结构的抗老化植生护坡土工布的制备方法,包括如下步骤:首先采用 针刺工艺将纤维网加工成非织造布,然后在非织造布上涂覆抗老化涂层和防紫外线涂层, 使之成为抗老化非织造布,最后采用针刺工艺实现抗老化非织造布层和植生层之间的固定 连接,使上、下两层抗老化非织造布层及其之间的植生层贯穿成一体。
[0074] 所述三明治结构的抗老化植生护坡土工布的制备方法,包括以下步骤: 步骤一:纤维成网,将纤维原料送入开松机内开松,使大的纤维束或纤维块、团等松解 成小束,再经梳理机梳理成由均匀伸展的单纤维组成的薄纤网,然后通过铺网设备将梳理 后的薄纤网铺叠成匀质纤维网; 步骤二:预针刺,采用针刺机对铺叠后的匀质纤维网进行预针刺,使之成为非织造布; 步骤三:涂层,将预刺后的非织造布上、下两侧分别涂覆抗老化涂层,作为下层抗老化 非织造布;将预刺后的非织造布上、下两侧分别涂覆抗老化涂层,然后再在上侧涂覆防紫外 线涂层,即为上层抗老化非织造布; 步骤四:铺网,由输送带将天然植物纤维传送至下层抗老化非织造布上,将植物纤维均 匀铺在其上,然后再将上层抗老化非织造布覆盖在植物纤维上面; 步骤五:针刺,采用针刺机对铺网后的复合材料进行反复针刺,使两层抗老化非织造布 与其之间的天然植物纤维层贯穿连接为一体。
[0075] 所述纤维成网工艺中,铺叠后的匀质纤维网厚度为80mm。
[0076] 所述预针刺工艺中,针刺密度为80刺/cm2,针刺深度为6mm。
[0077] 所述涂层工艺中,抗老化涂层厚度为1.5mm,防紫外线涂层的厚度1.0mm。
[0078] 所述铺网工艺中,天然植物纤维铺设厚度为100mm。
[0079] 所述针刺工艺中,针刺密度为120刺/cm2,针刺深度为15mm。
[0080] 采用人工加速光氧老化试验方法对本实施案例所制备的抗老化植生护坡土工布 进行加速老化,光源采用开放式碳弧灯,加速倍数为5倍。本实施案例所制备的抗老化植生 护坡土工布的性能如表3所示。
[0081] 表3抗老化植生护坡土工布的性能
Figure CN108360536AD00091
从表中可以看出,本发明所制备的抗老化植生护坡土工布具有较好的抗老化性能,可 以满足实际使用要求。
[0082] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精 神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1. 一种三明治结构的抗老化植生护坡土工布,其特征在于:包括上层抗老化非织造布 层、植生层和下层抗老化非织造布层,上、下两层抗老化非织造布层和植生层经针刺固定连 接并形成一个整体。
2. 根据权利要求1所述的三明治结构的抗老化植生护坡土工布,其特征在于:所述上层 抗老化非织造布层包括基布层、抗老化涂层和防紫外线涂层,基布层上、下两侧均涂覆有抗 老化涂层,基布层上侧还涂覆有防紫外线涂层,防紫外线涂层位于抗老化涂层上侧;所述下 层抗老化非织造布层包括基布层和抗老化涂层,基布层上、下两侧均涂覆有抗老化涂层。
3. 根据权利要求1所述的三明治结构的抗老化植生护坡土工布,其特征在于:所述基布 层为粘胶纤维非织造布,抗老化涂层为聚氨酯涂层,防紫外线涂层为纳米二氧化钛涂层。
4. 根据权利要求2或3所述的三明治结构的抗老化植生护坡土工布,其特征在于:所述 植生层为天然植物纤维。
5. —种三明治结构的抗老化植生护坡土工布的制备方法,其特征在于包括如下步骤: 首先采用针刺工艺将纤维网加工成非织造布,然后在非织造布上涂覆抗老化涂层和防紫外 线涂层,使之成为抗老化非织造布,最后采用针刺工艺实现抗老化非织造布层和植生层之 间的固定连接,使上、下两层抗老化非织造布层及其之间的植生层贯穿成一体。
6. 根据权利要求5所述的三明治结构的抗老化植生护坡土工布的制备方法,其特征在 于包括以下步骤: 步骤一:纤维成网,将纤维原料送入开松机内开松,使大的纤维束或纤维块、团等松解 成小束,再经梳理机梳理成由均匀伸展的单纤维组成的薄纤网,然后通过铺网设备将梳理 后的薄纤网铺叠成匀质纤维网; 步骤二:预针刺,采用针刺机对铺叠后的匀质纤维网进行预针刺,使之成为非织造布; 步骤三:涂层,将预刺后的非织造布上、下两侧分别涂覆抗老化涂层,作为下层抗老化 非织造布;将预刺后的非织造布上、下两侧分别涂覆抗老化涂层,然后再在上侧涂覆防紫外 线涂层,即为上层抗老化非织造布; 步骤四:铺网,由输送带将天然植物纤维传送至下层抗老化非织造布上,将植物纤维均 匀铺在其上,然后再将上层抗老化非织造布覆盖在植物纤维上面; 步骤五:针刺,采用针刺机对铺网后的复合材料进行反复针刺,使两层抗老化非织造布 与其之间的天然植物纤维层贯穿连接为一体。
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