CN108385272A - 一种三明治结构的高强度植生护坡土工布及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种三明治结构的高强度植生护坡土工布及其制备方法，土工布包括两层短纤土工布层，以及夹在两层短纤土工布之间的植生层，短纤土工布层和植生层采用针刺工艺固定连接并形成一个整体，构成三明治结构。制备方法包括以下步骤：首先将纤维网预针刺成具有较高强度的短纤土工布，然后采用针刺工艺实现短纤土工布层和植生层之间的固定连接，使上、下两层短纤土工布层及其之间的植生层贯穿成一体，形成三明治结构。本发明采用针刺工艺对土工布层进行预刺，提高了材料的抗拉强度和抗变形能力，使用过程中土工布不容易被刺破或顶破，坚固耐用；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。

Description

一种三明治结构的高强度植生护坡土工布及其制备方法
技术领域
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高强度植生护坡土工布及其制备方法。
背景技术
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。
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的抗拉强度低、耐磨性能较差，在施工中容易被刺破，护坡效果不能持久，限制了该项技术在土石边坡防护方面的应用。
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“201520761913.5”的专利中公开了一种用于无土栽培的可降解非织造布复合植生材料，该材料由椰纤维植生毯、立体异型结构非织造布夹层和聚乳酸非织造布拼接而成。该植生材料虽然可以提供植物生长所需的营养物质，但各层之间仅是简单叠放拼接，没有粘结或固定，复合材料的抗拉强度及耐磨性能较差，只适用于温室中的植物育苗和农业生产，不能用于裸露土石边坡的水土保持和生态修复。
发明内容
本发明提出一种三明治结构的高强度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制差的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种三明治结构的高强度植生护坡土工布，所述的土工布包括两层短纤土工布层，以及夹在两层短纤土工布之间的植生层，短纤土工布层和植生层采用针刺工艺固定连接并形成一个整体，构成三明治结构。
所述短纤土工布层由粘胶纤维经针刺预刺而成。粘胶纤维切断长度为35-75mm，纤度为1.1-6.6dtex。
所述粘胶纤维为粘胶棉型短纤维。粘胶棉型短纤维切断长度为35-40mm，纤度为1.1-2.8dtex。
所述植生层为天然植物纤维。天然植物纤维添加量为300-1200g/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。
所述短纤土工布层厚度为10-20mm，植生层厚度为20-50mm。
所述土工布厚度为40-90mm，克重为800-2000g/m2，其中天然植物纤维含量为35%-80%。
一种三明治结构的高强度植生护坡土工布的制备方法，包括以下步骤：首先将纤维网预针刺成具有较高强度的短纤土工布，然后采用针刺工艺实现短纤土工布层和植生层之间的固定连接，使上、下两层短纤土工布层及其之间的植生层贯穿成一体，形成三明治结构。
所述的一种三明治结构的高强度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，将粘胶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，使之成为具有较高强度的短纤土工布；
步骤三：铺网，由输送带将天然植物纤维传送至短纤土工布上，将植物纤维均匀铺在其上，然后再在植物纤维上面覆盖一层短纤土工布；
步骤四：针刺，采用针刺机对铺网后的复合材料进行反复针刺，使两层短纤土工布层与其之间的天然植物纤维层贯穿连接为一体，成为具有三明治结构的高强度植生护坡土工布。
所述纤维成网工艺中，纤维网的厚度为60-120mm。
所述预针刺工艺中，针刺密度为50-100刺/cm2，针刺深度为2-6mm。
所述铺网工艺中，天然植物纤维铺设厚度为40-100mm。
所述针刺工艺中，针刺密度为100-150刺/cm2，针刺深度为10-15mm。
通过采用前述技术方案，本发明的有益方面为：本发明所提供的高强度植生护坡土工布制备方法，采用针刺工艺对土工布层进行预刺，提高了材料的抗拉强度和抗变形能力，使用过程中土工布不容易被刺破或顶破，坚固耐用；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。本发明所提供的高强度植生护坡土工布，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
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。
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
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。
实施例1
如图1所示，一种三明治结构的高强度植生护坡土工布，所述的土工布包括两层短纤土工布层1，以及夹在两层短纤土工布之间的植生层2，短纤土工布层和植生层采用针刺工艺固定连接并形成一个整体，构成三明治结构。
所述短纤土工布层由粘胶纤维经针刺预刺而成。粘胶纤维切断长度为35-75mm，纤度为1.1-6.6dtex。
所述粘胶纤维为粘胶棉型短纤维。粘胶棉型短纤维切断长度为35-40mm，纤度为1.1-2.8dtex。
所述植生层为天然植物纤维。天然植物纤维添加量为300-1200g/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。
所述短纤土工布层厚度为10mm，植生层厚度为20mm。
所述土工布厚度为40mm，克重为800g/m2，其中天然植物纤维含量为35%。
一种三明治结构的高强度植生护坡土工布的制备方法，包括以下步骤：首先将纤维网预针刺成具有较高强度的短纤土工布，然后采用针刺工艺实现短纤土工布层和植生层之间的固定连接，使上、下两层短纤土工布层及其之间的植生层贯穿成一体，形成三明治结构。
所述的一种三明治结构的高强度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，将粘胶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，使之成为具有较高强度的短纤土工布；
步骤三：铺网，由输送带将天然植物纤维传送至短纤土工布上，将植物纤维均匀铺在其上，然后再在植物纤维上面覆盖一层短纤土工布；
步骤四：针刺，采用针刺机对铺网后的复合材料进行反复针刺，使两层短纤土工布层与其之间的天然植物纤维层贯穿连接为一体，成为具有三明治结构的高强度植生护坡土工布。
所述纤维成网工艺中，纤维网的厚度为60mm。
所述预针刺工艺中，针刺密度为50刺/cm2，针刺深度为2mm。
所述铺网工艺中，天然植物纤维铺设厚度为40mm。
所述针刺工艺中，针刺密度为100刺/cm2，针刺深度为10mm。
本实施案例所制备的高强度植生护坡土工布的性能如表1所示。
表1 高强度植生护坡土工布的性能
从表中可以看出，本发明所提供的植生护坡土工布具有较高的强度，可以满足实际使用要求。
实施例2
一种三明治结构的高强度植生护坡土工布，所述的土工布包括两层短纤土工布层，以及夹在两层短纤土工布之间的植生层，短纤土工布层和植生层采用针刺工艺固定连接并形成一个整体，构成三明治结构。
所述短纤土工布层由粘胶纤维经针刺预刺而成。粘胶纤维切断长度为35-75mm，纤度为1.1-6.6dtex。
所述粘胶纤维为粘胶棉型短纤维。粘胶棉型短纤维切断长度为35-40mm，纤度为1.1-2.8dtex。
所述植生层为天然植物纤维。天然植物纤维添加量为300-1200g/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。
所述短纤土工布层厚度为15mm，植生层厚度为35mm。
所述土工布厚度为65mm，克重为1400g/m2，其中天然植物纤维含量为63%。
一种三明治结构的高强度植生护坡土工布的制备方法，包括以下步骤：首先将纤维网预针刺成具有较高强度的短纤土工布，然后采用针刺工艺实现短纤土工布层和植生层之间的固定连接，使上、下两层短纤土工布层及其之间的植生层贯穿成一体，形成三明治结构。
所述的一种三明治结构的高强度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，将粘胶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，使之成为具有较高强度的短纤土工布；
步骤三：铺网，由输送带将天然植物纤维传送至短纤土工布上，将植物纤维均匀铺在其上，然后再在植物纤维上面覆盖一层短纤土工布；
步骤四：针刺，采用针刺机对铺网后的复合材料进行反复针刺，使两层短纤土工布层与其之间的天然植物纤维层贯穿连接为一体，成为具有三明治结构的高强度植生护坡土工布。
所述纤维成网工艺中，纤维网的厚度为90mm。
所述预针刺工艺中，针刺密度为75刺/cm2，针刺深度为4mm。
所述铺网工艺中，天然植物纤维铺设厚度为70mm。
所述针刺工艺中，针刺密度为125刺/cm2，针刺深度为13mm。
本实施案例所制备的高强度植生护坡土工布的性能如表2所示。
表2 高强度植生护坡土工布的性能
从表中可以看出，本发明所提供的植生护坡土工布具有较高的强度，可以满足实际使用要求。
实施例3
一种三明治结构的高强度植生护坡土工布，所述的土工布包括两层短纤土工布层，以及夹在两层短纤土工布之间的植生层，短纤土工布层和植生层采用针刺工艺固定连接并形成一个整体，构成三明治结构。
所述短纤土工布层由粘胶纤维经针刺预刺而成。粘胶纤维切断长度为35-75mm，纤度为1.1-6.6dtex。
所述粘胶纤维为粘胶棉型短纤维。粘胶棉型短纤维切断长度为35-40mm，纤度为1.1-2.8dtex。
所述植生层为天然植物纤维。天然植物纤维添加量为300-1200g/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。
所述短纤土工布层厚度为20mm，植生层厚度为50mm。
所述土工布厚度为90mm，克重为2000g/m2，其中天然植物纤维含量为80%。
一种三明治结构的高强度植生护坡土工布的制备方法，包括以下步骤：首先将纤维网预针刺成具有较高强度的短纤土工布，然后采用针刺工艺实现短纤土工布层和植生层之间的固定连接，使上、下两层短纤土工布层及其之间的植生层贯穿成一体，形成三明治结构。
所述的一种三明治结构的高强度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，将粘胶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，使之成为具有较高强度的短纤土工布；
步骤三：铺网，由输送带将天然植物纤维传送至短纤土工布上，将植物纤维均匀铺在其上，然后再在植物纤维上面覆盖一层短纤土工布；
步骤四：针刺，采用针刺机对铺网后的复合材料进行反复针刺，使两层短纤土工布层与其之间的天然植物纤维层贯穿连接为一体，成为具有三明治结构的高强度植生护坡土工布。
所述纤维成网工艺中，纤维网的厚度为120mm。
所述预针刺工艺中，针刺密度为100刺/cm2，针刺深度为6mm。
所述铺网工艺中，天然植物纤维铺设厚度为100mm。
所述针刺工艺中，针刺密度为150刺/cm2，针刺深度为15mm。
本实施案例所制备的高强度植生护坡土工布的性能如表3所示。
表3 高强度植生护坡土工布的性能
从表中可以看出，本发明所提供的植生护坡土工布具有较高的强度，可以满足实际使用要求。
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高强度植生护坡土工布，其特征在于：包括两层短纤土工布层，以及夹在两层短纤土工布之间的植生层，短纤土工布层和植生层采用针刺工艺固定连接并形成一个整体。
2.根据权利要求1所述的一种三明治结构的高强度植生护坡土工布，其特征在于：所述短纤土工布层由粘胶纤维经针刺预刺而成。
3.根据权利要求2所述的一种三明治结构的高强度植生护坡土工布，其特征在于：所述粘胶纤维为粘胶棉型短纤维。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种三明治结构的高强度植生护坡土工布，其特征在于：所述植生层为天然植物纤维。
5.一种三明治结构的高强度植生护坡土工布的制备方法，其特征在于包括以下步骤：首先将纤维网预针刺成短纤土工布，然后采用针刺工艺实现短纤土工布层和植生层之间的固定连接，使上、下两层短纤土工布层及其之间的植生层贯穿成一体。
6.根据权利要求5所述的一种三明治结构的高强度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，将粘胶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，使之成为短纤土工布；
步骤三：铺网，由输送带将天然植物纤维传送至短纤土工布上，将植物纤维均匀铺在其上，后再在植物纤维上面覆盖一层短纤土工布；
步骤四：针刺，采用针刺机对铺网后的复合材料进行反复针刺，使两层短纤土工布层与其之间的天然植物纤维层贯穿连接为一体。
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