CN108950859B - 一种黑色除草无纺布及其生产工艺 - Google Patents

一种黑色除草无纺布及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及农业领域，尤其涉及一种黑色除草无纺布及其生产工艺，包括吸料、熔融挤出、拉伸、铺网复合、热轧复合、冷却定型、收卷分切工艺，本发明工艺简单，生产效率高，所加工出的黑色除草无纺布透气性能好，可自然降解，除草效果佳，成本低。

Description

一种黑色除草无纺布及其生产工艺
技术领域
本发明涉及农业领域，尤其涉及一种黑色除草无纺布及其生产工艺。
背景技术
随着科技的发展，农业逐渐兴起，很多农民以种植为职业，通过种植各种植物、蔬菜等来增加收入，众所周知，田地间会生长很多杂草，杂草极易吸收土壤中的养分、水分，并且跟目标植物争夺光照和地面空间，对目标植物的生长造成极大危害，而杂草灌木本身具有的顽强生命力及其对不良气候条件的较强适应能力，需要人工锄草或者喷洒除草剂每年2 ～ 4 次，造成人工成本居高不下并且会造成水土流失，同时，除草剂对土壤、空气造成严重污染。为了提高工作效率，提高农作物的产出，很多农民会使用黑色PE 地膜或者透明膜加除草剂覆盖进行除草，但是地膜不但透气性差，不可降解，除草效果不好，而且影响农作物生长，透明膜加除草剂成本较高，效果往往达不到理想值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术点不足，避免除草地膜成本高、污染环境、除草效果差，而提供了一种黑色除草无纺布及其生产工艺，本发明工艺简单，生产效率高，所加工出的黑色除草无纺布透气性能好，可自然降解，除草效果佳，成本低。
本发明的目的是通过如下措施来实现的：一种黑色除草无纺布的生产工艺，包括如下步骤：
（1）吸料，将原料聚丙烯、抗氧化剂、防紫外线剂、黑色母送入吸料机内，将聚丙烯、抗氧化剂、防紫外线剂、黑色母按照重量1：0.02：0.015：0.02的比例进行吸料，吸料后在料斗内以45r/min的速度搅拌均匀，搅拌20分钟，得A料；
（2）熔融、挤出，将步骤（1）中的A料送入卧式螺杆挤压机进行熔融，熔融温度为160-220℃，熔融20-25min后送入熔体过滤器，通过计量泵并由喷丝板挤出，得B纤维丝；
（3）拉伸，步骤（2）所得的B纤维丝经压力作用挤出，再受重力自然向下拉伸，进入冷却吹风装置，冷却至50-60℃，再由气体引射器产生高压强气流进行对B纤维丝进行牵引拉丝，牵引风温度在50℃以下，风速为B纤维丝流动速度的2-4倍，得C拉伸丝；
（4）铺网复合，将步骤（3）所得C拉伸丝分别送入第一铺网机、第二铺网机，且第一铺网机与第二铺网机为并列同时铺网，第一铺网机与第二铺网机中间设置有计量喷粉装置，计量喷粉装置只向第一铺网机网面上喷洒除草粉，得D1网、D2网；
（5）热轧复合，将步骤（4）所得D1网、D2网送入热轧机复合，D1网网上附有除草粉的一面朝向中间，D1网、D2网先经过热轧机的小压辊进行控温预定型，温度为150-170℃，再流送至热轧机的上轧辊和下光辊之间挤压成布，且上轧辊和下光辊内有加热器，温度为110-120℃，得E复合布；
（6）冷却定型，将步骤（5）所得E复合布经过导热辊进行冷却，导热辊外接内部填充有循环水，循环水由室外的冷却塔循环供水，将E复合布冷却至25-35℃，得F冷却布；
（7）收卷分切、包装，将步骤（6）所得F冷却布送入卷辊机，进行卷辊后，送入缠绕膜机器自动包装，即得成品。
优选的，上述的一种黑色除草无纺布的生产工艺，包括如下步骤：
（1）吸料，将原料聚丙烯、抗氧化剂、防紫外线剂、黑色母送入吸料机内，将聚丙烯、抗氧化剂、防紫外线剂、黑色母按照重量1：0.02：0.015：0.02的比例进行吸料，吸料后在料斗内以45r/min的速度搅拌均匀，搅拌20分钟，得A料；
（2）熔融、挤出，将步骤（1）中的A料送入卧式螺杆挤压机进行熔融，熔融温度为190℃，熔融23min后送入熔体过滤器，通过计量泵并由喷丝板挤出，得B纤维丝；
（3）拉伸，步骤（2）所得的B纤维丝经压力作用挤出，再受重力自然向下拉伸，进入冷却吹风装置，冷却至55℃，再由气体引射器产生高压强气流进行对B纤维丝进行牵引拉丝，牵引风温度在50℃以下，风速为B纤维丝流动速度的3倍，得C拉伸丝；
（4）铺网复合，将步骤（3）所得C拉伸丝分别送入第一铺网机、第二铺网机，且第一铺网机与第二铺网机为并列同时铺网，第一铺网机与第二铺网机中间设置有计量喷粉装置，计量喷粉装置只向第一铺网机网面上喷洒除草粉，得D1网、D2网；
（5）热轧复合，将步骤（4）所得D1网、D2网送入热轧机复合，D1网网上附有除草粉的一面朝向中间，D1网、D2网先经过热轧机的小压辊进行控温预定型，温度为160℃，再流送至热轧机的上轧辊和下光辊之间挤压成布，且上轧辊和下光辊内有加热器，温度为115℃，得E复合布；
（6）冷却定型，将步骤（5）所得E复合布经过导热辊进行冷却，导热辊外接内部填充有循环水，循环水由室外的冷却塔循环供水，将E复合布冷却至30℃，得F冷却布；
（7）收卷分切、包装，将步骤（6）所得F冷却布送入卷辊机，进行卷辊后，送入缠绕膜机器自动包装，即得成品。
优选的，所述抗氧化剂为抗氧剂KY-405。
优选的，所述防紫外线剂为紫外线吸收剂PR020-1。
上述的一种黑色除草无纺布，无纺布包括上层布、下层布，上层布与下层布之间轧合有除草粉。
步骤（2）的A料在螺杆和机筒的间隙中被推进，进过加料段也称加料区，压缩段也称塑化区、熔融区，20-25min的熔融过程后，原料成为匀质、恒定的温度和稳定的压力的高聚物熔体，卧式螺杆挤压机采用铸铝电加热器分区加热，这种加热器使用寿命长，防潮防氧化，加热均匀性好，分区加热的过程能使原料充分塑化，聚合性好，熔体收到螺杆挤压后在螺杆和过滤箱体内产生高压，经压力作用喷出丝，再受重力作用自然向下拉伸。
步骤（3）风速为B纤维丝流动速度的2-4倍，例如B纤维丝速度为2000m/min,那么风速应达到4000m/min-8000 m/min， 经过多次试验证明，基于纤维丝本身的物理性质，风速为纤维丝流动速度的2-4倍，更有利于纤维丝的拉伸效果。
步骤（4）采用的第一铺网机和第二铺网机为同一设备，同台设备上双模头同时作用生产，此种不仅工作效率高，更有利于向一个网上喷洒除草粉，后期两张网复合效果更好，大大提高生产效益。
步骤（5）中的D1网、D2网先经过热轧机的小压辊进行控温预定型，此预定型后形成蓬松的棉状层，易于直接被送入轧机，工作效率更高。
本发明的有益效果是：本发明中所采用的原料包括聚丙烯，聚丙烯的化学结构不牢固，分子链很容易就可断裂，从而利用聚丙烯所生产的的无纺布可以有效地降解，并且在无毒的形态中进入下一步环境循环，聚丙烯无纺布产品在室外30-40℃，90天内就可以彻底分解，同时本发明采用双层网同时制造，且双层网复合后，中间所夹杂有除草粉，可以更好的保存除草粉的药性，该产品铺设于田地间，除草效果更好，传统的除草粉洒于无纺布表面容易生产氧化、变质，从而除草效果不好，并且本发明中的通过合理优化的步骤所生产的无纺布透气性能更好，抗氧化性能好，且加工工艺简单，工作效率高。
附图说明
图1为本发明中生产工艺流程图。
图2为本发明中无纺布的结构图。
图中：1-上层布，2-除草粉，3-下层布。
具体实施方式
下面将结合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做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、图2所示，一种黑色除草无纺布的生产工艺，包括如下步骤：
（1）吸料，将原料聚丙烯、抗氧化剂、防紫外线剂、黑色母送入吸料机内，将聚丙烯、抗氧化剂、防紫外线剂、黑色母按照重量1：0.02：0.015：0.02的比例进行吸料，吸料后在料斗内以45r/min的速度搅拌均匀，搅拌20分钟，得A料；
（2）熔融、挤出，将步骤（1）中的A料送入卧式螺杆挤压机进行熔融，熔融温度为160℃，熔融20min后送入熔体过滤器，通过计量泵并由喷丝板挤出，得B纤维丝；
（3）拉伸，步骤（2）所得的B纤维丝经压力作用挤出，再受重力自然向下拉伸，进入冷却吹风装置，冷却至50℃，再由气体引射器产生高压强气流进行对B纤维丝进行牵引拉丝，牵引风温度在50℃以下，风速为B纤维丝流动速度的2倍，得C拉伸丝；
（4）铺网复合，将步骤（3）所得C拉伸丝分别送入第一铺网机、第二铺网机，且第一铺网机与第二铺网机为并列同时铺网，第一铺网机与第二铺网机中间设置有计量喷粉装置，计量喷粉装置只向第一铺网机网面上喷洒除草粉，得D1网、D2网；
（5）热轧复合，将步骤（4）所得D1网、D2网送入热轧机复合，D1网网上附有除草粉的一面朝向中间，D1网、D2网先经过热轧机的小压辊进行控温预定型，温度为150℃，再流送至热轧机的上轧辊和下光辊之间挤压成布，且上轧辊和下光辊内有加热器，温度为110℃，得E复合布；
（6）冷却定型，将步骤（5）所得E复合布经过导热辊进行冷却，导热辊外接内部填充有循环水，循环水由室外的冷却塔循环供水，将E复合布冷却至25℃，得F冷却布；
（7）收卷分切、包装，将步骤（6）所得F冷却布送入卷辊机，进行卷辊后，送入缠绕膜机器自动包装，即得成品。
上述的黑色除草无纺布，无纺布包括上层布1、下层布3，上层布与下层布之间轧合有除草粉2。
实施例2：如图1、图2所示，一种黑色除草无纺布的生产工艺，包括如下步骤：
（1）吸料，将原料聚丙烯、抗氧化剂KY-405、紫外线吸收剂PR020-1、黑色母送入吸料机内，将聚丙烯、抗氧化剂KY-405、紫外线吸收剂PR020-1、黑色母按照重量1：0.02：0.015：0.02的比例进行吸料，吸料后在料斗内以45r/min的速度搅拌均匀，搅拌20分钟，得A料；
（2）熔融、挤出，将步骤（1）中的A料送入卧式螺杆挤压机进行熔融，熔融温度为220℃，熔融25min后送入熔体过滤器，通过计量泵并由喷丝板挤出，得B纤维丝；
（3）拉伸，步骤（2）所得的B纤维丝经压力作用挤出，再受重力自然向下拉伸，进入冷却吹风装置，冷却至60℃，再由气体引射器产生高压强气流进行对B纤维丝进行牵引拉丝，牵引风温度在50℃以下，风速为B纤维丝流动速度的4倍，得C拉伸丝；
（4）铺网复合，将步骤（3）所得C拉伸丝分别送入第一铺网机、第二铺网机，且第一铺网机与第二铺网机为并列同时铺网，第一铺网机与第二铺网机中间设置有计量喷粉装置，计量喷粉装置只向第一铺网机网面上喷洒除草粉，得D1网、D2网；
（5）热轧复合，将步骤（4）所得D1网、D2网送入热轧机复合，D1网网上附有除草粉的一面朝向中间，D1网、D2网先经过热轧机的小压辊进行控温预定型，温度为170℃，再流送至热轧机的上轧辊和下光辊之间挤压成布，且上轧辊和下光辊内有加热器，温度为120℃，得E复合布；
（6）冷却定型，将步骤（5）所得E复合布经过导热辊进行冷却，导热辊外接内部填充有循环水，循环水由室外的冷却塔循环供水，将E复合布冷却至35℃，得F冷却布；
（7）收卷分切、包装，将步骤（6）所得F冷却布送入卷辊机，进行卷辊后，送入缠绕膜机器自动包装，即得成品。
上述的黑色除草无纺布，无纺布包括上层布1、下层布3，上层布与下层布之间轧合有除草粉2。
实施例3：如图1、图2所示，一种黑色除草无纺布的生产工艺，包括如下步骤：
（1）吸料，将原料聚丙烯、抗氧化剂、防紫外线剂、黑色母送入吸料机内，将聚丙烯、抗氧化剂、防紫外线剂、黑色母按照重量1：0.02：0.015：0.02的比例进行吸料，吸料后在料斗内以45r/min的速度搅拌均匀，搅拌20分钟，得A料；
（2）熔融、挤出，将步骤（1）中的A料送入卧式螺杆挤压机进行熔融，熔融温度为190℃，熔融23min后送入熔体过滤器，通过计量泵并由喷丝板挤出，得B纤维丝；
（3）拉伸，步骤（2）所得的B纤维丝经压力作用挤出，再受重力自然向下拉伸，进入冷却吹风装置，冷却至55℃，再由气体引射器产生高压强气流进行对B纤维丝进行牵引拉丝，牵引风温度在50℃以下，风速为B纤维丝流动速度的3倍，得C拉伸丝；
（4）铺网复合，将步骤（3）所得C拉伸丝分别送入第一铺网机、第二铺网机，且第一铺网机与第二铺网机为并列同时铺网，第一铺网机与第二铺网机中间设置有计量喷粉装置，计量喷粉装置只向第一铺网机网面上喷洒除草粉，得D1网、D2网；
（5）热轧复合，将步骤（4）所得D1网、D2网送入热轧机复合，D1网网上附有除草粉的一面朝向中间，D1网、D2网先经过热轧机的小压辊进行控温预定型，温度为160℃，再流送至热轧机的上轧辊和下光辊之间挤压成布，且上轧辊和下光辊内有加热器，温度为115℃，得E复合布；
（6）冷却定型，将步骤（5）所得E复合布经过导热辊进行冷却，导热辊外接内部填充有循环水，循环水由室外的冷却塔循环供水，将E复合布冷却至30℃，得F冷却布；
（7）收卷分切、包装，将步骤（6）所得F冷却布送入卷辊机，进行卷辊后，送入缠绕膜机器自动包装，即得成品。
上述的黑色除草无纺布，无纺布包括上层布1、下层布3，上层布与下层布之间轧合有除草粉2。
对上述生产的成品进行质量检测如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
上述检测标准可知，此无纺布符合国家标准，且拉伸性能好。
黑色除草无纺布材料属于可降解材料，而且可以循环再使用，燃烧时不释放有害气体，也没有任何遗留物质，被国际公认为保护地球环境的环保产品。在发达国家，无纺布材料很早就替代塑料膜用于农业生产中，本发明研发的黑色除草无纺布是对普通无纺布制造工艺进行改进，并形成了生产农用无纺布专利配方，使其具备透气、透水、除草、使用年限可控，并在河南信阳、光山、息县地区进行了实验和推广，效果十分明显，黑色除草无纺布可以抑制杂草的生长，从而减少用于除草的劳动力支出成本。
黑色除草无纺布具有透气性，可以维持果树根系良好的呼吸作用，促进根系的生长和新陈代谢，同时防止由于无氧呼吸而造成的根系腐烂等问题，对于覆盖黑色除草无纺布的果园，由于无纺布吸收光辐射量大和保温的作用，可以使地温提高2-3℃，显著促进根系的生命活动，既能增加根系生长量，又能维持根系对水分无机盐的吸收及根部有机物的贮藏速率，同时地温的提高还可以延长土壤内微生物的活动时间，增加养分的分解与释放量，有效的提高了果树的营养吸收水平，为果树安全越冬及翌年的生长提供充足的养分。果园地表使用黑色除草无纺布覆盖在提高土壤温度的同时，也能有效保持土壤湿度，在很大程度上减轻干旱的自然天气对果树生长产生的的不利影响，同时可以减少浇水的频率，土壤内水分变化幅度相对平缓，有利于维持果树良好的生长环境，增强对病害的抵抗力。
黑色除草无纺布具备传统地膜的提温、保湿、除草等优点，并具备透气、透水，可降解的独特优点，加上其制造工艺简单，使用年限可控，环保无污染，在现代农业上将有广阔的发展和应用前景。
上述的黑色除草无纺布试验试用实例：
2017年12月开始于光山县某合作社白茶园进行试验，试验面积为6亩，分割为AB两块地，土质相同，位置相邻，白茶幼苗高度，健康情况和在种方法及管理方法相同，其中一块3亩地，覆盖黑色除草无纺布，标记为A地，一块地3亩，不使用黑色除草无纺布，标记为B地。
2017年12月至2018年3月期间，A地块使用黑色除草无纺布后只是简单的施肥浇水，B地块不仅正常的施肥浇水以外，还人工除草，4个月后，A地块的白茶苗存活率98%，苗高平均高度为40cm,经除草无纺布覆盖的的地表无杂草，购买黑色除草无纺布和人工300元每亩。B地块的幼苗存活率为95%，苗高平均高度为38cm,人工除草后，地面杂草仍然明显。耗费人工1000元每亩。
综上所述，使用黑色除草无纺布在4个月内一亩地可直接节约人工成本700元，并在水土保持、环境保护、作物生长等方面有明显的效果。

Claims (5)

1.一种黑色除草无纺布的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
（1）吸料，将原料聚丙烯、抗氧化剂、防紫外线剂、黑色母送入吸料机内，将聚丙烯、抗氧剂、防紫外线剂、黑色母按照重量1：0.02：0.015：0.02的比例进行吸料，吸料后在料斗内以45r/min的速度搅拌均匀，搅拌20分钟，得A料；
（2）熔融、挤出，将步骤（1）中的A料送入卧式螺杆挤压机进行熔融，熔融温度为160-220℃，熔融20-25min后送入熔体过滤器，通过计量泵并由喷丝板挤出，得B纤维丝；
（3）拉伸，步骤（2）所得的B纤维丝经压力作用挤出，再受重力自然向下拉伸，进入冷却吹风装置，冷却至50-60℃，再由气体引射器产生高压强气流进行对B纤维丝进行牵引拉丝，牵引风温度在50℃以下，风速为B纤维丝流动速度的2-4倍，得C拉伸丝；
（4）铺网复合，将步骤（3）所得C拉伸丝分别送入第一铺网机、第二铺网机，且第一铺网机与第二铺网机为并列同时铺网，第一铺网机与第二铺网机中间设置有计量喷粉装置，计量喷粉装置只向第一铺网机网面上喷洒除草粉，得D1网、D2网；
（5）热轧复合，将步骤（4）所得D1网、D2网送入热轧机复合，D1网网上附有除草粉的一面朝向中间，D1网、D2网先经过热轧机的小压辊进行控温预定型，温度为150-170℃，再流送至热轧机的上轧辊和下光辊之间挤压成布，且上轧辊和下光辊内有加热器，温度为110-120℃，得E复合布；
（6）冷却定型，将步骤（5）所得E复合布经过导热辊进行冷却，导热辊外接内部填充有循环水，循环水由室外的冷却塔循环供水，将E复合布冷却至25-35℃，得F冷却布；
（7）收卷分切、包装，将步骤（6）所得F冷却布送入卷辊机，进行卷辊后，送入缠绕膜机器自动包装，即得成品。
2.根据权利要求1所述的一种黑色除草无纺布的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
（1）吸料，将原料聚丙烯、抗氧化剂、防紫外线剂、黑色母送入吸料机内，将聚丙烯、抗氧化剂、防紫外线剂、黑色母按照重量1：0.02：0.015：0.02的比例进行吸料，吸料后在料斗内以45r/min的速度搅拌均匀，搅拌20分钟，得A料；
（2）熔融、挤出，将步骤（1）中的A料送入卧式螺杆挤压机进行熔融，熔融温度为190℃，熔融23min后送入熔体过滤器，通过计量泵并由喷丝板挤出，得B纤维丝；
（3）拉伸，步骤（2）所得的B纤维丝经压力作用挤出，再受重力自然向下拉伸，进入冷却吹风装置，冷却至55℃，再由气体引射器产生高压强气流进行对B纤维丝进行牵引拉丝，牵引风温度在50℃以下，风速为B纤维丝流动速度的3倍，得C拉伸丝；
（4）铺网复合，将步骤（3）所得C拉伸丝分别送入第一铺网机、第二铺网机，且第一铺网机与第二铺网机为并列同时铺网，第一铺网机与第二铺网机中间设置有计量喷粉装置，计量喷粉装置只向第一铺网机网面上喷洒除草粉，得D1网、D2网；
（5）热轧复合，将步骤（4）所得D1网、D2网送入热轧机复合，D1网网上附有除草粉的一面朝向中间，D1网、D2网先经过热轧机的小压辊进行控温预定型，温度为160℃，再流送至热轧机的上轧辊和下光辊之间挤压成布，且上轧辊和下光辊内有加热器，温度为115℃，得E复合布；
（6）冷却定型，将步骤（5）所得E复合布经过导热辊进行冷却，导热辊外接内部填充有循环水，循环水由室外的冷却塔循环供水，将E复合布冷却至30℃，得F冷却布；
（7）收卷分切、包装，将步骤（6）所得F冷却布送入卷辊机，进行卷辊后，送入缠绕膜机器自动包装，即得成品。
3.根据权利要求1或2所述的一种黑色除草无纺布的生产工艺，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧剂KY-405。
4.根据权利要求1或2所述的一种黑色除草无纺布的生产工艺，其特征在于：所述防紫外剂为紫外线吸收剂PR020-1。
5.一种如权利要求1所述的黑色除草无纺布，其特征在于：无纺布包括上层布、下层布，上层布与下层布之间轧合有除草粉。
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