CN109811419B - 一种防水防裂基布及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种防水防裂基布及其制造方法，涉及纺织技术领域，包括将原料投放至料仓中，并输送至挤压机进行熔融，形成熔体；将熔体输送至纺丝箱进行纺丝；对纺丝经过冷却、并通过牵伸装置进行机械牵伸；对纺丝进行摆丝铺网形成网帘，并对网帘进行针刺加固和热定型处理；对网帘进行烧毛处理和切边收卷。本发明涉及的防水防裂基布及其制造方法，通过牵伸装置进行机械牵伸，生产出的防水防裂基布具有较高的断裂强度和断裂延伸率和较高的吸油性能；纺丝纤维的纤度广，使路基与沥青料之间具有较好的贴合性，有效避免了分层和滑坡的产生；热定型和烧毛处理使网帘的尺寸稳定性提高，施工时不会发生尺寸变形，避免防水防裂基布表面粘连轮胎影响施工质量和施工进度。

Description

一种防水防裂基布及其制造方法

技术领域

本发明属于纺织技术领域，更具体地，涉及一种防水防裂基布及其制造方法。

背景技术

沥青混合料因具有施工方便、维修简单、且铺筑的路面平整无接缝、耐磨性好的特点，是现代高等级道路应用的主要路面材料。但是沥青路面在使用过程中长期暴露于自然环境中，经受行车动荷载的无数次反复冲击、摩擦和弯曲作用易产生开裂。裂缝是沥青路面中常见的一种损害，一旦出现了网裂或者裂缝就必须进行及时修补，否则裂缝渗水就会使路面危害扩大化，减少路面的使用寿命；且使用沥青进行灌缝处理维修后经过1年使用后第2年还需要重新修补。这样经常的维修，不仅增加了养护费用，而且频繁的养护作业会造成行车的诸多不便，引发不安全因素。目前通常采用防水防裂基布进行公路防裂治理。

在公路防裂治理中用到的防水防裂基布多为聚酯长丝土工布和聚丙烯短纤土工布，因为聚酯纤维的特点为不耐强酸和碱，聚酯长丝烧毛土工布在酸碱性环境尤其是碱性环境中极易发生水解，在我国中西部地区多为戈壁滩盐碱地，环境复杂，而且水泥和石灰公路上常用的材料遇水环境均成碱性，因此聚酯长丝土工布作为防水防裂基布使用具有非常大的局限性，寿命较短，而且与沥青结合性差，沥青吸附量少，容易导致面层与基层界面结合性能差导致滑坡的发生。聚丙烯短纤土工布的针刺密度较大，其拉伸断裂伸长率较低；其强度和初始模量低在正常使用中当路面遇到较大的瞬时冲击时聚丙烯短纤土工布容易受到损伤失去防水防裂作用；低伸长率又使聚丙烯短纤土工布的变形稳定性较差，在高寒昼夜温差变化较大的新疆等地区容易因冻融反应造成损坏，致密的针刺结构使其沥青吸附性差，性能有待提高。

因此，期待一种采用新的制造方法生产的防水防裂基布，具有高强度、高吸油性、高延伸性等性能，延长聚丙烯短纤土工布作为防水防裂基布进行公路防裂治理时的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种防水防裂基布及其制造方法，使制造出的防水防裂基布具有高强度、高吸油性、高延伸性等特性，增加使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供一种防水防裂基布的其制造方法，包括：

步骤1、将原料投放至料仓中，并输送至挤压机进行熔融，形成熔体；

步骤2、将所述熔体输送至纺丝箱进行纺丝；

步骤3、对所述纺丝经过冷却、并通过牵伸装置进行机械牵伸；

步骤4、对所述纺丝进行摆丝铺网形成网帘，并对所述网帘进行针刺加固和热定型处理；

步骤5、对所述网帘进行烧毛处理和切边收卷。

优选地，所述牵伸装置包括分别由驱动电机驱动的提取装置、第一热辊、冷却辊和温度控制装置，所述纺丝进行机械牵伸时依次绕过所述提取装置、第一热辊和冷却辊，所述温度控制装置用于调节所述第一热辊的加热温度和所述冷却辊的冷却温度。

优选地，还包括第二热辊，所述提取装置包括第三热辊和第四热辊，所述纺丝依次绕过所述第三热辊、所述第四热辊、所述第一热辊、所述第二热辊和所述冷却辊，所述第一热辊为凸花辊或凹花辊。

优选地，所述第三热辊和所述第四热辊的工作温度为40-80℃，所述第一热辊和所述第二热辊的工作温度为110-140℃；所述冷却辊的工作温度为15-30℃。

优选地，所述第三热辊和所述第四热辊的线速度为130-150m/min，且所述第四热辊与所述第三热辊之间的线速度比值为1:1至1.1:1，所述第一热辊与所述第四热辊之间的线速度比值为1.4:1至2.5:1，所述第二热辊与所述第一热辊之间的线速度比值为1.3:1至2.1:1，所述冷却辊与所述第二热辊之间的线速度比值为0.8:1至1.1:1。

优选地，所述纺丝与所述第三热辊和第二热辊之间的包缠角度均为200-220°，所述纺丝与所述第一热辊之间的包缠角度为90-160°，所述纺丝与所述冷却辊之间的包缠角度为90-130°。

优选地，所述原料包括聚丙烯切片和母粒，其中，所述聚丙烯切片的熔融指数为22-40。

优选地，在所述步骤2中，在将所述熔体输送至所述纺丝箱之前，通过过滤器过滤所述熔体，并通过计量泵对所述熔体进行计量；

在所述步骤3中，将所述纺丝冷却至12℃以下；

在所述步骤4中，所述热定型的温度为140-160℃。

优选地，所述挤压机的组件喷丝板的孔径为0.6-0.75mm。

本发明提供一种防水防裂基布，采用上述的防水防裂基布的制造方法制作而成。

本发明涉及的一种防水防裂基布及其制造方法，其有益效果在于：通过牵伸装置进行机械牵伸，生产出的防水防裂基布，具有较高的断裂强度和断裂延伸率和较高的吸油性能；纺丝纤维的纤度广，使路基与沥青混合料之间具有较好的贴合性，有效避免了分层和滑坡的产生；热定型和烧毛处理使网帘的尺寸稳定性提高，施工时不会发生尺寸变形，避免防水防裂基布表面粘连轮胎影响施工质量和施工进度。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本发明的示例性实施例的防水防裂基布及其制造方法的工艺流程示意图；

图2示出了本发明的示例性实施例的防水防裂基布及其制造方法中牵伸装置的结构示意图。

附图标记说明：

1第三热辊，2第四热辊，3第一热辊，4第二热辊，5冷却辊。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种防水防裂基布及其制造方法，包括：

步骤1、将原料投放至料仓中，并输送至挤压机进行熔融，形成熔体；

步骤2、将熔体输送至纺丝箱进行纺丝；

步骤3、对纺丝经过冷却、并通过牵伸装置进行机械牵伸；

步骤4、对纺丝进行摆丝铺网形成网帘，并对网帘进行针刺加固和热定型处理；

步骤5、对网帘进行烧毛处理和切边收卷。

通过牵伸装置进行机械牵伸，生产出的防水防裂基布，具有较高的断裂强度和断裂延伸率和较高的吸油性能；纺丝纤维的纤度广，使路基与沥青混合料之间具有较好的贴合性，有效避免了分层和滑坡的产生；热定型和烧毛处理使网帘的尺寸稳定性提高，施工时不会发生尺寸变形，避免防水防裂基布表面粘连轮胎影响施工质量和施工进度。

优选地，牵伸装置包括分别由驱动电机驱动的提取装置、第一热辊、冷却辊和温度控制装置，纺丝进行机械牵伸时依次绕过提取装置、第一热辊和冷却辊，温度控制装置用于调节第一热辊的加热温度和冷却辊的冷却温度。

优选地，牵伸装置还包括第二热辊，提取装置包括第三热辊和第四热辊，纺丝依次绕过第三热辊、第四热辊、第一热辊、第二热辊和冷却辊，第一热辊为凸花辊或凹花辊。

花辊为现有产品，凸花辊或凹花辊上均布条状凸起或凹陷，可以使纺丝经过凸花辊或凹花辊产生均布的凹点或凸点。使用凸花辊或凹花辊热辊用于牵伸纺丝，使纺丝上均布凹点或凸点，增加纺丝纤维与纤维之间的接触点，并增加纤维之间的粘结点，提高纺丝形成的无纺布的机械强度和性能。

当纺丝的纤维表面均布凸点时，可以增加纤维与纤维之间的接触点，采用热辊进行辊轧加固时能够增加纤维之间的粘结点，大大提高纺丝制成的无纺布的机械强度；当纺丝的纤维表面均布凹点时，使纺丝制成的无纺布的孔隙率大大提高，力学性能和透气性也得到较大提高，大大提高了纺织生产产品的多元化。

优选地，温度控制装置包括多个温度传感器，分别设于第三热辊、第四热辊、第一热辊、第二热辊和冷却辊上。

优选地，牵伸装置还包括控制器，控制器根据不同的温度传感器的温度信号分别控制第三热辊、第四热辊、第一热辊、第二热辊的加热温度和冷却辊的冷却温度。

优选地，第三热辊、第四热辊、第一热辊和第二热辊分别包括加热设备，加热设备采用电加热、蒸汽加热或导热油加热，选用的加热设备的温度控制精度为±1℃；电加热、蒸汽加热或导热油加热均为热辊的现有加热技术，故加热原理不做赘述。控制器根据温度传感器的温度信号控制第三热辊、第四热辊、第一热辊和第二热辊的加热设备的温度升高或降低。

优选地，冷却辊由循环冷却水进行冷却，控制器根据温度传感器的温度信号控制循环冷却水的进水和/或回水速度。

当温度传感器检测的冷却辊的温度信号温度过高或过低时，控制器控制循环冷却水的进水阀和/或回水阀的开度，调节进水和/或回水速度，使冷却辊的温度降低或升高。

优选地，第三热辊和第四热辊的工作温度为40-80℃，用于对纺丝进行预热；第一热辊和第二热辊的工作温度为110-140℃，用于对纺丝加热并牵伸；冷却辊的工作温度为15-30℃，用于对纺丝降温。

纺丝在进行机械牵伸时依次绕过第三热辊、第四热辊、第一热辊、第二热辊和冷却辊。第三热辊用于牵引纺丝并将纺丝输送至第四热辊，第四热辊用于将纺丝输送至第一热辊，第一热辊用于对纺丝进行牵伸，第二热辊则进一步加强了牵伸效果，冷却辊用于对加热牵伸后的纺丝进行冷却；

优选地，第三热辊和第四热辊的转速的线速度为130-250m/min，且第四热辊与第三热辊之间的线速度比值为1:1至1.1:1，第一热辊与第四热辊之间的线速度比值为1.4:1至2.5:1，第二热辊与第一热辊之间的线速度比值为1.3:1至2.1:1，冷却辊与第二热辊之间的线速度比值为0.8:1至1.1:1。

通过控制驱动电机控制各个辊的速度以及不同的辊之间的转速比，能够降低能耗，且生产出的纤维纤度广。经过牵伸处理后的纺丝纤维内部分子链发生取向和结晶，既得到想要的纤维细度和形状，又取得了较高的物理机械性能，经过机械牵伸后的纺丝的纤维纤度为9-15D，具有更优异的断裂强度和非常高的断裂延伸率，单丝断裂强度≥3.5cN/dtex，断裂延伸率≥300％，比普通的聚丙烯纤维提高了一倍以上，且输送至分丝铺网机构后分丝铺网效果更好；而且牵伸后的纺丝纤维的表面均匀分布着很多凹点或凸点，当针刺固结成布后不仅使产品具有优异的伸长率，而且纤维上均匀分布的凹点或凸点会形成密密麻麻的吸油通道和储油空间，使其具有较高的吸油性能，使路基与沥青混合料之间具有较好的贴合性，有效避免了分层和滑坡的产生。

优选地，纺丝与第三热辊和第二热辊之间的包缠角度均为200-220°，纺丝与第一热辊之间的包缠角度为90-160°，纺丝与冷却辊之间的包缠角度为90-130°。包缠角度为纺丝缠绕在各个辊上的周长两端连接圆心形成的角度，纺丝与各个辊之间设置不同的包缠角度使纺丝既能与辊得到充分接触，又避免纺丝在牵伸过程中发生隔辊牵伸现象，提高牵伸质量。

优选地，原料包括聚丙烯切片和母粒，其中，聚丙烯切片的熔融指数为22-40，母粒包括色母粒和抗UV母粒等功能性母粒，具体根据实际的工艺需求进行选择。

优选地，在步骤2中，在将熔体输送至纺丝箱之前，通过过滤器过滤熔体，并通过计量泵对熔体进行计量；

在步骤3中，将纺丝冷却至12℃以下；

在步骤4中，热定型的温度为140-160℃。

优选地，成品的克重为140-200g/m²；计量泵的计量结果、计量泵的转速和防水防裂基布的制造速度能够共同影响所要生产的防水防裂基布的成品克重；成品的克重越大，所生产的防水防裂基布成品的厚度越大，其吸油量越高，强度也越高。

对针刺加固后的网帘进行热定型和烧毛处理后，网帘的尺寸稳定性提高，在将产品进行公路防裂治理过程中，施工时产品浸润热沥青后不会发生尺寸变性，在机械施工时避免了产品表面的纤维粘连轮胎而影响施工质量和施工进度。

优选地，对纺丝进行冷却使用冷却装置，优先选用风冷的方式，采用风冷作为冷却装置为生产过程中常规技术手段，故不做赘述。

优选地，挤压机的组件喷丝板的孔径为0.6-0.75mm。挤压机为现有产品，通常选用螺杆挤压机。

本发明提供一种防水防裂基布，采用上述的防水防裂基布的制造方法制作而成。

实施例1

如图1至2所示，本发明提供了一种防水防裂基布及其制造方法，包括：

步骤1、将原料投放至料仓中，并输送至挤压机进行熔融，形成熔体；

步骤2、将熔体输送至纺丝箱进行纺丝；

步骤3、对纺丝经过冷却、并通过牵伸装置进行机械牵伸；

步骤4、对纺丝进行摆丝铺网形成网帘，并对网帘进行针刺加固和热定型处理；

步骤5、对网帘进行烧毛处理和切边收卷。

在本实施例中，牵伸装置包括分别由驱动电机驱动的提取装置、第一热辊3、冷却辊5和温度控制装置，纺丝进行机械牵伸时依次绕过提取装置、第一热辊3和冷却辊5，温度控制装置用于调节第一热辊3的加热温度和冷却辊5的冷却温度。

在本实施例中，牵伸装置还包括第二热辊4，提取装置包括第三热辊11和第四热辊2，纺丝依次绕过第三热辊1、第四热辊2、第一热辊3、第二热辊4和冷却辊5，第一热辊3为凸花辊。

在本实施例中，温度控制装置包括多个温度传感器，分别设于第三热辊1、第四热辊2、第一热辊3、第二热辊4和冷却辊5上。

在本实施例中，牵伸装置还包括控制器，控制器根据不同的温度传感器的温度信号分别控制第三热辊1、第四热辊2、第一热辊3、第二热辊4的加热温度和冷却辊5的冷却温度。

在本实施例中，第三热辊1、第四热辊2、第一热辊3和第二热辊4分别包括加热设备，加热设备采用导热油加热，选用的加热设备的温度控制精度为±1℃。控制器根据温度传感器的温度信号控制第三热辊1、第四热辊2、第一热辊3和第二热辊4的加热设备的温度升高或降低。

在本实施例中，冷却辊5由循环冷却水进行冷却，控制器根据温度传感器的温度信号控制循环冷却水的进水和/或回水速度。

当温度传感器检测的冷却辊5的温度信号温度过高或过低时，控制器控制循环冷却水的进水阀和/或回水阀的开度，调节进水和/或回水速度，使冷却辊5的温度降低或升高。

在本实施例中，第三热辊1和第四热辊2的工作温度为50℃，用于对纺丝进行预热；第一热辊3和第二热辊4的工作温度为140℃，用于对纺丝加热并牵伸；冷却辊5的工作温度为15℃，用于对纺丝降温。

纺丝在进行机械牵伸时依次绕过第三热辊1、第四热辊2、第一热辊3、第二热辊4和冷却辊5。第三热辊1用于牵引纺丝并将纺丝输送至第四热辊2，第四热辊2用于将纺丝输送至第一热辊3，第一热辊3用于对纺丝进行牵伸，第二热辊4则进一步加强了牵伸效果，冷却辊5用于对加热牵伸后的纺丝进行冷却；

在本实施例中，第三热辊1和第四热辊2的转速的线速度为180m/min，且第四热辊2与第三热辊1之间的线速度比值为1.05:1，第一热辊3与第四热辊2之间的线速度比值为1.6:1，第二热辊4与第一热辊3之间的线速度比值为1.3:1，冷却辊5与第二热辊4之间的线速度比值为0.8:1。

在本实施例中，纺丝与第三热辊1和第二热辊4之间的包缠角度为210°，纺丝与和第二热辊4之间的包缠角度为200°，纺丝与第一热辊3之间的包缠角度为120°，纺丝与冷却辊5之间的包缠角度为100°。包缠角度为纺丝缠绕在各个辊上的周长两端连接圆心形成的角度。

在本实施例中，原料包括聚丙烯切片和母粒，其中，聚丙烯切片的熔融指数为30，母粒包括色母粒和抗UV母粒。

在本实施例中，在步骤2中，在将熔体输送至纺丝箱之前，通过过滤器过滤熔体，并通过计量泵对熔体进行计量；

在步骤3中，将纺丝冷却至12℃以下；

在步骤4中，热定型的温度为140-160℃。

在本实施例中，成品的克重为140g/m²，计量泵的转速为17rpm。

在本实施例中，对纺丝进行冷却使用冷却装置，优先选用风冷的方式。

在本实施例中，挤压机的组件喷丝板的孔径为0.6-0.75mm。挤压机为现有产品，通常选用螺杆挤压机。

本发明提供一种防水防裂基布，采用上述的防水防裂基布的制造方法制作而成。

经检测，采用本实施例中的防水防裂基布的制造方法制作的防水防裂基布的纤维纤度为13D，纵横向拉伸强度均值为10.2kN/m,纵横向断裂伸长率均值为95％，沥青吸附量为1.35kg/m²。

实施例2

根据实施例2的种防水防裂基布及其制造方法与实施例1的区别在于，

在本实施例中，第三热辊1和第四热辊2的转速的线速度为130m/min，第一热辊3与第四热辊2之间的线速度比值为1.4:1，第二热辊4与第一热辊3之间的线速度比值为1.3:1，冷却辊5与第二热辊4之间的线速度比值为0.8:1。

在本实施例中，成品的克重为170g/m²。

经检测，采用本实施例中的防水防裂基布的制造方法制作的防水防裂基布的纤维纤度为15D，纵横向拉伸强度均值为13.2kN/m,纵横向断裂伸长率均值为105％，沥青吸附量为1.5kg/m²。

实施例3

根据实施例3的种防水防裂基布及其制造方法与实施例1的区别在于，

在本实施例中，第三热辊1和第四热辊2的线速度为130m/min，第一热辊3与第四热辊2之间的线速度比值为2.2:1，第二热辊4与第一热辊3之间的线速度比值为1.8:1，冷却辊5与第二热辊4之间的线速度比值为1:1。

经检测，采用本实施例中的防水防裂基布的制造方法制作的防水防裂基布的纤维纤度为10D，纵横向拉伸强度均值为11kN/m,纵横向断裂伸长率均值为89％，沥青吸附量为1.15kg/m²。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (8)

1.一种防水防裂基布的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

步骤1、将原料投放至料仓中，并输送至挤压机进行熔融，形成熔体；

步骤2、将所述熔体输送至纺丝箱进行纺丝；

步骤3、对所述纺丝经过冷却、并通过牵伸装置进行机械牵伸；

步骤4、对所述纺丝进行摆丝铺网形成网帘，并对所述网帘进行针刺加固和热定型处理；

步骤5、对所述网帘进行烧毛处理和切边收卷；

所述牵伸装置包括分别由驱动电机驱动的提取装置、第一热辊(3)、冷却辊(5)和温度控制装置，所述纺丝进行机械牵伸时依次绕过所述提取装置、第一热辊(3)和冷却辊(5)，所述温度控制装置用于调节所述第一热辊(3)的加热温度和所述冷却辊(5)的冷却温度；

还包括第二热辊(4)，所述提取装置包括第三热辊(1)和第四热辊(2)，所述纺丝依次绕过所述第三热辊(1)、所述第四热辊(2)、所述第一热辊(3)、所述第二热辊(4)和所述冷却辊(5)，所述第一热辊(3)为凸花辊或凹花辊。

2.根据权利要求1所述的防水防裂基布的制造方法，其特征在于，所述第三热辊(1)和所述第四热辊(2)的工作温度为40-80℃，所述第一热辊(3)和所述第二热辊(4)的工作温度为110-140℃；所述冷却辊(5)的工作温度为15-30℃。

3.根据权利要求1所述的防水防裂基布的制造方法，其特征在于，所述第三热辊(1)和所述第四热辊(2)的线速度为130-150m/min，且所述第四热辊(2)与所述第三热辊(1)之间的线速度比值为1:1至1.1:1，所述第一热辊(3)与所述第四热辊(2)之间的线速度比值为1.4:1至2.5:1，所述第二热辊(4)与所述第一热辊(3)之间的线速度比值为1.3:1至2.1:1，所述冷却辊(5)与所述第二热辊(4)之间的线速度比值为0.8:1至1.1:1。

4.根据权利要求1所述的防水防裂基布的制造方法，其特征在于，所述纺丝与所述第三热辊(1)和第二热辊(4)之间的包缠角度均为200-220°，所述纺丝与所述第一热辊(3)之间的包缠角度为90-160°，所述纺丝与所述冷却辊(5)之间的包缠角度为90-130°。

5.根据权利要求1所述的防水防裂基布的制造方法，其特征在于，所述原料包括聚丙烯切片和母粒，其中，所述聚丙烯切片的熔融指数为22-40。

6.根据权利要求1所述的防水防裂基布的制造方法，其特征在于，在所述步骤2中，在将所述熔体输送至所述纺丝箱之前，通过过滤器过滤所述熔体，并通过计量泵对所述熔体进行计量；

在所述步骤3中，将所述纺丝冷却至12℃以下；

在所述步骤4中，所述热定型的温度为140-160℃。

7.根据权利要求1所述的防水防裂基布的制造方法，其特征在于，所述挤压机的组件喷丝板的孔径为0.6-0.75mm。

8.一种防水防裂基布，其特征在于，采用根据权利要求1至7中任一项所述的防水防裂基布的制造方法制作而成。

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