CN110453335A - 双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布及其制备方法 - Google Patents

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CN110453335A CN201810428306.5A CN201810428306A CN110453335A CN 110453335 A CN110453335 A CN 110453335A CN 201810428306 A CN201810428306 A CN 201810428306A CN 110453335 A CN110453335 A CN 110453335A
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Abstract

本发明涉及一种双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布及其制备方法，主要解决现有技术中只能增强单维向强度的问题。本发明通过采用一种双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布，包括组织表层、组织里层、组织中的直纤维，直纤维为经纱，弯曲纤维为纬纱，所述经纱包括ECG75 1/0、ECG150 1/2、ECE225 1/6、ECE225 2/3、ECE225 3/2规格，所述纬纱包括ECG37 1/0、ECG75 1/2、ECG150 1/4、ECG150 2/2规格，由两组独立的经纱和两组独立的纬纱交织而成表里双层织物的技术方案较好地解决了上述问题，可用于玻璃纤维增强材料中。

Description

双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布及其制备方法。
背景技术
目前，据统计全国仅加油站就有约38万个埋地油罐，这些埋地油罐为单层钢制油罐，大部分埋设于90年代初至今的二十多年间。随着我国安全、节能及环保意识的不断加强,空气、水、土壤的环境保护成为了焦点，如果油罐发生渗泄漏，不仅会污染土壤，还会污染地下水和空气。至今，加油站埋地储罐的渗泄漏越来越受到重视。加油站埋地油罐易发生腐蚀泄漏造成储存量损失，人们关注地下油罐的防腐蚀技术，不断发展了非金属储罐及钢油罐防腐技术。
我国近年来开始试用双层油罐技术，主要有玻璃钢与钢复合双层油罐(SF)、玻璃钢双层油罐(FF)和旧罐双层内衬改造技术。由于国内没有埋地双层油罐技术标准和质量检验标准，目前埋地双层油罐产品仅在部分加油站试用。其中SF和FF罐需要动土施工，施工周期较长，特别对这类分布在闹市或居民密集区的加油站,按传统改造方案采用大规模开挖换新罐,会影响城市交通和居民的正常生活[《地下水资源保护与加油站埋地双层玻璃纤维增强塑料油罐的应用》,尹强,曹琛赵坤芳,石油库与加油站,2015,24(3):19-22]。近年来在国内外逐步采用的双层内衬改造技术则为旧罐的改造提供了一项新技术。双层内衬改造技术是一种埋地油罐非开挖修复技术。该技术是在钢油罐内部涂敷玻璃钢内衬，构成双层储罐的新结构型式，从而使内衬层的性能与原罐体的机械性能合二为一极大的改善了旧罐的综合性能。此技术是目前国内外最方便和经济的旧罐修复技术。
目前使用玻璃纤维布作为玻璃钢内衬材料的增强基材，因玻璃纤维布只能增强单维向强度，不能满足双维向强度增强，更无法兼顾到三维向强度增强的要求。但随着国家环保部对安全等级要求的提高，需用反复多层次使用目前玻璃纤维布制作玻璃纤维增强复合材料，才能满足加油站埋地油罐内衬改造的需要，因此施工过程较为复杂，质量难以把控，施工过程易留下安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中只能增强单维向强度的问题，提供一种新的双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布，具有可满足双维向强度增强，又能兼顾到三维向强度增强的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决的技术问题之一相对应的双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布的制备方法。
为解决上述问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布，包括组织表层、组织里层、组织中的直纤维，直纤维为经纱，组织表层、组织里层均为弯曲纤维，弯曲纤维为纬纱，所述经纱包括ECG751/0、ECG1501/2、ECE2251/6、ECE2252/3、ECE2253/2规格，所述纬纱包括ECG371/0、ECG751/2、ECG1501/4、ECG1502/2规格，由两组独立的经纱和两组独立的纬纱交织而成表里双层织物。
上述技术方案中，优选地，玻璃纤维包括淀粉型、石蜡型、硅烷增强型三种浆料玻璃纤维。
上述技术方案中，优选地，表层、里层纱线根数配比为1：1
为解决上述问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布的制备方法，包括如下步骤：
(1)整浆工艺，按照经向密度和不同规格幅宽计算出经纱数量，依次将玻璃纤维纱放到纱架；纱线在一定张力下进入浆槽上浆，上浆后经过烘干制成经轴；
(2)并经工艺，经轴按照倍数在张力控制下合并成织轴；
(3)穿综工艺，按照结构图穿综，一丝一筘，任何一丝一筘顺序不符将导致表里两层组织无法有效连接；
(4)织造工艺，采用电子开口多臂喷气织布机生产，按照结构图设计织布步骤；
(5)检验检查，检查布面外观品质，检测产品指标要求；
(6)包装发运。
上述技术方案中，优选地，经纱在纱架上单纱张力控制在20±2克，在纱架出口、卷曲进口配备静电消除器，制备环境湿度为55％-65％。
上述技术方案中，优选地，为了控制毛羽的产生，经纱需要上浆，上浆温度40-60℃，浓度4-9％，浆纱后烘干温度140-160℃，控制水分重量百分率0.8％-1.2％。
上述技术方案中，优选地，纬纱在喷气的牵引下进入开口，控制喷气的压力4.5-5.5MPa；织布机速度在350rpm-400rpm,织布机综框片数16片。
上述技术方案中，优选地，表层和里层经纱是均匀排列，由织布机开口决定经纱是表层还是里层，表层和里层纬纱分别在织布机两个纬纱准备系统来准备，其中表层纬纱由织布机上方储纬器和喇叭口来准备，里层纬纱则由下方储纬器和喇叭口来准备，两套储纬器和喇叭口都需要定期检查和清洁，来保证投纬时纬纱不起毛。
上述技术方案中，优选地，表层和里层的连接通过12层的经纱穿综，织布机16片的综框开口步骤和动作得以实现；每一根经纱需要按照穿综纹版图按照顺序一根一根均匀排列，而纬纱则需要按照纹版图的设计开口步骤，织布机做出24次不同的开口程序，纬纱每次在开口中飞入开口，经过左右侧剪刀剪断，编织而成。
上述技术方案中，优选地，产品指标包括厚度、克重、幅宽，克重：300克/平方米-500克/平方米，幅宽：0.8米-2.5米，厚度：0.2毫米-0.8毫米。
本专利提出一种新型双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布，采用双层平纹组织编制而成。机织物三大组织中，平纹，缎纹，斜纹，平纹强度最高。本发明将单层平纹组织发展创新为双层平纹组织，采用表里连接方法将两层平纹紧密连接起来编织，双层平纹组织兼顾到三维向强度增强，发挥出最佳的强度增强效果，在双向维度上强度增加30-50％(以经纱G75 1/0,纬纱G37 1/0为例,双层平纹组织经向强度3043N/inch,纬向强度2776N/inch，同类纱平纹织物强度都在2000N/inch以下)，同时兼顾了三维度强度增强，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明双层组织局部放大图。
图1中，1为组织表层，2为组织里层，3为直纤维。
图2为本发明双层组织结构图。
图2中，1为里层纬纱，2为表层纬纱，3为表层经纱，4为里层经纱。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
一种双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布及其制备方法，如图1、图2所示，本发明的新型双层平纹组织玻璃纤维布包括组织表层、组织里层、组织中的直纤维，直纤维为经纱，组织表层、组织里层均为弯曲纤维，弯曲纤维为纬纱，表里层纱线根数配比为1：1；所述经纱由ECG751/0、ECG1501/2、ECE2251/6、ECE2252/3、ECE2253/2五种规格组成，所述纬纱由ECG371/0、ECG751/2、ECG1501/4、ECG1502/2四种规格组成，由两组独立的经纱和两组独立的纬纱交织而成表里双层织物。玻璃纤维为淀粉型浆料玻璃纤维。
一种双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布的制备方法，包括如下步骤：
(1)整浆工艺，按照经向密度和不同规格幅宽计算出经纱数量，依次将玻璃纤维纱放到纱架；纱线在一定张力下进入浆槽上浆，上浆后经过烘干制成经轴；
(2)并经工艺，经轴按照倍数在张力控制下合并成织轴；
(3)穿综工艺，按照结构图穿综，一丝一筘，任何一丝一筘顺序不符将导致表里两层组织无法有效连接；
(4)织造工艺，采用电子开口多臂喷气织布机生产，按照结构图设计织布步骤；
(5)检验检查，检查布面外观品质，检测产品指标要求；
(6)包装发运。
具体地：
直纤维经纱的制备：经纱在纱架上单纱张力控制20克，误差上下不得超过2克，这样可以保证整个组织布面的平整度；玻璃纤维因摩擦容易起毛，所以需要整个经纱制备时控制静电的产生，在纱架出口，卷曲进口配备静电消除器；同时为了控制毛羽的产生，经纱需要上浆，上浆温度40摄氏度，浓度4％，浆纱后烘干温度140摄氏度，控制水分含量0.8％，水分过低，则毛羽产生，水分过高，则纱与纱之间绞在一起，引起织布过程中经纱断裂产生异常。
弯曲纤维纬纱的制备：纬纱在喷气的牵引下进入开口，通常控制喷气的压力4.5MPa,压力过低，则纬纱投不过去，产生折返纬异常，压力过高，则纬纱飞行过程中摩擦钢扣，完成破丝异常；织布机速度在350rpm,织布机综框片数16片，16片的综框才能达到按照以下织物纹版图设计的经纱排列；同时，环境温湿度对织布过程影响很大，通常控制湿度在55％，湿度偏低，容易产生毛羽破丝，湿度偏高，则织布机停机概率大幅偏高。
经纱系统和纬纱系统是独立制备控制的，均匀配比保证了织物的均匀性，因配比不同，织物在压力容器中的增强作用会不同，而均匀配比则保证基材的强度相同；
表层组织和里层组织的连接：表层和里层两层平纹结构需要有效的连接，简单使用两层平纹，其垂直于组织的方向强度无法增强，因此必须采用有效的表里层连接；本专利中表层和里层的连接通过12层的经纱穿综，织布机16片的综框开口步骤和动作得以实现，下图是双层组织的穿综纹版图，每一根经纱需要按照纹版图按照顺序一根一根均匀排列，而纬纱则需要按照纹版图的设计开口步骤，织布机做出24次不同的开口程序，纬纱每次在开口中飞入开口，经过左右侧剪刀剪断，编织而成；
双层组织的纹版图设计，见下表；
注：上表中的x代表经组织点。
表层和里层经纱是均匀排列，而由织布机开口决定经纱是表层还是里层，表层和里层纬纱则分别在织布机两个纬纱准备系统来准备，其中表层纬纱由织布机上方储纬器和喇叭口来准备，里层纬纱则由下方储纬器和喇叭口来准备，两套储纬器和喇叭口都需要定期检查和清洁，来保证投纬时纬纱不起毛。
采用上述制备方法制备的双层组织玻璃纤维的双向维度上强度达到经向3043N/inch,纬向2776N/inch。
【实施例2】
一种双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布及其制备方法，如图1、图2所示，本发明的新型双层平纹组织玻璃纤维布包括组织表层、组织里层、组织中的直纤维，直纤维为经纱，弯曲纤维为纬纱，表里层纱线根数配比为1：1；所述经纱由ECG751/0、ECG1501/2、ECE2251/6、ECE2252/3、ECE2253/2五种规格组成，所述纬纱由ECG371/0、ECG751/2、ECG1501/4、ECG1502/2四种规格组成，由两组独立的经纱和两组独立的纬纱交织而成表里双层织物。玻璃纤维为石蜡型浆料玻璃纤维。
一种双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布的制备方法，包括如下步骤：
(1)整浆工艺，按照经向密度和不同规格幅宽计算出经纱数量，依次将玻璃纤维纱放到纱架；纱线在一定张力下进入浆槽上浆，上浆后经过烘干制成经轴；
(2)并经工艺，经轴按照倍数在张力控制下合并成织轴；
(3)穿综工艺，按照结构图穿综，一丝一筘，任何一丝一筘顺序不符将导致表里两层组织无法有效连接；
(4)织造工艺，采用电子开口多臂喷气织布机生产，按照结构图设计织布步骤；
(5)检验检查，检查布面外观品质，检测产品指标要求；
(6)包装发运。
具体地：
直纤维经纱的制备：经纱在纱架上单纱张力控制20克，误差上下不得超过2克，这样可以保证整个组织布面的平整度；玻璃纤维因摩擦容易起毛，所以需要整个经纱制备时控制静电的产生，在纱架出口，卷曲进口配备静电消除器；同时为了控制毛羽的产生，经纱需要上浆，上浆温度60摄氏度，浓度9％，浆纱后烘干温度160摄氏度，控制水分含量1.2％，水分过低，则毛羽产生，水分过高，则纱与纱之间绞在一起，引起织布过程中经纱断裂产生异常。
弯曲纤维纬纱的制备：纬纱在喷气的牵引下进入开口，通常控制喷气的压力5.5MPa,压力过低，则纬纱投不过去，产生折返纬异常，压力过高，则纬纱飞行过程中摩擦钢扣，完成破丝异常；织布机速度在400rpm,织布机综框片数16片，16片的综框才能达到按照以下织物纹版图设计的经纱排列；同时，环境温湿度对织布过程影响很大，通常控制湿度在65％，湿度偏低，容易产生毛羽破丝，湿度偏高，则织布机停机概率大幅偏高。
经纱系统和纬纱系统是独立制备控制的，均匀配比保证了织物的均匀性，因配比不同，织物在压力容器中的增强作用会不同，而均匀配比则保证基材的强度相同；
表层组织和里层组织的连接：表层和里层两层平纹结构需要有效的连接，简单使用两层平纹，其垂直于组织的方向强度无法增强，因此必须采用有效的表里层连接；本专利中表层和里层的连接通过12层的经纱穿综，织布机16片的综框开口步骤和动作得以实现，下图是双层组织的穿综纹版图，每一根经纱需要按照纹版图按照顺序一根一根均匀排列，而纬纱则需要按照纹版图的设计开口步骤，织布机做出24次不同的开口程序，纬纱每次在开口中飞入开口，经过左右侧剪刀剪断，编织而成；
双层组织的纹版图设计，见下表；
注：上表中的x代表经组织点。
表层和里层经纱是均匀排列，而由织布机开口决定经纱是表层还是里层，表层和里层纬纱则分别在织布机两个纬纱准备系统来准备，其中表层纬纱由织布机上方储纬器和喇叭口来准备，里层纬纱则由下方储纬器和喇叭口来准备，两套储纬器和喇叭口都需要定期检查和清洁，来保证投纬时纬纱不起毛。
采用上述制备方法制备的双层组织玻璃纤维的双向维度上强度达到经向3043N/inch,纬向2776N/inch。
【实施例3】
一种双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布及其制备方法，如图1、图2所示，本发明的新型双层平纹组织玻璃纤维布包括组织表层、组织里层、组织中的直纤维，直纤维为经纱，弯曲纤维为纬纱，表里层纱线根数配比为1：1；所述经纱由ECG751/0、ECG1501/2、ECE2251/6、ECE2252/3、ECE2253/2五种规格组成，所述纬纱由ECG371/0、ECG751/2、ECG1501/4、ECG1502/2四种规格组成，由两组独立的经纱和两组独立的纬纱交织而成表里双层织物。玻璃纤维为硅烷增强型浆料玻璃纤维。
一种双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布的制备方法，包括如下步骤：
(1)整浆工艺，按照经向密度和不同规格幅宽计算出经纱数量，依次将玻璃纤维纱放到纱架；纱线在一定张力下进入浆槽上浆，上浆后经过烘干制成经轴；
(2)并经工艺，经轴按照倍数在张力控制下合并成织轴；
(3)穿综工艺，按照结构图穿综，一丝一筘，任何一丝一筘顺序不符将导致表里两层组织无法有效连接；
(4)织造工艺，采用电子开口多臂喷气织布机生产，按照结构图设计织布步骤；
(5)检验检查，检查布面外观品质，检测产品指标要求；
(6)包装发运。
具体地：
直纤维经纱的制备：经纱在纱架上单纱张力控制20克，误差上下不得超过2克，这样可以保证整个组织布面的平整度；玻璃纤维因摩擦容易起毛，所以需要整个经纱制备时控制静电的产生，在纱架出口，卷曲进口配备静电消除器；同时为了控制毛羽的产生，经纱需要上浆，上浆温度50摄氏度，浓度6％，浆纱后烘干温度150摄氏度，控制水分含量1.0％，水分过低，则毛羽产生，水分过高，则纱与纱之间绞在一起，引起织布过程中经纱断裂产生异常。
弯曲纤维纬纱的制备：纬纱在喷气的牵引下进入开口，通常控制喷气的压力5MPa,压力过低，则纬纱投不过去，产生折返纬异常，压力过高，则纬纱飞行过程中摩擦钢扣，完成破丝异常；织布机速度在380rpm,织布机综框片数16片，16片的综框才能达到按照以下织物纹版图设计的经纱排列；同时，环境温湿度对织布过程影响很大，通常控制湿度在60％，湿度偏低，容易产生毛羽破丝，湿度偏高，则织布机停机概率大幅偏高。
经纱系统和纬纱系统是独立制备控制的，均匀配比保证了织物的均匀性，因配比不同，织物在压力容器中的增强作用会不同，而均匀配比则保证基材的强度相同；
表层组织和里层组织的连接：表层和里层两层平纹结构需要有效的连接，简单使用两层平纹，其垂直于组织的方向强度无法增强，因此必须采用有效的表里层连接；本专利中表层和里层的连接通过12层的经纱穿综，织布机16片的综框开口步骤和动作得以实现，下图是双层组织的穿综纹版图，每一根经纱需要按照纹版图按照顺序一根一根均匀排列，而纬纱则需要按照纹版图的设计开口步骤，织布机做出24次不同的开口程序，纬纱每次在开口中飞入开口，经过左右侧剪刀剪断，编织而成；
双层组织的纹版图设计，见下表；
注：上表中的x代表经组织点。
表层和里层经纱是均匀排列，而由织布机开口决定经纱是表层还是里层，表层和里层纬纱则分别在织布机两个纬纱准备系统来准备，其中表层纬纱由织布机上方储纬器和喇叭口来准备，里层纬纱则由下方储纬器和喇叭口来准备，两套储纬器和喇叭口都需要定期检查和清洁，来保证投纬时纬纱不起毛。
采用上述制备方法制备的双层组织玻璃纤维的双向维度上强度达到经向3043N/inch,纬向2776N/inch。
【比较例】
类别 组织形式 纱种 经向强度(N/inch) 纬向强度(N/inch)
参照系1-7638H 平纹 G75/G37 1552 2346
参照系2-3732 斜纹 G37/G37 1970 1467
发明项双层平纹 双层平纹 G75/G37 3043 2776
显然，本专利的新型双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布，采用双层平纹组织编制而成。机织物三大组织中，平纹，缎纹，斜纹，平纹强度最高，将单层平纹组织发展创新为双层平纹组织，采用表里连接方法将两层平纹紧密连接起来编织，双层平纹组织兼顾到三维向强度增强，发挥出最佳的强度增强效果，更兼顾了三维度强度增强，取得了较好的技术效果。

Claims (10)

1.一种双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布，包括组织表层、组织里层、组织中的直纤维，直纤维为经纱，组织表层、组织里层均为弯曲纤维，弯曲纤维为纬纱，所述经纱包括ECG751/0、ECG1501/2、ECE2251/6、ECE2252/3、ECE2253/2规格，所述纬纱包括ECG371/0、ECG751/2、ECG1501/4、ECG1502/2规格，由两组独立的经纱和两组独立的纬纱交织而成表里双层织物。
2.根据权利要求1所述双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布及其制备方法，其特征在于玻璃纤维包括淀粉型、石蜡型、硅烷增强型三种浆料玻璃纤维。
3.根据权利要求1所述双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布，其特征在于表层、里层纱线根数配比为1：1。
4.一种权利要求1～3所述双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布的制备方法，包括如下步骤：
(1)整浆工艺，按照经向密度和不同规格幅宽计算出经纱数量，依次将玻璃纤维纱放到纱架；纱线在一定张力下进入浆槽上浆，上浆后经过烘干制成经轴；
(2)并经工艺，经轴按照倍数在张力控制下合并成织轴；
(3)穿综工艺，按照结构图穿综，一丝一筘，任何一丝一筘顺序不符将导致表里两层组织无法有效连接；
(4)织造工艺，采用电子开口多臂喷气织布机生产，按照结构图设计织布步骤；
(5)检验检查，检查布面外观品质，检测产品指标要求；
(6)包装发运。
5.根据权利要求4所述双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布的制备方法，其特征在于经纱在纱架上单纱张力控制在20±2克，在纱架出口、卷曲进口配备静电消除器，制备环境湿度为55％-65％。
6.根据权利要求4所述双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布的制备方法，其特征在于为了控制毛羽的产生，经纱需要上浆，上浆温度40-60℃，浓度4-9％，浆纱后烘干温度140-160℃，控制水分重量百分率0.8％-1.2％。
7.根据权利要求4所述双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布的制备方法，其特征在于纬纱在喷气的牵引下进入开口，控制喷气的压力4.5-5.5MPa；织布机速度在350rpm-400rpm,织布机综框片数16片。
8.根据权利要求4所述双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布的制备方法，其特征在于表层和里层经纱是均匀排列，由织布机开口决定经纱是表层还是里层，表层和里层纬纱分别在织布机两个纬纱准备系统来准备，其中表层纬纱由织布机上方储纬器和喇叭口来准备，里层纬纱则由下方储纬器和喇叭口来准备，两套储纬器和喇叭口都需要定期检查和清洁，来保证投纬时纬纱不起毛。
9.根据权利要求4所述双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布的制备方法，其特征在于表层和里层的连接通过12层的经纱穿综，织布机16片的综框开口步骤和动作得以实现；每一根经纱需要按照穿综纹版图按照顺序一根一根均匀排列，而纬纱则需要按照纹版图的设计开口步骤，织布机做出24次不同的开口程序，纬纱每次在开口中飞入开口，经过左右侧剪刀剪断，编织而成。
10.根据权利要求4所述双层罐内衬改造用双层组织玻璃纤维布的制备方法，其特征在于产品指标包括厚度、克重、幅宽，克重：300克/平方米-500克/平方米，幅宽：0.8米-2.5米，厚度：0.2毫米-0.8毫米。
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