CN114393895B - 一种基于聚丙烯长丝非织造布的复合防水卷材tpo制备方法 - Google Patents
一种基于聚丙烯长丝非织造布的复合防水卷材tpo制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供了一种基于聚丙烯长丝非织造布的复合防水卷材TPO制备方法，所述方法包括如下步骤：S100，将TPO原料通过螺杆加热熔融后挤压成TPO膜；S200，将经纠偏后的基布与TPO膜进行热复合；基布包括聚丙烯长丝非织造布；S300，对基布和TPO膜进行压辊复合，得到复合防水卷材TPO；S400，对复合防水卷材TPO的瑕疵点进行检测。本申请制备的复合防水卷材TPO强度高、重量轻且安全无毒。
Description
技术领域
本申请涉及非织造布制造领域，具体涉及一种基于聚丙烯长丝非织造布的复合防水卷材TPO制备方法。
背景技术
复合土工膜是以非织造布为基布，以防渗膜为膜材，经远红外加热复合或压延而成的复合土工膜；有一布一膜、两布一膜、两膜一布等几种类型的复合土工膜。现在国内大型水库、人工湖泊、河道溪流饮用水工程多设计采用两布一膜，整体厚度偏厚，且基布材质为聚酯材质时，在酸碱环境下易降解，，对水质造成影响，达不到国家饮用水技术标准，使用范围受限。
发明内容
针对上述技术问题，本申请实施例提供一种基于聚丙烯长丝非织造布的复合防水卷材TPO制备方法，包括如下步骤：
S100，将原料混合处理得到待检测非织造布，所述原料包括丙烯和防老化母粒。
S100，将TPO原料通过螺杆加热熔融后挤压成TPO膜；
S200，将经纠偏后的基布与TPO膜进行热复合；基布包括聚丙烯长丝非织造布；
S300，对基布和TPO膜进行压辊复合，得到复合防水卷材TPO；
S400，对复合防水卷材TPO的瑕疵点进行检测。
本申请实施例提供的基于聚丙烯长丝非织造布的复合防水卷材TPO制备方法得到的复合防水卷材为采用聚丙烯长丝非织造布作为基布和高分子热塑性聚烯烃共聚物作为膜层的两膜一布或多布多膜至少具有以下优点：
1、高强度结构，对于植物根部系统的穿刺和破坏有着极强的抵御能力。抗拉强度和抗撕裂、抗穿刺强度都很高。
2、轻质且易于安装；重量轻，使用热烫焊接和辅材安装简易便行，节省人力、工时。
3、安全无毒害：经口毒性试验检测和饮用水配输水设备及防护材料卫生安全性评价检测。
4、化学性稳定，不会发生生物降解，也不会在水生植物环境中受到腐蚀，对酸性和碱性溶液具有极强耐受性，在环境温度-45℃到90℃条件下TPO具有良好柔性且工作性能极佳。
5、耐久环保，使用寿命长，且可循环利用和回收利用。。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的基于聚丙烯长丝非织造布的复合防水卷材TPO制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为本申请实施例提供的基于聚丙烯长丝非织造布的复合防水卷材TPO制备方法的流程图。如图1所示，本申请实施例提供一种基于聚丙烯长丝非织造布的复合防水卷材TPO制备方法，包括如下步骤：
S100，将高分子热塑性聚烯烃共聚物(TPO)原料通过螺杆加热熔融后挤压成TPO膜。
S200，将经纠偏后的基布与TPO膜进行热复合；基布包括聚丙烯长丝非织造布。
具体地，在TPO膜制备过程中，将成卷的基布放置到指定位置处并进行退卷。退卷后的基布与TPO膜进行平行复合。
在本发明实施例中，所述基布还可包括聚酯长丝非织造布、聚丙烯短丝非织造布、聚酯短丝非织造布、机织布、编织布、玻纤布、网格布中的一种在或者多种。在一个示意性实施例中，可还包括：聚酯长丝非织造布、聚丙烯短丝非织造布、聚酯短丝非织造布中的一种或者多种，以提升复合防水卷材TPO的抗撕裂、抗穿刺、抗疲劳强度。在另一个示意性实施例中，还可包括：机织布、编织布、玻纤布、网格布中的一种或者多种，以使得复合防水卷材TPO具有防水、耐根穿刺、抗疲劳、强度高、易施工等特点。在另一个示意性实施例中，可包括聚酯长丝非织造布、聚丙烯短丝非织造布、聚酯短丝非织造布中的至少一种以及机织布、编织布、玻纤布、网格布中的至少一种，以提升复合防水卷材TPO的抗撕裂、抗穿刺、抗疲劳强度以及具有防水、耐根穿刺、抗疲劳、强度高、易施工等特点。
S300，对基布和TPO膜进行压辊复合，得到复合防水卷材TPO。
S400，对复合防水卷材TPO的瑕疵点进行检测。
在本发明实施例中，瑕疵点是指表面存在肉眼可见的破损、孔洞和油污等杂质。
本领域的技术人员知晓，S100～S300中涉及的工艺可采用现有的复合防水卷材工艺实现，例如，专利文献1(CN102797482A)公开的复合防水卷材生成方法。
进一步地，在本发明实施例中，所述聚丙烯长丝非织造布为通过对相应的非织造布图像进行瑕疵点检测后得到的非织造布；其中，检测后的聚丙烯长丝非织造布上的瑕疵点形成瑕疵列表A＝(A1，A2，......，Am)，m为非织造布的瑕疵点数量，1≤m≤n，n为预设的瑕疵点阈值，Ai包括(XAi，YAi，LAi)，XAi和YAi为瑕疵点Ai的中心位置坐标，LAi为瑕疵点Ai所在包围圆所在的包围盒的边长的一半，单位为像素，i的取值为1到m。
在本发明实施例中，预设的瑕疵点阈值可根据对应的检测规范确定，例如Q/CR549.5-2016《铁路工程土工合成材料第5部分：土工布》中关于外观质量的技术要求。在一个实施例中，每种类型的瑕疵点的预设的数量阈值可与该技术要求规定的最大数量相同。在另一个实施例中，每种类型的瑕疵点的预设的数量阈值可小于该技术要求规定的最大数量。
在本发明实施例中，聚丙烯长丝非织造布的幅宽可大于6米，优选为6.5m。非织造布图像为通过相机拍摄的图像，优选，为线阵相机。在拍摄非织造布图像时，相机在垂直于非织造布传输方向即在非织造布的宽度方向的视场为x，在非织造布传输方向的视场为y。x、y与所述待检测非织造布的宽度相等，优选的，x＝6.5m，y＝6.5m，以使得拍摄的图像覆盖整个非织造布。
进一步地，聚丙烯长丝非织造布的瑕疵点可通过如下步骤进行检测：
S10，对非织造布图像进行预处理，获得预处理后的图像IMG。
本领域技术人员可知，现有技术中的任意一种或多种能够获得IMG的预处理，均在本发明保护范围内。例如，文献2(刘海平，基于机器视觉的无纺布疵点在线检测系统研究，华中科技大学硕士学位论文，2015)中的第3.1节中定义的预处理。
优选的，IMG为灰度图像。
S20，使用预设的Gabor滤波器列表G＝(G1，G2，......，GM)中的所有Gabor滤波器分别对IMG进行处理，获得图像列表IG＝(IG1，IG2，......，IGM)，M为G中Gabor滤波器的数量。
在本发明实施例中，M的值取决于相机在非织造布传输方向的视场为y、非织造布的传输速度v、一个Gabor滤波器对实时拍摄的一幅图像进行滤波的时间t。
进一步的，M与相机在非织造布传输方向的视场y正相关、与非织造布的传输速度v负相关、与一个Gabor器对一幅图像进行滤波的时间tG负相关。
在一个示意性实施例中，M≤(y/v-Δt)/tG，且M为整数。优选的， Δt为预设的需求时间，为从开始拍摄非织造布图像到完成非织造布图像检测的整个过程所需的时间中除了Gabor滤波器的滤波时间之外的时间，可根据实际情况进行确定。
在另一个示意性实施例中，M≤(k1×y/v-k2×Δt)/(k3×tG)，其中，0＜k1＜1，k2≥1，k3为非零的自然数，k3指的是滤波器的并发数量，优选的，k3的取值为1至3，更优选的，k3的取值为1。优选的，
在本发明实施例中，Gabor滤波器对IMG图像进行处理的方式可为进行滤波处理。本领域技术人员可知，现有技术中的任意一种或多种滤波的方法，均在本发明保护范围内。例如，文献2中第3.3.3节中定义的滤波器的滤波方法。
进一步的，G中第f个Gabor滤波器Gf＝(IDf，Af，Bf)，Af为Gf的尺度，Bf为Gf的方向，尺度和方向的定义为文献1中的第3.3.2节中的定义，其中Af∈{1/2，1/4，1/8，......，1/2n}，n为预设的大于等于1的任意整数，Bf∈{m，2m，......，360}，m为预设的数，且0＜m＜360，f的取值为1到M。IDf为Gf的标识，优选的，标识IDf由Af和Bf的取值决定。本领域技术人员可知，现有技术中的任意一种或多种获取标识的方法，均在本发明保护范围内。例如，IDf为n和Bf的字符串连接，当n＝3，A＝1/8，B＝120时，G＝(3120，1/8，120)，即Gabor滤波器的ID为3120；当n＝6，A＝1/64，B＝30时，G＝(6030，1/64，30)即Gabor滤波器的ID为6030。再如，IDf根据n和Bf的字符串连接后进行MD5编码处理生成。
S30，将IG中的所有图像进行处理，获得图像IG’，使得IG中所有图像的所有瑕疵点全部体现在图像IG’中。
本领域技术人员可知，现有技术中的任意一种或多种能够获得IG’的处理方法，均在本发明保护范围内。例如，文献2中的第3.3.3节中的归一化处理和图像数据融合。
S40，对IG’进行处理，进而获得所述非织造布图像的瑕疵点。
在该步骤中，处理的方法可包括：
(1)对IG’进行阈值分割，获得二值化图像；
(2)对所述二值化图像进行去噪处理，获得去噪后的二值化图像，并从所述去噪后的二值化图像中分离出瑕疵点。在一个实施例中，当二值化图像中的单个像素点的值为1时，该像素点为瑕疵点，当单个像素点的值为0时，该像素点为非瑕疵点。相反的，在另一个实施例中，当二值化图像中的单个像素点的值为0时，该像素点为瑕疵点，当单个像素点的值为1时，该像素点为非瑕疵点。
在非织造布图像为多个时，对每个非织造布图像分别进行S10～S30，最后根据所有非织造布图像的瑕疵点得到待检测非织造布的瑕疵点。
在本发明实施例中，瑕疵点可为对应的检测规范中示出的瑕疵点，例如Q/CR549.5-2016《铁路工程土工合成材料第5部分：土工布》中的关于外观质量的描述。本领域技术人员可知，现有技术中的任意一种或多种能够获得瑕疵点的处理方法，均在本发明保护范围内。例如，文献2中的第3.3.3节中的阈值分割和形态学处理。
在本发明实施例中，Δt可等于相机拍摄图像的时间t1+相机将图像传输至上位机的时间t2+S10中预处理的时间t3+S30中处理的时间t4+S40中处理的时间t5。本领域技术人员可知，现有技术中以任何方式获得的t1、t2、t3、t4、t5均在本发明保护范围内。例如，根据经验估算t1、t2、t3、t4、t5的值。再如，根据有限次实验得到的结果，获取t1、t2、t3、t4、t5的最大值。
瑕疵点进一步的，所述步骤S20中，G初始化为Null，并根据以下步骤获取：
S201，预先设置P个不同的Gabor滤波器G’＝(G’1，G’2，......，G’P)，其中P＝n×(360/m)，G’i＝(A’i，B’i，ID’i)，A’i＝1/2i，B’i＝i×360/m，i的取值范围为1到P。
S202，获取相机拍摄的并经过预处理的Q幅非织造布图像Z’＝(Z’1，Z’2，.....，Z’Q)。可选的，Z’1到Z’Q为相机拍摄的连续或非连续Q幅非织造布图像，优选的Z’1到Z’Q为相机拍摄的连续Q幅非织造布图像。进一步的，所述预处理过程与S10中的预处理过程一致，不再赘述。
S203、根据G’和Z’，获取瑕疵点映射矩阵V＝(V1，V2，......VP)T，其中瑕疵点映射向量Vi＝(Vi1，Vi2，......，ViQ)，i的取值范围为1到P。
Vij的获取方法如下：
S2031，分别使用G’1，G’2，......，G’P对Z’j进行Gabor滤波，获得图像滤波向量Zj＝(Z1j，Z2j，......，ZPj)，Zij为使用G’i对Z’j进行Gabor滤波的结果图像。
S2032，融合Z1j，Z2j，......，ZPj，获得融合图像Wj。所述融合与步骤S30中的融合相同，不再赘述。
S2033，对Wj进行瑕疵点检测，如果Wj中不存在瑕疵点，那么V1j，V2j，......，VPj均为Null；如果Wj中存在瑕疵点，那么获取该瑕疵点在Wj中的位置向量Uj＝(Uj 1，Uj 2，......，Uj Rj)，其中，Uj kj为Wj中该瑕疵点的第k个像素的坐标，Rj为Wi中检测的瑕疵点的像素数量，k的取值为1到R。获取瑕疵点的方法为步骤20中的方法，不再赘述。
S2034，根据Uj和Zj获取Vij＝(Vij 1，Vij 2，......，Vij Rj)，Vij kj的像素坐标为Uj kj，Vii kj的值为Zij中像素坐标为Uj kj的像素的像素值。
S204，对V1，V2，......VP进行聚类，形成M类瑕疵点的聚类结果向量RV＝(RV1，RV2，......，RVM)，其中RVk＝{RVk 1，RVk 2，RVk kL}，k的取值为1到M，kL为RVk中瑕疵点映射向量的数量。本领域技术人员可知，所述聚类包括现有技术中的对向量进行聚类的任意一种或多种方法的组合，优选的K-mean聚类算法。
S205，遍历RV，从RVk中选择一个瑕疵点映射向量RVk z，如果RVk z为Vi，那么将G’i添加到G中。i的取值为1到P，z的取值为1到kL。可选的，RVk z为RVk中随机选择的瑕疵点映射向量。优选的，RVk z为RVk中表示瑕疵点的像素值最多的瑕疵点映射向量。
步骤S201至S205，相对于文献2基于调研将图像的方向分为水平和竖直方向，能够将图像分成多个角度，并从每个角度上选择获取非织造布图像瑕疵点最好的Gabor滤波器，进而使用尽可能少的Gabor滤波器达到最大程度筛选非织造布图像瑕疵点，在保证控制成本的前提下，提升Gabor滤波器筛选非织造布图像瑕疵点的性能。
进一步地，S400进一步包括：
S410，如果当前检测的复合防水卷材TPO的聚丙烯长丝非织造布存在瑕疵点，则采用第一Gabor滤波器组对TPO膜图像的瑕疵点进行检测；
S420，如果当前检测的复合防水卷材TPO的聚丙烯长丝非织造布不存在瑕疵点，则采用第二Gabor滤波器组对TPO膜图像的瑕疵点进行检测；
所述第二Gabor滤波器组中的滤波器的数量小于第一Gabor滤波器组中的滤波器的数量，并且，检测后的TPO膜的瑕疵点形成瑕疵列表B＝(B1，B2，......，Bk)，k为TPO膜的瑕疵点数量，1≤k，Bj包括(XBj，YBj，LBj)，XBj和YBj为瑕疵点Bj的中心位置坐标，LBj为瑕疵点Bj所在包围圆所在的包围盒的边长的一半，单位为像素，j的取值为1到k。
在本发明实施例中，TPO膜图像可通过相机优选为线阵相机拍摄，拍摄方法和相机的视场可与前述的聚丙烯长丝非织造布的拍摄方法和相机的视场一样。
第一Gabor滤波器组和第二Gabor滤波器组中的滤波器为满足检测时间要求的滤波器，检测的TPO图像为经过预处理之后的图像，预处理过程与前述的S10一致。第一Gabor滤波器组和第二Gabor滤波器组对TPO图像的瑕疵点的检测过程可为采用现有方式。Gabor滤波器滤波之后，会形成二值化图像，例如，如果相机分辨率为16392*16392，则会形成16392*16392个像素点，每个像素点为0或1，0是背景，1是瑕疵点。如果每幅图像尺寸为6.5米*6.5米，则实物的1mm对应16392像素/6500mm＝2.5个像素。这样，可根据检测瑕疵点的尺寸来确定瑕疵点所占的像素，如果某个瑕疵点的所占的像素G不是整数，则对G进行向下取整，例如，某个缺陷为3mm*3mm，则向下取整(7.5)＝7*7＝49个像素。
进一步地，还包括：
S430，遍历A和B，如果Ai和Bj位于预设范围之内，则进行可视化显示。
本领域技术人员可知，所述可视化呈现为现有技术中能够针对非织造布缺陷点实现可视化的方法中的任意一种或多种，故不在此多加赘述。
进一步地，在本发明一实施例中，如果Ai和Bj满足sqrt((XAi-XBj)2+(YAi-YBj)2)＜LAi+LBj+E*R/W，则表示Ai和Bj位于预设范围之内，其中，R为拍摄图像的相机的分辨率，W为相机的视场宽度；E为S200中的纠偏过程中产生的最大误差，为经验值。
进一步地，在本发明另一实施例中，如果Ai和Bj满足(XAi-XBj)2+(YAi-YBj)2＜(LAi+LBj+E*R/W)2，则表示Ai和Bj位于预设范围之内。
进一步地，在本发明另一实施例中，如果Ai和Bj满足(XAi-XBj)2+(YAi-YBj)2＜H，则表示Ai和Bj位于预设范围之内，其中，H大于或等于(LAi+LBj+E*R/W)2。
进一步地，还包括：S500，如果复合防水卷材TPO没有检测出瑕疵点，则进行计量成卷，得到成卷的复合防水卷材TPO。
计量成卷可采用现有现有方式，例如文献1中的成卷步骤。
虽然已经通过示例对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本申请的范围和精神。本申请开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (5)
1.一种基于聚丙烯长丝非织造布的复合防水卷材TPO制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S100，将TPO原料通过螺杆加热熔融后挤压成TPO膜；
S200，将经纠偏后的基布与TPO膜进行热复合；基布包括聚丙烯长丝非织造布；
S300，对基布和TPO膜进行压辊复合，得到复合防水卷材TPO；
S400，对复合防水卷材TPO的瑕疵点进行检测；
所述聚丙烯长丝非织造布为通过对相应的非织造布图像进行瑕疵点检测后得到的非织造布；其中，检测后的聚丙烯长丝非织造布上的瑕疵点形成瑕疵列表A＝(A1，A2，......，Am)，m为非织造布的瑕疵点数量，1≤m≤n，n为预设的瑕疵点阈值，Ai包括(XAi，YAi，LAi)，XAi和YAi为瑕疵点Ai的中心位置坐标，LAi为瑕疵点Ai所在包围圆所在的包围盒的边长的一半，单位为像素，i的取值为1到m；
S500，如果复合防水卷材TPO没有检测出瑕疵点，则进行计量成卷，得到成卷的复合防水卷材TPO；
S400进一步包括：
S410，如果当前检测的复合防水卷材TPO的聚丙烯长丝非织造布存在瑕疵点，则采用第一Gabor滤波器组对TPO膜图像的瑕疵点进行检测；
S420，如果当前检测的复合防水卷材TPO的聚丙烯长丝非织造布不存在瑕疵点，则采用第二Gabor滤波器组对TPO膜图像的瑕疵点进行检测；
所述第二Gabor滤波器组中的滤波器的数量小于第一Gabor滤波器组中的滤波器的数量，并且，检测后的TPO膜的瑕疵点形成瑕疵列表B＝(B1，B2，......，Bk)，k为YPO膜的瑕疵点数量，1≤k，Bj包括(XBj，YBj，LBj)，XBj和YBj为瑕疵点Bj的中心位置坐标，LBj为瑕疵点Bj所在包围圆所在的包围盒的边长的一半，单位为像素，j的取值为1到k；
其中，聚丙烯长丝非织造布的瑕疵点通过如下步骤进行检测：
S10，对非织造布图像进行预处理，获得预处理后的图像IMG；
S20，使用Gabor滤波器列表G＝(G1，G2，......，GM)中的所有Gabor滤波器分别对IMG进行处理，获得图像列表IG＝(IG1，IG2，......，IGM)，M为G中Gabor滤波器的数量，基于相机在非织造布传输方向的视场y、非织造布的传输速度v、一个Gabor滤波器对实时拍摄的一幅图像进行滤波的时间t确定；其中，G初始化为Null，并根据以下步骤获取：
S201，预先设置P个不同的Gabor滤波器G’＝(G’1，G’2，......，G’P)，其中P＝n1×(360/m1)，n1为预设的大于等于1的任意整数，m1为预设的数，且0<m1<360；
S202，获取相机拍摄的并经过预处理的Q幅非织造布图像Z’＝(Z’1，Z’2，.....，Z’Q)；
S203，根据G’和Z’，获取瑕疵点映射矩阵V＝(V1，V2，......VP)T，其中瑕疵点映射向量Vh＝(Vh1，Vh2，......，VhQ)，h的取值范围为1到P；
S204，对V1，V2，......VP进行聚类，形成M类瑕疵点的聚类结果向量RV＝(RV1，RV2，......，RVM)，其中RVk＝{RVk 1，RVk 2，RVk kL}，k的取值为1到M，kL为RVk中瑕疵点映射向量的数量；
S205，遍历RV，从RVk中选择一个瑕疵点映射向量RVk z，如果RVk z为Vi，那么将G’i添加到G中；RVk z为RVk中表示瑕疵点的像素值最多的瑕疵点映射向量；
S30，将IG中的所有图像进行处理，获得图像IG’，使得IG中所有图像的所有瑕疵点全部体现在图像IG’中；
S40，对IG’进行处理，进而获得所述非织造布图像的瑕疵点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
S430，当A和B不为空时，遍历A和B，如果Ai和Bj位于预设范围之内，则进行可视化显示。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果Ai和Bj满足(XAi-XBj)2+(YAi-YBj)2<(LAi+LBj+E*R/W)2，则表示Ai和Bj位于预设范围之内，其中，R为拍摄图像的相机的分辨率，W为相机的视场宽度；E为S200中的纠偏过程中产生的最大误差。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果Ai和Bj满足(XAi-XBj)2+(YAi-YBj)2<H，则表示Ai和Bj位于预设范围之内，其中，H大于或等于(LAi+LBj+E*R/W)2，R为拍摄图像的相机的分辨率，W为相机的视场宽度；E为S200中的纠偏过程中产生的最大误差。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基布还包括聚酯长丝非织造布、聚丙烯短丝非织造布、聚酯短丝非织造布、机织布、编织布、玻纤布、碳纤维布、网格布中的一种或者多种。
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