CN115897070B - 一种聚丙烯长丝抗菌过滤土工布 - Google Patents
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Abstract
本发明属于聚丙烯土工布领域,公开了一种聚丙烯长丝抗菌过滤土工布。该抗菌过滤土工布的原料包括聚丙烯切片、抗菌母粒和抗老化剂;所述抗菌过滤土工布为将所述聚丙烯切片、抗菌母粒和抗老化剂混合熔融,得到熔体并依次经过过滤除杂、纺丝、牵伸、摆丝铺网、润滑加固、拉幅定型和卷绕成卷得到;进行所述摆丝铺网的装置为带有静电消除器和喷淋设备的成网帘机,所述静电消除器和喷淋设备用于消除布面静电和布面翻网。本发明的聚丙烯长丝抗菌过滤土工布采用熔体直纺法,抗菌剂能均匀的分布到纤维中,使土工布的每一根纤维都具有抗菌性。
Description
技术领域
本发明属于聚丙烯土工布领域,更具体地,涉及一种聚丙烯长丝抗菌过滤土工布。
背景技术
土工布是应用于土木、水利等工程中的新型纺织品,具有反滤、排水、隔离、增强、防渗等独特功能,能够大大提高工程质量,延长工程寿命,降低工程造价。我国将土工布应用于水利工程始于80年代初,主要用作反滤层材料,经过多年的推广应用,已有近百个工程项目不同目的地使用了土工布。例如水坝的护面与滤层、坝基防渗、护岸护堤的防冲、地下排水、支挡物的加筋等。在水利工程中,土工布以其独特功能发挥着不可忽视的作用,并受到人们的日益重视和研究。但是,现在我国使用土工布只是处于初始阶段,只是把土工布埋藏于地下,缺乏后续的跟踪观察和养护。这就导致在水质不好的地方,例如盐碱地、滩涂、垃圾填埋场、海边等使用的土工布,极易滋生细菌和微生物,从而在布面上出现大量的霉点和霉斑。这样一是堵塞孔径,降低孔隙率,减弱土工布的过滤和防淤堵性能。二是降低土工布的强力和伸长率,使土工布起不到加筋增强的功效。这样降低了工程使用寿命,相对应的提高了工程成本。因此,目前亟待提出一种新的聚丙烯长丝抗菌过滤土工布。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提出一种聚丙烯长丝抗菌过滤土工布。本发明的聚丙烯长丝抗菌过滤土工布采用熔体直纺法,抗菌剂能均匀的分布到纤维中,使土工布的每一根纤维都具有抗菌性。
为了实现上述目的,本发明提供了一种聚丙烯长丝抗菌过滤土工布,该抗菌过滤土工布的原料包括聚丙烯切片、抗菌母粒和抗老化剂;
所述抗菌过滤土工布为将所述聚丙烯切片、抗菌母粒和抗老化剂混合熔融,得到熔体并依次经过过滤除杂、纺丝、牵伸、摆丝铺网、润滑加固、拉幅定型和卷绕成卷得到;
进行所述摆丝铺网的装置为带有静电消除器和喷淋设备的成网帘机,所述静电消除器和喷淋设备用于消除布面静电和布面翻网。
根据本发明,优选地,以所述抗菌过滤土工布的原料的总重量计,所述抗菌过滤土工布的原料包括87-92%的聚丙烯切片、3-10%抗菌母粒和1-3%抗老化剂。
根据本发明,优选地,以所述抗菌过滤土工布的原料的总重量计,所述抗菌过滤土工布的原料包括90-92%的聚丙烯切片、3-7%抗菌母粒和1-3%抗老化剂。
在本发明中,所述抗老化剂为聚丙烯抗老化母粒,优选为宿迁联宏新材料有限公司,型号L-816C。
根据本发明,优选地,所述抗菌母粒为含有抑菌剂的聚丙烯树脂,所述抑菌剂为纳米氧化锌、氧化银和二氧化钛中的至少一种;优选地,所述抑菌剂为纳米氧化锌。
根据本发明,优选地,所述抗菌母粒选自埃万特材料科技(广州)有限公司生产的牌号PPAO446093、牌号PPAO446094和牌号PPAO446095中的至少一种。
在本发明中,抗菌母粒含有纳米氧化锌,由于锌与氧的结合,纳米氧化锌表面的电负性较一般的金属离子大,其电负性主要来源于纳米尺度与结构,由于其纳米尺度,更多锌原子裸露在外表,使得更多其表面带正电。而细胞表面的细胞壁(肽聚糖、磷壁酸、脂多糖)、细胞膜(磷脂)都为带负价电,根据电荷异性相吸原则,细菌会无选择的吸附。锌离子从纳米氧化锌表面释放出来,取代原来调节其生理活动的Ca,Mg等离子,使得蛋白质变性凝固、酶失去活性,使得细胞壁、细胞膜原有的功能失效,从而杀死细菌和微生物,达到抗菌的目的。实验表明,本发明产品对革兰氏阳性菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等菌种的杀菌率均达到99%以上,且抗菌效果具有持久性。这样本发明产品在使用过程中,抑制了细菌和微生物的滋生,避免了霉点和霉斑的产生,延长了工程寿命。同时,本发明产品还具有强度高、伸长率高、抗老化等特点。以200g产品为例,纵横向断裂强度≥13KN/m,纵横向断裂伸长率50%-120%,纵横向撕破强力≥500N,CBR顶破强力≥2.1KN,抗紫外线强度保持率≥80%,在pH为2-13的范围内强度保持率≥80%,各项性能完全达到并超出《GB/T 17639-2008》等相关标准规定的技术要求。
根据本发明,优选地,进行所述混合熔融的设备为双螺杆挤压机。
在本发明中,双螺杆挤压机采用分段加热技术:把双螺杆挤压机分为10个区域。各区温度设置如下所示:1-2区200℃-208℃,3-4区208℃-216℃,5-6区216℃-224℃,7-8区224℃-232℃,9-10区232℃-240℃。
根据本发明,优选地,进行所述过滤除杂的设备为熔体过滤器。
在本发明中,作为优选方案,进行所述纺丝的设备为纺丝箱。
根据本发明,优选地,所述牵伸包括依次进行的机械牵伸、侧吹风冷却和气流牵伸;
所述侧吹风冷却的条件包括:侧吹风温度为10-20℃,侧吹风风速为0.5-1.5m/s,侧吹风湿度为60-70%;进一步优选地,侧吹风温度为11-15℃,侧吹风风速为1.2-1.5m/s;
所述气流牵伸的压力为0.60-0.70bar。
在本发明中,由纺丝形成的原纤维经过快速七级机械牵伸形成特定细度、特定强度的单丝,机械牵伸采用分级牵伸,速度分别为(450±50rpm、600±100rpm、1000±100rpm、1500±100rpm、2000±100rpm、2200±100rpm、1500±50rpm),各牵伸辊温度分别为(48℃±5℃、110℃±10℃、110℃±10℃、120℃±10℃、120℃±10℃、110℃±10℃、30℃±5℃)。然后再通过气流牵伸(压力为0.65bar)到达成成网帘机。
根据本发明,优选地,将经过所述摆丝铺网得到的纤维网均匀铺设于所述成网帘机上;所述静电消除器为1-3台; 所述喷淋设备的喷头喷淋量为35-45ml/min,喷淋的纺丝油剂浓度为5.5-6.5%。
根据本发明,优选地,所述润滑加固包括纺丝油剂施加、预针刺、一次主针刺和二次主针刺;所述预针刺和一次主针刺前均需要进行所述纺丝油剂施加;
所述预针刺的操作参数包括:针刺密度为40-60g/cm2,针刺深度为11-12mm;
所述一次主针刺的操作参数包括:针刺密度为55-75g/cm2,针刺深度为10.5-12mm;
所述二次主针刺的操作参数包括:针刺密度为55-75g/cm2,针刺深度为11-12mm。
根据本发明,优选地,所述拉幅定型的操作参数包括:拉幅温度为115-150℃。
根据本发明,优选地,所述拉幅定型后的产品幅宽为3500-5500mm,纵横向强力比为(0.9-1.1):1。
根据本发明,优选地,所述卷绕成卷后的产品卷径为30-110cm。
本发明的技术方案的有益效果如下:
本发明的聚丙烯长丝抗菌过滤土工布采用熔体直纺法,抗菌剂能均匀的分布到纤维中,使土工布的每一根纤维都具有抗菌性,产品抗菌效果很好,对革兰氏阳性菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等菌种的杀菌率均达到99%以上,且抗菌效果具有持久性。本发明的产品在使用过程中,抑制了细菌和微生物的滋生,避免了霉点和霉斑的产生,延长了工程寿命;同时本发明的产品还具有抗老化性能,这进一步提高了产品的过滤性能和使用寿命,变相的降低了工程成本。
本发明的聚丙烯长丝抗菌过滤土工布(200g产品为例)的纵横向断裂强度≥13KN/m,纵横向断裂伸长率为50%-120%,纵横向撕破强力≥500N,CBR顶破强力≥2.1KN,抗紫外线强度保持率≥80%,在pH为2-13的范围内强度保持率≥80%,各项性能完全达到并超出《GB/T17639-2008》等相关标准规定的技术要求。
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示出了本发明提供的一种聚丙烯长丝抗菌过滤土工布的生产流程示意图。
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。
以下各个实施例和对比例中:所述抗老化剂为聚丙烯抗老化母粒,为宿迁联宏新材料有限公司,型号L-816C。
所述纺丝油剂为德国希纶塞勒赫有限公司,型号80G92。
实施例1
本实施例提供一种聚丙烯长丝抗菌过滤土工布,以所述抗菌过滤土工布的原料的总重量计,所述抗菌过滤土工布的原料包括90%的聚丙烯切片、7%抗菌母粒(埃万特材料科技(广州)有限公司,牌号PPAO446093,主要抗菌成分为纳米氧化锌)和3%抗老化剂;
所述抗菌过滤土工布为将所述聚丙烯切片、抗菌母粒和抗老化剂混合熔融,得到熔体并依次经过过滤除杂、纺丝、牵伸、摆丝铺网、润滑加固、拉幅定型和卷绕成卷得到,如图1所示;
其中:
进行所述混合熔融的设备为双螺杆挤压机。双螺杆挤压机采用分段加热技术:把双螺杆挤压机分为10个区域。各区温度设置如下所示:1-2区200℃-208℃,3-4区208℃-216℃,5-6区216℃-224℃,7-8区224℃-232℃,9-10区232℃-240℃。
进行所述过滤除杂的设备为熔体过滤器。
进行所述纺丝的设备为纺丝箱,箱体温度235℃。
所述牵伸包括依次进行的机械牵伸、侧吹风冷却和气流牵伸;由纺丝形成的原纤维经过快速七级机械牵伸形成特定细度、特定强度的单丝,机械牵伸采用分级牵伸,速度分别为(450rpm、600rpm、1000rpm、1500rpm、2000rpm、2200rpm、1500pm),各牵伸辊温度分别为(48℃、110℃、110℃、120℃、120℃、110℃、30℃)。然后再通过气流牵伸(压力为0.65bar)到达成网帘机。其中,侧吹风温度为13℃,侧吹风风速为1.2m/s,侧吹风湿度为60-70%。
进行所述摆丝铺网的装置为带有静电消除器和喷淋设备的成网帘机,所述静电消除器和喷淋设备用于消除布面静电和布面翻网。所述静电消除器为2台;所述喷淋设备的喷头喷淋量为35-45ml/min,喷淋的纺丝油剂浓度为5.5-6.5%。
所述润滑加固包括纺丝油剂施加、预针刺、一次主针刺和二次主针刺;所述预针刺和一次主针刺前均需要进行所述纺丝油剂施加;所述预针刺的操作参数包括:50g/cm2,11.5mm;所述一次主针刺的操作参数包括:65g/cm2,11.8mm;所述二次主针刺的操作参数包括:65g/cm2,11.8mm。
拉幅温度为125℃。所述拉幅定型后的产品幅宽为3500-5500mm,纵横向强力比为1:1。
所述卷绕成卷后的产品卷径为30-110cm。
实施例2-3
实施例2-3提供一种聚丙烯长丝抗菌过滤土工布,实施例2-3与实施例1的区别仅在于:抗菌母粒不同;
实施例2的抗菌母粒为埃万特材料科技(广州)有限公司,牌号PPAO446094(主要抗菌成分为氧化银);
实施例3的抗菌母粒为埃万特材料科技(广州)有限公司,牌号PPAO446095(主要抗菌成分为二氧化钛)。
对实施例1-3的土工布生产状况和抗菌效果进行测试,结果如表1所示。其中,抗菌效果采用奎因实验法测试得到。
表1
。
实施例4-5
实施例4-5提供一种聚丙烯长丝抗菌过滤土工布,实施例4-5与实施例1的区别仅在于:原料的用量不同;
实施例4:以所述抗菌过滤土工布的原料的总重量计,所述抗菌过滤土工布的原料包括92%的聚丙烯切片、5%抗菌母粒和3%抗老化剂;
实施例5:以所述抗菌过滤土工布的原料的总重量计,所述抗菌过滤土工布的原料包括87%的聚丙烯切片、10%抗菌母粒和3%抗老化剂。
对实施例1、4-5的土工布生产状况和抗菌效果进行测试,结果如表2所示。其中,抗菌效果采用的测试方法与实施例2-3相同。
表2
。
实施例6-10
实施例6-10提供一种聚丙烯长丝抗菌过滤土工布,实施例6-10与实施例1的区别仅在于:
实施例6:侧吹风温度为12℃,侧吹风风速为0.7m/s;
实施例7:侧吹风温度为12.5℃,侧吹风风速为0.9m/s;
实施例8:侧吹风温度为10℃,侧吹风风速为1.2m/s;
实施例9:侧吹风温度为13℃,侧吹风风速为1.4m/s;
实施例10:侧吹风温度为11℃,侧吹风风速为1.2m/s。
对实施例1、6-10的单丝强度进行测试,结果如表3所示,其中实施例6-8存在丝束发粘的现象。其中,单丝强度采用的测试方法为GB 14344。
表3
。
实施例11-14
实施例11-14提供一种聚丙烯长丝抗菌过滤土工布,实施例11-14与实施例1的区别仅在于:
实施例11:所述润滑加固包括纺丝油剂施加、预针刺和一次主针刺;所述预针刺和一次主针刺前均需要进行所述纺丝油剂施加;所述预针刺的操作参数包括:50g/cm2,11.5mm;所述一次主针刺的操作参数包括:65g/cm2,11.5mm;
实施例12:所述润滑加固包括纺丝油剂施加、预针刺和一次主针刺;所述预针刺和一次主针刺前均需要进行所述纺丝油剂施加;所述预针刺的操作参数包括:50g/cm2,11.5mm;所述一次主针刺的操作参数包括:65g/cm2,11mm;
实施例13:所述润滑加固包括纺丝油剂施加、预针刺和一次主针刺;所述预针刺和一次主针刺前均需要进行所述纺丝油剂施加;所述预针刺的操作参数包括:50g/cm2,11mm;所述一次主针刺的操作参数包括:65g/cm2,11.8mm;
实施例14:所述润滑加固包括纺丝油剂施加、预针刺和一次主针刺;所述预针刺和一次主针刺前均需要进行所述纺丝油剂施加;所述预针刺的操作参数包括:40g/cm2,11mm;所述一次主针刺的操作参数包括:60g/cm2,10.5mm。
对实施例1、实施例11-14的土工布进行测试,结果如表4所示。测试方法为GB/T17639-2008。
表4
。
对比例1-3
对比例1-3提供一种聚丙烯长丝抗菌过滤土工布,对比例1-3与实施例1的区别仅在于:
对比例1:进行所述摆丝铺网的成网帘机不带有静电消除器和喷淋设备;
对比例2:进行所述摆丝铺网的装置为仅带有2台静电消除器的成网帘机;
对比例3:进行所述摆丝铺网的装置为仅带有喷淋设备的成网帘机。
对实施例1、对比例1-3的土工布摆丝铺网状况进行测试,结果如表5所示。
表5
。
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 (7)
1.一种聚丙烯长丝抗菌过滤土工布,其特征在于,该抗菌过滤土工布的原料包括聚丙烯切片、抗菌母粒和抗老化剂;
所述抗菌过滤土工布为将所述聚丙烯切片、抗菌母粒和抗老化剂混合熔融,得到熔体并依次经过过滤除杂、纺丝、牵伸、摆丝铺网、润滑加固、拉幅定型和卷绕成卷得到;
进行所述混合熔融的设备为双螺杆挤压机;双螺杆挤压机采用分段加热技术:把双螺杆挤压机分为10个区域,各区温度设置如下所示:1-2区200℃-208℃,3-4区208℃-216℃,5-6区216℃-224℃,7-8区224℃-232℃,9-10区232℃-240℃;
进行所述摆丝铺网的装置为带有静电消除器和喷淋设备的成网帘机,所述静电消除器和喷淋设备用于消除布面静电和布面翻网;
所述喷淋设备的喷头喷淋量为35-45ml/min,喷淋的纺丝油剂浓度为5.5-6.5%;
以所述抗菌过滤土工布的原料的总重量计,所述抗菌过滤土工布的原料包括90-92%的聚丙烯切片、3-7%抗菌母粒和1-3%抗老化剂;
所述牵伸包括依次进行的机械牵伸、侧吹风冷却和气流牵伸;
侧吹风温度为11-15℃,侧吹风风速为1.2-1.5m/s;
所述润滑加固包括纺丝油剂施加、预针刺、一次主针刺和二次主针刺;所述预针刺和一次主针刺前均需要进行所述纺丝油剂施加;
所述聚丙烯长丝抗菌过滤土工布的纵横向断裂强度≥13KN/m,纵横向断裂伸长率为50%-120%,纵横向撕破强力≥500N,CBR顶破强力≥2.1KN,抗紫外线强度保持率≥80%,在pH为2-13的范围内强度保持率≥80%。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯长丝抗菌过滤土工布,其中,所述抗菌母粒为含有抑菌剂的聚丙烯树脂,所述抑菌剂为纳米氧化锌、氧化银和二氧化钛中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的聚丙烯长丝抗菌过滤土工布,其中,所述抑菌剂为纳米氧化锌。
4.根据权利要求2所述的聚丙烯长丝抗菌过滤土工布,其中,所述抗菌母粒选自埃万特材料科技(广州)有限公司生产的牌号PPAO446093、牌号PPAO446094和牌号PPAO446095中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯长丝抗菌过滤土工布,其中,
进行所述过滤除杂的设备为熔体过滤器;
侧吹风湿度为60-70%;
所述气流牵伸的压力为0.60-0.70bar。
6.根据权利要求1所述的聚丙烯长丝抗菌过滤土工布,其中,
将经过所述摆丝铺网得到的纤维网均匀铺设于所述成网帘机上;
所述静电消除器为1-3台。
7.根据权利要求1所述的聚丙烯长丝抗菌过滤土工布,其中,
所述预针刺的操作参数包括:针刺密度为40-60g/cm2,针刺深度为11-12mm;
所述一次主针刺的操作参数包括:针刺密度为55-75g/cm2,针刺深度为10.5-12mm;
所述二次主针刺的操作参数包括:针刺密度为55-75g/cm2,针刺深度为11-12mm;
所述拉幅定型的操作参数包括:拉幅温度为115-150℃;
所述拉幅定型后的产品幅宽为3500-5500mm,纵横向强力比为(0.9-1.1):1;
所述卷绕成卷后的产品卷径为30-110cm。
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GR01 | Patent grant | ||
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