CN111020875A - 纤维织物加筋增强土工布的生产工艺 - Google Patents

纤维织物加筋增强土工布的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种纤维织物加筋增强土工布的生产工艺，包括以下步骤：(1)制备下层纤维网；(2)制备中间层纤维织物；(3)制备上层纤维网；(4)将步骤(1)中的下层纤维网、步骤(2)中的中间层纤维织物以及步骤(3)中的上层纤维网进行叠合，并压紧成型；(5)进行针刺；(6)进入切边卷取机卷取。本发明的优点是：使土工布的抗拉性能得到大幅提高，使在独立使用的情况下，其各项性能的发挥，也能够得到有效保证，既节约了工程成本，又较低了施工强度，缩短了施工周期，综合效果明显，市场推广前景可观。

Description

纤维织物加筋增强土工布的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种纤维织物加筋增强土工布的生产工艺。
背景技术
常规的短纤维针刺无纺土工布(简称针刺土工布)，是由涤纶或丙纶等短纤维(纤维长度一般在50mm左右)，经过梳理、铺网，形成多层相对均匀的杂乱纤维层，再通过针刺加工，制成的具有一定密实度的土工织物，因具有抗穿刺能力较强、等效孔径较小，垂直渗透系数小等特点，在道路工程、水利设施、桥梁隧道等各种土建工程项目中，被广泛用作过滤材料(防止水土流失，确保工程质量)。但因受土工布制造工艺本身的限制，其各向抗拉强度较低，抗变形能力差(土工布各方向的抗拉强度，是由短纤维之间的杂乱缠绕，所产生的纤维之间的摩擦力所形成的)，在和格栅等其他加筋土工材料组合使用的情况下，其各种性能才能得到较好的发挥。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种纤维织物加筋增强土工布的生产工艺，本发明的技术方案是：
纤维织物加筋增强土工布的生产工艺，包括以下步骤：
(1)制备下层纤维网；
(2)制备中间层纤维织物；
(3)制备上层纤维网；
(4)将步骤(1)中的下层纤维网、步骤(2)中的中间层纤维织物以及步骤(3)中的上层纤维网进行叠合，并压紧成型；
(5)进行针刺；
(6)进入切边卷取机卷取。
所述的步骤(1)具体为：
(1-1)、短纤维在第一铺网机经过梳理铺网铺在铺网帘上，形成下层纤维网；
(1-2)、将步骤(1-1)中的下层纤维网经过第一静电消除装置进行静电消除；
所述的步骤(2)具体为：
(2-1)所述的中间层纤维织物为夹层纤维织物，该夹层纤维织物经过第二静电消除装置进行静电消除，并通过电子张力发生器按照预设张力值保持张力，并通过张力感应装置感应张力；经过静电消除的夹层纤维织物通过织物自动输送装置输送到下层纤维网上，并同下层纤维网一起进入第二铺网机；
所述的步骤(3)具体为：
(3-1)、短纤维在第二铺网机中经过梳理铺网形成上层纤维网，铺在夹层纤维织物上，此时，上层纤维网、夹层纤维织物及下层纤维网叠合在一起；
所述的步骤(4)具体为：
将步骤(3)中的上层纤维网、夹层纤维织物及下层纤维网进入预压紧装置进行压紧成型；
所述的步骤(5)具体为：
压紧后的上层纤维网、夹层纤维织物及下层纤维网依次通过第一针刺机、第二针刺机和第三针刺机进行三级针刺；
所述的步骤(6)具体为：
针刺后的上层纤维网、夹层纤维织物及下层纤维网进入切边卷取机卷取。
所述的织物输送装置(5)包括制动器(16)、制动卡盘(17)、卷筒(18)、支撑板(19)、摩擦离合器(20)、输送减速机(21)和变频调速输送电机(22)，所述卷筒(18)两端连接有制动卡盘(17)，在每一制动卡盘(17)的外侧均安装有一支撑板(19)，在其中一支撑板(19)上安装有与其中一制动卡盘(17)连接的制动器(16)，在另一支撑板(19)上安装有与另一制动卡盘(17)连接的摩擦离合器(20)，所述的摩擦离合器(20)连接输送减速机(21)的输出端，该输送减速机(21)的输入端与变频调速输送电机(22)连接。
所述的预压紧装置(11)为两套，分别位于上层纤维网、夹层纤维织物以及下层纤维网形成的纤维织物的上部和下部，每一所述的预压紧装置包括压辊架(23)、预压紧减速机(24)和变频调速预压紧电机(25)，该变频调速预压紧电机(25)与预压紧减速机(24)的输入端连接，该预压紧减速机(24)的输出端与压辊架(23)连接，两个变频调速预压紧电机(25)的旋转方向相反。
所述的织物自动输送装置的跑偏量≤2cm，每延米张力偏差≤10N；铺设速度偏差范围±1％。
所述的预压紧装置的预紧量范围80％±1％，预紧速度偏差≤1％，纤维接触面光滑。
所述的步骤(1)具体为：
(1-1)、在第一铺网机内的铺网帘上铺设下层纤维网，该下层纤维网穿过可调纱架；
所述的步骤(2)具体为：
(2-1)所述的中间层纤维织物为径向长丝纤维和纬向长丝纤维安装在可调纱架上的径向长丝纤维经过纤维加湿装置加湿后，再通过静电消除装置进行静电消除；
(2-2)经过静电消除的径向长丝纤维通过电子张力发生器按照预设张力值保持张力，并通过张力感应装置感应张力，然后经过纤维导向装置，铺设在下层纤维网上，一起进入纬向纤维铺设装置；
(2-3)在纬向纤维铺设装置处，纬向长丝纤维往复铺设在径向长丝纤维和下层纤维网上面；
(2-4)纬向长丝纤维、径向长丝纤维和下层纤维网共同进入第二铺网机；
所述的步骤(3)和(4)具体为：
(3-1)上层纤维网铺设在进入第二铺网机内的纬向长丝纤维、径向长丝纤维和下层纤维网上面，经过预压紧装置压紧成一体；
所述的步骤(5)具体为：
压紧后的上层纤维网、纬向长丝纤维、径向长丝纤维和下层纤维网依次通过第一针刺机、第二针刺机、第三针刺机进行三级针刺；
所述的步骤(6)具体为：针刺后的上层纤维网、纬向长丝纤维、径向长丝纤维和下层纤维网进入切边卷取机卷取。
所述步骤(2-3)具体包括以下步骤：
a.安装在纬纱架上的纬向长丝纤维经过张力控制器保持预设的张力；
b.纤维铺设小车上的纤维自动加紧装置自动夹紧纬向长丝纤维头部,纬纱架上的夹紧装置自动松开纬向长丝纤维；
c.纤维铺设小车沿铺纬装置上的轨道以预设的速度移动至纬纱架对面的下层纤维网处；
d.纬纱架上的夹紧装置自动夹紧纬向长丝纤维,自动断纱装置切断纬向长丝纤维；
e.纤维铺设小车的纤维自动加紧装置自动打开，松开纬向长丝纤维头部，然后通过自动落纱装置，将纬向长丝纤维铺设在下层纤维网和径向长丝纤维上面；
f.纤维铺设小车沿铺纬装置上的轨道以设定的速度自动回到纬纱架一侧的指定位置，开始下一个工作循环；
所述的纬向纤维铺设装置的纤维张力偏差≤3％；铺设间距调整范围0～10cm；铺设的纱线间距偏差±2mm；纤维切断长度偏差≤1mm；往复铺设偏差≤2mm。
所述的纬向纤维铺设装置包括纤维铺设小车、纤维自动加紧装置、纬纱架、张力控制器、夹紧装置、自动断纱装置、自动落纱装置和铺纬装置，所述的夹紧装置安装在纬纱架上，且位于张力控制器和自动断纱装置之间，纤维铺设小车与纤维自动加紧装置连接，在所述铺纬装置两端分别安装有一自动落纱装置。
本发明的优点是：
对于本发明的短纤维的纤维织物加筋增强土工布的制备工艺为在常规土工布的内部，添加一层或多层中间层织物，用各种高强度纤维(如玻璃纤维、涤纶纤维、丙纶纤维、玄武岩纤维等高强纤维)或高分子复合材料拉伸条带(聚丙烯拉伸条带、聚酯拉伸条带等)，编制成的网格状织物，借助这些纤维织物的高强特性，使土工布的抗拉性能得到大幅提高，使在独立使用的情况下，其各项性能的发挥，也能够得到有效保证，既节约了工程成本，又较低了施工强度，缩短了施工周期，综合效果明显，市场推广前景可观。
对于长丝纤维加筋增强土工布的制备方法为在常规土工布的内部，添加一层或多层中间层织物，经纬向铺设成网格状的高强度长纤维(诸如玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、丙纶纤维、涤纶纤维、锦纶纤维等各种合成纤维或无机纤维)，借助这些纤维的高强特性，使土工布的抗拉性能得到大幅提高，使在独立使用的情况下，其各项性能的发挥，也能够得到有效保证，既节约了工程成本，又较低了施工强度，缩短了施工周期，综合效果明显，市场推广前景可观。
附图说明
图1是本发明第一中实施例的主体结构示意图。
图2是图1中织物自动输送装置结构示意图。
图3是图1中预压紧装置的结构示意图。
图4是本发明第二种实施例的主体结构示意图。
图5是图4的俯视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
参见图1至图5，本发明涉及一种纤维织物加筋增强土工布的生产工艺，包括以下步骤：
(1)制备下层纤维网；
(2)制备中间层纤维织物；
(3)制备上层纤维网；
(4)将步骤(1)中的下层纤维网、步骤(2)中的中间层纤维织物以及步骤(3)中的上层纤维网进行叠合，并压紧成型；
(5)进行针刺；
(6)进入切边卷取机卷取。
如图1至图3所示，本发明的第一种实施例为：所述的步骤(1)具体为：
(1-1)、短纤维(长度45到60毫米的涤纶、丙纶等纤维)在第一铺网机1经过梳理铺网铺在铺网帘3上，形成下层纤维网4；
(1-2)、将步骤(1-1)中的下层纤维网4经过第一静电消除装置3进行静电消除；
所述的步骤(2)具体为：
(2-1)所述的中间层纤维织物为夹层纤维织物8(玻璃纤维或涤纶纤维经编织物)，该夹层纤维织物8经过第二静电消除装置6进行静电消除，并通过电子张力发生器按照预设张力值保持张力，并通过张力感应装置9-1感应张力；经过静电消除的夹层纤维织物通过织物输送装置5输送到下层纤维网4上，并同下层纤维网一起进入第二铺网机9；
所述的步骤(3)具体为：
(3-1)、短纤维在第二铺网机9中经过梳理铺网形成上层纤维网，铺在夹层纤维织物8上，此时，上层纤维网10、夹层纤维织物8及下层纤维网4叠合在一起；
所述的步骤(4)具体为：
将步骤(3)中的上层纤维网10、夹层纤维织物8及下层纤维网4进入预压紧装置进行压紧成型；
所述的步骤(5)具体为：
压紧后的上层纤维网10、夹层纤维织物8及下层纤维网4依次通过第一针刺机12、第二针刺机13和第三针刺机14进行三级针刺；
所述的步骤(6)具体为：
针刺后的上层纤维网10、夹层纤维织物8及下层纤维网4进入切边卷取机卷取。
所述的织物输送装置5包括制动器16、制动卡盘17、卷筒18、支撑板19、摩擦离合器20、输送减速机21和变频调速输送电机22，所述卷筒18两端连接有制动卡盘17，在每一制动卡盘17的外侧均安装有一支撑板19，在其中一支撑板19上安装有与其中一制动卡盘17连接的制动器16，在另一支撑板19上安装有与另一制动卡盘17连接的摩擦离合器20，所述的摩擦离合器20连接输送减速机21的输出端，该输送减速机21的输入端与变频调速输送电机22连接。
所述的预压紧装置11为两套，分别位于上层纤维网、夹层纤维织物以及下层纤维网形成的纤维织物的上部和下部，每一所述的预压紧装置包括压辊架23、预压紧减速机24和变频调速预压紧电机25，该变频调速预压紧电机25与预压紧减速机24的输入端连接，该预压紧减速机24的输出端与压辊架23连接，两个变频调速预压紧电机25的旋转方向相反。
所述的织物自动输送装置的跑偏量≤2cm，每延米张力偏差≤10N；铺设速度偏差范围±1％。
所述的预压紧装置的预紧量范围80％±1％，预紧速度偏差≤1％，纤维接触面光滑，其中纤维接触面是上层纤维网以及下层纤维网的外侧面。
如图4和图5所示，所述的纤维织物加筋增强土工布生产工艺，包括以下步骤：
所述的步骤(1)具体为：
(1-1)、在第一铺网机内的铺网帘上铺设下层纤维网4，该下层纤维网4穿过可调纱架4-1；
所述的步骤(2)具体为：
(2-1)所述的中间层纤维织物8为径向长丝纤维6-1和纬向长丝纤维11-1，安装在可调纱架4-1上的径向长丝纤维6-1经过纤维加湿装置5-1加湿后，再通过静电消除装置进行静电消除；
(2-2)经过静电消除的径向长丝纤维6-1通过电子张力发生器7按照预设张力值保持张力，并通过张力感应装置9-1感应张力，然后经过纤维导向装置10-1，铺设在下层纤维网4上，一起进入纬向纤维铺设装置12；
(2-3)在纬向纤维铺设装置12-1处，纬向长丝纤维11-1往复铺设在径向长丝纤维6-1和下层纤维网4上面；
(2-4)纬向长丝纤维11-1、径向长丝纤维6-1和下层纤维网3共同进入第二铺网机15；
所述的步骤(3)和(4)具体为：
(3-1)上层纤维网10铺设在进入第二铺网机9内的纬向长丝纤维、径向长丝纤维和下层纤维网上面，经过预压紧装置压紧成一体；
所述的步骤(5)具体为：
压紧后的上层纤维网、纬向长丝纤维、径向长丝纤维和下层纤维网依次通过第一针刺机、第二针刺机、第三针刺机进行三级针刺；
所述的步骤(6)具体为：针刺后的上层纤维网、纬向长丝纤维、径向长丝纤维和下层纤维网进入切边卷取机卷取。
所述步骤(2-3)具体包括以下步骤：
a.安装在纬纱架221上的纬向长丝纤维经过张力控制器保持预设的张力；
b.纤维铺设小车131上的纤维自动加紧装置141自动夹紧纬向长丝纤维头部,纬纱架上的夹紧装置241自动松开纬向长丝纤维；
c.纤维铺设小车131沿铺纬装置271上的轨道以预设的速度移动至纬纱架对面的下层纤维网处；
d.纬纱架221上的夹紧装置241自动夹紧纬向长丝纤维,自动断纱装置251切断纬向长丝纤维；
e.纤维铺设小车131的纤维自动加紧装置141自动打开，松开纬向长丝纤维头部，然后通过自动落纱装置261，将纬向长丝纤维铺设在下层纤维网和径向长丝纤维上面；
f.纤维铺设小车131沿铺纬装置上的轨道以设定的速度自动回到纬纱架一侧的指定位置，开始下一个工作循环；
所述的纬向纤维铺设装置的纤维张力偏差≤3％；铺设间距调整范围0～10cm；铺设的纱线间距偏差±2mm；纤维切断长度偏差≤1mm；往复铺设偏差≤2mm。
所述的纬向纤维铺设装置包括纤维铺设小车、纤维自动加紧装置14、纬纱架22、张力控制器23、夹紧装置24、自动断纱装置25、自动落纱装置26和铺纬装置27，所述的夹紧装置24安装在纬纱架22上，且位于张力控制器23和自动断纱装置25之间，纤维铺设小车13与纤维自动加紧装置14连接，纤维自动加紧装置安装在小车上，夹紧纤维，并随纤维铺设小车移动到对面，实现纱线的横向铺设，在所述铺纬装置27两端分别安装有一自动落纱装置26，以上提及的纤维自动加紧装置14、夹紧装置24、自动断纱装置25、自动落纱装置26和铺纬装置27均属于纤维加工领域常用的装置，为现有技术。

Claims (10)

1.纤维织物加筋增强土工布的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备下层纤维网；
(2)制备中间层纤维织物；
(3)制备上层纤维网；
(4)将步骤(1)中的下层纤维网、步骤(2)中的中间层纤维织物以及步骤(3)中的上层纤维网进行叠合，并压紧成型；
(5)进行针刺；
(6)进入切边卷取机卷取。
2.根据权利要求1所述的纤维织物加筋增强土工布的生产工艺，其特征在于，所述的步骤(1)具体为：
(1-1)、短纤维在第一铺网机经过梳理铺网铺在铺网帘上，形成下层纤维网；
(1-2)、将步骤(1-1)中的下层纤维网经过第一静电消除装置进行静电消除；
所述的步骤(2)具体为：
(2-1)所述的中间层纤维织物为夹层纤维织物，该夹层纤维织物经过第二静电消除装置进行静电消除，并通过电子张力发生器按照预设张力值保持张力，并通过张力感应装置感应张力；经过静电消除的夹层纤维织物通过织物自动输送装置输送到下层纤维网上，并同下层纤维网一起进入第二铺网机；
所述的步骤(3)具体为：
(3-1)、短纤维在第二铺网机中经过梳理铺网形成上层纤维网，铺在夹层纤维织物上，此时，上层纤维网、夹层纤维织物及下层纤维网叠合在一起；
所述的步骤(4)具体为：
将步骤(3)中的上层纤维网、夹层纤维织物及下层纤维网进入预压紧装置进行压紧成型；
所述的步骤(5)具体为：
压紧后的上层纤维网、夹层纤维织物及下层纤维网依次通过第一针刺机、第二针刺机和第三针刺机进行三级针刺；
所述的步骤(6)具体为：
针刺后的上层纤维网、夹层纤维织物及下层纤维网进入切边卷取机卷取。
3.根据权利要求2所述的纤维织物加筋增强土工布生产工艺，其特征在于，所述的织物输送装置(5)包括制动器(16)、制动卡盘(17)、卷筒(18)、支撑板(19)、摩擦离合器(20)、输送减速机(21)和变频调速输送电机(22)，所述卷筒(18)两端连接有制动卡盘(17)，在每一制动卡盘(17)的外侧均安装有一支撑板(19)，在其中一支撑板(19)上安装有与其中一制动卡盘(17)连接的制动器(16)，在另一支撑板(19)上安装有与另一制动卡盘(17)连接的摩擦离合器(20)，所述的摩擦离合器(20)连接输送减速机(21) 的输出端，该输送减速机(21)的输入端与变频调速输送电机(22)连接。
4.根据权利要求2所述的纤维织物加筋增强土工布生产工艺，其特征在于，所述的预压紧装置(11)为两套，分别位于上层纤维网、夹层纤维织物以及下层纤维网形成的纤维织物的上部和下部，每一所述的预压紧装置包括压辊架(23)、预压紧减速机(24)和变频调速预压紧电机(25)，该变频调速预压紧电机(25)与预压紧减速机(24)的输入端连接，该预压紧减速机(24)的输出端与压辊架(23)连接，两个变频调速预压紧电机(25)的旋转方向相反。
5.根据权利要求3所述的纤维织物加筋增强土工布生产工艺，其特征在于，所述的织物自动输送装置的跑偏量≤2cm，每延米张力偏差≤10N；铺设速度偏差范围±1％。
6.根据权利要求3所述的纤维织物加筋增强土工布生产工艺，其特征在于，所述的预压紧装置的预紧量范围80％±1％，预紧速度偏差≤1％，纤维接触面光滑。
7.根据权利要求1所述的纤维织物加筋增强土工布生产工艺，其特征在于，所述的步骤(1)具体为：
(1-1)、在第一铺网机内的铺网帘上铺设下层纤维网，该下层纤维网穿过可调纱架；
所述的步骤(2)具体为：
(2-1)所述的中间层纤维织物为径向长丝纤维和纬向长丝纤维安装在可调纱架上的径向长丝纤维经过纤维加湿装置加湿后，再通过静电消除装置进行静电消除；
(2-2)经过静电消除的径向长丝纤维通过电子张力发生器按照预设张力值保持张力，并通过张力感应装置感应张力，然后经过纤维导向装置，铺设在下层纤维网上，一起进入纬向纤维铺设装置；
(2-3)在纬向纤维铺设装置处，纬向长丝纤维往复铺设在径向长丝纤维和下层纤维网上面；
(2-4)纬向长丝纤维、径向长丝纤维和下层纤维网共同进入第二铺网机；
所述的步骤(3)和(4)具体为：
(3-1)上层纤维网铺设在进入第二铺网机内的纬向长丝纤维、径向长丝纤维和下层纤维网上面，经过预压紧装置压紧成一体；
所述的步骤(5)具体为：
压紧后的上层纤维网、纬向长丝纤维、径向长丝纤维和下层纤维网依次通过第一针刺机、第二针刺机、第三针刺机进行三级针刺；
所述的步骤(6)具体为：针刺后的上层纤维网、纬向长丝纤维、径向长丝纤维和下层纤维网进入切边卷取机卷取。
8.根据权利要求7所述的一种长丝纤维加筋增强土工布生产工艺，其特征在于，所述步骤(2-3)具体包括以下步骤：
a.安装在纬纱架上的纬向长丝纤维经过张力控制器保持预设的张力；
b.纤维铺设小车上的纤维自动加紧装置自动夹紧纬向长丝纤维头部,纬纱架上的夹紧装置自动松开纬向长丝纤维；
c.纤维铺设小车沿铺纬装置上的轨道以预设的速度移动至纬纱架对面的下层纤维网处；
d.纬纱架上的夹紧装置自动夹紧纬向长丝纤维,自动断纱装置切断纬向长丝纤维；
e.纤维铺设小车的纤维自动加紧装置自动打开，松开纬向长丝纤维头部，然后通过自动落纱装置，将纬向长丝纤维铺设在下层纤维网和径向长丝纤维上面；
f.纤维铺设小车沿铺纬装置上的轨道以设定的速度自动回到纬纱架一侧的指定位置，开始下一个工作循环。
9.根据权利要求7所述的一种纤维织物加筋增强土工布的生产工艺，其特征在于，所述的纬向纤维铺设装置的纤维张力偏差≤3％；铺设间距调整范围0～10cm；铺设的纱线间距偏差±2mm；纤维切断长度偏差≤1mm；往复铺设偏差≤2mm。
10.根据权利要求9所述的一种纤维织物加筋增强土工布的生产工艺，其特征在于，所述的纬向纤维铺设装置包括纤维铺设小车、纤维自动加紧装置、纬纱架、张力控制器、夹紧装置、自动断纱装置、自动落纱装置和铺纬装置，所述的夹紧装置安装在纬纱架上，且位于张力控制器和自动断纱装置之间，纤维铺设小车与纤维自动加紧装置连接，在所述铺纬装置两端分别安装有一自动落纱装置。
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