RU2274690C1 - Reinforcing nonwoven fabric and method of its making - Google Patents
Reinforcing nonwoven fabric and method of its making Download PDFInfo
- Publication number
- RU2274690C1 RU2274690C1 RU2004137932/04A RU2004137932A RU2274690C1 RU 2274690 C1 RU2274690 C1 RU 2274690C1 RU 2004137932/04 A RU2004137932/04 A RU 2004137932/04A RU 2004137932 A RU2004137932 A RU 2004137932A RU 2274690 C1 RU2274690 C1 RU 2274690C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fibers
- longitudinal
- binder
- transverse
- group
- Prior art date
Links
Landscapes
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нетканым рулонным материалам и может быть использовано в промышленности стройматериалов для армирования слоев, связанных, например, с помощью битумов и асфальтобетонов. Изобретение может быть использовано в объектах, где предъявляются повышенные требования к прочности материала, когда изделие эксплуатируется в сложном напряженном состоянии при действии значительных циклических нагрузок в регионах с суровыми климатическими условиями и высокими колебаниями температур.The invention relates to non-woven roll materials and can be used in the building materials industry for reinforcing layers connected, for example, using bitumen and asphalt concrete. The invention can be used in facilities where increased demands are made on the strength of the material when the product is operated in a difficult stress state under the influence of significant cyclic loads in regions with severe climatic conditions and high temperature fluctuations.
В отличие от текстильных материалов, которые изготавливают ткачеством или вязанием пряжи, нетканые материалы относительно недороги в изготовлении, однако для них характерно неравномерное распределение по различным направлениям нитей в материале, т.е. значительная неоднородность плотности материала. Это приводит не только к проблеме неоднородности механических свойств плоского материала по различным направлениям, но и к недостаточной стабильности свойств во времени. Нетканый материал может быть необратимо деформирован в результате приложения к нему значительных циклических нагрузок, что обуславливает в случае его использования в качестве армирующего строительного покрытия неудовлетворительную стабильность. Изготовление основы материала ткачеством придает материалу однородность по различным направлениям, которой недостает нетканым материалам, обладающим в высокой степени дискретным расположением нитей в основе. Однако методы ткачества достаточно сложные, медленные и непригодны для формирования протяженных армирующих изделий.Unlike textile materials that are made by weaving or knitting yarn, non-woven materials are relatively inexpensive to manufacture, however, they are characterized by an uneven distribution in different directions of the threads in the material, i.e. significant heterogeneity of the density of the material. This leads not only to the problem of heterogeneity of the mechanical properties of the flat material in various directions, but also to insufficient stability of the properties over time. Non-woven material can be irreversibly deformed as a result of the application of significant cyclic loads to it, which leads to unsatisfactory stability if it is used as a reinforcing building coating. The manufacture of the basis of the material by weaving gives the material uniformity in various directions, which is lacking in non-woven materials, which have a highly discrete arrangement of threads in the warp. However, weaving methods are quite complex, slow and unsuitable for the formation of long reinforcing products.
Длительное время используют армирующий мат, сплетенный из продольных проволок и снабженный укрепляющими элементами, проходящими в поперечном направлении для укрепления верхнего слоя грунта, состоящего из битума, асфальта или подобного материала, содержащего углеводород (RU, 2169811). Испытания известного материала показали низкую эффективность укрепления дороги с целью предотвращения образования трещин в регионах с суровыми климатическими условиями.For a long time, a reinforcing mat is used, woven from longitudinal wires and provided with reinforcing elements extending in the transverse direction to strengthen the upper layer of soil consisting of bitumen, asphalt or a similar material containing hydrocarbon (RU, 2169811). Tests of the known material showed low effectiveness of road reinforcement in order to prevent cracking in regions with severe climatic conditions.
Анализ литературных данных показал, что в многочисленных изданиях западноевропейских стран раскрывается применение решеток в асфальтобетоне, преимущественно из полимера. Все же обнаружилось, что особенно в регионах с суровыми климатическими условиями и высокими колебаниями температур известные материалы обладают невысокой сопротивляемостью при образовании трещин в асфальтобетоне.The analysis of literature data showed that in numerous editions of Western European countries the use of gratings in asphalt concrete, mainly from polymer, is disclosed. Nevertheless, it was found that, especially in regions with harsh climatic conditions and high temperature fluctuations, known materials have low resistance to cracking in asphalt concrete.
Известен армодренажный композитный геотекстильный материал (патент RU, 2103439), включающий матрицу из нетканого иглопробивного материала и армирующие элементы, выполненные в виде полос из ровингового стекложгута и пропитанные термопластовым клеем. Армирующие элементы размещены на нетканом материале с постоянным шагом и скреплены с ним посредством воздействия на них температуры и давления. Армирование нетканого материала стекложгутом способствует повышению прочностных характеристик, однако существенно увеличивает его себестоимость.Known armored composite geotextile material (patent RU, 2103439), including a matrix of non-woven needle-punched material and reinforcing elements made in the form of strips of roving fiberglass and impregnated with thermoplastic glue. Reinforcing elements are placed on the nonwoven fabric with a constant pitch and are bonded to it by means of exposure to temperature and pressure. Reinforcing non-woven material with fiberglass helps to increase strength characteristics, but significantly increases its cost.
В патенте RU, 2123549 раскрыт волокнистый армирующий материал, выполненный в виде пропитанного органическим связующим сетчатого полотна из боросиликатных стекловолокон, основные и уточные ровинги которого скреплены прошивными нитями с образованием ячеек. Каждый основной стеклоровинг полотна скреплен с уточным стеклоровингом тремя прошивными стеклонитями. Выработка полотна происходит за счет наложения нитей основы на уточные нити и скрепления их между собой прошивной нитью до получения поверхностной плотности материала 180-320 г/м2.RU patent 2123549 discloses a fibrous reinforcing material made in the form of a borosilicate fiberglass mesh impregnated with an organic binder, the main and weft rovings of which are fastened with piercing threads to form cells. Each main glass-roving of the web is bonded with weft glass-roving by three piercing glass-yarns. The development of the fabric occurs due to the superposition of warp threads on the weft threads and fastening them together with a piercing thread until a surface density of the material is 180-320 g / m 2 .
Из патента RU, 2166019 известна текстильная сетка с крупными ячейками для армирования слоев, связанных с помощью битумов, которая состоит из двух комплектов параллельных, воспринимающих нагрузки нитей, причем один комплект нитей проходит в продольном направлении сетки, а другой комплект нитей проходит поперек продольного направления сетки. Нити состоят из стекловолокна или химических волокон, например, полимерных волокон и уложены рашельным способом на нетканый материал, причем соединительные рашельные связующие нити охватывают проходящие в продольном направлении нити сетки и фиксируют проходящие поперек нити.From patent RU, 2166019 a textile mesh with large cells for reinforcing layers connected with bitumen is known, which consists of two sets of parallel, load-bearing threads, with one set of threads extending in the longitudinal direction of the mesh, and the other set of threads extending across the longitudinal direction of the mesh . The filaments consist of fiberglass or chemical fibers, for example polymer fibers, and are laid in a rachel manner on a nonwoven material, the connecting rachel binder threads covering the longitudinally extending filaments of the net and fixing the transversely extending filaments.
К сожалению, использование иглопробивных средств приводит к разрыву некоторых из волокон. Необходимость проведения операции сшивания для формирования материала создает проблемы, касающиеся структурной прочности материала и производительности способа его изготовления. Наличие швов увеличивает вероятность снижения механической прочности материала, представляющего собой композитную структуру, получаемую путем пропитки уложенных нитей в виде двухмерной формы затвердевающими связующими, например затвердевающими смолами. Имеется потребность в более простом способе предварительного формирования плоских форм из материалов без применения сшивания. Такие швы, как отмечалось выше, могут приводить к риску снижения прочности композитных структур.Unfortunately, the use of needle-punched means leads to rupture of some of the fibers. The need for a crosslinking operation to form the material creates problems regarding the structural strength of the material and the productivity of the manufacturing process. The presence of seams increases the likelihood of reducing the mechanical strength of the material, which is a composite structure, obtained by impregnating the laid yarns in the form of a two-dimensional shape with hardening binders, for example, hardening resins. There is a need for a simpler method of preforming flat shapes from materials without the use of crosslinking. Such joints, as noted above, can lead to a risk of lowering the strength of composite structures.
В рамках данной заявки решается проблема получения армирующей нетканой сетки, обладающей повышенной структурной линейностью, прочностью и жесткостью, а также стабильностью механических свойств в регионах с суровыми климатическими условиями. Существует потребность в простом способе, посредством которого можно изготавливать нетканые структуры материалов путем дискретной укладки нитей, расположенных в настиле так, чтобы обеспечить заданные физико-механические свойства при значительных циклических нагрузках. Существует потребность в достижении стабильной прочности материала при сохранении гибкости его нитей в условиях резких перепадов температур.In the framework of this application, the problem of obtaining a reinforcing non-woven mesh with increased structural linearity, strength and rigidity, as well as the stability of mechanical properties in regions with severe climatic conditions is solved. There is a need for a simple method by which it is possible to produce nonwoven structures of materials by discreetly laying yarns located in a deck so as to provide desired physical and mechanical properties under significant cyclic loads. There is a need to achieve stable material strength while maintaining the flexibility of its filaments in the face of sudden temperature changes.
Данная армирующая нетканая сетка содержит две группы дискретно расположенных под прямым углом друг к другу в продольном и поперечном направлениях волокон, удерживаемых с помощью связующего и отдаленных в каждой группе одно от другого с регулярным шагом, причем указанные две группы волокон образуют трехслойную структуру так, что группа поперечных волокон расположена между разделенными на верхнюю и нижнюю подгруппы продольными волокнами, при этом волокна каждой группы выполнены из стеклоровинга с линейной плотностью не менее 400 текс.This reinforcing non-woven mesh contains two groups of fibers discretely located at right angles to each other in the longitudinal and transverse directions, held together by a binder and spaced apart from each other at regular intervals, and these two groups of fibers form a three-layer structure so that the group transverse fibers are located between longitudinal fibers divided into upper and lower subgroups, while the fibers of each group are made of glass roving with a linear density of at least 400 tex.
Предпочтительно, чтобы волокна были выполнены из алюмоборосиликатного стеклоровинга с относительным удлинением не более 5%.Preferably, the fibers are made of aluminoborosilicate glass roving with a relative elongation of not more than 5%.
Данный способ изготовления нетканой сетки для армирования слоев, связанных битумом и/или асфальтобетоном, включает дискретное укладывание под прямым углом друг к другу двух групп волокон в продольном и поперечном направлениях, пропитку их связующим и термообработку, в которой в качестве волокон используют стеклоровинг с линейной плотностью не менее 400 текс, при этом предварительно перед укладыванием волокон, группу продольных волокон разделяют на верхнюю и нижнюю подгруппы, создают контролируемое натяжение волокон в этих подгруппах, пропитывают, по крайней мере, одну из подгрупп продольных волокон связующим, затем группу поперечных волокон укладывают между верхней и нижней подгруппами продольных волокон, после этого проводят термообработку при температуре 150-180°С с последующей повторной пропиткой волокон связующим и сушкой до достижения остаточной влажности волокон не более 0,5 мас.%.This method of manufacturing a non-woven mesh for reinforcing layers connected by bitumen and / or asphalt concrete includes discrete laying at right angles to each other of two groups of fibers in the longitudinal and transverse directions, impregnating them with a binder and heat treatment, in which glass fibers with linear density are used as fibers not less than 400 tex, while previously before laying the fibers, the group of longitudinal fibers is divided into upper and lower subgroups, create a controlled fiber tension in these subgroups, p sprinkle at least one of the subgroups of longitudinal fibers with a binder, then a group of transverse fibers is laid between the upper and lower subgroups of longitudinal fibers, then heat treatment is carried out at a temperature of 150-180 ° C, followed by re-impregnation of the fibers with binder and drying until the residual moisture of the fibers is reached not more than 0.5 wt.%.
Предпочтительно сушку проводить в интервале температур 150-220°С, а в качестве волокон использовать стеклоровинг с относительным удлинением не более 5%.It is preferable to carry out the drying in the temperature range 150-220 ° C, and glass fibers with a relative elongation of not more than 5% should be used as fibers.
Сущность изобретения состоит в установлении причинно-следственной связи между физико-механическими свойствами нетканого материала в виде сетки для армирования слоев, связанных битумом и/или асфальтобетоном и его структурой, полученной на основе используемого материала волокон в рамках заданной последовательности действий и режимов их выполнения. Для выявления этой взаимообусловленности было изучено экспериментально в условиях циклических нагрузок поведение нетканой сетки, изготовленной данным способом с использованием в качестве волокон стеклоровинга с линейной плотностью не менее 400 текс. При отсутствии известности общего уравнения, связывающего физико-механическое состояние нетканой сетки при циклических нагрузках с материалом волокон, авторами экспериментально были найдены те оптимальные значения величины линейной плотности стеклоровинга, которые позволяют сформировать стабильную структуру материала.The essence of the invention is to establish a causal relationship between the physicomechanical properties of the nonwoven material in the form of a mesh for reinforcing layers connected by bitumen and / or asphalt concrete and its structure, obtained on the basis of the used fiber material within a given sequence of actions and modes of their execution. To identify this interdependence, the behavior of a nonwoven mesh made by this method using glass roving with a linear density of at least 400 tex was experimentally studied under cyclic loads. In the absence of the popularity of the general equation relating the physical and mechanical state of the nonwoven mesh under cyclic loads with the fiber material, the authors experimentally found those optimal values of the linear density of glass roving that allow the formation of a stable material structure.
Пропитка одной из подгрупп продольных волокон и термообработка при температуре 150-180°С необходимы для создания требуемой жесткости структуры материала. После такой термообработки продольные и поперечные волокна удерживаются друг около друга до тех пор, пока сформированную структуру не подвергнут повторной пропитке связующим и сушке в режиме контролируемого натяжения волокон до достижения требуемой степени остаточной влажности.Impregnation of one of the subgroups of longitudinal fibers and heat treatment at a temperature of 150-180 ° C are necessary to create the required rigidity of the material structure. After this heat treatment, the longitudinal and transverse fibers are held near each other until the formed structure is subjected to repeated impregnation with a binder and drying in a controlled tension of the fibers to achieve the desired degree of residual moisture.
Пример.Example.
Для изготовления трехслойной нетканой сетки, имеющей гибкую структуру для армирования слоев, связанных битумом или асфальтобетоном, с циклической нагрузкой 10 т используют бухты алюмоборосиликатного стеклоровинга с различной линейной плотностью. Бухты стеклоровинга устанавливают на шпулярнике. Со шпулярника первую группу волокон подают на разделительную гребенку, где ее разделяют на верхнюю и нижнюю подгруппы продольных волокон, а затем направляют на натяжное устройство. Создание натяжения верхних и нижних продольных волокон необходимо для защемления между ними другой группы волокон - поперечных. Натяжение верхних продольных волокон поддерживают в пределах 3-8 кг/нить, а натяжение нижних - в пределах 5-10 кг/нить. Поперечные волокна с бухты стеклоровингов подают на раскладчик цепного транспортера, имеющего подвижную несущую поверхность для поддержания структуры формируемого материала. С помощью раскладчика укладывают поперечные волокна на нитедержателе цепного транспортера, обеспечивая при этом перпендикулярное расположение их относительно продольных волокон. Верхние продольные волокна с натяжного устройства направляют в ванну, где их пропитывают клеящим составом, в качестве которого используют битум или асфальтобетон. Формование сетчатой структуры материала производят на формовочном цилиндре, установленном на приводном валу цепного транспортера. На формовочном цилиндре между верхними и нижними продольными волокнами укладывают поперечные, при этом с помощью формовочного устройства в режиме контролируемого натяжения продольных волокон защемляют поперечные волокна между продольными волокнами. После чего производят обрезку концов поперечных волокон отрезным устройством. Скорость укладывания нитей в двух взаимно перпендикулярных направлениях контролируют в процессе формирования материала. Материал со сформированной трехслойной структурой направляют на горячие каландры, где с целью создания жесткости структуры полотна, осуществляют термообработку при температуре в пределах 150-180°С, сопровождающуюся склеиванием продольных волокон стеклоровинга. После повторной пропитки структуры клеящим составом, материал отжимают, а затем сушат при температуре 190°С до остаточной влажности не более 0,5% от массы материала. Готовый материал подают на тянущее устройство, с помощью которого обеспечивают скорость изготовления материала в пределах 0,5-3,5 м/мин. Использование данного способа позволяет получить трехслойную структуру, где волокна обеих групп, продольной и поперечной, образуют дискретный массив и не застилают сплошь поверхность. Получаемая нетканая сетка представляет собой целевой продукт, который может быть изготовлен в виде рулонного материала.For the manufacture of a three-layer non-woven mesh having a flexible structure for reinforcing layers connected with bitumen or asphalt concrete with a cyclic load of 10 tons, bays of aluminoborosilicate glass roving with different linear densities are used. Glass roving bays are mounted on creel. From the creel, the first group of fibers is fed to a dividing comb, where it is divided into upper and lower subgroups of longitudinal fibers, and then sent to a tensioner. The creation of tension of the upper and lower longitudinal fibers is necessary for pinching between them another group of fibers - transverse. The tension of the upper longitudinal fibers is maintained in the range of 3-8 kg / thread, and the tension of the lower ones is in the range of 5-10 kg / thread. The transverse fibers from the glass roving bay are fed to a chain conveyor distributor having a movable bearing surface to maintain the structure of the formed material. Using a spreader, lay transverse fibers on the thread holder of the chain conveyor, while ensuring their perpendicular arrangement relative to the longitudinal fibers. The upper longitudinal fibers from the tensioner are sent to the bathtub, where they are impregnated with an adhesive, which is used asphalt or asphalt concrete. The mesh structure of the material is formed on a molding cylinder mounted on the drive shaft of the chain conveyor. The transverse fibers are laid between the upper and lower longitudinal fibers on the forming cylinder, while using the molding device in the mode of controlled tension of the longitudinal fibers, the transverse fibers are pinched between the longitudinal fibers. After that, the ends of the transverse fibers are trimmed with a cutting device. The speed of laying the threads in two mutually perpendicular directions is controlled during the formation of the material. A material with a formed three-layer structure is sent to hot calendars, where, in order to create rigidity of the canvas structure, heat treatment is carried out at a temperature in the range of 150-180 ° C, accompanied by bonding of longitudinal glass roving fibers. After re-impregnating the structure with an adhesive composition, the material is squeezed out, and then dried at a temperature of 190 ° C to a residual moisture content of not more than 0.5% by weight of the material. The finished material is fed to the pulling device, with the help of which they ensure the speed of production of the material in the range of 0.5-3.5 m / min. Using this method allows you to get a three-layer structure, where the fibers of both groups, longitudinal and transverse, form a discrete array and do not completely cover the surface. The resulting non-woven mesh is the target product, which can be made in the form of a roll material.
В таблице 1 приведены физико-механические показатели армирующей нетканой сетки, полученной согласно данному способу.Table 1 shows the physico-mechanical properties of the reinforcing non-woven mesh obtained according to this method.
Изобретение может быть использовано при производстве нетканого рулонного материала на основе стеклоровинга для армирования дорожных и строительных покрытий. Изобретение предусматривает получение изотропного состояния нетканого материала, характеризующегося требуемыми стабильными физико-механическими свойствами. Это приводит к ряду коммерческих преимуществ, включая способность производить по низкой себестоимости в едином технологическом цикле качественное покрытие, характеризующееся структурной прочностью при воздействии циклических нагрузок в суровых климатических условиях.The invention can be used in the manufacture of non-woven web materials based on glass roving for reinforcing road and building coatings. The invention provides for the production of an isotropic state of a nonwoven material characterized by the required stable physical and mechanical properties. This leads to a number of commercial advantages, including the ability to produce high-quality coating at a low cost in a single technological cycle, characterized by structural strength under the influence of cyclic loads in harsh climatic conditions.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004137932/04A RU2274690C1 (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Reinforcing nonwoven fabric and method of its making |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004137932/04A RU2274690C1 (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Reinforcing nonwoven fabric and method of its making |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2274690C1 true RU2274690C1 (en) | 2006-04-20 |
Family
ID=36608098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004137932/04A RU2274690C1 (en) | 2004-12-24 | 2004-12-24 | Reinforcing nonwoven fabric and method of its making |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2274690C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2574802C2 (en) * | 2014-04-30 | 2016-02-10 | Открытое акционерное общество "Авиационная корпорация "Рубин" | Method of creation of flat nonwoven fabrics |
-
2004
- 2004-12-24 RU RU2004137932/04A patent/RU2274690C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2574802C2 (en) * | 2014-04-30 | 2016-02-10 | Открытое акционерное общество "Авиационная корпорация "Рубин" | Method of creation of flat nonwoven fabrics |
| RU2803465C2 (en) * | 2017-11-10 | 2023-09-13 | СиЭйчТи ДЖЕРМАНИ ГМБХ | Fibrous products coated from aqueous polymer dispersions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR890000877B1 (en) | Process for the preparation of fiber reinforced flat bodies containing a hardenable binder | |
| US3137893A (en) | Apparatus and process for making apertured non-woven fabrics | |
| US6729807B1 (en) | Integral lofty polymer grid and fiber web matrix turf reinforcement mats | |
| US5225237A (en) | Building sheets of cement material reinforced with plastics mesh and glass fibers | |
| RU2617484C2 (en) | Unidirectional reinforcing filler and method for producing unidirectional reinforcing filler | |
| JPS5832086A (en) | Manufacture of fiber-reinforced flat body containing curable binder | |
| US20100029154A1 (en) | Composite reinforcement or geotextile product and its manufacturing process | |
| RU2670860C9 (en) | Carrier material for vinyl floor covering | |
| RU2365687C1 (en) | Needle-punched fabric and method of its production | |
| CN1067449C (en) | Synthetic textile support for bituminous sheaths, particularly for coating roofs | |
| RU2357029C2 (en) | Nonwoven needled material | |
| US20110293881A1 (en) | Method for producing laid fibre fabrics, and laid fibre fabrics and their use | |
| RU2274690C1 (en) | Reinforcing nonwoven fabric and method of its making | |
| RU2357028C2 (en) | Nonwoven needled material | |
| RU2247179C1 (en) | Nonwoven material for reinforcement of road coat and method for manufacture of such material | |
| RU2299284C1 (en) | Non-woven material for reinforcement of road coating | |
| RU69079U1 (en) | NONWOVE NEEDLE-PUNCHING MATERIAL | |
| RU2774741C1 (en) | Reinforced drainage flexible composite geotextile non-woven material | |
| RU165528U1 (en) | REINFORCED POWER GRILLE FROM POLYMER COMPOSITE MATERIAL | |
| EP3695039B1 (en) | Reinforced nonwoven | |
| RU72979U1 (en) | NONWOVE NEEDLE-PUNCHING MATERIAL | |
| RU2249066C2 (en) | Cord fabric | |
| RU69397U1 (en) | NONWOVE NEEDLE-PUNCHING MATERIAL | |
| DE977713C (en) | Sheet made from a glass fiber fleece | |
| UA30873U (en) | Non-woven needle-punched fabric |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101225 |