專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高荷載抗沖擊可降解土工布及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紡織領(lǐng)域的織物及其制造方法，特別是涉及一種高荷載抗沖擊可
降解土工布及其制造方法。
(二)
背景技術(shù)：
建設(shè)高速公路經(jīng)常會(huì)在軟基、沼澤、凍土等地帶筑路，需要向地下鉆入6 9米深、 直徑20厘米的圓孔，在孔內(nèi)澆生石灰和粉煤灰粉末，形成堅(jiān)固的基樁。澆生石灰和粉煤灰 粉末需要裝在土工布袋子(淤泥基樁管袋)里投入樁孔，因而對(duì)土工布的韌性、強(qiáng)度、抗沖 擊性、抗老化性、速透水性等指標(biāo)有很高的要求。 對(duì)土工布袋的具體技術(shù)要求概括如下1、加入生石灰和粉煤灰細(xì)粉末后不能漏 灰；2、一次性澆筑重達(dá)380公斤灰粉，投入6 9米深的樁孔不能破裂，并在運(yùn)輸中不能折 斷，布袋具有高韌性、高強(qiáng)度、抗沖擊；3、織物透水性強(qiáng)，在淤泥中的水能進(jìn)入布袋中與生石 灰粉和煤灰粉末發(fā)生放熱膨脹反應(yīng)；4、在反應(yīng)過(guò)程中部分織物軟化變形喪失強(qiáng)力破裂或降 解、融化與周?chē)嗤料嗳谀Y(jié)成一體；5、另一部分織物具有耐熱性、耐酸堿、抗腐蝕、抗老 化、不破裂、不融化，在淤泥中形成耐久性筋狀加固網(wǎng)，起到軟鋼筋作用，增強(qiáng)基樁的抗壓能 力；6、在淤泥中袋與袋之間可自由連接，適用于任何長(zhǎng)度基樁。而目前使用的無(wú)紡布(主要 為粘膠纖維)或單純的錦綸、滌綸、丙綸、乙綸制成的土工布，還不能完全滿足上述綜合指 標(biāo)。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有產(chǎn)品和技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供了一種高荷載抗沖擊可降解土 工布及其制造方法。
對(duì)現(xiàn)有常用纖維的特性分析 1、棉纖維干強(qiáng)一般，遇水膨脹影響透水性，在淤泥中短期內(nèi)不能降解破裂，與生
石灰反應(yīng)膨脹時(shí)不能脹破，生石灰放熱最高溫度135t:時(shí)也不溶解，且濕強(qiáng)力很大。 2、粘膠纖維強(qiáng)度低，濕強(qiáng)度更低，是干強(qiáng)度的60%左右。ll(TC時(shí)強(qiáng)度顯著下降， 但不能融化。耐酸性差，但能耐一般堿性，80°C時(shí)不軟化破裂。 3、滌綸纖維干濕強(qiáng)度高，較耐沖擊，耐熱性高，不耐堿性，長(zhǎng)時(shí)間在高熱蒸汽中能 水解，8(TC時(shí)不能降解。 4、晴綸纖維強(qiáng)度低，具有膨脹性能，不耐堿，遇堿強(qiáng)度下降，8(TC對(duì)其無(wú)效果。
5、錦綸纖維強(qiáng)度高，耐磨性好，耐沖擊耐熱性好，耐堿不耐酸，價(jià)格是滌綸、丙綸
的一倍。 6、維綸纖維強(qiáng)度一般，不如錦綸、滌綸、丙綸，耐堿性一般，耐熱性差(濕態(tài)下 ll(TC時(shí)軟化)能在水中溶解。 7、丙綸纖維強(qiáng)度高，耐酸耐堿耐熱性好，熱縮性差，不吸濕，但脆性大抗沖擊，強(qiáng) 度低于滌綸和錦綸。
以上七種纖維沒(méi)有任何一種能同時(shí)符合以下三項(xiàng)基本條件
1、強(qiáng)度高、抗沖擊，耐酸、耐堿，耐高溫135t:以上。
2、快速透水，軟化變形溫度低于80°C 。
3、最好遇水降解。
結(jié)論單一纖維制造土工布(袋子)達(dá)不到要求，只能采取相互組合互補(bǔ)方法。
從第一條件分析錦綸>滌綸>丙綸>維綸。 錦綸耐堿不耐酸，價(jià)格偏高。滌綸耐酸不耐堿，丙綸和維綸耐酸堿，但維綸不耐高 溫，強(qiáng)度不如丙綸。只有丙綸基本符合第一條件，但丙綸脆性大，缺口沖擊強(qiáng)度低，抗老化性 差，必須對(duì)其進(jìn)行改性。
從第二條件分析沒(méi)有一種常規(guī)纖維材料能速透水，且在8(TC時(shí)開(kāi)始軟化變形損 失強(qiáng)力，收縮率在15%以上并在收縮過(guò)程中部分?jǐn)嗔选⒔到馄屏?。所以必須?duì)常規(guī)纖維中溶 點(diǎn)低的纖維進(jìn)行改性或通過(guò)織物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)到第二條件。
從第三條件分析 遇水降解的纖維只有維倫符合這一條件。 從以上分析，要滿足第一、第二條件需進(jìn)行纖維性能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，對(duì)纖維進(jìn)行改性或 更新織物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的。 根據(jù)以上分析，本方案的土工布采用本公司研制的高荷載聚丙烯纖維和H型截面 低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維以及普通的維綸纖維作為土工布織物的紗線，并采用獨(dú)特的加 筋網(wǎng)狀織物結(jié)構(gòu)。 本方案的高荷載抗沖擊可降解土工布，其織物結(jié)構(gòu)為加筋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即織物的經(jīng) 向、緯向編織有間距為4厘米網(wǎng)格和間距為1厘米的筋，其間為平紋織物；所述網(wǎng)格采用H 型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維編織，筋采用高荷載聚丙烯纖維編織，其間的平紋織物 采用維綸纖維編織。 上述土工布編織時(shí)織成管袋狀。 所述高荷載聚丙烯纖維斷裂強(qiáng)度在8g/d左右，比普通錦綸、滌綸高出l倍左右，在 潮濕時(shí)強(qiáng)力不變，增韌抗沖擊能力比普通丙綸高出1倍左右，抗老化超過(guò)錦綸，耐酸耐堿， 不與生石灰發(fā)生反應(yīng)，不降解、不腐爛，熔點(diǎn)高達(dá)176°C 。該纖維在土工布管袋中起到軟鋼筋 加固網(wǎng)作用。 所述H型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維軟化變形溫度為65t:，8(TC時(shí)收縮率在 15%以上，部分纖維在收縮過(guò)程中斷裂、粘結(jié)破裂，不漏灰粉，但能速透水，具有融化透水功 能。 所述維綸纖維起到部分降解作用。
本方案的土工布的制造方法如下 1、制造H型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維和高荷載聚丙烯纖維
(1)、采用熔融紡絲法制造H型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維，其噴絲板采用H 型孔。該纖維由80%的PE切片和20%的功能母粒組成。所述功能母粒10%的低分子PE 蠟、0. 5%的低熔點(diǎn)脂肪酸酰胺、0. 3%的LS-744光穩(wěn)定劑、0. 3%的硅酸脂偶聯(lián)劑、0. 2%的 季銨羧酸內(nèi)鹽共聚物、0. 2%的1010抗氧劑和88. 5X的PE切片組成。上述含量均為重量百分比。 (2)、采用熔融紡絲法制造高荷載聚丙烯纖維，該纖維由80X的HY525PP切片和20%的功能母粒組成。所述功能母粒由5%的EPDM、1. 5%的無(wú)機(jī)納米碳酸鈣CaC03、0. 3%的三丁烷熱穩(wěn)定劑、0. 3%的苯并三唑光穩(wěn)定劑、0. 2%的DLDTP輔助劑、0. 3%的1010抗氧化劑、0. 2%的168抗氧化劑、0. 3%的鈦酸酯隅聯(lián)劑、0. 25%的硬脂酸鈉、0. 5%的低分子PE臘和91. 15%的HY525PP切片組成。上述含量均為重量百分比。
2、織造高荷載抗沖擊可降解土工布 織物經(jīng)紗、緯紗分別采用H型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維、高荷載聚丙烯纖維和維綸纖維，其中以H型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維編織間距為4厘米的網(wǎng)格，以高荷載聚丙烯纖維編織間距為l厘米的筋，其余采用維綸纖維編織?？椢镌诰幙棔r(shí)織成管袋狀。 本發(fā)明的有益之處在于該土工布采用了特殊的纖維和特殊的織物結(jié)構(gòu)，能夠滿足土工布袋要求強(qiáng)度高、抗沖擊，耐酸、耐堿，耐高溫及快速透水、軟化變形溫度低、遇水部分降解等綜合技術(shù)要求。而且成本較低，適合于推廣使用。其所采用的特殊纖維和織物結(jié)構(gòu)均為首創(chuàng)，不僅適合應(yīng)用于土工布，而且對(duì)于其它工程用布也具有非常好的借鑒價(jià)值。
(四)


附圖為本方案的土工布的織物結(jié)構(gòu)圖。
(五)
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例 制造本方案的土工布，首先需要制造兩種特殊纖維，即H型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維和高荷載聚丙烯纖維。該兩種纖維為本公司首創(chuàng)。 H型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維和高荷載聚丙烯纖維均是采用熔融紡絲法紡制出的纖維，其生產(chǎn)工藝為公知技術(shù)。 其中H型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維由80 %的PE切片和20%的功能母粒組成。所述功能母粒10X的低分子PE蠟、0. 5%的低熔點(diǎn)脂肪酸酰胺、0. 3X的LS-744光穩(wěn)定劑、0. 3%的硅酸脂偶聯(lián)劑、0. 2%的季銨羧酸內(nèi)鹽共聚物、0. 2%的1010抗氧劑和88. 5%的PE切片組成(上述含量均為重量百分比)。其技術(shù)關(guān)鍵還在于噴絲板采用H型孔。
高荷載聚丙烯纖維由80%的HY525PP切片和20%的功能母粒組成。所述功能母粒由5%的EPDM、1. 5%的無(wú)機(jī)納米碳酸鈣CaC03、0. 3%的三丁烷熱穩(wěn)定劑、0. 3%的苯并三唑光穩(wěn)定劑、0. 2%的DLDTP輔助劑、0. 3%的1010抗氧化劑、0. 2%的168抗氧化劑、0. 3%的鈦酸酯隅聯(lián)劑、0. 25%的硬脂酸鈉、0. 5%的低分子PE臘和91. 15%的HY525PP切片組成(上述含量均為重量百分比)。 本方案的土工布的除采用上述兩種特殊的纖維外，還采用了普通的維綸纖維，利用其可降解的特性。 本方案的土工布采用了特殊的加筋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即織物的經(jīng)向、緯向編織有間距為4厘米網(wǎng)格和間距為1厘米的筋，其間為平紋織物；網(wǎng)格采用H型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維編織，筋采用高荷載聚丙烯纖維編織，其間的平紋織物采用維綸纖維編織。 據(jù)2008年7月8日中國(guó)紡織報(bào)報(bào)道"災(zāi)后看產(chǎn)業(yè)紡織品發(fā)展"中提出隨著國(guó)內(nèi)
外土工材料的不斷研發(fā)和工程實(shí)際需要，土工織物品種需要不斷創(chuàng)新。如能抵抗高流速，承
受大載荷的超高強(qiáng)土工布、適合淤泥筑堤的管袋布等。并提出了解決像軟基問(wèn)題、填挖交界
問(wèn)題、高填公路堤穩(wěn)定問(wèn)題、沼澤和凍土地區(qū)的路基問(wèn)題、邊坡表面防護(hù)問(wèn)題以及瀝青路面
的反射裂縫問(wèn)題。 本方案的土工布一定程度上解決了上述需求，在土工布技術(shù)領(lǐng)域填補(bǔ)了一項(xiàng)技術(shù)空白。
權(quán)利要求
一種高荷載抗沖擊可降解土工布，其特征在于該土工布的織物結(jié)構(gòu)為加筋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即織物的經(jīng)向、緯向編織有間距為4厘米網(wǎng)格(1)和間距為1厘米的筋(2)，其間為平紋織物；所述網(wǎng)格(1)采用H型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維編織，筋(2)采用高荷載聚丙烯纖維編織，其間的平紋織物采用維綸纖維編織。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土工布，其特征在于該土工布編織成管袋狀。
3. —種高荷載抗沖擊可降解土工布的制造方法，其特征在于 該方法包括纖維制造和織物制造兩個(gè)步驟(1) 、制造H型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維和高荷載聚丙烯纖維① 采用熔融紡絲法制造H型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維，其噴絲板采用H型孔；其纖維由80%的PE切片和20%的功能母粒組成。所述功能母粒10%的低分子PE蠟、0. 5% 的低熔點(diǎn)脂肪酸酰胺、0. 3%的LS-744光穩(wěn)定劑、0. 3%的硅酸脂偶聯(lián)劑、0. 2%的季銨羧酸 內(nèi)鹽共聚物、0. 2%的1010抗氧劑和88. 5%的PE切片組成；上述含量均為重量百分比；② 采用熔融紡絲法制造高荷載聚丙烯纖維，該纖維由80%的HY525PP切片和20%的 功能母粒組成；所述功能母粒由5%的EP匿、1. 5%的無(wú)機(jī)納米碳酸鈣CaC03、0. 3%的三丁 烷熱穩(wěn)定劑、0. 3%的苯并三唑光穩(wěn)定劑、0. 2%的DLDTP輔助劑、0. 3%的1010抗氧化劑、 0. 2%的168抗氧化劑、0. 3%的鈦酸酯隅聯(lián)劑、0. 25%的硬脂酸鈉、0. 5X的低分子PE臘和 91. 15%的HY525PP切片組成；上述含量均為重量百分比；(2) 、織造高荷載抗沖擊可降解土工布織物經(jīng)紗、緯紗分別采用H型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維、高荷載聚丙烯纖維和 維綸纖維，其中以H型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維編織間距為4厘米的網(wǎng)格，以高荷載 聚丙烯纖維編織間距為1厘米的筋，其余采用維綸纖維編織；織物在編織時(shí)織成管袋狀。
全文摘要
一種高荷載抗沖擊可降解土工布及其制造方法，該土工布的織物結(jié)構(gòu)為加筋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，織物的經(jīng)向、緯向編織有間距為4厘米網(wǎng)格(1)和間距為1厘米的筋(2)，其間為平紋織物；所述網(wǎng)格(1)采用H型截面低軟化點(diǎn)速透水聚乙烯纖維編織，筋(2)采用高荷載聚丙烯纖維編織，其間的平紋織物采用維綸纖維編織。其制造方法包括纖維制造和織物制造兩個(gè)步驟。本發(fā)明的有益之處在于該土工布采用了特殊的纖維和特殊的織物結(jié)構(gòu)，能夠滿足土工布袋要求強(qiáng)度高、抗沖擊，耐酸、耐堿，耐高溫及快速透水、軟化變形溫度低、遇水部分降解等綜合技術(shù)要求。所采用的特殊纖維和織物結(jié)構(gòu)均為首創(chuàng)，不僅適合于土工布，而且對(duì)于其它工程用布也具有非常好的借鑒價(jià)值。
文檔編號(hào)D04B21/00GK101768808SQ20081015464
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者呂增仁, 張昊, 李偉, 王文剛, 王霽華, 胡平, 辛欣 申請(qǐng)人:天津紡織工程研究院有限公司