长纤补强土工织物的制备方法 |
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| 申请号 | CN201710652972.2 | 申请日 | 2017-08-02 | 公开(公告)号 | CN107475905A | 公开(公告)日 | 2017-12-15 |
| 申请人 | 南京大学; | 发明人 | 李家薰; 林佳弘; | ||||
| 摘要 | 本 发明 由国土资源部公益性行业科研专项(201411006)资助完成。本发明公开了一种长纤补强 土工织物 的制法方法，首先须先改装非织物制备流程机台，在底屏上方架设开散长 纤维 束的装置，制备方式是先将非织物放在底屏上，再起动长纤装置，透过 马 达带动长纤盘头，使长纤经过摩擦开纤罗拉，将长纤维束开散，再经过铺迭罗拉使长纤成圈状铺迭于非织物上。最后，长纤铺迭完成后，将上层非织物盖上再通过针轧法进行加固。此方式与未开散的长纤维束比较，开散后的长纤维可增进与非织物短纤维的纠结性及均匀性，且此铺迭成网型态为圈状异向性铺迭，可达无向性的补强，避免单方向的补强。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种长纤补强土工织物的制备方法，首先先改装非织物制备流程机台，在底屏上方架设开散长纤维束的装置，该装置至少由两齿轮及两对罗拉所构成，其中两齿轮乃是凹齿对凸齿互相啮合，使连续长纤维束经齿轮啮合压折作用，赋予其鬈曲状的型态，另其中一对罗拉是由一橡胶罗拉与金属罗拉所组成的速差罗拉组，利用两罗拉不同表面速度的特性，使长纤维束摩擦开散成似单纤维状，后藉由铺迭罗拉将开散的长纤维铺迭成网，供非织物补强使用；其特征在于：先将非织物放在底屏上，再起动长纤装置，透过马达带动长纤盘头，使长纤经过摩擦开纤罗拉，将长纤维束开散，再经过铺迭罗拉使长纤成圈状铺迭于非织物上。 |
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| 说明书全文 | 长纤补强土工织物的制备方法技术领域背景技术[0002] 水土保持是以保育水土资源促进土地利用，减免土壤遭受冲蚀、崩塌、地滑、土石流等灾害。当前水土保持重要工作之一，为山坡地水土灾害防治工作。本发明所属技术领域的现有技术如下2点所示，但仍有改善的空间，如发明(1)的制品只是单纯的非织物，用于稳定边坡所需的强力恐有不足；发明(2)的长纤维补强非织物是将长纤直接铺迭于非织物上，其缺点是在长纤含量低时均匀性差且强力变异大。因此，本发明通过摩擦开纤补强法来补强非织物，改善直接补强法的均匀性与结合性，并有效提高土工织物的机械性能。 [0003] (1)1997年，台湾，戴华锡发明“土工织物的制造方法及其制品”，申请号：086104776。此发明是一种土工织物的制造方法及其制品，其是一种将复合纤维材料经气流成网的方式制成适当厚度的垫体，再将该垫体藉针轧及热处理后，即可制成一种内部纤维互相纠结在一起的成品，俾此发明所制成的成品使用于山坡上时，厚度不需如传统的土工织物的制造方法及其制品之成品厚，即可抵抗地层所施加的压力，进而稳定山坡的土层，再者，因此发明所制成的成品本身具有相当的孔隙，故由山坡土层中所渗出水可透过垫体上的孔隙排出。 [0004] (2)2001年，台湾，财团法人工业技术研究院发明“长纤维补强非织物的制法及其装置”，申请号：087119607。此发明是关于一种长纤维补强非织物的制法及其装置，是使用长纤维为非织物的补强材料，经由可连续改变纤维铺网角度的铺网装置与纵向送丝装置，可配合不同的非织物生产线速度，对非织物进行纵向、横向及斜向补强的新颖制造方法，具有较佳的尺寸安定性与均匀性及较佳的纵横向(MD/CD)抗拉强力比。 发明内容[0005] 针对现有技术的缺点，本发明目的：适当的材料设计，使用含有两种或多种纤维混合的复合材料，可以补足单一材料的缺点，让产品具有更好的性能。近年来，已有许多研究利用玻璃纤维、Kevlar纤维和碳纤维等高模量材料补强非织物，但成本较高。因此，本发明使用成本较低的长纤来补强土工织物，并通过开散长纤维束的装置，藉由摩擦的原理使长纤维束开散，可增进结合性及均匀性，且能大幅提升产品的机械性能。 [0006] 为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种长纤补强土工织物的制备方法，首先先改装非织物制备流程机台，在底屏上方架设开散长纤维束的装置，该装置至少由两齿轮及两对罗拉所构成，其中两齿轮乃是凹齿对凸齿互相啮合，使连续长纤维束经齿轮啮合压折作用，赋予其鬈曲状的型态，另其中一对罗拉是由一橡胶罗拉与金属罗拉所组成的速差罗拉组，利用两罗拉不同表面速度的特性，使长纤维束摩擦开散成似单纤维状，后藉由铺迭罗拉将开散的长纤维铺迭成网，供非织物补强使用；其特征在于：先将非织物放在底屏上，再起动长纤装置，透过马达带动长纤盘头，使长纤经过摩擦开纤罗拉，将长纤维束开散，再经过铺迭罗拉使长纤成圈状铺迭于非织物上。 [0007] 这过程有两个运转马达，一是带动摩擦开纤罗拉，二是带动铺迭罗拉，启动马达至到达设定速度约需10sec，为了防止长纤打结或盘绕在铺迭罗拉，因此先启动铺迭罗拉的马达，约5sec后再启动摩擦开纤罗拉的马达，且前者的转速需较后者快；最后，长纤铺迭完成后，将上层非织物盖上再通过针轧法进行加固。 [0008] 有益效果：由于本发明中采用了摩擦开纤补强法，所以提高长纤的均匀性，产品的机械性能亦大幅增加，且所需设备不多，并可于不影响生产线作业情况下进行改装。在应用上能将集中的应力分散，使其减小或使应力分解，并防止土体受外力作用破坏，适用于防灾工程、大地工程、土木工程、公路工程、环境工程、水利工程及其他与土石、地下水相关的施工中。附图说明 [0009] 图1为本发明实施例的摩擦开纤补强法示意图。 具体实施方式[0010] 以下通过具体实施例对本发明作进一步详细说明。 [0011] 本实施例的长纤补强土工织物的制备方法，首先须先改装非织物制备流程机台，在底屏上方架设开散长纤维束的装置，如图1所示，该装置至少由两齿轮及两对罗拉所构成，其中两齿轮乃是凹齿对凸齿互相啮合，使连续长纤维束经齿轮啮合压折作用，赋予其鬈曲状的型态，另其中一对罗拉是由一橡胶罗拉与金属罗拉所组成的速差罗拉组，此组成的作用特征，在于利用两罗拉不同表面速度的特性，使长纤维束摩擦开散成似单纤维状，后藉由铺迭罗拉将开散的长纤维铺迭成网，供非织物补强使用。制备方式是先将非织物放在底屏上，再起动长纤装置，透过马达带动长纤盘头，使长纤经过摩擦开纤罗拉，将长纤维束开散，再经过铺迭罗拉使长纤成圈状铺迭于非织物上。这过程有两个运转马达，一是带动摩擦开纤罗拉，二是带动铺迭罗拉，启动马达至到达设定速度约需10sec，为了防止长纤打结或盘绕在铺迭罗拉，因此先启动铺迭罗拉的马达，约5sec后再启动摩擦开纤罗拉的马达，且前者的转速需较后者快。最后，长纤铺迭完成后，将上层非织物盖上再通过针轧法进行加固。此方式与未开散的长纤维束比较，开散后的长纤维可增进与非织物短纤维的纠结性及均匀性，且此铺迭成网型态为圈状异向性铺迭，可达无向性的补强，避免单方向的补强。 [0012] 图1是本实施例的摩擦开纤补强法示意图。图中，1长纤盘头；2摩擦开纤罗拉；3铺迭罗拉；4.非织物；5底屏；6针轧机7上导板；8下导板。 [0013] 改变结构亦是提升性能的方式之一，有时单一类型的土工织物不能满足工程上的性能所需，必须由两种或两种以上不同功能及不同种类的土工织物与其他材料互相复合达到互补的效果。本发明利用长纤补强土工织物，以三明治结构为铺迭方式，藉由上下面材承受平面内的负载及弯矩，并由芯材增加上下面材的距离以及抵抗剪力，其中芯材则是通过摩擦开纤补强法将长纤维束开散，除了能提高均匀性以及与面材的结合性外，无向性的补强亦大幅增加机械强力。 [0014] 本发明与市售土工织物(PET非织造土工织物)的测试结果如表1所示。 [0015] 表1测试结果 [0016] [0017] 以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。 |
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