专利名称：一种高荷载抗冲击可降解土工布及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种纺织领域的织物及其制造方法，特别是涉及一种高荷载抗冲击可
降解土工布及其制造方法。
(二)
背景技术：
建设高速公路经常会在软基、沼泽、冻土等地带筑路，需要向地下钻入6 9米深、 直径20厘米的圆孔，在孔内浇生石灰和粉煤灰粉末，形成坚固的基桩。浇生石灰和粉煤灰 粉末需要装在土工布袋子(淤泥基桩管袋)里投入桩孔，因而对土工布的韧性、强度、抗冲 击性、抗老化性、速透水性等指标有很高的要求。 对土工布袋的具体技术要求概括如下1、加入生石灰和粉煤灰细粉末后不能漏 灰；2、一次性浇筑重达380公斤灰粉，投入6 9米深的桩孔不能破裂，并在运输中不能折 断，布袋具有高韧性、高强度、抗冲击；3、织物透水性强，在淤泥中的水能进入布袋中与生石 灰粉和煤灰粉末发生放热膨胀反应；4、在反应过程中部分织物软化变形丧失强力破裂或降 解、融化与周围泥土相融凝结成一体；5、另一部分织物具有耐热性、耐酸碱、抗腐蚀、抗老 化、不破裂、不融化，在淤泥中形成耐久性筋状加固网，起到软钢筋作用，增强基桩的抗压能 力；6、在淤泥中袋与袋之间可自由连接，适用于任何长度基桩。而目前使用的无纺布(主要 为粘胶纤维)或单纯的锦纶、涤纶、丙纶、乙纶制成的土工布，还不能完全满足上述综合指 标。
(三)
发明内容
为了克服现有产品和技术的不足之处，本发明提供了一种高荷载抗冲击可降解土 工布及其制造方法。
对现有常用纤维的特性分析 1、棉纤维干强一般，遇水膨胀影响透水性，在淤泥中短期内不能降解破裂，与生
石灰反应膨胀时不能胀破，生石灰放热最高温度135t:时也不溶解，且湿强力很大。 2、粘胶纤维强度低，湿强度更低，是干强度的60%左右。ll(TC时强度显著下降， 但不能融化。耐酸性差，但能耐一般碱性，80°C时不软化破裂。 3、涤纶纤维干湿强度高，较耐冲击，耐热性高，不耐碱性，长时间在高热蒸汽中能 水解，8(TC时不能降解。 4、晴纶纤维强度低，具有膨胀性能，不耐碱，遇碱强度下降，8(TC对其无效果。
5、锦纶纤维强度高，耐磨性好，耐冲击耐热性好，耐碱不耐酸，价格是涤纶、丙纶
的一倍。 6、维纶纤维强度一般，不如锦纶、涤纶、丙纶，耐碱性一般，耐热性差(湿态下 ll(TC时软化)能在水中溶解。 7、丙纶纤维强度高，耐酸耐碱耐热性好，热縮性差，不吸湿，但脆性大抗冲击，强 度低于涤纶和锦纶。
以上七种纤维没有任何一种能同时符合以下三项基本条件
1、强度高、抗冲击，耐酸、耐碱，耐高温135t:以上。
2、快速透水，软化变形温度低于80°C 。
3、最好遇水降解。
结论单一纤维制造土工布(袋子)达不到要求，只能采取相互组合互补方法。
从第一条件分析锦纶>涤纶>丙纶>维纶。 锦纶耐碱不耐酸，价格偏高。涤纶耐酸不耐碱，丙纶和维纶耐酸碱，但维纶不耐高 温，强度不如丙纶。只有丙纶基本符合第一条件，但丙纶脆性大，缺口冲击强度低，抗老化性 差，必须对其进行改性。
从第二条件分析没有一种常规纤维材料能速透水，且在8(TC时开始软化变形损 失强力，收縮率在15%以上并在收縮过程中部分断裂、降解破裂。所以必须对常规纤维中溶 点低的纤维进行改性或通过织物结构设计来达到第二条件。
从第三条件分析 遇水降解的纤维只有维伦符合这一条件。 从以上分析，要满足第一、第二条件需进行纤维性能优势互补，对纤维进行改性或 更新织物结构设计。 本发明的技术方案是这样实现的。 根据以上分析，本方案的土工布采用本公司研制的高荷载聚丙烯纤维和H型截面 低软化点速透水聚乙烯纤维以及普通的维纶纤维作为土工布织物的纱线，并采用独特的加 筋网状织物结构。 本方案的高荷载抗冲击可降解土工布，其织物结构为加筋网状结构，即织物的经 向、纬向编织有间距为4厘米网格和间距为1厘米的筋，其间为平纹织物；所述网格采用H 型截面低软化点速透水聚乙烯纤维编织，筋采用高荷载聚丙烯纤维编织，其间的平纹织物 采用维纶纤维编织。 上述土工布编织时织成管袋状。 所述高荷载聚丙烯纤维断裂强度在8g/d左右，比普通锦纶、涤纶高出l倍左右，在 潮湿时强力不变，增韧抗冲击能力比普通丙纶高出1倍左右，抗老化超过锦纶，耐酸耐碱， 不与生石灰发生反应，不降解、不腐烂，熔点高达176°C 。该纤维在土工布管袋中起到软钢筋 加固网作用。 所述H型截面低软化点速透水聚乙烯纤维软化变形温度为65t:，8(TC时收縮率在 15%以上，部分纤维在收縮过程中断裂、粘结破裂，不漏灰粉，但能速透水，具有融化透水功 能。 所述维纶纤维起到部分降解作用。
本方案的土工布的制造方法如下 1、制造H型截面低软化点速透水聚乙烯纤维和高荷载聚丙烯纤维
(1)、采用熔融纺丝法制造H型截面低软化点速透水聚乙烯纤维，其喷丝板采用H 型孔。该纤维由80%的PE切片和20%的功能母粒组成。所述功能母粒10%的低分子PE 蜡、0. 5%的低熔点脂肪酸酰胺、0. 3%的LS-744光稳定剂、0. 3%的硅酸脂偶联剂、0. 2%的 季铵羧酸内盐共聚物、0. 2%的1010抗氧剂和88. 5X的PE切片组成。上述含量均为重量百分比。 (2)、采用熔融纺丝法制造高荷载聚丙烯纤维，该纤维由80X的HY525PP切片和20%的功能母粒组成。所述功能母粒由5%的EPDM、1. 5%的无机纳米碳酸钙CaC03、0. 3%的三丁烷热稳定剂、0. 3%的苯并三唑光稳定剂、0. 2%的DLDTP辅助剂、0. 3%的1010抗氧化剂、0. 2%的168抗氧化剂、0. 3%的钛酸酯隅联剂、0. 25%的硬脂酸钠、0. 5%的低分子PE腊和91. 15%的HY525PP切片组成。上述含量均为重量百分比。
2、织造高荷载抗冲击可降解土工布 织物经纱、纬纱分别采用H型截面低软化点速透水聚乙烯纤维、高荷载聚丙烯纤维和维纶纤维，其中以H型截面低软化点速透水聚乙烯纤维编织间距为4厘米的网格，以高荷载聚丙烯纤维编织间距为l厘米的筋，其余采用维纶纤维编织。织物在编织时织成管袋状。 本发明的有益之处在于该土工布采用了特殊的纤维和特殊的织物结构，能够满足土工布袋要求强度高、抗冲击，耐酸、耐碱，耐高温及快速透水、软化变形温度低、遇水部分降解等综合技术要求。而且成本较低，适合于推广使用。其所采用的特殊纤维和织物结构均为首创，不仅适合应用于土工布，而且对于其它工程用布也具有非常好的借鉴价值。
(四)
附图为本方案的土工布的织物结构图。
(五)
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例 制造本方案的土工布，首先需要制造两种特殊纤维，即H型截面低软化点速透水聚乙烯纤维和高荷载聚丙烯纤维。该两种纤维为本公司首创。 H型截面低软化点速透水聚乙烯纤维和高荷载聚丙烯纤维均是采用熔融纺丝法纺制出的纤维，其生产工艺为公知技术。 其中H型截面低软化点速透水聚乙烯纤维由80 %的PE切片和20%的功能母粒组成。所述功能母粒10X的低分子PE蜡、0. 5%的低熔点脂肪酸酰胺、0. 3X的LS-744光稳定剂、0. 3%的硅酸脂偶联剂、0. 2%的季铵羧酸内盐共聚物、0. 2%的1010抗氧剂和88. 5%的PE切片组成(上述含量均为重量百分比)。其技术关键还在于喷丝板采用H型孔。
高荷载聚丙烯纤维由80%的HY525PP切片和20%的功能母粒组成。所述功能母粒由5%的EPDM、1. 5%的无机纳米碳酸钙CaC03、0. 3%的三丁烷热稳定剂、0. 3%的苯并三唑光稳定剂、0. 2%的DLDTP辅助剂、0. 3%的1010抗氧化剂、0. 2%的168抗氧化剂、0. 3%的钛酸酯隅联剂、0. 25%的硬脂酸钠、0. 5%的低分子PE腊和91. 15%的HY525PP切片组成(上述含量均为重量百分比)。 本方案的土工布的除采用上述两种特殊的纤维外，还采用了普通的维纶纤维，利用其可降解的特性。 本方案的土工布采用了特殊的加筋网状结构，即织物的经向、纬向编织有间距为4厘米网格和间距为1厘米的筋，其间为平纹织物；网格采用H型截面低软化点速透水聚乙烯纤维编织，筋采用高荷载聚丙烯纤维编织，其间的平纹织物采用维纶纤维编织。 据2008年7月8日中国纺织报报道"灾后看产业纺织品发展"中提出随着国内
外土工材料的不断研发和工程实际需要，土工织物品种需要不断创新。如能抵抗高流速，承
受大载荷的超高强土工布、适合淤泥筑堤的管袋布等。并提出了解决像软基问题、填挖交界
问题、高填公路堤稳定问题、沼泽和冻土地区的路基问题、边坡表面防护问题以及沥青路面
的反射裂缝问题。 本方案的土工布一定程度上解决了上述需求，在土工布技术领域填补了一项技术空白。
权利要求
一种高荷载抗冲击可降解土工布，其特征在于该土工布的织物结构为加筋网状结构，即织物的经向、纬向编织有间距为4厘米网格(1)和间距为1厘米的筋(2)，其间为平纹织物；所述网格(1)采用H型截面低软化点速透水聚乙烯纤维编织，筋(2)采用高荷载聚丙烯纤维编织，其间的平纹织物采用维纶纤维编织。
2. 根据权利要求1所述的土工布，其特征在于该土工布编织成管袋状。
3. —种高荷载抗冲击可降解土工布的制造方法，其特征在于 该方法包括纤维制造和织物制造两个步骤(1) 、制造H型截面低软化点速透水聚乙烯纤维和高荷载聚丙烯纤维① 采用熔融纺丝法制造H型截面低软化点速透水聚乙烯纤维，其喷丝板采用H型孔；其纤维由80%的PE切片和20%的功能母粒组成。所述功能母粒10%的低分子PE蜡、0. 5% 的低熔点脂肪酸酰胺、0. 3%的LS-744光稳定剂、0. 3%的硅酸脂偶联剂、0. 2%的季铵羧酸 内盐共聚物、0. 2%的1010抗氧剂和88. 5%的PE切片组成；上述含量均为重量百分比；② 采用熔融纺丝法制造高荷载聚丙烯纤维，该纤维由80%的HY525PP切片和20%的 功能母粒组成；所述功能母粒由5%的EP匿、1. 5%的无机纳米碳酸钙CaC03、0. 3%的三丁 烷热稳定剂、0. 3%的苯并三唑光稳定剂、0. 2%的DLDTP辅助剂、0. 3%的1010抗氧化剂、 0. 2%的168抗氧化剂、0. 3%的钛酸酯隅联剂、0. 25%的硬脂酸钠、0. 5X的低分子PE腊和 91. 15%的HY525PP切片组成；上述含量均为重量百分比；(2) 、织造高荷载抗冲击可降解土工布织物经纱、纬纱分别采用H型截面低软化点速透水聚乙烯纤维、高荷载聚丙烯纤维和 维纶纤维，其中以H型截面低软化点速透水聚乙烯纤维编织间距为4厘米的网格，以高荷载 聚丙烯纤维编织间距为1厘米的筋，其余采用维纶纤维编织；织物在编织时织成管袋状。
全文摘要
一种高荷载抗冲击可降解土工布及其制造方法，该土工布的织物结构为加筋网状结构，织物的经向、纬向编织有间距为4厘米网格(1)和间距为1厘米的筋(2)，其间为平纹织物；所述网格(1)采用H型截面低软化点速透水聚乙烯纤维编织，筋(2)采用高荷载聚丙烯纤维编织，其间的平纹织物采用维纶纤维编织。其制造方法包括纤维制造和织物制造两个步骤。本发明的有益之处在于该土工布采用了特殊的纤维和特殊的织物结构，能够满足土工布袋要求强度高、抗冲击，耐酸、耐碱，耐高温及快速透水、软化变形温度低、遇水部分降解等综合技术要求。所采用的特殊纤维和织物结构均为首创，不仅适合于土工布，而且对于其它工程用布也具有非常好的借鉴价值。
文档编号D04B21/00GK101768808SQ20081015464
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月29日 优先权日2008年12月29日
发明者吕增仁, 张昊, 李伟, 王文刚, 王霁华, 胡平, 辛欣 申请人:天津纺织工程研究院有限公司