(一)产品的制造方法
经编土工格栅是通过经编衬经衬纬技术,制成经编定向结构的网格坯布,经涂层涂覆加工制成的土工格栅。
1.经编织造土工格栅
经编机织造采用不同的基本组织组合,再配以不同的穿纱方式,衬经纱、衬纬纱和连接纱三个纱线系统被全部引入成圈区域,成圈机构的运动使连接纱成圈,把衬经纱和衬纬纱两个纱组捆绑在一起,从而编织成经编网格。经编网格中的衬经纱和衬纬纱各自平直排列,相互无交织,而是以较细的连接纱将衬经纱和衬纬纱的交叉点捆绑结合以形成牢固的结点。如图5-3-1至图5-3-4所示。
图5-3-1 经编织造单向大格栅
图5-3-2 经编织造建筑网
图5-3-3 经编织造双向格栅
图5-3-4 经编织造单向格栅
2.经编土工格栅涂层处理
经编生产的土工格栅坯布衬经纱衬纬纱线易于滑移,经编土工格栅在使用前必须要进行涂层处理加固,根据工程需要,可采用不同的涂层原料,让格栅外观颜色不同,见图5-3-5至图5-3-8所示。通过涂层处理,可赋予经编土工格栅很好的抗酸碱、耐腐蚀功能和易于施工的特性。
图5-3-5 涂层经编双向土工格栅
图5-3-6 涂层经编单向土工格栅
图5-3-7 涂层经编绿色建筑网
图5-3-8 涂层经编蓝色建筑网
经编涤纶土工格栅是一种以高强聚酯工业长丝为原料,采用经编定向结构织造、涂层整理而成的网状结构材料,具有抗拉强度高、延伸小、抗撕裂强度大、耐磨损、耐腐蚀、质轻、与土或碎石嵌锁性能优等特点,对增强土体抗剪强度及提高土体的整体性与荷载力具有显著作用,被广泛应用于软土路基加固、路堤边坡加筋增强、隔离挡土墙加筋、路桥加强处理等领域。
(二)产品的制造设备及工艺
1.经编土工格栅的织造设备
经编机的种类繁多,基本机型有特里科经编机和拉舍尔经编机两种。特里科经编机纱线受力要比拉舍尔经编机的大得多,所以特里科经编机适合编织轻薄织物。为了减少织针的受力,特里科经编机不适宜用衬纬组织的编织。拉舍尔经编机适宜编织较厚织物,因为在织物牵拉时,受力很小。经编机由计算机控制,配有载纬器和切割工具,能够实现经编织物的高速生产。
经编机织造原理:经编土工格栅有衬经纱、衬纬纱和连接纱三个纱线系统,这三个系统的纱线被全部引入成圈区域,成圈机构的运动使连接纱成圈,把衬经纱和衬纬纱两个纱组捆绑在一起,从而编织成经编网格。在经编网格中,衬经和衬纬各自平直排列,相互无交织,而是以较细的连接纱将衬经纱和衬纬纱的交叉点捆绑结合以形成牢固的结点。
2.经编土工格栅的涂层设备
两段式上胶烘干拉幅机分立炉和卧炉分段加热,可生产20~1000kN土工格栅。卧炉具有纬向拉幅的功能,采用恒定张力,精确控制功能,可以更好地保证格栅质量的稳定性。
经编涤纶土工格栅经过涂层处理后,织物变得比较硬挺,拉伸强度、结点强度提高,但模量有所下降。
3.经编土工格栅的生产工艺
经编土工格栅是以高强涤纶长丝为原料,经衬经衬纬经编机织成经编网格,再经涂层加工制成的一种土工合成材料。经编土工格栅中纱线完全伸直排列,不像机织物纱线波浪状弯曲,可以使纱线的强度充分得到利用,并对拉伸强度、延伸性能产生影响,使其具有拉伸强度、延伸率和初始模量并具有良好的抗蠕变性的优势;此外灵活的结构设计,可以根据不同的土石大小灵活改变网格大小,使格栅的网格尺寸与土基材料的尺寸配合获得最佳的使用效果。
经编土工格栅具有上述优势是因为其特殊的生产工艺,一般来讲经编土工格栅的生产工艺流程为:原料→加捻→经编织造→涂层→检验→成品。
(1)原料
涤纶是合成纤维的一大品种,根据用途不同将涤纶工业丝分为不同的型号和规格,有超高强型、高强型、低收缩型、超低收缩型、高模低缩型、高强低伸型等几大类。每一类又按不同的线密度、束丝根数、伸长、强度、干热收缩性等细分,以适应后加工生产的需要。
高强涤纶工业丝的主要性能如下:
①强度高:高强低伸型涤纶丝强度为5.3~8.2cN/dtex,断裂伸长在20%以下。涤纶强度一般为3.8~5.3cN/dtex。在湿态下其强度不变,耐冲击强度比黏胶纤维高20倍。
②弹性好:将涤纶长丝拉伸5%~6%时,几乎可以完全恢复原状。
③耐热性较好:涤纶的熔点为255~265℃,230℃开始软化,其耐热性及热稳定性较其他合成纤维要好很多。涤纶在150℃的热空气中加热168h,强度损失15%~30%。
④耐光性强:涤纶织物经100d光照后,其残留强力达95%。
⑤耐磨性好:在常用的合成纤维中,涤纶的耐磨性仅次于锦纶。
⑥热收缩率低:涤纶具有较低的热收缩率,松弛状态下的涤纶在170~180℃下15min后的收缩率小于4%。
经编涤纶土工格栅所采用的衬经衬纬以及连接纱线的原料都是高强涤纶工业丝。高强涤纶工业丝由于具有模量高、荷重下的伸长低、热性能好、尺寸稳定性好等特点,这种纤维目前已广泛应用于土工格栅、轮胎等橡胶制品、运输带、安全带、绳网、过滤材料、篷盖布、渔网和土工布等。
(2)加捻(www.xing528.com)
衬经纱、衬纬纱要达到一定的强力,需要多根单丝并合后加捻,加捻的捻度选择对格栅的强度和伸长率都有影响,捻度越大,伸长率越高,捻度太大或太小强度都会降低,因此选择合适的捻度特别重要。
(3)经编土工格栅的织造
国内一些生产厂家引进德国卡尔·迈耶公司的RSMSUS型双轴向经编机并开发生产了一系列的双轴向经编网格。RSMSU型双轴向经编机需衬经线、衬纬线和连接纱线等三个系统的纱线。衬经线可采用分段整经,以分段经轴(亦称盘头)的形式安装在双轴向经编机的工作台后端,衬经线由盘头引出,也可采用经纱纱架上的筒纱直接供给,采用消极式送经,送经量由经纱张力控制,使之在网格中纵向伸直排列。衬纬线则以筒子形式置于双轴向经编机右侧的纬纱架上,通过衬纬小车导引着,在运动中将衬纬线横向伸直地排列在网格中。连接纱线也须经分段整经,以分段经轴的形式安装在双轴向经编机的工作台前端。采用定长积极式送经机械,盘头上装有自动测长装置,可以自动调节送纱长度,并使送纱长度不随盘头直径变化的影响,从而进行平稳而均匀的送纱。衬经线、衬纬线和连接纱线三个系统的纱线被全部引入双轴向经编机的成圈区域,成圈机构的运动使连接纱线成圈,把衬经线和衬纬线两个纱组捆绑在一起,从而编织成双轴向经编网格。
织造工艺实例:经编涤纶土工格栅
机器型号:RS-3-MSUS-V
机号:E6
原料:
连接纱:500dtex涤纶长丝
衬经纱:17200dtex高强涤纶长丝加捻纱
衬纬纱:22200dtex高强涤纶长丝加捻纱
垫纱数码记录:
前梳GB1:1-0/1-2//
后梳GB2:1-2/1-0//
衬经梳FB3:0-0/0-0//
穿纱:
前梳GB1:穿7空4
后梳GB2:穿7空4
衬经梳FB3:穿7空4
衬纬纱:穿6空5
机上纵向密度采用变化密度:有纬纱处2.91横列/cm,无纬纱处2横列/cm。
连接纱送经量:3870~3890mm/rack。
从垫纱数码记录可以看出,衬入的经纱不做横向移动,它平稳地穿过织针的间隙,两把梳栉GB1,GB2作双经平的编织横移,将衬经纱与衬纬纱在两者相交处捆绑在一起,两把梳栉做对称双经平组织垫纱。未涂层的经编土工格栅见图5-3-9所示。
图5-3-9 未涂层的经编土工格栅
(4)涂层工艺
经编土工格栅编织出来以后,还必须经过一道涂层工艺,这样的土工格栅才能应用于实际。涂层工艺的主要作用:a.克服经纬纱易滑移的现象,使土工格栅的结构稳定,这样有利于实际施工。b.涂层膜使其表面的纤维得到一定程度的保护,使格栅在存储、施工时的损失减少。c.增加土工格栅的耐腐蚀等性能。
1)涂层剂
可用于涂层的涂层剂的品种很多,对于经编土工格栅,聚氯乙烯涂层剂和改性沥青涂层剂是两种最常用的涂层剂。一般的,聚氯乙烯涂层剂通常用于涤纶、丙纶等合成纤维制成的经编土工格栅,而改性沥青涂层剂则常用于玻璃纤维制成的经编土工格栅。
这里所说的聚氯乙烯涂层剂(即聚氯乙烯增塑糊),是将聚氯乙烯糊树脂同增塑剂混合后经搅拌形成稳定的悬浮液,即制成聚氯乙烯涂层剂。在混合搅拌过程中,根据不同的制品的需要,常添加各种填料、稀释剂、热稳定剂及颜料等。聚氯乙烯涂层剂的性能主要决定于聚氯乙烯糊树脂的粒子的大小和分布,同时,增塑剂及各种添加剂均对聚氯乙烯涂层剂的性能有影响。
改性沥青涂层剂是为了改进沥青涂层剂的性能而在沥青中加入植物油、各种树脂及其他物质制得的涂层剂。改性沥青涂层剂的性能决定于沥青的种类和添加的改性物质。沥青分为天然沥青、石油沥青和焦油沥青,不同的沥青制成的涂层剂的性能也不相同。为了使涂层剂能够快,可向沥青中加入催干剂或松香衍生物等对涂层剂进行改性处理。
2)涂层方法
织物涂层的方法一般分成直接涂层、转移涂层、凝固涂层、热辊压延、浸渍等几种方法。由于经编土工格栅是一种网格状的织物,所以对它的涂层方法就有所限制,一般常用直接涂层法和浸渍法涂层。
直接涂层法是将涂层剂直接施加在织物上的一种工艺。这是一种最常用的涂层方法,除了经编土工格栅可以采用这种涂层方法外,服装面料、装饰织物和其他产业用织物都可以采用这种方法。根据涂头的不同,该方法可分为刮刀式涂头、圆网式涂头、辊式涂头。由于经编土工格栅的网格的存在,在直接涂层时往往需要在格栅下衬一个橡胶毯,防止涂层剂的下落。
浸渍法涂层是另一种较常用的涂层经编土工格栅的方法,其原理就是先将坯布浸渍涂层剂,然后将其通过轧辊的轧压,挤去多一点涂层剂,再经过加热使涂层剂得到塑化,最好冷却定型得到产品。浸渍法涂层工艺有两方面的优点:a.加工设备比较简单,工艺流程比较简单;b.涂层剂能够完全地浸入纱线,同时通过轧辊的挤压可以节省涂层剂。涂层的经编土工格栅见图5-3-10所示。
图5-3-10 涂层的经编土工格栅
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