湿法非织造土工布

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湿法无纺布是将置于水介质中的纤维原料开松成单纤维,同时使不同纤维原料混合,制成纤维悬浮浆,悬浮浆输送到成网机构,纤维在湿态下成网再加固成布。

国际非织造布协会的定义是:“湿法成网是由水槽悬浮的纤维沉集而制成的纤维网,再经固网等一系列加工而成的一种纸状非织造布。”即湿法非织造布是水、纤维及化学助剂在专门的成形器中脱水而制成的纤维网,经物理、化学方法固网后所获得的非织造布。

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湿法非织造土工布

标准

湿法非织造土工布产品设计要符合产品标准(包括国际标准、国家标准、行业标准、企业标准等),同时要满足工程应用要求。《JT/T 992.2—2017公路工程土工合成材料土工布 第二部分:聚酯玻纤非织造土工布》,适用于路面新建、改扩建、裂缝处置和桥面防水等公路工程用聚酯玻纤非织造土工布。

规格

聚酯玻纤非织造土工布(以下简称聚酯玻纤布)产品规格

项目 横向标称断裂强度(kN/m)
规格 5 6 7 8 10 12

注:长度和宽度根据客户要求确定。

产品代号示意

横向标称断裂强度为8kN/m,单位面积质量为180g/m2,幅宽为2000mm的聚酯玻纤布代号为:PET/GE—8—180/2000。

性能

聚酯玻纤非织造土工布的一般性能,指《JT/T 992.2—2017公路工程土工合成材料 土工布 第二部分:聚酯玻纤非织造土工布》规定的技术要求。

1.外观质量

产品表面应平整,不应有影响使用的折痕、撕裂、孔洞、污渍、纤维团和鼓包等瑕疵点。

2.物理力学性能

项目 指标
产品规格/(kN/m) 5 6 7 8 10 12
1 厚度/mm ≤1.2 ≤1.2 ≤1.3 ≤1.3 ≤1.4 ≤14
2 纵向拉伸断裂强度/(kN/m) ≥10 ≥12 ≥14 ≥16 ≥18 ≥20
3 纵向拉伸断裂强度/(kN/m) ≥5 ≥6 ≥7 ≥8 ≥10 ≥12
4 纵、横向断裂延伸率/% <5
5 CBR顶破强度/N ≥130 ≥150 ≥160 ≥180 ≥200 ≥210
6 熔点/℃ 230
7 沥青吸收量/(kg/m²) 0.85~1.3
8 可浸渍性 无肉眼可见的白丝
9 单位面积质量/(g/m²) 140 160 180 200 220 240
10 单位面积质量偏差/% ±4 ±3
11 幅宽偏差/% 不允许有负偏差

注:①规格按横向拉伸断裂强度,实际规格介于表中相邻规格之间,按线性内插法计算相应考核指标;超出表中范围时,考核指标由供需双方协商确定。②单位面积质量也可根据设计由供需双方协商确定。

分类

(1)按主要原料分类

①玻纤布:玻纤布根据玻璃纤维短切纱含碱量的高低分为高碱布、中碱布、无碱布;含碱量越低抗折抗拉力越好。

②聚酯布:湿法聚酯布表面平整,厚度均匀,与沥青混合料的相容性更强。

③聚酯玻纤布:聚酯玻纤布是由60%~70%玻璃纤维和30%~40%聚酯纤维组成一种全新的玻纤聚酯复合防裂材料,这种独特的组合提供了玻璃纤维的强度和聚酯纤维的柔韧性。

(2)按常用的成网方式分类

①斜网式湿法成形;②圆网式湿法成形。

制造

原料选择

湿法成网的主要原料是纤维,包括天然纤维、人造纤维还有水,其他的辅助材料有:表面活性剂、黏合剂、各种功能性的添加剂。一种纤维是否适用于湿法非织造布,就看它在水介质中的分散能力。纤维的分散能力很大程度上依靠以下几个因素:卷曲的状态、润湿能力和切断质量。一般湿法成网使用2~30mm的纤维,由湿法抄造纤维长度强度试验可知,当纤维长度超过12mm后,纤网强度增长趋势平坦趋缓,而且湿法抄造为有效保证纤维分散、提高成网质量,尽量控制纤维长度,以降低抄造成本并在加固工序上予以增强。

配方设计

根据成品的单位面积质量及性能指标选择确定纤维的品种、规格(纤维直径、长度)、纤维配比及表面活性剂、黏合剂的添加比例。配方设计要保证浆料制备给纤维加水后成合格上网浆料(均匀分散与浓度一致),保证成网时把浆料用斜网均衡有序脱水成形至纤网。

制造方法

湿法成网的工艺原理是:以水为介质,以造纸技术为基础,将纤维铺制成纤维网。

工艺流程为:纤维原料→悬浮浆制备→湿法成网→加固→后处理。

其中悬浮浆的成分包括:纤维、分散剂、黏合剂(或黏合纤维)、湿增强剂。

湿法成网工艺的优点是:生产速度高,可达400m/min;适合20mm以下长度的短纤维成网;不同品质的纤维相混合几乎没有限制;纤维网中纤维杂乱排列,湿法非织造布几乎各向同性;纤维网均匀性好,产品蓬松;生产成本低。湿法成网工艺的缺点是:湿法非织造材料品种变换可能性小;用水量大。

发展史

非织造布是较晚发展起来的一项技术,它的技术来源于造纸、纺织和化学纤维。从纺织技术演变而来的非织造技术是干法成网;由化学纤维延伸出来的非织造技术是聚合物成网;而从造纸派生的非织造技术是湿法成网。湿法成网是由水槽悬浮的纤维沉积而制成的纤维网,再经固网等一系列加工而成的一种纸状非织造布。

由于湿法成网与造纸的渊源,所以,目前当人们提及湿法成网历史时,还认为2000年前的蔡伦功不可没。其次是希腊和罗马学者所描述的纸莎草纸,而日本学者Inagaki所说的从公元前983年到公元4年期间用15~17mm长的纤维造纸,就更接近现在的湿法成网了。

近代,美国学者Osborne讲到了C. H. Dexter公司的长纤维连续生产纸的技术,用6倍长的纤维,生产比普通纸薄4倍的产品,而且特别均匀。这种长纤维纸的商业化是在1934年。

20世纪80~90年代,我国一些有实力的企业引进了国外先进的斜网纸机等设备,对我国湿法非织造布领域开发新品种、提高质量起了良好作用。目前除浙江、江苏外,天津、上海以及山东的宏祥新材料股份有限公司也生产湿法非织造布产品。