本发明涉及土工合成织物技术领域，更具体的说是一种聚丙烯加筋过滤土工合成织物及其制造方法。
背景技术：
在基建工程建设中，大多数土工合成材料对工程建设有显著的贡献。每种土工合成材料对工程施工设计具有特殊性，在道路建设和地基处理需要对土工合成材料的综合性能要求高，包括隔离、渗透和力学性能。工程用无纺布有很好的渗透性和隔离性能，但力学指标较差，抗拉模量低；土工格栅虽然有良好的抗拉模量，但对泥土、细沙及碎石的包覆能力差，起不到隔离效果。本发明设计的一种聚丙烯加筋过滤土工合成织物具有良好的隔离效果、渗透和反渗透性及抗拉模量。聚丙烯加筋过滤土工合成织物在道路地基建设中不仅起着很好的隔离性和渗透性，而且具有很高的抗拉强度和抗拉模量，及与对泥土、细沙及碎石间较高的摩擦性，缩短了工程建设时间，减少土地沉降地基变形，防止地基泥沙反渗起到隔离效果，且延长道路使用寿命。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种高渗透性、高抗拉强度和抗拉模量、隔离性好的一种聚丙烯加筋过滤土工合成织物及其制造方法。
一种聚丙烯加筋过滤土工合成织物，包括经纱、纬纱Ⅰ、纬纱Ⅱ，所述经纱、纬纱Ⅰ为聚丙烯单丝，所述纬纱Ⅱ为聚丙烯裂膜丝；织物组织循环单元为10根纬纱，每个循环单元内纬纱Ⅰ与纬纱Ⅱ设置有两种织造排列比例，分别为1:1和2:1，所述纬纱Ⅰ与经纱之间的织造结构为（），所述纬纱Ⅱ与经纱之间的织造结构为（）。
进一步地，所述经纱、纬纱Ⅰ的材质为聚丙烯和填料，所述纬纱Ⅱ的材质为聚丙烯、聚乙烯和填料。
进一笔地，所述经纱、纬纱Ⅰ为聚丙烯单丝，所述纬纱Ⅱ采用聚丙烯裂膜丝；所述经纱、纬纱Ⅰ的横截面形状为矩形、三角形、圆形中的一种。
进一步地，所述聚丙烯单丝包含按重量计94％- 98％的聚丙烯、2％- 6％的填料。
进一步地，所述聚丙烯裂膜丝包含按重量计 82％- 85％的聚丙烯、 9％-15％的聚乙烯、 3％-6％的填料的混合物；
进一步地，所述填料为色母粒、增强剂、增韧剂、消光剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、防老剂、抗氧化剂、金属钝化剂、增粘剂、降粘剂、荧光增白剂、含硫增效剂、阻燃剂、成核剂、塑化剂、润滑剂、乳化剂、流变添加剂、催化剂、流控剂、光亮剂、防火剂、抗静电剂、发泡剂中的一种或多种。
进一步地，所述经纱、纬纱Ⅰ的线密度为600dtex-2000dtex，强度为5.5cn/dtex-6.0cn/dtex，伸长率为8-10%，2%定伸长负荷占断裂负荷的35%，5%定伸长负荷占断裂负荷的70%。
进一步地，所述纬纱Ⅱ的线密度为3000dtex-6000dtex，强度为6.0cn/dtex-6.5cn/dtex，伸长率为6%-8%，2%定伸长负荷占断裂负荷的40%，5%定伸长负荷占断裂负荷的90%。
进一步地，所述织物的经密为100根/10cm-150根/10cm；织物的纬密为30根/10cm-100根/10cm。
上述合成织物的制造方法为，纬纱与经纱1交织时，依次分别引1根纬纱Ⅰ、1根纬纱Ⅱ、2根纬纱Ⅰ、1根纬纱Ⅱ、1根纬纱Ⅰ、1根纬纱Ⅱ、2根纬纱Ⅰ、1根纬纱Ⅱ，组织循环共10根纬纱，4根经纱；第一根经纱与纬纱Ⅰ交织依次形成1个经组织点、3个纬组织点、1个经组织点和1个纬组织点；第一根经纱与纬纱Ⅱ交织依次形成1个纬组织点、3个经组织点；第二根经纱与纬纱Ⅰ交织依次形成3个经组织点、1个纬组织点、1个经组织点和1个纬组织点；第二根经纱与纬纱Ⅱ交织依次形成1个纬组织点、1个经组织点和2个纬组织点；第三根经纱与纬纱Ⅰ交织依次形成3个纬组织点、1个经组织点、1个纬组织点和1个经组织点；第三根经纱与纬纱Ⅱ交织依次形成2个经组织点、1个纬组织点和1个经组织点；第四根经纱与纬纱Ⅰ交织依次形成1个纬组织点、1个经组织点、1个纬组织点和3个经组织点；第四根经纱与纬纱Ⅱ交织依次形成3个纬组织点、1个经组织点。
本发明的有益效果是：本发明采用高强聚丙烯扁丝、圆丝、三角丝及裂膜丝设计一种变化织物组织通过织机织造而成，综合了现有工程中使用的格栅、无纺布和普通长丝机织土工布等土工材料的施工优点，解决了在工程建设中同时要求的隔离性、高渗透性、高抗拉强度和抗拉模量，采用聚丙烯单丝经纱以及聚丙烯单丝的纬纱Ⅰ和聚丙烯裂膜丝的纬纱Ⅱ；纬纱Ⅰ与经纱形成的（）的第一种织造结构及纬纱Ⅱ与经纱形成的（）的第二种织造结构，形成非规则均匀的织物结构，能够有效增多织物孔径和渗透性，提高织物的抗拉模量和摩擦力，使用时能快速渗水过滤，减小软地基的沉降，增加了工程地基结构的稳定性。
附图说明：
附图1是本发明合成织物的结构示意图。
附图2是本发明聚丙烯单丝拉丝工艺步骤的流程示意框图。
附图3是本发明聚丙烯裂膜丝拉丝工艺步骤的流程示意框图。
图中：1、经纱，2、纬纱Ⅰ，3、纬纱Ⅱ。
具体实施方式：
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明进行更加详细的描述。
在对本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系的描述为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如附图1所示，一种聚丙烯加筋过滤土工合成织物，包括经纱1、纬纱Ⅰ2、纬纱Ⅱ3，所述经纱1、纬纱Ⅰ2为聚丙烯单丝，所述纬纱Ⅱ3为聚丙烯裂膜丝；织物组织循环单元为10根纬纱，每个循环单元内纬纱Ⅰ2与纬纱Ⅱ3设置有两种织造排列比例，分别为1:1和2:1，所述纬纱Ⅰ2与经纱1之间的织造结构为（），所述纬纱Ⅱ3与经纱1之间的织造结构为（）。
所述经纱1、纬纱Ⅰ2的材质为聚丙烯和填料，所述纬纱Ⅱ3的材质为聚丙烯、聚乙烯和填料。
所述经纱1、纬纱Ⅰ2为聚丙烯单丝，所述纬纱Ⅱ3采用聚丙烯裂膜丝；所述经纱1、纬纱Ⅰ2的横截面形状为矩形、三角形、圆形中的一种。
所述聚丙烯单丝包含按重量计94％- 98％的聚丙烯、2％- 6％的填料。
如附图2所示，聚丙烯单丝拉丝具体工艺步骤如下：
拉丝工艺原理将配制好的物料干燥后加入挤出机料斗内，随着螺杆的旋转物料被强制推向机头。由于螺槽容积不断减少，物料在前进过程中被不断压实、排出气体，同时被挤压、剪切，升高温度以及吸收加热器热源使物料温度逐渐升高，历经三态转变，即逐步从玻璃态变为高弹态，最后成粘流态，达到完全塑化，从喷丝板喷丝孔中挤出。进入冷却水箱冷却定型，水温控制在30-40℃，喷丝板距离水面高度30-50mm。坯丝从喷丝板出来分成3部分，每根丝都经过固定的分丝槽，相邻之间无交错、搭接，坯丝经过真空脱水装置去除表面水分，防止进入烘箱内由于局部过热引起断丝，由于牵伸装置线速度数倍于牵引装置，坯丝经烘箱时，被拉伸取向，使原杂乱无章的高分子链定向有序排列，从而增强相对拉断力，再经3组罗拉加热定型，消除内应力，最后卷绕成型。
工艺参数如下表1：
所述聚丙烯裂膜丝包含按重量计 82％- 85％的聚丙烯、 9％-15％的聚乙烯、 3％-6％的填料的混合物。
如附图3所示，聚丙烯裂膜丝拉丝具体工艺步骤如下：
拉丝工艺原理将配制好的物料干燥后加入挤出机料斗内，随着螺杆的旋转物料被强制推向机头。由于螺槽容积不断减少，物料在前进过程中被不断压实、排出气体，同时被挤压、剪切，升高温度以及吸收加热器热源使物料温度逐渐升高，历经三态转变，即逐步从玻璃态变为高弹态，最后成粘流态，达到完全塑化，从T形模唇中挤出薄膜。薄膜从T形模唇出来，进入冷却水箱冷却定型，水温控制在30-40℃，T形模唇距离水面高度30-50mm。薄膜经过真空脱水装置去除表面水分，经过切割装置变成一定宽度的坯丝，坯丝经烘箱时，坯丝一边被加热，一边被拉伸取向，使原杂乱无章的高分子链定向有序排列，从而增强相对拉断力，再经2组热罗拉、1常温罗拉定型，消除内应力，最后卷绕成型。
工艺参数如下表2：
所述填料为色母粒、增强剂、增韧剂、消光剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、防老剂、抗氧化剂、金属钝化剂、增粘剂、降粘剂、荧光增白剂、含硫增效剂、阻燃剂、成核剂、塑化剂、润滑剂、乳化剂、流变添加剂、催化剂、流控剂、光亮剂、防火剂、抗静电剂、发泡剂中的一种或多种。
所述经纱1、纬纱Ⅰ2的线密度为600dtex-2000dtex，强度为5.5cn/dtex-6.0cn/dtex，伸长率为8%-10%，2%定伸长负荷占断裂负荷的35%，5%定伸长负荷占断裂负荷的70%。
所述纬纱Ⅱ3的线密度为3000dtex-6000dtex，强度为6.0cn/dtex-6.5cn/dtex，伸长率为6%-8%，2%定伸长负荷占断裂负荷的40%，5%定伸长负荷占断裂负荷的90%。
所述织物的经密为100根/10cm-150根/10cm；织物的纬密为30根/10cm-100根/10cm。
实施例1
本实施例的一种聚丙烯加筋过滤土工合成织物，包括经纱1、纬纱Ⅰ2、纬纱Ⅱ3，所述经纱1采用横截面为扁平矩形的聚丙烯扁单丝,线密度1000dtex，经密148根/10cm；所述纬纱Ⅰ2用聚丙烯圆丝580dtex,纬纱Ⅱ3用聚丙烯裂膜丝4500dtex,纬纱Ⅰ2纬密60根/10cm,纬纱Ⅱ3纬密40根/10cm，织物组织循环单元为10根纬纱，每个循环单元内纬纱Ⅰ2与纬纱Ⅱ3设置有两种织造排列比例，分别为1:1和2:1；采用两种织物组织，纬纱Ⅰ2与经纱1形成的（）的第一种织造结构及纬纱Ⅱ3与经纱1形成的（）的第二种织造结构。由于扁单丝抗拉模量高，纬纱Ⅰ2与纬纱Ⅱ3线密度、横截面形状和面积相差大，采用两种织造结构提高了土工合成织物的抗拉模量和渗透性。
实施例2
本实施例的一种聚丙烯加筋过滤土工合成织物，包括经纱1、纬纱Ⅰ2、纬纱Ⅱ3，所述经纱1采用横截面为圆形的聚丙烯圆单丝,线密度1500dtex，经密120根/10cm；所述纬纱Ⅰ2用聚丙烯圆丝600dtex,纬纱Ⅱ3用聚丙烯裂膜丝4000dtex,纬纱Ⅰ2纬密60根/10cm,纬纱Ⅱ3纬密36根/10cm。织物组织循环单元为10根纬纱，每个循环单元内纬纱Ⅰ2与纬纱Ⅱ3设置有两种织造排列比例，分别为1:1和2:1；采用两种织物组织，纬纱Ⅰ2与经纱1形成的（）的第一种织造结构及纬纱Ⅱ3与经纱1形成的（）的第二种织造结构。由于扁单丝抗拉模量高，纬纱Ⅰ2与纬纱Ⅱ3线密度、横截面形状和面积相差大，采用两种织造结构提高了土工合成织物的抗拉模量和渗透性。
实施例3
本实施例的一种聚丙烯加筋过滤土工合成织物，包括经纱1、纬纱Ⅰ2、纬纱Ⅱ3，所述经纱1采用横截面为三角形的聚丙烯单丝,线密度1250dtex，经密127根/10cm；所述纬纱Ⅰ2用聚丙烯扁单丝680dtex,纬纱Ⅱ3用聚丙烯裂膜丝5000dtex,纬纱Ⅰ2纬密58根/10cm,纬纱Ⅱ3纬密35根/10cm。织物组织循环单元为10根纬纱，每个循环单元内纬纱Ⅰ2与纬纱Ⅱ3设置有两种织造排列比例，分别为1:1和2:1；采用两种织物组织，纬纱Ⅰ2与经纱1形成的（）的第一种织造结构及纬纱Ⅱ3与经纱1形成的（）的第二种织造结构。由于扁单丝抗拉模量高，纬纱Ⅰ2与纬纱Ⅱ3线密度、横截面形状和面积相差大，采用两种织造结构提高了土工合成织物的抗拉模量和渗透性。
上述实施例中合成织物的制造方法为：纬纱与经纱1交织时，依次分别引1根纬纱Ⅰ2、1根纬纱Ⅱ3、2根纬纱Ⅰ2、1根纬纱Ⅱ3、1根纬纱Ⅰ2、1根纬纱Ⅱ3、2根纬纱Ⅰ2、1根纬纱Ⅱ3，组织循环共10根纬纱，4根经纱1；第一根经纱1与纬纱Ⅰ2交织依次形成1个经组织点、3个纬组织点、1个经组织点和1个纬组织点；第一根经纱1与纬纱Ⅱ3交织依次形成1个纬组织点、3个经组织点；第二根经纱1与纬纱Ⅰ2交织依次形成3个经组织点、1个纬组织点、1个经组织点和1个纬组织点；第二根经纱1与纬纱Ⅱ3交织依次形成1个纬组织点、1个经组织点和2个纬组织点；第三根经纱1与纬纱Ⅰ2交织依次形成3个纬组织点、1个经组织点、1个纬组织点和1个经组织点；第三根经纱1与纬纱Ⅱ3交织依次形成2个经组织点、1个纬组织点和1个经组织点；第四根经纱1与纬纱Ⅰ2交织依次形成1个纬组织点、1个经组织点、1个纬组织点和3个经组织点；第四根经纱1与纬纱Ⅱ3交织依次形成3个纬组织点、1个经组织点。
本发明采用聚丙烯单丝用作经纱1以及聚丙烯单丝的纬纱Ⅰ2和聚丙烯裂膜丝的纬纱Ⅱ3；经纱1细经大，形成的织物孔径多，并采用两种织物组织，纬纱Ⅰ2与经纱1形成的（）的第一种织造结构及纬纱Ⅱ3与经纱1形成的（）的第二种织造结构，组织循环内纬纱与经纱1形成管状结构，减少经纬纱交织次数，提高经向的抗拉模量和提高渗透性。纬纱Ⅰ2与纬纱Ⅱ3线密度、横截面形状和面积相差大，织物表面凸凹不平，增加织物表面的摩擦性。
以现有技术的丙纶长丝机织土工布、斜纹织造结构的普通聚丙烯土工布为对比例，分别对比以上述实施例1织造的土工布进行经向抗拉强度、经向抗拉伸长率、5%定伸长负荷、有效孔径O90和渗透性Q50的测试，测试标准参照GB/T 15788-2005。测试结果见表3。
表3测试结果
由表3可知，在经纬纱线密度和织造密度相同的情况下，与丙纶长丝机织土工布和普通聚丙烯土工布相比，实施例1的抗拉伸长率明显低，2%和5%时的定伸长负荷高，织物相对应的抗拉模量高，拥有更好的渗透性。
本发明采用高模量的聚丙烯纱线，经纱1横截面为扁矩形、圆形和三角形，纱线线密度小；纬纱采用聚丙烯单丝和裂膜丝两种交替织造，经向伸长率低，2%和5%定伸长负荷高，抗拉模量显著提高，良好的渗透性；织物组织采用两种，纬纱Ⅰ2与经纱1形成的（）的第一种织造结构，纬纱Ⅱ3与经纱1形成的（）的第二种织造结构，组织循环内纬纱与经纱1形成管状结构，减少经纬纱交织次数，增加了织物内空隙，提高经向的抗拉模量和提高渗透性。在工程使用时能体现出良好的隔离效果、渗透和反渗透性及抗拉模量。缩短了工程建设时间，减少土地沉降地基变形，防止地基泥沙反渗起到隔离效果，且延长道路使用寿命。
除说明书所述技术特征外，均为本专业技术人员已知技术。