一种点状针刺复合表层热熔抗冲刷的网络结构与加工工艺的制作方法

本发明涉及河道生态护坡土工合成材料领域，尤其涉及一种点状针刺复合表层热熔抗冲刷网络结构与加工工艺。

背景技术：

河岸带是介于河流与陆地之间的半陆生生态系统，直接或间接受到河流水位变动的影响、具有缓冲效应的过渡地带，通常通过地表径流和地下潜流的水文过程连接地上陆生系统和水生系统。河岸带在流域生态系统中面积比不高，然而在水、营养物质流入河流的过程中却发挥着不可取代的功能，对截留面源污染、构建河流栖息生境、促进河流与其周围环境的连通性有重要意义。近年来，国内外学者开始利用生态工程手段恢复受损河流的生态功能，以达到增强河流的自净能力和综合恢复河流生境。

建设河道护坡是河道生态修复的重要技术手段之一。长期以来,国内众多的河道整治大多采用砌石、混凝土等材料修筑硬质护坡。硬质护坡强调河道的防洪功能和工程结构的安全性,但带来诸多的致命缺陷。首先硬质护坡隔绝水土交换造成河岸一侧水流流速压力与另一侧土壤受压不平衡加剧了岸坡的不稳定性，形成坡体开裂塌陷缩短了岸坡的使用寿命；其次硬质护坡由于破坏了河道岸坡水生植物的生长环境，进而也破坏了鱼虾和软体生物的生长环境，打破了自然河道的的生态链，造成水体富营养化加剧，进而导致未端藻类暴发，影响整个环境生态系统的稳定。

生态护坡是指人工修筑的河岸具有自然河岸原生态特性的护坡。它拥有渗透性的自然河床与河岸基底，可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节功能；同时具有一定的抗洪强度，在满足行洪排涝和通航要求的基础上，保证岸坡的稳定，防止水土流失；生态护坡在护坡的同时也兼顾了河流生态的修复，尤其是恢复了河道岸坡水生植物的生长环境，进而也为鱼虾和软体生物创造了适宜的生长环境，形成植物-动物-微生物互为食物链的生物圈，重建了原生态，净化了水质。

生态软体排护坡是目前生态和护坡效果均较好的河道护坡方式。通过在河道岸坡上铺设反滤性能优良的生态软体排进行生态护坡，在护坡的同时保证了河岸与河流水体之间的水分交换，同时也解决了植物在生态软体排上生长的问题，恢复了河道岸坡水生植物的生长环境，进而也为鱼虾和软体生物生长创造了条件，重建了原生态，净化了水质。目前国内生态护坡材料之一生态软体排主要采用由底层无纺布针刺复合的复合布。

针刺复合是一种常用的多层纺织品复合的加工工艺，具有加工方法简单，加工成本低廉的优点。然而在实施过程中针刺复合也有缺点：针刺对被复合织物的强度和自身结构都有一定的破坏；被复合织物之间剥离强度较小；无纺复合布中穿越复合的纤维大部分处于半游离状态容易在外力作用(如水流反复冲刷)下被抽离脱落，并最终导致其整体功能失效。本发明研究：

1、控制针刺点面积以达到最小破坏除底层无纺布以外的任何一层由于插入众多的底层无纺布纤维而改变其结构特性，破坏原结构和强度。

2、点状复合加热熔，增加表层热熔粘结，增加了剥离强度

3、表面无游离纤维，抗冲刷，抗纤维抽离脱落。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是生态护坡材料的耐冲刷性能，为了解决上述问题，本发明提供一种点状针刺复合表层热熔抗冲刷的网络结构，包括层叠的多层纺织材料，多层纺织材料包括顶层可热熔纺织材料和底层无纺布，多层纺织材料通过反面点状针刺复合，点状针刺部位的面积小于总面积的10％，点状针刺处的来自底层无纺布的穿刺纤维束端和顶层可热熔纺织材料的上表面通过热熔粘结，顶层可热熔纺织材料和底层无纺布均采用熔点接近的材料。

进一步地，熔点接近的材料包括聚酯和聚酯、聚丙烯和聚丙烯或聚酯和聚丙烯。

本发明还公开一种加工点状针刺复合表层热熔抗冲刷的网络结构的方法，包括如下步骤：

步骤一，将多层纺织材料层叠铺设，在底层铺设无纺布层，顶层铺设可热熔纺织材料；

步骤二，将步骤一中层叠得到的多层纺织材料输入针刺机，在针刺区被下针板反面针刺，下针板上的排针被布置为沿输送方向间隔排列，且间距相同；每针刺一次，多层纺织材料步进的距离等于排针间距的倍数与步进错位之和，倍数包括1倍或多倍，并使针板上的刺针的落点和前一次针刺时刺针的落点接近，从而得到反面点状针刺复合的多层纺织材料；

步骤三，将步骤二得到的多层纺织材料的上表面进行热熔，使被刺针从底层无纺布携带并露出顶层可热熔纺织材料的纤维束端和顶层可热熔纺织材料的上表面热熔结合，形成抗冲刷的热熔表层。

进一步地，在步骤二中，步进错位的取值范围为0.5～2mm。

进一步地，步骤三中，热熔方式包括火焰法、热烫法。

进一步地，在步骤二中排针的配置为沿输送方向3～6排针。

进一步地，在步骤二中，排针间的刺针为纵横向对齐的矩形点阵排列，排针间的刺针在纵横向的间距均为8～20mm。

本发明具有如下有益效果：

本发明的一种点状针刺复合表层热熔抗冲刷的网络结构，多层纺织材料之间通过点状针刺复合，控制针刺集结点面积以达到最小破坏除底层无纺布以外的任何一层由于插入众多的底层无纺布纤维而改变其结构特性。通过对复合表层热熔粘合，一方面由于纤维束一端和顶层可热熔纺织材料纤维的粘结力进一步加强了剥离强度，另一方面通过热熔，消除了复合表层的游离纤维，使复合表层具有抗冲刷性能。

附图说明

图1是本发明的一种点状针刺复合表层热熔抗冲刷的网络结构的示意图。

图2是本发明的一种点状针刺复合表层热熔抗冲刷的网络结构加工工艺中使用的下针板上排针和刺针的布置结构示意图。

图中，多层纺织材料1，顶层可热熔纺织材料11，底层无纺布12，纤维束2，抗冲刷的热熔表层13，排针3，刺针4。

具体实施方式

下面结合附图并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，实施方式只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制发明的范围。

如图1所示，本发明公开了一种点状针刺复合表层热熔抗冲刷的网络结构，包括层叠的多层纺织材料，多层纺织材料包括顶层可热熔纺织材料和底层无纺布，多层纺织材料通过反面点状针刺复合，点状针刺部位的面积小于总面积的10％，点状针刺处的来自底层无纺布的穿刺纤维束端和顶层可热熔纺织材料的上表面通过热熔粘结，顶层可热熔纺织材料和底层无纺布均采用熔点接近的材料。

在一个实施例中，在步骤一中，顶层可热熔纺织材料选用粗旦无纺布，在铺设前将粗旦无纺布通过热定型工艺使其具有稳定均匀的微孔隙通道。实践中发现，该微孔隙通道为水中的泥沙提供了良好的附着条件，使其具有良好的储泥功能。

多层纺织材料之间通过点状针刺复合，控制针刺集结点面积以达到最小破坏除底层无纺布以外的任何一层由于插入众多的底层无纺布纤维而改变其结构特性。

在一个实施例中，顶层可热熔纺织材料采用聚酯、底层无纺布采用聚酯。

在一个实施例中，顶层可热熔纺织材料采用聚丙烯、底层无纺布采用聚丙烯。

在一个实施例中，顶层可热熔纺织材料采用聚酯、底层无纺布采用聚丙烯。

本发明还公开一种加工点状针刺复合表层热熔抗冲刷的网络结构的方法，包括如下步骤：

步骤一，将多层纺织材料层叠铺设，在底层铺设无纺布层，顶层铺设可热熔纺织材料；

步骤二，将步骤一中层叠得到的多层纺织材料输入针刺机，在针刺区被下针板反面针刺，下针板上的排针被布置为沿输送方向间隔排列，如图2所示，且间距相同；每针刺一次，多层纺织材料步进的距离等于排针间距的倍数与步进错位之和，倍数包括1倍或多倍，并使针板上的刺针的落点和前一次针刺时刺针的落点接近，从而得到反面点状针刺复合的多层纺织材料；

步骤三，将步骤二得到的多层纺织材料的上表面进行热熔，使被刺针从底层无纺布携带并露出顶层可热熔纺织材料的纤维束端和顶层可热熔纺织材料的上表面热熔结合，形成抗冲刷的热熔表层。

在一个实施例中，在步骤二中，步进错位的取值范围为0.5～2mm。

在一个实施例中，步骤三中，热熔方式包括火焰法、热烫法。

在一个实施例中，在步骤二中排针的配置为沿输送方向3～6排针。

在一个实施例中，在步骤二中，排针间的刺针为纵横向对齐的矩形点阵排列，排针间的刺针在纵横向的间距均为8～20mm。

本发明中的点状针刺，通过减少针板上植针的排数(3～6排针)，减少了针刺数量；同时又控制前后两次针刺点的距离(0.5～2mm)，使针刺点集中在一个小的范围内形成针刺集聚点(即点状针刺)，大大缩小了针刺面积，使针刺面积不超过总面积的10％，减少了由针刺对被复合层原结构的破坏，包括对顶层可热熔纺织材料结构的破坏，强度损失也减少了。由于针刺量减少了，复合的剥离强度相比正常的针刺复合也小了，但通过表面热熔将点状针刺处的来自底层无纺布的穿刺纤维束端和顶层可热熔纺织材料的上表面纤维粘结之后，多层纺织材料之间的剥离除了需要克服穿刺纤维束在层和层之间的摩擦力，还需要克服穿刺纤维束自身的断裂强度，从而弥补了点状针刺带来的剥离强度的减小，消除了游离纤维，耐水流冲刷。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。