專利名稱：一種管狀非織造布復(fù)合材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紡織復(fù)合材料制造技術(shù)，具體為一種城市埋地受損管道 非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)使用的管狀非織造布復(fù)合材料及其制造方法，國(guó)際專利分類
號(hào)擬為Int.Cl.F16L 55/162 (2006.01)。
背景技術(shù)：
城市埋地各種管道經(jīng)常有壞損情況發(fā)生。修復(fù)這種受損管道的常規(guī)方法 就是挖開(kāi)路面，修復(fù)或更換受損管道，然后再填補(bǔ)路面。這種修復(fù)施工方法 工序多，工期長(zhǎng)，成本高，破壞路面，阻塞交通，浪費(fèi)資源。非開(kāi)挖翻襯技 術(shù)是一種修復(fù)城市埋地受損管道的新技術(shù)。該技術(shù)不需要全面開(kāi)挖路面，避 免了交通受阻，環(huán)境破壞、浪費(fèi)資源等常規(guī)方法修復(fù)埋地受損管道施工所固 有的問(wèn)題。所述的非開(kāi)挖翻襯技術(shù)(參見(jiàn)圖6)是指先把灌浸有樹(shù)脂粘結(jié)劑 的管狀非織造布復(fù)合材料1的一端A反翻固定在地面的局部開(kāi)挖處，然后采 用氣壓或水壓方法進(jìn)行管狀非織造布復(fù)合材料1另一端B的翻襯，推動(dòng)其以 "翻轉(zhuǎn)頭"的方式向前移動(dòng)推進(jìn)，最后使管狀非織造布復(fù)合材料1以"管中 管"的形式襯于受損管道2的內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)對(duì)受損管道2的修復(fù)。管狀非織造 布復(fù)合材料1是一種非開(kāi)挖翻襯技術(shù)修復(fù)城市埋地受損管道2的專用復(fù)合材 料。管狀非織造布復(fù)合材料1襯于受損管道2后，其涂覆層12與管道內(nèi)的 介質(zhì)直接接觸，并對(duì)介質(zhì)有防滲透和翻襯中的密封作用；其基布層11與受 損管道2的內(nèi)壁貼附，形成的"管中管"結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)圖5)，具有與管壁粘 結(jié)牢固，強(qiáng)度與剛度提高，耐腐蝕性良好等特點(diǎn)，可使管道的使用壽命增加 30 50年。
當(dāng)采用非開(kāi)挖技術(shù)進(jìn)行埋地受損管2道翻襯施工時(shí)，管狀非織造布復(fù)合 材料1將從萎縮的狀態(tài)變成"開(kāi)花"狀態(tài)，這就要求其能夠承受復(fù)雜的應(yīng)力 與變形。目前的管狀非織造布復(fù)合材料1制作時(shí)，先以非織造布為骨架，均 勻涂覆樹(shù)脂，制備成平面狀的非織造布復(fù)合材料，然后把該非織造布復(fù)合材 料的寬度方向搭接在一起，即可制成管狀非織造布復(fù)合材料1。所述的搭接有兩種方式 一是縫合(例如，日本專利JP5833098號(hào))；二是熱壓粘合 (例如，中國(guó)專利99216840.6號(hào))?？p合的管狀非織造布復(fù)合材料1，為 防止?jié)B漏，其接縫處C采用搭接縫合，厚度是其他部分的2倍，盡管接縫處 C的強(qiáng)度尚可(實(shí)際上接縫處的縫合線承受集中應(yīng)力而翻襯時(shí)容易斷裂)， 但是由于縫合時(shí)縫紉針不僅要刺穿柔軟的非織造布11，而且還要刺穿較硬 的覆膜(樹(shù)脂)層12，致使縫合比較困難，縫合效率不高，同時(shí)接縫處C 會(huì)產(chǎn)生許多縫紉針眼D。這些針眼D，特別是翻襯施工時(shí)，會(huì)受拉變形和擴(kuò) 大，留有滲漏的隱患(參見(jiàn)圖3)而影響密封，也一般達(dá)不到復(fù)合材料抗透 氣、抗透水性及翻襯時(shí)力學(xué)性能的要求。熱壓粘合的管狀非織造布復(fù)合材料 1，其搭接處E必然是雙層的基布11和涂覆層12，厚度也是其他部分的2 倍，熱壓后，其厚度也遠(yuǎn)厚于其他部分(參見(jiàn)圖4)，且利用搭接界面涂覆 層12的熱熔粘合作用而粘接成管狀，其多層結(jié)構(gòu)的層間強(qiáng)度和接縫強(qiáng)度也 不能得到保證，翻襯施工時(shí)容易開(kāi)裂。更重要的是，目前的管狀非織造布復(fù) 合材料1，不論是那種對(duì)接方法，均采用一塊非織造布和一條接縫的管狀成 型方式制成的，在進(jìn)行修復(fù)管路實(shí)際應(yīng)用時(shí)，經(jīng)常會(huì)造成非織造布復(fù)合材料 1的"翻轉(zhuǎn)頭"B的翻襯施工機(jī)械運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定，接縫處產(chǎn)生較大的應(yīng)力集 中，容易開(kāi)裂或變形不均勻，造成管狀非織造布復(fù)合材料1的密封和防滲性 能下降，使受損管道2內(nèi)襯修復(fù)的效果下降，甚至使修復(fù)施工失敗。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，設(shè)計(jì)一種管狀非織 造布復(fù)合材料及其制造方法。該復(fù)合材料具有對(duì)稱的幾何結(jié)構(gòu)，接縫處平 整，密封及力學(xué)性能良好，翻襯時(shí)機(jī)械施工容易，修復(fù)管路效果好等特點(diǎn)； 該復(fù)合材料制造方法具有工藝簡(jiǎn)單，效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，便于工業(yè)化應(yīng) 用等特點(diǎn)。
本發(fā)明解決所述復(fù)合材料技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種管狀非織造
布復(fù)合材料，其由非織造布基布及在其上的涂覆層，經(jīng)在寬度方向?qū)訛楣?狀而制成，用于城市埋地受損管道的非開(kāi)挖修復(fù)，其特征在于該復(fù)合材料的
基布由2塊或2塊以上相同的非織造布在寬度方向平面對(duì)接縫合而成，且縫 合為管狀的非織造布基布及其上的涂覆層整體厚度均勻一致。本發(fā)明解決所述制造方法技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種管狀非織造 布復(fù)合材料制造方法，該制造方法適用于本發(fā)明所述的管狀非織造布復(fù)合材 料，并包括以下工藝
1. 設(shè)計(jì)非織造布基布的拼接塊數(shù)；
2. 在每塊非織造布基布寬度方向上的兩側(cè)留有縫合邊，其余處均勻涂 覆樹(shù)脂；
3. 利用縫合邊把設(shè)計(jì)塊數(shù)的非織造布基布平面對(duì)接縫合成管狀；
4. 縫接處補(bǔ)樹(shù)脂處理，并使平面對(duì)接縫合處樹(shù)脂的厚度與其余處涂覆 樹(shù)脂的厚度均勻一致，即可制得所述的管狀非織造布復(fù)合材料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明復(fù)合材料采用2塊或2塊以上相同的非織造布 基布設(shè)計(jì)，然后把它們平面對(duì)接縫合成管狀，然后在縫接處補(bǔ)齊樹(shù)脂，因而 具有對(duì)稱的幾何結(jié)構(gòu)，接縫處平整，整體結(jié)構(gòu)好，厚度一致，密封及力學(xué)性 能良好，翻襯時(shí)機(jī)械施工容易，沒(méi)有應(yīng)力過(guò)度集中情況，接縫處不易開(kāi)裂， 適用于大直經(jīng)管道修復(fù)，修復(fù)管路效果良好等特點(diǎn)；本發(fā)明復(fù)合材料制造方 法具有工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，成本低廉，適于制造大直經(jīng) 管狀非織造布復(fù)合材料，便于工業(yè)化應(yīng)用等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明管狀非織造布復(fù)合材料一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明管狀非織造布復(fù)合材料一種實(shí)施例的制造方法工藝過(guò)程示 意圖3為現(xiàn)有技術(shù)的一種管狀非織造布復(fù)合材料的搭接縫合結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為現(xiàn)有技術(shù)的另一種管狀非織造布復(fù)合材料的搭接熱壓粘合結(jié)構(gòu)示 意圖5為管狀非織造布復(fù)合材料非開(kāi)挖修復(fù)受損管路后的狀態(tài)示意圖； 圖6為一種非開(kāi)挖修復(fù)城市埋地受損管路的翻襯施工方法示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步敘述本發(fā)明。實(shí)施例不限制本發(fā)明的權(quán) 利要求。發(fā)明設(shè)計(jì)的管狀非織造布復(fù)合材料(簡(jiǎn)稱復(fù)合材料，參見(jiàn)圖1、 2)， 其由非織造布基布11及在其上的涂覆層12，經(jīng)在寬度方向?qū)訛楣軤疃?成，用于城市埋地受損管道2的非開(kāi)挖修復(fù)，其特征在于該復(fù)合材料的基布 由2塊或2塊以上相同的非織造布基布(簡(jiǎn)稱基布)11在寬度方向平面對(duì) 接縫合而成，且縫合為管狀的非織造布本基布11及其上的涂覆層12 (即管 狀復(fù)合材料l)整體厚度均勻一致。
本發(fā)明復(fù)合材料與現(xiàn)有技術(shù)的一塊基布和一條接縫的管狀成型方式不 同，而是采用了 2塊基布或2塊以上多塊相同的基布和2條接縫或2條以上 多條接縫的管狀復(fù)合材料成型方式而制成的。所述相同的基布是指每塊非織 造布的長(zhǎng)度、寬度和品質(zhì)質(zhì)量相同。研究表明，本發(fā)明的復(fù)合材料具有周向 對(duì)稱的幾何結(jié)構(gòu)，厚度一致，翻襯施工時(shí)受力均勻，狀態(tài)穩(wěn)定，沒(méi)有應(yīng)力過(guò) 度集中現(xiàn)象，不容易產(chǎn)生開(kāi)裂，有利于提高施工效果和效率。采用多接縫管 狀復(fù)合材料成型方式設(shè)計(jì)的另一個(gè)好處是，制造直徑相同的管狀復(fù)合材料， 可以采用相對(duì)幅寬較窄的非織造布；或者說(shuō)采用幅寬相同的非織造布，可以 制造相對(duì)直徑較大的管狀復(fù)合材料；換言之，本發(fā)明適用于大直經(jīng)的管狀復(fù) 合材料的制造，進(jìn)而適用于大直經(jīng)管道的修復(fù)。容易理解，非織造布的幅寬 越窄，布面的均勻度越容易控制，越有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，相對(duì)的制造成本 也就越低，越有利于降低施工造價(jià)和實(shí)際推廣應(yīng)用先進(jìn)的城市埋地受損管道 的非開(kāi)挖修復(fù)新技術(shù)。
本發(fā)明的非織造布基布11應(yīng)當(dāng)采用強(qiáng)力大，耐腐蝕的化纖制造，實(shí)施 例采用了中長(zhǎng)滌綸纖維的針刺非織造布。根據(jù)需要，也可采用高強(qiáng)滌綸長(zhǎng)絲 機(jī)織布加筋的非織造布作基布11。針刺非織造布和加筋的非織造布制造技 術(shù)本身均系現(xiàn)有技術(shù)。
本發(fā)明同時(shí)設(shè)計(jì)了所述管狀非織造布復(fù)合材料的制造方法(簡(jiǎn)稱制造方 法)，該制造方法適用于本發(fā)明的管狀非織造布復(fù)合材料，包括以下工藝
1.設(shè)計(jì)非織造布的拼接塊數(shù)；非織造布的拼接塊數(shù)或數(shù)量根據(jù)管狀復(fù) 合材料直徑及厚度的需要，結(jié)合非織造布的幅寬設(shè)計(jì)。每塊非織造布的幅寬 應(yīng)當(dāng)一致或等寬，最好依據(jù)現(xiàn)有產(chǎn)品來(lái)選擇，盡可能不剪裁非織造布的幅 寬，以節(jié)約資源，降低成本。所述的拼接塊數(shù)也不宜多，多了會(huì)增加拼接工 序負(fù)擔(dān)，比較好的是2 — 8塊，理想的是3—6塊。等寬的2塊或2塊以上的非織造布作基布11制造的管狀非織造布復(fù)合材料1具有周向?qū)ΨQ的幾何結(jié) 構(gòu)，在翻襯施工時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)其周向應(yīng)力的均勻分布，機(jī)械變形穩(wěn)定，避免 了單一接縫處應(yīng)力集中和機(jī)械變形不穩(wěn)定的問(wèn)題。
2. 涂覆樹(shù)脂；本發(fā)明的涂覆樹(shù)脂先要在每塊非織造布基布寬度方向上 的兩側(cè)或兩邊留有縫合邊13，縫合邊13處不涂覆樹(shù)脂，其余處均勻涂覆樹(shù) 脂；所述縫合邊13的寬度H為20—40mmin。所述涂覆的樹(shù)脂實(shí)施例采用聚 氨酯，涂覆方法為現(xiàn)有技術(shù)。
3. 平面對(duì)接縫合；利用縫合邊13把設(shè)計(jì)數(shù)量或塊數(shù)涂覆有樹(shù)脂的非織 造布基布平面對(duì)接縫合成管狀物體；所述的平面對(duì)接縫合是指兩個(gè)縫合邊 13之間沒(méi)有搭接或重疊地緊靠在一起的縫合連接。本發(fā)明實(shí)施例采用了包 縫工藝，縫紉線為滌綸線，通過(guò)調(diào)整縫紉線的張力，可使縫合處平整。在實(shí) 際的平面對(duì)接縫合中，如果存在拼接的疊壓或涌起，也應(yīng)當(dāng)剪除(縫合設(shè)備 可自動(dòng)剪除)，使縫合邊拼接面平整。實(shí)施例選用曲臂型拼縫機(jī)，可以很好 地實(shí)現(xiàn)要求的平面對(duì)接縫合。由于所述的平面對(duì)接縫合僅針對(duì)柔軟的基布 11，沒(méi)有較硬的樹(shù)脂涂覆層12，所以適用于現(xiàn)有縫接設(shè)備，縫合效率高， 完全可以克服多接縫帶來(lái)的工時(shí)耗費(fèi)，同時(shí)縫合質(zhì)量?jī)?yōu)良。
4.縫接處補(bǔ)樹(shù)脂處理；在所述管狀非織造布縫合邊13的平面對(duì)接縫合 處進(jìn)行補(bǔ)樹(shù)脂處理，并使平面對(duì)接縫合處樹(shù)脂的厚度與其余處涂覆樹(shù)脂的厚 度均勻一致，即可制得本發(fā)明所述的管狀非織造布復(fù)合材料。所述的補(bǔ)樹(shù)脂 處理可以采用涂覆處理工藝。涂覆處理工藝同于第2步所述的涂覆樹(shù)脂。
本發(fā)明制造方法的進(jìn)一步特征是所述的補(bǔ)樹(shù)脂處理采用如下方法預(yù)先 制備與所述縫合邊13兩倍寬度(即2H)等寬的樹(shù)脂條，且樹(shù)脂條的厚度與 設(shè)計(jì)或在先涂覆在基布11上的涂覆層12的厚度一致。在所述縫接處補(bǔ)樹(shù)脂 處理時(shí)，把所述的樹(shù)脂條直接熱壓粘合在所述縫合邊13的平面對(duì)接縫合處 即可。這種"壓條"處理方法效率較高，有更好的產(chǎn)品質(zhì)量和外觀效果。
本發(fā)明復(fù)合材料制造方法具有工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定， 成本低廉，便于工業(yè)化應(yīng)用等特點(diǎn)。
本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例。 實(shí)施例1制造一個(gè)直徑為800mm的管狀非織造布復(fù)合材料。設(shè)計(jì)該復(fù)合材料基布 的拼接塊數(shù)為4塊(即4個(gè)接縫)，每塊非織造布基布的寬度為628mm (參 見(jiàn)圖1、 2)。非織造布基布的原料為長(zhǎng)纖滌綸纖維，平均長(zhǎng)度100mm,細(xì)度 67dtex?；嫉募咏畈紴闇炀]長(zhǎng)絲平紋機(jī)織物，經(jīng)、緯紗細(xì)度分別為 100tex和200tex，經(jīng)、緯向密度均為30根/10cm。涂覆(膜)層的樹(shù)脂為 聚氨酯，模壓壓力0.8 Mpa，模壓時(shí)間3秒，涂覆層厚度設(shè)計(jì)為0.3mm。涂 層時(shí)，基布的兩側(cè)留有縫合邊，寬度為30mm?；嫉钠矫鎸?duì)接縫合采用三 線包縫方法利用所述的縫合邊把4塊所述涂覆樹(shù)脂后的加筋非織造布的平面 對(duì)接縫合成管狀物體。縫紉線采用細(xì)度300dtex高強(qiáng)滌綸線，設(shè)備為曲臂型 拼縫機(jī)?？p紉時(shí)，縫紉線采用較低張力，使縫合處平整拼接。然后在拼接縫 合處均勻涂覆樹(shù)脂，并使平面對(duì)接縫合處樹(shù)脂的厚度與其余處涂覆樹(shù)脂的厚 度均勻一致，即可制得本發(fā)明所述復(fù)合材料。
所得復(fù)合材料外觀均勻，厚度一致，沒(méi)有拼接痕跡，整體效果良好。 實(shí)施例2
在實(shí)施例1所述的平面對(duì)接縫合完成后，采用預(yù)先制好的60mm寬、厚 度0. 3mm的樹(shù)脂條，在所述基布縫合邊的平面拼接處，以18(TC溫度、模壓 壓力0.8Mpa的條件直接熱壓粘合，補(bǔ)勻涂覆層后，即可制得本發(fā)明所述復(fù) 合材料。余同實(shí)施例1。
所得復(fù)合材料外觀均勻，厚度一致，沒(méi)有拼接痕跡，整體效果良好。
權(quán)利要求
1. 一種管狀非織造布復(fù)合材料，其由非織造布基布及在其上的涂覆層，經(jīng)在寬度方向連接為管狀而制成，用于城市埋地受損管道的非開(kāi)挖修復(fù)，其特征在于該復(fù)合材料的基布由2塊或2塊以上相同的非織造布在寬度方向上平面對(duì)接縫合而成，且縫合為管狀的非織造布基布及其上的涂覆層整體厚度均勻一致。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀非織造布復(fù)合材料，其特征在于所述非 織造布平面對(duì)接縫合的塊數(shù)為2—8塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀非織造布復(fù)合材料，其特征在于所述非 織造布平面對(duì)接縫合的塊數(shù)為3—6塊。
4. 一種權(quán)利要求1所述管狀非織造布復(fù)合材料的制造方法，該制造方 法包括以下工藝(1) .設(shè)計(jì)非織造布基布的拼接塊數(shù)；(2) .在每塊非織造布基布寬度方向上的兩側(cè)留有縫合邊，其余處均 勻涂覆樹(shù)脂；(3) .利用縫合邊把設(shè)計(jì)塊數(shù)的非織造布基布平面對(duì)接縫合成管狀；(4) .縫接處補(bǔ)樹(shù)脂處理，并使平面對(duì)接縫合處樹(shù)脂的厚度與其余處 涂覆樹(shù)脂的厚度均勻一致，即可制得所述的管狀非織造布復(fù)合材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述管狀非織造布復(fù)合材料的制造方法，其特征在 于所述的補(bǔ)樹(shù)脂處理采用如下方法預(yù)先制備與所述縫合邊兩倍寬度等寬的 樹(shù)脂條，且樹(shù)脂條的厚度與在先涂覆在基布上的涂覆層的厚度一致，所述縫 接處補(bǔ)樹(shù)脂處理時(shí)，把所述的樹(shù)脂條直接熱壓粘合在所述縫合邊的平面對(duì)接 縫合處。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述管狀非織造布復(fù)合材料的制造方法，其特 征在于所述的縫合邊的寬度為20-40mmm;所述的平面對(duì)接縫合采用包縫工 藝和曲臂型拼縫機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種管狀非織造布復(fù)合材料及其制造方法。該復(fù)合材料由非織造布基布及在其上的涂覆層，經(jīng)在寬度方向?qū)訛楣軤疃瞥?，用于城市埋地受損管道的非開(kāi)挖修復(fù)，其特征在于該復(fù)合材料的基布由2塊或2塊以上相同的非織造布基布在寬度方向平面對(duì)接縫合而成，且縫合為管狀的非織造布基布及其上的涂覆層整體厚度均勻一致。該制造方法包括以下工藝1.設(shè)計(jì)非織造布基布的拼接塊數(shù)；2.在每塊非織造布基布寬度方向上的兩側(cè)留有縫合邊，其余處均勻涂覆樹(shù)脂；3.利用縫合邊把設(shè)計(jì)塊數(shù)的非織造布基布平面對(duì)接縫合成管狀；4.縫接處補(bǔ)樹(shù)脂處理，并使平面對(duì)接縫合處的樹(shù)脂厚度與其余處涂覆樹(shù)脂的厚度均勻一致，即可制得所述管狀非織造布復(fù)合材料。
文檔編號(hào)F16L55/162GK101280872SQ20081005318
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者張淑潔, 瑞 王 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)