1 非織造土工布概況

　　土工布按其加工和生產的方法不同，分為機織土工布、編織土工布和非織造土工布[。其中非織造土工布無需紡和織，而是利用短纖維或長絲加工成為纖維網，再經機械、熱粘合或化學粘合固結而成的布狀材料。

　　1.1 非織造土工布的發展

　　在土工布發展初期，土工布產品基本上是機織型，這種土工織物的結構由經紗和緯紗交織而成。抗拉強度大，主要用作加固建工材料。但伸長率小，經緯紗易錯動，水平滲透性差，其應用受到很大的限制。隨著經濟的全球化，土工布的應用領域不斷擴大，機織土工布遠

　　遠不能滿足市場要求。非織造土工布是通過纖維成網和固結的方法制成，纖維排列呈三維結構，具有良好的延伸性和力學性能等。20 世紀 50 年代前后，歐美國家開始將非織造布應

　　用于土工領域，20 世紀 60 年代逐步推廣到世界各地，并自 20 世紀 70 年代后獲得越來越快的發展。到 20 世紀 90 年代中期(以美國為例)，土工布的年需求量在 3.6億 m2 以上，其中非織造型土工布所占比例高達 百分85。進入 21 世紀以來，世界土工布用量已超過了 15 億 m2，非織造土工布占全部土工布的比例達到 百分70左右。到目前為止，我國土工布的用量已超過 2.5 億 m2，而非織造土工布的比重約占總量的 百分60。非織造土工布由于性能優異、加工簡單、成本較低等特點，已成為當今世界土工布發展的主要方向，占有 百分68左右的市場份額。

　　1.2 非織造土工布的優點

　　與機織土工布相比，非織造土工布能夠選用不同的原料與工藝流程，設計成具有廣泛結構特征與不同性能的織物，生產成本低，價格便宜。其主要特點表現如下。

　　1.2.1 非織造土工布大多以合成纖維為原料，其產品具有良好的抗拉強度、抗撕裂強度、延伸性以及耐酸堿、耐生物等化學穩定性能。

　　1.2.2 非織造土工布的工藝流程簡單，可以在一條連續

　　的生產流水線上完成，生產周期短，生產速度高。

　　1.2.3 非織造土工布可以制成不同的定量和厚度，保證了良好的膨松性和透水性。

　　1.2.4 非織造土工布孔隙范圍大，門幅寬。

　　2 非織造土工布原料的選用

　　土工布原料的選用要結合實際情況，既要考慮所使用領域對其物理化學性能的要求，又要注意產品成本。目前主要以合成纖維為主，因合成纖維具有強度高、抗老化、耐腐蝕、耐酸堿等優點。其中應用普遍的是滌綸和丙綸。滌綸強力高、熔點高、具有優良的韌度和蠕變特性，尤其在抗紫外線、抗老化性能上均能夠滿足工程要求。丙綸耐酸堿性好、耐腐蝕、耐霉變，不易受細菌侵蝕，具有較好的芯吸效應，對水的滲透性能好，且比重輕，價格便宜。其次是錦綸和維綸，它們耐堿性好，耐酸性較差，錦綸土工布不宜用于 pH<5 的土壤中，而維綸用于海岸工程，耐海水侵蝕。國外非織造土工布的原料，除采用滌綸、丙綸、錦

　　綸、維綸外，還采用黃麻纖維、聚乙烯纖維、聚乳酸(PLA) 纖維。天然纖維和特種纖維也逐步進入土工領域。有研究者曾報道了天然纖維(如黃麻、椰子殼纖維、竹漿纖維)在路基、排水、護岸、控制土壤侵蝕等領域的不同應用[5-6]。Amit Rawal[7]等人對以黃麻和以滌綸為原料的非織造土工布的結構進行了比較，發現前者的各向異性較小，且織物緊密。隨新材料的不斷開發，非織造土工布原料的選用范圍增加，加之生產技術的進步，越來越多的功能型土工布展露市場，顯示出土工布發展的蓬勃生機。

　　3 非織造土工布的生產技術

　　按成網和固著方法的不同，一般將非織造土工布的生產技術分為三大類：紡粘技術、短纖針刺技術和熱熔粘合技術。每種技術各有千秋，往往根據所選原料、制成土工布的性能和成本等不同而選用合適的生產技術。

　　3.1 紡粘技術

　　將聚合物的粒子或粉末熔融，紡成連續的長絲束，不規則地鋪放在傳送帶上形成纖網，當長絲束還未完全凝固時，用熱壓羅拉加壓，或用針刺法加固，亦或者用粘合劑粘合而形成連續均勻的土工布。這種技術工藝簡單，產量高，生產出的土工布在同等規格條件下其抗拉

　　強度、撕裂強度、斷裂伸長以及縱橫向比等性能均比短纖維針刺土工布優越很多，適用于增強和加固等工程。但設備投資大，不適合小批量、多品種的生產。

　　3.2 短纖針刺技術

　　短纖維(如聚丙烯、聚酰胺、聚乙烯、黃麻等)經過開松混合、梳理成網、鋪網、牽伸及針刺固結后形成成品。厚度大、密度高、結構蓬松，吸水和透水性能好，抗形變能力強，尤其適合做反過濾材料。但生產工藝長，成本稍高。這種方法加工的土工布是我國目前用量非織造土工布之一。

　　3.3 熱熔粘合技術

　　兩種熔點不同的合成纖維或同一種纖維，經開松、梳理、混合、鋪網，使纖網中的低熔點纖維在加熱軋輥的作用下熔融粘合在一起形成成品。其關鍵在于熱風烘燥。

　　3.4 復合化生產技術

　　隨著土工布應用范圍的擴大，單一技術生產的非織造土工布已不能滿足需求，復合化生產大大提高了土工布的使用性能，已成為其終產品的發展趨勢。我國一般都是將非織造布和不透水膜進行復合，國外有多種芯層復合。土工膜和土工格柵是常見的兩種復合方式。土工膜多采用針刺土工布與 PVC、PE 以及橡膠等防滲材料通過涂層或熱壓復合而成，具有水平向排水、垂直向防滲的功能。

　　4 非織造土工布的功能和應用

　　非織造土工布的用途多種多樣，其主要功能包括加強作用、隔離作用、過濾作用和排水作用[9-10]。

　　4.1 加強作用

　　非織造土工布的加強作用是利用土工布的拉伸性能改善土壤層的機械性能，限制土工工程在長時間使用過程中發生位移，起到一定的穩定性作用。主要用于公路、鐵路、機場等設施，如鐵路建設方面利用非織造土工布解決路基翻漿冒泥等危害，成功率可達 百分90以上。4.2 隔離作用非織造土工布的隔離作用主要表現在兩個方面，一是阻止不同路線或不同層次材料的彼此混合，保持和改善兩種材料的整體性和運行性能;二是阻止濾層的污染和腐蝕，保證工程質量，加快工程進度。主要用于堤壩、軟土層上建筑公路或鐵路地基等，要求非織造土工布的孔隙率要小。

　　4.3 過濾作用

　　非織造土工織物具有良好的透水、透氣性，發揮過濾作用時起著類似過濾器的功效，能有效地截留土顆粒、細砂及小石料而濾去水流，防止土體破壞，保持土石工程的穩定。如在河堤與護砌之間鋪設土工布能阻止土壤的沖蝕，防止河岸塌陷。若土工布放在同一土壤中，能通過降低土壤中的含水量，或加強土壤承擔應力，起到改良土壤性能的作用。

　　4.4 排水作用

　　非織造型土工布是一種良好的導水材料，織物本身形成排水通道，將土體結構內部多余的水分匯集在織物之內，沿著織物緩慢的排出土體[12]。現廣泛應用于土石壩排水、地下排水、路基、擋土墻及軟土基礎排水等方面，要求非織造土工布具有一定的導水率、滯留泥紗和細紗的工藝配置：總牽伸倍數為 36.12 倍，后區牽伸倍數 1.41，捻系數 138，倍粗 1.69，羅拉速度 180r/min。絡筒工序在合理配置清紗工藝的同時，采用適當的卷繞張力和接觸壓力來減少紗表面毛羽。

　　4 結 語

　　國內市場上，紡織品正逐漸向新特的方向發展，段彩紗作為一種新型的產品，它不僅彩段的長度沒有固定的限制，可根據客戶的需要自行設計，而且段彩紗線既富有層次變化，又富有立體感，可廣泛用于服裝面料，使織物風格獨特、色彩豐富，不僅深受消費者的喜愛，而且產品具有非常廣闊的發展前景。土工布是高科技含量、高附加值的產品，在世界范圍內都具有很好的發展前景，它的應用和推廣可以帶動紡織工業的產業和產品結構調整，給紡織工業注入新的活力。非織造土工布則越來越起著主導作用。我國是一個具有巨大發展潛力的國家，各種工程的修復及巨大而廣泛的新的工程建設都面臨著大量土工布的需求，非織造土工布發展勢在必行。未來 3~5 年，我國非織造土工織物需求的比例將由目前的 55提高至 70以上，與世界土工織物需求發展趨勢一致。目前，我國對非織造土工布的技術應走向科學化、標準化、經濟合理化;機械設備加工應規范化、標準化;產品應趨向系列型、復合型、綜合型發展;不斷拓展非織造土工布的應用領域，增加其在國內外市場的占有份額。

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