CN117005378B - 一种熔接塑料土工格室及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种熔接塑料土工格室及其制造方法，包括多个格室片材体，所述格室片材体包括交错连接的多个片材和多个横向筋条，相邻格室片材体上的横向筋条间隔熔接相连形成连接节点，其特征在于：所述横向筋条的长度大于或等于片材的宽度，所述横向筋条的厚度大于片材的厚度，所述片材包括沿其厚度方向设置的多层取向束层，所述取向束层包括多条高分子聚合物取向束，所述取向束层中至少有一条高分子聚合物取向束沿片材的长度方向拉伸取向，隔离条的设置将格室连接节点处相邻的两片格室片材体定角分离，提高塑料土工格室的铺设效率，能方便根据格室边长调节土工格室网格的张开角度，使土工格室的格网张开最佳的展开效果。

Description

一种熔接塑料土工格室及其制造方法

技术领域

本发明涉及土工格室技术领域，具体是指一种熔接塑料土工格室及其制造方法。

背景技术

土工格室是由较高强度的筋带，经过强力连接形成具有蜂窝状结构的土工加筋材料。它伸缩自如，运输时可缩叠起来，使用时张开并充填土石、混凝土或其它填料，构成具有强大侧向限制力和刚度的结构体。它可用来作为垫层，增大软弱地基的承载能力，也可铺设在坡面上构成坡面防护结构，还可以用来建造支挡结构等。

随着土工格室在加筋领域的广泛应用，塑料土工格室网格展开的充分性尤其显得重要，传统的格室节点连接方式如焊接、插接、铆接、卯榫连接、螺栓连接或注塑连接等，按传统节点连接方式生产的塑料土工格室存在格室在施工现场铺网困难，格室展开后的网格大小不均匀，回填填料存在死角等缺陷。因此，在塑料土工格室生产过程中预设定格室片材张开角度可以解决塑料土工格室施工及其使用中的不足。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种熔接塑料土工格室及其制造方法。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种熔接塑料土工格室，包括多个格室片材体，所述格室片材体包括交错连接的多个片材和多个横向筋条，相邻格室片材体上的横向筋条间隔熔接相连形成连接节点，所述横向筋条的长度大于或等于片材的宽度，所述横向筋条的厚度大于片材的厚度，所述片材包括沿其厚度方向设置的多层取向束层，所述取向束层包括多条高分子聚合物取向束，所述取向束层中至少有一条高分子聚合物取向束沿片材的长度方向拉伸取向。

本方案中取向束层包括多条高分子聚合物取向束，是通过将片状原材料整体拉伸形成的多条高分子聚合物取向束，并通过多层取向束层相互连接形成格室片材，由于格室片材含多条沿其长度方向拉伸取向的高分子聚合物取向束，使得格室片材长度方向上的抗拉力大大增强，又因为高分子聚合物的取向使得格室片材的长度方向上的伸长率大大降低，从而使该塑料土工格室具有更大的防止侧限的能力和限制工程变形的能力。

本方案片材中还包含高分子聚合物取向束的拉伸取向方向与片材长度方向之间的夹角为锐角或直角的实施方式，以提高片材宽度方向的抗折性，从而提高塑料土工格室的抗压能力。

作为优化，所述取向束层的层数由片材的宽度中心沿其两个宽度边缘方向逐渐增多。本方案中片材宽度边缘位置的取向束层的层数更多，使得片材边缘厚度增加，从而提高片材边缘位置的抗拉和抗压能力。

作为优化，所述片材的上下两个宽度边缘至少有一个宽度边缘设置为曲线边缘，所述片材的宽度沿远离其端部横向筋条的方向逐渐变窄。本方案中片材宽度的曲线边缘为片状原料经过纵向拉伸形成的，靠近横向筋条处的片材宽度宽而远离横向筋条处片材宽度窄，且片材与横向筋条结合处至少有一处为曲线连接，一方面可以消除该结合处的应力集中，提高塑料土工格室的使用寿命；另一方面由于片材宽度不一致，使得片材与其上方和/下方的填料形成排水通道，能及时排出填料中的水分，达到快速固结填料的目的。

作为优化，所述横向筋条沿其厚度方向设置的多层取向束层，所述取向束层包括多条高分子聚合物取向束，所述取向束层中至少有一条高分子聚合物取向束沿片材的长度方向拉伸取向。本方案中横向筋条也设置沿片材长度方向拉伸取向的高分子聚合物取向束，能大大提高塑料土工格室连接节点的力学性能。

作为优化，所述横向筋条外侧设置有多个凹槽和/或凸起。本方案横向筋条外侧设置凹槽和/或凸起，能增加横向筋条和格室连接节点与填料之间的摩擦力；在其它的方案中，通过横向筋条的折弯来提高塑料土工格室连接节点的力学性能。

作为优化，所述高分子聚合物取向束分别设置有沿片材的长度方向和宽度方向拉伸取向。高分子聚合物取向束沿片材长度和宽度方向拉伸取向能提高片材长度方向上的抗拉力和宽度方向上的抗撕裂能力，提高塑料土工格室防侧限和抗直角撕裂能力。

作为优化，所述片材设置有N个通孔，所述通孔的平面投影图形为椭圆形或梭形，所述通孔的长轴与片材的长度方向平行，且所述通孔长轴的长度小于或等于片材的长度，N个通孔将片材沿其宽度方向分成N＋1个小片，所述小片的宽度自其中部最窄处分别沿靠近其两端横向筋条的方向逐渐变宽，所述通孔的个数N为自然数。

本方案片材设置N个平面投影图形为椭圆形通孔或梭形通孔，通孔的将片材沿其宽度方向分割成N+1个小片，任意一个小片的两端都被横向筋条固定，通孔的设置能均匀塑料土工格室相邻网格的填料，且通孔数量越多填料均匀的速度越快；通孔的设置可以排出格室网格填料的水分，快速固化填料，通孔数量越多填料固化的速度越快；通孔的设置能大大增加格室片材与填料之间的咬合力，通孔数量越多片材与填料之间的咬合力越大。片材或小片的宽度自其中部最窄处分别沿靠近其两端横向筋条的方向逐渐变宽，保证塑料土工格室片材长度方向抗拉力最大化，起到降低塑料土工格室单位面积克重的目的。

作为优化，所述片材上设置有多个盲孔。本方案中的盲孔的设置可以提高片材与土壤之间的咬合能力，同时也可以降低土工格室的克重。

作为优化，还包括设置于所述连接节点内的连接件，所述连接件为热熔塑料柱、铆钉、螺栓、U型钉或上述连接结构的任意组合。本方案中的连接件的设置提高了横向筋条熔接之后形成的连接节点的力学性能。

作为优化，所述连接节点上固接有位于相邻格室片材体的片材之间的隔离条，所述隔离条至少有一端与连接节点相连，所述隔离条沿片材宽度方向延伸。本方案中的隔离条将连接节点处两相邻的片材隔开，使其自然保持一定的夹角，提高塑料土工格室的铺设效率和防止填料在填充过程中出现的填充死角。

作为优化，所述连接节点的上端向外延伸有调节板，调节板上开有多个容隔离条端部插入的调节孔。本方案中通过将隔离条插入不同的调节孔，可以实现相邻片材夹角的调节。

作为优化，所述隔离条的两侧固接有定位卡勾，所述定位卡勾位于调节板和片材之间，相邻片材的边缘分别插入两个定位卡勾。本方案中的定位卡勾挂在片材边缘，从而对片材起到定位作用，保持塑料土工格室的展开状态。

作为优化，所述连接节点由两个相互熔接的横向筋条和熔接层组成，相互熔接的两个所述横向筋条分别熔接在熔接层的前后两侧。

作为优化，所述隔离条为两相互熔接的横向筋条熔融原料其中一部分受外力挤压的外溢料。本方案隔离条与塑料土工格室连接节点同为一体结构体，隔离条与塑料土工格室连接节点之间的连接强度高，进一步提高塑料土工格室隔离条的安装效率，降低塑料土工格室的生产成本。

一种熔接塑料土工格室的制造方法，包括如下步骤：

a、高分子聚合物及其加工助剂经过混料、上料、挤出机挤压系统和衣架式机头形成塑料熔融状态的塑料溶体，挤出机挤压系统和衣架式机头的温度控制在130℃-320℃；

b、熔融状态的塑料溶体经过设置有凹槽的辊筒的三辊压光机进行冷却定型，其中三辊压光机的辊筒至少有两个相对设置的槽辊，槽辊的深度不小于1mm，三辊压光机的辊筒控制温度在20℃-95℃；

c、将经过三辊压光机冷却后的塑料料带分切成宽度大于40mm的塑料条带；

d、塑料条带进入拉伸装置进行纵向拉伸得到格室片材体，相对设置的槽辊辊压出的部分拉伸形成横向筋条，纵向拉伸温度为80℃-350℃；

e、相邻的格室条带上的横向筋条间隔通过自动熔接机熔接连接形成塑料土工格室；

f、在连接节点两侧热熔焊接调节板，将隔离条上端插入调节板的调节孔中，并使片材的边缘分别插入定位卡勾中。

作为优化，所述高分子聚合物为PP、HDPE或PET，所述加工助剂包括抗氧剂、紫外线吸收剂和炭黑，所述抗氧剂的加入量为高分子聚合物质量的0.02%，紫外线吸收剂的加入量为高分子聚合物质量份的0.01%，炭黑的加入量为高分子聚合物质量份的2.1%。

本发明的有益效果为：

1.隔离条的设置将塑料土工格室连接节点处相邻的两片格室片材按定角分开，提高塑料土工格室施工现场的铺设效率。

2.塑料土工格室连接节点的端部设置有调节孔，隔离条上设置有格室片材体定位槽，能方便根据格室边长调节土工格室网格的张开角度，使土工格室的格网张开最佳的展开效果。

3.隔离条的设置能均匀塑料土工格室展开的格网尺寸，均匀塑料土工格室载荷的分布，提高塑料土工格室的使用寿命，避免填料的回填死角。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明横向筋条位置处的局部放大图；

图3为本发明横向筋条位置处的侧视图；

图4为本发明横向筋条位置处的正视图；

图5为本发明隔离条的示意图；

图6为本发明片材的正视图；

图7为本发明片材另一种结构的正视图；

图8为本发明片材另一种结构的正视图；

图9为本发明片材另一种结构的正视图；

图10为本发明片材上通孔的正视图；

图中所示：

1、片材，2、横向筋条，3、高分子聚合物取向束，4、盲孔，5、通孔，6、凸起，7、连接件，8、隔离条，9、调节板，10、定位卡勾，11、调节孔。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

实施例1

如图1~10所示，本发明的一种熔接塑料土工格室，包括多个格室片材体，所述格室片材体包括交错连接的多个片材1和多个横向筋条2，多个片材1首尾通过横向筋条2连接，从而使所述片材1的两端都固定有横向筋条2，横向筋条2与片材1材质相同（其它的实施方式中，横向筋条2与片材1为不同的材质）且一体成型，横向筋条2在片材体上均布设置，

如图1所示，相邻格室片材体上的横向筋条2间隔熔接相连形成连接节点，从而形成网状结构，使用时张开并充填土石、混凝土或其它填料，构成具有强大侧向限制力和刚度的结构体。

所述横向筋条2的厚度大于片材1的厚度，且横向筋条2的厚度凸出片材1的两侧。

横向筋条2的长度方向与片材1宽度方向一致，横向筋条2的宽度方向与片材1的长度方向一致，本实施例中横向筋条2的长度是沿竖向延伸的，所述横向筋条2的长度大于或等于片材1的宽度。 例如图6 -9中横向筋条2的长度大于片材1的宽度。

所述片材1的上下两个宽度边缘至少有一个宽度边缘设置为曲线边缘，所述片材1的宽度沿远离其端部横向筋条2的方向逐渐变窄。例如图6中片材1上下方的边缘均为直线，例如图7中片材1下方的边缘为直线，上方的边缘为曲线，图8中片材1上下方的边缘均为曲线，图8中片材1上下方的边缘均为两端曲线中间直线的结构。

所述片材1包括沿其厚度方向设置的多层取向束层，也就是说片材1是由片状原材料在受热条件下经过纵向拉伸形成的，所述取向束层的层数由片材1的宽度中心向其两个宽度边缘方向逐渐增多，从而提高边缘位置的抗拉能力。

所述取向束层包括多条高分子聚合物取向束3，本实施例中片材1是通过片状原材料在受热条件下经过纵向拉伸形成，其含多条沿片材1长度方向取向的高分子聚合物取向束3，片状原材料一般为结晶型高聚物，结晶型高聚物沿片状原材料的厚度中心向两边厚度边缘延伸时，片状原材料厚度位置不同的片材原材料的结晶度不同，片状原材料的结晶度不同时受到相同外力拉伸时，其拉伸取向度不同；再者，片状原材料不同厚度位置在相同时间内吸热后的温升速度不同，在相同的外力作用下其拉伸取向度也不同。片状原材料在受热条件下经过纵向拉伸形成相互连接的多层取向束层，每层取向束层设置有多条沿片材1长度方向取向的高分子聚合物取向束3，并通过多层取向束层相互连接形成片材1，同时片材1的上下两个宽度边缘经过纵向拉伸形成两个曲线边缘，且片材1的宽度沿远离其两端横向筋条2的方向逐渐变窄，交汇于片材1中部的最窄处。由于片状原材料在受热状态下经过外力纵向拉伸时，片状原材料沿其长度方向被拉伸伸长，同时其宽度方向沿曲线伸缩变窄，高分子取向层的层数由片材1的宽度中心向其两个宽度边缘逐渐堆积增加，使得片材1的厚度由其宽度中心向其宽度边缘逐渐变厚。

本实施例的其它实施方式中通过将网格状或者条状拉伸塑料格栅或拉伸塑料条带，在拉伸过程中形成多个长条状高分子聚合物取向束3，拉伸塑料格栅或拉伸塑料条带通过与聚合物在熔融状态下复合形成格室片材体，格室片材体包含相互连接且均匀排布的多个片材1和多个横向筋条2。

由于拉伸形成的高分子聚合物取向束的方向在一定程度上取决于原料的结构，例如将网状原材料拉伸形成的高分子聚合物取向束就是呈现交叉结构，本实施例的其它实施方式中所述取向束层中至少有一条高分子聚合物取向束3沿片材1的长度方向拉伸取向。也就是至少一条高分子聚合物取向束3平行于片材1的长度方向。

所述横向筋条2沿其厚度方向设置的多层取向束层，所述取向束层包括多条高分子聚合物取向束3，所述取向束层中至少有一条高分子聚合物取向束3沿片材1的长度方向拉伸取向。本实施例中横向筋条2也设置沿片材1长度方向拉伸取向的高分子聚合物取向束3，能大大提高塑料土工格室连接节点的力学性能。

如图10所示，所述片材1设置有N个通孔5，所述通孔5的平面投影图形为椭圆形或梭形，所述通孔5的长轴都与片材1的长度方向平行，且所述通孔5长轴的长度小于或等于片材1的长度，所述N个通孔5将片材1沿其宽度方向分成N＋1个小片，所述小片的宽度自其中部最窄处分别沿靠近其两端横向筋条的方向逐渐变宽，所述通孔5的个数N为自然数。本实施例中通孔5为2个，2个通孔5的平面投影图形均为椭圆形，椭圆形通孔5的长轴都与片材1长度方向平行，通孔5长轴的长度都小于片材1的长度，2个通孔5将片材1沿其宽度方向分成3个小片（3个小片组成1个片材1），所述片材1或小片的宽度自其中部最窄处分别沿靠近其两端横向筋条的方向逐渐变宽，如图10所示，在其它的实施方式中，2个通孔5平面投影图形为梭形或1个为梭形另1个为椭圆形的组合；其它的实施方式中通孔5长轴的长度等于片材1的长度；其它的实施方式中，通孔5的个数N为2以外的其它自然数。

所述横向筋条2外侧设置有多个凹槽和/或凸起6。本实施例中横向筋条2外侧设置多个凹槽和/或凸起6，能增加横向筋条2和土工格室连接节点与填料之间的摩擦力；在其它的实施方式中，通过横向筋条2的折弯来提高塑料土工格室连接节点力学性能。

所述高分子聚合物取向束3分别设置有沿片材1的长度方向和宽度方向拉伸取向。高分子聚合物取向束3沿片材1长度和宽度方向拉伸取向能提高片材1长度方向上的抗拉力和宽度方向上的抗撕裂能力，提高塑料土工格室防侧限和抗直角撕裂能力。

所述片材1上设置有多个盲孔4。所述盲孔4为线条状、椭圆形、长方形、正方形、多边形、圆形、梭形或跑道形以及以上形状的任意组合。设置盲孔4可以提高片材1与填料之间的摩擦力和降低塑料土工格室的克重。

所述片材1上设置有多个凸起6，凸起6为小颗粒凸起，凸起6在片材1上，凸起5可以设置有一处或多处，凸起6的设置可以增加片材1与填料之间的摩擦力和咬合力。

还包括设置于所述连接节点内的连接件7，所述连接件7为热熔塑料柱、铆钉、螺栓、U型钉或上述连接结构的任意组合，在连接节点内设置有连接件7，能有效提高塑料土工格室连接节点处的力学性能。

所述连接节点上固接有位于相邻格室片材体的片材1之间的隔离条8，所述隔离条8至少有一端与连接节点相连，所述隔离条8沿片材1宽度方向延伸。本实施例中连接节点上端沿片材1长度方向各连接有一个隔离条8，隔离条8为塑料的圆柱形，从而将连接节点处相邻的两片格室片材1分隔开，当隔离条8的大小和形状一定时，隔离条8越靠近连接节点，相邻片材1分隔的夹角越大。

具体来说，所述连接节点的上端向外延伸有调节板9，调节板9上开有多个容隔离条8端部插入的调节孔11，隔离条8上端插入不同的调节孔11中，可以使相邻片材1保持不同的展开夹角。

所述隔离条8的两侧固接有定位卡勾10，定位卡勾10开口朝下，所述定位卡勾10位于调节板9和片材1之间，相邻片材1的边缘分别插入两个定位卡勾10，从而限定了片材1的位置，同时可以防止隔离条8向下脱出。

一种熔接塑料土工格室的制造方法，包括如下步骤：

a、高分子聚合物及其加工助剂经过混料、上料、挤出机挤压系统和衣架式机头形成塑料熔融状态的塑料溶体，挤出机挤压系统和衣架式机头的温度控制在130℃-320℃；

b、熔融状态的塑料溶体经过设置有凹槽的辊筒的三辊压光机进行冷却定型，可以将多条塑料溶体并排进行冷却定型，其中三辊压光机的辊筒至少有两个相对设置的槽辊，槽辊的深度不小于1mm，槽辊由伺服系统独立驱动，并配置槽辊位置同步控制器，三辊压光机的辊筒控制温度在20℃-95℃；

c、将经过三辊压光机冷却后的塑料料带分切成宽度大于40mm的塑料条带；

d、塑料条带进入拉伸装置进行纵向拉伸得到格室片材体，相对设置的槽辊辊压出的部分拉伸形成横向筋条2，纵向拉伸温度为80℃-350℃；

e、相邻的格室条带上的横向筋条2间隔通过自动熔接机熔接连接形成塑料土工格室；

f、在连接节点两侧热熔焊接调节板9，将隔离条8上端插入调节板9的调节孔11中，并使片材1的边缘分别插入定位卡勾10中。

所述高分子聚合物为PP、HDPE或PET，所述加工助剂包括抗氧剂、紫外线吸收剂和炭黑，所述抗氧剂的加入量为高分子聚合物质量的0.02%，紫外线吸收剂的加入量为高分子聚合物质量份的0.01%，炭黑的加入量为高分子聚合物质量份的2.1%。

实施例2：

在本实施例中，所述隔离条8为两相互熔接的横向筋条2熔融原料其中的一部分受外力挤压外溢料形成的。本方案隔离条8与塑料土工格室连接节点同为一体结构体，隔离条8与格室连接节点之间的连接强度高，进一步提高塑料土工格室隔离条的安装效率，降低塑料土工格室的生产制造成本。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (6)

1.一种熔接塑料土工格室，包括多个格室片材体，所述格室片材体包括交错连接的多个片材（1）和多个横向筋条（2），相邻格室片材体上的横向筋条（2）间隔熔接相连形成连接节点，其特征在于：所述横向筋条（2）的长度大于或等于片材（1）的宽度，所述横向筋条（2）的厚度大于片材（1）的厚度，所述片材（1）包括沿其厚度方向设置的多层取向束层，所述取向束层包括多条高分子聚合物取向束（3），所述取向束层中至少有一条高分子聚合物取向束（3）沿片材（1）的长度方向拉伸取向；

所述连接节点上固接有位于相邻格室片材体的片材（1）之间的隔离条（8），所述隔离条（8）至少有一端与连接节点相连，所述隔离条（8）沿片材（1）宽度方向延伸；

所述连接节点的上端向外延伸有调节板（9），调节板（9）上开有多个容隔离条（8）端部插入的调节孔（11）；

所述隔离条（8）的两侧固接有定位卡勾（10），所述定位卡勾（10）位于调节板（9）和片材（1）之间，相邻片材（1）的边缘分别插入两个定位卡勾（10）；

所述取向束层的层数由片材（1）的宽度中心沿其两个宽度边缘方向逐渐增多。

2.根据权利要求1所述的一种熔接塑料土工格室，其特征在于：所述片材（1）的上下两个宽度边缘至少有一个宽度边缘设置为曲线边缘，所述片材（1）的宽度沿远离其端部横向筋条（2）的方向逐渐变窄。

3.根据权利要求2所述的一种熔接塑料土工格室，其特征在于：所述片材（1）设置有N个通孔（5），所述通孔（5）的平面投影图形为椭圆形或梭形，所述通孔（5）的长轴与片材（1）的长度方向平行，且所述通孔（5）长轴的长度小于或等于片材（1）的长度， N个通孔（5）将片材（1）沿其宽度方向分成N＋1个小片，所述小片的宽度自其中部最窄处分别沿靠近其两端横向筋条（2）的方向逐渐变宽，所述通孔（5）的个数N为自然数。

4.根据权利要求1所述的一种熔接塑料土工格室，其特征在于：还包括设置于所述连接节点内的连接件（7），所述连接件（7）为热熔塑料柱、铆钉、螺栓、U型钉或上述连接件的任意组合。

5.一种权利要求1-4任一项所述熔接塑料土工格室的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、高分子聚合物及其加工助剂经过混料、上料、挤出机挤压系统和衣架式机头形成塑料熔融状态的塑料溶体，挤出机挤压系统和衣架式机头的温度控制在130℃-320℃；

b、熔融状态的塑料溶体经过设置有凹槽的辊筒的三辊压光机进行冷却定型，其中三辊压光机的辊筒至少有两个相对设置的槽辊，槽辊的深度不小于1mm，三辊压光机的辊筒控制温度在20℃-95℃；

c、将经过三辊压光机冷却后的塑料料带分切成宽度大于40mm的塑料条带；

d、塑料条带进入拉伸装置进行纵向拉伸得到格室片材体，相对设置的槽辊辊压出的部分拉伸形成横向筋条（2），纵向拉伸温度为80℃-350℃；

e、相邻的格室片材体上的横向筋条（2）间隔通过自动熔接机熔接连接形成塑料土工格室；

f、在连接节点两侧热熔焊接调节板（9），将隔离条（8）上端插入调节板（9）的调节孔（11）中，并使片材（1）的边缘分别插入定位卡勾（10）中。

6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于：所述高分子聚合物为PP、HDPE或PET，所述加工助剂包括抗氧剂、紫外线吸收剂和炭黑，所述抗氧剂的加入量为高分子聚合物质量份的0.02%，紫外线吸收剂的加入量为高分子聚合物质量份的0.01%，炭黑的加入量为高分子聚合物质量份的2.1%。