對于短纖針刺土工布而言,影響其水平滲透系數(shù)的工藝參數(shù)主要有刺針規(guī)格、針刺密度、針刺深度及步進(jìn)量。1)刺針規(guī)格刺針是針刺機(jī)最重要的部件。刺針規(guī)格對于短纖針刺土工布水平滲透性能的影響主要體現(xiàn)在選擇針刺號數(shù)及鉤齒形狀兩個方面。刺針選擇稍有不當(dāng),則會增加土工布內(nèi)部纖維的斷裂,使得土工布孔隙率減少,從而能影響水平滲透系數(shù)。 排水用土工布一般來說相對較厚,國內(nèi)外許多廠家在選擇刺針型號時都采用較粗的刺針。實際上,這種做法是錯誤的。因為刺針較粗,穿刺固結(jié)過程中所受阻力大,刺針較易折斷。此外,由于粗針每做一次穿刺運動,帶動的纖維量較多,對纖維的損傷也相應(yīng)較大,纖維斷裂度增加,堵塞土工布的孔隙,從而直接影響其透水能力。生產(chǎn)針刺土工布時,刺針在纖網(wǎng)中上下穿刺,通過鉤齒使纖維相互交叉糾結(jié),因此,齒鉤的形狀直接影響纖維的損傷斷裂度。國內(nèi)外常用刺針鉤齒有 F 型、G型、GB 型、L 型等,需要注意其中纖維損傷最大的是 F 型沖齒針。2)針刺密度針刺密度是指纖維網(wǎng)單位面積上受到的理論針刺數(shù)。一般來說,隨著針刺密度的增加,土工布的面密度、厚度及孔隙率先減小后增大,其水平滲透系數(shù)亦隨之先減小后增大。其各項指標(biāo)的轉(zhuǎn)折點均出現(xiàn)在 470 刺/cm2左右。這是因為前一階段隨著針刺密度的增加,纖維均抱合糾纏在一起,土工布被壓實,孔隙尺寸減小,厚度變薄;而后一階段(針刺密度達(dá)到 470 刺/cm2),土工布被壓縮到一定程度,其緊密度不再增加,纖維也因被刺針反復(fù)穿刺而發(fā)生斷裂,非織造布中形成了刺針因穿刺后而形成的孔隙,從而導(dǎo)致土工布孔隙增多,孔隙尺寸變大,進(jìn)而增大了水平滲透系數(shù)。3)針刺深度針刺深度是刺針穿刺過纖維網(wǎng)后突出在外的長度。在一定范圍內(nèi),隨著針刺深度的增加,纖維之間的糾結(jié)更充分,最終導(dǎo)致土工布緊實度增加,其內(nèi)部孔隙變小,土工布的水平滲透系數(shù)減小。但是刺得過深的話,內(nèi)部纖維會因受力過大而逐根斷裂,出現(xiàn)與針刺密度增大到 470 刺/cm2后相似的情況而導(dǎo)致水平滲透系數(shù)的增大。
