專利名稱：復(fù)合纖維濾料及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凈化水領(lǐng)域的濾料及其生產(chǎn)工藝，特別涉及一種復(fù)合纖維濾料及 其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
在凈化水領(lǐng)域通常需要用濾料對水進(jìn)行過濾。見說明書附圖1和圖2，將塑料PP 經(jīng)過熔融、噴射，纏繞在圓軸上，再脫除圓軸、切成適當(dāng)長度，最終制成圓管狀纖維濾料，纏 繞的厚度通常大于10毫米，所以圓管狀纖維濾料的管壁厚度通常大于10毫米，這種濾料通 常稱為溶噴PP濾芯，其中的纖維在空間隨機形成三維微孔結(jié)構(gòu)，微孔孔徑沿濾液流向可呈 梯度分布，其集表面、深層、精過濾于一體，所以在飲用水凈化行業(yè)中使用很普遍。
由于自然狀態(tài)的PP塑料絲表面通常比較光滑，因此其吸附、黏附水中污染物(如 膠體)的能力并不強，以長度為10英寸的圓管狀PP濾料為例，經(jīng)大量試驗證明剛開始過 濾的出水水質(zhì)較好，一般過濾不到Im3自來水，其凈化能力顯著下降。具體表現(xiàn)在盡管其 出水的混池度仍然比較滿意，但出水的SDI (Silting Density Index,污染指數(shù))值顯著上 升，即SDI值從小于4上升到大于8，甚至達(dá)到12以上。
然而，由于混濁度只是通過具體型號的濁度計所獲得的水中懸浮微粒有關(guān)諸因素 對光所產(chǎn)生的各種影響的一個綜合性的光學(xué)性質(zhì)度量，它不能靈敏地反映出微粒濃度的變 化，因而不能靈敏地反映水的質(zhì)量。
SDI值是反映水中顆粒物濃度的一個水質(zhì)參數(shù)，SDI值越大說明水中顆粒物含量 越高，SDI值經(jīng)常用于控制進(jìn)入反滲透膜處理器的水是否符合要求。對于家用反滲透凈水 器，一般采用PP (粗濾)、活性炭、PP (精濾)或炭棒三級預(yù)處理濾芯進(jìn)行預(yù)處理。以規(guī)格為 50加侖/天的反滲透膜為例，如果進(jìn)入反滲透處理器的水的SDI值小于5，則對于南方水質(zhì) 該反滲透膜能夠達(dá)到至少出IOm3純凈水的能力(或使用壽命)。但是，由于目前的PP濾芯 不能可靠地將SDI值控制在不大于5的范圍內(nèi)，導(dǎo)致市場上大量的家用反滲透凈水器中的 反滲透膜只能出2 3m3的純凈水，反滲透膜就會發(fā)生堵塞而報廢。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是提供一種過濾精度高的復(fù)合纖維濾料。
實現(xiàn)本發(fā)明第一個目的的技術(shù)方案是一種復(fù)合纖維濾料，包括單根或多根纖維和 粉末水處理材料；所述單根或多根纖維交叉纏繞或者交叉疊放并固定成形作為復(fù)合纖維濾 料基體，所述復(fù)合纖維濾料基體上有隨機形成的三維微孔；所述粉末水處理材料設(shè)置在三 維微孔之中和/或附著在纖維的表面；所述復(fù)合纖維濾料基體沿過濾水流方向的厚度不小 于5毫米。
所述粉末水處理材料為親水性的吸附劑和/或助濾劑。
所述粉末水處理材料選自硅藻土、活性炭、麥飯石、沸石、凹凸棒土的一種或任意組合。
所述粉末水處理材料的粒度不小于200目，優(yōu)選為400 450目。
所述復(fù)合纖維濾料基體可以為板狀或圓管狀；當(dāng)復(fù)合纖維濾料基體為圓管狀時， 復(fù)合纖維濾料基體沿過濾水流方向的厚度不小于10毫米。
所述纖維選自天然纖維(包括動物纖維和植物纖維)、合成纖維或人造纖維中的一種或任意組合。
所述合成纖維的材質(zhì)為錦綸或腈綸或滌綸或丙綸或維綸或氯綸或氨綸。
所述纖維的絲徑范圍為20 200微米。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種過濾精度高的復(fù)合纖維濾料的生產(chǎn)工藝。
實現(xiàn)本發(fā)明第二個目的的技術(shù)方案是復(fù)合纖維濾料的生產(chǎn)工藝包括以下步驟
①對粉末水處理材料進(jìn)行預(yù)處理采用等離子發(fā)生器和/或微波輻照處理；采用等離子發(fā)生器預(yù)處理的具體方法為將粉末水處理材料放置于高壓脈沖幅度為40kV 60kV、脈沖寬為1. 5μ S 3μ S、重復(fù)頻率為80MHz 120MHz的等離子發(fā)生器內(nèi)處理 40min 50min ;采用微波預(yù)處理的具體方法為采用頻率在1000MHz 4000MHz之間連續(xù)變化的微波對所述粉末水處理材料進(jìn)行30min 40min福照。
②將纖維纏繞或交叉疊壓成形，制成圓管狀或板狀復(fù)合纖維濾料基體；
③將步驟①處理后的粉末水處理材料通入復(fù)合纖維濾料基體的三維微孔中，同時使其黏附或吸附在三維微孔周圍的纖維的表面。
另一種生產(chǎn)工藝步驟為
①對粉末水處理材料進(jìn)行預(yù)處理采用等離子發(fā)生器和/或微波輻照處理；采用等離子發(fā)生器預(yù)處理的具體方法為將粉末水處理材料放置于高壓脈沖幅度為40kV 60kV、脈沖寬為1. 5μ S 3μ S、重復(fù)頻率為80MHz 120MHz的等離子發(fā)生器內(nèi)處理 40min 50min ;采用微波預(yù)處理的具體方法為采用頻率在1000MHz 4000MHz之間連續(xù)變化的微波對所述粉末水處理材料進(jìn)行30min 40min福照。
②將步驟①處理后的粉末水處理材料黏附或吸附在纖維的表面。
③將纖維纏繞或交叉疊壓成形，制成圓管狀或板狀復(fù)合纖維濾料基體。
采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果(1)本發(fā)明的復(fù)合纖維濾料在三維微孔內(nèi)填充或者纖維表面附著粉末水處理材料，使得微孔尺寸減小，即孔隙的周圍被部分粉末材料填充而導(dǎo)致孔隙空間尺寸減小，從而提高了過濾精度。
(2)本發(fā)明選擇的粉末水處理材料為親水性的吸附劑和/或助濾劑，因此改善了纖維塑料表面的親水性，使得過濾阻力顯著減小，進(jìn)一步改善了過濾效果。
(3)由于吸附性能與表面積直接相關(guān)，本發(fā)明使用的粉末水處理材料很細(xì)，其本身比表面積就比較大，再加上所添加的粉末材料包括硅藻土、活性炭、凹凸棒土等高比表面積的粉末，因此與沒有添加粉末材料的濾芯相比，其比表面積大大提高，因而吸附性能得到強化。故本發(fā)明的復(fù)合纖維濾料強化了纖維濾料的吸附、黏附性能，強化了去除水中膠體等顆粒物的能力，使出水的SDI值持續(xù)穩(wěn)定在較小的數(shù)值范圍內(nèi)，當(dāng)用作反滲透凈水器預(yù)處理時，能夠顯著提高反滲透膜的使用壽命。
(4)粉末水處理材料的粒度不小于200目，優(yōu)選為400 450目，因為目數(shù)越大，粉末顆粒的尺寸越小，即200目的顆粒尺寸大于300目的顆粒尺寸。尺寸越小的顆粒越容易填充在纖維濾料的微孔之中，使微小的空隙進(jìn)一步減小，即提高過濾精度。
(5)本發(fā)明的復(fù)合纖維濾料的生產(chǎn)工藝簡單，而且有兩種方式可供選擇，而粉末材料預(yù)處理是為了進(jìn)一步地改善粉末材料的親水性能、吸附性能，可以使用兩種預(yù)處理方法中的任何一種，也可以同時使用兩種，在效果上不分先后。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
圖1為公知技術(shù)的纖維濾料縱剖面(剖面與纖維軸線平行)結(jié)構(gòu)及過濾水流向示意圖。
圖2為圖1的局部放大示意圖。
圖3為本發(fā)明纖維濾料縱剖面(剖面與纖維軸線平行)結(jié)構(gòu)及過濾水流向示意圖。
圖4為圖3的局部放大示意圖。
圖5為本發(fā)明的圓管狀纖維濾料縱剖面(剖面與纖維軸線垂直)結(jié)構(gòu)及過濾水流向示意圖。
圖6為圖5的A-A剖面圖。
附圖中標(biāo)號為
纖維I，粉末水處理材料2，復(fù)合纖維濾料基體3，三維微孔4。
具體實施方式
見圖3至圖6，本實施例的復(fù)合纖維濾料，包括單根或多根纖維I和粉末水處理材料2。纖維I選自天然纖維(包括植物纖維和動物纖維)、合成纖維或人造纖維中的一種或任意組合。合成纖維的材質(zhì)為錦綸或腈綸或滌綸或丙綸或維綸或氯綸或氨綸。纖維I的絲徑范圍為20 200微米。粉末水處理材料2為親水性的吸附劑和/或助濾劑。粉末水處理材料2選自硅藻土、活性炭、麥飯石、沸石、凹凸棒土的一種或任意組合。粉末水處理材料 2的粒度不小于200目，優(yōu)選為400 450目。單根或多根纖維I交叉纏繞或者交叉疊放并固定成形作為復(fù)合纖維濾料基體3 ;復(fù)合纖維濾料基體3可以為板狀或圓管狀；當(dāng)復(fù)合纖維濾料基體3為圓管狀時，復(fù)合纖維濾料基體3沿過濾水流方向的厚度不小于10毫米。見圖3和圖4，復(fù)合纖維濾料基體3上有隨機形成的三維微孔4 ;粉末水處理材料2設(shè)置在三維微孔4之中和/或附著在纖維I的表面；復(fù)合纖維濾料基體3沿過濾水流方向的厚度不小于5毫米。
本實施例的復(fù)合纖維濾料的生產(chǎn)工藝具體來說可按照以下步驟進(jìn)行
①對粉末水處理材料2進(jìn)行預(yù)處理采用等離子發(fā)生器和/或微波輻照處理；采用等離子發(fā)生器預(yù)處理的具體方法為將粉末水處理材料2放置于高壓脈沖幅度為40kV 60kV、脈沖寬為1. 5μ S 3μ S、重復(fù)頻率為80MHz 120MHz的等離子發(fā)生器內(nèi)處理 40min 50min ;采用微波預(yù)處理的具體方法為采用頻率在1000MHz 4000MHz之間連續(xù)變化的微波對所述粉末水處理材料2進(jìn)行30min 40min福照。
②將纖維I纏繞或交叉疊壓成形，制成圓管狀或板狀復(fù)合纖維濾料基體3 ；
③將步驟①處理后的粉末水處理材料2通入復(fù)合纖維濾料基體3的三維微孔4中，同時使其黏附或吸附在三維微孔4周圍的纖維I的表面。
也可以是將步驟①處理后的粉末水處理材料2黏附或吸附在纖維I的表面，然后 將附著了粉末水處理材料2的纖維I纏繞或交叉疊壓成形。
以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合纖維濾料，其特征在于包括單根或多根纖維(I)和粉末水處理材料(2);所述單根或多根纖維(I)交叉纏繞或者交叉疊放并固定成形作為復(fù)合纖維濾料基體(3)，所述復(fù)合纖維濾料基體(3)上有隨機形成的三維微孔(4);所述粉末水處理材料(2)設(shè)置在三維微孔(4)之中和/或附著在纖維(I)的表面；所述復(fù)合纖維濾料基體(3)沿過濾水流方向的厚度不小于5毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合纖維濾料，其特征在于所述粉末水處理材料(2)為親水性的吸附劑和/或助濾劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合纖維濾料，其特征在于所述粉末水處理材料(2)選自硅藻土、活性炭、麥飯石、沸石、凹凸棒土的一種或任意組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的復(fù)合纖維濾料，其特征在于所述粉末水處理材料(2)的粒度不小于200目，優(yōu)選為400 450目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合纖維濾料，其特征在于所述復(fù)合纖維濾料基體(3)可以為板狀或圓管狀；當(dāng)復(fù)合纖維濾料基體(3)為圓管狀時，復(fù)合纖維濾料基體(3)沿過濾水流方向的厚度不小于10毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合纖維濾料，其特征在于所述纖維(I)選自天然纖維、合成纖維或人造纖維中的一種或任意組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合纖維濾料，其特征在于所述合成纖維的材質(zhì)為錦綸或腈綸或滌綸或丙綸或維綸或氯綸或氨綸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的復(fù)合纖維濾料，其特征在于所述纖維(I)的絲徑范圍為20 200微米。
9.一種復(fù)合纖維濾料的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟 ①對粉末水處理材料(2)進(jìn)行預(yù)處理采用等離子發(fā)生器和/或微波輻照處理； ②將纖維(I)纏繞或交叉疊壓成形，制成圓管狀或板狀復(fù)合纖維濾料基體(3)； ③將步驟①處理后的粉末水處理材料(2)通入復(fù)合纖維濾料基體(3)的三維微孔(4)中，同時使其黏附或吸附在三維微孔(4)周圍的纖維(I)的表面。
10.一種復(fù)合纖維濾料的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟 ①對粉末水處理材料(2)進(jìn)行預(yù)處理采用等離子發(fā)生器和/或微波輻照處理； ②將步驟①處理后的粉末水處理材料(2)黏附或吸附在纖維(I)的表面， ③將纖維(I)纏繞或交叉疊壓成形，制成圓管狀或板狀復(fù)合纖維濾料基體。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述復(fù)合纖維濾料的生產(chǎn)工藝，其特征在于 所述步驟①中，采用等離子發(fā)生器預(yù)處理的具體方法為將粉末水處理材料(2)放置于高壓脈沖幅度為40kV 60kV、脈沖寬為1. 5 μ S 3 μ S、重復(fù)頻率為80MHz 120MHz的等離子發(fā)生器內(nèi)處理40min 50min ;采用微波預(yù)處理的具體方法為采用頻率在1000MHz 4000MHz之間連續(xù)變化的微波對所述粉末水處理材料(2)進(jìn)行30min 40min輻照。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合纖維濾料及其生產(chǎn)工藝，包括單根或多根纖維和粉末水處理材料；所述單根或多根纖維交叉纏繞或者交叉疊放并固定成形作為復(fù)合纖維濾料基體，所述復(fù)合纖維濾料基體上有隨機形成的三維微孔；所述粉末水處理材料設(shè)置在三維微孔之中和/或附著在纖維的表面；所述復(fù)合纖維濾料基體沿過濾水流方向的厚度不小于5毫米。本發(fā)明的復(fù)合纖維濾料在三維微孔內(nèi)填充或者纖維表面附著粉末水處理材料，使得微孔尺寸減小，即孔隙的周圍被部分粉末材料填充而導(dǎo)致孔隙空間尺寸減小，從而提高了過濾精度。
文檔編號B01D39/14GK103007631SQ201110301168
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者徐立農(nóng), 黃樟焱 申請人:徐立農(nóng), 黃樟焱