CN107551674B - 具有前置处理及高容污功能的折叠滤芯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有前置处理及高容污功能的折叠滤芯及其制备方法，所述具有前置处理及高容污功能的折叠滤芯，包括滤芯体，其特征是：所述滤芯体由折叠滤芯的折褶间填充第一熔喷层形成，在滤芯体的外表面设有多层第二熔喷层。克服了折叠滤芯易堵塞、使用寿命端，容污能力弱的缺陷，发挥多孔性过滤层的高容污能力，为折叠滤芯高精度过滤提供前置处理，将大部分污染物深层过滤于多孔性过滤层，减小折叠滤芯表面污染物的形成，提高折叠滤芯的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种折叠滤芯及其制备方法，尤其是一种具有前置处理及高容污功能的折叠滤芯及其制备方法。
背景技术
折叠滤芯是现代生物化工、制药、微电子、食品及环境工程领域广泛使用的一种终端过滤技术，是保障产品质量及产品生产技术水平的重要技术。通常将过滤介质如微孔膜使用打折机械打褶、滤材边封、固定内芯外罩、端盖封装等流程制作成圆柱形，具有较高过滤面积的多折折叠滤芯及组件。在压力推动下，被过滤流体（液体、气体）通过过滤膜表面，被过滤的颗粒性微粒、大分子物质等被截留于表面，形成滤饼层，流体透过滤饼层及过滤膜后得到净化后流体。随着颗粒性微粒、大分子物质等在多膜表面积累，滤饼层不断增厚，膜孔道被其堵塞，其通量将逐渐降低，直至不能满足要求而更换，所以根据被过滤流体待除去物质的组成及浓度，折叠滤芯的运行周期不同，可以是数天或数周，导致滤芯更换频繁，增加了生产成本。
熔喷技术是工业上广泛使用的一种粗过滤技术，通常以PET、PP等材料通过挤出机械和喷丝设备，将纤维性聚合物通过熔喷方法，沿着圆形芯管表面径向喷丝缠绕为成圆柱形桶体；该圆形芯管可以是金属圆管或非金属圆管，将圆管与熔喷体分离，形成熔喷滤芯，目前市场销售的产品均是该方法制备的。由于通过熔喷形成的滤芯是多孔性的，可以用作过滤，该法生产的滤芯尽管也为孔径设定了某值，但是孔径难以精确控制，只能用于粗过滤，而无法应用与生物制药等高技术领域的终端过滤。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有前置处理及高容污功能的折叠滤芯及其制备方法，克服了折叠滤芯易堵塞、使用寿命端，容污能力弱的缺陷，发挥多孔性过滤层的高容污能力，为折叠滤芯高精度过滤提供前置处理，将大部分污染物深层过滤于多孔性过滤层，减小折叠滤芯表面污染物的形成，提高折叠滤芯的使用寿命。
按照本发明提供的技术方案，所述具有前置处理及高容污功能的折叠滤芯，包括滤芯体，其特征是：所述滤芯体由折叠滤芯的折褶间填充第一熔喷层形成，在滤芯体的外表面设有多层第二熔喷层。
在一个具体实施方式中，所述第一熔喷层的孔径0.5～2μm。
在一个具体实施方式中，所述第二熔喷层沿滤芯体径向具有孔径梯度，最内层的第二熔喷层的孔径为0.5～2μm，最外层的第二熔喷层的孔径为2～10μm。
在一个具体实施方式中，所述第二熔喷层的厚度为2～200mm。
在一个具体实施方式中，所述折叠滤芯是由PES、PS、PVDF、PVC、PAN中的一种或多种通过折叠加工形成。
所述具有前置处理及高容污功能的折叠滤芯的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（a）将折叠滤芯装置于芯管上，折叠滤芯随芯管以50～80m/min的轴向速度往复运动，同时以1.5～3m/min的径向速度转动，将聚合物通过挤出机熔喷装置形成直径为2～10μm的聚合物纤维，喷射于折叠滤芯表面，熔喷至折叠滤芯的折褶间填满第一喷熔层形成滤芯体；
（b）滤芯体随芯管以15～35m/min的轴向速度往复运动，同时以20～30m/min的径向速度转动，将聚合物通过挤出机熔喷装置形成直径为0.5～10μm的聚合物纤维喷射在滤芯体外表面形成第二熔喷层；在第二熔喷层表面再次熔喷第二熔喷层。
在一个具体实施方式中，所述聚合物是PP、PE、PBT、尼龙、PPS、PLA、PVOH、PVA、PET中的一种或多种。
本发明所述具有前置处理及高容污功能的折叠滤芯利用熔喷聚合物纤维形成多孔性过滤层的高容污能力，为折叠滤芯高精度过滤提供屏障，将大部分污染物深层过滤于多孔性过滤层，减小折叠滤芯表面污染物的形成，提高折叠滤芯的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图标记说明：1-折叠滤芯、2-第一熔喷层、3-第二熔喷层。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明所述具有前置处理及高容污功能的折叠滤芯包括滤芯体，滤芯体由折叠滤芯1的折褶间填充第一熔喷层2形成，折叠滤芯1是由PES、PS、PVDF、PVC、PAN中的一种或多种通过折叠加工形成；所述第一熔喷层2的孔径0.5μm～2μm；滤芯体的外表面设有多层第二熔喷层3，第二熔喷层3的厚度为2mm～200mm；所述第二熔喷层3沿滤芯体径向具有孔径梯度，最内层的第二熔喷层3的孔径为0.5～2μm，最外层的第二熔喷层3的孔径为2～10μm。
实施例1
将无支撑体的PES折叠滤芯装置于芯管上，折叠滤芯随芯管以50m/min的轴向速度往复运动，1.5m/min的径向速度转动，将聚丙烯粒子通过挤出机熔喷装置形成直径为2μm的聚丙烯纤维喷射于折叠滤芯表面，从折叠滤芯的一端向另一端熔喷第一熔喷层，如此往复喷射于折叠滤芯的折褶间至充填完满，形成滤芯体；然后滤芯体随芯管以15m/min的轴向往复速度，速度逐渐增大至35m/min，以20m/min的径向速度转动，聚丙烯纤维喷射于滤芯体表面形成厚度为2mm的第二熔喷层，在第二熔喷层表面继续熔喷再形成第二熔喷层，第二熔喷层的孔径由内层2μm逐渐增大到表层的10μm，孔径呈梯度分布。
用该滤芯过滤相同的药液，其使用寿命为25天，比单纯的PES折叠滤芯使用寿命延长11天；处理药液的量也比单独的折叠滤芯提高45%。表明本发明的具有前置处理及高容污功能的折叠滤芯，前置多孔性过滤层容纳的较多的被分离物质，明显起到了膜过滤前置处理的作用。
实施例2
将无支撑体的PES折叠滤芯装置于芯管上，折叠滤芯随芯管以60m/min的轴向速度往复运动，2m/min的径向速度转动，将聚丙烯粒子通过挤出机熔喷装置形成直径为5μm的聚丙烯纤维喷射于折叠滤芯表面，从折叠滤芯的一端向另一端熔喷第一熔喷层，如此往复喷射于折叠滤芯的折褶间至充填完满，形成滤芯体；然后滤芯体随芯管以15m/min的轴向往复速度，速度逐渐增大至35m/min，以25m/min的径向速度转动，聚丙烯纤维喷射于滤芯体表面形成厚度为100mm的第二熔喷层，在第二熔喷层表面继续熔喷再形成第二熔喷层，第二熔喷层的孔径由内层1μm逐渐增大到表层的5μm，孔径呈梯度分布。
实施例3
将无支撑体的PES折叠滤芯装置于芯管上，折叠滤芯随芯管以80m/min的轴向速度往复运动，3m/min的径向速度转动，将聚酯粒子通过挤出机熔喷装置形成直径为10μm的聚酯纤维喷射于折叠滤芯表面，从折叠滤芯的一端向另一端熔喷第一熔喷层，如此往复喷射于折叠滤芯的折褶间至充填完满，形成滤芯体；然后滤芯体随芯管以15m/min的轴向往复速度，速度逐渐增大至35m/min，30m/min的径向速度转动，聚酯纤维喷射于滤芯体表面形成厚度为200mm的第二熔喷层，在第二熔喷层表面继续熔喷再形成第二熔喷层，第二熔喷层的孔径由内层0.5μm逐渐增大到表层的2μm，孔径呈梯度分布。
Claims (5)
1.一种具有前置处理及高容污功能的折叠滤芯，包括滤芯体，其特征是：所述滤芯体由折叠滤芯（1）的折褶间填充第一熔喷层（2）形成，在滤芯体的外表面设有多层第二熔喷层（3）；
所述第一熔喷层（2）的孔径0.5～2μm；
所述第二熔喷层（3）沿滤芯体径向具有孔径梯度，最内层的第二熔喷层（3）的孔径为0.5～2μm，最外层的第二熔喷层（3）的孔径为2～10μm。
2.如权利要求1所述的具有前置处理及高容污功能的折叠滤芯，其特征是：所述第二熔喷层（3）的厚度为2～200mm。
3.如权利要求1所述的具有前置处理及高容污功能的折叠滤芯，其特征是：所述折叠滤芯（1）是由PES、PS、PVDF、PVC、PAN中的一种或多种通过折叠加工形成。
4.如权利要求1所述具有前置处理及高容污功能的折叠滤芯的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（a）将折叠滤芯（1）装置于芯管上，折叠滤芯（1）随芯管以50～80m/min的轴向速度往复运动，同时以1.5～3m/min的径向速度转动，将聚合物通过挤出机熔喷装置形成直径为2～10μm的聚合物纤维，喷射于折叠滤芯（1）表面，熔喷至折叠滤芯（1）的折褶间填满第一喷熔层（2）形成滤芯体；
（b）滤芯体随芯管以15～35m/min的轴向速度往复运动，同时以20～30m/min的径向速度转动，将聚合物通过挤出机熔喷装置形成直径为0.5～10μm的聚合物纤维喷射在滤芯体外表面形成第二熔喷层（3）；在第二熔喷层（3）表面再次熔喷第二熔喷层（3）。
5.如权利要求4所述的具有前置处理及高容污功能的折叠滤芯的制备方法，其特征是：所述聚合物是PP、PE、PBT、尼龙、PPS、PLA、PVOH、PVA、PET中的一种或多种。
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