CN108018633A - 线圈结构电热蒸发多层填充织物、制造方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种线圈结构电热蒸发多层填充织物，其特征在于，由电热蒸发层、漂浮隔热层和吸水层组成，电热蒸发层、漂浮隔热层和吸水层通过不同的功能纤维和材料织造成为一个整体。本发明的一个技术方案是提供了一种上述的线圈结构电热蒸发多层填充织物的制造方法。本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的线圈结构电热蒸发填充织物的应用，其特征在于，应用于海水淡化，或应用于工业废水、农业污水的净化处理。本发明提供的织物可以浮在水面上，通过捆绑纱将水分从吸水层传导到蒸发层，电热蒸发层通电后将电能转化成热量，实现水分的快速蒸发。该织物具有三维一体结构，质量轻，强度高，结构简单，可以产业化生产；在海水淡化和污水处理领域具有重要应用前景。

Description

线圈结构电热蒸发多层填充织物、制造方法及应用
技术领域
本发明涉及一种线圈结构电热蒸发多层填充织物、该织物的制造方法以及该织物的应用。
背景技术
陆地上的淡水资源总量只占地球上水体总量的2.53％，淡水的绝大部分又被封冻在南北两极及高山的冰层和冰川中，难以利用。淡水资源的时空分布不均和人类的不合理利用，使世界上许多地区面临着严重的淡水资源危机。随着经济的发展，淡水的使用量急剧增加，而经济增长、人口增加以及水体的污染，导致我国当前淡水资源严重短缺，成为经济持续发展的重要障碍，淡水资源的开发势在必行。海水淡化技术是解决淡水来源的有效途径，不断地在创新和发展，应用前景广阔。
目前海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和反渗透法等。蒸馏法中的多级闪蒸技术，动力消耗大，设备的操作弹性小，多效蒸馏技术的低温多效蒸馏设备体积较大，装置费用高；电渗析法工艺简单，除盐率高，但水回收率低，队不带电荷的物质无脱除能力，且能耗大，不适用大规模的海水淡化工程；反渗透法需要具有选择透过性能的“半透膜”，膜的寿命和抗污染问题不能有效解决，反渗透膜、高压泵、能量回收装置需定期更换。以上技术主要是利用热能和电能作为海水淡化的能源，且淡化效率不高，设备复杂，淡化过程慢。
发明内容
本发明的目的是提供一种对海水或者其它类型的污水进行蒸馏提纯的新型蒸发织物。本发明的另一个目的是提供一种该新型蒸发织物的制备方法及其应用。
为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种线圈结构电热蒸发多层填充织物，其特征在于，由电热蒸发层、漂浮隔热层和吸水层组成，电热蒸发层、漂浮隔热层和吸水层通过不同的功能纤维织造成为一个整体，其中：
选用吸水蒸发纤维作为电热蒸发层的纬纱，选用电热纤维作为电热蒸发层的经纱，电热蒸发层的电热纤维两端连接电极，利用电热纤维产生的热量将电热蒸发层的水分加热蒸发；
选用棉、麻等亲水性的天然纤维、亲水性的再生纤维素纤维、亲水改性的涤纶、锦纶、丙纶等化学纤维中的至少一种作为经纱和纬纱织造吸水层；
在电热蒸发层与吸水层之间嵌入漂浮层嵌入材料作为漂浮隔热层，通过漂浮层嵌入材料一方面使得织物漂浮，另一方面隔绝电热蒸发层热量的耗散，使电热蒸发层吸收的热量聚集在电热蒸发层表面；
捆绑纱相互交织将电热蒸发层、漂浮隔热层和吸水层捆绑成为一个整体，由捆绑纱将吸水层的水分传导到电热蒸发层，通过增加部分捆绑纱的喂入长度，使其在电热蒸发层表面形成线圈结构，增大与空气的接触面积。
优选地，所述吸水蒸发纤维采用棉纱线或麻纱线等亲水性的天然纤维、纤维素再生纤维的空气变形纱、亲水改性过的涤纶、锦纶、丙纶等化学纤维的膨体纱中一种或者至少两种混杂得到的纤维。
优选地，所述电热纤维采用碳纤维、石墨烯纤维、碳纳米管纤维、镀镍碳纤维等金属镀层纤维或者纳米导电颗粒涂层纤维中的至少一种。
优选地，所述漂浮层嵌入材料采用拒水海绵、拒水泡沫材料或两端封闭的空心管状材料。
优选地，所述捆绑纱采用吸光度强、表面积大的吸湿纤维。
优选地，所述吸湿纤维采用深色的棉纱线或麻纱线等天然纤维的空气变形纱或亲水改性过的深色涤纶、锦纶、丙纶等化学纤维的膨体纱中一种或者多种混杂。
优选地，所述捆绑纱在2个经纱织造循环后进行交织，或根据所述漂浮层嵌入材料的宽度，在3-10个经纱织造循环后进行交织。
优选地，增加1/10-9/10的捆绑纱的喂入长度，使其大于织物的卷取长度，在蒸发层表面形成所述线圈结构，所述线圈结构的高度为0.2至2厘米。
本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的线圈结构电热蒸发多层填充织物的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、选择纱线：
电热蒸发层的纬纱选用吸水蒸发纤维，经纱选用电热纤维；吸水层的经纱和纬纱选用亲水性的天然纤维、亲水性的再生纤维素纤维、亲水改性的化学纤维中的至少一种；选择漂浮层嵌入材料；捆绑纱选用吸光度强、表面积大的吸湿纤维；
第二步、织造过程：
按照纱线的选择方案排布经纱；开动引纬装置，引入各层纬纱，电机卷取；重复多次操作后，放入漂浮层嵌入材料，通过增加捆绑纱的喂入长度，使其大于织物的卷取长度，在电热蒸发层表面形成线圈结构，捆绑纱相互交织，将各层经纬纱织造成一体；步进电机卷取；经过多次循环后下机。
本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的线圈结构电热蒸发填充织物的应用，其特征在于，应用于海水淡化，或应用于工业废水、农业污水的净化处理。
本发明的优点和有益效果：
1)本发明提供了一种线圈结构电热蒸发多层填充织物的制备方法，实现了集导水、漂浮隔热和电热蒸发于一体的一种线圈结构电热蒸发多层填充织物。
2)本发明获得的线圈结构电热蒸发多层织物表面的多毛羽的线圈织物结构，增大了空气的接触面积，提高了水分蒸发效率。
3)本发明获得的一种线圈结构电热蒸发多层填充织物中的通过嵌入低密度的拒水隔热材料，实现织物漂浮和隔绝蒸发层热量的耗散，使蒸发层的吸收的热量聚集在蒸发层表面，提高了水分蒸发效率。
4)本发明提供了一种线圈结构电热蒸发多层填充织物具有三维一体结构，强度高、蒸发速度快，可用于海水淡化和污水处理领域。
5)本发明提供了一种线圈结构电热蒸发多层填充织物的制备方法，工艺简单，工艺流程短，适合工业化生产。
附图说明
图1为本发明提供的一种线圈结构电热蒸发多层填充织物的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
本实施例公开的一种碳纤维电热蒸发多层填充织物选用T-300碳纤维(东丽公司，12K)作为导电纤维和20支棉纤维空气变形纱作为电热蒸发层1的经纱6和纬纱5；选用长度10厘米，宽度0.4厘米，高度0.5厘米，孔径为10-20微米的闭孔发泡海绵作为漂浮嵌入材料7，形成漂浮隔热层2；选用20支棉纤维作为经纱8及纬纱9织造吸水层3；选用黑色20支苎麻纤维空气变形纱作为捆绑纱4。
采用三维机织织造工艺，设定织物宽度10厘米，经纬密：5根/厘米；捆绑纱密度：2.5根/厘米；设定1/10根捆绑纱的喂入长度是1厘米，其它纱线的喂入长度以及织物的卷取长度0.2厘米；
织造过程：
第一步，按照纱线的选择方案排布经纱和捆绑纱；
第二步，开动引纬装置，引入各层纬纱，电机卷取；
第三步，重复上述操作2次；
第四步，引入漂浮嵌入材料
第五步，送经装置将捆绑纱喂入后相互交织，1/10根捆绑纱形成线圈结构，9/10的捆绑纱将各层经纬纱织造成一体；
第六步，步进电机卷取；
第七步，完成50个织造循环后下机。
获得的碳纤维电热蒸发多层填充织物，长度20厘米；厚度0.8厘米，线圈高度0.4厘米，结构示意图如图1所示。
实施例2
本实施例公开的一种镀镍碳纤维电热蒸发多层填充织物选用镀镍碳纤维(苏州捷迪纳米科技公司，12K)和25支棉麻混纺空气变形纱作为电热蒸发层1的经纱6和纬纱5；选用长度10厘米，宽度1厘米，高度0.6厘米，孔径为10-20微米的闭孔发泡海绵作为漂浮嵌入材料7，形成漂浮隔热层2；20支棉纤维作为经纱8及纬纱9织造吸水层3；选用黑色20支再生纤维素纤维空气变形纱作为捆绑纱4。
采用三维机织织造工艺，设定织物宽度10厘米，经纬密：10根/厘米；捆绑纱密度：2根/厘米。设定1/2根捆绑纱的喂入长度是1.5厘米，其它纱线的喂入长度以及织物的卷取长度0.1厘米；
织造过程：
第一步，按照纱线的选择方案排布经纱和捆绑纱；
第二步，开动引纬装置，引入各层纬纱，电机卷取；
第三步，重复上述操作5次；
第四步，引入漂浮嵌入材料
第五步，送经装置将捆绑纱喂入后相互交织，1/2根捆绑纱形成线圈结构，1/2的捆绑纱将各层经纬纱织造成一体；
第六步，步进电机卷取；
第七步，完成20个织造循环后下机。
所获得的镀镍碳纤维电热蒸发多层填充织物，长度20厘米；厚度0.8厘米，线圈高度0.6厘米结构示意图如图1所示。
实施例3
本实施例公开的一种碳纳米管纱线电热蒸发多层填充织物选用直径为0.8毫米的碳纳米管膜卷纱(苏州捷迪纳米科技有限公司)和1000tex的亲水改性涤纶膨体纱作为电热蒸发层1的经纱6和纬纱5；选用两端封闭直径0.5厘米，中空度80％的聚乙烯空心管作为漂浮嵌入材料7，形成漂浮隔热层2；选用1000tex再生纤维素长丝作为经纱8及纬纱9织造吸水层3；选用黑色1000tex的亲水改性涤纶膨体纱作为捆绑纱4。
采用三维机织织造工艺，设定织物宽度10厘米，经纬密：8根/厘米；捆绑纱密度：2根/厘米。设定9/10根捆绑纱的喂入长度是2厘米，其它纱线的喂入长度以及织物的卷取长度0.25厘米；
织造过程：
第一步，按照纱线的选择方案排布经纱和捆绑纱；
第二步，开动引纬装置，引入各层纬纱，电机卷取；
第三步，重复上述操作4次；
第四步，引入漂浮嵌入材料
第五步，送经装置将捆绑纱喂入后相互交织，9/10根捆绑纱形成线圈结构，1/10的捆绑纱将各层经纬纱织造成一体；
第六步，步进电机卷取；
第七步，完成80个织造循环后下机。
所获得碳纳米管纱线电热蒸发多层填充织物，长度20厘米；厚度0.7厘米，线圈高度0.8厘米，结构示意图如图1所示。

Claims (10)

1.一种线圈结构电热蒸发多层填充织物，其特征在于，由电热蒸发层(1)、漂浮隔热层(2)和吸水层(3)组成，电热蒸发层(1)、漂浮隔热层(2)和吸水层(3)通过不同的功能纤维织造成为一个整体，其中：
选用吸水蒸发纤维作为电热蒸发层(1)的纬纱(6)，选用电热纤维作为电热蒸发层(1)的经纱(5)，电热蒸发层(1)的电热纤维两端连接电极，利用电热纤维产生的热量将电热蒸发层(1)的水分加热蒸发；
选用亲水性的天然纤维、亲水性的再生纤维素纤维、亲水改性的化学纤维中的至少一种作为经纱(8)和纬纱(9)织造吸水层(3)；
在电热蒸发层(1)与吸水层(3)之间嵌入漂浮层嵌入材料(7)作为漂浮隔热层(2)，通过漂浮层嵌入材料(7)一方面使得织物漂浮，另一方面隔绝电热蒸发层(1)热量的耗散，使电热蒸发层(1)吸收的热量聚集在电热蒸发层(1)表面；
捆绑纱(4)相互交织将电热蒸发层(1)、漂浮隔热层(2)和吸水层(3)捆绑成为一个整体，由捆绑纱(4)将吸水层(3)的水分传导到电热蒸发层(1)，通过增加部分捆绑纱(4)的喂入长度，使其在电热蒸发层(1)表面形成线圈结构，增大与空气的接触面积。
2.如权利要求1所述的一种线圈结构电热蒸发多层填充织物，其特征在于，所述吸水蒸发纤维采用亲水性的天然纤维、纤维素再生纤维的空气变形纱、亲水改性过的化学纤维的膨体纱中一种或者至少两种混杂得到的纤维。
3.如权利要求1所述的一种线圈结构电热蒸发多层填充织物，其特征在于，所述电热纤维采用碳纤维、石墨烯纤维、碳纳米管纤维、金属镀层纤维或者纳米导电颗粒涂层纤维中的至少一种。
4.如权利要求1所述的一种线圈结构电热蒸发多层填充织物，其特征在于，所述漂浮层嵌入材料(7)采用拒水海绵、拒水泡沫材料或两端封闭的空心管状材料。
5.如权利要求1所述的一种线圈结构电热蒸发多层填充织物，其特征在于，所述捆绑纱(4)采用吸光度强、表面积大的吸湿纤维。
6.如权利要求5所述的一种线圈结构电热蒸发多层填充织物，其特征在于，所述吸湿纤维采用深色的天然纤维的空气变形纱或亲水改性过的深色化学纤维的膨体纱中一种或者多种混杂。
7.如权利要求1所述的一种线圈结构电热蒸发多层填充织物，其特征在于，所述捆绑纱(4)在2个经纱织造循环后进行交织，或根据所述漂浮层嵌入材料(7)的宽度，在3-10个经纱织造循环后进行交织。
8.如权利要求1所述的一种线圈结构电热蒸发多层填充织物，其特征在于，增加1/10至9/10的捆绑纱(4)的喂入长度，使其大于织物的卷取长度，在蒸发层表面形成所述线圈结构，所述线圈结构的高度为0.2至2厘米。
9.一种如权利要求1所述的线圈结构电热蒸发多层填充织物的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、选择纱线：
电热蒸发层(1)的纬纱(6)选用吸水蒸发纤维，经纱(5)选用电热纤维；吸水层(3)的经纱(8)和纬纱(9)选用亲水性的天然纤维、亲水性的再生纤维素纤维、亲水改性的化学纤维中的至少一种；选择漂浮层嵌入材料(7)；捆绑纱(4)选用吸光度强、表面积大的吸湿纤维；
第二步、织造过程：
按照纱线的选择方案排布经纱(5、8)；开动引纬装置，引入各层纬纱(6、9)，电机卷取；重复多次操作后，放入漂浮层嵌入材料(7)，通过增加捆绑纱(4)的喂入长度，使其大于织物的卷取长度，在电热蒸发层(1)表面形成线圈结构，捆绑纱(4)相互交织，将各层经纬纱织造成一体；步进电机卷取；经过多次循环后下机。
10.一种如权利要求1所述的线圈结构电热蒸发填充织物的应用，其特征在于，应用于海水淡化，或应用于工业废水、农业污水的净化处理。
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CN108882408A (zh) * 2018-05-18 2018-11-23 泉州师范学院 一种三维填充结构电热复合材料

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CN108882408A (zh) * 2018-05-18 2018-11-23 泉州师范学院 一种三维填充结构电热复合材料

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