CN108404487A - 一种新型线绕复合滤芯及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及过滤技术领域，本发明提供了一种线绕复合滤芯及其应用，该滤芯包括：多孔骨架及缠绕在多孔骨架外面的绕线过滤层，所述绕线过滤层由至少两种不同精度的绕线层叠加复合而成，所述绕线过滤层从多孔骨架表面向外精度由高到低，所述至少两种不同精度选自1μm～200μm。使用本发明产品时，滤体从外部向内部流动，大颗粒先被外层拦截，小颗粒被内层拦截，实现逐级深层过滤；与现有线绕滤芯相比，本发明不易堵塞，纳污量大，使用寿命长，可更好地用于液体净化处理中。
Description
技术领域
本发明属于过滤技术领域，尤其涉及一种新型线绕复合滤芯及其应用。
背景技术
印刷电路板(PCB)，一般是在覆铜板上贴膜，经曝光显影、刻蚀形成导电线路图形的电子原器件载体；其生产过程涉及多种液态物料，含固体颗粒等污染物较多，是环保处理中的重要课题之一。关于PCB制程中各种药水、机加工冷却油液、浆料、废水等液体净化处理，一般选用线绕滤芯进行过滤，以除去液体中的微小固体颗粒杂质。
线绕滤芯是用纺织纤维线按特定工艺精密地缠绕在多孔骨架(如聚丙烯或不锈钢)上面制成，目前一般使用丙纶短纤或脱脂棉纺纱制得的粗纱线缠绕而成。现有技术公开了多种类型的线绕滤芯，如授权公告号为CN 204275627U的中国专利文献公开了一种大流量线绕滤芯。该大流量线绕滤芯包括多孔骨架、缠绕线，所述缠绕线按照过滤孔径外大内小的方式精密缠绕在所述多孔骨架上，在所述多孔骨架的两端还分别设有顶盖和底盖。
上述线绕滤芯处理流量大，但是对于PCB制程中的液体净化处理，其纳污量较少。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种新型线绕复合滤芯及其应用，本申请提供的线绕滤芯纳污量大，具有较长的使用寿命。
本申请提供一种线绕复合滤芯，包括：多孔骨架及缠绕在多孔骨架外面的绕线过滤层，其中，所述绕线过滤层由至少两种不同精度的绕线层叠加复合而成，所述绕线过滤层从多孔骨架表面向外精度由高到低，所述至少两种不同精度选自1μm～200μm。
优选地，所述至少两种不同精度选自1μm、5μm、10μm、20μm、50μm、75μm、100μm和150μm。
优选地，所述绕线过滤层由两种至五种不同精度的绕线层叠加复合而成。
优选地，所述绕线层由网络丝线或加捻丝线缠绕而成，所述网络丝线或加捻丝线的细度为1500～12000D；所述绕线层的材质选自丙纶、涤纶和腈纶中的一种或多种。
优选地，所述网络丝线或加捻丝线的纱线克重为0.3～1.5g/m。
优选地，所述多孔骨架为带孔的中空圆柱形网管，材质为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或不锈钢。
优选地，在多孔骨架和线绕过滤层之间，还包括1～5层复合过滤布。
优选地，所述复合过滤布的材质选自聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。
本发明提供如上文所述的线绕复合滤芯在PCB制程所涉及的液体净化处理中的应用。
本申请提供的线绕滤芯产品中，过滤层由2种以上不同精度的线绕层进行叠加复合，且从里到外精度由高到低，精度选自1μm～200μm。使用本发明产品时，滤体从外部向内部流动，大颗粒先被外层拦截，小颗粒被内层拦截，实现逐级深层过滤；与现有线绕滤芯相比，本发明不易堵塞，纳污量大，使用寿命长，可更好地用于PCB制程所涉及的液体净化处理中。
附图说明
图1为本发明一些实施例提供的线绕滤芯的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的线绕滤芯的压差—添加量曲线图；
图3为本发明一些实施例提供的线绕滤芯产品示意图；
图4为本发明实施例2提供的线绕滤芯的流量—添加量曲线图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种线绕复合滤芯，包括：多孔骨架及缠绕在多孔骨架外面的绕线过滤层，其中，所述绕线过滤层由至少两种不同精度的绕线层叠加复合而成，所述绕线过滤层从多孔骨架表面向外精度由高到低，所述至少两种不同精度选自1μm～200μm。
本发明提供一种用于固液分离的新型线绕复合滤芯，主要解决现有线绕滤芯过滤精度较差、纳污量较少、过滤含污染物较多的液体易堵塞以及现有线绕复合滤芯结构复杂、较难实现自动化生产，成本较高等问题。
参见图1，图1为本发明一些实施例提供的线绕滤芯的结构示意图。图1中，10为多孔骨架，20为复合过滤布，30为线绕过滤层。
本发明实施例提供的线绕复合滤芯包括多孔骨架10；本发明主要涉及一种筒式加压过滤滤芯，所述多孔骨架优选为带孔的中空圆柱形网管。所述多孔骨架的长度有248mm、252mm、506mm、759mm、1014mm，内径有28mm、30mm；材质可为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或不锈钢等。
本发明优选在多孔骨架10外侧卷绕复合过滤布20，然后再缠绕纱线，以提高过滤精度。在本发明的一些实施例中，在多孔骨架和线绕过滤层之间，还包括1～5层复合过滤布。所述复合过滤布主要由纺粘无纺布、熔喷无纺布和微滤膜中的一种或多种复合而成，具体由纺粘无纺布与熔喷无纺布复合而成，克重为50g/m2；所述复合过滤布的材质可选自聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。本发明实施例还可以根据客户要求，在骨架外层卷绕1～5层复合过滤布，与现有复合绕绕滤芯仅包裹一层无纺布或过滤纸相比，本发明实施例过滤精度更高，使用时不易被高压水流击穿造成失效，使用寿命更长。
本发明实施例所述线绕复合滤芯包括绕线过滤层30，其缠绕在多孔骨架10或复合过滤布20外面。其中，所述绕线过滤层由至少两种不同精度的绕线层叠加复合而成；以多孔骨架表面为里，所述绕线过滤层从里向外精度由高到低，所述至少两种不同精度选自1μm～200μm，优选选自1μm、5μm、10μm、20μm、50μm、75μm、100μm和150μm。
在本发明中，过滤精度选自1μm～200μm，且由里向外精度由高到低地进行复合。缠绕线在骨架上不断交叉卷绕，形成含有上千个菱形孔的过滤层，滤芯上靠近骨架处过滤层上的菱形孔小，越往外菱形孔越大，最外层的菱形孔最大，菱形孔内外贯通就形成通道。滤芯最内层菱形孔的大小是决定滤芯精度的关键，菱形孔越小，制成的滤芯精度越高；菱形孔越大，制成的滤芯精度越低。一般来说，所述的过滤精度就是滤芯过滤层的内层孔径大小。
本申请提供的线绕滤芯产品中，过滤层由2种以上不同精度的线绕层进行叠加复合，且从里到外精度由高到低，精度选自1μm～200μm。使用本发明产品时，滤体从外部向内部流动，大颗粒先被外层拦截，小颗粒被内层拦截，实现逐级深层过滤。本发明绕线层(或线绕层)在骨架外侧用特定精度复合的工艺进行缠绕，所组成的线绕复合滤芯用于污染物较多的液体过滤时不易堵塞，纳污量大，使用寿命长。
在本发明的实施例中，所述绕线过滤层由两种至五种不同精度的绕线层叠加复合而成，即复合不同精度层数为2～5层，优选为2层、3层。本发明优选选自1μm、5μm、10μm、20μm、50μm、75μm、100μm和150μm中的两种或以上精度的绕线层进行复合；在本发明的一些具体实施例中，最里面一层绕线层的精度可为1μm或者5μm，最外层的精度可为10μm、20μm、50μm、75μm、100μm，能达到逐层过滤更好的效果。
在本发明的实施例中，所述绕线层可由网络丝线或加捻丝线按照一定方法缠绕而成。其中，所述网络丝线或加捻丝线的细度优选为1500～12000D，更优选2500～9000D；所述网络丝线或加捻丝线的纱线克重优选为0.3～1.5g/m，更优选为0.5～1.0g/m。所述绕线层的材质可选自丙纶、涤纶和腈纶中的一种或多种；所述绕线过滤层可以选用同一种材质；也可以选用不同材质的材料生产制造，比如用丙纶长丝缠绕成精度5μm的一层绕线层，而可以用涤纶长丝纺制的网络丝线缠绕层精度10μm的一层绕线层。
在本发明的一些优选实施例中，所述绕线过滤层由丙纶长丝或涤纶长丝纺制的网络丝线缠绕而成。在本发明的另一些优选实施例中，所述绕线过滤层由丙纶长丝或涤纶长丝加捻制成的单股或多股的丝线缠绕而成。本发明优选采用化纤长丝缠绕生产滤芯，均匀性较好，防脱毛性较好，利于提高过滤精度。
在滤芯缠绕成型后，本发明优选对滤芯表面进行烧毛处理，在不影响过滤效果的情况，可有效防止使用时脱毛，并且处理工艺简单，不加外加材料，成本低。其中，可使用热风进行烧毛处理，具体是用热风枪吹毛，温度在300℃；外层纱线上的绒毛受热粘附到内层纱线上，有效防止脱落。
另外，本发明所述线绕复合滤芯产品可以使用多台常规的滤芯缠绕机多步法生产，也可以使用单台PLC自动控制滤芯缠绕机一步法生产。本发明实施例使用现有成熟设备，稍作改进即可以实现批量生产，投入少、见效快，适合规模化推广应用。
并且，本发明还提供了如上文所述的线绕复合滤芯在PCB制程所涉及的液体净化处理中的应用。其中，PCB制程所涉及的液体的固体颗粒污染物含量一般在3-6g/L范围；酸碱性10％(代表碱性物质含量或酸性物质含量为10％)，温度为60℃。使用上文所述的线绕复合滤芯过滤液体时，处理量可为0.4g/m2，压力为0.4～0.5MPa。与现有线绕滤芯相比，本发明产品不易堵塞，纳污量大，使用寿命长，可更好地用于PCB制程所涉及的液体净化处理中。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的线绕复合滤芯及其应用进行详细描述。
以下实施例和比较例中，所涉及的多孔骨架为带孔的中空圆柱形网管，尺寸为长508mm，内径28mm，材质为聚丙烯。
实施例1
在多孔骨架外面，由2种不同精度的绕线层叠加复合形成绕线过滤层，制备得到线绕复合滤芯。其中，外层绕线层精度为10μm，里层绕线层精度为1μm。大颗粒先被外层拦截，小颗粒被内层拦截。
里层绕线层由丙纶长丝纺制的网络丝线缠绕而成，外层绕线层用涤纶长丝纺制的网络丝线缠绕而成。丙纶网络丝线的细度为2800D、纱线克重0.9g/m；涤纶网络丝线的细度为2900D、纱线克重0.9g/m。
根据PCB制程中药水的酸碱度，对所述线绕复合滤芯的耐酸性能、耐碱性能、耐热性能等进行行业内常规测试。耐酸性能测试为：在含有10wt％硫酸药水中循环过滤24小时，无不良异常现象。耐碱性能测试为：在10wt％NaOH条件下使用24小时，无不良异常。耐热性能测试为：放在60℃恒温水浴锅浸泡7天，无不良异常。耐压测试为：调节过滤压力。测试数据结果参见表1，其中，△Pres代表压力和温度变量，△X代表酸碱变量。从表1可以看出，本发明产品耐温，耐酸碱，耐压，都满足了PCB制程废水处理条件，可更好地用于PCB制程所涉及的液体净化处理中。
表1本发明实施例1～2中线绕复合滤芯的性能测试结果
| 实施例 | 耐压力 | 耐温 | 耐酸碱 |
| 1 | △Pres≤0.6Mpa(MAX) | △Pres≤60℃ | △X≤10％(强酸或强碱) |
| 2 | △Pres≤0.8Mpa(MAX) | △Pres≤60℃ | △X≤10％(强酸或强碱) |
本发明对所述线绕复合滤芯进行纳污量试验，具体方法为：调整好线绕复合滤芯过滤机后，往循环液中添加玻璃微珠(粒径为50μm)，每次添加量为20g，观察进/出口处压力差的变化，然后绘出压力差-添加量曲线，依据该曲线即可获得一定压差下，滤芯产品的纳污量。结果如图2所示，图2为实施例1所得滤芯产品的性能测试曲线图。图2中，横坐标加粉量是玻璃微珠加量，“实验前”曲线是未经耐酸测试的，纳污量为1076g。由此表明，本发明产品不易堵塞，纳污量大，使用寿命长。
实施例2
在多孔骨架外面，由3种不同精度的绕线层叠加复合形成绕线过滤层，制备得到线绕复合滤芯。其中，最外层绕线层精度为75μm，中间层绕线层精度为10μm，里层绕线层精度为1μm。大颗粒先被外层拦截，小颗粒被内层拦截。
里层绕线层和中间层绕线均由丙纶长丝纺织的网络丝线缠绕而成，最外层绕线层用涤纶长丝纺制的网络丝线缠绕而成。丙纶网络丝线的细度、纱线克重分别是2800D、0.9g/m；涤纶网络丝线的细度、纱线克重分别是2800D、0.9g/m。
所述线绕复合滤芯产品如图3所示；按照实施例1中的方法对其性能进行测试，性能测试数据结果参见表1，纳污量试验结果如图4所示，图4为实施例2所得滤芯产品的性能测试曲线图。图4中，横坐标加污量是玻璃微珠加量，“实验前”曲线是未经耐酸测试的，纳污量为1156g。由此表明，本发明产品不易堵塞，纳污量大，使用寿命长。
实施例3
在多孔骨架外面卷绕复合过滤布(由纺粘无纺布与熔喷无纺布复合而成，克重为50g/m2)，再由3种不同精度的绕线层叠加复合形成绕线过滤层，制备得到线绕复合滤芯。其中，最外层绕线层精度为75μm，中间层绕线层精度为10μm，里层绕线层精度为1μm。大颗粒先被外层拦截，小颗粒被内层拦截。
比较例1
在多孔骨架外面，采用丙纶网络丝线(细度2800D，纱线克重0.9g/m)，缠绕成50μm的过滤层，形成单一精度过滤层的滤芯。
根据PCB制程中药水的酸碱度，对所述线绕滤芯的耐酸性能、耐碱性能、耐热性能等进行行业内常规测试。耐酸性能测试为：在含有10wt％硫酸药水中循环过滤24小时，无不良异常现象。耐碱性能测试为：在10wt％NaOH条件下使用24小时，无不良异常现象。耐热性能测试为：放在60℃恒温水浴锅浸泡7天，无不良异常现象。耐压测试为：调节过滤压力。并且，按照实施例1中纳污量试验对其性能进行测试。性能测试数据结果参见表2：
表2本发明比较例1～2中线绕滤芯的性能测试结果
比较例2
在多孔骨架外面卷绕一层50g/m2SMS无纺布(复合无纺布)，然后采用丙纶网络丝线(细度2800D，纱线克重0.9g/m)，缠绕成50μm的过滤层，形成滤芯。
按照比较例1中的方法对其性能进行测试，性能测试数据结果参见表2。
由以上实施例可知，本申请提供的线绕滤芯产品中，过滤层由2种以上不同精度的线绕层进行叠加复合，且从里到外精度由高到低，精度选自1μm～200μm。使用本发明产品时，滤体从外部向内部流动，大颗粒先被外层拦截，小颗粒被内层拦截，实现逐级深层过滤；与现有线绕滤芯相比，本发明不易堵塞，纳污量大，使用寿命长，可更好地用于PCB制程所涉及的液体净化处理中。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于使本技术领域的专业技术人员，在不脱离本发明技术原理的前提下，是能够实现对这些实施例的多种修改的，而这些修改也应视为本发明应该保护的范围。
Claims (10)
1.一种线绕复合滤芯，包括：多孔骨架及缠绕在多孔骨架外面的绕线过滤层，其特征在于，所述绕线过滤层由至少两种不同精度的绕线层叠加复合而成，所述绕线过滤层从多孔骨架表面向外精度由高到低，所述至少两种不同精度选自1μm～200μm。
2.根据权利要求1所述的线绕复合滤芯，其特征在于，所述至少两种不同精度选自1μm、5μm、10μm、20μm、50μm、75μm、100μm和150μm。
3.根据权利要求1所述的线绕复合滤芯，其特征在于，所述绕线过滤层由两种至五种不同精度的绕线层叠加复合而成。
4.根据权利要求1所述的线绕复合滤芯，其特征在于，所述绕线层由网络丝线或加捻丝线缠绕而成，所述网络丝线或加捻丝线的细度为1500～12000D。
5.根据权利要求4所述的线绕复合滤芯，其特征在于，所述绕线层的材质选自丙纶、涤纶和腈纶中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的线绕复合滤芯，其特征在于，所述网络丝线或加捻丝线的纱线克重为0.3～1.5g/m。
7.根据权利要求1所述的线绕复合滤芯，其特征在于，所述多孔骨架为带孔的中空圆柱形网管，材质为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或不锈钢。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的线绕复合滤芯，其特征在于，在多孔骨架和线绕过滤层之间，还包括1～5层复合过滤布。
9.根据权利要求8所述的线绕复合滤芯，其特征在于，所述复合过滤布的材质选自聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。
10.如权利要求1～9中任一项所述的线绕复合滤芯在PCB制程所涉及的液体净化处理中的应用。
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