專利名稱：一種填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 及一種填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料及其制備方法，該材料可用作去除重金屬離子吸附材料。
背景技術(shù)：
水葫蘆，學(xué)名鳳眼蓮，屬單子葉植物綱(Monocotyledoneae)，百合目( Liliflorae)，雨久花科(Pontederiaceae)，多年水生草本植物，具有凈化水源的能力。 據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，水葫蘆能大量地吸收氮、磷元素，是緩解現(xiàn)在水體普遍富營養(yǎng)化的有效植物。同時(shí)水葫蘆還可吸收水質(zhì)中的重金屬和反射性污染物，在快速高效處理低濃度含鉛廢水、治理含鎘廢水和銅污染廢水等方面也有良好的應(yīng)用前景。另外，水葫蘆對砷元素非常敏感，是水體砷元素污染的監(jiān)測植物。但水葫蘆具有生長速度瘋快的特點(diǎn)，8個(gè)月內(nèi)可以從10 顆猛增至60萬顆，若不加控制地任其瘋長，又不及時(shí)處理，群體腐爛后反而會惡化水質(zhì)，污染水質(zhì)，同時(shí)也會造成航道堵塞，影響交通運(yùn)輸。目前已經(jīng)報(bào)道的有關(guān)水葫蘆的開發(fā)和利用方法主要有
1.直接利用新鮮水葫蘆，主要是基于其含有豐富的粗蛋白、粗脂肪、氨基酸、胡蘿卜素、 纖維素、總黃酮等營養(yǎng)物質(zhì)和多種微量元素。2.利用其干渣、根和枯葉作肥料，水葫蘆榨汁后的干渣約占其重量的10%，可用以生產(chǎn)復(fù)合肥料，中科院武漢水生所已成功生產(chǎn)出水葫蘆復(fù)合肥。3.制成水葫蘆纖維漿用于造紙，其快速的生長特點(diǎn)，可以為造紙行業(yè)提供更加寬廣的原料來源。4.制造水葫蘆人造板，直接將鳳眼蓮植株通過高效粗磨機(jī)的主軸螺旋絞龍強(qiáng)制絞入磨漿室磨解成細(xì)絲狀，然后再經(jīng)過高濃度磨漿機(jī)連續(xù)磨漿兩次，形成人造纖維板用的纖維漿。5.制成水葫蘆織物，如申請?zhí)枮?01010209980. 8的水葫蘆復(fù)合非織造吸附材料及其制備方法，是將水葫蘆進(jìn)行脫膠處理，得到粗纖維，然后與上下兩層非織造材料復(fù)合， 制成具有吸附性能的非織造材料。綜上可知，前四種方法沒有有效地對水葫蘆強(qiáng)大的凈化水體的能力進(jìn)行利用，而第5種方法雖然充分利用了水葫蘆的吸附與富集重金屬離子凈化污水的特殊功能，但水葫蘆經(jīng)脫膠處理后粗纖維得率較低。因此，如何提高水葫蘆的綜合利用效率仍是目前人們所關(guān)注的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能有效地利用水葫蘆所固有的快速、高效吸附與富集重金屬離子的特有性能的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的水葫蘆綜合利用率低、附加值不高的不足的問題。所得產(chǎn)品可作為一種高效、反復(fù)循環(huán)使用的吸附和水質(zhì)凈化材料，以滿足對含有重金屬污染水體進(jìn)行生態(tài)治理的特殊要求。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料，其特征在于，包括由透水非織造材料構(gòu)成的上下兩層以及由水葫蘆顆粒構(gòu)成的中間層，上下兩層透水非織造材料的邊緣處連接在一起。所述填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料的厚度為5 120mm，面密度為100 1500克/平方米，對以銅離子為代表的重金屬離子的吸附能力為40% 90%。所述的水葫蘆顆粒為干狀水葫蘆顆粒，顆粒直徑在0. 5 20mm。所述中間層的厚度為4 116mm，面密度為80 1300克/平方米。所述的透水非織造材料以滌綸纖維、粘膠纖維或丙綸纖維為原料，采用紡粘法、水刺法、針刺法以及熱風(fēng)法制成?？紤]成本，我們優(yōu)先選擇紡粘法。每一層透水非織造材料的厚度為0. 5 2mm，面密度為10 100克/平方米。所述的上下兩層透水非織造材料的邊緣處采用縫合的方式連接在一起。所述的上下兩層透水非織造材料的長度以及寬度方向的三等分點(diǎn)相互連接，形成井字形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供了一種填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為以水葫蘆為原料，經(jīng)沖洗、烘干、粉碎制得水葫蘆顆粒；將水葫蘆顆粒均勻鋪撒到透水非織造材料上，然后再蓋上另一層透水非織造材料，將上下兩層透水非織造材料的邊緣處連接在一起得到填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料。本發(fā)明不僅可以將污染水域的水葫蘆去除并有效利用，變廢為寶，解決了水葫蘆造成的水域污染問題，改善了生態(tài)環(huán)境；該復(fù)合材料具有良好的成形性、耐撕扯性，可以反復(fù)利用；該復(fù)合材料中的水葫蘆顆粒不易流失，且能充分發(fā)揮水葫蘆原有的吸附重金屬離子的特殊功能，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。


圖1為填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料的縫合方法示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例來具體說明本發(fā)明。實(shí)施例1
步驟1、采收連片成熟的水葫蘆，去腐去雜，沖洗后再晾至含水率為5% 10%。步驟2、將步驟1所得的干狀水葫蘆喂入CSJ粗型粉碎機(jī)內(nèi)，將其粉碎成顆粒粒徑范圍在0. 5 20mm的水葫蘆顆粒。步驟3、將步驟2所得的水葫蘆顆粒均勻鋪撒到厚度為0. 5mm、面密度為10克/ 平方米的以滌綸纖維為原料，采用紡粘法制成的透水非織造材料上，所述中間層的厚度為 4mm，面密度為80克/平方米，然后再蓋上另一層非織造材料，形成厚度為5mm、面密度為 100克/平方米的類似于三明治的復(fù)合結(jié)構(gòu)。步驟4、將步驟3得到的復(fù)合結(jié)構(gòu)按品種規(guī)格大小進(jìn)行切割，制成規(guī)定的方形的水葫蘆復(fù)合非織造吸附材料。步驟5、將步驟4所得的方形的非織造復(fù)合材料進(jìn)行縫合加固，如圖1所示，為填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料的縫合方法示意圖，先將材料經(jīng)過包縫機(jī)在邊緣進(jìn)行縫合，如圖1中的粗線，線跡選用500系列一包縫線跡，針距為2 2. 5mm ；然后再經(jīng)過繃縫機(jī)， 采用400系列一多線鏈?zhǔn)骄€跡，按圖1的細(xì)線進(jìn)行兩次縫合，第一次是沿著ABCDEFGHA的方向進(jìn)行縫合，第二次是沿著abed的方向進(jìn)行縫合，形成井字形結(jié)構(gòu)，其中a、d是線AB的三等分點(diǎn)，G、F是線BC的三等分點(diǎn)，細(xì)線ab、cd與其相鄰的粗線的距離為5mm。所得的填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料對以銅離子為代表的重金屬離子的吸附能力為40%。
實(shí)施例2
步驟1、采收連片成熟的水葫蘆，去腐去雜，沖洗后再晾至含水率為5% 10%。步驟2、將步驟1所得的干狀水葫蘆喂入CSJ粗型粉碎機(jī)內(nèi)，將其粉碎成顆粒粒徑范圍在0. 5 20mm的水葫蘆顆粒。步驟3、將步驟2所得的水葫蘆顆粒均勻鋪撒到厚度為2mm、面密度為100克/ 平方米的以粘膠纖維為原料，采用水刺法制成的透水非織造材料上，所述中間層的厚度為 116mm，面密度為1300克/平方米，然后再蓋上另一層非織造材料，形成厚度為120mm、面密度為1500克/平方米的類似于三明治的復(fù)合結(jié)構(gòu)。步驟4、將步驟3得到的復(fù)合結(jié)構(gòu)按品種規(guī)格大小進(jìn)行切割，制成規(guī)定的方形的水葫蘆復(fù)合非織造吸附材料。步驟5、將步驟4所得的方形的非織造復(fù)合材料進(jìn)行縫合加固，如圖1所示，為填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料的縫合方法示意圖，先將材料經(jīng)過包縫機(jī)在邊緣進(jìn)行縫合，如圖1中的粗線，線跡選用500系列一包縫線跡，針距為2 2. 5mm ；然后再經(jīng)過繃縫機(jī)， 采用400系列一多線鏈?zhǔn)骄€跡，按圖1的細(xì)線進(jìn)行兩次縫合，第一次是沿著ABCDEFGHA的方向進(jìn)行縫合，第二次是沿著abed的方向進(jìn)行縫合，形成井字形結(jié)構(gòu)，其中a、d是線AB的三等分點(diǎn)，G、F是線BC的三等分點(diǎn)，細(xì)線ab、cd與其相鄰的粗線的距離為5mm。所得的填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料對以銅離子為代表的重金屬離子的吸附能力為90%。實(shí)施例3
步驟1、采收連片成熟的水葫蘆，去腐去雜，沖洗后再晾至含水率為5% 10%。步驟2、將步驟1所得的干狀水葫蘆喂入CSJ粗型粉碎機(jī)內(nèi)，將其粉碎成顆粒粒徑范圍在0. 5 20mm的水葫蘆顆粒。步驟3、將步驟2所得的水葫蘆顆粒均勻鋪撒到厚度為1mm、面密度為50克/平方米的以丙綸纖維為原料，采用針刺法制成的透水非織造材料上，所述中間層的厚度為 113mm，面密度為500克/平方米，然后再蓋上另一層非織造材料，形成厚度為115mm、面密度為600克/平方米的類似于三明治的復(fù)合結(jié)構(gòu)。步驟4、將步驟3得到的復(fù)合結(jié)構(gòu)按品種規(guī)格大小進(jìn)行切割，制成規(guī)定的方形的水葫蘆復(fù)合非織造吸附材料。步驟5、將步驟4所得的方形的非織造復(fù)合材料進(jìn)行縫合加固，如圖1所示，為填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料的縫合方法示意圖，先將材料經(jīng)過包縫機(jī)在邊緣進(jìn)行縫合，如圖1中的粗線，線跡選用500系列一包縫線跡，針距為2 2. 5mm ；然后再經(jīng)過繃縫機(jī)， 采用400系列一多線鏈?zhǔn)骄€跡，按圖1的細(xì)線進(jìn)行兩次縫合，第一次是沿著ABCDEFGHA的方向進(jìn)行縫合，第二次是沿著abed的方向進(jìn)行縫合，形成井字形結(jié)構(gòu)，其中a、d是線AB的三等分點(diǎn)，G、F是線BC的三等分點(diǎn)，細(xì)線ab、cd與其相鄰的粗線的距離為5mm。所得的填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料對以銅離子為代表的重金屬離子的吸附能力為80%。
實(shí)施例4
步驟1、采收連片成熟的水葫蘆，去腐去雜，沖洗后再晾至含水率為5% 10%。步驟2、將步驟1所得的干狀水葫蘆喂入CSJ粗型粉碎機(jī)內(nèi)，將其粉碎成顆粒粒徑范圍在0. 5 20mm的水葫蘆顆粒。步驟3、將步驟2所得的水葫蘆顆粒均勻鋪撒到厚度為1mm、面密度為50克/平方米的以丙綸纖維為原料，采用熱風(fēng)法制成的透水非織造材料上，所述中間層的厚度為 113mm，面密度為500克/平方米，然后再蓋上另一層非織造材料，形成厚度為115mm、面密度為600克/平方米的類似于三明治的復(fù)合結(jié)構(gòu)。步驟4、將步驟3得到的復(fù)合結(jié)構(gòu)按品種規(guī)格大小進(jìn)行切割，制成規(guī)定的方形的水葫蘆復(fù)合非織造吸附材料。步驟5、將步驟4所得的方形的非織造復(fù)合材料進(jìn)行縫合加固，如圖1所示，為填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料的縫合方法示意圖，先將材料經(jīng)過包縫機(jī)在邊緣進(jìn)行縫合，如圖1中的粗線，線跡選用500系列一包縫線跡，針距為2 2. 5mm ；然后再經(jīng)過繃縫機(jī)， 采用400系列一多線鏈?zhǔn)骄€跡，按圖1的細(xì)線進(jìn)行兩次縫合，第一次是沿著ABCDEFGHA的方向進(jìn)行縫合，第二次是沿著abed的方向進(jìn)行縫合，形成井字形結(jié)構(gòu)，其中a、d是線AB的三等分點(diǎn)，G、F是線BC的三等分點(diǎn)，細(xì)線ab、cd與其相鄰的粗線的距離為5mm。所得的填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料對以銅離子為代表的重金屬離子的吸附能力為85%。
權(quán)利要求
1.一種填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料，其特征在于，包括由透水非織造材料構(gòu)成的上下兩層以及由水葫蘆顆粒構(gòu)成的中間層，上下兩層透水非織造材料的邊緣處連接在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料，其特征在于，厚度為5 120mm，面密度為100 1500克/平方米，對重金屬離子的吸附能力為40% 90%。
3.如權(quán)利要求1所述的填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料，其特征在于，所述的水葫蘆顆粒為干狀水葫蘆顆粒，顆粒直徑在0. 5 20mm。
4.如權(quán)利要求1所述的填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料，其特征在于，所述的中間層的厚度為4 116mm，面密度為80 1300克/平方米。
5.如權(quán)利要求1所述的填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料，其特征在于，所述的透水非織造材料以滌綸纖維、粘膠纖維或丙綸纖維為原料。
6.如權(quán)利要求1所述的填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料，其特征在于，所述的透水非織造材料采用紡粘法、水刺法、針刺法以及熱風(fēng)法制成。
7.如權(quán)利要求1所述的填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料，其特征在于，上下兩層透水非織造材料的厚度皆為0. 5 2mm，面密度皆為10 100克/平方米。
8.如權(quán)利要求1所述的填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料，其特征在于，所述的上下兩層透水非織造材料的邊緣處采用縫合的方式連接在一起。
9.如權(quán)利要求1所述的填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料，其特征在于，所述的上下兩層透水非織造材料的長度以及寬度方向的三等分點(diǎn)相互連接，形成井字形結(jié)構(gòu)。
10.權(quán)利要求1所述的填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料的制備方法，其特征在于， 具體步驟為以水葫蘆為原料，經(jīng)沖洗、烘干、粉碎制得水葫蘆顆粒；將水葫蘆顆粒均勻鋪撒到透水非織造材料上，然后再蓋上另一層透水非織造材料，將上下兩層透水非織造材料的邊緣處連接在一起得到填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料及其制備方法。所述的填充有水葫蘆顆粒的非織造縫合材料，其特征在于，包括由透水非織造材料構(gòu)成的上下兩層以及由水葫蘆顆粒構(gòu)成的中間層，上下兩層透水非織造材料的邊緣處連接在一起。本發(fā)明不僅可以將污染水域的水葫蘆去除并有效利用，變廢為寶，解決了水葫蘆造成的水域污染問題，改善了生態(tài)環(huán)境；該復(fù)合材料具有良好的成形性、耐撕扯性，可以反復(fù)利用；該復(fù)合材料中的水葫蘆顆粒不易流失，且能充分發(fā)揮水葫蘆原有的吸附重金屬離子的特殊功能，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。
文檔編號C02F1/62GK102152524SQ20101059771
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者吳海波, 李志鵬, 李雄, 殷保璞, 王洪, 靳向煜 申請人:東華大學(xué)