專利名稱：彈性纖維絨絲及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用于生活污水和工業(yè)污水處理填料用的彈性纖維絨絲及其制法。
眾所周知，目前在生活和工業(yè)污水處理過程中所使用的彈性填料，一般均由彈性纖維絲或其組合成各種形狀和結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，以企盼提高其比表面積，獲得較佳的處理效果。同時，人們還致力對彈性纖維絲進(jìn)行改進(jìn)，比如，將光滑的纖維絲加工成帶毛刺的單絲，中國專利ZL97222817.9公布了一種“彈性填料絲”，其主要特點是在絲條上等間距地軋成扁平絲段，其上也可附有毛刺。同樣也謀求提高比表面積等。這種填料絲與其他同類產(chǎn)品相比，由于單絲條形狀、結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，其比表面積確有提高，易于掛膜，組合成填料后，空間分布趨于均勻合理，布水布?xì)庑阅茌^好，無疑可提高有機物的除去率。但是，上述這種彈性填料絲的比表面積仍然不夠大，因此，其掛膜速度不會太快，生物附著量也不會高，會直接影響污水處理效果的進(jìn)一地提高。
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)存在的不足，而提供一種拉絲級聚丙烯拉絲粒料在擠出，牽引拉絲過程中，借助纖維絲表面處于高溫(220-250℃)狀態(tài)，用靜電熱植絨法將絨毛植在絲表面上，再冷卻定型等得到一種比表面積大、更易于掛膜，生物附著量更高的彈性纖維絨絲及其制備方法。
一種用于污水處理填料的彈性纖維絨絲，其特征在于它是由擠出，牽引制成的纖維絲，同時用靜電熱植絨法植于其表面上的絨毛構(gòu)成。
這種彈性纖維絨絲可用如下方法制取將拉絲級聚丙烯粒料，依次經(jīng)擠出機擠出，并在牽引機牽引下，先后主要經(jīng)過靜電熱植絨、冷卻、牽引定型過程，其操作及工藝如下a、將上述拉絲粒料加到擠出機中，控制其機頭溫度為220-250℃、電機轉(zhuǎn)速為1000-1500轉(zhuǎn)/分，在擠出機擠壓和牽引機牽引作用下，植成的纖維絲進(jìn)入植絨箱內(nèi)。
b、進(jìn)入植絨箱內(nèi)的纖維絲表面仍處在220-250℃高溫狀態(tài)下，將絨毛由植絨箱負(fù)高壓上端送入箱內(nèi)，在30-150KV靜電場作用下，絨毛便均勻地被植在由a制得的纖維絲表面上(此過程稱靜電熱植絨法)，c、由b制得的纖維絨絲，經(jīng)冷卻、牽引速度與牽引機轉(zhuǎn)速相匹配的牽引機(膠輥線速度為0.1-1.0m/s)牽引定型后，便制得所述的彈性纖維絨絲。
上述的彈性纖維絨絲橫斷面為圓形時，其直經(jīng)可為0.5-2.0mm，橫斷面為方形其邊長可為1.0-2.0mm，橫斷面為扁形其寬可為2.0-5.0mm，高可為1.0-2.0mm，該纖維絲上的絨毛長可為0.5-3.0mm，纖度為1.5-3.0mm旦為宜。(旦為纖維的纖度單位，是指9000米長的纖維，重量為多少克，其纖度就為多少旦，旦數(shù)愈小，纖維越細(xì))。
為了得到所需要的幾何形狀的外形、規(guī)格的纖維絲，可將擠出機的機頭出料孔加工成相應(yīng)的幾何形狀和規(guī)格即可實現(xiàn)。
本發(fā)明所提供的彈性纖維絨絲，由于采用拉絲級聚丙烯拉絲粒料為原料，在擠出、牽引拉絲過程中，纖維絲表面在進(jìn)入植絨箱時仍處于220-250℃高溫狀態(tài)下，絨毛從植絨箱負(fù)高壓上端進(jìn)入，在30-150KV靜電場電場作用下，被均勻植在上述纖維絲表面上，再經(jīng)冷卻、牽引、定型后，制得的本發(fā)明所述的彈性纖維絨絲，比用粘合劑粘合植絨法得到彈性纖維絲，其絨毛與纖維絲之間結(jié)合更牢固，可延長使用周期和壽命，從而可降低污水處理運行維護(hù)費用。現(xiàn)將本發(fā)明的彈性纖維絨絲與ZL97222817.9的彈性填料比較如下
本發(fā)明的彈性纖維絨絲，比現(xiàn)有技術(shù)提供的彈性填料絲，具有更大的比表面積，用于污水處理時更易于快速掛膜，其上生物附著量會顯著的提高，可明顯地提高污水處理效果，尤其是提高有機物的去除效果。
綜上所述，本發(fā)明采用前述技術(shù)方案(擠出、靜電熱植絨、冷卻、牽引、定型等)而提供的彈性纖維絨絲既有彈性絲狀填料所具有的優(yōu)點使用中生物膜分布均勻，單絲對氣泡的切割效果明顯，可有效提高氧的利用率，使用壽命長又具有組合式填料掛膜速度快，適用范圍廣，生物附著量大，對新裝置啟動運行更有益處等特點。如果用上述的彈性纖維絨組合成形狀不同、結(jié)構(gòu)各異的填料，比用其他纖維絲組合成形狀、結(jié)構(gòu)相同的填料，其比表面積更大，掛膜速度更快，生物附著量更高。


圖1為橫截面為圓形的彈性纖維絲絨(絨毛無規(guī)則分布)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖面圖；圖3為橫截面為圓形的彈性纖維絲絨(絨毛規(guī)則分布)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的B-B剖面圖；圖5為彈性纖維絨絲制備過程示意圖。
現(xiàn)結(jié)合上述附圖和實施例，對本發(fā)明的彈性纖維絨絲及其制備方法描述如下從附圖1-4可見，本發(fā)明彈性纖維絨絲由纖維絲1和用靜電熱植絨法在纖維絲1表面上均勻植有的絨毛2構(gòu)成。圖1-2表明絨毛2呈無規(guī)則植在纖維絲1表面上；圖3-4表明絨毛2有規(guī)則地植在纖維絲1表面上。
從圖5可見，原料拉絲級聚丙烯拉絲粒料3，依次經(jīng)擠出機擠出后，在牽引機作用下先后經(jīng)植絨、一次絨毛發(fā)回收、冷卻、牽引、干燥、二次絨毛回收，成品絲卷繞或定長切割等過程?，F(xiàn)將其具體操作及工藝敘述如下將拉絲級聚丙烯粒料3(吉化集團(tuán)公司錦江油化廠生產(chǎn)，已加防老劑等添加劑)加到ST-45B型擠出機(上海塑料機械總廠生產(chǎn)，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)10-90rpm)中，控制機頭(自制，出料孔直徑2-3mm，孔數(shù)6-24個，)溫度為220-250℃、電機轉(zhuǎn)速1000-1500轉(zhuǎn)/分。擠出機擠出的纖維絲1，在牽引機(自制，膠輥線速度為0.1-1.0米/秒，連續(xù)可調(diào))牽引下，依次先后通過植絨箱(自制，箱內(nèi)平行立式設(shè)兩塊金屬極板或網(wǎng)，間距6-12mm，正極接地，另一極板與高壓靜電發(fā)生器負(fù)極相連接)、一次絨毛回收箱、冷卻箱(水下部分設(shè)導(dǎo)輥)、干燥箱(自制，110℃恒溫脫水干燥)、二次絨毛回收箱(同一次回收箱，采用真空抽吸、布袋收集絨毛，真空度為590-700mmHg柱)。當(dāng)前述的纖維絲1進(jìn)入植絨箱時，由于該箱內(nèi)一極板(負(fù)極板)與F140-Ⅱ型靜電發(fā)生器(上海復(fù)旦中學(xué)校辦工廠出品，輸入電壓220V,50Hz，輸出電壓30-150KV)負(fù)高壓相接，于是箱內(nèi)二極間施以30-150KV高壓，當(dāng)絨毛2(常州市永和靜電拉絨公司生產(chǎn)，分尼龍絲、維綸絲等，其長0.5-3.0mm，纖度為1.5-3.0旦)用人工或機器從植絨箱負(fù)高壓上端定量連續(xù)進(jìn)料(保證絨毛2均勻分布在纖維絲1)，在上述靜電場作用下，絨毛2便均勻植在溫度仍處于220-250℃狀態(tài)下的前述的纖維絲1表面上。在牽引機牽引下，上述纖維絲經(jīng)冷卻、干燥定型后便制成本發(fā)明所述的彈性纖維絨絲，該絨絲可卷繞或定長切割后包裝。
以上提及的纖維絲1亦可制成方形、扁形等不同幾何形狀、規(guī)格的單絲，只要將擠機的機頭出料口加工成相應(yīng)幾何形狀和規(guī)格即可實現(xiàn)。正如以上所述制得的彈性纖維絨絲，其纖維絲1橫斷面為圓形，其直徑可為0.5-2.0mm，橫斷面為方形其邊長為1.0-2.0mm；橫截面為扁形，其寬為2.0-5.0mm，高為1.0-2.0mm。纖維絲上的絨毛2長為0.5-3.0mm，纖度為1.5-3.0旦。
以上為拉絲級聚丙烯拉絲粒料依次經(jīng)螺桿擠機擠出、牽引機牽引而拉制纖維絲，先后經(jīng)靜電熱植絨、冷卻牽引定型和干燥而得到彈性纖維絨絲，其纖維絲1與絨毛2間結(jié)合的比用粘合劑粘合植絨法要牢固得多，可明顯提高其使用壽命；該彈性纖維絨絲比現(xiàn)有彈性(填料)絲的比表面積更大，更容易實現(xiàn)快速掛膜，生物附著量會明顯提高。將其合理組合成形狀、結(jié)構(gòu)不同的填料，更會顯示出在污水處理中的顯著作用，明顯提高處理效果。
權(quán)利要求
1.一種用于污水處理填料的彈性纖維絨絲，其特征在于由擠出、牽引制成的纖維絲(1)、同時用靜電熱植絨法植于其表面上的絨毛(2)構(gòu)成，該纖維絲可用下列制法獲得將拉絲級聚丙烯拉絲粒料，依次經(jīng)擠出、牽引制得的纖維絲1，先后主要經(jīng)過靜電熱植絨、冷卻定型，其操作及工藝如下a．上述拉絲粒料3加到擠出機內(nèi)，控制其機頭溫度為220-250℃、電機轉(zhuǎn)速為1000-1500轉(zhuǎn)/分，在擠出機擠壓和牽引機牽引作用下，制得的纖維絲1進(jìn)入靜電植絨箱中，b．進(jìn)入靜電植絨箱中的纖維絲1表面仍處于220-250℃高溫狀態(tài)下，絨毛2從靜電植絨箱負(fù)高壓上端定量送入該箱內(nèi)，絨毛2在30-150KV靜電場作用下，被均勻植于由a制得的纖維絲1表面上，c．由b制得的纖維絨絲，經(jīng)冷卻、牽引速度與擠出機轉(zhuǎn)速相匹配的牽引機(膠輥線速度為0.5-1.0m/s)牽引定型后，便制得所述的彈性纖維絨絲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性纖維絨絲，其特征在于所述的纖維絲(1)橫斷面為圓形時其直徑可為0.5-2.0mm，橫斷面為方形時其邊長為1.0-2.0mm，橫斷面為扁形其寬可為2.0-5.0mm，高可為1.0-2.0mm，而其上所述的絨毛2長為0.5-3.0mm，纖度可為1.5-3.0mm旦。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種污水處理填料用的彈性纖維絨絲及制法，是將拉絲級聚丙烯粒料經(jīng)擠出、牽引制得的纖維絲，同時用靜電熱植絨法將長0.5－3.0mm，纖度1.5－3.0旦的絨毛植于其上，再經(jīng)冷卻、牽引、干燥等制得所述的彈性纖維絨絲，其纖維絲橫斷面可為圓形、方形、扁形等幾何形狀。該絨絲比粘合劑粘合植絨具有使用壽命長特點與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有比表面積大、容易實現(xiàn)快速掛膜，顯著提高生物附著量和污水處理效果等優(yōu)點。
文檔編號B05D1/16GK1317373SQ0111386
公開日2001年10月17日 申請日期2001年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月19日
發(fā)明者李志明, 張延濤 申請人:吉化集團(tuán)環(huán)保產(chǎn)業(yè)有限公司