可变形碳素纤维生态草织品、编织方法和编织设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环保领域，尤其涉及可变形碳素纤维生态草织品、编织方法和编织设 备。
【背景技术】
[0002] 碳素纤维生态草是采用碳纤维丝或活性碳纤维丝编织的净水产品及设备(又称为 人工水草)，可用于河湖富营养化治理、水源地原水净化、废污水处理和生态原位修复，是一 种物理促进生物生态达到修复净化水质的技术。碳素纤维生态草主要是被来自日本苏恩柱 式会社的产品所垄断，其价格较贵，不利于在我国水环境治理和生态修复中发挥强大的作 用，国产化的产品才刚刚起步。
[0003] 日本产的碳素纤维生态草主要有3种产品；（1)由两条防水布芙裹碳纤维丝 (cf)热压复合而成为单一娱蚁状产品；（2)另一种由涂绝与碳纤维丝（cf)通过绳带 织机混纺的单一娱蚁状产品；（3)通过织布机编织的碳纤维布产品。产品（1)的防水 布表面比较光滑，不利于生物挂膜；产品（2)中间绳带太细，挂膜量极少；产品（3)碳纤 维丝不能散开，主要用于底泥处置。日本产的碳素纤维生态草产品均是W 0.65米长度 X 0. 4米宽度单元产品，使用中依据河湖宽度和深度，通过扎带、尼龙绳索连接1连、2连、… 多连碳素纤维生态草息挂在河湖水中或铁框架上。碳纤维具有高强度、高模量、耐腐蚀、耐 老化的特点，因此使用寿命长。但是，该种通过扎带、尼龙绳索连接容易断掉，减少碳纤维净 水产品的使用寿命。
[0004] 国产化的产品主要是利用塑料盘周边绑碳纤维丝，存在问题是完全靠手工捆绑， 不利于规模化生产，实际应用时塑料盘在光照福射下易老化粉碎，使用寿命短。塑料盘生物 亲和性差，光滑，生物不易挂膜。
【发明内容】
[0005] 本设计提出一种可变形的碳素纤维生态草概念、外形设计、编织方法、编织设备、 变形方法等，在国内外属首例。
[0006] 可变形概念指产品可W从编织出来的碳纤维生态带形状根据需要可改变成娱蚁 型、或网格型、或川字型…等不同形状和1连、2连、3连、…多连的碳素纤维生态草。可W 根据水深、密度需求，根据需求就可W变成一并、二并…多并形状，或2种W上串并联混合 形状的碳素纤维生态草织品。
[0007] 外形设计；所设计的碳素纤维生态草产品的外形包括一串多连的娱蚁状、或网格 状、或川字型…等多形态的碳纤维生态带，还可W是方状、带状、H角状、伞状、圆状、梳子串 联状、螺旋状、格子状及其它可W组成多组形态的串联状、并联状、串并联混合状形态的碳 素纤维生态带净水产品。一方面产品形态多样化，另一方面减少了目前日本长宽为650mm 400mm娱蚁型碳素纤维生态草两两需要连接的麻烦，目前日本对单条碳素纤维生态草采用 扎带或绳索连接的方法，在水中使用一段时间就会出现扎带或绳索断开、碳素纤维生态草 沉淀不起作用的现象，可变形碳素纤维生态草串并联织品在编织过程中通过编织带连接， 很好地解决了扎带或绳索断裂导致碳素纤维生态草失效难题。
[0008] 可变形的碳素纤维生态草采用钩编方法编织。本设计采用多种高分子纤维丝材料 与碳纤维混纺织布方式取代日本产品（1)中间的防水布条或日本产品（2)中间的绳带。其 优点是由于采用钩编方式，将碳纤维丝与另两种高分子纤维丝混纺，布条与碳纤维丝不会 开裂，布条表面不太光滑，生物亲和性好，更容易生物着床挂膜。
[0009] 本发明提出一种改进的钩编机机械设备，实现全自动化机器织造出可变形的碳素 纤维生态草，非常容易实现规模化批量生产，极大地降低碳素纤维生态草产品的造价。
[0010] 变形方法；剪刀剪开即可，变形方法简单可行，关键是剪开后不脱丝不散开。将该 些碳纤维生态带在过渡连接处剪开就能够得到日本产品（1)、（2)类似的娱蚁形态，或单束 网格状、单束川字型的碳素纤维生态草产品。两两碳素纤维生态草之间留有一定宽度织带， 剪刀剪开时织带因为钩编而成，布条不易脱线。还可W根据河湖宽度和深度的需要，直接剪 成1连、2连、…多连碳素纤维生态草，减少了扎带或绳索的用量，连接闹固，不易断开，极大 地延长了使用寿命。
【附图说明】
[0011] 图1为娱蚁型碳纤维生态带结构示意图，由n个单连娱蚁型碳纤维生态草组成碳 纤维生态带产品，单连的娱蚁型碳纤维生态草基本单元为长0. 65m，宽0. 4m，中间为4公分 宽度的混编带。每个单连的娱蚁型碳纤维生态草基本单元还可W根据需要变长变宽； 图2为一组1连、2连、3连的娱蚁型碳纤维生态草结构示意图，可W从n连娱蚁型碳纤 维生态草组成的生态带上根据需要剪成1连、2连、3连…的娱蚁型碳纤维生态草，其中2a 为1连的娱蚁型碳纤维生态草结构示意图，化为2连的娱蚁型碳纤维生态草结构示意图，2c 为3连的娱蚁型碳纤维生态草结构示意图； 图3为网格型碳纤维生态带结构示意图，由n连网格型碳纤维生态草组成碳纤维生态 带产品，单连的网格型碳纤维生态草基本单元为长0. 65m，宽0. 4m，中间为3条4公分宽度 的混编带，在河流、污水处理厂动水环境使用该产品生物挂膜效果更好。每个单连的网格型 碳纤维生态草基本单元还可W根据需要变长变宽； 图4为一组1连、2连、3连的网格型碳纤维生态草结构示意图，可W从n连网格型碳纤 维生态草组成的生态带上根据需要剪成1连、2连、3连…的网格型碳纤维生态草产品，其 中4a为1连的网格型碳纤维生态草结构示意图，4b为2连的网格型碳纤维生态草结构示意 图，4c为3连的网格型碳纤维生态草结构示意图； 图5为川字型碳纤维生态带结构示意图，由n连川字型碳纤维生态草组成碳纤维生态 带产品，单连的川字型碳纤维生态草基本单元为长0. 65m，宽0. 5m，中间有1条4公分宽度 的混编带和2条2公分宽度的混编带。每个单连的川字型碳纤维生态草基本单元还可W根 据需要变长变宽； 图6为一组1连、2连、3连的川字型碳纤维生态草结构示意图，可W从n连川字型碳纤 维生态草组成的生态带上根据需要剪成1连、2连、3连…的川字型碳纤维生态草产品，其 中6a为1连的川字型碳素纤维生态草结构示意图，化为2连的川字型碳素纤维生态草结构 示意图，6c为3连的网格型碳纤维生态草结构示意图。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合附图对本发明做进一步说明； 1、利用本发明将现有的多功能花式纱线类钩编机进行改造，生产出改进的专用于生产 碳纤维生态带钩编机设备。钩编机改造；钩编机上的成对织针在脱圈针槽板的脱圈片之间 运动，通过设置不同数量的钩针对组成碳纤维织物主带、附带、间隔带、织物边等，形成不同 形态的碳素纤维生态草外形。设计多排导纱梳巧实现多种纤维材料的混纺。该机有多把穿 有衬缔纱的导纱梳巧控制织带宽度和数量，另有1把衬缔纱的导纱梳巧控制碳素纤维丝或 活性碳素纤维丝的编织。一台钩编机可W织出两种不同形态W上的碳纤维生态带。钩编织 物的优点是锁边紧致不散线，为可变形碳素纤维生态草的生产提供了可能，避免了箭杆织 布机碳纤维织带两边容易松散的问题。衬缔纱钩编机，多条可W采用其它复合防水纤维线 进行支撑布的密织，另一条碳素纤维衬缔纱专织碳素纤维丝形成稳定的功能层。采用该设 备生产的可变形碳素纤维生态草织品变形后的多个小型织品不需要对边界进行再加工。
[0013] 2、利用专用于生产碳纤维生态带钩编机设备、尼龙纤维、丙绝纤维（或膳绝纤维、 或芳绝纤维、或涂绝纤维、或聚己帰纤维、或偏二氯纤维）、碳纤维丝（或活性碳纤维丝）等 材料和钩编织物方法生产可变形碳纤维生态带。
[0014] 3、可W根据水深、布设水面宽度需求，用剪刀或刀具将娱蚁状、网格状、川字状、方 状、带状、H角状、伞状、圆状、娱蚁串联状、梳子串联状、螺旋状、格子状、网格状…等不同 形状的可变形碳纤维生态带之一裁剪成所需要的单连形状的碳素纤维生态草，或裁剪成2 连、3连、…多连的碳素纤维生态草，或变成一并、二并…多并形状，或2种W上串并联混合 形状