专利名称：一种填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉 及一种填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料及其制备方法，该材料可用作去除重金属离子吸附材料。
背景技术：
水葫芦，学名凤眼莲，属单子叶植物纲(Monocotyledoneae)，百合目( Liliflorae)，雨久花科(Pontederiaceae)，多年水生草本植物，具有净化水源的能力。 据有关资料报道，水葫芦能大量地吸收氮、磷元素，是缓解现在水体普遍富营养化的有效植物。同时水葫芦还可吸收水质中的重金属和反射性污染物，在快速高效处理低浓度含铅废水、治理含镉废水和铜污染废水等方面也有良好的应用前景。另外，水葫芦对砷元素非常敏感，是水体砷元素污染的监测植物。但水葫芦具有生长速度疯快的特点，8个月内可以从10 颗猛增至60万颗，若不加控制地任其疯长，又不及时处理，群体腐烂后反而会恶化水质，污染水质，同时也会造成航道堵塞，影响交通运输。目前已经报道的有关水葫芦的开发和利用方法主要有
1.直接利用新鲜水葫芦，主要是基于其含有丰富的粗蛋白、粗脂肪、氨基酸、胡萝卜素、 纤维素、总黄酮等营养物质和多种微量元素。2.利用其干渣、根和枯叶作肥料，水葫芦榨汁后的干渣约占其重量的10%，可用以生产复合肥料，中科院武汉水生所已成功生产出水葫芦复合肥。3.制成水葫芦纤维浆用于造纸，其快速的生长特点，可以为造纸行业提供更加宽广的原料来源。4.制造水葫芦人造板，直接将凤眼莲植株通过高效粗磨机的主轴螺旋绞龙强制绞入磨浆室磨解成细丝状，然后再经过高浓度磨浆机连续磨浆两次，形成人造纤维板用的纤维浆。5.制成水葫芦织物，如申请号为201010209980. 8的水葫芦复合非织造吸附材料及其制备方法，是将水葫芦进行脱胶处理，得到粗纤维，然后与上下两层非织造材料复合， 制成具有吸附性能的非织造材料。综上可知，前四种方法没有有效地对水葫芦强大的净化水体的能力进行利用，而第5种方法虽然充分利用了水葫芦的吸附与富集重金属离子净化污水的特殊功能，但水葫芦经脱胶处理后粗纤维得率较低。因此，如何提高水葫芦的综合利用效率仍是目前人们所关注的热点。
发明内容
本发明的目的是提供一种能有效地利用水葫芦所固有的快速、高效吸附与富集重金属离子的特有性能的方法，以解决现有技术存在的水葫芦综合利用率低、附加值不高的不足的问题。所得产品可作为一种高效、反复循环使用的吸附和水质净化材料，以满足对含有重金属污染水体进行生态治理的特殊要求。
为了达到上述目的，本发明提供了一种填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料，其特征在于，包括由透水非织造材料构成的上下两层以及由水葫芦颗粒构成的中间层，上下两层透水非织造材料的边缘处连接在一起。所述填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料的厚度为5 120mm，面密度为100 1500克/平方米，对以铜离子为代表的重金属离子的吸附能力为40% 90%。所述的水葫芦颗粒为干状水葫芦颗粒，颗粒直径在0. 5 20mm。所述中间层的厚度为4 116mm，面密度为80 1300克/平方米。所述的透水非织造材料以涤纶纤维、粘胶纤维或丙纶纤维为原料，采用纺粘法、水刺法、针刺法以及热风法制成。考虑成本，我们优先选择纺粘法。每一层透水非织造材料的厚度为0. 5 2mm，面密度为10 100克/平方米。所述的上下两层透水非织造材料的边缘处采用缝合的方式连接在一起。所述的上下两层透水非织造材料的长度以及宽度方向的三等分点相互连接，形成井字形结构。本发明提供了一种填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为以水葫芦为原料，经冲洗、烘干、粉碎制得水葫芦颗粒；将水葫芦颗粒均勻铺撒到透水非织造材料上，然后再盖上另一层透水非织造材料，将上下两层透水非织造材料的边缘处连接在一起得到填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料。本发明不仅可以将污染水域的水葫芦去除并有效利用，变废为宝，解决了水葫芦造成的水域污染问题，改善了生态环境；该复合材料具有良好的成形性、耐撕扯性，可以反复利用；该复合材料中的水葫芦颗粒不易流失，且能充分发挥水葫芦原有的吸附重金属离子的特殊功能，带来可观的经济效益、生态效益和社会效益。
图1为填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料的缝合方法示意图。
具体实施例方式下面结合实施例来具体说明本发明。实施例1
步骤1、采收连片成熟的水葫芦，去腐去杂，冲洗后再晾至含水率为5% 10%。步骤2、将步骤1所得的干状水葫芦喂入CSJ粗型粉碎机内，将其粉碎成颗粒粒径范围在0. 5 20mm的水葫芦颗粒。步骤3、将步骤2所得的水葫芦颗粒均勻铺撒到厚度为0. 5mm、面密度为10克/ 平方米的以涤纶纤维为原料，采用纺粘法制成的透水非织造材料上，所述中间层的厚度为 4mm，面密度为80克/平方米，然后再盖上另一层非织造材料，形成厚度为5mm、面密度为 100克/平方米的类似于三明治的复合结构。步骤4、将步骤3得到的复合结构按品种规格大小进行切割，制成规定的方形的水葫芦复合非织造吸附材料。步骤5、将步骤4所得的方形的非织造复合材料进行缝合加固，如图1所示，为填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料的缝合方法示意图，先将材料经过包缝机在边缘进行缝合，如图1中的粗线，线迹选用500系列一包缝线迹，针距为2 2. 5mm ；然后再经过绷缝机， 采用400系列一多线链式线迹，按图1的细线进行两次缝合，第一次是沿着ABCDEFGHA的方向进行缝合，第二次是沿着abed的方向进行缝合，形成井字形结构，其中a、d是线AB的三等分点，G、F是线BC的三等分点，细线ab、cd与其相邻的粗线的距离为5mm。所得的填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料对以铜离子为代表的重金属离子的吸附能力为40%。
实施例2
步骤1、采收连片成熟的水葫芦，去腐去杂，冲洗后再晾至含水率为5% 10%。步骤2、将步骤1所得的干状水葫芦喂入CSJ粗型粉碎机内，将其粉碎成颗粒粒径范围在0. 5 20mm的水葫芦颗粒。步骤3、将步骤2所得的水葫芦颗粒均勻铺撒到厚度为2mm、面密度为100克/ 平方米的以粘胶纤维为原料，采用水刺法制成的透水非织造材料上，所述中间层的厚度为 116mm，面密度为1300克/平方米，然后再盖上另一层非织造材料，形成厚度为120mm、面密度为1500克/平方米的类似于三明治的复合结构。步骤4、将步骤3得到的复合结构按品种规格大小进行切割，制成规定的方形的水葫芦复合非织造吸附材料。步骤5、将步骤4所得的方形的非织造复合材料进行缝合加固，如图1所示，为填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料的缝合方法示意图，先将材料经过包缝机在边缘进行缝合，如图1中的粗线，线迹选用500系列一包缝线迹，针距为2 2. 5mm ；然后再经过绷缝机， 采用400系列一多线链式线迹，按图1的细线进行两次缝合，第一次是沿着ABCDEFGHA的方向进行缝合，第二次是沿着abed的方向进行缝合，形成井字形结构，其中a、d是线AB的三等分点，G、F是线BC的三等分点，细线ab、cd与其相邻的粗线的距离为5mm。所得的填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料对以铜离子为代表的重金属离子的吸附能力为90%。实施例3
步骤1、采收连片成熟的水葫芦，去腐去杂，冲洗后再晾至含水率为5% 10%。步骤2、将步骤1所得的干状水葫芦喂入CSJ粗型粉碎机内，将其粉碎成颗粒粒径范围在0. 5 20mm的水葫芦颗粒。步骤3、将步骤2所得的水葫芦颗粒均勻铺撒到厚度为1mm、面密度为50克/平方米的以丙纶纤维为原料，采用针刺法制成的透水非织造材料上，所述中间层的厚度为 113mm，面密度为500克/平方米，然后再盖上另一层非织造材料，形成厚度为115mm、面密度为600克/平方米的类似于三明治的复合结构。步骤4、将步骤3得到的复合结构按品种规格大小进行切割，制成规定的方形的水葫芦复合非织造吸附材料。步骤5、将步骤4所得的方形的非织造复合材料进行缝合加固，如图1所示，为填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料的缝合方法示意图，先将材料经过包缝机在边缘进行缝合，如图1中的粗线，线迹选用500系列一包缝线迹，针距为2 2. 5mm ；然后再经过绷缝机， 采用400系列一多线链式线迹，按图1的细线进行两次缝合，第一次是沿着ABCDEFGHA的方向进行缝合，第二次是沿着abed的方向进行缝合，形成井字形结构，其中a、d是线AB的三等分点，G、F是线BC的三等分点，细线ab、cd与其相邻的粗线的距离为5mm。所得的填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料对以铜离子为代表的重金属离子的吸附能力为80%。
实施例4
步骤1、采收连片成熟的水葫芦，去腐去杂，冲洗后再晾至含水率为5% 10%。步骤2、将步骤1所得的干状水葫芦喂入CSJ粗型粉碎机内，将其粉碎成颗粒粒径范围在0. 5 20mm的水葫芦颗粒。步骤3、将步骤2所得的水葫芦颗粒均勻铺撒到厚度为1mm、面密度为50克/平方米的以丙纶纤维为原料，采用热风法制成的透水非织造材料上，所述中间层的厚度为 113mm，面密度为500克/平方米，然后再盖上另一层非织造材料，形成厚度为115mm、面密度为600克/平方米的类似于三明治的复合结构。步骤4、将步骤3得到的复合结构按品种规格大小进行切割，制成规定的方形的水葫芦复合非织造吸附材料。步骤5、将步骤4所得的方形的非织造复合材料进行缝合加固，如图1所示，为填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料的缝合方法示意图，先将材料经过包缝机在边缘进行缝合，如图1中的粗线，线迹选用500系列一包缝线迹，针距为2 2. 5mm ；然后再经过绷缝机， 采用400系列一多线链式线迹，按图1的细线进行两次缝合，第一次是沿着ABCDEFGHA的方向进行缝合，第二次是沿着abed的方向进行缝合，形成井字形结构，其中a、d是线AB的三等分点，G、F是线BC的三等分点，细线ab、cd与其相邻的粗线的距离为5mm。所得的填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料对以铜离子为代表的重金属离子的吸附能力为85%。
权利要求
1.一种填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料，其特征在于，包括由透水非织造材料构成的上下两层以及由水葫芦颗粒构成的中间层，上下两层透水非织造材料的边缘处连接在一起。
2.如权利要求1所述的填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料，其特征在于，厚度为5 120mm，面密度为100 1500克/平方米，对重金属离子的吸附能力为40% 90%。
3.如权利要求1所述的填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料，其特征在于，所述的水葫芦颗粒为干状水葫芦颗粒，颗粒直径在0. 5 20mm。
4.如权利要求1所述的填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料，其特征在于，所述的中间层的厚度为4 116mm，面密度为80 1300克/平方米。
5.如权利要求1所述的填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料，其特征在于，所述的透水非织造材料以涤纶纤维、粘胶纤维或丙纶纤维为原料。
6.如权利要求1所述的填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料，其特征在于，所述的透水非织造材料采用纺粘法、水刺法、针刺法以及热风法制成。
7.如权利要求1所述的填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料，其特征在于，上下两层透水非织造材料的厚度皆为0. 5 2mm，面密度皆为10 100克/平方米。
8.如权利要求1所述的填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料，其特征在于，所述的上下两层透水非织造材料的边缘处采用缝合的方式连接在一起。
9.如权利要求1所述的填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料，其特征在于，所述的上下两层透水非织造材料的长度以及宽度方向的三等分点相互连接，形成井字形结构。
10.权利要求1所述的填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料的制备方法，其特征在于， 具体步骤为以水葫芦为原料，经冲洗、烘干、粉碎制得水葫芦颗粒；将水葫芦颗粒均勻铺撒到透水非织造材料上，然后再盖上另一层透水非织造材料，将上下两层透水非织造材料的边缘处连接在一起得到填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料。
全文摘要
本发明提供了一种填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料及其制备方法。所述的填充有水葫芦颗粒的非织造缝合材料，其特征在于，包括由透水非织造材料构成的上下两层以及由水葫芦颗粒构成的中间层，上下两层透水非织造材料的边缘处连接在一起。本发明不仅可以将污染水域的水葫芦去除并有效利用，变废为宝，解决了水葫芦造成的水域污染问题，改善了生态环境；该复合材料具有良好的成形性、耐撕扯性，可以反复利用；该复合材料中的水葫芦颗粒不易流失，且能充分发挥水葫芦原有的吸附重金属离子的特殊功能，带来可观的经济效益、生态效益和社会效益。
文档编号C02F1/62GK102152524SQ20101059771
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者吴海波, 李志鹏, 李雄, 殷保璞, 王洪, 靳向煜 申请人:东华大学