复合过滤材料及其制作方法、反渗透膜滤芯和净水机与流程

本发明涉及净水材料技术领域，具体的，本发明涉及复合过滤材料及其制作方法、反渗透膜滤芯和净水机。

背景技术：

目前，由于反渗透膜滤芯的直滤出水都偏弱酸性，而口感欠佳，因此，反渗透净水机一般会增加后置活性炭滤芯来调节反渗透纯水出水ph，从而改善口感。所以，传统的反渗透净水机至少具有三级过滤滤芯以实现完整的净水功能，分别为前置滤芯、反渗透膜滤芯以及后置滤芯。为此，反渗透净水机的体积必须为以上三级滤芯留出足够的组装空间，再加上水泵、进水电磁阀、废水电磁阀、电源适配器、水路板、高压开关等配件，整机的整体体积较大，占用了很大的橱下空间。

技术实现要素：

本发明是基于发明人的下列发现而完成的：

本发明的发明人人在研究过程中发现，现有的卷式反渗透膜元件中所使用的纯水滤布采用聚对苯二甲酸乙二酯(pet)，而使纯水滤布仅具有单一纯水导流功能。所以，发明人在两张薄滤布之间加入一片薄碳纤维布等作为ph调节层，并可通过胶水粘接或热轧等其它加热微熔工艺将第一面层、ph调节层和第二面层紧紧压合在一起，从而制作出一张完整的复合过滤材料，既具有纯水导流功能，又可调节纯水ph从而直接改善纯水口感的新型滤布结构。

有鉴于此，本发明的一个目的在于提出一种能替代后置活性炭滤芯、调节纯水出水ph值的复合过滤材料。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种复合过滤材料。

根据本发明的实施例，所述复合过滤材料包括：ph调节层，所述ph调节层用于调节纯水的ph值；第一面层，所述第一面层设置在所述ph调节层的第一表面；第二面层，所述第二面层设置在所述ph调节层的第二表面。

发明人经过研究发现，本发明实施例的复合过滤材料，在现有的导水滤布的两层面层之间增设ph调节层，从而使导水滤布不仅具有纯水导流的功能，还能同时调节纯水的ph，从而直接改善纯水的口感，进而可减少滤芯级数、减小净水机的体积。

另外，根据本发明上述实施例的复合过滤材料，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述ph调节层由碳纤维布形成，所述第一面层和所述第二面层都由pet形成。

根据本发明的实施例，所述ph调节层负载有活性炭，且所述第一面层和所述第二面层都由pet形成。

根据本发明的实施例，所述ph调节层在所述第一面层上的正投影完全被所述第一面层覆盖，且所述ph调节层在所述第二面层上的正投影完全被所述第二面层覆盖。

根据本发明的实施例，所述复合过滤材料进一步包括：粘接层，所述粘接层设在所述第一面层与第二面层之间，且环绕所述ph调节层设置。

根据本发明的实施例，所述第一面层和所述第二面层的厚度分别为0.2～0.5mm。

在本发明的第二方面，本发明提出了一种制备复合过滤材料的方法。

根据本发明的实施例，所述方法包括：提供ph调节层；将第一面层、所述ph调节层和第二面层进行卷膜，以获得所述复合过滤材料。

发明人经过研究发现，采用本发明实施例的制备方法，可制备出具有纯水导流功能同时能调节纯水ph功能的复合过滤材料，如此，能使包括上述复合过滤材料形成的纯水滤布的反渗透膜滤芯的直滤水呈中性并且口感好，从而使进水机的滤芯级数更少、体积更小。

另外，根据本发明上述实施例的制备方法，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述ph调节层为碳纤维布，且所述碳纤维布在所述第一面层上的正投影被所述第一面层完全覆盖，且所述碳纤维布在所述第二面层上的正投影被所述第二面层完全覆盖。

根据本发明的实施例，所述提供ph调节层的步骤包括：在所述第一面层的表面和所述第二面层的表面中的至少之一，涂覆活性炭浆，其中，所述活性炭浆包括活性炭粉、聚丙烯酸树脂和溶剂；对涂覆有所述活性炭浆的面层进行真空干燥处理。

根据本发明的实施例，所述卷膜的步骤包括：将第一面层、所述ph调节层和第二面层进行胶接和卷制，以获得所述复合过滤材料。

在本发明的第三方面，本发明提出了一种反渗透膜滤芯。

根据本发明的实施例，所述反渗透膜滤芯包括中心管组、反渗透膜片、导水网和纯水滤布，其中，所述纯水滤布由上述的复合过滤材料形成。

发明人经过研究发现，本发明实施例的反渗透膜滤芯，其纯水滤布同时具有纯水导流和调节纯水ph的功能，可使该反渗透膜滤芯的直滤水呈中性并且口感好，从而使进水机的滤芯级数更少、体积更小。本领域技术人员能够理解的是，前面针对复合过滤材料所描述的特征和优点，仍适用于该反渗透膜滤芯，在此不再赘述。

在本发明的第四方面，本发明提出了一种净水机。

根据本发明的实施例，所述净水机包括前置滤芯和上述的反渗透膜滤芯，且不包括后置活性炭滤芯。

发明人经过研究发现，本发明实施例的净水机无需设计置活性炭滤芯，也可使净化后的水呈中性而口感更佳，从而可使该净化机的滤芯级数更少、体积更小。本领域技术人员能够理解的是，前面针对复合过滤材料、反渗透膜滤芯所描述的特征和优点，仍适用于该净水机，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述的方面结合下面附图对实施例的描述进行解释，其中：

图1是本发明一个实施例的复合过滤材料的截面结构示意图；

图2是本发明另一个实施例的实施例的复合过滤材料的截面结构示意图；

图3是本发明另一个实施例的实施例的复合过滤材料的截面结构示意图；

图4是本发明另一个实施例的实施例的复合过滤材料的截面结构示意图；

图5是本发明一个实施例的制备复合过滤材料的方法流程示意图；

图6是本发明另一个实施例的制备复合过滤材料的方法流程示意图。

附图标记

100第一面层

200ph调节层

300第二面层

400粘结层

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，本技术领域人员会理解，下面实施例旨在用于解释本发明，而不应视为对本发明的限制。除非特别说明，在下面实施例中没有明确描述具体技术或条件的，本领域技术人员可以按照本领域内的常用的技术或条件或按照产品说明书进行。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种复合过滤材料。

根据本发明的实施例，参考图1，该复合过滤材料包括第一面层100、ph调节层200和第二面层300，其中，ph调节层200用于调节纯水的ph值，第一面层100设置在ph调节层200的第一表面a，而第二面层300设置在ph调节层200的第二表面b。需要说明的是，第一表面a与第二表面b是相对设置的。

根据本发明的实施例，形成ph调节层200的具体材料，需要满足《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》中的食品级材料要求，本领域技术人员可在此基础上进行选择。

在本发明的一些实施例中，ph调节层200可由碳纤维布形成，且第一面层100和第二面层300可都由聚对苯二甲酸乙二酯(pet)形成，如此，直接在现有的导水滤布的两层pet滤布结构之间增设一层碳纤维布，从而可使该复合过滤材料形成的导水滤布不仅具有纯水导流的功能，还能同时调节纯水的ph。

在本发明的另一些实施例中，ph调节层200可负载有活性炭，且第一面层100和第二面层300可都由pet形成，如此，直接在现有的导水滤布的两层pet滤布结构之间增设一层负载有活性炭的ph调节层200，从而可使该复合过滤材料形成的导水滤布不仅具有纯水导流的功能，还能同时调节纯水的ph。

在一些具体示例中，ph调节层200可以是直接涂覆在第一面层100的下表面并烘干形成的，如此，可使ph调节层200被更好地固定在第一面层100与第二面层300之间，防止ph调节层200在第一面层100与第二面层300中间滑动。在另一些具体示例中，ph调节层200可以是直接涂覆在第二面层300的上表面并烘干形成的，如此，可使ph调节层200被更好地固定在第一面层100与第二面层300之间，同样可以防止ph调节层200在第一面层100与第二面层300中间滑动。

在另一些具体示例中，参考图2，ph调节层200可以是，先在第一面层100的下表面和第二面层300的上表面涂覆并烘干，然后将第一面层100的下表面与第二面层300的上表面叠合整齐后形成的，如此，可使ph调节层200完全与第一面层100的下表面、第二面层300的上表面都固定住。

根据本发明的实施例，ph调节层200的具体横截面面积及大小都不受特别的限制。在本发明的一些实施例中，参考图3或图4，ph调节层200在第一面层100上的正投影可被第一面层100完全覆盖，且ph调节层200在第二面层300上的正投影可被第二面层300完全覆盖，如此，第一面层100和第二面层300可将ph调节层200完全包覆其中。根据本发明的实施例，层叠后的ph调节层200的边缘相对于第一面层100的下表面和第二面层300的上表面的边缘预留出的宽度，只要满足反渗透膜滤芯(ro)的技术规格和去除要求即可，本领域技术人员可根据第一面层100和第二面层300的实际尺寸进行相应地调整，在此不再赘述。

在一些具体示例中，参考图3，由于ph调节层200的面积同时小于第一面层100和第二面层300，如此，通过热轧工艺可使第一面层100和第二面层300完全包覆住ph调节层200的边缘。在另一些具体示例中，参考图4，复合过滤材料可进一步包括粘接层400，该粘接层400设在第一面层100与第二面层300之间且环绕ph调节层200设置，如此，通过胶水粘接的工艺形成的粘接层400，同样可以包覆住ph调节层200。

在本发明的一些实施例中，第一面层100和第二面层300的厚度可分别为0.2～0.5mm，如此，采用上述厚度的面层具有很好的支撑作用，并能保证复合过滤材料的纯水导流功能，从而使该复合过滤材料形成的纯水滤布的使用寿命更长。

综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种复合过滤材料，在现有的导水滤布的两层面层之间增设ph调节层，从而使导水滤布不仅具有纯水导流的功能，还能同时调节纯水的ph，从而直接改善纯水的口感，进而可减少滤芯级数、减小净水机的体积。

在本发明的另一个方面，本发明提出了一种制备复合过滤材料的方法。

根据本发明的实施例，参考图5，该制备方法包括：

s100：提供ph调节层。

在该步骤中，先提供ph调节层。根据本发明的实施例，ph调节层的具体材料不受特别的限制，具体例如碳纤维布或负载有活性炭的涂层等，只要形成的ph调节层满足《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》中的食品级材料要求即可。

在本发明的一些实施例中，ph调节层200可为碳纤维布，如此，可以直接使用购买的碳纤维布，并剪裁成所需的大小，具体例如10寸、12寸或13寸，等等，还可设计，碳纤维布的宽度和长度要小于滤布的宽度和长度，以使得碳纤维布的幅面位于两片面层的幅面之内，并给打胶区预留出合适的位置，从而碳纤维布在第一面层上的正投影被第一面层完全覆盖，且碳纤维布在第二面层上的正投影完全被第二面层覆盖。

在本发明的另一些实施例中，参考图6，步骤s100可包括：

s110：在第一面层的表面和第二面层的表面中的至少之一，涂覆活性炭浆。

在该步骤中，在第一面层的表面和第二面层的表面中的至少之一，可通过刮涂机涂覆活性炭浆，其中，活性炭浆可包括粒度为40～69目的活性炭粉、聚丙烯酸树脂和溶剂，如此，可在面层的表面均匀涂敷出一层负载有活性炭的涂层。

在本发明的一些实施例中，只在第一面层的下表面或第二面层的下表面涂覆活性炭浆，如此，通过后续烘干可形成一体化的ph调节层更均匀。在本发明的另一些实施例中，在第一面层的下表面和第二面层的下表面都涂覆活性炭浆，如此，通过后续烘干可在第一面层和第二面层的表面都形成ph调节层。

s120：对涂覆有活性炭浆的面层进行真空干燥处理。

在该步骤中，对步骤s100的涂覆有活性炭浆的面层进行真空干燥处理，如此，可制备出ph调节层。在本发明的一些实施例中，真空干燥处理的温度可为100～120℃、时间可为30～60分钟，如此，烘干形成的ph调节层更均匀，且对反渗透过滤后的出水ph调节效果更显著。

s200：将第一面层、ph调节层和第二面层进行卷膜，以获得复合过滤材料。

在该步骤中，将步骤s100的ph调节层与第一面层、第二面层层叠后，可通过卷膜机进行卷膜，如此，可获得复合过滤材料。

在本发明的一些实施例中，步骤s200可具体包括：将第一面层、ph调节层和第二面层先后进行胶接和卷制，如此，可在步骤s100预留出的打胶区进行打胶处理，且例如打胶区的胶水浸润宽度应可包括两片面层和碳纤维布紧紧粘合的部分，也可包括小部分的面层、碳纤维布紧紧粘合的宽度，以使碳纤维布幅面保持不收缩。如此，通过打胶卷膜的工艺，可制备出完全包覆的复合过滤材料，从而可使该复合过滤材料形成的纯水滤布的使用寿命更长。

综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种制备方法，可制备出具有纯水导流功能同时能调节纯水ph功能的复合过滤材料，如此，能使包括上述复合过滤材料形成的纯水滤布的反渗透膜滤芯的直滤水呈中性并且口感好，从而使进水机的滤芯级数更少、体积更小。

在本发明的另一个方面，本发明提出了一种反渗透膜滤芯。

根据本发明的实施例，反渗透膜滤芯包括中心管组、反渗透膜片、导水网和纯水滤布，其中，纯水滤布由上述的复合过滤材料形成。

根据本发明的实施例，反渗透膜滤芯的具体类型不受特别的限制，具体例如卷式反渗透膜滤芯等，本领域技术人员可根据该反渗透膜滤芯实际使用的环境进行相应地设计，在此不再赘述。需要说明的是，反渗透膜滤芯中除了上述的结构以外，还可包括其他必要的组成和结构，具体例如外壳、导管等等，本领域技术人员可根据该反渗透膜滤芯的功能要求进行相应地设计，在此不再赘述。

综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种反渗透膜滤芯，其纯水滤布同时具有纯水导流和调节纯水ph的功能，可使该反渗透膜滤芯的直滤水呈中性并且口感好，从而使进水机的滤芯级数更少、体积更小。本领域技术人员能够理解的是，前面针对复合过滤材料所描述的特征和优点，仍适用于该反渗透膜滤芯，在此不再赘述。

在本发明的另一个方面，本发明提出了一种净水机。

根据本发明的实施例，净水机包括前置滤芯和上述的反渗透膜滤芯，且净水机不包括后置活性炭滤芯。

需要说明的是，该净水机包括上述的前置滤芯和反渗透膜滤芯以外，还可包括其他必要的组成和结构，具体例如水泵、进水电磁阀、废水电磁阀、电源适配器、水路板、高压开关等配件，本领域技术人员可根据该净水机的功能要求进行相应地选择和补充，在此不再赘述。

综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种净水机无需设计置活性炭滤芯，也可使净化后的水呈中性而口感更佳，从而可使该净化机的滤芯级数更少、体积更小。本领域技术人员能够理解的是，前面针对复合过滤材料、反渗透膜滤芯所描述的特征和优点，仍适用于该净水机，在此不再赘述。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

在该实施例中，制备出复合过滤材料。具体步骤如下：

(1)预先根据具体膜元件制作规格将滤布和碳纤维布裁切成不同宽度和长度，滤布宽度为10寸，滤布厚度为0.25mm，碳纤维布的宽度和长度要小于滤布的宽度和长度，以使得碳纤维布的幅面位于两片滤布的幅面之内，给打胶区预留位置。

(2)将1片碳纤维布(杭州科百特过滤器材有限公司)放于2片pet材质的滤布(绵阳市聚合新材料有限公司)之间。碳纤维布具体用量需参考膜元件实际使用场景流速大小和碳纤维布的吸附容量等性能参数进行设计。

(3)按照常规卷膜操作方法进行打胶卷制，打胶用量需要在原有的基础上相应增加，以使胶水将两片滤布以及膜片牢牢粘合在一起形成完整的膜袋，打胶区的胶水浸润宽度应包括两片滤布和膜片紧紧粘合的部分，也包括小部分滤布、碳纤维布紧紧粘合的宽度，以使碳纤维布幅面保持不收缩。

(4)继续完成烘烤、切割以及装配等工序，与常规反渗透膜滤芯的加工工艺一致。

实施例2

在该实施例中，按照与实施例1基本相同的方法和条件，制备出复合过滤材料。区别在于，在该实施例中，在两张薄滤布中的一张或者两张的内表面涂覆上一层适当厚度的活性炭浆料或其它能够调节纯水ph和改善口感并满足《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》的食品级材料浆料；此间，根据需要的涂覆效果需要进行相应的工艺参数调节,例如增加适当的表面处理和化学改性处理等；然后通过胶水粘接或热轧工艺将两张滤布紧紧压合在一起。

实施例3

在该实施例中，制备出复合过滤材料。具体步骤如下：

(1-1)将丙烯酸树脂和混和溶剂(s150/二丙二醇甲醚/dbe，摩尔比例按照0.2:0.8:0.04)以3:7的质量比例加入水热反应釜中，再将水热反应釜放入均相反应器中，在120℃下加热4h制得聚丙烯酸树酯溶液。

(1-2)称取一定量的活性炭粉(物理法，水处理用，40～60目)和制备好的聚丙烯酸树脂溶液在料罐中充分搅拌混合5～10分钟，之后可用三辊机轧制以提高分散效果，以此得到活性炭浆料。

(2-1)将pet材质的滤布(绵阳市聚合新材料有限公司)平铺于刮涂机的基板上，若只需给一张滤布的内表面涂覆，则反面朝上，若同时给两张涂覆，则两张滤布的正面和反面交替朝上，以使两片滤布合在一起得到的复合滤布的正反面和未涂覆滤布的正反面分别保持一致，具体由ro滤芯的技术规格和去除要求决定。按照复合滤布的厚度要求调节好刮刀高度，按照滤布的应用要求限定滤布的涂覆宽度(滤布的尺寸为10寸)，将一定量的活性炭浆料均匀倒在滤布靠近刮刀的一侧，开启刮涂机使活性炭浆料均匀涂覆在滤布表面。

(2-2)将涂覆完成的复合滤布连带基板一起送入真空干燥箱中，干燥箱的温度设置为100～120℃，干燥时间约为30～60min。

(2-3)将复合滤布非涂覆一侧朝上，涂覆一侧朝下，另一张常规滤布正面朝上反面朝下放在复合滤布之下，叠合整齐后放置于折叠的膜片夹层中。

(3)按照常规卷膜操作方法进行打胶卷制，打胶用量需要在原有的基础上相应增加，以使胶水将两片滤布以及膜片牢牢粘合在一起。

(4)继续完成烘烤、切割以及装配等工序，与常规反渗透膜滤芯的加工工艺一致。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。