CN108018635A - 线圈结构集热蒸发正交织物及其制备、使用方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种线圈结构集热蒸发正交织物，包括依次设置的集热蒸发层、漂浮隔热层、吸水层，集热蒸发层、漂浮隔热层、吸水层通过具有导水功能的相互交织的捆绑纱捆绑成为一个整体；且所述捆绑纱在集热蒸发层表面形成用于增大与阳光和空气的接触面积的线圈结构；所述漂浮隔热层由经纬纱编织而成。本发明还提供了线圈结构集热蒸发正交织物的制备和使用方法及其用途。本发明提供的织物可以浮在水面上，通过捆绑纱将水分从吸水层传导到集热蒸发层，集热蒸发层通过吸收阳光的热量，实现水分蒸发。本发明提供的织物具有三维一体结构，质量轻，强度高，结构简单，可以产业化生产；在海水淡化和污水处理领域具有重要应用前景。

Description

线圈结构集热蒸发正交织物及其制备、使用方法和用途
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，更具体地说，涉及一种线圈结构集热蒸发正交织物及其制备、使用方法和用途。
背景技术
陆地上的淡水资源总量只占地球上水体总量的2.53％，淡水的绝大部分又被封冻在南北两极及高山的冰层和冰川中，难以利用。淡水资源的时空分布不均和人类的不合理利用，使世界上许多地区面临着严重的淡水资源危机。随着经济的发展，淡水的使用量急剧增加，而经济增长、人口增加以及水体的污染，导致我国当前淡水资源严重短缺，成为经济持续发展的重要障碍，淡水资源的开发势在必行。海水淡化技术是解决淡水来源的有效途径，不断地在创新和发展，应用前景广阔。
目前，海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和反渗透法等。蒸馏法中的多级闪蒸技术，动力消耗大，设备的操作弹性小，多效蒸馏技术的低温多效蒸馏设备体积较大，装置费用高。电渗析法工艺简单，除盐率高，但水回收率低，队不带电荷的物质无脱除能力，且能耗大，不适用大规模的海水淡化工程。反渗透法需要具有选择透过性能的“半透膜”，膜的寿命和抗污染问题不能有效解决，反渗透膜、高压泵、能量回收装置需定期更换。
以上技术主要是利用热能和电能作为海水淡化的能源，且淡化效率不高，设备复杂，淡化过程慢，显然要实现大规模的海水淡化首先需要寻求更可靠、更经济的新能源。太阳能是一种取之不尽的清洁可再生能源，可将其作为淡化能源，开发出一种利用太阳能快速淡化海水的技术，生产出成本较低、纯度较高的淡水。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用太阳能进行海水蒸发，从而快速淡化海水的织物。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种线圈结构集热蒸发正交织物，其特征在于：包括依次设置的集热蒸发层、漂浮隔热层、吸水层，集热蒸发层、漂浮隔热层、吸水层通过具有导水功能的相互交织的捆绑纱捆绑成为一个整体；且所述捆绑纱在集热蒸发层表面形成用于增大与阳光和空气的接触面积的线圈结构；所述漂浮隔热层由经纬纱编织而成。
优选地，所述集热蒸发层采用吸光度强、表面积大的吸湿纤维织造而成；所述捆绑纱也采用吸光度强、表面积大的吸湿纤维。
更优选地，所述吸湿纤维为天然纤维的空气变形纱或亲水改性过的化学纤维的膨体纱。进一步地，所述天然纤维为深色的棉纱线或麻纱线；所述化学纤维为深色的涤纶、锦纶或丙纶。
优选地，所述线圈结构的高度为0.2～2厘米。
优选地，所述漂浮隔热层采用密度低于水的聚乙烯纤维作为漂浮隔热层的经纬纱。
优选地，所述漂浮隔热层的经纬纱的层数为一层或多层；所述漂浮隔热层中嵌入两端封闭的塑料管或者橡皮管作为漂浮隔热层嵌入材料。
优选地，所述吸水层采用天然纤维，或再生纤维素纤维，或亲水改性过的化学纤维织造而成。进一步地，所述天然纤维为棉纱线或麻纱线；所述化学纤维为涤纶、锦纶或丙纶。
本发明还提供了上述的线圈结构集热蒸发正交织物的制备方法，其特征在于，步骤为：
步骤1：选择纱线；
选择织造集热蒸发层的经纬纱，选择织造漂浮隔热层的经纬纱；选择织造吸水层的纬纱；选择捆绑纱采用的纱线；
步骤2：织物的织造过程；
集热蒸发层、漂浮隔热层、吸水层依次设置，排布各层经纱，引入各层纬纱；通过捆绑纱相互交织，将各层经纬纱织造成一体；通过增加捆绑纱的喂入长度，使其大于织物的卷取长度，在集热蒸发层表面形成线圈结构；步进电机卷取；经过多次循环织造后下机，获得线圈结构集热蒸发正交织物。
优选地，增加纤维根数比为1/10至9/10的捆绑纱的喂入长度。
本发明还提供了上述的线圈结构集热蒸发正交织物的使用方法，其特征在于：将线圈结构集热蒸发正交织物浮在水面上，集热蒸发层位于上方，吸水层位于下方；通过捆绑纱将水分从吸水层传导到集热蒸发层；集热蒸发层通过吸收阳光的热量，实现水分蒸发；漂浮隔热层实现织物漂浮，同时阻隔集热蒸发层吸收的热量向下传递，使集热蒸发层吸收的热量聚集在集热蒸发层表面，提高水分蒸发效率；通过线圈结构增大织物与阳光和空气的接触面积，提高水分蒸发效率。
本发明还提供了上述的线圈结构集热蒸发正交织物的用途，其特征在于：用于海水淡化，或工业废水、农业污水的净化处理。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1.本发明通过三维织造工艺将不同特性的纤维织造在一起，实现了集导水、隔热和蒸发于一体的一种线圈结构集热蒸发正交织物。
2.本发明获得的线圈结构集热蒸发正交织物表面的多毛羽的线圈织物结构，增大了与阳光和空气的接触面积，提高了水分蒸发效率。
3.本发明获得的线圈结构集热蒸发正交织物中，漂浮隔热层使织物漂浮在水面，并且使热量聚集在集热蒸发层表面，提高了水分蒸发效率。
4.本发明提供的线圈结构集热蒸发正交织物具有三维一体结构，结构简单，可以产业化生产。
5.本发明提供的线圈结构集热蒸发正交织物强度高，蒸发速度快，可用于海水淡化和污水处理领域。
6.本发明提供的线圈结构集热蒸发正交织物的制备方法，工艺简单，工艺流程短，适合工业化生产。
附图说明
图1为线圈结构集热蒸发正交织物结构示意图；
附图标记说明：1-集热蒸发层，2-漂浮隔热层，3-吸水层，4-捆绑纱，5-集热蒸发层纬纱，6-集热蒸发层经纱，7-漂浮隔热层纬纱，8-漂浮隔热层经纱，9-吸水层纬纱。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。以下所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
实施例1
基于棉纤维的线圈结构集热蒸发正交织物
结合图1，选用黑色的20支棉纤维空气变形作为集热蒸发层经纱5和集热蒸发层纬纱6织造集热蒸发层1；选用黑色1200tex亲水改性涤纶膨体纱作为捆绑纱4，选用1000tex的聚乙烯纤维作为漂浮隔热层纬纱7和漂浮隔热层经纱8织造漂浮隔热层2，漂浮隔热层由2层经纱和2层纬纱组成；选用20支棉纤维作为吸水层纬纱9织造吸水层3；采用三维机织织造工艺，织造五经六纬的三维机织物；设定织物宽度10厘米，经纬密：5根/厘米；捆绑纱密度：5根/厘米；设定1/10根捆绑纱的喂入长度是1厘米，其它纱线的喂入长度以及织物的卷取长度0.2厘米；
织造过程：
第一步，按照纱线的选择方案排布经纱和捆绑纱；
第二步，同步引入各层纬纱；
第三步，送经装置将捆绑纱喂入后相互交织，1/10根捆绑纱形成线圈结构，9/10的捆绑纱将各层经纬纱织造成一体；
第四步，步进电机卷取；
第五步，完成100个织造循环后下机。
本实施例获得的基于棉纤维的线圈结构集热蒸发正交织物，长度20厘米，宽度10厘米，厚度0.8厘米，线圈高度0.4厘米，结构示意图如图1所示。
实施例2
基于涤纶纤维的线圈结构集热蒸发正交织物
选用黑色1200tex亲水改性涤纶膨体纱作为集热蒸发层的经纬纱；选用黑色的20支棉纤维空气变形作为捆绑纱，选用1500tex的聚乙烯纤维作为漂浮隔热层的经纬纱，漂浮隔热层由3层经纱和3层纬纱组成；选用20支棉纱线作为吸水层纬纱；采用三维机织织造工艺，织造四经五纬的三维机织物；设定织物宽度10厘米，经纬密：7根/厘米；捆绑纱密度：7根/厘米。设定1/2根捆绑纱的喂入长度是1.5厘米，其它纱线的喂入长度以及织物的卷取长度0.15厘米；
织造过程：
第一步，按照纱线的选择方案排布经纱和捆绑纱；
第二步，同步引入各层纬纱；
第三步，送经装置将捆绑纱喂入后相互交织，1/2根捆绑纱形成线圈结构，1/2的捆绑纱将各层经纬纱织造成一体；
第四步，步进电机卷取；
第五步，完成140个织造循环后下机。
本实施例获得的基于涤纶纤维的线圈结构集热蒸发正交织物，长度20厘米，厚度0.8厘米，线圈高度0.6厘米。
实施例3
基于再生纤维素纤维的线圈结构集热蒸发正交织物
选用黑色1000tex再生纤维素长丝膨体纱作为集热蒸发层的经纬纱和捆绑纱；选用600tex的聚乙烯纤维作为漂浮隔热层的经纬纱，漂浮隔热层由2层经纱和2层纬纱构成，选择直径3毫米两端封闭的聚丙烯塑料管(中空度80％)作为漂浮隔热层的漂浮嵌入材料；选用20支苎麻纱线作为吸水层纬纱；采用三维机织织造工艺，织造三经四纬纱的三维机织物；设定织物宽度10厘米，经纬密：4根/厘米；捆绑纱密度：4根/厘米。设定9/10根捆绑纱的喂入长度是2厘米，其它纱线的喂入长度以及织物的卷取长度0.25厘米；
织造过程：
第一步，按照纱线的选择方案排布经纱和捆绑纱；
第二步，同步引入各层纬纱；
第三步，送经装置将捆绑纱喂入后相互交织，9/10根捆绑纱形成线圈结构，1/10的捆绑纱将各层经纬纱织造成一体；
第四步，步进电机卷取；
第五步，完成80个织造循环后下机。
本实施例获得的基于再生纤维素纤维的基于再生纤维素纤维的线圈结构集热蒸发正交织物，长度20厘米，厚度1厘米，线圈高度0.8厘米。

Claims (10)

1.一种线圈结构集热蒸发正交织物，其特征在于：包括依次设置的集热蒸发层(1)、漂浮隔热层(2)、吸水层(3)，集热蒸发层(1)、漂浮隔热层(2)、吸水层(3)通过具有导水功能的相互交织的捆绑纱捆绑成为一个整体；且所述捆绑纱在集热蒸发层(1)表面形成用于增大与阳光和空气的接触面积的线圈结构；所述漂浮隔热层(2)由经纬纱编织而成。
2.如权利要求1所述的一种线圈结构集热蒸发正交织物，其特征在于：所述集热蒸发层(1)采用吸湿纤维织造而成；所述捆绑纱也采用吸湿纤维。
3.如权利要求2所述的一种线圈结构集热蒸发正交织物，其特征在于：所述吸湿纤维为天然纤维的空气变形纱或亲水改性过的化学纤维的膨体纱。
4.如权利要求1所述的一种线圈结构集热蒸发正交织物，其特征在于：所述线圈结构的高度为0.2～2厘米。
5.如权利要求1所述的一种线圈结构集热蒸发正交织物，其特征在于：所述漂浮隔热层(2)采用密度低于水的聚乙烯纤维作为漂浮隔热层的经纬纱。
6.如权利要求1或5所述的一种线圈结构集热蒸发正交织物，其特征在于：所述漂浮隔热层(2)的经纬纱的层数为一层或多层；所述漂浮隔热层(2)中嵌入两端封闭的塑料管或者橡皮管作为漂浮隔热层嵌入材料。
7.如权利要求1所述的一种线圈结构集热蒸发正交织物，其特征在于：所述吸水层(3)采用天然纤维，或再生纤维素纤维，或亲水改性过的化学纤维织造而成。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的线圈结构集热蒸发正交织物的制备方法，其特征在于，步骤为：
步骤1：选择纱线；
选择织造集热蒸发层(1)的经纬纱，选择织造漂浮隔热层(2)的经纬纱；选择织造吸水层(3)的纬纱；选择捆绑纱采用的纱线；
步骤2：织物的织造过程；
集热蒸发层(1)、漂浮隔热层(2)、吸水层(3)依次设置，排布各层经纱，引入各层纬纱；通过捆绑纱相互交织，将各层经纬纱织造成一体；通过增加捆绑纱的喂入长度，使其大于织物的卷取长度，在集热蒸发层(1)表面形成线圈结构；步进电机卷取；经过多次循环织造后下机，获得线圈结构集热蒸发正交织物。
9.一种如权利要求1～7任一项所述的线圈结构集热蒸发正交织物的使用方法，其特征在于：将线圈结构集热蒸发正交织物浮在水面上，集热蒸发层(1)位于上方，吸水层(3)位于下方；通过捆绑纱将水分从吸水层(3)传导到集热蒸发层(1)；集热蒸发层(1)通过吸收阳光的热量，实现水分蒸发；漂浮隔热层(2)实现织物漂浮，同时阻隔集热蒸发层(1)吸收的热量向下传递，使集热蒸发层(1)吸收的热量聚集在集热蒸发层(1)表面，提高水分蒸发效率；通过线圈结构增大织物与阳光和空气的接触面积，提高水分蒸发效率。
10.一种如权利要求1～7任一项所述的线圈结构集热蒸发正交织物的用途，其特征在于：用于海水淡化，或工业废水、农业污水的净化处理。
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CN112760786A (zh) * 2020-12-29 2021-05-07 江苏恒力化纤股份有限公司 一种自漂浮栅格状光热体及其应用
WO2022143002A1 (zh) * 2020-12-29 2022-07-07 江苏恒力化纤股份有限公司 一种用于太阳能蒸汽高效生成的波浪形织物及其制备方法

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