TWI579480B - 陶纖濾管強化方法及強化陶纖濾管 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種陶纖濾管強化方法及強化陶纖濾管,尤其是一種可以提升抗壓強度的陶纖濾管強化方法及強化陶纖濾管。
一般而言,陶纖濾管係由陶瓷纖維構成之管狀過濾元件,由於其具有高孔隙率及耐高溫之特性,故可以用於工業高溫廢氣之過濾,例如用於過濾工業燃燒所排放之廢氣。於使用時,係將陶纖濾管安裝於過濾器中,而過濾器之一端連接抽風裝置,藉由抽風裝置降低陶纖濾管內部之壓力,而將廢氣自陶纖濾管之外部吸入內部,使廢氣中所包含之灰塵被隔絕於陶纖濾管之外壁,而達成過濾效果。經過一段時間之使用後,灰塵會累積於陶纖濾管之外壁而形成塵餅,此時則藉由過濾器系統之清洗裝置產生一反向脈衝氣流,吹入陶纖濾管內,以使外部塵餅自陶纖濾管之外壁剝離脫落而被其下之料斗所收集。
然而,由於陶瓷纖維本身的脆性高,且陶纖濾管具有高孔隙率之特性,故其強度較低,可能於受到外力作用時於夾持端或其他受力端碎裂崩解,造成使用不便,須經常更換而增加使用成本。有鑑於此,有必要提供一種陶纖濾管的強化方法及強化陶纖濾管,以解決上述問題。
為解決上述問題,本發明提供一種陶纖濾管的強化方法,可
以提升陶纖濾管之強度者。
本發明另提供一種強化陶纖濾管,其具有高強度者。
本發明的陶纖濾管強化方法,包含:提供一陶纖濾管,該陶纖濾管包含依序相連之一開口段、一延伸段及一封閉段;提供一硬化劑;使該硬化劑吸附於該陶纖濾管之開口段及封閉段;及使吸附於該陶纖濾管之硬化劑固化。
據此,本發明之陶纖濾管強化方法,藉由使該硬化劑吸附於該陶纖濾管之開口段及封閉段,續使該硬化劑固化,而可以提升所製得之強化陶纖濾管的強度,避免於使用時破損,進而達成「提升該強化陶纖濾管之使用便利性」功效
其中,該陶纖濾管之開口段、延伸段及封閉段之長度比可以為10~20:260~280:10~20。藉此,可以提升所製得之強化陶纖濾管的強度,同時維持其過濾效能。
其中,係可以將該陶纖濾管之開口段及封閉段分別浸泡於該硬化劑中1~4次,每次浸泡10~60秒,以使該硬化劑吸附於該陶纖濾管之開口段及封閉段。藉此,可以使該硬化劑滲入並均勻吸附於該開口段及封閉段。
其中,該硬化劑係可以為矽溶膠(colloidal silica)。再者,該矽溶膠可以包含以重量百分比計為20~60%之二氧化矽。藉此,使該硬化劑可以耐高溫及耐酸,以因應該強化陶纖濾管之使用需求。
其中,係可以於100~150℃之溫度下加熱吸附有該硬化劑之陶纖濾管2~12小時,以使吸附於該陶纖濾管之硬化劑固化。藉此,可以確保該硬化劑完全固化。
本發明之強化陶纖濾管,係以上述之陶纖濾管強化方法製成。由於該硬化劑僅吸附於該強化陶纖濾管之開口段及封閉段,未吸附於
該延伸段,故不會影響該強化陶纖濾管之過濾能力,達成「提升該強化陶纖濾管之過濾效能」功效。
其中,該強化陶纖濾管之延伸段的孔隙率可以大於該陶纖濾管之開口段及封閉段之孔隙率。藉此,使該強化陶纖濾管可以具有較高的強度,而不易於使用時破損。
其中,該強化陶纖濾管之延伸段的孔隙率可以為70~80%,該陶纖濾管之開口段及封閉段的孔隙率可以為0~60%。藉此,使該強化陶纖濾管的整體強度提升,同時維持其過濾效能。
1‧‧‧開口段
11‧‧‧開口
12‧‧‧凸緣
2‧‧‧延伸段
3‧‧‧封閉段
第1圖:陶纖濾管之結構示意圖。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂,下文特舉本發明之較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:本發明之陶纖濾管強化方法,包含提供一陶纖濾管及一硬化劑,該陶纖濾管具有相連之開口段、延伸段及封閉段,使該硬化劑吸附於該陶纖濾管之開口段及封閉段,續固化該硬化劑。
請參照第1圖,該陶纖濾管通常具有均勻之孔隙率,例如具有70~85%之孔隙率。此外,該陶纖濾管可以以任何種類之陶纖纖維製成,且另可以混合其他纖維或材質,亦可以包含觸媒。該陶纖濾管可以區分為一開口段1、一延伸段2及一封閉段3,該延伸段2連接於該開口段1及該封閉段3之間。該開口段1即為法蘭(flange)之位置,該開口段1設有一開口11,該開口11之外周緣可以設有一凸緣12,用以連接抽風裝置或管線或夾板等。該封閉段3則為一封閉狀之尾端,該開口段1、該延伸段2及該封閉段3之比例可以為10~20:260~280:10~20。於本實施例中,
該陶纖濾管之總長係為300cm,該開口段1及封閉段3之長度皆為10~15cm,而該延伸段2之長度則為270~280cm。
該硬化劑可以為樹脂或矽溶膠(colloidal silica)等高分子材料,其可以固化並提供較高之硬度者,且該硬化劑之選擇可以依據該陶纖濾管之使用需求而調整。舉例而言,若該陶纖濾管係應用於高溫環境,則該硬化劑較佳為耐高溫之樹脂或矽溶膠;若該陶纖濾管係應用於酸性廢氣之過濾,則較佳選擇耐酸之樹脂或矽溶膠。於本實施例中,係選用矽溶膠作為該硬化劑,其具有耐高溫、耐酸之特性,該矽溶膠係包含以重量百分比計為20~60%之二氧化矽,或者,該矽溶膠可以包含30~50%之二氧化矽。
使該硬化劑吸附於該陶纖濾管之開口段及封閉段的方法,可以為浸泡、沖淋或噴塗等,本發明不加以限制,惟較佳係使該硬化劑可以滲透進入該開口段及封閉段之孔洞中,進而可以使該開口段及封閉段分別具有均勻之強度。舉例而言,係可以將該開口段及封閉段分別浸泡於該硬化劑中1~4次,每次浸泡10~60秒,以使該硬化劑得以滲入並均勻吸附於該陶纖濾管之孔洞中,以提升強化效果。
固化吸附於該陶纖濾管之硬化劑的方法,係可以依據該硬化劑之性質選擇。例如,若使用矽溶膠,則可以進行烘烤或於室溫下風乾之方式進行固化;若選用紫外光硬化型樹脂,則可以照射紫外光,以使該硬化劑固化。由於陶纖濾管多為不可透光之材質,故較佳係選用熱固化類型之硬化劑,並藉由烘烤之方式進行固化,而可以避免部分硬化劑未固化之情形發生。以矽溶膠為例,係可以於100~150℃之溫度下加熱2~7小時,以確保該硬化劑可以完全固化。於本實施例中,係以120℃之溫度加熱4小時,以使矽溶膠完全固化。此處需注意的是,因應不同的使用需求,該開口段及封閉段的長度、硬化劑選擇、硬化劑吸附方式及固化條件皆可以
分別調整之,而無需使該開口段及該封閉段之條件相同。
待吸附於該陶纖濾管之硬化劑完全固化後,即製得本發明之強化陶纖濾管。由於該硬化劑僅填充於該強化陶纖濾管之開口段及封閉段,因此,該強化陶纖濾管之延伸段的孔隙率仍可維持原有較高之孔隙率而可以大於該開口段及封閉段之孔隙率。舉例而言,該陶纖濾管之延伸段的孔隙率可以為70~85%,而該開口段及封閉段之孔隙率可以為0~60%。於本實施例中,該強化陶纖濾管之延伸段的孔隙率係為72%,該開口段及封閉段之孔隙率則為51%,而可以使該強化陶纖濾管之整體強度較高,同時仍維持良好的過濾效能。再者,因應使用需求,該開口段及封閉段的孔隙率可以不同。
使用該強化陶纖濾管時,係將該開口直接或間接連接抽風裝置,藉由抽風裝置降低該強化陶纖濾管內部之壓力,而將廢氣自其外部吸入內部,使廢氣中所包含之灰塵被隔絕於該強化陶纖濾管之外壁而達成過濾效果。經過一段時間之使用後,灰塵會累積於該強化陶纖濾管之外壁而形成塵餅,此時則藉由系統之反吹裝置產生一反向脈衝氣流,以使塵餅自該強化陶纖濾管之表面脫落。
因此,由於該開口段係用以直接或間接連接抽風裝置或其他管線,容易於連接處受力破損,故對於強度的要求較高;此外,該反向脈衝氣流吹入該強化陶纖濾管時,會直接衝擊該封閉段,故該封閉段所承受的力量較強,而亦需要較高的強度。另一方面,該強化陶纖濾管的過濾功能則主要由該延伸段進行,故該延伸段需要較高的孔隙率,而對強度的要求相對較低。
本發明之陶纖濾管強化方法,係使該硬化劑僅吸附於該開口段及該封閉段,該硬化劑不吸附於該延伸段,故不會影響該延伸段之孔隙率,而可以使所製得之強化陶纖濾管仍維持良好的整體過濾效果。同時,
針對容易受到衝擊或夾持而碎裂崩解的開口段及封閉段進行強化,而可以提升所製得之強化陶纖濾管的整體強度。
為證實本發明之陶纖濾管強化方法確實可以製得該強化陶纖濾管,並提升該強化陶纖濾管之強度,遂進行下述實驗。
於本實驗中,係使用購自真茂企業股份有限公司之60BD silica及100BD silica矽溶膠作為第A1、A2組之硬化劑,其分別包含以重量百分比計約為42%及45%之二氧化矽;並使用購自AkzoNobel之Bindzil 9950矽溶膠作為第A3組之硬化劑,其包含以重量百分比計約50%之二氧化矽。本實驗所選用之陶纖濾管的總長為300cm,該開口段及封閉段浸泡該硬化劑之長度皆設定為10cm。第A1~A3組各浸泡該硬化劑2次,每次30秒。浸泡該硬化劑後,係於370℃之溫度下烘乾4小時,以製得各組之強化陶纖濾管,另以未經處理之陶纖濾管作為第A0組。分別取第A0組之陶纖濾管及第A1~A3組之強化陶纖濾管,以壓張機測量其抗壓強度,進行數次實驗,並記錄結果如下第1表所示。
請參照第1表,第A1~A3組之強化陶纖濾管的抗壓強度顯著高於第A0組之陶纖濾管,顯示本發明藉由使該硬化劑吸附於該陶纖濾管之開口段及封閉段,續使該硬化劑固化,確實可以提升該陶纖濾管之強度。
依據上述,本發明之陶纖濾管強化方法藉由使該硬化劑吸附於該陶纖濾管之開口段及封閉段,續使該硬化劑固化,而可以提升所製得之強化陶纖濾管的強度,避免於使用時破損,進而達成「提升該強化陶纖濾管之使用便利性」功效。
再者,本發明之陶纖濾管強化方法,由於該硬化劑並未吸附於該延伸段,故於達成強化效果之同時,不會影響該強化陶纖濾管之過濾能力,達成「提升該強化陶纖濾管之過濾效能」功效。
此外,經由本發明之陶纖濾管強化方法所製得之強化陶纖濾管,藉由該延伸段之孔隙率大於該開口段及該封閉段之孔隙率,使該強化陶纖濾管可以具有較高的強度,而不易於使用時破損,達成「延長該強化陶纖濾管之使用壽命」功效。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內,相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧開口段
11‧‧‧開口
12‧‧‧凸緣
2‧‧‧延伸段
3‧‧‧封閉段
Claims (9)
- 一種陶纖濾管強化方法,包含:提供一陶纖濾管,該陶纖濾管包含依序相連之一開口段、一延伸段及一封閉段;提供一硬化劑;使該硬化劑吸附於該陶纖濾管之開口段及封閉段;及使吸附於該陶纖濾管之硬化劑固化。
- 如申請專利範圍第1項所述之陶纖濾管強化方法,其中,該陶纖濾管之開口段、延伸段及封閉段之長度比為10~20:260~280:10~20。
- 如申請專利範圍第1項所述之陶纖濾管強化方法,其中,係將該陶纖濾管之開口段及封閉段分別浸泡於該硬化劑中1~4次,每次浸泡10~60秒,以使該硬化劑吸附於該陶纖濾管之開口段及封閉段。
- 如申請專利範圍第1項所述之陶纖濾管強化方法,其中,該硬化劑係為矽溶膠(colloidal silica)。
- 如申請專利範圍第4項所述之陶纖濾管強化方法,其中,該矽溶膠包含以重量百分比計為20~60%之二氧化矽。
- 如申請專利範圍第5項所述之陶纖濾管強化方法,其中,係於100~150℃之溫度下加熱吸附有該硬化劑之陶纖濾管2~12小時,以使吸附於該陶纖濾管之硬化劑固化。
- 一種強化陶纖濾管,係以如申請專利範圍第1~6項所述之陶纖濾管強化方法製得。
- 如申請專利範圍第7項所述之強化陶纖濾管,其中,該強化陶纖濾管之延伸段的孔隙率大於該陶纖濾管之開口段及封閉段之孔隙率。
- 如申請專利範圍第8項所述之強化陶纖濾管,其中,該強化陶纖濾管之延伸段的孔隙率為70~85%,該陶纖濾管之開口段及封閉段的孔隙率為 0~60%。
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