陶纤滤管强化方法及强化陶纤滤管

摘要

一种陶纤滤管强化方法，用以解决现有陶纤滤管强度不足的问题。本发明的陶纤滤管强化方法包含：提供一陶纤滤管，该陶纤滤管包含依序相连的一开口段、一延伸段及一封闭段；提供一硬化剂；使该硬化剂吸附于该陶纤滤管的开口段及封闭段；及使吸附于该陶纤滤管的硬化剂固化。本发明另提供一种强化陶纤滤管，是以该陶纤滤管强化方法所制得。

说明书

技术领域

本发明关于一种陶纤滤管强化方法及强化陶纤滤管，尤其是一种可以提升抗压强度的陶纤滤管强化方法及强化陶纤滤管。

背景技术

一般而言，陶纤滤管是由陶瓷纤维构成的管状过滤元件，由于其具有高孔隙率及耐高温的特性，故可以用于工业高温废气的过滤，例如用于过滤工业燃烧所排放的废气。于使用时，是将陶纤滤管安装于过滤器中，而过滤器的一端连接抽风装置，藉由抽风装置降低陶纤滤管内部的压力，而将废气自陶纤滤管的外部吸入内部，使废气中所包含的灰尘被隔绝于陶纤滤管的外壁，而达成过滤效果。经过一段时间的使用后，灰尘会累积于陶纤滤管的外壁而形成尘饼，此时则藉由过滤器系统的清洗装置产生一反向脉冲气流，吹入陶纤滤管内，以使外部尘饼自陶纤滤管的外壁剥离脱落而被其下的料斗所收集。

然而，由于陶瓷纤维本身的脆性高，且陶纤滤管具有高孔隙率的特性，故其强度较低，可能于受到外力作用时于夹持端或其他受力端碎裂崩解，造成使用不便，须经常更换而增加使用成本。有鉴于此，有必要提供一种陶纤滤管的强化方法及强化陶纤滤管，以解决上述问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种陶纤滤管的强化方法，可以提升陶纤滤管的强度者。

本发明另提供一种强化陶纤滤管，其具有高强度者。

本发明的陶纤滤管强化方法，包含：提供一陶纤滤管，该陶纤滤管包含依序相连的一开口段、一延伸段及一封闭段；提供一硬化剂；使该硬化剂吸附于该陶纤滤管的开口段及封闭段；及使吸附于该陶纤滤管的硬化剂固化。

据此，本发明的陶纤滤管强化方法，藉由使该硬化剂吸附于该陶纤滤管的开口段及封闭段，续使该硬化剂固化，而可以提升所制得的强化陶纤滤管的强度，避免于使用时破损，进而达成“提升该强化陶纤滤管之使用便利性”功效。

其中，该陶纤滤管的开口段、延伸段及封闭段的长度比可以为10～20：260～280：10～20。藉此，可以提升所制得的强化陶纤滤管的强度，同时维持其过滤效能。

其中，可以将该陶纤滤管的开口段及封闭段分别浸泡于该硬化剂中1～4次，每次浸泡10～60秒，以使该硬化剂吸附于该陶纤滤管的开口段及封闭段。藉此，可以使该硬化剂渗入并均匀吸附于该开口段及封闭段。

其中，该硬化剂可以为硅溶胶(colloidal silica)。再者，该硅溶胶可以包含以重量百分比计为20～60％的二氧化硅。藉此，使该硬化剂可以耐高温及耐酸，以因应该强化陶纤滤管的使用需求。

其中，可以于100～150℃的温度下加热吸附有该硬化剂的陶瓷滤管2～12小时，以使吸附于该陶纤滤管的硬化剂固化。藉此，可以确保该硬化剂完全固化。

本发明的强化陶纤滤管，以上述的陶纤滤管强化方法制成。由于该硬化剂仅吸附于该强化陶纤滤管的开口段及封闭段，未吸附于该延伸段，故不会影响该强化陶纤滤管的过滤能力，达成“提升该强化陶纤滤管的过滤效能”功效。

其中，该强化陶纤滤管的延伸段的孔隙率可以大于该陶纤滤管的开口段及封闭段的孔隙率。藉此，使该强化陶纤滤管可以具有较高的强度，而不易于使用时破损。

其中，该强化陶纤滤管的延伸段的孔隙率可以为70～80％，该陶纤滤管的开口段及封闭段的孔隙率可以为0～60％。藉此，使该强化陶纤滤管的整体强度提升，同时维持其过滤效能。

附图说明

图1：陶纤滤管的结构示意图。

其中附图标记：

1开口段

11开口12凸缘

2延伸段 3封闭段

具体实施方式

为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

本发明的陶纤滤管强化方法，包含提供一陶纤滤管及一硬化剂，该陶纤滤管具有相连的开口段、延伸段及封闭段，使该硬化剂吸附于该陶纤滤管的开口段及封闭段，续固化该硬化剂。

请参照图1，该陶纤滤管通常具有均匀的孔隙率，例如具有70～85％的孔隙率。此外，该陶纤滤管可以以任何种类的陶纤纤维制成，且另可以混合其他纤维或材质，亦可以包含触媒。该陶纤滤管可以区分为一开口段1、一延伸段2及一封闭段3，该延伸段2连接于该开口段1及该封闭段3之间。该开口段1即为法兰(flange)的位置，该开口段1设有一开口11，该开口11的外周缘可以设有一凸缘12，用以连接抽风装置或管线或夹板等。该封闭段3则为一封闭状的尾端，该开口段1、该延伸段2及该封闭段3的比例可以为10～20：260～280：10～20。于本实施例中，该陶纤滤管的总长为300cm，该开口段1及封闭段3的长度皆为10～15cm，而该延伸段2的长度则为270～280cm。

该硬化剂可以为树脂或硅溶胶(colloidal silica)等高分子材料，其可以固化并提供较高的硬度者，且该硬化剂的选择可以依据该陶纤滤管的使用需求而调整。举例而言，若该陶纤滤管应用于高温环境，则该硬化剂较佳为耐高温的树脂或硅溶胶；若该陶纤滤管应用于酸性废气的过滤，则较佳选择耐酸的树脂或硅溶胶。于本实施例中，选用硅溶胶作为该硬化剂，其具有耐高温、耐酸的特性，该硅溶胶包含以重量百分比计为20～60％的二氧化硅，或者，该硅溶胶可以包含30～50％的二氧化硅。

使该硬化剂吸附于该陶纤滤管的开口段及封闭段的方法，可以为浸泡、冲淋或喷涂等，本发明不加以限制，惟较佳使该硬化剂可以渗透进入该开口段及封闭段的孔洞中，进而可以使该开口段及封闭段分别具有均匀的强度。举例而言，可以将该开口段及封闭段分别浸泡于该硬化剂中1～4次，每次浸泡10～60秒，以使该硬化剂得以渗入并均匀吸附于该陶纤滤管的孔洞中，以提升强化效果。

固化吸附于该陶纤滤管的硬化剂的方法，可以依据该硬化剂的性质选择。例如，若使用硅溶胶，则可以进行烘烤或于室温下风干的方式进行固化；若选用紫外光硬化型树脂，则可以照射紫外光，以使该硬化剂固化。由于陶纤滤管多为不可透光的材质，故较佳选用热固化类型的硬化剂，并藉由烘烤的方式进行固化，而可以避免部分硬化剂未固化的情形发生。以硅溶胶为例，可以于100～150℃的温度下加热2～7小时，以确保该硬化剂可以完全固化。于本实施例中，以120℃的温度加热4小时，以使硅溶胶完全固化。此处需注意的是，因应不同的使用需求，该开口段及封闭段的长度、硬化剂选择、硬化剂吸附方式及固化条件皆可以分别调整之，而无需使该开口段及该封闭段的条件相同。

待吸附于该陶纤滤管的硬化剂完全固化后，即制得本发明的强化陶纤滤管。由于该硬化剂仅填充于该强化陶纤滤管的开口段及封闭段，因此，该强化陶纤滤管的延伸段的孔隙率仍可维持原有较高的孔隙率而可以大于该开口段及封闭段的孔隙率。举例而言，该陶纤滤管的延伸段的孔隙率可以为70～85％，而该开口段及封闭段的孔隙率可以为0～60％。于本实施例中，该强化陶纤滤管的延伸段的孔隙率为72％，该开口段及封闭段的孔隙率则为51％，而可以使该强化陶纤滤管的整体强度较高，同时仍维持良好的过滤效能。再者，因应使用需求，该开口段及封闭段的孔隙率可以不同。

使用该强化陶纤滤管时，将该开口直接或间接连接抽风装置，藉由抽风装置降低该强化陶纤滤管内部的压力，而将废气自其外部吸入内部，使废气中所包含的灰尘被隔绝于该强化陶纤滤管的外壁而达成过滤效果。经过一段时间的使用后，灰尘会累积于该强化陶纤滤管的外壁而形成尘饼，此时则藉由系统的反吹装置产生一反向脉冲气流，以使尘饼自该强化陶纤滤管的表面脱落。

因此，由于该开口段用以直接或间接连接抽风装置或其他管线，容易于连接处受力破损，故对于强度的要求较高；此外，该反向脉冲气流吹入该强化陶纤滤管时，会直接冲击该封闭段，故该封闭段所承受的力量较强，而亦需要较高的强度。另一方面，该强化陶纤滤管的过滤功能则主要由该延伸段进行，故该延伸段需要较高的孔隙率，而对强度的要求相对较低。

本发明的陶纤滤管强化方法，使该硬化剂仅吸附于该开口段及该封闭段，该硬化剂不吸附于该延伸段，故不会影响该延伸段的孔隙率，而可以使所制得的强化陶纤滤管仍维持良好的整体过滤效果。同时，针对容易受到冲击或夹持而碎裂崩解的开口段及封闭段进行强化，而可以提升所制得的强化陶纤滤管的整体强度。

为证实本发明的陶纤滤管强化方法确实可以制得该强化陶纤滤管，并提升该强化陶纤滤管的强度，遂进行下述实验。

于本实验中，使用购自真茂企业股份有限公司的60BD silica及100BD silica硅溶胶作为第A1、A2组的硬化剂，其分别包含以重量百分比计约为42％及45％的二氧化硅；并使用购自AkzoNobel的Bindzil 9950硅溶胶作为第A3组的硬化剂，其包含以重量百分比计约50％的二氧化硅。本实验所选用的陶纤滤管的总长为300cm，该开口段及封闭段浸泡该硬化剂的长度皆设定为10cm。第A1～A3组各浸泡该硬化剂2次，每次30秒。浸泡该硬化剂后，于370℃的温度下烘干4小时，以制得各组的强化陶纤滤管，另以未经处理的陶纤滤管作为第A0组。分别取第A0组的陶纤滤管及第A1～A3组的强化陶纤滤管，以压张机测量其抗压强度，进行数次实验，并记录结果如下第1表所示。

第1表：第A0～A3组的最大施力强度

第A0组第A1组第A2组第A3组第一次实验809.49N3010.64N3335.00N2032.95N第二次实验906.45N2554.56N2712.84N2526.88N第三次实验－2011.66N2733.79N2498.39N第四次实验－2243.42N2936.24N3027.54N

请参照第1表，第A1～A3组的强化陶纤滤管的抗压强度显著高于第A0组的陶纤滤管，显示本发明藉由使该硬化剂吸附于该陶纤滤管的开口段及封闭段，续使该硬化剂固化，确实可以提升该陶纤滤管的强度。

依据上述，本发明的陶纤滤管强化方法藉由使该硬化剂吸附于该陶纤滤管的开口段及封闭段，续使该硬化剂固化，而可以提升所制得的强化陶纤滤管的强度，避免于使用时破损，进而达成「提升该强化陶纤滤管的使用便利性」功效。

再者，本发明的陶纤滤管强化方法，由于该硬化剂并未吸附于该延伸段，故于达成强化效果的同时，不会影响该强化陶纤滤管的过滤能力，达成“提升该强化陶纤滤管的过滤效能”功效。

此外，经由本发明的陶纤滤管强化方法所制得的强化陶纤滤管，藉由该延伸段的孔隙率大于该开口段及该封闭段的孔隙率，使该强化陶纤滤管可以具有较高的强度，而不易于使用时破损，达成“延长该强化陶纤滤管的使用寿命”功效。

虽然本发明已利用上述较佳实施例揭示，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者在不脱离本发明的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种更动与修改仍属本发明所保护的技术范畴，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。