碟盤式濾袋的製造方法及其製造裝置的製作方法

2023-11-03 11:40:07 1

專利名稱：碟盤式濾袋的製造方法及其製造裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種固液分離用的濾袋，且特別是有關於一種製造快速、濾袋合格率 高且不易破損的碟盤式濾袋的製造方法及其製造裝置。
背景技術：
以薄膜過濾裝置進行固液分離的技術，已被廣泛地運用在汙水回收處理上，其中， 將薄膜完全浸入汙水處理槽內，並在槽底增加曝氣供氧的浸泡式作法，因為是採用負壓將 濾液吸入產水側，所以可降低汙水通過薄膜時的能源損耗，且因薄膜是安裝在槽體內，故也 較不佔空間。目前已知的浸泡式過濾裝置，較常見的有中空管、中空纖維薄膜(Hollow fiber membrane)、板框式薄膜(Flat sheet membrane)等型式，其特點為單位體積內具有較大的 截汙面積，因此產水側可獲得理想的濾液與過濾效果。另一方面，為了避免處理槽內因濃度 極化現象(Concentration Polarization)與薄膜阻塞(Membrane Fouling)，造成濾液流速 的衰減，雖然已在槽底增加曝氣擾動，但防汙堵的效果仍不理想，較有效率的方式是對薄膜 (管)進行逆洗程序，使積附在濾膜外表的濾餅產生脫離，上述的中空管與中空纖維薄膜由 於孔徑相當細微，因此並無法施以逆洗程序，而板框式薄膜雖宣稱能以濾液由產水側衝出 濾餅，但受限於板框形體的限制，濾液反向衝除至板框各個側邊的壓力勢必不相同，所以實 際上並不能達到逆洗的效果。有鑑於此，本案申請人已開發出一種碟盤式的濾袋，其是在兩個呈圓形的薄膜之 間夾設有一網孔狀的支撐網，而支撐網在外緣是以超音波黏合方式與前述薄膜相積合，且 薄膜與支撐網中央同心穿設有一產水孔，如此，即形成三層狀的扁囊式濾袋結構，此濾袋的 產水孔是套穿在一表面具有多數通孔的產水管上，在另外用一導水盤組於兩側夾壓固定， 相關的專利案已可見諸於中國臺灣專利第1295589、1312767及第1303579號等發明專利 案。由於濾袋為圓盤型，且產水孔設置於盤面的中央，因此進行逆洗程序時，濾液對薄膜的 反向推擠壓力皆為一致，因此可獲得良好的逆洗效果，且濾袋不需要在側邊或外緣以厚框 進行組固，因此整體重量輕、厚度薄，在相同的空間下，其濾袋可迭組的數量更高，相對有效 的截汙面積更大。儘管上述的碟盤式濾袋結構具有可逆洗、截汙能力高的諸多優點，但在實際的制 造上，卻有其待改進與解決之處；即，以往的製法是先裁切成預定尺寸的支撐網與薄膜，然 後將三者放入一模具內迭合，接著，再利用超音波熔接方式，對三者的邊緣施以超音波黏合 密接，同時，利用切刀頭在中央裁切出該產水孔，但對於濾袋的外徑尺寸較大，要一次性地 對於濾袋的邊緣施以超音波黏合勢必不可能，通常是以分段的迴轉式超音波技術來進行接 合(一般是將外緣分成三個120度的扇形區塊來加工)，而基於邊緣水密性要求要高的前提 下，濾袋在外緣將不可避免地有局部重複黏合的超音波接緣，此重迭的接緣會因熔接時間 過久，使得濾袋錶面產生燙傷、變型，甚至有肉眼無法辨識的損害縫隙，使得產品的不良率 提高，且對於防漏的水密性品質上，也會衍生出後續的困擾；再者，這種分段接合外緣的方式，在產速上過於緩慢，需要大量的人力來操作，並不符合經濟效益。此外，因為是採用分段迴轉加工黏合，中央的產水孔在經過切刀頭衝壓後，會使得 薄膜與支撐網產生暫時性的密壓銜接，影響產水時濾液的流通行進，必須要另外以人力掰 開，亦不方便。

發明內容
本發明的目的，在於提供一種製造快速、濾袋合格率高、不易破損，且加工產水孔 時薄膜與導水網不會相銜接的碟盤式濾袋的製造方法及其製造裝置。為了達成上述目的，本發明的解決方案是一種碟盤式濾袋的製造方法，包含以下步驟步驟(A)製備具有透氣性的兩薄膜 基材及一導水網基材；步驟(B)將前述薄膜基材分別貼設在該導水網基材的頂、底面，以 構成三層狀的一積層材料；步驟(C)將該積層材料以一可保持穩定張力的機具進行連續 輸送，並在其輸送路徑上對該積層材料以一熱壓單元進行熱壓積合，該熱壓單元是在該積 層材料的移動路徑上，以點接觸方式對其施以熱輥壓，以在該積層材料上形成一個使前述 材料相互密合且呈圓形的熔接緣，且促使該積層材料上形成有一碟盤狀且中空的濾袋半成 品；步驟(D)將經過輥壓後的濾袋半成品，再經過一衝孔處理，使濾袋半成品的中心被裁 出一產水孔，以構成一碟盤式濾袋成品。上述步驟(C)中，該熱壓單元在濾袋半成品的兩側，同時連續熱壓有兩道抗拉定 位條。上述步驟(A)中更製備有兩保護膜，將兩層保護膜分別安置於步驟(B)兩層薄膜 基材的外側，使五層結構的積層材料經過熱壓單元的熱壓處理。上述保護膜是以非熱可塑性的薄膜材料製成。上述步驟(C)進行熱壓的同時，是同步將濾袋半成品予以切斷。上述步驟(C)中的熱壓積合是採用超音波加工黏合方式或是高周波加工黏合方 式。一種碟盤式濾袋的製造裝置，包含有一輸送單元、一熱壓單元及一衝孔單元；輸送 單元具有複數個傳動輪及複數個固定軸，以及套設在各該固定軸上的兩薄膜基材與一導水 網基材；熱壓單元具有一氣壓缸、一傳動組、一加熱組，以及一受動於該氣壓缸與傳動組的 熱壓輥輪，該熱壓輥輪的表面設有一碟盤形的凹紋；藉此，利用各傳動輪的傳動，將一積層 材料帶送經過該熱壓單元的熱壓輥輪下方，並啟動氣壓缸、傳動組與加熱組，以使該熱壓輥 輪開始旋轉，再利用熱壓輥輪上的凹紋，對兩薄膜基材與導水網基材進行熱壓與切斷作業， 以成型出一碟盤狀且中空的濾袋，最後，再利用該衝孔單元對該濾袋中央施予衝孔處理。上述熱壓單元的熱壓輥輪上更設有兩道側壓紋，各側壓紋位於該碟盤形凹紋的兩 側。上述熱壓輥輪上的側壓紋呈現鋸齒形。上述熱壓單元的傳動組包含一傳動熱壓輥輪的鏈條及複數個帶動濾袋的傳動輪。採用上述方案後，本發明碟盤式濾袋的製造方法及其製造裝置，利用點接觸方式 進行熱壓積合，僅熱壓輥輪旋轉一圈就可成型出碟盤狀的濾袋，其製造快速，可降低製造成 本；而且，點接觸熔接作業的功率耗損低，可節省能源；其次，連續式的點接觸熔接方式，濾袋不易破損，也無熔接空隙的問題，故質量佳且合格率高，可大幅降低廢料的產生；另外，利 用衝孔單元直接貫穿濾袋，使得薄膜基材與導水網基材之間不致相黏接。


圖1是本發明碟盤式濾袋的製造方法的第一實施例的步驟流程圖；圖2是本發明碟盤式濾袋的製造裝置的具體實施例的平面圖；圖3是本發明碟盤式濾袋的製造裝置的局部立體圖；圖4是三層結構的碟盤式濾袋成品的平面圖；圖5是為碟盤式濾袋成品的剖視圖；圖6是本發明碟盤式濾袋的製造方法的第二實施例的步驟流程圖；圖7是本發明在積層材料兩側面分別貼設一保護膜的剖視圖。
具體實施例方式參照圖1，是本發明所提供的碟盤式濾袋的製造方法的第一實施例，包含以下步 驟步驟(A)製備具有透氣性的兩薄膜基材及一導水網基材。步驟⑶將前述薄膜基材分別貼設在前述導水網基材的頂、底面，以構成三層狀 的一積層材料。步驟(C)將前述積層材料以一可保持穩定張力的機具進行連續輸送，並在其輸 送路徑上對該積層材料以一熱壓單元進行熱壓積合，該熱壓單元是在該積層材料的移動路 徑上，以點接觸方式對其施以熱輥壓，以在該積層材料上形成一個使前述材料相互密合且 呈圓形的熔接緣110(如圖3所示)，且促使該積層材料上形成有一碟盤狀且內部中空的濾 袋半成品。另外，在對積層材料進行熱壓的同時，是利用該熱壓單元同步將濾袋半成品由積 層材料上予以切離，並使自積層材料上切離的濾袋半成品被收集自儲料箱存放。步驟(D)將經過輥壓切斷後的多數個濾袋半成品水平重迭，再經過一衝孔處理， 使濾袋半成品的中心被裁出一產水孔120(如圖4所示)，以構成一碟盤式濾袋成品。在本發明中，前述步驟(C)中的熱壓積合處理可採用超音波加工黏合方式或是高 周波加工黏合方式，來進行熱壓合處理，本實施例中，是以超音波加工黏合方式為例。參照圖2與圖3，是依據上述第一實施例的本發明碟盤式濾袋的製造方法，本發明 碟盤式濾袋的製造裝置包含一輸送單元10、一熱壓單元20及一衝孔單元30。本實施例中， 該輸送單元10、熱壓單元20及衝孔單元30是安置於一機臺40上。輸送單元10具有複數個傳動輪11及複數個固定軸12，以及套設在各該固定軸12 上的兩薄膜基材13與一導水網基材14。本實施例中，薄膜基材13與導水網基材14分別卷 繞在轉軸上，以套置於固定軸12上備用。熱壓單元20具有一氣壓缸21、一傳動組22、一加熱組23，以及一受動於該氣壓缸 21與傳動組22的熱壓輥輪M。本實施例中，該加熱組23是一超音波振蕩板。該熱壓輥輪 24的表面環繞設有一凹紋M1，該凹紋241展開後恰呈一圓形。傳動組22包含一鏈條221及複數個傳動輪222。該鏈條221用以傳動熱壓輥輪 24,該傳動輪222用以帶送濾袋100。
操作時，將兩層薄膜基材13分別夾設在導水網基材14的頂、底面，以構成三層狀 的一積層材料，並利用各傳動輪11的傳動，將前述三者組成的積層材料帶送經過熱壓單元 20的熱壓輥輪M下方。接著，啟動氣壓缸21、傳動組22與加熱組23，該氣壓缸21可驅使 熱壓輥輪M下移而接觸積層材料，並與該加熱組23形成共同夾壓積層材料，然後，積層材 料在傳動組22及熱壓輥輪M的牽引下，加熱組23會對於積層材料施以高頻振蕩，同時，該 熱壓輥輪M開始同步旋轉，再利用熱壓輥輪M上的凹紋241對兩薄膜基材13與導水網基 材14進行超音波的熱壓處理，以成型出一碟盤狀且中空的濾袋100半成品。上述進行超音 波熔接時，該熱壓滾輪M的凹紋241外緣是具有細微的切緣(圖中未示)，因此可在熱壓輥 輪M輥壓積層材料時，對熔接緣110的最外周圈形成切斷效果，使濾袋100半成品可自積 層材料上分離。請參照圖4與圖5，最後，再利用該衝孔單元30對該濾袋100半成品中央部 位進行衝孔處理，使濾袋中央形成有一產水孔120(如圖4所示)，即可完成。再請參照圖6，是本發明碟盤式濾袋的製造方法的第二實施例，包含以下步驟步驟(A)製備具有透氣性的兩薄膜基材、一導水網基材及兩保護膜，前述保護膜 是以非熱可塑性的薄膜材料製成，例如紙材、離形紙(release paper)、木纖紙等。步驟(B)將前述薄膜基材分別貼設在該導水網基材的頂、底面，並將前述保護膜 分別安置於兩薄膜基材的外側，以構成五層狀的一積層材料。步驟(C)將該積層材料以一可保持穩定張力的機具進行連續輸送，並在其輸送 路徑上對該積層材料以一熱壓單元進行熱壓積合，該熱壓單元是在該積層材料的移動路徑 上，以點接觸方式對其施以熱輥壓，從而在該積層材料上形成一個使前述材料相互密合且 呈圓形的熔接緣110，以及兩道鋸狀的抗拉定位條130 (如圖3所示)，且促使該積層材料上 形成有一碟盤狀且中空的濾袋半成品。另外，前述進行熱壓的同時，是同步將濾袋半成品予 以切斷。步驟(D)將濾袋半成品兩側面的保護膜撕除，由於濾袋半成品兩側面的保護膜 為非熱可塑性材料，因此，經熱壓積合後，不會與薄膜基材產生熔接，使操作者可以輕易地 外將濾袋半成品外側面上的保護膜予以撕除。步驟(E)將經過輥壓後的濾袋半成品經過一衝孔處理，使濾袋半成品的中心被 裁出一產水孔，以構成一碟盤式濾袋成品。如上所述，相較於以往碟盤濾袋製法的使用問題，本發明的碟盤式濾袋的製造方 法及其製造裝置，具有以下功效及優點(1)利用點接觸方式使得熱壓輥輪M熔接一圈就可成型出碟盤狀的濾袋，製造快 速，且機械一貫化作業，作業快速、可降低製造成本；(2)相對於以往濾袋採用的面接觸的分段超音波熔接，本發明的積層材料在單位 時間內，是實施採用點接觸熔接作業，其功率耗損低，可節省能源；(3)連續式的點接觸熔接方式，無重複熔接部位，因此濾袋不易破損，也無熔接空 隙產生的問題，故質量佳且合格率高，可大幅降低廢料的產生；(4)利用衝孔單元直接貫穿濾袋，使得薄膜基材與導水網基材之間不致相黏接，所 以也無需另外以人力掰開。值得一提的是，第二實施例所製造出的碟盤式濾袋，利用熱壓輥輪M的側壓紋 242同步壓合處理，以保持積層材料表面適當張力，且使該積層材料保持更穩定地被機具連續輸送，不但可強化碟盤濾袋的製造質量，也可加速製造作業。另外，圖7中五層狀的積層 材料，其保護膜15的設置，在加工當中，以維持薄膜基材13表面的平整性，可避免薄膜基材 13因表面皺摺而經超音波壓合處理後無法完整地密接，或是受到油汙的沾汙，如此，可維持 濾袋100的質量。 以上所述僅為本發明的實施例，不能以此限定本發明的保護範圍，凡是按照本發 明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護範圍之內。
權利要求
1.一種碟盤式濾袋的製造方法，其特徵在於包含以下步驟步驟(A)製備具有透氣性的兩薄膜基材及一導水網基材；步驟(B)將前述薄膜基材分別貼設在該導水網基材的頂、底面，以構成三層狀的一積 層材料；步驟(C)將該積層材料以一可保持穩定張力的機具進行連續輸送，並在其輸送路徑 上對該積層材料以一熱壓單元進行熱壓積合，該熱壓單元是在該積層材料的移動路徑上， 以點接觸方式對其施以熱輥壓，以在該積層材料上形成一個使前述材料相互密合且呈圓形 的熔接緣，且促使該積層材料上形成有一碟盤狀且中空的濾袋半成品；步驟(D)將經過輥壓後的濾袋半成品，再經過一衝孔處理，使濾袋半成品的中心被裁 出一產水孔，以構成一碟盤式濾袋成品。
2.如權利要求1所述的碟盤式濾袋的製造方法，其特徵在於所述步驟(C)中，該熱壓 單元在濾袋半成品的兩側，同時連續熱壓有兩道抗拉定位條。
3.如權利要求1所述的碟盤式濾袋的製造方法，其特徵在於所述步驟(A)中更製備 有兩保護膜，將兩層保護膜分別安置於步驟(B)兩層薄膜基材的外側，使五層結構的積層 材料經過熱壓單元的熱壓處理。
4.如權利要求3所述的碟盤式濾袋的製造方法，其特徵在於所述保護膜是以非熱可 塑性的薄膜材料製成。
5.如權利要求1所述的碟盤式濾袋的製造方法，其特徵在於所述步驟(C)進行熱壓 的同時，是同步將濾袋半成品予以切斷。
6.如權利要求1所述的碟盤式濾袋的製造方法，其特徵在於所述步驟(C)中的熱壓 積合是採用超音波加工黏合方式或是高周波加工黏合方式。
7.一種碟盤式濾袋的製造裝置，其特徵在於包含有一輸送單元、一熱壓單元及一衝 孔單元；輸送單元具有複數個傳動輪及複數個固定軸，以及套設在各該固定軸上的兩薄膜基材 與一導水網基材；熱壓單元具有一氣壓缸、一傳動組、一加熱組，以及一受動於該氣壓缸與傳動組的熱壓 輥輪，該熱壓輥輪的表面設有一碟盤形的凹紋；藉此，利用各傳動輪的傳動，將一積層材料帶送經過該熱壓單元的熱壓輥輪下方，並啟 動氣壓缸、傳動組與加熱組，以使該熱壓輥輪開始旋轉，再利用熱壓輥輪上的凹紋，對兩薄 膜基材與導水網基材進行熱壓與切斷作業，以成型出一碟盤狀且中空的濾袋，最後，再利用 該衝孔單元對該濾袋中央施予衝孔處理。
8.如權利要求7所述的碟盤式濾袋的製造裝置，其特徵在於所述熱壓單元的熱壓輥 輪上更設有兩道側壓紋，各側壓紋位於該碟盤形凹紋的兩側。
9.如權利要求8所述的碟盤式濾袋的製造裝置，其特徵在於所述熱壓輥輪上的側壓 紋呈現鋸齒形。
10.如權利要求7所述的碟盤式濾袋的製造裝置，其特徵在於所述熱壓單元的傳動組 包含一傳動熱壓輥輪的鏈條及複數個帶動濾袋的傳動輪。
全文摘要
本發明公開一種碟盤式濾袋的製造方法，包含以下步驟將具有透氣性的兩薄膜基材分別貼設在一導水網基材的頂、底面，以構成三層狀的一積層材料；再將該積層材料以一可保持穩定張力的機具進行連續輸送，並在其輸送路徑上對該積層材料以一熱壓單元以點接觸方式進行熱壓積合，以在該積層材料上形成一個呈圓形的熔接緣，且促使該積層材料上形成有一碟盤狀且中空的濾袋半成品；接著，將濾袋半成品再經過一衝孔處理，使濾袋半成品的中心被裁出一產水孔，以構成一碟盤式濾袋成品。此種製造方法製造快速、濾袋合格率高、不易破損，且加工產水孔時薄膜與導水網不會相銜接。本發明還提供一種實施前述碟盤式濾袋的製造方法的製造裝置。
文檔編號B01D29/11GK102059057SQ20091022463
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月16日 優先權日2009年11月16日
發明者郭其昌 申請人:新世膜科技股份有限公司