TWI715978B - 環保全聚脲核廢料桶 - Google Patents

Abstract

一種環保全聚脲核廢料桶，適用於存放一核廢料，該環保全聚脲核廢料桶包含一桶本體及一防護構造。該桶本體由一種抗拉強度不小於30MPa的材質製成且包括一桶身及一桶蓋。該桶身具有一內桶面與一外桶面。該內桶面圍繞界定出用來存放該核廢料的一容室。該桶蓋用於封閉該容室並具有一外蓋面。該防護構造包括一底劑層及一全聚脲層。該底劑層位於該外桶面的外側與該外蓋面的外側。該全聚脲層位於該底劑層的外側。藉由該全聚脲層具有之耐候性、耐化性、耐衝擊等優異性質，能夠使本發明具有防水、耐衝擊、抗蝕、使用壽命長等特性。

Description

環保全聚脲核廢料桶

本發明是有關於一種處理放射性汙染材料之容器，特別是指一種用於存放輻射性廢料的環保全聚脲核廢料桶。

常見的核廢料處理方式通常是將核廢料封存於核廢料貯存桶中，而核廢料貯存桶的桶身通常由高硬度金屬製成，例如鋼製鐵桶，由於未經表面處理，在運輸過程中因金屬容易在受到碰撞時產生應力集中的缺陷，且長時間存放於室外或是沒有控管濕度、溫度等的室內時，桶身因濕氣會在應力集中的缺陷處產生鏽蝕甚至破損的現象。當桶身產生鏽蝕或破損的現象時，便有可能使盛裝的核廢料輻射外洩，而影響人體安全及造成環境污染的問題。

因此，本發明的目的，即在提供一種防水、耐蝕且耐衝擊的環保全聚脲核廢料桶。

於是，本發明環保全聚脲核廢料桶，適用於存放一核廢料，該環保全聚脲核廢料桶包含一桶本體及一防護構造。該桶本體 由一種抗拉強度不小於30MPa的材質製成，且包括一桶身及一設置於該桶身的桶蓋。該桶身具有反向設置的一內桶面與一外桶面。該內桶面圍繞界定出用來存放該核廢料的一容室。該桶蓋用於封閉該容室並具有反向設置的一內蓋面及一外蓋面，該內蓋面朝向該容室。該防護構造設置於該桶本體且包括一底劑層及一全聚脲層。該底劑層位於該外桶面的外側與該外蓋面的外側。該全聚脲層設置於該桶身與該桶蓋，且位於該底劑層的外側。該底劑層的材料選自於由聚氨酯及環氧樹脂所組成的群組。該全聚脲層由一A劑及一B劑混合而成，該A劑含有二苯甲烷異氰酸鹽及端氨基聚醚樹脂，該B劑含有擴鏈劑。

本發明之功效在於：藉由該防護構造的全聚脲層具有之耐候性、耐化性、耐衝擊等性質，能夠使本發明具有防水、耐衝擊、抗鏽蝕等特性。

1:桶本體

11:桶身

111:內桶面

112:外桶面

113:桶螺紋部

114:容室

115:凸緣

12:桶蓋

121:內蓋面

122:外蓋面

123:側環面

124:蓋螺紋部

125:卡槽

126:注入孔

127:排氣孔

128:凸肋

13:內鍍鋅層

14:外鍍鋅層

15:濾網

16:封蓋

161:凹槽

17:防漏環

2:防護構造

21:底劑層

22:全聚脲層

23:面漆層

231:輻射標誌

3:環保棧板

31:叉入口

4:核廢料

5:抗磁發泡水泥

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一張立體圖，說明本發明環保全聚脲核廢料桶的一實施例；圖2是該實施例的一張剖視示意圖； 圖3是該實施例的一張不完整的剖視示意圖；圖4是一張使用示意圖，說明數個該實施例放置於一環保棧板；及圖5是一張使用示意圖，說明數組的數個該實施例與數個該環保棧板垂直堆疊。

參閱圖1、圖2及圖3，本發明環保全聚脲核廢料桶的一實施例，適用於存放一核廢料4，本實施例包含一桶本體1及一設置於該桶本體1的防護構造2。

該桶本體1由鋼鐵製成，並包括一圓柱狀的桶身11，及一設置於該桶身11且實質上呈圓盤狀的桶蓋12。

該桶身11的高度為940mm、外徑為660mm、內徑為585mm，較佳地，該桶身11的最小厚度與該桶蓋12的最小厚度為6mm，雖在本實施例中的該桶身11、該桶蓋12皆具有均勻的厚度，但該桶身11、該桶蓋12也能有厚薄差異，當不以此為限。該桶身11具有反向設置的一內桶面111與一外桶面112，及一形成於該外桶面112的桶螺紋部113。該內桶面111圍繞界定出用來存放該核廢料4的一容室114。該外桶面112具有數間隔設置的凸緣115，該等凸緣115用於增加搬運本實施例時的摩擦力。

該桶蓋12用於封閉該容室114並具有反向設置的一內蓋面121與一外蓋面122、一連接於該內蓋面121的側環面123，及一形成於該側環面123並用於螺接該桶螺紋部113的蓋螺紋部124。該內蓋面121朝向該容室114。

在本實施例中，該桶蓋12還具有數間隔形成於該外蓋面122的卡槽125、一由該外蓋面122延伸至內蓋面121且連通於該容室114的注入孔126、一由該外蓋面122延伸至該內蓋面121且與該注入孔126相間隔並連通於該容室114的排氣孔127，及數間隔形成於該外蓋面122的凸肋128。在本實施例中，該注入孔126的孔徑實質上為2吋，該排氣孔127的孔徑實質上為3/4吋。該等卡槽125用於供一工具(圖未示)卡設而便於將該桶蓋12與該桶身11螺接組合或將該桶蓋12移除。該等凸肋128用於手動將該桶蓋12與該桶身11螺接組合或將該桶蓋12移除時，能夠增加摩擦力而達到省力的效果。該桶本體1還包括一位於該排氣孔127的濾網15、兩個以螺鎖的方式分別封閉該注入孔126與該排氣孔127的封蓋16，及一位於該桶身11與該桶蓋12間且用於增加密封性的防漏環17。每一封蓋16具有一凹槽161。該凹槽161用於供一起子(圖未示)卡設而便於進行螺鎖。

更詳細來說，該桶本體1具有一內鍍鋅層13及一外鍍鋅層14。該內鍍鋅層13設置於該桶身11的內桶面111與該桶蓋12的 內蓋面121，該外鍍鋅層14設置於該桶身11的外桶面112與該桶蓋12的外蓋面122。藉此，具有防水防蝕的作用。

需要說明的是，本實施例的該桶本體1由鋼鐵製成，具有耐衝擊的特性，但在其他變化例中，該桶本體1也可以由抗拉強度不小於30MPa的材質製成，例如高密度聚乙烯，同樣具有耐衝擊的特性。另外，該內鍍鋅層13與該外鍍鋅層14用於提供由鋼鐵製成的該桶本體1防鏽的功能，因此當該桶本體1由高密度聚乙烯製成時，由於高密度聚乙烯的高分子材料並沒有鏽蝕的問題，因此，該桶本體1就不須設置該內鍍鋅層13及該外鍍鋅層14。

該防護構造2包括一底劑層21、一全聚脲層22及一面漆層23。該底劑層21設置於該桶身11與該桶蓋12，且位於該外鍍鋅層14的外側。該全聚脲層22的厚度為2mm，且設置於該桶身11與該桶蓋12，並位於該底劑層21的外側。該面漆層23設置於該全聚脲層22相反於該底劑層21的一側，亦即該面漆層23直接外露而能被觀看。

該底劑層21的材料選自於由聚氨酯及環氧樹脂所組成的群組，能夠提高該全聚脲層22塗佈於該桶身11及該桶蓋12時的附著力。

在本實施例中，該全聚脲層22由一A劑及一B劑以1：1.1的比例混合而成的一種全聚脲材料，該A劑含有二苯甲烷異氰酸鹽 及端氨基聚醚樹脂，該B劑含有擴鏈劑。參閱下表，將全聚脲材料與現有的防水防蝕的材料(聚氨酯、防水氈、玻璃纖維、樹脂油漆)相比，可歸納出以下優點：

1、全聚脲材料無添加溶劑且固含量不小於96%，是一種不具毒性的環保材料。

2、全聚服材料硬化時間短，且附著能力強，能夠縮短施工時間。

3、全聚脲材料耐化性佳、且耐高低溫(-40℃~120℃)，能夠耐酸、鹼、鹽且抗鏽蝕，在室外貯存場的使用年限可達150年，在室內貯存場的使用年限可達440年(以加速實驗結果評估測定出)。

4、全聚脲材料具有較佳的機械性質、耐衝擊性、耐磨耗性，能夠使本實施例在搬運過程中避免受到碰撞、提供緩衝效果且避免產生應力集中的缺陷。

如圖1所示，該面漆層23為用於標示放射性物品的顏色，例如黃色或紅色，且該面漆層23具有一用來警示的輻射標誌231，藉此，提高使用安全性。

本實施例用於封存該核廢料4的流程如下：首先將該桶蓋12蓋設於該桶身11並透過該蓋螺紋部124與該桶螺紋部113螺接鎖固，接著，將該核廢料4絞碎成小塊或呈粉狀後與一抗磁發泡水泥及一鹼性速凝劑(圖未示)攪拌後由該桶蓋12的注入孔126注入該桶身11的容室114內，此時，可藉由該注入孔126觀察該容室114剩餘的空間，並可藉由該排氣孔127使該容室114內的空氣排出，該濾網15用於避免該核廢料4與該抗磁發泡水泥5的混和物由該排氣孔127溢出。當該核廢料4與該抗磁發泡水泥5的混合物注入該容室114內並固化後，再將該等封蓋16分別封閉該注入孔126及該排氣孔127。最後，透過人工作業或機械手臂依序在該外桶面112及該外蓋面122噴塗上該底劑層21、該全聚脲層22及該面漆層23而構成該防護構造2，由於該防護構造2是在該桶蓋12與該桶身11組合封閉後才噴塗形成，因此，該桶本體1與該防護構造2之間不易產生間隙，防護效果較佳。且該抗磁發泡水泥5由一抗磁砂漿(圖未示)及一發泡水泥(圖未示)以1：1的比例混合而成，該抗磁砂漿能減少該 核廢料4的輻射量，該發泡水泥在固化後相較於一般的水泥，具有較低的比重而能減輕整體重量。而該鹼性速凝劑添加的比例約為該抗磁發泡水泥5重量的2%，能夠使該抗磁發泡水泥5固化的時間由大約12小時降低至大約10分鐘，且相較於酸性速凝劑，該鹼性速凝劑對人體健康危害較小且不易侵蝕該抗磁發泡水泥5。

而當該核廢料4為液態的放射性廢料時，可以利用由較低化學反應性的高密度聚乙烯製成之桶本體1盛裝，並且在該桶本體1的容室114內灌注較低化學反應性的氣體(如氮氣)或是惰性氣體(如氬氣)，來將該容室114內的空氣排出再進行後續的封存作業，能夠降低該核廢料4與由較高化學反應性的材質製成之桶本體1(如鋼鐵)或是與空氣中較高化學反應性的氣體(如氧氣)產生化學反應的機會，提升使用安全性。

需要說明的是，該核廢料4與該抗磁發泡水泥5的混和物也可以直接倒入該容室114內並進行固化後，再將該桶蓋12與該桶身11螺接組合並封閉該容室114，因此，在其他變化例中，該桶蓋12也可以不設置該注入孔126及該排氣孔127，該桶本體11也可以不包括該濾網15及該等封蓋16。

此外，因現有的核廢料貯存桶外徑大約為580mm，本實施例的該桶身11的內徑設計為585mm，便能夠在現有的核廢料貯存桶破損時直接放入本實施例的該容室114內，再將該桶蓋12與該 桶身11螺接組合並封閉該容室114即可封存，而不須將該核廢料4從現有的核廢料貯存桶中移出再重新裝桶，能夠提升使用方便性。

參閱圖4及圖5，在運輸過程中，可以將數個該實施例先放置於一可雙面使用的環保棧板3，再操作一推高機(圖未示)進行搬運。該環保棧板3的周面形成有數個間隔設置的叉入口31供該堆高機的前叉插入而便於運輸。該環保棧板3的長度及寬度均為1500mm，高度為150mm，適用於供四個該實施例放置，且該環保棧板3可雙面使用，因此，如圖5所示，能夠藉由數個該環保棧板3與數組的該等實施例垂直堆疊放置。

該環保棧板3由高密度聚乙烯的材質製成，能夠重複回收使用而具有環保特性，且該環保棧板3的動荷重介於1000~1500公斤，能夠在運載貨物時支撐不易變形。另外，該環保棧板3的耐溫性佳，工作溫度介於-20~80℃，使用年限可達5~10年。

綜上所述，本發明藉由該防護構造2的全聚脲層22具有之防水、高耐化性佳、高耐溫性、高抗衝擊性、高抗蝕性，而能夠避免該桶本體1在運輸過程受到碰撞而產生應力集中的缺陷，以及能夠隔絕水氣、耐酸鹼，而防止該桶本體1長時間存放在室內或室外而產生鏽蝕的現象。因此，確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書 內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

1:桶本體

111:內桶面

112:外桶面

113:桶螺紋部

114:容室

12:桶蓋

121:內蓋面

122:外蓋面

124:蓋螺紋部

13:內鍍鋅層

14:外鍍鋅層

17:防漏環

2:防護構造

21:底劑層

22:全聚脲層

23:面漆層

123:側環面

Claims (10)

1. 一種環保全聚脲核廢料桶，適用於存放一核廢料，該環保全聚脲核廢料桶包含：一桶本體，該桶本體由一種抗拉強度不小於30MPa的材質製成且包括一桶身及一設置於該桶身的桶蓋，該桶身具有反向設置的一內桶面與一外桶面，該內桶面圍繞界定出用來存放該核廢料的一容室，該桶蓋用於封閉該容室並具有反向設置的一內蓋面及一外蓋面，該內蓋面朝向該容室，該桶蓋還具有一連通於該容室的注入孔，及一由該與該注入孔相間隔並連通於該容室的排氣孔，該桶本體還包括兩個分別封閉該注入孔與該排氣孔的封蓋；及一防護構造，設置於該桶本體且包括一底劑層及一全聚脲層，該底劑層位於該外桶面的外側與該外蓋面的外側，該全聚脲層設置於該桶身與該桶蓋且位於該底劑層的外側，該底劑層的材料選自於由聚氨酯及環氧樹脂所組成的群組，該全聚脲層由一A劑及一B劑混合而成，該A劑含有二苯甲烷異氰酸鹽及端氨基聚醚樹脂，該B劑含有擴鏈劑。
2. 如請求項1所述的環保全聚脲核廢料桶，其中，該桶本體具有一內鍍鋅層及一外鍍鋅層，該內鍍鋅層設置於該桶身的內桶面與該桶蓋的內蓋面，該外鍍鋅層設置於該桶身的外桶面與該桶蓋的外蓋面且位於該底劑層的內側。
3. 如請求項1所述的環保全聚脲核廢料桶，其中，該桶身的內徑不小於580mm。
4. 如請求項1所述的環保全聚脲核廢料桶，其中，該全聚脲層的厚度不小於2mm。
5. 如請求項1所述的環保全聚脲核廢料桶，其中，該桶身的最小厚度及該桶蓋的最小厚度均不小於6mm。
6. 如請求項1所述的核廢料桶，其中，該桶身還具有一桶螺紋部，該桶蓋還具有一用於螺接該桶螺紋部的蓋螺紋部。
7. 如請求項6所述的環保全聚脲核廢料桶，其中，該桶身的桶螺紋部形成於該外桶面，該桶蓋還具有一連接於該內蓋面的側環面，該蓋螺紋部形成於該側環面。
8. 如請求項1所述的環保全聚脲核廢料桶，其中，該A劑與該B劑的比例為1：1.1。
9. 如請求項1所述的環保全聚脲核廢料桶，其中，該防護構造還包括一設置於該全聚脲層相反於該底劑層之一側的面漆層，該面漆層具有警示的作用。
10. 如請求項1所述的環保全聚脲核廢料桶，其中，該桶本體由鋼鐵、高密度聚乙烯的其中一者製成。

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