专利名称：利用电弧加工薄膜细孔的装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种加工薄膜细孔的装置与方法，特别是一种利用电弧加工薄膜细孔的装置与方法。
一般常见的具有细孔的高分子聚合物薄膜，如包装材料、雨衣、衬垫等，对薄膜穿孔的加工方法，如图1所示，其表示一种热针刺孔技术，其中，被加工的薄膜10放在工作台上，经由一进给装置带动，薄膜10经一热针滚轮11与毛刷背轮12之间通过，由毛刷背轮12支撑薄膜10，热针滚轮11的表面设有多个能传导热能的热针111，且热针滚轮11及毛刷背轮12分别由动力装置带动旋转，当被加工的薄膜10进给至热针滚轮11与毛刷背轮12之间时，即为热针滚轮11上的热针111所穿刺，而在薄膜10的表面上形成有多个细孔101，由于热针111在穿透薄膜10的同时，滚轮仍在旋转，容易拖带或勾触细孔101的边缘，此时，薄膜呈热胶状，易造成各细孔101的周缘残留有呈胶状的薄膜，可藉助于毛刷背轮12的旋动，以刷掉残留于细孔101上的胶状薄膜，使呈热胶著状的胶屑被刷除，此种装置，在实际应用与制作上，仍存在如下缺点1、热针成本高；2、热针易磨耗，粗细不均，导致细孔孔径不一致；3、热针上易粘覆胶屑；4、毛刷背轮经久使用，易粘贴有胶着薄膜，造成损坏；5、穿刺的细孔孔径不均，且孔缘不平顺，孔径无法调整；6、无法弹性变更孔距；7、无法控制细孔的分布区域。
本发明的主要目的在于提供一种无粘膜的利用电弧加工薄膜细孔的装置与方法，就是藉助瞬间电弧产生热能，以高温使薄膜瞬间融化，在薄膜上形成多个贯穿细孔，孔洞口会由中间往外聚缩，使孔缘平滑且无切屑，细孔的强度保持完好。
本发明的次一目的在于提供一种可应用于各种形式薄膜的加工细孔的装置与方法，其中可藉由调整电流或电压，可控制电弧的能量，进而控制熔解温度，藉以因应不同厚度、材料及孔径要求的薄膜加工。
本发明的再一目的在于提供一种可控制细孔分布区域的加工薄膜细孔的装置与方法，主要是将多个电弧产生器排列安置，配合薄膜的进给，可产生矩阵式细孔，再搭配可编程控制系统，则可进行可控制区域的细孔分布加工。
为达到上述目的，本发明采取如下措施本发明的利用电弧加工薄膜细孔的装置，包括一电源供应模组；一薄膜进给装置，包括一进料侧及收料侧，藉以输送薄膜；其特征在于，还包括一电弧产生器模组、一支撑板及可编程控制器；薄膜进给装置与可编程控制器连接，以控制其进给速率及薄膜的张力；电弧产生器模组由至少二个电弧产生器排列组成，安置于薄膜进给装置的上方，每一电弧产生器皆具有动作控制线路，可瞬间产生热能，由编程控制器控制，配合薄膜的进给控制加工薄膜细孔布区域；支撑板设于机台内对应于薄膜进给装置下方，支撑板的板体上贯设有小孔洞，其底部连接有真空气压源，以排出加工时机台内的高温废气。
本发明的利用电弧加工薄膜细孔的方法，包括下列步骤①将电弧产生器模组对应于薄膜进给装置上方；
②电弧产生器模组连接控制线路，分别连接一高频变压器模组；③高频变压器模组与一个一次侧电路控制模组连接；④一次侧电路控制模组与一电源供应模组连接；⑤各模组受一可编程控制器所控制；⑥利用一次侧电路数字式控制方式，控制薄膜进给装置的薄膜张力及进给速率；⑦利用一次侧电路数字式控制方式，控制电弧产生频率及动作时机；⑧调整电源供应模组的电流值及电压值，以控制高频变压器模组的能量；⑨利用电弧瞬间产生热能，配合薄膜的进给，对薄膜细孔进行加工。
图1为传统式薄膜窗孔的加工方法示意图；图2为本发明的电弧产生器模组加工装置的示意图；图3为本发明的加工示意图；图4为末发明的加工薄膜产品示意图；图5为本发明薄膜加工状态的示意图；图6为本发明电弧加工薄膜细孔的方法流程图；结合实施例及附图对本发明详细说明如下本发明的一种利用电弧加工薄膜细孔的方法与装置，其是利用电弧产生热量，瞬间熔融高分子聚合物材料薄膜，使该薄膜上呈现许多细孔的装置与方法；图2为本发明利用电弧加工装置示意图，其中，利用电弧加工薄膜细孔的装置20主要包括由数个电弧产生器211组成的电弧产生器模组21，每一电弧产生器211的动作，可采用独立控制线路，亦可以采用群组控制线路，使数个电弧产生器211分别与高频变压器模组22连接，高频变压器模组22并与一次侧电路控制模组23连接，且上述各构件由一可编程控制器24所控制，藉由高频变压器模组22提供高频电能，瞬间产生热能，以高温融熔薄膜10，并穿透薄膜10，使其上呈现数个贯穿状的细孔101，各细孔101在经瞬间热融，其洞口会由中间向外聚缩，而使各细孔101的孔缘得呈平滑且无切屑状态，亦可将细孔101的强度破坏降至最低。另外，为能有效地控制电流或电压，可配置有电源供应模组25，藉以控制电弧产生器模组21的能量，进而控制其熔解的温度，以适应不同厚度、材料及孔径的薄膜。
再者，本发明利用电弧加工薄膜细孔的控制方法，为利用一次侧电路控制模组23以数字式的控制方式，控制电弧的频率及作功的时机，进而达到可控制薄膜10细孔101加工的分布区域，而使薄膜10上的细孔101可排列成任意形状；而藉由调整电源供应模组25的能量，可控制高频变压器组22的二次侧能量输出，进而控制及因应不同厚度、材料及孔径大小的薄膜10的加工，以作更多元化的应用。
图3为本发明装置的加工状态示意图，其中电弧产生器模组21，可同时于整排或整列的排序加工细孔101，配合薄膜10的进给，则可产生矩阵式细孔101，若再搭配可编程控制系统，更可控制薄膜10上欲加工的区域，以进行细孔101的分布加工，此控制区域，可为任意设计的各种形状，如矩形、三角形、圆形或梅花形等等(如图4所示)，其控制方法是利用一次侧电路控制模组23数字式控制方式(如图2所示)，控制电弧产生器模组21产生频率及作功时机，藉以达到可控制区域的细孔101分布加工，并使薄膜10上的细孔101间的孔距可根据需要变更；另外，为因应不同材料、厚度、孔径的薄膜10，是利用调整电源供应模组25的电流或电压，可控制电弧产生器模组21的能量，进而控制其熔解的温度，以适用于各种材料、厚度及孔径要求的薄膜10；再者，本发明以电弧瞬间加工薄膜10成细孔101的方式，各细孔101在经瞬间热融，孔洞会由中间往外聚缩，而使其孔缘呈现平滑且无切屑状态，不致造成细孔101强度的破坏。
图5为本发明的实施例示意图，其中数组电弧产生器模组21、高频变压器模组22、一次侧电路控制模组23及电源供应模组25可同时组配于密闭式的机台30内，依所需加工薄膜细孔101的形状不同，而作不同的排列组合，以加工薄膜细孔101，薄膜10由一进给装置31的进料侧311依序进给至机台30内，并对应于经排列组合的电弧产生器模组21下方，藉由薄膜10的进给配合，进行细孔101熔融加工，使得薄膜10的预设区域上分布有所需要的细孔101，待完成细孔101的熔融后，薄膜10即进给至收料侧312，藉以完成加工流程。其中电弧产生器模组21相对应的薄膜10下方的机台30内，组设有一支撑板32，支撑板32上可设有数个孔洞321，由于在进行加工动作时，机台30内有热能产生，为使穿孔后之薄膜10能尽快冷却，支撑板32下连接有一真空气压源，以进行抽气动作，经由各孔洞321将机台内的高温气导出，以确保机台30内的温度不至过高，以利加工作业，同时机台30内上方适当处亦可设有风扇33等冷却设备，以利薄膜10在加工后能快速冷却。
图6为本发明电弧加工薄膜细孔的方法流程图，其中电弧产生器模组21受一可编程控制器24所控制，可编程控制器24并同时连接高频变压器模组22、一次侧电路控制模组23及电源供应器模组25，使该组可编程控制器24控制薄膜进给装置31的薄膜张力及其进给速率，进行电弧熔融细孔101加工动作；利用一次侧电路数字式控制方式，控制电弧产生频率及作功时机，以控制欲加工的细孔分布区域，细孔加工分布区域的细孔可以任意形状排列；而藉由调整电源供应模组的电流值及电压值，可控制高频变压器模组22的能量，进而控制电弧产生器模组21的能量，藉以因应不同孔径大小、材料及厚度的薄膜加工，以适应各种高分子聚合物材料的薄膜加工。
以上叙述是借较佳实施例来说明本发明的结构特征，并非用于限制本发明的保护范围。
权利要求
1.一种利用电弧加工薄膜细孔的装置，包括一电源供应模组；一薄膜进给装置，包括一进料侧及收料侧，藉以输送薄膜；其特征在于，还包括一电弧产生器模组、一支撑板及可编程控制器；薄膜进给装置与可编程控制器连接，以控制其进给速率及薄膜的张力；电弧产生器模组由至少二个电弧产生器排列组成，安置于薄膜进给装置的上方，每一电弧产生器皆具有动作控制线路，可瞬间产生热能，由编程控制器控制，配合薄膜的进给控制加工薄膜细孔分布区域；支撑板设于机台内对应于薄膜进给装置下方，支撑板的板体上贯设有小孔洞，其底部连接有真空气压源，以排出加工时机台内的高温废气。
2.根据权利要求1所述的加工薄膜细孔的装置，其特征在于，所述电弧产生器模组的控制线路采用独立控制线路。
3.根据权利要求1所述的加工薄膜细孔的装置，其特征在于，所述电弧产生模组的控制线路采用群组控制线路。
4.根据权利要求1所述的加工薄膜细孔的装置，其特征在于，所述电弧产生器模组与一个一次侧电路控制模组连接，并为所述可编程控制器控制。
5.根据权利要求4所述的加工薄膜细孔的装置，其特征在于，所述电弧产生器模组与所述高频变压器模组连接，并为所述可编程控制器所控制。
6.根据权利要求5所述的加工薄膜细孔的装置，其特征在于，所述电弧产生器模组与所述电源供应模组连接，并为所述可编程控制器所控制。
7.根据权利要求1所述的加工薄膜细孔的装置，其特征在于，所述电弧产生器模组的电弧产生器可为任意位置组设。
8.根据权利要求1所述的加工薄膜细孔的装置，其特征在于，所述机台内设有冷却装置。
9.一种适于权利要求1～8的利用电弧加工薄膜细孔的方法，其特征在于，包括下列步骤；①将电弧产生器模组对应于薄膜进给装置上方；②电弧产生器模组连接控制线路，分别连接一高频变压器模组；③高频变压器模组与一个一次侧电路控制模组连接；④一次侧电路控制模组与电源供应模组连接；⑤各模组受一可编程控制器所控制；⑥利用一次侧电路数字式控制方式，控制薄膜进给装置的薄膜张力及进给速率；⑦利用一次侧电路数字式控制方式，控制电弧产生频率及动作时机；⑧调整电源供应模组的电流值及电压值，以控制高频变压器模组的能量；⑨利用电弧瞬间产生热能，配合薄膜的进给，对薄膜细孔进行加工。
10.根据权利要求9所述的加工薄膜细孔的方法，其特征在于，所述步骤⑦控制电弧产生的频率及动作时机，可控制薄膜特定区域的细孔分布加工。
11.根据权利要求10所述的加工薄膜细孔的方法，其特征在于，所述薄膜上特定的细孔分布区域可为任意形状的细孔排列。
12.根据权利要求9所述的加工薄膜细孔的方法，其特征在于，所述步骤⑧控制高频变压器模组的能量，进而可控制电弧产生器模组的能量，可适应不同孔径大小、薄膜厚度及材料的薄膜加工。
全文摘要
一种利用电弧加工薄膜细孔的装置与方法;加工装置主要包括:一薄膜进给装置、一电弧产生器模组、一支撑板及可编程控制器;可编程控制器用于控制进给速率及薄膜张力;电弧产生器模组由电弧产生器组成;支撑板设于薄膜进给装置下方,板体上设有孔洞,其底部连接有真空气压源,以排出高温废气;加工方法:利用电弧产生热能,熔化薄膜形成细孔;藉由调整电流或电压以控制电弧能量;本方法加工的细孔,孔缘平滑、强度高。
文档编号B26F1/00GK1268424SQ9910323
公开日2000年10月4日 申请日期1999年3月29日 优先权日1999年3月29日
发明者蔡浪富, 洪春长 申请人:财团法人工业技术研究院