CN101654782B - 管状工件的内面镀膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种管状工件的内面镀膜方法，依序包含备料步骤、安装步骤、前处理步骤、填料步骤、涂覆步骤，以及硬化步骤。该备料步骤是准备一待镀膜的管状工件、预备涂覆于该工件内面的镀料，及一包括一挟持单元与一驱动单元的转动装置，该涂覆步骤是启动该驱动单元，以带动该工件转动，经过一预定时间后，该镀料便会因为该工件的持续转动而涂布于该工件的全部内面，而得到一内面镀膜的管状工件，如此既可完全避免在该工件的外周面镀覆的情况，同时能大幅降低镀膜成本。

Description

管状工件的内面镀膜方法

技术领域

本发明涉及一种表面镀膜方法，特别是涉及一种能够直接在管状工件内面镀膜的管状工件的内面镀膜方法。

背景技术

目前应用于水质或空气净化装置的管状工件，为了使管状工件内面具有杀菌和分解有机污染物的功用，会在该管状工件内面镀上一层特殊材料的镀膜。而该层镀膜的镀覆方式有溅镀、喷镀、及浸镀，然而，利用这三种方式对该管状工件内面进行表面镀膜，仍存在有许多缺点，尚待改进。

以中国台湾公告第I248979号“形成于物件表面的抗菌性镀膜及其制造方法”发明专利所揭示的镀膜方法来说，待镀工件必须放在真空镀膜设备下进行镀膜，使释放出离子化金属的金属靶源和氮气在该真空设备内，对工件表面进行溅镀的工作，如此，必须在管状工件外表面覆盖一层保护膜，以避免管状工件的外表面也同时被镀覆；再者，由于真空镀膜设备所使用的抽真空装置、金属靶源及氮气等价格昂贵，而使得镀膜作业的成本提高。

以中国台湾公告第I251623号“镀膜装置和镀膜方法及该镀膜装置专用的镀膜室”发明专利所揭示的镀膜方法而言，必须在工件的待镀表面上方，以高压气体经过一镀膜室将金属微粒的镀料喷镀于该工件的待镀表面上。此种喷镀方法适合用于平面的工件上，但对于管状工件的内表面的喷镀，必须配合管状工件的直径大小，而更换适合的镀膜室，才能使该镀膜室伸入该工件内进行喷镀，然而，每一种镀膜室的结构复杂且价格较高，倘若为了搭配每一种管状工件的直径大小，而购买新的镀膜室，将造成生产成本的增加和不必要的浪费。

再以中国台湾公告第I206702号“光触媒镀膜空气清净日光灯及其制法”发明专利所揭示的镀膜法来说，是将待镀工件浸入装有镀料的镀膜机中，并依照所需镀膜的厚度，以一定拉升速度，将表面沾覆镀料的该工件拉离镀膜机后，置入烘烤机内烘烤定型，此种方法仍然须要避免该工件外表面涂覆的问题。

上述各种镀膜方法，虽然都能够达到管状工件的镀膜方式，但是，设备的结构繁复和价格较高的因素，再加上必须避免管状工件外周面同时也被涂覆的困扰存在，因此，许多业者，仍然不断的再寻找一种新的镀膜方式，尽可能的将这些缺点一一解决，以降低生产成本。

由此可见，上述现有的管状工件的内面镀膜方法在方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法又没有适切的方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的管状工件的内面镀膜方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的管状工件的内面镀膜方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的管状工件的内面镀膜方法，能改进一般现有的管状工件的内面镀膜方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服上述现有的管状工件的内面镀膜方法存在的缺陷，所要解决的技术问题是使其提供一种能够直接在管状工件内面镀膜的方法，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种管状工件的内面镀膜方法，该内面镀膜方法依序包含以下步骤：一备料步骤，准备一待镀膜的管状工件、一清洗该工件内面的清洁剂组、一预备涂覆于该工件内面的镀料，及一转动装置，该镀料的预定用量是配合该工件的面积与预定膜厚计算所得，该转动装置包括一挟持单元，及一驱动单元，该挟持单元具有二个相间隔设置并且可相互调整移动的定位座、二个分别枢设于对应定位座上且沿自身轴线转动的挟持盖，及一个开设于其中一个挟持盖上的贯通状进料口；一安装步骤，将该工件可枢转地夹设于该二挟持盖之间，且该工件与该挟持单元的进料口相连通，该工件的外周面则与该驱动单元接触，以使该驱动单元运转时会带动该工件轴向转动；一前处理步骤，启动该驱动单元，带动该工件转动，将该清洁剂组与水从该挟持盖的进料口分别加入该工件中进行清洗，完成清洗后将该清洁组和水分别倒出；一填料步骤，将该镀料的预定用量从该挟持盖的进料口注入，使经过前处理步骤的镀料与该工件内面接触；一涂覆步骤，调整该驱动单元，以一预定转速带动经过前处理步骤的工件转动，经过一预定时间之后，使该镀料借由该工件的持续转动而涂布于该工件的全部内面，而得到一预定膜厚的工件；以及一硬化步骤，将经由该涂覆步骤得到的工件进行硬化处理，得到一完成内面镀膜的管状工件。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳地，前述的管状工件的内面镀膜方法，其中所述的转动装置的挟持单元还具有一个开设于该挟持盖上且与该进料口相间隔设置的贯通状出料口，且该出料口是连通该工件以供该工件内的镀料泄出，该转动装置的驱动单元具有一个动力源，及一个接受该动力源所传输的动力后沿自身轴线转动且触抵于该工件外周面的主动轮。

较佳地，前述的管状工件的内面镀膜方法，其中所述的驱动单元还具有一个与该主动轮相间隔地设置且与该工件外周面接触的被动轮，该被动轮是由该工件沿自身轴线转动时所带动。

较佳地，前述的管状工件的内面镀膜方法，其中所述的转动装置的挟持单元还具有一个设置于该挟持盖且可活动地覆盖于该进料口的进料盖。

较佳地，前述的管状工件的内面镀膜方法，其中所述的转动装置的挟持单元还具有一个设置于该挟持盖且可活动地覆盖于该出料口的出料盖。

较佳地，前述的管状工件的内面镀膜方法，其中所述的涂覆步骤的膜厚为0.1～0.2μm。

较佳地，前述的管状工件的内面镀膜方法，其中所述的涂覆步骤的预定时间为4～16分钟。

较佳地，前述的管状工件的内面镀膜方法，其中所述的硬化步骤的硬化处理是对该待处理工件进行烘烤和烧结处理。

较佳地，前述的管状工件的内面镀膜方法，其中所述的工件的材质是选自于金属、玻璃，及塑胶所构成的群组。

较佳地，前述的管状工件的内面镀膜方法，其中所述的镀料为二氧化钛锐钛矿。

较佳地，前述的管状工件的内面镀膜方法，其中所述的备料步骤还准备一可罩覆该转动装置与管状工件的保温装置，该保温装置具有一保温罩体，及连设于该保温罩体上且可相对于该保温罩体依序进行启闭的一块第一门板与一块第二门板。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明管状工件的内面镀膜方法至少具有下列优点及有益效果：本发明利用该安装步骤设置的该转动装置带动该管状工件沿一轴线转动，并在该填料步骤将预定用量的镀料灌入该工件内，并在该涂覆步骤使该镀料随着该工件的转动而均匀涂布于该工件的全部内面上，得到一预定的膜厚，如此即可完全避免在该工件的外周面镀覆，又可以节省镀料的支出开销。

综上所述，本发明是有关一种管状工件的内面镀膜方法，依序包含备料步骤、安装步骤、前处理步骤、填料步骤、涂覆步骤，以及硬化步骤。该备料步骤是准备一待镀膜的管状工件、预备涂覆于该工件内面的镀料，及一包括一挟持单元与一驱动单元的转动装置，该涂覆步骤是启动该驱动单元，以带动该工件转动，经过一预定时间后，该镀料便会因为该工件的持续转动而涂布于该工件的全部内面，而得到一内面镀膜的管状工件，如此即可完全避免在该工件的外周面镀覆的情况，同时能大幅降低镀膜成本。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在方法或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的内面镀膜方法具有增进的突出功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是一流程图，说明本发明管状工件的内面镀膜方法的第一较佳实施例。

图2是一立体图，说明该较佳实施例的安装步骤和填料步骤。

图3是一流程图，说明管状工件的前处理作业。

图4是一侧视图，说明该较佳实施例的转动装置。

图5是一前视图，辅助说明图4。

图6是一侧视剖视图，说明该较佳实施例的涂覆步骤。

图7是一侧视剖视图，说明该较佳实施例的镀膜状态。

图8是一侧视剖视图，说明本发明管状工件的内面镀膜方法的第二较佳实施例。

图9是一侧视剖视图，说明该第二较佳实施例的保温装置开启的状态。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术于段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的管状工件的内面镀膜方法其具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明，在以下的实施例中，类似的元件以相同的编号表示。

请参阅图1所示，是说明本发明管状工件的内面镀膜方法的第一较佳实施例的流程图。本发明第一较佳实施例的管状工件的内面镀膜方法，依序包含：备料步骤11、安装步骤12、前处理步骤13、填料步骤14、涂覆步骤15，以及硬化步骤16。

请结合参阅图2所示，是一立体图，说明该较佳实施例的安装步骤和填料步骤。上述的备料步骤11，是准备一待进行镀膜的管状工件3、一预备涂覆于该工件3内面的镀料4、一清洗该工件内面的清洁剂组(图未示)，及一转动装置2。

在本实施例中，该工件3的材质是金属，当然，也可以是玻璃或塑胶，该工件的直径范围介于30～100cm之间，长度不大于100cm。在本实施例中的工件3是以不锈钢材质且具有二开放端的中空管状为例。

该备料步骤11的镀料4，是具有流动性和粘性的液体或胶体，在本实施例中是由成份是二氧化钛锐钛矿(TiO₂ Anatase)所得的溶胶状镀料4。

请参阅图1、图4、图5所示，图4是说明该较佳实施例的转动装置的侧视图，图5是辅助说明图4的前视图。该备料步骤11的转动装置2，包括一挟持单元21，及一驱动单元22；

该挟持单元21，具有二个相间隔设置且可相互靠近或远离调整移动的定位座211、二个分别枢设于对应定位座211上且沿自身轴线转动的挟持盖212，及一个开设于其中一挟持盖212上的贯通状进料口213、一个开设于该挟持盖212上且与该进料口213相间隔设置的贯通状出料口215、一个设置于该挟持盖212且可活动地覆盖于该进料口213的进料盖214，及一个设置于该挟持盖212且可活动地覆盖于该出料口215的出料盖216，且该进料口213是连通该工件3以供该镀料4注入，该出料口215是连通该工件3以供该工件3内的镀料4泄出(显示于图6)。

该转动装置2的驱动单元22，具有一动力源223，及一接受该动力源223所传输的动力后沿自身轴线转动且触抵于该工件3外周面的主动轮221，及一与该主动轮221相间隔地设置且触抵于该工件3外周面的被动轮222，该被动轮222是由该工件3沿自身轴线转动时所带动。

请参阅图1、图2、图5所示，上述的安装步骤12，是将该工件3的二开放端可枢转地夹设于对应的挟持盖212上，且该工件3与该挟持单元21的进料口213相连通(显示于图6)，然后，将该工件3放置于二挟持盖212之间，使该工件3的外周面与驱动单元22的主动轮221和被动轮222接触。

请参阅图1、图3所示，图3说明管状工件的前处理作业的流程图。该前处理步骤13，依序包括浸泡步骤51、第一水洗步骤52、清洁步骤53、第二水洗步骤54、表面钝化步骤55，及第三水洗步骤56。

请结合参阅图5所示，该前处理步骤13是先启动该驱动单元22，以该动力源223带动该主动轮221沿自身轴线转动，并带动该工件3产生转动，同时带动该被动轮222沿相同于主动轮221的转动方向旋转，而该工件3的转动方向是与该主动轮221的转动方向相反。

该浸泡步骤51，是利用该动力源223将浓度为35％的氢氧化钠(NaOH)和水配成体积比是1：3的溶液，泵抽至该工件3内，以常温浸泡3分钟，将表面的杂质去除。

该第一水洗步骤52，是将自来水泵抽入经过该浸泡步骤51的预备工件3内清洗二次，并去除经过该浸泡步骤51并残留在工件3上的溶液。

该清洁步骤53，是将组成成分是四氯化铁(FeCl₄)、三氧化二铁(Fe₂O₃)和1N盐酸(HCl)的溶液，泵抽入经过第一水洗的预备工件3中进行浸泡，达到清洗油脂、去除氧化膜和调整孔隙的目的。

该第二水洗步骤54，是将自来水泵抽入经过该清洁步骤53的预备工件3进行二次清洗，并去除经过该清洁步骤53并残留在该预备工件3上的溶液。

该表面钝化步骤55，是将浓度1～3％的磷酸铵，泵抽至经过第二水洗的预备工件3内浸泡，时间约为2～3分钟，目的是以该安定剂稳定完成镀膜后的不锈钢表面，避免铁离子的析出。

该第三水洗步骤56，是将自来水，泵抽入经过表面钝化步骤55的工件3内循环清洗二次，去除经过该清洁步骤53并残留在工件3上的溶液，再以50℃的纯水清洗，之后，将该工件3表面的水分去除。

请参阅图1、图6所示，图6是一侧视剖视图，说明该较佳实施例的涂覆步骤。上述的填料步骤14，是将成份是二氧化钛锐钛矿(TiO₂ Anatase)的溶胶状镀料4经过加热后自该挟持盖212的进料口213注入，使该镀料4与经过前处理的工件3内面接触。

请参阅图6所示，上述的涂覆步骤15，是启动该驱动单元22，以该动力源223沿图中箭头61带动该主动轮221沿自身轴线转动，并带动该工件3沿箭头62转动，同时带动该被动轮222沿相同于主动轮221的转动方向旋转，由于该工件3内的镀料4在该工件3的转动过程中，会对该工件3内面产生涂覆作用而使镀料4附着于该工件3内面，而随着该工件3的持续转动，使得填注于工件3内的镀料4能完全涂覆于该工件3的全部内面。

该动力源223以每分钟不高于15转的转速，经过4～16分钟后，该镀料4便会因为该工件3持续地进行转动的过程中而涂布于该工件3内面，得到一0.12μm膜厚的待处理工件3，然后，开启覆盖于该出料口215的出料盖216，将多余的镀料4经由该出料口215排出。

请参阅图1、图6、图7所示，图7是说明该较佳实施例的镀膜状态的侧视剖视图。上述的硬化步骤16，是将经该涂覆步骤15得到的工件3进行硬化处理，以镀料4为氧化钛来说，是将一加热气体经由该出料口215输入，并对该工件3内面进行150℃和10分钟的烘烤，使涂覆于该工件3内面的镀料4的水分去除，然后，将去除水分并已涂覆镀料的该工件3内面依序在300℃进行5分钟烧结和在450℃进行20分钟的烧结处理，如此，得到一完成内面镀膜的管状工件3。

如上所述，利用该转动装置2带动管状工件3沿一轴线转动，并在该填料步骤14将镀料4灌入该工件3内，并在该涂覆步骤15使该镀料4随着该工件3的转动而涂布于该工件3的全部内面上，得到一均匀的预定膜厚，如此即可完全避免在该工件3的外周面镀覆，同时能够大幅节省镀料的支出成本。

请参阅图1并结合参阅图8所示，图8是说明本发明管状工件的内面镀膜方法第二较佳实施例的侧视剖视图。本发明第二较佳实施例的管状工件的内面镀膜方法，同样依序包含：备料步骤11、安装步骤12、前处理步骤13、填料步骤14、涂覆步骤15，以及硬化步骤16。

其不同的地方在于，该备料步骤11还准备一可罩覆该转动装置2与管状工件3的保温装置7。该保温装置7具有一保温罩体70，及连设于该保温罩体70上且可相对于该保温罩体70依序进行启闭的第一门板71与第二门板72。借由该保温装置7的设置，可罩覆该转动装置2及待进行镀膜的管状工件3，当进行镀膜作业时，可使工件3内的镀料4长时间维持一预设的温度，以确保镀膜作业的稳定性，进而使工件3成品具有更佳的品质。

请参阅图8、图9所示，图9是说明该第二较佳实施例的保温装置开启的状态的侧视剖视图。该保温装置7在使用时，是先掀启该第一门板71，同时使该第一门板71连动该第二门板72向上开启，当第一、第二门板71、72先后开启后，即可以供人员进行镀膜作业、各项操作、视察，或搬运等动作。而前述的启闭动作，也可借由一油压缸或气压缸推动该第一、第二门板71、72进行启闭，使本发明整体的镀膜作业更为省时省力。

归纳上述，本发明管状工件的内面镀膜方法，利用该备料步骤11所准备的转动装置2，并在该安装步骤12中将该工件3可枢转地夹设于该二定位座211之间，且使该驱动单元22的该主动轮221经该动力源223带动沿自身一轴线转动后，连带带动该工件3沿自身轴线转动，使得该镀料4在该涂覆步骤15中因为该工件3的持续转动而涂布于该工件3的全部内面，而得到一内面镀膜且具有一预定膜厚的管状工件3，再经过烘烤烧结后完成该工件3内面镀膜，即可完全避免在该工件3的外周面镀覆的情况，同时能大幅降低镀料成本，所以确实能达到本发明的目的及功效。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种管状工件的内面镀膜方法，其特征在于该内面镀膜方法依序包含以下步骤：

一备料步骤，准备一待镀膜的管状工件、一清洗该工件内面的清洁剂组、一预备涂覆于该工件内面的镀料，及一转动装置，该镀料的预定用量是配合该工件的面积与预定膜厚计算所得，该转动装置包括一挟持单元，及一驱动单元，该挟持单元具有二个相间隔设置并且可相互调整移动的定位座、二个分别枢设于对应定位座上且沿自身轴线转动的挟持盖，及一个开设于其中一个挟持盖上的贯通状进料口；其中所述的转动装置的挟持单元还具有一个开设于该挟持盖上且与该进料口相间隔设置的贯通状出料口，且该出料口是连通该工件以供该工件内的镀料泄出，该转动装置的驱动单元具有一个动力源，及一个接受该动力源所传输的动力后沿自身轴线转动且触抵于该工件外周面的主动轮；且备料步骤还准备一可罩覆该转动装置与管状工件的保温装置，该保温装置具有一保温罩体，及连设于该保温罩体上且可相对于该保温罩体依序进行启闭的一块第一门板与一块第二门板；

一安装步骤，将该工件可枢转地夹设于该二挟持盖之间，且该工件与该挟持单元的进料口相连通，该工件的外周面则与该驱动单元接触，以使该驱动单元运转时会带动该工件轴向转动；

一前处理步骤，启动该驱动单元，带动该工件转动，将该清洁剂组与水从该挟持盖的进料口分别加入该工件中进行清洗，完成清洗后将该清洁组和水分别倒出；

一填料步骤，将该镀料的预定用量从该挟持盖的进料口注入，使经过前处理步骤的镀料与该工件内面接触；

一涂覆步骤，调整该驱动单元，以一预定转速带动经过前处理步骤的工件转动，经过一预定时间后，使该镀料借由该工件的持续转动而涂布于该工件的全部内面，而得到一预定膜厚的工件；以及

一硬化步骤，将经由该涂覆步骤得到的工件进行硬化处理，得到一完成内面镀膜的管状工件。

2.如权利要求1所述的管状工件的内面镀膜方法，其特征在于其中所述的驱动单元还具有一个与该主动轮相间隔地设置且与该工件外周面接触的被动轮，该被动轮是由该工件沿自身轴线转动时所带动。

3.如权利要求2所述的管状工件的内面镀膜方法，其特征在于其中所述的转动装置的挟持单元还具有一个设于该挟持盖且可活动地覆盖于该进料口的进料盖。

4.如权利要求3所述的管状工件的内面镀膜方法，其特征在于其中所述的转动装置的挟持单元还具有一个设于该挟持盖且可活动地覆盖于该出料口的出料盖。

5.如权利要求4所述的管状工件的内面镀膜方法，其特征在于其中所述的涂覆步骤的膜厚为0.1～0.2μm。

6.如权利要求5所述的管状工件的内面镀膜方法，其特征在于其中所述的涂覆步骤的预定时间为4～16分钟。

7.如权利要求6所述的管状工件的内面镀膜方法，其特征在于其中所述的硬化步骤的硬化处理是对该待处理工件进行烘烤和烧结处理。

8.如权利要求1或7所述的管状工件的内面镀膜方法，其特征在于其中所述的工件的材质是选自于金属、玻璃，及塑胶所构成的群组。

9.如权利要求8所述的管状工件的内面镀膜方法，其特征在于其中所述的镀料为二氧化钛锐钛矿。

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