TW200808507A - Method and device for the manufacture of perforated films or foils - Google Patents

Description

200808507 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有’製造多孔薄膜或_片的方法與裝I。 5【先前技術】 諸如塑膠薄膜、金屬箱片或塑膠薄膜/金屬落片4廣板 之類的薄膜或箔片常有許多孔洞，在這種情形下，孔;同常 應只有小孔直徑。基本上’已知有各種方法可用來製造多 孔薄膜或箔片。 10 德國專利第DE 299 08 254 U1號揭示多孔薄膜或镇片 的製造是用兩個反向轉動的滾子，其間通過待多孔化之薄 膜。該等滾子設有數個具有刀㈣來形成短切口再以其 楔形或多或少地予以加寬的齒狀物。 關於此方法，沒有材料由薄膜或镇片移除。 是，如果薄膜有彈性，則形成的裂口大部份會再度=險 . 此外，請參考德國專利第DE 39 〇6 573 口 一種用於在薄膜網狀物或管型薄膜衝出極小孔祠=方已知 在這種f月形下導引薄膜網狀物越過一全面進刀承子去 (plunge-cut roller)。該全面進刀滾子設有數排 2〇藉以在用偏心導件導引該排針體徑向向外時該等斜、十體， 穿該薄膜網狀物。 、、十體會刺 種用於製造 子和彈性支 ，再由帶有 日本專利第JP 2001 001 〇〇7 A號表示一 多孔金屬箔片的方法，其係使用帶有輪廓之滾 撐物。待多孔化之金屬羯片置於彈性支撐物上 5 200808507 輪廓之滾子滾過它。於施加壓力後，部份彈性支撐物穿入 滾子的鏤空（cutout)從而使部份箔片分離，從而由箔片去 除掉。此為衝孔加工。 此外，薄金屬片（例如，不太薄之金屬箔片）可用衝 5孔核（piercing die)衝孔’在這種情形下切割用板 (cutting plate)與各衝孔模連接於箔片另一面上係具有 用衝孔模形成切割間隙的切孔（cutting 〇pening)。 • 當金屬片或箔片的厚度減少時，此一方法是有限的， 因為切割間隙必須比箔片的厚度窄些。如果箱片太薄，則 10難以得到合適的工具壽命量。此外，考慮到極小孔种（例 如，100微米）的情形，幾乎難以保證所有衝孔模^如 數百個或數千個）在切割用板中找到相關的孔洞。 【發明内容】 15 ^慮到這點’本發_目標是要提供—種能以既簡單 鲁又經濟的方式製造多孔薄膜或片的方法。 此一目標是用申請專利範圍第1項的方法達成· 請參考本發明方法，首先在薄膜中製成數個孔洞 如，在數個位置刺穿該薄膜或箱片。然後，擠壓診 式 20箔片之所得孔洞的邊緣。由於有此措施，可杂M ^“ 、广 緣突出的短小薄膜或箔片下垂物（tag)或薄膜戋唱片 i (flap)不會再閉合已形成的孔洞。反而是，’自皮瓣 用从下方式使 這些下垂物或皮瓣變形：即使它們稍微鬆開處於彈性陣 樣，它們也不會再度閉合所得之孔洞。 恶 200808507 本方法適合用於金屬箔片與塑膠薄膜，或用於塑膠薄 膜/金屬箔片疊層板，例如，鍍上金屬的塑膠薄膜，或有塑 膠塗層的金屬箔片、有金屬塗層的紙類、有塑膠塗層的紙 類、或上漆的不同材料之薄膜或箔片。該薄膜或箔片之厚 5 度的變化幅度很大。本方法特別適合用來處理厚度有數十 微米的薄膜或箔片，例如，50微米。該薄膜或箔片可設有 數個直徑小於或大於該薄膜或箔片之厚度的孔洞。例如， > 可將厚度有50微米的鋁箔片刺穿成有100微米直徑的孔 洞。最初在刺穿箔片的步驟期間孔洞被切開時，於使邊緣 ίο 捲曲的步驟期間使該孔洞固定。由於有此步驟，可保持或 修改孔洞的形狀，這取決於加工處理。孔洞的形狀大部份 可固定或甚至留下作為附帶的加工效果。 製成的孔洞大體為圓形或多邊形或有不規則的樣式。 要影響孔洞的形狀，可藉由用於刺穿薄膜或箔片之針狀工 15 具的橫截面組態，及/或，如果該工具沒有圓形橫截面，可 > 藉由使該工具的橫截面與薄膜或箔片的前進方向對齊。此 外，使孔洞邊緣捲曲的方式也可影響孔洞的形狀。 用數個具有針尖及錐形擴大區段的針狀工具製成該等 孔洞較佳。在針尖穿過呈不移動為較佳的薄膜或箔片後， 20 進一步使該工具在軸向移動，藉此加寬所得之孔洞。以此 方式位移的材料會形成由薄膜或箔片突出的皮瓣或下垂 物。在捲邊操作期間，使該等皮瓣或下垂物壓向或壓進薄 膜的反面。所得之孔洞邊緣均相對平滑。彼等大體由之前 為薄膜或箔片表面被拉進孔洞的部份組成。同樣，該薄膜 200808507 或箔片的反面由於捲邊 本發明的另一大部份為平滑的表面。 箔片的裝置。適當的裝置勹人/、種用於製造多孔薄膜或 件以及用於在穿孔操作期3用於製造該薄膜或箔片的構 需要以移動方式切該薄=移動方式方式為較佳或視 用於使產生㈣之邊缘捲片的構件。此外，提供-之邊緣的構件使得固定由穿^件^用於擠壓產生孔詞 月匕，使付料孔洞不會無意中閉合。將該等孔洞固定成有 它們的樣式及直徑。 有 用於刺穿薄膜或羯片的構件為一有針尖之縱長工 份的工具較佳，該:C作部份的橫戴面係由針尖逐漸擴大。 考慮到這點，該卫作部份至少―部份或甚至全部都有錐 組態。該工作部份由針㈣始增加的直徑可呈線性 ^ 15 工 或遞減、或遞減〜遞增—遞減（S形）、或其他方式。可將: 工作部份的針尖組態成—點或-刀刃。如果為點狀針尖 邊針尖由球面區段或以類似方式組態成有極小半徑的表 區域組成。如果針尖的組態為刀刀，則該工作部份以於办 孔操作期間能在薄膜或W中產生小切Π (cut)的筆直二 圓弧邊緣結尾，該切口係以該工作部份來加寬。為了產， 孔洞，該工具在軸向可做線性前後運動。不過，也 ^ 把該工具或數個工具安裝至一轉動機器元件，例如，、可月匕 以便刺穿通過它的薄膜或箔片。假使那樣，就不7滾子， 薄膜或箔片的支撐構件。那麼，例如，該支柃而要用於 氣墊。 牙備件也可為 20 200808507 藉由把針尖設計成刀刃且使該刀刃與薄膜或荡片的材 料輸送方向對齊（例如，沿著薄膜或箔片），用刺穿工具在 薄膜或箔片上產生之皮瓣或下垂物的位置可被固定成有'利 於後續捲邊操作的方式以便把皮瓣或下垂物推回到薄膜或 箱片的反面上，而不是進入已被刺穿的孔洞。 該工具的工作部份可具有圓形橫截面、刀形橫戴面、 ^邊形橫截面、或其他的橫截面。刀形與多邊形橫截面使 得以有目標的方式固定最初已形成於孔洞邊緣上之下垂物 或皮瓣的位置成為有可能。例如，刀形橫截㈣有兩個窄 角的橫戴面（兩個轉角和相互彎開的邊緣）或有至少一極尖 銳角度的三角形或多邊形橫截面（例如，窄小的菱形）。大 該工作部份可具有一橫截面為不變的區段。當已刺穿 孔洞的大小應與工具的衝程寬度（stroke width)l關時^ 15 這是有利的。如絲穿孔操作限制在該工作部份的錐形區 段，該衝程寬度可用來控制該孔洞大小。 在被牙孔時，該薄膜或箔片是擺在用於支 上，例如，支撐平台。此-平台糾數個針體或其他工二 可移動進人的開孔為較佳。鱗開孔的直徑明顯大於該工 作部份與各個開孔相關的直徑較佳。該直 1々ί日目晚, . 丨二，犯防止形成 切副間隙（cutting gap)的大小為較佳。讀工 開孔壁面之間的環形空間有大於該薄臈或^之厚度的、^ 度以便防止已在開孔中被刺穿之孔洞的邊緣被火住、、 用於使孔洞邊緣捲曲的構件有兩個有壓力表面的元件 為較佳’兩者是把賴或㈣壓在+間。可將鱗元^配 20 200808507 置成能使它們可在線性方向中移動或能使它們轉動。此 外，視需要可將該等元件設計有硬性或撓性的樣式。例如， 它們可為有硬性或彈性的支撐物，伴著有硬性或撓性的壓 印器（stamp)，以及有硬性或撓性的滾子。 5 為了使薄膜或箔片連續移動或使它的間歇移動與針狀 工具的刺穿運動周期一致，提供一輸送裝置較佳。該輸送 裝置同時可為用於使在模組單元中製成之孔洞的邊緣捲曲 φ 的構件。例如，兩個滾子（其係使薄膜或箔片間歇地前進 而且薄膜或箔片在其間移動）可同時使孔洞的邊緣捲曲。 ίο 此外，數個Μ縮薄膜或箔片的夾爪（clamping jaw)可周 期性地把薄膜或箔片夾住就定位且使薄膜或箔片間歇地前 進。 【實施方式】 is 第1圖為用於貫穿薄膜或箔片2之裝置1的示意圖， 0 該薄膜或箔片2係以薄膜或箔片卷筒之方式導引通過裝置 1。薄膜或箔片2纏繞於一例如輥子3上，該輥子3是用一 拉開裝置4支撐且在必要時被驅動成以特定方式旋轉。拉 開裝置4可用作使薄膜或箔片2間歇移動的輸送裝置。替 20換地，可裝設使薄膜或箔片2以間歇方式前進的爪子或滾 子（未特別圖示）。 裝置1包含一用於刺穿薄膜或箔片2的構件5。請參 考本示範具體實施例，構件5包含一設計成下層工具6的 支撐構件。該下層工具6係經設計成一多孔板，在這種情 10 200808507 形下薄膜或箔片2滑過該板之平坦正面為較佳。該多孔板 之正面為一供薄膜或箔片2用之支撐面7。 此外，構件5包含一有一工具導板9 (有平坦底面較 佳）的上層工具8。工具導板9與支撐面7—起形成一間 5 隙。工具導板9有數個開孔10,在對面的下層工具6内設 有開孔11。該等開孔10、11的直徑可相同或彼此不同。 此外，上層工具8有一頭部夾板12，其係夾住用於刺 > 穿薄膜或箔片的針狀工具14之數個頭部13。例如，工具 14包含柱狀軸桿15，其係伸入開孔10且被導引的方式為 ίο 滑動。從軸桿15延伸的是直徑大體小於開孔11直徑為較 佳的工作部份16。工作部份16為一在軸桿15縱向延伸且 經由錐形區段17在針尖18結尾的筆直部份（第2圖）較佳。 如第2圖所示，頭部夾板12與工具導板9係經支撐成 使得彼等可相對移動，在這種情形下工具導板9與接界有 15 離開頭部夾板12的彈性張力。頭部夾板12係連接至未特 > 別圖示之驅動器，其係經設計成可賦予如第1圖箭頭所示 之前後移動。其行程大到足以，藉此一方面，工具導板9 可舉離薄膜或箔片，而另一方面，工具14的工作部份16 可刺穿薄膜或箔片2。 2〇 此外，裝置1包含一用於使薄膜或箔片2捲邊的構件 19以便使製成孔洞固定於定位。請參考第1圖的示範具體 實施例，此一構件19由一靜止元件20與一配置成為可活 動的元件2卜元件20、21的相對表面有平整壓力表面22、 23為較佳。然而以靜止不動為較佳的方式將元件20配置 11 200808507 成緊挨著也呈靜止為較佳的下層工具6或為其中之一部 份，可使元件21移向及移開元件20，如第1圖中之箭頭 所示。該元件可呈剛性或有回彈性（例如，有彈簧偏壓） 及/或連接至頭部夾板12或是它自己的驅動器。替換地， 5不僅有可能使兩個元件20、21彼此靠近及移開，也有可能 另外使它們在薄膜或箔片2的前進方向中移動且以振盪方 式前後移動，以便使薄膜或箔片2間歇性地前進。 > 例如，裝置1係用於貫穿塑膠薄膜或金屬箔片（例如， 鋁箔片），或用於貫穿由塑膠材料、金屬或其他材料組成的 ίο疊層薄膜或箔片。該裝置用來貫穿有塑性變形之材料的薄 膜或箔片為較佳。為此，頭部夾板12夾住數排合適的工具 14，該等工具14沿著薄膜或箔片2的整値寬度排列為較 佳，或至少涵蓋待穿孔之區域的寬度。各排（例如，10排） 的工具14可彼此偏移，或排列成其他的樣式。 15 使用第1圖裝置1，薄膜或箔片2用以下方式穿孔： 如第1圖至第6圖所示，薄膜或箔片2係位於上層工 > 具8與下層工具6之間的間隙，和元件20、21之間。薄膜 或箔片2的尾端用拉開裝置4抓著。薄膜或箔片2被支撐 面7支撐著，結果，形成一用於在後續之穿孔操作期間支 2〇撐薄膜或箔片2的構件24。 為了完成穿孔操作或穿孔步驟，使頭部夾板12移向下 層工具6直到工具導板9、支撐面7把薄膜或箔片2夾住。 第2圖係圖示此一狀態。 在工具導板9支撐薄膜或箔片2時，進一步使頭部夾 12 200808507 板U向下移動，使針尖18刺穿薄膜或箔片2，如第3圖 所不。+於刺穿孔形成後，談孔由錐形區段17加寬於工具 14、、、k、、i向下移動進入開孔11時。較佳地，在這種情況下， ，工具^4移動足以使工作部份16的柱狀部份進入此時在 5薄=或vl片2中做成的孔洞25。被迫離開孔洞25的薄膜 或箔片材料會以皮瓣或下垂物26的形式向下懸掛進^開 孔11 ’因而形成孔洞25的邊緣27(第4圖）。 • 在此狀態下，孔洞25是完全開著。再度使上層工具8 私開下層工具6，藉此如第5圖所示，首先使工作部份Μ 10與針大18移出孔洞25，且使工具導板9上舉離開薄膜或 落片2。在這種情況下，該板多少會帶動薄膜或箔片2、，一 此5使薄膜或箔片上舉離開支撐面7。視需要，此一操作曰 可藉助於注入空氣（加壓空氣）於開孔n内或分開吹 支撐面7的開孔ό ' 15 /、要使支撐面7與工具導板9之間的薄膜或箔片2鬆 •開，使该薄膜或箔片前進一步，例如，這一步是用工具5 測出的薄膜或箱片長度，在薄膜或落片輸送方向（第5圖 中，是由左至右）測量該長度。因此，薄膜或荡片2的穿孔 部份會在元件2G、21的壓力表面22、23之間。請參考第 20 6圖，其係圖示剛被切開的孔洞25。此時以壓力表面a、 23把薄膜或羯片2夾在中間的方式使元件2〇、21彼此移 動。在這種情況下，會使下垂物26捲邊。第8圖圖示一視 而要、關於如何達成此事的方法。使皮瓣或下垂物％ (在 孔洞25被切開時’其係已置於支樓面7上）捲曲且折疊於 13 200808507 薄膜或箔片2的反面上。在這種情況下，下垂物26被塑性 變形成有至少不會移動回到孔洞25橫截面内的程度。也可 向著薄膜或箔片反面，把下垂物26壓平。在那裡，下垂物 26可不予加固或與反面接合或冷焊於反面。有可能用額外 5的措施來幫助壓迫操作，例如’施加超音波於元件20、21 中至少一個、施加熱或材料固定劑’例如，塗佈於箱片或 薄膜在孔洞25四周之反面的固定漆或黏合漆。 _ 第9圖與第圖圖示工具14之第一具體實施例，其 係可用來貫穿薄膜或箔片。在這種情況下，工作部份16大 10體為柱形，藉此區段17形成有圓形針尖18的圓錐。第1 〇 圖圖示工具14的工作部份16 (正視針尖18)。 替換地，第11圖至第14圖特別圖示有不同組態的針 尖18。請參考第11圖與第12圖，其係將針尖18組態成 刀刀，藉此該刀刃可相對短（第11圖）或夠長使得它大約與 15工作部份16的直徑相對應（第12圖）。在後一情形，區段 _ Π有刀形橫截面，其係以尾端呈刀刃開始，逐漸以工作部 份16的圓形隱段結尾。 如第13圖所示’區段17的針尖18也可為角錐形。因 此，區段17的橫戴面至少有些部份是以多邊形組態為界。 20如第14圖所斧’也有可能把區段17以及工作部份16的其 餘部份設計成多邊开^組態，例如，三角形、方形、矩形的 纽態。以此方式，可製成非圓形的孔洞25。 用於刺穿薄膜或箔片的構件可為一針狀工具14 (如圖 不）或也可為任何其他適合用於刺穿薄膜或箔片2的構 14 200808507 牛例如強力喷氣或喷水、各種流體或產生於其中的壓力 f、撓性元件、或其類似物。用於使製成孔洞邊緣捲曲的 才件可為設於適當元件上的剛性、平坦或不平坦表面，或 $也可為非固體構件，例如，流體或產生於其中的壓力波。 5 / #用於製造多孔薄膜或箔片的裝置包含一用於貫穿薄膜 或泊片2的構件5以及—用於使以此方式製成之孔洞烈邊 緣27捲曲的構件19。藉由使薄膜或落片材料的邊緣27或 •下垂物％捲曲，於切開後固定孔洞25。產生孔洞25不需 要用於由薄膜或箔片2切出穿孔的衝孔工具。反而是，首 10先把想，的孔洞25做成衝孔或切口，然後在穿孔操作期間 予以加寬。在捲邊操作期間，使從薄膜或箔片平面彎出來 的材料以不會再閉合已刺穿之孔洞的方式固定於定位。 【圖式簡單說明】 15者"由申請專利範圍、附圖及說明可明白本發明有利具體 • 實施例的細節。附圖係圖解說明本發明的示範具體實施例。

第1圖為用於貫穿薄膜或箔片之裝置的部份剖開示音 圖； U ，2圖為第i圖裝置於製孔前的放大剖開示意圖； 2〇 第3圖與第4圖為第1圖裝置處於不同製孔階段的垂 直剖開示意圖； 第5圖係圖示製孔後的第2圖至第4圖之裝置； 第6圖圖示屬於第i圖裝置用於使孔洞邊緣捲邊 (cri mp )於使孔洞邊緣捲邊之前的部份； 15 200808507 第7圖圖示使孔洞邊緣捲邊時的第6圖裝置部份； 第8圖圖示以貫穿製成薄膜或箔片之孔洞於捲邊後的 垂直橫截面； 第9圖為製孔工具之工作部份的部份側視圖；以及， 5 第10圖至第14圖根據第9圖向著針尖方向繪出之針 尖與工作部份橫戴面（針尖）的各種組態。 【主要元件符號說明】 1 裝置 2 薄膜或箔片 3 幸昆子 4 拉開裝置 5 構件 6 下層工具 7 支撐面 8 上層工具 9 工具導板 10，11 開孔S 12 頭部爽板 13 頭部 14 工具 15 轴桿 16 工作部份 17 區段 16 200808507 18 針尖 19 構件 20，21 元件 22，23 壓力表面 24 構件 25 孔洞 26 下垂物 27 邊緣 17

Claims (1)

1. 200808507 十、申請專利範圍： L 一種用於製造多孔薄膜或箔片（2)的方法，藉此 首先在該薄膜或箔片（2)中製成數個孔洞（25)，以及 藉此使該薄膜或箔片（2)中之所得孔洞（25)的邊緣 5 (27)捲曲。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中用數個針狀工具 p (14)製成該等孔洞（25)。 ίο 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中導引該薄膜或箔 片（2)於兩個夾持元件（6、9)之間且使它夾在該等元 件之間以便打孔。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，為了製成該等 15 孔洞（25)，首先製成數個刺穿孔洞，隨後加寬該等孔 ，洞。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，在使該等孔洞 (25)的邊緣（27)捲曲時，使該薄膜或箔片（2)上的材 20 料折疊且壓向該薄膜或箔片。 6. —種用於貫穿薄膜或箔片（2)的裝置，其係包含： 一用於在該薄膜或箔片（2)中製成數個孔洞的構件 (5)，以及 18 200808507 一用於使該等製成孔洞（25)之邊緣（27)捲曲的構件 (19)。 7. 如申請專利範圍第6項之裝置，其中該裝置包含一用 5 於在該穿孔操作期間支撐該薄膜或箔片（2)的構件 ⑺。 p 8. 如申請專利範圍第6項之裝置，其中該用於刺穿該薄 膜或箔片（2)的構件（5)為一工具（14)，其係具有一有 ίο —針央（18 )的縱長工作部份（16 )，藉此該工作部份 (16)的橫截面是從該針尖延伸擴大。 9. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中該工作部份（16) 的組態為一針體。 15 10. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中該針尖（18)為一 點狀針尖。 11. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中該針尖（18)的 20 組態為一刀刃。 12. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中該工作部份（16) 具有圓形橫截面。 19 200808507 13. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中該工作部份（16) 具有刀形橫截面。 14. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中工作部份（16) 5 具有多邊形橫截面。 15. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中該工作部份（16) p 有一橫截面為不變的區段。 ίο 16. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中，該用於支撐該薄 膜或箔片（2)的構件有一設有數個開孔（11)的支撐面 (7)，該等開孔（11)均與該用於製成該等孔洞（25)的 工具（14)相關連。 15 17. 如申請專利範圍第8項及第16項之裝置，其中每一 _ 該等開孔（11)的直徑都大於與該開孔（11)相關連之 工作部份（16)的直徑。 18. 如申請專利範圍第6項之裝置，其中該用於使該等孔 2〇 洞（25)之邊緣（27)捲曲的構件（19)包含：第一元件 (20)，其係具有面向該薄膜或箔片（2)之底面的壓力 表面（22);以及，第二元件（21 )，其係具有面向該薄 膜或箔片（2)之正面的壓力表面（23)，且更包含一用 於使該等元件（20、21)以受控方式彼此靠近及移開的 20 200808507 驅動構件。 19·如申請專利範圍第6項之裝置，其中該薄膜或箔片（2) 與一輸送裝置（4)相關連以便通過該裝置（1)使該薄 5 膜或、治片間歇地移動。 20· 一種用於製造多孔薄膜或箔片（2)的方法，藉此 • 首先用一工具（〗4)在該薄膜或箔片（2)中製成數個孔 洞（25)，該工具（14)具有一有一針尖（18)的縱長 1〇 工作部份（16)，該工作部份（16)的楫截面係由該 針尖（18)延伸擴大， 其中該工具（5 )在轴向做線性前後運動，該運動的衝 程寬度係用來調整孔洞大小，以及 藉此使該薄膜或箔片（2)先前已形成之孔洞（25)的邊 緣（27)捲曲。 21· —種用於貫穿薄膜或箔片（2)的裝置， 其係包含一用於刺穿該薄膜或箔片（2)的工具（14)， 藉此該用於在該薄膜或箔片（2)中製成該等孔洞 20 的工具（5): - 在軸向做線性前後運動’該運動的衝程寬度係用 來調整孔洞大小，以及 〜 具有一有一針尖（18)的縱長工作部份（16)，該工 作部份（16)的橫截面係由該針尖（18)延伸擴 21 200808507 大，且包含一用於隨後使該等製成孔洞（25)之邊 緣（27)捲曲的構件（19)。

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