TW202117789A

TW202117789A - 連續式大氣電漿處理設備

Info

Publication number: TW202117789A
Application number: TW108138279A
Authority: TW
Inventors: 謝章興; 陳榮三
Original assignee: 明志科技大學
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2021-05-01

Abstract

一種連續式大氣電漿處理設備，用以對一待處理物進行處理。此連續式大氣電漿處理設備包括一塑膠密封元件、一帶式輸送裝置、一電極裝置與一電源供應器。其中，塑膠密封元件係用以容納待處理物，且塑膠密封元件內係填充一工作氣體。帶式輸送裝置包括一輸送帶，用以輸送塑膠密封元件至一電漿處理區。電極裝置包括一第一電極與一第二電極。第一電極與第二電極係設置於電漿處理區，且位於輸送帶之相對兩側。電源供應器係電性連接電極裝置。

Description

連續式大氣電漿處理設備

本發明係關於一種大氣電漿處理設備，尤其是關於一種連續式大氣電漿處理設備。

近年來，隨著技術發展，大氣電漿已經廣泛應用於各種物品的表面處理。大氣電漿技術可直接在常壓環境內產生電漿，不需使用真空腔體及複雜儀器，容易整合於自動化產線內。

不過，受限於大氣內之氣體成分，大氣電漿設備所能進行之電漿處理之效率較低，所能進行之處理類型有限，產生大氣電漿的參數限制(如脈衝電壓、待處理物品距離等)也較多。

有鑑於此，本發明提供一種連續式大氣電漿處理設備，以簡化產生大氣電漿之裝置，並放寬其產生大氣電漿與進行電漿處理之限制。

本發明提供一種連續式大氣電漿處理設備，用以對一待處理物進行處理。此連續式大氣電漿處理設備包括一塑膠密封元件、一帶式輸送裝置、一電極裝置與一電源供應器。其中，塑膠密封元件係用以容納待處理物，且塑膠密封元件內係填充一工作氣體。帶式輸送裝置包括一輸送帶，用以輸送塑膠密封元件至一電漿處理區。電極裝置包括一第一電極與一第二電極。第一電極與第二電極係設置於電漿處理區，且位於輸送帶之相對兩側。電源供應器係電性連接電極裝置。

本案之連續式大氣電漿處理設備具有一塑膠密封元件以容納待處理物，可以省去外部之電漿噴射裝置，有利於將大氣電漿處理整合於自動化產線內。其次，使用者可依據需求，填充所需的工作氣體於塑膠密封元件內以產生大氣電漿，而不會受到環境內大氣氣體成分之限制。此外，由於各個塑膠密封元件內可填充不同成分的工作氣體，本案之連續式大氣電漿處理設備亦可對各個待處理物進行差異化的電漿處理。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

10‧‧‧連續式大氣電漿處理設備

200‧‧‧塑膠密封元件

300‧‧‧待處理物

12‧‧‧帶式輸送裝置

14,24‧‧‧電極裝置

16‧‧‧電源供應器

122‧‧‧輸送帶

124‧‧‧傳動輪

125‧‧‧滾輪

126‧‧‧步進馬達

128‧‧‧步進馬達驅動裝置

1282‧‧‧波形產生器

1284‧‧‧步進馬達驅動器

A1‧‧‧電漿處理區

142,242‧‧‧第一電極

144,244‧‧‧第二電極

HV‧‧‧高壓端

G‧‧‧接地端

第一圖係本發明連續式大氣電漿處理設備一實施例之配置示意圖。

第二圖係第一圖中之塑膠密封元件一實施例之示意圖。

第三圖係本發明連續式大氣電漿處理設備之電極裝置之另一實施例之示意圖。

下面將結合示意圖對本發明的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列描述和申請專利範圍，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，圖式均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。

第一圖係本發明連續式大氣電漿處理設備一實施例之配置示意圖。此連續式大氣電漿處理設備10係用以對一待處理物進行電漿處理。此待處理物可以是食品、工業製品等需要對於進行殺菌、表面改質或其他電漿處理之物品。

如圖中所示，此連續式大氣電漿處理設備10包括一塑膠密封元件200、一帶式輸送裝置12、一電極裝置14與一電源供應器16。

塑膠密封元件200係用以容納待處理物(未圖示)，且塑膠密封元件200內係填充一工作氣體。也就是說，待處理物是密封於塑膠密封元件200內，且處於充滿工作氣體之環境中。在本實施例中，此塑膠密封元件200係一塑膠密封袋，例如一夾鏈袋。不過亦不限於此。在另一實施例中，此塑膠密封元件200亦可以是一塑膠密封盒或是一塑膠密封罐。又，在一實施例中，此塑膠密封元件200之材質可以是PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、Aluminium(鋁箔)、EVOH(乙烯醇共聚物)、PVDC、(聚偏二氯乙烯)、CPP(流延聚丙烯)、OPP(鄰苯基苯酚)。

帶式輸送裝置12包括一輸送帶122、一傳動輪124、多個滾輪125、一步進馬達126與一步進馬達驅動裝置128。輸送帶122係架設於傳動輪124與多個滾輪125上，步進馬達126係連接傳動輪124，以帶動輸送帶122移動。步進馬達驅動裝置128包括一波形產生器1282與一步進馬達驅動器1284。波形產生器1282係用以產生驅動步進馬達轉動所需之脈波訊號。步進馬達驅動器1284係依據此脈波訊號驅動步進馬達126轉動。步進馬達驅動裝置128係透過線路連接至步進馬達126以控制步進馬達126轉動。在一實施例中，此步進馬達驅動裝置128具有一旋鈕(未圖示)與一編譯器(未圖示，例如一晶片編譯程式)，此編譯器可將旋鈕轉動產生之控制訊號轉換為驅動訊號透過步進馬達驅動器1284控制步進馬達126之轉動速度，進而控制輸送帶122之前進速度。塑膠密封元件200則是放置於輸送帶122上。藉此，步進馬達126可透過傳動輪124帶動輸送帶122輸送塑膠密封元件200至一預先設定的電漿處理區A1。

電極裝置14包括一第一電極142與一第二電極144。第一電極142與第二電極144係設置於電漿處理區A1，且位於輸送帶122之相對兩側。在本實施例中即為輸送帶122之上下兩側。第一電極142係電性連接至電源供應器16之一高壓端HV，第二電極144係電性連接至電源供應器16之一接地端G。如此，即可產生一高壓電場施加於電漿處理區A1以產生大氣電漿。在一實施例中，電源供應器16係輸出一高壓脈衝至電極裝置14，以產生大氣電漿。舉例來說，此高壓脈衝的參數可以是3~9kV。又，在一實施例中，此電源供應器16可依據各個塑膠密封元件200之移動至電漿處理區A1之時間間隔，調整大氣電漿處理時間，而不需持續的進行大氣電漿處理。此外，亦可調整輸送帶線速度，以改變大氣電漿處理時間。

在本實施例中，第一電極142與第二電極144係位於輸送帶122之上下兩側，第一電極142嵌入於絕緣體係呈平板狀，第二電極144亦呈平板狀，並放置石英玻璃(未圖示)作為介電質於兩電極上。第一電極142係平行於第二電極144且對準第二電極144，以產生一垂直方向之高壓電場施加於電漿處理區A1。

不過，本案亦不限於此。因應不同帶式輸送裝置之設計，第一電極142與第二電極144的位置亦可配合改變，且第一電極142與第二電極144亦可呈現其他形狀，只要能產生均勻的高壓電場於電漿處理區A1，即可適用於本案。舉例來說，可參見本案第三圖之實施例。

如第一圖所示，在操作上，將多個待處理物分別密封於塑膠密封元件200後，再將這些塑膠密封元件200依序放置於輸送帶122上，即可利用本案之連續式大氣電漿處理設備10對各個待處理物依序進行電漿處理。

值得注意的是，由於各個塑膠密封元件200內填充之工作氣體不需相同，本案提供之連續式大氣電漿處理設備10可依據各個待處理物之特性以及所進行之電漿處理的差異，在各個待處理物所處之塑膠密封元件200內填入不同工作氣體。如此，即使不改變電源供應器16輸出之電壓信號，亦可以對於各個待處理物進行差異化的電漿處理。

第二圖係第一圖中之塑膠密封元件200一實施例之示意圖。圖中之塑膠密封元件200係一塑膠密封袋。此塑膠密封元件200係用以容納待處理物300，例如食物、工業製品等。塑膠密封元件200內係填充工作氣體，以產生大氣電漿於塑膠密封元件200內。

依據所進行之電漿處理類型的差異，填充於塑膠密封元件200內之工作氣體可以是氮氣或惰性氣體(如氦氣或氬氣)，亦可以是一混合氣體。就一較佳實施例而言，此混合氣體可以是氦氣加氧氣(He+O₂)、氦氣加氮氣(He+N₂)或是氦氣加氬氣(He+Ar)。

第三圖係本發明連續式大氣電漿處理設備之電極裝置之另一實施例之示意圖。在第一圖之實施例中，電極裝置14之第一電極142與第二電極144係位於輸送帶122之上下兩側，相較之下，本實施例之電極裝置24之第一電極242與第二電極244係位於輸送帶122之左右兩側。第一電極242係呈長條狀，第二電極244係呈長條狀，以產生一橫向高壓電場施加於電漿處理區A1。此高壓電場之電場方向係垂直於輸送帶122的前進方向。

本案之連續式大氣電漿處理設備10具有塑膠密封元件200以容納待處理物，可以省去外部之電漿噴射裝置，有利於將大氣電漿處理整合於自動化產線內。其次，使用者可依據需求，填充所需的工作氣體於塑膠密封元件內以產生大氣電漿，而不會受到環境內大氣氣體成分之限制。此外，由於各個塑膠密封元件內可填充不同成分的工作氣體，本案之連續式大氣電漿處理設備亦可對各個待處理物進行差異化的電漿處理。

上述僅為本發明較佳之實施例而已，並不對本發明進行任何限制。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明的技術手段的範圍內，對本發明揭露的技術手段和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發明的技術手段的內容，仍屬於本發明的保護範圍之內。