TWI769101B - 砂紙盤之靜電植砂方法及其裝置 - Google Patents

Abstract

一種砂紙盤之靜電植砂方法及其裝置，主要係具一植砂盤，該植砂盤底面具一導電性的底盤，該底盤的底面連接真空泵浦使具吸盤功能，用以吸附一形狀規格已經裁切且底面已上膠之一預製規格基材；另具一容納盤或輸送帶，該容納盤或輸送帶用以內裝砂礫或輸送砂礫；該底盤與容納盤或輸送帶，其中之一係與一靜電產生機的電極連接，另一接地。藉此，驅動植砂盤使預製規格基材的上膠面靠近砂礫，底盤於面向砂礫端與砂礫之間產生極性相反的電荷，因靜電效應而相吸，致使砂礫被往上吸附在預製規格基材的上膠表面，藉此完成植砂。

Description

砂紙盤之靜電植砂方法及其裝置

本發明係關於一種砂紙盤之靜電植砂方法及其裝置，尤指可適合客製化及多樣生產的訂單，不需要大倉儲，即可滿足多種客製化配方需求，無砂礫及膠劑浪費，以降低製造成本，而且無邊料沾附膠劑、砂礫丟棄環保問題之砂紙盤之靜電植砂方法及其裝置。

按，習知砂紙盤的簡略製程為：紙質捲料或平板基材→上膠 →撒砂(植砂)→膠劑固化熟成→裁切→成品，如圖1所示。上述上膠步驟，係於基材13一表面塗上膠劑；撒砂(植砂)步驟，係於基材13的上膠表面撒砂，使砂礫(即磨料)藉由膠劑固著於基材上；該膠劑固化熟成步驟，係將基材乾燥處理，使膠劑固化；該裁切步驟，係將固著有砂礫的基材13裁切成所要的砂紙盤成品規格。

前述撒砂(植砂)步驟，於業界大致有兩種常見工法，一為『靜電植砂』，另一為『重力植砂』。其中：

『靜電植砂』，主要係透過靜電效應讓砂礫被吸附站立在基材的上膠面，銳角朝外，俾砂紙盤裝設在砂輪機高速旋轉而打磨加工物件時，能夠確保砂礫與被加工物件接觸，而且都是銳角在打磨，以提升打磨切削能力。靜電植砂適用於中細番號的砂礫，例如：24#，36#，46#，60#，80#，100# 以上。上述番號數字越大代表砂礫越小顆。數字越小代表砂礫越大顆。惟，砂礫番號較小因重量太重，無法透過靜電效應操作，例如番號12#，14#，16#。

『重力植砂』，係砂礫從上方撒在已上膠的紙質基材表面，雖然可適用於顆粒較大的砂礫，例如番號12#，14#，16#，惟，砂礫為不規則的形狀，透過重力將砂礫撒在已上膠的紙質基材上，因砂礫是隨機沾黏在膠水上，因此，有些砂礫可能是鈍角朝外，有些是銳角朝外。當砂紙盤裝在砂輪機高速旋轉打磨加工物件，因真正有在打磨的是銳角朝外的砂礫，而鈍角朝外的砂礫打磨切削能力有限，這會讓砂紙盤每顆砂礫不會很均勻的消耗。銳角朝外的砂礫被磨鈍了之後，該砂紙盤就沒有打磨切削能力，造成耗材速度快。而且，由於重力植砂是透過地心引力讓砂礫由上往下撒，有可能在撒砂過程中砂礫容易覆蓋在其他砂礫上，造成砂礫原料的浪費。

前揭習知靜電植砂的方式，係對卷式的基材或平板式的基材13進行整面式的靜電植砂。如圖2所示，一輸送帶10的下方設置有負極導電板11，該輸送帶10用以輸送砂礫12，該負極導電板11會將負電荷傳導予砂礫12，使砂礫12攜帶有負電荷。被帶動走移的卷式的基材(或平板式的基材)13，位在輸送帶10的上方，上膠面朝砂礫12，該基材13被帶動位移方向與輸送帶10輸送方向相反，而且卷式的基材13(或平板式的基材)上方配置有一與負極導電板11相對應的正極電極板14。藉此，當砂礫12被輸送帶10輸送位移到負極導電板11的上方時，因靜電效應，砂礫12會被吸附在已上膠的紙質基材13表面，完成植砂。惟前揭習知靜電植砂方式，於應用上具有下列缺失。

1. 單一卷式基材13只能應付單一規格配方的砂紙盤製造，因製造量大，致有庫存空間大之缺失，而且為了應付多重客製化規格配方的砂紙盤需求，其所需存放的倉庫面積更大，因此，上述習知靜電植砂方式，具有僅適合大量單一規格配方砂紙盤的製造，但對量少及不同規格配方砂紙盤的生產，極不適用。

2.客戶指定的砂紙盤成品形狀通常是圓形，卷式基材13或平板基材13整面上膠及植砂，被裁切後所剩的基材邊料，已黏附膠水及砂礫，除紙質基材13不能回收外，邊料上的膠劑及砂礫亦造成原料的浪費，以及丟棄後環境的污染。

3. 植砂設備體型龐大，除廠房空間需求大之外，設備成本亦高。

本發明人有鑑於習知砂紙盤之靜電植砂方法，於應用上具有上述缺失存在，乃加以設計改良，遂有本發明之產生。

爰是，本發明的主要發明目的，是在提供一種無砂礫及膠劑浪費，以降低製造成本，而且無邊料沾附膠劑、砂礫丟棄環保問題，可適合客製化及少量多樣生產的訂單，不需要大倉儲，即可滿足多種客製化配方需求之砂紙盤之靜電植砂方法及其裝置。

本發明的另一發明目的，係在提供一種無砂礫及膠劑浪費，以降低製造成本，而且無邊料沾附膠劑、砂礫丟棄環保問題，又可依客製化大量生產的砂紙盤之靜電植砂方法及其裝置。

本發明的主要特徵，係具一植砂盤，該植砂盤底面具一導電性的底盤，該底盤的底面連接真空泵浦使具吸盤功能，用以吸附一形狀規格已經裁切且底面已上膠之一預製規格基材；另具一導電性的容納盤，該容納盤內裝砂礫；該底盤與容納盤二者，其中之一係與一靜電產生機的電極連接，另一接地。藉此，手持植砂盤使預製規格基材的上膠底面靠近砂礫，底盤於面向砂礫端與砂礫之間產生極性相反的電荷，因靜電效應而相吸，致使砂礫被往上吸附在預製規格基材的上膠表面，藉此完成植砂，及達成上述發明目的。

本發明的又一特徵，係在靜電植砂裝置，包含有一植砂盤，該植砂盤底面具一導電性的底盤，該底盤的底面與一真空泵浦的吸口連接，使該底盤的底面具有吸盤功能，該植砂盤係與一機械手臂連結整合，由該機械手臂控制該植砂盤的位移及動作；具一輸送帶，該輸送帶的中間下方設置有一導電板。該植砂盤位於該輸送帶的上方一距離處，並可被機械手臂驅動位移與該導電板上、下對應；該導電板與該底盤二者，其中之一是接地，另一與一靜電產生機的電極連接，藉此，以機械手臂驅動植砂盤使預製規格基材的上膠底面靠近砂礫，底盤於面向砂礫端與砂礫之間產生極性相反的電荷，因靜電效應而相吸，致使砂礫被往上吸附在預製規格基材的上膠表面，藉此完成植砂，及達成上述發明目的。

請參閱圖3所示本發明實施例砂紙盤之成形步驟圖。本發明的砂紙盤主要包含有紙質基材，該基材一面上膠後於上膠面經靜電植砂固定有砂礫。該砂紙盤的簡略製程為：紙質的捲料或平板基材→裁切→上膠 →撒砂(植砂)→膠劑固化熟成→成品。亦即依據客製化需求將紙質基材裁切成所要的砂紙盤成品規格形狀(大皆為圓形，經裁切後的基材稱之預製規格基材20)，之後將該預製規格基材20一表面上膠、撒砂後，經過乾燥程序將膠劑固化熟成，即完成砂紙盤的成形。

上述撒砂(植砂)程序，本發明實施例係採用靜電植砂方法對預製規格基材20進行植砂。該靜電植砂方法，請參閱圖4、5所示，主要係具一植砂盤30，該植砂盤30底面具一導電性的底盤31，該底盤31的底面與一真空泵浦的吸口連接，使底盤31的底面具有吸盤310功能(如圖6、7)，用以吸附底面經上膠的預製規格基材20，而且該預製規格基材20的上膠面朝下，其中該底盤31的外徑小於預製規格基材20的外徑。另具一導電性的容納盤40，該容納盤40內裝砂礫21；該底盤31與容納盤40二者，其中之一係與一靜電產生機50(如圖5)的電極連接，另一接地。即可以底盤31與靜電產生機50的電極連接，而容納盤40接地；也可以容納盤40與靜電產生機50的電極連接，而底盤31接地，藉此，使底盤31與容納盤40(砂礫21)分別具有相反的電荷。要對預製規格基材20進行靜電植砂時，手持植砂盤30將一預製規格基材20的背面吸住，而該預製規格基材20的上膠面朝下，之後移動植砂盤30，使預製規格基材20的上膠面靠近容納盤40內的砂礫21(約離1~3cm)，底盤31與砂礫21之間因有極性相反的電荷，因靜電效應，使砂礫21被吸引往上而被吸附在預製規格基材20的上膠表面固定，藉此完成植砂。植砂完成後，將底盤31底面的吸盤310功能關閉，植砂盤30將已植砂預製規格基材20釋放，之後將預製規格基材20進行後續的膠劑固化熟成步驟，完成砂紙盤的成形。

該砂紙盤若訂單量多而需量產，也可如圖8所示，靜電植砂裝置亦可由一輸送帶51、一與自動化機械手臂整合的植砂盤30所組成。主要是將原容納砂礫21用的容納盤40改成輸送帶51送料，而且植砂盤30與自動化機械手臂連結整合，由機械手臂控制植砂盤30位移及動作。於該輸送帶51位移起始端的上方設置有一儲砂斗510，用以儲存砂礫21，並控制適量的砂礫21由底端出料口落入輸送帶51上，使砂礫21被輸送帶51輸送位移；於該輸送帶51的中間下方設置有一導電板511。該植砂盤30位於輸送帶51的上方一距離處，並經位移與導電板511上、下對應，該植砂盤30如上述與自動化機械手臂整合，機械手臂可控制植砂盤30位移與輸送帶51(導電板511)接近或離開，或者開啟或關閉吸盤功能。另外，導電板511與植砂盤30二者，其中之一是接地，另一跟靜電產生機50的電極連接。植砂時，機械手臂帶動植砂盤30吸附一底面已上膠的預製規格基材20往下接近輸送帶51，輸送帶51上的砂礫21因靜電效應而往上固結在預製規格基材20的上膠面，之後移開且植砂盤30釋放已植砂的預製規格基材20，每一砂紙盤的植砂，可藉由上述步驟透過機械手臂操作完成。

由上述之說明可知，本發明用於靜電植砂的裝置，包含一植砂盤，該植砂盤底面具一導電性的底盤，該底盤的底面連接真空泵浦使具吸盤功能，用以吸附底面經上膠的砂紙盤基材之背面；另具一導電性的容納盤，該容納盤內裝砂礫；上述底盤與容納盤二者，其中之一係與一靜電產生機的電極連接，另一接地。藉此，即能對預製規格基材20進行靜電植砂。

本發明用於靜電植砂的另一裝置，係包含有一植砂盤，該植砂盤底面具一導電性的底盤，該底盤的底面與一真空泵浦的吸口連接，使該底盤的底面具有吸盤功能，該植砂盤係與一機械手臂連結整合，由該機械手臂控制該植砂盤的位移及動作；具一輸送帶，該輸送帶的中間下方設置有一導電板，該植砂盤位於該輸送帶的上方一距離處，並可位移與該導電板上、下對應；該導電板與該底盤二者，其中之一是接地，另一與一靜電產生機的電極連接。

本發明上述砂紙盤的成形步驟及靜電植砂方法、植砂裝置，於應用上至少具有下列優點及功效。

1.該靜電植砂方法可適合客製化及少量或多量、多樣生產的訂單，不需要大倉儲，即可滿足多種客製化配方需求。

2. 紙質基材還沒有上膠、撒砂前就進行裁切，無砂礫及膠劑浪費，可降低製造成本，而且無邊料沾附膠劑、砂礫丟棄的環保問題。

3.生產製造設備體型較小，投入設備成本較低。

綜觀上述，本發明不僅具新穎性且可供產業利用，依法提出發明專利申請，懇請惠予審查並會予核准，實感德便。

10:輸送帶

11:負極導電板

12:砂礫

13:基材

14:正極電極板

20:預製規格基材

21:砂礫

30:植砂盤

31:底盤

310:吸盤

40:容納盤

50:靜電產生機

51:輸送帶

510:儲砂斗

511:導電板

圖1所示是習知砂紙盤之成形步驟圖。 圖2所示是習知砂紙盤之靜電植砂方法結構圖。 圖3所示是本發明實施例砂紙盤之成形步驟圖。 圖4所示是本發明實施例植砂盤與容納盤之植砂裝置結構圖。 圖5所示是本發明實施例植砂盤、容納盤與靜電產生機之結構圖。 圖6所示是本發明實施例植砂盤的剖面結構圖。 圖7所示是本發明實施例植砂盤的仰視結構圖。 圖8所示是本發明又一靜電植砂裝置實施例結構圖。

20:預製規格基材

21:砂礫

30:植砂盤

31:底盤

310:吸盤

40:容納盤

Claims (2)

1. 一種砂紙盤之靜電植砂方法，該砂紙盤包含有紙質基材，該基材一面上膠後於上膠面經靜電植砂固定砂礫；該砂紙盤的靜電植砂方法，主要係先將該紙質基材裁切成預製規格基材，之後於一表面上膠；具一植砂盤，該植砂盤底面具一導電性的底盤，該底盤的底面與一真空泵浦的吸口連接，使該底盤的底面具有吸盤功能，用以吸附該預製規格基材上膠面的背面；另具一導電性的容納盤，該容納盤內裝砂礫；該底盤與該容納盤二者，其中之一係與一靜電產生機的電極連接，另一接地，藉此，手持該植砂盤將該預製規格基材的上膠面靠近該容納盤內的該砂礫，該底盤與該砂礫之間因有極性相反的電荷，因靜電效應，而使該砂礫被吸引往上而被吸附在該預製規格基材的上膠面固定，藉此完成靜電植砂。
2. 一種砂紙盤之靜電植砂裝置，係包含有一植砂盤，該植砂盤底面具一導電性的底盤，該底盤的底面與一真空泵浦的吸口連接，使該底盤的底面具有吸盤功能；另包含有一導電性的容納盤，該容納盤內裝砂礫；該底盤與該容納盤二者，其中之一係與一靜電產生機的電極連接，另一接地。

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