TWI782377B - 氟樹脂板材塗佈裝置 - Google Patents

Abstract

一種氟樹脂板材塗佈裝置，係用以在該氟樹脂板 材上自動塗佈藥液產生化學蝕刻使其表面改質，包括一以旋轉方式運載該氟樹脂板材的輸送輪，及一配置於該輸送輪下方的塗佈機，該塗佈機具有一對應該輸送輪的平台，以及至少一貫穿該塗佈機的狹縫通道，其中，該平台與對應的輸送輪之間保有一微間隙提供所述藥液自該狹縫通道的出口流入予以填補；藉此，以輸送輪旋轉帶動氟樹脂板材通過並接觸所述藥液產生毛細作用而予以附著。

Description

氟樹脂板材塗佈裝置

本發明為一種塗佈裝置，特別是一種對氟樹脂板材施以藥液塗佈產生化學蝕刻使其表面改質的自動化加工設備。

本發明所涉及之氟樹脂板材係指ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)、或PTFE(聚四氟乙烯)、或其他任何含氟樹脂相關之高分子樹脂經由化學製程進行合成者。由於氟樹脂本身具備有良好的化學穩定性、電絕緣性、優異的耐熱、耐蝕及高純度潔淨等特性表現，所以非常適合應用在例如半導體設備、高純度化學品、石化、或化工產業等製造流程；但是由於其結構規整，濕潤性較差，難被黏膠劑浸潤，所以在某些程度上限制了其應用的範圍。

如果在氟樹脂板材表面進行特殊處理，可以得到 令人滿意的浸潤效果，例如，中國公開CN102432901A號專利揭露以「鈉萘溶液」化學蝕刻其表面進行改質；即，透過將鈉(Na)外層的電子轉移至萘的空軌道上形成陽離子自由基，陽離子自由基再與鈉離子形成離子對(過程中必須持續攪拌)，期間會釋放大量共振能，產生深綠色金屬物混合溶液，此溶液的反應性極高，與例如PTFE(聚四氟乙烯)之氟樹脂板材接觸時，該離子對可以破壞C-F鍵，即扯掉PTFE(聚四氟乙烯)表面的氟原子，使其表面脫氟形成黑褐色的炭化層，導致PTFE臨界表面張力增大足以與粘劑結合。不過須注意者，如果PTFE的表面過份腐蝕，可能因腐蝕的炭化層太厚(超過1um)而降低該表面層的內聚強度與增加接觸角等負面效果。

現階段以上述鈉萘溶液對氟樹脂板材表面蝕刻的加工法仍多仰賴人力以沉浸方式施作，很顯然地，其不僅非常沒有效率，而且沉浸的鈉萘溶液易流向氟樹脂板材的非加工表面造成污染，影響到氟樹脂板材純淨的品質。

為導入自動化加工作業，創作人從已知的公開文獻，包括US4,480,583、US5,318,804號等專利所揭露的塗佈技術，如圖1，參考到利用一滾輪10帶動被加工材料11輸送至加工區，在該加工區配置一塗佈機12，該塗佈機12一端對外連接管路供輸加工液，其相對端的機頭13對應被加工材料11將該加 工液自動塗抹在被加工材料表面的工法。

這些先前技術的設計主要是用於濃稠的塗佈溶液，其溶液的流量及輸出壓力難以得到控制而無法「均勻」塗佈在被加工的材料上，甚至容易溢流到外部形成浪費及污染；於是，如圖2所示，在該塗佈機12的機頭13端部設計一如刮刀般的機構14來達到溶液均流的效果，卻也造成該塗佈裝置的設計顯得複雜難以施作，也增加製造的成本。

本發明為一種較先前技術更加實用新穎的「氟樹脂板材塗佈裝置」，包括有一以旋轉方式運載該氟樹脂板材的輸送輪，及一配置於該輸送輪下方的塗佈機，該塗佈機具有一對應該輸送輪的平台，以及至少一貫穿該塗佈機的狹縫通道，其中，該平台與對應的輸送輪之間保有一微間隙提供所述藥液自該狹縫通道的出口流入予以填補而封閉，藉該輸送輪旋轉帶動氟樹脂板材通過並接觸所述藥液產生毛細作用而予以附著。此藥液佈滿於該微間隙的封閉空間為塗佈加工製程中的最佳反應區域，可以減少藥液氧化的機會，即使產生約2%含氧量下也隨即失去活性。同時，在本發明之塗佈加工製程中可以大幅降低藥液的使用量，僅以少數藥液附著於氟樹脂板材隨輸 送輪前進時被帶走而減少，再透過一流量控制器適時補充藥液使該封閉的毛細作用空間維持存在，達到藥液供需平衡的自動化生產條件；更重要的是，本發明不論是設計或設備的配置都較先前技術簡單易於實施，並可以完全導入自動化生產作業提升經濟效率，為本發明之主要目的。

2:輸送輪

3:塗佈機

30:平台

31:狹縫通道

310:出口

311:入口

4:氟樹脂板材

5:藥液

6:外管

7:流量控制器

H:微間隙

圖1是一種習知塗佈裝置的配置圖。

圖2是以圖1之塗佈機對被加工材料塗佈溶液的實施狀態圖。

圖3是本發明之塗佈裝置的配置圖。

圖4是以本發明之塗佈裝置對氟樹脂板材表面進行藥液塗佈的實施狀態圖。

本發明是一種塗佈裝置，特別是一種對氟樹脂板材施以藥液塗佈產生化學蝕刻使其表面改質的自動化加工裝置；後段的敘述內容為體現本發明特徵與優勢的一些典型實施例，應理解的是本發明能夠在不同的型態上產生不脫離專利範圍的各種變化，且其中的說明及參考圖示在本質上係作為描述 本發明之較佳實施方案，而非用以限制本發明。

請參考圖3所示，本發明之塗佈裝置主要包括有一輸送輪2，及一配置於該輸送輪2「下方」的塗佈機3，其中，該輸送輪2以旋轉方式運載被塗佈材料，在本實施例中，「被塗佈材料」為氟樹脂板材4，該氟樹脂板材4具有二相對的板面，一為被該輸送輪2連動的承載面40，另一為塗佈面41。

所述塗佈機3具有一對應該輸送輪2的平台30，以及至少一貫穿該塗佈機3的狹縫通道31，該狹縫通道31有二個端口，包括一連通該平台30的出口310及一與該塗佈機3外部連通的入口311；此外，該塗佈機3的平台30與對應的輸送輪2之間保持有一微間隙H，較佳者，該微間隙H的高度大約為1~5mm。

接續請同時參考圖4，本發明在實施塗佈加工時，以一輸送藥液5的外管6連接到狹縫通道31的入口311，使該藥液5自該入口311進入狹縫通道31，較佳者，在本實施例中所塗佈的藥液5為一種「鈉萘溶液」，但不以此為限；其中，在外管6配置有一流量控制器7控制藥液供給的流量。

當所述藥液5從入口311處注入到塗佈機3中，循該狹縫通道31上升到出口310流向並保持在平台30的表面填補與輸送輪2之間的微間隙H(最佳高度為1~5mm)，該藥液5與上方 對應之氟樹脂板材4的塗佈面41接觸產生毛細作用而予以吸收，該藥液5注入微間隙H後形成毛細作用的封閉空間即為塗佈加工製程中的最佳反應區域，可以減少藥液氧化的機會，即使在約2%含氧量下也隨即失去活性；同時，在本發明之塗佈加工製程中可以大幅降低藥液5的使用量，僅以少數藥液5附著於氟樹脂板材4隨輸送輪2前進時被帶走而減少，並透過該流量控制器7可以適時補充藥液5使其產生毛細作用的封閉空間持續存在，達成藥液5供需平衡的理想加工條件。

附著藥液5的氟樹脂板材4可以破壞C-F鍵扯掉氟原子，使其塗佈面41脫氟形成黑褐色的炭化層，導致臨界表面張力增大適合與粘劑結合；而且，透過本發明所揭露的加工裝置，控制輸送輪2的轉速可以讓氟樹脂板材4的塗佈面41不產生過份腐蝕並達到自動化，尤其這個塗佈裝置的設計及配置相較於發明人所揭露的先前技術更加簡單且易於實施，過程中對氟樹脂板材4的非加工(塗佈)面不會受到藥液5污染，且該藥液5的外溢損失也可以降低，誠為一實用性極佳的發明，爰依法提出專利的申請。

2:輸送輪

3:塗佈機

30:平台

31:狹縫通道

310:出口

311:入口

6:外管

7:流量控制器

H:微間隙

Claims (4)

1. 一種氟樹脂板材塗佈裝置，係用以在該氟樹脂板材上自動塗佈藥液產生化學蝕刻使其表面改質，包括：

   一輸送輪，以旋轉方式運載該氟樹脂板材；

   一配置於該輸送輪下方的塗佈機，該塗佈機具有一對應該輸送輪的平台，以及至少一貫穿該塗佈機的狹縫通道，其中，該平台與對應的輸送輪之間保有一微間隙；以及，

   一流量控制器，連接於該塗佈機供給藥液；

   藉此，以該流量控制器將藥液注入塗佈機，循該狹縫通道流向並保持在該平台表面使藥液填補該微間隙成為與氟樹脂板材接觸產生毛細作用的封閉空間，並適時由流量控制器補充藥液使該封閉空間持續存在。
2. 如請求項1所述之氟樹脂板材塗佈裝置，其中，所述之藥液為一種鈉萘溶液。
3. 如請求項1或2所述之氟樹脂板材塗佈裝置，其中，該微 間隙的高度為1~5mm。
4. 如請求項1或2所述之氟樹脂板材塗佈裝置，其中，該狹縫通道具有二個端口，包括一連通該平台的出口及一連接於該流量控制器的入口。

Images