TWM467567U - 多層次立體圖紋製造設備 - Google Patents

Description

多層次立體圖紋製造設備

本創作係屬於基材表面圖紋轉寫壓印技術的領域，特別是關於一種多層次立體圖紋製造設備。

按，隨著科技日新月異，各種如：智慧型手機、平板電腦及筆記型電腦等3C產品充斥於市面上，特別是智慧型手機及平板電腦，因結合了無線網路及行動網路等，能讓現代人隨時隨地獲取最新的訊息，對於現代人來說，使用智慧型手機或平板電腦已儼然成為日常生活中的一部份。

這類3C產品為了追求視覺美感，通常會於外殼上增加一些花紋或是顏色等裝飾，或是利用如：皮革或是矽膠等材質，而營造出不同於傳統3C產品的視覺美感。由於大部分外殼係採用了塑膠材質，可利用塑膠射出一體成型的方式將立體的花紋直接製作於外殼表面；而，平面的花紋或是顏色等裝飾，則是透過烤漆或是噴塗上色等方式製作，不僅製作時會產生污染，且為了防止脫落或掉色，還須進行二次處理，以確保其使用時的耐用度。

此外，針對採用使用金屬材質作為外殼之3C產品，因受限於製造技術，亦即現有的金屬表面裝飾處理技術，如：化學著色、電解著色、裝飾電鍍或金屬表面蝕刻等技術，則因成本高且難以回收使用而無法增進美觀性。以上各種傳統的表面裝飾處理技術，多半僅能於外殼表面作 平面裝飾處理，而無法達到立體造型之裝飾效果，已無法滿足消費者對於美觀造型之要求。

但，本創作人並不以此為限，將色彩結合於原有紫外線光固 化立體圖文轉寫而製成的立體花紋的方式，進而展現出多層次立體圖紋效果的製作方法，大幅增進使用時的美觀性，並且，其耐用度也獲得大幅提昇。

有鑑於此，本創作之一目的，旨在提供一種多層次立體圖紋製造設備，俾能將立體圖紋結構結合顏色薄膜，而使原有立體圖紋結構呈現出多層次的立體效果，以達到增進基材外表美觀性之功效，並能夠大幅提昇其生產效率。

為達上述目的，本創作之多層次立體圖紋製造設備，供以對一母板、一子膜及一基材進行一連串的轉寫壓印加工後，而於該基材上獲得一多層次立體圖紋，其中該母板係經抗沾處理並具有一第一圖紋結構，該子膜為透光材質且一面塗佈一第一光固化膠，該基材之一面係塗佈一第二光固化膠，其包括：一承載平台，係具有一設定間隙，分別用來承載該母板及該子膜進行第一次轉寫壓印加工，以及承載該基材及該子膜進行第二次的轉寫壓印加工；一上色模組，設於該承載平台上方，以將一發色材料佈設於該第二光固化膠之一面以形成一顏色薄膜；一加熱模組，設於該承載平台內部，並於進行第二次轉寫壓印加工時，加熱該基材至一設定溫度；一轉印模組，設於該承載平台上方，該轉印模組係具有一滾輪體及一紫外光照明單元，該滾輪體係將該子膜平均地壓制於該母板上進行第一次 轉寫壓印加工，並藉由該紫外光照明單元照射該第一光固化膠而硬化，以及利用該滾輪體將該子膜平均地壓制於該基材上進行第二次轉寫壓印加工，以對該第二光固化膠進行光照處理；一夾具，設於該承載平台之二側，以供夾持完成離形之該子膜之二端；及一頂針元件，設於該承載平台及該夾具之間，以頂高該子膜並由該夾具帶動朝向該承載平台作移動。其中，該設定溫度係介於60度至300度。

其中，該承載平台之二側緣係對應該基材及該子膜的厚度而 分別設有一凸條，該二凸條係平行設置而形成一軌道，該基材及該子膜係放置於該軌道之間。該設定間隙係透過調整該對凸條的高度及調整該滾輪體的下壓力而達成，以提高轉寫率。

於一實施例中，該夾具係包含一固定式夾持單元及一可動式 夾持單元，該固定式夾持單元設於該承載平台之一側，該可動式夾持單元係設置於該承載平台之另一側。當該滾輪體向下滾壓該子膜至該基材時，該可動式夾持單元係受到該子膜之帶動而向下移動，當該頂針元件向上移動時，則該可動式夾持單元受該子膜之帶動而向上及朝向該承載平台之方向移動。

透過使用本創作之該多層次立體圖紋製造設備，並依據下列 二種實施方式之實施步驟，而能於一基板上獲得有多層次且具有各種顏色之立體圖紋結構。

於第一種實施方式中，其步驟如下：提供一母板、一子膜及 一基材，其中該母板係經抗沾處理並具有一第一圖紋結構，該子膜為透光材質且一面塗佈一第一光固化膠；滾壓貼合該子膜與該母板，並依序進行 轉寫壓印及光固化後，以在該子膜上形成一第二圖紋結構；離形該子膜及該母板；提供一發色材料，設於該基材之一面而形成一顏色薄膜；於該顏色薄膜上塗佈一第二光固化膠；轉寫壓印該第二圖紋結構於該第二光固化膠上，使該顏色薄膜夾設於該基材及該第二光固化膠之間，並同步光固化該第二光固化膠而形成具有多層次立體紋路之一第三圖紋結構；提供一模具，並同時加熱該基材，使該基材及該第三圖紋結構具有延展性；使用該模具對該基材及該第三圖紋結構而進行沖壓塑型，由於該基材及該第三圖紋結構具有延展性，受沖壓而不會裂開；及正照處理該基材。

於第二種實施方式中，步驟如下：提供一母板、一子膜及一 基材，其中該母板係經抗沾處理並具有一第一圖紋結構，該子膜為透光材質且一面塗佈一第一光固化膠，該基材之一面係塗佈一第二光固化膠；滾壓貼合該子膜與該母板，並依序進行轉寫壓印及光固化後，以在該子膜上形成一第二圖紋結構；離形該子膜及該母板；轉寫壓印該第二圖紋結構於該第二光固化膠上，並同步光固化該第二光固化膠而形成一第三圖紋結構；提供一發色材料，設於該第三圖紋結構上而形成一顏色薄膜；於該顏色薄膜上塗佈一第三光固化膠；轉寫壓印該第二圖紋結構於該第三光固化膠上，使該顏色薄膜夾設於該第三圖紋結構及該第三光固化膠之間，並同步光固化該該第三光固化膠而形成具有多層次立體紋路之一第四圖紋結構；提供一模具，並同時加熱該基材，使該基材及該第四圖紋結構具有延展性；使用該模具對該基材、該第三圖紋結構及該第四圖紋結構而進行沖壓塑型，由於該基材、該第三圖紋結構及該第四圖紋結構具有延展性，受沖壓而不會裂開；及正照處理該基材。

於以上二種實施方式中，其轉寫率已於前案中被驗證高達1：0.99，且本創作更進一步於後續以沖壓方式塑型加工時加溫至適當溫度，而能避免該基材於沖壓時裂開。

S1-1~S1-9‧‧‧步驟

1‧‧‧母板

11‧‧‧第一圖紋結構

2‧‧‧子膜

21‧‧‧第一光固化膠

22‧‧‧第二圖紋結構

3‧‧‧基板

4‧‧‧發色材料

41‧‧‧顏色薄膜

42‧‧‧第二光固化膠

43‧‧‧第三圖紋結構

5‧‧‧模具

S2-1~S2-10‧‧‧步驟

6‧‧‧第三光固化膠

61‧‧‧第四圖紋結構

7‧‧‧多層次立體圖紋製造設備

71‧‧‧承載平台

711‧‧‧凸條

712‧‧‧軌道

72‧‧‧加溫模組

73‧‧‧轉印模組

731‧‧‧滾輪體

732‧‧‧紫外光照明單元

74‧‧‧基材夾具

741‧‧‧固定式夾持單元

742‧‧‧可動式夾持單元

75‧‧‧頂針元件

76‧‧‧上色模組

T‧‧‧設定間隙

第1圖，為本創作較佳實施例之製造設備的結構示意圖。

第2圖，為本創作較佳實施例之承載平台的局部結構示意圖。

第3圖，為應用本創作較佳實施例之第一種實施方式的步驟流程圖。

第4圖，為對應第3圖實施時的狀態示意圖。

第5圖，為應用本創作較佳實施例之第二種實施方式的步驟流程圖。

第6圖，為對應第5圖實施時的狀態示意圖。

為使 貴審查委員能清楚了解本創作的內容，僅以下列二個實施例的說明搭配圖式，敬請參閱。

請參閱第1、2、3、4圖，係為本創作較佳實施例的結構示意圖及其承載平台的結構示意圖，以及應用該較佳實施例之第一種實施方式的步驟流程圖及其實施時的狀態示意圖。如圖中所示，本創作之多層次立體圖紋製造設備7供以對一母板1、一子膜2及一基材3進行一連串的轉寫壓印加工後，而於該基材3上獲得一多層次立體圖紋，其中該母板1係經抗沾處理並具有一第一圖紋結構11，該子膜2為透光材質且一面塗佈一第一光固化膠21，該基材3之一面係塗佈一第二光固化膠42，並於該基材 3或該第二光固化膠42上設有一發色材料4。該多層次立體圖紋製造設備7係包括一承載平台71、一加溫模組72、一轉印模組73、一基材夾具74、一頂針元件75及一上色模組76。

其中該承載平台71之二側緣係分別設有一凸條711，且使 該等凸條711平行設置而形成一軌道712，該軌道712之高度係對應該基材3及該子膜2的厚度而設置，供以放置該基材3及該子膜2於其內。

該加溫模組72係設於該承載平台71之內部，供以加熱該基 材3至60度~300度。

該轉印模組73係設於該承載平台71之上方，該轉印模組 73係具有一滾輪體731及一紫外光照明單元732，該滾輪體731與該軌道712間係形成一設定間隙T以容置該基材3及該子膜2，並藉由該滾輪體731將該子膜2平均地壓制於該基材3上而進行轉寫壓印。並且，該設定間隙T係可透過調整該對凸條711的高度及調整該滾輪體731的下壓力而達成，可用來對應使用不同厚度之該子膜2或該基材3，而能夠提高其轉寫率。

該基材夾具74係具有一固定式夾持單元741及一可動式夾 持單元742，該固定式夾持單元741設於該承載平台71之一側，該可動式夾持單元742係設置於該承載平台71之另一側，該固定式夾持單元741及該可動式夾持單元742係分別夾持完成離形之該子膜2之二端。

該頂針元件75係設於該承載平台71及該可動式夾持單元 742之間；當該滾輪體2向下滾壓該子膜2至該基材3時，該可動式夾持單元742係受到該子膜2之帶動而向下移動，當該頂針元件75向上移動時，則該可動式夾持單元742受該子膜2之帶動而向上及朝向該承載平台71之 方向移動。

該上色模組76係設於該承載平台71上方，以將該發色材料 4佈設於該第二光固化膠42之一面以形成一顏色薄膜41。

如第3、4圖所示，第一種實施方式操作時，係包括以下步驟：S1-1：提供一母板1、一子膜2及一基材3，其中該母板1係經抗沾處理並具有一第一圖紋結構11，該子膜2為透光材質且一面塗佈一第一光固化膠21。應注意的是，該母板1係選用如：不銹鋼、電鑄板及石英玻璃其中之一者而製成的平板結構體，且該母板1之該第一圖紋結構11係以如：蝕刻製模、雷射雕刻、鑽雕製模及噴砂製模等方式而製成，以製作出各種不同圖紋深度、圖紋寬度、圖紋間距、表面光澤(粗糙度)及角度等的花紋效果，如下表一所示。並且，該子膜2則是選自聚碳酸脂(polycarbonate，PC)，聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)或聚對苯二甲酸乙二醇脂(PET)等塑膠材料所製成之膜片。

表一

S1-2：滾壓貼合該子膜2與該母板1，並依序進行轉寫壓印及光固化後，以在該子膜2上形成一第二圖紋結構22。

S1-3：離形該子膜2及該母板1。將二者離形後，該第二圖紋結構22係保留於該子膜2之表面。

S1-4：提供一發色材料4，設於該基材3之一面而形成一顏色薄膜41。應注意的是，該發色材料4係選用如平板印刷、凹版印刷、柔版印刷、網印印刷及物理氣相沈積其中之一種方法而製成。特別是選用物理氣相沈積方法時，該發色材料4係選自如氮化物、碳化物、碳氮化物、氧化物及氮氧化物等材料其中之一者，而能改變成各種不同的顏色，如下表二所示：

S1-5：於該顏色薄膜41上塗佈一第二光固化膠42。

S1-6：轉寫壓印該第二圖紋結構22於該第二光固化膠42上，使該顏色薄膜41夾設於該基材3及該第二光固化膠42之間，並同步光固化該第二光固化膠42而形成具有多層次立體紋路之一第三圖紋結構43。其中之該第三圖紋結構43係連同該顏色薄膜41而固定於該基材3之表面。

S1-7：提供一模具5，並同時加熱該基材3，使該基材3及該第三圖紋結構43具有延展性。

S1-8：使用該模具5對該基材3及該第三圖紋結構43而進行沖壓塑型，由於該基材及該第三圖紋結構43具有延展性，受沖壓而不會裂開。

S1-9：正照處理該基材3。

請參閱第5、6圖，係應用該較佳實施例之第二種實施方式的步驟流程圖及其實施時的狀態示意圖。如圖中所示，第二種實施方式操作時，係包括以下步驟：S2-1：提供一母板1、一子膜2及一基材3，其中該母板1係經抗沾處理並具有一第一圖紋結構11，該子膜2為透光材質且一面塗佈一第一光固化膠21，該基材3之一面係塗佈一第二光固化膠42。

S2-2：滾壓貼合該子膜2與該母板1，並依序進行轉寫壓印及光固化後，以在該子膜2上形成一第二圖紋結構22。

S2-3：離形該子膜2及該母板1。

S2-4：轉寫壓印該第二圖紋結構22於該第二光固化膠42上，並同步光固化該第二光固化膠42而形成一第三圖紋結構43。

S2-5：提供一發色材料4，設於該第三圖紋結構43上而形成一顏色薄膜41。

S2-6：於該顏色薄膜41上塗佈一第三光固化膠6。

S2-7：轉寫壓印該第二圖紋結構22於該第三光固化膠6上，使該顏色薄膜41夾設於該第三圖紋結構43及該第三光固化膠6之間，並同步光固化該該第三光固化膠6而形成具有多層次立體紋路之一第四圖紋結構61。

S2-8：提供一模具5，並同時加熱該基材3，使該基材3及該第四圖紋結構61具有延展性。

S2-9：使用該模具5對該基材3、該第三圖紋結構43及該第四圖紋結構61而進行沖壓塑型，由於該基材3、該第三圖紋結構43及該第四圖紋結構61具有延展性，受沖壓而不會裂開。

S2-10：正照處理該基材3。

唯，以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用以限定本創作實施之範圍，故該所屬技術領域中具有通常知識者，或是熟悉此技術所作出等效或輕易的變化者，在不脫離本創作之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本創作之專利範圍內。

7‧‧‧多層次立體圖紋製造設備

71‧‧‧承載平台

72‧‧‧加溫模組

73‧‧‧轉印模組

731‧‧‧滾輪體

732‧‧‧紫外光照明單元

74‧‧‧基材夾具

741‧‧‧固定式夾持單元

742‧‧‧可動式夾持單元

75‧‧‧頂針元件

76‧‧‧上色模組

Claims (6)

1. 一種多層次立體圖紋製造設備，供以對一母板、一子膜及一基材進行一連串的轉寫壓印加工後，而於該基材上獲得一多層次立體圖紋，其中該母板係經抗沾處理並具有一第一圖紋結構，該子膜為透光材質且一面塗佈一第一光固化膠，該基材之一面係塗佈一第二光固化膠，其包括：一承載平台，係具有一設定間隙，分別用來承載該母板及該子膜進行第一次轉寫壓印加工，以及承載該基材及該子膜進行第二次的轉寫壓印加工；一上色模組，設於該承載平台上方，以將一發色材料佈設於該第二光固化膠之一面而形成一顏色薄膜；一加熱模組，設於該承載平台內部，並於進行第二次轉寫壓印加工時，加熱該基材至一設定溫度；一轉印模組，設於該承載平台上方，該轉印模組係具有一滾輪體及一紫外光照明單元，該滾輪體係將該子膜平均地壓制於該母板上進行第一次轉寫壓印加工，並藉由該紫外光照明單元照射該第一光固化膠而硬化，以及利用該滾輪體將該子膜平均地壓制於該基材上進行第二次轉寫壓印加工，以對該第二光固化膠進行光照處理；一夾具，設於該承載平台之二側，以供夾持完成離形之該子膜之二端；及一頂針元件，設於該承載平台及該夾具之間，以頂高該子膜並由該夾具帶動朝向該承載平台作移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之製造設備，其中，該承載平台之二側緣係 對應該基材及該子膜的厚度而分別設有一凸條，該二凸條係平行設置而形成一軌道，該基材及該子膜係放置於該軌道之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之製造設備，其中，該設定間隙係透過調整該對凸條的高度及調整該滾輪體的下壓力而達成，以提高轉寫率。
4. 如申請專利範圍第1項所述之製造設備，其中，該設定溫度係介於60度至300度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之製造設備，其中，該夾具係包含一固定式夾持單元及一可動式夾持單元，該固定式夾持單元設於該承載平台之一側，該可動式夾持單元係設置於該承載平台之另一側。
6. 如申請專利範圍第5項所述之製造設備，當該滾輪體向下滾壓該子膜至該基材時，該可動式夾持單元係受到該子膜之帶動而向下移動，當該頂針元件向上移動時，則該可動式夾持單元受該子膜之帶動而向上及朝向該承載平台之方向移動。