CN101554933A - 热转印系统及热转印方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热转印系统及热转印方法，用以将热转印薄膜上的图纹转印于物件上。上述热转印系统包含腔体、气源装置以及设置于上述腔体内的遮罩构件、温度控制装置及承载构件。上述承载构件承载上述物件，上述遮罩构件位于上述物件之上且包含位于上述物件的曲面之上的通孔。上述气源装置提供气体，上述气体穿过上述遮罩构件的上述通孔以吹向上述物件的上述曲面，使得上述热转印薄膜密贴于上述物件的上述曲面上。进一步地，上述气源装置提供的上述气体是被加热的，以此上述气体可更有效地使上述热转印薄膜密贴于上述物件的上述曲面上，从而克服了传统热转印系统及方法无法使热转印薄膜密贴于较深或是开口较狭窄的凹陷表面的问题。

Description

热转印系统及热转印方法

技术领域

本发明涉及一种热转印系统及热转印方法。并且特别地，本发明涉及一种利用气流将一热转印薄膜密贴于一待转印物件上的热转印系统及热转印方法。

背景技术

随着数字科技的提高与广泛应用，消费性电子产品已为消费市场主流。在各种电子产品中，一般来说整体外观的设计绝大部分都使用塑料材料作为产品主要外观的材质。单纯的塑料材料，不论是表面质感或是所能呈现的色彩多样性，均有所局限。因此，目前市场上多以转写印刷来对塑件做表面处理，其中又以热转印以及模内装置技术为最常见。

以传统真空热转印为例，请参阅图1A至图1D，其所示为传统真空热转印系统1的操作的剖面示意图。传统真空热转印系统1包含腔体12、承载构件14、物件16、热转印薄膜18(图中以粗实线夸大表示)以及加热器20。腔体12主要由下壳体122以及上壳体124组成，并形成一容置空间。物件16为一塑料壳。承载构件14承载物件16，并设置于上述容置空间中。加热器20置于上壳体124的内壁上。热转印薄膜18设置于物件16及加热器20之间。其中，物件16具有一曲面162。为稳定固定物件16，承载构件14于相对位置亦有一凹陷以容置物件16的曲面162。

首先，热转印薄膜18未与物件16接触。接着，加热器20开始以相对较低的功率预热，如图1A所示，其中以带箭头的波浪状细实线表示。再接着，开始对腔体12抽气(以带箭头的虚线表示)，并且将承载构件14向上移动(以带箭头的粗实线表示)，如图1B所示。直至物件16与热转印薄膜18贴合后，加热器20即以相对较高的功率加热，以使热转印薄膜18上的图纹182转印至物件16上，如图1C所示。转印完成后，关闭加热器20，开始冷却，停止抽气且开始进气。最后，承载构件14下降，剥离热转印薄膜18，图纹182即已转印至物件16上，如图1D所示。

由前述说明及附图可知，单纯靠抽气并无法使热转印薄膜18密贴于较深或是开口较狭窄的凹陷表面，如图1C所示，热转印薄膜18与物件16的曲面162之间存有一空隙G，造成此处热转印不良。如图1D所示，物件16的曲面162甚至因为空隙G而未有转印的图纹182，换句话说，此物件16转印失败。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热转印系统及热转印方法，用以将热转印薄膜上的图纹转印于物件上，该热转印系统及热转印方法可利用气流吹压的方式克服传统热转印系统及方法无法使热转印薄膜密贴于较深或是开口较狭窄的凹陷表面的问题。

本发明的热转印系统用以将一热转印薄膜上的一图纹转印于一物件上。上述物件包含一曲面。上述热转印系统包含一腔体、一遮罩构件、一温度控制装置、一承载构件以及一气源装置。上述腔体包含一容置空间。上述遮罩构件设置于上述容置空间中并将上述容置空间大致区隔为一第一空间以及一第二空间。上述遮罩构件包含一通孔，上述通孔连通上述第一空间以及上述第二空间。上述温度控制装置设置于上述容置空间中。上述承载构件，用以承载上述物件，其中上述遮罩构件的上述通孔位于上述物件的上述曲面上方。上述气源装置，提供一气体至上述第一空间中。

基于上述关于本发明的热转印系统的说明，本发明的热转印方法的实施步骤如下所述。首先，准备一物件，包含一曲面。接着，准备一遮罩构件，包含一通孔，其位于上述物件的上述曲面上方。再接着，将一热转印薄膜与上述物件贴合。再接着，提供一气体，其穿过上述遮罩构件的上述通孔以吹向上述物件的上述曲面，使得上述热转印薄膜密贴于上述物件的上述曲面。然后，对上述热转印薄膜加热以使上述热转印薄膜上的一图纹附着于上述物件上。最后，移除上述热转印薄膜，取出上述物件。

因此，本发明的有益技术效果在于，该热转印系统及热转印方法利用气流吹压的方式克服了传统热转印系统及方法无法使热转印薄膜密贴于较深或是开口较狭窄的凹陷表面的问题。并且只要热转印薄膜尺寸符合，纵使是弯且深的凹陷，本发明的热转印系统及热转印方法均可利用气压等向性的性特，以气流吹压的方式使该处的热转印薄膜密贴上述凹陷表面。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1A所示为根据现有技术的真空热转印系统的预热操作的示意图。

图1B所示为根据现有技术的真空热转印系统的贴膜操作的示意图。

图1C所示为根据现有技术的真空热转印系统的加热转印操作的示意图。

图1D所示为根据现有技术的真空热转印系统的剥膜操作的示意图。

图2A所示为根据一较佳具体实施例的热转印系统的示意图。

图2B所示为根据上述较佳具体实施例的热转印系统的贴膜操作的示意图。

图2C所示为根据上述具体实施例的热转印系统的加热转印操作的示意图。

图2D所示为根据上述较佳具体实施例的热转印系统制出已转印的物件的示意图。

图3所示为具有抽气装置的热转印系统的示意图。

图4所示为热转印系统的温度控制装置的另一配置示意图。

图5所示为根据一具体实施例的热转印系统的示意图。

图6所示为本发明的热转印方法的流程图。

图7所示为具有鸠尾结构的物件剖面图。

图8所示为具有阶梯结构的物件剖面图。

具体实施方式

根据一较佳具体实施例，本发明的热转印系统3用以将热转印薄膜38(以粗实线夸大表示于后续图中)上的图纹382转印于物件36上，其中物件36包含曲面362。请参阅图2A至图2D，其所示为热转印系统3的剖面示意图及其制出已转印的物件36的剖面示意图。本发明的热转印系统3包含腔体32、遮罩构件33、承载构件34、温度控制装置40以及气源装置42。腔体32主要由下壳体322以及上壳体324组合而成，并形成容置空间S。遮罩构件33设置于容置空间S中，并将容置空间S大致区隔为第一空间S12以及第二空间S14。遮罩构件33还包含一通孔332，该通孔332连通第一空间S12以及第二空间S14。温度控制装置40设置于第一空间S12中。承载构件34承载物件36且设置于第二空间S14中，其中遮罩构件33的通孔332位于物件36的曲面362的正上方。气源装置42是一空气压缩机，与腔体32的上壳体324连接并供应气体至第一空间S12中。

如图2A所示，热转印薄膜38位于物件36与遮罩构件33之间，并且在未贴合前，温度控制装置40已对热转印薄膜38预热，其中以带箭头的波浪状细实线表示。在热转印薄膜38贴合物件36的过程中，气源装置42持续供应上述气体，并且上述气体穿过遮罩构件33的通孔332而吹向物件36的曲面362，使得热转印薄膜38能密贴于物件36的曲面362上，如图2B所示，其中以带箭头的虚线表示上述气体主要的流向。补充说明的是，气源装置42供应上述气体的时间点可在整个贴合过程中持续进行，亦可在热转印薄膜38已大致贴合物件36后，再供应上述气体。此外，因气压无向性的特性，上述气体吹压热转印薄膜38，可使之向四处扩展以致密贴于物件36的曲面362上。

接着，热转印系统3的温度控制装置40以较高的功率对热转印薄膜38加热以使热转印薄膜38上的图纹382附着于物件36上，如图2C所示。最后，剥离热转印薄膜38，取出物件36，如图2D所示，其中图纹382以实线表示。图2D显示出，转印后的物件36上的图纹382密贴着物件36的表面，包含曲面362，没有如图1D所示的破裂的转印图纹。因此，根据本发明的热转印系统3克服了传统热转印系统无法使图纹密贴转印的问题。

请参阅图3。为增加热转印薄膜38与物件36之间密贴的稳定性，热转印系统3还包含抽气装置44(例如旋转泵)，该抽气装置44与腔体32的下壳体322连接并对第二空间S14进行抽气，可帮助热转印薄膜38密贴于物件36的表面上。其中，图3中以带箭头虚线表示抽气的方向。

另外，温度控制装置40亦可设置于第二空间S14内，并介于遮罩构件33与热转印薄膜38之间，如图4所示。但需注意的是，此时温度控制装置40对应于遮罩构件33的通孔332处亦需有闪避的设计，例如图4中的通孔402。

请回头参阅图2A或图3。自气源装置42进入第一空间S12的气体，可经由在第一空间S12设计上述气体的流动路径(例如设置隔板)，使得上述气体于穿过遮罩构件33的通孔332之前，已有足够时间被温度控制装置40加热，以此加热过的上述气体较容易使热转印薄膜38密贴于物件36的曲面362。当然，气源装置42可先行加热而直接提供已加热的气体至第一空间S12。

于一具体实施例中，气源装置42仅为一单纯的储气槽，连接于上壳体324并与第一空间S12连接。当上述储气槽所储存的气体具有足够的体积及压力时，即足以持续提供气源，并可通过上述储气槽的气阀来控制流量。补充说明的是，上述储气槽可与腔体32的上壳体324整合制造，例如直接在上壳体324隔出一空间供制造上述储气槽。于另一具体实施例中，配合使用抽气装置44，气源装置42′可简化为一阀门，而直接控制腔体32的第一空间S12与外部的连通情形，如图5所示。当抽气装置44运行时，上述阀门打开即可引入外部空气，因此气源装置42′同样可提供源源不绝的气体，即外部空气。

补充说明的是，前述的承载构件34可为移动地设置于腔体32中，使得物件36可向上移动以与热转印薄膜38贴合，此有利于热转印工艺自动化。此外，温度控制装置40可包含一加热器以及一吸热器。上述加热器用以加热，例如电热管。上述吸热器用以冷却，例如冷却水管。以此，温度控制装置40可在热转印薄膜38上的图纹382附着于物件36上后，将热转印薄膜38及物件36冷却。

基于上述关于本发明的热转印系统的说明，本发明的热转印方法的实施方式如下所述。请参阅图6，其所示为本发明的热转印方法的流程图。首先，准备一物件，如步骤S102所述。上述物件包含一曲面。另外，亦准备一遮罩构件，并使上述遮罩构件位于上述物件之上，如步骤S104所述。其中，上述遮罩构件包含一通孔，上述通孔位于上述物件的上述曲面上方。并且，步骤S102与步骤S104亦可调换执行，即先准备上述遮罩构件，再将上述物件放置于上述遮罩构件的下方。

接着，本发明的热转印方法包含将一热转印薄膜与上述物件贴合，如步骤S106所述。再接着或同时，提供一气体，使其穿过上述遮罩构件的上述通孔以吹向上述物件的上述曲面，使得上述热转印薄膜密贴于上述物件的上述曲面，如步骤S108所述。再接着，对上述热转印薄膜加热以使上述热转印薄膜上的一图纹附着于上述物件上，如步骤S110所述。最后，移除上述热转印薄膜，取出上述物件，如步骤S112所述。

上述实施步骤虽并不必须具有腔体，但为便于说明，仍以具有腔体的热转印系统为例。于一具体实施例中，本发明的热转印方法还包含提供一腔体，上述腔体包含一容置空间。因此前述步骤S102尚包含将上述物件设置于上述容置空间中，以及步骤S104尚包含将上述遮罩构件设置于上述容置空间中，且将上述容置空间大致区隔为一第一空间以及一第二空间，上述物件位于上述第二空间。并且，步骤S108包含上述气体自上述第一空间穿过上述遮罩构件的上述通孔吹向上述物件的上述曲面。前述配置结构可参考图2A及图2B。另外，本发明的热转印方法还包含提供一承载构件以承载上述物件。

以图2A的热转印系统3为例，在实施步骤S106之前，温度控制装置40先对热转印薄膜38预热。在实施步骤S106之时，温度控制装置40仍持续对热转印薄膜38预热。如图2B所示，由气源装置42提供的气体穿过遮罩构件33的通孔332并吹向物件36的曲面362，使得热转印薄膜38密贴于上述曲面362，此即为实施步骤S108。其中，于图中以带箭头的波浪状细实线表示加热；并以带箭头的虚线表示上述气体的主要流动方向。关于气源装置42及其提供的气体的描述及其变形的说明，已如前述不再赘述，可一并参考图5。

如图2C所示，待热转印薄膜38密贴于物件36的表面后，即开始加热，以使热转印薄膜38上的图纹382附着于物件36上，此即为实施步骤S110。补充说明的是，此时上述气体仍可持续吹压位于物件36的曲面362上的热转印薄膜38，以确保在转印过程中，热转印薄膜38能密贴于物件36的曲面362。最后，移除热转印薄膜38，取出物件36，如图2D所示，此即为实施步骤S112。

补充说明的是，在实施步骤S106时，可包含将热转印薄膜38设置于物件36与遮罩构件33之间，并向上移动承载构件34，使得热转印薄膜38贴于物件36上。其移动结构的示意图可参考图1B；承载构件34向上移动至最终位置则请参考图2B。此外，在贴膜的过程中，气源装置42亦可提供上述气体以辅助热转印薄膜38贴于物件36上。

为强化热转印薄膜38贴于物件36上的效果，本发明的热转印方法还包含至少在步骤S110之前，开始对上述第二空间抽气，可参阅图3。图3示出在热转印薄膜38贴于物件36上之前，即已以抽气装置44对第二空间S14进行抽气。并且，抽气装置44可持续抽气至少至热转印薄膜38上的图纹382附着于物件36为止。换句话说，以图2A至图2D的流程示意图为例，图3所示的抽气装置44及抽气作用均可于图2A至图2D中实施。补充说明的是，在步骤S110实施的过程中，抽气装置44对第二空间S14的抽气以维持稳定气压为主，使得热转印薄膜38的转印能在稳定的环境条件下实施，增加转印质量的稳定度。

本发明的热转印方法于步骤S110之后、步骤S112之前，还包含将上述热转印薄膜及上述物件冷却。冷却方式可采水冷与气冷同时进行。气冷可通过最后阶段的排真空，即进气，来达到。水冷则可通过于上述腔体的壁上设置管线，通以水流，以达到冷却效果。于一具体实施例中，温度控制装置40包含一加热器以及一吸热器。上述加热器，例如电热管，用以对热转印薄膜38加热，以达到预热或加热以使热转印薄膜38上的图纹382附着于物件36上的效果。上述吸热器，例如通以水流的管路，则用以对热转印薄膜38及物件36冷却。当然，在上述加热器加热时，上述管路虽不宜通以水流以避免影响加热效果，但仍通过上述吸热器的作用以控制上述加热器的加热与控制。

综上所述，本发明的热转印系统及热转印方法利用气流吹压的方式克服了传统热转印系统及方法无法使热转印薄膜密贴较深或是开口较狭窄的凹陷表面的问题。并且只要热转印薄膜尺寸符合，纵使是物件36′具有弯且深的凹陷(如图7所示的鸠尾结构)，或是物件36″具有高低差过大的平面(如图8所示的阶梯结构)，本发明的热转印系统及热转印方法均可利用气压等向性的性特，以气流吹压的方式使该处的热转印薄膜密贴于上述这些表面。

通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所披露的较佳具体实施例来对本发明的范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具等同性的安排于本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具等同性的安排。

Claims (14)

1、一种热转印系统，用以将热转印薄膜上的图纹转印于物件上，上述物件包含曲面，上述热转印系统的特征在于，包含：

腔体，包含容置空间；

遮罩构件，将上述容置空间区隔为第一空间以及第二空间，上述遮罩构件包含通孔，上述通孔连通上述第一空间以及上述第二空间；

温度控制装置，设置于上述容置空间中；

承载构件，用以承载上述物件，其中上述通孔位于上述物件的上述曲面上方；以及

气源装置，提供气体至上述第一空间中。

2、根据权利要求1所述的热转印系统，其特征在于，上述热转印系统还包含抽气装置，上述抽气装置与上述腔体连接并对上述第二空间进行抽气，使得上述热转印薄膜密贴于上述物件上。

3、根据权利要求1所述的热转印系统，其特征在于，上述气源装置是储气槽。

4、根据权利要求1所述的热转印系统，其特征在于，上述承载构件移动地设置于上述腔体中，使得上述物件移动以与上述热转印薄膜贴合。

5、根据权利要求1所述的热转印系统，其特征在于，上述温度控制装置包含加热器以及吸热器。

6、根据权利要求1所述的热转印系统，其特征在于，上述温度控制装置设置于上述第一空间中。

7、根据权利要求1所述的热转印系统，其特征在于，上述温度控制装置设置于上述第二空间中。

8、一种热转印方法，其特征在于，包含下列步骤：

(a)准备物件，上述物件包含曲面；

(b)准备遮罩构件，上述遮罩构件包含通孔，上述通孔位于上述物件的上述曲面的上方；

(c)将热转印薄膜与上述物件贴合；

(d)提供气体，其穿过上述遮罩构件的上述通孔以吹向上述物件的上述曲面，使得上述热转印薄膜密贴于上述物件的上述曲面；

(e)对上述热转印薄膜加热以使上述热转印薄膜上的图纹附着于上述物件上；以及

(f)移除上述热转印薄膜，取出上述物件。

9、根据权利要求8所述的热转印方法，其特征在于，上述热转印方法还包含提供腔体，上述腔体包含容置空间，其中步骤(a)包含将上述物件设置于上述容置空间中，步骤(b)包含将上述遮罩构件设置于上述容置空间中，且将上述容置空间大致区隔为第一空间以及第二空间，上述物件位于上述第二空间。

10、根据权利要求9所述的热转印方法，其特征在于，步骤(d)包含上述气体自上述第一空间穿过上述遮罩构件的上述通孔吹向上述物件的上述曲面。

11、根据权利要求9所述的热转印方法，其特征在于，步骤(a)包含提供承载构件以承载上述物件。

12、根据权利要求11所述的热转印方法，其特征在于，步骤(c)包含将上述热转印薄膜设置于上述物件与上述遮罩构件之间，并移动上述承载构件，使得上述热转印薄膜与上述物件贴合。

13、根据权利要求8所述的热转印方法，其特征在于，步骤(e)包含利用电热管对上述热转印薄膜加热以使上述热转印薄膜上的上述图纹附着于上述物件上。

14、根据权利要求8所述的热转印方法，其特征在于，步骤(d)包含在上述气体穿过上述遮罩构件的上述通孔前，加热上述气体。

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