CN102066070A - 包括微型图案的印模 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有微型图案(9b)的印模(9)，更具体地，本发明涉及如下一种印模(9)：该印模(9)使得在通过印模(9)在注塑成型产品上形成图案的情况下，能够利用该图案使注塑成型产品的表面发出一定颜色或者在其上形成字符或预定形状。所述印模(9)包括：印模本体；多个微型图案(9b)，所述多个微型图案(9b)形成在印模本体的表面上，以与产品的表面接触，用于使该产品的表面具有一定颜色或一定形状；以及位于所述微型图案之间的空间。

Description

包括微型图案的印模
技术领域
本发明涉及包括微型图案的印模，更具体地，本发明涉及如下一种印模：该印模使得在通过印模在注塑成型产品上形成图案的情况下，能够利用该图案使注塑成型产品的表面发出一定颜色或者在其上形成字符或预定形状。
背景技术
在家用电器的开发过程中，尽管过去的趋势是家用电器的开发集中于产品的功能或用户的便利性，但从该趋势更进一步地发展，当前出现了如下趋势：即，考虑用户的美学感受，从而将消费者的感受谨记在心。
为此，尽管现有技术的家用电器具有不带图案的非彩色(例如白色)外表，但近年来，不仅使家用电器向用户提供生活便利，而且通过形成家用电器的外表上的彩色装饰来使家用电器变成室内设计的一部分，并通过利用饰物使外表变得更华丽。
特别地，在诸如冰箱和空调等的、形成有大而空的前方空间的家用电器的情况下，通过在前部放置装饰面板，能够增强美感。
发明内容
技术问题
同时，在如此进行的家用电器的装饰中，需要的一个步骤是：将彩色面板直接放置在家用电器上并将饰物放置在该彩色面板中，如果在这样的部分处需要字符，则需要在这样的部分中刻上字符的步骤。
由于增加这种步骤既费时又增大成本，所以需要一种能使这种成本最小的技术。
技术方案
为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种印模，该印模使得能够在产品表面上容易地生成一定颜色或者容易地形成字符或形状。
为了实现这些目的及其他优点并且根据本发明的目的，如在此体现和广泛描述的，一种印模包括：印模本体；多个微型图案，所述多个微型图案形成在印模本体的表面上，以与产品的表面接触，用于使该产品的表面具有一定颜色或一定形状；以及位于所述微型图案之间的空间。
所述微型图案的宽度或所述微型图案之间的间距为0.2μm～20μm，这使得能够从产品的表面发出一定颜色。
所述微型图案的宽度或所述微型图案之间的间距为20μm～1000μm，这使得能够在注塑成型的所述产品的表面上形成一定形状。
所述微型图案包括直线形状。
所述微型图案包括在印模处围绕中心点的形状，从而该形状根据入射在所述微型图案上的光的方向而改变颜色或形状。
所述微型图案具有圆形形状。
所述微型图案具有六边形形状。
所述微型图案具有方形形状。
所述印模包括如下微型图案：微型图案的宽度和间距在所述微型图案的若干个部分之间不同，以使从所述部分发出的颜色随着入射在所述微型图案上的光的位置而改变。
有益效果
本发明具有以下有益效果：
如果产品上需要有一定颜色或形状，则通过将印模上的微型图案转印到该产品，能在产品上不形成所需形状或在产品上不涂绘颜色的情况下容易地形成一定颜色或形状。
通过使颜色随着视角而改变，能够增强该产品的美感。
附图说明
图1和2图示了截面图，示出用于制造根据本发明优选实施例的印模的方法的步骤；
图3示出了各具有间距相同的微型图案的印模；
图4示出了各具有彼此不同的间距的微型图案的印模；
图5至8示出通过利用具有微型图案的印模和注塑成型来转印微型图案的方法的步骤；并且
图9(a)至9(c)示出了各具有转印到其上的微型图案的产品照片。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的特定实施例，在附图中示出了这些实施例的示例。
将参考图1来描述用于制造根据本发明优选实施例的印模的方法。
参考图1(a)，在平面基板2上涂覆敏化液3，以形成期望的图案。然后，如图1(b)所示，将形成有所需图案的掩模4放置在平面基板2上，并且使该掩模的上侧暴光，以在平面基板2的上侧在该平面基板2上形成与印在掩模4上的图案相反的图案6。
优选的是，图案6是具有纳米尺寸或微型尺寸的图案。
参考图2(a)，为了进行制造该印模所需的电铸，在基板2和图案6上涂覆具有固定厚度的金属种子层7，如图2(b)所示，通过在涂覆有金属种子层7的微型图案上进行电铸以覆盖该微型图案和金属种子层7，来形成镍Ni或铜Cu的结构9，并且，如图2(c)所示，如果将该结构9从所述基板上取下，则能制成具有期望图案的印模9。
在该情况下，印模9包括：印模本体9a，该印模本体9a构成印模9的本体；微型图案9b，该微型图案9b在印模本体9a的表面上，用于转印所述图案6；以及位于所述微型图案之间的空间9c。
然而，该印模可具有各种微型图案，以改变产品表面上的由于所述印模与产品表面接触而形成的图案，以便根据产品的视角而产生颜色变化。
该微型图案可以是如图3(a)所示的直线图案，或者是分别如图3(b)、3(c)或3(d)所示的六边形图案、圆形图案或方形图案。
上述各种微型图案被布置用于将转印有微型图案的产品安装至需要装饰的部分，以产生如下全息图效果：当用户从产品外部观看所述部分时，颜色随着视角而变化。
光具有粒子及波的特性，表现出干涉现象，这是波的特性。干涉是这样一种现象：波的振幅在波的相位相同时增大(相长干涉)，且波的振幅在波的相位相反时减小(相消干涉)。如果白色光与引起干涉的介质相遇，则特定的波段引起相长干涉，而其他波段引起相消干涉，从而显示颜色。
如果通过空气传播的光遇到其他介质，即遇到微型图案的结构，则光的一部分被反射，而光的其他部分穿过微型图案。在该情况下，穿过微型图案的光遇到下一微型图案，导致光的一部分被反射，而该光的其他部分又穿过图案。这样的步骤重复许多次。
在该情况下，在每一步骤中，如果反射光的相位与入射光的相位相同，则发生相长干涉，而如果反射光的相位与入射光的相位相反，则发生相消干涉。
同时，颜色有时会根据该微型图案的结构而改变或消失。如果调节该印模上的微型图案的间隔，以使形成在产品上的间隔更大或更小，则改变光的路径，从而引起相长干涉，即，也改变了反射光的波长。根据光入射在微型图案上的角度，反射光的颜色也改变。
通过考虑该微型图案、入射在该微型图案上的光的特性以及用户眼睛的方向(即光的入射方向)，并通过调节这些微型图案的间距和这些微型图案的宽度，能够从外部感知到颜色，并且该颜色随着眼睛的方向而改变。
在该情况下，优选的是，考虑从外部入射至该微型图案的光的波长、尤其是可见光的波长，把能够显示颜色时的所述微型图案的宽度L和这些微型图案之间的间距S设定为0.2μm～20μm。在该情况下，为了使从不同部分发出的光的颜色改变，可在整个印模上部分地改变微型图案的宽度和间距。
同时，除了如上所述地从转印有微型图案的产品表面发出一定颜色之外，通过使微型图案的宽度和间距大于该微型图案发出颜色时的的微型图案宽度和间距，能够在产品上形成一定形状，例如字符。
在该情况下，优选的是，微型图案被形成为使得该微型图案能反射全部波长的可见光，以在入射光的全部波长叠加的状态下将入射光反射到外部，从而使形成有微型图案的部分看起来似乎具有白色系列的颜色。
为此，优选的是，将微型图案的宽度L和间距S设定为20μm～2000μm。
同时，图4示出了各具有彼此不同的间距S1和S2的微型图案的印模，以使入射到印模上的光根据入射位置而不同，从而改变从各个部分发出的颜色。
将描述一种通过利用具有微型图案的印模来制造产品的方法。尽管在该方法中存在热印和注塑成型，但以下的描述将基于能实现该产品的快速生产的注塑成型。
参考图5，具有印模的注塑成型机1包括第一模具单元10、第二模具单元20，并且该第一模具单元10具有用于引入熔融树脂的空腔11，所述印模具有本发明的微型图案。
优选的是，第一模具单元10具有：诸如第一加热器13的加热单元，所述加热单元安装在该第一模具单元10中，用于防止树脂在注塑成型时固化；以及冷水流动通道12，所述冷水流动通道12内置于该第一模具单元10中，用于冷却水的流动。
第二模具单元20内安装有第二加热器22，用于加热第二模具20，并且冷却模具30位于第二加热器22后方，用于冷却第二模具20。
冷却模具30以可移动方式布置在独立地安装于第二模具20中的接收器25处，并且接收器25具有引导构件40，用于引导冷却模具30的移动。
冷却模具30和第二模具20分别具有布置到其上的电磁体35和永磁体59。如果电磁体35和永磁体59如此布置且向电磁体35施加电流，则在电磁体35与永磁体59之间产生吸力或斥力。如果产生吸力，则使冷却模具30与第二模具20接触，从而冷却该第二模具20。
冷却模具30中形成有冷却水流动通道33，用于冷却水的流动。如果第二模具单元20需要冷却，则将冷却水引入到冷却水流动通道33中，以使第二模具单元20和稍后就将描述的印模9冷却，从而使填充在第一模具单元10和第二模具单元20中的树脂固化，由此形成了成型产品。
在第一模具单元10的一侧存在有第一模具支撑块58，并且，还存在有与第一模具支撑块58间隔开一段距离的、用于支撑第二模具单元20的第二模具支撑块60。
在第二模具30的后方，存在有从第二模具支撑块60突出的模具移动单元38，用于使第二模具20向第一模具单元10移动或移离该第一模具单元10。
在第一模具支撑块58的一侧存在有用于使熔融树脂向第一模具单元10移动的树脂供应单元80，且在树脂供应单元80上方存在有用于接纳熔融树脂的料斗70。
在该情况下，优选的是，存在有设置成从树脂供应单元80、第一模具支撑块58和第一模具单元10中穿过的树脂流动通道82，以通过布置在树脂流动通道82中的用于使熔融树脂快速转移的螺杆83而将来自料斗70的出口的熔融树脂引导到第一模具单元10。
在第一模具支撑块58、第二模具支撑块60和树脂供应单元80下方，存在有用于支撑它们的基块84。
同时，在第二模具单元20的一侧存在有印模9，该印模9上设置有微型图案9b，且在第二模具单元20一侧的表面处存在有设置在该第二模具单元20上的印模附接部20a，用于将该印模附接至第二模具单元20。
尽管为了清楚示出微型图案9b而在附图中示出了印模上的微型图案9b的放大图，但微型图案9b肉眼不可见。
优选的是，印模附接部20a具有诸如保持器(未示出)或夹具(未示出)的夹紧装置，用于在印模9和熔融树脂在注塑成型过程中彼此接触时紧固该印模，以便位置不发生变化。
由例如镍的金属形成的印模9通常具有明显比在注塑成型中使用的熔融树脂低的表面温度。
因此，由于如果使具有相对低温度的印模9和具有高温度的熔融树脂接触，则存在有如下问题：树脂会在微型图案9b使树脂完全形成图案之前固化，所以需要将印模9维持在比树脂聚合物的玻璃化转变温度高的温度。
玻璃化转变温度是聚合物变得有活性并开始移动的温度。聚合物树脂在低于玻璃化转变温度的温度下处于固态，而如果聚合物树脂处于高于玻璃化转变温度的温度，则聚合物树脂变得像橡胶那样具有弹性，如果温度变得更高，则聚合物树脂最终变成液体。
因此，需要使树脂的液体状态维持一个预定时段，用于在使液体状态的树脂与印模9接触时在注塑成型产品上形成与印模上的微型图案完全相同的图案。因此，需要在该时段内使印模的表面温度处于玻璃化转变温度。
同时，该注塑成型机的基块84处设置有温度控制单元85。
由于安装至第二模具单元20的冷却模具30及第二加热器22的主要目的是快速加热和快速冷却该印模9，所以温度控制单元85主要用于对印模9的表面进行快速的温度控制。
将描述通过根据本发明第一优选实施例的印模9进行的注塑成型，该印模9形成有微型图案9b。
参考图6，将具有微型图案9b的印模9紧固至第二模具单元20的印模附接部20a。然后，在向操作按钮提供使印模9和第一模具单元10、第二模具单元20的表面温度高于预定温度的指令时，电流流向第一加热器13与第二加热器22，以通过热阻将第一模具单元10、第二模具单元20连同印模9一起加热至高于预定温度。
通常，从加热器开始工作算起，印模9达到所述预定温度(例如玻璃化转变温度)所需的时间为大约1分钟。
在该情况下，由于电流流向电磁体35从而在永磁体59与电磁体之间产生斥力，所以第二模具20与冷却模具30维持间隔开的状态。
参考图6，在第二模具单元20与冷却模具30如此维持间隔开的状态、并且第一模具单元10、第二模具单元20和印模9维持被加热状态的同时，如果第二模具单元20向第一模具单元10移动直到第二模具单元20与第一模具单元10紧密接触，则在第一模具单元10与印模9之间形成产品形状的封闭空腔11。
参考图7，在第二模具单元20与第一模具单元10紧密接触以形成封闭空腔11的状态下，借助于在树脂流动通道82中运动的螺杆83将熔融树脂R引入到空腔11中，以填充该空腔11并填充在印模9上的微型图案9b之间，从而按照原状转印该微型图案9b。
然后，如果关断第一加热器13和第二加热器22，并在电磁体35与永磁体59之间产生斥力，则使冷却模具30与第二模具20接触，与此同时，如果将冷却水引入到冷却模具30中的冷却水流动通道33和第一模具10中的冷却水流动通道12，则第一模具单元10、第二模具单元20和印模9被冷却，从而使填充在空腔11中的树脂固化。
然后，参考图8，使第二模具单元20移离第一模具单元10，以从空腔11中获得将印模9上的微型图案9b转印至其上的注塑成型产品F。
如上所述，通过改变印模9上的微型图案的间距和宽度，能够改变来自注塑成型产品F的表面的颜色。
同时，除了注塑成型以外，可通过所谓的热印来获得该产品，在热印中，被加热的印模与树脂产品接触，以将印模上的微型图案转印至树脂产品的表面。
图9(a)至9(c)示出了各具有转印至其上的微型图案以发出一定颜色或形成一定形状的产品照片。
图9(a)示出了通过利用具有微型图案的印模来使其发出一定颜色的装饰面板，其中通过使用该印模来使花瓣形轮廓部分发出所述颜色。
如所描述的，用A表示的部分具有0.2μm～20μm间距的微型图案，其发出一定颜色。
图9(b)示出了一装饰面板，它具有发出一定颜色的部分和显示字符的部分，其中，发出一定颜色的A部分具有0.2μm～20μm间距的微型图案，而显示字符的B部分具有20μm～2000μm间距的微型图案。
图9(c)示出了具有以白色显示的字符和图形的面板，其中，该字符和图形部分由具有间距为20μm～2000μm的微型图案的印模形成。

Claims (9)

1.一种印模，包括：
印模本体；
多个微型图案，所述多个微型图案形成在所述印模本体的表面上，以与产品的表面接触，用于使所述产品的表面具有一定颜色或一定形状；以及
位于所述微型图案之间的空间。
2.根据权利要求1所述的印模，其中，所述微型图案的宽度或所述微型图案之间的间距为0.2μm～20μm，这使得能够从所述产品的表面发出一定颜色。
3.根据权利要求1所述的印模，其中，所述微型图案的宽度或所述微型图案之间的间距为20μm～1000μm，这使得能够在注塑成型的所述产品的表面上形成一定形状。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的印模，其中，所述微型图案包括直线形状。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的印模，其中，所述微型图案包括在所述印模处围绕中心点的形状，从而所述形状根据入射在所述微型图案上的光的方向而改变颜色或形状。
6.根据权利要求5所述的印模，其中，所述微型图案具有圆形形状。
7.根据权利要求5所述的印模，其中，所述微型图案具有六边形形状。
8.根据权利要求5所述的印模，其中，所述微型图案具有方形形状。
9.根据权利要求1所述的印模，其中，所述印模包括如下微型图案，所述微型图案的宽度和间距在所述微型图案的若干个部分之间不同，以使从所述部分发出的颜色随着入射在所述微型图案上的光的位置而改变。
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