CN104070680A - 压印成型装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种压印成型装置，用于对硬质的基材压印成型，包括涂布机构、对准机构、压印成型机构和传输机构；所述基材放置于所述传输机构；所述涂布机构设置于基材被压印侧；所述对准机构包括软质的模具、对准探头和模具支撑装置；所述模具固定于模具支撑装置，所述模具支撑装置调整模具在横向、纵向或转角的位置。上述压印成型装置，设置有涂布机构，可在基材需要压印侧涂布聚合物层，然后将涂布好聚合物层的硬质基材移至压印成型机构处，将基材置于软质的模具和压紧件之间，通过横向、纵向或转角调节模具支撑装置，使模具和基材对准，再采用压印成型机构对模具压印、成型，可提高模具与基材的对准精度，提高压印产品的质量。

Description

压印成型装置及其方法

技术领域

本发明涉及模具压印领域，特别是涉及一种压印成型装置及其方法。

背景技术

压印是指将被压印材料置于模具和基材之间，在压力作用下使材料充塞进有起伏结构的模具中，固化后脱模完成模具图形复制的技术。压印特别是微纳米压印在光学膜、防伪标签、光碟、微机电系统等图形化制备中有着不可替代的作用。

目前，常用的压印技术主要是对柔性基材进行压印，主要包括双辊式双面压印技术和双模具式双面压印技术。双辊式双面压印技术是基于曲面模具单面压印的原理，在设备上放置两支包覆曲面模具或者直接雕刻图形的压辊，实现正反面分别压印，能实现卷对卷快速双面压印。双模具式双面压印技术，通常采用两个不形变的模具放置在基材的正反面，在基材正反面同时涂有压印材料，两个模具与基材在真空下紧密贴合实现一个单元的双面压印。

但是，对于硬质基材的压印，基材和模具压之间的对准精度不够，压印的产品质量达不到要求。

发明内容

基于此，有必要针对基材和模具之间的对准精度不够，压印的产品质量达不到要求的问题提供一种压印成型装置及其方法。

一种压印成型装置，用于对硬质的基材压印成型，包括涂布机构、对准机构、压印成型机构和传输机构；所述基材放置于所述传输机构；所述涂布机构设置于基材被压印侧；所述对准机构包括软质的模具、对准探头和模具支撑装置；所述模具固定于模具支撑装置，所述模具支撑装置调整模具在横向、纵向或转角的位置。

在其中一个实施例中，所述压印成型机构包括压紧件、固化组件和框架，所述压紧件和所述模具均固定于所述框架、且分别对应设置于基材两侧，所述压紧件可从基材一端压紧并向基材另一端压合，所述固化组件与所述压紧件位于所述传输机构的同一侧，且所述固化组件与所述压紧件同步移动。

在其中一个实施例中，所述压紧件为压辊，所述压辊滚动压合所述模具和基材。

在其中一个实施例中，所述固化组件设置于所述压紧件内部；或者，所述固化组件与所述压紧件并排设置。

在其中一个实施例中，所述传输机构贯穿所述压印成型机构，所述传输机构传输并支撑基材。

在其中一个实施例中，所述对准机构包括两个以上对准探头。

在其中一个实施例中，还包括脱模机构，所述脱模机构包括辅助传动轮和传送带，所述辅助传动轮下降，带动传送带从与模具平行运动到与模具呈夹角。

在其中一个实施例中，脱模状态时传送带与模具所成的夹角为0°～10°。

一种压印成型方法，包括以下步骤：

涂布聚合物层，在基材需要压印的表面涂布聚合物层；

传输基材，移动涂布好聚合物层的基材，使基材涂布有聚合物层的一面与模具相对；

对准，通过横向、纵向或转角调节模具支撑装置，使模具和基材对准；

压印成型，将模具与基材压印，并使被压印的基材成型；

脱模，将所述基材从模具的一端向另一端脱离，完成压印成型。

在其中一个实施例中，所述压印成型的方式为：

滚压基材，在基材未涂布聚合物层的一面提供一挤压力，使所述基材与模具从一端逐步压合，且在压合的同时固化聚合物层。

在其中一个实施例中，所述滚压基材具体包括以下步骤：

顶压基材，模具和基材对准后，在基材未涂布聚合物层的一侧挤压基材，使模具的一端与涂布有聚合物层的基材一端初始贴合；

滚动压紧件，压紧件从初始贴合点向另一端滚压，使模具与基材逐步贴合，且同步固化；

回归压紧件，压紧件移动至初始贴合点，压印完成。

在其中一个实施例中，涂布聚合物层的方式为辊涂、丝印涂布或狭缝式挤压涂布。

上述压印成型装置，设置有涂布机构，可在基材需要压印侧涂布聚合物层，然后将涂布好聚合物层的硬质基材移至压印成型机构处，将基材置于软质的模具和压紧件之间，通过横向、纵向或转角调节模具支撑装置，使模具和基材对准，再采用压印成型机构对模具压印、成型，可提高模具与基材的对准精度，提高压印产品的质量。

附图说明

图1为本压印成型装置模具与基材压合状态结构示意图；

图2为本压印成型装置固化组件置于压紧件内部时脱模结构示意图；

图3为本压印成型装置固化组件与压紧件并排设置时脱模结构示意图；

图4为本压印成型方法的流程图；

图5为本压印成型装置滚压基材的具体流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一种压印成型装置，用于对硬质的基材15压印成型，包括涂布机构10、对准机构11、压印成型机构12和传输机构13；所述基材15放置于所述传输机构13；所述涂布机构10设置于基材15被压印侧；所述对准机构11包括软质的模具110、对准探头111和模具110支撑装置112；所述模具110固定于模具110支撑装置112，所述模具110支撑装置112调整模具110在横向、纵向或转角的位置。

上述压印成型装置，设置有涂布机构10，可在基材15需要压印侧涂布聚合物层，然后将涂布好聚合物层的硬质基材15通过传输机构13移至压印成型机构12处，将基材15置于软质的模具110和压紧件之间；通过对准探头111判断模具110和基材15是否对准，且可通过横向、纵向或转角调节模具110支撑装置112来调节固定于其上的模具110，使模具110和基材15对准；再采用压印成型机构12对模具110压印、成型，可提高模具110与基材15的对准精度，提高压印产品的质量。

其中，模具110与模具110支撑装置112的固定方式、基材15与传输机构13的固定方式均可以是吸盘固定。模具110与基材15的对准偏差能控制在50μm以内，提高了压印成型的精确性。

在其中一个实施例中，所述压印成型机构12包括压紧件120、固化组件121和框架122，所述压紧件120和所述模具110均固定于所述框架122、且分别对应设置于基材15两侧；因所述涂布机构10在基材15一表面涂布了聚合物层，所以在压印了相应的图形之后，需要将聚合物层固化成型。所述固化机构可达到聚合物层的固化条件，所以在压印了涂布有聚合物层的基材15后，可快速固化成型，固化效果好，效率高。所述压紧件120可从基材15一端压紧并向基材15另一端压合，所述固化组件121与所述压紧件120位于所述传输机构13的同一侧，且所述固化组件121与所述压紧件120同步移动。压紧件120在压合基材15与模具110的过程中，是从基材15一端向另一端逐步压合，不易产生气泡，不需要设置真空的环境以避免气泡的产生，也不需要增加抽真空的步骤，能节省压印时间、提高压印成型的效率；结构简单，能实现大面积连续式压印。

在其中一个实施例中，所述压紧件120为压辊，所述压辊滚动压合所述模具110和基材15。压辊一般为圆柱体，在挤压的过程中，从一处滚动到另一处，从而，滚过途径的物体表面受到挤压，实现对基材15和聚合物层的挤塑和压延，同时，在聚合物层上压印出模具110的图形。压辊在滚动挤压的冲程中，从基材15一端滚向另一端，逐步压合，不易产生气泡，且滚动过程基材15受力均匀，能实现均匀压合。当然，除了可以是压辊外，也可以是其他形状的压紧件120，只要能实现基材15受力均匀、从基材15一端向另一端逐步压合即可。

在其中一个实施例中，所述固化组件121设置于所述压紧件120内部；或者，所述固化组件121与所述压紧件120并排设置。如图1、图2所示，所述固化组件121设置于压紧件120内部，可使压紧件120在压合基材15与模具110的同时，固化聚合物层，即可压印成型；且固化组件121设置于压紧件120内部，可减小压印成型机构12内部空间的占用，压印与固化工序之间的配合紧凑，产品质量高。如图3所示，所述固化组件121与所述压紧件120并排设置，且所述压紧件120在所述固化组件121工位之前，在压紧件120压合基材15与模具110之后，可立刻进行固化聚合物层，即可压印成型；且所述压紧件120在滚动工作的过程中，可通过挤压排出可能产生的气泡，继而，在压合工序之后的固化工序所固化的聚合物层中没有气泡，结构简单，产品质量高。

如图1所示，在其中一个实施例中，所述传输机构13贯穿所述压印成型机构12，所述传输机构13传输并支撑基材15。所述传输机构13为带轮传动机构，包括传送带130、第一传动轮131和第二传动轮132，所述传送带130贯穿所述压印成型机构12。第一传动轮131和第二传动轮132带动传送带130运动，且第一传动轮131和第二传动轮132不在同一水平面上。传送带130可将基材15从涂布聚合物层的位置，传送到压印成型的位置，在压印成型的过程中，传送带130处于停止运送的状态，且传送带130同时起到支撑基材15的作用，压印成型完毕，即可脱模，此时，传送带130运动，传送压印好的基材15离开传送带130。整个传送支撑的过程顺畅无阻，实现了自动化操作。

在其中一个实施例中，所述对准机构11包括两个以上对准探头111。对准探头111与压紧件120位于所述传输机构13的同一侧，对准效果好，2个以上对准探头111可使得探测结果更精确，2个以上对准探头111在压印成型机构12内部均匀设置，可探测基材15上对准标记之间的对角线，提高探测精度。

如图2、图3所示，在其中一个实施例中，还包括脱模机构14，所述脱模机构14包括辅助传动轮140和传送带130，所述辅助传动轮140下降，带动传送带130从与模具110平行运动到与模具110呈夹角。所述辅助传动轮140位于第一传动轮131与第二传动轮132之间，在模具110与基材15压合的过程中，辅助传动轮140与第一传动轮131位于同一水平线，此时，传送带130与模具110平行；压合完毕后，辅助传动轮140下降，带动传送带130与压合过程中模具110所在的水平面呈一定的角度，此时，辅助传动轮140与第二传动轮132位于同一水平面；因基材15与传送带130可通过吸盘等方式固定，所以辅助传动轮140带动传动带位置的改变使基材15与模具110呈现一定的角度，可使模具110从一端向另一端与基材15脱离开来；传输机构13运动，带动传送带130传输基材15离开压印成型处，完成脱模。

其中，辅助传动轮140下降后的基材15与压合过程中模具110所在的水平面所成的夹角可以为0°～10°，优选为0～5°。

脱模完成后，将辅助传动轮140升到与第一传动轮131位于同一水平面，即可再次进行对基材15的压印成型。

如图4所示，一种压印成型方法，包括以下步骤：

S111：涂布聚合物层，在基材15需要压印的表面涂布聚合物层；

S110：传输基材15，移动涂布好聚合物层的基材15，使基材15涂布有聚合物层的一面与模具110相对；

S130：对准，通过横向、纵向或转角调节模具110支撑装置112，使模具110和基材15对准；

S140：压印成型，将模具110与基材15压印，并使被压印的基材15成型；

S150：脱模，将所述基材15从模具110的一端向另一端脱离，完成压印成型。

上述压印成型方法，从涂布聚合物层到模具110压印，再脱模，整个过程顺畅，结构简单；通过调节模具110支撑装置112，控制模具110支撑装置112在横向、纵向、转角三个方向的自由度，可使模具110与基材15对准，且可达到精细微调的效果，控制调节模具110与基材15的偏差在50μm以内，精度高。

在其中一个实施例中，所述压印成型的方式为：

滚压基材15，在基材15未涂布聚合物层的一面提供一挤压力，使所述基材15与模具110从一端逐步压合，且在压合的同时固化聚合物层。

滚压基材15的方式简单，实现滚压的结构简单，可实现大面积连续式压印；压印过程是从基材15一端向另一端逐步压合，不会产生气泡，也就不需要抽真空，使压印效率高、压印所得到的单片式触控技术触摸屏（OGS触摸屏）质量好。

如图5所示，在其中一个实施例中，所述滚压基材15具体包括以下步骤：

S1402：顶压基材15，模具110和基材15对准后，在基材15未涂布聚合物层的一侧挤压基材15，使模具110的一端与涂布有聚合物层的基材15一端初始贴合；

S1404：滚动压紧件120，压紧件120从初始贴合点向另一端滚压，使模具110与基材15逐步贴合，且同步固化；

S1406：回归压紧件120，压紧件120移动至初始贴合点，压印完成。

在滚压基材15的过程中，先对准基材15与模具110，再使压紧件120从基材15一端滚动到另一端，在基材15一端形成一个初始贴合点，再逐步压合，直至滚到基材15的另一端，完成压合，并在压合的同时固化聚合物层，完成压印成型。再将压紧件120往回滚动到基材15的初始贴合端，以为下次重复压印成型的过程做准备。

在其中一个实施例中，涂布聚合物层的方式为辊涂、丝印涂布或狭缝式挤压涂布。所述辊涂、丝印涂布或狭缝式挤压涂布均可在基材15表面均匀涂布聚合物层，使压合成型得到的OGS触摸屏成型厚度均匀，质量高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种压印成型装置，用于对硬质的基材压印成型，其特征在于，包括涂布机构、对准机构、压印成型机构和传输机构；所述基材放置于所述传输机构；所述涂布机构设置于基材被压印侧；所述对准机构包括软质的模具、对准探头和模具支撑装置；所述模具固定于模具支撑装置，所述模具支撑装置调整模具在横向、纵向或转角的位置。

2.根据权利要求1所述的压印成型装置，其特征在于，所述压印成型机构包括压紧件、固化组件和框架，所述压紧件和所述模具均固定于所述框架、且分别对应设置于基材两侧，所述压紧件可从基材一端压紧并向基材另一端压合，所述固化组件与所述压紧件位于所述传输机构的同一侧，且所述固化组件与所述压紧件同步移动。

3.根据权利要求2所述的压印成型装置，其特征在于，所述压紧件为压辊，所述压辊滚动压合所述模具和基材。

4.根据权利要求2所述的压印成型装置，其特征在于，所述固化组件设置于所述压紧件内部；或者，所述固化组件与所述压紧件并排设置。

5.根据权利要求1所述的压印成型装置，其特征在于，所述传输机构贯穿所述压印成型机构，所述传输机构传输并支撑基材。

6.根据权利要求1所述的压印成型装置，其特征在于，所述对准机构包括两个以上对准探头。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的压印成型装置，其特征在于，还包括脱模机构，所述脱模机构包括辅助传动轮和传送带，所述辅助传动轮下降，带动传送带从与模具平行运动到与模具呈夹角。

8.根据权利要求7所述的压印成型装置，其特征在于，脱模状态时传送带与模具所成的夹角为0°～10°。

9.一种压印成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

涂布聚合物层，在基材需要压印的表面涂布聚合物层；

传输基材，移动涂布好聚合物层的基材，使基材涂布有聚合物层的一面与模具相对；

对准，通过横向、纵向或转角调节模具支撑装置，使模具和基材对准；

压印成型，将模具与基材压印，并使被压印的基材成型；

脱模，将所述基材从模具的一端向另一端脱离，完成压印成型。

10.根据权利要求9所述的压印成型方法，其特征在于，所述压印成型的方式为：

滚压基材，在基材未涂布聚合物层的一面提供一挤压力，使所述基材与模具从一端逐步压合，且在压合的同时固化聚合物层。

11.根据权利要求9所述的压印成型方法，其特征在于，所述滚压基材具体包括以下步骤：

顶压基材，模具和基材对准后，在基材未涂布聚合物层的一侧挤压基材，使模具的一端与涂布有聚合物层的基材一端初始贴合；

滚动压紧件，压紧件从初始贴合点向另一端滚压，使模具与基材逐步贴合，且同步固化；

回归压紧件，压紧件移动至初始贴合点，压印完成。

12.根据权利要求11所述的压印成型方法，其特征在于，涂布聚合物层的方式为辊涂、丝印涂布或狭缝式挤压涂布。