TW201341147A - 薄膜轉印方法與使用薄膜轉印方法製作的外觀件 - Google Patents

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Ming-Chung Peng
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Abstract

一種薄膜轉印方法包含下列步驟：提供模具。提供具有立體圖紋層的薄膜基材於模具的模穴中。注入熔融的膠材於模穴中，使熔融的膠材覆蓋薄膜基材的立體圖紋層。固化熔融的膠材。分離固化的膠材與薄膜基材的立體圖紋層。

Description

薄膜轉印方法與使用薄膜轉印方法製作的外觀件
本發明是有關一種薄膜轉印方法與使用薄膜轉印方法製作的外觀件。
隨著消費性電子產品的日新月異，各廠牌的電子產品競爭激烈，消費者對於筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機、攝影機或相機的要求已越來越高，除了電子產品的硬體規格(例如處理器、螢幕尺寸與像素、相機畫素等)外，消費者也相當重視電子產品的外觀設計。
以目前的塑膠殼體為例，當殼體的表面具有凹凸結構的花紋時，皮膚接觸此表面的觸摸感會與觸摸光滑平面時不同。此外，凹凸結構的花紋可使光線產生繞射行為，當觀看殼體的表面時，會具有多變化的視覺效果。在製作具有凹凸結構的塑膠殼體時，通常是在模具上(公模或母模)施以凸出或凹陷的連續、不連續加工，使模具的表面形成局部或是整面的圖案(例如咬花)。接著，再進行塑膠射出的製程，當液態的塑膠接觸模具的圖案後，便可於固化後形成對應模具表面圖案的裝飾花紋。然而，具有一種裝飾花紋的塑膠殼體就需一種具有此裝飾花紋的模具，因此造成模具的成本增加。
於模具表面形成凹凸的圖案有下列幾種方法：以強酸或強鹼藥水及帶花紋的感光片在模具腐蝕出深淺的圖案。或者，在模具上以各式的加工刀具鑽刻出深淺的圖案。在 模具以鐳射加工刀具鑽刻出深淺的圖案。或者，在模具上植入帶有紋路的裝飾片，並讓此裝飾片結合塑膠材料而成為塑膠殼體的表面。或者，在已經成型的塑膠殼體的表面上直接進行雷射、刀具加工、蝕刻、印刷、塗裝黏貼裝飾物等方式。
因此，習知製作具有凹凸結構之塑膠殼體的方式耗能、耗時且浪費人力與模具，且使用強酸或強鹼會造成環境污染，並對人員造成身體傷害。
本發明之一技術態樣為一種薄膜轉印方法。
根據本發明一實施方式，一種薄膜轉印方法包含下列步驟：提供模具。提供具有立體圖紋層的薄膜基材於模具的模穴中。注入熔融的膠材於模穴中，使熔融的膠材覆蓋薄膜基材的立體圖紋層。固化熔融的膠材。分離固化的膠材與薄膜基材的立體圖紋層。
在本發明一實施方式中，上述薄膜轉印方法更包含：塗布離型層於薄膜基材的立體圖紋層上。烘乾離型層。
在本發明一實施方式中，上述離型層用以分離固化的膠材與薄膜基材的立體圖紋層。
在本發明一實施方式中，上述薄膜轉印方法更包含：提供二滾筒於模具的相對兩側，其中薄膜基材的兩端分別連接於二滾筒。捲動二滾筒，使薄膜基材於模具上移動。
在本發明一實施方式中，上述薄膜轉印方法更包含：合模模具，使薄膜基材定位於模具的模穴中。
在本發明一實施方式中，上述薄膜轉印方法更包含：退模模具，並從模具中取出固化的膠材。
在本發明一實施方式中，上述薄膜基材為片狀。
在本發明一實施方式中，上述立體圖紋層包含油墨或紫外光固化膠。
在本發明一實施方式中，上述立體圖紋層包含消光粉、鋁粉或珍珠粉。
在本發明一實施方式中，上述薄膜基材的材質包含聚對苯二甲酸乙二醇酯。
在本發明一實施方式中，上述立體圖紋層係以凹版印刷、網版印刷、壓印或奈米壓印形成。
本發明之一技術態樣為一種外觀件，係使用上述薄膜轉印方法製作。
根據本發明一實施方式，一種外觀件包含一表面。表面具有凹凸結構，且凹凸結構的圖案相同於薄膜基材的立體圖紋層。
在本發明一實施方式中，上述凹凸結構為光學繞射結構，用以使照射凹凸結構的一光線繞射。
在本發明一實施方式中，上述凹凸結構為觸摸感覺結構，具有不同的粗糙度。
在本發明一實施方式中，上述凹凸結構的高度差介於1至50 μm。
在本發明上述實施方式中，由於具有立體圖紋層的薄膜基材位於模具的模穴中，因此當注入熔融的膠材於模穴中時，熔融的膠材會覆蓋薄膜基材的立體圖紋層。如此一 來，當熔融的膠材固化後，只要把固化的膠材與薄膜基材的立體圖紋層分離，固化的膠材朝向立體圖紋層的表面便可具有凹凸結構。上述固化的膠材可以為一外觀件，且凹凸結構的圖案大致相同於薄膜基材的立體圖紋層。
薄膜轉印方法係利用具有立體圖紋層的薄膜基材來形成外觀件的凹凸結構，當外觀件的凹凸結構需更換成不同的裝飾花紋時，只需更換其他型式的薄膜基材便可，模具仍可繼續使用，因此可節省更換模具的成本。薄膜轉印方法不需於模具的表面形成凹凸結構，節能、省時且節省人力，可避免強酸或強鹼造成的環境污染及對人員的傷害。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示根據本發明一實施方式之薄膜轉印方法所使用的模具110尚未合膜時的剖面圖。如圖所示，模具110包含公模112與母模114，且公模112可升降地位於母模114上方。二滾筒132、134分別於模具110的相對兩側，薄膜基材120的兩端分別連接於二滾筒132、134。當二滾筒132、134往同方向轉動時，薄膜基材120可於模具110的母模114上移動。舉例來說，當二滾筒132、134順時針 轉動時，薄膜基材120會往方向D1移動。當二滾筒132、134逆時針轉動時，薄膜基材120會往方向D2移動。待調整好薄膜基材120的位置後，便可合模模具110，使公模112往方向D3移動並抵靠於母模114上，如第2圖所示。在以下敘述中，『合模』意指把公模112抵靠於母模114上，『退模』意指把公模112與母模114分開一距離。
第2圖繪示第1圖之模具110合膜時的剖面圖。第3A圖繪示第2圖之薄膜基材120的局部放大圖。同時參閱第2圖與第3A圖，當模具110的公模112與母模114合膜時，公模112與母模114之間具有模穴118。模具110夾置模穴118外的薄膜基材120，使薄膜基材120可定位於模穴118中。此外，公模112設有注料通道116，可供熔融的膠材(例如塑膠)注入模穴118中。
在本實施方式中，薄膜基材120的材質可以包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate；PET)。薄膜基材120具有立體圖紋層128與離型層126。其中，立體圖紋層128包含油墨122、124，且油墨122、124可包含消光粉、鋁粉或珍珠粉，此外，油墨122、124可為兩層不同的油墨，以一起在薄膜基材120上形成亮度、粗糙度、深度等表面特性多變化的立體圖紋層128。立體圖紋層128可使用凹版印刷或網版印刷來形成，且立體圖紋層128的表面特性(例如亮度、粗糙度)可藉由調整消光粉、鋁粉或珍珠粉的比例或粒徑而定。以凹版印刷為例，可先在凹版印刷的滾筒上先形成複數個凹槽，且凹槽可具有不同的深度或寬度。接著可於凹槽的表面進行亮度與粗糙度的加工 調整，例如搭配不同特性的油墨，並對PET薄膜進行凹版印刷及烘乾製程，便可得到薄膜基材120。
離型層126可用來分離固化的膠材(例如塑膠)與薄膜基材120的立體圖紋層128。當具立體圖紋層128的薄膜基材120完成後，可塗布離型層126於薄膜基材120的立體圖紋層128上，並烘乾離型層126。
第3B圖繪示第3A圖之薄膜基材120的另一實施方式。與第3A圖之實施方式不同的地方在於：立體圖紋層128包含紫外光固化膠，立體圖紋層128可使用壓印或奈米壓印(Nanoimprint Lithography；NIL)來形成。以壓印為例，可先於PET薄膜塗布紫外光固化膠，並進行烘乾製程，在紫外光固化膠尚未固化的狀態下進行壓印。其中壓印係指在一模具上利用各種加工方式(例如奈米雷射、刀具加工、蝕刻、印刷、塗裝粘貼)形成微細的多樣化圖紋。也就是說，當使用此外光固化膠時，則改以壓印或奈米壓印的方式控制圖紋的線寬或深度，而非如印刷的方式調整消光粉、鋁粉或珍珠粉的比例或粒徑來改變層油墨表面的亮度、粗糙度。
此外，透過改變壓印圖紋的線寬或深度可讓紫外光固化膠表面形成如光柵的結構以讓最後作出的外觀件表面產生光學繞射效果。
在第3A圖中，立體圖紋層128所包含的兩層或多層油墨122、124可一起構成多變化的表面特性，例如：透過調整消光粉、鋁粉或珍珠粉的比例或粒徑來改變層油墨122、124表面的亮度與粗糙度。然而，第3B圖中的立體 圖紋層128則是改以紫外光固化膠取代第3A圖的油墨122、124，當立體圖紋層128使用紫外光固化膠時則主要是以壓印或奈米壓印的方式形成立體圖紋，但實際上紫外光固化膠上仍可進一步以油墨印刷方式，添加消光粉、鋁粉或珍珠粉等材料以得到更具變化的圖紋表面。
第4圖繪示第2圖之模具110注入熔融膠材140時的剖面圖。第5A圖繪示第3A圖之薄膜基材120被熔融膠材140覆蓋時的剖面圖。同時參閱第4圖與第5A圖，熔融的膠材140藉由注料通道116注入模穴118中，使熔融的膠材140覆蓋薄膜基材120的立體圖紋層128。如此一來，當熔融的膠材140固化後，固化的膠材140朝向立體圖紋層128的表面便可形成凹凸結構，此時公模112便可以方向D4脫離母模114。
第5B圖繪示第3B圖之薄膜基材120被熔融膠材140覆蓋時的剖面圖。與第5A圖相較，僅為薄膜基材120的立體圖紋層128之結構與材料不同，不再重複贅述。
第6圖繪示第4圖之模具110退模時的剖面圖。當膠材140固化後，可將模具110退模，並從模具110中取出固化的膠材140。同時參閱第5A圖、第5B圖，由於離型層126位於立體圖紋層128與膠材140之間，因此固化的膠材140可輕易從薄膜基材120的立體圖紋層128分離，而不會黏附油墨122、124或紫外光固化膠。待固化的膠材140取出後，薄膜基材120可進行下一次的轉印，或者控制二滾筒132、134往同方向轉動時，使用尚未轉印過的薄膜基材120，依照使用者需求而定。
簡而言之，具有立體圖紋層128的薄膜基材120位於模具110的模穴118中，因此當注入熔融的膠材140於模穴118中時，熔融的膠材140會覆蓋薄膜基材120的立體圖紋層128。如此一來，當熔融的膠材140固化後，只要把固化的膠材140與薄膜基材120的立體圖紋層128分離，固化的膠材140朝向立體圖紋層128的表面便可具有凹凸結構。上述固化的膠材140可以為一外觀件，且凹凸結構的圖案大致相同於薄膜基材120的立體圖紋層128。
第7圖繪示根據本發明一實施方式之薄膜轉印方法的流程圖。首先在步驟S1中，提供模具。接著在步驟S2中，提供具有立體圖紋層的薄膜基材於模具的模穴中。之後在步驟S3中，注入熔融的膠材於模穴中，使熔融的膠材覆蓋薄膜基材的立體圖紋層。接著在步驟S4中，固化熔融的膠材。最後在步驟S5中，分離固化的膠材與薄膜基材的立體圖紋層。
此外，薄膜轉印方法還可包含塗布離型層於薄膜基材的立體圖紋層上，並烘乾離型層。
第8圖繪示根據本發明一實施方式之外觀件100的立體圖。外觀件100係使用上述薄膜轉印方法製作。外觀件100包含表面142，且表面142具有凹凸結構144。凹凸結構144的圖案相同於薄膜基材120(見第5A圖、第5B圖)的立體圖紋層128。
當外觀件100由第5A圖的薄膜基材120製作時，凹凸結構144可以為觸摸感覺結構，具有不同的粗糙度。當凹凸結構144的粗糙度較小時，手觸摸時會感到光滑，且 在光線照射下會形成較亮的表面。當凹凸結構144的粗糙度較大時，手觸摸時會感到粗糙，且在光線照射下會形成較暗的表面。如此一來，外觀件100之表面142的質感得以提升。
此外，當外觀件100由第5B圖的薄膜基材120製作時，凹凸結構144可以為光學繞射結構，可使照射凹凸結構144的光線產生繞射的效果。當觀看外觀件100的表面142時，凹凸結構144會產生多變化的光影色彩的視覺效果，使外觀件100之表面142的質感得以提升。
同時參閱第5A圖與第5B圖，本案立體圖紋層128的材料會搭配特定的圖紋製作方式以讓外觀件100具有不同效果的表面。當立體圖紋層128為第5A圖的油墨122、124時，立體圖紋層128以印刷的方式來形成，使外觀件100的表面具有亮霧變化與觸感不同的效果。當立體圖紋層128為第5B圖的紫外光固化膠時，立體圖紋層128以壓印的方式來形成，使外觀件100的表面具有光學繞射的效果。
薄膜轉印方法係利用具有立體圖紋層128的薄膜基材120來形成外觀件100的凹凸結構144。當外觀件100的凹凸結構144需更換成不同的裝飾花紋時，只需更換其他型式的薄膜基材120便可(即具不同立體圖紋層128的薄膜基材120)，模具110仍可繼續使用，因此可節省更換模具110的成本。
第9圖繪示第8圖之外觀件100沿線段9-9的剖面圖。在本實施方式中，凹凸結構144的高度差H可以介於1至50 μm。
第10圖繪示根據本發明一實施方式之薄膜轉印方法所使用的模具110尚未合膜時的剖面圖。模具110包含公模112與母模114，且公模112可升降地位於母模114上方。與第1圖之實施方式不同的地方在於：薄膜基材120為片狀，且直接放置於模具110的母模114上，而不連接如第1圖的滾筒132、134。待調整好薄膜基材120的位置後，便可合模模具110，使公模112往方向D3移動並抵靠於母模114上。其餘的製作過程與第2圖至第6圖雷同，因此不再重複贅述。
本發明上述實施方式與先前技術相較，薄膜轉印方法係利用具有立體圖紋層的薄膜基材來形成外觀件的凹凸結構，當外觀件的凹凸結構需更換成不同的裝飾花紋時，只需更換其他型式的薄膜基材便可，模具仍可繼續使用，因此可節省更換模具的成本。薄膜轉印方法不需於模具的表面形成凹凸結構，節能、省時且節省人力，可避免強酸或強鹼造成的環境污染及對人員的傷害。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧外觀件
110‧‧‧模具
112‧‧‧公模
114‧‧‧母模
116‧‧‧注料通道
118‧‧‧模穴
120‧‧‧薄膜基材
122‧‧‧油墨
124‧‧‧油墨
126‧‧‧離型層
128‧‧‧立體圖紋層
132‧‧‧滾筒
134‧‧‧滾筒
140‧‧‧膠材
142‧‧‧表面
144‧‧‧凹凸結構
9-9‧‧‧線段
H‧‧‧高度差
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
S5‧‧‧步驟
第1圖繪示根據本發明一實施方式之薄膜轉印方法所使用的模具尚未合膜時的剖面圖。
第2圖繪示第1圖之模具合膜時的剖面圖。
第3A圖繪示第2圖之薄膜基材的局部放大圖。
第3B圖繪示第3A圖之薄膜基材的另一實施方式。
第4圖繪示第2圖之模具注入熔融膠材時的剖面圖。
第5A圖繪示第3A圖之薄膜基材被熔融膠材覆蓋時的剖面圖。
第5B圖繪示第3B圖之薄膜基材被熔融膠材覆蓋時的剖面圖。
第6圖繪示第4圖之模具退模時的剖面圖。
第7圖繪示根據本發明一實施方式之薄膜轉印方法的流程圖。
第8圖繪示根據本發明一實施方式之外觀件的立體圖。
第9圖繪示第8圖之外觀件沿線段9-9的剖面圖。
第10圖繪示根據本發明一實施方式之薄膜轉印方法所使用的模具尚未合膜時的剖面圖。
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
S5‧‧‧步驟

Claims (15)

  1. 一種薄膜轉印方法，包含下列步驟：(a)提供一模具；(b)提供具有一立體圖紋層的一薄膜基材於該模具的一模穴中；(c)注入熔融的一膠材於該模穴中，使熔融的該膠材覆蓋該薄膜基材的該立體圖紋層；(d)固化熔融的該膠材；以及(e)分離固化的該膠材與該薄膜基材的該立體圖紋層。
  2. 如請求項1所述之薄膜轉印方法，更包含：塗布一離型層於該薄膜基材的該立體圖紋層上；以及烘乾該離型層。
  3. 如請求項2所述之薄膜轉印方法，其中該離型層用以分離固化的該膠材與該薄膜基材的該立體圖紋層。
  4. 如請求項1所述之薄膜轉印方法，更包含：提供二滾筒於該模具的相對兩側，其中該薄膜基材的兩端分別連接於該二滾筒；以及捲動該二滾筒，使該薄膜基材於該模具上移動。
  5. 如請求項1所述之薄膜轉印方法，更包含：合模該模具，使該薄膜基材定位於該模具的該模穴中。
  6. 如請求項1所述之薄膜轉印方法，更包含：退模該模具，並從該模具中取出固化的該膠材。
  7. 如請求項1所述之薄膜轉印方法，其中該薄膜基材為片狀。
  8. 如請求項1所述之薄膜轉印方法，其中該立體圖紋層包含油墨或紫外光固化膠。
  9. 如請求項1所述之薄膜轉印方法，其中該立體圖紋層包含消光粉、鋁粉或珍珠粉。
  10. 如請求項1所述之薄膜轉印方法，其中該薄膜基材的材質包含聚對苯二甲酸乙二醇酯。
  11. 如請求項1所述之薄膜轉印方法，其中該立體圖紋層係以凹版印刷、網版印刷、壓印或奈米壓印形成。
  12. 一種外觀件，係使用請求項1之薄膜轉印方法製作，包含：一表面，具有一凹凸結構，且該凹凸結構的圖案相同 於該薄膜基材的該立體圖紋層。
  13. 如請求項12所述之外觀件，其中該凹凸結構為光學繞射結構，用以使照射該凹凸結構的一光線繞射。
  14. 如請求項12所述之外觀件，其中該凹凸結構為觸摸感覺結構，具有不同的粗糙度。
  15. 如請求項12所述之外觀件，其中該凹凸結構的高度差介於1至50 μm。
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