TW201522003A - 模具組、熱成形裝置、熱成形方法及熱成形品 - Google Patents

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Shunsuke Sakamoto
Hajime Nakagawa
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Abstract

在將薄片材熱成形且使之被覆於具有既定形狀的基材時，避免在薄片材中發生裂紋或偏位。 本發明係有關一種在內部所形成之收容空間內使薄片材2對基材3被覆用的模具組5。模具組5具備：包含第一本體部51和載置部56的第一型構件50；及包含第二本體部61、加熱手段66、及仿照基材3的外形之形狀的凹部64之第二型構件60。

Description

模具組、熱成形裝置、熱成形方法及熱成形品
本發明係有關一種使薄片材熱成形並對具有既定形狀的基材被覆所使用之模具組。又，本發明有關一種使用該種模具組之熱成形裝置及熱成形方法。又，本發明係有關一種使用該種模具組所製造之熱成形品。
關於含有上述那種模具組的熱成形裝置，可知有日本特開2011-136471號公報(專利文獻1)所記載的裝置。此裝置具備：包含有底板部[底部22]和自此底板部立設的周壁部[周壁部21]之第一型構件[下框2]；及包含有可對第一型構件相對移動並和周壁部之上端部密接之平板狀的本體部和加熱手段[加熱器31]之第二型構件[熱板3]。第一型構件的底板部開設有第一通氣路徑[通氣孔2b]，在第二型構件的和第一型構件對向的側面上開設有第二通氣路徑[通氣孔3b]。此外，建構成透過該些的兩通氣路徑並利用調壓機構[真空泵51，空壓機71]，而可調整在第一型構件和第二型構件之內部所形成的空間[收容空間R]之壓力。使用此種裝置，在由第一型構件和第二型構件構成的模具組的內部，使薄片材被覆於基材。
在專利文獻1的裝置中，具體言之係如以下所述那樣將薄片材被覆於基材。首先，在第一型構件的周 壁部之上端部設有薄片材的狀態下，使第二型構件密接於第一型構件(第1工程)。其次，利用調壓機構對薄片材和第二型構件之間作減壓，使薄片材吸附在處於加熱狀態的第二型構件而加熱薄片材(第2工程)。與此並行地，利用調壓機構對薄片材和第一型構件之間作減壓(第3工程)。接著，以維持第3工程的減壓動作之狀態停止薄片材的吸附動作，對薄片材和第二型構件之間加壓，使薄片材被覆於基材(第4工程)。藉此，可增大薄片材朝向基材之按壓力，不論基材形狀都可進行高品質的成形。又，與為維持被加熱之薄片材的水平姿勢而進行上下腔室內的真空壓調整之情況(參照專利文獻1的段落0005及圖4)相較之下，其優點係能適當進行薄片材對基材形狀的對位。
但是，就專利文獻1的裝置而言，被加熱的薄片材係於第4工程中，以平面狀的姿勢作為初期狀態而被覆於基材。因此，在基材的外形具有既定形狀(例如單純薄板以外的形狀)之情況，導致與部位對應之薄片材的伸長量的不均變大。例如在基材具有平行於底板部的平板部和形成在其平板部的周圍之側壁部的托架狀之情況，與薄片材中被覆平板部的部分之伸長量相比，被覆側壁部之部分的伸長量變大。其結果，於成形品的外周側部分，有在薄片材產生裂紋，薄片材對基材產生偏位的情形。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-136471號公報
於是，企盼在將薄片材熱成形且使之被覆於具有既定形狀的基材時，避免在薄片材中發生裂紋或偏位。
關於本發明之在鎖模時形成於內部的收容空間內，使薄片材熱成形並對具有既定形狀的基材被覆所用之模具組的特徵構成在於具備：第一型構件，包含第一本體部和載置前述基材用的載置部；及第二型構件，包含：可對前述第一本體部相對移動而密接於前述第一本體部的第二本體部；以可對前述第二本體部導熱的方式設置的加熱手段；及形成在前述第二本體部的和前述第一本體部對向之側的面上且仿照前述基材的外形之形狀的凹部。
依據此特徵構成，因第二型構件的第二本體部具有既定形狀的凹部，故透過在加熱薄片材的狀態下使該薄片材吸附於凹部的表面，可將加熱狀態的薄片材在朝基材被覆前，賦形為和基材的外形類似的形狀。因此，不論基材形狀，均可將最終獲得之成形品中與部位對應之薄片材的伸長量不均抑制在較小範圍。因此，可有效避免在成形品的外周側部分發生裂紋或發生薄片材對基材偏位等。
以下，針對本發明的模具組之適合態樣作說明。
本發明的一較佳態樣為，前述第一型構件更包含形成於前述第一本體部的和前述第二本體部對向之側的面上之凹部，以在鎖模方向觀察，前述第一型構件的凹部的外緣是包含前述第二型構件的凹部的外緣之方式，設定前述第一型構件的凹部和前述第二型構件的凹部之位置關係。
依據此構成，被預先賦形成和基材的外形類似的形狀之狀態的薄片材在賦形部分的周圍，於鎖模方向觀察，在和第一型構件的凹部重疊之位置具有還維持平面狀的平面狀包圍部分。此平面狀包圍部分係在模具組內使薄片材(此處尤指賦形部分)移動並使之被覆於基材時，以第一型構件的凹部的外緣為起點朝該凹部的底部側一邊變位一邊伸長。亦即，平面狀包圍部分係作為在薄片材中一邊彎曲一邊延伸的屈伸部發揮機能。藉此，易於使預先賦形的狀態之薄片材的賦形部分保持其形狀地被覆於基材。從而，可更有效避免在成形品的外周側部分發生裂紋或發生薄片材對基材偏位等。
本發明的一較佳態樣為，前述第一型構件的凹部的外緣和前述第二型構件的凹部的外緣之間的、沿著前述第二本體部的和前述第一本體部對向之側的面之分隔長度被設定為前述第一型構件的凹部深度之0.6倍~2.5倍。
第一型構件的凹部的外緣和第二型構件的凹 部的外緣之間的、沿著第二本體部的和第一本體部對向之側的面之分隔長度，係相當於上述的平面狀包圍部分在鎖模方向觀察時的寬度。在平面狀包圍部分的寬度尺寸比第一型構件的凹部深度小太多的情況時，該平面狀包圍部分有可能無法充分發揮作為屈伸部一邊彎曲一邊延伸的機能。另一方面，在平面狀包圍部分的寬度尺寸比第一型構件的凹部深度大太多的情況時，要對基材1次被覆所需之薄片材的尺寸變大，並不符合經濟效益。於是，考慮該些點並將平面狀包圍部分的寬度設定成第一型構件的凹部深度之0.6倍~2.5倍，可避免過度的成品率上升並有效避免發生裂紋或偏位等。
本發明的一較佳態樣為，前述第二型構件更包含複數個通氣路徑，其等分別於該第二型構件的凹部的表面開口且連接於調壓機構，複數個前述通氣路徑的路徑長度，係以在鎖模方向觀察時，隨著開口位置從位在前述凹部的最深部變為位在外緣側而變長之方式設定。
依據此構成，複數個通氣路徑之路徑長度，係以在鎖模方向觀察時，隨著開口位置從位在凹部的外緣部變為最深部而變短之方式設定。因此，在調壓機構進行氣體吸引時，處於加熱狀態的薄片材係從最深部緩緩地朝向外緣部追隨凹部形狀。因此，可有效避免在對薄片材賦形時產生整體偏位。又，在對第二型構件和薄片材之間加壓時，從調壓機構供給之壓縮氣體係於最深部先行噴出，在外緣部稍慢噴出。因此，可使薄片材對 基材，從最上部緩緩地朝外緣部被覆。亦即，亦可有效避免被預先賦形的薄片材在朝基材被覆時所導致整體的偏位。因此，薄片材可對基材高精度對位。
本發明的一較佳態樣為，複數個前述通氣路徑分別在對前述第二型構件的凹部的表面大致正交的方向開口。
依據此構成，所有通氣路徑之朝向凹部的表面之開口面積可設為實質相等。藉此，可使薄片材的整體在薄片材朝向第二型構件(凹部)之吸附、薄片材從第二型構件(凹部)之吐出上大致均一化。因此，可避免例如通氣路徑之開口部的痕跡殘留於薄片材，可維持成形品良好的外觀。
本發明的一較佳態樣為，在前述第二型構件的凹部之最深部具有朝前述載置部側局部突出的突出部。
依據此構成，在調壓機構進行氣體吸引時，容易使處於加熱狀態的薄片材從最深部緩緩朝向外緣部追隨凹部形狀。又，在對第二型構件和薄片材之間加壓時，容易使薄片材對基材，從最上部緩緩朝外緣部被覆。因此，可更有效避免在薄片材賦形時或該賦形的薄片材朝基材被覆時之偏位。因此，可更加提高薄片材對基材的位置精度。
本發明的一較佳態樣為，前述薄片材係具有圖案層的加飾薄片，前述第二型構件更包含斷熱構件，其設置在該第二型構件的凹部中的與前述基材的反曲部 對應之位置。
在薄片材是具有圖案層的加飾薄片之情況時，除了有起因於與部位對應之薄片材的伸長量不均使薄片材對基材偏位之問題外，還有設計性降低的課題。例如在基材的反曲部附近，薄片材的伸長量容易變大，有圖案歪斜對比變大的情況。這點，如上述，透過在與凹部中的基材之反曲部對應的位置設置斷熱構件，可避免在該位置之薄片材伸長。因此，可調整薄片材伸長量，可更加提升被加飾後的成形品之設計性。
本發明的一較佳態樣為，前述第一型構件更包含以包圍前述載置部之方式設於前述第一本體部上之框狀的中間壁部，前述第二本體部可隔著前述中間壁部密接於前述第一本體部。
依據此構成，與第一型構件是被建構成不含有中間壁部的情況相比，第二型構件的凹部深度變淺。因此，於第二型構件的凹部以外之部分添加薄片材時，因為薄片材和凹部的表面之分隔距離變短，故能短時間加熱薄片材。其結果，可縮短從薄片材加熱到薄片材之賦形，進而迄至對基材被覆薄片材為止的整體之週期時間。
本發明的熱成形裝置之特徵構成在於具備：上述模具組；薄片保持部，其將前述薄片材以捲繞狀態保持；薄片引出部，其把持前述薄片材的端部以引出該薄片材；滑行機構，於鎖模方向觀察，係使前述第一型構件在和前述第二型構件重疊的重複位置與不和前述第 二型構件重疊的非重複位置之間滑行移動；及薄片切斷部，其在比前述收容空間還靠薄片進給方向的上游側切斷前述薄片材。
依據此特徵構成，在將薄片材熱成形使之被覆於具有既定形狀的基材之情況時，可避免發生裂紋或薄片材對基材偏位，且藉由捲到薄片的連續處理可有效率地獲得成形品。
以下，針對本發明的熱成形裝置之適合態樣作說明。
本發明的一較佳態樣為，更具備以可對前述第一型構件接觸及分離的狀態設置的冷卻機構。
依據此構成，在第一型構件和冷卻機構分隔的狀態下，例如薄片材對基材被覆時，可適當地黏著基材和薄片材。另一方面，在使薄片材黏著於基材後，透過使第一型構件和冷卻機構接觸，可有效率地冷卻基材和薄片材使之接著。因此，可縮短迄至獲得成形品為止的週期時間。
本發明的使用備有在鎖模時會在內部形成收容空間的一對第一型構件及第二型構件之模具組，在前述收容空間內使薄片材熱成形並對具有既定形狀的基材被覆之熱成形方法的特徵構成在於：前述第一型構件包含用以載置前述基材的載置部，前述第二型構件包含建構成可加熱且仿照前述基材的外形之形狀的凹部；加熱工程，係加熱以與前述第二型構件的前述凹部以外的部分相接的方式所配置之前述薄片材；賦形工程，對前述 薄片材和前述第二型構件之間作減壓，使加熱狀態的前述薄片材吸附於前述凹部而沿著該凹部賦形；及被覆工程，對前述薄片材和前述第一型構件之間作減壓，對前述薄片材和前述第二型構件之間加壓，使前述薄片材被覆於前述基材。
依據此特徵構成，因第二型構件具有既定形狀的凹部，故在賦形工程中透過使薄片材沿著凹部吸附，可將藉加熱工程加熱之狀態的薄片材在朝基材被覆前，賦形成和基材的外形類似之形狀。之後，透過執行被覆工程，不論基材形狀，均可將最終獲得之成形品中與部位對應之薄片材的伸長量不均抑制在較小範圍。因此，可有效避免在成形品的外周側部分發生裂紋或發生薄片材對基材偏位等。
又，依據上述的特徵構成，藉由在被覆工程中，對薄片材和第一型構件之間作減壓，對薄片材和第二型構件之間作加壓，可增大薄片材朝向基材之按壓力。因此，不論基材形狀，均可避免空氣殘留在基材和薄片材之間，可實現高品質的成形。
以下，針對本發明的熱成形方法之適合態樣作說明。
本發明的一較佳態樣為，更具備使用具備前述模具組及以對前述第一型構件可接觸及分離的狀態設置的冷卻機構之熱成形裝置，使前述冷卻機構接觸於前述第一型構件以冷卻前述基材的冷卻工程，前述冷卻工程係在前述賦形工程開始時以後且是前述被覆工程開始 時前開始。
依據此構成，在第一型構件和冷卻機構分離的狀態下，例如在被覆工程中，可適當地黏著基材和薄片材。另一方面，使薄片材黏著於基材後，藉由在冷卻工程使第一型構件和冷卻機構接觸，可有效率地冷卻基材和薄片材使之接著。因此，可縮短迄至獲得成形品為止的週期時間。又，依據此構成，由於冷卻工程的開始時期是賦形工程開始之後且是被覆工程開始前，故可縮短截至結束薄片材對基材之接著為止的時間。因此，可縮短迄至獲得成形品為止的週期時間。
此外，本發明亦可將使用上述模具組所製造的熱成形品當作權利對象。
1‧‧‧熱轉印裝置(熱成形裝置)
2‧‧‧薄片材
2D‧‧‧賦形部分
2E‧‧‧平面狀包圍部分
3‧‧‧基材
5‧‧‧模具組
10‧‧‧薄片保持部
20‧‧‧薄片引出部
30‧‧‧滑行機構
40‧‧‧薄片切斷部
50‧‧‧第一型構件
51‧‧‧第一本體部
54‧‧‧第一凹部(第一型構件的凹部)
54E‧‧‧第一凹部的外緣
55‧‧‧中間壁部
56‧‧‧載置部
57‧‧‧第一周壁
60‧‧‧第二型構件
61‧‧‧第二本體部
61A‧‧‧框狀包圍面
64‧‧‧第二凹部(第二型構件的凹部)
64E‧‧‧第二凹部的外緣
64P‧‧‧突出部
66‧‧‧加熱手段
65‧‧‧斷熱構件
67‧‧‧第二周壁
68‧‧‧第二通氣路徑(通氣路徑)
80‧‧‧冷卻機構
R‧‧‧收容空間
R1‧‧‧第一空間
R2‧‧‧第二空間
F‧‧‧薄片進給方向
C‧‧‧鎖模方向
圖1係表示含有第一實施形態的模具組之熱轉印裝置的側視圖。
圖2係表示熱轉印裝置之俯視圖。
圖3係表示第一型構件及第二型構件從分離面側觀察所見的圖。
圖4係表示薄片引出工程之示意圖。
圖5係表示鎖模工程及加熱工程之示意圖。
圖6係表示賦形工程之示意圖。
圖7係表示被覆工程的一曲面之示意圖。
圖8係表示被覆工程中的薄片材的狀態之立體圖。
圖9係表示被覆工程的一曲面之示意圖。
圖10係表示被覆工程的一曲面之示意圖。
圖11係表示薄片切斷工程之示意圖。
圖12係表示含有第二實施形態的模具組之熱轉印裝置的側視圖。
圖13係表示第一型構件及第二型構件從分離面側觀察所見的圖。
圖14係表示薄片引出工程之示意圖。
圖15係表示加熱工程之示意圖。
圖16係表示賦形工程之示意圖。
圖17係表示鎖模工程之示意圖。
圖18係表示冷卻工程之示意圖。
圖19係表示被覆工程的一曲面之示意圖。
圖20係表示被覆工程的一曲面之示意圖。
圖21係表示模具組的其他態樣之示意圖。
圖22係表示模具組的其他態樣之示意圖。
圖23係表示模具組的其他態樣之示意圖。
圖24係表示模具組的其他態樣之示意圖。
圖25係表示模具組的其他態樣之示意圖。
圖26係表示模具組的其他態樣之示意圖。
圖27係表示模具組的其他態樣之示意圖。
圖28係表示習知技術的模具組之示意圖。
圖29係表示模具組的其他態樣之示意圖。
圖30係表示模具組的其他態樣之示意圖。
圖31係表示模具組的其他態樣之示意圖。
[實施發明之形態]
1.第一實施形態
針對本發明的模具組及使用模具組之熱成形裝置及熱成形方法的第一實施形態，參照圖面作說明。本實施形態中，以使用模具組5，在收容空間R(參照圖5)內將薄片材2熱轉印並被覆於具有既定形狀的基材3之熱轉印裝置1(熱轉印方法)為例作說明。此熱轉印裝置1係引出被保持成捲狀之薄片材2的端部，對配置在模具組5上的基材3供給薄片材2，在模具組5內所形成之收容空間R朝基材3連續地進行模樣之轉印的裝置。熱轉印裝置1係構成為進行捲到薄片之連續處理的裝置。模具組5具備第一型構件50和第二型構件60，用以在鎖模時形成於內部的收容空間R內，將薄片材2熱轉印並被覆於具有既定形狀的基材3。
此外，在本實施形態中，將依序運送引出的薄片材2的方向定義成「薄片進給方向F」。此薄片進給方向F係平行於薄片材2的長邊方向。又，在本實施形態中，「上游」及「下游」的用語係以薄片進給方向F為基準所定義。亦即，沿著薄片進給方向F，相對地將薄片保持部10側(圖1中的左上側)表示為「上游側」，而其相反側(圖1中的右側)表示為「下游側」。
如圖1所示，熱轉印裝置1具備模具組5、薄片保持部10、薄片引出部20、滑行機構30、及薄片切斷部40。又，熱轉印裝置1具備連接於模具組5的調壓機構70。
薄片保持部10將薄片材2以捲繞狀態保持。薄片保持部10具有：固定於基台上的保持台11；在薄片材2的寬度方向(與薄片進給方向F正交的方向)之兩側對向地立設於保持台11的一對保持板12；及架設在一對保持板12之間的支軸13。薄片材2係被以捲繞狀態保持於支軸13。薄片材2係薄片進給方向F之下游側的端部被構成薄片引出部20的可動夾持部22所夾持並被引出(參照圖4)。薄片材2係由導輥14導引並供給予模具組5(第一型構件50和第二型構件60之間)。
薄片材2具有基體薄片2A和形成在此基體薄片2A的轉印層2B。基體薄片2A係長條狀的薄片體且支持斷續地形成於此薄片體上的複數個轉印層2B。基體薄片2A可使用聚酯系樹脂、聚丙烯系樹脂、丙烯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、烯烴系樹脂、胺甲酸乙酯系樹脂、及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯系樹脂等之合成樹脂來構成。亦可使用該些樹脂的共聚物或混合物來構成。又，基體薄片2A可建構成單層薄片，亦可建構成積層複數個單層薄片而成的積層薄片。
本實施形態中，使用具有圖案層的加飾薄片作為薄片材2。亦即，轉印層2B包含圖案層。此圖案層包含例如著色油墨或金屬薄膜等，用以表現文字或圖案、金屬光澤等。又，轉印層2B亦可更具有用以提升基材3和圖案層之接著性的接著層或用以提升表面強度而賦予耐擦傷性的硬塗層、用以提升層間密接性的錨固(anchor)層等。再者，在基體薄片2A和轉印層2B之間亦可備有用 以提升轉印層2B從基體薄片2A剝離的剝離性之離型層。該些的各層可藉由照相凹版印刷法、網版印刷法、及套版印刷法等之印刷法，或照相凹版塗布法、輥塗法、及刮刀塗布法等之塗布法等形成。
薄片引出部20係把持捲繞狀態的薄片材2的端部，將該薄片材2引出。薄片引出部20係具有被固定於薄片進給方向F的既定位置之固定夾持部21和建構成可沿著薄片進給方向F移動的可動夾持部22。固定夾持部21係配置在比模具組5還靠近薄片進給方向F的上游側。可動夾持部22建構成在比固定夾持部21還靠薄片進給方向F的下游側，涵蓋模具組5全長以上的範圍地沿著薄片進給方向F滑行移動。固定夾持部21及可動夾持部22係分別建構成具有上側夾持部和下側夾持部之棒狀的鉗夾。薄片引出部20係在可動夾持部22夾持薄片材2的端部，且固定夾持部21被開放的狀態下，透過可動夾持部22朝下游側滑行而引出被保持成捲狀的薄片材2。
模具組5係具備在鎖模時於內部用以形成收容基材3的收容空間R(參照圖5)之第一型構件50和第二型構件60。此外，收容空間R係與例如射出成型用的模具組鎖模時形成於內部的孔隙等不同，且在基材3的周圍具有寬廣充裕空間的大收容空間。模具組5係配置在比固定夾持部21還靠薄片進給方向F的下游側。第一型構件50和第二型構件60係以相互接近並被鎖模，且相互分離並開模之方式，建構成可於鎖模方向C(本例中是上下方向)相對移動。在鎖模方向C觀察，第二型構件60係設於和薄 片材2重疊之位置。
滑行機構30係使第一型構件50沿著薄片材2的寬度方向滑行移動。在本實施形態中，滑行機構30具有以沿著寬度方向相互平行的方式配置於基台上的複數個導軌31及可於此導軌31上滑行的架台32。架台32上固定有第一型構件50。藉此，第一型構件50係可沿著導軌31，在鎖模方向C觀察時和第二型構件60重疊的重複位置與在鎖模方向C觀察時和第二型構件60不重疊的非重複位置之間滑行。可於第一型構件50的非重複位置，在該第一型構件50上新載置基材3，取出轉印後的基材3。又，之後，透過使第一型構件50在重複位置滑行移動，可使第一型構件50和第二型構件60上下對向。此外，圖2係表示在拆掉第二型構件60後之狀態的熱轉印裝置1之俯視圖。
薄片切斷部40係在比收容空間R還靠近薄片進給方向F的上游側切斷薄片材2。本實施形態中，薄片切斷部40設在薄片進給方向F之固定夾持部21和模具組5之間。薄片切斷部40係將被保持於固定夾持部21和模具組5之間的薄片材2朝寬度方向切斷。薄片切斷部40係利用可在涵蓋薄片材2的寬度方向之全區域滑行的刀具41(例如，旋轉刀具或熱刀具等)來構成。此外，亦可利用在比收容空間R更上游側中的第一型構件50及第二型構件60任一者固有的刀具等來構成薄片切斷部40。
如圖1、圖3及圖4等所示，第一型構件50包含第一本體部51、及用以載置基材3的載置部56。第一本體 部51係使用金屬材料所構成。如圖3所示，在鎖模方向C觀察，第一本體部51係呈大致矩形狀。此外，圖3係從分離面側分別觀看第一型構件50及第二型構件60的圖。圖3中將原本相互對向的2個面(第一型構件50的上面及第二型構件60的下面)上下排列地顯示成同一平面狀。第一本體部51係建構成可相對於第二本體部61在鎖模方向C(上下方向)相對移動使外緣部與第二本體部61密接(參照圖5)。
在第一本體部51的中央部固定有載置部56。載置部56具有和基材3的形狀對應之外形。在本實施形態，舉一例來說，將例如作為多功能行動電話(智慧手機)的框體使用的合成樹脂製的半殼當作基材3。本實施形態中，基材3具有形成平板狀之大致呈矩形狀的平板部3A、及以包圍此平板部3A的四周之方式一體形成的側壁部3B(參照圖4及圖8)。載置部56係支持基材3的平板部3A的下面及各側壁部3B的內面之構成。
本實施形態中，第一型構件50更包含形成於第一本體部51中的和第二型構件60對向之側的面(在本例為上面)上之第一凹部54。第一本體部51具有以包圍載置部56的周圍之方式形成的周壁部52，透過此周壁部52的內面(本例中是形成傾斜面53)和底部的表面來劃定第一凹部54。如圖3所示，在鎖模方向C觀察，第一凹部54係呈大致矩形狀(具有帶圓角之矩形狀)。在鎖模方向C觀察，第一凹部54係和載置部56呈同心狀(中心部對齊的狀態)地配置。第一凹部54的大小係設定成是載置部56的大 小的1.5倍~3倍左右。又，第一凹部54的深度係設定成比載置部56及基材3合計後的整體高度稍大。
第一型構件50更包含在第一本體部51的表面開口的至少1個第一通氣路徑58。本實施形態中，複數個第一通氣路徑58分別於第一本體部51中的第一凹部54之表面形成開口。第一通氣路徑58係以在載置部56的外側且是載置部56的近旁(基材3的端部附近)開口之方式形成。第一通氣路徑58係經由配管等被連接至調壓機構70。
如圖1、圖3及圖4等所示，第二型構件60包含：第二本體部61；可對此第二本體部61導熱地設置的加熱手段66；及形成在第二本體部61中的與第一本體部51對向之側的面(在本例中為下面)之第二凹部64。第二本體部61係使用金屬材料所構成。在鎖模方向C觀察，第二本體部61係呈大致矩形狀(參照圖3)。第二本體部61建構成對第一本體部51在鎖模方向C(上下方向)相對移動，使得外緣部可與第一本體部51(在本例中為周壁部52的上端部)密接。本實施形態中，作成第一本體部51和第二本體部61可直接地密接。
加熱手段66係加熱第二本體部61。加熱手段66可利用例如電阻熱加熱器、紅外線加熱器、遠紅外線加熱器、感應加熱裝置及微波加熱裝置等所構成。本實施形態中，加熱手段66係透過被固定於第二本體部61的上面而可對第二本體部61傳熱。惟不受此種構成所限定，例如亦可作成透過加熱手段66被埋入第二本體部61的 內部而可對第二本體部61傳熱。
第二凹部64係形成具有仿照基材3的外形之形狀。此處，「仿照基材3的外形之形狀」係意味概略地表示沿著基材3的外形之形狀，或基材3的外形之形狀。這並非要求完全沿著基材3的外形之概念，而是只要滿足概略對應基材3的外形即可之概念。如圖4所示，在本實施形態中，以沿著基材3的平板部3A及側壁部3B的方式，第二凹部64亦形成具有沿著水平面的平面部分和其四周的側面部分。
如圖3所示，在鎖模方向C觀察，第二凹部64係形成大致矩形狀(帶圓角之矩形狀)。在鎖模方向C觀察，第二凹部64係和載置部56及第一凹部54呈同心狀地配置。第二凹部64的大小係設定成比載置部56大且比第一凹部54小。亦即，在鎖模方向C觀察，以第一凹部54的外緣54E是包含第二凹部64的外緣64E的方式設定第一凹部54和第二凹部64之位置關係。而且，以在鎖模方向C觀察，第二凹部64的外緣64E是包含載置部56的外緣，且第一凹部54的外緣54E是包含第二凹部64的外緣64E的方式設定載置部56和第一凹部54及第二凹部64之位置關係。
此種構成中，第二本體部61係具有框狀包圍面61A，其在與該第二本體部61下面的第二凹部64的外緣64E和第一凹部54的外緣54E對應的位置之間形成包圍第二凹部64。此外，圖3中，在此框狀包圍面61A增加顏色作顯示。在鎖模方向C觀察，框狀包圍面61A形成具有既定寬度的帶狀。在圖示例中，框狀包圍面61A的寬度被設 定成在沿著長邊方向的邊和沿著短邊方向的邊相異，但亦可設成相等。
框狀包圍面61A的寬度相當於第一凹部54的外緣54E和第二凹部64的外緣64E之間的沿著第二本體部61的下面之分離長度，成為因應於第一凹部54和第二凹部64的大小之差的值。框狀包圍面61A的寬度較佳為，設定成從模具組5的整體的大小觀之明顯可辨識的值者。框狀包圍面61A的寬度，例如可設定成第一凹部54的深度之0.6倍~2.5倍的大小。此時，將第一凹部54中的與第二凹部64的外緣64E對應之位置(圖4中的點P)與第一凹部54的外緣54E連結的假想平面與通過第一凹部54的外緣54E的垂直面所成的角度θ係大致為30°~70°。再者，框狀包圍面61A的寬度可設定例如第一凹部54的深度之0.8倍~2倍，此時，上述所成的角度θ係大致為40°~60°。又，框狀包圍面61A的寬度可設定成例如相對於基材3之長邊方向的長度成為10%~30%程度的大小。框狀包圍面61A的寬度取決於第一凹部54的深度或基材3的尺寸，可設定成例如12mm~50mm。
第二型構件60更包含在第二本體部61的表面開設的至少1個第二通氣路徑68。本實施形態中，複數個第二通氣路徑68係分別在至少第二本體部61中之第二凹部64的表面形成開口。又，本實施形態中，複數個第二通氣路徑68中的一部分分別在第二本體部61的下面之第二凹部64的周圍之區域(上述框狀包圍面61A)形成開口。第二通氣路徑68經由配管等連接於調壓機構70。
調壓機構70與第一通氣路徑58及第二通氣路徑68分別連接，調整形成在第一型構件50和第二型構件60之間的收容空間R(參照圖5)的內部壓力。調壓機構70建構成能對收容空間R的內部減壓，亦能加壓。因此，調壓機構70包含連接於真空槽71的真空泵72和連接於壓力槽73的空壓機74。於調壓機構70和第一通氣路徑58及第二通氣路徑68之間的配管之既定位置設置複數個閥。因應來自控制單元(未圖示)的指令使各閥開閉而按所期望的時序對收容空間R的內部減壓及/或加壓。
其次，針對使用含有模具組5的熱轉印裝置1所進行之熱轉印方法作說明。本實施形態的熱轉印方法係具備載置工程、薄片引出工程、鎖模工程、加熱工程、賦形工程、被覆工程、薄片切斷工程、及取出工程。載置工程及薄片引出工程、鎖模工程、加熱工程、賦形工程、被覆工程、取出工程係按記載之順序執行。此外，載置工程和薄片引出工程亦能不按順序執行。又，薄片切斷工程若在鎖模工程以後則能在任一時序執行。以下，一步一步作說明。
載置工程係於第一型構件50的載置部56載置基材3之工程。在載置工程，固定在架台32上的第一型構件50沿著導軌31被引出至側方，於非重複位置，基材3被載放在其載置部56。之後，第一型構件50係沿著導軌31返回第二型構件60的下方。藉此，第二型構件60和載置著基材3之狀態的第一型構件50係隔著既定間隔成為上下對向的狀態。
薄片引出工程係引出捲繞狀態的薄片材2之工程。在薄片引出工程，可動夾持部22滑行移動至比第一型構件50及第二型構件60還靠上游側，在被固定夾持部21夾持的狀態下夾持朝其下游側突出的薄片材2之端部。之後，解除被固定夾持部21夾持的狀態，如圖4所示，藉由可動夾持部22滑行移動至比第一型構件50及第二型構件60還靠下游側，使薄片材2被引出。藉此，在隔有既定間隔而上下對向的第一型構件50和第二型構件60之間配置薄片材2。此外，基材3和薄片材2的轉印層2B之對位係於第一型構件50或第二型構件60事先設置光感測器(未圖示)，依據基於此光感測器的檢出結果來進行。光感測器亦可由模具組5獨立地設置。
鎖模工程係進行第一型構件50和第二型構件60之鎖模的工程。如圖5所示，在鎖模工程中，以第一型構件50和第二型構件60相互近接的方式相對移動並鎖模。藉由該鎖模，在第一型構件50和第二型構件60之間形成收容空間R。此時，薄片材2成為被夾持在第一型構件50的周壁部52之上端部和第二型構件60的下面之周緣部之間的狀態。此外，在此狀態，薄片材2維持平面狀的形態。因此，薄片材2成為以與第二型構件60(第二本體部61)下面的第二凹部64以外之平面部分相接的方式配置的狀態。又，第一型構件50和第二型構件60之間的收容空間R係區劃為劃定在比薄片材2還靠近第一型構件50側的第一空間R1與劃定在比薄片材2還靠近第二型構件60側的第二空間R2。
加熱工程係加熱以與第二本體部61下面的第二凹部64以外的平面部分相接的方式配置的薄片材2之工程。在加熱工程中，加熱手段66(參照圖1)的熱被傳導至第二本體部61，然後處於加熱狀態的第二本體部61的熱經由接觸部位直接傳導至薄片材2。又，處於加熱狀態的第二本體部61的熱經由存在於第二空間R2的空氣以幅射熱間接地傳導至薄片材2。加熱工程係連續執行既定時間，其結果，薄片材2不論何部位均整體被概略均一加熱。
賦形工程係對薄片材2和第二型構件60之間(第二空間R2)作減壓，使加熱狀態的薄片材2吸附於第二凹部64而沿著該第二凹部64賦形之工程。在賦形工程中，設在第二通氣路徑68和真空槽71(參照圖1)之間的配管的閥設為開啟狀態，如圖6所示，經由第二通氣路徑68使第二空間R2內的空氣被真空吸引。藉此，收容空間R中的第二空間R2被高度地減壓，而隔著薄片材2在第一空間R1和第二空間R2之間產生壓力差。其結果，依加熱而軟化的薄片材2沿著第二凹部64的表面被吸附。此外，此時因薄片材2和第二型構件60密接，故收容空間R實質上僅為第一空間R1。
此時，如圖6所示，加熱狀態的薄片材2係以第二凹部64的外緣64E為起點一邊彎曲一邊沿著第二凹部64(亦即，成為和基材3的外形類似之形狀)的方式被賦形。亦即，藉由執行賦形工程，而具有和基材3的外形類似之形狀的凸狀之賦形部分2D(亦參照圖8)是在被覆工 程執行前被形成於薄片材2。此外，賦形部分2D的周圍之部分(在鎖模方向C觀察，是位在與第一凹部54重疊的位置之部分)還維持平面狀。此處將此部分稱為「平面狀包圍部分2E」。此平面狀包圍部分2E係在賦形工程結束時與第二本體部61下面的框狀包圍面61A(參照圖3)相接的部分。
又，薄片材2係在沿著第二凹部64被賦形之際的同時會稍微伸長。受此伸長的影響，構成轉印層2B的圖案層亦會有某種程度伸長。但，薄片材2在收容空間R內不論何部位均以大致均一的伸長率一邊伸長一邊被賦形。因此，形成在賦形部分2D內側的轉印層2B之文字或圖案亦維持均一性。
被覆工程係對薄片材2和第一型構件50之間(第一空間R1)減壓，對薄片材2和第二型構件60之間(第二空間R2)加壓，使薄片材2被覆於基材3上的工程。在被覆工程中，首先，設在第二通氣路徑68和真空槽71之間的配管的閥設為關閉狀態，同時經由第二通氣路徑68使第二空間R2被開放於大氣中。與此並行地，設在第一通氣路徑58和真空槽71之間的配管的閥被設為開啟狀態，如圖7所示，經由第一通氣路徑58使第一空間R1內的空氣被真空吸引。藉此，收容空間R中的第一空間R1被高度地減壓，而隔著薄片材2在第一空間R1和第二空間R2之間產生與在賦形工程中的壓力差相反方向之壓力差。其結果，在那之前，沿著第二凹部64的表面之薄片材2係朝第一型構件50側(基材3側)開始移動。
此時，在收容空間R內，薄片材2係以第一凹部54的外緣54E為起點一邊彎曲一邊使賦形部分2D的周圍之部分(平面狀包圍部分2E)伸長，賦形部分2D係保持其形狀而朝基材3側移動。又，賦形部分2D係相對於基材3以保持平行姿勢地朝基材3側移動。亦即，藉由將平面狀包圍部分2E作為屈伸部發揮在薄片材2中一邊彎曲一邊延伸的機能，使賦形部分2D維持其形狀而朝基材3平行移動(亦參照圖8及圖9)。
如圖9所示，對於基材3的平板部3A，賦形部分2D的平面狀之頂上部分會先密接，基材3的側壁部3B和賦形部分2D的側壁部分之間稍會殘留間隙。於是，在被覆工程中，與第一空間R1的減壓動作並行地(或停止減壓動作亦可)進行第二空間R2的加壓動作。亦即，設在第二通氣路徑68和壓力槽73之間的配管之閥被設為開啟狀態，如圖10所示，壓縮空氣藉由第二通氣路徑68被導入第二空間R2內。此外，此壓縮空氣亦可為被加熱的加熱壓縮空氣。藉此，收容空間R中的第二空間R2被高度地加壓，使薄片材2沿著第一凹部54及基材3的表面被按壓而密接。此外，此時，收容空間R實質上僅為第二空間R2。如此，薄片材2被覆於基材3的表面。
在藉由壓縮空氣使薄片材2以完全沿著基材3的表面之方式被覆的階段中，除平面狀包圍部分2E以外，在那之前的階段還未與基材3密接之賦形部分2D的側壁部分亦會伸長某程度。但，本實施形態中，在賦形工程中形成預先賦形部分2D，此賦形部分2D，包含平面狀的 頂上部分在內，既以大致均一伸長率伸長。因此，雖說在利用壓縮空氣進行被覆的階段，在賦形部分2D的側壁部分會發生再伸長，惟其伸長量亦是微量。最終並不會在賦形部分2D的每個部位之伸長率產生大的不均。且因賦形部分2D被賦形成和基材3的外形類似之形狀，故不論基材3的外形，均可將賦形部分2D的每個部位之伸長率的不均抑制在較小的範圍。其結果，可有效避免在成形品的外周側部分發生裂紋或發生薄片材2對基材3偏位等。且亦避免圖案層的每個部位之伸長率的不均，故可高度地維持被加飾後的成形品之設計性。
又，藉由在被覆工程中亦利用第二空間R2之加壓，可增大薄片材2朝向基材3之按壓力。因此，無論基材3的外形，還是可避免空氣殘留在基材3和薄片材2之間，可實現高品質的轉印。
又，在本實施形態中，於模具組5內收容基材3之收容空間R是由第一型構件50的第一凹部54和第二型構件60的第二凹部64雙方所劃定。因此，與例如第一型構件50的第一本體部51被形成為不具有凹部的平板狀，收容空間R僅藉第二型構件60的第二凹部64劃定的情況相比，可將用以確保一定大小的收容空間R之第二凹部64的深度設成較淺。因此，在加熱工程中，經由存在於第二空間R2的空氣並利用幅射熱加熱薄片材2時，可將迄至薄片材2充分且能大致均一地加熱為止所需的時間抑制成較短。其結果，可抑制週期時間之長期化並獲得如上述的各種效果。
薄片切斷工程係切斷薄片材2之工程。如圖11所示，在薄片切斷工程中，固定夾持部21亦夾持薄片材2，藉由固定夾持部21及模具組5雙方來夾持薄片材2。之後，在固定夾持部21和模具組5之間，利用刀具41將薄片材2在寬度方向切斷。如此，從長條狀薄片材2使其下游側端部的一部分被切離。
取出工程係取出接著了薄片材2的基材3之工程。在取出工程中，首先，以第一型構件50和第二型構件60相互分離的方式相對移動並開模。之後，固定於架台32上的第一型構件50沿著導軌31被引出到側方。接著，在非重複位置，接著有薄片材2之狀態的基材3從載置部56被取出。此外，之後，於載置部56載置新的基材3。亦即，於取出工程中在非重複位置引出第一型構件50之動作係與上述載置工程中同樣的動作共通化。
之後，藉由反覆上述的各工程，可連續地(斷續地)製造帶有薄片材2的基材3之加飾成形品。特別是在本實施形態，由於具備特徵的賦形工程，可有效避免在加飾成形品的外周側部分發生裂紋或發生薄片材2對基材3偏位等，並有效率地製造設計性優異的加飾成形品。加飾成形品在之後，亦可進行基體薄片2A之剝離或不要部分之修剪等。
2.第二實施形態
針對本發明的模具組及使用模具組之熱成形裝置及熱成形方法之第二實施形態，參照圖面作說明。本實施形態中，亦是以使用模具組5，在收容空間R(參照圖17) 內將薄片材2熱轉印使之被覆於具有既定形狀的基材3的熱轉印裝置1(熱轉印方法)為例作說明。就本實施形態而言，第一型構件50及第二型構件60之具體的構成是和上述第一實施形態有一部分不同。又，本實施形態中，在熱轉印裝置1更具備冷卻機構80這點和上述第一實施形態不同。再者，基於該些相異點，使用含有模具組5的熱轉印裝置1所進行之熱轉印方法的具體程序是和上述第一實施形態有一部分不同。於是，以下，主要針對與上述第一實施形態不同點作說明。此外，關於沒特別說明的部分係設為和上述第一實施形態相同。
如圖12~圖14所示，第一型構件50包含第一本體部51和載置部56。載置部56固定於第一本體部51的中央部。本實施形態中，第一型構件50更包含鉗夾59。另一方面，本實施形態的第一本體部51在其中央部未含有上述第一實施形態的第一型構件50所具有的第一凹部54(參照圖1等)。在鎖模方向C觀察中是形成矩形狀的第一本體部51在本實施形態中，於其外周側區域具有用以收容鉗夾59的鉗夾收納部51A。鉗夾收納部51A係將第一本體部51中與第二本體部61對向側之面(上面)的四邊各自以沿著各邊開設凹口所形成。亦即，鉗夾收納部51A形成缺口狀凹部。鉗夾59及鉗夾收納部51A在鎖模方向C觀察是形成為矩形框狀。
鉗夾59係透過複數個賦能構件59A而被固定於第一本體部51。可使用作為賦能構件59A之螺旋彈簧或板簧等的彈性構件。或亦可利用貯壓器等之流體壓系統 。本實施形態中，使用作為賦能構件59A的螺旋彈簧。被賦能構件59A朝第二本體部61側賦能的鉗夾59在無外力作用的狀態下，其上端部是位在比基材3的上端部還靠近第二本體部61側的位置。又，在有比起賦能構件59A所產生的賦能力夠大的外力作用之狀態下，鉗夾59被收納於鉗夾收納部51A成為和第一本體部51在同一平面的狀態(參照圖17)。
如圖12~圖14所示，第二型構件60包含第二本體部61和第二凹部64及加熱手段(未圖示)。在本實施形態，加熱手段被埋入第二本體部61的內部。藉此，加熱手段成為可對第二本體部61導熱。在本實施形態，因應於第一本體部51形成長方體狀，第二凹部64的深度是設定成比上述第一實施形態中的第二凹部64的深度還淺。
第二型構件60更包含在第二本體部61的表面開口的複數個第二通氣路徑68。本實施形態中，第二通氣路徑68並沒在第二本體部61的下面之第二凹部64的周圍之區域開口。亦即，所有的第二通氣路徑68形成分別在第二凹部64的表面開口。各個第二通氣路徑68係與形成在第二本體部61的內部之共通的緩衝空間69連通。緩衝空間69係以沿著對鎖模方向C正交的平面之方式形成。第二通氣路徑68係經由緩衝空間69及配管等而連接於調壓機構70。本實施形態中，第二通氣路徑68相當於本發明中的「通氣路徑」。
複數個第二通氣路徑68的路徑長度，係以在鎖模方向C觀察時隨著開口位置從位在第二凹部64的最 深部變為外緣64E側而變長之方式設定。此處，所謂第二凹部64的「最深部」係指第二型構件60的自第一型構件50的分離面起算第二凹部64的深度最大的部分。此外，由於第二凹部64係形成仿照基材3的外形之形狀，故可說是其最深部是與基材3的外形之最上部相對應的部分。而那部分以佔有既定範圍的區域存在時，例如可將其整體定義成最深部。如本實施形態，就具有一定深度且在鎖模方向C觀察形成大致矩形狀的第二凹部64而言，其中央區域成為最深部。
又，各第二通氣路徑68的「路徑長度」可定義成從預定的基準部位到第二凹部64的表面為止的長度。本實施形態中，各第二通氣路徑68之各個共通的緩衝空間69定義成基準部位。亦即，各第二通氣路徑68的「路徑長度」分別定義成共通的緩衝空間69和第二凹部64的表面之間的沿著通氣路徑之延伸方向的長度。本實施形態中，各第二通氣路徑68至少具有從緩衝空間69沿著鎖模方向C直線狀延伸的部分。複數個第二通氣路徑68中的一部分係僅具有沿著鎖模方向C的部分，照這樣在第二凹部64的中央區域(最深部)開口。複數個第二通氣路徑68中的其他一部分係形成具有沿著鎖模方向C的部分及在和該部分交叉的方向上延伸的部分之彎曲形狀。該些係在第二凹部64中的傾斜面部分開口。總之，複數個第二通氣路徑68分別在對第二凹部64的表面大致正交的方向開口。此外，所謂「大致正交」係指正交的狀態，或可視為實質正交的狀態(例如，相對於第二凹部64的表 面之開口方向所成的角度是85°~90°的狀態)。
冷卻機構80係冷卻模具組5及載置在其內部的收容空間R之基材3。在本實施形態，冷卻機構80包含內部形成有冷卻液的流通路(未圖示)之板狀構件。冷卻液的流通路係構成冷卻液循環路的一部分，此冷卻液循環路介設有壓送泵或熱交換器等。亦即，本實施形態的冷卻機構80係構成為冷卻液循環式的冷卻機構。冷卻機構80係以可對第一型構件50接觸及分離的狀態設置。冷卻機構80係建構成對第一型構件50可沿著鎖模方向C相對移動。更具體言之，可建構成冷卻機構80被固定於構成滑行機構30的架台32之上，第一型構件50可相對於冷卻機構80沿著鎖模方向移動。此外，冷卻機構80亦可為包含有珀爾帖元件(peltier device)等之放電元件的電熱冷卻方式之冷卻機構。
本實施形態的熱轉印方法係與上述第一實施形態同樣地，具備載置工程、薄片引出工程、鎖模工程、加熱工程、賦形工程、被覆工程、薄片切斷工程、及取出工程。該些在本實施形態中，係按載置工程及薄片引出工程、加熱工程、賦形工程、鎖模工程、被覆工程、取出工程之順序被執行。又，本實施形態的熱轉印方法除了上述的各工程外，更具備冷卻工程。冷卻工程係在賦形工程開始以後且在被覆工程開始前被開始。在本實施形態，冷卻工程係在鎖模工程開始以後且被覆工程開始前被開始。以下，一步一步作說明。
本實施形態中，在依薄片引出工程而隔著既 定間隔上下對向之第一型構件50和第二型構件60之間配置著薄片材2的狀態(參照圖14)下，加熱工程比鎖模工程還先被執行。在加熱工程，如圖15所示，首先，以第二本體部61的下面之第二凹部64以外的平面部分與薄片材2相接的方式，使第二型構件60相對於薄片材2在鎖模方向C相對移動。此時，以鉗夾59的上面與薄片材2相接的方式，使薄片材2及第二型構件60在鎖模方向C對鉗夾59相對移動。加熱工程係在薄片材2被夾持於鉗夾59和第二本體部61之間的狀態下執行。此外，帶有賦能構件59A的鉗夾59係在鎖模前作為使薄片材2和第二本體部61密接用的「密接手段」發揮機能。
在加熱工程，被埋入第二本體部61的內部之加熱手段(未圖示)的熱被傳導至第二本體部61，然後處於加熱狀態的第二本體部61的熱經由接觸部位直接傳導至薄片材2。又，處於加熱狀態的第二本體部61的熱係經由存在於第二凹部64的空氣，以幅射熱方式間接地傳導至薄片材2。因此，薄片材2係不論哪個部位均整體被概略均一地加熱。
其次，如圖16所示，經由第二通氣路徑68真空吸引存在於薄片材2和第二型構件60之間(第二凹部64)的空氣，藉以執行賦形工程。在賦形工程，因加熱工程而軟化的薄片材2沿著第二凹部64的表面被吸附。加熱狀態的薄片材2係以第二凹部64的外緣64E為起點一邊彎曲一邊以沿著第二凹部64(亦即，成為和基材3的外形類似之形狀)之方式被賦形。亦即，藉由執行賦形工程，使 具有和基材3的外形類似之形狀的凸狀的賦形部分被形成於薄片材2。此時，薄片材2不論哪個部位均以大致均一的伸長率一邊伸長一邊被賦形。因此，形成在賦形部分的內側之轉印層2B的文字或圖案亦維持均一性。
如上述，複數個第二通氣路徑68的路徑長度，係以在鎖模方向C觀察時隨著開口位置從位在第二凹部64的最深部變為外緣64E側而變長之方式設定。因此，真空吸引的效果係在與第二通氣路徑68的路徑長度最短的第二凹部64之最深部對應的位置最早，而隨著第二通氣路徑68的路徑長度變長(成為外緣64E側)而較慢出現。其結果，處於加熱狀態的薄片材2係從第二凹部64的最深部緩緩地朝向外緣64E並追隨第二凹部64的表面形狀。因此，在賦形工程中可有效避免薄片材2整體的偏位。
在本實施形態，於執行加熱工程及賦形工程後，執行鎖模工程。在鎖模工程中，抵抗賦能構件59A的賦能力使第一型構件50和第二型構件60相互近接地相對移動並被鎖模。藉由該鎖模，如圖17所示，鉗夾59被完全地收納於鉗夾收納部51A，同時在第一型構件50和第二型構件60之間形成收容空間R。此時，薄片材2係沿著第二凹部64般已被賦形的狀態，而除此之外的還維持平面狀的分被夾持在第一本體部51及鉗夾59和第二本體部61之間。
冷卻工程係使冷卻機構80接觸第一型構件50而冷卻基材3的工程。在冷卻工程，使在其之前的各工程中被保持成從第一型構件50分離的狀態之冷卻機構80與 如圖18所示的第一型構件50接觸。在本實施形態，藉由鎖模而一體化之第一型構件50及第二型構件60整體沿著鎖模方向C朝冷卻機構80側移動，使得冷卻機構80和第一型構件50接觸。在冷卻工程，基材3的熱經由載置台56傳導至第一本體部51，然後第一本體部51的熱被冷卻機構80奪去。其結果，基材3被冷卻。冷卻工程在之後的被覆工程中亦被繼續地執行(參照圖19及圖20)。
於冷卻工程開始後，執行被覆工程。在被覆工程，首先，停止薄片材2和第二型構件60之間的真空吸引。之後，在本實施形態，開始薄片材2和第二型構件60之間的壓縮空氣供給，同時開始薄片材2和第一型構件50之間的真空吸引。因此，在那之前，沿著第二凹部64的表面之薄片材2係如圖19所示，朝第一型構件50側(基材3側)開始移動。最後，如圖20所示，薄片材2沿著第一本體部51及基材3的表面被按壓而密接。如此，薄片材2被覆於基材3的表面。
被覆工程亦與賦形工程的情況同樣地，壓縮空氣供給的效果係在與第二通氣路徑68的路徑長度最短的第二凹部64之深部對應的位置最早，而隨著第二通氣路徑68的路徑長度變長(成為外緣64E側)而較慢出現。其結果，被預先賦形的薄片材2係實質地保持其賦形形狀，從基材3的最上部緩緩地朝向外周側部分並追隨基材3的表面形狀。因此，在被覆工程中，亦可有效避免薄片材2整體的偏位。
本實施形態同樣在賦形工程中，由於薄片材2 被預先賦形成和基材3的外形類似的形狀，故在之後的被覆工程中，可有效避免在成形品的外周側部分發生裂紋或發生薄片材2對基材3偏位等。又，由於在轉印層2B中之圖案層的每個部位之伸長率的不均受到抑制，故可維持被加飾後的成形品之高設計性。
又，本實施形態中，在第二凹部64的傾斜面部分開口的複數個第二通氣路徑68分別在對第二凹部64的表面大致正交的方向開口。因此，可將所有第二通氣路徑68之朝向第二凹部64的表面之開口面積作成實質相等。藉此，使薄片材2整體在賦形工程中薄片材2朝向第二型構件60(第二凹部64)吸附、被覆工程中薄片材2從第二型構件60(第二凹部64)吐出上可大致均一化。因此，可避免例如第二通氣路徑68的開口部之痕跡殘留於薄片材2，可維持成形品良好的外觀。
且本實施形態中，於冷卻工程開始後，被覆工程在沒超過必要的長時間間隔下，沒多久即開始。因此，亦無基材3在與薄片材2黏著前被過度冷卻的情形，可適當地接著基材3和薄片材2。又，可縮短迄至薄片材2對基材3接著完了以前的時間，可有效地縮短迄至獲得成形品為止的週期時間。此外，在本實施形態，如上述，薄片材2在被覆工程中以高的位置精度對基材3被覆。藉由縮短迄至基材3和薄片材2完成接著為止的時間，亦可避免從被覆完了到接著完了為止的期間發生偏位。從而，最終的成形品亦可維持薄片材2對基材3的高位置精度，可獲得具有良好外觀的成形品。
3.其他的實施形態
最後，針對本發明的模具組及熱成形裝置等之其他的實施形態作說明。此外，以下各個實施形態所揭示的構成亦可在不生矛盾下與其他實施形態所揭示的構成組合應用。此外，同樣地，亦可將上述第一實施形態所揭示的各個構成和上述第二實施形態所揭示的各個構成在不生矛盾的範圍內作適宜組合。
(1)上述第一實施形態中，係以在鎖模方向C觀察，第一凹部54和第二凹部64呈同心狀配置，並且第一凹部54的外緣54E包含有第二凹部64的外緣64E的構成為例作說明。惟，本發明的實施形態不受此所限定。例如，能以在鎖模方向C觀察，第一凹部54的中心部和第二凹部64的中心部兩者是在不同位置且第一凹部54的外緣54E包含第二凹部64的外緣64E的方式配置。又，如圖21所示，亦能以在鎖模方向C觀察，第一凹部54和第二凹部64兩者成為同心狀且第一凹部54的外緣54E和第二凹部64的外緣64E一致的方式配置。
(2)上述的各實施形態中，係以基材3是多功能行動電話(智慧手機)的框體之構成為例作說明。惟，本發明的實施形態不受此所限定。例如，亦可將習知型攜帶式電話、攜帶式音樂播放器、導航裝置、攜帶式遊戲機及平板等之框體設為基材3。此時，若基材3的外形不同，則第二型構件60的第二凹部64之形狀亦因應其作決定。舉一例來說，如圖22所示，在基材3是帶有階差的外形時，第二凹部64亦適合對應形成帶有階差的凹部。
(3)在上述的各實施形態，以第二凹部64具有沿著基材3的外形的形狀所形成的構成為例作了說明。惟本發明的實施形態不受此所限定。第二凹部64沒必要完全沿著基材3的外形，只要形成具有和基材3的外形概略對應之形狀即可。舉一例來說，如圖23所示，相對於扁平的U字狀斷面的基材3，第二凹部64形成長圓狀斷面等，第二凹部64的形狀亦可為概略呈現基材3的外形者。
(4)在上述第一實施形態，係以周壁部52的內面(傾斜面53)相對於垂直面具有一律的傾斜角之構成為例作說明。惟，本發明的實施形態不受此所限定。例如圖24所示，傾斜面53亦可形成為有複數階段傾斜。例如傾斜面53亦可具有從第一凹部54的外緣54E以相對於垂直面的第1傾斜角度傾斜之第一傾斜面53A及以相對於垂直面之小於上述第1傾斜角度的第2傾斜角度傾斜之第二傾斜面53B。此外，上述第2傾斜角度亦可設定大於上述第1傾斜角度。
(5)上述的各實施形態中，係以屬第二凹部64的最深部之與基材3的平板部3A對應的部分被形成為與基材3的平板部3A平行之平面狀的構成為例作說明。惟，本發明的實施形態不受此所限定。例如圖25所示，第二凹部64亦可在深部具有朝第一型構件50側(載置部56側)局部地突出的突出部64P。因為具備此種突出部64P，故於賦形工程中，容易使處於加熱狀態的薄片材2從最深部緩緩地朝向第二凹部64的外緣64E並追隨凹部形狀。又，在被覆工程中，對於基材3，容易將薄片材2從最上部慢 慢朝外周側部分被覆。因此，可更加提高薄片材2對基材3的位置精度。
(6)關於上述的各實施形態所說明的模具組5，如圖26所示，第二型構件60亦可更包含設置在第二凹部64中的與基材3之反曲部對應的位置之斷熱構件65。在圖示例中，斷熱構件65被埋入於第二本體部61。因為具備此種斷熱構件65，故可避免在該斷熱構件65的設置位置之薄片材2伸長。因此，可調整薄片材2的伸長量，可避免圖案的歪斜或對比差之增大。其結果，可更加提升被加飾後的成形品之設計性。此外，斷熱構件65亦可被貼附於第二凹部64的表面。又，斷熱構件65亦可設置在第二凹部64中的不與基材3的反曲部對應之位置。
(7)關於上述第二實施形態所說明的模具組5，如圖27所示，第一型構件50亦可更包含以配置於第一本體部51上且包圍載置部56的周圍之方式形成的矩形框狀之中間壁部55。此時，第一本體部51和第二本體部61成為可隔著中間壁部55間接地密接。由於具備此種中間壁部55，故與未具備中間壁部55的情況相比，係可將第二凹部64的深度設置較淺。因此，於加熱工程，在經由存在於第二凹部64的空氣藉由幅射熱加熱薄片材2時，可短時間將薄片材2充分且大致均一地加熱。其結果，可縮短從薄片材2的加熱到薄片材2的賦形，進而縮短迄至薄片材2對基材3被覆為止的整體之週期時間。
(8)在上述的各實施形態中，係以薄片材2具有基體薄片2A及自其基體薄片2A剝離的圖案層的轉印 層2B之構成為例作說明。惟，本發明的實施形態不受此所限定。例如，薄片材2亦可為具有不含有圖案層而僅包含有硬塗層的轉印層2B的薄片。又，例如，薄片材2亦可為基體薄片2A和轉印層2B不剝離的一體型薄片。
(9)在上述的各實施形態中，已針對將本發明的模具組應用於進行捲到薄片的連續處理之熱轉印裝置1的例子作了說明。惟，本發明的實施形態不受此所限定。例如在基於捲到捲的連續處理之熱轉印或薄片到薄片的貼合成形等，同樣可應用本發明的模具組。
(10)關於其他的構成，本說明書中所揭示的實施形態所有都為例示，且本發明的範圍不受該等所限定應可被理解。只要是該業者，當容易理解可在不逸脫本發明趣旨之範圍作適宜改變。因此，在不逸脫本發明趣旨之範圍所改變之其他實施形態當然亦為本發明的範圍所涵蓋。
再者，本發明在概念上係藉由(i)在朝基材3被覆前，將薄片材2預先賦形成和基材3的外形類似的形狀，及(ii)使薄片材2以高的位置精度被覆於基材3，因當中至少1者而被賦予特徵。將該些發明概念具體化之模具組及熱成形裝置的其他實施形態揭示於本說明中。此外，以下所揭示之構成，係以圖28所示之具備含有平板狀的第二本體部61之第二型構件60的從習知到周知的模具組之基本構成為基礎。圖28中，對和上述的各實施形態已說明過的構件相同之構件賦與相同符號。
(A)本發明的一態樣為，例如圖29所示，1個 以上的第二通氣路徑68亦可建構成僅在第二本體部61中的與基材3的最上部對應之位置開口。此時，在被覆工程的初期階段，經由第二通氣路徑68進行真空吸引使薄片材2部分地一邊吸附於第二本體部61一邊經由第一通氣路徑58對薄片材2和第一型構件50之間進行真空吸引(圖29的上側)。經此階段，薄片材2粗略地被預先賦形成和基材3的外形類似之形狀。之後，經由第二通氣路徑68進行壓縮空氣供給，使薄片材2完全地被覆於基材3(圖29的下側)。
(B)本發明的一態樣為，例如圖30所示，載置部56可建構成對第一本體部51在鎖模方向C相對移動。亦即，載置部56亦可建構成在和上述的各實施形態同樣的基準位置與比此基準位置還突出於第二型構件60側的突出位置之間移動。此時，在被覆工程的初期階段，在使載置部56突出到突出位置為止的狀態下經由第一通氣路徑58對薄片材2和第一型構件50之間作真空吸引(圖30的上側)。經由此階段，薄片材2與基材3的最初之接觸是在更靠近第二本體部61的位置進行，故可提高位置精度。之後，使載置部56返回基準位置，使薄片材2完全被覆於基材3(圖30的下側)。此時，使載置部56從突出位置返回基準位置時會在薄片材2產生餘隙，故可有效避免在成形品的外周側部分發生裂紋。
(C)本發明的一態樣為，例如圖31所示，第一型構件50及第二型構件60可建構成各自具有分割構造。例如，第一型構件50包含第一本體部51和一邊包圍此第 一本體部51的周圍一邊可朝鎖模方向C相對移動的第一周壁57，第二型構件60建構成包含第二本體部61和一邊包圍此第二本體部61的周圍一邊可朝鎖模方向C相對移動的第二周壁67。以在鎖模方向C觀察，第一周壁57和第二周壁67具有重疊的部分之方式配置。此時，於被覆工程，透過使第一周壁57和第二周壁67同步朝基材3側移動，使得被2個周壁57、67夾持的薄片材2被覆於基材3(圖31的下側)。由於夾持薄片材2一邊控制其位置一邊被覆於基材3，故可提高位置精度。之後，經由第一通氣路徑58一邊對薄片材2和第一型構件50之間真空吸引一邊經由第二通氣路徑68對薄片材2和第二型構件60之間進行壓縮空氣供給，使薄片材2完全被覆於基材3。
[產業上之可利用性]
本發明係可利用於例如被使用在對具有既定形狀的基材進行加飾用的模具組。
1‧‧‧熱轉印裝置(熱成形裝置)
2‧‧‧薄片材
2A‧‧‧基體薄片
2B‧‧‧轉印層2B
3‧‧‧基材
5‧‧‧模具組
10‧‧‧薄片保持部
11‧‧‧保持台
12‧‧‧保持板
13‧‧‧支軸
14‧‧‧導輥
20‧‧‧薄片引出部
21‧‧‧固定夾持部
22‧‧‧可動夾持部
30‧‧‧滑行機構
31‧‧‧導軌
32‧‧‧架台
40‧‧‧薄片切斷部
41‧‧‧刀具
50‧‧‧第一型構件
51‧‧‧第一本體部
52‧‧‧周壁部
54‧‧‧第一凹部(第一型構件的凹部)
56‧‧‧載置部
58‧‧‧第一通氣路
60‧‧‧第二型構件
61‧‧‧第二本體部
64‧‧‧第二凹部(第二型構件的凹部)
66‧‧‧加熱手段
68‧‧‧第二通氣路徑(通氣路徑)
70‧‧‧調壓機構
71‧‧‧真空槽
72‧‧‧真空泵
73‧‧‧壓力槽
74‧‧‧空壓機
C‧‧‧鎖模方向

Claims (13)

  1. 一種模具組，係在鎖模時形成於內部的收容空間內，使薄片材熱成形並對具有既定形狀的基材被覆所用之模具組，其具備：第一型構件，包含第一本體部和載置前述基材用的載置部；及第二型構件，包含：第二本體部，其可對前述第一本體部相對移動而密接於前述第一本體部；加熱手段，其以可對前述第二本體部導熱的方式設置；及仿照前述基材的外形之形狀的凹部，其形成於前述第二本體部的和前述第一本體部對向之側的面上。
  2. 如請求項1之模具組，其中前述第一型構件更包含一凹部，其形成在前述第一本體部的和前述第二本體部對向之側的面上，以在鎖模方向觀察，前述第一型構件的凹部的外緣是包含前述第二型構件的凹部的外緣之方式，設定前述第一型構件的凹部和前述第二型構件的凹部之位置關係。
  3. 如請求項2之模具組，其中前述第一型構件的凹部的外緣和前述第二型構件的凹部的外緣之間的、沿著前述第二本體部的和前述第一本體部對向之側的面之分離長度被設定為前述第一型構件的凹部深度之0.6倍~2.5倍。
  4. 如請求項1之模具組，其中前述第二型構件更包含複數個通氣路徑，其等分別於該第二型構件的凹部的表面 開口且連接於調壓機構，複數個前述通氣路徑的路徑長度，係以在鎖模方向觀察時的隨著開口位置從位在前述凹部的最深部變為外緣側而變長之方式設定。
  5. 如請求項4之模具組，其中複數個前述通氣路徑分別在對前述第二型構件的凹部的表面大致正交的方向開口。
  6. 如請求項1至5中任一項之模具組，其中在前述第二型構件的凹部的最深部具有朝前述載置部側局部地突出的突出部。
  7. 如請求項1至5中任一項之模具組，其中前述薄片材係具有圖案層的加飾薄片，前述第二型構件更包含斷熱構件，其設置在該第二型構件的凹部之和前述基材的反曲部對應的位置。
  8. 如請求項1至5中任一項之模具組，其中前述第一型構件更包含框狀的中間壁部，其以包圍前述載置部之方式設於前述第一本體部上，前述第二本體部可隔著前述中間壁部密接於前述第一本體部。
  9. 一種熱成形裝置，具備：如請求項1至8中任一項之模具組；薄片保持部，其將前述薄片材以捲繞狀態保持；薄片引出部，其把持前述薄片材的端部以引出該薄片材；滑行機構，於鎖模方向觀察，係使前述第一型構 件在和前述第二型構件重疊的重複位置與不和前述第二型構件重疊的非重複位置之間滑行移動；及薄片切斷部，其在比前述收容空間還靠薄片進給方向的上游側切斷前述薄片材。
  10. 如請求項9之熱成形裝置，其中更具備以可對前述第一型構件接觸及分離的狀態設置的冷卻機構。
  11. 一種熱成形方法，係使用備有在鎖模時會在內部形成收容空間的一對第一型構件及第二型構件之模具組，在前述收容空間內使薄片材熱成形並對具有既定形狀的基材被覆之熱成形方法，包含：前述第一型構件包含用以載置前述基材的載置部，前述第二型構件包含一凹部，其建構成可加熱且仿照前述基材的外形之形狀，加熱工程，係加熱以與前述第二型構件中的前述凹部以外的部分相接的方式所配置之前述薄片材；賦形工程，對前述薄片材和前述第二型構件之間作減壓，使加熱狀態的前述薄片材吸附於前述凹部而沿著該凹部賦形；及被覆工程，對前述薄片材和前述第一型構件之間作減壓，對前述薄片材和前述第二型構件之間加壓，使前述薄片材被覆於前述基材。
  12. 如請求項11之熱成形方法，其中更具備冷卻工程，係使用具備前述模具組及以對前述第一型構件可接觸及分離的狀態設置的冷卻機構之熱成形裝置，使前述冷卻機構接觸於前述第一型構件以冷卻前述基材， 前述冷卻工程係在前述賦形工程開始時以後且是前述被覆工程開始時前開始。
  13. 一種熱成形品，係使用如請求項1至8中任一項之模具組所製造。
TW103127171A 2013-08-16 2014-08-08 模具組、熱成形裝置、熱成形方法及熱成形品 TW201522003A (zh)

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