TW201930047A - 一體成形3d塑形之製造方法 - Google Patents

Abstract

一種一體成形3D塑形之製造方法其包括有前置步驟、材料置入模具步驟、加溫抽氣步驟及取得成品步驟。本發明對具有發泡層的面材同時施與加溫軟化及真空壓紋的製程，並利用陶瓷材料所製成的陶瓷模板具有多孔隙及具透氣性的特性，使面材於製程中能均勻的吸附於陶瓷模板表面，進而使面材成形出的立體紋路刻痕更加均勻，再者，使用陶瓷材質亦具有可較簡單的製造出更細緻及富有變化的立體紋路的優點。

Description

一體成形3D塑形之製造方法

本發明涉及一種人造片材加工的技術領域，尤指一種具發泡層的片材的立體塑形的製造方法。

目前針對人工皮革的表面壓紋製造方法有滾壓法、熱壓轉印法及真空壓紋法；其中滾壓法，係為利用表面具有預定花紋的滾輪壓過片材，藉以在材料表面上印製出預定的花紋，然而，滾壓法所印製出的表面花紋圖案大多為連續性重覆花紋，其樣式較為呆板，且只能用於粗紋路的轉印，較無法符合目前市場上對紋路多樣化的需求，加上滾輪擠壓的力量較大，如果使用於發泡型的人工皮革時，容易破壞材料結構，使材料變硬且變薄，較為不理想。

熱壓轉印法主要是設置有一可上下對合的模具，並於模具中設置一花紋樣板，將材料放至於模具中，再經適當加熱及加壓後，便可成形出如花紋樣板的花紋，然而高溫壓合容易改變材料的結構，亦有使材料變硬及變薄的缺點，亦不適用於發泡型的人工皮革。

而真空壓紋法，為設置一花紋樣板並利用負壓真空吸引方式，使材料吸附於花紋樣板的表面，利用真空吸力使花紋樣板的花紋轉印於材料表面上，此種方式能夠避免材料因滾壓及熱壓的後材料變硬及厚度縮減的缺失，但其所使用的花紋樣板上需設有許多細小均勻分布的通氣孔於花紋區頂面，並貫通到與真空吸引設備相連的空氣流道，使得花紋樣板製造及加工較為麻煩，且如果通氣孔設置過大或真空吸力過大時，容易使材料表面上轉印出通氣孔的痕跡，較不理想。

有鑒於上述人工皮革表面紋路製造上的缺失，本發明的主要目的在於提供一種用於具發泡層的材料的一體成形的製造立體紋路的方法。

為達到上述目的，本發明提供一種一體成形3D塑形之製造方法，包括有以下步驟：

前置步驟，其包含準備所使用的材料及成形模具，所使用的材料為一預設大小的片狀材料，且該材料包括有一發泡層，且較接近發泡層的一面可定義為外觀面；所使用的成形模具，其包含有可上下對合的一模座及一熱壓座，以及設於該模座中的一陶瓷模板，其中該模座設有一容置槽及一抽氣通道，該容置槽凹設於該模座的頂面，且該容置槽底面凹設有複數相連通的溝槽，該抽氣通道與各溝槽相連通，並以管路連接至一抽真空裝置；該陶瓷模板設置於該模座的容置槽內，且該陶瓷模板頂面凹設有一成形區，該成形區的形狀為一預設的樣板形狀，該成形區包括有預定樣態的表面花紋及若干深度異於表面花紋的凹凸紋路；該熱壓座，可開啟地壓合至該模座頂面並封閉該模座的容置槽，該熱壓座包含有加熱元件；

材料置入模具步驟，前述預設大小的材料的尺寸略小於該模座的容置槽的截面尺寸，將材料以外觀面覆蓋平放於該陶瓷模板的成形區上，並將熱壓座閉合，使該模座的容置槽形成一封閉空間；

加溫抽氣步驟，藉由熱壓座內加熱元件提高該模座的容置槽內的溫度，使該材料軟化，並同時利用抽真空裝置抽取該模座容置槽內的空氣，且透過持續負壓吸附作用，令該材料吸入至該陶瓷模板的成形區內，使材料的外觀面成形出對應該陶瓷模板成形區的外形區及相對應的表面花紋及凹凸紋路的清晰立體紋路；

取得成品步驟，停止抽真空裝置所產生的真空吸力及停止該熱壓座對該模座的容置槽加熱，開啟該熱壓座後，即可取出具有一體成形3D塑紋材料成品。

利用本發明的一體成形3D塑形之製造方法，其製程簡單，可快速的於具發泡層的人工片材的表面上成形出與陶瓷模板的成形區相對應的表面花紋及立體紋路，並利用陶瓷模板的陶瓷材料本身具有多孔隙及具透氣性的特性，於抽取真空的過程時能於陶瓷表面形成均勻的吸力，使片材均勻的吸附於陶瓷模板表面，進而使材料成形出的立體紋路刻痕更加均勻，再者，陶瓷材質亦具有可較簡單的製造出更細緻及富有變化的立體紋路的優點，更加適合現今多樣化的市場需求；利用本發明的製造方法所製出的材料成品，可用於休閒鞋、運動鞋、男鞋、女鞋、童鞋等鞋面的製作，以及腳踏車及機車的座墊、手把、汽車內裝的包材、行李箱外皮及皮包等等。

為了能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實現，茲進一步以如圖所示的較佳地實施例，詳細說明如後：

如圖1所示，本發明係一種一體成形3D塑形之製造方法，以下所述為製作鞋面表面的3D塑形的實施方式，其包括有以下步驟：

前置步驟S1：請配合參考圖4，其包含準備所使用的鞋面材料60及成形模具20；其中所使用的鞋面材料60為一預設大小的片狀鞋面材料60，該鞋面材料60包含有一發泡層61，該發泡層61可為發泡型的聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、熱塑性聚氨酯（TPU）、熱塑性橡膠（TPR）、熱塑性彈性體（TPE）或其組合物等等，該鞋面材料60可為單一材質的片材亦或包含有基布層63的複合型片材，其中該鞋面材料60較接近發泡層61的一側面可定義為外觀面611，該鞋面材料60的外觀面上可具有預設的鞋面顏色，其中預設的鞋面顏色可為單一顏色，或是為多種顏色區塊等等的變化。

所使用的成形模具20，請配合參考圖2及圖3，其包含有可上下對合的一模座30及一熱壓座50，以及設於該模座30中的一陶瓷模板40，其中該模座30設有一容置槽31及一抽氣通道33，該容置槽31凹設於該模座30的頂面，且該容置槽31底面凹設有複數相連通的溝槽35，該抽氣通道33與各溝槽35相連通，並以管路連接至一抽真空裝置10；該陶瓷模板40設置於該模座30的容置槽31內，且該陶瓷模板40頂面凹設有一鞋面成形區41，該鞋面成形區41的形狀為一預設的鞋面樣板形狀，該鞋面成形區41包括有預定樣態的表面花紋411及若干深度異於表面花紋的凹凸紋路413；該熱壓座50，可開啟地壓合至該模座30頂面並封閉該模座50的容置槽31，該熱壓座50包括有一熱壓部51，該熱壓部51設置於該熱壓座50與模座30容置槽31的相對應處，且該熱壓部51內設有加熱元件。

材料置入模具步驟S2：請配合參考圖4，其中預設大小的鞋面材料60的尺寸略小於該模座30的容置槽31的截面尺寸，將前述的鞋面材料60以外觀面611覆蓋平放於該陶瓷模板40的鞋面成形區41上，並將熱壓座50蓋合至模座30的頂面，使該模座30的容置槽31形成一封閉空間。

加溫抽氣步驟S3：請配合參考圖5，藉由熱壓座50的加熱元件以熱輻射或熱風吹送的方式提高該模座30的容置槽31內的溫度，藉此使該鞋面材料60軟化，或者以該熱壓座50的熱壓部51直接接觸鞋面材料60，而對鞋面材料60加熱軟化；並同時利用抽真空裝置10將該模座30容置槽31內的空氣向外抽出，使模座30容置槽31內形成向下的負壓，且因陶瓷模板40材料本身的多孔隙及透氣性的特性，當陶瓷模板40放在模座30的容置槽31底面凹設的溝槽35上時，陶瓷模板40上方的空氣能直接穿透陶瓷模板40而被向外抽取，並使陶瓷模板40表面形成均勻的負壓吸力，使鞋面材料60外觀面611被吸附於陶瓷模板40頂面，且透過持續負壓吸附作用，令該鞋面材料60被吸至該陶瓷模板40的鞋面成形區41內，使鞋面材料60的外觀面611成形出對應該陶瓷模板40鞋面成形區41的立體花紋外觀；鞋面材料60於成形模具20內加溫及抽氣40秒至60秒後，即可於鞋面材料60的外觀面611成形出清晰的立體紋路。

取得成品步驟S4：停止抽真空裝置10所產生的真空吸力及停止該熱壓座50對該模座30的容置槽31加熱，開啟該熱壓座50後，即可取出具有如圖6及圖7所示之一體成形立體紋路的鞋面材料60’，該鞋面材料60’成形出對應陶瓷模板40的鞋面成形區41、表面花紋411及立體凹凸紋路413的鞋型區65、表面花紋651及立體凹凸紋路653。

另外陶瓷模板40的鞋面成形區41內可設置有多個深淺不一的成形區塊並利用不同的表面花紋及圖案的搭配，而成形出如圖8所示鞋面60A，讓較凸出的立體圖案655看起來像縫製上去的效果，且立體圖案655上可設置另一種表面花紋651B，使鞋面60A一體成形出如同使用不同材料縫製出的立體紋路，如此可取代傳統利用縫製拼接較耗時及耗費人力的製造方法，並可以大量快速製造出具有相同立體紋路的鞋面；且使用陶瓷模板40較傳統使用金屬模板的優點在於，陶瓷模板40具有透氣性因此製造加工時不需要另外設置通氣孔，於抽取真空的過程時即可於陶瓷表面形成均勻的吸力，且陶瓷模板40能夠更簡單的製造出較深刻及複雜的立體紋路。

以上所述的製作方法製造出的成品，可以用於休閒鞋、運動鞋、男鞋、女鞋及童鞋等等的鞋面製作，且不限於鞋面的製作，亦可應用於腳踏車和機車的座墊、手把、汽車內裝的包材，或行李箱外皮及皮包等等。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者，若在不脫離本發明所提技術特徵的範圍內，利用本發明所揭示技術內容所做出局部更動或修飾的等效實施例，均仍屬於本發明技術特徵的範圍。

S1‧‧‧前置步驟

S2‧‧‧材料置入模具步驟

S3‧‧‧加溫抽氣步驟

S4‧‧‧取得成品步驟

10‧‧‧抽真空裝置

20‧‧‧成型模具

30‧‧‧模座

31‧‧‧容置槽

33‧‧‧抽氣通道

35‧‧‧溝槽

40‧‧‧陶瓷模板

41‧‧‧鞋面成形區

411‧‧‧表面花紋

413‧‧‧立體凹凸紋路

50‧‧‧熱壓座

51‧‧‧熱壓部

60‧‧‧鞋面材料

60’,60A‧‧‧鞋面

61‧‧‧發泡層

611‧‧‧外觀面

63‧‧‧基布層

65,65A‧‧‧鞋型區

651,651A,651B‧‧‧表面花紋

653,653A‧‧‧立體凹凸紋路

655‧‧‧立體圖案

圖1為本發明較佳實施例的流程圖。 圖2為本發明較佳實施例所使用的成形模具的立體分解圖。 圖3為本發明較佳實施例所使用的成形模具的側視圖。 圖4為本發明較佳實施例的材料置入模具流程的剖面示意圖。 圖5為本發明較佳實施例的加溫抽氣流程之剖面示意圖。 圖6為本發明較佳實施例所成形出的一成品立體外觀圖。 圖7為本發明較佳實施例所成形出的一成品側視剖面圖。 圖8為本發明較佳實施例所成形出的另一成品立體外觀圖。

Claims (10)

1. 一種一體成形3D塑形之製造方法，其包含以下步驟： 一前置步驟，其包含準備所使用的材料及成形模具，所使用的材料為一片狀材料，且該材料包括有一發泡層，且較接近發泡層的一面定義為外觀面；所使用的成形模具，其包含有可上下對合的一模座及一熱壓座，以及設於該模座中的一陶瓷模板，其中該模座設有一容置槽及一抽氣通道，該容置槽凹設於該模座的頂面，且該容置槽底面凹設有複數相連通的溝槽，該抽氣通道與各溝槽相連通，並以管路連接至一抽真空裝置；該陶瓷模板設置於該模座的容置槽內，且該陶瓷模板頂面凹設有一成形區，該成形區的形狀為一預設的樣板形狀，該成形區包括有預定樣態的表面花紋及若干深度異於表面花紋的凹凸紋路；該熱壓座，可開啟地壓合至該模座頂面並封閉該模座的容置槽，該熱壓座包含有加熱元件； 一材料置入模具步驟，前述材料的尺寸略小於該模座的容置槽的截面尺寸，將材料以外觀面覆蓋平放於該陶瓷模板的成形區上，並將熱壓座閉合，使該模座的容置槽形成一封閉空間； 一加溫抽氣步驟，藉由熱壓座內加熱元件提高該模座的容置槽內的溫度，使該材料軟化，並同時利用抽真空裝置抽取該模座容置槽內的空氣，且透過持續負壓吸附作用，令該材料吸入至該陶瓷模板的成形區內，使材料的外觀面成形出對應該陶瓷模板成形區的外形區及相對應的表面花紋及凹凸紋路的清晰立體紋路； 一取得成品步驟，停止抽真空裝置所產生的真空吸力及停止該熱壓座對該模座的容置槽加熱，開啟該熱壓座後，即可取出具有一體成形立體塑紋材料成品。
2. 如請求項1所述的一種一體成形3D塑形之製造方法，其中該材料的發泡層係為發泡型的聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、熱塑性聚氨酯（TPU）、熱塑性橡膠（TPR）、熱塑性彈性體（TPE）或其組合物。
3. 如請求項2所述的一種一體成形3D塑形之製造方法，其中該材料為單一材質的片材。
4. 如請求項2所述的一種一體成形3D塑形之製造方法，其中該材料為包含基布層的複合型片材。
5. 如請求項1所述的一種一體成形3D塑形之製造方法，其中該熱壓座的加熱方式為以電熱管為熱源。
6. 如請求項1所述的一種一體成形3D塑形之製造方法，其中該熱壓座的加熱方式為以蒸氣、熱風為熱源。
7. 如請求項1所述的一種一體成形3D塑形之製造方法，其中該陶瓷模板的成形區包括有複數深度相異的成形區塊。
8. 如請求項7所述的一種一體成形3D塑形之製造方法，其中該陶瓷模板的成形區的複數成形區塊具有相異的表面花紋。
9. 如請求項1至8所述的一種一體成形3D塑形之製造方法，其所製得的具有一體成形立體塑紋的材料成品，其係為休閒鞋、運動鞋、男鞋、女鞋、童鞋之其中一種鞋面。
10. 如請求項1至8所述的一種一體成形3D塑形之製造方法，其所製得的具有一體成形立體塑紋的材料成品，其係為腳踏車座墊、機車座墊、手把、汽車內裝、行李箱及皮包的外層材料。