TWM549707U - 熱壓轉印設備 - Google Patents
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Description
本新型提供一種熱壓轉印設備及方法,特別是使用壓力控制不透氣彈性膠膜的形狀,以達成高度模擬性的轉移圖案之設備及方法。
一般鞋面為了增加美觀和裝飾,通常在表面或使整體上形成各種凹凸不平的花紋,而為了花紋成型,業者通常會使用熱壓轉印設備進行,一般的熱壓轉印設備主要是設置有一模具,該模具是由一可作對合狀的上模具及下模具所組成,讓一樣版放置在模具中,經過適當加熱及加壓後,便可讓該待壓樣品成型出如同模具形狀的花紋。
一先前技術揭示一種連續式真空成型機,經由真空吸力及加熱作用,可達到節省模具成本以及能迅速完成表面塑型作業,且可接續進行鞋面冷卻作業的連續式真空成型機。製程中會將上下載台的壓合,並運用一矽膠膜充當壓模器,利用壓模時,壓模器可塑形的材料(待壓樣品)與樣板結合,並使用設置在上下載台的加熱裝置,可塑形的材料即會貼至於待壓樣品的表面,使其樣板上的花紋轉移至樣品。後續使用冷卻裝置冷卻壓模器、待壓樣品及樣板,已將三者分離。使用此方式可減少在壓模時,對於不同的花紋需要製作不同壓模模具的缺點,其將壓模器可重複使用,但本裝置存在於以下缺點:其一是需
要設置多數個加熱裝置、冷卻裝置於上下載台,不僅浪費空間,並且浪費能源;其二是此真空成型法僅使用壓合及真空吸引法成型,壓模器、待壓樣品及樣板三者間因紋理導致的空隙無法藉由壓合及真空方式排除,紋理導致的空隙因紋理複雜而眾多,故使用此裝置無法有效的將樣版上的花紋轉移至待壓樣品上。
另一先前技術揭示一種一體成形鞋面紋、立體形狀之製造方法。其方法包含:預先將待壓樣品及樣板加熱,並先對於下模具中孔進行吸氣,使放置在下模具的凹槽中待壓樣品能緊貼於下模具的表面,後讓樣板放置在上模具的凹槽中,利用上下模具壓合產生的力,及對上下模具壓合後所產生的腔體,利用上模具的孔對腔體吹氣或是吸氣,使樣板對於待壓樣品產生壓力,兩種力使樣板更緊貼於樣品,以達到高度模擬性的壓模製程。但本方法亦存在下列問題,一是此方法僅適用於一側平坦之待壓樣品及樣板,但一般習知的待壓樣品成形時,兩面皆需要有凹凸的花紋,因此僅可選擇性的生產;另外,待壓樣品與下模具在取樣分離時,亦會有部分材料沾黏於下模具的表面,使後續壓模製程亦有表面不平坦的狀況發生,造成樣版上的花紋轉移至待壓樣品上有轉移不全的情況發生。綜上所述,先前技術中缺乏一種可將樣板花紋有效、高度模擬性轉移至待壓樣品中的設備及方法。
為瞭解決先前技術中所述的問題,本新型提供一種熱壓轉印設備,包含上模具,花紋轉印版及基座,所述上模具包含第一水凖,第二水凖及多數個貫穿所述第一水凖與所述第二水凖的第一通孔,且所述上模具為一罩體,罩體四邊具有往所述第二水凖延伸的牆,以環繞所述第二水凖,所述花紋
轉印版包含上水凖與下表面,且所述花紋轉印版中的所述上水凖與所述上模具中的所述第二水凖連接並於所述下表面具有一花紋圖案,所述基座包含第三水凖及第四水凖,其特徵在於:於所述基座中,進一步配置多個貫穿所述基座的第三水凖及第四水凖的第二通孔;及不透氣彈性膠膜,是配置在所述基座的第三水凖上;其中,當所述上模具與所述不透氣彈性膠膜及所述基座完成結合後,使得所述上模具與所述不透氣彈性膠膜之間形成腔室,藉由所述不透氣彈性膠膜作為隔離層,使得腔室內的壓力能在一段時間保持負壓與正壓同時存在,使得樣品緊貼於所述花紋圖案上。
更進一步的,花紋轉印版為多孔的材料所構成。
更進一步的,不透氣彈性膠膜為一種矽膠膜材料。
更進一步的,本熱壓轉印設備更包含夾設在該樣品與該花紋轉印版之間的加熱器,該加熱器不與該樣品與該花紋轉印版接觸。
更進一步的,在熱壓印製程中,熱壓轉印設備包含一密閉的腔室,該腔室由該不透氣彈性膠膜與該上模具所包圍。
更進一步的,通孔具有開啟、密封及導入三種狀態。
更進一步的,加熱器係選自汞燈、紫外光燈、紅外光燈、LED燈,電熱絲或是灼熱的金屬或是其構成的組合。
更進一步的,樣品材料係選自熱塑性聚胺酯、人造皮革或是其所構成之組合。
更進一步的,本熱壓轉印設備包含一泵浦設備,該泵浦設備連接該通孔;該泵浦設備係選自氣壓式泵浦、液壓式泵浦,或是兩者所構成之組合。
更進一步的,不透氣彈性膠膜會隨著該密閉的腔室的壓力變化而改變,並且該改變後的形狀與該花紋紋理圖樣相同。
使用本新型提供的熱壓轉印設備,可藉由調整腔室之內的壓力,使不透氣彈性膠膜能夠保角性的、緊密且無縫隙的轉移來自花紋轉印版的花紋。
使用本新型所提供的熱壓轉印設備不須經過複雜的傳統加工程式即可獲得,且可以重複的運用本設備大量生產。
本新型之熱壓轉印設備構造簡單,維修及替換方便,故實為生產之利器。
A‧‧‧熱壓轉印設備
1‧‧‧上模具
11‧‧‧頂部
12‧‧‧牆
13‧‧‧第一水準
14‧‧‧容置空間
15‧‧‧第二水準
16‧‧‧第一通孔
2‧‧‧花紋轉印版
21‧‧‧花紋
3‧‧‧樣品
4‧‧‧不透氣彈性膠膜
5‧‧‧基座
51‧‧‧第三水凖
52‧‧‧第四水凖
53‧‧‧第二通孔
7‧‧‧加熱器
8‧‧‧腔室
9‧‧‧密封件
圖1是根據本新型所揭露的技術,表示熱壓轉印設備的示意圖;圖2是根據本新型所揭露的技術,表示熱壓轉印方法的置放步驟示意圖;圖3是根據本新型所揭露的技術,表示熱壓轉印方法的加熱步驟示意圖;圖4是根據本新型所揭露的技術,表示熱壓轉印方法的壓合步驟示意圖;圖5是根據本新型所揭露的技術,表示熱壓轉印方法的壓合步驟另一實施例示意圖;圖6是根據本新型所揭露的技術,表示熱壓轉印方法的成型步驟示意圖;圖7是根據本新型所揭露的技術,表示熱壓轉印方法的定型步驟示意圖;
圖8是根據本新型所揭露的技術,表示熱壓轉印方法的洩壓步驟示意圖;圖9是根據本新型所揭露的技術,表示熱壓轉印方法的解除步驟示意圖;圖10是根據本新型所揭露的技術,表示熱壓轉印方法的分離步驟示意圖;以及圖11是根據本新型所揭露的技術,表示進行熱壓轉印方法的分離步驟後,所得成品的立體圖。
為了使本新型的目的、技術特徵及優點,能更為相關技術領域人員所瞭解,並得以實施本新型,在此配合所附的圖式、具體闡明本新型的技術特徵與實施方式,並列舉較佳實施例進步說明。以下文中所對照的圖式,為表達與本新型特徵有關的示意,並未亦不需要依據實際情形完整繪製。而關於本案實施方式的說明中涉及本領域技術人員所熟知的技術內容,亦不再加以陳述。
請參照圖1,圖1揭露本新型的一實施例,其揭露一種熱壓轉印設備A進行製程時擺放的示意圖。首先,如圖1中揭示,熱壓轉印設備A是由上模具1、花紋轉印版2、樣品3、不透氣彈性膠膜4及基座5等所組成,其中,樣品3是於製程時才置放於熱壓轉印設備A中,另外,加熱器7是在後續製程中才被使用,但亦包括在熱壓轉印設備A中。上模具1是一個一端具有開口的、剖面為ㄇ字型的罩體,ㄇ字型上模具1是由頂部11及垂直並環繞頂部11的牆12所組成。俯視正放於水平面之上模具1(即側視為ㄇ型)時,頂部11平面為第一水準13,牆12與個第二水準15所在的頂部11構成一個容置空間14;換句話說,容置空間14內包含一
個第二水準15,而牆12是與第二水準15連接並延伸一距離。容置空間14內配置一個花紋轉印版2,而花紋轉印版2上的花紋21是面向容置空間14的開口,而相對花紋21的另一面是固接在頂部11的第二水準15上;基座5為一個平臺構成,於基座5的第三水準51(上表面)上,配置一個不透氣彈性膠膜4,此不透氣彈性膠膜4是平整的配置在基座5的第三水準51上;接著,於不透氣彈性膠膜4上,再配置一個樣品3,同樣的,樣品3也是平整的配置在不透氣彈性膠膜4上。當上模具1與基座5接合時,上模具1中,ㄇ字型罩體的開口會與基座5的第三水準51接合,用以將罩體中的容置空間14形成一腔室8(圖1未揭示,因為腔室8是進行後續製程才會造成,並顯示於圖5中),腔室8為一氣密空間。基座5另有一個與第三水準相對的一第四水準52(下表面),在本實施例中,第四水準52放置於水準桌等物體上。另外,用於本實施例中,上模具1及基座5的材料可根據各種用途進行選擇,例如金屬或是不銹鋼材料,並無特別限制,僅要在製程中可使腔室8保持密合及使製程穩當順利進行的材料皆可。
接著,上模具1及基座5分別具有一或多個通孔,其中在上模具中的通孔稱為第一通孔16,第一通孔16具有一個或多個,第一通孔16分別貫穿上模具1的頂部11,使得由容置空間14所形成的一腔室8能與上模具1及基座5外部通氣;在下模具中的通孔稱為第二通孔53,第二通孔53具有一個或多個,第二通孔53分別貫穿基座的第三水準51(上表面)及第四水準52(下表面),圖1中第二通孔53是製作於基座5中,因方便揭露關係,故連接線顯示同於52。第一通孔16及第二通孔53的製作方式是在上模具1及基座5中鑽孔或是以燒灼方式,將上模具1及基座5的任一水準鑿開所製得。此外,第一通孔16及第二通孔53的數量是一或多個的,以便分別進行抽氣與加壓(灌入氣體或流體)時的順序,而第一通孔16及第二通孔53的大小、形狀與排列方式等,不在本新型所限制的範圍中,只要吻合所連接、配合之泵浦的抽氣管口徑,使泵浦順利將氣體輸入腔室8即可。此外,
第一通孔16的排列方式由上水準的平面方向俯視觀之,為一群幾何形狀所構成的陣列,陣列中的單元排列方式與對準方式不在此限,只要使氣體均勻的輸入上模具1即可。第一通孔16及第二通孔53在必要時是密封的,以便能使容置空間14形成一部分負壓(即抽真空)及一部分正壓(即進行充氣)腔室8,其中,密封的手段可以使用栓塞或是增設一閥門作為阻隔外界環境。根據上述,第一通孔16及第二通孔53在本實施例中可有開啟、密封及導入三種狀態。
接著,製造者將所需轉印的花紋21紋理圖樣,預先形成於花紋轉印版2的一側面上,此花紋21紋理圖樣可包括任何平面幾何形狀,例如,圓形、矩形、三角形或是其中的集合,特別是立體形狀,例如,圓柱體、角錐、球體、公司的品牌Logo或是其中的集合。生物體的紋路,例如人體皮膚的皺紋、動物內臟的血管紋路,或是編織的圖樣,例如衣服的織圖,或是藤線構成的編織圖案皆可形成在本新型的花紋轉印版2上以組成紋理圖樣。花紋轉印版2的材料可為一般的金屬平板、塑膠平板、陶瓷平板或是任何聚合物固體所構成的平板,或是具有熱塑性的物質所構成的不規則形狀。優選地,於本新型的較佳實施例中,為使負壓能夠均勻地導入腔室8中,花紋轉印版2是使用多孔性的材質所構成,較佳是使用陶瓷材質來製作,然而多孔性陶瓷材質的孔徑大小並不加以限制。
再接著,在本實施例中,花紋轉印版2在轉印加工之前,是需要被固設在上模具1的容置空間14中,特別是固定在容置空間14中的一第二水準15上,並使花紋轉印版2上的花紋21面向容置空間14的開口;而花紋轉印版2固定在第二水準15上的方式,可以是以螺栓固定(圖中未顯示),但不限於此。此外,花紋轉印版2固定在容置空間14中的一第二水準15上的方式,花紋轉印版2可選擇與上模具1緊密貼合,或是選擇與上模具1間維持一間隙,本新型也不加以限制,其實施方式端視製造時對負壓均勻度的要求而決定。很明顯的,本新型的花紋
轉印版2是可以更換,或重複使用,並放置於新的上模具1中。另外,為避免花紋轉印版2中的組成物殘留在樣品3上,花紋轉印版2是必經機械加工學上的成型與定型步驟,對此,本新型也不加以限制。
接著,本實施例中,樣品3的材質可以是聚胺酯(Polyurethane,PU),其厚度可以是10mm~200mm。;而在一較佳實施例中,樣品3的材質為一種熱塑性聚胺酯(Thermoplastic Polyurethane,TPU)材質,並包括將TPU材質與一種織物黏貼成一體的多層材質,這些織物包括具有透氣性的不織布、棉布或針織布等;其中,TPU材質適用於任何皮革材質及生物醫學材質,耐水解、可塑性及彈性較佳,但不限於此,任何熱塑性材質如人造皮革、人造塑膠皆在適用在本熱壓轉印設備A上,或是使用在後續詳述的熱壓轉印方法。
最後,不透氣彈性膠膜4為本新型的特點之一,本新型的不透氣彈性膠膜4必須具有可塑性佳、延伸性佳、貼合度高且恢復性良好等特性,再由於必須不透氣,故能達成氣密性,非常適合用來作為隔離層。而在本新型的較佳實施例中,此不透氣彈性膠膜4可以是一種矽膠製包覆膜(Silicone Wrap),其厚度可以是0.1mm~10mm。當不透氣彈性膠膜4配置在腔室8內時,其四周已經被上模具1的牆12緊壓,此時,不透氣彈性膠膜4已在腔室8內形成一層隔離層;由於不透氣彈性膠膜4具有可塑性佳、延伸性佳、貼合度高且恢復性良好等特性,故可以隨著腔室8內的壓力來使不透氣彈性膠膜4產生形狀變化。例如,可以先對位於在不透氣彈性膠膜4上方的腔室8進行抽氣,以使腔室8形成負壓(例如,10-1Torr)的狀態,並藉此負壓,讓不透氣彈性膠膜4朝受力方向移動(即不透氣彈性膠膜4會被吸起來),使得位在不透氣彈性膠膜4上的樣品3同時被帶動朝花紋轉印版2的下表面移動並形成接觸。而後,進一步藉由位元在不透氣彈性膠膜4下方的基座5上的第二通孔53灌入氣體,使得不透氣彈性膠膜4下方與基座5之間形成正壓(例如10atm),迫使不透氣彈性膠膜4能夠讓樣品3與花紋轉印版2的下表面緊密的
貼合,藉由此一正壓的力量,能將花紋轉印版2的花紋21完全轉印到樣品3上。很明顯的,不透氣彈性膠膜4是設置在樣品3與基座5之間,目的是在轉印製程中,能夠透過負壓力與正壓力的適當配合,幫助樣品3完成轉印。因此,不透氣彈性膠膜4需要有足夠的可塑性佳及延伸性來承受強大的負壓力與正壓力的作用力,以使配置在不透氣彈性膠膜4上的樣品3能夠同步被帶向至花紋轉印版2的下表面的花紋21方向移動,使樣品3能夠與花紋轉印版2的花紋21接觸,用以將花紋轉印版2上的花紋21轉印至樣品3上。很明顯的,在本新型的實施例中,當不透氣彈性膠膜4及樣品3所受的正壓力愈大時,花紋21轉印至樣品3的模擬性越高;特別是能將花紋21上刻度較深的立體花紋,完全轉印至樣品3之上。
此外,當完成花紋21轉印至樣品3後,熱壓轉印設備A會將施加的壓力移除,此時,不透氣彈性膠膜4必須迅速地恢復至平貼於基座5的上表面51,同時與樣品3分離。故不透氣彈性膠膜4需有極佳的應力耐受性、可撓性及彈性,以確保在使用熱壓轉印設備A中,不透氣彈性膠膜4因受力不會斷裂及破裂,造成漏氣和轉印失敗,及有較佳的保角性。另外,在使用熱壓轉印設備A時包含了額外的加熱製程,故不透氣彈性膠膜4的溫度及壓力的機械耐受性佳,即不會因為溫度及壓力的改變有大幅度的變化而破裂或斷裂。
在本新型另一實施例,可如圖2所示,圖2為圖1倒置後的結果。在本實施例中,設置熱壓轉印設備A時,由上至下的設置順序基座5、上模具1與加熱器7依序擺設。在進行熱壓轉印時,此擺設可實作於:將抓取裝置夾取基座5,上模具1放置在水準桌上再行結合。
以上述之熱壓轉印設備A可以提供使用者在進行熱壓轉印法時,能夠方便且快速的完成轉印製程,特別是,能夠達到將花紋21中,刻度較深的立體花紋完全且適應性的轉印至樣品3上,且當由基座5給予的正壓力愈大時,愈能達到刻度較深花紋的轉印效果;例如,要壓印出一雙鞋面時,可以讓刻度較
深的立體花紋轉印成果(包括花紋或是品牌圖案)看起來像是縫製上去的效果。因此,可以藉由本新型的熱壓轉印設備A,轉印出立體性佳的立體花紋,可取代傳統工藝(如先裁剪出花紋圖案,再將裁剪出花紋圖案縫製到主體或是鞋體上)之耗時及耗人力的問題;明顯的,使用本熱壓轉印設備A即不須經過複雜的傳統加工程式即可獲得,且可以重複的運用本設備大量生產。另外本新型之熱壓轉印設備A構造簡單,維修及替換方便,故實為生產之利器。
後續圖3至圖10為本新型之熱壓轉印方法的示意圖,圖3至圖10所示皆為圖1將B-B’虛線下刀後的剖面示意圖,且為示意第一或是第二通孔具密封狀態,密封件9被使用在圖3至圖10中。首先,請先參考圖3,其為熱壓轉印設備的置放示意圖。如圖3所示,將基座5置放在一穩定的水平面上,其中,基座5的配置有多個第二通孔53;之後,將不透氣彈性膠膜4設置在基座5的上水準上表面51上,並覆蓋多個第二通孔53;例如,將不透氣彈性膠膜4整面設置到基座5的上表面51的邊緣,但必須確保透氣彈性膠膜表面平整,故可選擇性的添加平整製程,例如,修整側邊以貼齊基板的邊緣等,以使整個轉印過程順利。接著,將樣品3置放在不透氣彈性膠膜4上,置放時必須確保平整的放在不透氣彈性膠膜4。平整放置後,可以選擇進行一次潔淨的吹氣(purge),以確保樣品3外露的表面無灰塵沾染。另外,樣品3的邊緣與不透氣彈性膠膜4不一定要貼合,但是要保持平整。再者,此步驟亦包含將花紋轉印版2固設在上模具1的容置空間14中的步驟,其中,花紋轉印版2是選用多孔性的陶瓷材質。在本實施例中,花紋轉印版2與上模具1兩者接合的方式,可以是使用螺合;例如,在牆12及花紋轉印版2中設置螺孔,並使用螺絲接合兩者,此時之花紋轉印版2為已成型的固態,但結合方法不為此限。簡言之,置放步驟為將不透氣彈性膠膜4與樣品3依序疊設在基座5上及將花紋轉印版2固設在上模具1牆12中的一步驟。此外,在本新型的熱壓轉印設備A開始工作前,包括上模具1上的所有第一通孔16或是基座5上的所有第
二通孔53,都被密封件9所封閉,之後,再由控制系統(未顯示於圖中)根據製造過程,依序打開或關閉。
接著,請參考圖4,其為熱壓轉印方法的加熱步驟示意圖。如圖4所示,當熱壓轉印設備如圖3配置完成後,接著,可以由控制系統(未顯示於圖中)控制一個加熱器7,以使加熱器7配置於花紋轉印版2與樣品3之間,故可以同時對花紋轉印版2、樣品3與不透氣彈性膠膜4進行加熱,因主要是針對樣品3與不透氣彈性膠膜4軟化,故加熱器7與樣品3的直線距離較近。在本實施例中,內含有花紋轉印版2的上模具1是被機械手臂或是吊具等抓取工具(圖未示)抓取於半空中,此外,加熱器7亦使用懸掛方式設置,對此,本新型並不加以限制。在本新型的實施例中,加熱器7是以輻射傳遞的方式將熱量傳遞給花紋轉印版2與樣品3。因暴露於大氣中的主要是花紋轉印版2上的花紋21與樣品3兩者,其中,樣品3與加熱器7的距離較花紋轉印版2上的花紋21近,故加熱步驟是對樣品3暴露於大氣的表面加熱,熱量少部分傳遞給花紋轉印版2。另外,加熱步驟對樣品3加熱時,會軟化樣品3表面,使其在與加熱後的花紋21接觸時,能夠完全嵌合於花紋轉印版2的花紋21。加熱器7可使用一般習知的加熱源,如汞燈、紫外光燈、紅外光燈或是LED燈,也可使用電熱絲或是灼熱的金屬做為熱源。加熱溫度、加熱時間亦根據樣品3的材料組成調整,例如,若是樣品3為TPU材質時,加熱溫度為攝氏70度至攝氏160度;若是為人造皮革時,加熱溫度為攝氏120度至攝氏200度以上,兩者材料的加熱時間設定為5秒至20秒之間。加熱時間及溫度也可是一種連續性時間的持溫,或是有不同時間有不同溫度高低變化的熱歷程。因使用輻射方式,故加熱器7並不會碰觸到花紋轉印版2及樣品3。加熱步驟並不限制在密閉空間及負壓狀態下進行,在大氣中進行亦可。使用者可根據花紋轉印版2及樣品3的表面型態調整加熱時間、加熱溫度及爪取裝置與熱源的距離。簡言之,加熱
步驟為將花紋轉印版2及樣品3表面加熱及軟化的一步驟,可使後續壓合時期能夠完全嵌合於花紋轉印版2的花紋21。
再接著,請參考圖5,其為熱壓轉印方法的壓合步驟。如圖5所示,控制系統(未顯示於圖中)將經過加熱步驟完成的上模具1往下壓合到附有不透氣彈性膠膜4的基座5上,以使模具1中的牆12與基座5上表面51上的不透氣彈性膠膜4壓合,使得上模具1的容置空間14可以形成一個密合的腔室8,而在腔室8中,樣品3的表面已經與花紋轉印版2上的花紋21保持接觸;其中,上模具1與基座5上表面51壓合方式,可以是使用一般習知的壓合方式,本新型並不加以限制;而在本新型的較佳實施例中,將上模具1與基座5壓合過程中,是藉由上模具1與基座5之間壓合不透氣彈性膠膜4來形成緊密壓合的效果。此外,在本新型的實施例中,因為樣品3並未全部覆蓋在不透氣彈性膠膜4上,故一方面可以將樣品3配置到所述上模具的牆12的側壁附近,另一方面使樣品3的表面與花紋轉印版2上的花紋21保持接觸。此外,也可以選擇另一實施方式,如圖6所示,由於樣品3是整面性覆蓋在基座5上的不透氣彈性膠膜4,並且樣品3與不透氣彈性膠膜4兩者邊緣貼齊,故牆12的側壁是不會與樣品3的側邊接觸的。在本新型的又一實施例中(圖片未揭示),花紋轉印板2的表面或是整體不與樣品3接合的,意即花紋准印板與樣品中間保持空隙,因本製程若直接接合兩者,可能造成花紋轉印板上污漬移轉到並黏合到樣品上,後續製程上此黏合的污漬會被包覆在樣品上使樣品變形影響熱壓轉印。本實施例是採用如圖1的正放熱壓轉印設備,若是採用圖2的倒置熱壓轉印設備時,其接合順序亦如上述所述的方式接合。
優選地,在實施上述的置放步驟及壓合步驟時,最好是在潔淨室(cleanroom)中進行,以避免灰塵或是髒汙進入不透氣彈性膠膜4、樣品3或是花紋轉印版2中,防止轉印失效。另外,實施置放步驟、加熱步驟及壓合步驟時,模具1上的第一通孔16及基座5上的第二通孔53皆是呈現密封狀態。
再接著,請參考圖7,其為熱壓轉印方法的成型步驟示意圖,其中箭號所示為在本實施例中的氣體流動方向。如圖7所示,經由在基座5中的第二通孔53加壓(以灌入氣體或流體形成正壓)及上模具1中的第一通孔16抽氣減壓(以形成負壓);其中,在透過上模具1中的第一通孔16進行抽氣,使得位於不透氣彈性膠膜4上方的腔室8以及樣品3與花紋轉印版2之間的空隙形成負壓,並藉由此負壓使樣品3能夠貼合到花紋21的表面。特別要說明的是,由於花紋轉印版2是選擇以多孔性的陶瓷材質來製作,故可以在腔室8負壓的狀況下,同時在花紋轉印版2與樣品3之間形成負壓,而使得樣品3與花紋轉印版2上的花紋21接觸在一起。接著,對基座5中的一部分第二通孔53進行加壓,而另一部分的第二通孔53則保持封閉,所以會在基座5上表面51與不透氣彈性膠膜4形成正壓,因此,可以進一步推擠並帶動不透氣彈性膠膜4往花紋轉印版2上的花紋21的方向移動,同時帶動位於不透氣彈性膠膜4上的樣品3也會連帶挪動並緊貼於花紋轉印版2的花紋21上;特別是,當給予的正壓壓力值愈大時,愈能將花紋轉印版2的花紋21完全轉印至樣品3。此外,就形成壓力的順序而言,可以選擇先形成負壓後,接著再形成正壓;也可以選擇負壓與正壓同時形成;對此,本新型並不加以限制。
在本實施例中,加壓(形成正壓)和抽氣(形成負壓)的手段是藉由泵浦來進行,可經由一般習知的泵浦模式的切換,以進行加壓和抽氣的手段,泵浦的種類並不在本新型所限制之範圍內,活塞泵、柱塞泵、齒輪泵及螺旋泵皆可適用於本新型。在本實施例中較佳是使用柱塞泵。若是需要更大的壓力,除了上述泵浦外,更可使用液壓型泵浦或是液壓型活塞裝置以得到更大的壓力。壓力的調整也必須考慮不透氣彈性膠膜4及樣品3,例如,本實施例中,若是不透氣彈性膠膜4的材質為矽膠,樣品3的材料為TPU時,抽氣時採用一般的抽氣幫浦,抽氣使用的壓力為10-3至10-6torr(托爾),加壓使用的壓力為5至10atm(大氣壓)。
進行抽氣和加壓行程時,模具1上的第一通孔16及基座5上的第二通孔53具有不同的實施狀態。在一實施例中,若由模具1中的第一通孔16抽氣時,可分別將上模具1的多數個第一通孔16中的一個或一部分使用密封件9形成密封狀態,再由另一部分的第一通孔16來進行抽氣,以使不透氣彈性膠膜4上方的腔室8以及樣品3與花紋轉印版2之間的空隙形成負壓;若由基座5中的第二通孔53加壓時,可分別將基座5的多數個第二通孔53中的一個或一部分使用密封件9形成密封狀態,再由另一部分的第二通孔53來進行加壓,以使基座5上表面51與不透氣彈性膠膜4形成正壓;其中,上述揭露的部分或另一部分的第一通孔16或是第二通孔53的數量及位置,本新型並不指定或加以限制。另外,上述第一通孔16或是第二通孔53可以經由同一管道全部連接至一個泵浦,或是連接不同泵浦,並給予不同的壓力,亦可為經由不同管道全部連接至一個泵浦,再經由閥調控,給予不同部分的第一通孔16或是第二通孔53壓力,或是上述泵浦連結與閥所構成的組合皆可。本步驟的目的為由上模具1引入負壓進入腔室8中,並由基座5引入正壓,使不透氣彈性膠膜4及樣品3進入腔室8中。而上述這些藉由控制第一通孔16及第二通孔53的密封及開啟狀態,以及啟動泵浦來形成正壓或是負壓的過程中,可以使用一個控制器或是一個控制組來執行,例如:使用一個可編程式控制器(Programmable Logic Controller,簡稱PLC),或是利用多個可編程式控制器組,來控制正壓和負壓的形成。
接著,請參考圖8,為熱壓轉印方法的定型步驟示意圖,其中,箭號所示為在本實施例中的氣體流動方向。如圖8所示,於定型步驟中,基座5的加壓(以灌入氣體或流體形成正壓)狀態是維持的,但是上模具1改變第一通孔16或是第二通孔53的操作模式。在本實施例中,在成型步驟中,上模具1呈密封狀態的第一通孔16在本成型步驟中被解除,並呈現開啟狀態,位於不透氣彈性膠膜4上方的腔室8中形成一氣體流道,外部環境的大氣經由呈現開啟狀態的第
一通孔16、花紋轉印版2中的孔隙吸至泵浦中,外部環境的氣體較腔室8中的溫度低,故腔室8中的熱量會傳遞給花紋轉印版2中的外部環境的氣體並將熱量帶至花紋轉印版2外,腔室8中的整體溫度就會降低。腔室8中的整體溫度降低,使樣品3及不透氣彈性膠膜4冷卻,進而定型。很明顯的,本步驟目的為冷卻腔體8中的樣品3及花紋轉印版2,以避免樣品3及花紋轉印版2在脫模過程中,產生沾黏,造成產品的瑕疵。
請接著參考圖9,為熱壓轉印方法的洩壓步驟。如圖9所示,於本步驟中,上模具1中的第一通孔16皆已經被控制成為開啟狀態,並且使得冷卻腔體8中的樣品3及花紋轉印版2溫度降低;接著,控制系統(未顯示於圖中)控制泵浦停止加壓,並將基座5中保持密封狀態的第二通孔53開啟,由於腔室8中壓力大於1atm,故腔室8可以自然的洩壓,使得腔室8中壓力降低,進而帶動不透氣彈性膠膜4變回形變前的平坦狀態(初始狀態)。此時樣品3已經冷卻定型,故會維持與進行洩壓步驟時一樣的形貌。很明顯的,本步驟的目的為藉由終止加壓手段,以使不透氣彈性膠膜4變回形變前的平坦狀態,並使樣品3上壓印過的部分與不透氣彈性膠膜4分離。
請再參考圖10,為熱壓轉印方法的解除步驟示意圖。如圖10所示,此步驟是由控制系統(未顯示於圖中)將上模具1與基座5分離。當模具1與基座5分離後,不透氣彈性膠膜4已變回平坦狀態,平坦地貼合在基座5的上表面51,而被冷卻且定型的樣品3,則因為樣品3本身的重量而與花紋轉印版2分離,並落在不透氣彈性膠膜4上。另外,為保護以冷卻定型的樣品3,使用者運用抓取工具抓取時的路徑,最佳為垂直於基座5,避免花紋轉印版2與樣品3碰撞損害樣品3。經此步驟後,使用者可得到其所欲轉印的花紋(即花紋轉印版2上的花紋21)形成在樣品3上。本步驟進行後,花紋轉印版2較佳為繼續嵌合在上模具1中,或是將之取出置放在保存櫃位以供下次使用,抓取工具可繼續持有上模具1並重複熱
壓轉印方法,並大量製造。進行本熱壓轉印方法的時間約為一至五分鐘,製程快速且使用材料方便,可運用於工廠機械加工時大量的生產製造,故具產業利用性及商業價值。
請接著參考圖11,為熱壓轉印方法的分離步驟示意圖。如圖11所示,此步驟為熱壓轉印方法的最終步驟,此時樣品3已經與花紋轉印版2分離並落在不透氣彈性膠膜4上。此外,在本新型的另一較佳實施例中,為避免熱壓轉印過程中,樣品3與不透氣彈性膠膜4可能產生沾黏,故可在樣品3與不透氣彈性膠膜4接觸的面上,以進一步一層底襯,此一底襯可以是一種不織布,經由不織布層可以避免樣品3與不透氣彈性膠膜4可能產生沾黏。此實施例在本分離步驟進行剝離行程時,是將樣品3與不透氣彈性膠膜4剝離,保留不織布與樣品3的結合形形成成品。成品在後具的使用上可選擇性的與樣品3層分離,以防止殘膠留存於樣品3層(真正的圖案化層),不織布層本身亦具有防止黏膠殘留的效果。本步驟的目的為將樣品3與不透氣彈性膠膜4分離。
根據本新型所述之方法,經由上述加熱步驟、壓合步驟、抽氣、加壓步驟、冷卻定型步驟、洩壓步驟及解壓步驟後,可將花紋轉印版2上的花紋21上的細微紋理圖樣完整的轉印至樣品3上,特別是當花紋21上的紋理愈細微或愈深時,可以藉由本新型的熱壓轉印設備A結構,對基座5中的第二通孔53進行加壓已形成正壓力,可以讓不透氣彈性膠膜4緊貼於花紋轉印版2,也因此可以讓配置在不透氣彈性膠膜4上的樣品3也能緊貼於花紋轉印版2的花紋21上;故相較於先前技術有文體圖樣轉印不完全的問題,很明顯的,本新型經由不透氣彈性膠膜4作為隔離層,使得腔室8內的壓力能在一段時間保持負壓與正壓同時存在,使得樣品3緊貼於花紋轉印版2上,故能完整性的轉移而不失真。加工時使用設備簡單,且製作快速可大量生產,故為一身具價值的發明。
以上所述僅為本新型之各種實施例,並非用以限定本新型之權利範圍;同時以上的描述,對於相關技術領域之專門人士應可明瞭及實施,因此其他未脫離本新型所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾,均應包含在申請專利範圍中。
A‧‧‧熱壓轉印設備
1‧‧‧上模具
11‧‧‧頂部
12‧‧‧牆
13‧‧‧第一水凖
14‧‧‧容置空間
16‧‧‧第一通孔
2‧‧‧花紋轉印版
21‧‧‧花紋
3‧‧‧樣品
4‧‧‧不透氣彈性膠膜
5‧‧‧基座
51‧‧‧第三水凖
52‧‧‧第四水凖
53‧‧‧第二通孔
7‧‧‧加熱器
Claims (10)
- 一種熱壓轉印設備,包含上模具,花紋轉印版及基座,所述上模具包含第一水凖,第二水凖及多數個貫穿所述第一水凖與所述第二水凖的第一通孔,且所述上模具為一罩體,罩體四邊具有往所述第二水凖延伸的牆,以環繞所述第二水凖,所述花紋轉印版包含上水凖與下表面,且所述花紋轉印版中的所述上水凖與所述上模具中的所述第二水凖連接並於所述下表面具有一花紋圖案,所述基座包含第三水凖及第四水凖,其特徵在於:於所述基座中,進一步配置多個貫穿所述基座的第三水凖及第四水凖的第二通孔;以及不透氣彈性膠膜,是配置在所述基座的第三水凖上;其中,當所述上模具與所述不透氣彈性膠膜及所述基座完成結合後,使得所述上模具與所述不透氣彈性膠膜之間形成腔室,藉由所述不透氣彈性膠膜作為隔離層,使得腔室內的壓力能在一段時間保持負壓與正壓同時存在,使得樣品緊貼於所述花紋圖案上。
- 如請求項1所述的熱壓轉印設備,其中所述花紋轉印版為多孔的材料所構成。
- 如請求項1所述的熱壓轉印設備,其中所述不透氣彈性膠膜為一種矽膠材料。
- 如請求項1所述的熱壓轉印設備,其中更包含夾設在該樣品與該花紋轉印版之間的加熱器,該加熱器不與該樣品與該花紋轉印版接觸。
- 如請求項1所述的熱壓轉印設備,其中在熱壓印製程中,熱壓轉印設備包含一密閉的腔室,該腔室由該不透氣彈性膠膜與該上模具所包圍。
- 如請求項1所述的熱壓轉印設備,其中該通孔具有開啟、密封及導入三種狀態。
- 如請求項1所述的熱壓轉印設備,其中加熱器係選自汞燈、紫外光燈、紅外光燈、LED燈,電熱絲或是灼熱的金屬或是其構成的組合。
- 如請求項1所述的熱壓轉印設備,其中該樣品材料係選自熱塑性聚胺酯、人造皮革或是其所構成之組合。
- 如請求項1所述的熱壓轉印設備,其中更包含一泵浦設備,該泵浦設備連接該通孔;該泵浦設備係選自氣壓式泵浦、液壓式泵浦,或是兩者所構成之組合。
- 如請求項5所述的熱壓轉印設備,其中該不透氣彈性膠膜會隨著該密閉的腔室的壓力變化而改變,並且該改變後的形狀與該花紋紋理圖樣相同。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW106203879U TWM549707U (zh) | 2017-03-20 | 2017-03-20 | 熱壓轉印設備 |
Applications Claiming Priority (1)
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TW106203879U TWM549707U (zh) | 2017-03-20 | 2017-03-20 | 熱壓轉印設備 |
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TWM549707U true TWM549707U (zh) | 2017-10-01 |
Family
ID=61012675
Family Applications (1)
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TW106203879U TWM549707U (zh) | 2017-03-20 | 2017-03-20 | 熱壓轉印設備 |
Country Status (1)
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TW (1) | TWM549707U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110983701A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-10 | 陈泳佑 | 一种无纺布成型设备及其成型无纺布的方法 |
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2017
- 2017-03-20 TW TW106203879U patent/TWM549707U/zh not_active IP Right Cessation
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CN110983701A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-10 | 陈泳佑 | 一种无纺布成型设备及其成型无纺布的方法 |
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