CN101758724A - 在塑料制品上制作镭射雕刻图形的方法及其制品 - Google Patents

Abstract

一种在塑料制品上制作镭射雕刻图形的方法及其制品，是利用模内转印技术将一转印薄膜置入射出成形模穴之中，然后注入塑料成形，使该转印薄膜的印刷图层与射出成形物品结合，然后再以紫外线照射，使该转印薄膜的保护层硬化之后，再以镭射雕刻机的光束穿透该转印薄膜的印刷层而于射出成形物品材料上制作一镭射雕刻图形。本发明以镭射雕刻技术于模内成形成品上制作图案，可突破IMD技术需花费高昂成本来形成不同图案的缺点，同时兼具增加整体美观性与降低开发成本与生产便利性。

Description

在塑料制品上制作镭射雕刻图形的方法及其制品

技术领域：

本发明涉及一种以镭射雕刻及模内转印技术在塑料制品上制作镭射雕刻图形的方法及其制品，特别是指一种先以模内转印技术在塑料射出成品上制作一印刷层，然后再以镭射雕刻方式穿透印刷层制作图案的以镭射雕刻及模内转印技术在塑料制品上制作镭射雕刻图形的方法及其制品。

背景技术：

IMD(In-MoldDecoration)模内转印技术为近来广为射出加工业者所争相研究的制程。国外各大厂也纷纷成立独立的部门进行推广。

IMD主要制程，为先将欲转印至塑料射出成品上的图案印刷在一透明薄膜上(薄膜的材料可为PE、PET、PC等)，然后将该薄膜置于塑料成形模具间，然后再将塑料注入模穴中，进行塑料射出成形加工，利用成形塑料的温度便可使得薄膜上的图案转印于射出成形的成品的表面上。

请参阅图2所示，该透明薄膜1为采用PET、PE、PC等透明塑料薄膜材料制成，其在塑料射出程序完成后，可由塑料射出成品的表面剥离。在透明薄膜1的底面为保护层2；该保护层2为以透明的UV硬化金油材料所构成，其涂附于该透明薄膜1时呈软性固化状态，而当转印完成后，可以藉由以紫外线照射方式，使其形成一个被覆在该印刷层3表面的硬化透明薄膜，藉以保护印刷层3。

该印刷层3为以凹版印刷或丝网印刷等方式将油墨、金属涂料、及其它涂装材料涂附于该保护层2的背面的方式所构成。该印刷层3在射出成形完成后，系构成塑料射出成品表面的表面涂装以及装饰图案。在印刷层3的底面为接着剂层4，该接着剂层4的作用为可以使得该印刷层3与塑料射出成品的表面黏着在一起。

模内转印技术是一种相当新的自动化生产工艺，与其它工艺相比IMD能减化生产步骤和减少拆解组成构件，因此能快速生产、节省时间和成本，同时还具有提高质量，增加图像的复杂性和提高产品耐久性的优点应用在产品外观上。而且其相较于传统的烤漆、印刷等塑料射出产品的涂装方式，更可以在塑料成品表面上制作出金属纹路、珍珠光泽、仿皮革纹路等特殊材质，而大幅增进产品的质感。

然而现有的IMD技术主要的缺点之一，是在将图案印刷于转印薄膜的过程中，必须使用复杂且专用的治具，而且印刷图形必须考虑到转印薄膜在置入射出模具内部以后会产生伸张变形，因此必须精密计算其变形量，而改变图形的尺寸，因此造成转印薄膜印刷图形的技术复杂性高，并且使成本昂贵。

由于以上原因，使得现有的IMD技术在应用上存在有成本昂贵的缺点，而且在制作复杂的图形时存有一定的难度。

除了IMD技术外，尚有多种用以在塑料射出成形产品上制作图案的技术，其中镭射雕刻技术也是一种应用相当广泛的技术。如图3所示现有的镭射雕刻技术，是利用一镭射雕刻机的镭射头5在一塑料射出成形物品6表面的涂装层7之上制作镭射雕刻图形；或者是以激光束直接在塑料射出成形物品6的表面进行图形雕刻。

镭射雕刻技术由于采用数值控制方式操作，使用者可将图形转化为数据数据后，以镭射雕刻机将所要加工的图形制作于塑料射出产品上，因此其能够轻易地制作出高复杂度的图形，且其制作出来的图形尚可有立体感的变化，因此，可增加塑料射出产品外观的质感及美观性。

然而现有的镭射雕刻技术主要的缺点在于镭射雕刻机的激光束在对塑料射出产品的表面，或者是表层的涂装层上进行图案雕刻时会产生局部高热，并使得局部的材料产生汽化，因此相当容易使得塑料射出成形物品6或者是涂装层7的表面产生气泡的缺陷，而且使得射出成形物品6的表面经过镭射雕刻后，也相当容易因为应力集中因素而容易断裂或产生裂纹。

由于以上因素使得现有的IMD及镭射雕刻应用在塑料射出成形产品表面处理仍有改善的空间。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种兼具有IMD模内转印涂装，以及镭射雕刻技术的优点，而能够在塑料射出成品表面制作出镭射雕刻图形的以镭射雕刻及模内转印技术在塑料制品上制作镭射雕刻图形的方法及其制品。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种在塑料制品上制作镭射雕刻图形的方法，该方法包括下列步骤：

A、制作转印薄膜：首先制作一转印薄膜，该转印薄膜具有一透明薄膜，且于该透明薄膜背面涂附一层UV硬化透明金油，而形成一保护层，且于该保护层下方涂附一层印刷层；

B、进行模内转印成形：将该转印薄膜置入一射出成形模具的模穴中，并将塑料注入该模具的模穴中，而形成一塑料射出成形物品，且使该转印薄膜贴附于该塑料射出成形物品的表面：

C、紫外线硬化：以紫外线照射前述贴附有保护层的塑料射出成形物品的表面，使该保护层硬化；

D、制作镭射雕刻图形：以镭射雕刻机产生的激光束于该塑料射出成形物品表面上制作一镭射雕刻图形。

上述镭射雕刻机产生的激光束穿透该保护层与印刷层，而聚焦于该塑料射出成形物品之内，而使得该镭射雕刻图案成形于该塑料射出成形物品表面上。

利用上述方法而制成的制品，该制品包括一塑料射出成形物品，其表面以模内转印方式涂装有一层印刷层，该印刷层表面形成有一保护层；其特点是：所述塑料射出成形物品表面以镭射雕刻方式制作有一镭射雕刻图形。

如此，藉由本发明方法，可同时结合IMD技术及镭射雕刻技术的特点，利用不同颜色与材质的塑料材料与镭射雕刻图形相互配合，而产生更多种特殊的变化。同时本发明技术又可避免现有的镭射雕刻技术容易使得塑料射出产品表面或表面涂装材料起泡，以及容易造成射出成形物品表面应力集中而容易破裂的问题产生。且本发明以镭射雕刻技术于模内成形成品上制作图案，可突破IMD技术需花费高昂成本来形成不同图案的缺点，同时兼具增加整体美观性与降低开发成本与生产便利性。

本发明为达成上述及其它目的，采用的技术手段兹举具体实施例详细说明如下。

附图说明：

图1是利用本发明的方法于一塑料射出成形物品表面制作镭射雕刻图形的具体实施例的示意图。

图2是现有的IMD模内转印技术使用的转印薄膜的构造示意图。

图3是现有的镭射雕刻技术的原理的示意图。

标号说明：

1、21  透明薄膜              2、22  保护层

3、23  印刷层                4、24  接着剂层

5、30  镭射头                6、10  塑料射出成形物品

7      涂装层                20     转印薄膜

31     激光束                40     镭射雕刻图形

具体实施方式：

如图1所示，为利用本发明的方法在一个塑料射出成形制品上制作镭射雕刻图形的制造方法的示意图。本发明的方法主要是先以IMD模内转印方法在一塑料射出成形物品的表面涂装一层可透光的印刷层，然后再利用镭射雕刻技术于成品表面形成镭射雕刻图形，因此使其能够同时兼具有IMD模内转印及镭射雕刻技术的特性。本发明的方法主要包括下列步骤：

A、制作转印薄膜：

本发明的方法主要是利用IMD模内转印技术将转印薄膜涂装于塑料射出成品之上，因此其第一步骤首先为制造一转印薄膜，如图1所示，本发明使用的转印薄膜20包括有一透明薄膜21，该透明薄膜21为采用PE、PC等透明高分子材料制成，于该透明薄膜21背面涂附一层透明的保护层22，该保护层22由可受紫外光照射硬化的透明金油所构成，当其未受紫外光照射时，呈流质状态，而使得该转印薄膜20呈现柔软可挠的状态，而当其受紫外光照射后，会转变成透明的硬化状态；及一印刷层23，以印刷方式印制于该保护层22的下方，该印刷层23由油墨、颜料或者是其它涂装材料所构成，其可以为可透光透明型态，当其转印于塑料射出成形物品10的表面后便构成其表面的涂装色彩或图案；及一接着剂层24，涂附于该印刷层23的底面，用以使得印刷层23可以附着于一塑料射出成形物品10的表面。

B、模内转印加工：

前述转印薄膜20在射出成形前，是以薄膜输送装置将其预先置入到塑料射出成形模具的模穴之中，再以真空成形方式使得该转印薄膜20紧贴于成形模具的模穴之中，然后进行塑料射出成形的程序。当射出成形程序完成后，该转印薄膜20便可与塑料射出成形物品10结合为一体，而将该转印薄膜20的保护层22，印刷层23及接着剂层24涂装在该塑料射出成形物品10的表面上。

C、UV硬化：

当转印薄膜20涂装在该塑料射出成形物品10的表面上之后，此时塑料成型即已完成转印薄膜20即可撕离塑料射出成形物品10，该保护层22尚处于流质状态，此时可进一步利用紫外线照射方式，使得该保护层22硬化，而形成一个耐磨的硬质保护膜，而能够使该保护层22下方的印刷层23保持稳定状态，并保护该印刷层23而不会遭受破坏以及磨损。

D、镭射雕刻图形制作：

当保护层22经由紫外线照射硬化后，紧接着利用镭射雕刻方式于该塑料射出成形物品10上制作镭射雕刻图形40。

如图1所示，本发明进行镭射雕刻的方式是利用一镭射雕刻机的镭射头30产生的激光束31穿透印刷层23而聚焦于塑料射出成形物品10表面之内，而于塑料射出成形物品10上刻印出图案。

由于前述的保护层22及印刷层23均为透明材质，因此前述的镭射头30产生的激光束31可以穿透，而且由于该激光束31聚焦于该塑料射出成形物品10内，因此该激光束31只会在塑料射出成形物品10产生纹路，而不会影响到保护层22或者是印刷层23的表面材质。

该镭射雕刻机采数值控制方式操作，操作者可将预定要刻画在塑料射出成形物品10上的图形转换成数据数据后，而经由该镭射雕刻机控制该镭射头30的移动路径而将该图案制作于该塑料射出成形物品10上。

本发明藉由以上技术手段，其所产生的优点主要分为下列几点。首先，本发明的方法由于采用数值控制的镭射雕刻机在IMD转印涂装后形成的塑料射出成形物品表面制作出图案，由于镭射雕刻机具有能够刻画出细腻及复杂图案的能力，因此使得利用本发明的方法能够轻易地在IMD转印产品的表面制作出复杂的图案，而能够突破IMD技术不易制作复杂图案，以及能够省去在转印薄膜上印制图案时需要使用复杂治具的麻烦及成本。

再者，本发明的技术同时结合IMD转印技术以及镭射雕刻技术二者的特点。一般而言，镭射雕刻技术所制作的图案是刻画于材料的表面相当浅层的位置，因此镭射雕刻图形也会随着基底材料的颜色、材质的不同或镭射雕刻能量的不同而产生不同的变化。本发明的方法为在利用IMD转印方式制作出来的塑料射出成形物品表面制作镭射雕刻图形，由于IMD技术可以制作出不同特殊材质效果(如：高光泽、珍珠光泽等)，因此使得镭射雕刻图形刻画在塑料射出成形物品表面时可产生特殊的变化。同时由于IMD技术的保护层22使图案能获得良好的保护。

此外，本发明的方法与现有的镭射雕刻技术相较下，其由于激光束可以准确地聚焦在塑料射出成形物品10的表面，因此不会破坏保护层22或者是其下方的印刷层23，所以可以避免现有的镭射雕刻技术容易造成产品表面起泡，以及加工后产品表面因应力集中现象而容易破裂损坏的情形产生。

综上所述，本发明的方法可产生不同于现有的IMD技术以及镭射雕刻技术的特点，而增进在塑料射出成形物品表面制作具有特殊材质及特殊图案的方便性及美观性，因此，其技术的创新具已符合发明的要件。

Claims (3)

1.一种在塑料制品上制作镭射雕刻图形的方法，其特征在于：该方法包括下列步骤：

A、制作转印薄膜：首先制作一转印薄膜，该转印薄膜具有一透明薄膜，且于该透明薄膜背面涂附一层UV硬化透明金油，而形成一保护层，且于该保护层下方涂附一层印刷层；

B、进行模内转印成形：将该转印薄膜置入一射出成形模具的模穴中，并将塑料注入该模具的模穴中，而形成一塑料射出成形物品，且使该转印薄膜贴附于该塑料射出成形物品的表面；

C、紫外线硬化：以紫外线照射前述贴附有保护层的塑料射出成形物品的表面，使该保护层硬化；

D、制作镭射雕刻图形：以镭射雕刻机产生的激光束于该塑料射出成形物品表面上制作一镭射雕刻图形。

2.如权利要求1所述的在塑料制品上制作镭射雕刻图形的方法，其特征在于：所述镭射雕刻机产生的激光束穿透该保护层与印刷层，而聚焦于该塑料射出成形物品之内，而使得该镭射雕刻图案成形于该塑料射出成形物品表面上。

3.利用如权利要求1所述方法制成的制品，该制品包括一塑料射出成形物品，其表面以模内转印方式涂装有一层印刷层，该印刷层表面形成有一保护层；其特征在于：所述塑料射出成形物品表面以镭射雕刻方式制作有一镭射雕刻图形。