TWI409161B - 均壓成型模具及其均壓成型方法 - Google Patents

Description

均壓成型模具及其均壓成型方法

本發明是有關於一種均壓成型模具及其均壓成型方法，特指一種利用控溫液體均勻加壓的導光板成型裝置及方法。

習知的導光板(LGP)熱壓成型方式主要係將待壓印物放置於一壓印模具的模腔內，壓印模具包含一組上第一模板，此上第一模板各具一有壓印光學紋路的壓印面，將壓印物置於上第一模板具有壓印光學紋路的表面之間後閉合此壓印模具，此時上第一模板會形成一個封閉模腔，而壓印物即存在此封閉模腔內，壓印模具閉合後，壓印模具會加熱使壓印物軟化至可塑狀態，再由壓印模具施壓於壓印物，使上第一模板的壓印紋路於壓印物上成型，最後再加以冷卻壓印物，壓印模具打開後取出成型品。

而現有技術中的加壓裝置係以油壓、氣壓或其他驅動器作為輸出壓力的來源，配合曲軸或軸直接連結壓印模具施壓於模板，與傳遞壓力的軸相比，模板為大面積的平面，所以軸所傳遞於模板的壓力可視作點施壓，故不易使模板達到全面的受壓，因此透過模板受壓的壓印物，其受到的壓力亦不均勻 ，所以壓印成品的良率不容易提升，且壓印成品的尺寸僅能成型小尺寸製品，後續另有多軸施壓的加壓裝置出現以及使用矽膠板作緩衝材，其效果僅有些許改善。

且習知的加熱裝置係於上第一模板或是壓印模具上鑽孔設置水路，再通以熱液體或是冷液體加熱或冷卻壓印物；或是熱管以及水路交叉配置，熱管用於加熱壓印物，再另通以冷液體於水路冷卻壓印物，上述的習知加熱方式，皆要先加熱壓印模具本體後，再經由熱傳導將熱能傳至壓印物，此種方式熱能的傳遞容易因為壓印模具的大小、加熱管或是水路埋設的位置以及壓印物的尺寸等原因，而形成傳遞不等速，進而出現壓印物軟化不平均的現象，因此壓印成品的良率不容易提升，故基於上述原因考量，本發明之發明人思索並設計一種均壓成型模具及其均壓成型方法，以期針對現有技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知之問題，本發明之主要目的就是在提供一種均壓成型模具及其均壓成型方法，以期克服現有技術之難點。

為達到上述目的，本發明所採用之技術手段為設計一種均壓成型模具，其包含：一第一模具，其具有一第一主殼，且該第一主殼於一作業面側凹入設有一第一容室，且該第一容室自一開口上橫斷地設有一彈性導熱模，該彈性導熱模將該第一容室分隔為一液壓 槽及一模穴，且其中該液壓槽之壁面上設有連通至第一主殼外之一進液管路及一排液管路，於該液壓槽內設有一控溫盤管，該控溫盤管具有一控溫進液端及一控溫出液端，該控溫進液端及該控溫出液端皆延伸穿出該第一主殼，此外該彈性導熱膜之一外側壁面上進一步設有一第一模板，該第一模板於其一外側表面上設有對應待印之光學紋路的凹凸結構；一第二模具，其對應於該第一模具並可與該第一模具組合成一完整之模具，該第二模具包含一第二主殼，且該第二主殼於其上一作業面側凹入設有一第二容室，該第二容室內設置有一控溫板，且於該控溫板內進一步設有一控溫流道，該控溫流道之兩端分別連接設有一注液管與一出液管，該注液管與該出液管延伸穿出該第二主殼，此外該控溫板之一外側壁面上進一步設有一第二模板，該第二模板相對應於該第一模板，且於該第二模板之一外側表面上設有對應待印之光學紋路的凹凸結構；及至少一真空控制管路，其對應連通於該模穴以於該第一模具與該第二模具接合時對該模穴進行抽真空或破真空之動作。

其中，該控溫板及該第二主殼間進一步設有一第二隔熱層以作為與該第二主殼間之隔熱措施，且其中該第二隔熱層可選擇性對應於該第二主殼內做朝向外側或內側之移動；其中，於該第二隔熱層係透過一固定裝置而於該第二主殼上選擇性限制其移動，做為對應固定之手段；其中，該第一主殼及該第二主殼為金屬所製；其中，於該液壓槽及該第一主殼間進 一步設有一第一隔熱層；其中，該真空控制管路設於該第一模具或該第二模具上；其中，該控溫板為金屬所製。

此外本發明進一步提出一種均壓成型模具之均壓成型方法，其中包含：A.置入待壓印板材步驟，其為將該第二隔熱層對應該第二主殼做位置之調整，進而令該第一模板與該第二模板之間距於該第一模具與該第二模具合模後對應於一待壓印之板材，且將待壓印之板材置入於該模穴內，而後驅動該第一模具及該第二模具相互貼靠使其相互接合，進而固定該待壓印板材；B.合模步驟，其係於該真空控制管路上抽取該模穴內部之空氣使其呈真空狀態，進而讓該第一模具與該第二模具結合固定；C.升溫軟化待壓印板材步驟，其係為首先於該液壓槽中預先盛裝有施壓用液體，且於該控溫盤管中透過該控溫進液端注入高溫液體而後藉該控溫盤管將該液壓槽加熱，且同時自該注液管注入高溫液體至該控溫流道以對該控溫板加溫，並藉液壓槽及該控溫板之高溫令該待壓印之板材之表面軟化；D.升壓步驟，其係為於該液壓槽中透過該進液管路注入施壓用液體，進而提高該液壓槽中之壓力，並進而壓迫該第一模板使其均勻地受施力而壓迫於該待壓印板材，且連動地壓迫至該第二模板，進而得以於該待壓印板材之上壓印對應之光學紋路；E.降溫硬化待壓印板材步驟，其係為於該控溫盤管中透過該控溫出液端排出內部高溫之液體，且透過該控溫進液端注入 低於常溫之液體，以降低該液壓槽之溫度，同時亦透過該出液管排出該控溫流道內之高溫液體，並進一步注入低於常溫之液體，以降低該控溫板之溫度，而後透過冷卻後之該液壓槽及該控溫板來冷卻該待壓印板材，使其因為溫度降低而硬化；F.降壓步驟，其係為於該液壓槽中透過該排液管路排出施壓用液體，進而降低該液壓槽之壓力；及G.開模步驟，其係為透過該真空控制管路朝模穴中注入空氣，進而破除該模穴中之真空狀態，而將該第一模具及該第二模具分離，並取出已轉印完畢之待壓印板材。

其中，該液壓槽內之施壓用液體為油；且其中注入該控溫盤管及該控溫流道中之液體為水、油或其混成物。

而本發明之均壓成型模具及其均壓成型方法於設計上透過使用加熱之液體作為熱源，並透過厚度較薄之導熱膜片作為介質，故可達到均勻傳熱，使待壓印物之表面均勻地受熱軟化，且因使用高壓之液體作為施壓源，受液體均勻方向性之力量壓迫，可使待壓印物上各點均勻受壓，不會有受力不均勻而影響印製良率之擾，且因為使用高壓液體作為施壓源，受液體分子等力分布的影響，其中待壓印物之尺寸不受限制，有助提高生產作業之效率。

(10)‧‧‧第一模具

(11)‧‧‧第一主殼

(12)‧‧‧彈性導熱模

(13)‧‧‧液壓槽

(131)‧‧‧進液管路

(132)‧‧‧排液管路

(14)‧‧‧模穴

(15)‧‧‧第一隔熱層

(16)‧‧‧控溫盤管

(161)‧‧‧控溫進液端

(162)‧‧‧控溫出液端

(17)‧‧‧第一模板

(20)‧‧‧第二模具

(21)‧‧‧第二主殼

(22)‧‧‧控溫板

(221)‧‧‧控溫流道

(222)‧‧‧注液管

(223)‧‧‧出液管

(23)‧‧‧第二隔熱層

(24)‧‧‧固定裝置

(25)‧‧‧第二模板

(30)‧‧‧真空控制管路

(90)‧‧‧待壓印板材

第一圖 為本發明之均壓成型模具之側視剖面分解圖。

第二圖 為本發明之均壓成型模具之側視剖面圖。

第三圖 為本發明之均壓成型模具之實施例側視剖面分解圖 。

第四圖 為本發明之均壓成型模具之均壓成型方法之步驟流程圖。

為利貴審查員瞭解本發明之發明特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如第一，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係侷限本發明於實際實施上的專利範圍，合先敘明。

請配合參看第一及二圖所示，本發明係為一種均壓成型模具，其於一較佳之實施方式中包含一第一模具(10)、一第二模具(20)及至少一真空控制管路(30)。

前述之第一模具(10)包含一第一主殼(11)，該第一主殼(11)或可為金屬所製，且該第一主殼(11)於其上一作業面側凹入設有一第一容室，且該第一容室自一開口上橫斷地設有一彈性導熱模(12)，該彈性導熱模(12)將該第一容室進一步分隔為一位於該彈性導熱膜(12)內側之液壓槽(13)及一位於該彈性導熱膜(12)外側之模穴(14)，且於該液壓槽(13)及該第一主殼(11)間進一步設有一第一隔熱層(15)以作為與該第一主殼(11)間之隔熱措施，且其中該液壓槽(13)之壁面上設有一連通至第一主殼(11)外之進液管路(131)及一排液管路(132)以供一加壓用液體之流入及排出，且於該液壓槽(13) 內部進一步設有一控溫盤管(16)，其為一盤踞之管路，且該控溫盤管(16)具有一控溫進液端(161)及一控溫出液端(162)，該控溫進液端(161)及該控溫出液端(162)皆延伸穿出該第一主殼(11)，以供一控溫用液體之流入及排出，此外，該彈性導熱膜(12)之一外側壁面上進一步設有一第一模板(17)，該第一模板(17)於其一外側表面上設有對應待印之光學紋路的凹凸結構。

前述之第二模具(20)，其對應於該第一模具(10)並可與該第一模具(10)配合組合成一完整之模具，該第二模具(20)包含一第二主殼(21)，該第二主殼(21)或可為金屬所製，且該第二主殼(21)於其上一作業面側凹入設有一第二容室，且該第二容室內設置有一高導熱之控溫板(22)，該控溫板(22)或可為金屬所製，且於該控溫板(22)內進一步設有一控溫流道(221)，且該控溫流道(221)之兩端分別連接設有一注液管(222)與一出液管(223)，該注液管(222)與出液管(223)延伸穿出該第二主殼(21)，進而可供注入液體及排出液體，而透過此方式控制該控溫板(22)之溫度，且於該控溫板(22)及該第二主殼(21)間進一步設有一第二隔熱層(23)以作為與該第二主殼(21)間之隔熱措施，且請配合參看第三圖所示，其中該第二隔熱層(23)可選擇性對應於該第二主殼(21)內做朝向外側或內側之移動，並且可透過一固定裝置(24)選擇性限制其移動以做固定，此外，該控溫板(22)之一外側壁面上進一步設有一第二模板(25)，該第二模板(25)相對應於該第一 模板(17)，且於該第二模板(25)之一外側表面上設有對應待印之光學紋路的凹凸結構，且該第二模板(25)可透過該第二隔熱層(23)之移動而調整與該第一模板(17)間之距離，進而可於生產作業中選擇性對應壓印不同厚度之一板材(90)。

前述之真空控制管路(30)對應設於該第一模具(10)上，且連通於該模穴(14)，但亦可能於其他變形實施態樣中為設於該第二模具(20)之上並連通於該模穴，而透過對該真空控制管路(30)進行抽/吸氣可進行抽真空/破真空之作業，以選擇性將該第一模具(10)及該第二模具(20)做對應之固定或分離。

請進一步配合參看第四圖所示，本發明之均壓成型模具之均壓成型方法可包含有下述之步驟：A.置入待壓印板材步驟；B.合模步驟；C.升溫軟化待壓印板材步驟；D.升壓步驟；E.降溫硬化待壓印板材步驟；F.降壓步驟；G.開模步驟。

前述之A.置入待壓印板材步驟係為將該第二隔熱層(23)對應該第二主殼(21)做位置之調整，進而令該第一模板(17)與該第二模板(25)之間距於該第一模具(10)與該第二模具(20)合模後對應於一待壓印之板材(90)，且將待壓印之板材(90)置入於該模穴(14)內，而後驅動該第一模具(10)及該第二模具 (20)相互貼靠使其相互接合，進而固定該待壓印板材(90)。

前述之B.合模步驟係為利用一抽真空裝置於該真空控制管路(30)上抽取該模穴(14)內部之空氣使其呈真空狀態，進而讓該第一模具(10)與該第二模具(20)透過真空吸引力達到結合固定。

前述之C.升溫軟化待壓印板材步驟係為首先於該液壓槽(13)中預先盛裝有施壓用液體(例如：油)，且於該控溫盤管(16)中透過該控溫進液端(161)注入高溫液體(例如：水、油或其混成物)而後藉該控溫盤管(16)將該液壓槽(13)加熱，且同時自該注液管(222)注入高溫液體(例如：水、油或其混成物)至該控溫流道(221)以對該控溫板(22)加溫，並藉液壓槽(13)及該控溫板(22)之高溫令該待壓印之板材(90)之表面逐漸軟化。

前述之D.升壓步驟係為於該液壓槽(13)中透過該進液管路(131)注入施壓用液體，進而提高該液壓槽(13)中之壓力，並進而壓迫該第一模板(17)使其均勻地受施力而壓迫於該待壓印板材(90)，且連動地壓迫至該第二模板(25)，並進而得以於該待壓印板材(90)之兩側表面上轉印對應之光學紋路。

前述之E.降溫硬化待壓印板材步驟係為於該控溫盤管(16)中透過該控溫出液端(162)排出內部高溫之液體，且同時透過該控溫進液端(161)注入低於常溫之液體，而後藉該控溫盤管(16)降低該液壓槽(13)之溫度，與此同時亦透過該出液管 (223)排出該控溫流道(221)內之高溫液體，並進一步透過該注液管(222)注入低於常溫之液體，以降低該控溫板(22)之溫度，而後透過冷卻後之液壓槽(13)及該控溫板(22)來冷卻該待壓印板材(90)之表面，使其因為溫度降低而逐漸硬化。

前述之F.降壓步驟係為於該液壓槽(13)中透過該排液管路(132)排出施壓用液體，進而降低該液壓槽(13)之壓力。

前述之G.開模步驟係為透過該真空控制管路(30)朝模穴(14)中注入空氣，進而破除該模穴(14)中之真空狀態，而後將該第一模具(10)及該第二模具(20)分離，並取出已轉印完畢之待壓印板材(90)。

而本發明之均壓成型模具及其均壓成型方法於實施上，主要係使用熱液體作為熱源，並透過彈性導熱膜(12)作為介質，故可達到均勻傳熱，使待壓印物(90)之表面均勻地受熱軟化，且因使用高壓之液體作為施壓源，受液體均勻方向性之力量壓迫，可使待壓印物上各點均勻受壓，不會有受力不均勻而影響印製良率之擾，且因為使用高壓液體作為施壓源，故待壓印物(90)之尺寸不受限制，可有效提高生產作業之效率，其增益性可見一斑。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之 專利範圍內。

綜觀上述，可見本發明在突破先前之技術第一，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，其所具之進步性、實用性，顯已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請，懇請貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

(10)‧‧‧第一模具

(11)‧‧‧第一主殼

(12)‧‧‧彈性導熱模

(13)‧‧‧液壓槽

(131)‧‧‧進液管路

(132)‧‧‧排液管路

(14)‧‧‧模穴

(15)‧‧‧第一隔熱層

(16)‧‧‧控溫盤管

(161)‧‧‧控溫進液端

(162)‧‧‧控溫出液端

(17)‧‧‧第一模板

(20)‧‧‧第二模具

(21)‧‧‧第二主殼

(22)‧‧‧控溫板

(221)‧‧‧控溫流道

(222)‧‧‧注液管

(223)‧‧‧出液管

(23)‧‧‧第二隔熱層

(24)‧‧‧固定裝置

(25)‧‧‧第二模板

(30)‧‧‧真空控制管路

(90)‧‧‧待壓印板材

Claims (9)

1. 一種均壓成型模具，其包含：一第一模具，其具有一第一主殼，且該第一主殼於一作業面側凹入設有一第一容室，且該第一容室自一開口上橫斷地設有一彈性導熱模，該彈性導熱模將該第一容室分隔為一液壓槽及一模穴，且其中該液壓槽之壁面上設有連通至第一主殼外之一進液管路及一排液管路，於該液壓槽內設有一控溫盤管，該控溫盤管具有一控溫進液端及一控溫出液端，該控溫進液端及該控溫出液端皆延伸穿出該第一主殼，此外該彈性導熱膜之一外側壁面上進一步設有一第一模板，該第一模板於其一外側表面上設有對應待印之光學紋路的凹凸結構；一第二模具，其對應於該第一模具並可與該第一模具組合成一完整之模具，該第二模具包含一第二主殼，且該第二主殼於其上一作業面側凹入設有一第二容室，該第二容室內設置有一控溫板，且於該控溫板內進一步設有一控溫流道，該控溫流道之兩端分別連接設有一注液管與一出液管，該注液管與該出液管延伸穿出該第二主殼，此外該控溫板之一外側壁面上進一步設有一第二模板，該第二模板相對應於該第一模板，且於該第二模板之一外側表面上設有對應待印之光學紋路的凹凸結構；及至少一真空控制管路，其對應連通於該模穴以於該第一模具與該第二模具接合時對該模穴進行抽真空或破真空之動作； 其中該控溫板及該第二主殼間進一步設有一第二隔熱層以作為與該第二主殼間之隔熱措施，且其中該第二隔熱層可選擇性對應於該第二主殼內做朝向外側或內側之移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之均壓成型模具，其中於該第二隔熱層係透過一固定裝置而於該第二主殼上選擇性限制其移動，做為對應固定之手段。
3. 如申請專利範圍第1項所述之均壓成型模具，其中該第一主殼及該第二主殼為金屬所製。
4. 如申請專利範圍第1項所述之均壓成型模具，其中於該液壓槽及該第一主殼間進一步設有一第一隔熱層。
5. 如申請專利範圍第1項所述之均壓成型模具，其中該真空控制管路設於該第一模具或該第二模具上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之均壓成型模具，其中該控溫板為金屬所製。
7. 一種如申請專利範圍第1項之均壓成型模具之均壓成型方法，其中包含：A.置入待壓印板材步驟，其為將該第二隔熱層對應該第二主殼做位置之調整，進而令該第一模板與該第二模板之間距於該第一模具與該第二模具合模後對應於一待壓印之板材，且將待壓印之板材置入於該模穴內，而後驅動該第一模具及該第二模具相互貼靠使其相互接合，進而固定該待壓印板材；B.合模步驟，其係於該真空控制管路上抽取該模穴內部之空氣使其呈真空狀態，進而讓該第一模具與該第二模具結合固定； C.升溫軟化待壓印板材步驟，其係為首先於該液壓槽中預先盛裝有施壓用液體，且於該控溫盤管中透過該控溫進液端注入高溫液體而後藉該控溫盤管將該液壓槽加熱，且同時自該注液管注入高溫液體至該控溫流道以對該控溫板加溫，並藉液壓槽及該控溫板之高溫令該待壓印之板材之表面軟化；D.升壓步驟，其係為於該液壓槽中透過該進液管路注入施壓用液體，進而提高該液壓槽中之壓力，並進而壓迫該第一模板使其均勻地受施力而壓迫於該待壓印板材，且連動地壓迫至該第二模板，進而得以於該待壓印板材之上壓印對應之光學紋路；E.降溫硬化待壓印板材步驟，其係為於該控溫盤管中透過該控溫出液端排出內部高溫之液體，且透過該控溫進液端注入低於常溫之液體，以降低該液壓槽之溫度，同時亦透過該出液管排出該控溫流道內之高溫液體，並進一步注入低於常溫之液體，以降低該控溫板之溫度，而後透過冷卻後之該液壓槽及該控溫板來冷卻該待壓印板材，使其因為溫度降低而硬化；F.降壓步驟，其係為於該液壓槽中透過該排液管路排出施壓用液體，進而降低該液壓槽之壓力；及G.開模步驟，其係為透過該真空控制管路朝模穴中注入空氣，進而破除該模穴中之真空狀態，而將該第一模具及該第二模具分離，並取出已轉印完畢之待壓印板材。
8. 如申請專利範圍第7項所述之均壓成型模具之均壓成型方法，其中該液壓槽內之施壓用液體為油。
9. 如申請專利範圍第7項所述之均壓成型模具之均壓成型方法，其中注入該控溫盤管及該控溫流道中之液體為水、油或其混成物。