專利名稱：具表面裝飾的成品、其成型機及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種表面裝飾技術，特別是指一種在已制造完成的工 件上實施表面裝飾技術而制成的具表面裝飾的成品、其成型機及其制 造方法，其中該工件可為塑料件或金屬件。
背景技術：
公知具表面裝飾的成品的制造方法，運用一種模內裝飾(InMold Decoration, IMD)技術將一裝飾圖像設置于一以射出成型方式制成的工 件上，其可以印刷的方式，先將該裝飾圖像印制于一膜片本體上，以 形成一具有裝飾圖像的薄膜，再以射出成型的方式將該薄膜結合于該
工件上，以完成一具有表面裝飾的成品。
模內裝飾技術的優點是可成型出具多色且有紋理的立體結構對 象，使得該工件的外觀呈現出其它材料的感覺，如金屬、木材或皮革 等，而且產品外觀耐磨且耐刮。 ，.
但是，公知的具表面裝飾的成品制造方法具有下列的問題
1、 薄膜必須先成型為所需的立體外形，再經過沖切刀模沖切，最 后再置入于射出模具中進行塑料料的射出程序，使得該薄膜結合于射 出成型的工件，其成型過程較為繁雜、制造良率較低且制造成本較高。
2、 無法應用于非射出成型制成的金屬工件(如鋁、鎂等金屬材料 件)上。
3、 由于薄膜在彎曲處及轉角處容易產生龜裂或皺折，且成型深度 受限于其材料特性，而容易造成不良的裝飾圖像，因此，應用于模內 裝飾技術的工件在外形的設計上必須設有許多條件，使得工件的造型 受到極大的限制。
由以上原因，本發明人有感上述問題的可改善，乃潛心研究并配 合學理的運用，而提出一種設計合理且有效改善上述問題的本發明。
發明內容
本發明的主要目的，在于提供一種具表面裝飾的成品、其成型機 及其制造方法，可借該成型機及制造方法在一已制造完成的工件表面 上實施表面裝飾，而形成一具表面裝飾的成品，借此降低制造成本， 并提高制造良率。為了達到上述的目的，本發明提供一種具表面裝飾的成品成型機， 包括 一機體； 一上模座，設置于該機體； 一可與該上模座對合的下 模座，可上下移動的設置于該機體，該下模座包含一可動部及一固定 部，該可動部可上、下移動的設置于該下模座，該固定部穿設于該可 動部且設有一夾具； 一紅外線加熱裝置，可移動至該上模座與下模座 之間的設置于該機體內部； 一真空抽氣裝置，設置于該機體且連接于 該下模座；以及一低壓熱氣供應裝置，設置于該機體且連接于該上模 座，用以提供低壓熱氣。
本發明另提供一種具表面裝飾的成品制造方法，包括以下步驟
將一工件置于一下模座的夾具上；
將一薄膜定位在該下模座的可動部上，使該薄膜位在該工件上方, 其中該薄膜包含膜片本體及設于該膜片本體底面的裝飾圖像； 驅動一紅外線加熱裝置加熱該薄膜，以使該薄膜軟化； 驅動該下模座的可動部而帶動該薄膜往下移動，同時利用與該下 模座連接的真空抽氣裝置抽取該薄膜下方空氣而形成一負壓，借由該 薄膜本身的重力與該負壓的作用，使往下移動的該薄膜包覆于該工件
的表面；
驅動該下模座往上與一上模座對合，以使該薄膜與工件容置于由 該上、下模座對合形成的封閉空間內；以及
利用與該上模座連接的低壓熱氣供應裝置提供低壓熱氣于該薄膜 上方，借由該低壓熱氣對該薄膜的膜片本體頂面施以一正壓，而使該 薄膜完全緊密包覆于該工件的表面，同時利用該低壓熱氣對該薄膜的 膜片本體加熱，從而使該薄膜的裝飾圖像轉印至該工件的表面。
本發明另提供一種具表面裝飾的成品，包括 一工件；以及一裝 飾圖像，包含 一黏合層，該黏合層設置在該工件表面上； 一油墨層， 該油墨層設置在該黏合層上； 一硬化層，該硬化層設置在該油墨層上； 及一離型層，該離型層設置在該硬化層上。
本發明具有以下有益效果本發明的成型機具有真空成型及氣體 成型的功能，借由交互使用此兩種成型方式，使得薄膜在立體結構轉 折處的成型精密度提高，而得以形成良好的裝飾圖像。
再者，本發明無需先將薄膜成型為所需的立體外形，且省去沖切、
射出等加工程序，不但簡化制造過程，并降低制造成本，同時提升制 造良率。
另，本發明可應用于塑料材料或金屬材料制成的工件，而未有工 件材質及工件外形的限制。
為了能更進一步了解本發明為達成既定目的所采取的技術、方法 及功效，請參閱以下有關本發明的詳細說明、附圖，相信本發明的目的、特征與特點，當可由此得一深入且具體的了解，然而所附附圖與 附件僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。
圖1為本發明具表面裝飾的成品成型機的前視圖。
圖2為本發明具表面裝飾的成品成型機的俯視圖。 圖3為本發明具表面裝飾的成品成型機的側視圖。 圖4為本發明具表面裝飾的成品成型機的局部動作示意圖(一)。 圖5為本發明具表面裝飾的成品成型機的局部動作示意圖(二)。 圖6為本發明具表面裝飾的成品成型機的局部動作示意圖(三)。 圖7為本發明具表面裝飾的成品成型機的局部動作示意圖(四)。 圖8為本發明具表面裝飾的成品成型機的局部動作示意圖(五)。 圖9為本發明具表面裝飾的成品成型機的局部動作示意圖(六)。 圖IO為本發明具表面裝飾的成品的剖視示意圖。附圖標記說明
1 機體
油壓壓力表
132 空氣高壓壓力表
133 空氣壓力表 134真空壓力表
135 上模電流表
136 下模電流表
137 流量調整鈕 14 觸控面板
15光學尺
2 上模座
21 模塊
3 下模座
31推模缸 32 可動部 33固定部
331 夾具 34油壓合模裝置 35 輔助缸
6
區軌板
作模表
操推儀4薄膜固定機構 41 壓板
411 穿孔
5紅外線加熱裝置 51 滑軌
52伺服驅動機構 6真空抽氣裝置 7低壓熱氣供應裝置
71氣體容置部 8油壓供應裝置 A 封閉空間 100 工件 200薄膜
201膜片本體 202 裝飾圖像
2021
2022
2023
2024
300 成品
具體實施例方式
請參閱圖1至圖3所示，本發明提供一種具表面裝飾的成品成型 機，包括 一機體1、 一上模座2、 一下模座3、 一薄膜固定機構4、 一紅外線加熱裝置5、 一真空抽氣裝置6及一低壓熱氣供應裝置7。
機體1的一端向外設置一操作區11，以供一操作員(圖略)操作
該成型機，機體1另于操作區11中設置有往機體1內部延伸的一對推 模軌12。
上模座2與下模座3分別設置在該機體1的上端與下端，其中該 上模座2底部設有一模塊21。而該下模座3兩側滑接于該對推模軌12， 該下模座3遠離該操作區11 一端連接有一推模缸31，可借該推模缸 31以油壓的方式推動該下模座3進行前、后移動，使得該下模座3可 往前移動至該操作區11內。
另外，該下模座3借由一對設置在機體1內部且位于該下模座3 兩側的輔助缸35而得以上、下移動，使下模座3可往上移動而對合于 該上模座2，并借由一連接于該下模座3的油壓合模裝置34提供一巨 大的合模力以避免成型時的上模座2、下模座3分開。
層層層層
合墨型化
黏油離硬該下模座3包含一可上、下移動的可動部32及一固定部33 (請 配合參閱圖4所示)，該可動部32頂面用以承載一具有裝飾圖像202 的薄膜200，該固定部33穿設于該可動部32，該固定部33頂面設有 一可更換的夾具331，用以承載一工件100。該夾具331的造型與該工 件100對應，且可隨著不同的工件100而更換。
該薄膜固定機構4 (如圖1所示)設在該機體1內部，該薄膜固 定機構4包含一壓板41及一連接于該壓板41的驅動裝置(圖未示)。 該壓板41的中央設置有一穿孔411 (請配合參閱圖4所示)以容許該 夾具331往上通過。
該驅動裝置可為氣壓缸或馬達，用以驅動該壓板41在該上模座2 與下模座3之間進行上、下移動，以讓壓板41可往下移動而將該薄膜 200壓緊于該下模座3的可動部32頂面，或者是往上移動而與該下模 座3分離。而輔助缸35驅動下模座3上下移動的同時，也帶動該壓板 41上下移動，使得壓板41得以壓住該薄膜200，且隨著該下模座3移 動至與該上模座2合模的位置。
該紅外線加熱裝置5位在該上模座2及下模座3之間，且滑設在 一滑軌51 (如圖l所示)上，并連接一伺服驅動機構52，可借該伺服 驅動機構52驅動該紅外線加熱裝置5沿著滑軌51進行前、后滑動， 使得該紅外線加熱裝置5可移動的設置于該機體1內部。
真空抽氣裝置6設置于機體1底部遠離該操作區11處，且連接于 該下模座3—側，可將該薄膜200下方的空氣抽取出來，以提供一負 壓，而使該機體1具有真空成型的功能。
低壓熱氣供應裝置7設置于機體1的頂端遠離操作區11的位置且 連接于該上模座2，用以提供壓力低于30bar的低壓熱氣。該低壓熱氣 供應裝置7另連接一氣體容置部71，該氣體容置部71在本實施例中為 一氣體鋼瓶，用以容置氣體，而該氣體鋼瓶可設置于機體1內部，或 是在機體l外部。當然，氣體容置部71也可為一外接于該低壓熱氣供 應裝置7的空氣泵或空壓機。
而在下模座3與上模座2對合而呈合模狀態時，下模座3與上模 座2之間形成一封閉空間A (請配合參閱圖9所示)，低壓熱氣供應裝 置7將該低壓熱氣輸入該封閉空間A內，以提供一正壓于薄膜200頂 面，使得該機體1可具有氣體成型功能。
另外，機體1內部遠離下模座3的一端則設置有一油壓供應裝置 8，用以供應油壓壓力予推模缸31、油壓合模裝置34及輔助缸35，以 推動下模座3移動、供應上模座2、下模座3進行對合、及推動下模座 3及壓板41 一起上升至合模位置；借由上述的組成以形成本發明的具 表面裝飾的成品成型機。另外，本發明的成型機可進一步設置有一儀表板13、 一觸控面板
14及一光學尺15(如圖3所示)，其中該儀表板13設置于機體1的一側 壁上，儀表板13設置有油壓壓力表131、空氣高壓壓力表132、空氣 壓力表133、真空壓力表134、上模電流表135及下模電流表136，以 顯示各種壓力值及電流值，而得以警示本發明的成型機的工作狀況， 避免因壓力及電流異常產生危險。另外，儀表板13上還設置有一流量 調整鈕137以調整低壓熱氣的流量，保持最佳的成型狀態，并可避免 危險發生。
觸控面板14設置在機體1外側，并固定于機體l的頂端，用以操 作本發明的成型機，以設定各種成型參數，而借由一控制計算機(圖 略)來控制成型機的運作，而所設定的成型參數也得以儲存于控制計 算機中。
光學尺15設置在機體1內部位于下模座3的一側，用以測量下模 座3的行進，可避免上模座2與下模座3對合時，因合模速度過快或 是過度行進而造成損壞，而且光學尺15所測量得到數據，同樣得以儲 存在控制計算機中。
利用上述的成型參數與下模座3行進的紀錄，可使得相同的產品 再度被生產時，僅需更換上相同的夾具331，并重新套用所儲存的紀錄， 即可便利的進行生產，并節省購買機器的成本。
本發明提供一種具表面裝飾的成品制造方法，該制造方法包括以 下步驟(請同時配合參閱圖1至圖3所示)
首先，下模座3被推模缸31推出至操作區11中，而操作員先放 置一工件100于下模座3的固定部33頂端的可更換夾具331上(請配 合參閱圖4所示)，再放置一平面的薄膜200于下模座3的可動部32 頂面上，且使得該薄膜200位在該工件100的上方，其中該薄膜200 具有一膜片本體201及設于該膜片本體201底面的裝飾圖像202 (如圖 4所示)。然后該推模缸31再將下模座3拉回至工作位置，此時薄膜固 定機構4的壓板41借由該驅動裝置的驅動而往下移動，可借該壓板41 穩固地壓持住薄膜200的四周，使得該薄膜200壓持定位在該下模座3 的可動部32頂面(請配合參閱圖5所示)。
之后，紅外線加熱裝置5借由伺服驅動機構52的驅動，而移動至 該下模座3與壓板41上方處(請配合參閱圖6所示)，而得以快速加 熱烘烤該薄膜200，使該薄膜200軟化而產生變形，待加熱完畢后，該 紅外線加熱裝置5即再沿滑軌51移動至其工作前的位置。
驅動該下模座3的可動部32而帶動該薄膜200往下移動(請配合 參閱圖7所示)，同時利用與下模座3連接的真空抽氣裝置6抽取該薄 膜200下方空氣而形成一負壓，以使該薄膜200被往下吸引，借由該
9薄膜200本身的重力與該負壓的作用，使得往下移動的該薄膜200包 覆于該工件100的表面(如圖8所示)。
其中在該真空抽氣裝置6抽取該薄膜200下方空氣時，配合下模 座3的可動部32帶動薄膜200往下移動的時間點，進行由小而大的分 階段抽氣，而使該薄膜200可良好的包覆于該工件100的表面。
接下來，下模座3借由輔助缸35推動而帶動該壓板41 一起往上 移動，而使該壓板41抵接于該上模座2的模塊21，從而令該下模座3 對合于該上模座2 (請配合參閱圖9所示)，該下模座3與上模座2之 間并形成一封閉空間A，該薄膜200與工件100容置于該封閉空間A 內。
之后，利用與該上模座2連接的低壓熱氣供應裝置7提供低壓熱 氣于該薄膜200上方，借由該低壓熱氣對該薄膜200的膜片本體201 頂面施以一正壓(如圖9的箭頭所示)，而使該薄膜200完全緊密包覆 于該工件100的表面，同時利用該低壓熱氣對該薄膜200的膜片本體 201加熱，從而使該薄膜200的裝飾圖像202轉印至該工件IOO的表面。
由于薄膜固定機構4的壓板41壓住薄膜200，而能夠將薄膜200 的邊緣固定住，使得薄膜200的位置固定，避免薄膜200于加熱或成 型時產生翹曲的情形，從而避免圖像偏移，且薄膜200在成型時不會 收縮，得以保持一定的體積。
成型完畢后，下模座3與壓板41共同往下回復至原來的位置(如 圖8所示)。之后，壓板41上升至如其在圖4中的位置，而下模座3 則借由推模缸31而被往前推移至該操作區11中，讓操作員取出結合 在一起的工件100與薄膜200。
之后，利用一紫外光裝置(圖未示)對包覆在該工件100表面的 該薄膜200進行紫外光的照射，待該裝飾圖像202硬化后，最后再由 該工件100的表面撕除該薄膜200的膜片本體201，并經除屑除邊手續 將附在工件IOO上的多余殘料做一清除，以清潔該工件IOO，而成型出 一具表面裝飾的成品。
本發明的具表面裝飾的成品制造方法可應用于塑料工件與金屬工 件的表面裝飾，以下分別就塑料工件與金屬工件各舉出一例說明其加 工成型的條件，但并不以此為限。
1、 塑料工件的加工成型的條件為下模座3溫度在5(TC以下、 上模座2溫度在200 30(TC之間、紅外線加熱溫度為300°C、紅外線 加熱時間為15sec、與工件100的距離為50mm、低壓熱氣壓力在20bar 以下、及低壓熱氣溫度在150 20(TC之間。
2、 金屬工件的加工成型的條件為下模座3溫度在IO(TC以下、 上模座2溫度在200 30(TC之間、紅外線加熱溫度為300°C、紅外線加熱時間為15sec、與工件100的距離為50mm、低壓熱氣壓力在30bar 以下、及低壓熱氣溫度在150 20(TC之間。
請參閱圖IO所示，本發明提供一種具表面裝飾的成品300，包括 一工件100及一裝飾圖像202，該裝飾圖像202包含一黏合層2021、 一油墨層2022、 一硬化層2024及一離型層2023，其中該黏合層2021 設置在該工件100表面上。
該油墨層2022包含有紫外線(UV)聚合物、壓克力樹脂或丙烯酸樹 脂的成分，用以形成外觀所需的圖案或顏色。該油墨層2022以印刷的 方式設置于該黏合層2021上，且針對不同外觀效果的需求，可以采用 不同的印刷方式，如網印、凹版印、平版印…等。而該油墨層2022亦 隨著不同的印刷方式而具有不同的厚度。
該硬化層2024包含有紫外線硬化樹酯的成分，厚度可以為m、 13u m、 18u或20u m以上。該硬化層2024以印刷的方式設置在該油 墨層2022上，印刷的方式可為網印印刷、涂布印刷、凹版印刷…等。 該硬化層2024主要的功能在于提供表面耐化學及耐磨擦保護該油墨層 2022不被破壞。
該離型層2023的材質為硅或矽，厚度為2 3 u m，該離型層2023 設置在該硬化層2024上，其作用在于使得其它的各層可以轉移到工件 100上。
另，在上述的膜片本體201未撕除前，該膜片本體201設置在該 離型層2023上，該離型層2023以印刷的方式結合于該膜片本體201。 該膜片本體201的材質可以是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯 (PC)、聚氯乙烯(PVC)或壓克力(PMMA)等，厚度系在100um以下， 其中尤以材質為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)且厚度在30 50u m之 間為最佳。
綜上所述，本發明的成型機具有真空成型及正壓氣體成型兩種成 型功能，并借由交互使用真空成型與正壓氣體成型功能，而將薄膜200 的裝飾圖像202轉印至工件100表面。
此外，本發明的上模座2與下模座3的行進、合模與開模皆由油 壓方式驅動，使得上模座2與下模座3的動作得以迅速，而且配合光 學尺15的使用，能夠準確并迅速的到達定位，進而節省上模座2與下 模座3動作的時間。而紅外線加熱裝置5是以伺服驅動的方式驅動， 同樣能夠控制紅外線加熱裝置5迅速移動。如此，本發明在結構作動 的時間得以被節省。另外，成型參數與下模座3的行進紀錄，則提供 操作的便利性及節省機器購買的成本。
是以，通過本發明具表面裝飾的成品、其成型機及其制造方法， 具有如下述的特點及功能
111、 本發明的成型機具有真空成型及氣體成型的功能，借由交互使 用此兩種成型方式，使得薄膜在立體結構轉折處的成型精密度提高， 且成型深度較不受限制，而得以避免產生破裂或皺折，因此，可在工 件的彎曲處及轉角處形成良好的裝飾圖像，甚至在具有90度轉角部位 的工件上，仍然可以形成良好的裝飾圖像。
2、 無需先將薄膜成型為所需的立體外形，亦無需開設沖切刀模以 沖切薄膜，且不需要在沖切的后進行塑料射出，避免沖墨的問題產生， 因此可簡化制造過程，并降低制造成本，同時提升制造良率。
3、 本發明可應用于塑料工件及金屬工件(如鋁、鎂等金屬材料件) 上，不會受到工件材質的限制，且在工件的外形設計上亦沒有限制。
但是，以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，非因此即局限本 發明的專利保護范圍，故凡運用本發明說明書及附圖內容所為的等效 技術變化，均同理皆包含于本發明的保護范圍內，特此說明。
權利要求
1、一種具表面裝飾的成品成型機，其特征在于，包括一機體；一上模座，設置于該機體；一可與該上模座對合的下模座，可上下移動的設置于該機體，該下模座包含一可動部及一固定部，該可動部可上、下移動的設置于該下模座，該固定部穿設于該可動部且設有一夾具；一紅外線加熱裝置，可移動至該上模座與下模座之間的設置于該機體內部；一真空抽氣裝置，設置于該機體且連接于該下模座；以及一低壓熱氣供應裝置，設置于該機體且連接于該上模座，用以提供低壓熱氣。
2、 如權利要求l所述的具表面裝飾的成品成型機，其特征在于，該機體一端設有一操作區，該下模座連接有一用以驅動該下模座前、后移動的推模缸，該下模座可借該推模缸移動至該操作區。
3、 如權利要求l所述的具表面裝飾的成品成型機，其特征在于，該下模座往上對合于該上模座，且該下模座與該上模座之間形成一封閉空間，該低壓熱氣供應裝置提供低壓熱氣于該封閉空間。
4、 如權利要求l所述的具表面裝飾的成品成型機，其特征在于，該成品成型機更包括一設置于該機體的薄膜固定機構，該薄膜固定機構包含一可在該上、下模座之間進行上、下移動的壓板。
5、 一種如權利要求1所述的成型機所制造的具表面裝飾的成品的制造方法，其特征在于，包括以下步驟將一工件置于一下模座的夾具上；將一薄膜定位在該下模座的可動部上，使該薄膜位在該工件上方，其中該薄膜包含膜片本體及設于該膜片本體底面的裝飾圖像；驅動一紅外線加熱裝置加熱該薄膜，以使該薄膜軟化；驅動該下模座的可動部而帶動該薄膜往下移動，同時利用與該下模座連接的真空抽氣裝置抽取該薄膜下方空氣而形成一負壓，借由該薄膜本身的重力與該負壓的作用，使往下移動的該薄膜包覆于該工件 的表面；驅動該下模座往上與一上模座對合，以使該薄膜與工件容置于由 該上、下模座對合形成的封閉空間內；利用與該上模座連接的低壓熱氣供應裝置提供低壓熱氣于該薄膜 上方，借由該低壓熱氣對該薄膜的膜片本體頂面施以一正壓，而使該 薄膜完全緊密包覆于該工件的表面，同時利用該低壓熱氣對該薄膜的 膜片本體加熱，從而使該薄膜的裝飾圖像轉印至該工件的表面；以及由該工件的表面撕除該薄膜的膜片本體。
6、 如權利要求5所述的具表面裝飾的成品制造方法，其特征在于， 在將該薄膜定位在該下模座的可動部上的步驟中，驅動一壓板往下移 動，而將該薄膜壓持定位在該下模座的可動部頂面。
7、 如權利要求5所述的具表面裝飾的成品制造方法，其特征在于， 在該真空抽氣裝置抽出該薄膜下方空氣的步驟中，該真空抽氣裝置在 該下模座的可動部帶動該薄膜往下移動的同時，分階段的進行抽氣。
8、 如權利要求5所述的具表面裝飾的成品制造方法，其特征在于， 在由該工件的表面撕除該薄膜的膜片本體的步驟前，更包含將包覆 在該工件表面的該薄膜照射紫外光，使該裝飾圖像硬化。
9、 一種如權利要求1所述的成型機所制成的具表面裝飾的成品， 其特征在于，包括一工件；以及一裝飾圖像，包含一黏合層，該黏合層設置在該工件表面上； 一油墨層，該油墨層設置在該黏合層上； 一硬化層，該硬化層設置在該油墨層上；及 一離型層，該離型層設置在該硬化層上。
10、 如權利要求9所述的具表面裝飾的成品，其特征在于，該油 墨層包含有紫外線聚合物、壓克力樹脂或丙烯酸樹脂的成分，該離型 層為硅或硅材料件，該硬化層包含有紫外線硬化樹酯的成分。
全文摘要
一種具表面裝飾的成品、其成型機及其制造方法，該成型機包括一機體、一上模座、一下模座、一紅外線加熱裝置、一真空抽氣裝置及一低壓熱氣供應裝置，該下模座包含一可動部及一穿設于該可動部的固定部，可動部用以設置一薄膜，固定部設有一夾具，用以承載一工件，紅外線加熱裝置可移動至上模座與下模座之間，并對該薄膜加熱，真空抽氣裝置連接于下模座，以抽取該薄膜下方空氣形成負壓，低壓熱氣供應裝置連接于該上模座，以提供低壓熱氣于薄膜上方而形成正壓；借此，利用該成型機在工件表面實施表面裝飾，可降低制造成本，并提高制造良率。
文檔編號B41M3/12GK101628513SQ200810130
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月17日 優先權日2008年7月17日
發明者唐則顗, 謝瑞發, 邱振杰, 邱智淵, 郭文斌, 陳錦龍, 黃英世 申請人:雷明自動機械股份有限公司