專利名稱：一種紫外光壓印方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種紫外光壓印方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
為了在電子產(chǎn)品殼體上得到精細(xì)的立體的圖案，行業(yè)內(nèi)常采用紫外光壓印的工藝 方法。該工藝是將紫外光固型樹脂點澆于具有一定圖案效果、成型特征的模具的成型腔的 模面上，然后將塑膠片材(如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等塑 膠)覆于模具內(nèi)，用滾輪從片材的一側(cè)滾壓至另一側(cè)，使樹脂填充模具與片材之間的間隙， 通過UV燈照射使樹脂固化成型。因為此類樹脂固化后與所選片材有很好的結(jié)合力，且易于 從金屬模具上脫模，所以最終模具上的圖案效果和特征便通過固化后的樹脂轉(zhuǎn)移到了片材 之上。將其應(yīng)用于塑膠加工工藝可以實現(xiàn)有別于傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷的多種效果，可廣泛應(yīng)用于 電子產(chǎn)品外殼裝飾和結(jié)構(gòu)成型。現(xiàn)有紫外光壓印加工工藝具有以下幾個缺陷生產(chǎn)效率低，每個工序都有一定時 間且各不相同的周期，同時需要大量的輔助人工，自動化程度較低，產(chǎn)能不高；模具使用率 低，要實現(xiàn)每個工序的連續(xù)性作業(yè)，生產(chǎn)線上，每個產(chǎn)品需要占用一套模具及配套治具，雖 然是循環(huán)使用，但整個制作流程周期長，模具使用效率低，若要滿足一定量產(chǎn)能需求，復(fù)制 模具數(shù)量需求較大；存在一定的原材料浪費，傳統(tǒng)的紫外光壓印加工工藝中的由于模具成 型腔的限制，使得片材尺寸與膠水用量要超出圖案本身的成型需求，每片產(chǎn)品都存在浪費。 另外由于現(xiàn)有技術(shù)進行紫外光照固化時，光線需要從片材穿過進行固化，必須采用透光的 塑膠片材。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種新型紫外光壓印工藝及其設(shè)備，提高了紫外光壓印工藝的加工 效率，節(jié)約成本。根據(jù)本發(fā)明，該方法包括以下步驟a提供模具，所述模具為圓筒或圓柱狀，外表面具有凸紋形成的圖案；b提供塑膠片材；c在塑膠片材上涂布紫外光固化聚合物；d模具滾動滾壓塑膠片材，同時提供紫外光照設(shè)備，使得被滾壓過的紫外光固化聚 合物固化。所述紫外光固化聚合物由基質(zhì)樹脂、稀釋劑、光引發(fā)劑和填料劑組成，其厚度為 10-50微米。所述凸紋的高度為10-200微米。所述滾壓的線速度為10-150毫米/秒。所述紫外光的光量度為200-15000mJ/cm2，其與模具與透明片材接觸處的距離為 1-40厘米。
所述模塊包括圓柱或圓筒狀基材和包覆于基材之上的成型層，所述成型層外表面 具有凸紋形成的圖案。上述模具基材的材料為橡膠或鋁合金，成型層的材料為鎳。所述成型層的厚度為0. 05-1毫米。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種紫外光壓印設(shè)備，包括支架，以及水平依次設(shè)置在支架 上的涂膠機、滾筒模具、紫外光固化設(shè)備，以及片材驅(qū)動裝置、滾筒模具驅(qū)動裝置。所述支架 用于安放片材，并使得片材加工時保持水平，所述涂膠機用于給片材表面涂膠，用于固化被 壓印后的片材。所述滾筒模具正下方設(shè)置有副滾筒。所述支架兩端分別設(shè)置有放料裝置和收料裝置。本發(fā)明的模具不具備成型腔，將原本分三個工序(壓注成型、固化與脫模)的紫外 光壓印工藝在生產(chǎn)線(可利用本發(fā)明提供的設(shè)備)上一次完成，提高了效率，同時其原料尺 寸可以根據(jù)產(chǎn)品需要嚴(yán)格控制，而不受傳統(tǒng)模具成型腔大小的限制，改善由于采用傳統(tǒng)平 面模具而產(chǎn)生的原料浪費問題。且從設(shè)有紫外光固化膠的片材正面固化，對片材的透光性 沒有要求，增加了產(chǎn)品的多樣性。


圖1為本發(fā)明實施例模具結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實施例模具滾壓成型示意圖。圖3為本發(fā)明實施例設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述本發(fā)明提供的紫外光壓印的方法，包括如下步驟a提供模具，所述模具為圓筒或圓柱狀，其外表面具有凸紋形成的圖案；b提供塑膠片材；c在塑膠片材上涂布紫外光固化聚合物；d模具滾動滾壓塑膠片材，同時提供紫外光照射，使得被滾壓過的紫外光固化聚合 物固化。如圖1-3所示，所述模具3上的紋路311可通過在機加工、蝕刻、鉆調(diào)、激光雕刻等 方法制得。所述凸紋的高度為10-200微米。因為對模具表面的耐磨度、光潔度要求較高， 對材料的選定有一定限制，整個模具選定同一種材料比較浪費，所以優(yōu)選的，可先提供圓柱 或筒狀基材31，然后將外表面具有凸紋形成的圖案的成型層貼合在筒狀基材之上32作為 模具表面，節(jié)約成本。所述基材可采用較輕的、抗老化且便宜的材料，如鋁合金，橡膠等。制 作模具時，可以先提供具有紋路的平面模板，所述平面模板的尺寸與筒狀基材相適配，即平 面模板的寬度與筒狀基材的高度一致，平面模板的長度與筒狀基材的圓周長一致。然后通 過電鑄工藝復(fù)制模板，即把預(yù)先按所需形狀制成的原模作為陰極，用電鑄材料作為陽極，一 同放入與陽極材料相同的金屬鹽溶液中，通以直流電，在電解作用下，原模表面逐漸沉積出 金屬電鑄層，達(dá)到所需的厚度后從溶液中取出，將電鑄層與原模分離，得到與模板紋路一致的成型層，所述成型層材料可以采用鎳、金、銀、鉬鎳-鈷、鈷-鎢等合金材料，具有較高的光 潔度，優(yōu)選為鎳，所述成型層的厚度為0. 05-1毫米。所述塑膠片材5材料不限，可以為電子產(chǎn)品制造領(lǐng)域常見的聚碳酸酯、聚甲基丙 烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等塑膠材料。操作中優(yōu)選采用卷材。所述紫外光固化聚合物6大都由丙烯酸酯類預(yù)聚物(又稱寡聚體)、活性單體和紫 外線光引發(fā)劑構(gòu)成。常態(tài)下為液態(tài)，被紫外光照射后，光引發(fā)劑(或光敏劑)在紫外線的照 射下吸收紫外光后產(chǎn)生活性自由基或陽離子，引發(fā)單體聚合、交聯(lián)和接支化學(xué)反應(yīng)，使粘合 劑在數(shù)秒鐘內(nèi)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)。所述在塑膠片材上涂布紫外光固化聚合物的方法不限。為了提高效率并使得涂布 均勻，優(yōu)先采用自動化涂膠設(shè)備在塑膠片材上均勻涂膠，可采用輥輪式單面涂膠設(shè)備進行加工。涂膠后用上述模具滾壓涂布有紫外光固化聚合物的塑膠片材，同時在已經(jīng)被滾壓 的一側(cè)提供紫外光照射，使得滾壓后具有紋路的紫外光固化聚合物固化成型。為了保證 固化充分，所述滾壓的線速度為10-150毫米/秒，所述紫外光的光量度為200-15000mJ/ cm2，其與透明片材的距離為1-40厘米，光照角度調(diào)節(jié)為0-90度。例如可采用Fusion UV Systems, Inc (輻深紫外線系統(tǒng)公司)專用產(chǎn)品處理系統(tǒng)。如圖1至圖3所示，本發(fā)明還提供了 一種紫外光壓印的設(shè)備，包括支架1，以及水平 依次設(shè)置在支架上的涂膠機2、滾筒模具3、紫外光固化設(shè)備4，以及片材驅(qū)動裝置、滾筒模 具驅(qū)動裝置(圖中未標(biāo)出)。所述支架用于安放片材5，并使得片材加工時保持水平，所述 涂膠機用于給片材5表面涂紫外光固化聚合物6，所述紫外光固化設(shè)備提供紫外光，固化被 壓印后的片材。所述片材驅(qū)動裝置、滾筒模具驅(qū)動裝置為行業(yè)內(nèi)常見的驅(qū)動裝置，所述紫外 光固化設(shè)備和涂膠機可采用前面提到的相應(yīng)設(shè)備。優(yōu)選的，所述滾筒模具正下方設(shè)置有副滾筒7，當(dāng)模具對片材進行滾壓的時候，副 滾筒可以支撐片材。應(yīng)該想到的，除了筒狀結(jié)構(gòu)，其他柱狀結(jié)構(gòu)也能滿足本發(fā)明的需求。所述支架兩端分別設(shè)置有放料裝置8和收料裝置9，所述放料裝置8和收料裝置9 可為轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)(IOaUOb)，將成卷的片材套在轉(zhuǎn)軸上，所述片材驅(qū)動裝置可通過驅(qū)動放料裝 置8和收料裝置9的轉(zhuǎn)軸帶動片材運動。所述放料裝置和收料裝置的具體結(jié)構(gòu)為機械設(shè)計 領(lǐng)域易知和常用，不再贅述。下面通過實施例來更詳細(xì)地描述本發(fā)明的技術(shù)方案。首先通過數(shù)控加工、鉆雕、激光雕刻等模具加工方式加工紅銅材料平面母模版，所 述母模板大小為420 X 270毫米，其上具有150微米的凹陷紋路，再利用電鑄工藝復(fù)制母模， 電鑄工藝通電為12伏，得到光潔度高且與母模圖紋尺寸一致的鎳板，鎳板厚度為0. 8毫米， 然后將鎳板貼合在圓柱形基材上，所述滾輪直徑為成型鎳板長度除以3. 14，材料為橡膠。用 3M 300LES型號雙面膠將兩者貼合在一起。且在模具下設(shè)置一副滾筒，副滾筒和模具夾住片材，用以支撐片材。提供給筒狀模 具一驅(qū)動裝置驅(qū)動其滾動，滾動線速度為50毫米/秒。再提供一支架，在支架上依次設(shè)置涂膠機，滾筒模具和紫外光固化設(shè)備，所述紫外 光固化設(shè)備的光源，所述紫外光的光量度為8000mJ/cm2，光照角度調(diào)節(jié)為45度。與滾筒模 具的下側(cè)(即模具透明片材接觸處)距離為15厘米。
所述支架兩端分別設(shè)置有放料架8和收料架9。放料架和收料架設(shè)置有轉(zhuǎn)軸10， 放料架轉(zhuǎn)軸放置有成卷的未加工的塑膠片材，收料架轉(zhuǎn)軸上放置已加工的塑膠片材。提供 給轉(zhuǎn)軸一個驅(qū)動裝置驅(qū)動其滾動，滾動線速度為50毫米/秒，轉(zhuǎn)軸滾動帶動片材平行移動， 模具正下方線速度與塑片材材速度大小方向都一致。工作的時候，啟動驅(qū)動裝置，片材在涂膠機、模具、紫外光固化設(shè)備間移動，涂膠機 采用連續(xù)涂膠的方式，通過輥輪涂膠，在片材表面均勻涂布紫外光固化膠水。，然后涂布有 膠水的片材通過模具，模具滾動在片材的膠水上壓出紋路，被壓出紋路的膠水滾出模具時 即被紫外光固化設(shè)備固化。其固化過程如圖2所示。其中，區(qū)域V，表示紫外光固化膠均勻 涂布于塑膠帶材之上，是未固化區(qū)域；區(qū)域III，為固化影響區(qū)A，紫外光透過兩滾輪之間間 隙對該區(qū)域UV膠有較小影響，此區(qū)域紫外光固化膠已開始固化，但由于光強較弱但未完全 固化，處于半固化狀態(tài)；區(qū)域I，指上下滾輪之間極小區(qū)域，此區(qū)域紫外光照度適中，能夠完 成紫外光固化膠的成型、固化和脫模；區(qū)域II，為固化影響區(qū)B，此區(qū)域UV光照較強，被模具 滾壓后的紫外光壓印工藝在此區(qū)域完全固化；區(qū)域IV，為已固化區(qū)。其中模具旋轉(zhuǎn)一周便 是一個產(chǎn)品周期。片材固化后隨著收料架轉(zhuǎn)軸的滾動纏繞在轉(zhuǎn)軸上，通過裁切設(shè)備，將帶有 紫外光壓印工藝紋飾的卷材，根據(jù)復(fù)制模版尺寸裁切成片即可。
權(quán)利要求
一種紫外光壓印方法，其特征在于，包括步驟a提供模具，所述模具為圓筒或圓柱狀，其外表面具有凸紋形成的圖案；b提供塑膠片材；c在塑膠片材上涂布紫外光固化聚合物；d模具滾動滾壓塑膠片材，同時提供紫外光照射，使得滾壓過的紫外光固化聚合物固化。
2.如權(quán)利要求1所述的紫外光壓印方法，其特征在于，所述紫外光固化聚合物由基質(zhì) 樹脂、稀釋劑、光引發(fā)劑和填料劑組成，其厚度為10-50微米。
3.如權(quán)利要求1所述的紫外光壓印方法，其特征在于，所述凸紋的高度為10-200微米。
4.如權(quán)利要求1所述的紫外光壓印方法，其特征在于，所述滾壓的線速度為10-150毫米/秒。
5.如權(quán)利要求1所述的紫外光壓印方法，其特征在于，所述紫外光的光量度為 200-15000mJ/cm2，其與模具與透明片材接觸處的距離為1_40厘米。
6.如權(quán)利要求1所述的紫外光壓印方法，其特征在于，所述模具包括筒狀或圓柱狀基 材和包覆于基材之上的成型層，所述成型層外表面具有凸紋形成的圖案。
7.如權(quán)利要求6所述的紫外光壓印方法，其特征在于，所述模具基材的材料為橡膠或 鋁合金，成型層的材料為鎳。
8.如權(quán)利要求6所述的紫外光壓印方法，其特征在于，所述成型層的厚度為0.05-1毫米。
9.一種紫外光壓印設(shè)備，其特征在于，包括支架，以及水平依次設(shè)置在支架上的涂膠 機、滾筒模具、紫外光固化設(shè)備，以及片材驅(qū)動裝置、滾筒模具驅(qū)動裝置。所述支架用于安放 片材，并使得片材加工時保持水平，所述涂膠機用于給片材表面涂膠，所述紫外光固化設(shè)備 提供紫外光固化被壓印后的片材。
10.如權(quán)利要求9所述的紫外光壓印設(shè)備，其特征在于，所述說書滾筒模具正下方設(shè)置 有副滾筒。
11.如權(quán)利要求9所述的紫外光壓印設(shè)備，其特征在于，所述支架兩端分別設(shè)置有放料 裝置和收料裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紫外光壓印方法，其包括步驟a提供模具，所述模具為圓筒或圓柱狀，其外表面具有凸紋形成的圖案；b提供塑膠片材；c在塑膠片材上涂布紫外光固化聚合物；d模具滾動滾壓塑膠片材，同時提供紫外光照射，使得滾壓過的紫外光固化聚合物固化。本發(fā)明還提供了一種紫外光壓印設(shè)備。本發(fā)明將原本分三個工序(滾壓、固化與脫模)的紫外光壓印工藝在一步完成，提高了效率。
文檔編號G03F7/00GK101900935SQ20091010776
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者何曉佳, 盧金國, 葉勇, 王國英, 羅文海 申請人:比亞迪股份有限公司