專利名稱：熱轉(zhuǎn)印壓制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于熱轉(zhuǎn)印壓制裝置的，特別是有關(guān)于在板狀的熱可塑性樹脂上用壓模進(jìn)行熱轉(zhuǎn)印的熱轉(zhuǎn)印壓制裝置的。
背景技術(shù)：
已知曉液晶顯示面板上使用的熱可塑性樹脂制的導(dǎo)光板通過壓制成形進(jìn)行制造的技術(shù)(如特許文獻(xiàn)1、2)。此處，在特許文獻(xiàn)2中，在面板成形時(shí)為了加熱壓模使用了通過電阻進(jìn)行發(fā)熱的電阻加熱板。另外，在電阻加熱板的背后通過溫度調(diào)節(jié)用媒體配置了冷卻盤。
特開2003-255341號(hào)公報(bào)[特許文獻(xiàn)2]特開2004-74769號(hào)公報(bào)在通過熱轉(zhuǎn)印進(jìn)行面板成形時(shí)，在對(duì)加工對(duì)象物進(jìn)行加熱進(jìn)行壓制成形后，需要對(duì)加工對(duì)象物進(jìn)行冷卻。隨之，在連續(xù)地進(jìn)行壓制成形時(shí)，通過縮短進(jìn)行加熱及冷卻的循環(huán)時(shí)間來提高生產(chǎn)銷率。但是，在特許文獻(xiàn)2中使用電阻加熱板進(jìn)行加熱的情況下，如果不使用大容量的電源則很難在段時(shí)間內(nèi)達(dá)到目標(biāo)溫度。并且，在冷卻時(shí)由于電阻加熱板產(chǎn)生熱抵抗作用，所以也很難快速冷卻。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，控制熱轉(zhuǎn)印壓制裝置中壓模在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到目標(biāo)溫度。
本發(fā)明的其它目的為，加快對(duì)熱轉(zhuǎn)印壓制裝置的加熱及冷卻的溫度升降的速度，縮短加熱、冷卻的循環(huán)。
遵從本發(fā)明的一個(gè)樣態(tài)的熱轉(zhuǎn)印壓制裝置為熱裝印壓制裝置(1)，裝備有進(jìn)行熱轉(zhuǎn)印的壓模(27)、和對(duì)上述壓模進(jìn)行加熱和冷卻的溫度調(diào)節(jié)部分(3)。而且，上述溫度調(diào)節(jié)部分具有可容內(nèi)部流體流動(dòng)的流路(31)。
這樣，在對(duì)壓模進(jìn)行加熱及冷卻時(shí)，可在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到目的溫度。
在合適的實(shí)施形態(tài)下，在上述溫度調(diào)節(jié)部分上也可以加裝薄膜加熱器(25)。
這樣，加熱所需的時(shí)間可以進(jìn)一步縮短。
在合適的實(shí)施形態(tài)下，也可以在上述溫度調(diào)節(jié)部分上保持上述壓模，并在保持壓模的反面?zhèn)冗M(jìn)一步加裝隔熱板(23)。
這樣，溫度調(diào)節(jié)部分可有效地向壓模進(jìn)行熱傳導(dǎo)。
圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形態(tài)下熱轉(zhuǎn)印壓制裝置1的結(jié)構(gòu)的斷面圖。
圖2為從隔熱板到壓模的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
圖3為壓模表面溫度變化示意圖。
圖4為溫度調(diào)節(jié)板的結(jié)構(gòu)圖。
圖5為進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)板的溫度控制的功能結(jié)構(gòu)圖。
圖6為容器結(jié)構(gòu)的模式示意圖。
圖7為從加熱切換到冷卻的步驟流程圖。
圖8為本實(shí)施形態(tài)下的熱轉(zhuǎn)印壓制裝置所進(jìn)行的壓制成形工藝的說明圖。
符號(hào)說明1-熱轉(zhuǎn)印壓制裝置，2-加工對(duì)象物，3-溫度調(diào)節(jié)板，7-真空泵，21-基座，23-隔熱板，25-薄膜加熱器，27-壓模，31-流路，41-高溫流體裝置，43-低溫流體裝置。
具體實(shí)施例方式
下面，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形態(tài)下的熱轉(zhuǎn)印壓制裝置通過圖例進(jìn)行說明。圖1為，本實(shí)施形態(tài)下熱轉(zhuǎn)印壓制裝置1的斷面圖。本圖中，在熱轉(zhuǎn)印壓制裝置1上裝備有，分別裝備有模具20、20的下箱體11和上箱體12，和固定在上箱體12的外側(cè)的桿15，和設(shè)置在下箱體11與上箱體12的接觸部分的O形環(huán)13。桿15通過圖中沒有示出的壓制裝置的氣缸的驅(qū)動(dòng)得以自由升降，并伴隨使上箱體12升降。下箱體11及上箱體12的內(nèi)側(cè)，分別設(shè)置有用于壓制成形的模具20、20。各模具20、20按照從外側(cè)到內(nèi)側(cè)由基座21、21，和隔熱板23、23，和薄膜加熱器25、25，和板狀溫度調(diào)節(jié)容器(以下稱溫度調(diào)節(jié)板)3、3，和將規(guī)定的凸凹型轉(zhuǎn)印到加工對(duì)象物所用的壓模27、27的順序?qū)訅簶?gòu)成。上箱體12(或者下箱體11)上安裝有真空泵7。
加工對(duì)象物2為熱可塑性樹脂制板，如丙烯制或聚碳酸酯制導(dǎo)光板或漫射板用板。壓模27、27分別為可在導(dǎo)光板或漫射板的表面上形成在表面具有凸凹形狀的鎳制或SUS的0.2-0.5mm左右厚的，一般為0.2-0.3mm左右厚度的薄膜。
由具有上述結(jié)構(gòu)的熱轉(zhuǎn)印壓制裝置1所進(jìn)行的壓制成形的概要如下所述。也就是說，上箱體12在下降到與O形環(huán)13接觸時(shí)，由下箱體11、O形環(huán)13及上箱體12形成內(nèi)部密閉的空間(腔)。然后真空泵7將腔內(nèi)部的空氣抽出，則腔內(nèi)部形成減壓狀態(tài)。在這個(gè)狀態(tài)下使用溫度調(diào)節(jié)板3及薄膜加熱器25，將壓模27、27加熱到加工對(duì)象物2的可以熱變形的溫度，將在壓模27、27之間預(yù)先插入的加工對(duì)象物2夾住并加壓、成形。然后，加工對(duì)象物2的表面通過熱變形轉(zhuǎn)印壓模27、27的型，為了固定該轉(zhuǎn)印的型而將加工對(duì)象物2保持夾住的狀態(tài)，使用溫度調(diào)節(jié)板3對(duì)壓模27、27進(jìn)行冷卻。
下面，就本實(shí)施形態(tài)下熱轉(zhuǎn)印裝置1的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。首先，在圖2中表示從隔熱板23到壓模27的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
設(shè)置隔熱23，將基座21與薄膜加熱器25或溫度調(diào)節(jié)板3之間進(jìn)行隔熱，在溫度調(diào)節(jié)板3加熱或冷卻時(shí)，可防止加熱或冷卻的效率低下。
在隔熱板23和溫度調(diào)節(jié)板3之間設(shè)置的薄膜加熱器25為，如通過在絕緣樹脂膜上印刷曲折彎曲的電熱線制成，在溫度調(diào)節(jié)板3對(duì)壓模27進(jìn)行加熱時(shí)進(jìn)行輔助加熱。在此，圖3中示出在溫度調(diào)節(jié)板3上開始流高溫流體后壓模27表面的溫度變化情況。在此圖中，實(shí)線為表示沒有由薄膜加熱器25進(jìn)行輔助加熱(電源斷)時(shí)的溫度變化的曲線。也就是說，這時(shí)的溫度變化曲線為漸進(jìn)于液體溫度的曲線，在壓模27的表面溫度達(dá)到液體溫度之前，需要一定的時(shí)間。對(duì)此，將薄膜加熱器25的電源連通一定的時(shí)間對(duì)溫度調(diào)節(jié)板3進(jìn)行輔助的加熱，則變?yōu)槿缣摼€所示的溫度變化曲線，可以縮短達(dá)到液體溫度所需的時(shí)間。
薄膜加熱器25由于上述電熱線的原因，會(huì)產(chǎn)生若干的凸凹。隨之，為了避免這些凸凹所帶來的影響，薄膜加熱器25最好配置在溫度調(diào)節(jié)板3與隔熱板23之間。薄膜加熱器25并非必須的構(gòu)成要素，也可以省略。進(jìn)而，如果薄膜加熱器25的凸凹對(duì)壓模27的成形壓制沒有實(shí)質(zhì)性的影響，則也可以在溫度調(diào)節(jié)面板3與壓模27之間設(shè)置薄膜加熱器25。
另外，在圖2的例子中，溫度調(diào)節(jié)板3通過粘合劑29層將壓模27穩(wěn)定保持住。壓模27則除了如圖2所示僅以粘合劑29等的起粘合作用所必要的層進(jìn)行結(jié)合的情況以外，還可以以靜電吸附或真空吸附等形式與溫度調(diào)節(jié)板3直接接合。這樣為了在溫度調(diào)節(jié)板3與壓模27之間不通過非接合目的的材料如加熱器等而使兩者直接接合。這種必須的最低限結(jié)構(gòu)可對(duì)使溫度調(diào)節(jié)板3與壓模27之間的熱傳導(dǎo)功率提高有一定的效果。
其次，參照?qǐng)D2及圖4對(duì)溫度調(diào)節(jié)板3的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。溫度調(diào)節(jié)板3為，可在內(nèi)部?jī)?chǔ)存流體的板狀金屬制容器。也就是說，在溫度調(diào)節(jié)板3的內(nèi)部形成有可使流體流動(dòng)的流路31，并備有流入流路31的供給口32和流出流路31的排出口33。流路31如圖4所示在溫度調(diào)節(jié)板3整體上遍布彎曲配置。而且，為了對(duì)溫度調(diào)節(jié)板3進(jìn)行加熱則在流路31內(nèi)流過高溫流體，為了冷卻則在流路31內(nèi)流過低溫流體，如此，溫度調(diào)節(jié)板3的整體基本是同一溫度。這樣，溫度調(diào)節(jié)板3的熱傳導(dǎo)給壓模27，故可以對(duì)壓模27進(jìn)行加熱、冷卻。另外，在從正在加熱的狀態(tài)切換到冷卻，或相反的從正在冷卻的狀態(tài)切換到加熱時(shí)，通過改變流入流路31內(nèi)的流體的溫度來進(jìn)行。關(guān)于這種切換的詳細(xì)情況在后面表述。
另外，在加熱時(shí)所流的高溫流體的溫度為可使加工對(duì)象物2發(fā)生熱變形的溫度。冷卻時(shí)所流的低溫流體的溫度為，可使已變形的加工對(duì)象物2保持該形狀下固化的溫度。如加工對(duì)象物2為板狀的丙烯樹脂時(shí)，可使加熱時(shí)的流體溫度為約140℃、冷卻時(shí)的流體溫度為50℃。這里的高溫流體及低溫流體的溫度應(yīng)為根據(jù)加工條件而相應(yīng)設(shè)置的，與本例無關(guān)而進(jìn)行最適合的設(shè)定。進(jìn)而，這里使用的流體可以是例如ガルデン(注冊(cè)商標(biāo))、水溶液、水狀液體此外也可以是水蒸氣、其他氣體。對(duì)于使用水的情況，如果流體溫度為高溫時(shí)則最好是進(jìn)行了加壓處理。另外，板的熱容量最好比較小。
另外，對(duì)于在溫度調(diào)節(jié)板3內(nèi)設(shè)置的流路31的粗細(xì)、配置形狀圖案、供給口32及排出口33的數(shù)量以及供給口32及排出口33的設(shè)置位置，圖4所示僅為任意一例，并不限于此。例如，供給口32及排出口33也可以具備兩個(gè)以上，流路31不彎曲而以直線狀的多分枝的形式也可以。這樣，流體由供給口32流入并從排出口33流出的時(shí)間縮短，則加熱及冷卻可以迅速進(jìn)行。進(jìn)而，對(duì)于流路31的粗細(xì)，分枝點(diǎn)、配置形狀等，只要符合可使溫度調(diào)節(jié)板3整體得到相同的加熱及冷卻，就怎樣處理都可以。
其次，將溫度調(diào)節(jié)板3、3的進(jìn)行溫度控制的功能結(jié)構(gòu)示于圖5。為了對(duì)溫度調(diào)節(jié)板3、3進(jìn)行溫度控制，熱轉(zhuǎn)印壓制裝置1上裝備有高溫流體循環(huán)裝置41、和低溫流體循環(huán)裝置43、和加熱器控制電源45、控制器47。而且，在高溫流體循環(huán)裝置41及低溫流體循環(huán)裝置43和溫度調(diào)節(jié)板3內(nèi)部的流路31之間，設(shè)置了可使流體進(jìn)行循環(huán)的循環(huán)路61。
控制器47由，如有規(guī)定程序的計(jì)算機(jī)構(gòu)成。這種情況下，以下說明的控制器47的控制功能為通過該計(jì)算機(jī)的運(yùn)行而實(shí)現(xiàn)的功能。
加熱器控制電源45為，通過控制器47的控制，對(duì)薄膜加熱器25的電源進(jìn)行開/關(guān)。
對(duì)于高溫流體循環(huán)裝置41，儲(chǔ)存流體，并裝備有對(duì)流體進(jìn)行加熱的容器41A、和對(duì)流體進(jìn)行加熱的加熱器41B、和將容器內(nèi)的流體送出的泵41C。對(duì)于低溫流體循環(huán)裝置43，儲(chǔ)存流體，并裝備有對(duì)流體進(jìn)行冷卻的容器43A、和對(duì)流體進(jìn)行冷卻的冷卻裝置43B、和將容器內(nèi)的流體送出的泵43C。容器41A、43A分別通過循環(huán)路61與溫度調(diào)節(jié)板3內(nèi)的流路31連通。加熱器41B及冷卻裝置43B分別裝有溫度檢測(cè)裝置(未圖示)，控制器47使用加熱器41B及冷卻裝置43B將容器41A、43A內(nèi)的流體控制在所需溫度。另外，泵41C、43C通過控制器47的控制來驅(qū)動(dòng)或停止。
在此，容器41A和容器43A可以如圖6所示，在各容器41A、43A的上限水位P附近設(shè)置連接流路42。這樣，在發(fā)生容器41A和容器43A的流體量不平衡時(shí)，可進(jìn)行化解。
再次參照?qǐng)D5，在高溫流體循環(huán)裝置41及低溫流體循環(huán)裝置43的流出口及流入口附近的循環(huán)路61處，分別設(shè)置電磁閥51、53、55、57。電磁閥51、53、55、57的開關(guān)由控制器47控制。
下面，對(duì)溫度調(diào)節(jié)板3的溫度控制所進(jìn)行的動(dòng)作進(jìn)行說明。例如，在對(duì)溫度調(diào)節(jié)板3進(jìn)行加熱時(shí)，使高溫流體循環(huán)裝置41與溫度調(diào)節(jié)板3之間循環(huán)高溫流體。此時(shí)，控制器47使電磁閥51、53進(jìn)入打開狀態(tài)，電磁閥55、57進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。進(jìn)而，泵41C被驅(qū)動(dòng)，使得容器41A中儲(chǔ)存的高溫流體進(jìn)行循環(huán)。此時(shí)，也可由加熱器控制電源45打開薄膜加熱器25的電源，進(jìn)行輔助加熱。
一方面，在對(duì)溫度調(diào)節(jié)板3進(jìn)行冷卻時(shí)，使低溫液體在低溫流體循環(huán)裝置43與溫度調(diào)節(jié)板3之間循環(huán)。此時(shí)，控制器47使電磁閥55、57進(jìn)入打開狀態(tài)，電磁閥51、53進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。進(jìn)而，泵43C被驅(qū)動(dòng)，使得容器43A中儲(chǔ)存的低溫流體進(jìn)行循環(huán)。
下面，對(duì)溫度調(diào)節(jié)板3由加熱狀態(tài)切換到冷卻狀態(tài)時(shí)的步驟使用圖7的流程圖進(jìn)行說明。首先，在薄膜加熱器25的電源變?yōu)殚_時(shí)，將其關(guān)閉(S11)。之后通過控制器47的控制，在關(guān)閉電磁閥51、打開電磁閥55的同時(shí)，停止泵41C并驅(qū)動(dòng)泵43C(S12)。這樣停止從高溫流體裝置41流出高溫流體，轉(zhuǎn)而從低溫流體裝置43流出低溫流體。此時(shí)，從溫度調(diào)節(jié)板3返回的流體依然返回到容器41A。
然后，在進(jìn)行了步驟S12的處理以后，在經(jīng)過從循環(huán)路61及流路31中剩余的高溫流體全部返回容器41A中所需的時(shí)間T之前，一直保持該狀態(tài)(S13)。之后，在經(jīng)過了時(shí)間T以后(S13“是”)，通過控制器47的控制在將電磁閥53關(guān)閉的同時(shí)將電磁閥57打開(S14)。通過這個(gè)閥的切換，在低溫流體循環(huán)裝置43與溫度調(diào)節(jié)板3之間循環(huán)低溫流體，并通過持續(xù)這個(gè)狀態(tài)使溫度調(diào)節(jié)板3得到冷卻。
如上所述，通過切換，可以使低溫流體和高溫流體在不發(fā)生混合的情況下進(jìn)行循環(huán)。
一方面，在溫度調(diào)節(jié)板3由冷卻向加熱的切換中，為了使低溫流體和高溫流體不發(fā)生混合，也應(yīng)按照與上述相同的步驟進(jìn)行從低溫流體循環(huán)裝置43向高溫流體循環(huán)裝置41的切換。
其次，對(duì)如上所述將利用熱狀印壓制裝置1，對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行壓制成形的步驟通過圖8進(jìn)行說明。
首先，將加工對(duì)象物2放入本裝置1內(nèi)，向溫度調(diào)節(jié)板3供給高溫流體進(jìn)行加熱(a)。其次，下降上箱體12進(jìn)行密閉，使用真空泵7將腔內(nèi)的空氣抽出(b)。在這期間，溫度調(diào)節(jié)板3持續(xù)加熱。腔內(nèi)的空氣被進(jìn)一步抽出后，通過壓模27、27對(duì)加工對(duì)象物2進(jìn)行加壓，使其成形(c)。此時(shí)，溫度調(diào)節(jié)板3繼續(xù)加熱，在這個(gè)狀態(tài)下保持規(guī)定的時(shí)間后，停止對(duì)溫度調(diào)節(jié)板3的加熱，切換到冷卻(d)。冷卻持續(xù)了規(guī)定時(shí)間后，向腔內(nèi)放入空氣放開上箱體12，將已成形的加工對(duì)象物2取出(e、f)。在連續(xù)地對(duì)后面的加工對(duì)象物進(jìn)行連續(xù)成形時(shí)，也可以在取出的階段開始對(duì)溫度調(diào)節(jié)板3進(jìn)行加熱。
在此實(shí)施形態(tài)中，為了對(duì)壓模進(jìn)行加熱或冷卻而向溫度調(diào)節(jié)板3供給高溫流體或低溫流體。因此，在加熱及冷卻時(shí)可在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到目標(biāo)溫度。進(jìn)而，通過對(duì)供給到溫度調(diào)節(jié)板3的流體進(jìn)行從高溫流體到低溫流體或從低溫流體到高溫流體的切換，使加熱和冷卻的切換得以迅速進(jìn)行，可縮短加熱、冷卻的循環(huán)。
而且，對(duì)于高溫流體及低溫流體，并不一定同是液體或同是氣體。例如，可以是高溫流體為蒸汽而低溫流體是水。
對(duì)于上述的本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)，是為了說明本發(fā)明而進(jìn)行的例舉，并不是說本發(fā)明的范圍只限定于這些實(shí)施形態(tài)。作為從業(yè)者，可以在不脫離本發(fā)明主旨的前提下，在其它的各種樣態(tài)下實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種熱轉(zhuǎn)印壓制裝置(1)，其特征在于包括熱轉(zhuǎn)印用壓模(27)；和溫度調(diào)節(jié)部分(3)，用于對(duì)上述壓模進(jìn)行加熱及冷卻，上述溫度調(diào)節(jié)部分具有使流體在其內(nèi)部流動(dòng)的流路(31)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱轉(zhuǎn)印壓制裝置，其特征在于還包括安裝在上述溫度調(diào)節(jié)部分上的薄膜加熱器(25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱轉(zhuǎn)印壓制裝置，其特征在于上述溫度調(diào)節(jié)部分保持上述壓模，在保持上述壓模的相反側(cè)還包括隔熱板(23)。
全文摘要
本發(fā)明熱轉(zhuǎn)印壓制裝置縮短對(duì)熱轉(zhuǎn)印壓制裝置的壓模進(jìn)行加熱的所需時(shí)間，在下箱體11或上箱體12中至少一側(cè)上設(shè)置的型上，具有基座21、和向加工對(duì)象物2進(jìn)行型轉(zhuǎn)印的壓模27、和在內(nèi)部可流動(dòng)流體的流路31，且在設(shè)置于基座21和壓模27之間并保有壓模27的同時(shí)，裝備有對(duì)壓模27進(jìn)行加熱及冷卻的溫度調(diào)節(jié)板3、和在對(duì)壓模27進(jìn)行加熱時(shí)向流路31流出高溫流體的高溫流體循環(huán)裝置41、和在對(duì)壓模27進(jìn)行冷卻時(shí)向流路31流出低溫流體的低溫流體循環(huán)裝置43的。
文檔編號(hào)B29C59/02GK1701942SQ20051007136
公開日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2005年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者新谷俊哉, 箕西干夫, 大澤昭浩, 三吉宏治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小松制作所, 小松產(chǎn)機(jī)株式會(huì)社