專利名稱：熱轉印壓制裝置的制作方法
技術領域：
本發明是關于熱轉印壓制裝置的，特別是有關于在板狀的熱可塑性樹脂上用壓模進行熱轉印的熱轉印壓制裝置的。
背景技術：
已知曉液晶顯示面板上使用的熱可塑性樹脂制的導光板通過壓制成形進行制造的技術(如特許文獻1、2)。此處，在特許文獻2中，在面板成形時為了加熱壓模使用了通過電阻進行發熱的電阻加熱板。另外，在電阻加熱板的背后通過溫度調節用媒體配置了冷卻盤。
特開2003-255341號公報[特許文獻2]特開2004-74769號公報在通過熱轉印進行面板成形時，在對加工對象物進行加熱進行壓制成形后，需要對加工對象物進行冷卻。隨之，在連續地進行壓制成形時，通過縮短進行加熱及冷卻的循環時間來提高生產銷率。但是，在特許文獻2中使用電阻加熱板進行加熱的情況下，如果不使用大容量的電源則很難在段時間內達到目標溫度。并且，在冷卻時由于電阻加熱板產生熱抵抗作用，所以也很難快速冷卻。

發明內容
本發明的目的是，控制熱轉印壓制裝置中壓模在短時間內達到目標溫度。
本發明的其它目的為，加快對熱轉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。
遵從本發明的一個樣態的熱轉印壓制裝置為熱裝印壓制裝置(1)，裝備有進行熱轉印的壓模(27)、和對上述壓模進行加熱和冷卻的溫度調節部分(3)。而且，上述溫度調節部分具有可容內部流體流動的流路(31)。
這樣，在對壓模進行加熱及冷卻時，可在短時間內達到目的溫度。
在合適的實施形態下，在上述溫度調節部分上也可以加裝薄膜加熱器(25)。
這樣，加熱所需的時間可以進一步縮短。
在合適的實施形態下，也可以在上述溫度調節部分上保持上述壓模，并在保持壓模的反面側進一步加裝隔熱板(23)。
這樣，溫度調節部分可有效地向壓模進行熱傳導。


圖1為本發明的一個實施形態下熱轉印壓制裝置1的結構的斷面圖。
圖2為從隔熱板到壓模的詳細結構圖。
圖3為壓模表面溫度變化示意圖。
圖4為溫度調節板的結構圖。
圖5為進行溫度調節板的溫度控制的功能結構圖。
圖6為容器結構的模式示意圖。
圖7為從加熱切換到冷卻的步驟流程圖。
圖8為本實施形態下的熱轉印壓制裝置所進行的壓制成形工藝的說明圖。
符號說明1-熱轉印壓制裝置，2-加工對象物，3-溫度調節板，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。
具體實施例方式
下面，對本發明的一個實施形態下的熱轉印壓制裝置通過圖例進行說明。圖1為，本實施形態下熱轉印壓制裝置1的斷面圖。本圖中，在熱轉印壓制裝置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的外側的桿15，和設置在下箱體11與上箱體12的接觸部分的O形環13。桿15通過圖中沒有示出的壓制裝置的氣缸的驅動得以自由升降，并伴隨使上箱體12升降。下箱體11及上箱體12的內側，分別設置有用于壓制成形的模具20、20。各模具20、20按照從外側到內側由基座21、21，和隔熱板23、23，和薄膜加熱器25、25，和板狀溫度調節容器(以下稱溫度調節板)3、3，和將規定的凸凹型轉印到加工對象物所用的壓模27、27的順序層壓構成。上箱體12(或者下箱體11)上安裝有真空泵7。
加工對象物2為熱可塑性樹脂制板，如丙烯制或聚碳酸酯制導光板或漫射板用板。壓模27、27分別為可在導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。
由具有上述結構的熱轉印壓制裝置1所進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13接觸時，由下箱體11、O形環13及上箱體12形成內部密閉的空間(腔)。然后真空泵7將腔內部的空氣抽出，則腔內部形成減壓狀態。在這個狀態下使用溫度調節板3及薄膜加熱器25，將壓模27、27加熱到加工對象物2的可以熱變形的溫度，將在壓模27、27之間預先插入的加工對象物2夾住并加壓、成形。然后，加工對象物2的表面通過熱變形轉印壓模27、27的型，為了固定該轉印的型而將加工對象物2保持夾住的狀態，使用溫度調節板3對壓模27、27進行冷卻。
下面，就本實施形態下熱轉印裝置1的詳細結構進行說明。首先，在圖2中表示從隔熱板23到壓模27的詳細結構。
設置隔熱23，將基座21與薄膜加熱器25或溫度調節板3之間進行隔熱，在溫度調節板3加熱或冷卻時，可防止加熱或冷卻的效率低下。
在隔熱板23和溫度調節板3之間設置的薄膜加熱器25為，如通過在絕緣樹脂膜上印刷曲折彎曲的電熱線制成，在溫度調節板3對壓模27進行加熱時進行輔助加熱。在此，圖3中示出在溫度調節板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，實線為表示沒有由薄膜加熱器25進行輔助加熱(電源斷)時的溫度變化的曲線。也就是說，這時的溫度變化曲線為漸進于液體溫度的曲線，在壓模27的表面溫度達到液體溫度之前，需要一定的時間。對此，將薄膜加熱器25的電源連通一定的時間對溫度調節板3進行輔助的加熱，則變為如虛線所示的溫度變化曲線，可以縮短達到液體溫度所需的時間。
薄膜加熱器25由于上述電熱線的原因，會產生若干的凸凹。隨之，為了避免這些凸凹所帶來的影響，薄膜加熱器25最好配置在溫度調節板3與隔熱板23之間。薄膜加熱器25并非必須的構成要素，也可以省略。進而，如果薄膜加熱器25的凸凹對壓模27的成形壓制沒有實質性的影響，則也可以在溫度調節面板3與壓模27之間設置薄膜加熱器25。
另外，在圖2的例子中，溫度調節板3通過粘合劑29層將壓模27穩定保持住。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行結合的情況以外，還可以以靜電吸附或真空吸附等形式與溫度調節板3直接接合。這樣為了在溫度調節板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構可對使溫度調節板3與壓模27之間的熱傳導功率提高有一定的效果。
其次，參照圖2及圖4對溫度調節板3的結構進行說明。溫度調節板3為，可在內部儲存流體的板狀金屬制容器。也就是說，在溫度調節板3的內部形成有可使流體流動的流路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所示在溫度調節板3整體上遍布彎曲配置。而且，為了對溫度調節板3進行加熱則在流路31內流過高溫流體，為了冷卻則在流路31內流過低溫流體，如此，溫度調節板3的整體基本是同一溫度。這樣，溫度調節板3的熱傳導給壓模27，故可以對壓模27進行加熱、冷卻。另外，在從正在加熱的狀態切換到冷卻，或相反的從正在冷卻的狀態切換到加熱時，通過改變流入流路31內的流體的溫度來進行。關于這種切換的詳細情況在后面表述。
另外，在加熱時所流的高溫流體的溫度為可使加工對象物2發生熱變形的溫度。冷卻時所流的低溫流體的溫度為，可使已變形的加工對象物2保持該形狀下固化的溫度。如加工對象物2為板狀的丙烯樹脂時，可使加熱時的流體溫度為約140℃、冷卻時的流體溫度為50℃。這里的高溫流體及低溫流體的溫度應為根據加工條件而相應設置的，與本例無關而進行最適合的設定。進而，這里使用的流體可以是例如ガルデン(注冊商標)、水溶液、水狀液體此外也可以是水蒸氣、其他氣體。對于使用水的情況，如果流體溫度為高溫時則最好是進行了加壓處理。另外，板的熱容量最好比較小。
另外，對于在溫度調節板3內設置的流路31的粗細、配置形狀圖案、供給口32及排出口33的數量以及供給口32及排出口33的設置位置，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流出的時間縮短，則加熱及冷卻可以迅速進行。進而，對于流路31的粗細，分枝點、配置形狀等，只要符合可使溫度調節板3整體得到相同的加熱及冷卻，就怎樣處理都可以。
其次，將溫度調節板3、3的進行溫度控制的功能結構示于圖5。為了對溫度調節板3、3進行溫度控制，熱轉印壓制裝置1上裝備有高溫流體循環裝置41、和低溫流體循環裝置43、和加熱器控制電源45、控制器47。而且，在高溫流體循環裝置41及低溫流體循環裝置43和溫度調節板3內部的流路31之間，設置了可使流體進行循環的循環路61。
控制器47由，如有規定程序的計算機構成。這種情況下，以下說明的控制器47的控制功能為通過該計算機的運行而實現的功能。
加熱器控制電源45為，通過控制器47的控制，對薄膜加熱器25的電源進行開/關。
對于高溫流體循環裝置41，儲存流體，并裝備有對流體進行加熱的容器41A、和對流體進行加熱的加熱器41B、和將容器內的流體送出的泵41C。對于低溫流體循環裝置43，儲存流體，并裝備有對流體進行冷卻的容器43A、和對流體進行冷卻的冷卻裝置43B、和將容器內的流體送出的泵43C。容器41A、43A分別通過循環路61與溫度調節板3內的流路31連通。加熱器41B及冷卻裝置43B分別裝有溫度檢測裝置(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的控制來驅動或停止。
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附近設置連接流路42。這樣，在發生容器41A和容器43A的流體量不平衡時，可進行化解。
再次參照圖5，在高溫流體循環裝置41及低溫流體循環裝置43的流出口及流入口附近的循環路61處，分別設置電磁閥51、53、55、57。電磁閥51、53、55、57的開關由控制器47控制。
下面，對溫度調節板3的溫度控制所進行的動作進行說明。例如，在對溫度調節板3進行加熱時，使高溫流體循環裝置41與溫度調節板3之間循環高溫流體。此時，控制器47使電磁閥51、53進入打開狀態，電磁閥55、57進入關閉狀態。進而，泵41C被驅動，使得容器41A中儲存的高溫流體進行循環。此時，也可由加熱器控制電源45打開薄膜加熱器25的電源，進行輔助加熱。
一方面，在對溫度調節板3進行冷卻時，使低溫液體在低溫流體循環裝置43與溫度調節板3之間循環。此時，控制器47使電磁閥55、57進入打開狀態，電磁閥51、53進入關閉狀態。進而，泵43C被驅動，使得容器43A中儲存的低溫流體進行循環。
下面，對溫度調節板3由加熱狀態切換到冷卻狀態時的步驟使用圖7的流程圖進行說明。首先，在薄膜加熱器25的電源變為開時，將其關閉(S11)。之后通過控制器47的控制，在關閉電磁閥51、打開電磁閥55的同時，停止泵41C并驅動泵43C(S12)。這樣停止從高溫流體裝置41流出高溫流體，轉而從低溫流體裝置43流出低溫流體。此時，從溫度調節板3返回的流體依然返回到容器41A。
然后，在進行了步驟S12的處理以后，在經過從循環路61及流路31中剩余的高溫流體全部返回容器41A中所需的時間T之前，一直保持該狀態(S13)。之后，在經過了時間T以后(S13“是”)，通過控制器47的控制在將電磁閥53關閉的同時將電磁閥57打開(S14)。通過這個閥的切換，在低溫流體循環裝置43與溫度調節板3之間循環低溫流體，并通過持續這個狀態使溫度調節板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生混合的情況下進行循環。
一方面，在溫度調節板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生混合，也應按照與上述相同的步驟進行從低溫流體循環裝置43向高溫流體循環裝置41的切換。
其次，對如上所述將利用熱狀印壓制裝置1，對加工對象進行壓制成形的步驟通過圖8進行說明。
首先，將加工對象物2放入本裝置1內，向溫度調節板3供給高溫流體進行加熱(a)。其次，下降上箱體12進行密閉，使用真空泵7將腔內的空氣抽出(b)。在這期間，溫度調節板3持續加熱。腔內的空氣被進一步抽出后，通過壓模27、27對加工對象物2進行加壓，使其成形(c)。此時，溫度調節板3繼續加熱，在這個狀態下保持規定的時間后，停止對溫度調節板3的加熱，切換到冷卻(d)。冷卻持續了規定時間后，向腔內放入空氣放開上箱體12，將已成形的加工對象物2取出(e、f)。在連續地對后面的加工對象物進行連續成形時，也可以在取出的階段開始對溫度調節板3進行加熱。
在此實施形態中，為了對壓模進行加熱或冷卻而向溫度調節板3供給高溫流體或低溫流體。因此，在加熱及冷卻時可在短時間內達到目標溫度。進而，通過對供給到溫度調節板3的流體進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行，可縮短加熱、冷卻的循環。
而且，對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。
對于上述的本發明的實施形態，是為了說明本發明而進行的例舉，并不是說本發明的范圍只限定于這些實施形態。作為從業者，可以在不脫離本發明主旨的前提下，在其它的各種樣態下實施本發明。
權利要求
1.一種熱轉印壓制裝置(1)，其特征在于包括熱轉印用壓模(27)；和溫度調節部分(3)，用于對上述壓模進行加熱及冷卻，上述溫度調節部分具有使流體在其內部流動的流路(31)。
2.根據權利要求1所述的熱轉印壓制裝置，其特征在于還包括安裝在上述溫度調節部分上的薄膜加熱器(25)。
3.根據權利要求1所述的熱轉印壓制裝置，其特征在于上述溫度調節部分保持上述壓模，在保持上述壓模的相反側還包括隔熱板(23)。
全文摘要
本發明熱轉印壓制裝置縮短對熱轉印壓制裝置的壓模進行加熱的所需時間，在下箱體11或上箱體12中至少一側上設置的型上，具有基座21、和向加工對象物2進行型轉印的壓模27、和在內部可流動流體的流路31，且在設置于基座21和壓模27之間并保有壓模27的同時，裝備有對壓模27進行加熱及冷卻的溫度調節板3、和在對壓模27進行加熱時向流路31流出高溫流體的高溫流體循環裝置41、和在對壓模27進行冷卻時向流路31流出低溫流體的低溫流體循環裝置43的。
文檔編號B29C59/02GK1701942SQ20051007136
公開日2005年11月30日 申請日期2005年5月27日 優先權日2004年5月28日
發明者新谷俊哉, 箕西干夫, 大澤昭浩, 三吉宏治 申請人:株式會社小松制作所, 小松產機株式會社