专利名称：滚筒模具结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种滚筒模具结构及其制造方法，特别是指一种利用张力拉紧的 方式，将大面积模仁包覆在滚筒上的模具结构及其制造方法。
背景技术：
近年来，微机电与微结构模仁产品应用渐渐受到瞩目，比如光学显示膜片、高精度测量工业与纺织业等等，其中，Roll to Roll滚压工艺是简单且可有效达到 量产的微结构工艺技术之一，滚压技术的最大优势在于其工艺连续性，可使产量 大幅提升，所述的技术目前已被应用在激光全像防伪巻标、可挠式显示器与光学 膜片或其它结构膜片的制作；但是Roll to Roll滚压工艺技术中，滚筒模具制作是 重要关键，鉴于现今精密滚筒模具多使用超精密机械加工技术制作，其制作费时 耗工、成本高昂，量产性低，不易制作大面积或太过复杂的微结构模仁，在制作 期间的模仁更换作业准备时间长、且模仁无法重复使用。在已知专利中，如图1所示中国台湾专利申请案号第95208659号"导光板的 成型模具结构"，该案揭示一种模仁主体33，所述的模仁主体33是由本体331 以及成型板332组装而成，而成型板332处是形成有若干微结构333，所述的成 型板332与所述的本体331之间可凭借吸真空装置、磁性组件或黏贴剂等固定装 置相互组装定位，以达到可快速更换成型板332的目的；但是此类结构仅适用于如图所示的上下夹模成型模具，若实施在滚筒模具时，则会因为长时间滚压受力 而导致模仁松脱。发明内容有鉴于现有技术的缺失，本发明的主要目的在于提出一种滚筒模具结构及其 制造方法，利用张力拉紧的方式，将大面积模仁包覆在滚筒上，就量产性而言， 可制作大面积模仁且量产性高；就制作时间而言，其模仁装设与更换容易、可大 幅缩短换线时间；就成本而言，其模仁寿命较长且成本较低。为达到上述目的，本发明提出一种滚筒模具结构，包含一心轴； 一滚筒，是轴向套设在所述的心轴外；以及一模仁，套设在所述的 滚筒外且与所述的心轴连接，所述的模仁具有压印图案，并以具有压印图案的一 面朝向外部套设在所述的滚筒外，且所述的模仁在所述的心轴提供的拉力作用下 贴覆在所述的滚筒外表面。较佳的是，其中所述的滚筒与所述的心轴是可以所述的心轴的轴心为中心相 对转动。较佳的是，其中所述的滚筒是静止的，而所述的心轴则在所述的滚筒内转动。较佳的是，其中所述的模仁是一扁平长条材料，将所述的模仁相对的两侧边 相互贴靠，使所述的模仁形成圆筒态样，且所述的模仁是以具有压印图案的一面 朝向外部套设在所述的滚筒外。较佳的是，其中所述的模仁相互贴靠的两侧边，是朝向所述的形成圆筒样的 模仁内部径向延伸一定长度，使形成一连接部。较佳的是，其中所述的滚筒具有一轴向延伸且径向贯穿所述的滚筒的透空槽， 所述的透空槽是可供所述的模仁连接部由所述的滚筒外部通过，且与所述的轴设 在所述的滚筒内的心轴连接。较佳的是，其中所述的透空槽是轴向贯穿所述的滚筒其中一轴向侧缘。较佳的是，其中所述的心轴包含 一轴本体； 一定位槽，是设置在所述的轴 本体；以及一压板，是设置在所述的定位槽。较佳的是，其中所述的模仁的连接部设有至少一定位孔所述的心轴的定 位槽设有至少一定位销，所述的定位销是用来穿设在所述的模仁的连接部的定位 孔内。较佳的是，其中所述的压板设有定位孔，所述的定位孔是可供所述的心轴的 定位槽的定位销插入。较佳的是，其中所述的定位槽与所述的压板之间设有连结结构相互连结，所 述的连结结构是在所述的定位槽与所述的压板相对应处分别设有至少一螺孔，在 螺孔内设有螺栓将所述的压板螺合在所述的定位槽中。较佳的是，其中所述的连结结构是可分离，用来使所述的压板可机动地脱离 所述的定位槽。较佳的是，其中所述的呈圆筒态样的模仁，其轴向长度不大于所述的滚筒的轴向长度。较佳的是，其中所述的模仁是具有微结构压印图案，所述的微结构压印图案是采用LIGA-Like微光刻电铸形成的一维或二维微结构。较佳的是，其中所述的微结构压印图案是采用LIGA-Like微光刻电铸形成的 一维或二维微结构。较佳的是，其中所述的滚筒是钢、铁等金属材料或塑料、陶瓷、铝、铜等非 铁材料。较佳的是，其中所述的滚筒外表面与所述的模仁之间设置有黏胶或磁性组件。 较佳的是，其中所述的微结构压印图案的特征尺寸小于100um。 较佳的是，其中所述的模仁是镍、铁、铜等金属材质或其合金。 为达到上述目的，本发明更提出一种滚筒模具的制造方法，包含以下步骤(a)提供具有压印图案的模仁与一滚筒；以及(b)对所述的模仁提供一定拉力，使所述的模仁产生张力贴覆在所述的滚筒外表面。其中所述的步骤(a)所提供之模仁系为一扁平长条材料。其中所述的步骤(b)前更包括下列步骤(bl)将该模仁相对之两侧边相互贴靠，使该模仁形成圆筒态样，且该模仁具 有压印图案之一面朝向外部；以及(b2)将该形成圆筒态样之模仁轴向套设于该滚筒外。其中所述的步骤(bl)的所述的模仁相互贴靠的两侧边，是朝向所述的形成 圆筒态样的模仁内部径向延伸一定长度，形成一连接部。其中所述的模仁的连接部是定位于一心轴上，所述的心轴包含 一轴本体， 是轴设在所述的圆筒态样的模仁内； 一定位槽，是设置在所述的轴本体； 一压板， 是设置在所述的定位槽。其中所述的轴本体是轴设在所述的滚筒内，所述的滚筒具有一轴向延伸且 径向贯穿所述的滚筒的透空槽，所述的透空槽是可供所述的模仁的连接部由所述 的滚筒外部通过且与所述的轴设在所述的滚筒内的轴本体连接。其中所述的滚筒与所述的心轴的轴本体是以所述的轴本体的轴心为中心相 对转动，凭借所述的轴本体对所述的模仁提供一定拉力，将部分模仁由所述的透 空槽拉入所述的滚筒内，而套设在所述的滚筒外的模仁则产生一定张力贴覆在所 述的滚筒外表面。其中所述的位于透空槽处的所述的贴覆在所述的滚筒外表面的模仁交接处， 是以金属填补剂填平。其中所述的模仁的连接部设有至少一定位孔，所述的定位槽设有至少 -定 位销，将所述的定位销穿设在所述的连接部的定位孔内，用来将所述的模仁的连 接部定位于所述的定位槽内。其中所述的压板设有定位孔，将所述的定位槽的定位销是先穿设在所述的 连接部的定位孔，再穿设在所述的压板的定位孔，如此将所述的模仁的连接部定 位于所述的定位槽内，且由所述的压板压制所述的连接部。与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是其制作方式简单、快速，就 量产性而言，可制作大面积模仁且量产性高；就工艺时间而言，其模仁装设与更 换容易、可大幅縮短换线时间；就成本而言，其模仁寿命较长且成本较低，可应 用在微奈米结构薄膜的量产，无论是使用热压转印或是UV胶转印工艺，均可有 效减少滚筒制作时间以及降低生产成本，应用在光电、光学以及民生消费性产业 上，例如背光板、抗反射膜等产品，可协助相关产业的升级，以及提升相关产品 的自制与占有率。
图l是现有中国台湾专利申请案号第95208659号「导光板的成型模具结构」 的结构示意图；图2是本发明的心轴与模仁的分解结构立体图；图3是本发明的心轴与模仁的组合结构组装在滚筒的结构立体图； 图4是本发明的心轴、模仁与滚筒配合的外观立体图； 图5A是本发明的心轴对模仁提供拉力的结构示意图； 图5B是本发明的心轴对模仁提供拉力的结构示意图； 图6是本发明的组合外观立体图。附图标记说明10-模仁；ll-连接部；lll-定位孔；12-模仁具有压印图案的 一面；13-缝隙；20-心轴；21-轴本体；22-定位槽；221-定位销；222-螺孔；23-压板；231-定位孔;232-螺孔;30-滚筒;31-透空槽;32-滚筒其中 一轴向侧缘;Ll-模仁的轴向长度；L2-滚筒的轴向长度。
具体实施方式
以下将参照随附的图式来描述本发明为达成目的所使用的技术手段与功效， 而以下图式所列举的实施例仅为辅助说明，以利贵审査员了解，但本案的技术手 段并不限于所列举图式。请参阅图2所示，本发明提供的滚筒模具结构，其包含一模仁IO，所述的模仁IO是由一扁平长条材料巻绕形成，将所述的模仁IO相对的两侧边翻折相互贴 靠，且所述的相互贴靠的两侧边是朝向圆筒态样的模仁10内部并径向延伸一预定 长度而形成一连接部ll，使所述的模仁io构成如图示的圆筒态样，且所述的模 仁IO具有压印图案(图中未示出)的一面12是朝向外部，所述的模仁IO可采用镍、 铁、铜等金属材质或其合金，而所述的模仁10所具有的压印图案是采用LIGA-Like 微光刻电铸形成的一维或二维微结构，且所述的微结构压印图案的特征尺寸小于 100um，有关LIGA-Like微光刻电铸技术及其所成型的此类精密微结构模具，可 应用在LCD光学膜片制作、热压转印或是UV胶转印工艺，其属于现有技术，在 此不予赘述。请续参阅图2与图3所示，所述的模仁10是配合一心轴20，所述的心轴20 包含一轴本体21、 一定位槽22以及一压板23，所述的定位槽22是设置在所述的 轴本体21约中央部位，所述的压板23是可设置在所述的定位槽22内，在所述的 模仁10的连接部11以及所述的压板23分别设有定位孔111、 231，在所述的定 位槽22设有定位销221，所述的定位销221是可用来穿设在所述的定位孔111、 231内，将所述的轴本体21轴向穿设在所述的呈圆筒态样的模仁10内，再将所 述的定位销221依序穿设过所述的模仁10的定位孔111、以及所述的压板23的 定位孔231，如此即可将所述的模仁IO的连接部11、以及所述的压板23定位在 所述的定位槽22内，为使所述的压板23可确实压制所述的模仁10的连接部11， 可在所述的定位槽21与所述的压板23之间设置连结结构以确实相互连结，在更 换所述的模仁10时，为便于拆装所述的压板23，可将所述的连结结构设置为具 有可分离特性，如图2所示，所述的定位槽22与所述的压板23相对应处分别设 有螺孔222、 232，在所述的螺孔222、 232内螺合螺栓(图中未示出)，即可将所述 的压板23螺合在所述的定位槽22内(形成如图3态样)，反之将螺栓螺出所述的 螺孔222、 232后，即可使所述的压板23机动地脱离所述的定位槽22，除此之外， 也可凭借卡钩等连结结构达到使所述的定位槽22与所述的压板23可机动结合或分离的目的。
请参阅图3与图4所示，所述的组合为一体的所述的模仁10与所述的心轴
20，另必须配合一滚筒30，所述的滚筒20可采用钢、铁等金属材料或塑料、陶 瓷、铝、铜等非铁材料，所述的滚筒30具有一轴向延伸且径向贯穿所述的滚筒 30的透空槽31，且所述的透空槽31轴向贯穿所述的滚筒30其中一轴向侧缘32， 所述的透空槽31是可供所述的模仁10的连接部11由所述的滚筒30外部通过而 进入所述的滚筒30内部，形成如图4所示所述的心轴20穿设在所述的滚筒30 内且所述的呈圆筒态样的模仁10套设在所述的滚筒30外的状态。
请参阅图5A所示，在所述的初步组装完成的所述的模仁10、心轴20与滚筒 30的整体，所述的模仁10呈现松弛状态而未平整贴覆在所述的滚筒30的外表面， 必须凭借所述的心轴20提供所述的模仁IO—定拉力，以使得套设在所述的滚筒 30外部的模仁10产生拉紧张力而贴覆在所述的滚筒30表面，如图5A所示，驱 动所述的心轴20以其轴心为中心旋转，而所述的滚筒30则静止不动，如图5B 所示，凭借所述的心轴20旋转可将所述的模仁10经由所述的透空槽31拉入所述 的滚筒30内部，且巻绕在所述的心轴20外部；待所述的心轴20旋转一定角度(圈 数)后，可使所述的模仁10平整贴覆在所述的滚筒30的外表面，此时即可驱动所 述的心轴20停止转动，完成一滚筒模具，如图6所示，可在所述的滚筒30外表 面与所述的模仁10之间设置黏胶或磁性组件，以加强所述的模仁10与所述的滚 筒30的附着性必须说明的是，所述的心轴20与所述的滚筒30间的相对运动， 并不限于前述心轴20转动而滚筒30静止的方式，可驱动所述的心轴20与所述的 滚筒30反向同时转动，或可使所述的心轴20静止而驱动所述的滚筒30转动，其 原则在于可使所述的心轴20与所述的滚筒30相对旋转即可；再者，所述的心轴 20对模仁IO产生的拉力控制，必须视所述的模仁IO的厚度、材质，以及所述的 滚筒30外径尺寸而定，由于所述的模仁IO—般采用金属材质，具有一定强度， 因此在允许拉张范围内对于所述的模仁IO表面微结构不致造成破坏；此外，在理 想状况下，凭借适当的所述的透空槽31阔度与所述的模仁IO厚度配合，可使位 于所述的透空槽31处相交接的模仁IO紧密贴合，然而实际制作过程中，因不同 因素影响造成如图5B与图6所示，所述的模仁IO产生无法密合而存在缝隙13 时，则可在所述的缝隙13以金属填补剂填平，使模仁IO表面维持完整平滑；至 于所述的模仁10的轴向长度Ll以不大于所述的滚筒30的轴向长度L2为适当，而所述的模仁IO的可压印面积，则视实际所需设计所述的滚筒30外径，再配合
所述的模仁IO的轴向长度LI即可。
综上所述，可归纳本发明所提供的滚筒模具的制造方法，其包含以下主要步
骤
(a) 提供具有压印图案的模仁与一滚筒；以及
(b) 对所述的模仁提供一定拉力，使所述的模仁产生张力贴覆在所述的滚筒外 表面。
其中所述的步骤(a)所提供的模仁是一扁平长条材料。
其中所述的步骤(b)前更包括下列步骤
(bl)将所述的模仁相对的两侧边相互贴靠，使所述的模仁形成圆筒态样，且 所述的模仁具有压印图案的一面朝向外部；以及
(b2)将所述的形成圆筒态样的模仁轴向套设在所述的滚筒外。
其中所述的步骤(bl)的所述的模仁相互贴靠的两侧边，是朝向所述的形成 圆筒态样的模仁内部径向延伸一定长度，形成一连接部。
其中所述的模仁的连接部是定位于一心轴上，所述的心轴包含-一轴本体，是轴设在所述的圆筒态样的模仁内； 一定位槽，是设置在所述的轴本体；
一压板，是设置在所述的定位槽。
其中所述的轴本体是轴设在所述的滚筒内，所述的滚筒具有一轴向延伸且
径向贯穿所述的滚筒的透空槽，所述的透空槽是可供所述的模仁的连接部由所述 的滚筒外部通过且与所述的轴设在所述的滚筒内的轴本体连接。
其中所述的透空槽是轴向贯穿所述的滚筒其中一轴向侧缘。
其中所述的滚筒与所述的心轴的轴本体是以所述的轴本体的轴心为中心相
对转动，凭借所述的轴本体对所述的模仁提供一定拉力，将部分模仁由所述的透
空槽拉入所述的滚筒内，而套设在所述的滚筒外的模仁则产生一定张力贴覆在所
述的滚筒外表面。
其中所述的滚筒是静止，而所述的心轴则在所述的滚筒内转动。 其中所述的位于透空槽处的所述的贴覆在所述的滚筒外表面的模仁交接处，
是以金属填补剂填平。
其中所述的模仁的连接部设有至少一定位孔，所述的定位槽设有至少一定位销，将所述的定位销穿设在所述的连接部的定位孔内，用来将所述的模仁的连
接部定位于所述的定位槽内。
其中所述的压板设有定位孔，将所述的定位槽的定位销是先穿设在所述的
连接部的定位孔，再穿设在所述的压板的定位孔，如此将所述的模仁的连接部定
位于所述的定位槽内，且由所述的压板压制所述的连接部。
其中所述的定位槽与所述的压板之间设有连结结构相互连结。
其中所述的连结结构是可分离，用来使所述的压板可机动地脱离所述的定位槽。
其中所述的连结结构是在所述的定位槽与所述的压板相对应处分别设有至 少一螺孔，在螺孔内设有螺栓将所述的压板螺合在所述的定位槽上。
其中所述的步骤(bl)形成的呈圆筒态样的模仁，其轴向长度不大于所述的 滚筒的轴向长度。
其中所述的步骤(a)所提供的模仁是具有微结构压印图案。
其中所述的模仁所具有的微结构压印图案，是采用LIGA-Like微光刻电铸
形成的一维或二维微结构。
其中所述的模仁所具有的微结构压印图案的特征尺寸是小于100um。 其中所述的步骤(a)所提供的模仁是镍、铁、铜等金属材质或其合金。 其中所述的步骤(a)所提供的滚筒是钢、铁等金属材料或塑料、陶瓷、铝、铜等。
其中所述的滚筒外表面与所述的模仁之间设置有黏胶或磁性组件，用来提
供所述的滚筒与所述的模仁间具有结合性。
其制作方式简单、快速，就量产性而言，可制作大面积模仁且量产性高；就 工艺时间而言，其模仁装设与更换容易、可大幅缩短换线时间；就成本而言，其 模仁寿命较长且成本较低，可应用在微奈米结构薄膜的量产，无论是使用热压转 印或是UV胶转印工艺，均可有效减少滚筒制作时间以及降低生产成本，应用在 光电、光学以及民生消费性产业上，例如背光板、抗反射膜等产品，可协助相关 产业的升级，以及提升相关产品的自制与占有率。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员 理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化 或等效，但都将落入本发明的权利要求可限定的范围之内。
权利要求
1. 一种滚筒模具结构，其特征在于包含一心轴；一滚筒，是轴向套设在所述的心轴外；以及一模仁，是套设在所述的滚筒外且与所述的心轴连接，所述的模仁具有压印图案，并以具有压印图案的一面朝向外部套设在所述的滚筒外；且所述的模仁在所述的心轴提供的拉力作用下贴覆在所述的滚筒外表面。
2. 根据权利要求l所述的滚筒模具结构，其特征在于所述的模仁是由一扁 平长条材料的相对的两侧边相互贴靠形成的圆筒。
3. 根据权利要求2所述的滚筒模具结构，其特征在于所述的模仁相互贴靠 的两侧边，是朝向所述的形成圆筒态样的模仁内部径向延伸一预定长度，并形成 一连接部。
4. 根据权利要求3所述的滚筒模具结构，其特征在于所述的滚筒具有一轴 向延伸且径向贯穿所述的滚筒的透空槽，所述的透空槽是可供所述的模仁连接部 由所述的滚筒外部通过，且与所述的轴设在所述的滚筒内的心轴连接。
5. 根据权利要求3所述的滚筒模具结构，其特征在于，所述的心轴包含 一轴本体；一定位槽，是设置在所述的轴本体上；以及一压板，是设置在所述的定位槽上。
6. 根据权利要求5所述的滚筒模具结构，其特征在于 所述的模仁的连接部设有至少一定位孔所述的心轴的定位槽设有至少一定位销，所述的定位销是用来穿设在所述的 模仁的连接部的定位孔内。
7. 根据权利要求6所述的滚筒模具结构，其特征在于所述的压板设有定位 孔，所述的定位孔是可供所述的心轴的定位槽的定位销插入。
8. 根据权利要求5所述的滚筒模具结构，其特征在于所述的定位槽与所述 的压板之间设有连结结构相互连结，所述的连结结构是在所述的定位槽与所述的 压板相对应处分别设有至少一螺孔，在螺孔内设有螺栓将所述的压板螺合在所述 的定位槽中。
9. 根据权利要求2所述的滚筒模具结构，其特征在于所述的呈圆筒态样的模仁，其轴向长度不大于所述的滚筒的轴向长度。
10. 根据权利要求1所述的滚筒模具结构，其特征在于所述的模仁是具有微结构压印图案，所述的微结构压印图案是采用UGA-Like微光刻电铸形成的一维或二维微结构。
11. 一种滚筒模具的制造方法，其特征在于包含以下步骤(a) 提供具有压印图案的模仁与一滚筒；以及(b) 对所述的模仁提供一定拉力，使所述的模仁产生张力贴覆在所述的滚筒外表面。
12. 根据权利要求11所述的滚筒模具的制造方法，其特征在于所述的步骤(a)所提供的模仁是一扁平长条材料。
13. 根据权利要求12所述的滚筒模具的制造方法，其特征在于所述的步骤(b) 前更包括下列步骤(bl)将所述的模仁相对的两侧边相互贴靠，使所述的模仁形成圆筒态样，且所述的模仁具有压印图案的一面朝向外部；以及(b2)将所述的形成圆筒态样的模仁轴向套设在所述的滚筒外。
14. 根据权利要求13所述的滚筒模具的制造方法，其特征在于所述的步骤(bl)的所述的模仁相互贴靠的两侧边，是朝向所述的形成圆筒态样的模仁内部径向延 伸一定长度，形成一连接部。
15. 根据权利要求14所述的滚简模具的制造方法，其特征在于所述的模仁 的连接部是定位于一心轴上，所述的心轴包含一轴本体，是轴设在所述的圆筒态样的模仁内； 一定位槽，是设置在所述的轴本体； 一压板，是设置在所述的定位槽。
16. 根据权利要求15所述的滚筒模具的制造方法，其特征在于所述的轴本 体是轴设在所述的滚筒内，所述的滚筒具有一轴向延伸且径向贯穿所述的滚筒的 透空槽，所述的透空槽是可供所述的模仁的连接部由所述的滚筒外部通过且与所 述的轴设在所述的滚筒内的轴本体连接。
17. 根据权利要求16所述的滚筒模具的制造方法，其特征在于所述的滚筒 与所述的心轴的轴本体是以所述的轴本体的轴心为中心相对转动，凭借所述的轴 本体对所述的模仁提供一定拉力，将部分模仁由所述的透空槽拉入所述的滚筒内，而套设在所述的滚筒外的模仁则产生一定张力贴覆在所述的滚筒外表面。
18. 根据权利要求17所述的滚筒模具的制造方法，其特征在于所述的位于 透空槽处的所述的贴覆在所述的滚筒外表面的模仁交接处，是以金属填补剂填平。
19. 根据权利要求15所述的滚筒模具的制造方法，其特征在于所述的模仁 的连接部设有至少一定位孔，所述的定位槽设有至少一定位销，将所述的定位销 穿设在所述的连接部的定位孔内，用来将所述的模仁的连接部定位于所述的定位 槽内。
20. 根据权利要求19所述的滚筒模具的制造方法，其特征在于所述的压板 设有定位孔，将所述的定位槽的定位销是先穿设在所述的连接部的定位孔，再穿 设在所述的压板的定位孔，如此将所述的模仁的连接部定位于所述的定位槽内， 且由所述的压板压制所述的连接部。
全文摘要
本发明是一种滚筒模具结构及其制造方法，所述的滚筒模具结构包含一心轴、一滚筒与一模仁，所述的滚筒轴向套设在所述的心轴外；所述的模仁套设在所述的滚筒外且与所述的心轴连接，所述的模仁具有微结构压印图案；由所述的心轴对所述的模仁提供一拉力，使套设在所述的滚筒外的模仁产生拉紧张力而贴覆在所述的滚筒外表面。所述的滚筒模具的制造方法，包含以下步骤(a)提供具有压印图案的模仁与一滚筒；以及(b)对所述的模仁提供一定拉力，使所述的模仁产生张力贴覆在所述的滚筒外表面。
文档编号B29C43/00GK101286003SQ20071009011
公开日2008年10月15日 申请日期2007年4月12日 优先权日2007年4月12日
发明者张复瑜, 林正轩, 高端环, 黄超俊 申请人:财团法人工业技术研究院