具有三维表面浮凸图案的模具的制作方法
【专利说明】具有三维表面浮凸图案的模具
[0001]本申请是一件分案申请，母案申请号:201180006603.7，母案申请日:2011年03月
30日，母案名称:具有三维表面浮凸图案的模具及其制作方法。
技术领域
[0002]本发明涉及一种具有三维表面浮凸图案的模具。
【背景技术】
[0003]近年来，为了吸引顾客的注意，许多模造物品，例如化妆盒、手机壳体，及手持式电子装置的壳体等，是被期望在该外表面形成有全像图案、光绕射表面浮凸图案(或其他微结构图案)，及/或标章。
[0004]美国专利第5071597号公开了一种量产的具有形成在非平面表面的全像图案或微结构图案的模造物品的方法。该方法包含的步骤有:制备一个具有一个基材及一个形成在该基材上的光阻材料的光敏板；在该光阻材料光学地形成一个表面浮凸全像或图案；以电铸方式形成一个符合该表面浮凸图案的方式的金属模板；利用该金属模板热压印一层可挠性薄膜，借此将该表面浮凸图案转印至该可挠性薄膜；制备一个模制该物品的模型；将该图案化可绕性薄膜贴在该模型的一个非平面表面；在该图案化可挠性薄膜上形成一金属薄膜；在该图案化可挠性薄膜上的该金属薄膜上电铸一金属层，借此形成一具有该表面浮凸图案的金属层的主模具；自该主模具移离该模型及该可挠性薄膜；为强化而将该主模具贴在一加工背板上；利用一插塞或另一构件定位该背板，以形成一模穴；将熔融塑胶材料注入该模穴中，以形成一模造物品；及金属化该模造物品上的该表面浮凸图案。
[0005]由于该表面浮凸图案是直接形成于该可挠性薄膜，故产生该可挠性薄膜贴在该模型软化时该表面浮凸图案容易变形，及该可挠性薄膜被拉伸或收缩时容易永久损坏的问题，且拉伸或收缩的程度愈大，则该表面浮凸图案的损坏程度将愈大。因此，该可挠性薄膜仅可贴在一平坦表面，或一图弧形表面，例如圆柱表面或略为锥形的截头圆锥形表面，使该可挠性薄膜将不再经拉伸或收缩以避免损坏该表面浮凸图案。据此，现有技术的方法是不利于在物品的表面形成有表面浮凸图案，而仅能受限于平坦或圆柱形。
[0006]该美国专利第5071597号的公开内容是以参考的方式被结合在本发明的说明书中。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种具有三维表面浮凸图案的模具，该模具可克服前述的该表面浮凸图案由于软化、伸张及收缩而变形或受破坏的缺点，并可形成横跨一个模造物品的一个非平面表面的弧形弯角。
[0008]根据本发明的其中一方面，其是提供一个制作具有三维表面浮凸图案的模具的方法。该方法包含:制备一个具有一个表面浮凸图案的压印模板；在一层可挠性薄膜上施加一层可固化材料；使用该压印模板在该可挠性薄膜上压印该可固化材料，借此将该表面浮凸图案转印至该可固化材料；在该可挠性薄膜上固化该经压印的可固化材料，借此在该可挠性薄膜上形成一个具有表面浮凸图案的图案化固化材料；将该可挠性薄膜贴附在一个模型的一个非平面表面上，并使该图案化固化材料的面朝外；在该图案化固化材料上形成一层金属薄膜；在该金属薄膜上电铸一层金属层，借此在该金属薄膜上形成一个由该具有表面浮凸图案的该金属层构成的模具，及自该金属薄膜移离该模具。
[0009]根据本发明的其中另一方面，其是提供一种模具，该模具包括一壳体，该壳体的一个内壁形成有一个三维表面浮凸图案，并具有一个基底面及多个横向面，每一个横向面与该基底面间相配合而形成一个弧形弯角，该三维表面浮凸图案显示一个全像效应，并自该基底面延伸至每一个横向面，且横跨该基底面及横向面所形成的弧形弯角。
【附图说明】
[0010]【附图说明】本发明的较佳实施例。
[0011]图1是基于本发明制作具有三维表面浮凸图案的模具的方法的第一较佳实施例的流程图；
[0012]图2A至2K是说明该第一较佳实施例的连续步骤的示意图；
[0013]图3A至3C是根据本发明的方法的第一较佳实施例所制作的模具的影像图；
[0014]图4是根据本发明的方法的第一较佳实施例的利用一个模具并藉由注入成型所形成的塑胶壳的影像图；
[0015]图5A至5F是说明本发明的该第二较佳实施例的制备一个压印模板的连续步骤的示意图。
【具体实施方式】
[0016]图1及图2A至2K表示制作一具有一个三维表面浮凸图案的(例如一个全像图案，或一个具有多数微结构的一图案的光绕射表面浮凸图案，每一微结构在此被定义为具有微米尺寸或奈米尺寸)模具29的方法的该第一较佳实施例的连续步骤，用于一个三维模造物品(未示出)的生产，例如一个具有该三维浮凸表面图案的手机壳体。
[0017]该第一较佳实施例的方法包含:在一个金属板构成的一个基材21上形成一个光阻材料22(见图2A);使用一个光罩23并通过微影技术在该光阻材料22形成一个表面浮凸图案(见图2A至2B);在该图案化光阻材料22上电铸一层金属层，借此在该图案化光阻材料22上形成一个具有该表面浮凸图案的压印模板24 (见图2C);自该图案化光阻材料22移离该压印模板24 (见图2D);在一层可挠性薄膜26上施加一个可固化材料25 (见图2E);利用该压印模板24在该可挠性薄膜26上热压印可固化材料25，借此转印该表面浮凸图案至该可固化材料25(见图2F);自该压印模板24移离该可挠性薄膜26及该已压印的可固化材料25(见图2G);固化该可挠性薄膜26上的该已压印的可固化材料25，借此在该可挠性薄膜26上形成一个具有该表面浮凸图案的该图案化固化材料25a ;通过加热软化该可挠性薄膜26且伸张该可挠性薄膜26 ;将该可挠性薄膜26紧密贴附至该物品(未示出)的一个以金属构成的模型27的一个非平面表面271而被模造，并使该图案化固化材料25a面朝向外(如图2H);随后经由表面金属化技术(利如金属蒸镀或溅镀技术)在该图案化固化材料25a上形成一层金属薄膜28(如图21);在该模型27上的可挠性薄膜26上的图案化固化材料25a上的金属薄膜28上电铸形成一层金属层，借此在该金属薄膜28上形成一个具有该表面浮凸图案且由该金属层构成的模具29(如图2J);及自该金属薄膜28移离该模具29 (如图2K)。
[0018]需说明的是，电铸在本领域中是一熟知的技术。因此，该压印模板24及该模具29的电铸过程的细节此在不再赘述。
[0019]较佳地，该可固化材料是光敏材料，且更佳地是一紫外光(UV)可固化胶。
[0020]较佳地，该可挠性薄膜26具有小于3mm的厚度，且较佳地以选自聚碳酸酯(polycarbonate)、聚甲基丙稀酸甲酯(poly (methyl methacrylate))，及聚乙稀对苯二甲酸酯(poly (ethylene terephthalate))的材料所构成。
[0021]如图2G及2H所示，在该较佳实例中，该模型27的该非平面表面271具有一个基底面2711，及多个横向面2712，每一横向面2712与该基底面2711间共同形成一个弧形弯角2713。当该可挠性薄膜26贴在该模型27的该非平面表面271时，该可挠性薄膜26包覆由该基底面2711及横向面2712形成的弧形弯角2713。
[0022]如图2K所示，在该较佳实施例中，如此所形成的该模具29包括一个壳体29’，该壳体29’的一内壁290形成有该三维表面浮凸图案，且具有一个基底面291及多个横向面292，每一横向面292与该基底面291间共同形成一弧形弯角293。该三维表面浮凸图案显示一强光绕射效应(或全像效应)，并自该基底面291延伸至每一横向面292，且横跨过该基底面291及横向面292形成的弧形弯角293。