专利名称：具精密图案的滚轮的制造方法
技术领域：
本发明关于一种具精密图案的滚轮的制造方法，尤指一种可在滚轮 上形成精密图案的的滚轮制造方法。
背景技术：
一具有图案的滚轮可供许多不同的技术领域所应用，例如利用滚轮于雷射光面贴纸、防伪标签上转印图案，或是用于液晶显示器(liquid crystal display,简称LCD)制程技术中的网目(Anilox)轮，通常是先在 一滚轮上成形有所需的图案，再利用该滚轮将图案转印在目标物上。在 制造该具有图案的滚轮时，首先是将铁材滚轮表面加以研磨，将其表面 上的不光滑物质加以去除，而后再经由抛光处理让滚轮表面呈现出略镜 面的效果，接着再以模具于滚轮表面压铸出所欲转印的图案，最后再将 滚轮表面清洗干净，以避免影响后续产品的制造质量。然由于铁材滚轮的材料特性以及模具压铸方式的限制，因此仅能在 滚轮上形成圆形或四边形的图案，且所成形出图案的最大精密度，也已 逐渐无法满足日渐进步的LCD制程技术的需求；此外，由于铁材滚轮的 抗腐蚀性较弱，因此多次使用后即会造成图案的变形，因而縮短其使用 寿命。综上所述，具有图案的滚轮的制造技术仍有待进一步检讨，并谋求 可行的解决方案。发明内容为提高滚轮的使用寿命，且在滚轮上成形精密度较高的图案，本发 明的主要目的在于提供一种具精密图案的滚轮的制造方法，其是藉由在 滚轮表面上成形一陶瓷层，以避免滚轮受到腐蚀而损坏，且利用雷射在 陶瓷层上精密地成形图案。为达成前述目的所采取的主要技术手段为，令前述滚轮制造方法包 括下列步骤于滚轮表面成形一陶瓷层；研磨处理滚轮表面；抛光处理 滚轮表面；以雷射在滚轮上成形图案；清洗滚轮表面。利用上述技术手段，是于陶瓷层表面以雷射成形图案，因此可较利 用模具压铸形成图案的方式具有更高的图案精密度，且由于本发明的制 法是先在滚轮上成形有陶瓷层，由于陶瓷的抗腐蚀性较铁材佳，故以本 发明的制法制作的滚轮具有较佳的使用寿命。
图1为本发明一较佳实施例的流程图。图2为本发明一较佳实施例中一 "雾化滚轮表面"步骤的实施状态图。图3为本发明一较佳实施例中一 "于滚轮表面成形一陶瓷层"步骤 的实施状态图。图4为本发明一较佳实施例中一 "研磨处理滚轮表面"步骤的实施 状态图。图5为本发明一较佳实施例中一 "抛光处理滚轮表面"步骤的实施 状态图。图6为本发明一较佳实施例中一 "以雷射在滚轮上成形图案"步骤 的实施状态图。图7为本发明一较佳实施例经雷射成形图案的滚轮表面陶瓷层的剖 面暨侧视角图。图8为本发明一较佳实施例经雷射成形图案的滚轮表面俯视图。 图9为本发明一较佳实施例中一 "清洗滚轮表面"步骤的实施状态图。图10为本发明一较佳实施例所制作出的一滚轮外观图。主要组件符号说明 10滚轮 20喷砂机 30电浆喷涂机台 40研磨机台 50抛光处理机台 51抛光带 60雷射雕刻机台 61雷射头70 二氧化碳清洗装置 71喷头具体实施方式
关于本发明的一较佳实施例，请参阅图1所示，包括下列步骤雾 化滚轮表面(100)、于滚轮表面成形一陶瓷层(101)、研磨处理滚轮表面(102)、抛光处理滚轮表面(103)、以雷射在滚轮上成形图案(104)、 再次抛光处理滚轮表面(105)以及清洗滚轮表面(106)。上述"雾化滚轮表面"(100)步骤是将金属滚轮表面作雾面化处理， 使滚轮表面变得粗糙而不光滑；请配合参阅图2所示，雾面化处理可利 用一喷砂机20为之，藉由压縮空气高速带动研磨砂材，喷击该金属滚轮 IO的表面，使之形成雾面。请配合参阅图3所示，上述"于滚轮表面成形一陶瓷层"(101)步 骤，于本实施例中是将滚轮10设于一电浆喷涂机台30上，以电浆喷涂(plasma spray coating)技术，先在滚轮10上熔铸一辅助附着层，再将 陶瓷颗粒熔铸在该辅助附着层上，其中该辅助附着层的材料中，70 80% 是由镍(Ni)组成，余下的20 30%则是由碳化钨钴(WC-Co)、碳化铬(Cr3C2)、碳化铬镍铬(Cr3C2-NiCr)与铬(Cr)组成，而该陶瓷颗粒的 材料中，95%是由氧化铬(Cr203)组成，原因是氧化铬可容易地被雷射 所切割，而陶瓷颗粒的材料中余下的5%,则是由氧化铝(A1203)、氧化 钛(Ti02)、氧化锆(Zr02)与三氧化二钇(Y203)所组成，作用是在于 提高陶瓷层的抗腐蚀性以及提高陶瓷层被雷射切割的容易度，其中，所 述百分比均为重量百分比。在喷涂过程中，由于该辅助附着层受到电浆 焰的高温而呈现熔融状态，故可均匀地喷涂于该滚轮10上，而熔融状的 辅助附着层在附着于滚轮10上时会恢复成固状，并配合该滚轮10已事 先雾面化的表面，则可使该辅助附着层紧密地附着于滚轮10表面上；又 陶瓷颗粒喷涂于辅助附着层上的情况与辅助附着层的喷涂方式相同，但 该辅助附着层的作用在于由于陶瓷颗粒与铁之间的附着力不佳，若仅 单独喷涂陶瓷颗粒，陶瓷层将可能因附着力不佳而剥落，故藉由先喷涂 上辅助附着层，可增加陶瓷层的附着力。请配合参阅图4所示，上述"研磨处理滚轮表面"(102)步骤，是 将滚轮10置于一研磨机台40上，将喷涂有陶瓷层的滚轮10表面磨平。请配合参阅图5所示，上述"抛光处理滚轮表面"(103)步骤，是 利用一抛光处理机台50将滚轮10的表面再次研磨，以将喷涂有陶瓷层 且磨平的滚轮10研磨成可反光亮面；于本实施例中，该抛光处理机台50 是利用附着有钻石的抛光带51研磨滚轮10表面以进行抛光处理，由于 钻石的硬度极高，因此可使喷涂有陶瓷层且磨平的滚轮IO表面极为平滑， 例如让喷涂有陶瓷层且磨平的滚轮10的表面粗糙度达O.l微米。请进一步参阅图6所示，上述"以雷射在滚轮上成形图案"(104) 步骤，是利用一雷射雕刻机台60进行的，该雷射雕刻机台60的雷射头 61设置多颗雷射二极管，并将此多颗雷射二极管所发出的雷射光加以聚 合，而可发射出波长在1060至10600纳米(nanometer)之间、且功率为 数百瓦的雷射光，当雷射光打在滚轮10表面上的陶瓷层时，请配合参阅 图7与图8所示，以打出一次雷射光步骤来说，当一雷射光单点照射于 陶瓷层上时，该单点位置的陶瓷层因高热而熔融，而凹陷形成一凹部ll， 且该单点位置外围的熔融陶瓷会向凹部11外围挤压升高，进而形成一图 案单元；于本实施例中，该滚轮10为可供应用于液晶显示器(liquid crystal display,简称LCD)制程技术中的网目(Anilox)轮，藉由控制该雷射 雕刻机台60精密地移动该雷射头51，以在滚轮10上横向地打上雷射光 而形成凹部ll，并藉此控制在该滚轮10上成形图案的网线数(Line Per Inch,简称LPI)，又每一个凹部ll是对应位于前一列图案单元两相邻凹 部11之间的位置，因此相邻的凹部11外围将因互相挤压，而构成直线 状，如此一来，当完成雷射光的照射后，由于每个凹部ll的左右、左上、 右上、左下与右下均相邻有凹部11，故每个凹部11的外围均会因与相邻的凹部11外围相互挤压而形成六边形，而多个紧连的六边形则构成有如蜂巢般的图案；此外，藉由控制雷射光的波长与功率，也可控制该凹部 11的深度与宽度，例如若设计一具有300网线数的轮具，且每个凹穴的 宽度为76至80微米(micron)，深度为18至30微米，而凹穴与凹穴之 间的间距为5至9微米，则所转印出的配向膜厚度为1200至1800埃 (angstrom; A);若设计一具有500网线数的轮具，且每个凹穴的宽度 为43至47微米，深度为11至16微米，而凹穴与凹穴之间的间距为4 至8微米，则所转印出的配向膜厚度为500至900埃。由此可知，不同 密度与不同大小、深度的网目图案lll，可适用于不同大小或不同用途的 LCD制程；但此时在凹部ll中会残留因陶瓷层变形所产生的陶瓷粉末。上述"再次抛光处理滚轮表面"(105)步骤与"抛光处理滚轮表面" (103)步骤的实施方式相同，但此处再次抛光处理滚轮表面的目的是由 于经雷射雕刻后的陶瓷层表面必会凹凸不平，故必须再次研磨。请配合参阅图9所示，上述"清洗滚轮表面"(106)步骤是利用一 二氧化碳清洗装置70为之，该二氧化碳清洗装置70的一喷头71朝向该 滚轮10表面，以高压喷出二氧化碳，由于二氧化碳在喷出瞬间是呈固态， 因此可冲击残留在凹部11内的陶瓷粉末，而使陶瓷粉末自凹部11中脱 出，此时，二氧化碳也从固态转变为气态，因此不致残留在滚轮10上， 至此，即完成了一具有精密图案的滚轮(如图10所示)。由上述可知，以本发明的制法所制作出的滚轮主要是因其表面上的 陶瓷层，而得以提高整体滚轮的抗腐蚀性，进而延长使用寿命；且配合 以附着有钻石的抛光带研磨滚轮表面进行抛光处理，因而可使滚轮表面 极为平滑，以提高印刷的良率；此外，藉由该可控制雷射光波长与功率 的雷射雕刻机台，即可依需求在滚轮表面成形所需的图案，甚至控制图案的深度与宽度；最后，再利用高压二氧化碳加以清洗，由于二氧化碳 不致残留于滚轮表面上，达到极佳的清洁效果。本发明虽已于前述实施例中所揭露，但并不仅限于前述实施例中所 提及的内容，在不脱离本发明的精神和范围内所作的任何变化与修改， 均属于本发明的保护范围。
权利要求
1、一种具精密图案的滚轮的制造方法，包括下列步骤于滚轮表面成形一陶瓷层；研磨处理滚轮表面；抛光处理滚轮表面；以雷射在滚轮上成形图案；清洗滚轮表面。
2、 如权利要求1所述的具精密图案的滚轮的制造方法，其特征在于: 于滚轮表面成形一陶瓷层之前，先将滚轮表面作雾面化处理。
3、 如权利要求1或2所述的具精密图案的滚轮的制造方法，其特征 在于是利用电浆喷涂技术将陶瓷均匀地熔铸在滚轮表面上而成形陶瓷 层。
4、 如权利要求3所述的具精密图案的滚轮的制造方法，其特征在于: 于熔铸陶瓷层之前，是先熔铸一辅助附着层于滚轮表面上，再将陶瓷熔 铸于该辅助附着层上。
5、 如权利要求4所述的具精密图案的滚轮的制造方法，其特征在于:该辅助附着层的材料中，70~80%是由镍组成，余下的20~30%则是由碳 化鸨钴、碳化铬、碳化铬镍铬与铬组成；其中，所述百分比为重量百分 比。
6、 如权利要求4所述的具精密图案的滚轮的制造方法，其特征在于: 该陶瓷层的材料中，95%是由氧化铬组成，余下的5%则是由氧化铝、氧 化钛、氧化锆与三氧化二钇所组成；其中，所述百分比为重量百分比。
7、 如权利要求3所述的具精密图案的滚轮的制造方法，其特征在于: 是利用附着有钻石的抛光带研磨滚轮表面以对滚轮表面作抛光处理。
8、 如权利要求3所述的具精密图案的滚轮的制造方法，其特征在于: 是以一雷射雕刻机台在滚轮上成形图案。
9、 如权利要求8所述的具精密图案的滚轮的制造方法，其特征在于: 该雷射雕刻机台是在滚轮上成形蜂巢状图案。
10、 如权利要求3所述的具精密图案的滚轮的制造方法，其特征在于是以高压二氧化碳清洗滚轮。
全文摘要
本发明提供一种具精密图案的滚轮的制造方法，是先将陶瓷均匀地熔铸在滚轮表面上，接着研磨滚轮表面并加以抛光后，再以雷射于滚轮表面成形图案，最后再清洗即可；所以，利用本发明的制法所制造出的滚轮，因其是以雷射成形图案，因此可较利用模具压铸形成图案的方式具有更高的图案精密度，且由于本发明的制法是先在滚轮上成形有陶瓷层，由于陶瓷的抗腐蚀性较铁材佳，故以本发明的制法制作的滚轮具有较佳的使用寿命。
文档编号B44B1/00GK101590581SQ20081009826
公开日2009年12月2日 申请日期2008年5月28日 优先权日2008年5月28日
发明者李大章 申请人:李大章