专利名称：热转印压制装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于热转印压制装置的，特别是有关于在板状的热可塑性树脂上用压模进行热转印的热转印压制装置的。
背景技术：
已知晓液晶显示面板上使用的热可塑性树脂制的导光板通过压制成形进行制造的技术(如特许文献1、2)。此处，在特许文献2中，在面板成形时为了加热压模使用了通过电阻进行发热的电阻加热板。另外，在电阻加热板的背后通过温度调节用媒体配置了冷却盘。
特开2003-255341号公报[特许文献2]特开2004-74769号公报在通过热转印进行面板成形时，在对加工对象物进行加热进行压制成形后，需要对加工对象物进行冷却。随之，在连续地进行压制成形时，通过缩短进行加热及冷却的循环时间来提高生产销率。但是，在特许文献2中使用电阻加热板进行加热的情况下，如果不使用大容量的电源则很难在段时间内达到目标温度。并且，在冷却时由于电阻加热板产生热抵抗作用，所以也很难快速冷却。
发明内容
本发明的目的是，控制热转印压制装置中压模在短时间内达到目标温度。
本发明的其它目的为，加快对热转印压制装置的加热及冷却的温度升降的速度，缩短加热、冷却的循环。
遵从本发明的一个样态的热转印压制装置为热装印压制装置(1)，装备有进行热转印的压模(27)、和对上述压模进行加热和冷却的温度调节部分(3)。而且，上述温度调节部分具有可容内部流体流动的流路(31)。
这样，在对压模进行加热及冷却时，可在短时间内达到目的温度。
在合适的实施形态下，在上述温度调节部分上也可以加装薄膜加热器(25)。
这样，加热所需的时间可以进一步缩短。
在合适的实施形态下，也可以在上述温度调节部分上保持上述压模，并在保持压模的反面侧进一步加装隔热板(23)。
这样，温度调节部分可有效地向压模进行热传导。
图1为本发明的一个实施形态下热转印压制装置1的结构的断面图。
图2为从隔热板到压模的详细结构图。
图3为压模表面温度变化示意图。
图4为温度调节板的结构图。
图5为进行温度调节板的温度控制的功能结构图。
图6为容器结构的模式示意图。
图7为从加热切换到冷却的步骤流程图。
图8为本实施形态下的热转印压制装置所进行的压制成形工艺的说明图。
符号说明1-热转印压制装置，2-加工对象物，3-温度调节板，7-真空泵，21-基座，23-隔热板，25-薄膜加热器，27-压模，31-流路，41-高温流体装置，43-低温流体装置。
具体实施例方式
下面，对本发明的一个实施形态下的热转印压制装置通过图例进行说明。图1为，本实施形态下热转印压制装置1的断面图。本图中，在热转印压制装置1上装备有，分别装备有模具20、20的下箱体11和上箱体12，和固定在上箱体12的外侧的杆15，和设置在下箱体11与上箱体12的接触部分的O形环13。杆15通过图中没有示出的压制装置的气缸的驱动得以自由升降，并伴随使上箱体12升降。下箱体11及上箱体12的内侧，分别设置有用于压制成形的模具20、20。各模具20、20按照从外侧到内侧由基座21、21，和隔热板23、23，和薄膜加热器25、25，和板状温度调节容器(以下称温度调节板)3、3，和将规定的凸凹型转印到加工对象物所用的压模27、27的顺序层压构成。上箱体12(或者下箱体11)上安装有真空泵7。
加工对象物2为热可塑性树脂制板，如丙烯制或聚碳酸酯制导光板或漫射板用板。压模27、27分别为可在导光板或漫射板的表面上形成在表面具有凸凹形状的镍制或SUS的0.2-0.5mm左右厚的，一般为0.2-0.3mm左右厚度的薄膜。
由具有上述结构的热转印压制装置1所进行的压制成形的概要如下所述。也就是说，上箱体12在下降到与O形环13接触时，由下箱体11、O形环13及上箱体12形成内部密闭的空间(腔)。然后真空泵7将腔内部的空气抽出，则腔内部形成减压状态。在这个状态下使用温度调节板3及薄膜加热器25，将压模27、27加热到加工对象物2的可以热变形的温度，将在压模27、27之间预先插入的加工对象物2夹住并加压、成形。然后，加工对象物2的表面通过热变形转印压模27、27的型，为了固定该转印的型而将加工对象物2保持夹住的状态，使用温度调节板3对压模27、27进行冷却。
下面，就本实施形态下热转印装置1的详细结构进行说明。首先，在图2中表示从隔热板23到压模27的详细结构。
设置隔热23，将基座21与薄膜加热器25或温度调节板3之间进行隔热，在温度调节板3加热或冷却时，可防止加热或冷却的效率低下。
在隔热板23和温度调节板3之间设置的薄膜加热器25为，如通过在绝缘树脂膜上印刷曲折弯曲的电热线制成，在温度调节板3对压模27进行加热时进行辅助加热。在此，图3中示出在温度调节板3上开始流高温流体后压模27表面的温度变化情况。在此图中，实线为表示没有由薄膜加热器25进行辅助加热(电源断)时的温度变化的曲线。也就是说，这时的温度变化曲线为渐进于液体温度的曲线，在压模27的表面温度达到液体温度之前，需要一定的时间。对此，将薄膜加热器25的电源连通一定的时间对温度调节板3进行辅助的加热，则变为如虚线所示的温度变化曲线，可以缩短达到液体温度所需的时间。
薄膜加热器25由于上述电热线的原因，会产生若干的凸凹。随之，为了避免这些凸凹所带来的影响，薄膜加热器25最好配置在温度调节板3与隔热板23之间。薄膜加热器25并非必须的构成要素，也可以省略。进而，如果薄膜加热器25的凸凹对压模27的成形压制没有实质性的影响，则也可以在温度调节面板3与压模27之间设置薄膜加热器25。
另外，在图2的例子中，温度调节板3通过粘合剂29层将压模27稳定保持住。压模27则除了如图2所示仅以粘合剂29等的起粘合作用所必要的层进行结合的情况以外，还可以以静电吸附或真空吸附等形式与温度调节板3直接接合。这样为了在温度调节板3与压模27之间不通过非接合目的的材料如加热器等而使两者直接接合。这种必须的最低限结构可对使温度调节板3与压模27之间的热传导功率提高有一定的效果。
其次，参照图2及图4对温度调节板3的结构进行说明。温度调节板3为，可在内部储存流体的板状金属制容器。也就是说，在温度调节板3的内部形成有可使流体流动的流路31，并备有流入流路31的供给口32和流出流路31的排出口33。流路31如图4所示在温度调节板3整体上遍布弯曲配置。而且，为了对温度调节板3进行加热则在流路31内流过高温流体，为了冷却则在流路31内流过低温流体，如此，温度调节板3的整体基本是同一温度。这样，温度调节板3的热传导给压模27，故可以对压模27进行加热、冷却。另外，在从正在加热的状态切换到冷却，或相反的从正在冷却的状态切换到加热时，通过改变流入流路31内的流体的温度来进行。关于这种切换的详细情况在后面表述。
另外，在加热时所流的高温流体的温度为可使加工对象物2发生热变形的温度。冷却时所流的低温流体的温度为，可使已变形的加工对象物2保持该形状下固化的温度。如加工对象物2为板状的丙烯树脂时，可使加热时的流体温度为约140℃、冷却时的流体温度为50℃。这里的高温流体及低温流体的温度应为根据加工条件而相应设置的，与本例无关而进行最适合的设定。进而，这里使用的流体可以是例如ガルデン(注册商标)、水溶液、水状液体此外也可以是水蒸气、其他气体。对于使用水的情况，如果流体温度为高温时则最好是进行了加压处理。另外，板的热容量最好比较小。
另外，对于在温度调节板3内设置的流路31的粗细、配置形状图案、供给口32及排出口33的数量以及供给口32及排出口33的设置位置，图4所示仅为任意一例，并不限于此。例如，供给口32及排出口33也可以具备两个以上，流路31不弯曲而以直线状的多分枝的形式也可以。这样，流体由供给口32流入并从排出口33流出的时间缩短，则加热及冷却可以迅速进行。进而，对于流路31的粗细，分枝点、配置形状等，只要符合可使温度调节板3整体得到相同的加热及冷却，就怎样处理都可以。
其次，将温度调节板3、3的进行温度控制的功能结构示于图5。为了对温度调节板3、3进行温度控制，热转印压制装置1上装备有高温流体循环装置41、和低温流体循环装置43、和加热器控制电源45、控制器47。而且，在高温流体循环装置41及低温流体循环装置43和温度调节板3内部的流路31之间，设置了可使流体进行循环的循环路61。
控制器47由，如有规定程序的计算机构成。这种情况下，以下说明的控制器47的控制功能为通过该计算机的运行而实现的功能。
加热器控制电源45为，通过控制器47的控制，对薄膜加热器25的电源进行开/关。
对于高温流体循环装置41，储存流体，并装备有对流体进行加热的容器41A、和对流体进行加热的加热器41B、和将容器内的流体送出的泵41C。对于低温流体循环装置43，储存流体，并装备有对流体进行冷却的容器43A、和对流体进行冷却的冷却装置43B、和将容器内的流体送出的泵43C。容器41A、43A分别通过循环路61与温度调节板3内的流路31连通。加热器41B及冷却装置43B分别装有温度检测装置(未图示)，控制器47使用加热器41B及冷却装置43B将容器41A、43A内的流体控制在所需温度。另外，泵41C、43C通过控制器47的控制来驱动或停止。
在此，容器41A和容器43A可以如图6所示，在各容器41A、43A的上限水位P附近设置连接流路42。这样，在发生容器41A和容器43A的流体量不平衡时，可进行化解。
再次参照图5，在高温流体循环装置41及低温流体循环装置43的流出口及流入口附近的循环路61处，分别设置电磁阀51、53、55、57。电磁阀51、53、55、57的开关由控制器47控制。
下面，对温度调节板3的温度控制所进行的动作进行说明。例如，在对温度调节板3进行加热时，使高温流体循环装置41与温度调节板3之间循环高温流体。此时，控制器47使电磁阀51、53进入打开状态，电磁阀55、57进入关闭状态。进而，泵41C被驱动，使得容器41A中储存的高温流体进行循环。此时，也可由加热器控制电源45打开薄膜加热器25的电源，进行辅助加热。
一方面，在对温度调节板3进行冷却时，使低温液体在低温流体循环装置43与温度调节板3之间循环。此时，控制器47使电磁阀55、57进入打开状态，电磁阀51、53进入关闭状态。进而，泵43C被驱动，使得容器43A中储存的低温流体进行循环。
下面，对温度调节板3由加热状态切换到冷却状态时的步骤使用图7的流程图进行说明。首先，在薄膜加热器25的电源变为开时，将其关闭(S11)。之后通过控制器47的控制，在关闭电磁阀51、打开电磁阀55的同时，停止泵41C并驱动泵43C(S12)。这样停止从高温流体装置41流出高温流体，转而从低温流体装置43流出低温流体。此时，从温度调节板3返回的流体依然返回到容器41A。
然后，在进行了步骤S12的处理以后，在经过从循环路61及流路31中剩余的高温流体全部返回容器41A中所需的时间T之前，一直保持该状态(S13)。之后，在经过了时间T以后(S13“是”)，通过控制器47的控制在将电磁阀53关闭的同时将电磁阀57打开(S14)。通过这个阀的切换，在低温流体循环装置43与温度调节板3之间循环低温流体，并通过持续这个状态使温度调节板3得到冷却。
如上所述，通过切换，可以使低温流体和高温流体在不发生混合的情况下进行循环。
一方面，在温度调节板3由冷却向加热的切换中，为了使低温流体和高温流体不发生混合，也应按照与上述相同的步骤进行从低温流体循环装置43向高温流体循环装置41的切换。
其次，对如上所述将利用热状印压制装置1，对加工对象进行压制成形的步骤通过图8进行说明。
首先，将加工对象物2放入本装置1内，向温度调节板3供给高温流体进行加热(a)。其次，下降上箱体12进行密闭，使用真空泵7将腔内的空气抽出(b)。在这期间，温度调节板3持续加热。腔内的空气被进一步抽出后，通过压模27、27对加工对象物2进行加压，使其成形(c)。此时，温度调节板3继续加热，在这个状态下保持规定的时间后，停止对温度调节板3的加热，切换到冷却(d)。冷却持续了规定时间后，向腔内放入空气放开上箱体12，将已成形的加工对象物2取出(e、f)。在连续地对后面的加工对象物进行连续成形时，也可以在取出的阶段开始对温度调节板3进行加热。
在此实施形态中，为了对压模进行加热或冷却而向温度调节板3供给高温流体或低温流体。因此，在加热及冷却时可在短时间内达到目标温度。进而，通过对供给到温度调节板3的流体进行从高温流体到低温流体或从低温流体到高温流体的切换，使加热和冷却的切换得以迅速进行，可缩短加热、冷却的循环。
而且，对于高温流体及低温流体，并不一定同是液体或同是气体。例如，可以是高温流体为蒸汽而低温流体是水。
对于上述的本发明的实施形态，是为了说明本发明而进行的例举，并不是说本发明的范围只限定于这些实施形态。作为从业者，可以在不脱离本发明主旨的前提下，在其它的各种样态下实施本发明。
权利要求
1.一种热转印压制装置(1)，其特征在于包括热转印用压模(27)；和温度调节部分(3)，用于对上述压模进行加热及冷却，上述温度调节部分具有使流体在其内部流动的流路(31)。
2.根据权利要求1所述的热转印压制装置，其特征在于还包括安装在上述温度调节部分上的薄膜加热器(25)。
3.根据权利要求1所述的热转印压制装置，其特征在于上述温度调节部分保持上述压模，在保持上述压模的相反侧还包括隔热板(23)。
全文摘要
本发明热转印压制装置缩短对热转印压制装置的压模进行加热的所需时间，在下箱体11或上箱体12中至少一侧上设置的型上，具有基座21、和向加工对象物2进行型转印的压模27、和在内部可流动流体的流路31，且在设置于基座21和压模27之间并保有压模27的同时，装备有对压模27进行加热及冷却的温度调节板3、和在对压模27进行加热时向流路31流出高温流体的高温流体循环装置41、和在对压模27进行冷却时向流路31流出低温流体的低温流体循环装置43的。
文档编号B29C59/02GK1701942SQ20051007136
公开日2005年11月30日 申请日期2005年5月27日 优先权日2004年5月28日
发明者新谷俊哉, 箕西干夫, 大泽昭浩, 三吉宏治 申请人:株式会社小松制作所, 小松产机株式会社