本发明涉及一种利用印刷技术， 将图案印在透明的透镜片材上， 使印 刷层随透镜表面的凹凸结构变化， 产生视觉上具有立体景深的效果的装饰 膜。 再将该装饰膜应用于模内装饰技术， 形成美观的表面装饰塑胶产品，主 要应用于手机、 键盘、 笔记型电脑、 电脑机壳装饰产业、 信息产业、 通信 产业、 汽机车产业、 游戏机、 化妆品与一般日用品、 文具用品、 运动器材 等的表面装饰及功能性面板。 背景技术

所谓模内装饰技术，是利用各种印刷技术，将 薄膜表面彩色印刷处 理，再将其热压立体成型后放入塑胶模具中射 出成型， 形成具有印刷图像的 塑胶产品。 产品本身具有立体成型的效果， 印刷图像在薄膜与塑料之间，不 会被磨损。 此技术已被广泛运用在手机及消费性电子产品 的外壳装饰。 然 而， 受限于薄膜的需具备可成形特性， 薄膜为一般热塑性透明膜， 无特殊 表面形貌的考量与控制。

模内装饰技术（即 In-Mold Decorat ion , IMD)，用于制造具有表面图像 装饰的产品，主要应用于家电产品的表面装饰 及功能性面板。 常用在手机视 窗镜片及外壳、 洗 制台、 冰箱控制台、 空调控制台、 汽车^ ^盘、 电 锅控制台多种领域的面板、 标志等外观件上。

IMD是一种最有效率的方法，它是在薄膜表面上 施以印刷、 热压成型、 沖 切， 最后与塑料结合成型， 免除二次作业程序及其人力工时， 尤其是在一 般需背光、 多色彩、 多曲面、 仿金属、 发线处理、 核桃木紋. . .等印刷喷漆 工艺无法处理的时候， 更是使用 IMD工艺的时机。 传统的塑料加工技术已 渐渐无法满足新时代的需求， 随着轻、 薄、 短小的消费性电子产品及环保 意识的抬头，由于 IMD的优点适合于 3C、 家电、 LOGO铭板及汽机车零件的 塑料产品， 特别是目前流行的手机外壳及各式仪表面板。 世界各先进厂商 均全面采用此工艺。

中国台湾新型专利 432782中虽然有提到利用数字印刷技术印在菱镜 结 构上， 但菱镜结构的目的是为了调整照明装置的光线 方向与亮度， 完全未 揭示可能被应用于产生立体的视觉效果。 发明内容

模内装饰技术是印刷、 热压、 射出等塑胶加工程序的整合工艺， 虽然 随着不同的技术 IMR (in - mold rol ler) /IML (in-mold label ing) /IMF (in- mold f i lm)材料有所差异， 但工艺成型原理基本上均是相同的。 一般 来说模内装饰技术工艺程序， 包括薄膜印刷、 热压成型及射出成品等三个 步骤： （1)印刷工艺： 使用网版印刷、 数字印刷、 移印或烫印， 得到装饰 性的可成型薄膜。 （2) 成型工艺： 利用高温热变形方式使印刷薄膜变成要 求的形状， 再经过精密裁切后成为预成型膜。 （3) 注塑工艺： 将预成型膜 放入射出机的模穴中， 注塑射出完成塑胶件或产品。

如图 1所示，透明片材 1上印有印刷层 2，视需要将其加热预成型成为 所需要的产品形状，将其放置于合模 3 (match die)的模穴中，合上模具,利 用射出成型机 4注入胶料 5,打开模具便可得到一个具有装饰表面的塑胶� �� 品。 当注塑完成后， 透明片材 1及印刷层 2与注入的胶料紧密结合融为一 体， 可以在透明片材 1 最外层加上耐磨和耐刮伤层， 其表面硬度可视透明 片材 1 的硬度决定， 最高可达到 3H 以上， 注塑的塑胶材料多为聚碳酸酯 (Polycarbonate, PC)、 聚曱基丙烯酸曱酯（Polymethylmethacrylate, PMMA)、 聚对苯二曱酸丁二酯（Polybutylene Terephthalate, PBT)及丙烯腈、 丁二 烯、 苯乙烯共聚物 （Acryloni tri le- Butadiene-Styrene, ABS)、 聚苯乙 烯（Polystyrene ),苯乙烯-曱基丙烯酸曱酯共聚物 (Methyl Methacrylate Styrene Copolymer MS) 、 聚对苯二甲酸乙二醇酯 （Polyethylene Terephthalate ， PET)、 聚氧化聚曱醛（Polyoxymethylene , POM)、 尼龙 (Ny 1 on)及纤维 (碳纤维或玻璃纤维）补强的胶料等。

随着产品设计的立体化需求， 须把要装饰片材先放入立体的模具内成 形， 再把制出的成品放入另一模具中去射出成型， 装饰片材即被装饰于物 件的完整表面或部分区域上。

然而， 随着人类对产品外观的要求越高， 对于装饰片材的图像表现的 要求也愈来愈高，高色彩饱和度与高解析度的 图像要求是未来的趋势， 3D图 像的视觉感受更是一个必然的目标。

本发明的目的在于， 提供一种新型结构的具有立体效果的印刷装饰 膜 及其装饰塑胶产品， 所要解决的技术问题是使其利用印刷技术，将 油墨印刷 在一具有凹凸结构的透镜片材上， 使观赏者因左右眼聚焦位置略有不同，而 感觉图像有景深的视觉立体效果， 类似立体叠紋的功效， 但无立体叠纹在 印刷上的限制， 也无彩色叠纹会有套印不准的问题。

如图 2所示， 在一透明片材 1表面制作各种各样的凹凸结构面， 在此 是采用透镜 6的结构，将图像印刷在其上形成印刷层 2。 印刷方式可以为网 版、 喷墨、 热转印、 凹版、 凸版或任何方式， 只要可以将图像转印到透镜 片材上即可，包含热转印或以胶料转印等。 然后视需要， 再披覆一层反射层 7,以增加反光与图像明暗对比的效果，此层并� ��绝对必要。 如图 2 所示，在 具有图案的图紋区（G)， 观赏者的左眼 (L)与右眼 (R)因聚焦位置不同而产生 图紋的景深效果。 随着观赏者移动位置， 更让左右眼的视觉焦距也随之变 化， 而产生生动活泼的视觉效果。

透明片材可以为单层或多层膜材料， 是选自压克力 （Acryl ic) . 聚碳 酸酯（Polycarbonate)、 聚氨基甲酸酯（Pol yure thane)、 硅胶或其他聚酯类 ( Polyes ter )及三醋酸纤维素（Cel lulose tri-acetate)等及以上的组合。

在制造曲面或立体外形的产品时， 有时需要将印刷后的含透镜的透明 片材， 利用高温热变形方式使印刷片材变成要求的形 状； 但又要保持透镜 6 及其上面的图像不变形； 因此， 透镜材料的热变形温度必须比透明片材的 热变形温度高摄氏五十度以上。

同时， 表面 EJ凸构造也能增加了透明片材的整体柔软性。 更可以进一 步在预弯曲处， 增加凹凸构造的密度为其他部分的 10倍， 甚至在表面制作 割线， 以增加弯曲处的柔软性。 此有割线的材料可模拟成金属、 木纹、 布 纹、 石紋、 瓷器、 变色龙等材质的效果。

如图 3 ( a )所示， 依前述方法制作的立体效果的印刷装饰膜， 在印刷 面贴覆一层抛弃式保护膜。 再依前述方法， 将立体印刷的装饰膜反向预成 形，将预成形物放置于一合模中， 印刷面向着模面， 然后射出塑料， 脱模后 撕去保护膜便形成具有立体视觉效果的印刷装 饰塑胶产品。

如图 3 ( b )所示， 依前述方法制作的立体印刷的装饰膜， 如果是印刷 在非半球形透镜面上， 也就是平整面。 如同前述方法， 可在印刷面涂上一 层高折射率的反射层 7， 或在印刷面贴覆一层抛弃式保护膜， 可分别制作出 不同的印刷装饰塑胶产品。

因此， 本发明提供的一种具有立体效果的印刷装饰膜 ， 其包含一透明 片材， 至少其一表面具有凹凸结构层及一印刷层； 其中该透明片材为热可 塑性塑胶片材， 且该凹凸结构层的材料的热变形温度大于该透 明片材的热 变形温度。

较佳的，该印刷层在该凹凸结构层上，不但图 像有较佳的立体视觉感， 由于油墨承袭部分凹凸结构的形貌， 因此， 当胶料 5注入后， 胶料 5与油 墨层间的附着力较佳。

较佳的， 该凹凸结构层的材料为热不可塑性材料所组成 ， 以避免凹凸 形貌变形。

较佳的， 该凹凸结构层的材料为可以紫外线或电子束硬 化的树脂。 该 凹凸结构层为透镜 6的结构， 透镜 6间最好要有间距， 最好不要重叠， 由 透明片材 1本身提供弯曲与预成型时所需要的柔软与延� �性。

较佳的， 上述的具有立体效果的印刷装饰膜， 其中该透明片材 1， 在单 面或双面含有透镜结构， 该透镜结构是选自菱镜、 半球形透镜、 半圓柱状 透镜、 金字塔透镜、 菲涅尔（Fresnel) 透镜或以上的组合。 双面透镜能提 供更高的立体视觉效果。

本发明使用数字印刷， 每 1英寸上大于 400点， 且透镜 6的尺寸也艮 小， 若以半球形透镜片材 8为例， 半球形透镜密度为每平方英寸大于 5000 个透镜， 因此， 凹凸形貌的印刷足以产生所需的视觉立体感， 但不会明显 影响图紋的解析度， 因此产生本发明的一种具有立体效果的印刷装 饰膜。

其中， 半球形透镜的尺寸愈小， 含透镜的透明片材的整体柔软性与延 展性也较佳， 解析度下降较少， 但立体效果较差。 以工业级数字喷墨印刷 机， 解析度为每 1英寸大于 500点 (相当于每平方英寸二十五万点）为例，半 球形透镜的密度最好是在每平方英寸 2. 5万至 20万个透镜之间；换句话说， 印刷的解析度与透镜的密度的关系最好大于 L 25: 1 , 尤其以在 5: 1至 10: 1 之间较佳。 选择半球形透镜片材 10的规格， 须根据要表现的立体感与解析 度决定。

因此上述的具有立体效果的印刷装饰膜， 较佳的， 其中印刷的解析度 比凹凸结构的密度高 5至 20倍。

为了达到兼具凹凸的图纹区（G)立体图案及留� ��区（H)反光的效果，适 合的凹凸的透镜片材很多， 如图 4 ( a )至图 4 ( e )所示，包括单面透镜片 材，例如：半球形透镜片材 8、 菱镜片材 9、 半圆柱状透镜或金字塔透镜片材 等；另有两面皆有微结构的复合透镜片材，其 是选自菱镜、 半球形透镜、 半 圓柱状透镜或金字塔透镜、 菲涅尔（Fresnel) 透镜的组合等， 例如： 菱镜 与半圓柱状透镜结合的平行复合透镜片材 10与垂直复合透镜片材 11，半球 形透镜与半圓柱状透镜复合的透镜片材 12。 其中透镜是选自菱镜、 半球形 透镜、 半圆柱状透镜或金字塔透镜、 菲涅尔（Fresne l) 透镜等或其组合。

其中半圓柱状透镜提供进一步的立体视觉效果 。 因此较佳的，该透明片 材 1 的两面皆有微结构的复合透镜片材， 其是选自菱镜、 半球形透镜、 半 圓柱状透镜、 金字塔透镜或菲涅尔（Fresnel)透镜等的组合。

图 4 ( a )至图 4 ( e ) 中各式透镜片材 8 ~ 13， 经过先印刷层 2与后反 射层 7的处理后， 即可得到相对应的具有立体效果的印刷装饰膜 ， 如 5 ( a ) 至图 5 ( d )所示。 由于半圆柱状透镜可以进一步增加立体感的呈 现，因此针 对双面皆有微结构的复合透镜片材， 将半圆柱状透镜放至于观察者方向，印 刷层 2则在另一面。 将预成形物放置于一合模 3中， 印刷面背向模面， 射 出塑料成形， 形成具有立体视觉效果的印刷装饰塑胶产品， 如图 6 )所 示。

利用图 4 ( a )至图 4 ( e ) 中各式透镜片材 8 - 13， 经过先反射层 7与 后印刷层 2 的处理后， 即可得到相对应的具有立体效果的印刷装饰膜 。 将 立体印刷的装饰膜， 在印刷面贴覆一层抛弃式保护膜。 将立体印刷的装饰 膜反向预成形， 将预成形物放置于一合模 3 中， 印刷面向着模面， 如图 3 )所示， 射出塑料成形， 脱模后撕去保护膜便形成具有立体视觉效果的 印刷装饰塑胶产品， 如图 6 ( b )所示。

利用图 4 ( a )至图 4 ( e ) 中各式透镜片材 8 ~ 13, 但是印刷在非半球 形透镜面上， 也就是平整面。 可在印刷面涂上一层高折射率的反射层 7， 如 图 3 ( b )所示， 可在透镜面贴覆一层抛弃式保护膜， 可分别制作出不同的 印刷装饰塑胶产品， 如图 6 ( c )所示。

上述的各式透镜 6 , 可以为压克力 （ Acryl ic) 、 聚碳酸酯 (polycarbonate)、聚 J>曱酸酯（Polyurethane)、硅胶、环氧树脂（Epo xy) 或其他聚酯类（Polyes ter )材料， 其中以压克力材料的光穿透性与导光效 果最佳。 将紫外线或电子束硬化形压克力涂布于透明片 材两侧， 并以具有 透镜刻花的滚轮压印同时以紫外线或电子束硬 化形成透镜片材。

上述的具有立体效果的印刷装饰膜， 可进一部结合一反射层 7，此反射 层 7可以为反光粉涂层、 金属镀膜或是高折射率材料涂层， 可以增加图案 明暗对比。 常用金属镀膜为铝箔膜。 高折射率材料涂层为透明树脂含纳米 级二氧化钛 (Ti0 ₂ )、 二氧化锆 (Zr0 ₂ )、 二氧化铪 (Hf0 ₂ )粒子， 透明树脂为压 克力、 环氧树脂、 聚酯或硅胶等透明材料。 金属镀膜表面， 另外可以加工 或蚀刻成具有图纹的效果。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益 效果。 借由上述技术方 案，本发明一种具有立体效果的印刷装饰膜及 其装饰塑胶产品至少具有下 列优点及有益效果：

1.本发明采用透镜外加于透明片材 1 的一侧或两侧， 使印刷图样产生 立体视觉感， 同时改善材料的柔软度， 使成型性增加。

2.本发明无彩色叠紋会有套印不准的问题。

3.本发明的凹凸结构层印刷产品的立体效果， 虽然比不上光栅式（半 圆柱状镜）立体显示法的效果， 但本发明的产品比较无视角的限制， 且可 久视不会晕眩； 而且， 利用双面具有微结构的复合透镜片材， 本发明可制 作兼具两者优点的立体印刷产品。

4. 本发明使用具有高导光特性的透镜片材，除了 当作印刷的凹凸基材， 更是一个好的导光板。

5. 本发明使用具有高光穿透性的透镜片材， 使图像清晰。

6. 本发明使用具有高光穿透性的透镜片材， 其中透镜结构有效反射留 白区（H)， 而达到高明暗对比的功效。

上述说明仅是本发明技术方案的概述， 为了能够更清楚了解本发明的 技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施， 并且为了让本发明的上述和 其他目的、 特征和优点能够更明显易懂， 以下特举较佳实施例， 并配合附 图，详细说明如下。 附图的简要说明

图 1是绘示传统 IMD的制造流程的示意图。

图 2是绘示立体印刷装饰膜的立体视觉原理的示� �图。

图 3 (a)是绘示一较佳例的立体印刷装饰塑股产品的 立体视觉原理的 示意图。

图 3 (b)是绘示另一较佳例的立体印刷装饰塑胶产品 的立体视觉原理 的示意图。

图 4 (a)至图 4 (e)是绘示各式用于立体印刷装饰膜的透镜片材 的截 面示意图。

图 5 )至图 5 (d)是绘示各式使用透镜片材制作的立体印刷装 饰膜 的截面示意图。

图 6 (a)至图 6 (c)是绘示以立体印刷装饰膜制作产品的截面示 意图。

1: 透明片材

2: 印刷层

3: 合模

4： 射出成型机

5: 胶料

6: 透镜

7： 反射层

8: 半球形透镜片材

9: 菱镜片材

10: 平行复合透镜片材

11: 垂直复合透镜片材

12: 半球形透镜与半圓柱状透镜的复合透镜片材

G: 图纹区

H: 留白区

L: 左眼

R: 右眼 实现发明的最佳方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所 采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例， 对依据本发明提出的一种具有立体效果的 印刷装饰膜及其装饰塑胶产品其具体实施方式 、 结构、 特征及其功效， 详 细说明: ^后。 为了 iJij实施例 "^险效果的比较性，因此采用相同的油墨、 印刷机台、表 面改盾剂与油墨保护材料。 然而等效（equivalent)的材料也可使用， 不能 以此限制本发明的范围。

印刷机台是以三菱钻石十色机， 橡皮布为 Reeves Brother Isotec和 Baldwin Impact 橡皮布清洗系统。 墨辊为钻石牌 Blue Max 和 UV-0xy墨 辊清洁液。 使用 Ink-Systems 公司的 DG931 洗车水， 用在更换为混合 UV 印刷时用。水槽液为每加仑混合 3单位的 ² 451U (Printer' s Service公司）， 以及 2单位的无碱酒精替代液。 比一般紫外线印刷技术所用的紫外线能量 要高出至少 30°/。为佳。 印刷油墨主要是 Dynagraf 公司 Hybrid UV-Ink Systems (混合 UV 墨）。

实施例一

利用一面具有半球形透镜的透明片材， 韩国公司 Kolon 公司的 MLF EverRay® LM的半球形透镜膜， 其透明片材为 188微米厚的聚对苯二曱酸乙 二醇酯（PET)光学膜， 热变形温度 120 ° C, 上含有 42微米高的半球形透镜， 其为紫外线硬化的压克力半球形透镜， 热变形温度 180 ° (：。 120厘米长 80 厘米宽， 其半球形透镜的密度为每平方英寸约 7 万个透镜。 以紫外线曝光 的工业级数字喷墨印刷机， 印上精密图案的印刷层 2 于半球形透镜面， 图 案精密度为每 1英寸 600点 (相当于每平方英寸三十六万点）， 如此形成立 体印刷的装饰膜。 此例的印刷的解析度为透镜的密度的 5倍， 所得的装饰 膜具有极佳的立体印刷效果及图纹解析度。

实施例二

利用一 80微米厚三醋酸纤维素光学膜， 热变形温度 80 ° C, 上含有 20 微米高的半球形透镜， 其为紫外线硬化的半球形透镜， 其为 EP0-TEK®环氧 数树脂（Epoxy)热变形温度 250 ° C 120厘米长 80厘米宽， 其半球形透镜 的密度为每平方英寸约 5 万个透镜。 以紫外线曝光的工业级数字喷墨印刷 机， 印上精密图案的印刷层 2于半球形透镜面， 图案精密度为每 1英寸 800 点（相当于每平方英寸六十四万点）， 如此形成立体印刷的装饰膜。 此例的 印刷的解析度为透镜的密度的 13倍， 所得的装饰膜具有极佳的立体印刷效 果及图纹解析度。

实施例三

利用一面具有半球形透镜的压克力板材， 120厘米长 80厘米宽， 其半 球形透镜的密度为每平方英寸 7 万个透镜。 如实施例一的印刷精度与印刷 工艺， 印上精密图案的印刷层 2 , 图案精密度为每 1英寸 1300点 (相当于每 平方英寸一百六十九万点）， 如此形成立体印刷的装饰膜。 此例的印刷的解 析度为透镜的密度的 24倍， 所得的装饰膜具有极佳的立体印刷效果但图纹 解析度明显下降。 实施例四

利用一面具有半球形透镜的压克力板材， 120厘米长 80厘米宽， 其半 球形透镜的密度为每平方英寸 7 万个透镜。 如实施例一的印刷精度与印刷 工艺， 印上精密图案的印刷层 2， 图案精密度为每 1英寸 250点 (相当于每 平方英寸 25万点）， 如此形成立体印刷的装饰膜， 如图 3 ( a )所示。 此例 的印刷的解析度为透镜的密度的 2. 5倍， 所得的装饰膜不具有立体印刷效 果。

实施例五

利用美国 3M公司的 Viku i t i f i lm菱镜片材。 在其非结构面以感压胶 贴上一半圓柱状透镜， 其规格为厚度 0. 6 麵， 间距为每英寸 200线束的柱 状透镜透明片材， 如此形成菱镜与半圆柱垂直复合透镜片材 11。 进行数字 喷墨形成印刷层 2 , 如此形成立体印刷的装饰膜。

实施例六

将实施例一的立体印刷的装饰膜， 以高压或真空成型法， 将其预成形 为所需的形状雏型。 将预成形物放置于一合膜中， 印刷面背向模面， 以射 出成形机， 射出速度在 300隱 /sec ~ 600讓 /see , ABS塑料的温度为 240度 及射出压力 40%， 形成具有立体视觉效果的印刷装饰塑胶产品。

实施例七

将实施例一的立体印刷的装饰膜， 在印刷面涂上一层高折射率的反射 层 7， 如图 2所示， 其为反光粉是由高折射率玻璃微珠为主原料而 制得的无 机反光材料，用高折射率玻璃微珠的半球面镀 铝， 提供了回归反射性能，而 省去了其他如铝浆打底等步骤，使微珠具有自 反光的功能，反光效果好。 再 依前述方法将预成形物放置于一合模中，印刷 面背向模面，射出 ABS塑料，形 成具有立体视觉效果的印刷装饰塑胶产品。

实施例八

将实施例一的立体印刷的装饰膜，在印刷面贴 覆一层抛弃式保护膜。 再 依前述方法， 将立体印刷的装饰膜反向预成形， 将预成形物放置于一合模 中，印刷面向着模面， 如图 3 )所示， 射出 ABS塑料， 脱模后撕去保护膜 便形成具有立体视觉效果的印刷装饰塑胶产品 。

实施例九

如实施例一的立体印刷的装饰膜的制作方法， 但是印刷在非半球形透 镜面上， 也就是平整面。 如同前述方法， 可在印刷面涂上一层高折射率的 反射层 7 , 如图 3 ( b )所示， 或在透镜面贴覆一层抛弃式保护膜， 可分别 制作出不同的印刷装饰塑胶产品。

以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作任何形式 上的限制， 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员， 在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为 等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案内容， 依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、 等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的 范围内。