具曲面的可透光塑胶板结构及其制造方法与流程

    专利2022-07-07  115


    本发明涉及一种具曲面的可透光塑胶板结构及其制造方法,尤指一种将塑胶基板先通过热压制程形成具曲面的塑胶板件后、再以埋入射出制程将一结合结构成型在该塑胶板件上以构成一汽车天窗机构总成的塑胶板结构及其制造方法。



    背景技术:

    传统的汽车大多使用玻璃来作为天窗、挡风玻璃、与侧窗的板材,但因为玻璃有重量大、易碎、不易塑形等缺点,所以,近年来有人开发出塑胶材质的可透光板材来取代传统的玻璃,用以制作汽车天窗、挡风玻璃、与侧窗等。

    塑胶的种类有许多种,其中,由聚碳酸酯(简称pc)所构成的工程塑胶由于具有高度透明性及自由染色性、高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广、成形收缩率低、尺寸安定性良好、耐候性佳、无味无臭对人体无害符合卫生安全、易塑形等优点,所以较适于被用来制作具曲面或特殊构造的透明基板,以取代易碎且不易塑形的玻璃板材。例如,车用天窗就常是以聚碳酸酯(pc)工程塑料所制成。然而,聚碳酸酯(pc)却也具有不耐磨、与在紫外线照射下易黄化等缺点。所以,在现有技术中,会凭借在聚碳酸酯(pc)基板外表面增设耐磨的硬质层、以及在基板本体内添加紫外线(uv)吸收剂的方式,来提高基板的耐磨度以及降低黄化现象。此添加方式属于“光吸收”,uv光仍会进入基板内部,再被阻断,虽对车内有阻绝uv功能,但仍会造成基板本身有uv黄化、uv劣化问题。

    另外,为了在外观与造型上具有设计感与视觉美感,现今的车用天窗板件已不再是单纯的平板结构,而多是具有滑顺曲面的塑胶板件。于制作上,虽然塑胶射出成型技术具有制程快速、可量产等优点,但也具有模具设计复杂、设备成本高、不适合制作大尺寸或大面积产品的缺点。相对地,热压成型技术虽然无法提供像塑胶射出那么快的生产速度,但却相对具有模具简单、成本低、制程简易、以及适合制作大尺寸或大面积产品的优势。所以,对于长x宽尺寸动辄大于60cmx40cm以上的车用天窗板件来说,使用热压成型技术来进行生产是较合宜的选择。

    此外,无论是由塑胶板件或是玻璃板件所构成的现有车用天窗结构,其用于连结汽车车体的结合结构或机构,都是以粘胶将金属材质的结合结构(或机构)粘贴于塑胶板件(或玻璃板件)上。请参阅图1a及图1b所示,分别为现有具曲面的玻璃板件凭借粘胶来粘贴结合结构的剖面示意图及底视示意图。如图1a及图1b所示,由于用于制作车用天窗的塑胶板件或是玻璃板件01都是具都是具有曲面的硬质板件,所以,在凭借粘胶02来粘贴由金属所制成也是硬质的结合结构03(或机构)后,在塑胶(或玻璃)板件01与结合结构03(或机构)两者的接合面之间难免会产生空隙,不仅使防水防潮的效果降低、更会使得两者结合强度变差。此外,金属材质所构成的结合结构03(或机构)也有重量较大(导致车辆行驶时较耗油、耗电)、易破裂、不具有抗紫外线(uv)与隔热效果、以及金属与塑胶(或玻璃)板件间的结合性不佳的缺点,而仍有改善的空间。



    技术实现要素:

    本发明的目的在于:提供一种具曲面的可透光塑胶板结构及其制造方法,解决现有技术中存在的上述技术问题。

    为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:

    一种具曲面的可透光塑胶板结构,其中,包括:

    一基板,该基板至少包含一可透光的硬质塑料材质且具有一外表面及一内表面;

    一易接着层,位于该基板的该内表面的一外周缘区域;以及,

    一结合结构,固定在该基板的该内表面的该外周缘区域且具有该易接着层的位置处。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其中,还包括至少一密封圈层;该密封圈层设置于该易接着层朝向该结合结构的侧的表面上,且该密封圈层被夹置于该易接着层与该结合结构两者接触面之间。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其中:

    该基板至少于该内表面的该外周缘区域处具有一曲面;

    该结合结构用于和一外部构件结合,使该基板可通过该结合结构而被连结于该外部构件;

    该结合结构由硬质塑料材质或金属材质两者其中之一所构成;其中,当该结合结构由该硬质塑料材质所构成时,该结合结构以埋入射出的方式成型并固定在该基板的该内表面的该外周缘区域且具有该易接着层的位置处,并且,该硬质塑料材质包含以下其中之一:聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,简称pmma)、聚碳酸酯(polycarbonate,简称pc)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrilebutadienestyrene,简称abs)、聚均苯四甲酰亚胺(polypyromellitimide,简称pmmi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,简称pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene2,6-naphthalenedicarboxylate,简称pen)、聚醚砜(polyethersulfone,简称pes)、聚酰亚胺(polyimide,简称pi);当该结合结构由该金属材质所构成时,该结合结构粘贴固定于该基板的该内表面的该外周缘区域且具有该易接着层的位置处;

    该易接着层的材质包含以下其中之一:胺类(amines)与杂环胺(heterocyclicamine)的化合物、硅烷(silane)化合物、聚氨酯(polyurethane,简称pu),该易接着层用于提高该基板与该结合结构之间的结合强度;

    该密封圈层以点胶方式于该易接着层朝向该结合结构的侧的表面上涂设一或数条沿着该外周缘区域环绕圈状的该密封圈层,该密封圈层的材质包含以下其中之一:硅胶(silicone)、聚氨酯(polyurethane,简称pu),用于提高该基板与该结合结构之间的密封性。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其中:

    该基板由包含至少三层以上的不同材质凭借共押出(coextrusion)方式所构成的多层结构,其包括:位于中间且包含聚碳酸酯(pc)的一工程塑料层、位于该工程塑料层上方的一上压克力层、以及位于该工程塑料层下方的一下压克力层;其中,于该上压克力层上方形成一上硬质层(hardcoating),且于下压克力层下方也形成一下硬质层;

    于该基板的至少该上硬质层上更设有具多层膜结构的一镀膜层,该镀膜层包括:一接着层、一抗紫外线层、及一耐磨层;

    该接着层的材质包含二氧化硅(sio2);

    该抗紫外线层的材质包含五氧化三钛(ti3o5);

    该耐磨层的材质包含二氧化硅(sio2)。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其中,该镀膜层中还包括一抗红外线层。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其中,该镀膜层的上方还包括一顶面硬质层。

    一种具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其中,包括有:

    步骤(a):提供一基板,该基板至少包含一可透光的塑料材质;

    步骤(b):凭借一预热程序,将该基板加热至一第一预定温度;

    步骤(c):凭借一压模程序,在一第二预定温度状态下,以一模具对该基板进行加压成型,使该基板具有一曲面;以及,

    步骤(d):凭借一加工程序,对加压成型后且具曲面的该基板的外型进行切削加工,以制成具有一预定外型轮廓及曲面的一塑胶板件。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其中:

    于步骤(a)及步骤(b)之间还包含有一翻转撕模程序,凭借一翻转机构来将该基板进行180度角的翻转操作,以便将粘贴于该基板上、下两表面上的一保护膜撕除;

    该预热程序凭借一加热单元将该基板的上、下两表面均加热,且该第一预定温度介于摄氏60℃至105℃之间。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其中,该压模程序还包括下列步骤:

    步骤(c1):将该基板定位于一上模及一下模之间、且该基板分别和该上模与该下模均相隔一间隙,且凭借一冷却程序将该基板、该上模及该下模的温度都调整至该第二预定温度;其中,该第二预定温度介于摄氏40℃至60℃之间;并且,在该上模及该下模朝向该基板的侧的表面上均分别设置有一预定曲面;

    步骤(c2):凭借一压塑形单元推动该上模,使该上模向下移动并压迫该基板的上表面,直到该基板的该上表面因被压迫而变形符合该上模的该预定曲面为止,此时,该基板与该下模之间仍具有该间隙;

    步骤(c3):凭借该压塑形单元推动该下模,使该下模向上移动并压迫该基板的下表面,直到该基板的该下表面因被压迫而变形符合该下模的该预定曲面为止,此时,该基板已受到该上模与该下模两者所紧密压迫。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其中,于步骤(d)之后还包括以下步骤:

    步骤(e):凭借一涂布程序,在该塑胶板件表面的一外周缘区域施加一易接着层;

    步骤(f):凭借一埋入射出程序,将一结合结构以埋入射出的方式成型并固定在该塑胶板件的该外周缘区域且具有该易接着层的位置处;

    此外,于步骤(e)及步骤(f)之间还包括有以下步骤:

    步骤(e1):凭借一点胶程序,在该易接着层设置至少一密封圈层;该密封圈层局部性地设置于该易接着层朝向该结合结构的侧的表面上,且该密封圈层被夹置于该易接着层与该结合结构两者接触面之间。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其中,

    该结合结构由硬质塑料材质所构成;该硬质塑料材质包含以下其中之一:聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,简称pmma)、聚碳酸酯(polycarbonate,简称pc)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrilebutadienestyrene,简称abs)、聚均苯四甲酰亚胺(polypyromellitimide,简称pmmi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,简称pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene2,6-naphthalenedicarboxylate,简称pen)、聚醚砜(polyethersulfone,简称pes)、聚酰亚胺(polyimide,简称pi);

    该易接着层的材质包含以下其中之一:胺类(amines)与杂环胺(heterocyclicamine)的化合物、硅烷(silane)化合物、聚氨酯(polyurethane,简称pu),该易接着层用于提高该基板与该结合结构之间的结合强度;

    该密封圈层以点胶方式于该易接着层朝向该结合结构的侧的表面上涂设一或数条沿着该外周缘区域环绕圈状的该密封圈层,该密封圈层的材质包含以下其中之一:硅胶(silicone)、聚氨酯(polyurethane,简称pu),用于提高该基板与该结合结构之间的密封性。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其中:

    该基板由包含至少三层以上的不同材质凭借共押出(coextrusion)方式所构成的多层结构,其包括:位于中间且包含聚碳酸酯(pc)的一工程塑料层、位于该工程塑料层上方的一上压克力层、以及位于该工程塑料层下方的一下压克力层;其中,于该上压克力层上方形成一上硬质层(hardcoating),且于下压克力层下方形成一下硬质层;

    于该基板的至少该上硬质层上更设有具多层膜结构的一镀膜层,该镀膜层包括:一接着层、一抗紫外线层、及一耐磨层;

    该接着层的材质包含二氧化硅(sio2);

    该抗紫外线层的材质包含五氧化三钛(ti3o5);

    该耐磨层的材质包含二氧化硅(sio2)。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其中,于该镀膜层中还包括一抗红外线层。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其中,于该镀膜层的上方还包括一顶面硬质层。

    一种具曲面的可透光塑胶板结构,其中,包括:

    一基板,该基板至少包含一可透光的硬质塑料材质且具有一外表面及一内表面;以及

    一镀膜层,位于该该基板的该外表面上,该镀膜层为一多层膜结构且由内向外依序包括有:一接着层、一抗紫外线层、及一耐磨层。

    1615所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其中:

    于该基板的该外表面上形成一上硬质层(hardcoating),且于该基板的该内表面上形成一下硬质层;该镀膜层位于该上硬质层上;

    该基板由包含至少两层以上的不同材质凭借共押出(coextrusion)方式所构成的多层结构,其包括:位于包含聚碳酸酯(pc)的一工程塑料层、以及位于该工程塑料层上方、或上、下两方都有的一压克力层;

    该接着层的材质包含二氧化硅(sio2),且该接着层的厚度介于10纳米至300纳米之间;

    该抗紫外线层的材质包含五氧化三钛(ti3o5),该抗紫外线层的厚度介于10纳米至300纳米之间;

    该耐磨层的材质包含二氧化硅(sio2),该耐磨层的厚度介于60纳米至600纳米之间。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其中,该接着层还包含一底质层其接触于该基板的该上表面上、以及一二氧化硅层位于该底质层与该抗紫外线层之间;其中,该底质层的材质选用能够改善该抗紫外线层的密着度的材料。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其中:

    具有至少两层以上的多层结构的该基板,其不同层材质的玻璃转移温度(glasstransitiontemperature,tg)的差异范围介于30~60之间,且不同层材质的厚度比例值范围介于0.0001~0.001之间;

    该耐磨层与该抗紫外线层两者的折射率的差异至少为0.3;

    对于在紫外线波长范围内的光,该耐磨层与该抗紫外线层两者的折射率的比值介于2.35至1.38之间;

    该耐磨层与该抗紫外线层两者的厚度的差异至少为100nm。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其中,还包括有:

    一易接着层,位于该基板的该内表面的一外周缘区域;

    一结合结构,固定在该基板的该内表面的该外周缘区域且具有该易接着层的位置处;以及,

    至少一密封圈层;该密封圈层设置于该易接着层朝向该结合结构的侧的表面上,且该密封圈层被夹置于该易接着层与该结合结构两者接触面之间。

    所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其中:

    该基板至少于该内表面的该外周缘区域处具有一曲面;

    该结合结构用于和一外部构件结合,使该基板可通过该结合结构而被连结于该外部构件;

    该结合结构由硬质塑料材质或金属材质两者其中之一所构成;其中,当该结合结构由该硬质塑料材质所构成时,该结合结构以埋入射出的方式成型并固定在该基板的该内表面的该外周缘区域且具有该易接着层的位置处,并且,该硬质塑料材质包含以下其中之一:聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,简称pmma)、聚碳酸酯(polycarbonate,简称pc)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrilebutadienestyrene,简称abs)、聚均苯四甲酰亚胺(polypyromellitimide,简称pmmi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,简称pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene2,6-naphthalenedicarboxylate,简称pen)、聚醚砜(polyethersulfone,简称pes)、聚酰亚胺(polyimide,简称pi);当该结合结构由该金属材质所构成时,该结合结构粘贴固定于该基板的该内表面的该外周缘区域且具有该易接着层的位置处;

    该易接着层的材质包含以下其中之一:胺类(amines)与杂环胺(heterocyclicamine)的化合物、硅烷(silane)化合物、聚氨酯(polyurethane,简称pu),该易接着层用于提高该基板与该结合结构之间的结合强度;

    该密封圈层以点胶方式于该易接着层朝向该结合结构的侧的表面上涂设一或数条沿着该外周缘区域环绕圈状的该密封圈层,该密封圈层的材质包含以下其中之一:硅胶(silicone)、聚氨酯(polyurethane,简称pu),用于提高该基板与该结合结构之间的密封性。

    本发明的主要优点是在于提供一种具曲面的可透光塑胶板结构及其制造方法,其系将塑胶基板先通过热压制程形成具曲面的塑胶板件后,再以埋入射出制程将一结合结构成型并固定在该塑胶板件上,可代替传统以玻璃粘合铁件的汽车天窗机构总成设计。本发明的具曲面的可透光塑胶板结构包含轻量化高分子天窗材料及轻量化塑料射出件机构总成,可减轻传统玻璃天窗、前后挡风玻璃、侧窗玻璃机构总成的重量。

    本发明的另一优点是在于提供一种具曲面的可透光塑胶板结构,凭借抗紫外线涂料配方与精密涂布技术在塑胶基板的外表面上增设一镀膜层,可将塑胶基板的高分子表面耐磨特性提升至与玻璃相同水准,并可通过各项耐候性测试后维持原有光学及物理特性。本发明的具曲面的可透光塑胶板结构不仅适用于聚碳酸酯(pc)工程塑料材质的车用天窗基板,且具有耐磨与抗紫外线特性的多层镀膜结构

    本发明的再一优点是在于提供一种以压模制造具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,先将塑胶基板预先加热到一第一预定温度;之后,在压模过程中凭借一冷却程序将基板降温到一第二预定温度并同时以一模具对该基板进行压模;之后,再凭借一加工程序,对加压成型后的该基板的外型进行切削加工,以制成具有一预定外型轮廓的一塑胶板件。相较于现有技术,本发明的以压模制造具曲面的可透光塑胶板结构的方法可具有增加塑胶板件形状外观调正空间以及塑胶板件一体化设计等优点。

    附图说明

    图1a及图1b分别为现有具曲面的玻璃板件凭借粘胶来粘贴结合结构的剖面示意图及底视示意图。

    图2为本发明的具曲面的可透光塑胶板结构的第一实施例剖面示意图。

    图3为本发明的具曲面的可透光塑胶板结构的第二实施例剖面示意图。

    图4为本发明的具曲面的可透光塑胶板结构的第三实施例剖面示意图。

    图5为如图4中所示本发明设置于基板上的镀膜层的第一实施例示意图。

    图6为本发明设置于基板上的镀膜层的第二实施例示意图。

    图7为本发明设置于基板上的镀膜层的第三实施例示意图。

    图8为本发明设置于基板上的镀膜层的第四实施例示意图。

    图9为本发明设置于基板上的镀膜层的第五实施例示意图。

    图10为本发明设置于基板上的镀膜层的第六实施例示意图。

    图11是本发明具镀膜层的可透光基板的若干实施例进行耐磨测试结果的示意图。

    图12是本发明具镀膜层的可透光基板的若干实施例进行抗紫外线测试结果的示意图。

    图13为如图4所示的本发明具曲面的可透光塑胶板结构实施例的制造方法的流程图。

    图14为适用于本发明具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法的一压模机台的实施例示意图。

    图15是如图14中所示的翻转撕膜单元内的翻转机构实施例示意图。

    图16a至图16d分别为本发明具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法中的压模程序的四个压模动作示意图。

    图17为本发明具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法中的该下模的一实施例示意图。

    图18为本发明具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法中,当该基板已完成压模程序、但尚未进行加工程序时的基板的示意图。

    图19为本发明具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法中,进行压模程序的示意图。

    图20为本发明具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法中,进行加工程序的示意图。

    附图标记说明:

    01~板件02~粘胶

    03~结合结构11~17~步骤

    10、100、100a~基板11~工程塑料层

    12、13~压克力层14、15~硬质层

    20,20a,20b,30,30a,40~镀膜层21、31~接着层

    201~底质层22、32、34~抗紫外线层

    23、33~耐磨层24~抗红外线层

    25~耐磨层101~定位孔

    40~压模机台41~机体

    411~导杆412~弹簧

    42~翻转撕膜单元43~输送台

    44~加热单元45~加压塑形单元

    46~取料机构47~出料单元

    50~送料架51~框架

    60~模具61~上模

    62~下模63~成品区

    64~变形区70~铣床

    71~加工位置81~易接着层

    82、82a~结合结构83~密封圈层

    91-97~步骤

    具体实施方式

    本发明的具曲面的可透光塑胶板结构及其制造方法,主要是通过高分子材料配方、抗紫外线涂料配方与精密涂布技术,可将塑胶基板的高分子表面耐磨特性提升至与玻璃相同水准(耐磨耗测试tabertestl级),并可通过各项耐候性测试后维持原有光学及物理特性。塑胶基板先通过热压制程形成具曲面的塑胶板件后,再以埋入射出制程将一结合结构成型并固定在该塑胶板件上,可代替传统以玻璃粘合铁件的汽车天窗机构总成设计。本发明的具曲面的可透光塑胶板结构包含轻量化高分子天窗材料及轻量化塑料射出件机构总成,可减轻传统玻璃天窗、前后挡风玻璃、侧窗玻璃机构总成的重量,特别适合应用于需要轻量化规格的油电混和电动车及全电动车。

    为了能更清楚地描述本发明所提出的具曲面的可透光塑胶板结构及其制造方法,以下将配合图式详细说明的。

    请参阅图2,为本发明的具曲面的可透光塑胶板结构的第一实施例剖面示意图。于本发明的第一实施例中,具曲面的可透光塑胶板结构包括:一基板10、一易接着层81及一结合结构82。

    该基板10至少包含一可透光的硬质塑料材质且具有相对的一外表面(上表面)及一内表面(下表面);并且,该基板10至少于该内表面的该外周缘区域处是具有一曲面。于本实施例中,该基板10是由包含至少三层以上的不同材质凭借共押出(coextrusion)方式所构成的多层结构,其包括:位于中间且包含聚碳酸酯(pc)的一工程塑料层11、位于该工程塑料层11上方的一上压克力(polymethylmethacrylate,简称pmma)层12、以及位于该工程塑料层11下方的一下压克力层13。于该上压克力层12上方形成一上硬质层14(hardcoating,简称hc),且于下压克力层13下方也同样形成一下硬质层15。该上、下硬质层14、15的材质组成可包含颗粒状分散的纳米无机材料及/或有机无机混成紫外光寡聚物或硅胶基(siliconebase)寡聚物,可提供轻量化高分子塑胶基板的外表面与内表面具有高硬度、与极佳的耐磨耗测试(tabertest)特性,并且维持高透明性及低雾度,能提供一坚硬耐磨的硬质保护层在基板10的外表面与内表面。于本实施例中,硬质层14、15包含高玻璃转化温度tg(120℃)的紫外光弹性寡聚物或高tg单体(240℃),可提供高分子塑胶材料的贴合面具有高耐冲性、高可挠曲性,以及高温状态下的稳定性,能提升高温环测或高温高湿环测时的信赖性。该基板10的厚度与形状系针对不同的应用领域而异,若以本发明的车用天窗为例,其基板10的厚度一般是介于3mm至12mm之间。该工程塑料层11的厚度约占基板总厚度的60%~99.99%,而两压克力层12、13的厚度合计约占基板总厚度的0.01%~40%。

    本发明的硬质层14、15配方组成包含有机无机混成紫外光寡聚物,相对于传统高交联密度的现有硬质层配方具有相对较低的交联密度,可形成收缩率较低及可挠性佳的耐磨硬涂层。本发明硬质层14、15中的无机材料可贡献表面物理特性,使涂层具有高硬度及高耐磨耗性。并且,本发明硬质层14、15配方组成包含高tg紫外光弹性体寡聚物与高tg单体,相对于传统高交联密度的现有硬质层配方具有较佳的高温稳定性,因此在高温制程时具有较佳的热可成型性,可将uv硬化后的复合天窗材料弯曲为自由曲率。

    该易接着层81是位于该基板10的该内表面的一外周缘区域,可用于提高该基板10与该结合结构82之间的结合强度与密接度。于本发明中,该易接着层81的材质是包含以下其中之一:胺类(amines)与杂环胺(heterocyclicamine)的化合物、硅烷(silane)化合物、聚氨酯(polyurethane,简称pu),且是以精密湿式涂布方式涂设在该基板10的该内表面的该外周缘区域,能提供异质材料间良好的密着特性,有利通过各项环境老化测试。并且,该易接着层81可混入颜料(例如黑色颜料)使该易接着层81可兼具有在基板10内表面上形成一油墨印刷层的功能。

    该结合结构82是固定在该基板10的该内表面的该外周缘区域且具有该易接着层81的位置处。该结合结构82是用于和一外部构件(例如汽车的车体或天窗驱动机构,图中未示)结合,使该基板10可通过该结合结构82而被连结于该外部构件。该结合结构82是由硬质塑料材质或金属材质两者其中之一所构成。于图2所示的本发明第一实施例中,该结合结构82是由铁、不锈钢或是铝合金等金属材质所铸造、锻造或冲压制成。该结合结构82是凭借该易接着层81作为粘着剂来粘贴固定于该基板10的该内表面的该外周缘区域且具有该易接着层81的位置处。

    以下所述的本发明其他实施例中,由于大部分元件与结构都与前述第一实施例相同,所以,相同或类似的元件将直接给予相同的元件名称与编号、且不再赘述其细节。

    请参阅图3,为本发明的具曲面的可透光塑胶板结构的第二实施例剖面示意图。于本第二实施例中,具曲面的可透光塑胶板结构和前述第一实施例类似,也同样包括一基板10、一易接着层81及一结合结构82;并且,该基板10同样包括:工程塑料层11、上、下压克力层12、13、以及上、下硬质层14、15。由于本发明的基板10是具曲面形状的硬质塑料材质,而结合结构82也为硬质金属材质;当两者结合面曲率不匹配时(曲率公差),将造成两者密封性不佳,导致有漏水问题。因此,于图3所示的本发明的第二实施例中,于易接着层81上再以点胶方式制作一或数圈局部耐高温的密封圈层83(sealingringlayer),可有效将两硬质材质间的空隙填满,避免因曲率公差(曲率不匹配)造成复合材料天窗总成有漏水风险。于本实施例中,该密封圈层83是设置于该易接着层81朝向该结合结构82的侧的表面上,且该密封圈层83是被夹置于该易接着层81与该结合结构82两者接触面之间。该密封圈层83是以点胶方式于该易接着层81朝向该结合结构82的侧的表面上涂设一或数条沿着该外周缘区域环绕圈状的该密封圈层83,该密封圈层83的材质是包含以下其中之一:硅胶(silicone)、聚氨酯(polyurethane,简称pu),能提供硬质材料间因曲率公差造成的空隙填补,用于提高该基板10与该结合结构82之间的密封性,有利通过漏水测试。

    前述的结合结构除了可以金属材质制作之外,本发明更提供一种凭借埋入射出制程将结合结构直接成型并固定在该塑胶板件上的技术,可代替传统以玻璃粘合铁件的汽车天窗机构总成设计。

    请参阅图4,为本发明的具曲面的可透光塑胶板结构的第三实施例剖面示意图。于本第三实施例中,具曲面的可透光塑胶板结构和前述第二实施例类似,也同样包括一基板10、一易接着层81、一结合结构82a及至少一密封圈层83;并且,该基板10同样包括:工程塑料层11、上、下压克力层12、13、以及上、下硬质层14、15。本第三实施例与前述实施例的不同点在于,该结合结构82a是由硬质塑料材质所构成,且是以埋入射出的方式成型并固定在该基板10的该内表面的该外周缘区域且具有该易接着层81的位置处,其厚度介于1mm~50mm之间。并且,该结合结构82a的硬质塑料材质是包含以下其中之一:聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,简称pmma)、聚碳酸酯(polycarbonate,简称pc)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrilebutadienestyrene,简称abs)、聚均苯四甲酰亚胺(polypyromellitimide,简称pmmi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,简称pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene2,6-naphthalenedicarboxylate,简称pen)、聚醚砜(polyethersulfone,简称pes)、聚酰亚胺(polyimide,简称pi)。此外,于图4所示的第三实施例中,于该基板10的至少该上硬质层14上更设有具多层膜结构的一镀膜层20,该镀膜层20可提供基板10表面抗紫外线与耐磨的能力,能改善基板10本身表面硬度及耐磨特性不佳且易因热能或紫外线长时间照射而黄化或劣化的缺点。该镀膜层20的具体细节将详述于后续实施例。

    本发明的具曲面的可透光塑胶板结构提供了一种轻量化高分子天窗材料的解决方案,其包含轻量化高分子天窗材料及轻量化塑料埋入射出件机构总成,能取代传统车用玻璃结合铁件或不锈钢件作为汽车天窗机构总成,特别适合应用于需要轻量化规格的油电混和电动车及全电动车。本发明的轻量化高分子天窗材料包含轻量化高分子天窗材料与轻量化塑料射出件之间的易接着层(primerlayer)及密封层(sealinglayer),特别适合应用于以埋入射出方式结合两种以上的异质、硬质塑料的制程,因此具有以下优点:

    1.可减轻传统玻璃天窗、前后挡风玻璃、侧窗玻璃机构总成的重量,并同时兼具轻量化(降低油耗或电能消耗)、安全不破裂的优点。本发明使用由pmma/pc/pmma或pmma/pc复合材料构成的基板,结合湿式涂布及溅镀(sputter)镀膜制程所制作的复合材料天窗,其表面硬度可提升至4h以上(4h~9h),耐磨耗可通过tabertestl级磨耗水准,uv耐黄化测试(5000小时)可维持δe<1的规格。本发明的结合结构机构件的制作方式则是直接将复合材料天窗置入射出机,以高分子埋入射出方式制作。除了可省去将玻璃替代为高分子pc材料基板的重量外,更可省去铁件或不锈钢件替换为高分子结合结构的重量,可达到整体重量减轻至原玻璃加金属件重量的1/2~1/3的效果。

    2.通过高分子材料配方、涂料配方设计与精密涂布技术,可将高分子表面耐磨特性提升至与玻璃相同水准(耐磨耗测试tabertest可达l级),并可通过各项耐候性测试后维持原有光学及物理特性。传统埋入射出的高分子材料(结合结构)与射出贴合面(基板的硬质层hardcoating)两者因为材质差异,无法有效粘合,或具有环测后脱落、剥离的风险。本发明以一种耐高温的amine、silane或pu系材质的易接着层作为基板硬质层与结合结构射出件之间的结合介质,可使射出贴合面硬质层具有高表面达因值(>44dyne),有利于结合结构射出件的结合,可通过严苛的高温、高温高湿、高低温冷热冲击环测,避免复合材料天窗与高分子射出件间出现环测后脱落、剥离的问题。

    3.板材通过先热压,再进行埋入射出的制程设计,可代替原有的玻璃粘合铁件的机构设计。传统埋入射出的高分子材料在射出制程中必须在射出螺杆内达到250度以上高温,并射出于复合材料天窗的贴合面硬质层上,因此复合材料天窗必须承受瞬间的射出制程高温。并且,因为复合材料天窗基板为曲面形状的硬质塑料材质,高分子射出件结合结构也为硬质塑料材质,当两者射出结合曲率不匹配时(曲率公差),将造成两者密封性不佳,导致有漏水问题。本发明于易接着层上再以点胶方式制作一或数圈局部耐高温密封圈层(sealingringlayer),可结合射出制程,有效将两硬质塑料间的空隙填满,避免因曲率公差(曲率不匹配)造成复合材料天窗总成有漏水风险。

    请参阅图5,为如图4中所示本发明设置于基板上的镀膜层的第一实施例示意图。于图5中所示的基板10和图4所示的第三实施例相同,同样包括:工程塑料层11、上、下压克力层12、13、上、下硬质层14、15、以及位于上硬质层14上方的一镀膜层20。于本发明中,该镀膜层20包含多功能光学无机材料,可提供抗紫外线、抗红外线以及表面耐磨功能,可通过耐磨耗测试达l级水准。其中,多功能无机材料可包含:sio2、ti3o5、nb2o5…等低折射、高折射率材料。如图5所示,该镀膜层20的第一实施例由下向上依序包括有:一接着层21、一抗紫外线(uv-cut)层22、及一耐磨层23。于本实施例中,可凭借电浆增强化学气相沉积法(plasma-enhancedcvd,简称pecvd)或真空溅镀(sputter)镀膜制程来将该多层膜结构的镀膜层20依序形成在该基板10的外表面(也即,上硬质层14的外表面)上。于本实施例中,该接着层21的材质可以是包含二氧化硅(sio2),该抗紫外线层22的材质可以是包含uv吸收剂的五氧化三钛(ti3o5),且该耐磨层23的材质可以是包含二氧化硅(sio2)。

    请参阅图6,为本发明设置于基板上的镀膜层的第二实施例示意图。于图6中,该镀膜层20a的第二实施例由下向上依据包括有:一第一接着层21、一抗紫外线层22、一第二接着层23、一抗红外线(ircut)层24、及一耐磨层25。该第一及第二接着层21、23的材质可以是包含二氧化硅(sio2),该抗紫外线层22及该抗红外线线层24的材质分别可以是包含uv吸收剂及包含ir吸收剂的的五氧化三钛(ti3o5)或五氧化二铌(nb2o5),且该耐磨层25的材质可以是包含二氧化硅(sio2)。凭借将抗紫外线与抗红外线的功能设置在基板10本体外的表面上,不但可提供阻隔uv与阻隔ir的效果,且基板本身不黄化、也不会累积热能,基板本身呈现光学透明状态。

    请参阅图7,为本发明设置于基板上的镀膜层的第三实施例示意图。于图7中,该镀膜层20、20a的结构可以和图5或图6所示实施例相同,然而,在该镀膜层20、20a的耐磨层上方可更增设一顶面硬质层26,以提高该镀膜层20、20a上表面的硬度与耐磨能力,且表面耐强酸强碱性也更佳。

    请参阅图8,为本发明设置于基板上的镀膜层的第四实施例示意图。于本实施例中,该镀膜层20b由下向上依序包括有:一底质层201、一接着层21、一抗紫外线层22、及一耐磨层23。该底质层201的材质是选用可改善该抗紫外线层22的密着度的材料,例如但不局限于:胺类(amines)以及杂环胺(heterocyclicamine)的化合物;硅烷(silane)化合物,包含硅氧烷(siloxane)化合物及硅氮烷(silazane)化合物。凭借该底质层201以及包含二氧化硅材质的该接着层21,可以使该抗紫外线层22更密着于pc或pmma材质的基板10上,解决现有技术所具有的无论是二氧化硅或是金属材料与基板之间的密着度都不是很好的缺点。

    该抗紫外线层22是位于该接着层21上,且其材质包含五氧化三钛(ti3o5)。五氧化三钛(ti3o5)是利用先进真空烧结技术生产加工而成的光学镀膜材料的一,不溶于水,具有高折射率、电阻小、附着力强、不容易喷溅的优点,成膜后光学表面光洁度佳,且具有良好的紫外线阻隔功效。于本发明中,可采用电子枪蒸镀方式将五氧化三钛材料镀膜于底质层201上方的二氧化硅接着层21上,以构成该抗紫外线层22。于本实施例中,该抗紫外线层22的厚度是介于10纳米至300纳米之间。

    该耐磨层23是位于该抗紫外线层22上,该耐磨层23的材质是无机二氧化硅(sio2)。凭借具高硬度与高耐磨度特性的二氧化硅层来保护基板及抗紫外线层22,达到提升基板10耐磨度、以及避免抗紫外线层22被刮伤的功效。于本实施例中,该耐磨层23的厚度是介于60纳米至600纳米之间。

    于本实施例中,该耐磨层23与该抗紫外线层22两者的折射率的差异至少为0.3。对于在紫外线波长范围内的光,该耐磨层23与该抗紫外线层22两者的折射率的比值是介于2.35至1.38之间。该耐磨层23与该抗紫外线层22两者的厚度的差异至少为100nm。该耐磨层23与该抗紫外线层22的迭加方式为ya:xb:ya,其中,a代表该二氧化硅层的光学厚度,b代表该五氧化三钛层的光学厚度,x代表该五氧化三钛层b的光学厚度相对于相邻的该二氧化硅层a的光学厚度的倍数,y代表该二氧化硅层a的光学厚度相对于相邻的该五氧化三钛层b的光学厚度的倍数,且x、y彼此不相等且成比例关系;其中,x与y的比值是介于一预定范围之间。

    请参阅图9,为本发明设置于基板上的镀膜层的第五实施例示意图。于本实施例中,该镀膜层30同样包括一接着层31、一抗紫外线层32、及一耐磨层33。该接着层31包含了二氧化硅(sio2)材料,且厚度是介于10纳米至300纳米之间。该抗紫外线层32材质是五氧化三钛(ti3o5),且厚度是介于10纳米至300纳米之间。凭借包含二氧化硅材料的接着层31,可改善以五氧化三钛为材质的抗紫外线层32与以pc为材质的基板10两者之间的密着度。该耐磨层33是位于该抗紫外线层32上,其材质是无机二氧化硅(sio2),且厚度是介于60纳米至600纳米之间。

    请参阅图10,为本发明设置于基板上的镀膜层的第六实施例示意图。于本实施例中,该镀膜层30a同样包括一接着层31、一抗紫外线层34、及一耐磨层33。该抗紫外线层34是具有由抗紫外线材料(例如但不局限于:h:ti3o5&l:sio2s/(0.5hl0.5h)15/air)所构成的uv-cut多层膜结构所构成。凭借包含二氧化硅材料的接着层31,可改善以uv-cut多层膜结构所构成的抗紫外线层34与以pc为材质的基板10两者之间的密着度。

    请参阅图11,是本发明具镀膜层的可透光基板的若干实施例进行耐磨测试结果的示意图。本发明耐磨测试是采用业界现有常见的taber型磨耗试验机,并使用长宽尺寸为100mmx100mm的平坦试片进行测试。由taber型磨耗试验机以55rpm至7rpm的旋转速度的水平回转台,与以(65±3)mm间隔固定而能圆滑旋转的一对磨耗轮,磨耗轮直径为45mm~50mm、厚度1.5mm、且是由混入研磨材料硬度为(75±5)irhd橡胶制造,在荷重4.9n(牛顿)状态下,接触于试片的上表面并对其进行旋转摩擦的磨耗测试。本发明使用5个试片样本,分别是:试片一(sio2 af)、试片二(ti3o5 sio2)、试片三(底层sio2_10nm ti3o5 sio2)、试片四(底层sio2_30nm ti3o5 sio2)、试片五(底层sio2_60nm ti3o5 sio2),来进行耐磨测试。如图11可知,在taber型磨耗试验机进行500cycle回合的磨耗测试后,试片二至试片五的磨耗程度差不多,都在δh2.8上下;而在进行1000cycle回合的磨耗测试后,底层sio2厚度为60nm的试片五的磨耗程度为δh3.2,较底层sio2厚度为30nm的试片四的磨耗程度δh3.7低许多,可知,本发明的可透光基板的镀膜结构,当底层sio2(也即,接着层)厚度为60nm时可提供相对较佳的抗磨损效果。

    图12是本发明具镀膜层的可透光基板的若干实施例进行抗紫外线测试结果的示意图。本发明抗紫外线测试是以紫外线光源长时间照射若干不同试片,并测试、纪录在不同照射时间后各试片的黄化程度(以δe值来表现,δe值越高则黄化程度越严重,也就是抗紫外线能力越差),再绘制曲线图如图12。本发明使用4个试片样本,分别是:试片一(primer素板)、试片二(primer sio2_300nm)、试片三(primer ti3o5_30nm sio2_300nm)、试片四(规格为p06的pc基板 uv-cut多层膜),来进行抗紫外线测试。由图12可知,试片四使用uv-cut多层膜作为抗紫外线层的可透光基板的镀膜结构具有相对最佳的抗紫外线能力,但耐磨耗效果降低;并且,无论是试片四或是试片三,其以紫外线光源照射800小时候的δe值都还是远低于3,显示其抗紫外线能力良好。相对地,试片一与试片二因为欠缺抗紫外线层,所以在进行100小时测试后其δe值就已经高于3,黄化程度相对严重许多。

    本发明并使用业界测试规范pv3929来进行耐候性测试,其测试目的为:塑胶、合成橡胶和车篷材料放置在大气作用和日光下,通过人造干、热气候(例如模拟格拉哈里沙漠、南非和亚利桑那州的干热环境)进行老化状态(例如颜色和光泽改变)的试验,测试条件如下表一。

    表一:pv3929测试规范的测试条件

    本发明依据上述表一所示的测试条件,使用5个试片样本,分别是:试片一(裸板pc_smoke_3l)、试片二(hcpc_p06基板)、试片三(evaporatin蒸镀pc_p06基板 sio2_60nm)、试片四(evaporatin蒸镀pc_p06基板 sio2_300nm)、试片五(evaporatin蒸镀pc_p06基板 ti3o5 sio2),来进行耐候性测试,其结果如下表二所示。

    表二:q-sun模拟pv3929耐候性测试的结果列表

    由上表可知,当可透光基板的镀膜结构具有抗紫外线层(ti3o5层)与耐磨层(sio2层)时,也就是试片五(evaporatinti3o5 sio2),其耐候性优于不具有抗紫外线层的其他试片。

    本发明还针对多种不同结构的复合材料天窗及塑料机构总成来进行测试,如下表三所示为进行测试的各样本的结构信息。举例来说,表三中的样本8(sample8)的基板是选用a4结构也就是「pmma/pc/pmma」三层板结构,其硬质层是选b2也就是「有硬质层(withhc)」,结合结构的材料是选c2也就是「塑料」,易接着层选d1表示「无易接着层(withoutprimer)」,而密封圈层选e1表示「无密封圈层(withoutsealingringlayer)」。其他的样本结构可同理得知,故不赘述。

    表三:复合材料天窗及塑料机构总成的样本信息

    表四:复合材料天窗及塑料机构总成各样本测试结果

    ◎:excellent极佳○:good良好△:normal普通x:fail不良ng:notgood不太好

    由上表四可知,样本13及样本14因为是采用pc/pmma或pmma/pc/pmma的复合板材作为基板,且都设置了硬质层、易接着层、密封圈层,并以埋入射出方式来将结合结构结合在基板上,也就是类似图4所示的实施例,所以在各项测试中都得到极佳或良好的表现。而样本3与样本4则是采用pc/pmma或pmma/pc/pmma的复合板材作为基板,且设置了硬质层但无易接着层也无密封圈层,并粘贴的方式将金属材质的结合结构结合在基板上,也就是类似图2所示的实施例,其在各项测试中也能得到极佳或良好的表现。由此可证,本发明的具曲面的可透光塑胶板结构相较于现有技术确实能获得更佳的测试结果。

    此外,本发明还针对多种不同结构的基板来进行多项环境测试,如下表五所示为进行测试的各基板样本的结构信息。举例来说,表五中的样本8(sample8)的基板是选用a4结构也就是「pmma/pc/pmma」三层板结构,其硬质层是选b2也就是「有硬质层(withhc)」,多功能光学无机层(也就是镀膜层)是选c1或c2也就是「单层的抗紫外光(uvreflection)或抗红外线(irreflection)两者其中之一」,顶面硬质层选d1表示「无顶面硬质层(withouthc)」。其他的样本结构可同理得知,故不赘述。

    表五:复合材料天窗的塑胶基板的样本信息

    表六:复合材料天窗的塑胶基板各样本测试结果

    ◎:excellent极佳○:good良好△:normal普通x:fail不良ng:notgood

    不太好ok:可接受

    由上表六可知,从样本9至样本14因为是采用pc/pmma或pmma/pc/pmma的复合板材作为基板,且都设置了硬质层、镀膜层与顶面硬质层,也就是类似图7所示的基板实施例,所以在各项测试中都得到极佳或良好的表现。而样本7与样本8则是采用pc/pmma或pmma/pc/pmma的复合板材作为基板,且设置了硬质层与镀膜层但顶面硬质层,也就是类似图4至图6二所示的基板实施例,其除了表面耐酸碱性较差之外,在其他各项测试中也能得到极佳或良好的表现。由此可证,本发明具镀膜层的基板结构相较于现有技术确实能获得更佳的测试结果。

    请参阅图13,为如图4所示的本发明具曲面的可透光塑胶板结构实施例的制造方法的流程图,其包括下列步骤:

    步骤91:提供一基板,该基板至少包含具多层结构的一塑料材质;于本实施例中,该基板可以是如图4所示的具有镀膜层的基板,且其基板与镀膜层的具体结构可以选自图5至图10所示的基板与镀膜层的任一;

    步骤92:基板预热,凭借一预热程序,将该基板加热至一第一预定温度;

    步骤93:对基板以模具冷却成型;凭借一压模程序以及一冷却程序,先将该基板冷却降温至一第二预定温度状态下,再同时以一模具对该基板进行加压成型;以及,

    步骤94:对基板以加工机进行外型加工;凭借一加工程序,对加压成型后的该基板的外型进行切削加工,以制成具有一预定外型轮廓的一塑胶板件。

    步骤95:凭借一涂布程序,在该塑胶板件表面的一外周缘区域施加一易接着层。

    步骤96:凭借一点胶程序,在该易接着层设置至少一密封圈层;该密封圈层是局部性地设置于该易接着层朝向该结合结构的侧的表面上,且该密封圈层是被夹置于该易接着层与该结合结构两者接触面之间。

    步骤97:凭借一埋入射出程序,将一结合结构以埋入射出的方式成型并固定在该塑胶板件的该外周缘区域且具有该易接着层的位置处。凭借上述步骤91-97,即可完成如图4所示的具曲面且具有结合结构的可透光塑胶板结构。

    请参阅图14,为适用于本发明具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法的一压模机台的实施例示意图。该压模机台40包括有一机体41、一翻转撕膜单元42、一输送台43、一加热单元44、一加压塑形单元45、一取料机构46、及一出料单元47。

    该机体41是承载该压模机台40所有单元、机构与元件的本体。该翻转撕膜单元42更包括有一翻转机构(如图15所示),凭借将欲加工的基板100放置于一送料架50内。之后,把送料架50连同其内的基板100一起送入该翻转撕膜单元42,可在如图13所示步骤11与步骤12之间另增实施一翻转撕模程序;凭借该翻转撕膜单元42内的翻转机构来使可翻转框架51连同基板100进行180度角的翻转操作,以便将粘贴于该基板100上、下两表面上的一保护膜撕除。之后,送料架50连同已撕膜的基板100凭借输送台43被送入该加热单元44内,以实施如图13所示步骤12的预热程序,将该基板100加热至一第一预定温度。其中,该预热程序是凭借该加热单元44将该基板100的上、下两表面均加热,且该第一预定温度是介于摄氏60℃至105℃之间。之后,已预热至该第一预定温度范围的该基板100连同送料架50一起被送入该加压塑形单元45,以实施如图13所示步骤12的压模程序,在一第二预定温度状态下,以一模具60对该基板100进行加压成型。该模具60包括有一上模61及一下模62,凭借将该基板100连同送料架50一起定位于该上模61与该下模62之间,之后,再凭借该加压塑形单元45推动该模具60,使该上模61与该下模62在分别压迫处于第二预定温度状态下的该基板100的上、下表面,进而使基板100被压迫变形成具有符合该上模61与该下模62内面形状的曲面构造。完成压模程序后,凭借取料机构46将送料架50连同具曲面的基板100一起取出并送至该出料单元47,以供转送至另一加工机来进行如图13所示步骤14所述的加工程序。

    请参阅图16a至图16d,分别为本发明具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法中的压模程序的四个压模动作示意图,如图16a至图16d所示,如图13所示步骤12的压模程序更依序包括下列操作:

    (i)入料操作:如图16a所示,将送料架50连同该基板100定位于上模61及下模62之间、且该基板100分别和该上模61与该下模62均相隔一间隙,且凭借一冷却程序将该基板100、该上模61及该下模62的温度都调整至该第二预定温度;其中,该第二预定温度是介于摄氏40℃至60℃之间;并且,于该上模61及该下模62朝向该基板的侧的表面上均分别设置有一预定曲面;

    (ii)上模凸面接触操作:如图16b所示,凭借压塑形单元45推动该上模61,使该上模61沿导杆411向下移动压缩弹簧412并接触到该基板100的上表面为止,此时下模62并未接触到基板100;

    (iii)板材上弯曲成型操作:如图16c所示,凭借压塑形单元45继续推动该上模61,使该上模61继续向下移动并压迫该基板100的上表面,直到该基板100的该上表面因被压迫而变形符合该上模61的该预定曲面(凸面)为止,此时,该基板100与该下模62之间仍具有间隙并未接触;

    (iv)板材下弯曲成型操作:如图16d所示,凭借该压塑形单元45推动该下模,使该下模62向上移动并压迫该基板100的下表面,直到该基板100的该下表面因被压迫而变形符合该下模62的该预定曲面为止,此时,该基板100已受到该上模61与该下模62两者所紧密压迫。

    (v)饱压冷却操作:如图16d所示,在该压塑形单元45持续施压上、下模61、62对该基板100保持压迫的状态下,对该基板100施以冷却程序,直到基板100降温至一第三预定温度为止;其中,该第三预定温度是介于摄氏25℃至45℃之间。之后,该压塑形单元45带动上、下模61、62离开基板100,再将该送料架50连同该基板100由取料机构46自模具60中取出。

    如图17所示,为本发明具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法中的该下模的一实施例示意图,凭借该下模62上的若干凸柱结构可在基板100上形成若干定位孔101。

    请参阅图18,为本发明具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法中,当该基板已完成压模程序、但尚未进行加工程序时的基板的示意图,其上显示了位于基板100a上的若干定位孔101的实施例。

    请参阅图19,为本发明具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法中,进行压模程序的示意图。如图19所示,当加压塑形单元45以具有凸面的上模61与有凹面的下模62分别对基板100a的上、下表面进行压模后,会将基板100a压挤成符合上、下模61、62形状的具曲面基板100a。而因热压的故,会在基板100a形成一圈位于外围区域且具有较大拉伸与挤压变形量的变形区64、以及位于基板中间区域的成品区63。位于变形区64的基板100a因其材料受到较大幅度的拉伸与挤压变形,所以品质较不稳定,不适合作为车用天窗板件的成品使用。所以,如图20所示,为本发明具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法中,进行加工程序的示意图。于该加工程序中,凭借一cnc铣床70或其他种类的加工机来对该基板100a的外型进行切削加工,其中,因为该压模程序而在该基板100a上形成了不适合做为成品使用的该变形区64,所以该cnc铣床70对该基板100a进行切削加工的位置71与路径是落在该基板100a的该变形区64范围内,以制成具有一预定外型轮廓的一塑胶板件,且该塑胶板件主要是位于该成品区63范围中。

    唯以上所述的实施例不应用于限制本发明的可应用范围,本发明的保护范围应以本发明的申请专利范围内容所界定技术精神及其均等变化所含括的范围为主者。即大凡依本发明申请专利范围所做的均等变化及修饰﹐仍将不失本发明的要义所在,也不脱离本发明的精神和范围,故都应视为本发明的进一步实施状况。


    技术特征:

    1.一种具曲面的可透光塑胶板结构,其特征在于,包括:

    一基板,该基板至少包含一可透光的硬质塑料材质且具有一外表面及一内表面;

    一易接着层,位于该基板的该内表面的一外周缘区域;以及,

    一结合结构,固定在该基板的该内表面的该外周缘区域且具有该易接着层的位置处。

    2.根据权利要求1所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其特征在于,还包括至少一密封圈层;该密封圈层设置于该易接着层朝向该结合结构的侧的表面上,且该密封圈层被夹置于该易接着层与该结合结构两者接触面之间。

    3.根据权利要求2所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其特征在于:

    该基板至少于该内表面的该外周缘区域处具有一曲面;

    该结合结构用于和一外部构件结合,使该基板可通过该结合结构而被连结于该外部构件;

    该结合结构由硬质塑料材质或金属材质两者其中之一所构成;其中,当该结合结构由该硬质塑料材质所构成时,该结合结构以埋入射出的方式成型并固定在该基板的该内表面的该外周缘区域且具有该易接着层的位置处,并且,该硬质塑料材质包含以下其中之一:聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,简称pmma)、聚碳酸酯(polycarbonate,简称pc)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrilebutadienestyrene,简称abs)、聚均苯四甲酰亚胺(polypyromellitimide,简称pmmi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,简称pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene2,6-naphthalenedicarboxylate,简称pen)、聚醚砜(polyethersulfone,简称pes)、聚酰亚胺(polyimide,简称pi);当该结合结构由该金属材质所构成时,该结合结构粘贴固定于该基板的该内表面的该外周缘区域且具有该易接着层的位置处;

    该易接着层的材质包含以下其中之一:胺类(amines)与杂环胺(heterocyclicamine)的化合物、硅烷(silane)化合物、聚氨酯(polyurethane,简称pu),该易接着层用于提高该基板与该结合结构之间的结合强度;

    该密封圈层以点胶方式于该易接着层朝向该结合结构的侧的表面上涂设一或数条沿着该外周缘区域环绕圈状的该密封圈层,该密封圈层的材质包含以下其中之一:硅胶(silicone)、聚氨酯(polyurethane,简称pu),用于提高该基板与该结合结构之间的密封性。

    4.根据权利要求1所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其特征在于:

    该基板由包含至少三层以上的不同材质凭借共押出(coextrusion)方式所构成的多层结构,其包括:位于中间且包含聚碳酸酯(pc)的一工程塑料层、位于该工程塑料层上方的一上压克力层、以及位于该工程塑料层下方的一下压克力层;其中,于该上压克力层上方形成一上硬质层(hardcoating),且于下压克力层下方也形成一下硬质层;

    于该基板的至少该上硬质层上更设有具多层膜结构的一镀膜层,该镀膜层包括:一接着层、一抗紫外线层、及一耐磨层;

    该接着层的材质包含二氧化硅(sio2);

    该抗紫外线层的材质包含五氧化三钛(ti3o5);

    该耐磨层的材质包含二氧化硅(sio2)。

    5.根据权利要求4所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其特征在于,该镀膜层中还包括一抗红外线层。

    6.根据权利要求4所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其特征在于,该镀膜层的上方还包括一顶面硬质层。

    7.一种具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其特征在于,包括有:

    步骤(a):提供一基板,该基板至少包含一可透光的塑料材质;

    步骤(b):凭借一预热程序,将该基板加热至一第一预定温度;

    步骤(c):凭借一压模程序,在一第二预定温度状态下,以一模具对该基板进行加压成型,使该基板具有一曲面;以及,

    步骤(d):凭借一加工程序,对加压成型后且具曲面的该基板的外型进行切削加工,以制成具有一预定外型轮廓及曲面的一塑胶板件。

    8.根据权利要求7所述的具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其特征在于:

    于步骤(a)及步骤(b)之间还包含有一翻转撕模程序,凭借一翻转机构来将该基板进行180度角的翻转操作,以便将粘贴于该基板上、下两表面上的一保护膜撕除;

    该预热程序凭借一加热单元将该基板的上、下两表面均加热,且该第一预定温度介于摄氏60℃至105℃之间。

    9.根据权利要求7所述的具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其特征在于,该压模程序还包括下列步骤:

    步骤(c1):将该基板定位于一上模及一下模之间、且该基板分别和该上模与该下模均相隔一间隙,且凭借一冷却程序将该基板、该上模及该下模的温度都调整至该第二预定温度;其中,该第二预定温度介于摄氏40℃至60℃之间;并且,在该上模及该下模朝向该基板的侧的表面上均分别设置有一预定曲面;

    步骤(c2):凭借一压塑形单元推动该上模,使该上模向下移动并压迫该基板的上表面,直到该基板的该上表面因被压迫而变形符合该上模的该预定曲面为止,此时,该基板与该下模之间仍具有该间隙;

    步骤(c3):凭借该压塑形单元推动该下模,使该下模向上移动并压迫该基板的下表面,直到该基板的该下表面因被压迫而变形符合该下模的该预定曲面为止,此时,该基板已受到该上模与该下模两者所紧密压迫。

    10.根据权利要求7所述的具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其特征在于,于步骤(d)之后还包括以下步骤:

    步骤(e):凭借一涂布程序,在该塑胶板件表面的一外周缘区域施加一易接着层;

    步骤(f):凭借一埋入射出程序,将一结合结构以埋入射出的方式成型并固定在该塑胶板件的该外周缘区域且具有该易接着层的位置处;

    此外,于步骤(e)及步骤(f)之间还包括有以下步骤:

    步骤(e1):凭借一点胶程序,在该易接着层设置至少一密封圈层;该密封圈层局部性地设置于该易接着层朝向该结合结构的侧的表面上,且该密封圈层被夹置于该易接着层与该结合结构两者接触面之间。

    11.根据权利要求10所述的具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其特征在于,

    该结合结构由硬质塑料材质所构成;该硬质塑料材质包含以下其中之一:聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,简称pmma)、聚碳酸酯(polycarbonate,简称pc)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrilebutadienestyrene,简称abs)、聚均苯四甲酰亚胺(polypyromellitimide,简称pmmi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,简称pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene2,6-naphthalenedicarboxylate,简称pen)、聚醚砜(polyethersulfone,简称pes)、聚酰亚胺(polyimide,简称pi);

    该易接着层的材质包含以下其中之一:胺类(amines)与杂环胺(heterocyclicamine)的化合物、硅烷(silane)化合物、聚氨酯(polyurethane,简称pu),该易接着层用于提高该基板与该结合结构之间的结合强度;

    该密封圈层以点胶方式于该易接着层朝向该结合结构的侧的表面上涂设一或数条沿着该外周缘区域环绕圈状的该密封圈层,该密封圈层的材质包含以下其中之一:硅胶(silicone)、聚氨酯(polyurethane,简称pu),用于提高该基板与该结合结构之间的密封性。

    12.根据权利要求7所述的具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其特征在于:

    该基板由包含至少三层以上的不同材质凭借共押出(coextrusion)方式所构成的多层结构,其包括:位于中间且包含聚碳酸酯(pc)的一工程塑料层、位于该工程塑料层上方的一上压克力层、以及位于该工程塑料层下方的一下压克力层;其中,于该上压克力层上方形成一上硬质层(hardcoating),且于下压克力层下方形成一下硬质层;

    于该基板的至少该上硬质层上更设有具多层膜结构的一镀膜层,该镀膜层包括:一接着层、一抗紫外线层、及一耐磨层;

    该接着层的材质包含二氧化硅(sio2);

    该抗紫外线层的材质包含五氧化三钛(ti3o5);

    该耐磨层的材质包含二氧化硅(sio2)。

    13.根据权利要求12所述的具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其特征在于,于该镀膜层中还包括一抗红外线层。

    14.根据权利要求12所述的具曲面的可透光塑胶板结构的制造方法,其特征在于,于该镀膜层的上方还包括一顶面硬质层。

    15.一种具曲面的可透光塑胶板结构,其特征在于,包括:

    一基板,该基板至少包含一可透光的硬质塑料材质且具有一外表面及一内表面;以及

    一镀膜层,位于该该基板的该外表面上,该镀膜层为一多层膜结构且由内向外依序包括有:一接着层、一抗紫外线层、及一耐磨层。

    16.根据权利要求15所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其特征在于:

    于该基板的该外表面上形成一上硬质层(hardcoating),且于该基板的该内表面上形成一下硬质层;该镀膜层位于该上硬质层上;

    该基板由包含至少两层以上的不同材质凭借共押出(coextrusion)方式所构成的多层结构,其包括:位于包含聚碳酸酯(pc)的一工程塑料层、以及位于该工程塑料层上方、或上、下两方都有的一压克力层;

    该接着层的材质包含二氧化硅(sio2),且该接着层的厚度介于10纳米至300纳米之间;

    该抗紫外线层的材质包含五氧化三钛(ti3o5),该抗紫外线层的厚度介于10纳米至300纳米之间;

    该耐磨层的材质包含二氧化硅(sio2),该耐磨层的厚度介于60纳米至600纳米之间。

    17.根据权利要求16所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其特征在于,该接着层还包含一底质层其接触于该基板的该上表面上、以及一二氧化硅层位于该底质层与该抗紫外线层之间;其中,该底质层的材质选用能够改善该抗紫外线层的密着度的材料。

    18.根据权利要求16所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其特征在于:

    具有至少两层以上的多层结构的该基板,其不同层材质的玻璃转移温度(glasstransitiontemperature,tg)的差异范围介于30~60之间,且不同层材质的厚度比例值范围介于0.0001~0.001之间;

    该耐磨层与该抗紫外线层两者的折射率的差异至少为0.3;

    对于在紫外线波长范围内的光,该耐磨层与该抗紫外线层两者的折射率的比值介于2.35至1.38之间;

    该耐磨层与该抗紫外线层两者的厚度的差异至少为100nm。

    19.根据权利要求16所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其特征在于,还包括有:

    一易接着层,位于该基板的该内表面的一外周缘区域;

    一结合结构,固定在该基板的该内表面的该外周缘区域且具有该易接着层的位置处;以及,

    至少一密封圈层;该密封圈层设置于该易接着层朝向该结合结构的侧的表面上,且该密封圈层被夹置于该易接着层与该结合结构两者接触面之间。

    20.根据权利要求19所述的具曲面的可透光塑胶板结构,其特征在于:

    该基板至少于该内表面的该外周缘区域处具有一曲面;

    该结合结构用于和一外部构件结合,使该基板可通过该结合结构而被连结于该外部构件;

    该结合结构由硬质塑料材质或金属材质两者其中之一所构成;其中,当该结合结构由该硬质塑料材质所构成时,该结合结构以埋入射出的方式成型并固定在该基板的该内表面的该外周缘区域且具有该易接着层的位置处,并且,该硬质塑料材质包含以下其中之一:聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,简称pmma)、聚碳酸酯(polycarbonate,简称pc)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrilebutadienestyrene,简称abs)、聚均苯四甲酰亚胺(polypyromellitimide,简称pmmi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,简称pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene2,6-naphthalenedicarboxylate,简称pen)、聚醚砜(polyethersulfone,简称pes)、聚酰亚胺(polyimide,简称pi);当该结合结构由该金属材质所构成时,该结合结构粘贴固定于该基板的该内表面的该外周缘区域且具有该易接着层的位置处;

    该易接着层的材质包含以下其中之一:胺类(amines)与杂环胺(heterocyclicamine)的化合物、硅烷(silane)化合物、聚氨酯(polyurethane,简称pu),该易接着层用于提高该基板与该结合结构之间的结合强度;

    该密封圈层以点胶方式于该易接着层朝向该结合结构的侧的表面上涂设一或数条沿着该外周缘区域环绕圈状的该密封圈层,该密封圈层的材质包含以下其中之一:硅胶(silicone)、聚氨酯(polyurethane,简称pu),用于提高该基板与该结合结构之间的密封性。

    技术总结
    本发明提供一种具曲面的可透光塑胶板结构及其制造方法,通过高分子材料配方、抗紫外线涂料配方与精密涂布技术,可将塑胶基板的高分子表面耐磨特性提升至与玻璃相同水准,并可通过各项耐候性测试后维持原有光学及物理特性。塑胶基板先通过热压制程形成具曲面的塑胶板件后,再以埋入射出制程将一结合结构成型并固定在该塑胶板件上,可代替传统以玻璃粘合铁件的汽车天窗机构总成设计。本发明的具曲面的可透光塑胶板结构包含轻量化高分子天窗材料及轻量化塑料射出件机构总成,可减轻传统玻璃天窗、前后挡风玻璃、侧窗玻璃机构总成的重量,特别适合应用于需要轻量化规格的油电混和电动车及全电动车。

    技术研发人员:陈信元;徐瑞琳;彭龙翔;魏登翔;陈永欣;李宗阳
    受保护的技术使用者:颖华科技股份有限公司
    技术研发日:2019.09.12
    技术公布日:2021.03.12

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