Устройство для глянцевания и одновременного тиснения упаковочной фольги и металлизированная и/или отражающая упаковочная фольга
Устройство содержит два валика для тиснения, причем один валик подсоединен к приводу. Валики могут приводиться в движение по отдельности или вместе и приспособлены к тому, чтобы упруго давить друг на друга, а пирамидальные или конические зубцы валиков имеют срезанные верхушки. При этом зубцы (Т2), по крайней мере, одного валика имеют другую геометрическую форму и/или поверхность, чем зубцы (Т1), предназначенные для глянцевания. Причем зубцы (Т2) производят в соответствующих местах проходящей упаковочной фольги тисненные знаки (L), поверхность которых обеспечивает изменение внешнего вида этих знаков в зависимости от угла наблюдения (О), и/или от вида, и/или от положения источника света (LS). Предложенное изобретение также относится к металлизированной и/или отражающей упаковочной фольге, полученной с помощью вышеуказанного устройства. Предложенное изобретение обеспечивает создание устройства для тиснения и глянцевания плоского материала, которое проводит тиснение плоского материала знаками (рисунками), включающими оптические эффекты, зависящие от положения наблюдателя и/или источника света, позволяя, таким образом, создавать такие элементы защиты, которые очень трудно подделать. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
Данное изобретение относится к устройству, предназначенному для тиснения и глянцевания плоских материалов, в частности упаковочной фольги, а также к фольге для упаковки, полученной с помощью такого устройства, причем знаки тиснения наносятся одновременно с глянцеванием. Устройство такого типа известно, например, из Европейского патента ЕР-В-925911, выданного на имя заявителя по данной заявке. Устройство для глянцевания фольги, раскрытое в этом источнике, основано на более ранних патентах того же заявителя и содержит два валика для тиснения, расположенных таким образом, что они являются взаимозаменяемыми, так что при взаимопроникновении зубцов валиков обеспечивается самостабилизация (саморегулировка), за счет чего, с одной стороны, достигается высокая скорость процесса, с другой - высокая точность. Прежде всего, это позволяет осуществлять однородное глянцевание и, при соответствующей машинной обработке зубцов, обеспечивает высокоточное тиснение фольги.
В Европейском патенте ЕР-А2-0194042 раскрыт тисненый объект на подложке, у которого первый и второй оптически недифракционные элементы рельефа, задающие первый и второй рисунки, являются тиснеными, причем рисунки обладают одинаковой отражательной способностью, и их внешний вид (восприятие наблюдателем) зависит от угла наблюдения. В описании раскрыт только линейный муар, а глянцевание не предусмотрено.
Цель данного изобретения состоит в разработке устройства для тиснения, позволяющего проводить тиснение плоского материала знаками (рисунками), включающими оптические эффекты, зависящие от положения наблюдателя и/или источника света, позволяя, таким образом, создавать также элементы защиты, которые очень трудно подделать. Помимо наличия знаков, получаемая с помощью устройства упаковочная фольга должна быть также глянцована.
Первая цель достигается с помощью устройства по п.1 формулы изобретения. Дополнительные усовершенствования и особенности приведены в зависимых пунктах. Упаковочная фольга с тиснением, полученным с помощью такого устройства, раскрыта в п.10 формулы.
Ниже изобретение описано более детально со ссылками на чертежи, иллюстрирующие приведенные в качестве примеров варианты выполнения изобретения.
На Фиг.1 схематически показана развернутая проекция традиционного рифления валиков для глянцевания.
На Фиг.2 показано стационарное положение зацепления (контакта) зубцов двух валиков для глянцевания, имеющих традиционное рифление.
На Фиг.3 показано традиционное рифление в увеличенном масштабе.
На Фиг.4 показано рифление согласно данному изобретению в том же масштабе, как и на Фиг.3.
На Фиг.5 показано стационарное положение зацепления (контакта) зубцов двух валиков для глянцевания согласно данному изобретению.
На Фиг.6A-6F в качестве примера нанесения знака показано специальное тиснение по данному изобретению, и
На Фиг.7 показано возможное расположение нескольких знаков на тиснении.
При описании сущности устройства для тиснения следует сослаться на патент США US-A-5007271 на имя заявителя по данной заявке. Полоску фольги пропускают между двумя рифлеными валиками для тиснения, один из которых прочно закреплен и присоединен к приводу, в то время как другой, закрепленный через цапфу, свободно вращается вокруг оси и способен упруго, с регулируемым давлением давить на приводной валик за счет силы сжатой пружины или за счет пневматических устройств или других средств.
В устройстве, известном из уровня техники, например, согласно Европейскому патенту ЕР-В-925911, оба валика для тиснения снабжены поверхностным рифлением того же типа, который схематически показан на Фиг.1 в развернутой проекции, и которое представляет собой пирамидальное рифление, расположенное рядами, тянущимися в направлении вдоль окружности, то есть в направлении вращения, показанном стрелкой, и перпендикулярно ей в аксиальном направлении. Как показано на Фиг.2, острые верхушки зубцов срезаны, то есть фактически укорочены, по крайней мере, на 2%, предпочтительно на величину, составляющую вплоть до 25% от теоретической геометрической высоты зубца. Кроме того, края пирамидальных зубцов и, соответственно, усеченных пирамид предпочтительно скошены. Вместо пирамидальных зубцов можно также использовать конические зубцы, соответственно зубцы в форме усеченного конуса.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения согласно приведенной выше ссылке валики имеют относительный осевой люфт, равный, по крайней мере, половине шага рифления, предпочтительно три четверти шага рифления, что позволяет взаимно переставлять валики в стационарном положении.
Валики для тиснения, известные из уровня техники, имеют рифление одного типа. В то же время, было установлено, что если хотя бы один из валиков имеет зубцы иного типа, в частности, зубцы имеют другую высоту и другую поверхность, то это позволяет получать такие структуры, которые могут быть охарактеризованы как теневые рисунки, для которых интенсивность тисненых знаков на глянцевом фоне меняется в зависимости от угла наблюдения и/или от направления и типа освещения, что создает эффект тени.
Очевидно, что линии геометрических центров зубцов (то есть координатная сетка) должны находиться на одинаковом расстоянии, так как, в противном случае, синхронизация или самосинхронизация оказывается невозможной. По техническим причинам выгодным является также использование зубцов, имеющих одинаковые горизонтальные проекции, так что изменения связаны либо с высотой зубцов или с дизайном боковых поверхностей, и/или краев, и/или дизайном поверхности, таким как шероховатая, гофрированная или рельефная поверхность, или с комбинацией двух или всех этих параметров.
В варианте выполнения, проиллюстрированном на Фиг.4, показаны два зубца Т1, спроектированные, как показано на Фиг.1-3, причем все они имеют одинаковые геометрические размеры и обеспечивают нормальное глянцевание так же, как и зубцы Т2, показанные слева на Фиг.4, имеющие, например, меньшую высоту зубца или, альтернативно, отличающиеся боковые стороны или поверхности. В известном способе тиснения зубцы полностью удалены в тех местах, где предполагается нанести знаки.
В принципе, зубцы Т2, имеющие по сравнению с зубцами Т1 иную высоту, форму или поверхность, могут быть расположены как угодно, однако преимущественно зубцы Т2 расположены специальным образом для создания рисунков, букв или иных знаков. На Фиг.4 показано простое расположение, образующее, например, букву L. При таком расположении зубцов Т2 получается буква, имеющая в зависимости от угла наблюдения, большего или меньшего контраста, соответственно большую или меньшую интенсивность, причем предполагается, что источник света является постоянным и стационарным. Альтернативно, положение и/или длина волны источника света могут меняться, в то время как наблюдатель все время смотрит на знак под одним углом, или же могут одновременно меняться и угол наблюдения, и источник света. Результат всегда остается тем же самым, то есть внешний вид знака меняется при изменении одного или двух или всех параметров.
На Фиг.6А, В, С показаны соответствующий наблюдатель, обозначенный как "О", стрелка показывает угол наблюдения и наблюдателя, смотрящего на глянцованную фольгу с теневым тиснением L сверху справа, сверху и слева соответственно в положениях 6А, В, С, и контраст, который велик согласно 6D, будет мал согласно 6Е и является умеренным согласно 6F, причем предполагается, что освещение не меняется.
На Фиг.7 в качестве примера показано возможное расположение групп знаков с целью комбинации различных свойств или получения определенных кодов. Фиг.7 иллюстрирует, как при определенном угле наблюдения и освещении LS из определенного положения в зависимости от ее положения буква "L" видна слабо наверху и справа (М), очень слабо наверху справа (N), со средней интенсивностью внизу и слева (Р), и очень ярко внизу слева (Q). Как уже было объяснено ранее со ссылкой на Фиг.6, внешний вид знака меняется при изменении угла наблюдения, но он меняется также и при изменении его положения, способа освещения, яркости и длины волны источника света.
Для простоты на Фиг.7 использована такая же буква "L", хотя совершенно понятно, что буквы или числа могут быть любыми. Этот способ очень полезен для создания кодов и, соответственно, элементов защиты, причем также можно использовать меняющуюся последовательность чисел.
Таким образом, на упаковочных лентах, фольге или коробках могут быть выполнены в большом количестве различные варианты этих специфических эффектов. Их можно получать для любого угла наблюдения и для изменения угла наблюдения и/или источника света. Эти эффекты, наблюдаемые в зависимости от угла наблюдения и, соответственно, условий освещения или длины волны света, являются результатом дизайна зубцов. Таким образом, например, различные варианты расположения и, соответственно, дизайна боковых стенок и/или краев могут также создать эффекты, зависящие от угла наблюдения и условий освещения, так как размеры зубцов очень малы, так что изменения формы или дизайна поверхностей зубцов, создающих знак, будут вызывать создание оптических эффектов, зависящих от угла наблюдения вследствие различных отражений или преломлений (дифракции) света от тисненого объекта.
Такими знаками могут быть снабжены упаковочные материалы для табачной продукции, сигарет, пищевых продуктов, шоколада, лекарств и пр. Такие упаковочные ленты или фольга преимущественно состоят из алюминия или преимущественно из легко складывающейся бумаги. В последнее время в целях охраны окружающей среды тисненые материалы были модифицированы в том смысле, что тисненый материал, такой как металлизированная бумага, помимо прочего, стал высоковолокнистым, в то время как толщина металлизированного слоя была одновременно снижена, что привело к существенному ухудшению способности складываться. Это также может иметь место и для синтетических материалов, использующихся вместо бумаги, или в том случае, когда металлизированный слой заменен на синтетическое покрытие, обладающее аналогичными свойствами. Сегодня известны многослойная фольга, содержащая бумажную основу (подложку) и слой металла, и фольга, содержащая тонкий слой металла, нанесенного из газовой фазы.
До этого времени тисненые структуры с описанными оптическими свойствами (характеристиками) обсуждались в контексте системы валиков, содержащей два валика для тиснения. Для того чтобы учесть описанные выше усовершенствования тисненых материалов и, соответственно, их пониженную металлизацию (расширяя, таким образом, как область применения, так и возможности производства таких тисненых структур с оптическими эффектами), используется преимущественно устройство для обработки плоских материалов, описанное в ранее не опубликованной Международной заявке РСТ/00/023299. В этом устройстве за вторым валиком для тиснения следует, по крайней мере, еще один валик для тиснения, взаимодействующий с первым или предшествующим валиком для тиснения с целью получения в значительной степени того же рисунка при последующем тиснении. Это устройство может быть модифицировано таким образом, чтобы, вместо тиснения того же рисунка, при повторном тиснении получать описанную выше тисненую структуру, обладающую оптическими эффектами, за счет введения или одного дополнительного валика, или нескольких, по крайней мере, трех валиков для тиснения, зубцы которых имеют другие геометрические размеры и/или другой дизайн поверхности.
В цитируемой выше ссылке также упоминается о том, что валики для тиснения могут быть взаимно синхронизированы с помощью синхронизирующих средств. Аналогично, данное изобретение не ограничено валиками для тиснения, один из которых закреплен через цапфу, так что он способен отклоняться в продольном направлении оси, и/или в направлении контактного давления, и/или в направлении прохождения тисненого материала с целью обеспечения самосинхронизации. Более того, соответствующий зубец одного ролика не обязательно должен входить между четырьмя прилегающими зубцами другого ролика, как это показано на Фиг.3, иллюстрирующей случай так называемой "пинап-пинап" конфигурации, при которой зубцы всех валиков направлены наружу. Напротив, в способах тиснения согласно данному изобретению может быть полезно синхронизировать с геометрическим зацеплением валики для тиснения, что позволяет также использовать так называемую "пинап-пиндаун" конфигурацию, при которой зубцы одного валика обращены наружу, а зубцы другого валика, связанного с первым, обращены внутрь.
Описанные выше устройства позволяют получать не только меняющиеся оптические эффекты посредством тиснения, но также создавать элементы защиты, которые трудно подделать и которые обычно видно глазом. Такие элементы защиты могут быть использованы, например, для дорогих лекарств, электроники или в табачной индустрии.
1. Устройство для глянцевания и одновременного тиснения упаковочной фольги, содержащее, по крайней мере, два валика для тиснения, причем один валик подсоединен к приводу, валики могут приводиться в движение по отдельности или вместе и приспособлены к тому, чтобы упруго давить друг на друга, а пирамидальные или конические зубцы валиков имеют срезанные верхушки, отличающееся тем, что зубцы (Т2), по крайней мере, одного валика имеют другую геометрическую форму и/или поверхность, чем зубцы (Т1), предназначенные для глянцевания, при этом зубцы (Т2) производят в соответствующих местах проходящей упаковочной фольги тисненные знаки (L), поверхность которых обеспечивает изменение внешнего вида этих знаков в зависимости от угла наблюдения (О) и/или от вида и/или от положения источника света (LS).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что другие зубцы (Т2) имеют меньшую высоту по сравнению с остальными зубцами (Т1).
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что другие зубцы (Т2) имеют другую форму боковых сторон или краев, чем остальные зубцы (Т1).
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что поверхность срезанной части других зубцов (Т2) структурирована.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит два валика для тиснения.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что за вторым валиком для тиснения следует, по крайней мере, другой валик для тиснения, взаимодействующий с первым или предшествующим валиком для тиснения, для того, чтобы получить при повторном тиснении знаки, внешний вид которых меняется, причем другие зубцы (Т2) имеются на одном или нескольких валиках.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что валики для тиснения взаимно синхронизированы с помощью синхронизирующих средств.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по крайней мере, один из не присоединенных к приводу валиков закреплен через цапфу таким образом, что он способен отклоняться в продольном направлении оси, и/или в направлении контактного давления, и/или в направлении прохождения тисненого материала.
9. Металлизированная и/или отражающая упаковочная фольга, полученная с помощью устройства по п.1, отличающаяся тем, что она является глянцованной и на глянцевом фоне имеет знак (L), интенсивность которого меняется в зависимости от угла наблюдения (О) и/или вида и/или положения источника света (LS).
10. Фольга по п.9, отличающаяся тем, что она содержит, по крайней мере, одну группу знаков (L), имеющих одинаковый внешний вид по отдельности, в парах или в группах.
