CN101171130A - 新型标记及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在基材上产生视觉可识别的衍射图案的方法，通过使该基材与压花板的表面相接触，对该基材施加压力。使用在该压花板与该基材的接触区域涂有清漆的刻印纸或纸板片材作为压印的基材。本发明还涉及使用所述方法制备的产品。该方法适用于例如普通包装材料，其包含纸板、压印和清漆层，以形成具有视觉吸引力的和独特的标记。

Description

新型标记及其制备方法
技术领域
本发明涉及产品标记。特别地，本发明涉及在纸和纸板片材上的可视觉识别的标记以及该产品的制备方法。
发明背景
通常在产品中加入安全标记以指示其可靠性或来源。通常，该标记施加在产品的包装上。该标记可以被肉眼看到，其检测可能需要特定的仪器。一种传统的可见安全标记的实例是水印，其包括在纸的表面上形成的压印图案。用密封和接片提供包装和包裹以确保产品的完整性。钞票通常具有全息图案、全息安全线和类似标记来使产品的仿造变得复杂。这些安全标记也集成到产品的包装中，例如计算机程序、电子装置和贵重物品的包装。
最近，越来越多的人开始关注由衍射和全息图案构成的安全标记。全息图的外观是有视觉印象的，在其需要特定装置的意义上来讲，全息图的复制是很难的。
传统上，将上述类型的标记固定在包装上作为单独的标签。因此，全息图是使用热压花(hot embossing)技术在层压或粘贴在包装上的单独的塑料基膜或标签上制备的。近来，由全息图标签提供的安全等级受到了大量在亚洲制备的仿造产品和全息图标签的影响。
为了使标记和包装坯件的仿造进一步变得复杂，在现有技术中建议直接在包装材料的表面上引入全息图。在这种实施方式中，使用压花辊在材料的表面上的特定全息接受层上引入全息图案。关于纤维基产品的压花的问题包括例如压花工具粘结到产品表面上、压花工具的堵塞、视觉上低的反射水平、昂贵的压花装置或产品的涂料、压花条件(例如压花温度和压力)的苛刻要求、由于全息层的平滑化导致全息元件的褪色、在压花之前所需的多个预处理步骤、生产线的较低生产能力。此外，专门的涂料在其使用前通常需要权成机构的批准，例如美国的Food andDrug Administration(FDA)或德国的Bundesinstitut für Risikobewertung(BFR)，例如食品和药物包装。上述所列的问题通常是相互关联的，即一个的解决会导致其它的聚集。
开发了很多试图解决上述问题的方法。下面，简要回顾涉及可压花的全息标记的现有技术。
WO 03/002330公开了一种在纸和塑料膜上标记全息图的方法，其具有一个包括塑料颜料颗粒的涂层，用于提高表面的可压花性和可印刷性。该压花是在刻印之前涂覆到膜上的。
US 2004/0218238公开了一种用于通过压花在印刷表面上产生全息图像的方法。该印刷辊或片材涂覆有透明的全息涂层。该文件建议使用加热的旋转板压花机单元在辊材上形成全息图。在辊压花阶段之后，用单独的冲切机切割基材材料，用于进一步的应用。该文件建议使用特定的压花机对片状材料进行压花。然而，关于这种机器没有给出进一步的教导。
US 5,164,227公开了一种通过压花装饰纸或塑料片材的方法。该基材具有通过挤出或涂覆形成的热塑性材料。在压花之前，将涂层加热，使其软化，确保在该片材上的压花装置的图案的可重复性。在该文件中描述的主要压花装置包括压花辊、轧辊和任选的输出辊。
US 2003/0227099公开了另一种用于在热塑性纤维片材或聚合物膜上产生虹彩和/或全息图像的方法。在该已知的方法中，通过使用聚合物膜作为压花垫片进行衍射光栅。在压花/处理之前将该用于压花的片材或膜进行加热。
US 2004/02077892公开了一种用于涂覆有热漆并包含第一全息图的热印箔、张贴物(sticker)压花膜或纸上形成第二全息图的方法。该全息制品可以用作用于粘附到另一产品上的张贴物。为了提高全息图的可见性，建议将产品表面金属化。
在US 2004/0247829中，提出了在颜料涂层上压花全息图像的方法。优选涂层，因为其能够接受压花并能够粘结印刷油墨。
US 6749925公开了在聚合物层上制备肉眼可见的透镜状结构。当从不同角度观察时，该透镜状结构表现出倾斜效果。
现有技术的衍射安全标记和装饰技术为用于压花的表面或压花工艺设定了高的要求。还没有提出可以节约成本地适用于高等级产品包装以及用于低价日常消费品、快速移动消费品(FMCG)或食物的包装的方法。与产品及其包装的成本相比，标记的应用成本应当要低得多。此外，现有的压花技术迫使对压花表面进行另外的处理，以实现视觉完整和/或机械耐久的装饰。
发明概述
本发明的一个目的在于提供一种用于在基材上制备视觉标记的简单的、节约成本的技术。
特别地，本发明的一个目的在于提供在基材上产生视觉可识别的图案的新型方法。
本发明的另一目的在于提供一种包含视觉可识别的图案的纸或纸板片材的方法。
通过如下所述和要求保护的本发明，实现了这些和其它目的，及其与已知产品和方法相比的优点。
本发明的主要观点在于通过平板压花在涂清漆的片材上形成视觉可识别的图案。特别地，本发明涉及在刻印片材上施加的衍射图案，该压印片材上涂覆有清漆层。
令人惊奇地，我们发现广泛用于纸张和纸板工业中的传统亮漆和清漆能够压花具有足够高的分辨率和质量，以在可见光的波长内产生衍射效果。通常这种清漆用于改进纸或纸板的机械、化学或物理性质，例如耐磨性和耐湿性或表面光泽度。此外，我们已发现通过使涂清漆表面压花，可以实现新型的光泽标记。我们还发现通过平板压花，该标记可以在甚至不需对该片材或该清漆层进行预加热的情况下制备。特别地，在涂覆到刻印基材上的清漆层上形成的衍射图案被证明具有特定类型的装饰效果。
更特别地，依照本发明的方法的特征在于权利要求1中的特征部分所述的那些。
该产品的特征主要在于权利要求16中的特征部分所述的那些。
通过使用本发明可以实现很多优点。本方法可应用于在造纸工业中广泛应用和公知的常规基材，例如包装纸板。由于在清漆层上实施了压花，因此不需要可能会很昂贵或可能会对片材的性质产生不利影响的特殊涂层和颜料。本发明可以使用常规用作例如包装的外部涂层的清漆进行。这种清漆具有优选的特征，例如光泽度、硬度、亮度和安全特征，其得到了消费者和专家的满意。涂清漆也是非常经济的涂覆方法。使用本方法，可以在也不需要对表面进行昂贵的金属化的情况下将可容易识别和可看见的图案施加到该片材上。公知的，涂清漆的表面也是高度耐擦伤的、耐磨的和耐湿的，或者其甚至是防擦伤的、防磨的和防湿的。
该压花的片材可以用于例如包装工业，为产品提供安全标记，以保证产品的可靠性或在图像上丰富包装的外部装饰图像。应用领域的实例为日常消费品、香烟、数字介质、药物、化妆品、消费电子产品、快速移动消费品(FMCG)和食品的包装。
当该方法应用于在涂清漆之前刻印的表面上时，可以实现几个优点。例如在包装上的印刷形成了用于包装的视觉外观的基础。印刷表面的涂清漆是公知方法。通过为涂清漆的产品压花，可以避免现有技术中存在的问题，即全息涂覆的需求或用于在单独步骤中在刻印基材之前进行压花的要求。从例如包装转化者(convertner)、产品包装者或商标所有者的角度来看，在切割之前或甚至在切割过程中，在转化工艺的最后或倒数第二步骤中可以将安全标记施加到表面上的事实是非常有利的。如果刻印作用到高分辨度的压花上，几乎不可避免地其装饰效果会变差。如果该压花图案进一步与印刷的特征有某种几何学上的关系，可以实现对产品外观另外的改进。
依照一种实施方式，在其中切割该片材的相同的处理阶段中进行平板压花。该生产线，特别是冲切机所用的生产线，可以相对容易地适用于执行所述的功能。因此，该实施方式可以通过仅对现有的转化机械进行微小的改进，用很少的费用实现。与现有技术的方法相比，依照本发明的压花可以在减少数量的工艺步骤中进行。通过避免分离和其它工艺阶段，可以避免瓶颈情况。
依照一种实施方式，该压花垫片(即压花板)同时包括平滑区域和衍射图案。当该板抵靠着清漆层压制时，该衍射图案复制在该片材的选定区域，平滑区域提高了该片材其它区域的光泽度。这产生了新型的视觉效果，改善了该压花产品的外观，有助于使该产品更难以仿造。如果该微尺寸图案位于平滑区域内部，该实际的衍射图案就更为显著。这样可以实现与已知标记相比外观独特的标记。
依照另一实施方式，使用气动分离器在该板和该片材接触之后将压花板与该片材分开。
通过本发明的实施方式，可以解决一些关于辊压花机的问题。辊压花机需要该标记本身是重复的，其周期由辊的圆周所限定。此外，压花辊的制造比压花板的制造要昂贵得多，为了改变压花，必须改变整个辊。因此，其不太适用于压花图形或压花片材的尺寸需要经常改变的应用。这在例如包装工业中是经常的情况，特别是在制备几种产品的工厂中，可能具有可变的包装尺寸，使用同一包装线来包装多于一种产品。
通过适当结合上述实施方式，可以实现一种方法，其
-保护了产品的可靠性，
-可以应用于普通的包装材料，
-降低了可靠性保护的包装工艺的工艺步骤数量，
-为产品提供了独特的外观，和
-适用于较高和较低产量的生产线和较小的车间。
本发明的其它优点列于下述的实施方案详述中。
在本文件中，本发明及其实施方式主要参照针对包装材料制备、包装转变和产品包装进行讨论。然而，本领域的技术人员理解该实施方式也适用于许多其它目的，例如用于杂志、明信片、信封、电话卡、名片、小册子、数据表、档案、证书和证明的制备。原则上，所有涂覆清漆的可压花的纸和纸板物品都可以进行该方法。
术语“纸板”使用其广义含义，也包括可以具有词语“卡纸板”、“纸箱板”、“板”以及甚至“纤维板”和“胶纸板”所述特征的板。
附图简述
在以下描述中，借助于附图对本发明进行更仔细地描述，其中：
图1示出了具有基层、刻印和压花清漆层的纸或纸板的横截面，
图2示出了具有基层、涂层、刻印和压花清漆层的纸或纸板的横截面，
图3示出了具有背涂层、基层、顶涂层、刻印和压花清漆层的纸或纸板的横截面，
图4示出了具有背涂层、基层、第二基层、涂层、刻印和压花清漆层的纸或纸板的横截面，
图5示出了具有基层、涂层、刻印和压花光泽增强清漆层的纸或纸板的横截面，
图6示出了具有基层、涂层、刻印和压花光泽增强和衍射清漆层的纸或纸板的横截面，
图7示出了具有平滑和微制造的区域的压花板的轴向视图，
图8示出了仅具有微制造的区域的压花板的轴向视图，
图9示出了仅具有平滑区域的压花板的轴向视图，
图10示出了具有套装的平滑和微制造的区域的压花板的轴向视图，
图11示出了在涂漆纸板片材上的衍射压花的照片，
图12示出了在涂漆纸板片材上的衍射压花和周围光泽增强区域的照片，
图13示出了具有基层、具有斜切表面的刻印和压花清漆层的纸或纸板的横截面。
发明详述
如上所讨论的，本发明提供了一种新型的纤维片材或网，通常为纸或纸板片材，其包含：具有两个相对表面的基层，和设置在所述表面之一的至少一部分上的至少一个材料层，其中该层包括显示出视觉可识别的图案的清漆层。
在一种实施方式中，该视觉可识别的图案包括衍射图案。这种图案通常包括多个机械变形，其一旦经过入射光波的反射，特别是波长在可见光范围内的光波，会产生衍射图案。取决于相对于存在的光源的观测角，这种图案可以产生变化的视觉效果。该图案由刻花(即从清漆表面延伸到清漆层中的凹陷)和/或从清漆层表面延伸离开周围水平面的凸起所构成。该凹陷和凸起也可以分别具有可变的深度、宽度和高度。在一种实施方式中，该衍射图案包括全息成像的图案(全息图)，其为观察者提供了三维印象。
在另一种实施方式中，该视觉可识别的图案包括平滑的光泽增强区域。这可以通过使用平滑的或部分平滑的压花板来实现。令人惊奇地发现，通过使用表面平坦光滑的压花板为清漆层施加压力，可以提高例如在产品包装中所用的普通清漆的光泽度。因此，通过本发明的方法，可以通过使用平板对其施压局部提高涂有清漆的表面的光泽度。
在一种实施方式中，该视觉可识别的图案包括衍射图案和光泽增强区域。在该实施方式中，除了微制造的区域之外，该压花板还具有平滑区域。可替代地，可以使用两种或多种具有平滑或微制造表面的不同压花板。
通过使用包含至少一个压花板的压花装置进行平板(flat-bed)压花。该板的工作表面可以为例如具有所需压花的微制造负片的金属。
该基材包括纸或纸板片材。该片材可以为任何形式，例如用于书写或印刷的矩形片材，用于包装的平面坯件，或甚至是折叠或部分折叠包装的形式。该片材也可以具有任何尺寸。因此，本发明的应用领域从图章的标记延伸到大型物品运输箱的标记。该基材也可以包含特定物品，例如压缩盘的盒套的封面。由于容易制备并难于伪造，特别是在涉及大规模产品时，本文件中公开的该新型标记提供了有效的防盗版保护，或者至少使非法行为的验证更加容易。
该片材也可以包含纸、纸板、涂层、刻印和清漆或其任意组合的多层结构。其也可以包含大尺寸的压花，例如在巧克力和化妆品包装上常见的那些。此外，在涂清漆之前，可以用任何类型(例如铝或聚合物)的箔片对该片材进行装饰。一种典型的基材的实例使在该基材片材的至少一部分上具有刻印和清漆层的经涂覆的纸板。
在附图中对上述实施方式进行了描述。
图1～6描述了任意尺寸的压花片材的一些示例性的实施方式。参照附图，纸板的纸的基层10、20、30、40、50和60可以由化学、化学机械或机械纸浆、循环纤维或其混合物形成。典型的纸板制品为例如硬纸板，例如可折叠的纸箱板、粗纸板、固体漂白和未漂白的板和液体包装板和盒纸板垫片。此外，例如杂志和小册子的封面所用的优质漆纸构成了潜在的用于本方法的一组基材。
基材的克重可以在较宽的范围内。基本上该方法可以用于重30～80g/m2的薄纸、范围在80～120g/m2的普通纸、范围在120～300g/m2的高质量的经涂覆的纸、和通常克重为120～500g/m2，特别为200～300g/m2的纸板。在每种产品等级中，人们可以容易地发现适合的涂覆区域。例如，纸板基材适用于包装的外包层，但标记也可以施加在包装的内层，例如在例如巧克力盒的食品包装的衬纸上。在这些层上，该标记主要用作装饰和视觉吸引的性质，因此为产品提供了附加的价值和独特性。
该基材至少部分用清漆12、22、32、42、52和62所涂覆。该清漆可以是长链、中链或短链的油基清漆、水乳液清漆或合成清漆或亮漆。优选该清漆基于聚合物。适合的清漆材料例如为聚苯乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、聚氯乙烯、树脂和纤维素酯。该清漆也可以是纤维素衍生物，例如纤维素酯，例如醋酸纤维素或硝化纤维素，或者纤维素醚，例如甲基纤维素或苯甲基纤维素。其可以与改性剂(例如增塑剂、树脂和石蜡)进行混合。该清漆可以是可用水分散或可用溶剂分散的，和/或其可以通过使用紫外光干燥或固化。该固化或干燥的清漆可以具有消光性，或者其可以具有中等或高的光泽度。除无色清漆之外，也可以用具有彩色清漆层的基材进行本方法。
可以在基材的制造阶段中采用在线涂覆技术涂覆该清漆，或者其可以通过胶版涂覆或丝网印刷进行涂覆。在线涂清漆特别适用于大型非印刷基材，而胶版方法可以用于套印涂清漆，例如用于包装目的。
该清漆可以涂覆在该片材的整个区域内，或者例如在包装或封装的情况下，只将产品的离散部分涂上清漆。因此包装的一些区域可以保持没有清漆。这些区域包括例如边缝和接合处，其可以接受粘结剂，例如胶水或胶剂，用于将该区域与同一片材的另一部分、另一片材或另一物品相粘合。涂清漆通常是包装印刷工艺中的最后印刷步骤。此外，例如离线涂清漆机可以用于实现清漆的较厚层。不同类型的清漆的涂覆方法和侧向接缝设置是包装工业中的公知技术。
在涂清漆区域上的清漆12、22、32、42、52和62的克重可以为例如0.1～15g/m2，特别为2～5g/m2，典型地为约3.5g/m2。深度(图1中示为h)仅为约0.2μm的压花已经实现了良好的视觉结果，在这种情况下，对于聚苯乙烯清漆，清漆层的充分量仅为约0.1g/m2。通过使用较厚的清漆层12、22、32、42、52和62，随着其远离基材表面运动，可以改变该标记(可能为刻印)的外观。当然，人们也可以使用包含更深的印花图案的压花板。
清漆通常用于保护纸板的纸，特别是其表面，以及用于提高其光泽度。特别地，清漆用于保护纸或纸板上的印刷14、24、34、44、54和64。在本发明的一种实施方式中，在涂清漆和压花之前对基材进行刻印。衍射图案产生的视觉外观是印象深刻的，其似乎就位于基材的顶部。在非印刷表面上，可以形成可变化的标记，其外观取决于基材的颜色。在本发明的范围之内，除透明清漆之外，可以使用不透明或部分不透明的清漆作为覆面涂层材料。
该纸或纸板也可以是多层涂覆的。可以将本身已知的其它涂层26、36、38、46、48、56和66涂覆在纸或纸板的前侧或后侧，其可以在印刷之前或之后涂覆。
依照一种实施方式，该压花包含衍射图案。这种压花的一种实例示于图11。该衍射图案包括主要由凹槽17和隆脊15(即凹陷和凸起)构成的微尺寸结构，其深度或高度h分别为例如0.05～5μm，典型地为0.1～1μm。当使用特别厚的清漆层时，该结构的深度甚至可以大于5μm，然而，通常小于15μm。这种设置可以用于实现特定类型的视觉外观。该图案也可以包含具有变化的深度或高度轮廓的结构35和37，由此可以实现视觉上更加不同的压花。该图案可以是任何形式。其可以例如由用条纹、格子、点、点列、曲线、圆和线段等构成的图形或文本构成。该刻花不需要为如附图中的锐缘，但其也可以包括圆形或更加不规则的形式，例如正弦图案或锯齿形式，其形成无光泽效果。
依照另一种实施方式，该衍射图案形成全息图。
依照一种实施方式，该衍射图案包含由视角决定的完全不同的视觉数据。作为一种实例，当从左面斜向观察时，该标记可以包含制造商的标识，当从右面斜向观察时，包含制造商名称，从下面斜向观察时，包含产品标识。因此该压花可以包含许多视觉可辨别程度的信息，其可以彼此无关(c.f.传统的3-D全息图，从不同角度包含相同物品的信息)。
可见光的波长为约400～700nm。光的衍射是在光运行进入具有相似量级尺寸的物体中观察到的干涉现象。取决于所用的光的光谱和观察角，入射波阵面的不同波长成分在不同角度干涉，形成彩虹状的印象。在全息图中，使用这种现象将三维视觉信息储存到衍射图案中。Bragg定律给出了从光栅表面衍射的基本定律：
2Dsinθ＝mλ    (1)
其中
D是光栅中狭缝的间距，
θ是传播波阵面和该表面的角度，
m是光谱级，和
λ是光的波长。
相邻凹槽17、37、67和隆脊15、35、65的间距D(即压花的分辨率)优选大体上与可见光的波长的量级相同。由于在Bragg定律中的整数因子m，衍射也发生在具有彼此更大间距的表面上。然而，间距D的下限通常由清漆的物理性质决定。
例如，用直线光栅压印聚苯乙烯基清漆，其周期D为0.4、0.8、1.6、2.4、3.2、6.4和12.8μm(即凹槽和相邻隆脊之间的间距d分别为0.2、0.4、0.8、1.6、3.2和6.4μm)。图11中示出了该试验的示例性照片。发现周期为1.6、2.4、3.2和6.4μm的光栅产生最清晰的衍射。其它光栅也可以作为模糊区域检测到，但只观察到较弱的衍射，或者没有观察到实际的衍射。更精细的光栅的复制显然是不适合的。因此，在聚苯乙烯的情况下，实用的衍射区域约为1～10μm，至少约1.6～6.4μm，用结构的周期D的意义表达。依照Bragg定律(方程1)，通过控制光栅的周期，人们可以控制从该光栅衍射的颜色光谱的周期(即在该角度特定颜色的光相应衍射)。然而，也可以使用具有在实际衍射范围或可见光之外的分辨率的结构来为压花带来多样性。尽管该评论主要集中于规则的线性光栅，该此处给出的原理适用于所有类型的微尺寸结构，例如全息图。此外，上述给出的间距范围可以被认为也适用于在非聚苯乙烯基清漆上的压花。
依照一种实施方式，在衍射图案中凹槽的间距大于0.1μm，例如为0.5～15μm，特别为0.5～8μm，典型的约为0.5～5μm。
图7～10显示了在本发明范围之内的四种不同的压花板的实例。依照一种实施方式(参见图5和9)，垫片的表面90以及由此的压花59是十分平滑的。平滑区域的目的在于提高片材的一些区域上清漆52的光泽度。平滑区域的光泽增强性质是由申请人进行的压花试验所得到的未曾预期的结果。在本文中，术语“平滑区域”是指没有特意刻花的区域。可以通过抛光、磨光或涂覆使该平滑区域平滑化。该平滑区域也可以是电解垫片制造工艺的副产物。该平滑区域的粗糙度优选小于清漆表面的最初粗糙度，依照ISO 8791-4标准通常为1～10μm(PPS-10)。
在一些实施方式(参见图6、7和10)中，该压花板包含微刻花区域72、102和未经微制造的平滑区域70、100、104。“微刻花”和“微制造”表示具有最小尺寸在约0.1～10微米范围内的机械变形的区域。
在衍射图案65、67的附近69可以提高涂清漆表面62的光泽度，以使该图案以吸引人的方式变得显著。图12中显示了描述这种压花的照片，其中衍射压花被矩形的光泽增强区域所围绕。在该光泽增强区域的边缘处的凹痕是由于在试验中所用的较大的压花压力所导致的。然而，使用较低的压花压力也实现了相当的光泽增强效果。在微制造图案周围的光泽增强区域的面积例如可以比仅该微制造的区域的面积大至少10％，至多1000％。
该改进的光泽度可以以很多方法利用。首先，其可以使该标记与已知的衍射标记相比非常独特。其次，其用作安全特征，因为其使得该产品的仿制变得更加困难得多。第三，其为标记设计者带来了制备视觉更具吸引力的产品的新的可能性。第四，光泽增强区域在指尖上的感觉与根本没有压花的区域是不同的。
参照图13，依照一种实施方式，压花垫片以及用其压花的清漆层包含不透明的面，即斜切口139。即，代替或除上述的刻花和平滑区域之外，该视觉可检测的图案可以被局部斜切。斜切口139相对于垫片平面(或清漆层的表面)的角度可以为例如0～90°，特别为20～70°。斜切口139的尺寸可以在衍射范围内，或者其可以显著大于衍射图案的尺寸。因此，该斜切口139可以用于衍射地或非衍射地反射光，尽管衍射通常总是以次要程度存在的。该斜切口139可以用于例如描绘衍射图案，或者用于形成依赖视角的视觉印象。与衍射和/或光泽增强区域相结合，该斜切区域可以用于形成另一种独特的安全特征或装饰。
下面，更详细地公开上述视觉可识别的图案的制备方法。
图7～10显示了适用于本发明的压花垫片(即压花板)的实例。该板或至少其工作表面优选由金属形成。该板优选使得可以通过本身已知的方法在其上微制造潜在衍射图案的负片。这种方法包括例如机械刻花、激光刻花、平板印刷法和化学蚀刻。该图案可以为凸形或凹形，或这些类型的混合，取决于优选哪种压花。可以将该压花板结合到压花装置上，其包括用于实施压花的必须装置和自动控制。
依照一种实施方式，该压花垫片或至少垫片的工作表面是由镍制成的。镍板的制备是容易的，镍板也容易微制造，其具有高的表面光滑性。该板可以由机械加工方法制备，但为了制备高光滑度的表面，可以在适当的基材上由适当的镍前体通过物理或化学沉积方法，制备压花板的表面层。这种方法的实例包括PVP、CVD和ALD和这些方法的等离子体增强实施方式。其它任选的板的材料包括例如铝、银、铁、铜和黄铜。
该压花垫片也可以包括厚的支撑层，该支撑层例如由钢形成，和由镍或一些其它适合的金属形成的较薄的工作表面层。通过适当的可释放的安装方式或通过粘结将该表面层结合到该支撑层上。工作表面的槽脊和凹槽优选预制造在金属层上。任选地，垫片的工作层可以包括比所用的清漆的硬度显著更高的硬度的陶瓷、复合物或塑料层。此外，该压花板也可以涂覆金刚石。
为了在基材上的压花板上复制图案的负片，该板必须与基材的清漆表面接触。适合的接触压力(即压花压力)为例如1～10000MPa，特别为5～3000MPa，典型为5～500MPa。最佳压力取决于所用的纸或纸板的类型，即其纤维材料和结构、填料、厚度和压紧性质。最佳压力也取决于所用的清漆的类型，即例如其材料、初始光泽度、表面粗糙度、硬度、表面张力和能量，和弹性。此外，压力取决于压花板的材料和表面光洁度、在其上的刻花的尺寸和分辨率。通过调节压花压力，也可以辅助压花板从基材上的分离。
通过改变压花板的温度，也可以实现复制图案和压花工艺的质量。选择温度的相关因素主要是清漆和压花板的上述性质。板的表面温度可以为0～150℃，典型地为50～150℃，特别为50～85℃。尽管该工艺也可以在不加热的情况下进行，即在15～25℃的室温下，但发现至少在聚苯乙烯基清漆的情况下，在65～75℃的升高的板温度下，压花质量以及板和基材的分离是最佳的。也预期不同的清漆关于板温度的行为是不同的。即，其它试验显示，特别当使用高分辨率的压花垫片和一些传统的清漆时，大于85℃，优选100℃，直至150℃，甚至直至200℃的温度提供了最佳的结果。
压花板和清漆的接触时间也对压花产生影响。接触时间可以在几毫秒到几秒之间变化，通常在5～100ms范围内。
在一些实施方式中，该压花是抵靠在刚性和硬的表面进行的。通过该操作，可以保护片材不破裂。然而，在一些应用中，可能必须抵靠在适合柔性的床上进行压花。
依照一种实施方式，通过气动方式将压花板和压花片材分离开。该分离例如可以通过将空气或其它任何气体的料流在引导到板和片材之间使气动冲击将其分开来实现。优选引导该料流对准压花板附近的片材，以防止片材弯曲。可以在片材的不同侧有多个料流。除了气动分离的分离冲击之外，其也可以具有冷却效果。这应用于压花板经过加热，在压花过程中该热量会转移到清漆中的情况下。在空气的短脉冲过程中，可以将压花图案冷却到例如10～20℃，取决于清漆层的温度和厚度、装置和温度和脉冲幅度。因此，由于清漆得以硬化，由于升高温度压花的陷落得以减少。该气动装置可以是压花装置的一部分，或者其可以构成单独的气动单元。该压花装置和气动装置优选通过单独控制单元进行控制。分离装置也可以包括使用气动分离与机械分离相结合的装置，或者可以使用单独的机械分离。
在一种实施方式中，压花装置和分离装置与冲切装置相结合。该冲切装置包括用于将片材切成例如用于折叠的适当形状的必要装置。这种机器是典型的包装转化线的必要部分。通常该印刷和涂清漆的包装片材经受冲切，因此该特定的加工阶段也适用于制备衍射压花。除了切割坯件形式的片材(例如可折叠的盒子)之外，冲切机也用于在该坯件上制备折叠线(折痕)。典型的平板切割机包括大板，在其上固定一组标尺。切割标尺是尖锐的，折痕标尺是磨圆的。在切割阶段中，该大板在水平面上压紧该片材。在这种冲切机中，压花板也可以固定到该大板上。可以通过标尺和板的相对高度，来控制切割标尺、折痕标尺和压花板在基材上的力的比例。这样，不会增加加工步骤的数量。很多现有的切割机可转化为结合冲切和压花的装置，使得成本可以保持非常低。生产规模的压花机械的产量可以为例如500～10000片每分钟。
依照一种实施方式，使用平板型压印机(可能是热箔压印机)进行压花。然而，为了制备压花，不需要箔。因此，可以对该机械进行改进，以更好地符合为涂清漆基材压花的需要。然而，在压花中也可以使用很多其它能够产生所需压花力的机械。
实施例
将获自DS Nordic的聚苯乙烯基清漆W 1639的分散体均匀涂覆到作为在片材输送离线印刷机末端的单层的经涂覆的纸板Simcote(255g/m2)和Nova X(345g/m2)上。干涂层重量约为3.5g/m2。这里，印刷和涂清漆的纸板具有清洁和光泽的外观。
然后，使用平板热箔冲压机BOBST，类型：Autoplatine SP 1260-M，J.Bobst&Fils S.A.，Lausanne，Switzerland，1978在纸板上水平微制造清漆层。首先使用一片精确切割双面胶带将压花板与约7.0mm厚的镁基板结合。然后使用特定爪钩将该板叠层装配到该机械框架中。
该压花板包括使用周期为0.80、1.60、2.40、3.20、6.40和12.8μm的线性光栅形成的文字。在所有情况下轮廓高度为0.19±0.01μm。
运行速度在1000～2600片/h之间变化，机器温度在18～75℃范围内，压制力为0.01～5MN。在该工艺过程中压花板直接与纸板上的清漆层接触。在该过程中使用气动分离器通过冷却纸板表面并产生推件力(ejecting force)，避免清漆粘结到压花板上。
在测试变量的整个范围内，结果由在纸板表面的清漆层上的视觉可检测的文字构成。在视觉上，这些文字呈现在纸板上的胶版印刷图像上，取决于视觉检测的角度和线性光栅的周期，其反射不同波长(颜色)的光。此外，在涂清漆表面上实现了压花板构造的光泽点的非格栅、即非微制造的平面部分。图11和12示出了该试验的示例性照片。

Claims (26)

1.一种在基材上产生视觉可识别图案的方法，通过使该基材与具有微制造的区域的压花板的表面相接触，对该基材施加压力，从而在所述基材上产生衍射图案，其特征在于该基材包括刻印纸或纸板片材，其在该压花板与该基材的接触区域涂有清漆。
2.依照权利要求1的方法，其特征在于使用涂有聚合物基清漆的纸或纸板片材作为所述基材。
3.依照权利要求1或2的方法，其特征在于使用选自以下的清漆：聚苯乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、聚氯乙烯、纤维素酯、醋酸纤维素、硝化纤维素、纤维素醚，例如甲基纤维素或苯甲基纤维素。
4.依照前述任一权利要求的方法，其特征在于在涂有清漆的区域上清漆的克重为0.1～15g/m2，特别为2～5g/m2。
5.依照前述任一权利要求的方法，其特征在于使用经涂覆的纸或纸板片材作为所述基材。
6.依照前述任一权利要求的方法，其特征在于所述衍射图案包括全息图。
7.依照前述任一权利要求的方法，其特征在于所述微制造的区域具有深度为0.05～5μm，特别为0.1～1μm的刻花。
8.依照前述任一权利要求的方法，其特征在于所述微制造的区域具有间距为0.1～15μm，特别为0.1～8μm，通常为约0.1～5μm的微图案。
9.依照前述任一权利要求的方法，其特征在于使用表面温度为0～150℃，特别为50～80℃的压花板。
10.依照前述任一权利要求的方法，其特征在于使用1～10000MPa，特别为5～3000MPa的压花压力。
11.依照前述任一权利要求的方法，其特征在于使用具有平滑区域的压花板，从而在所述基材上形成光泽增强区域。
12.依照权利要求11的方法，其特征在于该平滑区域具有小于所述清漆表面粗糙度的表面粗糙度。
13.依照前述任一权利要求的方法，其特征在于在同一处理步骤中进行冲切和压花。
14.依照前述任一权利要求的方法，其特征在于通过使该基材经受气动冲击，进一步将该基材和该压花板分开。
15.依照前述任一权利要求的方法，其特征在于使用纸或纸板片材作为所述基材，所述纸或纸板片材是包装坯件。
16.一种纸或纸板片材，包括以下组合：
-具有两个相对表面的刻印基层，和
-设置在所述表面之一的至少一部分上的至少一个材料层，该材料层包括表现出视觉可识别的衍射图案的清漆层。
17.依照权利要求16的纸或纸板片材，其特征在于所述清漆基于聚合物。
18.依照权利要求16或17的纸或纸板片材，其特征在于所述清漆选自：聚苯乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、聚氯乙烯、纤维素酯、醋酸纤维素、硝化纤维素、纤维素醚，例如甲基纤维素或苯甲基纤维素。
19.依照权利要求16～18中任一项的纸或纸板片材，其特征在于所述基层包括至少一个涂层。
20.依照权利要求16～19中任一项的纸或纸板片材，其特征在于所述片材是包装坯件。
21.依照权利要求16～20中任一项的纸或纸板片材，其特征在于所述衍射图案包括全息图。
22.依照权利要求16～21中任一项的纸或纸板片材，其特征在于所述衍射图案包括间距为0.1～15μm，特别为0.1～8μm，通常为约0.1～5μm的凹槽。
23.依照权利要求16～22中任一项的纸板片材的纸，其特征在于所述衍射图案包括深度为0.05～5μm，特别为0.1～1μm的凹槽。
24.依照权利要求16～23中任一项的纸板片材的纸，其特征在于所述视觉可识别的图案包括光泽增强区域。
25.依照权利要求16～24中任一项的纸板片材的纸，其特征在于所述清漆层的克重为0.1～15g/m2，特别为2～5g/m2。
26.依照权利要求16～25中任一项的纸板片材的纸，其特征在于所述视觉可识别的图案包括压花。
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