CN101186125A - 用于对包装箔片进行锻光和印花的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于对金属化或表面处理的包装箔片(9)进行锻光和印花的装置，包括三个印花辊(R1，R3，R2)，所有三个印花辊相互配合，并且所述包装箔片(9)能够在压力下通过第一和第二之间以及第一和第三印花辊之间以生成无光光洁度和图案。首先，从动辊(R1)具有由单个的齿(5)组成的齿阵列，该齿阵列排列成均匀的网格，另外两个印花辊(R3，R2)的每个具有不同于所述第一印花辊的表面结构的表面结构(A，B，B，G，H，J；Q，R，S，X，Y，Z)。另外的印花辊中的至少一个(R3)具有单个或成组排列的、但不排列成与所述第一辊子上的网格相同的网格的结构部件(11)，所述结构部件(11)由单个的齿(5)组成，并且成圆形地排列在印花辊上。这样的设置给所述箔片的纸基质提供了有效断裂，因而其表面具有改进的性能。这样的表面尤其适合于阴影印花以及压印鉴定和标识特征。

Description

用于对包装箔片进行锻光和印花的装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于对包装箔片进行锻光和印花的装置，该装置具有至少三个印花辊。
然而，如权利要求2的前序部分所限定的，也可使用具有两个印花辊的装置。
发明背景
从本发明的申请人的WO02/076716中可知道此类型的装置。该欧洲专利申请是根据同一申请人的US-B-6715411的装置的进一步改进。其中所限定的两个装置共有的是：纸幅首先通过第一辊对，然后通过第二辊对，三个辊的应用允许减少接触压力和获得箔片的纸组分的改进的断裂性。
所述印花辊的表面结构，即齿的排列、圈脊或者已知辊子上的纵向脊，对称地断裂所述纸。由此，和现有技术中目前已知的状况相比，可获得两个方向上更均匀的纤维断裂以及精细的印花图案，避免了标志区域起皱，可看到装管(tubing)和卷曲减少的趋势，以及获得优良的折叠特性，或者所谓的死褶(dead fold)特性。
然而，目前纸基质上的箔片还遇到了进一步的问题。各种新纸特性导致的一些问题方面如下所述：
a)一个难于控制的有影响的因素是关于所述箔片，或烟草业中称为内衬的组分间的矛盾，所述困难在于这样一个事实，即从市场购买的内衬纸的差异不断增加，而没有任何明显的标准化趋势。这意味着依赖地区或出售区的需求，使用30g/m2至80g/m2的比表面重量的纸，该纸如通过印刷而被金属化、敷铝或表面处理，以获得类似金属的表面。在所谓的阴影印花(shadow embossing)的申请中，参见本发明的申请人的US-B-7036347，制造了很精细的结构，该结构可独立于所述材料、以稳定的质量印花。
b)所述箔片的机械性能很大程度上取决于所使用的纸浆纤维、它们的形态性能以及处理方式。因此，外观相似的箔片它们的机械性能可能存在很大差异。由于这些原因，希望用差质量的内衬获得好的结果。
c)因此，为了不同箔片的工业印花，希望更独立于它们的大灵敏度范围。
d)另外，经济竞争以这样一种方式存在于不同组分的箔片印花中，即当考虑类似的印花标志时，印花箔片从外观上几乎不再是不同的。在目前现有技术的状态下，取决于箔片的组分，标志印花和阴影印花中的相同的印花图案，肉眼看起来差别很大。
发明内容
在该现有技术的基础上，本发明的目的在于提供一种用于对箔片进行锻光和印花的装置，通过该装置，可更有效地断裂箔片的纸基质的纤维，以在印花程序后，获得改观的总体美的印痕，该印花程序基本上独立于所述箔片的纸基质的组分，并且允许精细结构的完美印花。这样一种装置限定在权利要求1或权利要求2中。进一步的目的和优点如从属权利要求所述。
附图说明
参考示例性实施例的附图，下面将更详细地解释本发明。
图1示出了具有印花辊装置的示例性透视图，该印花辊具有和另外两个印花辊配合的均匀排列的齿；
图2至5分别示出了所述另外两个印花辊的结构的放大详视图；
图6示出了不同于所述另外印花辊的结构的实施例；
图7和8示出了不同于所述另外印花辊的结构的另一实施例；
图9示例性地示出了所述三个非同步印花辊的剖视图；
图10示例性示出了所述三个同步印花辊的剖视图；
图11示出了所述第一印花辊的具有宏观和微观结构的齿的放大详视图；
图12以更大的放大倍数示出了图11所示齿表面的不同的可能的微观结构；
图13示出了不同于图11的具有宏观结构和微观结构的齿；
图14示出了本发明具有两个印花辊的第二实施例。
具体实施方式
在图1的示例性透视图中，示出了三个印花辊R1，R3和R2，驱动器4驱动印花辊R1。印花辊R1本身是已知的，并且已公开于不同的专利文本以及引言中引用的参考文献中。从动印花辊R1具有由单个的齿5形成的表面结构，该齿轴向和周向排列成均匀的网格图案，通过该结构可获得无光光洁度(satin finish)。该表面结构称为基本网格GR。该表面结构的齿可以是具有不同横截面的棱锥形、截棱锥形或圆锥形。在棱锥形齿中，后者的横截面形状是四方平行四边形。
所述另外两个印花辊R2和R3可通过箔片9以及第一印花辊R1的合适的表面结构被驱动，如图9所示，或者通过本身为现有技术中已知类型的同步齿轮6、7和8被驱动，如图10所示。通常，箔片9以这样一种方式通过所述印花辊，即所述金属化或处理表面面对第一印花辊R1。
然而，也可以驱动印花辊2或3，而不是印花辊1，以便让其他印花辊自由地运转。代替通过齿轮进行同步，通过带或电子装置进行同步也是可行的。
在纸的生产过程中，存在于有成片的自然趋势的纤维悬浮液中的所谓的絮凝是关键程序。该成片趋势增加了纤维的浓缩，因此导致浆料浓度提高。内衬产物中观察到的密集的纤维凝絮赋予了所述纸相对高的硬度。然而，薄片非常不规则地分散在所述纸表面，并且达不到均匀的精细的网眼结构。
研究表明，在印花操作中，采用一致的齿阵列，所述箔片在前进方向，即纵向上趋于变短，并且在横向上轻微地变宽。该效果可通过所述纤维纸浆主要沿纵向排列这样的事实解释。当所述纤维被碾压，它们的宽度自然增加，并且长度也有所增加。
为抵消该趋势，根据现有技术，每个印花辊的表面具有相同类型的突出和印痕，即所述基本网格，如具有不同横截面如四方平行四边形、截棱锥形的棱锥形齿或圆锥形齿，因此允许和其他涉及在印花程序中的印花辊相互作用。
避免在由相同齿形成的基本网格中出现不对称结构的结构部件，以抵消印花图案的失真。目前，已研究了不同的替代形式以应付不同纸类型和质量带来的需求。
现在测试表明，使用具有不同结构部件的印花辊，可以获得断裂动作的重要改进，以及通过凝絮在所述纸基质中产生的子结构的相应的平衡，其中，所述结构部件例如是齿圈，沿所述印花辊成圆形地、螺旋状地或纵向地排列的齿列，该齿列的网格不同于所述第一印花辊的基本网格GR。这可通过这样的事实解释，即所述辊子表面的不相同的基本网格GR的结构更适于消除意外的薄片。这应用于三个辊子和两个辊子的设置。
通过使用下面描述的辊子，不仅可获得更好的断裂以及与起皱、装管、卷曲相关的纸基质的中和，尤其还可获得箔片表面相当美观的改进，这赋予了箔片精美的外观。最终，这样的箔片表面可以有更精细和精美的非常精细结构的印花，该印花用于例如制造鉴定和标识的特征。
如图9或10所示，箔片9通过辊对R1和R2，然后通过辊对R1和R3。
由此得出结论，所述箔片首先通过所述辊对之一的不同结构的布置，随后通过第二辊对组件的表面结构以另一种方式被处理，即不均匀，因此导致所述箔片的完全不均匀处理，这将产生令人惊讶的结果。
在图1中，正如引言中已提到的，印花辊R1具有均匀排列的单个的齿5，该齿限定所述基本网格GR。后者可以是棱锥形或圆锥形的齿，该齿具有至少2％，优选地至少为5％的扁平率(flattening)，所述棱锥形齿的横截面形状为四方平行四边形。
此外，在图1中，印花辊R2和R3的表面结构分别用字母A至J和Q至Z表示。当比较图1和图2时，显然标记R2A表示印花辊R2的表面结构A，R3Q表示印花辊R3上的表面结构Q，等等。
在图2中，示出了印花辊R2和R3可能的表面结构。根据图2，R2的辊子表面的表面结构A由纵向脊10限定，齿列11形式的单个的结构部件间隔开该纵向脊10，齿列11由单个的齿5形成，在该实施例中所述齿为截棱锥形。因此，代替正如可从现有技术中得知的一致的纵向脊，所述R2的表面由被圆形齿列间断开的纵向脊组成，而这些结构部件的网格和基本网格GR不同。这里，所述第三印花辊R3的结构Q由均匀排列的圈脊12、以本身在现有技术的印花辊中是已知的方式组成。
在横截面上，所述纵向地、横向地或螺旋状排列的结构部件向外渐缩和变平，所述结构部件的尺寸以及部件之间槽的尺寸和所述第一从动印花辊R1的齿5的尺寸相对应，并且所有齿与所述脊间的槽啮合。
在图3中，示出了印花辊R2的表面结构B，包括所述间断开的纵向脊10，以及双列齿13，当然，三个或多个间隔开纵向脊10的齿列也是可以的。印花辊R3具有如图2所示的相同的表面结构。
在图4中，示出了具有和图2所述相同表面结构A的印花辊R2，而印花辊R3具有表面结构R，在该表面结构R中，圈脊14被纵向排列的齿列15间断开，后者由单个的齿5组成。
图5的图示中，印花辊R2具有和图3所示相同的表面结构B，而印花辊R3具有表面结构S，在该表面结构S中，圈脊14被双纵向列16间断开，该双纵向列16还是由单个的齿5组成。
图1至5的描述已经表明很大差异的变化是可能的。因此，当然不仅可以提供单列齿或双列齿形式的结构部件，还可以提供单个齿的三列或多列形式的结构部件，其中在上述齿列之间设置纵向脊或圈脊。
此外，应了解的是，假如将纵向脊或圈脊的尺寸加工成并排列该纵向脊或圈脊成使其总是与印花辊R1的齿的网格互锁或碾压，那么所述单个的齿的尺寸和所述齿列的间距都是可变的，以及所述纵向脊或圈脊的尺寸和距离也是可变的。应该理解到，所有的印花辊的所说明的辊子类型的任何希望的组合都是可行的。
尽管图1至5示出了在其上结构部件与所述辊的纵向轴垂直布置的表面结构，但图6和8示出了这样的表面结构，在该表面结构中，由单个的齿或连续的脊形成的表面结构螺旋状排列。
在图6中，示出了用于印花辊R2的表面结构G，该表面结构中，结构部件17螺旋状排列在与图5所示的纵向脊10相同的脊中，如与所述纵轴成45°，这些部件仍是由包括单个的齿5的齿列组成。
啮合辊R3具有表面结构X，其构造是结构G的镜像，然而，同时设有结构部件18，其由两列齿5形成并且与印花辊的纵轴成例如45°排列。如图3、4、5所示，具有表面结构X的印花辊R3也具有被结构部件18间断开的环12。
在图7中，示出了用于印花辊R2的表面结构H，其结构部件不是由单个齿的列组成，而是由圈脊19组成，单个的脊之间的距离是可变的，并且没有纵向脊。印花辊R3具有由纵向脊20组成的表面结构Y。这里，印花辊R2和R3之间的配合也导致了所述纸纤维的非均匀断裂。
根据图8，印花辊可以认为和图6所示印花辊是类似的，在该辊中，螺旋状排列的脊21设置作为结构部件，然而没有中间的纵向脊或横向脊。单个的脊之间的距离也是可变的。在该实施例中，印花辊R3的形成表面结构Z的脊22一条接一条地螺旋状排列。这里，所述两个印花辊R2和R3的相互作用同样导致非均匀的印花行动，并且因此导致纸纤维的最大断裂行为。
基于这些示例性实施例，很多变化是可行的，都是与单个路径之间的距离和圆形路径的角度相关的。所描述类型的组合也是可行的，即单个圆形的、纵向的或螺旋状的路径可由单个的齿形成。此外，对于本领域技术人员，显然并不需要顶端是平的矩形或方形棱锥形齿，但是可以是圆锥形，优选的是平的齿。
对于某些类型的纸，只需使用根据图14的二辊装置便足够了。相应地，所有前述的表面结构也可应用于该二辊装置，从动印花辊R31具有与基本网格GR类似的基本网格GR1。作为实施例的变形，齿35具有菱形横截面，其中，侧面可以以所需的相对于所述纵轴的角度，如转动45°排列。在该方式下，可获得所述两个辊的优良的同步。
第二辊R2总是具有不均匀的表面结构，如根据A，B，G，H，J；R，S，X。如果所述第一印花辊具有如R1的齿阵列，则所述第二辊可以或者通过箔片经由齿和脊的形状被驱动，或者通过同步装置被驱动。
在所表示的形式中，所描述和图解的印花辊都适用于包装箔，尤其是香烟纸的最佳锻光。如果需要标志，它们优选地如现有技术中已知的方式设置在具有基本网格GR或GR1的印花辊R1上。这可以通过移去在所述标志出现的位置处的齿而实现，这样所述箔片的即将处于该位置的金属化或处理表面在其通过过程中，不会变样并保持光泽。
如已在引言中提及的，根据本发明，可获得所述箔片的尤其精细的表面处理，这样除标志之外，可压印上尤其可抵制假冒并具有精细结构的鉴定和标识特征。此外，该表面结构也尤其适合于所谓的阴影压花，这将在下面描述。
鉴定和标识特征以及阴影压花可根据，如本发明的申请人的US-B-7036347生产，或者通过同一申请人的EP-A-1437213公开的印花辊生产。
在图11至13中，从动印花辊R1的单个齿和齿根的表面处理，即所谓的“宏观结构”和“微观结构”，在EP-A-1437213中通过例子的方式进行了说明。
在图11中，示出了六个齿5S1至5S6，以阴影线表示其微观结构。所述齿是截头棱锥形的，具有矩形水平的突起，侧向边缘分别垂直于所述辊子的纵轴平行延伸，所述棱锥形经过变平处理。
齿5S1在其变平部分上具有微观结构20，以及在其一个或两个横侧面上具有微观结构21，齿5S4具有相同的表面结构20以及在其一个或两个纵侧面上具有微观结构22。齿根ZG可以具有沿所述齿的纵侧面的微观结构23，或者具有延伸过一段长度的微观结构24，或者具有横向于其延伸的微观结构25。
齿5S2具有在其纵向侧面中的一个或两个上在整个侧面上延伸的微观结构26，齿5S3具有在其变平部分的整个表面上延伸的微观结构27。齿5S5只有延伸越过其纵侧面的高度的窄的微观结构28，而齿5S6没有变化的。该方式中，应该理解到可以使用很多种微观结构，由此相应地在箔片上产生很多种图案。
在图12A至12D中，以较大的放大倍数示出了一些可能的在齿的顶部或侧面上的直的或弯曲的微观结构的实施例。在图12A中，示出了阳网格结构的横截面，单个的脊30以几μm(微米)的间隔排列。该结构可用于微观结构20、21、28、29中的任一个，但也可用于齿根，如微观结构23、24或25。
在图12B中，示意性地示出阴网格结构的横截面，其中，凹部也是以几百nm(纳米)至几μm(微米)的间隔排列。
在图12C中，示意性地示出了可能的阳微观结构的透视图，该微观结构由网格状的弯曲脊32形成。
在图12D中，示意性地示出了可能的阴微观结构的透视图，该微观结构由网格状的弯曲脊33形成。该结构例如适合用于微观结构24或25。
从这些少数实施例中，越来越明显的是，所述微观结构，包括这些微观结构在所述单个齿和所述齿根上，或者仅在单独的所述齿根上的相应排列，以及所述微观结构本身的类型在很大范围内进行变化都是可行的。这取决于目前与制造此类结构有关的现有技术的状态，微观结构的制造也尤其适用于电子芯片的制造，其是本领域已知的。在这种精细的微观结构中，如上漆或蚀刻技术的适合方法的应用起着重要作用。当照射时，这样的微观结构产生光的衍射。
图13的齿具有宏观结构和微观结构。在这点上，术语“宏观结构”意味着指定齿的几何形状的变更，所述齿的几何形状在印花过程中印出标志，这些标志的外观随观察者的观看角度和/或光源的种类和/或位置而变化。这些几何形状变更的齿在更大或更小范围内压印箔片的金属化表面。微观结构可以叠置于宏观结构上以便提供具有特殊效果的阴影印花。
图13示出了三个未经几何形状变更、但具有如图11所示的微观结构的齿5S1，5S4和5S6，以及经过几何形状变更的齿5M1、5M2和5M3，这里“M”代表宏观结构。齿5M1具有比正常齿如5S1更大的变平量，该变平部分具有微观结构20。
齿5M2只有更大的变平量，并且并未经过变更，而齿5M3切掉了其宽度的一半。当然，齿5M2和5M3也可具有微观结构。再次，根据图13所示实施例，齿根可经过机械加工，并可以具有如图11所示的相同的微观结构23和微观结构25。
由图13的图示产生了齿的更多种的可能性变更，由此提供了更多种的印花图案。选择地，只有齿根上的结构可单独用于印花。
在这点上，需要提及的是，所有具有宏观结构和微观结构的齿是用于修正箔片的金属化或处理表面的，这与位于标志位置处的齿间隙形成对比，该齿间隙不修正箔片的表面。
从辊子的表面结构以及齿的宏观结构和微观结构的描述中得出印花辊由金属制造。

Claims (16)

1.一种用于对包装箔片进行锻光和印花的装置，包括第一、第二和第三印花辊(R1，R2，R3)，所述第一印花辊(R1)滚动接触所述第二印花辊(R2)和第三印花辊(R3)中的每一个，包装箔片(9)能够在压力下通过第一和第二印花辊之间以及通过第一和第三印花辊之间，以生成无光光洁度和图案，所述第一印花辊(R1)具有排列成基本网格(GR，GR1)的齿阵列，该齿阵列由均匀排列的单个的齿(5，35)组成；另外两个印花辊(R2，R3)具有不同于所述第一印花辊的表面结构的表面结构，其特征在于：所述另外两个印花辊(R2，R3)中的至少一个具有带有结构部件(11，13，15，16；17，18，19，21)的表面结构(A，B，B，G，H，J；Q，R，S，X，Y，Z)，所述结构部件单独排列或成组排列，但不排列成与所述第一印花辊(R1)上的基本网格(GR，GR1)相同的基本网格；每个结构部件(11、13、15、16；17、18、19、21)由单个的齿(5，35)或者连续形成的脊(19，21)或者这两种结构的组合构成；所述结构部件成圆形地、纵向地或螺旋状地排列在所述第二和/或第三印花辊(R2，R3)上。
2.一种用于对包装箔片进行锻光和印花的装置，包括第一和第二印花辊(R31，R2)，所述两个印花辊相互滚动接触，包装箔片(9)能够在压力下通过所述第一和第二印花辊之间以生成无光光洁度和图案，所述第一印花辊(R1，R31)具有排列成基本网格(GR，GR1)的齿阵列，该齿阵列由均匀排列的单个的齿(5、35)组成；另一印花辊(R2)有不同于所述第一印花辊的表面结构的表面结构，其特征在于：所述第二印花辊(R2)具有带有结构部件(11，13，15，16；17，18，19，21)的表面结构(A，B，B，G，H，J；Q，R，S，X，Y，Z)，所述结构部件单独排列或成组排列，但不排列成与所述第一印花辊(R1)上的基本网格(GR，GR1)相同的基本网格；每个结构部件(11，13，15，16；17，18，19，21)由单个的齿(5，35)或者连续形成的脊(19，21)或者这两种结构的组合构成；所述结构部件成圆形地、纵向地或螺旋状地排列在所述第二印花辊(R2)上。
3.如权利要求1和2所述装置，其特征在于：具有表面结构(A，B)的所述第二印花辊(R2)具有纵向脊(10)，所述纵向脊(10)被由排列成一列、两列或多列的齿形成的圆形结构部件间断开。
4.如权利要求3所述装置，其特征在于：具有表面结构(Q，R)的所述第三印花辊(R3)具有圈脊(12，14)。
5.如权利要求4所述装置，其特征在于：所述第三印花辊(R3)具有纵向排列的结构部件，每个结构部件由单个的齿(5，35)形成，并且所述结构部件排列成一列、两列或多列(15，16)。
6.如权利要求3所述装置，其特征在于：具有表面结构(G，H)的所述第二和/或第三印花辊(R2，R3)具有螺旋状地排列的结构部件，每个结构部件由单个的齿(5，35)形成，并且所述结构部件排列成一列、两列或多列(17，18)。
7.如权利要求1或2所述装置，其特征在于：具有表面结构(H，J)的所述第二印花辊(R2)具有以可变间隔隔开的周向结构部件，所述结构部件成圆形地或螺旋状地排列。
8.如权利要求7所述装置，其特征在于：具有表面结构(Y，Z)的所述第三印花辊(R3)具有螺旋状地或纵向地排列的脊的形式的结构部件(20，22)。
9.如权利要求1或2所述装置，其特征在于：所述脊(10，12，14，19，20，21，22)的横截面向外渐缩并且变平，所述脊和这些脊之间的槽的尺寸与所述第一从动印花辊(R1，R31)的所述齿(5，35)的尺寸相对应，并且所有齿与所述脊之间的槽相啮合。
10.如权利要求1和2所述装置，用于压印外观随观察者的观看角度和/或光源的种类和/或位置而变化的标志，其特征在于：生成不同标志的所述第一印花辊(R1、R31)的印花齿(5M1-5M3)具有除了用于锻光的所述齿(5、35)外的其他几何形状。
11.如权利要求1或2所述装置，用于压印鉴定或标识特征，其特征在于：所述印花齿(5S1-5S6；5M1-5M3)的表面和/或在所述印花辊(1)的齿根(ZG)上的区域具有微观结构(20-22；26-33；23-25)。
12.如权利要求11所述装置，其特征在于：所述微观结构包括以网格方式以从小于1微米直到30微米的间隔排列的脊(30，32)或槽(33)。
13.如权利要求11所述装置，其特征在于：经过几何形状变更的印花齿(5M1-5M3)的高度小于其余的齿。
14.如权利要求11或13所述装置，其特征在于：经过几何形状变更的印花齿(5M1-5M3)具有与其余的齿不同的侧面和边缘形状。
15.一种用于根据权利要求1所述的装置对包装箔片进行锻光和印花的方法，其特征在于：由金属化或表面处理或覆铝的纸组成的包装箔片(9)通过第一印花辊对(R1，R31；R2)，随后通过第二印花辊对(R1，R31；R3)，所述箔片的金属化或表面处理层面向所述第一印花辊(R1，R31)，并且至少一对印花辊(R1，R31；R2)具有由表面结构(A，B，B，G，H，J；Q，R，S，X，Y，Z)构成的不同于所述第一印花辊(R1，R31)的基本网格的不均匀网格图案，以便获得纸纤维的有效断裂。
16.一种用于根据权利要求2所述的装置对包装箔片进行锻光和印花的方法，其特征在于：由金属化或表面处理或覆铝的纸组成的包装箔片(9)通过所述印花辊对(R1，R31；R2)，所述箔片的所述金属化层面向所述第一印花辊(R1，R31)，并且所述印花辊对(R1，R31；R2)具有由表面结构(A，B，B，G，H，J；Q，R，S，X，Y，Z)构成的不同于所述第一印花辊(R1，R31)的基本网格的不均匀网格图案，以便获得纸纤维的有效断裂。
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