CN101216664B - 一种生产等版幅全息模压膜的方法及其模压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产等版幅全息模压膜的方法及其模压装置，该方法在恒张力控制段检测等版幅全息模压膜的实际版幅长度，将检测到的实际版幅长度与预先设定的版幅长度相比较，从而得到版幅长度误差，根据版幅长度误差调整变张力控制段的张力，使变张力控制段的膜料进入恒张力控制段后产生拉伸或收缩，补偿版幅长度误差，生产出精度高的等版幅全息模压膜；该模压装置包括依顺序设置的导入牵引辊组、模压辊组、导出牵引辊组、导辊和张紧辊，其特征在于：模压装置上设有一个张力控制装置，通过该张力控制装置的调节，补偿了因温度、膜料特性等因素变化造成的版幅误差，将误差控制在一定的范围内，提高版幅的精度，生产出精度高的等版幅全息模压膜。

Description

一种生产等版幅全息模压膜的方法及其模压装置

技术领域

本发明涉及一种全息模压膜的方法，本发明还涉及一种生产等版幅全息模压膜的模压装置。

背景技术

如图1所示，现有模压机中的模压装置一般包括依顺序设置的导入牵引辊组1、模压辊组2和导出牵引辊组3，导入牵引辊组1与模压辊组2之间设有张紧辊4，模压辊组2与导出牵引辊组3之间设有导辊5和张紧辊6，上述导入牵引辊组1由导入牵引辊19、22构成，上述导出牵引辊组3由导出牵引辊13、18构成。

上述导入牵引辊组1与模压辊组2之间称为导入段，模压辊组2与导出牵引辊组3之间称为导出段。

膜料7进入导入牵引辊组1后，经过张紧辊4的张紧展平后，在模压辊组2处进行模压处理，在膜料7上形成全息光纹信息层，从而形成全息模压膜7′；全息模压膜7′再经过导辊5后，由张紧辊6张紧展平，再由导出牵引辊组3输出，然后，通过真空镀铝的方式，在全息模压膜7′的全息光纹信息层上形成一层光亮的镜面铝层，以加强全息光纹的反射效果，从而形成全息膜；随后，将全息膜通过复合或转移的方式与例如纸张等基材结合，从而制成带有全息图案的包装材料；最后，在带有全息图案的包装材料上印刷精美的图案和文字。

在全息模压膜7′的生产过程中，模压装置的张紧辊4对膜料7有张紧展平作用，张紧辊6对全息模压膜7′有张紧展平作用，但是，由于生产过程中温度、膜料7或全息模压膜7′的特性、停机再启动等因素不断变化，尤其是膜料7或全息模压膜7′的特性(如厚度、伸缩率)变化，会对全息模压膜7′的版幅造成很大影响，而导致全息模压膜7′的版幅产生无规律变化，甚至会产生突变，误差达0.5-2mm以上。因此，现有的模压装置不能生产出版幅精度高的全息模压膜。这种精度低的全息模压膜，经过如分切、复合、剥离等后工序加工后，误差会进一步扩大。

为了降低后工序的压力，减少废品率，降低成本，市场迫切需要能生产版幅精度高的等版幅全息模压膜的生产方法及其模压装置。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种生产等版幅全息模压膜的方法，该生产方法能够生产出精度高的等版幅全息模压膜。

为了解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种生产等版幅全息模压膜的方法，在模压装置的导入牵引辊组与模压辊组之间(即导入段)形成一个变张力控制段，在模压装置的模压辊组与导出牵引辊组之间(即导出段)形成一个恒张力控制段，上述变张力控制段与恒张力控制段彼此独立，形成两个独立的张力控制区域；在恒张力控制段检测等版幅全息模压膜的实际版幅长度，将检测到的实际版幅长度与预先设定的版幅长度相比较，从而得到版幅长度误差，根据上述版幅长度误差调整变张力控制段的张力，当实际版幅长度大于预先设定的版幅长度时，增大变张力控制段的张力，当实际版幅长度小于预先设定的版幅长度时，减小变张力控制段的张力，使变张力控制段的膜料进入恒张力控制段后产生拉伸或收缩，补偿上述版幅长度误差，从而生产出精度高的等版幅全息模压膜。

假设预先设定的全息模压膜版幅长度为L₀，模压辊组的模版长度固定不变，L₀与模压辊组的模版长度相对应，模压辊组、导出牵引辊组之间即恒张力控制段的恒张力为F₀，导入牵引辊组、模压辊组之间即变张力控制段的变张力为F，检测到的实际版幅长度为L；则(1)在理想状态下，检测到版幅长度误差为零，即检测到的实际版幅长度与预先设定的版幅长度相同L＝L₀，此时，变张力控制段的变张力F＝F₁，F₁与F₀相对应；(2)当L＞L₀时，说明膜料经过模压辊组后伸长了，因此，F＜F₁，由于F₁与F₀相对应，且膜料和等版幅全息模压膜均具有弹性，所以，F＜F₀，此时，必须使变张力F增大，这样，便会减小膜料经过模压辊组后的伸长量，使实际版幅长度L接近于设定的版幅长度L₀，从而生产出精度高的等版幅全息模压膜；(3)当L＜L₀时，说明膜料经过模压辊组后缩短了，因此，F＞F₁，由于F₁与F₀相对应，且膜料和等版幅全息模压膜均具有弹性，所以，F＞F₀，此时，必须使变张力F减小，这样，便会增大膜料经过模压辊组后的伸长量，使实际版幅长度L接近于设定的版幅长度L₀，从而生产出精度高的等版幅全息模压膜。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种生产等版幅全息模压膜的模压装置，该模压装置能够生产精度高的等版幅全息模压膜。

为了解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种生产等版幅全息模压膜的模压装置，包括依顺序设置的导入牵引辊组、模压辊组和导出牵引辊组，模压辊组与导出牵引辊组之间设有导辊和张紧辊，其特征在于：模压装置上设有一个张力控制装置，该张力控制装置包括版长检测机构、张力执行机构和控制系统，上述版长检测机构设在模压辊组的后方，上述张力执行机构设在导入牵引辊组与模压辊组之间；上述控制系统的信号输入端与版长检测机构的信号输出端连接，控制系统的信号输出端与张力执行机构的信号输入端连接。

所述版长检测机构包括编码器和光电眼，上述编码器同轴安装在导出牵引辊组的导出牵引辊、导辊或张紧辊上，编码器的信号输出端与控制系统的信号输入端连接；上述光电眼安装在全息模压膜的上方，光电眼的信号输出端与控制系统的信号输入端连接。

为了使光电眼精确地检测到全息模压膜的幅版，所述光电眼可以通过安装座安装在上述导出牵引辊的上方；上述光电眼的光束与全息模压膜的相交点为光束的入射点，上述全息模压膜与导出牵引辊的相交点为全息模压膜的导入点；上述光电眼位于使其光束的入射点尽量接近于全息模压膜的导入点、又使其光束不与导出牵引辊表面相交的位置。

所述安装座可以是一个可调整高度和角度的安装座，经过上述光束的入射点存在导出牵引辊第一切线和导出牵引辊第二切线，上述导出牵引辊第一切线位于全息模压膜上；通过调整安装座的高度和角度，使安装座上光电眼的光束经过上述入射点后，位于导出牵引辊第二切线上或位于导出牵引辊第二切线与全息模压膜之间。

安装光电眼时，先将安装座及其上的光电眼最大限度地逼近导出牵引辊，并使安装座上光电眼其光束的入射点尽量接近于全息模压膜的导入点，再将安装座固定；然后，通过调整安装座的高度和角度，使安装座上光电眼的光束经过上述入射点后，位于导出牵引辊第二切线上或位于导出牵引辊第二切线与全息模压膜之间，最后，根据全息模压膜版面内光纹的光栅特性，即对投射的光在某一方向上进行反射的特性，通过不断修整光电眼的位置和光电眼光束的入射方向，使光电眼接收到版面区域的反射值与版缝区域的反射值两者的差异达到最大，从而得到光电眼的最佳安装位置，这样便将全息模压膜检测点的抖动和导出牵引辊对入射光的强烈反射两者对光电眼检测的影响同时降到最低，从而找到解决全息模压膜检测点的抖动和导出牵引辊对入射光的强烈反射之间的矛盾的最佳平衡点，大大降低了光电眼的检测误差，使光电眼能够对全息模压膜的重复长度进行精确的测量。

由于全息模压膜在输送过程中会沿其导入点上下抖动，越接近于导入点处的全息模压膜其抖动越小，所以，光电眼其光束的入射点尽量接近于全息模压膜的导入点时，全息模压膜在入射点即检测点处发生的抖动越小，从而最大可能地减小光电眼的检测误差，但是，光束的入射点只能尽量接近于全息模压膜的导入点，而不能与全息模压膜的导入点重叠，因为入射点与导入点重叠时，光束正好与导出牵引辊表面相交，而导出牵引辊会对入射光产生强烈反射，导出牵引辊的反射光线严重地影响到全息模压膜上版面区域与版缝区域反射光的微小变化，这样便影响到光电眼对检测信号的采集，从而产生检测更大的误差；由于光电眼的光束不与导出牵引辊表面相交，所以，避免了导出牵引辊对入射光的强烈反射，这样，当版面区域与版缝区域处于光点之下时，光电眼接收到版面区域的反射值与版缝区域的反射值两者的差异大，因而大大提高了光电眼的检测精度。这样便同时解决了全息模压膜检测点的抖动和导出牵引辊对入射光的强烈反射两者的矛盾，大大降低了光电眼的检测误差，使光电眼能够对全息模压膜的重复长度进行精确的测量，为生产高精度的等版幅全息膜材料奠定良好的基础。

同理，所述光电眼也可以通过安装座安装在上述张紧辊的上方；上述光电眼的光束与全息模压膜的相交点为光束的入射点，上述全息模压膜与张紧辊的相交点为全息模压膜的导入点；上述光电眼位于使其光束的入射点尽量接近于全息模压膜的导入点、又使其光束不与张紧辊表面相交的位置。所述安装座也可以是一个可调整高度和角度的安装座，经过上述光束的入射点存在张紧辊第一切线和张紧辊第二切线，上述张紧辊第一切线位于全息模压膜上；通过调整安装座的高度和角度，使安装座上光电眼的光束经过上述入射点后，位于张紧辊第二切线上或位于张紧辊第二切线与全息模压膜之间。

作为本发明的优选结构，所述张力执行机构包括浮动辊和电气比例阀，浮动辊与电气比例阀传动连接，电气比例阀的信号输入端与控制系统的信号输出端连接。

在模压过程中，版长检测机构的光电眼检测到的版缝信号后，将检测信号输送给控制系统，控制系统根据两次版缝信号间收到编码器的脉冲信号，计算出实际版幅长度，并将该计算值与预先设定的版幅长度进行比较，从而得出版幅长度误差，再根据上述版幅长度误差，输出一个信号给电气比例阀，使电气比例阀的气压值发生变化，这样，电气比例阀便会驱动浮动辊，使其位置发生变化，由于浮动辊对膜料有张紧展平作用，所以，浮动辊的位置变化能够使导入牵引辊组、模压辊组之间膜料的张力得到调整，即适当张紧或松驰，从而实现对导入牵引辊组、模压辊组之间膜料的张力控制，补偿了因温度、膜料特性等因素变化造成的版幅误差，将误差控制在一定的范围内，提高版幅的精度。

作为本发明的另一优选结构，所述张力执行机构包括伺服控制电机和张力控制器，伺服控制电机与导入牵引辊组的导入牵引辊传动连接，张力控制器与伺服控制电机电连接；张力控制器的信号输入端与控制系统的信号输出端连接；所述导入牵引辊组与模压辊组之间设有导辊。

在模压过程中，版长检测机构的光电眼检测到的版缝信号后，将检测信号输送给控制系统，控制系统根据两次版缝信号间收到编码器的脉冲信号，计算出实际版幅长度，并将该计算值与预先设定的版幅长度进行比较，从而得出版幅长度误差，再根据上述版幅长度误差，输出一个信号给张力控制器，伺服控制电机使导入牵引辊的转动速度发生变化，从而使导入牵引辊组、模压辊组之间膜料的张力得到调整，即适当张紧或松驰，实现对导入牵引辊组、模压辊组之间膜料的张力控制，补偿了因温度、膜料特性等因素变化造成的版幅误差，将误差控制在一定的范围内，提高版幅的精度。

由于伺服控制电机与导入牵引辊传动连接，张力控制器与伺服控制电机电连接，所以，上述张力执行机构的反应速度快，能对频繁变化的误差进行及时、快速的补偿控制，达到控制版幅精度的目的，从而生产出精度高的等版幅全息模压膜。

本发明对照现有技术的有益效果是，本发明的生产等版幅全息模压膜的方法，在恒张力控制段检测等版幅全息模压膜的实际版幅长度，将检测到的实际版幅长度与预先设定的版幅长度相比较，从而得到版幅长度误差，根据版幅长度误差调整变张力控制段的张力，使变张力控制段的膜料进入恒张力控制段后产生拉伸或收缩，补偿版幅长度误差，从而生产出精度高的等版幅全息模压膜；本发明的生产等版幅全息模压膜的模压装置上设有一个张力控制装置，张力控制装置根据膜料在变张力控制段中的被拉伸程度，与全息模压膜在恒张力控制段的被拉伸程度，通过改变变张力控制段中的被拉伸程度，使变张力控制段膜料的张力得到调整，即适当张紧或松驰，从而实现对变张力控制段膜料的张力控制，使其与全息模压膜在恒张力控制段的被拉伸程度相当，补偿了因温度、膜料特性等因素变化造成的版幅误差，将误差控制在一定的范围内，提高版幅的精度，从而生产出精度高的等版幅全息模压膜。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

附图说明

图1是现有模压装置的结构示意图；

图2是本发明优选实施例1的结构示意图；

图3是本发明优选实施例2的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图2所示，一种生产等版幅全息模压膜的模压装置，该模压装置的工作原理就是上述生产等版幅全息模压膜的方法。

本优选实施例中的生产等版幅全息模压膜的模压装置，包括依顺序设置的导入牵引辊组1、模压辊组2和导出牵引辊组3，模压辊组2与导出牵引辊组3之间设有导辊5和张紧辊6，模压装置上设有一个张力控制装置，该张力控制装置包括版长检测机构、张力执行机构和控制系统10，上述版长检测机构设在模压辊组2的后方，上述张力执行机构设在导入牵引辊组1与模压辊组2之间；

上述版长检测机构包括编码器11和光电眼12，上述编码器11为旋转编码器，编码器11同轴安装在导出牵引辊组3的导出牵引辊13上，编码器11的信号输出端与控制系统10的信号输入端连接，上述编码器11可以选用日本内密控(NEMICON)旋转编码器，其型号为NOC-S5000-2MHC；

上述光电眼12通过一个可调整高度和角度的安装座14安装在上述导出牵引辊13的上方；上述光电眼12的光束与全息模压膜7′的相交点为光束的入射点A，上述全息模压膜7′与导出牵引辊13的相交点为全息模压膜7′的导入点B；上述光电眼12位于使其光束的入射点A尽量接近于全息模压膜7′的导入点B、又使其光束不与导出牵引辊13表面相交的位置。也就是说，上述光电眼的位置可以通过以下方式设定：经过上述光束的入射点A存在导出牵引辊第一切线和导出牵引辊第二切线17，上述导出牵引辊第一切线位于全息模压膜7′上；通过调整安装座14的高度和角度，使安装座14上光电眼12的光束经过上述入射点A后，位于导出牵引辊第二切线17上，显然，通过调整安装座14上光电眼12的角度，使光电眼12的光束经过上述入射点A后，位于导出牵引辊第二切线17与全息模压膜7′之间，此时，光电眼12的位置如图2中虚线所示；同理，也可以将光电眼12设置在张紧辊6处；光电眼12的信号输出端与控制系统10的信号输入端连接；上述光电眼12可以选用德国SICK(施克)公司生产的型号为SICK ST130-S29的光电眼。

上述张力执行机构包括浮动辊15和电气比例阀16，浮动辊15与电气比例阀16传动连接，电气比例阀16的信号输入端与控制系统10的信号输出端连接。

本发明的工作原理如下：

假设预先设定的全息模压膜版幅长度为L₀，模压辊组的模版长度固定不变，L₀与模压辊组的模版长度相对应，模压辊组、导出牵引辊组之间的恒张力为F₀，导入牵引辊组1、模压辊组2之间的变张力F，版长检测机构检测到的实际版幅长度为L。

在模压过程中，版长检测机构的光电眼12检测到全息模压膜7′上的版缝信号后，将检测信号输送给控制系统10，控制系统根据两次版缝信号间收到编码器11的脉冲信号，计算出实际版幅长度L，并将该计算值与预先设定的版幅长度L₀进行比较，从而得出版幅长度误差，再根据上述版幅长度误差，输出一个信号给电气比例阀16，使电气比例阀16的气压值发生变化，这样，电气比例阀16便会驱动浮动辊15，使其位置发生变化，由于浮动辊15对膜料7有张紧展平作用，所以，浮动辊15的位置变化能够使导入牵引辊组1、模压辊组2之间膜料7的张力得到调整，即适当张紧或松驰，从而实现对导入牵引辊组1、模压辊组2之间膜料7的张力控制，补偿了因温度、膜料7特性等因素变化造成的版幅误差，将误差控制在一定的范围内，提高版幅的精度。

例如，在理想状态下，检测到版幅长度误差为零，即检测到的实际版幅长度与预先设定的版幅长度相同L＝L₀，此时，变张力控制段的变张力F＝F₁，F₁与F₀相对应，变张力控制段的膜料7经过模压辊组2后，其长度不发生变化；当L＞L₀时，说明变张力控制段的膜料7经过模压辊组2后伸长了，因此，F＜F₁，由于F₁与F₀相对应，且膜料7和等版幅全息模压膜7′均具有弹性，所以，F＜F₀，此时，控制系统10控制浮动辊15进一步张紧膜料7，使变张力F增大，这样，便会减小膜料7经过模压辊组2后的伸长量，使膜料7在变张力控制段的伸长量与恒张力控制段的伸长量相当，在伸长量相当的膜料7上模压，从而使实际版幅长度L接近于设定的版幅长度L₀，生产出精度高的等版幅全息模压膜7′；同理，当L＜L₀时，说明膜料7经过模压辊组后缩短了，因此，F＞F₁，由于F₁与F₀相对应，且膜料7和等版幅全息模压膜7′均具有弹性，所以，F＞F₀，此时，控制系统10使浮动辊15对膜料7的张紧力减小，这样，便会增大膜料7经过模压辊组2后的伸长量，使实际版幅长度L接近于设定的版幅长度L₀，从而生产出精度高的等版幅全息模压膜7′。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，两者不同之处在于：

如图3所示，实施例2中的生产等版幅全息模压膜的模压装置，其张力执行机构包括伺服控制电机20和张力控制器21，伺服控制电机20与导入牵引辊组1的导入牵引辊22传动连接，张力控制器21与伺服控制电机20电连接；张力控制器21的信号输入端与控制系统10的信号输出端连接；上述导入牵引辊组1与模压辊组2之间设有导辊23。

在模压过程中，版长检测机构的光电眼12检测到全息模压膜7′上的版缝信号后，将检测信号输送给控制系统10，控制系统根据两次版缝信号间收到编码器11的脉冲信号，计算出实际版幅长度L，并将该计算值与预先设定的版幅长度L₀进行比较，从而得出版幅长度误差，再根据上述版幅长度误差，输出一个信号给张力控制器21，伺服控制电机20使导入牵引辊22的转动速度发生变化，从而使导入牵引辊组1、模压辊组2之间膜料7的张力得到调整，即适当张紧或松驰，从而实现对导入牵引辊组1、模压辊组2之间膜料7的张力控制，补偿了因温度、膜料7特性等因素变化造成的版幅误差，将误差控制在一定的范围内，提高版幅的精度。

Claims (10)

1.一种生产等版幅全息模压膜的方法，在模压装置的导入牵引辊组与模压辊组之间形成一个变张力控制段，在模压装置的模压辊组与导出牵引辊组之间形成一个恒张力控制段，上述变张力控制段与恒张力控制段彼此独立，形成两个独立的张力控制区域；在恒张力控制段检测等版幅全息模压膜的实际版幅长度，将检测到的实际版幅长度与预先设定的版幅长度相比较，从而得到版幅长度误差，根据上述版幅长度误差调整变张力控制段的张力，当实际版幅长度大于预先设定的版幅长度时，增大变张力控制段的张力，当实际版幅长度小于预先设定的版幅长度时，减小变张力控制段的张力，使变张力控制段的膜料进入恒张力控制段后产生拉伸或收缩，补偿上述版幅长度误差，从而生产出精度高的等版幅全息模压膜。

2.一种生产等版幅全息模压膜的模压装置，包括依顺序设置的导入牵引辊组、模压辊组和导出牵引辊组，模压辊组与导出牵引辊组之间设有导辊和张紧辊，其特征在于：模压装置上设有一个张力控制装置，该张力控制装置包括版长检测机构、张力执行机构和控制系统，上述版长检测机构设在模压辊组的后方，上述张力执行机构设在导入牵引辊组与模压辊组之间；上述控制系统的信号输入端与版长检测机构的信号输出端连接，控制系统的信号输出端与张力执行机构的信号输入端连接。

3.如权利要求2所述的生产等版幅全息模压膜的模压装置，其特征在于：所述版长检测机构包括编码器和光电眼，上述编码器同轴安装在导出牵引辊组的导出牵引辊、导辊或张紧辊上，编码器的信号输出端与控制系统的信号输入端连接；上述光电眼安装在全息模压膜的上方，光电眼的信号输出端与控制系统的信号输入端连接。

4.如权利要求3所述的生产等版幅全息模压膜的模压装置，其特征在于：所述光电眼通过安装座安装在上述导出牵引辊的上方；上述光电眼的光束与全息模压膜的相交点为光束的入射点，上述全息模压膜与导出牵引辊的相交点为全息模压膜的导入点；上述光电眼位于使其光束的入射点尽量接近于全息模压膜的导入点、又使其光束不与导出牵引辊表面相交的位置。

5.如权利要求4所述的生产等版幅全息模压膜的模压装置，其特征在于：所述安装座为一个可调整高度和角度的安装座，经过上述光束的入射点存在导出牵引辊第一切线和导出牵引辊第二切线，上述导出牵引辊第一切线位于全息模压膜上；通过调整安装座的高度和角度，使安装座上光电眼的光束经过上述入射点后，位于导出牵引辊第二切线上或位于导出牵引辊第二切线与全息模压膜之间。

6.如权利要求3所述的生产等版幅全息模压膜的模压装置，其特征在于：所述光电眼通过安装座安装在上述张紧辊的上方；上述光电眼的光束与全息模压膜的相交点为光束的入射点，上述全息模压膜与张紧辊的相交点为全息模压膜的导入点；上述光电眼位于使其光束的入射点尽量接近于全息模压膜的导入点、又使其光束不与张紧辊表面相交的位置。

7.如权利要求6所述的生产等版幅全息模压膜的模压装置，其特征在于：所述安装座为一个可调整高度和角度的安装座，经过上述光束的入射点存在张紧辊第一切线和张紧辊第二切线，上述张紧辊第一切线位于全息模压膜上；通过调整安装座的高度和角度，使安装座上光电眼的光束经过上述入射点后，位于张紧辊第二切线上或位于张紧辊第二切线与全息模压膜之间。

8.如权利要求4至7中任一项所述的生产等版幅全息模压膜的模压装置，其特征在于：所述光束的入射点与全息模压膜的导入点之间的距离小于100毫米。

9.如权利要求2所述的生产等版幅全息模压膜的模压装置，其特征在于：所述张力执行机构包括浮动辊和电气比例阀，浮动辊与电气比例阀传动连接，电气比例阀的信号输入端与控制系统的信号输出端连接。

10.如权利要求2所述的生产等版幅全息模压膜的模压装置，其特征在于：所述张力执行机构包括伺服控制电机和张力控制器，伺服控制电机与导入牵引辊组的导入牵引辊传动连接，张力控制器与伺服控制电机电连接；张力控制器的信号输入端与控制系统的信号输出端连接；所述导入牵引辊组与模压辊组之间设有导辊。

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