CN101274576B - 激光全息图文模压方法 - Google Patents

Abstract

一种激光全息图文模压方法，将模压工作版安装在版辊上，沿模压工作版的周向设有至少两个模压工位，其特征在于：在各模压工位，模压工作版与压辊保持一定的压合力；模压工作版分成一个温度达到模压工作温度的模压工作区域和一个温度低于模压工作温度的过渡区域，模压工作版两端的接缝处于过渡区域；在各模压工位，利用模压工作区域在模压材料上模压激光全息图文，并使各模压工位在模压材料上压出的激光全息图文相接续。本发明在模压材料上不会出现与该接缝对应的版缝，能够在模压材料上压出连续的激光全息图文；所用设备安装调试过程简易快速；压辊和版辊之间不会相互冲击，因此运行稳定，产品质量好。

Description

激光全息图文模压方法

技术领域

本发明涉及一种在模压材料上压出激光全息图文的激光全息图文模压方法。

背景技术

激光全息图文模压方法包括以下步骤：首先通过全息摄影或计算机激光全息模拟设计获得激光全息图文；然后通过激光雕刻机将激光全息图文重现在母版上；母版经电铸被复制成镍版(即模压工作版)；将镍版装在模压机上，镍版经加热施压于模压材料的模压面上(模压材料通常为薄膜，如OPP薄膜(定向聚丙烯薄膜)、PET薄膜(聚酯薄膜)，则可在模压材料的模压面上压制出激光全息图文，模压有激光全息图文的模压材料俗称镭射膜。镭射膜经镀铝、复合、剥离，可获得镭射转移纸。

激光全息图文模压装置(简称激光全息图文模压装置)一般由版辊和压辊组成，模压工作版安装在版辊上；通常还设有背压辊，背压辊压向压辊，并使压辊压向版辊。模压激光全息图文时，模压材料通过模压工作版和压辊之间，版辊和模压工作版对模压材料加热，使模压材料的模压面达到模压工作温度(模压工作温度是指在该温度下模压工作版能够在模压材料上压制出激光全息图文)，同时版辊和压辊对模压材料施加压力，模压工作版在模压材料上压出激光全息图文。版辊连续回转，从而使模压工作版不断在模压材料上压制出激光全息图文。

由于经电铸制成的模压工作版是平板，将模压工作版安装在版辊上时，模压工作版的两端会在版辊上留下一条接缝，也就是说，模压工作版的两端并不能相接合，因此，压制激光全息图文时，必然会在模压材料上出现与上述接缝相对应的版缝(版缝指模压材料上相邻两幅激光全息图文之间的缝隙，该缝隙上没有被压上激光全息图文)，版辊每转动一周即出现一条版缝，这对后续工序产生很大的不利影响，例如，需将版缝部分剪去，既费时又浪费材料；又如，对模压材料进行后续印刷时，若不对版缝问题进行处理，则会产生大量的废品。

为了消除版缝的不利影响，无版缝激光全息图文模压装置已逐渐得到开发和应用。如图1和图2所示，这种激光全息图文模压装置包括版辊01、模压工作版02、第一压辊03、第一背压辊04、第二压辊05和第二背压辊06，模压工作版02安装在版辊01上；第一背压辊04将第一压辊03压向版辊01，构成第一模压工位；第二背压辊06将第二压辊05压向版辊01，构成第二模压工位；版辊01两端对称固定安装有轮廓一致的一对凸轮07，两凸轮07与第一背压辊04、第二背压辊06配合，凸轮07的轮廓分为低位置区域(即半径较小的区域)和高位置区域(即半径较大的区域)，低位置区域对应的角度大于180°，模压工作版02的接缝021对应于高位置区域。模压激光全息图文时，版辊01和模压工作版02保持一定的温度，版辊01在动力装置的驱动下连续回转，两凸轮07一起连续回转；模压材料08通过模压工作版02和第一压辊03之间(即第一模压工位)，当凸轮07的低位置区域与第一背压辊04接触时，第一背压辊04压向第一压辊03，使第一压辊03与版辊01压合，模压工作版02在模压材料08上压出激光全息图文；当凸轮07的高位置区域与第一背压辊04接触时，凸轮07推开第一背压辊04，使第一背压辊04对第一压辊03的压力大幅度减小，从而使第一压辊03脱离版辊01，此时模压工作版02不能在模压材料08上压出激光全息图文，因此经过第一模压工位后，模压材料08上有激光全息图文部分和空白部分交替排列；经导向辊09、010引导后，模压材料08通过模压工作版02和第二压辊05之间，第二模压工位的工作方式与第一模压工位相同，通过调节第一模压工位和第二模压工位之间的模压材料08的长度，使模压材料08经过第二模压工位时，其空白部分被模压上激光全息图文，也就是说，第二模压工位模压的激光全息图文与第一模压工位模压的激光全息图文相接续，从而使整个模压材料08上均模压有激光全息图文。由于模压工作版02的接缝021对应于凸轮07的高位置区域，因此模压时能够避开接缝021，使模压材料08上不出现版缝，具有连续的激光全息图文。但这种激光全息图文模压装置在生产过程中，通过凸轮07改变第一压辊03及第二压辊05与版辊01之间的压力，在第一模压工位和第二模压工位实现间歇式模压激光全息图文，由于需要产生周期性变化的压力，在第一压辊03或第二压辊05压向版辊01和离开版辊01时，产生巨大的冲击力，容易导致模压材料08上产生压痕，从而影响产品质量；另外，凸轮07加工难度大，安装时需要反复调试才能使激光全息图文模压装置处于良好的状态，而且，生产过程中凸轮07易磨损，造成凸轮07的轮廓变形，导致第一压辊03及第二压辊05与版辊01之间的压力变化不精确，对产品质量造成不利影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在模压材料上压出连续的激光全息图文的激光全息图文模压方法，这种激光全息图文模压方法所用设备易于安装调试，运行稳定，且模压产品质量好。采用的技术方案如下：

一种激光全息图文模压方法，将模压工作版安装在版辊上，沿模压工作版的周向设有至少两个模压工位，其特征在于：

模压工作版分成一个温度达到模压工作温度的模压工作区域和一个温度低于模压工作温度的过渡区域，模压工作版两端的接缝处于过渡区域；用于实现所述方法的激光全息图文模压装置包括版辊和至少两个压辊，版辊的表面分成一个温度达到模压工作温度的高温区域和一个温度低于模压工作温度的低温区域，各压辊沿版辊的周向排列，各压辊分别与版辊压合并且与模压工作版保持一定的压合力，形成至少两个模压工位；模压工作版的模压工作区域与版辊表面高温区域相对应，模压工作版的过渡区域与版辊表面低温区域相对应；

按下述步骤模压激光全息图文：(1)将模压材料输送到第一个模压工位，模压工作版的模压工作区域在模压材料的相应部分上压出激光全息图文；模压材料通过第一个模压工位后，模压材料上模压有激光全息图文的部分和未模压激光全息图文的空白部分交替排列，(2)将模压材料输送到下一个模压工位，模压工作版的模压工作区域在模压材料的空白部分上补压激光全息图文，(3)如果激光全息图文模压装置设有三个或三个以上模压工位，则重复步骤(2)，直至模压材料通过所有模压工位，且各模压工位在模压材料上压出的激光全息图文相接续；

相邻两模压工位之间的模压材料的长度按下述方式计算并进行调节：前一个模压工位与后一个模压工位之间模压材料的长度为L；模压工作版安装在版辊上后，所形成的筒体为圆筒，其横截面外缘的周长为C，其横截面外缘在前一个模压工位的模压材料输出点与后一个模压工位的模压材料输入点之间的部分是一段圆弧，这段圆弧的长度为D，则L＝D+(1/N)C+M×C，其中M为≥0的整数，N表示模压工位的个数。

当激光全息图文模压装置包括两个压辊时，即可实现解决本发明的技术问题，此时采用的激光全息图文模压装置的结构最为简单，安装调试也最为简易快速，因此优选上述激光全息图文模压装置包括一个版辊和两个压辊，版辊的高温区域至少占版辊表面的一半，压辊分别与版辊压合，形成两个模压工位；将模压材料输送到第一个模压工位时，模压工作版的模压工作区域在模压材料的相应部分上压出激光全息图文，模压材料通过第一个模压工位后，模压材料上模压有激光全息图文的部分和未模压激光全息图文的空白部分交替排列；将模压材料输送到第二个模压工位时，模压工作版的模压工作区域在模压材料的空白部分上补压激光全息图文，第一个模压工位和第二个模压工位在模压材料上压出的激光全息图文相接续(两次模压的激光全息图文首尾连接或首尾部分重叠)，使模压材料的整个模压面上均压有激光全息图文。当激光全息图文模压装置具有两个模压工位时，第一个模压工位与第二个模压工位之间模压材料的长度L＝D+(1/2)C+M×C。更优选两个压辊的轴线和版辊的轴线处于同一平面上，这样两压辊对版辊的压力可构成一对平衡力，使版辊轴不会受侧压。

优选上述模压工作版两端的接缝的位置处于过渡区域的中间位置。

上述版辊表面高温区域和低温区域之间的分界线通常是与版辊轴线平行的直线。

由于模压激光全息图文的工作条件包括压力和温度，不同压力(指模压工作版与压辊之间的压合力)下对模压工作温度的要求并不一样，因此，采用上述版辊进行模压激光全息图文时，应根据模压材料的特性、模压工作版与压辊之间的压合力等因素，确定模压工作温度，进而确定版辊高温区域和低温区域的温度。高温区域的温度范围通常为130～200℃，低温区域的温度范围通常为50～130℃；当高温区域的温度较高时，相应的，低温区域的温度也较高；当高温区域的温度较低时，相应的，低温区域的温度也较低。

上述版辊表面的高温区域和低温区域分区进行温度控制，通常在版辊中设有两个温度控制装置，即第一温度控制装置和第二温度控制装置，其中第一温度控制装置对应高温区域，第二温度控制装置对应低温区域。上述第一温度控制装置是加热装置，可以是热油内循环加热装置或电加热装置。以热油内循环加热装置为例，第一温度控制装置是热油内循环加热装置，包括设于版辊中的热油管道，热油管道设于版辊中与高温区域对应的位置，热油管道总体上与版辊轴相平行，并尽量沿版辊周向均匀分布，热油(也可采用其它加热媒介)在热油管道中循环流动，对版辊的高温区域加热，使版辊的高温区域的温度达到模压工作温度；由于版辊由导热系数较大的金属或合金材料制成，因此受高温区域影响，低温区域的温度将会迅速升高，上述第二温度控制装置是冷却装置，其作用是将低温区域多余的热量及时带走，以确保低温区域的温度低于模压工作温度，优选冷却装置是冷却水内循环冷却装置，包括设于版辊中的冷却管道，冷却管道设于与低温区域对应的位置，冷却管道总体上与版辊轴相平行，冷却水(也可采用其它冷却媒介)在冷却管道中流动，将低温区域多余的热量及时带走，使低温区域的温度低于模压工作温度。

为了更利于压辊与模压工作版保持一定的压合力，优选上述激光全息图文模压装置还包括至少两个背压辊，背压辊数量与压辊相同并且一一对应，背压辊与压辊接触并向压辊施加朝向版辊的压力，也就是说，背压辊将压辊压向版辊，使压辊与模压工作版保持一定的压合力。另外，背压辊还可对压辊进行冷却。

为了便于调节相邻两模压工位之间的模压材料的长度，优选相邻两个压辊之间设有至少一个位置可调节的导向辊，通过调节导向辊的位置，可调节相邻两模压工位之间的模压材料的长度；更优选相邻两个压辊之间设有至少两个导向辊，其中至少有一个位置可调节的导向辊，这样可将模压材料在版辊上的包角设定在合适范围内，且通过调节导向辊的位置，可调节相邻两模压工位之间的模压材料长度。通常可将上述位置可调节的导向辊的两端通过轴承安装在一个可升降或可滑动的支座上，通过调节支座的位置，可调节该导向辊的位置。

本发明利用至少两个模压工位在模压材料上压制激光全息图文，各模压工位压出的激光全息图文相接续，并且模压工作版两端的接缝的位置对应版辊表面温度低于模压工作温度的低温区域，在模压材料上不会出现与该接缝对应的版缝，因此能够在模压材料上压出连续的激光全息图文。与现有技术相比，本发明将版辊的表面分成一个温度达到模压工作温度的高温区域和一个温度低于模压工作温度的低温区域，模压工作版两端的接缝处于与低温区域对应的位置，而使模压工作版与压辊保持一定的压合力，从而避免在模压材料上出现与该接缝对应的版缝，安装调试时只需使压辊与版辊压合，因此安装调试过程简易快速；模压工作版与压辊之间在模压过程中压合力稳定，压辊和版辊之间不会相互冲击，因此运行稳定，产品质量好。

附图说明

图1是现有的无版缝激光全息图文模压装置的结构示意图；

图2是图1的俯视图(省略导向辊)；

图3是本发明优选实施例采用的激光全息图文模压装置的结构示意图；

图4是图3中版辊的结构示意图；

图5是模压材料通过第一个模压工位后，其上面模压的激光全息图文的示意图；

图6是模压材料通过第二个模压工位后，其上面模压的激光全息图文的示意图。

具体实施方式

如图3所示，本实施例采用的激光全息图文模压装置包括一个版辊1、两个压辊(即压辊31和压辊32)和两个背压辊(即背压辊41和背压辊42)。

参考图4，版辊1的表面分成一个温度达到模压工作温度的高温区域11和一个温度低于模压工作温度的低温区域12，高温区域11和低温区域12之间的分界线是与版辊1的轴线相平行的直线15、16；其中高温区域11占版辊1表面的七分之四，低温区域12占版辊1表面的七分之三，即高温区域11所对应的圆心角α1约为205.7°，低温区域12所对应的圆心角α2约为154.3°。

版辊1中设有两个温度控制装置，即第一温度控制装置和第二温度控制装置，其中第一温度控制装置对应高温区域11，第二温度控制装置对应低温区域12。第一温度控制装置是热油内循环加热装置，包括设于版辊1中的热油管道13，热油管道13设于版辊1中与高温区域11对应的位置，热油管道13总体上与版辊1的轴线相平行，并沿版辊1周向均匀分布，热油在热油管道13中流动，对高温区域11加热，使高温区域11的温度达到模压工作温度，本实施例中，热油管道13共有八条，其中进油管道和回油管道各有四条，组成四对，每对进油管道和回油管道的一端连通；热油从热油站流出，从进油管道的进油口进入进油管道，然后流经进油管道和回油管道，对高温区域11加热，再从回油管道的出油口流出并回流至热油站，热油站对热油加热，经加热升温后的热油再次从热油站流出，开始下一轮的加热过程，热油在热油内循环加热装置中循环流动；第二温度控制装置是冷却水内循环冷却装置，包括设于版辊1中的冷却管道14，冷却管道14设于与低温区域12对应的位置，冷却管道14总体上与版辊1的轴线相平行，冷却水在冷却管道14中流动，将低温区域12多余的热量及时带走，使低温区域12的温度低于模压工作温度，本实施例中，冷却管道14共有六条，其中进水管道和回水管道各有三条，组成三对，每对进水管道和回水管道的一端连通；冷却水从制冷机流出，从进水管道的进水口进入进水管道，然后流经进水管道和回水管道，对低温区域12进行冷却，再从回水管道的出水口流出并回流至制冷机，制冷机对冷却水冷却，经冷却降温后的冷却水再次从制冷机流出，开始下一轮的冷却过程，冷却水在第二温度控制装置中循环流动。在本技术领域中，对辊筒进行加热或冷却的方法和装置是目前常用的技术，在此不作更详细的描述。

压辊31的轴线、压辊32的轴线和版辊1的轴线处于同一平面上；压辊31与版辊1压合，模压工作版2与压辊31保持一定的压合力，形成第一个模压工位；压辊32与版辊1压合，模压工作版2与压辊32保持一定的压合力，形成第二个模压工位；两模压工位的工作方式相同。

背压辊41与压辊31接触，并向压辊31施加朝向版辊1的压力，背压辊41既可增大压辊31与模压工作版2之间的压合力，又可对压辊31进行冷却；背压辊42与压辊32接触，并向压辊32施加朝向版辊1的压力，背压辊42既可增大压辊32与模压工作版2之间的压合力，又可对压辊32进行冷却。

压辊31和压辊32之间设有三个导向辊，即导向辊51、导向辊52和导向辊53，其中导向辊52的位置可调节；压辊31之前设有导向辊54，压辊32之后设有导向辊55。导向辊54、导向辊51、导向辊53和导向辊55安装在适当位置，使模压材料6在版辊1上无包角。

本方法采用上述激光全息图文模压装置，按下述步骤在模压材料上压出连续的激光全息图文：

(1)将模压工作版2安装在版辊1上，其两端的接缝21的位置对应版辊1表面的低温区域12的中间位置；模压工作版2与版辊1表面的高温区域11相对应的部分被版辊1表面的高温区域11加热，其温度达到模压工作温度，该部分为模压工作区域22，模压工作区域22占模压工作版2的七分之四；模压工作版2与版辊1表面的低温区域12对应的部分为过渡区域23，过渡区域23的温度与版辊1表面的低温区域12相对应，其温度低于模压工作温度，模压工作版2两端的接缝21处于过渡区域23，过渡区域23占模压工作版2的七分之三；版辊1的高温区域11的温度范围可设置在130～200℃之间，低温区域12的温度范围可设置在50～130℃之间；当高温区域的温度较高时，相应的，低温区域的温度也较高；当高温区域的温度较低时，相应的，低温区域的温度也较低；

(2)通过调节导向辊52的位置，调节两模压工位之间的模压材料6的长度，使第一个模压工位与第二个模压工位之间的模压材料6的长度符合下述要求：第一个模压工位与第二个模压工位之间模压材料6的长度为L；模压工作版2安装在版辊上后，所形成的筒体为圆筒，其横截面外缘的周长为C，其横截面外缘在第一个模压工位的模压材料输出点与第二个模压工位的模压材料输入点之间的部分是一段圆弧，这段圆弧的长度为D，则L＝D+(1/2)C+M×C，其中M为≥0的整数；

(3)完成上述步骤(1)和(2)后，将模压材料6经导向辊54输送到第一个模压工位，在第一个模压工位，模压工作版2的模压工作区域22在模压材料6的相应部分上压出激光全息图文，具体地说，在第一个模压工位，当模压工作区域22运行至第一个模压工位时，在模压材料6的相应部分上压制出激光全息图文；当过渡区域23运行至第一个模压工位时，不能在模压材料6上模压激光全息图文；如图5所示，模压材料6通过第一个模压工位后，在模压材料6的模压面上，模压有激光全息图文的部分61和未模压激光全息图文的空白部分62交替排列，每段模压有激光全息图文的部分61的长度为模压工作版2外周长C的七分之四，每段空白部分62的长度为模压工作版2外周长C的七分之三；

(4)将模压材料经导向辊51、52、53输送到第二个模压工位，在第二个模压工位，由模压工作区域22在上述模压材料6的模压面的空白部分62上补压上激光全息图文；由于模压工作区域22对应的弧长(该弧长是模压工作版2外周长C的七分之四)大于每段空白部分62的长度，因此，第二个模压工位压出的激光全息图文与第一个模压工位压出的激光全息图文首尾部分重叠，使模压材料6的整个模压面上均模压有激光全息图文，即模压材料6上具有连续的激光全息图文；如图6所示，第二次模压激光全息图文的部分63和第一次模压激光全息图文的部分61首尾部分重叠，重叠部分为64；

(5)将模压有连续的激光全息图文的模压材料6经导向辊55输送至下道工序。

在其它实施例中，采用的激光全息图文模压装置包括三个或三个以上(用N表示)压辊，具有N个模压工位，此时版辊的高温区域至少占版辊表面的N分之一，在第一个模压工位至第N个模压工位分N次对模压材料的相应部分模压激光全息图文，N次模压的激光全息图文首尾连接或首尾部分重叠，使模压材料的整个模压面上均压有激光全息图文，即模压材料上具有连续的激光全息图文；此时相邻两模压工位之间的模压材料长度可按下式计算并进行调节：L＝D+(1/N)C+M×C，其中M为≥0的整数。

Claims (7)

1.一种激光全息图文模压方法，将模压工作版安装在版辊上，沿模压工作版的周向设有至少两个模压工位，其特征在于：

模压工作版分成一个温度达到模压工作温度的模压工作区域和一个温度低于模压工作温度的过渡区域，模压工作版两端的接缝处于过渡区域；用于实现所述方法的激光全息图文模压装置包括版辊和至少两个压辊，版辊的表面分成一个温度达到模压工作温度的高温区域和一个温度低于模压工作温度的低温区域，各压辊沿版辊的周向排列，各压辊分别与版辊压合并且与模压工作版保持一定的压合力，形成至少两个模压工位；模压工作版的模压工作区域与版辊表面高温区域相对应，模压工作版的过渡区域与版辊表面低温区域相对应；

按下述步骤模压激光全息图文：(1)将模压材料输送到第一个模压工位，模压工作版的模压工作区域在模压材料的相应部分上压出激光全息图文；模压材料通过第一个模压工位后，模压材料上模压有激光全息图文的部分和未模压激光全息图文的空白部分交替排列，(2)将模压材料输送到下一个模压工位，模压工作版的模压工作区域在模压材料的空白部分上补压激光全息图文，(3)如果激光全息图文模压装置设有三个或三个以上模压工位，则重复步骤(2)，直至模压材料通过所有模压工位，且各模压工位在模压材料上压出的激光全息图文相接续；

相邻两模压工位之间的模压材料的长度按下述方式计算并进行调节：前一个模压工位与后一个模压工位之间模压材料的长度为L；模压工作版安装在版辊上后，所形成的筒体为圆筒，其横截面外缘的周长为C，其横截面外缘在前一个模压工位的模压材料输出点与后一个模压工位的模压材料输入点之间的部分是一段圆弧，这段圆弧的长度为D，则L＝D+(1/N)C+M×C，其中M为≥0的整数，N表示模压工位的个数。

2.根据权利要求1所述的激光全息图文模压方法，其特征是：所述模压工作版两端的接缝的位置处于过渡区域的中间位置。

3.根据权利要求1所述的激光全息图文模压方法，其特征是：所述版辊表面高温区域和低温区域之间的分界线是与版辊轴线平行的直线。

4.根据权利要求1所述的激光全息图文模压方法，其特征是：所述版辊表面高温区域的温度范围为130～200℃，低温区域的温度范围为50～130℃。

5.根据权利要求1所述的激光全息图文模压方法，其特征是：所述版辊中设有两个温度控制装置，即第一温度控制装置和第二温度控制装置，其中第一温度控制装置对应高温区域，第二温度控制装置对应低温区域；其中第一温度控制装置是加热装置，第二温度控制装置是冷却装置。

6.根据权利要求1所述的激光全息图文模压方法，其特征是：相邻两个压辊之间设有至少一个位置可调节的导向辊，通过调节导向辊的位置，调节相邻两模压工位之间的模压材料的长度。

7.根据权利要求1所述的激光全息图文模压方法，其特征是：所述激光全息图文模压装置包括一个版辊和两个压辊，版辊的高温区域至少占版辊表面的一半，压辊分别与版辊压合，形成两个模压工位；将模压材料输送到第一个模压工位，模压工作版的模压工作区域在模压材料的相应部分上压出激光全息图文，模压材料通过第一个模压工位后，模压材料上模压有激光全息图文的部分和未模压激光全息图文的空白部分交替排列；接着将模压材料输送到第二个模压工位，模压工作版的模压工作区域在模压材料的空白部分上补压激光全息图文，第一个模压工位和第二个模压工位在模压材料上压出的激光全息图文相接续，使模压材料的整个模压面上均压有激光全息图文；第一个模压工位和第二个模压工位之间的模压材料的长度按下述方式计算并进行调节：第一个模压工位与第二个模压工位之间模压材料的长度L＝D+(1/2)C+M×C。

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