ITMI20011471A1

ITMI20011471A1 - Sistema integrato per la produzione di film termoplastico con microincisioni superficiali bifacciali aventi profilo di diottri semicilindric

Info

Publication number: ITMI20011471A1
Application number: IT2001MI001471A
Authority: IT
Inventors: Raul Maria Orlandi
Original assignee: Hologics S R L
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2003-01-10
Also published as: JP2003039544A; US20030017307A1; ITMI20011471A0; JP3475412B2; EP1275488A1

Description

DESCRIZIONE

della

INVENZIONE INDUSTRIALE

dal Titolo:

SISTEMA INTEGRATO PER LA PRODUZIONE DI FILM

TERMOPLASTICO CON MICROINCISIONI SUPERFICIALI Bl-

FACCIALI AVENTI PROFILO DI DIOTTRI SEMICILINDRICI O DI

QUALSIASI GRUPPO OTTICO DI MICROLENTI ANCHE DI TI¬

PO NON CONVENZIONALE. E PRODOTTI CON ESSO OTTE¬

NUTI

La presente invenzione si riferisce a un sistema integrato per la produzione di film termoplastico recante microincisioni su entrambe le sue facce, e ai prodotti con esso ottenuti.

STATO DELLA TECNICA

Sono noti processi di goffratura di film termoplastici rivolti a imprimere sul film microincisioni al fine di ottenere effetti ottici particolari quali ologrammi, microdiottri, etc.

Tali processi di microincisione hanno sino ad ora interessato un solo lato del film e ciò a motivo di difficoltà oggettive di carattere tecnologico che si incontrano nel tentare di microincidere anche il secondo lato. Infatti se per la goffratura biacciale venisse utilizzato, in luogo di un gruppo goffratore tradizionale costituito da cilindro goffratore e cilindro di controspinta, un gruppo goffratore ottenuto dal gruppo tradizionale sostituendo il cilindro di controspinta con un altro cilindro goffratore al fine di produrre una microincisione contemporanea sui due lati, si otterrebbe come risultato che le microincisìoni impresse su un lato produrrebbero effetto deformante sulle microincisioni impresse sull'altro lato. Se invece si cercasse con le procedure tradizionali di effettuare la goffratura delle due facce in due tempi, vale a dire effettuando in un primo tempo la goffratura di un lato e in un secondo tempo la goffratura del secondo lato, il secondo processo di goffratura finirebbe per cancellare le microincisioni impresse sul materiale termoplastico durante il primo processo e ciò a motivo delle elevate temperature che normalmente occorre adottare per effettuare il processo.

SCOPI DELL'INVENZIONE

Scopo principale della presente invenzione è la realizzazione di un sistema integrato per la produzione di film termoplastico che consenta la microincisione di entrambe le facce del film e l'ottenimento con esso di film producenti effetti ottici particolari.

In particolare il sistema si propone di consentire l'impressione, su entrambe le facce del film, di microincisioni aventi profilo di diottri semicilindrici o di qualsiasi gruppo ottico di microlenti anche di tipo non convenzionale quali: diottrici sferici, ellittici, microincisioni interferenziali, olografiche, di anticontraffazione, di gruppi ottici di microlenti che creino effetti di riflessione e trasmissione di luce e immagini, microincisioni catadiottriche mono o multidirezionali per aumentare la visibilità a distanza di immagini o segnali.

RIASSUNTO DELL'INVENZIONE

Il sistema integrato secondo l'invenzione per la produzione di film di materiale termoplastico recante microincisioni su entrambe le sue facce, prevede a tale scopo, come idea di soluzione più generale, un processo di produzione comprendente le seguenti fasi:

- impressione delle microincisioni su una faccia del film mediante processo di goffratura effettuato a una prima temperatura e a una prima pressione rientranti nell'intervallo di temperature e rispettivamente di pressioni normalmente utilizzate per la goffratura di film realizzati con detto materiale;

- impressione delle microincisioni sull'altra faccia del film mediante un successivo processo di goffratura effettuato a una seconda temperatura sensibilmente inferiore a detta prima temperatura, e a una seconda pressione sensibilmente superiore a detta prima pressione, dette seconda temperatura e seconda pressione essendo scelte in modo che detto successivo processo non alteri le microincisioni impresse nel primo processo.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Le caratteristiche dell'invenzione risulteranno più evidenti dalla descrizione che segue relativa a esempi di realizzazione di caratiere non limitativo, fatta con riferimento agli uniti disegni in cui le varie figure mostrano:

La Fig.1 : esempio di sistema, secondo l'invenzione, di fabbricazione di film recante microincisioni sulle due facce;

La Fig.2: esempio di un primo prodotto ottenibile col processo secondo l'invenzione;

La Fig.3: esempio di un secondo prodotto ottenibile con lo stesso processo.

DESCRIZIONE DEGLI ESEMPI PREFERITI DI REALIZZAZIONE

In Fig.1 è schematizzato un sistema, secondo l'invenzione, di fabbricazione di film 30 di cloruro di polivinile (PVC) recante microincisioni sulle due facce. In essa la prima sezione A riguarda un gruppo di estrusione e un gruppo di goffratura. Il gruppo di estrusione comprende la vasca di fusione 12 e rulli di calandratura 14, 16, 18, 20. Il gruppo di goffratura comprende un primo rullo goffratore 22, un cilindro di controspinta 24, un secondo rullo goffratore 26 e un secondo cilindro di controspinta 28.

Le sezioni B e C rappresentano una prima serie e rispettivamente una seconda serie di cilindri di raffreddamento, mentre la sezione D rappresenta una serie di cilindri di condizionamento.

Il film di PVC è composto da cloruro di polivinile miscelato con phthalato di dioctyl come plastificante, lubrificante convenzionale, e stabilizzante a base di cadmio/bario.

La miscela passa nella vasca 12 dove viene portata alla temperatura di fusione. Essa passa quindi attraverso una serie di aperture tra i cilindri riscaldati 14, 16, 18 e 20 con un'azione forzata del polimero dentro le aperture tra i cilindri 14, 16, 18 e 20 riscaldati secondo i metodi convenzionali seguiti per il loro riscaldamento. Tali cilindri sono mantenuti ad una temperatura tale da far si che il film lasci il cilindro 20 a una temperatura di 174 C°. Entrambi i cilindri goffratori 22 e 24 sono invece raffreddati, usando metodi convenzionali, ad una temperatura di 75 /- 5 C°.

Il primo cilindro goffratore 22 presenta incisa sulla sua superficie una struttura a forma di sottili diottri semicilindrici in modo da lasciare sul film termoplastico 30 un'impronta in rilievo sulla superficie 32 del film.

La pressione tra il primo cilindro goffratore 22 e il rispettivo cilindro di controspinta 24 è di circa 150 psi.

Entrambi il secondo cilindro goffratore 26 e quello di controspinta 28 sono raffreddati con tecniche tradizionali intorno a 40 /-5 C°.

Anche il secondo rullo goffratore 26 riporta una incisione di sottili diottri semicilindrici a profilo negativo in modo da incidere l'altra superficie 34 del film 30.

La pressione tra il secondo cilindro goffratore 26 ed il relativo cilindro di controspinta 28 è di circa 350 psi.

La distanza misurata sul film tra la prima incisione sul gruppo 22/24 e la seconda incisione sul gruppo 26/28 è di circa 65 cm.

I parametri sopra indicati consentono di incidere sia la prima superficie 32 che la seconda 34 del film 30.

I cilindri di controspinta 24 e 28 sono generalmente di gomma con una durezza intorno agli 80° shore.

I cilindri goffratoli 22 e 26 possono essere di acciaio inciso con moietta o di rame inciso con moietta oppure incisi con fotoincisione laser e successivamente cromati per indurimento oppure essi possono avere applicate piastre di nichel incise con strutture ottiche, olografiche, interferenziali, diffrattive, ecc..

Dopo la doppia incisione il film 30 viaggia ad una velocità intorno ai 24 metri al minuto passando attraverso due serie di cilindri di raffreddamento A e B, raffreddati con metodi tradizionali per permettere che il film sia stabilizzato in uno spessore costante.

Infine il film 30 passa attraverso una serie di rulli C in cui viene definitivamente condizionato.

In Fig.2 è rappresenta schematicamente, in sezione e in prospettiva e in scala ingrandita (le incisioni semicilindriche sono presenti con frequenza di circa 5 rilievi semicilindrici per ogni millimetro di film), come si presenta il film alla fine dei due processi di goffratura (in figura ne è rappresentato un piccolo tratto).

Essa mostra che col precedente esempio applicativo del sistema secondo l invenzione si è ottenuto un prodotto nuovo costiutito da un film in materiale trasparente in cui sono impresse su entrambe le sue facce microincisioni a forma di semicilindri contigui al fine di ottenere una serie di microlenti cilindriche aventi ognuna il fuoco in un estremo del diametro della lente.

Tale particolare incisione superficiale impressa al film ha grande rilievo in quanto si può prestare a particolari effetti ottici, come già descritti nei brevetti italiani n. 1.217.385 e n.1.230.390 a nome dello stesso autore della presente invenzione. Infatti se il film cosi inciso è realizzato in PVC trasparente risulta che la stampa su una faccia di esso (ad esempio la inferiore), effettuata con i metodi tradizionali di stampa, di una qualsiasi motivo o composizione grafica interesserà soltanto la cresta dei semicilndri presenti su tale faccia (come indicato schematicamente in Fig.2 con linee grigie parallele T). L'effetto risultante sarà che se il film viene utilizzato ad esempio per confezionare un oggetto S mantenendo il lato stampato rivolto verso l'interno della confezione, allora se un osservatore guarderà la confezione in direzione sostanzialmente perpendicolare alla suprficie del film (direzione P di Fig.2) egli vedrà unicamente la composizione grafica stampata, mentre se invece guarderà in direzione obliqua (direzioni Q e Q' di Fig.2) egli vedrà unicamente l'oggetto S sottostante.

Inoltre se il motivo grafico viene stampato sulla faccia inferiore del film 30 con gli accorgimenti descritti nei predetti brevetti per consentire una visione tridimensionale o dinamica del del motivo grafico stesso allora a detta possibilità di vedere attraverso il film goffrato si aggiunge anche quella di poter vedere il motivo grafico con effetto tridimensionale o cinetico.

In Fig.3 è rappresenta schematicamente in sezione e in prospettiva e in scala ingrandita, a titolo di ulteriore esempio, un'altra possibile applicazione del sistema di microincisione bifacciale secondo l'invenzione. Tale esempio prevede che un film PVC trasparente venga goffrato su entrambi i lati con microincisioni a forma di piccole calotte sferiche accostate fra loro. Tale secondo esempio applicativo del sistema secondo linvenzione mostra la possibilità di ottenere un prodotto nuovo costiutito da un film in materiale trasparente in cui sono impresse su entrambe le sue facce microincisioni a forma di calotte sferiche contigue al fine di ottenere una serie di microlenti sferiche aventi ognuna il fuoco in un estremo del diametro della lente. Tale prodotto nuovo offre varie possibilità applicative.

Se ad esempio su tale film microinciso viene applicato su un suo lato un sottile film metallico esso può essere utilmente utilizzato quale catadiottro nella segnaletica stradale, civile e industriale in quanto aumenta notevolmente la distanza di visibilità di tale segnaletica.

Un altro esempio è l'utilizzo del film di Fig.3 al fine di registrare e successivamente proiettare l'immagine tridimensionale di un qualsiasi oggetto. Infatti per registrare l'immagine tridimensionale dell'oggetto basta ricoprire un lato del film con una emulsione fotosensibile, porre lo stesso film in una camera oscura provvista di un otturatore a tendina e quindi scattare una foto dell'oggetto. Dopo aver sviluppato il film così esposto risulta all'esame microscopico che in corrispondenza di ogni microlente è stata memorizzato nel materiale fotosensibile una microimmagine completa dell'oggetto, ognuna presa sotto angolazione diversa. Illuminando allora dal retro il film con una qualsiasi sorgente luminosa si avrà la proiezione davanti ad esso dell'immagine tridimensionale dell'oggetto fotografato.

Un'altro esempio applicativo del sistema di microincisione bifacciale secondo l'invenzione è quello della realizzazione di ologrammi ottenuti per combinazione delle due microincisioni e quindi particolarmente resistenti ai tentativi di contraffazione.

Naturalmente il sistema di goffratura precedentemente descritto è stato indicato a titolo di esempio.

Infatti i principali parametri prescelti per lo svolgimento sia del primo che del secondo processo di goffratura, e in particolare i valori di pressione e di temperatura, possono essere scelti entro ampi intervalli. La condizione essenziale è che la prima temperatura (relativa al primo processo di goffratura) sia più alta della seconda temperatura (relativa al secondo processo) e che la prima pressione sia più bassa della seconda pressione, la scelta della combinazione pressione/temperatura per il secondo gruppo goffratore dovendo essere effettuata in modo che in tale secondo gruppo la prima incisione fatta col primo gruppo non venga alterata.

In particolare la temperatura e la pressione del primo processo di goffratura possono essere scelte entro 60 e 90 C° ed entro 120 e 190 psi rispettivamente.

La temperatura e la pressione del secondo processo di goffratura possono invece essere scelte entro un intervallo di 30 e 50 C° ed entro 320 e 390 psi rispettivamente.

Per quanto concerne la distanza tra il primo gruppo goffratore ed il secondo gruppo è opportuno che essi siano allocati vicini al fine di contenere le perdite di temperatura del film nel passare da un gruppo all'altro. Si osserva in proposito che risulta opportuno che la distanza fra i due punti di microincisione misurata sul film sia scelta entro un intervallo compreso tra 30 e 120 cm..

Il sistema è stato ottimizzato per i film in PVC, ma può essere utilizzato in modo altrettanto soddisfacente, tarando convenientemente i valori di temperatura e pressione, per le resine PET, polietilene, polipropilene, per qualsiasi materiale termoplastico che conservi la memoria dell'incisione, comprese le lacche termoplastiche stese su entrambe le superfici di un film di supporto.

Il sistema si presta alla realizzazione su entrambe le superfici di un film termoplastico di diottri sferici, ellittici, romboidali, olografici e di qualsiasi gruppo ottico di microlenti che crei effetti di riflessione e trasmissione di luce ed immagine, microincisioni di stoccaggio in formazioni, eventualmente criptate, e microincisioni atte a garantire l'originalità e la non contraffazione di documenti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema integrato per la produzione di film di materiale termoplastico recante microincisioni su entrambe le sue facce comprendente le seguenti fasi: - impressione delle microincisioni su una faccia del film mediante processo di goffratura presso un primo gruppo goffratore, effettuato a una prima temperatura e a una prima pressione rientranti nell'intervallo di temperature e rispettivamente di pressioni normalmente utilizzate per la goffratura di film realizzati con detto materiale; - impressione delle microincisioni sull'altra faccia del film mediante un successivo processo di goffratura presso un secondo gruppo goffratore, effettuato a una seconda temperatura sensibilmente inferiore a detta prima temperatura, e a una seconda pressione sensibilmente superiore a detta prima pressione, dette seconda temperatura e seconda pressione essendo scelte in modo che detto successivo processo non alteri le microincisioni impresse nel primo processo.
2. Sistema integrato come alla Riv.1 in cui il film arriva al primo gruppo goffratore preriscaldato da una serie di cilindri di preriscaldamento e dopo la fuoriuscita dal secondo gruppo viene inoltrato a una serie di cilindri di raffreddamento e condizionamento.
3. Sistema integrato come alla Riv.1 in cui la distanza fra il primo e il secondo gruppo goffratore viene scelta in modo da contenere la perdita di temperatura che si verifica nel passagio del film dal primo al secondo gruppo goffratore.
4. Sistema come ad una delle rivendicazioni precedenti in cui il materiale termoplastico costitutivo del film è cloruro di polivinile.
5. Sistema come alla Riv.4 in cui la temperatura e la pressione di esercizio del primo gruppo goffratore sono comprese rispettivamente fra 60 e 90 °C e fra 120 e 190 psi.
6. Sistema come alla Riv.4 in cui la temperatura e la pressione di esercizio del secondo gruppo goffratore sono comprese rispettivamente fra 30 e 50 °C e fra 320 e 390 psi.
7. Sistema come alla Riv.5 in cui la temperatura e la pressione di esercizio del primo gruppo goffratore sono rispettivamente intorno a 75 °C e 150 psi.
8. Sistema come alla Riv.6 in cui la temperatura e la pressione di esercizio del secondo gruppo goffratore sono rispettivamente intorno a 40 °C e 350 psi.
9. Sistema come alla Riv.4 in cui la distanza fra il primo e il secondo gruppo goffratore, misurata lungo il tratto di film compreso fra essi, è compresa fra 30 e 120 cm.
10. Sistema come alla Riv.9 in cui detta distanza è 65 cm.
11. Film in materiale trasparente in cui sono impresse su entrambe le sue facce microincisioni a forma di semicilindri contigui al fine di ottenere una serie di microlenti cilindriche aventi ognuna il fuoco in un estremo del diametro della lente.
12. Film in materiale trasparente in cui sono impresse su entrambe le sue facce microincisioni a forma di calotte sferiche contigue al fine di ottenere una serie di microlenti sferiche aventi ognuna il fuoco in un estremo del diametro della lente.