KR20050009721A

KR20050009721A - 다중 렌즈 스타 박스 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20050009721A
Application number: KR10-2004-7019274A
Authority: KR
Inventors: 커버라인제럴드제이.
Original assignee: 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2005-01-25
Also published as: KR100940954B1

Abstract

3차원의 환영을 갖는 스타 패턴을 나타내는 금속화된 필름이 제공된다. 또한, 금속화된 필름을 제작하기 위한 스타형 다이를 제작하고 금속화된 필름을 덮는 용기 및 유사한 제품을 제작하기 위한 방법이 제공된다.

Description

다중 렌즈 스타 박스 및 그 제조 방법{MULTILENS STAR BOX AND METHOD FOR MAKING SAME}

광을 다양한 방향에서 포착하여 및 반사하는 분광 재료는 편평면 상에 3차원 또는 깊이가 있는 외관(appearance of depth)을 전달시키는 것으로 알려졌다. 이러한 분광 재료는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)를 사용할 수 있고, 상기 프레넬 렌즈는 얇은 렌즈를 더 두꺼운 렌즈와 관련된 광학 특성을 갖는 다중 렌즈로 효과적으로 변형시키는 다중의 단차가 진 단형(setback)을 포함하는 얇은 렌즈이다.

특히, 양화 초점 거리 프레넬 렌즈는 편평 측면 또는 표면으로부터 배향된 거의 전체적으로 한면만 볼록하며(plano-convex), 통상의 렌즈의 만곡 또는 비구면 렌즈이다. 프레넬 렌즈를 제작하기 위해, 통상의 렌즈의 측면들 사이의 다량의 재료는 일련의 동축 원형 원통형 재료를 추출함으로써 감소된다. 따라서, 통상의 렌즈의 만곡 표면의 윤곽은 "홈"이라 불리는 원뿔형부에 의해 삽입된 직원통형부에 의해 접근된다. 표준 원형 프레넬 렌즈의 중심 부근에서, 상기 경사진 표면 또는 "홈"은 편평면에 거의 평행이고, 외부 에지를 향해 상기 홈은 극도로 경사가 급해진다. 따라서, 상기 홈은 고유 만곡 또는 비구면 표면 부분의 각각에 대응하고,상기 부분은 통상의 "톱니 형상" 프레넬 렌즈와 같은 편평 표면 및 형상으로 변형된다.

프레넬 렌즈는 자주 원형으로 도시되고, 예를 들어 은색 재료에 의해 유지되는 경우, 예를 들어 3차원의 형상을 갖는 실버 볼 이미지를 발생시킨다. 상기 분광 재료 유형은 뉴저지의 레이크우드 소재, 코번 코포레이션(Coburn Corporation)에 의한 상표 Multi-LensTM 하의 반복 프레넬 패턴 필름 라미네이트로써 사용 가능하다. 지금까지 이러한 필름 라미네이트들은 필름 라미네이트를 만들기 위해 사용된 프레넬 유형 다이를 발생시키기 위한 예를 들어, 통상적으로 사용된 원형 선반에 따라 단순한 원형 형상으로 제한되어왔다.

본 발명은 다중 렌즈 스타 박스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 상술된 양태 및 다른 양태는 도면과 관련하여 이하의 설명으로부터 명백해진다.

도1은 본 발명의 양태와 관련된 스타를 형성하는 스타형 구성 요소에서 외관상으로는 직선인 홈을 절삭하는데 사용된 원형 선반의 평면도이다.

도2는 스타의 점의 두 개 이상의 측면에 따라 반응하는 선택된 광선을 도시하는, 도1의 화살표 Ⅱ의 방향으로 취한 부분 상세 측면도이다.

도3은 본 발명의 양태에 따른 스타형 다이의 개략도이다.

도4는 도3의 다이의 스타형을 나타내는 금속 플레이트의 일편(piece)의 도면이다.

도5는 본 발명의 양태에 따른 금속화된 필름의 부분의 도면이다.

도6은 금속화된 필름을 갖는 판지 상자의 실시예의 도면이다.

도7은 도6의 금속화된 필름을 갖는 판지 상자의 다른 실시예와 유사한 도면이다.

도8은 본 발명의 양태와 관련된 금속화된 제품의 제조 방법을 실행하는 시스템의 개략도이다.

원형 프레넬 렌즈의 일부를 스타형 구성 요소로 절삭하고 스타형 다이로 상기 구성 요소를 조립함으로써, 본 발명은 광학 광 반사 및 프레넬 렌즈 광 회절 원리를 기초로 하여 편평면 상의 3차원(3-D) 스타의 광학 환영을 갖는 신규한 스타 패턴을 제공한다.

스타 형상은 본원의 이하에서 설명될 3-D 환영을 위한 적절한 광 반사를 얻기 위해, 스타 형상의 중심부(center)에 따른 대체로 직선을 요구한다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 원통형 선반 다이아몬드 터닝(turning) 기술을 기초로 한 원형 운동으로 제품을 회전시키고 절삭하는 선반을 사용한다. 물론 다른 선반도 본 발명의 제품을 제작하는데 사용될 수 있다.

비교적 작은 스타 형상 구성 요소를 원통형 선반 절삭 표면의 외부 에지 상에 위치시킴으로써, 다중 커터는 스타 형상 구성 요소로 구성된다. 스타 형상 구성 요소의 적절한 크기로 인해, 커터는 원통형 선반에 의해 구성됨에도 불구하고 나란히 평행한 선으로 대체로 직선으로 보인다.

함께 고정되면, 스타 형상 구성 요소는 스타 형상 다이를 형성하고, 상기 다이는 예를 들어 장식 티슈 박스(tissue box)를 덮고 완성하기 위해, 3-D 스타 또는 스타 패턴을 갖는 금속화된 필름을 제작하기 위해 사용된다.

따라서, 본 발명의 일 양태에서 3차원(3-D)을 나타내는 스타 형상 패턴을 제작하는 스타 형상 다이를 형성하기 위한 방법이 개시된다. 본 방법의 단계를 이하를 포함한다.

스타의 일부로써 형성된 복수의 금속부를 제공하는 단계와,

선반의 외부 에지 상의 복수의 금속부를 위치시키는 단계와,

커터에 의해 복수의 금속부 내에 대체로 직선인 복수의 홈을 절삭하기 위해 복수의 금속부 및 선반을 터닝하는 단계와,

선반으로부터 복수의 금속부를 제거하고, 원판을 형성하도록 구성된 스타 형상 다이로써 복수의 금속부를 조립하는 단계를 포함한다.

스타 형상 다이를 형성하는 방법에서, 유지 기구는 절삭 단계 중에 선반의 외부 에지 상의 금속부를 해제 가능식으로 유지한다. 홈들은 선반의 외부 에지의 원호 상에서 원형 운동으로 다이아몬드 칩 절삭기에 의해 금속부에서 절삭된다. 다르게는 직선 홈을 생성하도록 특수하게 설계된 선반이 사용될 수 있다.

상술된 양태와 유사한 방식으로, 본 발명은 스타 형상 다이 자체를 개시한다. 상술된 실시예에서 제시된 바와 같이, 스타 형상 다이는 편평면 상의 3차원(3-D)의 압흔을 이동시키기 위해 스타 패턴을 형성하도록 구성된다.

본 발명은 또 다른 양태에서 탄성 중합체 기부 및 상기 탄성 중합체 기부에 접합된 금속층을 포함하는 금속화된 압연 웨브(rolling web) 제품을 제공한다. 금속층 및 탄성 중합체 기부는 복수의 스타를 나타내는 금속 필름으로 보이기 위해 결합되고, 각 스타는 복수의 홈을 구비하고, 복수의 홈 중 적어도 하나는 대체로 직선으로 각 스타의 중심부에 따르고, 3차원의 회절 광 환영이 금속 필름에 의해 제공되도록, 복수의 홈은 서로 대체로 평행하게 배치된다.

스타에 의해 금속화된 압연 웨브 제품을 제작하기 위해, 적절한 탄성 중합체 기부, 중합체 기판 또는 유전성 재료 즉, 전기 전도성 재료가 금속을 수용하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 목재, 유리, 플라스틱, 반응 사출 성형 우레탄, 열가소성 올레핀 및 우레탄, 나일론, 고무 및 폴리카보네이트가 적절하게 사용될 수 있다. 특히, 플라스틱 필렛는 필름으로 압출되어 자주 진공 증착에 의해 알루미늄과 같은 소정 금속으로 도포될 수 있다. 또한 필요한 경우, 중합체 클리어 코트가 주조 또는 닥터 블레이드 응용과 같은 통상의 기술을 사용한 금속층에 부가될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 3차원 환영을 나타내는 스타 패턴을 형성하는 금속화된 표면에 의해 용기를 형성하기 위한 방법은 이하의 단계를 포함한다.

제1 층이 양각하도록 구성된 복수의 홈을 갖는 스타형 다이를 제공하는 단계와,

제1 층과 스타형 다이를 접촉시킴으로써 제1 층 상에 음각 표면을 형성하는 단계와,

상기 음각된 제1 층을 금속 침지 용액으로 침지시킴으로써, 금속 베스 공정으로 금속 플레이트를 형성하는 단계와,

제2 필름이 양각 표면으로부터 스타 패턴으로 음각되도록 금속 플레이트와 함께 형성된 양각 닙(nip)을 통해 제2 필름을 닙핑(nipping)하는 단계와,

금속화 챔버 내에서 양각된 제2 필름을 금속화하는 단계와,

금속화되어 양각된 제2 필름을 기부 재료에 부착시키는 단계와,

이동된 재료를 3차원 스타 패턴의 환영을 갖는 금속화된 외부를 나타내는 용기로 형성하는 단계를 포함하고, 상기 음각 표면은 스타형 다이의 스타 패턴으로 보충되고,

상기 금속 플레이트는 스타 패턴으로 각인되고, 패턴 롤 상에 상호 배치되도록 구성된 양각 표면을 포함하는 금속 베스 공정에 의해 발생된다.

용기 자체가 본 발명에서 더 제공된다. 개시된 용기는 금속화된 필름에 접합된 기부 층을 가진다. 상술된 실시예와 유사하게, 복수의 스타는 3차원(3-D) 환영을 나타내기 위해 금속화된 필름 상에 위치된다. 상기 예시의 각 스타는 5개의 점을 가지며, 제1 점의 제2 측면 상의 복수의 제2 홈과 상이한 방향으로 배열된다. 인접한 지점의 인접한 측면 상의 인접한 복수의 홈은 복수의 제1 홈의 방향으로 배열된다. 복수의 제1 홈 및 인접한 복수의 홈이 관찰자에 대한 주변 광선을 배향하면서, 복수의 제2 홈이 3차원 환영에 기여하는 광선을 상이하게 배향하도록 상호작동한다.

본 발명의 실시예가 도시된 도면이 상세히 참조된다. 본원의 참조 번호의 반복 사용은 본 발명의 동일한 또는 유사한 형상부를 나타내도록 의도된다.

도면 및 상세한 설명은 관련 분야의 숙련자가 만들고 사용할 수 있도록, 본 발명의 상세한 설명 및 이를 만들고 사용하는 방식 및 공정을 제공한다. 또한 도면 및 상세한 설명은 본 발명을 수행하는데 최상의 방식을 제공한다. 그러나, 본원에 설명된 예시는 본 발명의 설명을 위해 제공되고, 본 발명의 제한하도록 의도되지 않는다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항의 범주 내에 있는 이하의 예시 및 그 동등물의 개조 및 변형을 포함한다.

일반적으로 본 발명은 한면만 볼록한 프레넬 렌즈의 개념을 기초로 한 스타형 다이에 관한 것이다. 상술된 바와 같이, 프레넬 렌즈는 일반적으로 얇은 렌즈를 더 두꺼운 렌즈와 결합된 광학 특성을 갖는 다중 렌즈로 효과적으로 변형시키는 다중의 단차가 진 단형을 포함하는 단일의 얇고 원형인 렌즈이다.

본 발명은 원형 프레넬 렌즈를 다중의 스타형 부분으로 절삭함으로써 "재배열"되고, 이는 다중 렌즈 스타형 다이를 형성한다. 이로써 본 발명의 스타형 다이는 스타 또는 스타 패턴을 금속화된 필름에 붙이는데 사용된다. 스타형 또는 스타 패턴은 3차원(3-D) 환영을 제공한다. 금속화된 필름은 미적이고 3차원인 스타 패턴을 제공하기 위해 판지 상자, 용기, 분배기 또는 이와 유사한 것에 부착될 수 있다.

도1 내지 도3을 전체적으로 참조하면, 스타형 다이 내의 스타를 위한 일 실시예는 일반적으로 도면 부호 10으로 지시된다.

용어 "스타", "스타 다이" 및 "스타형 다이"는 이하의 설명에서 호환적으로 사용되고, 스타형 다이(10)의 기부(10a)는 명료성을 위해 도1에 도시되지 않은 것을 알 수 있다(도3 참조).

본 발명에 따르면, 스타형 다이(10)는 다중의 삼각형 부분(12)으로 구성되고, 상기 삼각형 부분 중 2개는 점(14)을 형성하도록 결합된다. 각 부분(12)은 이하에 더 상세하게 설명되는 바와 같이 광의 반사 및/또는 회절을 위해 그 상부에 각인된 복수의 홈(16)을 가진다.

도1에 도시된 바와 같이, 조립될 때, 부분(12)은 각 점(14)과 대응하는 중간점(18) 및 팁부(20)을 갖는 다이(10)를 형성한다. 본 예에서, 부분(12)은 황동이지만, 철, 강, 구리, 합금 또는 다른 적절한 재료일 수 있다.

스타(10)는 도1에 도시된 바와 같이 5점형 스타(five-pointed star)(10)를 형성하도록 10개의 부분(12)을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따라 다양한 다른 스타 형태가 구성될 수 있다. 예를 들어 삼각형 부분(12)을 개조함으로써, 각 점(14)이 이에 대응하여 형성되고 이로써, 스타 다이(10)가 상이한 형상을 취할 수 있다. 예를 들어, 교호(alternating) 점(14)이 이웃 점 보다 더 짧거나 더 길 수 있다. 또한, 스타(10)의 점(14)의 수가 증가 또는 감소될 수 있다. 또한, 스타 형상 이외의 다른 형상이 고려되고 본 발명의 범주 내에 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 홈은 직사각형 부분으로 절삭되고, 상기 부분은 십자표, 문자 등을 형성하는데 사용될 수 있다.

도1을 참조하면, 중심부(24) 및 에지(26)를 갖는 원형 또는 원통형 선반(22)이 도시된다. 본 예시에서, 선반(22)의 직경은 대략 101.6 cm(40 inch) 내지 114.3 cm(45 inch)이지만, 통상적으로는 106.68 cm(42 inch)이다. 일련의 절삭 홈(28)이 선반(22) 상에 이격 형성되어 다이아몬드 칩 커터(도시 생략)에 의해 형성된 원형 또는 원통형 절삭 경로를 지시한다. 다중 삼각형 부분(12)은 부분(12)의 중심부(24)에서 단부(12a, 12b)까지의 거리가 일정한 방식으로 선반(22)의 에지(26)와 인접하여 위치된 것이 도시된다. 다시 말해서, 단부(12a)에서 중심부(24)까지의 거리(D1)가 단부(12b)에서 중심부(24)까지의 거리(D2)와 동일하다.

또한, 스타형 다이(10)를 형성하는 방법이 도1에 도시되고, 상기 방법에서 다이아몬드 커터가 부분(12) 내에 복수의 홈(16)을 절삭할 때, 선반(22)이 터닝 또는 회전한다. 선반(22)은 홈(16)을 절삭하는 동안 에지(26) 부근 위치에서 부분(12)을 일시적으로 고정하기 위한 유지 기구(도시 생략)를 사용할 수 있다. 홈(16)은 상술된 바와 같이 각각 상이하게 광에 작용하는 예를 들어 θx, θy, θz의 다양한 각으로 절삭된다(도2 및 이와 관련된 이하의 설명 참조). 홈(16)은 0.000254 mm(0.001 mil) 내지 약 0.0127 mm(0.5 mil), 특히 0.000127 mm(0.005 mil)의 깊이로 절삭된다. 홈(16a) 중 적어도 하나는 스타(10)의 중간점(18)으로부터 연장되고, 나머지 홈(16)은 홈(16a)에 대체로 평행하게 배열되고, 약 0.127 mm(5 mil) 내지 약 1.27 mm(50 mil)로 서로 이격된다. 홈(16)이 소정 깊이, 간격 및 상술된 각으로 절삭되면, 부분(12)은 선반(22)으로부터 제거되고, 도3에 도시된 바와 같이 기부(10a)를 포함한 스타형 다이(10)로 형성된다.

도2는 스타(10)의 일부로부터의 홈(16)의 확대도를 도시한다. 본 예에서, 광선(L)은 레이 트레이스(ray trace)(L_v, L_n)에 의해 표시된 광원(S)으로부터 방사된 것을 도시한다. 명료한 설명을 위해, 선택된 한정된 수의 광선(L)이 도시된다. 또한, 이하의 설명을 위해, 도2의 부분(12)은 투명 매체로 가정하는데, 이는 스타(10)가 스타(10)를 보충하는 스타 형상을 갖는 플라스틱 필름과 같은 제품을 최종적으로 양각시키기 위해 본원에 설명된 방법에서 사용될 수 있기 때문에, 즉, "경면 반사 이미지" 기판 스타가 황동 스타(10)에 의해 제조되기 때문이다.

기하 광학 법칙과 관련하여, 반사 법칙은 광의 입사각(θ_l)이 광의 반사각(θ_r)과 동일한 것을 나타내며 이는 θ_l= θ_r로 표현된다. 굴절 법칙[스넬 법칙(Snell's law)으로도 알려짐]은 굴절각의 사인이 입사각의 사인에 정비례하는 것을 설명하며, 이는 이하의 식으로 표현된다.

광학 법칙의 관점과 도2에 도시된 바와 같이, 몇몇의 광선(L_v)은 홈(16)의 표면(16b)과 부딪힌다. 광선(L_v)은 관찰자(V)로부터 스타(10)의 대향 측면 상에 초점이 맞추어지는 대신에, 관찰자(V)에게는 반사되고 굴절되는 것으로 보여진다. 상기 반사는 알루미늄과 같은 반사 표면(A)에 의한 것이며, 상기 반사 표면은 이하에 설명될 바와 같이 부분(12)에 부착된다.

다른 광선(L_n)은 도2의 표면(16c)에 부딪히지만, 광선(L_n)이 관찰자(V)로부터 멀리 굴절되기 때문에 관찰자(V)에게 보이지 않는다. 다시 말하면, 본 예에서 관찰자(V)가 광선(L_v)의 굴절각(θ_t)과 동일한 시야각(viewing angle)에 배치되기때문에, 관찰자(V)는 표면(16b)을 통해 굴절된 광선(L_n)을 본다. 반대로, 관찰자(V)가 광선(L_n)의 굴절각(θ_t)과 동일한 시야각에 배치되지 않기 때문에, 관찰자(V)는 표면(16c)을 통해 굴절된 광선(L_n)을 보지 않는다.

상술된 바와 같이, 복수의 다양한 각(θ_x, θ_y, θ_z)은 각각 상이하게 광을 반사 및 굴절시키도록 구성된다. 따라서, 스타(10)를 보는 관찰자(V)는 전체적으로 복수의 각(θ_x, θ_y, θ_z)에 대한 관찰자의 위치에 따라 몇몇의 광선(L)들은 모두 보게 되고, 다른 광선(L)들은 보지 못하게 되고, 또 다른 몇몇의 광선(L)들은 부분적으로 볼 것이다. 특히, 상이한 관찰 위치에서 관찰자(V)는 스타 형상의 상이한 측면에 초점을 맞추는 상이한 초점(도시 생략)을 가지게 될 것이다. 따라서, 예시에 의해 도2에 도시된 홈(16)의 배열은 관찰자(V)에게 편평면(A) 상의 3차원 스타의 환영이 각인되는 것을 보장한다. 도2의 요소 및 대상은 실제 척도대로 도시되지 않았으며 단지 예시를 목적으로 의도된 것을 알 수 있다. 예를 들어, 각(θ_x, θ_y)은 상이한 경사를 가지지만, 이러한 상세는 도2에 도시되지 않는다.

도3에 도시된 바와 같이, 스타 다이(10)는 개략적인 부분(P)에 대해 도시된다. 상기 예시에서, 전체 다이(10)가 간략하게 상술된 기부(10a)를 포함하여 도시된다. 상기 견해로부터 명백하게, 스타 다이(10)는 비교적 정밀하고 작다. 일반적으로 황동으로 구성되는 스타(10)는 약 1/25400 m(1,000,000 inch)로 다듬어지고, 손에 있는 산에 의한 것과 같은 오염을 회피하기 위해 글로브로 처리되어야 한다. 그 정밀함에도 불구하고, 스타 다이(10)는 이하에 상세히 설명될 바와 같이 다중 원판을 양각시키고 발생시키는데 사용될 수 있다. 스타 다이(10)가 상기 예시에서 황동으로 구성되었지만, 스타(10)를 구성하는 부분(12)은 철, 강, 구리 또는 다른 요구되는 합금과 같은 재료로부터 선택될 수 있다.

니켈 플레이트(34)의 일부가 도4에 도시된다. 니켈 플레이트(34)는 예를 들어 먼저 스타(10)에 의해 제1 필름(32) 또는 기판을 음각시키고, 그 후 니켈 베스(도8 참조) 내에 제1 필름(32)을 침지시켜서 형성된다. 기술 분야에 알려진 바와 같이, 음각된 제1 필름(32)은 "원판"으로 알려져 있다. 상기 필름이 음각되었기 때문에, 즉, 스타(10)가 그 형상을 필름(32)으로 누르는데 사용되었기 때문에, 원판은 당해 분야에서 "내부(innie)"로 알려져 있다. 차례로, 필름(32) 또는 원판이 다중 플레이트(34)를 형성하는데 사용되고, 본 실시예에서 상기 플레이트는 양각된 스타 형상(36)이다. 양각된 스타 형상(36)은 니켈 플레이트(34) 상에 서 있으며, 이로써 이는 "외부(outie)"로 알려져 있다. 상기 공정은 이하에서 도8과 관련하여 더 상세히 설명된다.

도5에 도시된 바와 같이, 니켈 플레이트(34)가 형성되면, 상기 니켈 플레이트는 금속화된 필름(38)을 만들기 위해 예를 들어, 패턴 롤(50)에 롤링 가능하게 부착될 수 있다(도8 참조). 금속화된 필름(38)은 금속화된 측면(40, 42)을 형성하고, 통상적으로 채색되어 상기 측면상에 배치된 복수의 장식 스타(46)를 포함한다. 금속화된 필름(38)을 만들기 위해, 제2 필름(62)이 니켈 플레이트(34)에 음각되는 공정은 이하에서 더 상세히 설명될 것이다. 또한 본원에서 상세히 설명되는 바와같이, 금속화된 필름(38)은 금속화된 플라스틱 필름 롤(38a)로 롤링되어, 위치를 조절하기 위해 이동되거나 또는 다양한 제품에 부착되도록 더 사용되기 위해, 저장소 내에 위치된다.

도6에 예시로 도시된 바와 같이, 티슈 박스(44)가 금속화된 필름(38)으로 덮여서 도시된다. 금속화된 필름(38)은 상자용 판지, 플라스틱, 폴리머, 목재, 금속, 천, 세라믹 또는 이와 유사한 것과 같은 (도시되지 않은) 기부 층에 접합된다. 박스(44) 상에 배치된 복수의 장식 스타(46)는 상술된 바와 같이 3차원 환영을 나타낸다.

또한 도6에 도시된 바와 같이, 각 스타(46)는 각각 제1 측면(48a) 및 제2 측면(48b)으로 나뉘어 지는 5개의 점(48)을 가진다. 측면(48a)은 제2 측면(48b) 상의 복수개의 제2 홈(50b)과 상이한 방향으로 배치된 복수개의 제1 홈(50a)을 가진다. 그러나, 홈(50a)을 갖는 측면(48a)은 관찰자(V)에 대한 주면 광선을 바향하기 위해, 인접한 복수의 홈(50a)을 갖는 다른 측면(48c)과 동일한 방향으로 배열된다. 도6에 도시되고 상술된 바와 같이, 상기 배열은 3차원 스타(46)의 환영에 적절하다. 티슈 박스(44)가 도6에 도시되었지만, 금속화된 필름(38)은 선적 포장, 음료 용기, 사진 프레임, 벽, 책 또는 금속화된 플라스틱 필름(38)이 접착될 수 있는 접합 가능한 덮개의 다른 아이템과 같은 다수의 제품(56)을 덮는데 사용될 수 있는 것을 알아야 한다.

도7은 스타(146) 패턴이 금속화된 필름(138) 상에 배치되고 박스(144)에 대해 반복되는 도6과 유사한 다른 실시예를 도시한다. 상기 예시에서, 패턴(146)은상대적으로 서로 상이한 크기의 다수의 스타를 가진다. 패턴(146)은 도6의 스타(46)와 유사한 방식으로 박스(144)에 반복된다. 또한, 박스(144)가 금속화된 필름(138)으로 덮일 수 있는 다수의 제품인 것이 의도된다. 따라서, 필름(138)은 도시된 바와 같이 박스 형상에만 사용되도록 제한되는 것으로 이해되어서는 안 된다.

도8은 본 발명의 양태와 관련한 금속화된 제품(56)을 형성하기 위한 방법을 수행하는 시스템(54)을 도시한다. 예를 들어 플라스틱 웨브와 같은 제1 필름(32)이 황동 스타 다이(10)에 의해 스탬프되는 것이 도시되며, 상기 다이에서 상술된 바와 같은 본 발명의 스타 또는 스타 패턴(46, 146)은 제1 필름(32)으로 음각된다. 제1 필름(32)은 폴리머, 부직포 폴리머, 셀룰로오스 물질, 고무 또는 이와 유사한 것일 수 있다. 상술되고 예시된 바와 같이, 플라스틱이 제1 필름(32)으로 사용되면, 플라스틱의 두께는 3.81 mm(0.15 inch) 내지 12.7 mm(0.5 inch)이다.

도8을 더 상세히 참조하면, 스타 다이(10)는 약 130℉로 황동 스타 다이(10)를 가열함으로써 제1 필름(32)을 음각하는데 사용된다. 그 후, 가열된 황동 다이(10)는 필름(32)으로 압착되고, 상기 필름은 음각된 스타 또는 스타 패턴(46, 146)의 캐리어로 작용한다. 다르게는 또한 플라스틱 필름(32)은 가열되어 주변 온도에 있거나 또는 가열된 다이(10)에 의해 스탬핑된다. 또한, 스타 또는 스타 패턴(46, 146)은 106.68 cm(42 inch) 까지 반복된 패턴으로 수행될 수 있다.

도8을 더 참조하면, 제1 필름(32)이 다이(10)에 의해 음각되면, 그 후 (도시되지 않은) 양각면 상에서 화학적으로 처리되고 금속 전기 도금 배스(58) 내로 삽입된다. 상기 배스(58)는 예를 들어 니켈(Ni) 배스이고, 상기 배스는 전기적으로충전된다. 무전해 도금 공정과 같은 다른 공정이 본원에 설명된 금속 플레이트(34)를 형성하는데 적절하며 따라서 상술된 금속 배스는 단지 가능한 개시를 제공하기 위한 것이며, 제한하는 것을 의도하지 않는다.

도4와 관련되어 상술된 바와 같이, 음각된 제1 필름(32)은 기판에 따라 스타에 의한 "내부"로 고려된다. 상기 배열을 사용함으로써, 화학적으로 처리된 제1 필름(32) 및 니켈 배스는 예를 들어 니켈 플레이트(34)의 소정 두께에 따라 6 시간 내지 12 시간에 걸쳐 니켈로 성장된다. 니켈 플레이트(34)의 양각 표면의 두께는 일반적으로 0.0254 mm(1 mil) 내지 0.0762 mm(3 mil)이다. 소정 주기에 따라, 니켈 플레이트(34)는 제1 필름(32, 일반적으로 각각 W 및 P)으로부터 소제 및 필링된다. 또한 상술된 니켈 플레이트(34) 또는 "외부"는 예를 들어 수반되는 음각을 위해 패턴 롤(60)에 적용된다.

제2 필름(62)은 플라스틱 필렛(도시 생략)을 사용하여 압출기(E)에 의해 구성된다. 필요한 경우, 제2 필름(62)은 이하에 설명되는 바와 같이 금속화된 필름(38)에 금속화된 컬러 외관을 제공하기 위해 압출 단계 동안 소정 색상이 착색될 수 있다. 그 후, 압출 필름(62)은 닙(N, nip)을 통과하여 패턴 롤(60) 상에 배치된 니켈 플레이트(34)에 의해 음각된다. 그 후, 필름(62)은 예를 들어, 금속화된 챔버(64) 내로 이어지고, 상기 챔버에서는 알루미늄(일반적으로 A)과 같은 금속은 필름(62) 상에 위치되어 진공 청소된다. 당해 분야에 알려진 바와 같이, 알루미늄(A)이 플라스틱 필름(62)으로 이동되고, 필름(62)을 금속화하도록 장치의 용접 유형으로부터의 스파크는 챔버(64) 내에서 알루미늄 막대 또는 알루미늄 와이어(A)를기화시킨다.

상술된 바와 같이, 제2 필름(62)은 0.0508 mm(2 mil) 내지 약 0.1016 mm(4 mil)의 두께를 갖는 통상의 탄성 중합체 기부이다. 그러나, 제2 필름(62)은 또한 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에스테르 또는 폴리올레핀과 같은 다양한 폴리머 또는 셀룰로오스 물질, 플라스틱, 열가소성 물질, 고무 또는 이와 유사한 것으로 구성될 수 있다. 마찬가지로, 금속은 진공 증착을 위해 사용되는 금속은 통상적으로 알루미늄이지만, 주석, 아연 및 다른 금속들도 사용될 수 있다.

상술된 바와 같이, 제2 필름(62)이 금속화 필름(38)을 형성하기 위해 금속화되면, 금속은 앞으로의 사용을 위해 금속화된 플라스틱 필름 롤(38a)과 같이 권취 및 저장 또는 이동될 수 있다. 다르게는, 금속화된 플라스틱 필름(38)은 접착식으로 코팅될 수 있고(일반적으로 G), 상자용 판지 또는 다른 기부층(66)에 적용될 수 있고 이는 본원에 설명된 바와 같이 3차원 스타의 신규한 환영을 나타내는 판지 상자(56)와 같은 금속화된 제품을 제작하는 통상의 방식으로 상술된 공정의 일부이다.

당해 기술 분야의 일반적인 숙련자는 상술된 설명이 오직 예시적이며, 첨부된 청구항에 더 설명된 본 발명을 한정하도록 의도되지 않은 것을 이해할 것이다. 따라서, 기술 분야의 숙련자들에게는 다양한 개조 및 변형이 본 발명의 범주 및 정신을 벗어나지 않고 본 발명을 구성할 수 있는 것이 명백할 것이다. 예를 들어, 설명된 실시예의 다양한 요소의 소정 형상, 품질 및 배열은 소정 응용을 추구하도록 변경될 수 있다. 게다가, 다양한 실시예는 전체적으로 또는 부분적으로 교체될수 있고, 본 발명은 첨부된 청구항의 범주 내에 있는 개조 및 변경 및 그 동등물을 포함하도록 의도되었다.

Claims

3차원 환영을 나타내는 스타 패턴을 형성하는 금속화된 표면을 갖는 용기를형성하기 위한 방법이며,

a) 제1 필름을 양각하도록 구성된 복수의 홈을 갖는 스타형 다이를 제공하는 단계와,

b) 상기 제1 필름과 스타형 다이를 접촉시킴으로써 제1 필름 상에 음각 표면을 형성하는 단계와,

c) 상기 음각된 제1 필름을 금속 침지 용액에 침지시킴으로써 금속 배스 공정으로 금속 플레이트를 형성하는 단계와,

d) 제2 필름이 양각 표면으로부터 스타 패턴으로 음각되도록 금속 플레이트와 함께 형성된 닙을 통해 제2 필름을 닙핑하는 단계와,

e) 금속화 챔버 내에서 제2 필름을 금속화하는 단계와,

f) 금속화된 제2 필름을 기부 재료에 부착시키는 단계와,

g) 이동된 재료를 3차원 스타 패턴의 환영을 갖는 금속화된 외부를 나타내는 용기로 형성하는 단계를 포함하고,

상기 음각 표면은 스타형 다이의 스타 패턴을 보충하고,

상기 금속 플레이트는 스타 패턴으로 각인되고 패턴 롤 상에 작동 가능하게 배치되도록 구성된 양각 표면을 갖는 금속 배스 공정에 의해 발생되는 방법.
제1항에 있어서, 복수개의 홈 중 적어도 하나는 스타형 다이의 중심부에 따르는 방법.
제1항에 있어서, 상기 복수의 홈은 스타형 다이의 점의 제1 및 제2 반부에 각각 배치된 제1 및 제2 세트의 홈이고, 상기 제1 세트의 홈은 서로 대체로 평행하게 배치되어 약 0.0127 mm(0.5 mil) 내지 약 1.27 mm(50 mil)로 이격되고, 상기 제2 세트의 제2 홈은 제1 세트의 홈과 상이한 방향으로 서로 대체로 평행하게 배치되어 약 0.0127 mm(0.5 mil) 내지 약 1.27 mm(50 mil)로 이격되는 방법.
제1항에 있어서, 복수의 홈의 각각은 0.000127 mm(0.005 mil) 내지 약 0.0127 mm(0.5 mil)의 깊이로 절삭되는 방법.
제1항에 있어서, 스타형 다이는 5점형 스타이고, 스타의 5개의 점의 각각은 두 개의 다리부가 각각의 점을 형성하도록 스타형 다이의 중심부로부터 각각의 5개의 점의 팁부까지 양분되고, 제1 점의 제1 다리부 및 인접한 점의 인접한 다리부가 동일한 방향으로 정렬된 홈을 나타내도록 제1 점의 제1 다리부 상에 배치된 홈은 제1 점의 제2 다리부 상의 홈과 상이한 방향으로 배열되는 방법.
제1항에 있어서, 상기 복수의 홈은 복수의 상이한 각으로 절삭되고, 복수의 각은 서로 상이하게 광에 작용하도록 구성되는 방법.
제1항에 있어서, 상기 스타형 다이는,

복수의 스타 점 형상부를 제공하는 단계와,

다이아몬드 칩 커터를 갖는 선반의 외부 에지 상에 복수의 스타점 형상부를 위치시키는 단계와,

다이아몬드 칩 커터에 의해 복수의 스타점 형상부 내에 복수의 홈을 절삭하기 위해 복수의 스타점 형상을 갖는 선반을 터닝하고, 복수의 스타점 형상부로부터 스타형 다이를 조립하는 단계를 포함하는 하위 단계에 의해 형성되는 방법.
제7항에 있어서, 상기 스타점 형상부는 황동, 철, 강, 구리, 합금 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 필름은 폴리머, 부직포 폴리머, 셀룰로오스 물질, 플라스틱, 열가소성 물질, 고무 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료인 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 필름의 두께는 3.81 mm(0.15 inch) 내지 약 12.7 mm(0.5 inch)인 방법.
제1항에 있어서, 금속 배스 공정은,

음각 표면을 화학 처리하는 단계와,

상기 음각 표면 상에 금속 플레이트를 박리 가능하게 성장시키기 위해 미리 정해진 시간 동안 금속 침지 용액을 정전기 대전하는 단계와,

상기 음각 표면으로부터 금속 플레이트를 박리하는 단계와,

양각 표면이 패턴 롤의 표면으로부터 이격되도록 패턴 롤 상에 금속 플레이트를 설치하는 단계를 구비하는 하위 단계를 포함하고,

상기 금속 플레이트의 양각 표면은 스타 패턴으로 각인되고,

상기 패턴 롤은 닙을 형성하기 위해 후방 롤과 상호 작동 가능한 방법.
제11항에 있어서, 상기 박리 하위 단계 이전에 성장된 금속 플레이트를 세척하는 하위 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 금속 침지 용액은 니켈을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 금속 플레이트의 양각 표면은 0.0254 mm(1 mil) 내지 약 0.0762 mm(3 mil)의 두께를 형성하는 방법.
제14항에 있어서, 금속 플레이트의 양각 표면은 0.0508 mm(2 mil)의 두께를 형성하는 방법.
제1항에 있어서, 금속화된 제2 필름은 진공 금속화 공정에 의해 추가된 금속화된 층을 포함하는 방법.
제16항에 있어서, 금속화된 층은 알루미늄, 주석, 아연 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료되는 방법.
제1항에 있어서, 제2 필름은 압출 공정에 의해 형성되고, 압출된 제2 필름은 0.0508 mm(2 mil) 내지 약 0.1016mm(4 mil)의 두께를 형성하는 방법.
제18항에 있어서, 제2 필름은 0.0762 mm(3 mil)의 두께를 형성하는 방법.
제18항에 있어서, 압출 공정은 금속화된 컬러 외관을 제공하기 위해 착색된 플라스틱 펠릿을 사용하는 방법.
제1항에 있어서, 닙은 0.0508 mm(2 mil) 내지 약 0.1016 mm(4 mil)의 두께를 형성하는 방법.
제21항에 있어서, 닙은 0.0762 mm(3 mil)의 두께를 형성하는 방법.
제1항에 있어서, 기부 재료는 상자용 판지, 플라스틱, 폴리머, 목재, 금속,천, 세라믹 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방법.
기부층과,

상기 기부층에 접합된 금속화된 필름을 포함하고,

상기 금속화된 필름은 3차원 환영을 갖는 복수의 스타를 나타내는 용기.
제24항에 있어서, 상기 기부층은 상자용 판지, 플라스틱, 폴리머, 목재, 금속, 천, 세라믹 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 용기.
제24항에 있어서, 금속화된 필름은 기부층을 접착식으로 덮는 용기.
제24항에 있어서, 각 스타는 5개의 점을 가지며, 각 점은 중심부로부터 각 스타의 팁부를 따르는 제1 및 제2 측면으로 양분되고, 인접한 점의 인접한 측면 상의 인접한 복수의 홈이 복수의 제1 홈의 방향으로 정렬되도록, 제1 점의 제1 측면 상에 배치된 복수의 제1 홈은 제1 점의 제2 측면 상의 복수의 제2 홈과 상이한 방향으로 배열되고, 복수의 제1 홈 및 인접한 복수의 홈은 관찰자에 대해 주변 광선을 배향하도록 상호 작동하는 용기.
제27항에 있어서, 제1, 제2 및 인접한 홈 중 적어도 하나는 중심부로부터 대체로 직선으로 따르는 용기.
제28항에 있어서, 복수의 제1 홈은 서로 대체로 평행하고, 복수의 제2 홈은 서로 대체로 평행하고, 복수의 인접한 홈은 서로 대체로 평행하고,복수의 제1, 제2 및 인접한 홈은 0.0127 mm(0.5 mil) 내지 약 1.27 mm(50 mil)로 이격되어 있는 용기.
제28항에 있어서, 복수의 제1, 제2 및 인접한 홈은 0.000127 mm(0.005 mil) 내지 약 0.0127 mm(0.5 mil)의 깊이로 절삭되는 용기.
제28항에 있어서, 복수의 제1, 제2 및 인접한 홈은 복수의 상이한 각으로 절삭되고, 복수의 각은 서로 상이하게 광에 작용하도록 구성되는 용기.
3차원의 효과를 전달하는 스타 패턴을 형성하도록 구성된 스타형 다이이며,

스타형으로 배열된 복수의 금속부를 포함하고, 상기 각 금속부는 복수의 홈을 나타내고, 홈들 중 적어도 하나는 스타형 다이의 중심부로부터 대체로 직선으로 따르고, 스타형 다이는 기판을 음각하기 위해 구성되는 스타형 다이.
제32항에 있어서, 스타형 다이는 5개의 점을 가지며, 각 점은 중심부로부터 스타형 다이의 팁부를 따라 두 개의 절반부로 양분되고, 제1 점의 제1 측면 및 인접한 점의 인접한 측면이 제1 방향으로 배열된 홈을 나타내도록, 복수의 제1 홈은제1 점의 제1 측면 상에 배치되고, 제1 점의 제2 측면 상에서 서로 대체로 평행하게 배치된 복수의 제2 홈과 상이한 제1 방향으로 서로 대체로 평행하게 배열되는 스타형 다이.
제32항에 있어서, 복수의 홈은 약 0.0127 mm(0.5 mil) 내지 약 1.27 mm(50 mil)로 이격되는 스타형 다이.
제32항에 있어서, 복수의 홈은 상이한 각으로 절삭되고 서로 상이하게 광에 작용하도록 구성되는 스타형 다이.
제32항에 있어서, 복수의 금속부는 황동, 철, 강, 구리, 합금 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료인 스타형 다이.
3차원 환영을 나타내는 스타형 패턴을 제작하기 위한 스타형 다이를 형성하는 방법이며,

a) 스타의 일부로써 형성된 복수의 금속부를 제공하는 단계와,

b) 선반 상의 복수의 금속부를 위치시키는 단계와,

c) 커터에 의해 복수의 금속부 내에 대체로 직선인 복수의 홈을 절삭하기 위해, 선반 및 복수의 금속부를 터닝하는 단계와,

d) 선반으로부터 복수의 금속부를 제거하고, 원판을 형성하도록 구성된 스타형 다이로서 복수의 금속부를 조립하는 단계를 포함하는 방법.
제37항에 있어서, 복수의 금속부는 황동, 강, 알루미늄, 합금, 철 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료인 방법.
제37항에 있어서, 선반의 직경은 101.6 cm(40 inch) 내지 약 114.3 cm(45 inch)의 원통형 선반인 방법.
제37항에 있어서, 복수의 금속부는 선반의 외부 에지 상에 위치되는 방법.
제37항에 있어서, 복수의 홈은 광에 상이하게 작용하도록 서로 상이한 각으로 절삭되는 방법.
제40항에 있어서, 상기 상이한 각은 광을 서로 상이하게 회절시키는 방법.
제37항에 있어서, 복수의 홈은 0.000025 mm(0.001 mil) 내지 약 0.0127 mm(0.5 mil)의 깊이로 절삭되는 방법.
제43항에 있어서, 복수의 홈은 0.000127 mm(0.005 mil)의 대체로 수직인 깊이를 형성하는 방법.
제37항에 있어서, 복수의 홈은 외부 에지의 원호 상에서 원형 운동으로 절삭되고, 복수의 홈은 금속부 상에 서로 직선으로 보이는 방법.
제37항에 있어서, 커터는 다이아몬드 칩 커터인 방법.
제37항에 있어서, 복수의 금속부는 10개의 부분이고, 10개의 삼각형 부분 중 제1 부분이 스타의 점을 형성하기 위해 10개의 삼각형 부분 중 제2 삼각형 부분을 경면 반사하기 위해 배열될 수 있도록, 10개의 부분 각각은 대체로 삼각형 형상인 방법.
제47항에 있어서, 상기 10개의 부분은 5개의 점으로 배열되는 경우 스타형 다이를 형성하는 방법.
제47항에 있어서, 제1 삼각형 부분이 인접한 점 상의 인접한 삼각형 부분의 홈과 동일한 방향으로 정렬된 홈을 나타내도록, 제1 삼각형 부분 상에 배치된 복수의 홈은 제2 삼각형 부분 상의 복수의 홈과 상이한 방향으로 배열되는 방법.
제37항에 있어서, 절삭 단계 중에 선반의 외부 에지 상에 복수의 금속부를 해제 가능하게 유지하도록 각각 구성된 복수의 유지 도구를 더 포함하는 방법.
금속 압연 웨브 제품이며,

음각된 복수의 스타를 내부에 형성하는 탄성 중합체 기부와,

상기 탄성 중합체 기부에 접합된 금속층을 포함하고,

상기 금속층 및 탄성 중합체 기부는 금속 필름을 형성하고, 복수의 스타를 나타내기 위해 상호 작동 가능하고, 각 스타는 복수의 홈을 가지며, 복수의 홈 중 적어도 하나는 각 스타의 중심부로부터 대체로 직선으로 따르고, 복수의 홈은 3차원의 회절 광 환영이 금속 필름에 의해 제공되도록, 서로 대체로 평행하게 배치되는 금속 압연 웨브 제품.
제51항에 있어서, 탄성 중합체 기부는 압출된 플라스틱 펠릿인 금속 압연 웨브 제품.
제52항에 있어서, 상기 플라스틱 펠릿은 금속 필름에 컬러 외관을 제공하기 위해 착색되는 금속 압연 웨브 제품.
제51항에 있어서, 탄성 중합체 기부는 0.0508 mm(2 mil) 내지 약 0.1016 mm(4 mil)의 두께를 형성하는 금속 압연 웨브 제품.
제54항에 있어서, 탄성 중합체 기부는 0.0762 mm(3 mil)의 두께를 형성하는금속 압연 웨브 제품.
제51항에 있어서, 금속층은 알루미늄, 주석, 아연 및 이들의 조합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료로 구성되는 금속 압연 웨브 제품.
제51항에 있어서, 금속층은 탄성 중합체 기부 상에 진공 증착되는 금속 압연 웨브 제품.