TWI651187B - 用於製造陰性壓印工具的方法，陰性壓印工具及以配備有該陰性壓印工具的壓印模組 - Google Patents

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Abstract

一種用於製造欲用以壓印片材元件(60)之陰性壓印工具(6)的方法，該方法包含以下步驟：-提供具有外層(44)之陰性壓印工具(6)，該外層由具有形狀記憶型性質之材料製成，該外層之外面不具有凹槽，-提供陽性壓印工具(5、5’)，該陽性壓印工具之該外面具有至少一個隆凸，該隆凸對應於壓印之後該片材元件(60)上之至少一個所要壓印凸紋，以及-將該陽性壓0印工具(5、5’)與該陰性壓印工具(6)配合，以使得該陰性壓印工具(6)之該外層(44)經受塑性變形，該塑性變形產生與該陽性壓印工具(5、5’)之隆凸(41、41’)形狀互補的至少一個凹槽(42、42’)。

Description

用於製造陰性壓印工具的方法，陰性壓印工具及以配備有該陰性壓印工具的壓印模組
本發明係關於用於製造陰性壓印工具之方法。本發明係關於陰性壓印工具。本發明係關於包含陽性壓印工具及陰性壓印工具之一對壓印工具。本發明亦係關於配備有陰性壓印工具之壓印模組，該壓印模組用於意欲形成包裝之片材元件。
例如印刷、切割或折疊上膠機之片材元件處理機在包裝工業中用來例如印刷、切割或折疊上膠諸如紙板片材之片材元件。此等印刷片材隨後用來製造紙板箱。
例如，平壓型機器執行切割及壓印，然後折疊上膠機執行紙板折片(flap)或切出物(cut-out)之折疊及上膠，以便形成包裝。出於功能原因且尤其為形成預折疊線或出於純粹美學原因，壓印步驟會在紙板片材上強加凸紋。
更確切而言，本發明係關於配備有一對陽性壓印工具及陰性壓印工具之壓印模組，該壓印模組包含此類陰性壓印工具。本發明係關於使用此類一對壓印工具來壓印紙板切出物之方法。
文獻EP 0879197提出切割及平壓印機。切割及壓印工具係插入機器中且用來切出紙板片材。
文獻WO 2014/135265揭示具有旋轉壓印工具之機器。在此種情況下，置於壓印卡盒中之壓印總成配備有上旋轉壓印工具，其平行於下旋轉壓印工具以定位。使用此卡盒來壓印連續紙板帶。
文獻EP 1932657描述用於使用旋轉壓印工具在紙板切出物上壓印盲人點字符號之裝置。在此種情況下，壓印結果為某些包裝箱、尤其是藥劑箱上用於盲人點字訊息之功能性凸紋，以允許該等訊息之觸覺閱讀。
在所有此等狀況下，尤其藉由機械加工來製造陽性壓印工具及陰性壓印工具，其中陽性工具之表面上具有隆凸且陰性工具之表面上具有互補凹槽。因此，若製造商希望製造小系列製品，則每對工具之製造成本不允許此製造以低成本價格用於每一包裝。因此，為製造用於廣泛消費產品之包裝，定製的此等壓印工具僅對例如大約至少50,000至200,000個箱子之大系列製品而言為可負擔的。尤其是大約或小於一千個箱子的小系列製品僅對高價值之產品或在奢侈品行業中係可能的。此外，由於該等工具之製造所需的時間，必須提前很長時間來訂購該等工具。
此外，在製造一對陽性壓印工具及陰性壓印工具時，製造商設法獲得陽性工具之表面上的隆凸與陰性工具之表面上的凹槽之間的最佳形狀匹配，以便在沒有由紙板厚度過量減少而擠壓或壓擠的情況下或至少在此等現象最少的情況下，獲得材料之理想變形。
此外，儘管小心使用用於獲得陰性壓印工具與陽性壓印工具之間的互補凸紋之製造方法，但必須在安裝該對壓印工具之後，在任一或兩個壓印工具於製造包裝期間的眾多連續移動的整個過程中，保持此良好形狀匹配。
本發明之一目標為提供在不限制已知陰性壓印工具的情況下用於製造陰性壓印工具之方法。本發明之另一目標為增加以不同壓印佈置製造包裝之靈活性，以便能夠製造小或中系列包裝。本發明之另一目標為提出用於獲得可適於多個陽性壓印工具之陰性壓印工具的手段，以避免針對在紙板的表面上的凸紋之每一所要的修改去製造全新工具。
根據本發明，此等目標尤其係藉助於用於意欲形成包裝之片材元件的陰性壓印工具來達成，該陰性壓印工具具有外層，該外層由具有形狀記憶型性質之材料製成。
另外，根據本發明，此等目標亦係藉由用於製造意欲用以壓印片材元件之陰性壓印工具的方法來達成，該方法包含以下步驟：-提供具有外塗層之陰性壓印工具，該外塗層由具有形狀記憶型性質之材料製成，該陰性壓印工具之外面不具有凹槽，-提供陽性壓印工具，該陽性壓印工具之外面具有至少一個隆凸，該隆凸對應於壓印之後片材元件上之至少一個所要壓印凸紋，以及-將陽性壓印工具與陰性壓印工具配合，以使得陰性壓印工具之外層經受塑性變形，該塑性變形產生與陽性壓印工具上之隆凸形狀互補的至少一個凹槽。
此製造方法尤其應用於陰性壓印工具或已給定初始開始形狀之陰性壓印工具(其周邊面不含凹槽)之首次使用。
貫穿本說明書，作為非限制性實例，壓印係定義為藉由在具備一或多個凸形或隆凸之陽性成型物(亦即陽性工具)與具備一或多個凹形或凹槽之陰性成型物(亦即陰性工具)之間壓擠對片材元件進行的機械變形之任何操作。因此壓印可為習知壓印、開槽、壓折或其他。
作為非限制性實例，具有形狀記憶型性質之材料係定義為能夠自初始形狀變至最終形狀之可變形材料。具有形狀記憶型性質之材料亦具有在其經受取決於材料之類型的特定條件的情況下恢復其初始形狀之能力。
作為非限制性實例，片材元件係定義為呈如下形式之元件：諸如紙、扁平紙板、波紋紙板、層壓波紋紙板或可撓性塑膠之片材、板材、連續腹板，該可撓性塑膠例如聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、雙軸定向聚丙烯(BOPP)、其他聚合物或其他材料。作為非限制性實例，扁平支撐件係定義為意欲形成切出物，然後在折疊上膠之後形成包裝箱之片材。
換言之，此方法允許非常迅速地製造陰性工具，而相對於大約數十萬個包裝之大系列製品而言，不比如今之情況更顯著地增加每一包裝之成本價格。
此外，根據本發明，此等目標亦係藉由用於製造意欲用以壓印片材元件之陰性壓印工具的方法來達成，該方法包含以下步驟：-提供具有外層之陰性壓印工具，該外層由具有形狀記憶型性質之材料製成，該陰性壓印工具之外面包含至少一個凹槽， -將陰性壓印工具之外面置於選定條件下，以使得該外面再次變為不含凹槽的，-提供陽性壓印工具，該陽性壓印工具之外面具有至少一個隆凸，該隆凸對應於壓印之後片材元件上之至少一個所要壓印凸紋，-將陽性壓印工具與陰性壓印工具配合，以使得陰性壓印工具之外層經受塑性變形，該塑性變形產生與陽性壓印工具之至少一個隆凸形狀互補的至少一個凹槽。
此製造方法尤其應用於壓印工具之二次使用或後續使用，該壓印工具最初具有對應於先前使用之形狀，亦即，具有具備凹槽之周邊面。
較佳而言，該材料係選自形狀記憶金屬合金及具有形狀記憶型性質之聚合物材料。例如，由將陰性壓印工具之外面置於選定條件下組成(亦即轉換)之步驟可藉由加熱、UV輻射或其他方法來進行。
此解決方案尤其相對於先前技術具有如下優點：確保陽性壓印工具之隆凸與由陰性壓印工具之外面的變形形成之凹陷之間的非常精確及因此尤其嚴格的形狀匹配。
因此，利用相同陰性壓印工具在片材元件上進行定製壓印凸紋，其中尤其可改變開槽或壓印之線或任何其他幾何形式之佈置、形狀、長度、寬度、深度。
此外，藉由製造單一陰性壓印工具，包裝製造商可能獲得用於片材元件的可能凹槽及因此可能凸紋之無限範圍。此外，製造陰性壓印工具之方法十分簡單且實行快速，以使得一對壓印工具之總體成本價格大致上降低一半，且基本上僅等於陽性壓印工具之總成本價格，因為相同陰 性壓印工具已變得可適於許多組態。
本發明亦係關於扁平陰性壓印工具，其形成用於平壓機之工具以用於意欲形成包裝之壓印片材元件，該扁平陰性壓印工具包含板材，該板材具有由形狀記憶材料製成之外層。
此外，本發明亦係關於旋轉陰性壓印工具，其用於壓印意欲形成包裝之片材元件，該旋轉陰性壓印工具包含由形狀記憶材料製成之外帶材或包含由形狀記憶材料製成之外層。
應理解，實際上，用於陰性壓印工具之此自適應解決方案可用於扁平壓機工具及旋轉工具。
因此本發明亦係關於用於諸如紙板切出物之片材元件的一對壓印工具，該對壓印工具包含：陽性壓印工具，該陽性壓印工具之外面具有對應於壓印之後片材元件上之所要壓印凸紋之隆凸；以及陰性壓印工具，諸如以上所定義彼等工具中之一者，該陰性壓印工具具有與陽性壓印工具相容之形狀及尺寸。
總之，本發明亦係關於包含陰性壓印工具或一對壓印工具的壓印模組。本發明係關於用於意欲形成包裝之片材元件的處理機，該處理機包含陰性壓印工具或一對壓印工具或壓印模組，諸如以上描述之彼等者。該機器具有如下類型：折疊上膠機、平板模切機、用於印刷及處理連續腹板之機器，或其他類型。
E‧‧‧入口
F‧‧‧箭頭
S‧‧‧出口
A1‧‧‧箭頭
A2‧‧‧箭頭
A3‧‧‧箭頭
5‧‧‧旋轉工具/工具/旋轉陽性壓印工具/陽性工具/陽性壓印工具/第一陽性壓印工具
5’‧‧‧第二陽性壓印工具
6‧‧‧旋轉工具/工具/旋轉陰性壓印工具/陰性工具/陰性壓印工具/第一陰性壓印工具/第二陰性壓印工具
10‧‧‧進料站
20‧‧‧破碎機模組
30‧‧‧模組/壓印模組
40‧‧‧折疊模組
41‧‧‧銷釘/第一隆凸/隆凸
41’‧‧‧第二隆凸/隆凸
42‧‧‧凹槽/凹陷
42’‧‧‧凹陷
43‧‧‧板材/金屬板材
43’‧‧‧板材
44‧‧‧板材/板材或外層
50‧‧‧接收站
60‧‧‧紙板切出物
61‧‧‧壓印
參考隨附圖式，根據非限制性示範性實施例之以下描述，將更好地理 解本發明，且將更清楚地顯現本發明之各種優點及特性，該等圖式中：-圖1為自相對於紙板切出物之傳送方向的左側觀察之折疊上膠機的示意圖，-圖2為例示一對陽性壓印工具及陰性壓印工具之實例之視圖，其中陰性壓印工具係根據本發明來製造，-圖3至10展示根據本發明之第一陰性壓印工具之製造步驟，其使用步驟，然後其對另一輪廓之調適步驟，以便製造不同於第一壓印工具之第二壓印工具。
圖1描繪折疊上膠機，其例示本發明之可能應用。在此實例中，紙板切出物經由入口E到達折疊上膠機中且在出口S處以折疊箱形式卸載，其係沿紙板切出物之傳送路徑來處理，該紙板切出物之傳送方向由箭頭F指示。折疊上膠機自入口E至出口S依次包含進料站10、破碎機模組20、稱為「壓印模組」之模組30、折疊模組40及接收站50。
壓印模組30之功能係藉助於一對旋轉工具5及6將凸紋機械地印壓至穿過折疊上膠機之紙板切出物上。此等凸紋成型物可例如構成用於將來在此等線處折疊之折疊線，或構成由此印刷之盲人點字符號，或構成用於裝飾目的之凸紋中的圖形符號。
圖2例示根據本發明之一對工具5及6的實例。工具5及6包含旋轉陽性壓印工具5及旋轉陰性壓印工具6。陽性工具5由滾筒組成，該滾筒之周邊表面插設有銷釘(或隆凸)41。陰性工具6由滾筒組成，該滾筒之周邊表面印壓有凹槽(或凹陷)42。陽性壓印工具5具有與陰性壓印工具6 相容之形式及尺寸。在盲人點字印刷期間，銷釘41穿透紙板之厚度以形成盲人點字符號。
有利地，銷釘41及凹槽42係藉由呈繞各別圓柱形工具5、6纏繞之帶材形式的各別板材43、44來運載，以形成外面。
根據本發明，陰性工具6之板材44由形狀記憶材料製成。
該材料係選自：形狀記憶金屬合金，例如CuAlNi、CuZnAl及NiTi型合金；具有形狀記憶型性質之聚合物，諸如例如膨脹PVC或TPU；或其他材料。
然而，陽性工具5仍然藉助於諸如實心鋼之帶材或板材的金屬板材43製成，該金屬板材43經機械加工來在其表面上製造所要突出凸紋，該突出凸紋由較大或較小程度的點狀或線性、連續或不連續隆凸等組成。
圖3至10例示製造根據本發明之第一陰性壓印工具之製程，該第一陰性壓印工具用於壓印紙板切出物之用途，以及用於製造具有與第一陰性壓印工具不同的凸紋之第二陰性壓印工具的方法。
為製造第一陰性壓印工具，步驟由提供第一陽性壓印工具5組成，該第一陽性壓印工具5之板材43界定第一隆凸41(圖3)。另一步驟由提供根據本發明之陰性壓印工具6組成，該陰性壓印工具6之板材或外層44由形狀記憶材料製成且此處展示為由光滑外面所指示的未變形開始形狀。
然後，在第二跟隨步驟(圖4)中，使板材43抵靠板材44(箭頭A1)，施加力以使得隆凸41穿透板材44且在板材44之表面中及厚度的 一部分中產生呈凹陷形式之變形。操作板材43與板材44之間的此相對移動，例如，直至板材43及板材44在隆凸41之任一側上接觸。藉由例如在周圍溫度下執行之此變形操作，在陰性壓印工具6之表面中形成凹陷42(圖4及5)，該凹陷42在形狀上與陽性壓印工具5之隆凸41的形狀系統地且精確地互補。凹槽42亦可取決於材料而在其他條件下形成。
因此，獲得第一陰性壓印工具6，該第一陰性壓印工具6現在可按需要經常與第一陽性壓印工具5配合使用。因此，藉由使兩者一起合攏(箭頭A2)，然後藉由在由變形獲得之第一陰性壓印工具6與陽性壓印工具5之間壓縮紙板切出物60，紙板切出物60受壓印且變形為根據圖5及6之壓印61的形狀。
當指定系列之紙板切出物60的壓印操作完成且有必需切換至以另一形狀進行壓印時，藉由首先恢復板材44之表面的初始、光滑形式來製造第二陰性壓印工具。為此，如圖7及8所示，步驟由使陰性壓印工具6達到足夠高以超過構成板材44之形狀記憶材料的轉變溫度之溫度組成。例如，在移除該對壓印工具5及6之後，將陰性壓印工具6置放於受熱烘箱中以達此目的。亦可提出藉由輻射來施加熱。以此方式，將凹陷42抹除，因為板材44之形狀記憶材料恢復其初始形式，即不具有凹槽之表面。
此恢復陰性壓印工具6之開始形式允許以另一形狀及/或另一凸紋來施加紙板切出物60之新系列變形。圖9及10展示用於製造根據本發明之第二陰性壓印工具的方法。
為製造第二陰性壓印工具，步驟由提供第二陽性壓印工具5’組成，該第二陽性壓印工具5’之板材43’界定具有與第一隆凸41(圖 3)不同的形狀之第二隆凸41’(圖9)。另一步驟由提供由上述加熱製程產生的陰性壓印工具6組成，該陰性壓印工具6之板材44具有光滑外表面(圖9)。
然後，在補充步驟(圖10)中，使板材43’抵靠板材44(箭頭A3)，對隆凸41’施加足夠的力以穿透板材44且在板材44之表面中及厚度的部分中產生呈凹陷形式之變形。操作板材43’與板材44之間的此相對移動，例如，直至板材43’及板材44在隆凸41’之任一側上接觸。藉由在周圍溫度下執行此變形操作，在陰性壓印工具6之表面上形成凹陷42’(圖10)，該凹陷42’在形狀上與第二陽性壓印工具5’之隆凸的形狀系統地且精確地互補。
因此，獲得第二陰性壓印工具6，該第二陰性壓印工具6現在可按需要經常與第二陽性壓印工具5’配合使用。
本發明亦係關於壓印意欲形成包裝之片材元件的方法，其中利用選自本文所描述之彼等者的一對壓印工具來執行用於片材元件之壓印操作。
在上述壓印方法中，片材元件較佳為紙板切出物，其為扁平紙板、波紋紙板或具有扁平紙板及波紋紙板之多層紙板。
本發明不限於所描述及所例示之實施例。可在不脫離由申請專利範圍之範疇所界定之構架的情況下進行許多修改。

Claims (11)

  1. 一種用於製造意欲用以壓印一片材元件(60)之一陰性壓印工具(6)的方法，該方法包含以下步驟：提供具有一外層(44)之一陰性壓印工具(6)，該外層由具有形狀記憶型性質之一材料製成，該外層之外面不具有凹槽，提供一陽性壓印工具(5、5’)，該陽性壓印工具之該外面具有至少一個隆凸，該隆凸對應於壓印之後該片材元件(60)上之至少一個所要壓印凸紋，以及將該陽性壓印工具(5、5’)與該陰性壓印工具(6)配合，以使得該陰性壓印工具(6)之該外層(44)經受一塑性變形，該塑性變形產生與該陽性壓印工具(5、5’)之隆凸(41、41’)形狀互補的至少一個凹槽(42、42’)。
  2. 一種用於製造意欲用以壓印一片材元件(60)之一陰性壓印工具(6)的方法，該方法包含以下步驟：提供具有一外層(44)之一陰性壓印工具(6)，該外層由具有形狀記憶型性質之一材料製成，該外層之外面包含至少一個凹槽，將該陰性壓印工具(6)之該外面置於選定條件下，以使得該外面再次變為不含凹槽的，提供一陽性壓印工具(5、5’)，該陽性壓印工具之該外面具有至少一個隆凸(41、41’)，該隆凸對應於壓印之後該片材元件(60)上之至少一個所要壓印凸紋(42、42’)，將該陽性壓印工具(5、5’)與該陰性壓印工具(6)配合，以使得該陰性壓印工具(6)之該外層(44)經受一塑性變形，該塑性變形產生與該陽性壓印工具之至少一個隆凸(41、41’)形狀互補的至少一個凹槽(42、42’)。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該材料係選自形狀記憶金屬合金及具有形狀記憶型性質之聚合物材料。
  4. 一種如申請專利範圍第1或2項之意欲用以壓印一片材元件(60)之一陰性壓印工具(6)，其中該外層(44)由具有形狀記憶型性質之一材料製成。
  5. 如申請專利範圍第4項之工具，其中該材料係選自形狀記憶金屬合金及具有形狀記憶型性質之聚合物材料。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之工具，其特徵在於：該工具為扁平的且形成用於一平壓機之一工具。
  7. 如申請專利範圍第4或5項之工具，其特徵在於：該工具具有一圓柱形外回轉面且形成一旋轉陰性壓印工具(6)。
  8. 一種用於一片材元件(60)的一對壓印工具，其包含：一陽性壓印工具(5、5’)，該陽性壓印工具之該外面具有隆凸(41、41’)，該等隆凸對應於壓印之後該片材元件(60)上之所要壓印凸紋(42、42’)；以及根據申請專利範圍第4至7項中任何項之一陰性壓印工具(6)。
  9. 一種用於意欲形成包裝之片材元件的壓印模組，其包含根據申請專利範圍第8項的一對壓印工具。
  10. 一種用於意欲形成一包裝之一片材元件(60)的壓印方法，其中使用根據申請專利範圍第8項的一對壓印工具來進行壓印該片材元件(60)之操作。
  11. 一種片材元件處理機，其包含根據申請專利範圍第8項的一對壓印工具。
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