JP4528486B2 - 平坦材料の処理装置 - Google Patents

Description

本発明は平坦材料を処理する、特に請求項１の前文に従い箔をエンボス加工および／または艶出し加工する装置に関し、装置は少なくとも３つのエンボス加工ロールを備える。

この種の装置は、例えば国際特許出願第００／６９６２２号から知られ、この参考文献は専ら、それぞれ同じ構造を有する複数のロール、特に角錐台形の歯に言及し、ロールの各歯は、別のロールの４つの歯間に係合する一方、追加のロールは、特に紙の割合が大きく、金属化した割合が小さい平坦材料の場合に、エンボス加工の品質を向上させ、ロールの摩耗を減少させる機能を有する。

欧州特許出願第１０７４３８１号によりハンカチまたはトイレット・ペーパなどの線維ウェブをエンボス加工するエンボス加工ステーションは、１つの滑らかな対合ロール、および後者の上にＶ字形の構成で配置された２つのエンボス加工ロールを備える。しかし、このような構成は、艶出し加工をするか、シガレット・ペーパなどの材料に特殊な記号をエンボス加工するには不安定である。というのは、詳細には説明されず、比較的粗い輪郭で図示されているエンボス加工ロールが、この目的を意図していないからである。

欧州特許出願第４９８６２３号は、鋼およびゴム製ロールの対の適用を開示し、鋼製ロール上のノブが、ゴム製ロールの対応する窪みに填る。２対の同じロールまたは同様のロールを適用することも開示されている。ゴム製ロールに窪みがあるこのようなロール対は、精密な細かいエンボス加工および艶出し加工には適さない。というのは、例えば平坦材料が処理後に嵩張る紙などの繊維質材料である包装用箔の処理などに必要だからである。

米国特許第４２８０９７８号は、１つのエンボス加工ロールおよび２つの対合ロールを含み、かみ合いロールがエンボス加工ロールのスパイクに適合する窪みを備えるエンボス加工および穿孔装置を開示している。この装置も、精密な細かいエンボス加工および艶出し加工には不適切である。

米国特許第２２９０６０８号は、金属箔に皺加工し、それによって反射器に適した不規則なパターンを生成する方法および装置を開示している。金属箔が、ペグを設けた２つのロール間、長手方向の溝、波形の溝、またはハニカム構造を通過し、通過するごとに９０°または４５°回転する。この種の装置は、エンボス加工にも艶出しにも適切でなく、適切な材料にセキュリティ機構をエンボス加工するにも不適切である。

さらに本発明の出願人に帰される米国特許第５００７２７１号または米国特許第５５９８７７４号が知られ、これは平坦材料のための２つのエンボス加工ロールを有するエンボス加工装置を開示している。特に、問題の平坦材料は帯または細片であり、その一方面は金属、一般にはアルミで被覆され、その支持体は紙または別の繊維質材料、または例えば合成材料、金属、または複合材料などの箔で構成される。

特に、後者のエンボス加工装置は、包装用材料を艶出し加工し、それと同時にシール、エンブレムなどを型押し加工することができるため、包装産業で使用されている。この状況で、艶出し手段が、表面にミリメートルまたはミリメートル以下の範囲で表面に細かいパターンを提供する。この種の細片または薄板状の包装用材料は、インナーライナとも呼ばれ、例えばタバコ製品、葉巻、食品、チョコレート、チューインガムなどの包装に使用される。

引用した参考文献の米国特許第５５９８７７４号によると、被動ロールは静止状態で支持され、２つのかみ合いロールのうち少なくとも一方は、自由転輪機構であり、エンボス加工ロールの軸線が材料の長手方向および／または接触圧方向および／または移動方向に偏位できるようジャーナル接続される。これによって、歯を相互に精密に係合させ、それによって皺の危険がなく材料を完璧に処理するロールの調節が可能になる。

最後に言及した装置は成功し、それでもサテン仕上げした箔、特に包装用箔が主にアルミで、または主に簡単に折り曲げ可能な紙で構成されている限り、成功している。例えばタバコのパッケージの製造時には、このような包装用材料が、その後に箱に挿入するために、生産プロセスで計数された数のタバコを包む目的で働く。

国際特許出願第００／６９６２２号による最初に言及した装置は、他の方法ではエンボス加工が困難な平坦材料のエンボス加工に、予測された利点を提供したが、ロールは、平坦材料に、見る位置および／または光源に応じて異なる光学的効果を生成する特定の特殊な記号をエンボス加工するため、適切な表面構造を有していないことが判明した。

発明が解決しようとする課題及び課題を解決するための手段

この先行技術を背景にして、本発明の第１の目的は、コピーすることが困難なセキュリティ機構を生成するため、見る位置および／または光源に応じて異なる光学的効果を有する記号を、より高い精度かつ広い多様性で平坦材料にエンボス加工することができるエンボス加工パターン生成装置を提供することである。この目的は、請求項１による装置によって達成される。

本発明の別の目的は、コピーすることが困難なセキュリティ機構を生成するため、見る位置および／または光源に応じて異なる光学的効果を有する記号を、より高い精度かつ広い多様性で広範囲の平坦材料にそれでもエンボス加工することができるよう、請求項１による装置を単純化することである。この目的は、請求項２による装置によって達成される。

さらなる利点および独特の特徴は、従属請求項で定義される。

本発明について、以下で例示的な実施形態の図面に関してさらに詳細に説明する。

図１は、３つのエンボス加工ロールを含む装置１の第１の例示的な実施形態を示し、第１エンボス加工ロール２は第２エンボス加工ロール３およびその後のエンボス加工ロール４と協働し、第１ロール２は駆動システム５によって駆動され、２つの他のロール３および４、つまりかみ合いロールは、歯車などの同期要素によって駆動されず、被動ロールとも同期しないが、媒体６によって駆動される（図１Ａ参照）。

図１Ａで象徴的に図示されるよう、例えば０．００６ｍｍの薄い層で金属被覆した紙などのエンボス加工した媒体６は、垂直方向に、つまり図の頂部から底部へと移動する。

言及した本発明の出願人に帰される参考文献の国際特許公開第００／６９６２２号で開示された装置に対して、３つのエンボス加工ロールは同じ構造を有していない。図１の例示的実施形態では、第１被動エンボス加工ロール２は、先行技術の装置のそれと同じであり、角錐台形の形態で設計された幾つかの歯８を備え、角錐台形の側部は、図１に示すように、エンボス加工ロールの長手方向軸線に対してそれぞれ直角で平行に延在する。この例では、第２エンボス加工ロール３に溝９を設け、これは全周に延在し、被動エンボス加工ロール２の歯８が溝に係合するよう、相互に平行に配置される。溝９の間に形成されたリング１０も、角錐台形の歯８の間に侵入するよう、外方向に先細になり、平坦にされる。

同様に、第３エンボス加工ロール４は、長手方向の溝１１を備えて、その間に長手方向のリブ１２を形成し、後者も、長手方向の溝１１と長手方向のリブが被動エンボス加工ロール２の歯８と協働するような方法で、リング１０と同様に外方向に先細になり、平坦にされる。

銘刻、商標など（以下ではパターンと呼ぶ）の生成は、歯８を備えるエンボス加工ロール２の歯を除去するか、短縮することによって実現される。リング、長手方向のリブはそれぞれ、歯を設けたエンボス加工ロールによって生成されるエンボス加工パターンの外観に影響を及ぼすことができる。歯８またはリング１０または長手方向のリブ１２の変形によって、つまり歯、リングまたは長手方向のリブの側面または縁の高さを変更するか、その上面にパターンを設けることにより、本発明のエンボス加工ロールの組合せは、特定の光学的効果を生成するエンボス加工パターンまたは記号を生成することができ、したがってエンボス加工したパターンは、異なる角度および／または異なる照明状態で見ると変化するか、特定の角度および／または特定の照明状態でしか見えない。そのため、歯、リングまたは長手方向のリブの高さを変化させるか、個々の歯、リング全体またはその一部、およびリング全体またはその一部の設計を、残りの要素の設計と違えてもよい。

図１または図２では、第２および第３エンボス加工ロール３および４が被動エンボス加工ロール２と係合するよう象徴的に図示されているが、常にそうである必要はない。第２、第３エンボス加工ロールがそれぞれ、第１、先行エンボス加工ロール各々のみと係合するか、係合できることも想定できる。さらに、特定の用途では、異なる表面構造を有するエンボス加工ロールを合計で３個以上設けると有利なことがある。また、個々のロールの直径と長さとの両方を変更してもよい。エンボス加工ロールに加えて、軟質ロールを使用してもよい。

図２では、同じ被動ロール２およびエンボス加工ロール３および４を備える第２装置１３が図示され、これはそれぞれリング、長手方向のリングを伴い、エンボス加工ロール３および４の順序は、図１による順序と比較して保存され、長手方向のリブを備えるエンボス加工ロールは、材料６の進行方向で見て、リングを備えるエンボス加工ロールの前に係合する。

図３の例示的実施形態では、装置１４も同じ被動ロール２を備え、その後に図１のようにリング１０を設けたエンボス加工ロール３がある。後続のエンボス加工ロール１５には、エンボス加工ロール２と同じ歯、つまり基部が長手方向軸線に直角で平行に配置された同じ歯８、または図示のように自身に相補的な歯部２８を設ける。

特殊なエンボス加工の生成について既に引用した参考文献の国際特許公開第００／６９６２２号と同様に、それぞれ歯８および窪み２８を設けたエンボス加工ロール２および１５を積極的に同期させると有利である。というのは、図３Ａで歯車２２および２３によって象徴的に示すように、歯車は概ね、電子部品などの本質的に知られている他の同期手段を含む同期要素を表すからである。また、材料がエンボス加工手順で強力な反りを経験する場合、積極的な同期が特に推奨される。

通常、本明細書で意図するエンボス加工のタイプでは、いわゆるピン上・ピン下配列に対応する歯を有するロールの対が選択される。つまり、一方のロールの歯８が他方のロールの窪み２８に填る。図３Ｂ参照。

しかし、特殊な状況では、一方のロールの各歯が他方ロールの４つの歯それぞれの間に相互侵入し、全ての歯が同様に設計され、配置される、いわゆるピン上・ピン上の状態を選択することも考えられる。この場合、示唆された特殊なエンボス加工には、２つのロールの積極的な同期も有利であるが、被動ロール２が静止状態でジャーナル接続され、他方の歯付きロールが、米国特許第５５９８７７４号に関して序文で説明したように自由転輪機構で、ジャーナル接続される運転も可能である。つまり、エンボス加工ロールの輪軸は、材料の長手方向および／または接触圧方向および／または通過方向の両方で偏位することができ、それによって歯を精密に相互係合させるロールの調節が可能になり、したがって皺になる危険を冒さずに材料を完璧に処理することができる。これについては、本発明の出願人に帰される欧州特許第０９２５９１１号でも記載されている。

図３の変形として、図４の例示的実施形態が図示され、ここではロール３および１５の順序が逆転している。図５は、図３および図４の別の変形を示し、図５の装置１７は、図３および図４と同じ被動ロール２および同じエンボス加工ロール１５、さらにリング１０を伴うエンボス加工ロール３を備えるが、エンボス加工ロールが図３とは異なり、積極的に同期されない。

図６では、装置１８が２つのエンボス加工ロール２および１５、さらに長手方向のリブ１２を伴うエンボス加工ロール４を備えるさらなる例示的実施形態が記載されている。

図７および図８は、別の例示的実施形態およびその変形を示し、以前の例の被動ロール２およびエンボス加工ロール１５は、それぞれこの装置１９の第１および第２ロールを構成するが、第３ロールは以前の例とは異なり、比較的滑らかな表面を有するゴム製ロール２０である。図８による装置２１では、ロール１５および２０の順序が逆転している。

図９および図９Ａは、図７の実施形態の変形を示し、２つのエンボス加工ロール２および１５がそれぞれ、同じ歯部８を備える。つまりピン上・ピン上の構成で配置され、２つの非被動ロール１５および２０は、歯車２５、２６および２７を備えるギアによって積極的に同期される。

これらの例に基づき、変形が可能である。したがって、ゴム製ロール２０をリング・ロール３または長手方向にリブがあるロール４の代わりに使用することができる。

さらに、２つのベアリングに対応するベアリング、２つのヨーク７がそれぞれ図に示され、それによってロール輪軸を個々に、グループで、または共通してジャーナル接続できることも示される。

この場合も、エンボス加工ロールは等しい直径および等しい長さを有する必要がないが、第１の例とは異なり、これらが等しくない限り、ロールの直径は、歯車によって同期されている場合はロールの直径が整数比を形成しなければならず、その長さは個々に異なってもよい。

本発明の出願人に帰され、参照により本明細書に明示的に含まれる欧州特許第１０４８３６９号では、エンボス加工ロールの少なくとも１つが、交換可能なユニットに含まれ、したがってベアリング取付台の所定の位置に挿入可能であるエンボス加工装置が示されている。

少なくとも３つのエンボス加工ロールを伴う本発明の装置では、交換可能なユニット内に個々に、またはグループでロールを配置することが特に有利である。というのは、この場合には合理化効果および生態学的利点が特に重要だからである。

以上の開示は、本発明の装置が以下の多くの利点を提供することを示す。
ａ）様々な構造が設けられ、そのうち少なくとも１つのロールが先行技術の歯を備え、少なくとも１つの追加のロールが異なる構造、例えば１つまたは複数の長手方向のリブを備えるか、滑らかなゴム製ロールであるロールを適用することにより、見る角度および／または照明状態に応じてその構造が変化できるよう、細かいエンボス加工をすることができる。それによって、ほとんど偽造ができないセキュリティ機構を生成することができる。
ｂ）３つ以上のロールを適用しているので、紙の繊維が可能な限り最高の方法で破壊され、紙の記憶効果がほとんど中和される。これは、動作している連続したエンボス加工ロールを精密に配置し、それによって光学的に劣化させることなく、既存の非常に細かいエンボス加工パターンでも再エンボス加工できるようにすることによって達成される。
ｃ）包む包装用箔の折り畳み挙動が改善されるので、予め折り畳んだ包装ユニットを箱に挿入する際の問題が解消される。
ｄ）有利な構造により、エンボス加工パターン同士、およびエンボス加工ロール同士の切換えを短縮し、したがって包装機械の停止時間を短縮することができる。
ｅ）装置によって、エンボス加工ロールの構造がロールの屈曲補償を必要としないエンボス加工機を設計することができる。

さらなる試験により、上述した利点の大部分が、図１０または図１１による２つのエンボス加工ロールを供える装置でも獲得できることが判明した。

したがって、図１０で非常に概略的に図示した装置３０は、歯８を伴う第１エンボス加工ロール２、およびリング１０および溝９を備える第２エンボス加工ロール３を備える。さらに、ドライブ５が図示されているが、ヨークは図示されていない。

歯８を伴う第１エンボス加工ロール２および長手方向のリブ１２および長手方向の溝１１を伴う第２エンボス加工ロール４を備えた装置３１が、図１１に図示されている。残りの要素は、先行する装置のそれと同じである。

図１から図９に従ってロール３個のシステムについて言及したことは、図１０および図１１のロール２個のシステムにも相応じて当てはまるが、さらに単純であるという利点がある。処理後に特に困難な材料が丸まるという傾向がある場合は、例えば滑らかなゴム製ロールなどを供えた平滑化装置を追加してもよい。

３つのロールを含む本発明の第１の実施形態の概略斜視図。 エンボス加工した媒体とともに図１の装置の概略断面図。 図１の例の変形を示す。 本発明の装置の第２例示的実施形態を示す。 図３による同期歯車を示す。 歯のピン上・ピン下配列を概略的に示す。 図３の例の変形を示す。 本発明の装置の第３例示的実施形態を示す。 図４の例の変形を示す。 本発明の装置の第４例示的実施形態を示す。 図７の例の変形を示す。 図７の別の変形を示す。 図９の配置構成の同期歯車の断面図。 ２つのエンボス加工ロールを含む別の例示的実施形態を示す。 図１０の実施形態の変形を示す。

Claims (13)

1. 金属被覆されまたは金属性の包装用箔を艶出し加工するための装置にして、少なくとも１つの第１エンボス加工ロール（２）および第２エンボス加工ロール（３、４、１５、２０）を備え、パターンを生成するために、これらのロール間を前記箔が加圧状態で通過することができ、第２エンボス加工ロールの後に少なくとも１つの別の第２エンボス加工ロール（３、４、１５、２０）が続き、これらのロールは第１または第２エンボス加工ロールと協働し、その間にパターン加工した包装用箔（６）が通過することができる装置であって、駆動される第１エンボス加工ロール（２）が、規則的に配置された個々の歯（８）で形成された歯部を備え、少なくとも１つの他の第２エンボス加工ロール（３、４、２０）が個々の歯のない表面構造を備え、追加された前記第２エンボス加工ロール（３、４、１５、２０）の少なくとも１つ（３、４）がリング（１０）または長手方向リブ（１２）を含み、前記リングまたは長手方向リブの切断面が外方向にテーパ付きにされ、かつ平坦にされ、リングまたは長手方向のリブおよびその間の溝（９、１１）の寸法が前記駆動される第１エンボス加工ロール（２）の歯（８）の寸法に一致し、さらに全ての歯が前記リングまたは長手方向リブの間の溝内に係合することを特徴とする装置。
2. 金属被覆されまたは金属性の包装用箔を艶出し加工するための装置にして、少なくとも１つの第１エンボス加工ロール（２）および第２エンボス加工ロール（３、４）を備え、パターンを生成するために、それらのロール間を前記箔（６）が加圧状態で通過することができる装置であって、駆動される第１エンボス加工ロール（２）が、規則的に配置された個々の歯（８）で形成された歯部を備え、第２エンボス加工ロール（３、４）が個々の歯がない表面構造を備え、前記第２エンボス加工ロールがリング（１０）または長手方向リブ（１２）を含み、前記リングまたは長手方向リブの切断面が外方向にテーパ付きにされ、かつ平坦にされ、リングまたは長手方向のリブおよびその間の溝（９、１１）の寸法が駆動される前記第１エンボス加工ロール（２）の歯（８）の寸法に一致し、さらに全ての歯が前記リングまたは長手方向リブの間の溝内に係合することを特徴とする装置。
3. 外観が観察者の見る角度および／または光源の種類および／または位置に応じて変化する記号を生成するため、歯（８）、リング（１０）または長手方向のリブ（１２）の高さおよび／または幾何学的形状および／または表面が、残りの歯（８）、リング（１０）または長手方向のリブ（１２）とは異なるよう設計されることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 追加された前記第２エンボス加工ロールのうち少なくとも１つ（１５）が、駆動される第１エンボス加工ロール（２）と同じ歯部（８）、またはその歯部（８）と相補的な歯部（２８）を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 追加された前記第２エンボス加工ロールのうち少なくとも１つが、滑らかなゴム製ロール（２０）であることを特徴とする請求項１、３、４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記エンボス加工ロールが、同期手段（２２、２３、２４；２５、２６、２７）によって相互に積極的に同期されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の装置。
7. 駆動されていない前記エンボス加工ロール（１５）が、輪軸の長手方向および／またはエンボス加工した材料（６）の接触圧方向および／または移動方向に偏位できるよう、ジャーナル接続されることを特徴とする請求項１、３および４のいずれか１項に記載の装置。
8. 歯（８、２８）を設けたエンボス加工ロール（２、１５）に、エングレービングを施していることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の装置。
9. 積極的に同期されないエンボス加工ロールの場合、ロールが均一または不均一の直径および／または長さを有することを特徴とする請求項１から５、７および８のいずれか１項に記載の装置。
10. 積極的に同期されるエンボス加工ロールの場合、エンボス加工ロールが、均一な直径または整数比を形成する直径を有し、均一または不均一な長さを有することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の装置。
11. 駆動されていないエンボス加工ロールが、個々に、グループで、または共通して駆動されているエンボス加工ロールと係合できることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の装置。
12. エンボス加工ロールのうち少なくとも１つが、ベアリング取付台に挿入可能な交換式ユニットに含まれることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の装置。
13. エンボス加工ロールが、個々に、グループで、または共通して交換式ユニット内に配置されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。

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