ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ, ПРОЯВЛЯЮЩЕЕСЯ НА УПАКОВКЕ Российский патент 2011 года по МПК B41M3/00 B65D5/00 

Изобретение относится к упаковке, которая имеет изображение голографического типа, по меньшей мере, на части своей внешней поверхности и к процессу получения этого голографического изображения, которое расположено на внешней поверхности упаковки. Более конкретно это изобретение направлено на получение голографического изображения на бумаге, картоне, полимерах и соответствующих подложках, которые могут быть использованы для упаковки изделий.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Голограммы использовались для улучшения внешнего вида упаковки на протяжении многих лет. Они формировались на ярлыках и подложках, которые наносились и использовались в качестве слоя на поверхности упаковок, таких как картон. Однако традиционное голографическое изображение на упаковках является дорогостоящим и обычно требует создания голограммы, содержащей многослойную пленку и соединение этой пленки с поверхностью упаковки. Это требует нескольких этапов обработки и дорогостоящих материалов. Было бы более эффективно и менее дорого формировать голограмму на упаковочном материале совместно с впечатыванием другого изображения и информации на упаковочном материале.

В патенте US 5889598 раскрыто впечатывание голограммы на поверхности, за которым следует печать другого изображения на той же самой поверхности. Голографический рисунок вытесняется на поверхности, за этим следует металлизация поверхности голографического рисунка, за которой, в свою очередь, следует разрезание поверхности на листы для последующего печатания другого изображения и информации. Этот процесс требует последовательной металлизации тисненного голографического рисунка. Металлизация выполняется относительно медленным вакуумным напылением. Патент US 5003915 раскрывает формирование голограммы непосредственно на заданном крае бумажного листа или другом листовом материале. Однако после рельефного тиснения голографического рисунка требуется этап металлизации голографической поверхности, который может быть получен парофазным осаждением, чтобы получить преломляющую пленку или отражающий слой на голограмме. Эта голограмма может быть покрыта защитным слоем. Патент US 6979487 раскрывает печатание текстурированного шаблона на подложке. Отражающая краска или фольга может быть нанесена или припрессована на этот текстурированный слой шаблона. Это производит эффект глубины и пространства. Это интересно, но не раскрывает этап создания голограммы. Этот процесс был бы не работоспособен для создания голографического изображения. Патент US 6638386 раскрывает способ формирования голографического изображения или изображения дифракционной решетки на композитном листе и последующее прикрепление этого листа к подложке. Он включает в себя операцию раздельного формирования голограммы на композитном листе и прикрепления этого композитного листа на подложке, чтобы получить окончательную голограмму на упаковке или другом предмете. Все эти способы имеют разные недостатки. Однако все они малоэффективны по сравнению с голограммами на упаковочной поверхности, полученные представленным способом.

Представленный способ создает голографическое изображение непосредственно на упаковочной поверхности исключительно посредством этапов печатания. К тому же не требуются последующие этапы металлизации. Такие этапы, которые обычно включают в себя парофазное осаждение металла, такого как алюминий, на поверхность голограммы, относительно медленны по сравнению со способами печатания и требуют специальное оборудование. В представленном способе голографическое изображение получается на подложке исключительно посредством использования способов и оборудования для печати.

КРАТКАЯ СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Представленное изобретение содержит голографическое изображение непосредственно на упаковочном материале и способ создания этого голографического изображения непосредственно на упаковочном материале. Способ содержит этапы, на которых предусматривают наличие бумаги, картона или полимерной поверхности, которые, в одном варианте осуществления, могут быть, по существу белой картонной поверхностью, наносят покрытие на, по меньшей мере, часть этой поверхности полимерного покрытия, отверждаемого под действием излучения, которое содержит частицы металла, отверждение этого полимерного покрытия, отверждаемого под действием излучения, покрытие отвержденного полимерного покрытия, отверждаемого под действием излучения, содержащего частицы металла, отверждаемым под действием излучения и по существу прозрачным полимерным покрытием, соприкосновение этого отверждаемого под действием излучения по существу прозрачного покрытия с негативом голограммы на прокладке и, по меньшей мере, частичное отверждение под действием излучения отверждаемого покрытия, пока прокладка, несущая негатив голограммы, находится в соприкосновении с этим покрытием. Комбинация этих двух покрытий и негатива голограммы создает голографическое изображение в областях, где также есть базовое покрытие из металлических частиц. Эффективное голографическое изображение формируется с помощью техники, по меньшей мере, частичного отверждения по существу прозрачного покрытия, отверждаемого под действием излучения, пока прокладка находится в соприкосновении с этим покрытием.

В предпочтительном варианте осуществления по существу стопа белой картонной массы, содержащая заготовки для производства картонной коробки, на первом этапе, покрывается на, по меньшей мере, часть своей поверхности покрытием, которое содержит частицы металла, это покрытие отверждается, одно или более изображений и/или информационных слоев затем покрываются отвержденным слоем с металлическими частицами и каждый отверждается, покрываются эти изображения и/или информационные слои по существу прозрачным покрытием, отверждаемым под действием излучения, и соприкасается это по существу прозрачное покрытие, отверждаемое под действием излучения, с прокладкой, которая содержит негатив голограммы, и, по меньшей мере, частичное отверждаемое под действием излучения покрытие, пока прокладка соприкасается с отверждающим покрытием под действием излучения. В этом предпочтительном варианте осуществления покрытие наносится на картонную массу, используя способы печати. Предпочтительный способ представляет собой использование флексографической печати. Но могут быть использованы и другие коммерчески доступные способы печати и оборудование.

После того как бумажная или картонная масса была подвергнута печати и она содержит голограмму, ее окончательно формируют в упаковку. Обычно бумажная или картонная масса будет сформирована в непрерывный лист. Бумажная или картонная масса может быть использована непосредственно для изготовления упаковок или может быть сформирована в картонные коробки. Чтобы изготовить картонные коробки, непрерывный лист будет сформирован в отдельные картонные заготовки. Картонные заготовки отправляют в место, где продукт должен быть упакован и помещен в накопитель машины, изготавливающей и наполняющей картонные коробки. Картонные коробки, содержащие продукт, заполняются продуктом, запечатываются и затем обычно помещаются в гофрированных погрузочных картонных коробках.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение будет описано теперь более подробно в предпочтительных вариантах осуществления. Могут быть сделаны изменения, касающиеся материалов голограммы и способов их производства, однако такие материалы и способы будут находиться в пределах концепций, описанных здесь.

Материал подложки, на котором сформирована голограмма, представляет собой, в предпочтительном варианте осуществления, бумажный материал, который включает в себя различные сорта бумаги и картона. Однако могут быть использованы пластики и другие материалы подложки. Если речь идет о бумаге, то бумажный материал в этом предпочтительном варианте осуществления будет иметь толщину около от 0,001 дюйма (0,00254 см) до 0,005 дюйма (0,0127 см), и если речь идет о картоне, он будет иметь толщину около от 0,010 дюйма (0,0254 см) до 0,050 дюйма (0,127 см). Пластики и другие материалы подложки будут иметь диапазон толщин. Материал подложки может быть в сущности любого цвета или оттенка. Однако желательно, чтобы материал подложки находился в пределах от коричневого цвета картона до белого. Если цвет белый, то желательно, чтобы белизна материала подложки была примерно TAPPI. Белизна - примерно 70 или выше, желательно - около от 75-95. Материал подложки может быть CCNB (Clay Coated News Back) использованным повторно картоном или SBS (Solid Bleach White Sulfate) картоном, не бывшим в употреблении. Предпочтительны материалы подложки белого или светлого цвета. Предпочтительные способы для формирования голограммы на материале подложки являются способами печати, такими как способы флексографической печати. Способы флексографической печати были признаны наиболее полезными. В этом способе материал подложки подается к набору валов, обычно первому набору валов, которые покроют материал подложки отверждаемым под действием излучения термопластическим полимерным составом, содержащим частицы металла с размером частиц от 5 до 40 микрон, предпочтительно примерно от 10 до 25 микрон. Подходящие металлические частицы включают в себя алюминий, серебро и цинк. Они наносятся с применением растворителя/смеси полимерного наполнителя. Подходящие покрывающие составы являются ULTRASTAR UV FP-8209 flexo серебром, имеющим содержание металлических частиц 3,25%, наносятся с помощью 200-300 анилоксовых флексографических валов. Другим подходящим покрывающим составом является ULTRASTAR UV SP-8700 трафаретное печатное серебро с содержанием пигмента 2,5%, наносимое с использованием Rotomesh 150-250 линий сетки трафарета. Анилоксовый флексографический вал наносит влажное полимерное пленочное покрытие толщиной примерно 2-12 микрон, в то время как Rotomesh сетчатый шаблон покроет мокрым полимерным пленочным покрытием с толщиной примерно 12-20 микрон. По существу подойдет мокрое пленочное покрытие толщиной 1-40 микрон. Вязкость полимерного покрытия составит примерно 150-350 сантипуаз. ULTRASTAR продукция доступна из Eckhart America LP, Peinsville, Ohio. Это покрытие может быть на всей поверхности материала подложки, но по соображениям экономии его наносят только на области, которые содержат голограмму. Это обычно составит менее 50% поверхности материала подложки.

Перед нанесением отверждаемого под действием излучения термопластика, содержащего частицы металла, можно нанести грунтовку на материал подложки, который обычно будет бумагой или картоном. Она герметично уплотнит материал подложки и обеспечит лучшую основу для отверждаемого под действием излучения термопластичного полимера, содержащего частицы металла. Это грунтовочное покрытие может быть акриловым лаком на водяной основе. Также используется вместо грунтовки ламинирование полиэтиленовой терефталатовой (PFT) пленки, которая может иметь белую поверхность с TAPPI Белизной от 75 до 95.

После нанесения и отверждения под действием излучения отверждаемого термопластического полимера, содержащего частицы металла, на подложке может быть напечатано изображение или информационный материал. Отверждение под действием излучения обычно будет выполняться с использованием широко применяемых 300-ваттных ультрафиолетовых ламп. Они выбираются с излучением в диапазоне длин волн, в зависимости от полимера, который должен быть применен. Излучение пучка электронов также может быть использовано. Однако ультрафиолетовое излучение предпочтительнее. Впечатывание изображения и информационного материала, при необходимости использования, обычно будет проходить в несколько этапов печати, поскольку потребуются разные печатные валы (печатные цилиндры) для каждого цвета изображения. Используемые типографские краски желательно должны быть красками ультрафиолетовой сушки, которые могут быть высушены за несколько секунд с помощью 300-ваттных ультрафиолетовых ламп. На материале подложки не впечатывают изображение и информационный материал в областях, где должна быть голограмма. В этих областях будет нанесено отвержденное металлическое покрытие. Это необходимо для применения эффективной голограммы на последующем этапе.

На следующем этапе материал подложки с вышеупомянутыми отвержденными покрытиями покрывается по существу прозрачным отверждаемым под действием излучения покрытием. Желательно это покрытие с сильным блеском и 100% отверждаемое под действием излучения. Вязкость будет в диапазоне около 150-350 сантипуаз. Прикладываемый вес составляет примерно от 0,04 lbs (18,1 гр/см) до 0,12 lbs (54,4 гр/см) на 1000 квадратных футов (93 м²). Подходящим покрывающим материалом является CORKCURE 1093RHG-10 от Cork Industries, Inc. в Foxcroft, Pennyslvania. Это ультраблестящее нерастворимое покрытие для литографического и флексографического покрывающего оборудования. Это 100% отверждаемое ультрафиолетовым излучением покрытие, имеющее вязкость 210(+/-20) сантипуаз. Оно наносится на материал подложки на последнем этапе набором флексографических валов. Оно наносится при весе 0,06 lbs (27,2 гр/см) - 0,09 lbs (41 гр/см) на каждые 1000 квадратных футов (93 м²). Оно отверждается при 150 футах за минуту с использованием 300-ваттных ультрафиолетовых источников. Как только последнее покрытие материала подложки будет нанесено, а предыдущее будет отверждено, покрытие соединяется с негативом голограммы. Этот негатив голограммы представляет собой микрорешетку, которая расположена на прокладке, являющейся частью флексографического вала, который обычно является последним валом. На нем может быть больше чем одна прокладка. Прокладка представляет собой довольно прозрачный пластик, такой как термопластик. Подходящий материал для прокладки - это полипропилен. Однако могут быть использованы и другие по существу прозрачные полимерные материалы, такие как полиэтилен терефталат. По существу прозрачное отверждаемое под действием излучения покрытие, по меньшей мере, частично отверждается, когда прокладка соприкасается с этим покрытием, причем отверждение заканчивается сразу после контакта с этим покрытием. Может быть нанесено защитное покрытие поверх покрытия, соприкасающегося с голограммой, пока эта голограмма не подвергается воздействию.

Допуская, что покрытый и содержащий голограмму материал подложки - это тот, который должен быть использован, чтобы изготовить упаковочные коробки, декоративный материал подложки после операций печати подается на формовочную машину картонной заготовки. Эта машина формирует картонные заготовки путем нарезки материала подложки на отрезки и обрезания кромок, чтобы сформировать складные клапаны. Ослабленные места сложения также формируются, чтобы складывать панели и концы складываемых клапанов в картонной коробке. Складываемые клапаны формируют концы картонной коробки. Эти картонные заготовки могут быть загружены в накопитель машины, изготавливающей картонные коробки, которая находится в одном потоке с оборудованием, изготовляющим первичную упаковку, которая затем должна быть упакована в картонную коробку. Первичная упаковка может быть тюбиком, бутылкой или любым другим контейнером, или продуктом самим по себе, если продукт твердый. Это годится при упаковке зубных паст.

Основная система для UV отвержения основана на полиакрилатах и мономерах и отверждена посредством полимеризации свободных радикалов. Полиакрилаты и мономеры являются высококипящими, что уменьшает VOC загрязнение (загрязнение летучими органическими соединениями (VOC)). Эти системы включают в себя пигменты, олигомеры, химически активные полиакрилаты, мономеры, которые обычно являются многофункциональными, фотоинициаторы и наполнители. UV энергия абсорбируется фотоинициаторами, чтобы получить свободные радикалы, которые в свою очередь инициируют полимеризацию полиакрилатов и мономеров. Подходящие фотоинициаторы включают в себя производные бензойной смолы, кетали бензойной смолы, производные ацетофенона и бензофеноны. Особые акрилатные системы выбраны для особого способа, в зависимости от совместимости с другими компонентами, скорости требуемого отверждения и конечного выхода продукции. Подходящие системы для UV отвержения, использующие акрилатные химические составы, раскрыты в Патенте US 3418292, который введен здесь полностью путем ссылки. Катионные отверждающие системы также могут быть использованы. Они основаны на виниловых эфирах и эпоксидных смолах для олигомеров, химически активных смолах и мономерах. Однако системы, основанные на акрилатных химических составах, предпочтительнее.

Другая система, которая может быть использована, - это электронно-лучевое отверждение. Составы для электронно-лучевого отверждения основаны на акрилатных химических составах, подобных составам с индуцированной полимеризацией свободных радикалов. Основная разница заключается в том, что не используется фотоинициатор. Пучок электронов вызывает акрилатные двойные связи, чтобы прямо расщепить формирующие свободные радикалы, которые инициируют полимеризацию. Хотя быстрое отверждение и имеет слабый запах, существуют недостатки обработки, заключающиеся в том, что отверждение должно быть выполнено в бескислородной атмосфере. Кислород подавляет формирование свободных радикалов. Это требует использования инертного газа. Электронно-лучевые системы раскрыты в Патенте US 3948739, который введен здесь полностью путем ссылки.

Заготовка картонной коробки имеет голограмму, содержит материал подложки с внутренней поверхностью и внешней поверхностью. Внешняя поверхность имеет покрытие с металлическими частицами, а также от нуля до одного или более красочного покрытия, нанесенного поверх части металлической поверхности, и по существу прозрачное отверждаемое под действием излучения покрытие, нанесенное поверх красочного покрытия. При этом голограмма формируется в отверждаемом под действием излучения покрытии в области с подвергающимся воздействию нижележащим металлическим покрытием в качестве подлежащего отверждению под действием излучения отверждаемого покрытия. Предложенное голографическое изображение на упаковке обеспечивается исключительно посредством этапа печати, что обеспечивает повышение эффективности и скорости формирования голограммы, а также снижение стоимости ее получения. 2 н. и 19 з.п. ф-лы.

1. Заготовка картонной коробки, имеющая голограмму, содержит материал подложки с внутренней поверхностью и внешней поверхностью, причем внешняя поверхность имеет сверху покрытие с частицами металла вплоть до примерно 100% своей поверхности; от нуля до одного или более красочного покрытия поверх части металлической поверхности и, по существу, прозрачное отверждаемое под действием излучения покрытие поверх от нуля до одного или более красочных покрытий, при этом голограмма формируется в отверждаемом под действием излучения покрытии в области с подвергающимся воздействию нижележащим металлическим покрытием в качестве подлежащего отверждению под действием излучения отверждаемого покрытия.

2. Заготовка по п.1, в которой материал подложки выбран из группы, состоящей из бумаги, картона или термопластика.

3. Заготовка по п.2, в которой материал подложки имеет, по существу, белую поверхность.

4. Заготовка по п.2, в которой металлическая поверхность представляет собой металлическое покрытие и содержит металл, выбранный из группы, состоящей из алюминия, серебра и цинка.

5. Заготовка по п.1, в которой металлическое покрытие представляет собой отверждаемое под действием излучения термопластичное покрытие.

6. Заготовка по п.5, в которой металлическое покрытие представляет собой отверждаемое с помощью ультрафиолетового излучения.

7. Заготовка по п.5, в которой металлическое покрытие представляет собой отверждаемое с помощью пучка электронов.

8. Заготовка по п.1, в которой существенно прозрачное отверждаемое под действием излучения покрытие представляет собой отверждаемое с помощью энергии ультрафиолетового излучения.

9. Заготовка по п.5, в которой, по существу, прозрачное отверждаемое под действием излучения покрытие представляет собой покрытие, отверждаемое с помощью пучка электронов.

10. Способ изготовления декоративной упаковки, который включает в себя этапы, на которых обеспечивают материал подложки, имеющий внутреннюю и внешнюю поверхность, причем внешнюю поверхность для формирования внешней поверхности картонной коробки покрывают вплоть до примерно 100% внешней поверхности отверждаемым под действием излучения покрытием, содержащим частицы металла путем взаимодействия отверждаемого под действием излучения покрытия, содержащего покрытие с металлическими частицами, с излучением, наносят покрытия, содержащие от нуля до одной или более красок, на, по существу, часть отверждаемого под действием излучения покрытия, содержащего частицы металла, исключая область, которая предназначена, чтобы содержать голограмму, отверждают покрытия, содержащие одну или более красок, наносят, по существу, прозрачное отверждаемое под действием излучения покрытие на поверхность покрытий, содержащих одну или более красок, и осуществляют соприкосновение, по существу, прозрачного отверждаемого под действием излучения покрытия, по меньшей мере, с одной прокладкой, содержащей негатив голографического изображения в области, не имеющей покрытий, содержащих одну или более красок, и, по меньше мере, частично отверждают, по существу, прозрачное отверждаемое под действием излучения покрытие, пока, по меньшей мере, одна прокладка находится в соприкосновении с, по существу, прозрачным отверждаемым под действием излучения покрытием, чтобы сформировать топографическое изображение на материале подложки.

11. Способ изготовления декоративной упаковки по п.10, в которой, по меньшей мере, одна прокладка является, по существу, прозрачной.

12. Способ изготовления декоративной упаковки по п.10, в которой материал подложки выбирается из группы, содержащей бумагу или картон.

13. Способ изготовления декоративной упаковки по п.12, в которой бумажный материал имеет, по существу, белую внешнюю поверхность.

14. Способ изготовления декоративной упаковки по п.12, в которой металлическая поверхность представляет собой металлическое покрытие и содержит металл, выбранный из группы, состоящей из алюминия, серебра и цинка.

15. Способ изготовления декоративной упаковки по п.10, в которой металлическое покрытие представляет собой отверждаемое под действием излучения термопластичное покрытие.

16. Способ изготовления декоративной упаковки по п.14, в которой металлическое покрытие представляет собой покрытие, отверждаемое с помощью энергии ультрафиолетового излучения.

17. Способ изготовления декоративной упаковки по п.15, в которой металлическое покрытие представляет собой покрытие, отверждаемое с помощью пучка электронов.

18. Способ изготовления декоративной упаковки по п.10, в которой, по существу, прозрачное отверждаемое под действием излучения покрытие представляет собой покрытие, отверждаемое с помощью энергии ультрафиолетового излучения.

19. Способ изготовления декоративной упаковки по п.10, в которой, по существу, прозрачное отверждаемое под действием излучения покрытие представляет собой покрытие, отверждаемое с помощью пучка электронов.

20. Способ изготовления декоративной упаковки по п.10, в которой упаковка представляет собой картонную коробку, и материал подложки формируется в картонных заготовках.

21. Способ изготовления декоративной упаковки по п.20, в которой картонную коробку выполняют из картонных заготовок путем формирования из картонной заготовки верхней панели, нижней панели и двух примыкающих боковых панелей, причем каждая верхняя панель, нижняя панель и боковые панели имеют прикрепленные концевые клапаны, при этом складывают верхнюю панель, нижнюю панель и примыкающие боковые панели, чтобы сформировать трубчатую структуру, складывая концевые клапаны, чтобы сформировать картонную коробку.