СПОСОБ И ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ТИСНЕНИЯ БУМАГИ С БАРЬЕРНЫМИ СВОЙСТВАМИ Российский патент 2025 года по МПК B31B50/25 B31B50/88 B31F1/07 B31F1/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу и инструменту для тиснения бумаги с барьерными свойствами, при этом бумага с барьерными свойствами содержит защитную барьерную зону на одной из своих сторон.

Уровень техники

Известно тиснение упаковочного материала в соответствии с технологиями, раскрытыми в международной публикации WO 2013156256. Таким упаковочным материалом может быть, например, ободковая бумага, папиросная бумага, бумага для внутреннего вкладыша или внутреннего каркаса, гибридная бумага, синтетическая фольга, картон или кардсток для упаковки табачных изделий, а также пищевых или фармацевтических продуктов. Представленные технологии заключаются в формировании структур поверхности валков комплекта независимо друг от друга, а не в формировании сначала пуансонного валка, а затем матричного валка в физически зависимой связи. Раскрытые технологии обеспечивают возможность того, чтобы отдельное изготовление пуансонных и матричных валков позволяло обеспечить уменьшение поперечных растяжений за счет того, что матричные структуры не являются обратно конгруэнтными, т.е. не в точности отвечают соответствующим пуансонным структурам. Поскольку размеры и формы пуансонных структур, например, зубцов, не в точности соответствуют размерам и формам впадин в матричном валке, не только повышается качество тиснения, но и обеспечивается достаточное снижение поперечных растяжений в тисненой фольге. В случае с раскрываемыми валками типа «пуансон-матрица» это относится не только к тиснению относительно узких ободковых лент, но и в более общем плане к тиснильным структурам, расположенным рядами. Технология позволяет, например, как показано на фиг.3, тиснить ромбы с продольной диагональю от 4 до 6 мм и поперечной диагональю от 1,5 мм до 3 мм. В данной международной публикации также раскрываются варианты пар валков, имеющих зоны для создания фальцовочных линий сгиба посредством пуансонных и матричных структур, изготовленных независимо друг от друга. Эти линии сгиба предпочтительны в случаях, когда трудно обернуть фольгой такие предметы, как табачные изделия, не вмешиваясь в процесс упаковки в режиме онлайн. Кроме того, тиснение с помощью обратно не конгруэнтных элементов пар валков на упаковочном материале на бумажной основе, применяемом для герметично запечатываемой упаковки, имеет то преимущество, что значительно уменьшается какая-либо деформация запечатанной упаковки, которая может возникнуть после процесса запечатывания, иначе говоря, такой тип тиснения позволяет сохранять форму запечатанной упаковки, по существу, неизменной в течение всего срока службы.

Также известно тиснение упаковочного материала посредством микроструктур, т.е. структур с высотой в диапазоне от 10 мкм до 150 мкм. Например, международная публикация WO 2017108516 А1 относится к устройству для мелкого тиснения упаковочного материала посредством комплекта тиснильных валков типа «пуансон/матрица» (патричный/матричный). В данной публикации микроструктуры также определяются как «светорассеивающие элементы». На фиг.4А, 5А, 6А и 7А публикации WO 2017108516 A1 показаны примеры использования микроструктур для тиснения, при этом они соответственно располагаются на вершине патричной структуры (фиг.4А в публикации WO 2017108516 A1), на дне матричной структуры (фиг.5А публикации в WO 2017108516 A1) или на средней поверхности тиснильного инструмента, которая может окружать патричную структуру матричной структуры (фиг.6А и 7А в публикации WO 2017108516 A1). В каждом примере соответствующая гладкая поверхность (представленная прямыми линиями на всех соответствующих чертежах) на соответствующем противоположном тиснильном инструменте используется для прижатия упаковочного материала к микроструктуре во время тиснения.

Для изготовления микроструктур могут применяться различные известные процессы. Один из таких процессов известен из вышеуказанной международной публикации WO 2013156256 и проиллюстрирован на фиг.9. Поэтому никаких дополнительных пояснений здесь приводиться не будет.

Индустрия упаковочных материалов в настоящее время переживает экологическую трансформацию, направленную на запрет металлов и некоторых видов пластика. В течение многих лет основными вариантами упаковки скоропортящихся продуктов были неперерабатываемые материалы с полиэтиленовым покрытием, многослойные ламинированные гибкие материалы и алюминиевая фольга, но ситуация изменилась. Соответственно, возрос интерес к упаковочной пленке на бумажной основе, которую можно перерабатывать с использованием уже существующей инфраструктуры. Однако, было установлено, что, для того чтобы бумага обладала такими же экранирующими или защитными свойствами, как упаковочный материал, содержащий металл и/или пластик, бумага на одной стороне должна быть снабжена защитным слоем, например, защитным слоем из материалов на водной основе, или на основе растворителей, или любым другим защитным слоем. Экологическое преимущество этого решения заключается в том, что можно получить бумагу с барьерными свойствами, содержащую защитный слой, которую еще можно использовать в существующих направлениях вторичной переработки.

Соответственно, целью настоящего изобретения является обеспечение способа и соответствующего устройства для тиснения нового типа бумаги с барьерными свойствами, имеющей защитную барьерную зону, без повреждения бумаги, а более конкретно - с сохранением свойств защитной барьерной зоны.

Еще одна цель настоящего изобретения состоит в обеспечении способа и устройства, позволяющих модифицировать параметры защитной барьерной зоны во время тиснения с целью улучшения ее защитных свойств.

Определения и терминология

Далее для справок приводятся и поясняются некоторые термины, используемые в описании и в формуле изобретения.

Бумага: листовой материал на основе целлюлозных волокон, который может включать в себя добавки и/или лаки, при этом последние могут служить целям, отличным от обеспечения барьерных свойств;

Барьер: слой или зона объекта, выполненный(выполненная) с возможностью обеспечения одного или более из следующего: остановка или замедление прохождения влаги, снижение скорости переноса водяного пара/кислорода, уменьшение теплопередачи, сохранение запаха при использовании, например, для упаковки соответствующих пищевых продуктов или табака;

Бумага с барьерными свойствами: упаковочный листовой материал на бумажной основе, содержащий на своей поверхности, предпочтительно по меньшей мере защитный слой из другого материала, например, лаки, краски или покрытия на водной основе, на основе растворителей, вакуумного-осаждаемые или термоплавкие, для обеспечения эффекта барьера для влаги, кислорода, тепла, запаха и т.д.

Основные характеристики типовых бумаг с барьерными свойствами можно перечислить следующим образом:

(i) грамматура приблизительно от 40 г/м² до 100 г/м²,

(ii) толщина приблизительно от 50 мкм до 150 мкм,

(iii) скорость пропускания водяного пара (WVTR, water vapor transmission rate) в диапазоне от 1 г/(м²× сутки) до 250 г/(м²× сутки),

(iv) скорость пропускания кислорода (OTR, oxygen transmission rate) в диапазоне от 1 см³/(м²х сутки) до 100 см³/(м²х сутки), в зависимости от типа и толщины используемой защитной пленки, а также от внешних атмосферных условий, например, температуры, относительной влажности.

Для сравнения, 9-миллиметровая чисто алюминиевая пленка имеет значение WVTR приблизительно 0,01 г/(м²х сутки) и значение OTR менее 0,01 см³/(м² х сутки).

Защитный слой: дополнительный слой материала, отличный от слоя из бумаги, например, слой на полимерной основе, способный обеспечивать определенные барьерные свойства, т.е. определенные функциональные возможности; зона слоя из бумаги, модифицированная для обеспечения определенных барьерных свойств, т.е. определенных функциональных возможностей. Этот термин также может использоваться в качестве альтернативы термину «барьер». Защитный слой также может выступать в качестве герметизирующего слоя, если это целесообразно, например, в его состав входят термопласты, полимеры;

Перенос: любое из, например, профилирования, печати, формования, обработки, прессования и тиснения на подложке по меньшей мере трехмерного рельефного элемента, выполненного на твердой детали;

Инструмент: часть материала, которая имеет поверхностные структуры на по меньшей мере одной поверхности, причем материал представляет собой, например, металл, керамику, в объемной или слоевой форме, и которая предназначена для переноса своей поверхностной структуры на другой материал;

Валок: инструмент, характеризующийся цилиндрической симметрией и размерами, например, длиной < 5 м и диаметром < 1 м, профилированный с получением поверхностных структур на боковой поверхности;

Тиснение: процесс переноса элементов с по меньшей мере одного валка или с инструмента на пластичную или твердую подложку или на другую твердую деталь;

Патрично-матричное тиснение: процесс тиснения, в котором патричная структура вдавливает материал для тиснения внутрь матричной структуры;

Патричная структура: положительный выступ тиснильной структуры, отходящий от средней поверхности патричного тиснильного инструмента;

Матричная структура: отрицательный выступ тиснильной структуры, комплементарной соответствующей патричной структуре, заходящий в среднюю поверхность матричного тиснильного инструмента, комплементарного патричному тиснильному инструменту;

Конгруэнтность: комплементарность патричных и матричных структур, основанная на фактической гомотетичности положительного и отрицательного выступов тиснильного элемента;

Микроструктура(микроструктуры): рельефный элемент (рельефные элементы) поверхности, выступающий (выступающие) от средней поверхности, например, от средней поверхности тиснильного инструмента или от средней поверхности макроскопической структуры, находящейся на тиснильном инструменте, такой как вершина патричной структуры или дно матричной структуры, имеющий определенные поперечные размеры и определенную высоту от 1 мкм до 100 мкм, предназначенный для тиснения защитного слоя бумаги с барьерными свойствами;

Гладкая поверхность: поверхность, которая не содержит никакую микроструктуру (никакие микроструктуры) и может считаться, по существу, плоской при рассмотрении тиснильного инструмента пластинчатого типа, и часть цилиндрической поверхности при рассмотрении тиснильного инструмента валкового типа. Предпочтительно, шероховатость (R_a) гладкой поверхности меньше 250 нм.

Быстросменное устройство: система тиснения, содержащая сменные узлы, основанная на узле крепления с очень точной подгонкой посадочных гнезд, которые очень точно подходят к сменному узлу. Во вставленном состоянии, т.е. когда посадочные поверхности удерживающих элементов вставлены в соответствующие посадочные гнезда, тиснильный валок, имеющийся в сменном узле, таким образом будет установлен в рабочем положении без каких-либо дополнительных операций регулировки.

Сущность изобретения

В первом аспекте изобретения обеспечивается способ тиснения бумаги с барьерными свойствами, причем бумага с барьерными свойствами содержит бумагу и защитный слой на по меньшей мере одной из своих сторон. Способ включает в себя обеспечение первой системы тиснения с первым тиснильным инструментом и вторым тиснильным инструментом, взаимодействующим с первым тиснильным инструментом, для тиснения бумаги с барьерными свойствами; обеспечение патричной структуры на первом тиснильном инструменте; обеспечение матричной структуры на втором тиснильном инструменте; при этом матричная структура соответствует патричной структуре таким образом, что при тиснении бумаги с барьерными свойствами сохраняется функциональность защитного слоя. Способ также включает в себя тиснение бумаги с барьерными свойствами путем вставки бумаги с барьерными свойствами между первым и вторым тиснильными инструментами, приложения давления между патричной и матричной структурами для прижатия патричной структуры к бумажной стороне, которая является стороной бумаги с барьерными свойствами, противоположной стороне с защитным слоем бумаги с барьерными свойствами, и вдавливания бумаги с барьерными свойствами в матричную структуру, при этом защитный слой обращен к матричной структуре, таким образом изменяется волокнистая структура бумаги в бумаге с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: разрыв бумажных волокон, сжатие бумажных волокон, уплотнение бумажных волокон; что ведет к изменению поведения бумаги с барьерными свойствами при фальцовке и к сохранению, по существу, неизменной формы бумаги с барьерными свойствами в течение всего ее срока службы.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления способ дополнительно включает в себя обеспечение по меньшей мере участка с гладкой структурой поверхности на первом тиснильном инструменте; обеспечение множества микроскопических структур, выступающих от поверхности по меньшей мере на поверхности второго тиснильного инструмента, соответствующей гладкой структуре поверхности во время тиснения; и тиснение бумаги с барьерными свойствами путем приложения давления между гладкой структурой поверхности и микроскопическими структурами для прижатия гладкой структуры поверхности к бумажной стороне бумаги с барьерными свойствами, при этом защитный слой обращен к микроскопическим структурам, таким образом усиливаются определенные барьерные свойства бумаги за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: уплотнение защитного слоя, изменение гидрофобных свойств защитного слоя, придание защитному слою фальцовочных свойств, изменение оптических свойств защитного слоя, изменение тактильных свойств защитного слоя.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления первый и второй тиснильные инструменты устанавливают в быстросменное устройство.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно включает в себя нагрев по меньшей мере одного из первого и второго тиснильных инструментов и/или бумаги с барьерными свойствами на этапе тиснения бумаги с барьерными свойствами.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способ, перед подачей бумаги с барьерными свойствами в первую систему тиснения, дополнительно включает в себя: обеспечение второй системы тиснения с третьим тиснильным инструментом и четвертым тиснильным инструментом, выполненным с возможностью взаимодействия с третьим тиснильным инструментом для тиснения бумаги с барьерными свойствами; обеспечение по меньшей мере гладкой структуры поверхности на третьем тиснильном инструменте; обеспечение множества микроскопических структур, выступающих от поверхности, на четвертом тиснильном инструменте; тиснение бумаги с барьерными свойствами путем вставки бумаги с барьерными свойствами между третьим и четвертым тиснильным инструментами, приложение давления между гладкой структурой поверхности и микроскопическими структурами для прижатия гладкой структуры поверхности к бумажной стороне бумаги с барьерными свойствами, при этом защитный слой обращен к микроскопическим структурам, вследствие этого усиливаются определенные барьерные свойства бумаги за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: уплотнение защитного слоя, изменение гидрофобных свойств защитного слоя, придание защитному слою фальцовочных свойств, изменение оптических свойств защитного слоя, изменение тактильных свойств защитного слоя; и подача тисненой бумаги с барьерными свойствами в первую систему тиснения.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления гладкую поверхность обеспечивают на всей рабочей поверхности третьего тиснильного инструмента, а множество микроскопических структур обеспечивают на всей рабочей поверхности четвертого тиснильного инструмента.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно включает в себя нагрев по меньшей мере одного из третьего и четвертого тиснильных инструментов и/или бумаги с барьерными свойствами на этапе тиснения бумаги с барьерными свойствами.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно включает в себя тиснение множества микроскопических структур четвертого инструмента в чувствительном к ультрафиолетовому (УФ) излучению защитном слое и использование УФ-излучения для отверждения тисненых микроструктур.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления защитный слой содержит дополнительный слой материала, отличный от слоя из бумаги, способный обеспечивать определенные барьерные свойства, или зону слоя из бумаги, модифицированную для обеспечения определенных барьерных свойств.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления, чтобы сохранить функциональность защитного слоя, патричная структура и матричная структура выполнены так, что первое соединение между боковой стороной патричной структуры и первой базовой поверхностью первого тиснильного инструмента, от которой выступает патричная структура, по существу, представляет собой первую дугу окружности с первым радиусом R1, при этом второе соединение между боковой стороной матричной структуры и второй базовой поверхностью второго тиснильного инструмента, в котором выполнена матричная структура, по существу, представляет собой вторую дугу окружности со вторым радиусом R2, причем R2 > R1.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления первый радиус R1 превышает 15 мкм.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления, для сохранения функциональности защитного слоя, патричная структура содержит на вершине патричной структуры первую поверхность S1, а матричная структура содержит на дне матричной структуры вторую поверхность S2, так что при приложении первого усилия F тиснения к патричной структуре, первое локальное контактное давление F/S1, при расположении бумажной стороны со стороны патричной структуры, имеет значение, превышающее второе локальное контактное давление F/S2, при расположении защитного слоя со стороны матричной структуры.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления бумага с барьерными свойствами содержит дополнительный защитный слой на стороне бумаги с барьерными свойствами, противоположной стороне защитного слоя, при этом для сохранения целостности защитного слоя патричная структура и матричная структура выполнены так, что первое соединение между боковой стороной патричной структуры и первой базовой поверхностью первого тиснильного инструмента, от которой выступает патричная структура, по существу, представляет собой первую дугу окружности с первым радиусом R1, а второе соединение между боковой стороной матричной структуры и второй базовой поверхностью второго тиснильного инструмента, в котором выполнена матричная структура, по существу, представляет собой вторую дугу окружности со вторым радиусом R2, при этом первый радиус R1 и второй радиус R2 отличаются менее чем на 25%.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления каждый из первого радиуса R1 и второго радиуса R2 превышает 25 мкм.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно включает в себя выполнение патричной структуры и матричной структуры так, что во время тиснения бумаги с барьерными свойствами в первой системе тиснения имеется зазор, обеспечивающий локально увеличенное расстояние между вершиной патричной структуры и дном матричной структуры, превышающее толщину бумаги с барьерными свойствами, что позволяет избежать сдавливания микроскопических структур, полученных тиснением во второй системе тиснения.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления зазор составляет от 5 мкм до 50 мкм.

Во втором аспекте изобретения обеспечивается устройство для тиснения бумаги с барьерными свойствами, причем бумага с барьерными свойствами содержит бумагу и защитный слой на по меньшей мере одной из ее сторон, при этом устройство содержит первую систему тиснения с первым тиснильным инструментом и вторым тиснильным инструментом, выполненным с возможностью взаимодействия с первым тиснильным инструментом для тиснения бумаги с барьерными свойствами; патричную структуру на первом тиснильном инструменте; матричную структуру на втором тиснильном инструменте; при этом матричная структура соответствует патричной структуре так, что при тиснении бумаги с барьерными свойствами сохраняется функциональность защитного слоя; при этом первая система тиснения также обеспечивает прием бумаги с барьерными свойствами при ее вставлении между первым и вторым тиснильными инструментами, а также приложение давления между патричной и матричной структурой для прижатия патричной структуры к бумажной стороне бумаги с барьерными свойствами и вдавливания бумаги с барьерными свойствами в матричную структуру, при этом защитный слой обращен к матричной структуре, таким образом изменяется волокнистая структура бумаги в бумаге с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: разрыв бумажных волокон, сжатие бумажных волокон, уплотнение бумажных волокон; что ведет к изменению поведения бумаги с барьерными свойствами при фальцовке и к сохранению, по существу, неизменной формы бумаги с барьерными свойствами в течение всего ее срока службы.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления устройство дополнительно содержит по меньшей мере участок с гладкой структурой поверхности на первом тиснильном инструменте; множество микроскопических структур, выступающих от поверхности на втором тиснильном инструменте по меньшей мере на поверхности, которая во время тиснения соответствует гладкой структуре поверхности; причем первая система тиснения также выполнена с возможностью приложения давления между гладкой структурой поверхности и бумажной стороной бумаги с барьерными свойствами, при этом защитный слой будет обращен к микроскопическим структурам, что обеспечивает усиление определенных барьерных свойств бумаги с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: уплотнение защитного слоя, изменение гидрофобных свойств защитного слоя, придание защитному слою фальцовочных свойств, изменение оптических свойств защитного слоя, изменение тактильных свойств защитного слоя.

В другом предпочтительном варианте осуществления первый и второй тиснильные инструменты установлены в быстросменном устройстве.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления устройство дополнительно содержит нагревательное средство, выполненное с возможностью нагрева по меньшей мере одного из первого и второго тиснильных инструментов и/или бумаги с барьерными свойствами во время тиснения бумаги с барьерными свойствами.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления устройство дополнительно включает в себя вторую систему тиснения с третьим тиснильным инструментом и четвертым тиснильным инструментом, выполненным с возможностью взаимодействия с третьим тиснильным инструментом для тиснения бумаги с барьерными свойствами; по меньшей мере гладкую поверхность на третьем тиснильном инструменте; множество микроскопических структур, выступающих от поверхности, на четвертом тиснильном инструменте; причем вторая система тиснения выполнена с возможностью приема бумаги с барьерными свойствами, вставляемой между третьим и четвертым тиснильными инструментами, и приложения давления между плоской структурой и бумажной стороной бумаги с барьерными свойствами, при этом защитный слой обращен к микроскопическим структурам, что обеспечивает усиление определенных барьерных свойств бумаги с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: уплотнение защитного слоя, изменение гидрофобных свойств защитного слоя, придание защитному слою фальцовочных свойств, изменение оптических свойств защитного слоя, изменение тактильных свойств защитного слоя; при этом вторая система тиснения выполнена с возможностью дальнейшей подачи тисненой бумаги с барьерными свойствами в первую систему тиснения.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления гладкая поверхность обеспечена на всей рабочей поверхности третьего тиснильного инструмента, а множество микроскопических структур обеспечено на всей рабочей поверхности четвертого тиснильного инструмента.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления устройство дополнительно содержит нагревательное средство, выполненное с возможностью нагрева по меньшей мере одного из третьего и четвертого тиснильных инструментов и/или бумаги с барьерными свойствами во время тиснения бумаги с барьерными свойствами.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления защитный слой включает в себя дополнительный слой материала, отличный от бумажного слоя, выполненный с возможностью обеспечения определенных барьерных свойств, или зону бумажного слоя, модифицированную для обеспечения определенных барьерных свойств.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления, для сохранения целостности защитного слоя, патричная структура и матричная структура выполнены так, что первое соединение между боковой стороной патричной структуры и первой базовой поверхностью первого тиснильного инструмента, от которой выступает патричная структура, по существу, представляет собой первую дугу окружности с первым радиусом R1, при этом второе соединение между боковой стороной матричной структуры и второй базовой поверхностью (506) второго тиснильного инструмента, в котором выполнена матричная структура, по существу представляет собой вторую дугу окружности со вторым радиусом R2, при этом R2 > R1.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления первый радиус R1 превышает 15 мкм.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления, для сохранения целостности защитного слоя, патричная структура содержит на вершине патричной структуры первую поверхность S1, а матричная структура содержит на дне матричной поверхности вторую поверхность S2, так что при приложении первого усилия F тиснения к патричной структуре, первое локальное контактное давление F/S1 при расположении бумажной стороны со стороны патричной структуры имеет значение, превышающее второе локальное контактное давление F/S2 при расположении защитного слоя со стороны матричной структуры.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления барьер содержит дополнительный защитный слой на стороне бумаги с барьерными свойствами, противоположной стороне защитного слоя, при этом при этом для сохранения целостности защитного слоя патричная структура и матричная структура выполнены так, что первое соединение между боковой стороной патричной структуры и первой базовой поверхностью первого тиснильного инструмента, от которой выступает патричная структура, по существу, представляет собой первую дугу окружности с первым радиусом R1, при этом второе соединение между боковой стороной матричной структуры и второй базовой поверхностью второго тиснильного инструмента, в котором выполнена матричная структура, по существу, представляет собой вторую дугу окружности со вторым радиусом R2, при этом первый радиус R1 и второй радиус R2 отличаются менее чем на 25%.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления каждый из первого радиуса R1 и второго радиуса R2 превышает 25 мкм.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления патричная структура и матричная структура выполнены так, что во время тиснения бумаги с барьерными свойствами в первой системе тиснения имеется зазор, обеспечивающий локально увеличенное расстояние между вершиной патричной структуры и дном матричной структуры, превышающее толщину бумаги с барьерными свойствами, что позволяет избежать сдавливания микроскопических структур, вытисненных во второй системе тиснения.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления зазор составляет от 5 мкм до 50 мкм.

В третьем аспекте изобретение обеспечивается способ тиснения бумаги с барьерными свойствами, причем бумага с барьерными свойствами содержит защитный слой на по меньшей мере одной из своих сторон, причем способ включает в себя обеспечение первой системы тиснения с первым тиснильным инструментом и вторым тиснильным инструментом, взаимодействующим с первым тиснильным инструментом для тиснения бумаги с барьерными свойствами; обеспечение патричной структуры на первом тиснильном инструменте; обеспечение матричной структуры на втором тиснильном инструменте; при этом матричная структура соответствует патричной структуре так, что при тиснении бумаги с барьерными свойствами сохраняется функциональность бумаги с барьерными свойствами; тиснение бумаги с барьерными свойствами путем вставки бумаги с барьерными свойствами между первым и вторым тиснильными инструментами, приложения давления между патричной и матричной структурами для прижатия патричной структуры к стороне с защитным слоем бумаги с барьерными свойствами, и вдавливания бумаги с барьерными свойствами в матричную структуру, при этом бумажная сторона бумаги с барьерными свойствами обращена к матричной структуре, таким образом изменяется волокнистая структура бумаги в бумаге с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: разрыв бумажных волокон, сжатие бумажных волокон, уплотнение бумажных волокон; что ведет к изменению поведения бумаги с барьерными свойствами при фальцовке и к сохранению, по существу, неизменной формы бумаги с барьерными свойствами в течение всего ее срока службы.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления способ дополнительно включает в себя обеспечение по меньшей мере участка поверхности первого тиснильного инструмента с множеством микроскопических структур, выступающих от поверхности; обеспечение гладкой структуры поверхности на втором тиснильном инструменте, выполненном так, чтобы соответствовать по меньшей мере одному участку поверхности первого тиснильного инструмента во время тиснения; и тиснение бумаги с барьерными свойствами путем приложения давления между гладкой структурой поверхности и микроскопическими структурами для прижатия гладкой структуры поверхности к бумажной стороне бумаги с барьерными свойствами, при этом защитный слой обращен к микроскопическим структурам, таким образом усиливаются определенные барьерные свойства бумаги с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: уплотнение защитного слоя, изменение гидрофобных свойств защитного слоя, придание защитному слою фальцовочных свойств, изменение оптических свойств защитного слоя, изменение тактильных свойств защитного слоя.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления первый и второй тиснильные инструменты устанавливают в быстросменное устройство.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно включает в себя нагрев по меньшей мере одного из первого и второго тиснильных инструментов и/или бумаги с барьерными свойствами на этапе тиснения бумаги с барьерными свойствами.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно включает в себя, перед подачей бумаги с барьерными свойствами в первую систему тиснения, обеспечение второго тиснильного блока с третьим тиснильным инструментом и четвертым тиснильным инструментом, выполненным с возможностью взаимодействия с третьим тиснильным инструментом для тиснения бумаги с барьерными свойствами; обеспечение множества микроскопических структур, выступающих от поверхности на третьем тиснильном инструменте; обеспечение по меньшей мере гладкой структуры поверхности на четвертом тиснильном инструменте; тиснение бумаги с барьерными свойствами путем вставки бумаги с барьерными свойствами между третьим и четвертым тиснильным инструментом, приложения давления между гладкой структурой поверхности и микроскопическими структурами для прижатия структуры гладкой поверхности к бумажной стороне бумаги с барьерными свойствами, при этом защитный слой обращен к микроскопическим структурам, таким образом усиливаются определенные барьерные свойства бумаги с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: уплотнение защитного слоя, изменение гидрофобных свойств защитного слоя, придание защитному слою фальцовочных свойств, изменение оптических свойств защитного слоя, изменение тактильных свойств защитного слоя; и подачу тисненой бумаги с барьерными свойствами в первую систему тиснения.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления гладкую поверхность обеспечивают на всей рабочей поверхности четвертого тиснильного инструмента, и множество микроскопических структур обеспечивают на всей рабочей поверхности четвертого тиснильного инструмента.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно включает в себя нагрев по меньшей мере одного из третьего и четвертого тиснильных инструментов и/или бумаги с барьерными свойствами на этапе тиснения бумаги с барьерными свойствами.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно включает в себя тиснение множества микроскопических структур четвертого инструмента в чувствительном к ультрафиолетовому (УФ) излучению защитном слое и использование УФ-излучения для отверждения тисненых микроструктур.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления защитный слой содержит дополнительный слой материала, отличный от бумажного слоя, способный обеспечивать определенные барьерные свойства, или зону бумажного слоя, модифицированного для обеспечения определенных барьерных свойств.

В другом предпочтительном варианте осуществления, чтобы сохранить целостность защитного слоя, патричная структура и матричная структура выполнены так, что первое соединение между боковой стороной патричной структуры и первой базовой поверхностью первого тиснильного инструмента, от которой выступает патричная структура, по существу, представляет собой первую дугу окружности с первым радиусом R1, а второе соединение между боковой стороной матричной структуры и второй базовой поверхностью второго тиснильного инструмента, в котором выполнена матричная структура, по существу, представляет собой вторую дугу окружности со вторым радиусом R2, при этом R1>R2.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления первый радиус R1 превышает 15 мкм.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления, для сохранения целостности защитного слоя, патричная структура содержит на вершине патричной структуры третью поверхность S3, а матричная структура содержит на дне матричной структуры четвертую поверхность S4, так что при приложении первого усилия F тиснения к патричной структуре, первое локальное контактное давление F/S3 при расположении защитного слоя со стороны патричной структуры имеет значение, которое меньше второго локального контактного давления F/S2 при расположении бумажной стороны со стороны матричной структуры.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления бумага с барьерными свойствами содержит дополнительный защитный слой (103) на стороне бумаги с барьерными свойствами, противоположной стороне защитного слоя (102), причем для сохранения целостности защитного слоя патричная структура (501) и матричная структура (500) выполнены так, что первое соединение между боковой стороной (502) патричной структуры (501) и первой базовой поверхностью (503) первого тиснильного инструмента (504), от которой выступает патричная структура (501), по существу, представляет собой первую дугу окружности с первым радиусом R1, при этом второе соединение между боковой стороной (505) матричной структуры (500) и второй базовой поверхностью (506) второго тиснильного инструмента (507), в котором выполнена матричная структура (500), по существу, является второй дугой окружности со вторым радиусом R2, при этом первый радиус R1 и второй радиус R2 отличаются менее чем на 25%.

В другом предпочтительном варианте осуществления каждый из первого радиуса R1 и второго радиуса R2 превышает 25 мкм.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно включает в себя выполнение патричной структуры и матричной структуры так, чтобы во время тиснения бумаги с барьерными свойствами в первой системе тиснения имелся зазор, обеспечивающий локально увеличенное расстояние между вершиной патричной структуры и дном матричной структуры, превышающее толщину бумаги с барьерными свойствами, что позволяет избежать сдавливания микроскопических структур, вытисненных во второй системе тиснения.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления зазор составляет от 5 мкм до 50 мкм.

В четвертом аспекте изобретения обеспечивается устройство для тиснения бумаги с барьерными свойствами, при этом бумага с барьерными свойствами содержит бумагу и защитный слой на по меньшей мере одной из ее сторон, причем устройство содержит первую систему тиснения с первым тиснильным инструментом и вторым тиснильным инструментом, выполненным с возможностью взаимодействия с первым тиснильным инструментом для тиснения бумаги с барьерными свойствами; патричную структуру на первом тиснильном инструменте; матричную структуру на втором тиснильном инструменте; при этом матричная структура соответствует патричной структуре так, что при тиснении бумаги с барьерными свойствами сохраняется функциональность защитного слоя; при этом первая система тиснения также обеспечивает прием бумаги с барьерными свойствами при ее вставлении между первым и вторым тиснильными инструментами, и приложение давления между патричной и матричной структурой для прижатия патричной структуры к стороне с защитным слоем бумаги с барьерными свойствами и вдавливания бумаги с барьерными свойствами в матричную структуру, при этом бумажная сторона бумаги с барьерными свойствами обращена к матричной структуре, таким образом изменяется волокнистая структура бумаги в бумаге с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: разрыв бумажных волокон, сжатие бумажных волокон, уплотнение бумажных волокон; что ведет к изменению поведения бумаги с барьерными свойствами при фальцовке и к сохранению, по существу, неизменной формы бумаги с барьерными свойствами в течение всего ее срока службы.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления устройство дополнительно содержит по меньшей мере участок поверхности первого тиснильного инструмента с множеством микроскопических структур, выступающих от указанной поверхности; гладкую структуру поверхности на втором тиснильном инструменте, соответствующую во время тиснения по меньшей мере одному участку поверхности первого тиснильного инструмента; при этом первый тиснильный блок дополнительно выполнен с возможностью приложения давления между гладкой структурой поверхности и бумажной стороной бумаги с барьерными свойствами, при этом защитный слой обращен к микроскопическим структурам, таким образом будут усилены определенные барьерные свойства бумаги с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: уплотнение защитного слоя, изменение гидрофобных свойств защитного слоя, придание защитному слою фальцовочных свойств, изменение оптических свойств защитного слоя, изменение тактильных свойств защитного слоя.

В другом предпочтительном варианте осуществления первый и второй тиснильные инструменты установлены в быстросменном устройстве.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления устройство дополнительно содержит нагревательное средство, выполненное с возможностью нагрева по меньшей мере одного из первого и второго тиснильных инструментов и/или бумаги с барьерными свойствами во время тиснения бумаги с барьерными свойствами.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления устройство дополнительно включает в себя вторую систему тиснения с третьим тиснильным инструментом и четвертым тиснильным инструментом, выполненным с возможностью взаимодействия с третьим тиснильным инструментом для тиснения бумаги с барьерными свойствами; множество микроскопических структур, выступающих от поверхности, на третьем тиснильном инструменте; гладкую структуру поверхности на четвертом тиснильном инструменте; причем вторая система тиснения выполнена с возможностью приема бумаги с барьерными свойствами, вставляемой между третьим и четвертым тиснильными инструментами, и приложения давления между гладкой структурой поверхности и бумажной стороной бумаги с барьерными свойствами, при этом защитный слой обращен к микроскопическим структурам, что обеспечивает усиление определенных барьерных свойств бумаги с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: уплотнение защитного слоя, изменение гидрофобных свойств защитного слоя, придание защитному слою фальцовочных свойств, изменение оптических свойств защитного слоя, изменение тактильных свойств защитного слоя; при этом вторая система тиснения выполнена с возможностью дальнейшей подачи тисненой бумаги с барьерными свойствами в первую систему тиснения.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления гладкая поверхность обеспечена на всей рабочей поверхности четвертого тиснильного инструмента, а множество микроскопических структур обеспечено на всей рабочей поверхности третьего тиснильного инструмента.

В другом предпочтительном варианте осуществления устройство дополнительно содержит нагревательное средство, выполненное с возможностью нагрева по меньшей мере одного из третьего и четвертого тиснильных инструментов и/или бумаги с барьерными свойствами во время тиснения бумаги с барьерными свойствами.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления защитный слой включает в себя дополнительный слой материала, отличный от бумажного слоя, выполненный с возможностью обеспечения определенных барьерных свойств, или зону бумажного слоя, модифицированную для обеспечения определенных барьерных свойств.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления, для сохранения целостности защитного слоя, патричная структура и матричная структура выполнены так, что первое соединение между боковой стороной патричной структуры и первой базовой поверхностью первого тиснильного инструмента, от которой выступает патричная структура, по существу, представляет собой первую дугу окружности с первым радиусом R1, а второе соединение между боковой стороной матричной структуры и второй базовой поверхностью второго тиснильного инструмента, в котором выполнена матричная структура, по существу представляет собой вторую дугу окружности со вторым радиусом R2, при этом R1>R2.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления первый радиус превышает 15 мкм.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления, для сохранения целостности защитного слоя, патричная структура содержит на вершине патричной структуры третью поверхность S3, а матричная структура содержит на дне матричной поверхности четвертую поверхность S4, так что при приложении первого усилия F тиснения к патричной структуре, первое локальное контактное давление F/S3 при расположении защитного слоя со стороны патричной структуры имеет значение, которое меньше, чем второе локальное контактное давление F/S4 при расположении бумажной стороны со стороны матричной структуры.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления барьер содержит дополнительный защитный слой на стороне бумаги с барьерными свойствами, противоположной стороне защитного слоя, при этом для сохранения целостности защитного слоя патричная структура и матричная структура выполнены так, что первое соединение между боковой стороной патричной структуры и первой базовой поверхностью первого тиснильного инструмента, от которой выступает патричная структура, по существу, представляет собой первую дугу окружности с первым радиусом R1, а второе соединение между боковой стороной матричной структуры и второй базовой поверхностью второго тиснильного инструмента, в котором выполнена матричная структура, по существу, представляет собой вторую дугу окружности со вторым радиусом R2, при этом первый радиус R1 и второй радиус R2 отличаются менее чем на 25%.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления каждый из первого радиуса R1 и второго радиуса R2 превышает 25 мкм.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления патричная структура и матричная структура выполнены так, что во время тиснения бумаги с барьерными свойствами в первой системе тиснения имеется зазор, обеспечивающий локально увеличенное расстояние между вершиной патричной структуры и дном матричной структуры, превышающее толщину бумаги с барьерными свойствами, что позволяет избежать сдавливания микроскопических структур, вытисненных во второй системе тиснения.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления зазор составляет от 5 мкм до 50 мкм.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет лучше понятным из описания предпочтительных примеров осуществления и со ссылкой на чертежи, на которых

на фиг.1 показаны примеры бумаги с барьерными свойствами;

на фиг.2 схематически изображено устройство для тиснения и тисненая с его помощью бумага с барьерными свойствами в соответствии с примерным вариантом осуществления изобретения;

на фиг.3 схематически показана система тиснения, используемая в устройстве для тиснения в собранном виде и с пространственным разделением деталей;

на фиг.4 схематически показаны конфигурации бумаги с барьерными свойствами, тисненой макроскопическими структурами в соответствии с примером применения изобретения;

на фиг.5 схематически представлены взаимодействующие тиснильные инструменты с указанием радиусов, используемых для сохранения функциональности защитного слоя после тиснения (бумага с барьерными свойствами и защитный слой не показаны) в соответствии с предпочтительным примером воплощения изобретения;

на фиг.6 показано, как локальное контактное давление между бумагой с барьерными свойствами и тиснильными инструментами можно скорректировать с целью сохранения функциональности защитного слоя после тиснения в соответствии с предпочтительным примерным вариантом осуществления изобретения;

на фиг.7 схематически изображено устройство для тиснения и тисненая с его помощью бумага с барьерными свойствами в соответствии с примерными вариантами осуществления изобретения;

на фиг.8 показаны системы тиснения, выполненные с возможностью тиснения микроскопическими структурами в защитном слое согласно примерным вариантам осуществления изобретения;

на фиг.9 показаны устройство для тиснения, содержащее две системы тиснения, и результат тиснения, выполненного на бумаге с барьерными свойствами, согласно примерному варианту осуществления изобретения;

на фиг.10 показаны отдельные этапы способа тиснения, также включающие в себя обеспечение зазора между патричной структурой и матричной структурой в соответствии с примерным вариантом осуществления изобретения;

на фиг.11 показан ряд изделий из тисненой бумаги с барьерными свойствами, которые могут быть получены с помощью примерных вариантов осуществления изобретения;

на фиг.12 показан пример тисненой макроструктуры в бумаге с барьерными свойствами, которая может быть получена с помощью предпочтительного варианта осуществления изобретения;

на фиг.13 показаны примеры линий сгиба, вытисненных в бумаге с барьерными свойствами с помощью предпочтительного варианта осуществления изобретения;

на фиг.14 показаны примеры упаковочных материалов в виде бумаги с барьерными свойствами, тисненой с помощью предпочтительного варианта осуществления изобретения;

на фиг.15 показан еще один пример упаковочного материала в виде бумаги с барьерными свойствами, тисненой с помощью другого предпочтительного варианта осуществления изобретения.

На всех чертежах для обозначения одинаковых или сходных объектов используются одинаковые ссылочные номера.

Осуществление изобретения

В ходе экспериментов было обнаружено, что комбинированное тиснение согласно вышеописанным технологиям, известным из уровня техники, на бумаге с барьерными свойствами с помощью одной пары тиснильных валков или последовательное тиснение бумаги с барьерными свойствами в отдельных системах тиснения согласно вышеописанным технологиям, известным из уровня техники, (микроскопические структуры и макроскопические структуры) неожиданным образом обеспечивает тисненый продукт, демонстрирующий новую синергию результатов, т.е. такой, в котором обеспечиваются улучшенные возможности для фальцовки упаковочного материала, а также улучшенные свойства тисненых защитных слоев.

Изобретение обеспечивает способ тиснения бумаги с барьерными свойствами, содержащей защитную барьерную зону на любой из ее сторон или на обеих ее сторонах, в котором обеспечивается повышение функциональных возможностей тисненого защитного слоя (слоев), а также возможность улучшенной фальцовки бумаги с барьерными свойствами. Кроме того, изобретение обеспечивает соответствующее устройство.

На фиг.1а и 1b показаны примеры бумаги с барьерными свойствами, тиснение которой можно осуществлять с помощью способа и устройства согласно настоящему изобретению. Сама по себе бумага с барьерными свойствами является продуктом, хорошо известным в данной области техники, которая также постоянно продолжает развиваться и совершенствоваться. Больше информации о бумаге с барьерными свойствами и ее защитных слоях дано в вышеприведенном разделе «Определения и терминология». На фиг.1а показан пример бумаги 104 с барьерными свойствами, содержащей лист бумаги 100 и защитный слой 101 на одной из сторон бумаги 100. На фиг.1b показан пример бумаги 105 с барьерными свойствами, содержащей лист бумаги 100 и защитные слои 102 и 103 на соответствующих сторонах бумаги 100. Защитные слои 102 и 103 могут быть одинакового или не одинакового типа и могут адаптироваться по своему составу в зависимости от предполагаемого применения бумаги 105 с барьерными свойствами.

На фиг.2а, 2b и 2с схематически изображено устройство 200 для тиснения и подвергаемая тиснению бумага 104 с барьерными свойствами в соответствии с примером осуществления изобретения. На фиг.2а представлено устройство 200 для тиснения, содержащее первый тиснильный инструмент 201, выполненный в виде тиснильного валка, и второй тиснильный инструмент 202, также выполненный в виде тиснильного валка и предназначенный для взаимодействия с первым тиснильным инструментом 201. Конечно, первый тиснильный инструмент 201 и второй тиснильный инструмент 202 являются частью системы тиснения, которая может содержать раму, кассету и средства приложения давления, не показанные здесь для облегчения понятности. Бумага 104 с барьерными свойствами, фрагмент, которой показан в увеличенном виде на фиг.2b, может подаваться в систему тиснения для тиснения между первым тиснильным инструментом 201 и вторым тиснильным инструментом 202. На фиг.2 с представлен увеличенный вид бумаги 104 с барьерными свойствами, на которой выполняется тиснение первым тиснильным инструментом 201 и вторым тиснильным инструментом 202. Точнее, первый тиснильный инструмент 201 снабжен патричной структурой 203. Патричная структура 203 поясняется в вышеприведенном разделе «Определения и терминология» вместе с матричной структурой. Таким образом, структура 203 является положительным выступом тиснильной структуры, отходящим от средней поверхности 204 патричного тиснильного инструмента 201 - первый тиснильный инструмент 201 является патричным тиснильным инструментом. Второй тиснильный инструмент 202, который является матричным тиснильным инструментом, снабжен матричной структурой 205, которая заходит в среднюю поверхность 206 второго тиснильного инструмента 202 и является комплементарной патричной структуре 203. В предпочтительном варианте осуществления матричная структура 205 и патричная структура 203 являются неконгруэнтными, как раскрывается в уровне техники, приведенном в настоящем документе выше. Матричная структура 205 соответствует патричной структуре 203 таким образом, что при тиснении бумаги 104 с барьерными свойствами сохраняется функциональность защитного слоя 101, т.е. результат тиснения не вызывает функционального ухудшения защитного слоя 101. Тиснение бумаги 104 с барьерными свойствами осуществляют путем прижатия патричной структуры 203 к бумажной стороне 100, которая является стороной бумаги 104 с барьерными свойствами, противоположной стороне с защитным слоем 101. При этом бумага 104 с барьерными свойствами вдавливается в матричную структуру 205, причем защитный слой 101 обращен к матричной структуре 205. Это может изменить волокнистую структуру бумаги 100 в бумаге 104 с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: разрыв бумажных волокон, сжатие бумажных волокон, уплотнение бумажных волокон; что приводит к изменению поведения бумаги с барьерными свойствами при фальцовке и к сохранению, по существу, неизменной формы бумаги с барьерными свойствами в течение всего срока ее службы.

На фиг.3а и 3b схематически показаны система 300 тиснения, используемая в устройстве для тиснения, и способ тиснения бумаги 104 с барьерными свойствами. На фиг.3а показана система 300 тиснения в собранном состоянии, где также видна траектория тиснения бумаги 104 с барьерными свойствами, тогда как на фиг.3b представлен упрощенный вид с пространственным разделением деталей, включающий в себя различные компоненты системы 300 тиснения, включающие в себя установочный узел 301, в общем цилиндрическую втулку, поддерживающую валок 302 для крепления первого тиснильного инструмента 201 и вилку 303 для крепления второго тиснильного инструмента 202 в установочном узле 301.

Система 300 тиснения, предпочтительно, может быть выполнена как быстросменное устройство, как определено в вышеприведенном разделе «Определения и терминология».

На фиг.4а и 4b схематически показаны конфигурации бумаги 104 с барьерными свойствами, подвергаемой тиснению макроскопической структурой между патричным тиснильным инструментом Р и матричным тиснильным инструментом М. Инструменты с каждой стороны бумаги 104 с барьерными свойствами только подразумеваются, но не представлены на чертеже. В примере применения изобретения на фиг.4а, бумага 104 с барьерными свойствами имеет защитный слой 101, направленный к патричному инструменту Р, т.е. патричная структура 400 прижимается к защитному слою 101. В примере применения изобретения на фиг.4b, бумага 104 с барьерными свойствами имеет защитный слой 101, направленный к матричному инструменту М, т.е. патричная структура 400 прижимается к бумажной стороне 100, тогда как защитный слой 101 направлен к матричной структуре 401.

На фиг.5 схематически показаны взаимодействующие тиснильные инструменты, т.е. патричный тиснильный инструмент Р и матричный тиснильный инструмент М, с учетом радиусов R1 и R2 в этих инструментах, предназначенных для сохранения функциональности защитного слоя (бумага с барьерными свойствами и защитный слой на фиг.5 не показаны) бумаги 104 с барьерными свойствами после тиснения согласно предпочтительному примерному варианту осуществления изобретения. В предпочтительном варианте осуществления бумага с барьерными свойствами имеет только одну сторону с защитным слоем. Бумага 104 с барьерными свойствами, подлежащая тиснению, может, например, иметь толщину более 30 мкм, но, как правило, менее 300 мкм, при этом толщина защитного слоя обычно лежит в диапазоне от 5 мкм до 50 мкм. Представляется, что соединение между боковой стороной 502 патричной структуры 501 и базовой (средней) поверхностью 503 тиснильного инструмента 504, от которой выступает патричная структура 501, и соединение между боковой стороной 505 матричной структуры 500 и базовой (средней) поверхностью 506 тиснильного инструмента 507, в которую углубляется матричная структура 500 являются потенциальными зонами излома при тиснении и требуют особого рассмотрения.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения с защитным слоем, обращенным к матричной структуре 500 (бумага с барьерными свойствами и защитный слой на фиг.5 не показаны), место соединения между боковой стороной 502 патричной структуры 501 и базовой поверхностью 503 тиснильного инструмента 504, от которой выступает патричная структура 501, является, по существу, первой дугой окружности с первым радиусом R1, а соединение между боковой стороной 505 матричной структуры 500 и базовой поверхностью 506 тиснильного инструмента 507, в котором выполнена матричная структура 500, по существу, представляет собой вторую дугу окружности с радиусом R2, при этом R2>R1. В другом предпочтительном варианте осуществления R1 больше 15 мкм, предпочтительно - больше 25 мкм.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения с защитным слоем, обращенным к патричной структуре 501 (бумага с барьерными свойствами и защитный слой на фиг.5 не показаны), соединение между боковой стороной 502 положительного выступа патричной структуры 501 и базовой поверхностью 503 тиснильного инструмента 504, от которой выступает патричная структура 501, является, по существу, первой дугой окружности с первым радиусом R1, а соединение между боковой стороной 505 отрицательного выступа матричной структуры 500 и базовой поверхностью 506 тиснильного инструмента 507, в котором выполнена матричная структура 500, по существу, представляет собой вторую дугу окружности со вторым радиусом R2, при этом R1>R2. В другом предпочтительном варианте осуществления R2 больше 15 мкм, предпочтительно - больше 25 мкм.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения, при тиснении бумаги 100 с барьерными свойствами, имеющей защитные слои 102 и 103 с обеих сторон, подлежащих тиснению, например, как показано в бумаге 100 с барьерными свойствами на фиг.1b, но отсутствует на фиг.5, радиус R2 и радиус R1 отличаются менее чем на 25%. В другом предпочтительном варианте осуществления при тиснении бумаги 100 с барьерными свойствами, имеющей защитные слои 102 и 103 с обеих сторон, R1 и R2 больше 25 мкм, предпочтительно - больше 40 мкм.

Понятно, что пропорции и размеры, показанные на фиг.5, являются лишь схематическими и не представляют реальной ситуации с реальными параметрами и пропорциями. Во внимание следует принимать только соотношение между R1 и R2 и примерные значения, указанные в предыдущих абзацах.

Эмпирически подтверждено, что использование соединений с радиусами, превышающими минимальное значение, как раскрыто в настоящем документе, имеет преимущество в снижении напряжения сдвига, поскольку бумага 104 с барьерными свойствами ослабляется между патричной структурой 501 и матричной структурой 500.

На фиг.6а и 6b показано, как можно отрегулировать локальное контактное давление между бумагой 104 с барьерными свойствами и тиснильными инструментами, т.е. патричным тиснильным инструментом Р и матричным тиснильным инструментом М, с целью сохранения функциональности защитного слоя 101 после тиснения в соответствии с предпочтительными примерными вариантами осуществления изобретения. Уменьшение локального контактного давления имеет положительный результат на протяжении всего тиснения защитного слоя 101 бумаги 104 с барьерными свойствами, и это можно понять с учетом изображенного на фиг.6а и 6b, на каждой из которых изображена одиночная патричная структура 600, 602 и одиночная матричная структура 601, 603, а также с учетом пояснений, приведенных ниже в настоящем документе.

Как показано на фиг.6а, где бумага 104 с барьерными свойствами имеет защитный слой 101, обращенный к матричной структуре 601, и бумажную сторону 100, обращенную к патричной структуре 600, к патричной структуре 600 приложено усилие F тиснения. Эмпирически было установлено, что поверхность S1 на вершине матричной структуры 600, соответствующей элементу, предназначенному для тиснения, должна быть меньше поверхности S2 на дне матричной структуры 601, соответствующей элементу, предназначенному для тиснения на бумаге 104 с барьерными свойствами.

Таким образом, первое локальное контактное давление F/S1 на патричной стороне, т.е. на стороне бумаги 100, больше, чем второе локальное контактное давление F/S2 на матричной стороне, т.е. на стороне защитного слоя 101. Поскольку большее локальное контактное давление прямо подразумевает большую вероятность разрушения защитного слоя 101, преимущество тиснения бумаги 104 с барьерными свойствами при расположении защитного слоя 10, обращенным к матричной структуре 601, т.е. обращенным к меньшему контактному давлению, заключается в сохранении целостности защитного слоя 101.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления тиснение бумаги 104 с барьерными свойствами происходит при расположении защитного слоя 101 обращенным к патричной структуре 602, как показано на фиг.6b. В этом случае поверхность S3 на вершине патричной структуры 602 должна быть выбрана так, чтобы она была больше или, как максимум, равна поверхности S4 на дне матричной структуры 603, соответствующей элементу, предназначенному для тиснения на бумаге 104 с барьерными свойствами.

При выборе S3 и S4 третье локальное контактное давление F/S3 на патричной стороне меньше, чем четвертое локальное контактное давление F/S4 на матричной стороне. Поскольку большее локальное контактное давление прямо подразумевает большую вероятность разрушения защитного слоя 101, преимущество тиснения бумаги 104 с барьерными свойствами при расположении защитного слоя 101 обращенным к адаптированной патричной структуре 602, т.е. обращенным к меньшему локальному контактному давлению, заключается в сохранении целостности защитного слоя 101.

На фиг.7а, 7b, 7 с и 7d схематически изображены устройство 708 для тиснения и бумага 104 с барьерными свойствами,105, тисненая с его помощью, в соответствии с примерными вариантами осуществления изобретения. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения, как показано на фиг.7а и 7b, для получения суперпозиции микроскопических тисненых элементов 700, 701 и макроскопических тисненых элементов 702, 703, 704, 705 на бумаге 104 с барьерными свойствами, микроскопическая 700, 701 и макроскопическая 702, 703, 704, 705 структуры скомбинированы на по меньшей мере одном из патричного валка Р и матричного валка М, обращенных к защитному слою 101. Далее, как показано на фиг.7b, во время тиснения возникает зазор 720 между матричной структурой 705 матричного валка М и листом бумаги 100 подвергаемой тиснению бумаги 104 с барьерными свойствами, поскольку патричная структура 704 выбрана неконгруэнтной матричной структуре 705, при этом она имеет укороченную высоту по сравнению с патричной структурой 702 на фиг.7А. В одном из конкретных вариантов осуществления, как показано на фиг.7 с, бумага 105 с барьерными свойствами, имеющая защитные слои 102,103 на обеих поверхностях, подвергается тиснению с обеих ее сторон микроскопическими структурами 706, 707, т.е. микроскопические структуры 706, 707 может нести как патричный валок Р, так и матричный валок М.

Как показано на фиг.7d, устройство 708 для тиснения, предназначенное для выполнения тиснения, содержит патричный валок 709/Р и матричный валок 710/М, оба установленные в кассете (не показана на фиг.7d) устройства 708 для тиснения так, что между патричным валком 709/Р и матричным валком 710/М может быть приложено усилие (не показано на фиг.7d). Кассета и генерирующее усилие устройство (не показано на фиг.7d), например, пневматический цилиндр, расположены в раме 711, образуя устройство 708 для тиснения в соответствии с одним из примером настоящего изобретения.

Предпочтительно, устройство для тиснения 708 содержит нагревательное средство (не показано на фиг.7d), выполненное с возможностью нагрева по меньшей мере одного из патричного валка 709/Р, матричного валка 710/М и/или защитного слоя (защитных слоев) 101,102,103 бумаги 104, 105 с барьерными свойствами, с целью облегчения пластической деформации защитного слоя (защитных слоев) 101, 102, 103 и, следовательно, вдавливания микроскопических структур 700, 701, 706, 707 в защитный слой (слои) 101, 102, 103 бумаги 104, 105 с барьерными свойствами. Подходят температуры выше 40°С, предпочтительно выше 70°С, при этом температуры, превышающие определенный предел, например, 150°С, могут повредить бумагу с барьерными свойствами.

В варианте патричного валка 709/Р, для показанных на фиг.7b и 7 с вариантов применения с патричными структурами 704 и 712, соответственно, микроскопические структуры 701, 707, предпочтительно, переносятся верхней поверхностью 713, 714 на вершине патричной структуры 704, 712, соответствующей тиснильному макроскопическому элементу (этот элемент имеет различную форму на фиг.7b и 7 с), причем в случае матричного валка 710/М, т.е. для показанного на фиг.7а варианта применения с матричной структурой 703, микроскопические структуры предпочтительно переносятся базовой средней поверхностью 715 матричного валка 710/М, окружающей матричную структуру 703, при этом соответствующая поверхность на патричном валке Р, т.е. поверхность, противоположная микроскопическим структурам 700 на другой стороне бумаги 104 с барьерными свойствами во время тиснения является гладкой поверхностью.

Бумага 104, 105 барьерными свойствами подается в устройство 708 для тиснения таким образом, что защитный слой 101, 102, 103 бумаги 104, 105 с барьерными свойствами обращен к патричному валку 709 и/или к матричному валку 710, в зависимости от варианта, которым переносятся микроструктуры 700, 701, 706, 707, а на выходе получают макротисненую бумагу 104, 105 с барьерными свойствами, обладающую микроструктурированным защитным слоем 101, 102, 103.

На фиг.8а, 8b, 8с и 8d показаны системы тиснения 800, 801, выполненные с возможностью вдавливания микроскопических структур 802 в защитный слой 101, в соответствии с примерными вариантами осуществления изобретения. Каждая система тиснения 800, 801 содержит третий тиснильный инструмент 804 и четвертый тиснильный инструмент 803, выполненные с возможностью взаимодействовать друг с другом для тиснения бумаги 104 с барьерными свойствами. Третий тиснильный инструмент 804 снабжен по меньшей мере гладкой структурой 805 поверхности, которая на всех рассматриваемых здесь чертежах покрывает всю цилиндрическую поверхность тиснильного инструмента 804. Четвертый тиснильный инструмент 803 снабжен множеством микроскопических структур 802, выступающих от поверхности 806 тиснильного инструмента 803. На фиг.8а микроскопические структуры 802 занимают кольцеобразную поверхность 807 на цилиндрической поверхности четвертого тиснильного инструмента 803, при этом на фиг.8b микроскопические структуры 802 покрывают всю цилиндрическую поверхность тиснильного инструмента 803. Фиг. 8а и 8b являются только примерами, и возможны другие распределения микроскопических структур 802. На фиг.8 с микроскопические структуры 802 представлены крестиками. На увеличенном виде на фиг.8d микроскопические структуры 802 показаны в непосредственной близости от защитного слоя 101, что позволяет предположить, что микроскопические структуры 802 вот-вот будут выполнять тиснение на защитном слое 101.

В одном из предпочтительном вариантов осуществления изобретения на поверхности валка (такого как тиснильный валковый инструмент 803) выгравированы (например, как на фиг.8а, 8b, 8с и 8d) микроскопические структуры, такие как множество полусфер, конусов, рельефных поверхностных элементов правильной или произвольной формы. В других вариантах осуществления микроскопические структуры могут быть выгравированы на поверхности патричной структуры патричного валка, соответствующей макроскопическому тиснильному элементу, или на поверхности базовой поверхности матричного валка.

Под множеством поверхностных микроскопических структур может пониматься массив регулярно распределенных элементов с периодическим расположением, набор(наборы) различных типов структур или могут пониматься случайно распределенные структуры.

Поперечный размер таких отдельных микроскопических поверхностных структур может варьироваться от 1 мкм до 100 мкм, при этом расстояние между двумя соседними микроскопическими поверхностными структурами может варьироваться от 2 мкм до 200 мкм.

Максимальная высота микроскопических поверхностных структур ограничивается толщиной защитного слоя бумаги с барьерными свойствами, подлежащей тиснению, так как при тиснении микроскопических поверхностных элементов необходимо сохранить ее целостность. В предпочтительном варианте осуществления эта высота не должна превышать 80% от толщины защитного слоя барьерной зоной.

Какого-либо конкретного технического минимального предела высоты микроскопических поверхностных элементов не существует; она должна превышать собственную шероховатость поверхности барьерной зоны, и, как правило, может превышать 1 мкм.

На фиг.9а, 9b, 9с и 9d показаны устройства 902 и 903 для тиснения, содержащие две системы тиснения, и результат тиснения, полученный на бумаге 104 с барьерными свойствами в соответствии с примерным вариантом осуществления изобретения. В предпочтительном варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 9а, 9b, 9с, 9d, для получения на бумаге 104 с барьерными свойствами суперпозиции тиснения вытисненной микроскопической структуры(структур) 900 и вытисненной макроскопической структуры(структур) 901, при этом микроскопические структуры 900 вдавливаются в защитный слой 101 бумаги 104 с барьерными свойствами, причем два устройства 902 и 903 для тиснения скомбинированы таким образом, что бумага 104 с барьерными свойствами, тисненая, в основном, вторым устройством 902 для тиснения, уже несет тисненые микроскопические структуры на защитном слое 101 при ее подаче в первое устройство 903 для тиснения, способное выполнять макроскопическое тиснение 901, при этом макроскопическое тиснение выполняется без прижатия (сплющивания) ранее вытисненных микроструктур 900.

Второе устройство 902, выполняющее тиснение микроскопических структур 900, содержит валок 904 со структурированной поверхностью, предпочтительно, с микроскопическими структурами, как раскрыто выше, и контрвалок 905 с гладкой поверхностью, оба валка установлены в кассете (не показана на фиг.9а), выполненной так, что между валком 904 со структурированной поверхностью и контрвалком 905 с гладкой поверхностью может быть приложено усилие. Кассета и устройство, генерирующее усилие (не показано на фиг.9а), например, пневматический цилиндр, установлены в раме 908, образуя первое устройство 902 для тиснения микроструктур в соответствии с настоящим изобретением.

Предпочтительно, второе устройство 902 для тиснения, выполняющее тиснение микроскопической структуры 900, содержит средство для нагрева (не показано на фиг.9а), выполненное с возможностью нагрева валка 904 со структурированной поверхностью 904 и/или защитного слоя 101 с целью облегчения пластической деформации защитного слоя 101 и, таким образом, также микроскопического тиснения в защитном слое 101 бумаги 104 с барьерными свойствами. Подходящими являются температуры выше 40°С, предпочтительно, выше 70°С, при этом температуры, превышающие определенный предел, например, 150°С, могут повредить бумагу с барьерными свойствами.

Альтернативно микроскопические структуры 900 переносятся с валка 904 со структурированной поверхностью в чувствительный к УФ-излучению защитный слой (не показан на чертежах), который после переноса отверждается УФ-излучением, образуя микроструктурированный защитный слой 101 бумаги 104 с барьерными свойствами.

Первое устройство 903 для тиснения, выполняющее тиснение макроструктур 901 содержит патричный валок 907 и матричный валок 906, установленные в кассете (не показана на фиг.9а), выполненной так, что между патричным валком 907 и матричным валком 906 может быть приложено усилие. Кассета и устройство, генерирующее усилие (не показано на фиг.9а), например, пневматический цилиндр, установлены в раме 909, образуя второе устройство 903 для тиснения макроструктур в соответствии с настоящим изобретением.

В одном из конкретных вариантов осуществления изобретения, показанном на фиг.10а, 10b и 10 с, зазор 1000 между патричной структурой 1001 патричного валка 1002 в первом устройстве 903 для тиснения и соответствующей матричной структурой 1003 матричного валка 1004 выбран таким образом, чтобы во время тиснения бумаги 104 с барьерными свойствами он превышал толщину бумаги 104 с барьерными свойствами, т.е. толщину бумаги 100, добавленную к толщине защитного слоя 101, по меньшей мере на одном участке, предпочтительно, между 5 мкм и 50 мкм. Это локально увеличенное расстояние, создаваемое зазором 1000 между патричной структурой 1001 и матричной структурой 1003, позволяет выполнять макроскопическое тиснение бумаги 104 с барьерными свойствами без сдавливания (сплющивания) микроструктур 900, вытисненных ранее вторым устройством 902 для тиснения и поэтому имеющихся на защитном слое 101 бумаги 104 с барьерными свойствами.

Бумага 104 с барьерными свойствами подается в устройство 902 для тиснения микроструктуры так, что защитный слой 101 бумаги 104 с барьерными свойствами обращен к валку 904 с микроструктурированной поверхностью, а сторона бумаги 100 обращена к контрвалку 905 с гладкой поверхностью.

Тисненая бумага 104 с барьерными свойствами, выходящая из устройства 902 для микроструктурного тиснения, т.е. бумага 104 с барьерными свойствами, имеющая микроструктурированный защитный слой 101, подается в устройство 903 для макроструктурного тиснения.

Тисненая бумага 104 с барьерными свойствами, выходящая из устройства 903 для макроструктурного тиснения представляет собой имеющую макротиснение бумагу 104 с барьерными свойствами, обладающую защитным слоем 101, несущим на своей поверхности тисненую микроскопическую структуру (структуры) 900. Микроскопическая структура (структуры) 900 может (могут) усиливать барьерные свойства бумаги 104 с барьерными свойствами и компенсировать возможную потерю функциональности, которая может возникнуть из-за макроскопического тиснения.

На фиг.11а - 11е показан ряд изделий из тисненой бумаги с барьерными свойствами, которые могут быть изготовлены с помощью примерным вариантов осуществления изобретения. Бумага с барьерными свойствами на фиг.11а - 11с в целом имеет тиснение с равномерно расположенными и распределенными узорами, сотами на фиг.11а, треугольниками на фиг.11b и кругами на фиг.11с, преимущество которого заключается в сохранении, по существу, неизменной форму бумаги с барьерными свойствами в течение всего срока ее службы. Данные узоры получены макроструктурным тиснением, как раскрыто в настоящем документе. На каждом изделии может быть дополнительно выполнено тиснение с помощью микроскопических структур, как раскрыто в настоящем документе. Изделие на фиг.1d представляет собой лист бумаги с барьерными свойствами, на который нанесено макроскопическое тиснение для получения нескольких линий сгиба, преимущество этого заключается в обеспечении определенных линии для легкого складывания. Конечно, изделие может быть дополнительно подвергнуто тиснению с помощью микроскопических структур, как раскрыто в настоящем документе. Изделие на фиг.1е основано на изделии по фиг.1d, на котором тиснение узоров логотипа (в данном примере - отображение слова «LOGO») выполнено с помощью либо макроскопического тиснения, либо микроскопического тиснения, либо даже двух типов в сочетании, в соответствии с пояснениями, приведенными в настоящем документе.

На фиг.12а - 12с показан пример тисненого макроструктурного узора на бумаге 104 с барьерными свойствами, который может быть получен с помощью предпочтительного варианта осуществления изобретения, включающего в себя систему 1200 тиснения. Последняя содержит патричный инструмент 1201 и соответствующий матричный инструмент 1202, выполненный с возможностью взаимодействия, как показано на увеличенной иллюстрации на фиг.12 с. Защитный слой 101 (не показанный на фиг.12) обращен к матричному инструменту 1202. Патричный инструмент 1201 и матричный инструмент 1202 содержат патричные структуры 1203 и соответствующие не конгруэнтные матричные структуры 1204, как показано на фиг.12 с. Они распределяются по соответствующим поверхностям патричного инструмента 1201 и матричного инструмента 1202 для получения тисненого узора, показанного на фиг.12b.

На фиг.13а и 13b показаны примеры линий 1300 сгиба, вытисненных на бумаге 104 с барьерными свойствами с помощью предпочтительного варианта осуществления изобретения, т.е. с помощью по меньшей мере макроскопических структур (не показаны на фиг.13а и 13b), причем патричная структура использовалась на стороне, обозначенной буквой Р, прижимаемой к стороне бумаги 100 бумаги 104 с барьерными свойствами, а защитный слой 101 был обращен к соответствующей матричной структуре, обозначенной буквой М. Изделие на фиг.13а содержит одну линию сгиба, тогда как изделие на фиг.13b представляет собой последовательность из трех последовательных линий сгиба.

На фиг.14а - 14с показаны примеры упаковочных материалов в виде бумаги с барьерными свойствами с тиснением, нанесенным с помощью предпочтительного варианта осуществления изобретения. Конкретнее, бумага с барьерными свойствами на фиг.14b была подвергнута макроскопическому тиснению для получения четырех линий сгиба, предназначенных для того, чтобы обеспечить сгибание бумаги с барьерными свойствами по этим линиям таким образом, чтобы ее можно было использовать в качестве внутреннего вкладыша внутри коробки для сигарет на фиг.14а. На фиг.14 с представлен увеличенный вид поперечного сечения через одну из линий сгиба на фиг.14b, демонстрирующий, что линия была получена путем тиснения макроструктур, при этом бумажная сторона находится со стороны патричной структуры, а защитный слой - со стороны матричного инструмента, который использовался для тиснения бумаги с барьерными свойствами (отметим, что патричная и матричная структуры не показаны).

На фиг.15а и 15b показан еще один пример упаковочных материалов в виде бумаги с барьерными свойствами с тиснением, нанесенным с помощью предпочтительного варианта осуществления изобретения. Конкретнее, бумага с барьерными свойствами на фиг.15а была подвергнута макроскопическому тиснению для получения по меньшей мере одной линию сгиба, предназначенной для обеспечения сгибания бумаги с барьерными свойствами по этим линиям таким образом, чтобы ее можно было использовать в качестве клапана для запечатывания упаковки плиток шоколада. На фиг.15b представлен увеличенный вид поперечного сечения через линию сгиба на фиг.15а, демонстрирующий, что линия была получена путем тиснения макроструктур и микроструктур (как изображено крестиками на показанной бумаге), сторона бумаги находится со стороны патричной структуры, а защитный слой - со стороны матричного инструмента, который использовался для тиснения бумаги с барьерными свойствами (отметим, что патричная и матричная структуры не показаны). Микроскопические структуры вытиснены на защитном слое, направленным к матричной стороне.

Изобретение относится к способу и инструменту для тиснения бумаги с барьерными свойствами, причем бумага с барьерными свойствами содержит бумагу и защитный слой на одной из своих сторон. Способ включает в себя: обеспечение первой системы тиснения с первым тиснильным инструментом и вторым тиснильным инструментом, взаимодействующим с первым тиснильным инструментом, для тиснения бумаги с барьерными свойствами; обеспечение патричной структуры на первом тиснильном инструменте; обеспечение матричной структуры на втором тиснильном инструменте; при этом матричная структура соответствует патричной структуре таким образом, что при тиснении бумаги с барьерными свойствами сохраняется функциональность защитного слоя. Способ также включает в себя тиснение бумаги с барьерными свойствами путем вставки бумаги с барьерными свойствами между первым и вторым тиснильными инструментами, приложения давления между патричной и матричной структурами для прижатия патричной структуры к бумажной стороне, которая является стороной бумаги с барьерными свойствами, противоположной стороне с защитным слоем бумаги с барьерными свойствами, и вдавливания бумаги с барьерными свойствами в матричную структуру, при этом защитный слой обращен к матричной структуре, таким образом изменяется волокнистая структура бумаги в бумаге с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: разрыв бумажных волокон, сжатие бумажных волокон, уплотнение бумажных волокон; что ведет к изменению поведения бумаги с барьерными свойствами при фальцовке и к сохранению, по существу, неизменной формы бумаги с барьерными свойствами в течение всего ее срока службы. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Способ тиснения бумаги (104) с барьерными свойствами, при этом бумага (104) с барьерными свойствами содержит бумагу (100) и защитный слой (101) по меньшей мере на одной из своих сторон, причем способ включает следующее:

обеспечивают первую систему (200) тиснения с первым тиснильным инструментом (202) и вторым тиснильным инструментом (202), выполненным с возможностью взаимодействия с первым тиснильным инструментом (201), для тиснения бумаги (104) с барьерными свойствами;

обеспечивают патричную структуру (203) на первом тиснильном инструменте (201);

обеспечивают матричную структуру (205) на втором тиснильном инструменте (202);

причем матричная структура (205) соответствует патричной структуре (203) так, чтобы при тиснении бумаги (104) с барьерными свойствами сохранялась функциональность защитного слоя (101); и

выполняют тиснение бумаги (104) с барьерными свойствами путем вставления бумаги (104) с барьерными свойствами между первым и вторым тиснильными инструментами (201, 202), приложения давления между патричной и матричной структурами (203, 205) для прижатия патричной структуры (203) к бумажной стороне (100), которая является стороной бумаги (104) с барьерными свойствами, противоположной стороне с защитным слоем (101) бумаги (104) с барьерными свойствами, и вдавливания бумаги (104) с барьерными свойствами в матричную структуру (205), при этом защитный слой (101) обращен к матричной структуре (205), таким образом изменяют волокнистую структуру бумаги (100) в бумаге (104) с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: разрыв бумажных волокон, сжатие бумажных волокон, уплотнение бумажных волокон; что ведет к изменению поведения бумаги с барьерными свойствами при фальцовке и к сохранению, по существу, неизменной формы бумаги с барьерными свойствами в течение всего ее срока службы, причем патричная структура (501) и матричная структура (500) выполнены так, что первое соединение между боковой стороной (502) патричной структуры (501) и первой базовой поверхностью (503) первого тиснильного инструмента (504), от которой выступает патричная структура (501), по существу, представляет собой первую дугу окружности с первым радиусом R1, при этом второе соединение между боковой стороной (505) матричной структуры (500) и второй базовой поверхностью (506) второго тиснильного инструмента (507), в котором выполнена матричная структура (500), по существу, представляет собой вторую дугу окружности со вторым радиусом R2, при этом R2 > R1.

2. Способ тиснения по п. 1, дополнительно содержащий

нагрев по меньшей мере одного из первого и второго тиснильных инструментов и/или бумаги с барьерными свойствами на этапе тиснения бумаги с барьерными свойствами.

3. Способ по п. 1, в котором

защитный слой содержит дополнительный слой материала, отличный от бумажного слоя, способный обеспечивать определенные барьерные свойства, или зону бумажного слоя, модифицированного для обеспечения определенных барьерных свойств.

4. Способ по п. 1, в котором первый радиус R1 превышает 15 мкм.

5. Способ по п. 1, в котором

для сохранения функциональности защитного слоя патричная структура (600) содержит на вершине патричной структуры (600) первую поверхность S1, а матричная структура (601) содержит на дне матричной поверхности (601) вторую поверхность S2, так что при приложении первого усилия (F) тиснения к патричной структуре (600) первое локальное контактное давление F/S1, при расположении бумажной стороны (100) со стороны патричной структуры (600), имеет значение, превышающее второе локальное контактное давление F/S2, при расположении защитного слоя (101) со стороны матричной структуры.

6. Способ по п. 1, в котором

бумага с барьерными свойствами содержит дополнительный защитный слой (103) на стороне бумаги с барьерными свойствами, противоположной стороне защитного слоя (102), при этом первый радиус R1 и второй радиус R2 отличаются менее чем на 25%.

7. Способ по п. 6, в котором каждый из первого радиуса R1 и второго радиуса R2 превышает 25 мкм.

8. Устройство для тиснения бумаги с барьерными свойствами, при этом бумага с барьерными свойствами содержит бумагу и защитный слой по меньшей мере на одной из ее сторон, причем устройство содержит

первую систему тиснения с первым тиснильным инструментом и вторым тиснильным инструментом, выполненным с возможностью взаимодействия с первым тиснильным инструментом, для тиснения бумаги с барьерными свойствами;

патричную структуру на первом тиснильном инструменте;

матричную структуру на втором тиснильном инструменте;

причем матричная структура соответствует патричной структуре так, чтобы во время тиснения бумаги с барьерными свойствами сохранялась функциональность защитного слоя; и

при этом первая система тиснения также выполнена с возможностью приема бумаги с барьерными свойствами, вставляемой между первым и вторым тиснильными инструментами, и приложения давления между патричной и матричной структурами для прижатия патричной структуры к бумажной стороне бумаги с барьерными свойствами и вдавливания бумаги с барьерными свойствами в матричную структуру, при этом защитный слой обращен к матричной структуре, что обеспечивает изменение волокнистой структуры бумаги в бумаге с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: разрыв бумажных волокон, сжатие бумажных волокон, уплотнение бумажных волокон; что ведет к изменению поведения бумаги с барьерными свойствами при фальцовке и к сохранению, по существу, неизменной формы бумаги с барьерными свойствами в течение всего ее срока службы, причем патричная структура (501) и матричная структура (500) выполнены так, что первое соединение между боковой стороной (502) патричной структуры (501) и первой базовой поверхностью (503) первого тиснильного инструмента (504), от которой выступает патричная структура (501), по существу, представляет собой первую дугу окружности с первым радиусом R1, при этом второе соединение между боковой стороной (505) матричной структуры (500) и второй базовой поверхностью (506) второго тиснильного инструмента (507), в котором выполнена матричная структура (500), по существу, представляет собой вторую дугу окружности со вторым радиусом R2, при этом R2 > R1.

9. Устройство по п. 8, дополнительно содержащее нагревательное средство, выполненное с возможностью нагрева по меньшей мере одного из первого и второго тиснильных инструментов и/или бумаги с барьерными свойствами во время тиснения бумаги с барьерными свойствами.

10. Устройство по п. 8, в котором

защитный слой содержит дополнительный слой материала, отличный от бумажного слоя, выполненный с возможностью обеспечения определенных барьерных свойств, или зону бумажного слоя, модифицированного для обеспечения определенных барьерных свойств.

11 Устройство по п. 8, в котором первый радиус R1 превышает 15 мкм.

12. Устройство по п. 8, в котором

для сохранения целостности защитного слоя патричная структура (600) содержит на вершине патричной структуры (600) первую поверхность S1, а матричная структура (601) содержит на дне матричной поверхности (601) вторую поверхность S2, так что при приложении первого усилия (F) тиснения к патричной структуре (600) первое локальное контактное давление F/S1, при расположении бумажной стороны (100) со стороны патричной структуры (600), имеет значение, превышающее второе локальное контактное давление F/S2, при расположении защитного слоя (101) со стороны матричной структуры.

13. Устройство по п. 8, в котором

барьер содержит дополнительный защитный слой (103) на стороне бумаги с барьерными свойствами, противоположной стороне защитного слоя (102), при этом первый радиус R1 и второй радиус R2 отличаются менее чем на 25%.

14. Устройство по п. 13, в котором каждый из первого радиуса R1 и второго радиуса R2 превышает 25 мкм.

15. Способ тиснения бумаги с барьерными свойствами, при этом бумага с барьерными свойствами содержит защитный слой по меньшей мере на одной из своих сторон, причем способ содержит следующее:

обеспечивают первую систему тиснения с первым тиснильным инструментом и вторым тиснильным инструментом, взаимодействующим с первым тиснильным инструментом, для тиснения бумаги с барьерными свойствами;

обеспечивают патричную структуру на первом тиснильном инструменте;

обеспечивают матричную структуру на втором тиснильном инструменте;

причем матричная структура соответствует патричной структуре так, чтобы при тиснении бумаги с барьерными свойствами функциональность бумаги с барьерными свойствами сохранялась;

выполняют тиснение бумаги с барьерными свойствами путем вставления бумаги с барьерными свойствами между первым и вторым тиснильными инструментами, прикладывания давления между патричной и матричной структурами для прижатия патричной структуры к стороне с защитным слоем бумаги с барьерными свойствами и вдавливания бумаги с барьерными свойствами в матричную структуру, при этом бумажная сторона бумаги с барьерными свойствами обращена к матричной структуре, таким образом изменяют волокнистую структуру бумаги в бумаге с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: разрыв бумажных волокон, сжатие бумажных волокон, уплотнение бумажных волокон; что ведет к изменению поведения бумаги с барьерными свойствами при фальцовке и к сохранению, по существу, неизменной формы бумаги с барьерными свойствами в течение всего ее срока службы, причем патричная структура и матричная структура выполнены так, что первое соединение между боковой стороной патричной структуры и первой базовой поверхностью первого тиснильного инструмента, от которой выступает патричная структура, по существу, представляет собой первую дугу окружности с первым радиусом R1, при этом второе соединение между боковой стороной матричной структуры и второй базовой поверхностью второго тиснильного инструмента, в котором выполнена матричная структура, по существу, представляет собой вторую дугу окружности со вторым радиусом R2, при этом R1 > R2.

16. Способ по п. 15, в котором бумага с барьерными свойствами содержит дополнительный защитный слой на стороне бумаги с барьерными свойствами, противоположной стороне защитного слоя (102), при этом первый радиус R1 и второй радиус R2 отличаются менее чем на 25%.

17. Устройство для тиснения бумаги с барьерными свойствами, при этом бумага с барьерными свойствами содержит бумагу и защитный слой на по меньшей мере одной из ее сторон, причем устройство содержит:

первую систему тиснения с первым тиснильным инструментом и вторым тиснильным инструментом, выполненным с возможностью взаимодействия с первым тиснильным инструментом, для тиснения бумаги с барьерными свойствами;

патричную структуру на первом тиснильном инструменте;

матричную структуру на втором тиснильном инструменте;

причем матричная структура соответствует патричной структуре так, чтобы при тиснении бумаги с барьерными свойствами сохранялась функциональность защитного слоя;

причем первая система тиснения также выполнена с возможностью приема бумаги с барьерными свойствами, вставляемой между первым и вторым тиснильными инструментами, и приложения давления между патричной и матричной структурами для прижатия патричной структуры к стороне с защитным слоем бумаги с барьерными свойствами, и вдавливания бумаги с барьерными свойствами в матричную структуру, при этом бумажная сторона бумаги с барьерными свойствами обращена к матричной структуре, что обеспечивает изменение волокнистой структуры бумаги в бумаге с барьерными свойствами за счет по меньшей мере одного из следующих эффектов: разрыв бумажных волокон, сжатие бумажных волокон, уплотнение бумажных волокон; что ведет к изменению поведения бумаги с барьерными свойствами при фальцовке и к сохранению, по существу, неизменной формы бумаги с барьерными свойствами в течение всего ее срока службы, причем патричная структура и матричная структура выполнены так, что первое соединение между боковой стороной патричной структуры и первой базовой поверхностью первого тиснильного инструмента, от которой выступает патричная структура, по существу, представляет собой первую дугу окружности с первым радиусом R1, при этом второе соединение между боковой стороной матричной структуры и второй базовой поверхностью второго тиснильного инструмента, в котором выполнена матричная структура, по существу, представляет собой вторую дугу окружности со вторым радиусом R2, при этом R1 > R2.

18. Способ по п. 17, в котором бумага с барьерными свойствами содержит дополнительный защитный слой (103) на стороне бумаги с барьерными свойствами, противоположной стороне защитного слоя (102), при этом первый радиус R1 и второй радиус R2 отличаются менее чем на 25%.