专利名称：一种适合复制和保护凹凸花纹的方法
技术领域：
本发明涉及一种适合在金属基材中复制表面凹凸花纹的方法。尤其是，本发明涉及一种在软金属层中复制一层表面凹凸花纹以及用一层基本透明的层保护至少一部分所述复制的表面凹凸花纹的方法。而且，本发明还涉及适合固定着这一表面凹凸花纹的金属容器，所述表面凹凸花纹按上述方法加以保护。
如今在工业领域，利用全息图避免印刷材料及其他产品被伪造的做法得到了广泛的认同。全息图也用作印刷材料上的装饰，尤其是在包装上。全息图或是用作标签，或是以热压印全息箔的方式加上。通常，将全息图直接导入金属成本非常高，由此每件物品的成本都较高。
US47,725,111和US4,773,718均涉及将全息图直接压印到金属表面的工艺过程，优选的是铝。将全息图直接压印到金属中要求向压印工具施加高压，以便克服金属硬度。在US47,725,111和US4,773,718中，通过在高温下实施压印过程，这一问题已经解决——即在压印全息图过程中上述金属的温度加热到室温以上。
US4,725,111和US4,773,718公开的上述工艺过程的一个缺点是，为了使所述铝软化，所述压印过程须在高温下进行，以便降低所述铝的硬度。
US4,900,111公开了一种将全息图压印到两层结构中的技术——在一层硬金属基材上覆盖一层软金属。通过引入这一软金属层，压印可以在室温下进行。优选地，所述软金属层是一层锡。
US4,900,111公开的所述技术的一个缺点是，腐蚀可能很容易使所述全息图受到损坏。如果所述压印工具穿透所述薄锡层，从而使所述的下面基材随便暴露在环境中，就会出现腐蚀。腐蚀不仅仅会损害所述全息图，所述全息图定位在其上的整个结构/物体(例如一个食品罐)也将被破坏。就一个食品罐而言，所述食品罐的内含物可能受玷污。
US4,900,111公开的所述技术的另一个缺点是，所述的导入全息图完全得不到保护，因此随便暴露在环境中——即空气、湿度及其他，对于所述全息图，这些都是有害物。按所述的现有内容，一个有害物可能是顾客在处理其上导入所述全息图的一件物体过程中接触所述全息图的双手和指甲。
US4,900,111公开的所述技术还有一个缺点，这就是由于所述软金属层的柔软度，因此所述全息图很容易因所述软金属层与其他物体之间——除所述压印工具外——的物理接触很可能会改变所述全息图的表面特性而遭到破坏。
US4,900,111公开的所述技术还有一个缺点，这就是原定的视觉效果会因吸附在所述全息图表面的灰尘颗粒而受到影响或破坏。
本发明的一个目的是提供一种在金属基材中复制表面凹凸花纹而无需在所述压印工具上施加高压的技术。
本发明的另一个目的是通过在所述表面凹凸花纹的顶面敷设一层透明膜，从机械方面对所述复制的表面凹凸花纹的表面进行稳定处理，从而保护所述复制的表面凹凸花纹避免在环境中受到损坏，由此保持所述表面凹凸花纹的原定视觉效果。
本发明的另一个目的是提供一种在室温下在金属基材里高速复制表面凹凸花纹的技术。尤其是，所述技术应适用于制造例如金属容器的高速生产线。
本发明的一个目的是针对腐蚀提供一种有效的保护，从而避免损坏/破坏所述复制的表面凹凸花纹和固定所述复制的表面凹凸花纹的物体。
第一方面，所述目的通过提供一种制造金属容器中至少一部分的方法来实现，所述方法包含以下步骤-提供一个金属基材，所述金属基材基本上平坦并且有两个基本平行的表面；-复制表面凹凸花纹，通过将所述物体压入所述基材的其中一个表面，所述表面凹凸花纹由一件物体的一个表面固定着，从而改变至少一部分所述表面的表面特性；及
-在至少一部分所述复制的表面凹凸花纹上覆盖一层基本透明的膜，从而保护所述复制的表面凹凸花纹。
按照本发明第一方面的所述方法可进一步包含在至少一部分所述复制的表面凹凸花纹已经覆盖基本透明的膜后，使至少一部分所述金属基材组成金属容器的至少一部分的步骤。
第二方面，本发明涉及一种制造金属容器中至少一部分的方法，所述方法包含以下步骤-提供一个金属基材，所述金属基材基本上平坦并且有两个基本平行的表面；-复制表面凹凸花纹，通过将所述物体压入所述基材的其中一个表面，所述表面凹凸花纹由一件物体的一个表面固定着，从而改变至少一部分所述表面的表面特性；-使至少一部分所述金属基材成为一个金属容器的至少一部分；及-在至少一部分所述复制的表面凹凸花纹上覆盖一层基本透明的层，从而保护所述复制的表面凹凸花纹。
原则上，所述金属基材可进行处理成为所述金属容器的任何部分，即所述金属容器的顶部、底部和侧壁。
一般来说，使至少一部分所述金属基材成为一个金属容器的至少一部分的步骤可能涉及两件和三件技术。两件技术可能涉及深冲、冲压、深冲再深冲和/或拉制和罐壁烫压工艺过程。在三件技术的场合，除了所述两件工艺过程外，可能还运用焊接、粘结、锡焊和折叠工艺。
金属基材可固定着第一层，所述第一层比所述基材更软。所述第一层可以包含从锡、铝、铜、镍、锌、黄铜或其任何组合所组成的一组材料中选出的一种材料。所述表面凹凸花纹可以是一种衍射光学元件，可以复制在第一层中。所述表面凹凸花纹的所述复制可作为轧制过程或冲压过程的一部分加以实施。
所述基本透明的层可从漆、聚合物、层压塑料、印刷油墨或它们的任何组合所构成的一组材料中选出。所述基本透明的层可以是一层彩色印刷，从而进一步增强所述表面凹凸花纹的视觉效果。所述彩色印刷可包含装饰，如标志，商标等。所述彩色印刷的基本透明性使光线通过所述凹凸花纹的所述衍射光学元件照射，因此对所述光学部分产生影响。
第三方面，本发明涉及一个金属容器，所述容器中包含-一个有底部和侧壁的本体，所述底部和侧壁一起形成一个内表面和一个外表面；及-一个由所述本体的所述内表面或外表面的一部分表面固定着的表面凹凸花纹，至少一部分所述表面凹凸花纹覆盖着基本透明的膜，从而对所述图版印刷进行保护。
所述金属容器可进一步包含一个顶部，当安装在所述金属容器本体上时，所述顶部与所述侧壁和底部结合，组成一个内表面和一个外表面。
支托所述表面凹凸花纹的所述表面部分可包含一个内层和一个外层，所述外层比内层更软。所述外层可包含从锡、铝、铜、镍、锌、黄铜或其任何组合所组成的一组材料中挑选的一种材料。
所述表面凹凸花纹可包含一个衍射光学元件，并且可能由所述外层固定着。
覆盖在至少一部分所述凹凸花纹上的所述基本透明的层可从漆、聚合物、层压塑料、印刷油墨或它们的任何组合的一组材料中选出。
所述金属容器可能是一个两件，或三件容器。原则上，所述金属容器可采取任何形状和尺寸，并且可以用来储存几乎任何东西，如食物、饮料、油漆、烟草和鞋油。
第四方面，本发明涉及一种制造金属容器中至少一部分的方法，所述方法包含以下步骤-提供一个金属基材，所述金属基材基本上平坦并且有两个基本平行的表面，所述金属基材的其中至少一个表面支托着第一层材料，所述第一层材料比所述金属基材更软，而且其中所述第一层材料固定着第二层不透明材料；-复制表面凹凸花纹，通过将所述物体压入第一层和第二层，所述表面凹凸花纹由一件物体的一个表面固定着；及-在至少一部分所述复制的表面凹凸花纹上覆盖一层基本透明的层，从而保护所述复制的表面凹凸花纹。
按照上述第四方面的上述方法可进一步包含使至少一部分所述金属基材成为金属容器的至少一部分的步骤。
第五方面，本发明涉及一种制造金属容器中至少一部分的方法，所述方法包含以下步骤-提供一个金属基材，所述金属基材基本上平坦并且有两个基本平行的表面，其中所述金属基材的其中至少一个表面固定着第一层材料，所述第一层材料比所述金属基材更软，而且其中所述第一层材料固定着第二层不透明材料；-复制表面凹凸花纹，所述表面凹凸花纹通过将所述物体压入所述所述第一层和第二层，所述表面凹凸花纹由一件物体的一个表面固定着；-使至少一部分所述金属基材成为一个金属容器的至少一部分；及-在至少一部分所述复制的表面凹凸花纹上覆盖一层基本透明的层，从而保护所述复制的表面凹凸花纹。
按照本发明第四方面和第五方面的第二层不透明材料可以是一层彩色印刷，从而增强视觉效果。上述彩色印刷可包含装饰，如标志，商标等。
现参照附图进一步详细说明本发明，在附图中
图1图示以一个软金属层2中复制的表面凹凸花纹4。所述的软金属层2由一个金属表面1支托。所述复制的表面凹凸花纹覆盖着一层基本透明的层；图2显示一个与图1类似的系统，包括一层彩色印刷层3；图3显示轧制过程的原理；图4显示冲压过程的原理；图5图示设置透明保护层的步骤；图6显示各种各样的罐子，全都带有整体全息图；按照本发明，所述复制的表面凹凸花纹——例如全息图——将与最终产品成为一个整体部分，即一个金属容器的整体部分。通过将所述表面凹凸花纹与最终产品相结合，伪造变得非常困难。而且，由于例如全息图的复制是全部生产的一个整体的组成部分，因此减少和节省生产时间和资源得以实现。
现在参阅图1，显示一个按照本发明的优选实施例的物品。所述物品包含一个平面金属基底1。所述基底的所述表面应尽可能平滑。优选地，所述基材是金属的，如钢或铝。在所述基材由钢制成的情况下，钢的表面涂覆着一个柔软度适当的表层2。优选地，所述表层2是一种软金属材料——例如一锡层——可借以在室温下进行全息图压印。在室温下压印全息图的可能性是一项要求，因为按照本发明的所述方法适用于高速生产设施。
图1中所示的系统表示为双层系统。原则上，所述系统可包含多个表层，例如在基材周围对称定位。举例说，所述基材可两面覆盖锡层。然后，可在所述锡层上覆盖一层惰性膜。或者，所述系统可能是单层系统。单层系统可能是一个所述基材由铝制成的系统。由于铝是软性金属，因此在室温下压印全息图无需任何额外的软覆盖层。
在图1中，在所述锡层2中已经复制了一层表面凹凸花纹4。所述表面凹凸花纹4被看作是在所述锡层2的表面结构中一个较小的空间变化。所述表面凹凸花纹可覆盖所述全部基材，或者可只覆盖所述基材的一部分。优选地，所述表面凹凸花纹4是一个衍射光学元件，如一张全息图、格栅或类似的东西。所述锡层的厚度应足以包容所述表面凹凸花纹的深度变化。这些变化一般在50-300纳米范围。如果所述复制的表面凹凸花纹未受到保护，那么在预定的视觉效果因所述复制表面的所述表面的人造空间变化实际上被弄模糊而消失之前，例如在所述复制表面的所述表面粘上灰尘颗粒，因此部分或全部填充所述空间变化，则这只是一个时间问题——可能非常短的时间。而且由于例如接触所述表面凹凸花纹而产生磨损将会随时间推移毁坏或降低预定的视觉效果。因此，在一个优选的实施例中，一层透明膜5保护着所述表面凹凸花纹4。所述保护层5的一面跟随所述表面凹凸花纹4的空间变化。优选地，所述保护层5是一层漆、聚合物、层压塑料、印刷油墨或它们的组合。可能以类似方式在单层系统的顶上设置所述保护层5，从而对铝基材中的复制表面凹凸花纹(图1中未显示)实行保护。
更为优选地，所述保护层5是以下其中一种油漆——DI 4004或第1402-011号漆，这两种漆均由Valspar Coates公司提供。或者，可使用下列漆PPG提供的EG 41001 F、EG 41082 F和EQ 16003 FVernicolor提供的77/6/5；Manders提供的11545；Valspar Coates提供的ME 812 F、11573MA。
如果图1所示的所述材料系统也包含彩色印刷层3——如图2所示，则视觉效果也可以增强。所述彩色印刷层3是位于所述锡层2顶面的一个彩色层。所述彩色印刷层3一般会包含装饰，如标志、商标等。使用深色，例如深蓝色，看到了最佳视觉效果。所述表面凹凸花纹通过将一个压印工具压入所述彩色印刷层3和所述锡层2这两层而得到复制，从而改变这两层的表面特性。然而，运用部分透明的色彩，可以将所述压印工具压入所述锡层，从而顺利实行所述彩色印刷。因此，所述彩色印刷既可以产生装饰性视觉效果，也可以保护复制的表面凹凸花纹。
轧制和冲压过程是所述表面凹凸花纹复制的合适候选方法。图3中说明了轧制过程的一般原则，在图3中，所述托辊适合支托和移动固定着所述表层2的所述基材1——例如，一个锡层。所述复制工具设置在所述托辊上方，也起着移动所述基材的作用。在压印过程中对所述复制工具施加的压力视所述表层2的特性而定。
在图4中说明了冲压过程。固定所述表层2的所述基材1设置在一个支撑结构上。而且，所述压印工具被压入所述表层2，以便复制表面凹凸花纹。
就工业用途而言，在要求高速制造的场合，轧制过程最为理想。而且，所述轧制过程可很方便地适用于常规轧辊。每小时制造的物品件数可轻而易举地达到100 000件之多，视拟制造的物品而定。
所述保护层5可使用一个薄膜测量装置在复制表面凹凸花纹的所述表面的顶面形成——如图5所示。
优选地，在对所述基材——包括所述表面凹凸花纹——进行处理，以成为金属容器的组成部分之前，将所述保护层5覆盖在所述表面凹凸花纹上。所述经处理的部分能作为所述金属容器的侧壁。或者，支托所述复制的表面凹凸花纹的所述基材能进行处理，以成为所述金属容器的组成部分——例如，在所述金属容器的顶部和/或底部。
在另一个实施例中，在覆盖所述保护层5之前，形成包含所述表面凹凸花纹的所述基材，以成为一个金属容器的组成部分。而且，包含所述复制表面凹凸花纹的所述基材能进行处理，以成为所述金属容器的任何一部分，即侧壁(或只是侧壁的一部分)、顶部或底部。在所述金属容器已经形成之后，将所述保护层5设在所述表面凹凸花纹上。
本发明的一个优点是所述金属容器可以采取任何形状。图6中显示一些图示实例。因此，本发明适用于例如圆形、长方形、方形、多边形(超过四边的部分)横截面的金属容器。
本发明的另一个优点是复制的表面凹凸花纹能设在所述金属容器的任何位置。这是由于所述表面凹凸花纹事实上复制在一个随后进行处理的基本平坦的表面上，成为所述金属容器的一部分。而且，可以在所述金属容器的不同位置进行不同种类的表面凹凸花纹，例如在所述容器的底部、在侧壁或者在顶部或盖子上，或是在内表面，或是在外表面。因此，按照本发明的这种方法极其灵活。
适用于将所述基材构成金属容器的组成部分的技术取决于拟制造的金属容器的种类。在两部分金属容器的场合，深冲将是一种适合制造所述侧壁和底部的技术。所述顶部分开制造。在三部分容器的场合，所述底部、侧壁和顶部单独制造。
权利要求
1.一种制造金属容器中至少一部分的方法，所述方法包含以下步骤-提供一个金属基材，所述金属基材基本上平坦并且有两个基本平行的表面；-复制表面凹凸花纹，通过将所述物体压入所述基材的其中一个表面，所述表面凹凸花纹由一件物体的一个表面固定着，从而改变至少所述表面部分的表面特性；及-在至少一部分所述复制的表面凹凸花纹上覆盖一层基本透明的膜，从而保护所述复制的表面凹凸花纹。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包含使至少所述金属基材成为金属容器的至少一部分的步骤。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的金属基材上固定着第一层，所述第一层比所述基材更软。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于所述第一层包含从锡、铝、铜、镍、锌、黄铜或其任何组合所组成的一组材料中选出的一种材料。
5.按照权利要求3或4所述的方法，其特征在于所述表面凹凸花纹复制在所述第一层上。
6.按照前面权利要求中任一项所述的一种方法，其特征在于所述复制的表面凹凸花纹包含一个衍射光学元件。
7.按照前面权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述基本透明层从漆、聚合物、层压塑料、印刷油墨或它们的任何组合的一组材料中选出。
8.按照前面权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述基本透明层包含一层基本透明的彩色印刷。
9.按照前面权利要求中任一项所述的方法，其特征在于对所述表面凹凸花纹的复制作为轧制过程的一部分实施。
10.按照权利要求1-8中任何一项所述的方法，其特征在于所述表面凹凸花纹的复制在冲压过程中进行。
11.按照权利要求2-10中任何一项所述的方法，其特征在于运用两件或三件技术，使至少所述金属基材部分成为金属容器的至少一部分的步骤
12.一种制造金属容器中至少一部分的方法，所述方法包含以下步骤-提供一个金属基材，所述金属基材基本上平坦并且有两个基本平行的表面；-复制表面凹凸花纹，通过将所述物体压入所述基材的其中一个表面，所述表面凹凸花纹由一件物体的一个表面支托着，从而改变至少所述表面部分的表面特性；-把至少一部分所述的金属基材形成在所述的金属容器的至少一部分中，和-在至少一部分所述复制的表面凹凸花纹上覆盖一层基本透明层，从而保护所述复制的表面凹凸花纹。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于所提供的金属基材固定着第一层，所述第一层比所述基材更软。
14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于所述第一层包含从锡、铝、铜、镍、锌、黄铜或其任何组合所组成的一组材料中选出的一种材料。
15.按照权利要求13或14所述的方法，其特征在于所述表面凹凸花纹复制在所述第一层上。
16.按照权利要求12-15中的任何权利要求所述的方法，其特征在于所述复制的表面凹凸花纹包含一个衍射光学元件。
17.按照权利要求12-16中的任何权利要求所述的方法，其特征在于所述基本透明的层从漆、聚合物、层压塑料、印刷油墨或它们的任何组合的一组材料中选出。
18.按照权利要求12-17中的任何权利要求所述的方法，其特征在于所述基本透明的层包含一层基本透明的彩色印刷。
19.按照权利要求12-18中的任何权利要求所述的方法，其特征在于所述表面凹凸花纹的复制作为轧制过程的一部分实施。
20.按照权利要求12-18中任何一项权利要求所述的方法，其特征在于所述表面凹凸花纹的复制在冲压过程中进行。
21.按照权利要求12-20中任何一项权利要求所述的方法，其特征在于运用两件或三件技术，使至少所述金属基材部分成为金属容器的至少一部分的步骤。
22.一个金属容器包含-一个有底部和侧壁的本体，所述底部和侧壁一起形成一个内表面和一个外表面；及-一个由所述本体的所述内表面或外表面的一部分表面固定着的表面凹凸花纹，至少一部分所述表面凹凸花纹覆盖着基本透明的膜，从而对所述凹凸花纹进行保护。
23.按照权利要求22所述的金属容器，其特征在于进一步包含一个顶部，所述顶部当安装在所述金属容器本体上时，与所述侧壁和底部结合，组成一个内表面和一个外表面。
24.按照权利要求22或23所述的金属容器，其特征在于支托所述表面凹凸花纹的所述表面部分包含一个内层和一个外层，所述外层比内层更软。
25.按照权利要求24所述的金属容器，其特征在于所述外层包含从锡、铝、铜、镍、锌、黄铜或其任何组合所组成的一组材料中挑选的一种材料。
26.按照权利要求22-25所述的金属容器，其特征在于所述复制的表面凹凸花纹包含一个衍射光学元件。
27.按照权利要求24-26所述的金属容器，其特征在于所述表面凹凸花纹由所述外层固定着。
28.按照权利要求22-27所述的金属容器，其特征在于覆盖着至少一部分所述凹凸花纹的所述基本透明的层从漆、聚合物、层压塑料、印刷油墨或它们的任何组合的一组材料中选出。
29.按照权利要求22-28所述的金属容器，其特征在于所述基本透明的层包含一层基本透明的彩色印刷。
30.按照权利要求22-29所述的金属容器，其特征在于所述金属容器是一个两件套容器。
31.按照权利要求22-29所述的金属容器，其特征在于所述金属容器是一个三件套容器。
32.按照权利要求22-31所述的金属容器，其特征在于所述金属容器是一种适合储存食物、饮料、油漆、烟草和鞋油的金属容器。
33.一种制造金属容器中至少一部分的方法，所述方法包含以下步骤-提供一个金属基材，所述金属基材基本上平坦并且有两个基本平行的表面，其中所述金属基材的其中至少一个表面固定着第一层材料，所述第一层材料比所述金属基材更软，而且其中所述第一层材料上固定着第二层不透明材料；-复制表面凹凸花纹，通过将所述物体压入所述基材的其中一个表面，所述表面凹凸花纹由一件物体的一个表面固定着，从而改变至少所述表面部分的表面特性；及-在至少一部分所述复制的表面凹凸花纹上覆盖一层基本透明的层，从而保护所述复制的表面凹凸花纹。
34.按照权利要求33所述的方法，其特征在于进一步包含使至少一部分所述金属基材成为金属容器的至少一部分的步骤。
35.按照权利要求33或34所述的方法，其特征在于第二层不透明材料包含一层彩色印刷。
36.一种制造金属容器中至少一部分的方法，所述方法包含以下步骤-提供一个金属基材，所述金属基材基本上平坦并且有两个基本平行的表面，其中所述金属基材的其中至少一个表面固定着第一层材料，所述第一层材料比所述金属基材更软，而且其中所述第一层材料固定着第二层不透明材料；-复制表面凹凸花纹，所述表面凹凸花纹通过将所述物体压入所述所述第一层和第二层，所述表面凹凸花纹由一件物体的一个表面固定着；-使至少一部分所述金属基材成为一个金属容器的至少一部分；及-在至少一部分所述复制的表面凹凸花纹上覆盖一层基本透明的，从而保护所述复制的表面凹凸花纹。
37.按照权利要求36所述的方法，其特征在于第二层不透明材料包含一层彩色印刷。
全文摘要
一种制造金属容器中至少一部分的方法，在所述金属容器上，凹凸花纹，例如一个带衍射光学元件的全息图，被复制在一个金属基材的一个柔软层的表面中，随后所述表面凹凸花纹覆盖上一层透明膜层。所述透明层使所述金属基材的所述柔软层保持稳定，由此为所述凹凸花纹提供保护。然后所述金属基材构成一个金属容器。
文档编号B65D25/20GK1440520SQ01812117
公开日2003年9月3日 申请日期2001年6月28日 优先权日2000年6月30日
发明者耶斯佩·蒂德曼 申请人:格鲁德&马斯特兰德有限公司