用于制造带有集成的安全标志的铝箔的方法
【专利摘要】一种带有集成的安全标志（6）的铝箔（1）及其制造方法，其中，将铝箔（4）在多个冷轧道次中滚压至厚度小于150μm，并且同时在该铝箔的两个侧表面（4a、4b）上产生沿轧制方向延伸的纹理（5a、5b），由至少两个这种铝箔（4）形成一个松散的复合体（8），将该复合体在最后一个冷轧道次中输入给一个工作轧辊对（9），在该工作轧辊对中在至少一个轧辊表面（11）上使沿轧制方向通过磨削产生的浮雕状的表面结构（11a）根据对比度和图案关于平均表面粗糙度在10至50%的范围（6'）内减小，以形成用于安全标志（6）的图案，将该安全标志传递到铝箔的朝向轧辊表面的侧表面（2a）上，此后将铝箔（1、4'）的松散的复合体（8）分开。
【专利说明】用于制造带有集成的安全标志的铝箔的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造带有集成的安全标志的铝箔的方法以及一种通过该方法制造的带有集成的安全标志的铝箔。
【背景技术】
[0002]医疗产品一其通常采用铝箔包装一往往是仿造的对象。因此，防伪标志应尽可能靠近医疗产品，也就是说，在初级包装的制造过程中直接施加安全标志为此提供最好的前提。
[0003]因此，如在纸钞中常见的，尝试也为用于制药业的包装材料设置全息图。在此已表明，虽然全息图的制造相对昂贵，但仍可仿造。
【发明内容】
[0004]在此本发明提供补救措施。
[0005]根据本发明提出一种开头所提类型的方法，其中，将铝箔在多个冷轧道次中滚压至厚度小于150 μ m,并且同时在该铝箔的两个侧表面上形成沿轧制方向延伸的纹理，由至少两个这种铝箔形成一个松散的复合体，将该复合体在最后一个冷轧道次中输入给一个工作轧辊对，在该工作轧辊对中在至少一个轧辊表面上使沿轧制方向通过磨削产生的浮雕状的表面结构根据对比度和图案关于平均表面粗糙度在10至50%的范围内减小，以形成用于安全标志的图案，将该安全标志传递(转移)到铝箔的朝向所述轧辊表面的侧表面上，此后将铝箔的松散的复合体分开。
[0006]该方法的其它方案根据权利要求2至5公开。
[0007]本发明还涉及一种根据本发明方法制造的带有集成的安全标志的铝箔，并且铝箔每面积单位具有最多30%的安全标志。
[0008]根据本发明的该铝箔的其它方案根据权利要求7至10公开。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面借助用于实施本发明的可能的实施例以及借助附图1至8来详细说明本发明。
[0010]在此，图1示出用于实施根据本发明的方法的工作轧辊对；图2示出关于一个工作轧辊及其表面结构的细节图；图3示出用于说明轧辊间隙中重要工艺参数的斯特里贝克曲线；以及图4示出用于制造集成的安全标志的流程。图5至8示出用于集成的安全标志的可能的实施方式。
【具体实施方式】
[0011]根据本发明的带有集成的安全标志6的铝箔I的制造过程首先包括下述子过程:连续铸造、均质、热轧、冷轧和随后的在再结晶温度以上的退火。然后是箔冷轧过程。在此，将铝箔4在多个冷轧道次中滚压至厚度小于150 μ m,同时在铝箔的两个侧表面4a、4b上形成沿轧制方向延伸的纹理5a、5b，参见图4b。该在输送方向上形成的结构化的粗糙度引起入射光的定向反射，使得侧表面4a和4b基于该定向反射获得有光泽的外观。
[0012]为了最后一个轧制道次进行改装，参见图1及图4a，在此使用一个工作轧辊对9，在该工作轧辊对中至少一个轧辊表面具有用于安全标志的图案6’。该图案6’这样产生，使得沿轧制方向通过磨削产生的浮雕状的表面结构Ila根据对比度和图案关于平均表面粗糙度在10一 50υ/ο的范围内减小。这例如可在激光束的作用下实现，参见图2b、2c和4c。为了最后一个冷轧道次，例如由两个有光泽的铝箔4通过一个分离介质7形成一个松散的复合体8，参见图1和图4b。该松散的复合体8被输入给形成于两个工作轧辊10、11之间的封闭的轧辊间隙9’。现在向铝箔的朝向工作轧辊的侧表面4a传递用于安全标志6的图案。参见图4d，现在在铝箔I的安全标志6的区域中产生无光泽的无规则的纹理，该纹理从剩余的有光泽的具有定向纹理3的表面区域2a中可见地显露出来。在安全标志6的区域中基于该无规则的纹理产生入射光的漫反射，从而安全标志6的区域看起来是无光泽的。铝箔I的背离轧辊表面的侧表面2b通过分离介质7及通过第二铝箔(为清楚起见以附图标记4’表示)覆盖。这两个箔的接触侧的特征在于上一轧制道次的轧槽和在双倍轧制时新产生的粗糙度，该粗糙度主要横向于输送方向定向。基于该表面的无规则的纹理产生漫散射。在冷轧之后，将由根据本发明制造的带有集成的安全标志6的铝箔I以及铝箔4’构成的松散复合体分开。铝箔4’在其侧表面4’a上具有定向的结构5’a，从而该侧表面看起来有光泽，相反第二侧表面4’b具有无规则的结构并且因此具有无光泽的表面。
[0013]然而如果两个工作轧辊都设有图案6’，则代替铝箔4’产生另一带有集成的安全标志6的铝箔I。
[0014]根据本发明的方法所基于的箔轧制属于子组“平面轧制”，并且尤其是通过厚度为20 μ m的方法最终产品来定义。在这个厚度范围中的冷轧过程要求特别使用工具中的表面粗糙度值结合工艺液体，以便在轧辊间隙中形成对于塑性变形所需的摩擦状态。
[0015]参考斯特里贝克曲线(参见图3)来说明与过程有关的工艺参数。
[0016]在横坐标上示出摩擦系数，在纵坐标上示出速度、压力和粘度的函数。对于箔冷轧需要混合摩擦区域。在润滑小的区域中出现与轧制材料的连续接触；在该区域中材料是不能减少的并且因此导致轧辊的差的表面特性和损坏。在流体动力润滑的区域中一为此亦参见图2a中的附图标记14—工作轧辊11 “浮”起，从而不能再有针对性地调节轧制过程和尤其是材料厚度的减小。因此通过改变参数v、P和Π可调节出混合摩擦区域。
[0017]只有在混合摩擦区域中才能产生纵向拉应力和压应力，所述应力通过变形阻力加载材料并且因此引起变形、即材料厚度的减小。轧制油12的对于变形过程所需的参数、SP粘度、压力稳定性、润滑效果的调节通过精确选择基础油、即一种类似煤油的、但精炼的具有精确定义的粘度的烃类、以及通过添加大约5%体积百分比的轧制油添加剂来进行，该添加剂一方面使介质的压力稳定到特定水平，但也显著影响轧辊间隙9’中的摩擦条件。
[0018]所述参数的协调构成对于本发明方法的基本前提。因此永久监控和再调整这些参数。在具体应用情况中，轧制油添加剂的浓度直接通过从轧辊架的缓冲容器中采样来测量并且通过添加添加剂保持在精确定义的范围内。为了精确计量，借助喷嘴梁向工作轧辊10、11喷出工艺液体。[0019]轧辊间隙9’中的混合摩擦条件是必要的，因为仅定义的摩擦系数才能实现施加纵向拉应力。该纵向拉应力反作用于变形抗力并且在箔轧制时构成用于达到变形阻力的重要因素。如果没有该纵向拉应力，厚度减小从技术角度看无论如何是不可能的。
[0020]在具有封闭轧辊间隙的冷轧中，借助初级参数“入口拉力”(Entry Tension)控制由本方法产生的减小和由此轧辊出口中的带厚度，因为它们反作用铝箔4的变形阻力。在达到最大入口拉力后，使用次级控制参数“轧制速度”，以改变润滑膜厚度(流体动力润滑剂输入)。
[0021]在冷轧时力求混合摩擦状态，该状态的特征是同时出现边界摩擦和液体摩擦。在液体摩擦、即流体动力润滑14中，两个表面彼此完全分离。所传递的剪切应力取决于润滑剂的动态粘度和工作轧辊与铝箔之间的速度差。而在边界摩擦中，两个表面仅通过几个分子层厚的润滑剂层分离，其中，润滑剂的粘度仅起着次要作用。在轧辊间隙的长度上边界摩擦和液体摩擦之间的比率取决于输入的润滑剂的层厚和工作轧辊和铝箔的粗糙度。
[0022]用于影响润滑膜厚度13的机制受到流体动力润滑剂输入、润滑剂向粗糙度谷Ilb中的输入以及润滑剂颗粒积聚的影响，参见图2b。
[0023]流体动力润滑剂输入14主要发生在通往轧辊间隙9’的入口区域。在此，入口区域形成楔形间隙12，其中，工作轧辊11和铝箔4作为界定面在其朝向楔形尖部的运动时一同拉动膜形式的润滑剂13，参见图2a。因此在轧制油中引起的流体动力压力建立取决于轧制速度、润滑剂的粘度和轧辊间隙的几何形状。一满足铝箔4的流动条件，该铝箔就塑性变形，并且润滑剂的存在于该位置处的层厚被拉入轧辊间隙9’中。
[0024]在轧辊间隙9’中，润滑剂被输入到工作轧辊11和铝箔4上的表面凹陷、即所谓的粗糙度谷Ilb中，参见图4c。除了表面的储油体积外，该过程也取决于表面结构的定向。
[0025]这种机制可用于有针对性地改变摩擦条件并且进而用于基于所产生的液体摩擦形成变化的表面纹理。这通过不接触工作轧辊并且因此沿轧制方向不形成纹理来实现。
[0026]在工作轧辊和铝箔的表面上通过对润滑剂组分、如表面活性添加剂的物理吸附和化学吸附形成边界层，所述边界层被引导到轧辊间隙9’中。该机制受到轧辊材料和轧制材料以及轧制油12的化学组成和其温度的影响。由于在根据本发明的方法中轧制油12的温度和组成在润滑剂组分的积聚方面与传统的冷轧方法没有区别，所以不再进一步讨论该机制。
[0027]然而上述效果的组合使得可以基于工作轧辊磨削结构的有针对性和局部的损坏引起润滑膜厚度和随之而来的轧辊间隙中的摩擦条件在图案区域中从混合摩擦区域到流体动力区域的变化。由此，工作轧辊浮起并且形成无规则的纹理，虽然该纹理在测量的粗糙度中几乎测不出区别、但基于反射特性却与剩余表面区域在视觉上明显有别，所述剩余表面区域通过与工作轧辊的局部接触而具有沿轧制方向结构化的表面。
[0028]出于分析目的，以光学方法在多个通道中复制所制造的带有集成的安全标志6的铝箔I。为了直观地显示表面结构，以A4规格制造代表性的铝箔样品。为了测量对于生产所需的工具的表面结构，制造该表面的环氧树脂印样并且借助反射光显微镜和自动变焦三维表面测量仪(InfiniteFocus)对其进行测量。
[0029]现在可借助所述分析方法进行光学识别以便检测根据本发明所制造的安全标志
6。图5示出由字样“security”结合在医疗行业中常见的阿斯克勒庇俄斯蛇图构成的安全标志6的图示。该图示在此当然仅示例性地示出、而不要求可能的排他权。无论如何重要的是要指出，在图5b中所示的在轧制工艺期间背离轧辊表面的侧表面没有任何不希望的上述安全标志的阴印图案。
[0030]在图6中示出一个安全标志6的创意图，其中，在局部B中(对此参见图6b)可确定在安全标志6的区域中获得无光泽的表面，但在相应邻接的表面区域中继续获得沿纵向方向的结构3，因此该表面看起来有光泽。
[0031]图7也示出借助扫描电子显微镜采集的安全标志6的图示。在安全标志的区域中表面是无光泽的，而在邻接的表面区域中表面看起来有光泽。根据图7a或7b的细节图示出，这种不同效果的原因在于，在安全标志6的区域中表面是粗糙的，而在邻接区域中却是在纵向方向上结构化的。
[0032]类似内容适用于图8中示出的根据自动变焦三维表面测量分析的根据本发明制造的带有集成的安全标志6 “security”的招箔I的图示。由根据图8a、8b、8c和8d的相应图示可知，在安全标志6的区域中存在无规则的纹理，而在邻接的区域中存在定向的结构13。
[0033]综上所述，为了精确识别根据本发明的方法列出下述重要的区别特征:
[0034]一直接施加安全标志6并且同时减小铝箔4的厚度；因此无需额外的工作步骤；
[0035]一通过在制造根据本发明的铝箔I时的高速度产生高经济性；
[0036]一通过基本方法的复杂性增大了仿造难度；
[0037]—基于表面结构3的形状和设置将该方法明确配置给轧制工序；
[0038]一在不毁坏铝箔I表面的情况下不可能除去安全标志6 ；
[0039]一安全标志6不会被印透到铝箔I的背面上；
[0040]一没有改变铝箔4的物理特性和/或化学特性、如粗糙度、可折叠性、延伸性、抗拉强度和可湿润性；
[0041]一改变第四阶的范围中的表面特性，可通过平均表面粗糙度Rz.测量；
[0042]一在安全标志6的区域中算术平均粗糙度值Ra无明显变化；
[0043]一在第一阶(形状偏差、如不平度或不圆度)的、第二阶(波度)或第三阶(形成沟槽)的范围中无形状变化。
[0044]在根据本发明所用的冷轧中，视觉标志、如安全标志6通过在第四阶范围中有针对性地施加铝箔的不同的表面纹理来引入。在表面粗糙度中不能发现明显的区别，而是通过轧槽和鳞状片的纹理类型进行区别。不能发现铝箔4的形状变化，因此也不印透到铝箔背面上。
[0045]借助常见的制造方法和精加工技术、如压印(压入方法)生产的柔性包装材料的图形的浮雕状的造型在原始材料、技术和制造方法以及最终产品的光学特性或机械特性方面都与根据本发明的方法有显著区别，因为在压印方法中压印图案往往不希望地被印透到压印材料的背面上。
[0046]在根据本发明方法过程中的轧制时，铝箔4的表面结构在变形过程期间被改变，由此该表面可被构造成具有一个或多个安全标志6。通过常见的精加工技术不能进行仿造或者说易于识别这种仿造。根据本发明的带有集成的安全标志6的铝箔I的制造和进一步加工在生产步骤数量方面与常见的轧制铝箔的加工没有区别并且因此可简单地实现在对于药品常见的制造过程中。
【权利要求】
1.用于制造带有集成的安全标志(6)的铝箔(I)的方法，其中，将铝箔(4)在多个冷轧道次中滚压至厚度小于150 μ m,并且同时在该铝箔的两个侧表面(4a、4b)上形成沿轧制方向延伸的纹理(5a、5b)，由至少两个这种铝箔(4)形成一个松散的复合体(8)，将该复合体在最后一个冷轧道次中输入给一个工作轧辊对(9)，在该工作轧辊对中在至少一个轧辊表面(11)上使沿轧制方向通过磨削产生的浮雕状的表面结构(Ila)根据对比度和图案关于平均表面粗糙度在10至50%的范围(6’ )中减小，以形成用于安全标志(6)的图案，将该安全标志传递到铝箔的朝向所述轧辊表面的侧表面(2a)上，此后将铝箔(1、4’ )的松散的复合体(8)分开。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最后的冷轧道次以封闭的轧辊间隙(9’)进行，并且调节参考斯特里贝克曲线借助参数——摩擦系数、轧制油的动态粘度、轧制速度和轧制压力定义的混合摩擦区域，同时在封闭的轧辊间隙(9’ )中向铝箔(4)施加纵向拉应力，该纵向拉应力反作用于铝箔的变形阻力。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了最后一个冷轧道次在轧辊表面(11)上通过激光束减小沿轧制方向产生的浮雕状的表面结构(Ila)的平均表面粗糙度。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，通过分离介质(7)在所使用的铝箔(4)中不将用于安全标志(6)的图案(6’)非希望地印透到铝箔(I)的另一侧表面(2b)上。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，基于在封闭的轧辊间隙(9’)中的摩擦条件，铝箔(4)的物理特性和/或化学特性也在方法最终产品(I)中得以保持。
6.借助根据权利要求1至5之一所述的方法制成的、带有集成的安全标志(6)的铝箔(I )，其特征在于，所述安全标志(6)最多占每面积单位的30%。
7.根据权利要求6所述的铝箔，其特征在于，所述安全标志(6)以字母、创意符号或线条的形式存在。
8.根据权利要求5至7之一所述的铝箔，其特征在于，所述安全标志(6)仅在毁坏箔表面的情况下才能除去。
9.根据权利要求5至8之一所述的铝箔，其特征在于，所述铝箔(I)在最后一个冷轧道次之后在第一、第二或第三阶的范围中不发生变形。
10.根据权利要求5至9之一所述的铝箔，其特征在于，所述安全标志(6)的区域看起来是无光泽的，而表面(2a)基于定向的纹理(3 )是有光泽的。
【文档编号】B21H8/00GK103889604SQ201280045954
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年8月27日 优先权日:2011年9月22日
【发明者】C·布鲁恩塔勒尔, R·胡贝尔, M·科恩费尔德, A·谢德尔, L·内库拉, W·朱瑟, E·沙尔纳 申请人:康斯坦莎泰希有限公司