(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム製中空筒状体の外面にホログラフィ像を設ける方法において、
被覆が施されていない外面を有する印刷ロールを用意する段階と、
前記印刷ロールに隣接させて支持ロールを設ける段階と、
シムにホログラフィ像を形成する段階と、
互いに反対方向に回転する関係で前記印刷ロールと前記支持ロールを回転させる段階と、
回転する前記印刷ロールと前記支持ロールの間に前記シムを通す段階であり、前記シムを前記印刷ロールに直接装着させることなく、前記シムに形成された前記ホログラフィ像を前記印刷ロールの前記被覆が施されていない外面に直接刻印させる、前記シムを通す段階と、
互いに反対方向に回転する関係で、前記ホログラフィ像が刻印された前記印刷ロールと、前記アルミニウム製中空筒状体とを回転させる段階と、
前記ホログラフィ像が刻印された前記印刷ロールを、前記アルミニウム製中空筒状体の前記外面に押圧させて、前記ホログラフィ像を前記アルミニウム製中空筒状体の前記外面に付与する段階とを含むアルミニウム製中空筒状体の外面にホログラフィ像を設ける方法。
【請求項２】
前記印刷ロールと前記支持ロールの間に前記シムを通す段階が、前記シムに形成された前記ホログラフィ像を、前記印刷ロールの前記被覆が施されていない外面に、単一の連続する作業で直接転写する段階を含む請求項１に記載されたアルミニウム製中空筒状体の外面にホログラフィ像を設ける方法。
【請求項３】
前記印刷ロールと前記支持ロールの間に前記シムを通す段階の後に、前記印刷ロールの前記被覆が施されていない外面にダイアモンドを含む被覆を付与する段階を含む請求項１に記載されたアルミニウム製中空筒状体の外面にホログラフィ像を設ける方法。
【請求項４】
前記印刷ロールと前記支持ロールの間に前記シムを通す段階の前に、前記シムにダイアモンドを含む被覆を付与する段階を含む請求項１に記載されたアルミニウム製中空筒状体の外面にホログラフィ像を設ける方法。
【請求項５】
前記シムが実質的に平坦である請求項１に記載されたアルミニウム製中空筒状体の外面にホログラフィ像を設ける方法。
【請求項６】
前記印刷ロールがアルミニウム合金製である請求項１に記載されたアルミニウム製中空筒状体の外面にホログラフィ像を設ける方法。
【請求項７】
前記印刷ロールの前記被覆が施されていない外面にダイアモンドを含む被覆を直接付与する段階を含む請求項３に記載されたアルミニウム製中空筒状体の外面にホログラフィ像を設ける方法。
【請求項８】
前記シムにホログラフィ像を形成する段階が、前記アルミニウム製中空筒状体の全外面に付与するためのホログラフィ像を前記シムに付与する段階を含む請求項１に記載されたアルミニウム製中空筒状体の外面にホログラフィ像を設ける方法。
【請求項９】
前記シムが、前記印刷ロールの前記被覆が施されていない外面に相当する寸法になされている請求項１に記載されたアルミニウム製中空筒状体の外面にホログラフィ像を設ける方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム製中空筒状体の外面にホログラフィ像をプレス加工すなわち転写することに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ホログラムや回折像がプレス加工すなわちエンボス加工された各種製品の製造は周知である。このような製品には、クレジットカード、番号札、消費者包装、写真、チケットなどが含まれる。例えば米国特許第４３６８９７９号、同第４６８４７９５号、同第４８５６８５７号、同第４９７１６４６号、同第４９９９０７５号および同第５２６７７５３号を参照されたい。ホログラムは一般に三次元像を生み出す回折模様を意味する。他の回折像は物体に当たる光の挙動を変化して、三次元的様相を生じることなく像を形成する。「ホログラム」という用語は、回折模様すなわち回折像、ならびに三次元ホログラム、およびその他の異なる回折面を有する複雑な像を包含するように、本明細書では広義に使用される。ホログラム、シムまたはプレートの製造は、多くの特許のうち米国特許第３７３３２５８号、同第３８７５０２６号、同第３９４４４２０号および同第５０５９４９９号に開示されているように、この分野で周知である。
【０００３】
クレジットカードなどにおけるほぼ全てのホログラムは、反射ホログラムを形成するためのアルミニウムのような反射材で作られた薄い下層を有するマイラー（登録商標）や他のポリエステルのようなプラスチック板材にエンボス加工されている。通常、アルミニウムは基板に対して蒸着される。ホログラムは米国特許第４９１３８５８号に開示されているように強靭な基板上の熱可塑性層に刻印することもできる。回折模様すなわちホログラムの形成のために、エンボス加工部材を使用して装飾される被覆を軟化させるために、被覆シートが加熱される。
【０００４】
米国特許第５５２１０３０号に開示されているように、アルミニウム箔、半透明プラスチック、その他の材料に刻印するホログラム模様を備えたエンボス加工工具すなわちローラーダイを作ることもさらに周知である。この特許は、ホログラム模様が工具すなわちダイの耐久面に直接エッチングされる工程を開示している。この特許には、ローラーダイに使用される高品質の鋼、クロムなどで作られた単一のダイによって多数のホログラムを作ることができる旨、記載されている。この特許は、さらにダイが、基板、射出用モールドの内面、マンドレル、鋳造モールド（鋳型）、またはレリーフ模様（浮き彫り模様）を転写するために使用される他の面に取付けられる平坦プレートであってよいことを記載している。
【０００５】
米国特許第４７７３７１８号および同第４７２５１１１号に開示されているように、アルミニウム箔のようなシート金属やアルミニウム飲料缶の外面に直接にホログラムをエンボス加工することもまた周知である。これらの特許は、エンボス加工を最適化するにはアルミニウム温度が重要であること、およびニッケル製マスタープレートはエンボス加工される材料よりもエンボス加工温度において何倍も変形し難いものでなくてはならないことを説明している。この特許は、アルミニウム箔およびアルミニウム缶が金属の降伏強度を低下させるために加熱される工程を記載している。ニッケルマスターの降伏強度は、箔および缶形態のアルミニウムの降伏強度が激減する温度範囲で比較的一定である。これらの特許は、マンドレルに取付けられた缶に対して押圧される回転体（ホイール）外面に担持されているエンボスプレート（エンボス加工用プレート）を備えたエンボス加工装置を開示している。このエンボスプレートは回転体内部に配置され得る加熱装置によって加熱される。この機械は、次々にエンボス加工される缶を支持するマンドレル（心棒）を複数有する。これらの特許で開示された工程は、缶の装飾性を増すという願望が存在するにもかかわらず商業的に利用されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
金属缶やその他の物品にホログラムをエンボス加工するためには、改良された低費用の技術が望ましい。毎年数十億個のアルミニウム製のビール缶や飲料缶が製造販売されており、またそれらの缶の改良された装飾が売れ行きを向上させている。アルミニウム缶は硬質アルミニウム合金で作られ、缶の側壁は極めて薄く、約０．０９６６〜０．１０７ｍｍ（０．００３８〜０．００４２インチ）の範囲にある。これらの缶に炭酸飲料を典型的に充填され、その炭酸飲料は缶内に６．３３〜７．７４ｋｇ／ｃｍ2（９０〜１１０psi）以上の圧力を生じる。これらの缶は一般にはダブルシーム形成機により缶に固定された蓋によって密閉されており、このシーム形成機はシーム形成時に缶に対して約４５．４〜５９．０ｋｇ（１００〜１３０ポンド）の上面荷重を与える。アルミニウム缶の性質および強度は、缶が加熱されると生じ得るように、処理時に過大な低下を招いてはならないことが重要である。
【０００７】
缶にホログラムをエンボス加工する技術は、缶の価格をほとんど増大させないこと、および一貫して高品質の像を発生することを必要とする。製造システムは市場で実用化できるようにするために、１日当たり約２５０万個のホログラムをエンボス加工できることが望ましい。飲料製造業者は高品質の缶を要求し、また缶装飾の著しい変化は受入れないであろう。さらに、市販缶の製造充填工程は１分間当たり６００〜２０００個の高速度で運転され、また缶装飾工程は統計的に制御されると共にそのような速度で可能でなければならない。
【０００８】
本発明は、装飾されたアルミニウム缶等の高品質金属製品を、数千個、高速度で製造するために使用できるマスターダイを作る工程を提供することによって前記必要性に答えるものである。本発明により、アルミニウム缶その他の金属製品を装飾する費用は僅かで、製品を多量生産することで経済的となる。
【０００９】
本発明は、金属製品を装飾するための複数のマスターダイを製造するために、ホログラフィ模様を有する常法で製造された陽画用ニッケル製シムを使用する。このマスターダイは、ホログラフィ模様が転写される印刷ロールである。シムからマスターダイへの高品質な像転写を行うために、マスターダイはニッケル製シムに対して適当な硬度を有する金属で作られる。ニッケル製シムはマスターダイの表面での材料硬度の少なくとも約２．５倍の硬度を有していなければならない。
【００１０】
シムからマスターダイまたはダイへの模様の転写に続いて、ダイ表面は例えば非晶質ダイアモンド被覆（ＡＤＣ）またはダイアモンド状の被覆（ＤＬＣ）を表面上に設けることで硬化される。この被覆は非常に薄く、均一厚さを有しており、ホログラム模様の鮮明度に悪影響を及ぼす可能性を最小限に抑える一方、数千個の缶をエンボス加工するために必要とされる硬度を与えるために十分厚くされている。
【００１１】
本発明の目的は、缶、缶端部、金属シートなどの金属物品の外面にホログラムをエンボス加工する方法を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、均一で鮮明なホログラムを数千個の金属製の缶または缶体に同一ダイによって経済的にエンボス加工する方法を提供することである。
【００１３】
さらに他の目的は、缶の金属特性に悪影響を与えることなく、アルミニウム缶の多量生産に見合う高速度でホログラムおよび装飾被覆により缶を装飾する方法および装置を提供することである。
【００１４】
他の目的は、改良されたホログラム装飾された缶を提供することである。
【００１５】
さらに他の目的は、数十万個の鋼缶やアルミニウム缶または缶端部のような金属物品をエンボス加工するために適したホログラフィ像を備えた印刷ロールの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の上述および他の目的および利点は、添付図面および以下の本発明の詳細を参照することでより確実に理解され、認識されるであろう。
【００１７】
本発明によれば、ロール面に陰画像を刻印された印刷ロールによって、金属缶その他の物品がその表面にホログラフィ像すなわちホログラムをエンボス加工される。本発明によりエンボス加工される金属缶は３００４Ｈ−１９アルミニウムのような硬質アルミニウムで作られるのが好ましい。缶は典型的にカップを絞り加工し、カップ側壁をアイアニング加工して作られ、カップ側壁は薄く延ばされ、この分野で周知のようにＤ＆Ｉ缶（絞りおよびアイアニング加工された缶）が作られる。この工程で製造されたＤ＆Ｉ缶は一般に、頂部すなわち厚い壁部分を除いて缶体の事実上全長に亘る薄い壁部分を有する。市販パッケージに使用するには、装飾工程時の加熱の結果として生じ得るＤ＆Ｉ缶の降伏強度の大きな低下があってはならない。何故なら、缶は取扱いに耐え、缶に対する充填および密閉を伴う工程に耐えなければならず、また炭酸飲料、ビールその他の缶にパッケージされる内容物が発生する内部圧力に耐えなければならないからである。
【００１８】
本発明によりエンボス加工された缶は、缶表面のホログラムに望まれる鮮明さを得るために高い鏡面性すなわち高輝度を有することが好ましい。これは、反射像の明瞭度（ｄｉｓｔｉｎｃｔｎｅｓｓ：簡略化してＤ／Ｉ）が良好なことを特徴とする実質的に鏡に似た面を缶が有することが好ましいことを意味する。反射像の高い明瞭度を有する缶が物品、像、または紙などの印刷に隣接配置されたとき、像すなわち缶による反射が明確でなければならない。反射像の明瞭度は反射像のシャープさであり、本発明の方法によりエンボス加工される缶では少なくとも約５０〜７０％の範囲であるのが好ましい。高反射性は、缶の外面を研磨またはバフ掛けするか、缶を化学的に洗浄してエッチングするなどの各種方法で得ることができる。しかしながら反射像の明瞭度が要求される缶体の製造業者は、清浄後に、更なる磨きを行わずに缶体にホログラムを転写する上で十分なほど高い反射性レベルを有する缶を製造する。
【実施例】
【００１９】
図面を参照すれば、図１は金属製缶にホログラムをエンボス加工し、エンボス加工した後に缶に装飾被覆を形成する好ましい工程を概略的に示している。この工程の第１段階は、この分野で周知のようにマスターホログラムを作ることである。１つの一般的な処理は、ガラスまたは金属のような基板に感光性被覆（フォトレジスト）を形成し、またそのフォトレジストを２以上のコヒーレント光ビーム（レーザービーム）でエッチングして、各点における照射強度に応じた深さの表面レリーフ模様（ホログラム）を形成することである。フォトレジストにエッチングされたレリーフの溝は約５００〜１０００ナノメートルの深さを有するのが好ましく、幅対深さのアスペクト比は約１：１〜３：１の範囲を有することになる。フォトレジスト材に形成されたマスターホログラムは脆く、比較的柔らかい。
【００２０】
次の段階はこの分野で周知であるようにマスターホログラムから金属シムすなわちマザーシムを成長させることである。これはマスターホログラムをニッケル塩のような金属塩の浴に入れて、電気的に成長させる、すなわちニッケルをマスターホログラム上に付着させ、ニッケルシムにホログラムの陰画像を形成することである。金属（ニッケル）シムの厚さは、実施した成長時間のような幾つかの因子に依存する。ニッケルシムは、マザーシムの表面に陰画像を露出させるためにマスターホログラムから剥ぎ取られる、すなわち剥かれる。
【００２１】
工程における次の段階は、マザーシムから多数のシムを作ることである。マザーシムから１００以上の子供のシムを作ることは周知である。これは、上述したようにマスターホログラム上でマザーシムを成長させるのと同じ方法で、マザーシムの子供（互いにシスターシムである）を金属塩浴で成長させて行われる。このようにして多くのシスターシムが成長される。マザーシムの陰画像はシスターシムの各々で陽画像となる。マザーシムおよびシスターシムの表面は可能なかぎり滑らかにして、それらの表面のどのような欠陥もシムで作られるホログラフィ像に現れないようにすることが重要である。シスターシムの下面が滑らかにされることも重要である。シムは比較的薄いので、シムの下面の、またはシムが取付けられる表面上の小さなキズが、そのシムにより作られるホログラムにシムから伝えられ得る。
【００２２】
任意であるが、シスターシムのホログラム面は硬化される。これは窒素プラズマによるイオン打込みおよび／または薄いダイアモンドのような炭素（ＤＬＣ）被覆または非晶質ダイアモンド被覆（ＡＤＣ）またはダイアモンドのような炭素薄膜でホログラム面を被覆するなどのさまざまな方法で行われる。被覆または薄膜は、高温化学蒸着（ＣＶＤ）または向上された陰極アークによる物理蒸着処理によってシム表面に形成される。ダイアモンドのような炭素被覆はまた陰極アーク被覆付着のような低温物理蒸着（ＰＤＶ）によって形成することができる。シム基板の物理的および化学的な特性は被覆処理によって悪影響を受けずに実質的に残されるが、その表面上の被覆は天然ダイアモンドに近い硬度を有する。この被覆はシム基板に緊密に結合され、耐摩耗性である。非晶質ダイアモンド被覆の非晶質特性により、被覆後の研磨は全く必要ない。被覆は連続且つ均質であり、下面を実質的に正確に複製して、ホログラム像の表面形状を著しく損なうことはない。米国ニュージャージー州ロックウェイのマルチアーク・インコーポレーテッド社のテトラボンド（登録商標）事業部は、各種用途のさまざまな製品におけるテトラボンド（登録商標）被覆または他の類似の被覆を提供しており、またそのような被覆を形成する設備も供給する。
【００２３】
ＡＤＣまたはＤＬＣ被覆は、表面におけるホログラムのマスキング（遮蔽）または曇りを最小限に抑えるために、約３０００オングストローム未満の厚さであるのが好ましい。ＡＤＣ被覆は約８０〜１００Ｇｐａ（ギガ・パスカル）（８０００〜１００００ビッカース）の範囲の硬度を有し、光学的に滑らかで、シム構造体に対する高い接着性を有する。ＤＬＣ被覆は約１０〜５０Ｇｐａ（ギガ・パスカル）（１０００〜５０００ビッカース）の範囲の硬度を有する。Ｇｐａ硬度単位はマルチアーク・インコーポレーテッドで使用されており、これに対してｋｇ／ｍｍ2（キログラム平方ミリメートル）はシム、金属ロールおよび缶の硬度を測定するために以下で使用される。ビッカースおよびロックウェル硬度は表面硬度を測定するためにも使用できる。１ｋｇ／ｍｍ2はメートル・キログラム・秒系単位で１ニュートン／ｍｍ2と等しい。硬度の測定値はインデンター（ｉｎｄｅｎｔｅｒｓ）の特徴および寸法によって変化し、一方の測定単位を他方の測定単位へ変換する一般に許容された係数はない。
【００２４】
シスターシムは上述したように硬化されたか否かに拘わらず約５５０〜６００ｋｇ／ｍｍ2の表面硬度を有するのが好ましい。この工程の次段階でホログラム像を印刷ロールの表面に転写するために、シムには十分大きい表面硬度を与えることが重要である。シムから印刷ロールへホログラム像を効果的に転写するには、両面の硬度比を少なくとも約２．５：１から、好ましくは少なくとも約２．７：１の範囲で使用するのが好ましい。これは、像が転写される元の面が、像が刻印される（伝えられる）側の面よりも、少なくとも約２．５倍、好ましくは少なくとも４〜５倍ほど硬いことが必要であることを意味する。
【００２５】
本発明の方法の次段階は、陽画像をシスターシムから印刷ロール（単数または複数）の表面に転写することである。これは図２に示されている。支持ロールは、６０６１、７０７５のようなアルミニウム合金または他の６０００系合金および７０００系合金で作られ、約１１０〜１２５ｋｇ／ｍｍ2の表面硬度を有する研磨されたアルミニウムシリンダであるのが好ましい。２０２４または４０４５アルミニウム合金、または他の低降伏強度アルミニウム合金で作られた印刷ロールが幾つかの応用例で好適とされる。しかしながら７０７５アルミニウム合金のような高降伏強度合金で作られた印刷ロールは、一層頑丈で低降伏強度合金で作られたロールよりも多数の作動サイクルを可能にする。
【００２６】
印刷ロールは酸またはアルカリ液で洗浄された後、ホログラムが表面にプレス加工される前に研磨、バフ掛け、または光沢浸漬が行われる。印刷ロールを滑らかな光沢仕上げとするためにさまざまな周知の機械的および／または化学的処理が使用できる。印刷ロールの光沢仕上げはホログラム像を印刷ロールへ転写する上で有益であり、またその像を缶体へ転写するために、恐らくさらに有益である。各印刷ロールは、それによってエンボス加工される缶の直径に近いか、等しいのが好ましい。典型的に０．３４ｋｇ（１２オンス）のアルミニウム缶は約５８．４ｍｍ（２．６インチ）の直径を有しており、したがって印刷ロールも約５８．４ｍｍ（２．６インチ）の直径を有するのが好ましい。このようなロール径はまた以下に説明する市販の缶装飾装置に取付けるのに都合がよい。
【００２７】
表面被覆の下の印刷ロール基体の降伏強度は缶表面に転写される像の品質に影響すると考えられる。下に位置する印刷ロールの基体金属が低い降伏強度を有するならば、その金属は転写を行うのに必要とされる圧力下で印刷ロールの硬化された表面を十分に支持できない。それ故に、６０００系合金および７０００系合金のような高降伏強度のアルミニウム合金が良好な像転写を行うのに有益であると考えられる。数千個の缶に像を転写するためにそのロールが使用される場合、ロールから非晶質ダイアモンド被覆の剥落すなわち剥片がほとんどまたは全く生じることなく、または認められなかったことが留意される。
【００２８】
各印刷ロール１０は、エンボス加工される缶の薄い壁部の長さすなわち側壁高さとほぼ等しい長さを有する。再び述べるが０．３４ｋｇ（１２オンス）の缶は約７６．２ｍｍ（３インチ）の薄壁高さを有し、したがって印刷ロールも約７６．２ｍｍ（３インチ）の長さを有する。
【００２９】
ホログラム像を有する各シスターシム１２もエンボス加工される缶および印刷ロールの表面積寸法に対応する寸法を有するのが好ましい。例えば好ましい実施例では、約２０７．５ｍｍ（８．１６８インチ）の各側壁の円周まわり、および缶壁高さの約７６．２ｍｍ（３インチ）がエンボス加工される。したがって、シム１２は約２０７．５ｍｍ（８．１６８インチ）×約７６．２ｍｍ（３インチ）であるのが好ましい。しかしながら印刷ロールの直径および長さは本発明ではそれほど重要でない。
【００３０】
図２に示されるように、シム１２は、支持ロール１４によって、光沢仕上げ（鏡のような仕上げ）された印刷ロール１０に押圧される。シム１２の表面上の像１６は印刷ロールに面しており、これによりホログラム像が印刷ロールの表面に押圧される。支持ロール１４は滑らかな表面を有しており、ロールからシムを経て印刷ロールへキズを付けてしまうのを回避するようにされる。上述したように、印刷ロールの表面硬度は約１１０〜１２５ｋｇ／ｍｍ2であるのが好ましい。
【００３１】
印刷ロール１０の軸線１８と支持ロール１４の軸線２０は平行であり、これらのロールはホログラム像を印刷ロールに良好に伝達するために合理的に可能な限り断面において丸くされている。ロール１０，１４の線形面は端から端まで真直とされるか、または印刷ロールへ像を良好に転写させるために僅かにクラウン形状すなわち中太形状とされるのが好ましい。これらのロールは像転写時にそれらのロールの撓みを最小限に抑えるために剛性的に取付けられる。ロールはそれらの間を移動するシムに対して、各ロールとシムとの接触面で１センチメートルの長さ当たり約１９７〜２７６ｋｇ（１インチの長さ当たり５００〜７００ポンド）の線形圧力で押圧される。ロール１０，１４は矢印で示すように回転され、シム１２はロール間のニップ（噛み込み部分）を通って移動する。シムがロール間のニップを通過するときに適正に整合されることを保証すると共に、シムと印刷ロールとの間で滑りを防止するように注意を払わなければならない。
【００３２】
ホログラフィ像を印刷ロール１０に転写した後、ロールの表面が硬化される。これはイオン打込みによって行うか、またはシスターシムに言及して上で述べたようにＡＤＣまたはＤＬＣでロールを被覆することで行い得る。また、ＡＤＣまたはＤＬＣは、以下に説明するように缶をエンボス加工するためにロールが使用されるときに、印刷ロール上に堆積する酸化物や屑（ｓｃｕｍ）を減少させるのに有益である。印刷ロールの表面は硬化された後に少なくとも５４５〜６００ｋｇ／ｍｍ2の最小硬度を有するのが好ましい。印刷ロール１０の表面は装飾される缶の表面硬度よりも少なくとも２．５倍の硬度でなければならず、少なくとも約４〜５倍の硬度であるのが好ましい。アルミニウム缶は約１１０〜１２５ｋｇ／ｍｍ2の表面硬度を有し、缶表面に対して像を良好に転写するには少なくとも約５４５〜６００ｋｇ／ｍｍ2の印刷ロールの表面硬度が必要とされる。
【００３３】
本発明の方法での次段階は、図３および図４に示されるように缶の外面をエンボス加工することである。アルミニウム缶３０（単数または複数）はマンドレル３２（単数または複数）上に配置され、印刷ロール１０の力に対抗して缶が支持される。印刷ロール１０は、図３に矢印で示されるようにマンドレルおよび印刷ロールが回転されるとき、缶表面に押圧される。シスターシムから印刷ロールへの像転写に関して上述したように、マンドレルおよび印刷ロール１０の軸線は平行でなければならず、またマンドレルおよび印刷ロールの線形面は端から端まで合理的に可能な限り真直になされるか、印刷ロール１０が僅かに中太形状でなければならない。印刷ロール１０の缶に対する圧力は、缶／印刷ロールの境界位置で接触面において１ｃｍの長さ当たり約１９７〜２７６ｋｇ（１インチの長さ当たり５００〜７００ポンド）の圧力であるのが好ましい。この圧力は印刷ロールから缶表面にホログラフィ像をエンボス加工するために十分な大きさでなければならないが、印刷ロール１０とマンドレル３２との間で缶側壁をなす金属を押出し作用するほど大きくてはならない。側壁金属の押出し作用は側壁を薄化して、缶の変形を引き起こすことになり得る。側壁の僅かな程度の薄化は許容できる。像の缶表面に対する転写を向上させるために、印刷ロールは約７５゜〜２２５゜になるまで僅かに加熱することができる。
【００３４】
ホログラフィ像を印刷ロール１０から缶へ転写するために高圧力が必要なことから、またカップ形状の缶が配置されるマンドレル３２は片持ち式とされることが必要であるという事実により、マンドレルの幾分かの撓みは防止するのが困難である。マンドレルの撓みは、缶の一端から他端にわたって缶３０に対する印刷ロール１０の圧力を不均一にし、像の満足できない転写を生じることになる。したがって、転写圧力を缶の長さに沿って均等化させる補完的な手段が望まれる。そのような補完手段は、マンドレルの支持されていない端部において印刷ロールが缶に一層大きな圧力を加えること、マンドレルの基部から支持されていない端部へ向かって「斜め状態（ｔｏｅｄ−ｉｎ）」となるようにマンドレルの軸線を印刷ロールの軸線へ向けて傾斜させること、または缶の像品質を大きく損なわないでできるならばマンドレル／缶の裏当てロールを備えることを含む。
【００３５】
印刷ロール１０から、絞りおよびアイアニング加工した（Ｄ＆Ｉ）缶体へホログラムを転写するために転写回転体３４を含む製造装置は、図４に示されるように、絞りおよびＤ＆Ｉ缶体３０を取付ける複数のマンドレル３２を有する。缶体に装飾被覆を形成するために現在一般に使用されている装置は、缶表面にホログラムをエンボス加工するために好適であると考えられる。米国特許第４７４１２６６号は、缶体を装飾するそのような装置を図解し、説明している。図４に示されるように、Ｄ＆Ｉ缶体３０を備えたマンドレル３２は転写回転体３４のまわりを回転され、また印刷ロールから缶体の表面にホログラム像を転写するために印刷ロール１４に押当てて順々に回転される。
【００３６】
ホログラフィ像と缶上の装飾被覆との組合わせが著しく魅力的な缶を形成するということが留意される。装飾被覆はホログラムを含まない缶表面にのみ形成されるか、ホログラムの全部または一部の上にも形成されることができる。ホログラムおよび装飾被覆は相互作用して、これまでは缶製造業者が可能でなかった見栄えを生み出す。
【００３７】
例
図５は本発明の方法で装飾されたアルミニウム缶体の一例を示しており、この缶体は「Ｃｏｌａ」の文字と複数の「銀河」４２が表面上にエンボス加工された。ホログラムで反射した光は、缶が光の中を移動するに連れて様々な外観すなわち像を形成する。絞りおよびアイアニング加工された缶側壁の薄い壁部分と厚い壁部分との間の厚さの相違による問題を最小限に抑えるために、ホログラム像は缶体の薄い壁部のみに転写された。しかしながら、本発明は、ホログラフィ像を缶側壁の薄い壁部分および厚い壁部分の両者に転写するために利用できるものである。
【００３８】
本発明の他の応用例において、２つのホログラフィ像がアルミニウム缶の外面に順次に付与された。一方の像は複数の星で、他方の像は図５に示されたのと似た銀河であった。幾つかの缶では、最初に星が、続いて銀河がエンボス加工され、他の缶では、最初に銀河が、その後、星がエンボス加工された。
【００３９】
図６は本発明を実施する変形態様の系統図である。この態様において、シスターシムはアルミニウム缶の外面をエンボス加工するために使用されるローラーに直接に取付けられる。この方法では、図１の方法のようにシスターシムから印刷ロールへ像を最初に転写する必要はない。ローラーに取付けられたシスターシムは断面を弧状とされて、ローラーの円弧形外面に密着して固定されるようになされるのが好ましい。一例において、約２０３．２ｍｍ（８インチ）の円弧長さを有する２つのそのような弧状シムが約２６４．２ｍｍ（１０．４インチ）の直径（円周方向に８１２．８ｍｍ（３２インチ））を有するロールのまわりに取付けられた。
【００４０】
図６の方法のシムは陰画ホログラフィ像を有し、陽画像を缶の外面にプレート形成する。図６の方法では、ホログラムを約１１０〜１２５ｋｇ／ｍｍ2の表面硬度を有するアルミニウム缶の表面にホログラム像を効果的にプレス加工するためには、シムが少なくとも約５４５〜６００ｋｇ／ｍｍ2の表面硬度を有することが重要である。図１の方法に関して上述で説明したように、任意であるがシムの表面はＡＤＣまたはＤＬＣで硬化することができる。
【００４１】
本発明の特別な具体例が解説のために示されたが、細部における各種変形を、特許請求の範囲に包含される本発明から逸脱せずになし得ることは当業者に明らかであろう。例えば、本発明の方法は研磨金属板（好ましくはアルミニウム板）または他の製造物品のような各種製品にホログラムをエンボス加工するために使用できる。本発明を、最初にホログラムを印刷ロールに転写する代わりに、シムから直接、簡単に、エンボス加工することで本発明を変更することも可能である。この変形例では、缶はマンドレルに取付けられ、表面にホログラムを有するシムが図２に示したのと同様な方法で支持ロールによって缶に押圧された状態で回転される。シムは支持ロールの湾曲面に合致する弧形状とされることもできる。このような弧状シムは支持ロールに取付けられて一緒に回転される。本発明で使用される印刷ロールも直径を変化でき、エンボス加工される缶体よりも小さい直径、または等しい直径、または大きな直径にすることができる。印刷ロールのＡＤＣまたはＤＬＣ被覆、および／またはシムも、厚さを約１０００オングストロームまで薄くできるが、約２０００〜３０００オングストロームの厚さであるのが好ましい。特許請求の範囲に記載した範囲内に含まれる本発明の他の変形は当業者に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明によりアルミニウム缶にホログラムをエンボス加工するために使用される段階を示す系統図。
【図２】本発明により缶をエンボス加工するために使用される印刷ロールへシムからホログラム像を転写する状態を示す横断面図。
【図３】アルミニウム缶の表面に印刷ロールからホログラム像をエンボス加工する状態を示す横断面図。
【図４】缶表面にホログラムをエンボス加工し、またエンボス加工した缶に装飾被覆を形成するために、複数のマンドレルを備えた装飾装置を示す模式図。
【図５】本発明によりエンボス加工されたホログラム装飾された缶。
【図６】缶にホログラムをエンボス加工する変形態様において段階を示す系統図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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