СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ТИСНЕНИЯ ЛИСТОВЫХ ИЛИ РУЛОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЕ, ПОЛУЧЕННОЕ УКАЗАННЫМ СПОСОБОМ
METHOD AND APPARATUS FOR EMBOSSING SHEET OR ROLL MATERIALS AND PRODUCT OBTAINED BY SAID METHOD

Область техники
Изобретение относится к области механической обработки листового, или рулонного материала, в том числе слоистого, в частности к средствам механической деформации без удаления материала и предназначено, преимущественно, для тиснения любых материалов, которые обычно используют для этих целей, преимущественно, бумаги, ламинированной бумаги, кашированной фольги, листового металла, многослойных материалов, тканей, кожи и т.д.
Предшествующий уровень техники
Известно устройство тиснения, содержащее станину, закрепленный на станине ведущий вал, имеющий рифленую поверхность с взаимно пересекающимися рядами чередующихся углублений и выступов, сужающихся от основания к вершине, привод ведущего вала и закрепленный на станине, по меньшей мере, один ведомый вал, имеющий рифленую поверхность с взаимно пересекающимися рядами чередующихся углублений и выступов, сужающихся от основания к вершине и расположенных с возможностью взаимодействия со смежной рифленой поверхностью ведущего вала (US 6715411, 06.04.2004).
Известно устройство для тиснения слоистого материала, которое для тиснения содержит первый и второй валик для тиснения, между поверхностями которых сформирован зазор для тиснения, при этом первый и второй валики для тиснения имеет продольные оси, вокруг которых первый и второй валики установлены с возможностью вращения. Первый и второй валики для тиснения также имеют рисунок тиснения в виде выступов и углублений на их поверхностях, причем упомянутые рисунки нанесены на первый и второй валики для тиснения, и каждый из валиков имеет первые выступающие участки, которые проходят непараллельно продольной оси роликов и отделены друг от друга углублениями, а угол расположения выступов первого и второго валиков для тиснения относительно их продольных осей выбирается таким образом, чтобы выступы выступающих участков пересекались в зазоре для тиснения (WO 2015104029, 16.07.2015).
Известно также устройство тиснения, содержащее станину, закрепленный на станине ведущий вал, имеющий рифленую поверхность с взаимно пересекающимися рядами чередующихся углублений и выступов, суживающихся от основания к вершине, например, пирамидальных, привод ведущего вала и закрепленный на станине, по меньшей мере, один ведомый вал, имеющий рифленую поверхность с взаимно пересекающимися рядами чередующихся углублений и выступов, суживающихся от основания к вершине, также преимущественно пирамидальных, расположенных с возможностью взаимодействия со смежной рифленой поверхностью ведущего вала, ряды вершин выступов рифленой поверхности одного вала расположены параллельно оси вращения вала, а ряды вершин выступов рифленой поверхности другого вала расположены под углом, отличным от прямого, к оси вращения вала, при этом расстояние между двумя соседними вершинами выступов рифленой поверхности одного вала больше расстояния между двумя соседними вершинами выступов рифленой поверхности другого вала (RU 2308377, 20.10.2007).
Наиболее близким аналогом заявленной группы изобретений является устройство для тиснения упаковочного материала, содержащее: группу тиснильных валов, включающую в себя пуансонный вал и матричный вал, выполненные с возможностью взаимодействия друг с другом, причем поверхность пуансонного вала имеет текстурные элементы и поверхность матричного вала имеет текстурные элементы, при этом текстурные элементы (MR) матричного вала (М) и текстурные элементы (РЕ) пуансонного вала (Р), связанные с указанными текстурными элементами матричного вала, имеют намеренные отклонения, вследствие которых текстурный элемент матричного вала и связанный текстурный элемент пуансонного вала являются не инверсно-конгруэнтными, причем указанные намеренные отклонения включают: угловое отклонение между стороной текстурного элемента матричного вала и связанной стороной текстурного элемента пуансонного вала, составляющее до 20°, и линейное отклонение между текстурным элементом матричного вала и связанным текстурным элементом пуансонного вала, составляющее больше 15 мкм в осевом направлении и в радиальном направлении, причем текстурные элементы пуансонного вала, предназначенные для текстурных элементов матричного вала, содержат грани (F), обеспечивающие увеличение локального давления (RU 2678394. 28.01.2019)
Данное техническое решение позволяет эстетически привлекательным образом выполнять тиснение очень широкой гаммы пленок, при этом пленки могут использоваться преимущественно в табачной и пищевой промышленности, однако сложно в реализации, поскольку для получения высококачественного изображения требуется изготавливать текстурные элементы пуансонного и матричного валов сложной формы с гранями, обеспечивающими увеличение локального давления.
Раскрытие изобретения
Заявленное изобретение решает техническую задачу, заключающуюся в создании способа и устройства, которые позволяют повысить гибкость конечного продукта - изделия, полученного из листового или рулонного материала, прошедшего тиснение в широком диапазоне толщин тиснимого материала от 2 мкм до 6 мм. Кроме того, изобретение должно обеспечить, помимо тиснения, нарушение структуры без перфорации тиснимого материала, а также возможность тиснения с перфорацией тиснимого материала на заданном участке.
Заявленный способ осуществляется на устройстве для обработки рулонных и листовых материалов, которое содержит станину, ведущий ролик тиснения, связанный с приводом, и, по меньшей мере, один ведомый ролик тиснения, установленный с возможностью вращения на своей оси, параллельной валу ведущего ролика. На ведущем и ведомом роликах имеются средства тиснения в виде выступов или выступов на одном из роликов и углублений на другом ролике, которые могут быть выполнены непосредственно на самих роликах или могут представлять собой обечайки с выступами или обечайку с выступами и обечайку с углублениями, закрепляемые на роликах. При этом выступы ведущего и ведомого вала или выступы и углубления ведущего и ведомого вала выполнены идентичной формы и размеров и квадратным основанием, но их продольные плоскости повернуты друг относительно друга на 90°.
Заявленный способ для случая, когда на ведущем и ведомом роликах выполнены выступы, осуществляется следующим образом. Листовой или рулонный материал пропускают между ведущим и, как минимум, одним ведомым роликами тиснения, выступы первого ролика (ведущего или ведомого) выполнены и расположены относительно другого ролика так, что вершины первого ролика находятся между соседними выступами другого ролика (ведомого или ведущего). В заранее заданных зонах, по меньшей мере, часть взаимодействующих через тиснимый материал выступов ведущего и ведомого роликов создают на тиснимом материале ограниченную зону с повышенным удельным давлением, в которой некоторые материалы могут изменять свою структуру (например, бумага, кашированная фольга и т.д.). Зоны на тиснимом материале, в которых указанный материал испытывает воздействие повышенного усилия, (повышенное усилие удельного давления), образуют за счет воздействия на тиснимый материал ребер выступов ведомого ролика и ребер выступов ведущего ролика, взаимодействующих в процессе тиснения через указанный материал, причем существенным является то, что зона с повышенным удельным давлением возникает в результате взаимодействия ребра выступов одного ролика (ведущего или ведомого), с ребрами выступов другого ролика (ведомого или ведущего), при этом выступы на ведущем и ведомом роликах имеют одинаковую форму и размеры и ориентированы друг относительно друга так, что угол между их соответствующими продольными плоскостями составляет 90°.
Выступы с квадратным основанием на ведущем и ведомом роликах выполняют с четырьмя наклонными боковыми гранями, сопряженными с пятой плоской верхней гранью в виде вытянутого прямоугольника, причем противолежащие боковые грани упомянутых выступов выполнены попарно одинаковой трапециевидной формы, а ребра в месте схождения граней могут быть выполнены притупленными. Кроме того, возможен вариант, когда выступы с квадратным основанием на ведущем и ведомом роликах выполняют с четырьмя наклонными боковыми гранями, которые сходятся на верхнем ребре, тогда противолежащие боковые грани упомянутых выступов, выполненные попарно одинаковой формы, в одной паре имеют трапециевидную форму, а в другой - треугольную. Все ребра, как и в предыдущем варианте, могут быть притуплены.
Более подробное описание выполнения выступов ведущего вала и выступов ведомого вала, ориентированных друг относительно друга так, что угол между их соответствующими продольными плоскостями составляет 90°, приведено далее.
При осуществления способа, при котором используются ведущий и ведомый ролики, на поверхности которых выполнены выступы, указанные выступы выполняются с квадратным основанием одинакового размера и четырьмя практически плоскими боковыми гранями. Выступы на обоих роликов, ведущем и ведомом, выполнены с четырьмя наклонными плоскими гранями, сопряженными с пятой плоской верхней гранью, имеющей форму вытянутого прямоугольника (длина прямоугольника больше его ширины), при этом противолежащие боковые грани выступов выполнены попарно одинаковой трапециевидной формы с длиной верхнего основания трапеции, равной длине соответствующей стороны прямоугольника, т.е. длине стороны пятой верхней грани, с которой сопряжена данная боковая грань. При одной и той же высоте выступа соотношение длины и ширины пятой плоской верхней грани, имеющей форму вытянутого прямоугольника, определяет угол наклона боковых граней выступа к его основанию и, тем самым, угол наклона ребер выступа к основанию. Аналогично соотношение длины и ширины нижней пятой грани углубления определяет угол наклона ребер к нижнему основанию Таким же образом можно задавать угол наклона ребер выступа к основанию, изменяя соотношение длины плоской пятой грани к ее ширине для всех описанных ниже случаев выполнения выступов и углублений на ведущем и/или ведомом ролике.
Вместо пятой плоской верхней грани, четыре плоские наклонные грани выступа роликов могут быть сходящимися на верхнем ребре, в частности, притупленном, т.е. со скруглением острой кромки. В этом случае две противолежащие боковые грани выступов выполнены трапециевидными, а две другие противолежащие боковые грани -треугольными, в частности, со скругленной вершиной, если верхнее ребро притуплено. Длина верхнего ребра при одной и той же высоте выступа определяет угол наклона боковых граней выступа к его основанию и, тем самым, угол наклона ребер выступа к основанию.
Таким же образом можно задавать угол наклона ребер выступа к основанию для описанных ниже случаев выполнения выступов на ведущем и/или ведомом ролике, а также задавать этот угол длиной нижнего ребра углублений на ведущем или ведомом ролике.
Сказанное выше применимо также в отношении задания угла наклона к основанию ребра выступа или ребра углубления, как для варианта с пятой плоской гранью, так и с верхним или нижним ребром, применимо ко всем случаям осуществления способа и к случаям реализации устройства. Кроме того, для целей настоящего описания и формулы изобретения использованные термины «верхний», «нижний» и термины, производные от них, применены для облегчения понимания сущности признаков, являются условными и относятся как к способу, так и к устройству исключительно в ориентации, показанной на чертежах, и не ограничивают объем притязаний, изложенный в формуле изобретения.
В другом частном случае осуществления способа, при котором используются ведущий и ведомый ролики, на поверхности которых выполнены выступы, по меньшей мере, часть указанных выступов имеет одинаковую форму для ведущего и ведомого роликов, причем, как отмечено выше, выступы на ведущем ролике ориентированы относительно выступов на ведомом ролике так, что угол между их соответствующими продольными плоскостями составляет 90°. Выступы одного ролика (ведущего или ведомого) выполнены и расположены на устройстве так, что их вершины располагаются между выступами другого ролика (ведомого или ведущего). Выступы одинаковой формы на ведущем и ведомом роликах выполнены с квадратным основанием одинакового размера и четырьмя наклонными боковыми гранями, сопряженными с пятой плоской верхней гранью в виде вытянутого прямоугольника (длина прямоугольника больше его ширины), при этом противолежащие боковые грани выступов выполнены попарно одинаковой формы. Первая пара противолежащих боковых граней каждого из выступов выполнена в виде выпуклой цилиндрической поверхности, другая пара противолежащих боковых граней выполнена практически плоской. Возможен также вариант, когда, вместо пятой плоской верхней грани, боковые грани выполнены сходящимися на верхнем ребре выступа, причем верхнее ребро на ведущем и/или ведомом ролике может быть выполнено притупленным, т.е. со скруглением. В этом случае у противолежащих боковых граней выступов, имеющих попарно одинаковую форму, первая пара противолежащих боковых граней выполнена в виде выпуклой цилиндрической поверхности, длина верхней стороны которой равна длине верхнего ребра, а другая пара противолежащих боковых граней выполнена плоской.
Заявленный способ в случае, когда на одном ролике, ведущем или ведомом, выполнены выступы, а на другом ролике, ведомом или ведущем, - углубления идентичной формы (т.е. формы, соответствующей форме выступов), указанные выступы выполнены с квадратным основанием и с четырьмя плоскими наклонными боковыми гранями, сопряженными с пятой плоской верхней гранью, имеющей форму вытянутого прямоугольника (длина прямоугольника больше его ширины), при этом выступы на одном ролике ориентированы относительно углублений тождественной (идентичной) формы на другом ролике так, что угол между соответствующими продольными плоскостями составляет 90°. Противолежащие боковые грани выступов ролика и грани углублений выполнены трапециевидной формы с длиной верхнего основания трапеции, равной длине соответствующей стороны пятой верхней грани в виде вытянутого прямоугольника, с которой сопряжена соответствующая боковая грань выступа. Возможен вариант, когда вместо прямоугольной верхней грани четыре плоские наклонные боковые грани выступа и наклонные боковые грани углубления выполнены сходящимися на верхнем ребре. В этом случае две противолежащие боковые грани выступов выполнены трапециевидными с длиной основания, равной длине ребра, а две другие противолежащие боковые грани другого ролика выполнены треугольными, при этом другом ролике выполнены углубления, имеющие форму и размеры, тождественные (идентичные) форме и размерам описанных выше выступов первого ролика, т.е. углубления выполнены сужающимися от поверхности ролика книзу, с квадратным основанием в верхней части и плоскими трапециевидными боковыми гранями, сходящимися на пятой плоской нижней грани, имеющей форму вытянутого прямоугольника, или сходящимися на нижнем ребре, при этом выступы на одном ролике ориентированы относительно углублений тождественной (идентичной) формы на другом ролике так, что угол между соответствующими продольными плоскостями составляет 90°. Верхнее ребро выступов может быть выполнено притупленным, т.е. со скруглением, при этом вершина у боковой грани, сходящейся с верхним ребром и имеющей треугольную форму, также выполняется притупленной.
Еще в одном частном случае осуществления способа на одном из роликов, ведущем или ведомом, выполнены выступы с квадратным основанием и с четырьмя боковыми гранями, сопряженными с пятой плоской верхней гранью, имеющей форму вытянутого прямоугольника (длина прямоугольника больше его ширины). Первая пара противолежащих боковых граней выступов выполнена в виде выпуклой цилиндрической поверхности с длиной верхней стороны, равной длине стороны пятой верхней грани, с которой она соединена, другая пара противолежащих граней выступов выполнена плоской, а на втором ролике выполнены углубления, имеющие форму и размеры, тождественные (идентичные) форме и размерам описанных выше выступов, а именно, углубления имеют квадратное верхнее основание и четыре боковые грани, сопряженные с пятой плоской нижней гранью, имеющей форму вытянутого прямоугольника (длина прямоугольника больше его ширины). Первая пара противолежащих боковых граней углублений выполнена в виде вогнутой цилиндрической поверхности с длиной нижней стороны, равной длине соответствующей стороны пятой нижней грани, другая пара противолежащих граней выступов выполнена плоской. Кроме того, выступы на одном ролике ориентированы относительно углублений тождественной (идентичной) формы на другом ролике так, что угол между соответствующими продольными плоскостями составляет 90°.
Еще в одном частном случае осуществления способа на одном из роликов, ведущем или ведомом, выполнены выступы с квадратным основанием и четырьмя боковыми гранями, сходящимися на верхнем ребре. Первая пара противолежащих боковых граней выступов выполнена в виде выпуклой цилиндрической поверхности с длиной верхней стороны, равной длине верхнего ребра. Другая пара противолежащих боковых граней выполнена плоской. На другом ролике выполнены углубления тождественной формы, а именно, углубления выполнены четырехгранными с квадратным верхним основанием, с боковыми гранями, сходящимися на нижнем ребре, причем первая пара противолежащих боковых граней углублений выполнена в виде вогнутой цилиндрической поверхности с длиной нижней стороны, равной длине нижнего ребра, другая пара противолежащих граней выполнена плоской. Выступы на одном ролике ориентированы относительно углублений тождественной формы на другом ролике так, что угол между соответствующими продольными плоскостями составляет 90°. Верхнее ребро выступов может быть выполнено притупленным, т.е. со скруглением.
Устройство тиснения листовых или рулонных материалов, реализующее заявленный способ, выполнены следующим образом.
Устройство содержит станину, ведущий ролик тиснения, связанный с приводом, и, по меньшей мере, один ведомый ролик тиснения, установленный с возможностью вращения на своей оси, параллельной оси вращения ведущего ролика, при этом на поверхности ведущего ролика и на поверхности ведомого ролика выполнены средства тиснения в виде выступов на обоих роликах или выступов на одном из роликов и углублений на другом ролике, расположенных с возможностью размещения выступов одного ролика между соседними выступами другого ролика или в углублениях другого ролика. Указанные выступы или выступы и углубления могут быть выполнены непосредственно на самих роликах или выполнены на обечайках, закрепленных на роликах. Различные варианты выполнения выступов и углублений описаны выше.
Поставленная выше техническая проблема решается устройством за счет того, что его конструкция обеспечивает контакт части длины ребер выступов ведущего и части длины ребер выступов ведомого роликов между собой (или ребер выступов одного ролика и ребер углублений другого), что позволяет в зоне высокого удельного давления изменять структуру материала (в зависимости от используемого материала), при этом изделие, в результате, длительно сохраняет ту форму тиснения, которая была придана ему при прохождении через заявленное устройство. Создание зоны высокого удельного давления важно при обработке таких материалов, как, в частности, бумага, которая после снятия усилия, создаваемых средствами тиснения, стремится восстановить свою форму. Предлагаемое устройство, реализующее заявленный способ, позволяет получать качественные изделия, тиснение на которых сохраняет свою четкость в течение длительного времени, даже если для изготовления изделия используются материалы, склонные к восстановлению первоначальной формы после снятия усилия деформации.
Для решения поставленной технической проблемы с получением изделия с указанными выше новыми свойствами, по меньшей мере, часть выступов ведущего и ведомого роликов или выступов одного из упомянутых роликов и углублений другого ролика выполняется идентичной формы и развернуты друг по отношению к другу на 90°, причем ролики установлены друг относительно друга с возможностью взаимодействия через тиснимый материал ребер выступов ведущего ролика и ребер выступов ведомого роликов, или ребер выступов одного из упомянутых роликов и ребер углублений другого ролика. В результате в ограниченной по длине зоне взаимодействия ребер выступов или ребер выступов и ребер углублений создается местное повышенное давление на тиснимый материал, при этом может происходить изменение структуры материала. Длина этой зоны составляет от 1% до 50% от длины ребра выступа, если длины ребер одинаковы, или от 1% до 50% от длины того ребра, которое имеет наибольшую длину. Все острые кромки выступов, в том числе ребра выступов и/или углублений, могут быть выполнены притупленными, т.е. со скругленными кромками, чтобы избежать перфорирования тиснимого материала. И, напротив, если требуется перфорировать тиснимый материал кромки выступов в ряде случаев могут не притупляться.
В соответствии одним из вариантов выполнения устройства тиснения, выступы на ведущем и ведомом роликах изготавливаются одинаковой формы и размеров. При этом, по меньшей мере, у части выступов, выполненных по форме и размерам одинаковыми для ведущего и ведомого роликов, выступы на ведущем ролике ориентированы относительно выступов на ведомом ролике так, что угол между их соответствующими продольными плоскостями составляет 90°. Этот прием позволил обеспечить непараллельность ребер выступов одного ролика ребрам выступов другого ролика. Форма, по меньшей мере, части выступов ведущего и ведомого роликов может быть следующей. Выступы имеют одинаковое квадратное основание и с четыре наклонные боковые грани, сопряженные с верхней пятой плоской гранью в виде вытянутого прямоугольника. Противолежащие боковые грани выступов ролика выполнены трапециевидной формы с длиной верхнего основания трапеции, равной длине соответствующей стороны пятой верхней грани в виде вытянутого прямоугольника, с которой сопряжена данная боковая грань выступа. По другому варианту выполнения четыре плоские наклонные боковые грани выступа выполнены сходящимися на верхнем ребре, причем две противолежащие боковые грани выступов выполнены трапециевидными с длиной верхнего основания, равной длине верхнего ребра, а две другие противолежащие боковые грани другого ролика выполнены треугольными. Верхнее ребро выступов может быть выполнено притупленным, т.е. со скруглением, при этом вершина у боковой грани, сходящейся с верхним ребром и имеющей треугольную форму, также выполняется притупленной.
По еще одному варианту выполнения устройства тиснения, когда выступы на ведущем и ведомом роликах имеют одинаковую форму и размеры и ориентированы друг относительно друга так, что угол между их соответствующими продольными плоскостями составляет 90°, выступы на ведущем и ведомом роликах, как и в предыдущем варианте, выполнены с четырьмя наклонными боковыми гранями, сопряженными с пятой плоской верхней гранью в виде вытянутого прямоугольника, причем противолежащие боковые грани упомянутых выступов выполнены попарно одинаковой формы. Отличие этого варианта от предыдущего состоит в том, что первая пара противолежащих боковых граней каждого из выступов выполнена в виде выпуклой цилиндрической поверхности, длина верхнего основания этой боковой грани равна длине соответствующей стороны пятой верхней грани в виде вытянутого прямоугольника, с которой сопряжена данная боковая грань выступа, другая пара противолежащих боковых граней выполнена плоской трапециевидной формы с длиной верхнего основания, равной длине соответствующей стороны пятой верхней грани в виде вытянутого прямоугольника, с которой сопряжена плоская боковая грань выступа. Кроме того, возможно выполнение боковых наклонных граней сходящимися на верхнем ребре выступа, причем в этом случае первая пара противолежащих боковых граней также выполнена в виде выпуклой цилиндрической поверхности с длиной верхнего основания, равной длине верхнего ребра, а другая пара противолежащих боковых граней выполнена плоской. При этом верхнее ребро на ведущем и/или ведомом ролике может быть выполнено притупленным.
Следующий вариант выполнения устройства тиснения характеризуется тем, что на одном из роликов, ведущем или ведомом, выполнены выступы, а на другом ролике, ведомом или ведущем, - углубления. Выступы на одном из роликов выполнены с квадратным основанием и с четырьмя плоскими наклонными боковыми гранями, сопряженными с пятой плоской верхней гранью, имеющей форму вытянутого прямоугольника. Противолежащие боковые грани выступов ролика попарно одинаковой формы выполнены трапециевидной формы с длиной верхнего основания трапеции, равной длине соответствующей стороны пятой верхней грани в виде вытянутого прямоугольника, с которой сопряжена соответствующая боковая грань выступа. Или, как вариант, вместо пятой плоской верхней грани, четыре плоские наклонные грани выступа выполнены сходящимися на верхнем ребре, причем две противолежащие боковые грани выступов выполнены трапециевидными с длиной основания, равной длине ребра, а две другие противолежащие боковые грани другого ролика выполнены треугольными. На другом ролике выполнены углубления, имеющие форму и размеры, тождественные (идентичные) форме и размерам описанных выше выступов первого ролика, а именно, с квадратным верхним основанием и плоскими трапециевидными боковыми гранями, сходящимися на пятой плоской нижней грани, имеющей форму вытянутого прямоугольника, или сходящимися на нижнем ребре, при этом выступы на одном ролике ориентированы относительно углублений тождественной формы на другом ролике так, что угол между соответствующими продольными плоскостями составляет 90°. Верхнее ребро выступов может быть выполнено притупленным, при этом вершина у боковой грани, сходящейся с верхним ребром и имеющей треугольную форму, также выполняется притупленной.
Еще один частный случай выполнения устройства тиснения, так же, как и предыдущий, характеризуется тем, что на одном из роликов, ведущем или ведомом, выполнены выступы, а на другом ролике, ведомом или ведущем, - углубления. Выступы на одном из роликов, ведущем или ведомом, выполнены с квадратным основанием и с четырьмя боковыми гранями, причем противолежащие боковые грани упомянутых выступов выполнены попарно одинаковой формы. Четыре наклонные грани выступов сопряжены с пятой плоской верхней гранью, имеющей форму вытянутого прямоугольника (длина прямоугольника больше его ширины). Первая пара противолежащих одинаковых по форме боковых граней выполнена в виде выпуклой цилиндрической поверхности с длиной верхней стороны, равной длине верхнего ребра, другая пара противолежащих граней выступов выполнена плоской, а на другом ролике выполнены углубления, имеющие форму и размеры, тождественные (идентичные) форме и размерам описанных выше выступов, при этом выступы на одном ролике ориентированы относительно углублений тождественной формы на другом ролике так, что угол между соответствующими продольными плоскостями составляет 90°.
В соответствии с еще одним частным случаем выполнения устройства тиснения, который, так же, как и предыдущий, характеризуется тем, что на одном из роликов, ведущем или ведомом, выполнены выступы, а на другом ролике, ведомом или ведущем, - углубления, одном из роликов, ведущем или ведомом, выполнены четырехгранные выступы с попарно одинаковыми противолежащими наклонными боковыми гранями и с квадратным основанием. Наклонные боковые грани выполнены сходящимися на верхнем ребре, причем первая пара противолежащих боковых граней выступов выполнена в виде выпуклой цилиндрической поверхности, с длиной верхней стороны, равной длине верхнего ребра, другая пара противолежащих граней выполнена плоской. На другом ролике, ведомом или ведущем, выполнены углубления формы и размеров, тождественных (идентичных) форме и размерам описанных выше выступов. Кроме того, выступы на одном ролике ориентированы относительно углублений тождественной формы на другом ролике так, что угол между соответствующими продольными плоскостями составляет 90°. Верхнее ребро выступов может быть выполнена притупленной, т.е. со скруглением, при этом вершина у боковой грани, сходящейся с ребром, также притуплена.
В результате осуществления описанного выше способа, реализующегося при работе устройства получают конечный продукт - изделие из рулонного или листового материала с выполненным на нем тиснением, обладающее повышенной гибкостью, длительно и хорошо сохраняющий фактуру тиснения, и/или контролируемую перфорацию, например, для изменения газопроницаемости (проницаемости для жидкостей и/или твердых веществ) материалов до их обработки указанным способом.
При необходимости нанесения на материал логотипов и/или рисунков и/или узоров и т.д. при любом частном случае осуществления способа и выполнения устройства тиснения это делается с использованием обычных приемов - в месте расположения изображения полностью и/или частично удаляется материал выступов в соответствии с заданным рисунком, узором, логотипом.
Технический результат, достигаемый при осуществлении способа и работе устройства, заключается в повышении гибкости конечного изделия путем локального изменения в зоне взаимодействия выступов прочностных характеристик и/или толщины тиснимого материала в этой зоне вплоть до перфорации тиснимого материала в зоне его взаимодействия с ребрами выступов ведущего и/или ведомого роликов путем увеличения усилия взаимного прижатия ведущего и ведомого роликов. Заявленные способы и устройства проявляют наибольшую эффективность при тиснении кашированной фольги, бумаги и т.п., которые при использовании известных из уровня техники способов не всегда хорошо сохраняют нанесенный рельеф и/или форму, так как из-за особенностей структуры материала стремятся восстановить свою первоначальную плоскую форму. Изменение структуры тиснимого материала и/или его толщины предлагаемым способом с использованием заявленных устройств, позволяет получить конечный продукт, рельефная поверхность которого устойчиво сохраняет приданную ей форму. Возможность местного изменения толщины тиснимого материала позволяет, в частности, получать материал, который удобно использовать для упаковок, например, сигарет, кондитерских изделий и т.п., так как утончение материала по месту перегиба упаковок существенно упрощает процесс их изготовления и/или упаковки.
Краткое описание чертежей.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг. 1 - схема устройства тиснения;
на фиг. 2 - место А с фиг. 1
Вариант, когда выступы на ведущем и ведомом роликах имеют одинаковую форму. Выступы на ведущем ролике выполнены четырехгранными с гранями, сходящимися на пятой верхней грани в виде вытянутого прямоугольника и ориентированы относительно выступов на ведомом ролике (см. фиг 3) так, что угол между их соответствующими продольными плоскостями составляет 90°.
На фиг. 3 - место В с фиг. 1 Вариант, при котором выступы на ведущем и ведомом роликах имеют одинаковую форму. Выступы на ведомом ролике выполнены четырехгранными с гранями, сходящимися на пятой верхней грани в виде вытянутого прямоугольника и ориентированы относительно выступов на ведущем ролике (см. фиг. 2) так, что угол между их соответствующими продольными плоскостями составляет 90°.
На фиг. 4 - возможная форма выступов для ведущего и ведомого роликов (или углублений для одного из роликов), когда выступы на ведущем и ведомом роликах (или выступы и углубления) имеют одинаковую форму - четыре трапециевидные грани с квадратным основанием, сходящиеся на пятой верхней грани, имеющей вид вытянутого прямоугольника.
На фиг. 5 - возможная форма выступов для ведущего и ведомого роликов (или углублений для одного из роликов), когда выступы на ведущем и ведомом роликах (или выступы и углубления) имеют одинаковую форму - четыре грани (две трапециевидные, две треугольные) с квадратным основанием, сходящиеся на верхнем ребре.
На фиг. 6 - возможная форма выступов для ведущего и ведомого роликов (или углублений для одного из роликов), когда выступы на ведущем и ведомом роликах (или выступы и углубления) имеют одинаковую форму - четыре грани с квадратным основанием, сходящиеся на пятой верхней грани в виде вытянутого прямоугольника, причем две противолежащие грани выполнены в виде выпуклой цилиндрической поверхности, а две другие - плоские.
На фиг. 7 - возможная форма выступов для ведущего и ведомого роликов (или углублений для одного из роликов), когда выступы на ведущем и ведомом роликах (или выступы и углубления) имеют одинаковую форму - с четырьмя гранями, сходящимися на верхнем ребре, причем две противолежащие грани выполнены в виде выпуклой цилиндрической поверхности, а две другие - плоские.
Варианты осуществления изобретения
Способ тиснения листовых или рулонных материалов описан ниже на примере конструкции и работы устройства тиснения.
Устройство тиснения содержит станину 1, на которой закреплен ведущий вал 2, соединенный с приводом. На ведущем валу 2 установлен ведущий ролик 3, который имеет рифленую поверхность, образованную рядами суживающихся выступов или углублений, С ведущим роликом 3 взаимодействует ведомый ролик 4, установленный на оси 5, закрепленной на станине 1, параллельной ведущему валу 2 с ведущим роликом 3. Ведомый ролик 4 так же, как и ведущий 3, имеет рифленую поверхность, образованную рядами суживающихся выступов или углублений. Ведомых роликов 4, каждый из которых установлен на своей оси, может быть один, два и более (на чертежах не показано).
Ведущий 3 и ведомый 4 ролики установлены друг относительно друга так, что обеспечивается возможность вхождения выступов одного ролика между выступами другого ролика или в углубления другого ролика. Тем самым в процессе работы устройства обеспечивается взаимодействие через тиснимый материал ребер выступов ведущего ролика 3 с ребрами выступов ведомого ролика 4, или ребер выступов одного из упомянутых роликов и ребер углублений другого ролика. Острые кромки выступов, в том числе ребра выступов и/или углублений, могут быть выполнены притупленными, т.е. скругленными.
Для того чтобы обеспечить контакт только части длины ребер выступов ведущего 3 и ребер выступов ведомого 4 роликов между собой (или ребер выступов одного ролика и ребер углублений другого), ребра выступов одного ролика, ведущего 3 или ведомого 4, должны быть не параллельны ребрам выступов или ребрам углублений другого ролика, ведомого 4 или ведущего 3. Непараллельность ребер позволяет исключить их взаимодействие по всей длине ребер, определяемой глубиной вхождения выступа одного ролика между выступами другого ролика (или в углубления другого ролика). Вследствие непараллельности ребер создается возможность создать местную зону с высоким удельным давлением на тиснимый материал, причем длина этой зоны может задаваться конструкций выступов и составляет, как правило, от 1% до 50% длины ребра выступа, если взаимодействующие ребра имеют одинаковую длину, или от 1% до 50% длины наибольшего ребра выступа, если взаимодействующие через тиснимый материал ребра отличаются по длине.
Угол между ребрами выступа (или углубления) и условной плоскостью его основания может задаваться с двумя вариантами выполнения верхней части выступа (или нижней части углубления).
Конкретные примеры выполнения выступов приведены ниже.
Для получения местной ограниченной по длине зоны, в которой создается повышенное удельное давление на тиснимый материал, предлагаются описанные ниже варианты выполнения выступов и углублений на ведущем 3 и/или ведомом 4 роликах.
Поскольку в некоторых случаях на изделие, которое изготавливается согласно заявленному способу, требуется нанести логотипы и/или рисунков и/или узоры и т.д. в месте расположения изображения полностью и/или частично удаляется материал выступов в соответствии с заданным рисунком, узором, логотипом. По этой причине в соответствии с заявленными способом и устройство на ведущем и ведомом роликах в указанных случаях только часть выступов изготавливается так, как описано в формуле изобретения, однако могут и все выступы и/или углубления на роликах 3 и 4 выполняться в соответствии с предлагаемыми возможными реализациями.
Пример 1. Согласно варианту, показанному на фиг. 2 и 3, выступы на ведущем и ведомом роликах имеют одинаковую форму и размеры с одинаковым квадратным основанием. Выступы на ведущем ролике 3 ориентированы относительно выступов на ведомом ролике 4, имеющих такую же форму и размеры как выступы на ведущем ролике 3, таким образом, что угол между их продольными плоскостями 14 составляет 90°. Ведущий ролик 3 и ведомый ролик 4 выполнены с квадратным основанием 6 и четырьмя наклонными плоскими гранями 7 и 8, 9 и 10, причем противолежащие грани имеют попарно одинаковую форму, указанные плоские грани 7-10 сопряжены с пятой плоской верхней гранью 11, имеющей форму вытянутого прямоугольника, т.е. прямоугольника, у которого длина, поз.12, больше, чем ширина, поз.13. Противолежащие боковые грани 7 и 8, а также грани 9 и 10 выступов выполнены трапециевидной формы, причем длина верхнего основания трапеции равна длине соответствующей стороны прямоугольника (см поз.12 или поз.13 на фиг. 4), т.е. стороне пятой верхней грани 11, с которой сопряжена данная боковая грань выступа. Угол между продольными плоскостями 14 выступов ведущего и ведомого роликов составляет 90°. Данный пример распространяется также на случай, когда на одном из роликов выполнены выступы, а на другом углубления соответствующей выступу идентичной формы. Форма отдельного выступа (или углубления) показана на фиг. 4.
Пример 2. Согласно следующему варианту, выступы на ведущем 3 и ведомом 4 роликах имеют одинаковую (идентичную) форму, размеры и одинаковое квадратное основание (см. фиг. 5). Как и в варианте 1 выступы на ведущем ролике 3 ориентированы относительно выступов на ведомом ролике 4, имеющих такую же форму и размеры, так, что угол между их продольными плоскостями 14 составляет 90°. На ведущем 3 и ведомом 4 роликах четыре плоские наклонные грани выступов выполнены сходящимися на верхнем ребре 19, причем две противолежащие боковые грани 20 выступов выполнены трапециевидными, а две другие противолежащие боковые грани 21 ролика -треугольными. Данный пример распространяется также на случай, когда на одном из роликов выполнены выступы, а на другом углубления соответствующей выступу идентичной формы. Форма отдельного выступа (или углубления) показана на фиг. 5.
Пример 3. Согласно этому варианту (см. фиг. 6) на ведущем ролике 3 и ведомом ролике 4 выступы одинаковой (идентичной) формы с одинаковым квадратным основанием выполнены с четырьмя наклонными боковыми гранями, причем противолежащие грани каждого выступа попарно одинаковы. Боковые грани выступов сопряжены с пятой плоской верхней гранью 25 в виде вытянутого прямоугольника, длина которого больше его ширины. Первая пара противолежащих боковых граней каждого из выступов выполнена в виде выпуклой цилиндрической поверхности 26, 27, при этом длина верхней стороны этой боковой грани равна длине одной из сторон 30 (более длинной) пятой верхней грани 25, одной из сторон прямоугольника, с которой сопряжена данная боковая грань выступа. Другая пара противолежащих боковых граней 27, 28 выполнена плоской. Угол между продольными плоскостями 14 выступов ведущего и ведомого роликов составляет 90°. Данный пример распространяется также на случай, когда на одном из роликов выполнены выступы, а на другом углубления соответствующей выступу идентичной формы. Форма отдельного выступа (или углубления) показана на фиг. 6.
Пример 4. В соответствии с данным частным случаем выполнения устройства (см. фиг. 7) на ведущем ролике 3 и ведомом ролике 4, выполнены выступы одинаковой (идентичной) формы с одинаковым квадратным основанием. Первая пара противолежащих боковых граней каждого из выступов выполнена в виде выпуклой цилиндрической поверхности 31, 32. Другая пара противолежащих боковых граней 32, 34 выполнена плоской. Упомянутые наклонные грани выступов выполнены сходящимися на верхнем ребре 33. Угол между продольными плоскостями 14 выступов ведущего и ведомого роликов составляет 90°. Данный пример распространяется также на случай, когда на одном из роликов выполнены выступы, а на другом углубления соответствующей выступу идентичной формы. Форма отдельного выступа (или углубления) показана на фиг. 7.
Хотя выше были описаны конкретные примеры реализации настоящего изобретения, специалистам в данной области техники после понимания описанного выше будут очевидны возможные изменения, которые могут быть внесены в описанные примеры, а также различные эквиваленты описанных признаков изобретения. Соответственно, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается примерами, описанными выше.
Заявленное изобретение может быть реализовано в альтернативных вариантах, при этом конкретные частные случаи выполнения устройства и осуществления способа, описанные в тексте и показанные на прилагаемых чертежах, являются иллюстративными примерами настоящего изобретения, не исчерпывающими других возможных вариантов, а также использования эквивалентных признаков изобретений, как устройства, так и способа. Конкретные примеры, раскрытые в описании, не должны толковаться в ограничивающем смысле.
Промышленная применимость
Для реализации изобретения необходимые технические средства могут быть изготовлены по известным технологиям.