TW201429574A - 製造一具整合式安全特徵之鋁箔之方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種製造一具整合式安全特徵（6）之鋁箔（l）之方法及鋁箔。在本發明中，一鋁箔（4）在多重冷軋施作下被軋至低於150微米，且同時在鋁箔兩表面側（4a、4b）產生一朝滾軋方向延伸之紋理（5a、5b）。在一最後冷軋施作中將鋁箔導引至一工作輥子對（8），該輥子對至少在一輥子表面（11）上依據對比及花紋圖案在一由10至50％之區域（7）內將經由磨削在滾軋方向產生之起伏狀表面結構（1la）相對於平均粗度降低，用以形成一安全特徵（6）之花紋圖樣，而該安全特徵被複製在鋁箔面向輥子表面之表面側（2a）。所製造之鋁箔（l）在兩表面側（2a、2b）顯示一光潔之外觀，使該安全特徵（6）由於其黯淡外觀特別突顯。（第l圖）
Description
本發明係關於一種製造一具整合式安全特徵之鋁箔之方法，及關於一種經由此方法製造之具整合式安全特徵之鋁箔。
醫學產品，其通常以鋁箔包裝，經常是偽造目標。防偽特徵因而必須盡量貼近醫學產品，亦即在原始包裝之製造過程中直接施加安全特徵提供防偽之最佳先決條件。
因而如在紙幣上常見者試圖對製藥工業之包裝材料亦提供全像圖。結果卻顯示，全像圖即使其製造相對昂貴，亦能偽造。
本發明對此提出對策。
本發明提出一種前述種類之方法，將一鋁箔在多重冷軋施作中軋至厚度低於150微米，且同時在鋁箔兩表面側產生一朝滾軋方向延伸之紋理，並在最後冷軋施作中將鋁箔導引至一工作輥子對，該輥子對至少在一輥子表面根據對比及花紋圖案在一由10至50%之區域內將經由磨削在滾軋方向產生之起伏狀表面結構相對於平均粗度降低，用以形成一安全特徵之花紋圖樣，而該安全特徵被複製至面向輥子表面之鋁箔表面側。本發明之其餘設計公開於附屬申請專利範圍第2項至第5項。
本發明進一步係關於一種具整合式安全特徵之鋁箔，其係根據本發明之方法製造，且其具有每單位面積最高30%之安全特徵。
本發明之鋁箔其餘設計公開於附屬申請專利範圍第7項至第10項。
本方法之具有整合式安全特徵6之鋁箔1之製造程序首先由部分程序構成，包括單條連鑄、均質化、熱軋、冷軋及接續之在高於再結晶溫度退火。其後是箔冷軋程序。其間鋁箔4在多重冷軋施作中被軋至厚度低於150微米，而同時在鋁箔兩表面側4a、4b產生一朝滾軋方向延伸之紋理5a、5b，見第4b圖。此在行進方向構成之結構性之粗度導致入射光線一方向性反射，使得表面側4a及4b由於此方向性反射獲得一光潔之外貌。
對最後一次滾軋施作實施改換，見第1圖及第4a圖，其間置入一工作輥子對9，該輥子對至少一輥子表面具有一作為安全特徵之花紋圖案7。此花紋圖案7之產生在於，根據對比及花紋圖案將朝滾軋方向經由磨削產生之起伏狀表面結構11a在一由10至50%之範圍內相對於平均粗度降低。此可例如以雷射光照射為之，見第2b圖、第2c圖及第4c圖。在最後滾軋施作上鋁箔被導向輥子間隙9，該間隙係形成於兩工作輥子10、11之間。鋁箔面向工作輥子之表面側4a被軋上安全特徵6之花紋圖案。在鋁箔1之安全特徵6區域見第4d圖產生一黯淡、不規則之紋理，與其餘、具有方向性紋理3之光澤表面區域2a清楚對比。在安全特徵6區域內由於此不規則紋理入射光線產生一發散式反射，使安全特徵6區域外觀黯淡。
若二工作輥子皆設有一花紋圖案7，則在鋁箔4之兩表面側4a及4b皆產生一整合式安全特徵6。
以本發明之方法為基礎之箔輥子屬於次群組「平輥子」，其特別經由方法終端產品以厚度20至160微米定義之。在此厚度區之冷軋程序需要工具具有特定表面粗度值並結合程序技術之液體，俾便在滾軋間隙中建立塑性變形所需之磨潤狀態。
在記錄程序相關之方法參數文獻上，請參考史崔貝克曲線，見第3圖。
在橫坐標上是摩擦係數，在縱坐標上是速度、壓力及黏度之函數。箔冷軋需要混合摩擦區。在低潤滑區發生與滾軋物之持續接觸；在此區域材料無法減少，且在進一步後果上導致輥子損傷及表面特性惡化。在液動潤滑區亦請參考第2a圖之參考數字14工作輥子11「浮泳」，造成不再能有效控制滾軋程序，且特別不再能降低材料厚度。因而可經由參數v,p及n調整出混合摩擦區。
僅在混合摩擦區可產生縱向拉應力及壓應力，此應力經由形狀改變之抗力使材料負荷，並導致一變形，亦即導致材料厚度減少。調整變形製程所需之滾軋油12之參數，亦即黏性、壓縮穩定性、潤滑功效，係經由精準選用一基礎油料，亦即一類似煤油、高精煉碳水物質，其具有明確之黏性且經由添加約5容積百分比之滾軋油添加物，其一方面將介質之壓縮穩定性提升至一定水準，但亦顯著影響在輥子間隙9中之摩擦行為。
這些參數之互相適配係本發明之方法之基本先決條件。因而這些參數永久受到監控及調校。在具體應用例中滾軋油添加物之濃度直接由滾軋設備之緩衝容器取樣量測，並藉由添加保持在一準確定義範圍內。為使劑量準確，處理液藉由一噴柱噴灑至工作輥子10、11上。
在輥子間隙9中需要混合摩擦行為，這是由於只有明確之摩擦係數能施加縱向拉應力。此縱向拉應力作用針對形狀改變之強度，且在箔滾軋上係達到形狀改變抗力之主要因素。由技術觀點而言，若無此縱向拉應力，不可能產生厚度減少。
在輥子間隙封閉之冷軋上由本方法產生之材料減少及隨之在輥子駛出之帶厚度減少係藉由主要參數進入張力(駛入拉力)調節，這是由於其作用係針對鋁箔4之變形抗力。在抵達最大駛入拉力後使用次要控制參數滾軋速度，俾便改變潤滑膜厚度(液動潤滑劑進入)。
在冷軋上追求一混合摩擦狀態，該狀態之特點係同時出現邊界摩擦及流體摩擦。在流體摩擦時，亦即液動潤滑14時，兩表面完全互相分離。傳遞之剪應力取決於潤滑劑之動黏性，及工作輥子與鋁箔間之速度差。在邊界摩擦時與此不同，兩表面僅由一若干分子層厚度之潤滑劑層分隔，而潤滑劑之黏性僅扮演一次要角色。沿輥子間隙縱向邊界摩擦及流體摩擦間之行為取決於進入之潤滑劑之層厚度及工作輥子與鋁箔之粗度。
影響潤滑膜厚度13之機制受液動潤滑劑進入，潤滑劑在粗度粗度谷11b之進入(Eintrag)，以及潤滑劑粒子之附著影響，見第2b圖。
液動潤滑劑14進入主要發生於輥子間隙9之進入區。其間進入區構成一楔形間隙12，而工作輥子11及鋁箔4作為鄰接之表面在其運動中以膜形式朝楔尖帶動潤滑劑13，見第2a圖。經由此在滾軋油中產生之液動壓力取決於輥子速度、潤滑劑黏性及輥子間隙之幾何。一旦鋁箔4之流動條件被滿足，則鋁箔塑性變形，且位於此處之潤滑劑之層厚度被帶入輥子間隙9。
在輥子間隙9中在表面深凹中，亦即所謂之粗度粗度谷11b中，在工作輥子11上及在鋁箔4上填充潤滑劑，見第4c圖。此過程除取決於表面之油儲量外，亦取決於表面結構之方向。
可選取此機制以選擇性改變摩擦關係，且在進一步之程序中由於所產生之流體摩擦產生改變之表面紋理。此經由工作輥子之非接觸，及因而在滾軋方向不存在之紋理而發生。
在工作輥子及鋁箔表面經由潤滑劑構成部分，例如表面活性添加物，之物理吸著及化學吸著形成邊界層，此邊界層被導引於輥子間隙9中。此機制受輥子材質及被滾軋物材質以及滾軋油12之化學成分及其溫度影響。由於在本發明中有關溫度及滾軋油12成分在附著與潤滑劑組成部分方面與傳統冷軋方法並無差別，對此機制不再進一步說明。
然而上述效果可合併，藉由工作輥子磨削結構之選擇性及局部摧毀，在花紋圖案區潤滑膜厚度及與之相隨之在輥子間隙中磨潤行為由混合摩擦區進入液動區。經由此，工作輥子浮泳，且產生一不規則之紋理，其雖在量測之粗度上鮮有不同，但卻由於反射特性而在光學上與其餘表面區域顯著不同，該其餘表面區域經由局部與工作輥子接觸具有一朝滾軋方向之結構化表面。
所製造之具整合式安全特徵6之鋁箔1為分析目的在多重工序中以光學方法照相。為以可視方式顯示表面結構將代表性箔樣式以A4格式建立。為量測在製造上必需之工具之表面結構，製作表面之環氧樹脂印記，並藉由金相顯微鏡及無限焦點(InfiniteFocus)量測。
藉由此分析方法可執行一光學辨識，證明本發明所製造之安全特徵6。第5圖顯示一安全特徵6，其係由字串保密結合在醫學界常用之一遊蛇標示(skulapnatter)構成。在此處此係不喻自明，並不主張任何排他權利，僅作為例證。然而主要指出，在第5b圖中所示之表面側，其在滾軋方法中遠離輥子表面，不具任何前述安全特徵之不期望之負壓花紋圖案。
在第6圖中顯示一種安全特徵6之陰影圖案，而在切出圖B，見第6b圖，可看出，在安全特徵6區域為一黯淡表面，而在各鄰接表面區結構3在縱向繼續保持，使表面光潔。
第7圖同樣顯示一藉由掃瞄式電子顯微鏡所拍攝之一安全特徵6之視圖。在安全特徵區域表面黯淡，而在鄰接之表面區域表面顯得光潔。第7a圖及第7b圖之詳細視圖顯示，此不同效果產生之原因為，安全特徵6區域表面粗糙在鄰接區域在縱向結構化。
第8圖亦以類似方式顯示一依本發明所製造之具整合式安全特徵6之鋁箔1在無限焦點分析下之情形。由第8a圖、第8b圖、第8c圖及第8d圖可看出，在安全特徵6區域呈現一不規則紋理，而在鄰接區域呈現一有方向性之結構13。
總結而言可得以下表列之基本區別特徵，用以準確識別本發明之方法：
-直接施加安全特徵6，並同時降低鋁箔4厚度；因而無須額外工作步驟，
-高經濟性，經由高速製造本發明之鋁箔1，
-模仿困難，經由基本方法之複雜性，
-方法對滾軋程序之清楚配置，基於表面結構3之形狀與設置，
-無法移除安全特徵6，除非破壞鋁箔1之表面，
-安全特徵6不壓穿至鋁箔1之背面，
-鋁箔4無物理及/或化學特性改變，如粗度、折性、延展性、抗拉強度及浸濕性，
-表面特性在四階區域改變，可經由平均粗度Rz量測，
-在安全特徵6區域算數平均粗度Ra無顯著改變，
-在第一階區域(形狀誤差如不平度或不圓度)、第二階區域(波紋)或第三階區域(溝)無形狀改變。
在本發明中所使用之冷軋上，光學特徵如安全特徵6經由選擇性施加鋁箔不同之表面紋理開設在第四階區域。在粗度之深度上並無顯著不同，而是由溝與縮放比例達到紋理風格之不同。並未發現鋁箔4形狀改變，因而不發生壓穿至箔背面之情事。
由現行製造方法及精製技術，例如壓印(壓印法)，所得之彈性包裝材料之圖樣起伏狀設計在原始材料、技術及製造方法上以及終端產品之光學及機械特徵上與本發明之方法有顯著區別，這是由於在一壓印法中，壓印花紋圖案經常以不良方式壓穿至壓印物之背面。
在本發明之方法之滾軋進程中，鋁箔4之表面結構在變形過程中改變，使上表面能夠形成一種或多種安全特徵6。以現行之精製技術無法模仿，或極易被識破。本發明之具整合式安全特徵6之鋁箔1之製造及後續加工在製造步驟數目上與一般硬滾軋鋁箔之加工並無不同，因而可簡單在藥學產品常用之製造程序中實施。所製造之鋁箔1在兩表面側2a、2b上顯示一光潔面貌，使得安全特徵6由於其黯淡面貌非常簡潔突顯。
1．．．具整合式安全特徵之鋁箔
2a,2b．．．表面
3．．．紋理
4．．．作為初始產品之鋁箔
4a,4b．．．表面
5a,5b．．．紋理
6．．．安全特徵
7．．．花紋圖案
8．．．工作輥子對
9．．．輥子間隙
10,11．．．工作輥子
10a,11a．．．紋理
11b．．．粗度
12．．．滾軋油/以未圖示之噴灑桿施加
13．．．油膜
14．．．液動潤滑區
本發明之實施例在以下第1圖至第8圖詳細說明。
第1圖 顯示用以實施本發明之方法之一工作輥子對，
第2圖 係一工作輥子及其表面造型之一詳細視圖，
第3圖 係紀錄在輥子間隙中相關方法參數文獻之史崔貝克及(Striebeck)曲線，及
第4圖 係製造整合式安全特徵之方法過程。
第5圖至第8圖顯示整合式安全特徵之可能實施例。
4．．．作為初始產品之鋁箔
8．．．工作輥子對
9．．．輥子間隙
10．．．工作輥子
11．．．工作輥子
12．．．滾軋油/以未圖示之噴灑桿施加
13．．．油膜
14．．．液動潤滑區
Claims (10)
- 一種製造一具整合式安全特徵(6)之鋁箔(1)之方法，其中一鋁箔(4)在多重冷軋施作下被軋至厚度低於150微米，且同時在鋁箔兩表面側(4a、4b)產生一朝滾軋方向延伸之紋理(5a、5b)，並在一最後冷軋施作中將鋁箔(4)導引至一工作輥子對，該輥子對至少在一輥子表面(11)上依據對比及花紋圖案在一由10至50%之區域(7)將經由磨削在滾軋方向產生之起伏狀表面結構(11a)內相對於平均粗度降低，用以形成一安全特徵之花紋圖樣，而該安全特徵(6)被複製在鋁箔面向輥子表面之表面側(2a)。
- 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵為，最後之冷軋施作以封閉之輥子間隙(9)實施，且依據史崔貝克曲線調整一由參數摩擦係數、軋油動黏性、滾軋速度及滾軋壓力定義之混合摩擦區，以及同時在封閉之輥子間隙(9)中在鋁箔(4)上施加縱向拉應力，該拉應力對抗鋁箔之形狀改變抗力。
- 根據申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵為，在一厚度≧80微米之鋁箔(4)上以開放之輥子間隙加工。
- 根據申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之方法，其特徵為，對最後冷軋施作在輥子表面(11)上以雷射光照射降低朝滾軋方向產生之起伏狀表面結構(11a)之平均粗度之深度。
- 根據申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之方法，其特徵為，使用一抗拉強度大於100 N/mm2之鋁箔(4)。
- 一種具一整合式安全特徵(6)之鋁箔(1)，以申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之方法製造，其特徵為，該安全特徵(6)之存在範圍為每單位面積最高30%。
- 根據申請專利範圍第6項所述之鋁箔，其特徵為，該安全特徵(6)之形式為字母、陰影或線條。
- 根據申請專利範圍第5項至第7項中任一項所述之鋁箔，其特徵為，該安全特徵(6)僅在箔表面被破壞之情形下才能被移除。
- 根據申請專利範圍第5項至第8項中任一項所述之鋁箔，其特徵為，該鋁箔(1)在最後一次冷軋施作時在第一、第二或第三階區域皆無形狀改變。
- 根據申請專利範圍第5項至第9項中任一項所述之鋁箔，其特徵為，該安全特徵(6)之區域外觀黯淡，而表面(2a)由於有方向之紋理(3)外觀光潔。
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