將箔材料施用到連續片材上的方法和設備的製作方法

2023-07-18 12:59:41 3

專利名稱：將箔材料施用到連續片材上的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明大致涉及將箔材料施用到連續片材尤其是生產證券的片材上的方法和設 備。本發明特別是可應用於生產證券票據例如紙幣的場合。
背景技術：
將箔材料施用於片材，尤其用於生產證券的片材上，在本領域已經很熟知。這樣 的施用通常以提供具有更多安全元素例如特別是所謂的0VD(光學可變圖像)的證券為目 標。OVD通常是片或箔層壓物的形式，包括產生光學變化效果的光學衍射層(通常為金屬化 層)。OVD 尤其以 KINEGRAM 而著稱，KINEGRAM: 是 Leonhard Kurz Group 的子公司 OVD Kinegram AG的註冊商標。OVD通常以帶有轉移元件(transfer element)的載體材料的連續膜或帶的形式 被提供，該轉移元件將最終形成實際的0VD。這些通常使用所謂的熱箔燙印技術(hot-foil stamping technique)來施用，熱箔燙印技術使用組合的壓力和溫度以激活設置在轉移元 件上的粘合劑層，並引起轉移元件從載體材料轉移到正被處理的片材或捲筒紙上。實現熱箔燙印技術的方法和設備在國際申請如WO 94/13487A1、WO 97/01442A1、 WO 97/35721AU WO 97/35794AU WO 97/35795A1、WO 97/36756AU WO 03/043823AU WO 2005/102733A2和歐洲專利申請EP 0 965 446A1中公開。除了將OVD應用到證券上之外，還提議在證券中切割窗口並用通常是透明的箔材 料的膜覆蓋這些窗口。該解決方法例如在國際申請號WO 95/10420A1中提及。與OVD相比， 被施用以覆蓋窗口的箔材料的層相對較厚並且更具有抵抗力，因為其需要在窗口範圍內承 受更大的機械限制且必須是自支撐的。相似地，還提議通過將箔材料的膜供應到證券中產生的減小的厚度的區域來加強 所述區域。用於加強設置有至少一個區域的減少的厚度的證券票據的方法例如在國際申請 號 WO 2004/024464A1 中公開。在證券中提供窗口可通過不同的方法實現。利用機械切割工具在片材中切割 窗口的方法和設備在例如國際申請號WO 03/0^971Α1中公開。例如在國際申請號WO 2004/096482A1中公開了用於使用雷射切割工具在片材中切割窗口的方法和設備。用箔材料覆蓋窗口在國際申請號WO 2004/096541A1和WO 2005/068211A1中有更 詳細的分析。依據國際申請號WO 2004/096M1A1，箔材料以在施用單元的上遊被切割的箔材料 的連續條的形式被施用。該施用單元基本上與用於執行熱箔燙印的施用單元相似，主要不 同是箔材料的條被完全轉移到片材上。在該背景下，更合適的說法是，施用單元執行箔材料 到片材上的層壓，而不是燙印，其過程包括元件從載體帶向片材上的轉移以及所使用的載 體帶的收回。國際申請號WO 2004/096541A1的解決方法被發現較難執行，因為其需要精確的 切割以及層壓物的切割條相對於片材的定位。這種現有技術方案特別需要專門設計的抽吸 系統(specifically-designed aspiration system)以便合適地抓取和傳輸層壓物的條使得這些條於所需位置與片材相接觸。此外，國際申請號WO 2004/096541A1的解決方法僅僅適用於具有最小長度的層 壓物的條並且尤其不適合於將箔材料的小尺寸的片應用到片材上。因此，需要改進的用於把箔材料施用至連續片材上的方法和設備。這樣的改進 的方法和設備形成了以本申請人的名義於2007年2月沈日提交的題為「METHOD AND INSTALLATION FOR APPLYING FOIL MATERIAL ONTO SUCCESSIVE SHEETS (用於把箔材料施 用至連續片材上的方法和設備)，，的歐洲專利申請第07103051. 4號的主題，以及要求EP 07103051. 4的優先權的2008年2月21日的國際申請第PCT/IB2008/0506^號的主題，這 兩個申請的內容都以其全文以引用方式併入本文。這種改進的方法包括以下步驟。在第一步驟中，沿著片材輸送路徑連續地輸送各 個片材。在第二步驟中，沿著基本上平行於各個片材的位移方向的方向把箔材料的至少一 個連續帶施用至各個片材上，從而形成由所述箔材料的至少一個連續帶彼此聯接的片材的 連續流。在第三步驟中，切割所述箔材料的至少一個連續帶，使得片材的連續流被再次分離 為各個片材，同時部分箔材料保持在片材上。所述箔材料的至少一個連續帶的切割在位於 片材上的位置進行，使得保持在片材上的部分箔材料不延伸超出片材的前邊緣和後邊緣。用於實施以上的方法的設備包括(i)逐片材供入站(sheet-by-sheet feeding station)，其用於供入各個片材，(ii)箔施用單元，其用於把所述箔材料的至少一個連續帶 施用至各個片材上，(iii)切割單元，其位於箔施用單元的下遊，用於切割所述箔材料的至 少一個連續帶，以及(iv)片材運送站(sheet delivery station)，其用於接收各個片材。由於以上的方法和設備，確保了箔材料向連續片材上的精確的施用，同時保證了 施用的箔材料在片材在下遊的工藝中進一步處理期間不引起擾動。實際上，由於箔材料的 切割在位於片材上的位置進行，使得保持在片材上的部分箔材料不延伸超出片材的前邊緣 和後邊緣，所以不影響片材在下遊的工藝中的合適的對準(該對準使用片材的前邊緣作為 基準，或可以根據情況以後邊緣作為基準)。根據以上的方法和設備的一個實施方案，可以例如由機械切割工具進行切割而不 引起對片材的破壞。根據可選擇的實施方案，並且假設箔材料由塑料或任何其他可以被熔 融的材料製造，可以通過使用加熱元件(例如熱電線)熔融箔材料來實施切割。再根據可 選擇的實施方案，可以使用雷射束實施箔材料的切割。由本申請人實施的測試已經證明，激 光切割對於選擇性地切割箔材料而不破壞片材來說是非常高效率的。雷射切割的主要優點在於，可以以「非接觸」方式進行切割過程，即嚴格意義上激 光切割單元不接觸箔材料，而是僅由雷射切割單元產生的雷射束接觸箔材料。然而，出現了與箔材料的連續帶的不保持在片材上的廢棄部分的撤離有關的困 難。這樣的撤離優選通過抽吸進行，如在歐洲專利申請第07103051. 4號和國際申請第PCT/ IB2008/050626號中提出的。對於藉助於雷射切割箔材料的情況，這樣的困難加大，因為需 要設置特殊的裝置來實施這樣的撤離。發明_既述因此，本發明的大體目的是進一步改進已知的用於把箔材料施用至連續片材上的 方法和設備。特別地，本發明的一個目的是提供比已知的解決方案更容易實施的解決方案。
本發明的進一步的目的是提供允許以精確的方式把箔材料施用至片材上的解決方案。本發明的又一個目的是提供允許把箔材料施用至片材上而不影響所述片材在下 遊的工藝中進一步的處理的解決方案。本發明的再一個目的是提供能夠把箔材料的很多種大小的部分施用至片材上的
解決方案。更確切地說，本發明的特定的目的是提出在歐洲專利申請第07103051. 4號和國 際申請第PCT/IB2008/050626號中提出的類型的解決方案，其中藉助於雷射束進行切割過 程，並且其中箔材料的連續帶的不保持在片材上的廢棄部分被適當地撤離。由於權利要求中限定的解決方案，實現了這些目的。根據本發明的方法包括以下步驟。在第一步驟中，沿著片材輸送路徑連續地輸送 各個片材。在第二步驟中，沿著基本上平行於各個片材的位移方向的方向把箔材料的至少 一個連續帶施用至各個片材上，從而形成由所述箔材料的至少一個連續帶彼此聯接的片材 的連續流。在第三步驟中，藉助於雷射束切割所述箔材料的至少一個連續帶，使得片材的連 續流被再次分離為各個片材，同時部分箔材料保持在片材上。所述箔材料的至少一個連續 帶的切割在位於片材上的位置進行，使得保持在片材上的部分箔材料不延伸超出片材的前 邊緣和後邊緣。此外，所述箔材料的至少一個連續帶的不保持在片材上的廢棄部分通過在 利用雷射束切割之前抓取該廢棄部分來撤離並且在整個切割過程中保持住。基於以上方 法，確保了廢棄部分的適當撤離。本發明的有利實施方案形成了從屬權利要求的主題。依據優選的實施方案，廢棄部分通過抽吸而被抓取和保持。依據另一個實施方案，廢棄部分被輸送到廢棄部分被釋放和撤離的撤離出口 (evacuation outlet)0根據有利的實施方案，所述箔材料的至少一個連續帶的切割在箔材料的連續帶的 整個寬度上緊接片材的前邊緣之後並且緊接片材的後邊緣之前進行，使得箔材料的連續部 分被留下保持在每個片材上。在這樣的情況下，在片材的未印刷的邊際中實施切割是特別 優選的。本發明的上下文中，箔材料的連續帶能有利地以箔材料的卷的形式提供。在票據，例如證券票據的生產環境中，其中片材每個載有以行和列的矩陣布置的 印記的陣列，箔材料的至少一個連續帶沿著每列印記施用。本發明對於覆蓋在箔材料的連續帶的施用之前在片材中切割的窗口或開口是特 別適用的。特別在這種情況下，施用基本上透明的箔材料是有利的。箔材料優選是包括與片材的表面接觸的粘合劑層的塑料層壓物。這種粘合劑層有 利地是壓力活化粘合劑層和/或熱活化粘合劑層，在施用期間，其僅在相應於保持在片材 上的部分箔材料的地點被活化。在這種情況下，切割優選地在粘合劑層沒有被活化的地點 實施，有利地在緊鄰保持在片材上的部分箔材料處實施。在這種情況下，儘管箔材料的外周 部分在施用過程之後不粘合於片材，但是外周部分的尺寸可以被最小化。此外，通常的做法 是，在箔材料的施用之後使片材經受凹版印刷工藝，特別是為了套印箔材料。作為凹版印刷 的結果，由於凹版印刷固有的溫度和壓力的組合效果，箔材料的外周部分被粘合於片材。
用於實施以上的方法的設備形成從屬權利要求的主題，該設備大體上包括(i) 逐片材供入站，其用於供入各個片材，( )箔施用單元，其用於把所述箔材料的至少一個連 續帶施用至各個片材上，(iii)雷射切割單元，其位於箔施用單元的下遊，用於切割所述箔 材料的至少一個連續帶，以及(iv)片材運送站，其用於接收各個片材。所述設備還包括: (ν)廢棄物處理單元(waste handling unit)，其用於抓取和保持所述箔材料的至少一個連 續帶的廢棄部分，該廢棄物處理單元包括至少一個保持元件，該至少一個保持元件靠近片 材的表面移置，以用於在通過雷射束切割之前抓取廢棄部分並且在整個切割過程中保持該 廢棄部分。保持元件有優勢地包括至少一個吸收頭(suction head)，用於通過抽吸來抓取和 保持廢棄部分。依據設備的另一個優選實施方案，廢棄物處理單元包括用於移置保持元件的輸送 系統，該輸送系統布置在片材表面上方並且沿與片材位移方向相平行的方向延伸。在本文 中，輸送系統有利地包括至少第一旋轉體和第二旋轉體，用於驅動攜帶保持元件的至少一 個鏈或帶，該鏈或帶與片材的位移同步地被驅動。優選地，保持元件包括至少一個吸收頭， 用於通過抽吸來抓取和保持廢棄部分，該吸收頭包括用於與廢棄部分配合的第一吸收部分 和第二吸收部分，第一吸收部分適於耦合到設置在第一旋轉體上的第一旋轉空氣接頭，而 第二吸收部分適於耦合到設置在第二旋轉體上的第二旋轉空氣接頭。本文中，第一吸收部 分能通過由鏈或帶攜帶的第一連接部分間歇地耦合到第一旋轉空氣接頭，該第一連接部分 周期性地耦合到第一旋轉空氣接頭的空氣導管。相似地，第二吸收部分能通過由鏈或帶攜 帶的第二連接部分間歇地耦合到第二旋轉空氣接頭，該第二連接部分周期性地耦合到第二 旋轉空氣接頭的空氣導管。依據另一個實施方案，保持元件能橫向於片材的位移方向延伸並且能適合於抓取 並保持箔材料的至少兩個相鄰帶的廢棄部分。本發明的進一步實施方案形成了從屬權利要求的主題並且將在下面討論。


本發明的其他特徵和優點將從閱讀以下的完全藉助非限制性的實施例表示的並 且由附示的本發明的實施方案的詳述更清楚地體現，在附圖中圖1是如在歐洲專利申請第07103051. 4號和國際申請第PCT/IB2008/050626號 中討論的用於把箔材料施用至連續片材上的供入片材處理機的示意性的側視圖；圖2是由箔材料的多個連續帶彼此聯接的兩個連續片材的示意性的俯視圖，箔材 料的多個連續帶沿著平行於片材的位移方向的方向被施用至片材上；圖3是在圖2的箔材料的多個連續帶的切割之後的單一片材的示意性的俯視圖；圖4是根據本發明的一個實施方案的用於把箔材料施用至連續片材上的供入片 材處理機的示意性的側視圖；圖5到16是闡述了根據本發明的廢棄物處理單元的優選實施方案的連續操作狀 態的示意側視圖，該廢棄物處理單元被設計成在切割過程之前抓取施用到連續片材上的箔 材料的連續帶的廢棄部分並在整個切割過程中保持該廢棄部分以便被撤離。圖17是圖5到16中廢棄物處理單元的一部分的底側示意圖；和
圖18是從圖17中取得的廢棄物處理單元的保持元件的放大圖。發明實施方式詳述 圖1是如在上文討論的歐洲專利申請第07103051. 4號和國際申請第PCT/ IB2008/0506^5號中討論的用於把箔材料施用至連續片材上的供入片材處理機的示意 性的側視圖。其配置與現有技術的熱箔燙印機是幾乎相同的，如例如在國際申請第WO 97/35721A1 號、第 WO 97/;35794Α1 號、第 WO 97/35795A1 號和第 WO 97/36756A1 號中公開 的，這些國際申請的公開內容以引用方式併入本文。它包括用於把各個片材S供入至箔施 用單元2的逐片材供入站1，所述箔施用單元2基本上包括施用筒21 (在這種情況下是具有 四個區段的四區段筒，四個區段每個能夠抓取和輸送來自逐片材供入站1的片材)，施用筒 21配合藉助於氣壓缸(未指出)彈性地壓在施用筒21的圓周上的多行壓力輥22。在這種 情況下，三對的壓力輥22的行被壓在施用筒21的圓周上。箔材料以箔材料200的連續帶的形式從供給輥20方便地供給。該連續帶200被 供入施用筒21，以被夾在施用筒21的圓周和片材S之間。在證券票據例如紙幣的生產環境 中，每個片材S通常設置有以行和列的矩陣布置的印記P的陣列(如例如在圖2和圖3中 圖示的)。因此，人們將理解，將設置至少一個供給輥20，以沿著每列印記P供給相應的箔 材料200的帶。箔材料200優選由塑料層壓物，優選基本上透明的塑料層壓物製造，例如但不限 於聚酯(PET)或聚碳酸酯(PC)材料，包括與片材的表面接觸的粘合劑層。該箔材料200可 以可選擇地設置有部分脫金屬層(partially demetallized layer)，如例如以KINEGRAM zero, zero 丨 的名稱出售的，KINEGRAM zero, zero 丨 是 OVD Kinegram AG 的註冊商標。這種粘合劑層優選是壓力活化粘合劑層和/或溫度活化粘合劑層，在施用期間， 其僅在相應於箔材料的保持在片材上的部分的地點被活化。可選擇地，可以使用二組分粘 合劑(two-compound adhesive)，其中在箔施用之前，把一種粘合劑組分施用在箔材料上並 且把另一種粘合劑組分施用至片材上(例如在例如國際申請第WO 2005/068211A1號中討 論的)。施用筒21在箔材料200待施用至片材S上的地點設置有多個受熱燙印構件(未 示出)。國際申請第WO 2005/102733A2號，其公開內容以引用方式併入本文，提供了對配備 這樣的燙印構件的施用筒21的詳細描述。足以理解的是，燙印構件的尺寸根據粘合劑層的 待在箔材料200上活化的部分確定，並且壓力輥22被設計成與所述燙印構件滾動接觸。例如，在圖2和圖3圖示的將在下文討論的實施方案的內容中，設想施用箔材料 200的每個連續帶，使得其由參考數字200*指代的連續部分被留下保持在每個片材S上。換 句話說，施用筒21上的每個燙印構件的尺寸制定成使得展現出具有條的形狀，該條的長度 相應於待在箔材料200的帶上活化的粘合劑層的長度。在把箔材料200的連續帶施用至各個片材S上之後，形成了由箔材料200的連續 帶彼此聯接的片材S的連續流，如圖2中示意性地圖示的。再次參照圖1，由箔材料200的連續帶聯接的片材S的連續流被供入包括配合輸送 帶M的冷卻輥23的冷卻裝置。在所示出的實施方案中，輸送帶M被驅動為旋轉，從而以 圖1中的逆時針方向轉動並且拉動片材S的連續流遠離施用筒21的表面，緊貼冷卻輥23 的圓周(所述輥23以圖1中的順時針方向旋轉)，並且到達水平引導板25上。
冷卻裝置因此不是必需的，並且可以省去。然而，測試已經顯示，冷卻裝置可能是 有利的，因為它使對處理的片材S的溫度的穩定化和控制以及對箔施用單元2的作為由參 考數字5指代的切割單元所處的下遊部分的穩定化和控制成為可能。切割單元5位於箔施用單元2的下遊，在水平引導板25的附近，用於切割箔材料 200的連續帶。在圖1的圖示中，切割單元5是包括切割筒50的機械切割單元，如在歐洲專 利申請第07103051. 4號和國際申請第PCT/IB2008/050626號中更詳細地描述的。作為這種切割的結果，片材S的連續流被再次分離為各個片材S，同時由圖3中的 參考數字200*指代的箔材料的部分保持在片材S上。這樣的分離是必要的，因為片材S將 被轉移至位於下遊的通常由圖1中的參考數字3指代的鏈式輸送系統。如圖1圖示的，抽吸滾筒沈位於輸送帶M下方，在引導板25和切割單元5的下 遊。抽吸滾筒沈的圓周表面與片材S在該區域中傳遞的平面成切線。抽吸滾筒沈優選具 有專用的速度可控的和/或位置可控的驅動器(未示出)，包括例如速度可以調整的電動 機。抽吸滾筒沈的圓周速度被以這樣的方式控制，即使得抽吸滾筒沈初始地以輸送帶M 的輸送速度，然後被加速至略大於鏈式輸送系統3的速度，並且然後被再次減速以允許片 材S的轉移，對於片材S的轉移，抽吸滾筒沈與鏈式輸送系統3的夾持棒30中的相應的一 個配合。一旦被轉移至鏈式輸送系統3，然後，處理的片材被傳遞至片材運送站4的運送堆 單元。圖2是片材S的在其將作為在圖1的施用筒21的下遊施用箔材料200的連續帶 的結果而形成時的流的示意圖。在圖2中，參考數字100指代在箔材料200的連續帶的施 用之前已經被設置在片材S中的窗口。這樣的窗口 100可以在施用箔材料200的同一個處 理機中在線提供(如例如在國際申請第WO 2004/096541A1號中提出的)或在單獨的機器
中提供。在圖示了片材S的圖2中，每個片材S載有以八行和五列布置的印記P的陣列(該 矩陣布置完全是闡述性的)，箔材料200的五個連續帶沿著平行於片材輸送方向的方向(由 圖2中的豎直箭頭A表示)被施用，即每列印記P有一個連續帶200。應意識到，可以在每 列印記P施用箔材料200的多於一個連續帶，例如在沿著每個印記P的長度(即橫向於片 材輸送方向)的多於一個地點設置窗口 100的情況下。在圖示的實施例中，每個印記P設 置有被箔材料200的同一個帶覆蓋的兩個窗口 100。在圖2中，參考Im和tm分別指代片材S的前邊際和後邊際，即片材的不載有任何 印記P的部分。雖然這些邊際將也被稱為「未印刷的邊際」，但是應當理解，然而，這樣的邊 際可以設置有印刷的標記，例如在片材的物流管理和/或質量管理的過程中利用的標記。在圖2中，在片材的後部分和前部分的由參考Cl和C2指代的虛線分別表示在該 實施方案的過程中待實施切割操作的地點。換句話說，根據該實施方案，箔材料200的連續 帶跨越連續帶200的整個寬度緊接片材S的前邊緣(更精確地在未印刷的前邊際Im內) 之後並且緊接片材S的後邊緣之前(更精確地在未印刷的後邊際tm內)被切割。因此，如 圖3圖示的，箔材料的由參考數字200*指代的連續部分被留下保持在每個片材S上。圖4示意性地圖示了用於實施本發明的方法的設備的實施方案，該實施方案不同 於圖1中圖示的實施方案，因為機械切割系統5、50被雷射切割單元5*代替。設備的所有其 他組成零件與圖1中圖示的設備的那些組成零件相同，並且因此由與圖1中相同的參考數字指代。如在下文中將變得明顯的，在本實施方案中，雷射切割單元5*包括被布置在水平 弓I導板25上方的多個雷射單元500 (即三個單元)，由雷射單元500產生的雷射束被向下引 導朝向正在雷射單元500下方被輸送的片材S的表面。用於抓取和保持由雷射切割單元5* 切割的箔材料200的連續帶的廢棄部分的廢棄物處理單元600被布置成緊接在片材S的路 徑之上，雷射切割單元5*下方。廢棄物處理單元600的目的是在切割之前抓取箔材料200 的連續帶的廢棄部分並且在整個切割過程中保持這些廢棄部分，使得廢棄部分被適當地撤離。這些雷射單元500可以是任何合適的雷射單元，例如(X)2型雷射單元或Nd-YAG型 雷射單兀，如可從 Macsa Laser Solutions (www, macsalaser. com)禾口 KBA-Metronic (www, kba-metronic. com)商購獲得的。可從上述的供應商以產品名「K_1060Plus」獲得的60W CO2型雷射單元被成功地用於實施切割過程。在優選的實施方案中，使用一個雷射單元500進行被施用在片材上的箔材料200 的兩個相鄰的連續帶的切割。取決於施用，可以用同一個雷射單元500切割箔材料200的僅 一個或多於兩個相鄰的帶。每個雷射單元500可以在橫向於片材的位移方向的約200毫米 至250毫米的距離上實施切割操作。換句話說，三個雷射單元500可以共同地覆蓋600毫 米至750毫米的距離，這足以處理在證券票據的生產的過程中使用的大多數片材型式。當 然可以在必要的情況下使用多於三個雷射單元。現在參照圖5到18描述廢棄物處理單元600的實施方案。廢棄物處理單元600的實施方案包括多個相同結構的子單元601，如圖17所示的 是廢棄物處理單元600的底側視圖，該多個相同結構的子單元601 —個挨一個地布置並且 沿著與片材S的位移方向平行的方向延伸，片材S的位移方向在圖5到18中通過箭頭A表 示(即，在圖5到18中，片材S以及箔材料200的連續帶從右向左移動)。圖17中僅僅圖 示了兩個子單元601，但依據加工的箔材料200的連續帶的數量，可以提供多於兩個這樣的 子單元。如圖17所圖示的，每個子單元601有利地適合於與箔材料200的兩個相鄰的連續 帶配合。為此目的，廢棄物處理單元600的每個子單元601包括至少一個保持元件610，該 至少一個保持元件610與片材S的表面相鄰地移置，用於抓取和保持由於切割過程所產生 的箔材料200的連續帶的廢棄部分205。儘管不特別地闡述，但是可以理解為，每個雷射單 元500布置在子單元601上方，使得對子單元601之間的箔材料200的兩個相鄰的連續帶 進行雷射切割，如上所述。在本實施方案中，保持元件610橫向於片材S的位移方向延伸且適合於抓取和保 持箔材料200的兩個相鄰帶的廢棄部分205(見與圖17中矩形B內所表示的部分相對應的 圖18的放大圖)。廢棄部分205通過保持元件610輸送到相應的撤離出口 650，該撤離出 口 650在沿箔材料200的連續帶的路徑上設置在每個子單元601的下遊端。每個保持元件610的位移通過環形輸送系統605確保，該輸送系統605布置在片 材S的表面之上並且沿與片材的位移方向A平行的方向延伸。該環形輸送系統605優選地 通過獨立驅動器(未示出)驅動，例如伺服電機。輸送系統605包括至少第一旋轉體和第二旋轉體606、608，如輪或筒，該第一旋轉 體和第二旋轉體606、608驅動攜帶保持元件610的至少一個環形鏈615，該鏈615與片材S的位移同步地被驅動。帶或任何其它類型的環形輸送設備能夠可選擇地用於替換鏈615。 依據圖5到18所闡述的實施方案，每個子單元601包括驅動一對鏈615的一對第一旋轉體 606和一對第二旋轉體608，保持元件610被保持在該對鏈615之間(見圖17和18)。獨立 驅動器(未示出)優選地被提供以驅動所有的子單元601的第一旋轉體606(或第二旋轉 體608)，使得保持元件610與片材S和箔材料200的連續帶的通過同步地被移置。在圖5 到16中，旋轉體606、608和鏈615以順時針方向旋轉。每個保持元件610優選地包括用於通過抽吸來抓取和保持箔材料的廢棄部分的 至少一個吸收頭。在圖5到18所闡述的實施方案中，每個保持元件610包括兩個吸收頭 610a、610b，每個吸收頭包括第一吸收部分和第二吸收部分611、612，用於與廢棄部分205 相配合。有利地，第一吸收部分611適合於耦合到設置在第一旋轉體606上的第一旋轉空 氣接頭607，而第二吸收部分612適合於耦合到設置在第一旋轉體608上的第二旋轉空氣接 頭609。因此，每個吸收部分611、612與其各自的旋轉空氣接頭607、609相配合，以可選擇 地抽吸廢棄部分205相應的部分，這些將在後面描述。有利地，第一吸收部分611通過由鏈615攜帶的第一連接部分621間歇地耦合到 第一旋轉空氣接頭607 (並且因此與保持元件610同步地移動)。該第一連接部分621根據 其相對於第一旋轉體606的位置周期性地耦合到第一旋轉空氣接頭607的空氣導管607a。 第一連接管631 (圖5到16中未示出但在圖17和18中可見)將第一連接部分621永久 性地耦合到吸收頭610a、610b的第一吸收部分611。當第一連接部分621機械地耦合到第 一旋轉空氣接頭607時，能經由第一連接管631、第一連接部分621以及第一旋轉空氣接頭 607的空氣導管607a通過保持元件610的第一吸收部分611抽吸空氣。相似地，第二吸收部分612通過也由鏈615攜帶的第二連接部分622間歇地耦合 到第二旋轉空氣接頭609。該第二連接部分622根據其相對於第二旋轉體608的位置而周 期性地耦合到第二旋轉空氣接頭609的空氣導管609a。第二連接管632 (在圖5到16中未 示出但在圖17和18中可見)將第二連接部分622永久性性地耦合到吸收頭610a、610b的 第二吸收部分612。當第二連接部分622機械地耦合到第二旋轉空氣接頭609時，能經由第 二連接管632、第二連接部分622以及第二旋轉空氣接頭609的空氣導管609a通過保持元 件610的第二吸收部分612抽吸空氣。由於在每個旋轉空氣接頭607、609處設置的合適對的相互配合的空氣口 607b、 607c以及609b、609c的配合，確保了在適當的時間通過每個旋轉空氣接頭607、609連接到 壓縮空氣源(未示出)。更確切地，口 607c和609c是靜止的並且與壓縮空氣源相耦合，而 與相應的空氣導管607a、609a相通的口 607b和609b與旋轉空氣接頭607、609和相關聯的 旋轉體606、608 —起旋轉。依據每個旋轉空氣接頭607、609的角位置，口 607b和607c，相 應地609b和609c，能夠彼此相連通，以允許空氣通過相應的空氣導管607a、609a被吸入，當 在相應的口 607b、607c，相應地609b、609c之間有重疊時，允許該連通。額外的空氣口 609d被布置在第二旋轉空氣接頭609上，該額外的口 609d也是靜 止的，但與空氣源(未示出)相耦合，以簡單地將空氣吹過保持元件610的第二吸收部分 612，這將在之後被解釋。如所闡述的，第一和第二旋轉空氣接頭607和609基本上各自包括空氣口 607b、 607c，相應地609b、609c、609d所定位的中間區域，該中間區域與相關的空氣導管607a，相應地609a相連通，其徑向地朝相應旋轉體606的外圍，相應地608的外圍延伸，用於與相關 的連接部分621，相應地622相協作。現在我們參照圖5到16闡述上述廢棄物處理單元600是如何操作的，圖5到16 示出了廢棄物處理單元600的連續操作狀態。圖5闡述了第一操作狀態，其中第一連接部分621機械地耦合到設置在第一旋轉 體606上相應的空氣接頭607。此時，口 607b和607c即將彼此相通。另一方面，保持元件 610即將與箔材料200的連續帶的已經應用到連續片材S上的一部分相接觸，且該部分在 切割過程之後最終將被撤離，而第二連接部分622與相應的旋轉空氣接頭609機械地脫離。 在圖5所示的操作狀態中，空氣因而即將通過保持元件610的第一吸收部分611吸入，而沒 有空氣通過保持元件610的第二吸收部分612吸入。圖6闡述了隨後的操作狀態，其中保持元件610已經與箔材料200的連續帶的相 關部分相接觸，該部分通過經由第一吸收部分611、旋轉空氣接頭607的彼此相通的空氣口 607b和607c應用壓縮空氣而由保持元件610抓取並保持。在這個階段，第二連接部分622 仍然與相應的旋轉空氣接頭609相脫離並且沒有空氣通過第二吸收部分612吸入。如圖6所闡述的，切割過程開始，雷射切割單元5*相應的雷射單元500被激活，使 得所產生的雷射束L照向箔材料200的連續帶的待切割的相關部分。這對應於在每個片材 S的後部分所進行的第一切割操作，如通過圖2中的虛線Cl所描述的。該切割操作隨著片 材S和箔材料200的連續帶移動而繼續進行，直到沿著圖7所描述的切割線Cl完全被切割 掉。在該隨後的操作狀態，第二連接部分622即將與其相應的旋轉空氣接頭609機械耦合。圖8展示了緊接下來的操作狀態，在該緊接下來的操作狀態下，第二連接部分622 與其相應的旋轉空氣接頭609機械耦合，且由於沿切割線Cl所進行的第一切割操作的結 果，在位於下遊的片材S上形成了箔材料的連續部分200*。一旦實現了第二連接部分622和第二旋轉空氣接頭609之間的機械耦合，空氣能 通過保持元件610相應的吸收部分612被吸入，這作為圖9所描述的操作狀態中開始的第 二旋轉空氣接頭609的口 609b和609c之間的相通的結果而發生。在這個階段下，空氣通 過保持元件610的兩個吸收部分611和612被吸入。同時，如圖9所闡述的，可在後續片材S的前緣部分開始進行第二切割操作，該第 二切割操作對應著圖2中的切割線C2。該切割操作隨著片材S和箔材料200的連續帶移動 而繼續進行，直到箔材料200沿著切割線C2完全被切割，如圖10和11中描述的，從而形成 了箔材料的相應的廢棄部分205。在如圖10所示的操作狀態，第一旋轉空氣接頭607的口 607b和607c之間的相通 即將結束，從而中斷了通過保持元件610的第一吸收部分611的抽吸，但是，由於通過連接 到第二旋轉空氣接頭609的第二吸收部分612的抽吸的結果，箔材料200的廢棄部分205 仍被適當地保持靠著保持元件610。在如圖11所示的操作狀態，通過保持元件610的第一吸收部分611的抽吸被完全 中斷並且第一連接部分621將要與相應的旋轉空氣接頭607機械地脫離。如圖12和13所 示，當保持元件610向撤離出口 650移動時，第一連接部分621與第一旋轉空氣接頭607的 這樣的脫離發生。一旦保持箔材料200的廢棄部分205的保持元件610到達撤離出口 650，通過第二吸收部分612的抽吸停止(如圖15所示的口 609b和609c之間的相通被中斷)，並且如 圖16所示，由於口 609b和609d之間的協作，空氣優選地簡單地吹過吸收部分612以輔助 廢棄部分205經由撤離出口 650的撤離。儘管已經描述了每個子單元601僅僅一個保持元件610，但是應理解，可以在每個 子單元601上提供兩個或更多個保持元件610。進一步應理解，輸送系統605的尺寸(尤其 是旋轉體606、608的尺寸和鏈615的長度)應優選地被選擇以確保片材S的通過和相應的 保持元件610的通過之間的合適的同步性，使得每個保持元件610與箔材料200的連續帶 的需要的部分相接觸，該需要的部分在切割過程之後將被撤離。可選擇地，保持元件610相 對於片材S以及箔材料200的連續帶的位置和同步性可能通過對驅動輸送系統605的獨立 驅動器合適的控制而在運行中進行調節。在參考圖5到18所論述的特定實施方案的背景下，儘管僅僅闡明了一個保持元 件610，但是在同一組鏈615上實際安裝有兩個保持元件610，這兩個保持元件610安裝在 鏈615的相對位置上，每個保持元件610與安裝在鏈615上的其自身的一組連接部分621、 622相耦合併且與設置在旋轉體606、608上相同的旋轉空氣接頭607、609和安裝在鏈615 上的連接部分621、622相配合。在這種情況下，鏈的長度(即，每個保持元件610所傳輸的 距離)相當於兩個連續切割線Cl (或C2)之間的距離的兩倍，而每個旋轉體606、608實現 每個片材一整圈。在不偏離如附屬權利要求所限定的本發明範圍的情況下，可以對以上所描述的實 施方案進行多種修改和/或改進。特別的，箔材料的廢棄部分205能通過與吸取相當的其他方式進行抓取和保持， 例如機械地通過合適的抓取元件，通過粘性頭，通過靜電吸附，或如果箔材料包括磁吸引部 件甚至通過磁吸引。在所聲明的本發明的範圍內，根據本發明的原理，可以使用任何合適的 裝置，只要它們適合於在切割之前抓取箔材料的廢棄部分並在整個切割過程中保持這些廢 棄部分。進一步應當理解的是，雖然本發明優選為了覆蓋在片材中切割的窗口而應用，但 是本發明同樣適用於任何其他的人們希望通過層壓而不是通過熱箔燙印技術把箔材料施 用至片材上的情況。特別地，本發明也可以在增強減小的厚度的區域的環境中應用，例如WO 2004/024464A1 中討論的。此外，可以提供用於檢查箔材料200的廢棄部分205已經被適當地撤離的檢查裝 置(未圖示出)。這可以使用被朝向在其中箔材料200被施用的地點的片材S的表面引導 的簡單發光裝置以及用於檢查由發光裝置產生的光束的反射點的光感受器來進行。該檢查 裝置可以可選擇地包括用於採集片材S的其中箔材料200被施用的地點的一部分的整體圖 的照相機，以及用於探測箔材料200的存在或不存在的圖像處理系統。另一個細化可以是提供用於檢查片材S的前邊緣和/或後邊緣的通過並且根據所 述邊緣的通過調整雷射切割單元5*、500和廢棄物處理單元600的操作的檢查調整裝置。這 樣的裝置可以包括用於產生垂直於片材S被輸送的平面的光束的產生光束裝置，以及用於 監測由所述產生光束裝置產生的光束在片材S的表面上的反射點的檢測裝置。可選擇地， 可以在片材的另一側設置光感受器，以探測由片材S的通過導致的光束的中斷。對片材S 的前邊緣和/或後邊緣的通過的探測可以用於校正雷射切割單元的定時以及廢棄物處理單元600的輸送系統605的驅動並且確保雷射束在合適的時間產生以及確保每個保持元件 610與箔材料的待撤離的相關部分接觸。對在前的片材的後邊緣和在後的片材的前邊緣的 通過的探測可以提供對兩個連續片材S之間的實際距離的指示。 最後，可能是有利的是，在切割單元的下遊設置檢查系統，用於檢查片材的質量並 且探測片材上的缺陷，例如被不正確地切割的箔材料和/或附著於片材的箔材料的廢棄部 分，視情況而定。
權利要求
1.一種將箔材料(200)施用至連續片材( 尤其是生產證券如紙幣的片材上的方法， 包括以下步驟沿片材輸送路徑連續地輸送各個片材(S)；沿與所述各個片材的位移方向(A)大致平行的方向將箔材料(200)的至少一個連續帶 施用到所述各個片材( 上，由此形成通過所述箔材料O00)的至少一個連續帶彼此相連 的片材的連續流；和通過雷射束(L)切割所述箔材料O00)的至少一個連續帶，使得所述片材的連續流被 分離成各個片材(S)，而部分箔材料QO(T)存留在所述片材(S)上，其中，切割在位於所述 片材( 上的位置進行，使得存留在所述片材上的所述部分箔材料OO(T)不延伸超出所述 片材(S)的前邊緣以及後邊緣，其中，所述箔材料O00)的至少一個連續帶的廢棄部分(20 在通過所述雷射束(L) 切割之前被抓取並且在整個切割過程中被保持。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述廢棄部分(205)通過抽吸而被抓取並保持。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中，所述廢棄部分(20 被輸送到所述廢棄部分 (205)被釋放和撤離的撤離出口(650)。
4.如權利要求1、2或3所述的方法，其中，一個雷射束(L)用於進行被施用至所述片材 (S)上的箔材料O00)的至少兩個相鄰的連續帶的切割。
5.如權利要求1到4中任一項所述的方法，其中，所述箔材料(200)的至少一個連續帶 在所述箔材料(200)的至少一個連續帶的整個寬度上緊接所述片材( 的前邊緣之後並且 緊接所述片材( 的後邊緣之前被切割，使得連續的部分箔材料OO(T)被留存在每個片材 ⑶上。
6.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述片材( 是載有以行和列的矩陣 布置的印記(P)的陣列的片材，並且其中，箔材料O00)的至少一個連續帶沿著每列印記 ⑵施用。
7.如前述權利要求中任一項所述的方法，還包括步驟在所述箔材料O00)的至少一 個連續帶的施用之前向所述片材(S)中切割窗口或開口(100)，所述窗口或開口(100)由所 述箔材料O00)的至少一個連續帶覆蓋。
8.一種實現如前述權利要求中任一項所述的方法的設備，包括逐片材供入站(1)，其用於供入所述各個片材(S)；箔施用單元O)，其用於把所述箔材料O00)的至少一個連續帶施用至所述各個片材 ⑶上；雷射切割單元(5*、500)，其位於所述箔施用單元(2)的下遊，用於藉助於雷射束(L)來 切割所述箔材料O00)的至少一個連續帶；以及片材運送站G)，其用於接收所述各個片材(S)，所述設備還包括用於抓取和保持所述箔材料O00)的至少一個連續帶的廢棄部分 (205)的廢棄物處理單元(600)，所述廢棄物處理單元(600)包括至少一個保持元件(610)， 所述至少一個保持元件(610)沿與所述片材( 的位移方向(A)相平行的方向靠近所述片 材( 的表面移置，以在通過所述雷射束(L)切割之前抓取所述廢棄部分(20 並且在整 個切割過程中保持所述廢棄部分(205)。
9.如權利要求8所述的設備，其中，所述保持元件(610)包括至少一個吸收頭(610a， 610b)，用於通過抽吸來抓取並保持所述廢棄部分(205)。
10.如權利要求8或9所述的設備，其中，所述廢棄物處理單元(600)包括用於移置所 述保持元件(610)的輸送系統(605)。
11.如權利要求10所述的設備，其中，所述輸送系統(605)包括至少第一旋轉體和第二 旋轉體(606，608)，所述第一旋轉體和第二旋轉體(606，608)驅動攜帶所述保持元件(610) 的至少一個鏈或帶(615)，所述鏈或帶陽15)與所述片材(S)的位移同步地被驅動。
12.如權利要求11所述的設備，其中，所述保持元件(610)包括至少一個吸收頭 (610a，610b)，以用於通過抽吸來抓取並保持所述廢棄部分(205)，所述吸收頭(610a， 610b)包括用於與所述廢棄部分(205)相配合的第一吸收部分和第二吸收部分(611，612)， 所述第一吸收部分(611)適合於耦合到設置在所述第一旋轉體(606)上的第一旋轉空氣接 頭(607)，而所述第二吸收部分(61 適合於耦合到設置在所述第二旋轉體(608)上的第二 旋轉空氣接頭(609)。
13.如權利要求12所述的設備，其中，所述第一吸收部分(611)通過由所述鏈或帶 (615)攜帶的第一連接部分(621)間歇地耦合到所述第一旋轉空氣接頭(607)，所述第一連 接部分(621)周期性地耦合到所述第一旋轉空氣接頭(607)的空氣導管(607a)，並且其中，所述第二吸收部分(612)通過由所述鏈或帶(615)攜帶的第二連接部分 (622)間歇地耦合到所述第二旋轉空氣接頭(609)，所述第二連接部分(62 周期性地耦合 到所述第二旋轉空氣接頭(609)的空氣導管(609a)。
14.如權利要求8到13中任一項所述的設備，其中，所述廢棄物處理單元(600)還包括 至少一個撤離出口(650)，在所述至少一個撤離出口(650)處，所述廢棄部分(205)從所述 保持元件(610)釋放並撤離。
15.如權利要求8到14中任一項所述的設備，其中，所述保持元件(610)橫向於所述片 材(S)的位移方向(A)延伸，並且適合於抓取並保持箔材料O00)的至少兩個相鄰帶的廢 棄部分(205)。
全文摘要
描述了一種將箔材料(200)施用到連續片材(S)尤其是生產證券如紙幣的片材上的方法。在第一步中，沿著片材輸送路徑連續地輸送各個片材(S)。在第二步中，沿與各個片材的位移方向(A)大致平行的方向將箔材料(200)的至少一個連續帶施用到各個片材(S)上，由此形成通過所述箔材料(200)的至少一個連續帶彼此相連的片材的連續流。在第三步中，通過雷射束(L)切割所述箔材料(200)的至少一個連續帶，使得片材的連續流再次被分離成各個片材(S)，同時部分箔材料(200*)存留在片材上。切割在位於片材(S)上的位置進行，使得存留在片材上的所述部分箔材料(200*)不會延伸超出片材(S)的前邊緣以及後邊緣。所述箔材料(200)的至少一個連續帶的未保留在片材(S)上的廢棄部分(205)在通過雷射束(L)切割之前被抓取並且在整個切割過程中被保持。還描述了一種用於實現上述方法的設備。
文檔編號B32B37/22GK102083631SQ200980125822
公開日2011年6月1日 申請日期2009年6月26日 優先權日2008年7月3日
發明者喬安·埃米爾·艾特爾, 庫爾特·格奧爾格·納格勒, 馬賽厄斯·蓋吉 申請人:卡巴-喬利有限公司