专利名称：包装材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有整体保证首次启封和/或原封状的包装或包装辅料，它包括有反射表面的基片，本发明还涉及这种包装或包装辅助材料的方法。
背景技术：
人们熟知，通过带全息图像、着色密码或看不见的标志来成形防假冒的包装材料或包装辅料。为了识别包装是否已经——允许的或不允许的——打开过，在包装上要设置首次启封的保证。保证原封状使买主看到买到的商品的确是按要求制造及包装成的，而不是仿造的或伪劣品。保证是首次启封可以用例如一种标签形式的包装辅料、一种封条或带印记的封口等固定在瓶子的盖上或广口瓶的瓶盖上、容器及盖的接口处或可按虚线撕下封口处。在打开这种包装时就会破坏上面的标签、封条或带印记的封口，从而指出物品已被开启过。也可以将物品装入或卷入一种包装袋中，袋上有特定的不可改变的以及不能复制的标志，它指明袋中的物品是在指定的发货者处完成的。
实践中为上述目的曾使用过例如全息图像。例如具有全息图像标签或带完整全息图像的封口薄膜。但是全息图象的产生价格十分昂贵。由于包装材料或包装辅助材料通常都是短期及一次性使用，从这方面考虑，人们总是倾向于用价格比较适当的防伪包装或包装辅料，当然要求是不能用简单方法进行防伪。
发明内容
按照本发明是用下述方法来达到这一要求的，即在由金属制成的反射的表面(11)或在金属反射表面(11)上加一层或多层物质，它们有一层或多层陶瓷层(12，14，16)该陶瓷层由化学式为SiOx的化合物或由其构成，式中的x为1.5到2.0，层厚在50到2000nm(纳米)范围内，在陶瓷层表面上或至少在一层陶瓷层的表面上设置可见光能半透过的金属反射层(13，15，17)其厚度在0.2到60nm，当光线达到涂层的基片上时就被反射，从不同的观察方向或角度就可察觉到呈不同颜色的反射光。
按照本发明的具有保证首次启封和/或原封状的包装或包装辅助材料在日光线或人工照明下，可使观察者直接而不需借助仪器来识别。并且按照观察的方向及角度会呈现不同的颜色及不同的深浅色调。
具体实施例方式
使用的基片可以是例如任何包装材料。包装材料可以是硬的、半硬的或柔性的，可以制成各种成形体或特别是薄膜状的材料。成形体的实例如吹制的、深拉的和/或深冲成的如瓶子、广口瓶、杯子、盘、底座之类的成形体，采用的包装为压穿式或折叠式。薄膜状材料的例子如铝、钢、铜、银或金的薄膜。薄膜状的其他材料是纸张，如单位面积重量为20到30g/m2的薄纸或40到60g/m2的高白纸、硬纸版、半硬纸板等。比较重要的特别是含塑料的薄膜，如基于聚烯烃类如聚乙烯或聚丙烯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚酯如聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯。含塑料的薄膜可以是塑料制成的单层膜、由两层或多层塑料膜制成的层压膜、由金属膜和塑料膜制成的层压膜、由纸及塑料膜制成的层压片或由纸和金属膜和塑料膜制成的层压片。每层塑料膜的厚度可达12到150μm，金属膜的厚度为12到100μm。最后还可提到，作为基片还可用由纸、半硬纸板、硬纸板和金属膜制成的层压片。各层薄膜状材料可用胶粘剂、糊料、粘附剂和/或通过挤压法、共挤压法或胶合等方法互相粘合。
作为基板优先采用无取向性或单轴取向或双轴取向的单膜或由两层或多层无取向或单轴取向或双轴取向的以基于聚烯烃类。如聚乙烯或聚丙烯、聚酰胺、聚酯如聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯、特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯的塑料膜制成的层压片。举例说作为基片的单层膜可具有按照本发明的各层，并在其他加工步骤中可将具有其他材料层的单层膜制成最后的基片。
基片的其他典型例子可具有下列层状构造(a)第一层含有无取向、单轴取向或双轴取向的单层膜或由两层或多层无取向或单轴取向或双轴取向的基于聚烯烃类如聚乙烯或聚丙烯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚酯如聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯、特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯的塑料膜的层压片和/或纸如面积重量为20到30g/m2的薄纸或面积重量为40到60g/m2的高白度纸或保护清漆，(b)第二层如为金属膜特别是铝膜。
(c)第三层为涂上的热封蜡或
(a)第一层如前述(b)第二层如前述(c)第三层为无取向性、单轴取向或双轴取向的单层薄膜或两层或多层的无取向、单轴取向或双轴取向的基于聚烯烃类如聚乙烯或聚丙烯、聚酰胺、聚氯乙烯，聚酯如聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯、特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯的塑料膜的层压片，或浇铸的聚乙烯层。
或(a)这一层略去(b)第一层为金属膜，特别是铝膜，(c)第二层为无取向性、单轴取向或双轴取向的单层薄膜或两层或多层无取向、单轴取向或双轴取向的基于聚烯烃类如聚乙烯或聚丙烯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚酯如聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯，特别是聚对苯二甲酸乙二醇的塑料膜的层压片酯，和/或纸如单位面积重量为20到30g/m2的薄纸或单位面积重量为40到60g/m2的高白度纸，或一层保护清漆。
通常第一层是(a)面向包装的外表面或形成包装辅料的外表面。因而意味着第一层(a)的自由表面上有对光线反射的表面或层(b)的自由表面形成反射光线的表面。在使用这种包装材料时，例如作为透明容器的顶盖，如泡式包装的透明底部或透明的杯之类，可将起反射作用的表面以及设置其上的本发明的各层向着包装的内侧面，通过透明的底部、杯之类可以看到。
基片必须具有反射可见光的外置表面。因此要求例如纸张、硬纸板或半硬纸板、单层薄膜或层压片具有的外置塑料层含一层能反射光线的表面层。金属薄膜的情况下，反射层可以是金属膜本身。作为反射层的金属膜可以具有光亮的到高度光亮的表面。如果基片中不含金属膜或金属膜被夹在别的层中间或金属层的反射能力不强，则可以在基片上采用例如化学方法、湿法化学或物理方法沉积上一层金属。这种金属涂敷可通过表面金属化，优先采用一种真空薄层技术如所谓“化学蒸汽沉积”(CVD)或“物理蒸汽沉积”(PVD)或溅射法来实现。如果基片是可弯曲材料，就可用绕卷机进行连续涂层。
在反射光线的表面上有一层或若干层陶瓷层，它由式SiOx表示的化合物组成或含有式SiOx的化合物，式中x表示1.5-2.0，比较适当的是1.5-1.9，优选为1.5-1.8。这种陶瓷层的光折射率很低，优选小于1.6。陶瓷层可例如通过真空薄层技术获得，比较恰当的是将目标材料，即需进行蒸发的物料用电子辐射蒸发或电阻加热或感应加热蒸发，优选采用的是电子辐射蒸发。所描述的方法可用反应性的和/或离子束技术加强。这些方法的完成是在真空中将需要蒸发的物料，例如二氧化硅与半金属硅的混合物在真空室的真空中蒸发。在真空室中由式SiOx的化合物组成的或含SiOx的陶瓷层会沉积在基片上形成完整的表面，即在基片的朝着蒸发物料的面上。要求的数x可通过SiO2对Si的化学当量比或SiO2对Si和其它添加物的比进行调整。按照本发明可将含氧的SiO2与半金属Si的化学当量比调整到按蒸发后的材料中所含纯氧化物计缺氧量达10到30％。
因此本发明还涉及制造包装和/或包装辅助材料的方法，该包装具有首次开封或原封状的保证，并有一层带反射可见光的表面的基片。按照这一方法在反射光线的表面采用一种真空薄层法通过在真空中蒸发二氧化硅(SiO2)及半金属硅(Si)的蒸发材料沉积出厚度至少为50到2000nm(纳米)的陶瓷层，该层包含或由一种以式SiOx表示的化合物组成，式中的x为1.5-2.0，以及在陶瓷层的自由表面上接着例如用溅射法喷上一层厚度为0.2到60nm(纳米)可见光半透金属反射层。
作为被蒸发的物料SiO2中还可添加如Al2O3、B2O3和/或MgO之类的添加剂，添加量按SiO2计，可达例如50％(摩尔)，比较合适的是从至少5％(摩尔)到30％(摩尔)。被蒸发的材料SiO2中还可添加其他添加剂如纯态的Al、B和/或Mg，或含Al、B和/或Mg的Si合金。Al、B和/或Mg的添加量按Si计最高可达例如50％(摩尔)，合适的最少是5％(摩尔)到30％(摩尔)。含氧化合物如SiO2、Al2O3、B2O3及MgO对金属或半金属的份量比可以这样选择，例如以被蒸发物料中的纯氧化物(SiO2及可能加入的Al2O3、B2O3和/或MgO)的总和计，按化学当量的缺氧量为10到30％。
涂层的操作以坩锅中物料的蒸发速度、在基片上的沉积速度以及基片在真空室的气氛中暴露的时间长短进行控制。沉积出的陶瓷物料层应在50nm(纳米)-2000nm之间，比较合适是在100-1000nm，优选150-500nm。这一层厚确定了要求达到的颜色效果。
在第一层陶瓷层上可以整个表面或部分表面用所述的陶瓷材料沉积第二层或若干层，材料由或含以通式SiOx表示的化合物组成，每层的厚度大致与第一层陶瓷材料相同。在部分表面沉积的情况下，第二层可以为某种图案如商品或商标名、文字图案、条格等。通过投射的光线穿透层厚不同的涂层的反射显示出一定的目测效果。
在一陶瓷层或多层陶瓷层上还可设置一种金属层其厚度为0.2-60nm(纳米)，比较合适的是1-40nm，优选2-20nm。这种金属层对可见光为半透射反射，含有一种或多种下列金属不锈钢、Ni、Al、Cu、Ag、Au，优选为Cr。这种半透过反射的金属层可通过例如上述真空薄层方法将一种所述的金属作为蒸发材料或通过溅射以一种所述金属作为目标金属来涂层。目标金属可以是一种下列金属不锈钢、镍、铝、铜、银、金，优选为铬或这些金属的混合物或其合金。在连续的涂层操作中，可将基片首先通过第一室涂上陶瓷层，然后经一个窄缝通道进入另一室通过溅射进行半透反射金属层的涂体。
在所述的另一半透反射的金属层上还可用各种彩色刷材料部分印制成各种图案。图案可以是商品或商标名称、文字图形或条格等，可为单色或多色的。为了不影响本发明涂层的效果，印制的图案只是部分涂复。
另一种表征包装及包装材料及防假冒的方法是直接在基片的反射层上印出图案。直接在反射层部分表面上印制的图案可以是商品或商标名称、文字图案、条格之类，可为单色或多色，当然白色除外。透明的颜料及清漆特别适合于这一目的，也就是在基片上涂上一层含少量颜料或染料的透明或半透明的保护层。直接在反射表面特别是用透明的印刷色印刷时可采用一种或若干种色调，这些色调要相应于本发明的涂层体系在特定的观察角度下显示的色调。当观察者在该特定的观察角度观察包装或包装材料时，印制的图案会从观察者的视野中消失，因为印制的颜色恰好与不同涂层反射出来的光线颜色相同。
反射层还可用化学方法如蚀刻之类制成一种图案如一种商品或商标名称、文字图案、条格之类。陶瓷层就沉积在这种印制的或蚀刻成的图案上。还可能将基片，特别是含金属膜的基片在沉积上陶瓷层之前或之后进行压型，也就是用压辊或压模压成一种商品或商标图案、文字图案或条格之类的图案。也可能将膜状基片在用本发明方法进行陶瓷层涂布之前或之后用深拉法或压延法或两者结合制成各种形状的包装。压印及深拉操作并不影响或很少影响颜色效果也就是说能保持原有的颜色效果。
前面介绍过的以电子辐射蒸发及溅射为基础的真空薄层技术可更精细地涂布所述基片。通过连续测定涂布完的基片的反射光谱也就是基片的涂层系统的颜色可将电子射线的功率相应地提高或减小以达到要求的层厚以及颜色。控制的方法可以通过闭合控制电路实现。连续操作中有时还可通过调节基片的进料速度来控制沉积的速率。本操作法以及所描述的蒸发材料或目的物料的选择能使所述的陶瓷材料层产生，并同时容许带状基片的通过速度高达100m/min，相应的涂布速率达200m2/min。通过选择一定的蒸发材料或目标物料及制成由通式SiOx表示的化合物构成的或含这种化合物的陶瓷层(式中的x为1.5到2.0)可达到特别清澈的不带黄色色调的陶瓷层。通过调整被蒸发物料中所含Si以及Al、B或Mg份量以降低氧的生成，该氧必须不断地用泵排出以保持真空。这是提高蒸发速率的根本因素。
按照本发明制成的各种涂层最后为了例如保护它不受损伤可用保护或盖面或热封清漆或一种特别透明的塑料薄膜或复合膜或挤压成的塑料层加以遮盖。典型的薄膜，复合膜或挤压层含有例如聚丙烯之类的聚烯化合物。
前面所处理的基片可用来制成本发明的包装或包装材料。例如从膜状基片通过冲压及封装成小袋、提包、包裹之类。薄膜还可通过深拉及/或延伸成各种形状的成形包装或成形体，如穿透或泡状包装的底部或压成广口瓶、食品盒、杯、盘之类。还可制成管状(层压器)或成形包装的顶盖。作为例子可将含硬纸板的基片制成盒如折叠盒或其他形状的包装。也可用塑料吹制成的瓶子或预成形的成形包装作为基片，即按本发明进行各种涂层操作。合缝，封口，缝合以及底部与顶盖的缝合等处都可用本发明的包装辅料以标签、封条、卷带、封印或盖封进行封装。最后一种包装辅料一般为薄膜状，并固定在相应的容器的封口或各部件之间的连接处，可用例如粘贴、焊接、折边或热套冷缩等方法。包装辅料具有防假冒的本发明制成的涂层。这些层状结构有时还可通过印制和/或蚀刻加强例如作为制品的特征或制造者的识别标志。多层结构可随着观察角度显示出投射光的反射及颜色上的变化。采用包装辅料的照相复制和原装保证或制造商保证的照相复制进行假冒可以很容易被发现，因为反射及颜色的偏移在照相复制件上不再出现。为了使这种防伪包装辅料，例如印记封条，包札带之类便于消费者打开比较合适的是设置一些便于撕裂的缺口，如薄弱部位、刻痕或撕脱办法之类。作为基片也可使用易撕开或捅穿的膜，如含填充材料的塑料膜或两种互不相容的塑料膜。其他的基片是热套冷缩。
附图1到3示出按照本发明制成的包装或包装材料的有代表性的断面。
图1中示出一个基片(10)，如是用塑料制成的层压片，它具有一个反射光线的表面(11)，例如采用溅射法制成的如铝层的复盖的反射表面。反射表面(11)上是由两层(12，16)以式SiOx表示的化合物组成的层状结构，式中x为数值1.5-2.0，每层的厚度为50-2000nm(纳米)，在SiOx一层(12，16)的自由表面上是一层可以使可见光范围内的电磁辐射半透的金属反射层(17)，厚度为0.2到60nm。含式SiOx的化合物层(16)只是部分地沉积以形成一种图案，如条格。操作的第一步是将物料层(12)沉积在整个表面上，第二步再将第一层(12)的一部分表面用油(如在制造电容器膜过程中所熟知的)按照一定的图样进行蒸汽沉积复盖或借助镂空模板遮盖，再蒸汽沉积上第二层(16)。除去遮盖后层(16)就在第一层(12)上的遮盖空间形成所需的图案。
图2示出一种基片(10)，例如用塑料制成的层压片，反射表面(11)，如用溅射法形成的反射层，例如铝层。反射层(11)上为一系列层(12)，它由式SiOx表示的化合物组成，式中的x为数1.5-2.0，厚度在50-2000nm(纳米)范围内，SiOx层的自由表面上复盖一层在可见光中的电磁辐射范围能半透过的反射层(13)，厚度为0.2-60nm(纳米)。
图3示出一种基片(10)，如为塑料制成的层压片，其上面例如以溅射法复盖一反射层如铝层作为反射表面(11)。反射表面(11)上还有两层(12，14)，其均由含式SiOx的化合物组成，式中x为数1.5-2.0，厚度均为50-2000nm(纳米)，在SiOx层的表面各有一层在可见光的电磁辐射范围能半透的金属反射层(13，15)，其厚度为0.2-2000nm(纳米)。
除前面列举的层压片外还可采用其他的基片。如果采用带反射表面(11)的一种基片(10)，则可以不再加上反射层。在最上的半透的反射层(13，15，17)的自由表面上可用印刷颜色印制各种图案和/或许多其他层，如用透明材料的薄膜或挤压物复盖，该材料例如为聚乙烯或丙烯酸乙酯(EAA)的聚合物。在面对层(12)的反射表面(11)上，也可直接用所述的清漆或某种透明印刷颜料进行印刷。反射表面(11)还可通过压印或蚀刻制成各种识别标记。
权利要求
1.一种制造包装或包装辅料的方法，该包装或包装辅料具有首次启封或原封状的整体性保证，并具有含反射可见光的金属表面(11)的基片(10)，其特征在于在反射表面(11)上采用真空薄层法，同时在真空下从蒸发源中蒸发作为蒸发物料的二氧化硅及半金属硅，以沉积至少厚度为50-2000nm的陶瓷层，该陶瓷层含式SiOx表示的化合物或由该化合物组成，式中的x为数1.5-2.0，然后在陶瓷层或陶瓷层序的自由表面上通过溅射含相应金属的目标以涂上一层厚度为0.2-60nm可见光半透金属反射层，其中涂层过程连续进行，基片在第一室中首先涂上一层陶瓷层，然后通过窄缝通道进入另一室中采用溅射法涂布金属层。
2.权利要求1的制造包装或包装辅料的方法，其特征在于基片(10)为一层或多层材料，优选为柔性薄膜状材料。
3.权利要求1的制造包装或包装辅料的方法，其特征在于反射表面(11)为一层金属层，该金属层优选含Al、Cr、Ni、Au或Ag或其混合物或合金，或金属层由其所述金属或其混合物或合金构成。
4.权利要求1的制造包装或包装辅料的方法，其特征在于第一陶瓷层(12)完全复盖反射表面(11)，而第二层或第二以及其他各陶瓷层(16)则复盖第一陶瓷层的整个表面或以图案的形式复盖部分表面。
5.权利要求1的制造包装或包装辅料的方法，其特征在于被蒸发的物料中还加入其他添加剂，有益的为Al2O3、B2O3和/或MgO，其中各添加剂的添加量按SiO2计可达50摩尔％，有益的为至少为5摩尔％和最多为30摩尔％。
6.权利要求1的制造包装或包装辅料的方法，其特征在于被蒸发的物料中还其他添加剂，有益的为Al、B和/或Mg，以纯净物形式或含Al、B和/或Mg硅合金的形式加入，其中各添加剂的添加量按Si计可达50摩尔％，有益的为至少为5摩尔％和最多为30摩尔％。
7.权利要求1的制造包装及包装辅料的方法，其特征在于含氧化合物SiO2对半金属Si的化学计算量比按蒸发的物料中的纯氧化物计为缺氧10-30％。
8.权利要求5或6的制造包装及包装辅料的方法，其特征在于含氧化合物SiO2、Al2O3、B2O3及MgO对金属以及半金属Si、Al、B及Mg的化学计算量比按蒸发的物料中纯氧化物的总量计为缺氧10-30％。
9.权利要求1的制造包装及包装辅料的方法，其特征在于通过溅射喷涂的金属层含有选自不锈钢、镍、铝、铜、银、金，并优选铬，和其混合物，或该金属层由所述金属或其混合物构成。
10.权利要求1的制造包装或包装辅料的方法，其特征在于直接在反射表面上用优选为透明墨水进行一种或多种色调的印刷，其中一种或所有色调都和通过沉积的层状系统以一定的观察角度呈现的颜色相应，在一定的观察角度观察包装或包装辅料时，由于印刷的颜色与通过不同层的反射光线呈现的颜色相同，所以其印刷影像在观察者的视野中消失。
11.权利要求1的制造包装或包装辅料的方法，其特征在于基片，特别是含有金属薄膜的基片在涂层之前或之后进行模压。
全文摘要
一种具有整体保证首次启封或保证原封状的包装或包装辅料，它含一个基片(10)和在基片上涂布的一层或多层涂层。作为基片(10)的例子如深拉制成的成型包装或薄膜状材料如金属膜、塑料层压片、纸等。基片具有能反射可见光的反射表面(11)。反射表面(11)上还可有一层或多层涂层，它由一层或若干层(12，14，16)构成，例如由式SiOx表示的化合物组成的薄层，式中x为1.5－2.0，层厚为50－2000nm(纳米)，在SiOx－层的自由表面上复盖一层对可见光半透的金属反射层(13，15，17)，层厚为0.2－60nm(纳米)。光线投射到基片上被反射，按照不同的观察方向和角度可看到不同的颜色。
文档编号C23C16/30GK1641064SQ200510006229
公开日2005年7月20日 申请日期1998年5月14日 优先权日1997年5月21日
发明者W·洛瓦塞, P·蔡特 申请人:艾尔坎技术及管理有限公司