CN102448833A - 包含可磁化部分的包装材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了包括多个可磁化部分的包装材料，所述多个可磁化部分上包含待由所述包装材料形成的每一包装物的至少一个斑点。所述可磁化部分的至少一个提供携带磁场模式的磁性标记。所述磁场模式包括具有第一极的第一磁场峰和具有第二相反极的第二磁场峰。

Description

包含可磁化部分的包装材料

技术领域

本发明涉及包括可磁化部分的包装材料，其中所述材料拟用于形成诸如食品包装物。

背景技术

由包装层压板形成包装容器的包装技术中，公知的是在包装容器形成之前或之中将包装层压板作为卷材提供。当进行诸如成型、密封、折叠等之类的最后加工(finishing)包装物的操作时，提供例如用于光学读取的引导标记以指导操作。这种引导标记有时被称为套准标记(register mark)。在包装层压板的印刷期间提供用于光学读取的套准标记，其中例如在将装饰或产品信息印刷在包装材料上时。这种套准标记的一个问题是其消耗了成为包装物表面的不能忽略的区域。另一个问题是这种套准标记必须依赖于在卷材上实施的与其他操作良好对准的印刷。因此需要提供改进的包装材料卷材标记。

发明内容

本发明以理解磁性标记能被提供在包装材料上为基础。包装材料中磁性记录介质的存储信息已经被诸如欧洲专利EP705759 A1中提出。在本发明公开中，提出了拟待由卷材形成的每一包装物(package)上的一个或一个以上的斑点(spot)被提供在该卷材上，其中该斑点包括可磁化颗粒以使得磁性标记可行。

根据第一方面，提供了包装材料，该包装材料包括在其上的多个可磁化部分，所述多个可磁化部分包括待由该包装材料形成的每一包装物上的至少一斑点。至少一个所述可磁化部分提供携带磁场模式(pattern)的第一磁性标记。所述磁场模式包括具有第一极的第一磁场峰和具有第二相反极的第二磁场峰。——通过永磁体能被廉价地磁化...

所述材料可以定义当所述材料的卷材卷绕时平行于辊的虚拟轴的横向方向、垂直于所述横向方向的纵向方向、以及所述磁场模式所述第一磁场峰和第二磁场峰中点之间的虚拟线，其中可以将所述磁场模式设置为使所述虚拟线和所述纵向方向之间的角度在-10度到10度之间，优选地在-5度到5度之间，优选地为大约0度。磁场模式的峰具有沿着磁场模式的宽度在垂直于虚拟线的方向形成大体上恒定磁场的分布，并且在磁场模式宽度之外沿垂直于虚拟线的方向形成磁场显著(strongly)减小的分布。宽度可以至少是2mm，优选地为至少4mm，优选地为至少6mm。

可以将所述第二磁场峰分布为使得在所述材料的平面所述第二磁场峰围绕所述第一磁场峰并且具有与所述第一磁场峰相反的第二极。

所述磁场模式可以定义所述材料的平面的位置。所述位置可以被定义关联于促进包装物的最后加工的制备特征，其中所述制备特征包含含有折痕线、开口、穿孔、包装边界或封口、卷材始端、卷材末端、光学标记的定位、包装物外部的印刷的组中的任意项。制备特征区域和与其对齐的磁场标记之间的距离可以至少是2mm，优选地是至少5mm，优选地是至少7mm，优选地是至少10mm。

待形成包装物的至少一个所述磁性标记可以被定位在离将形成包装物的材料的纵向边缘的距离为不超过将形成所述包装物的所述材料的宽度的20％，优选地为在该宽度的5％和15％之间。

附图说明

图1根据实施方式示意性地示出了包装层压板的卷材。

图2示出了层压板结构的实施例。

图3根据有关可磁化部分位置的实施方式示意性地示出了包装层压板的卷材。

图4示出了可磁化部分形状的不同实施例。

图5根据实施方式示意性地示出了包装层压板的卷材。

图6示出了层压板结构的实施例。

图7根据实施方式示意性地示出了包装层压板的卷材。

图8根据实施方式示意性地示出了包装层压板的卷材。

图9根据实施方式示意性地示出了可磁化部分。

图10a到图10c根据实施方式用曲线图示出了磁场模式。

图11a到11b根据实施方式用曲线图示出了磁场模式。

图12a到12c根据实施方式示意性地示出了磁场模式的读取。

具体实施方式

图1示出了包装材料的卷材100，在那提供了多个可磁化部分102。可磁化部分优选地在印刷它们时进行分配，以使待由该包装材料形成的每一包装物104至少有一个可磁化部分102。虚线为虚拟的并拟用于表示将形成包装物的多个部分。为了减少磁性材料的消耗，即可磁化墨的消耗，可磁化部分作为斑点或类似物被提供在拟放置磁性标记的部分。因为在磁性标记的印刷和分配之间的定位具有有限的精度，参见光学标记的问题，所以斑点优选比磁性标记需要的实际尺寸稍大。因而能够处理任何合理的偏差。因此可将可磁化颗粒提供给斑点，从而使该斑点可以具有磁性标记，而且如以下进一步说明的那样，依赖于斑点的形式和尺寸，通过调制磁化强度，更复杂的信息提供给该斑点。包装材料优选是层压板，或者是诸如聚合物材料之类的单层材料。

图2示出了包装层压板200可以包括纸层202以及一层或更多层塑料涂层206，在纸层202上可以制作可磁化部分204的印刷。这里，术语塑料涂层应该被解释为包括对食品容器适合的聚合物的任何涂层。包装层压板也可以包括金属箔层。为了能够穿过金属箔层读取和写入磁性标记，金属最好是非铁磁的，诸如铝。可磁化部分的印刷优选制作在面对预期形成包装物内部的层压板的层上。因此，它不会影响诸如包装上装饰或产品信息的外部印刷。最好使用如上面论述的可磁化墨制作印刷，并且使得印刷干燥后的厚度为4到10μm之间，优选在6到8μm之间。

图3示出了包装层压板卷材300，其包括多个可磁化部分302。能分配可磁化部分以使待由包装层压板300形成的每一包装物具有至少一个或更多个可磁化部分。可磁化部分包括可磁化颗粒，例如由上述磁性墨所提供的。可磁化部分或者“斑点”可以具有各种形状，如图4所示，取决于磁性标记和实施该磁性标记的目的。斑点可以是正方形、矩形、圆形、椭圆形，或者在卷材的纵向或横向方向具有细长形状。斑点尺寸的选择取决于实施该标记的尺寸。优选地，斑点的尺寸略微较大以缓解在斑点的印刷和提供磁性标记到斑点之间的定位偏差问题。当然更大的斑点能携带更大的磁化强度，从而能用于增加低信息携带标记的磁场因而将更易读取，特别在信号粗糙(harsh)的情况下，或者被提供更复杂的信息，诸如携带关于卷材或卷材特定部分的信息。对于低信息携带标记，斑点可以具有250mm²或者更小的面积，这等同于边长大约为15-16mm的正方形斑点，或者直径为大约17-18mm的圆形斑点。对于许多应用，150mm²或者更小的面积是足够的，并且对于某些应用，25mm²或者甚至更小的面积可能是足够的。细长的斑点或条可以适合于携带复杂数据的可磁化部分。通过提供细长部分以使其沿着卷材的纵向方向伸展，在卷材的制造和/或包装物的最后加工期间卷材移动时复杂数据恰好能相继写入和读取。

印刷斑点优选地每平方米斑点面积包括0.5到4g之间数量的磁性颗粒。更低的数量可能降低提供磁性信息的能力，并且更高的数量可能只增加可磁化墨的消耗而不会提高信息携带能力。印刷更大数量也可能是个问题，尤其在高速印刷中，因为墨可能导致粘脏(setting-off)的问题。优选的数量为每平方米1.5到4g以确保各种条件下的信息携带能力。确保读取/写入、印刷以及墨消耗经济的合理的权衡数量为约2克每平方米。

细长斑点或条的定位能够被设置为与卷材的纵向边界有预定的距离，其中条中提供的数据在某些应用中也能被用于卷材的配准。细长斑点或条可以是沿着卷材的带的一部分，其分段分隔以呈现出用于形成每一包装物的一个部分。优选地将分隔(division)定位为使待形成包装物的密封在没有可磁化印刷的分隔位置进行。该带可具有磁性标记，该磁性标记通过被布置在距密封位置预定距离处来指明密封位置。

图5示出了包装层压板卷材500包括多个在其上的可磁化部分，这里示为点。卷材500拟形成多个用于包装诸如食品或液体的包装物。虚线是虚拟的并且拟显示将形成包装的多个部分。卷材500包括每一包装物的至少一个可磁化部分。因此，当包装材料形成包装物时，每一包装物将具有至少一个可磁化部分。参考几何学、印刷和可磁化墨，根据以上已经论证的，斑点最好具有任何适合的特征结合。

所述材料可以是层压板，例如是包括多个层的复合层压板，选择每个层以提供最终包装物期望的性质。例如，另外的聚合物层610能被提供，例如使纸层免受潮湿、使最终的包装物更容易处理并且更难(rough)暴露于环境和/或简单地使最终包装具有更好看的外观。虽然表示为层压板，如果提供最终包装物期望的性质，层压板也可以包括单个层，诸如单个聚合物层。层压板600可以包括纸的第一层602和塑料涂层的第二层604，如图6所示。然后可磁化部分可以是例如以上参考几何学论证的斑点或者其他形状制作在纸的层上的印刷608。可以有另外的层，诸如金属箔的第三层606。更多的或者更少的不同材料的层可以被提供以给予最终包装物期望的性质。当层压板包括金属箔层606时，金属箔层606优选由非铁磁性金属制成，诸如铝，以便可磁化部分实现电磁地(electromagnetically)通过金属箔来印刷和读取磁性存储的信息和/或位置。提供在每个包装上的至少某些斑点被印刷使得它从最终包装物的外部是不可见的。那样做的原因例如可能是包装的外部应该用于提供装饰和/或产品信息。因此，可磁化部分的印刷最好制作在拟面朝包装物内部的卷材面上，或者至少在合适层的面上，诸如上面论述的拟面朝包装物内部的纸层上。

图7示出包装层压板卷材700包括在其上的多个可磁化部分702。卷材700包括待由包装层压板形成的每一包装物的至少一个斑点。进一步地，用于促进包装物最后加工的至少一个制备特征由卷材提供。所述至少一个制备特征是与至少一个可磁化部分中的磁场标记对齐。例如，如图7所示，折痕线制作在卷材上以使包装快速且可靠地最后加工。在制作折痕线时，标记在制作折痕线的同时在可磁化部分形成为预定的磁场。制作折痕线的机构，即有图案化的凹槽/突起的辊，可以被提供给磁化元件。磁性标记然后将被确保与折痕线对齐以进行操作。磁化元件可以是永磁体或者电磁体，用于提供磁场标记。当提供于折痕辊外围的磁体接近可磁化部分附近时，可磁化部分的可磁化颗粒将被磁化，并且磁场模式将保留在可磁化部分。因此提供了磁场标记。优选地，可磁化部分稍大于磁场标记的几何尺寸，即具有剩余磁性的可磁化部分的那部分。因此，可磁化部分的配准不重要，因为将提供精确位置的因素是磁场标记而不是可磁化部分本身的印刷。通过提供合适的磁性模式，精确的磁场标记也能被精确地读取，如以下将要讨论的那样。

制备特征可以不是提供非折痕线而是其他，诸如提供开口、穿孔等。配准遵循相同的原理，也就是将磁化部分提供给在提供制备特征的机构以使配准由于结构上的原因而固有。

执行制备特征的机构中磁化元件的应用可能导致一些问题。例如磁化元件可能无法被提供在要求制备特征与包装层压板相互机械作用的位置，这样的相互作用诸如形成折痕线或冲钻孔洞。因此，最好在这样的制备特征区域和它的配准磁场标记之间提供距离。进一步地，执行如上述相互作用的工具可以由铁磁材料制成。为了提高磁场标记的应用，磁化元件可能需要被提供由非铁磁材料(诸如铝)制成的保持或安装工具，其中所述距离可以被进一步增加。因此，依据制备特征操作，以及执行它的工具，优选的距离例如为至少5mm、至少7mm或者至少10mm。

由于执行特征制备的若干操作，优选地每个这样的操作具有其配准的磁场标记。那些不同的磁场标记最好每个在各自的可磁化部分制作，其中各自的可磁化部分位于适合操作的位置。因为某些操作可以相互作用，一个操作可以使用由另一操作制作的磁场标记作为主标记，或者可以提供不与任何特征制备操作固有配准的特定专有主标记，因而该专有主标记只能被用作后来被执行的操作的参考。

其他磁场标记可以容纳复杂数据，并且例如能作为长的矩形斑点(也就是带)提供。带能被沿着整个卷材提供，可以于包装物最后加工时在拟切割的部分中断或不中断。容纳复杂数据的磁场标记例如能提供唯一码，通过该唯一码能识别卷材、以及卷材的部分。复杂数据也能给出位置信息、最后加工包装物的指示等。

图8示出卷材800的范例包括折痕线802和通过配准的磁场标记容纳折痕线位置信息的可磁化部分804。卷材800也包括用于待形成的每一包装物的冲击孔806，以及通过配准的磁场标记保持各自的冲击孔806的位置信息的可磁化部分808。该磁场标记例如能在最后加工包装物时模塑能重新闭合(re-closable)的开口过程中使用。卷材800也包括容纳复杂数据的带810，例如上面说明的那样。

进一步的位置信息可以是包装边界或封口，在那操作以划分卷材为形成包装物的部分，或者以密封各自的包装物。

可磁化部分能够容纳的进一步的位置信息是包装材料卷材端部(即卷材始端和/或卷材末端)的磁性位置标记，以使在卷材的接合中接合能配准。

进一步的位置信息是光学标记的定位，其与能光学读取或磁性读取定位信息的包装机械可有益地兼容。优选地，容纳该信息的斑点的定位与光学标记的定位相似，但位于拟成为包装物里侧的面上。因为光学标记通常被提供在拟形成包装物底部的部分上，因此相应地将可磁化部分定位。该可磁化部分的磁性标记因此能提供与光学标记相似的信息，而且包装机械的光学读取器因此能被简单地取代为磁性阅读器。在实践中，如果光学读取器被磁性读取器取代，那么光学标记因此就是不必要的，并且磁性标记如上述取代了光学标记。在那种情况下，兼容性取决于包装机械中读取器的安装位置是否相同。

进一步的位置信息可以是包装物外部的印刷。该位置信息能有益于确保印刷与包装物以及与该包装物的其他制备特征的合适配准。

在制作磁场标记时，用于写入磁场标记的装置(例如永磁体或者线圈装置)相对于可磁化部分不具有或者很少具有相对运动、或者具有至少接近匀速的相对运动，这是有益的。这可以通过例如将写入装置整合到诸如制作折痕线的辊的外周缘而实现，因为辊的外围和卷材沿相同方向以相同的速度移动，因而，其中没有相对运动。实现相对于可磁化部分不具有或者很少具有相对运动、或者具有至少接近匀速的相对运动的另一方法是控制写入位置的运动。这可以使卷材在写入位置之前或之后具有松弛(slacking)部分来实现，以便能控制该位置的速度而不用考虑卷材在该位置之前或之后的速度。松弛部分可以通过让卷材沿着波形(wave-formed)路径运动来获得，在该波形路径上波的尺寸适于提供可变的松弛部分。因此，在写入操作期间，在写入位置的速度能够被控制，并且在写入操作之间将卷材加速或减速以适应卷材的平均速度。

待形成的每一包装物的至少一个斑点能被定位在离将形成包装物的所述材料的纵向边缘的距离为不超过将形成所述包装物的所述材料的宽度的20％，优选地为在该宽度的5％和15％之间。在这些斑点的磁场标记然后能被用于在形成包装物时对材料扭曲的控制。包装的形成通常通过形成某些种类的管，然后以某种方式密封其端部并形成期望的形状来完成。该管接着能被无意地扭曲，这会对包装物的形成不利。因此，这样的磁场标记能帮助控制管的任何扭曲以确保包装物的形成。通过使这些磁性标记相对接近于被连接以形成管的纵向边缘，控制被进一步增强，因为读取磁场标记能从该连接发生的包装物的一侧完成。

考虑到包装材料包括多个在其上的可磁化部分，其中待由包装层压板形成的每一包装物包括至少一个斑点，至少一个可磁化部分能提供携带磁场模式的磁性标记。因此，磁性标记成为信息载体。所携带的信息在某种意义上是几何学的，既然磁性标记被制作在卷材的特定位置，该信息在从卷材的制造到包装物的完成过程中的不同的处理步骤中被维持。该信息从某种意义上说也可以是磁场模式，磁场模式可以是为可靠位置检测的模式。

参考图9将讨论一些磁场模式的范例，图9示出了带有可磁化部分902的包装层压板的卷材900的一部分。横向方向T，被定义为平行于卷绕卷材的辊的虚拟轴，纵向方向L垂直于横向方向可以被定义，并且横向线t₁和t₂被分配用于说明图10和11中示例的磁场。

磁场模式包括具有第一极的第一磁场峰(peak)和具有第二相反极的第二磁场峰。图10示出了这个的范例，其中图10a是示出沿着纵向方向L的磁场模式的图，图10b是示出沿着线t₁的磁场模式的图，图10c是示出沿着线t₂的磁场模式的图。这样的磁场模式能由单个磁体实现，例如具有北极和南极的永磁体，在应用磁性标记期间将其靠近于可磁化部分设置，其中可磁化部分磁性墨的磁性颗粒剩下的磁场变成如图10所示的情形。然后优选地通过观察磁场的转变来检测纵向方向L的位置，这将给纵向方向L提供非常精确的位置指示。优选地通过观察磁场的两翼来检测横向方向T的位置，例如通过差动测量技术(differential measurementtechnique)，这将使得能在横向方向T精确地追踪。

图10示出的模式与方向T和L完全对齐。然而，如此完全的对齐不是必要的。考虑到磁场模式第一峰和第二峰中点之间的虚拟线，磁场模式能被设置以使虚拟线和纵向方向L之间的角度在-10度和10度之间。在优选的实施方式中，该角度为-5度和5度之间。然而对于许多应用，该角度最好为如图10所示的0度。磁场模式的峰具有沿着磁场模式的宽度在垂直于虚拟线的方向形成大体上恒定磁场的分布，并且在磁场宽度之外沿垂直于虚拟线的方向形成磁场显著(strongly)减小的分布，例如图10b和10c所示的那样。宽度优选至少为2mm以使两翼的检测不冲突。为了获得更高的可靠性，宽度优选为至少4mm，对于某些应用优选为至少6mm。

根据磁场模式分配的其他实施方式，如图11所示，磁场模式包括具有第一极的第一磁场峰以及围绕第一峰分布的并具有第二相反极的第二磁场峰。在方向T和L观察该磁场模式将显示磁场模式的对称性。因此，根据相同原理的检测能够在任何方向进行。例如，可以使用差动测量技术观察磁场的两个零交叉(zero-crossing)。另外的范例是简单地观察磁场模式主中心峰(peak)。

实践中，当读取磁场标记时，诸如电磁体装置之类的读取装置相对于包装材料，通过磁场标记的磁场线，如图12a所示，沿相对运动的方向有极的读取装置将提供如图12b所示的读数(reading)。通过提供两种在相对运动的方向略微分开的读取装置并从它们获取差动信号，取代的读数将被像图12c所示。检测位置可以从该读数获取更少错误倾向的结果。另外，如图12a所示的磁性标记能被设置成通过选择相对于材料的磁性标记的极的方向来提供一比特(bit)信息。读数然后将图12b和12c进行镜像对比。所述一比特信息例如能表明与磁性标记对齐的材料的制备特征的种类。

Claims (9)

1.包装材料，其上包括多个可磁化部分，所述多个可磁化部分上包括待由所述包装材料形成的每一包装物的至少一个斑点，其中所述可磁化部分的至少一个提供携带磁场模式的磁性标记，其中所述磁场模式包括具有第一极的第一磁场峰和具有第二相反极的第二磁场峰。

2.根据权利要求1所述的材料，具有定义为平行于连接所述包装物底部和顶部的边缘或结合部的纵向方向、垂直于所述纵向方向的横向方向和在所述磁场模式的所述第一磁场峰和第二磁场峰的中点之间虚拟线，其中所述磁场模式被设置为使得所述虚拟线和所述纵向方向之间的角在-10度和10度之间，优选地在-5度和5度之间，优选地大约为0度。

3.根据权利要求2所述的材料，其中：所述磁场模式的峰具有沿着磁场模式的宽度在垂直于所述虚拟线的方向形成大体上恒定磁场强度的分布，并且在所述磁场模式宽度之外沿垂直于所述虚拟线的方向形成磁场强度显著减小的分布。

4.根据权利要求3所述的材料，其中：所述宽度至少为2mm，优选地至少为4mm，优选地至少为6mm。

5.根据权利要求1所述的材料，其中：所述第二磁场峰分布为使得所述第二磁场峰在所述材料的平面围绕所述第一磁场峰并具有与所述第一磁场峰相反的第二极。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的材料，其中：所述磁场模式定义了在所述材料平面的位置。

7.根据权利要求6所述的材料，其中：所述位置被定义关联于促进包装物的最后加工的制备特征，其中所述制备特征包括含有折痕线、开口、穿孔、包装边界或封口、卷材始端、卷材末端、光学标记的定位、包装物外部的印刷的组中的任意项。

8.根据权利要求7所述的材料，其中：所述制备特征的区域和与该区域对齐的磁场标记之间的距离至少为5mm，优选地至少为7mm，优选地至少为10mm。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的材料，其中：待形成包装物的所述磁性标记中的至少一个被定位在离将形成包装物的所述材料的纵向边缘的距离为不超过将形成所述包装物的所述材料的宽度的20％，优选地为在该宽度的5％和15％之间。

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