CN102448835B - 包含可磁化部分的包装材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了其上包括多个可磁化部分的包装材料。所述可磁化部分被提供为待由所述包装材料形成的每一包装物的至少一个斑点。所述斑点包含可磁化颗粒并被提供在拟面朝所述包装物内部的纸层的面上。

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。
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)。在包装材料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被提供为待由该包装材料形成的每一包装物上的至少一个斑点，所述斑点包括可磁化颗粒并被提供在拟面对所述包装物内部的纸或纸板层的面上。
优选地，所述可磁化部分直接印刷在拟面对所述包装物内部的纸或纸板层的表面上。在本发明包装材料的该优选实施方式中，所述多个可磁化部分被纸或纸板层很好地隐藏并且从所述包装材料制造的包装容器外部看是不可见的。该优选实施方式进一步的优点是能将或多或少不限制数量的可磁化部分提供于所述包装材料而不影响最终包装容器外部的外观，每个所述可磁化部分适应于携带相互不同功能或其他目的的磁性信息。
在优选的实施方式中，包括直接印刷在所述纸或纸板层的内表面上的可磁化部分的所述包装材料可以被提供气密性铝箔，所述铝箔优选地层压于所述纸或纸板层的所述印刷内表面以便将所述可磁化部分相对于所述包装容器的外部和内部完全隐藏。以此方式层压于所述纸或纸板层的铝箔也将有助于防止所述印刷可磁化部分和产品之间的直接接触，例如填充在由所述包装材料制造的包装容器的液体食品产品。
所述材料可以包括含有纸层和塑料涂层的层压板，并且所述纸层上提供有所述斑点。所述至少一个斑点可以被印刷在拟面对所述包装物内部的所述纸层的面上。所述层压板可以进一步包含非铁磁性金属的金属箔层以便所述可磁化部分能电磁地(electromagnetically)通过所述金属箔。
所述印刷可以由包含可磁化颗粒、溶剂和结合剂的可磁化墨进行。所述可磁化颗粒可以从由磁赤铁矿和磁铁矿组成的组中选择。所述粘合剂可以从由丙烯酸酯、诸如苯乙烯丙烯酸共聚物之类的丙烯酸树脂、聚氨酯、硝化纤维、聚酰胺和乳胶组成的组中选择。所述粘合剂可以包括该组中的两个，其中一个用作将所述可磁化颗粒均匀地分散在所述墨中的分散剂，另一个用作粘附到所述包装材料的粘附剂。所述粘合剂的数量可以在所述墨重量的20％和60％之间，优选地在40％和60％之间，优选地在50％和55％之间。所述墨可以进一步包括添加剂，诸如蜡和/或消泡剂。所述蜡可以包括含有聚乙烯、聚丙烯、硅树脂、聚酰胺、乙烯醋酸乙烯酯、乙烯醋酸丁酯、乙烯丙烯酸和聚四氟乙烯的组中的任意项。所述消泡剂可以包括硅树脂或矿物油。所述溶剂可以包括含有乙醇、乙基醋酸、水、异丙醇、乙二醇或缓凝剂溶剂的组中的任意项。所述可磁化颗粒的数量可以在所述墨重量的X％和Y％之间，优选地[所需的信息来自Lotta Klint；还没有接收到信息]。所述可磁化颗粒的尺寸可以在0.1μm和2.5μm之间，优选地在0.1μm和0.8μm之间或者优选地在0.4μm和1.5μm之间，优选地约为0.3μm或者优选地约为1μm。
附图说明
图1根据实施方式示意性地示出了包装材料的卷材。
图2示出了包装材料的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。
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，依赖于斑点的形状和尺寸，通过调整磁化强度，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。
可磁化部分的印刷制作在层压板层的面对预期形成包装物的内部的面上。因此，它不会影响诸如包装物上装饰或产品信息的外部印刷。最好使用如以下将会论述的可磁化墨制作可磁化部分的印刷，并且使得该印刷干燥后的厚度为4到10μm之间，最好在6到8μm之间。
提供可磁化墨使得可磁化部分能被提供在包装层压板上，该包装层压板被用于形成例如食品包装，诸如饮料和食品容器或者是制备食品或饮料的基本或添加产品的容器。墨包括用于提供可磁化部分磁性特征的可磁化颗粒。
墨进一步包括溶剂。溶剂的目的可以是保持系统在印刷期间分布流动和运行(open)的墨。溶剂可以是以水基的或者以单体基的。溶剂的范例是乙醇、乙基醋酸、水、异丙醇、乙二醇或缓凝剂溶剂。
墨进一步包括粘合剂，诸如丙烯酸酯、丙烯酸苯乙烯共聚物、聚氨酯、硝化纤维、聚酰胺或者乳胶。为了给墨所需的性质，粘合剂可以包括若干组分的混合物，例如上面提到的那些物质中的若干组分的混合物。要考虑的性质是帮助分散并稳定墨中的磁性颗粒、在印刷过程中运送磁性颗粒、给形成印刷的基材即在层压板层上提供粘附力。进一步要考虑的性质是印刷和提供合适的印刷性质后磁性颗粒的保护。例如，粘合剂的一种组分可以用作使磁性颗粒均匀地分散在墨中的分散剂，而其他组分可以用作粘附到层压板的粘附剂等。为了提供适合于高速印刷的墨。粘合剂的数量可以在墨重量即湿重的20％至60％之间。已经发现合适的数量为40％至60％之间。使用50％至55％之间的数量效果良好。
墨可以进一步包括添加剂，诸如蜡和/或消泡剂。合适的蜡可以是聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯、硅树脂、聚酰胺、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯醋酸丁酯、乙烯丙烯酸等。蜡的数量可以变化，但应该足以阻止墨蹭脏或弄脏。合适的消泡剂可以是硅树脂或矿物油。消泡剂的数量应该是足够的以阻止墨在移动卷材上印刷期间起泡，尤其在高速印刷时。
可以通过将可磁化颗粒和粘合剂混合来准备墨，例如通过连续的切变或搅拌。颗粒的添加可以部分进行，可以在混合物达到约40到50摄氏度时将其中断，并且立即添加诸如消泡剂和/或蜡之类的任何添加剂以及流体以提供直接可用的(ready-to-use)墨。
可磁化颗粒可以是磁赤铁矿和磁铁矿或者它们的组合。这些矿物适合于食品包装因为对于它们是否可以接触食品没有限制。可磁化颗粒的数量优选地在墨重量的X％和Y％之间。
依赖于颗粒假设形状的可磁化颗粒的尺寸，即跨越颗粒的长度、直径等，已经被发现当通过可磁化墨将磁性标记施加到所印刷的斑点上时剩余磁场(剩磁)被给予或多或少有益的性质。越小的颗粒，即0.1μm的量级，就可以越分散，但每个颗粒当然地就能容纳越少的剩余磁场(剩磁)。另外，也依赖于结合剂、溶剂等的选择，这些小颗粒的分散实践中可能是个问题，在墨的制备和处理期间小颗粒成团可能是个问题。另一方面，较大的颗粒，即量级为1μm或几个μm的颗粒，当然可以不如较小颗粒那样分散，但每个颗粒可以容纳更多的剩余磁场(剩磁)，并且颗粒的成团将会明显更少。已经发现颗粒尺寸的进一步增加不会增加剩余磁场(剩磁)的总量，从而能让斑点的墨量保持不变。因此可磁化颗粒合适的尺寸可以在0.1μm至2.5μm之间。一个实施方式中优选的尺寸可以在1μm至8μm之间，或者在另外的实施方式中为0.4μm至1.5μm之间。例如，小颗粒法具有约0.3μm的颗粒大小以便在分散和结块问题之间提供合适的权衡。另一个方法具有约1μm的颗粒大小使得每个颗粒能提供显著的磁场量以及最小化结块问题。另外的实施方式可以使颗粒尺寸为大约0.4μm、0.5μm、0.6μm或0.7μm以提供上述两个其他示例的一些好处。此处，以“大约”表示的尺寸应根据由于该颗粒的形状不能给出确定的几何距离来测量以及因为在制备时该颗粒的大小能自然扩散这两者进行解释。比如说选定了半微米的颗粒尺寸，但颗粒将由碾磨制备并具有略微不规则的形状。因此，平均颗粒在穿过其最大可用(available)方向可能是半微米，而在穿过其最小方向仅有0.35μm。进一步地，对于最大方向，80％的颗粒可以分布(spread)在0.45μm和0.55μm之间，剩余的20％可以在前述范围之外，特别是由碾磨导致的更小的颗粒。该范例当然地适用于任何选定的尺寸。也可以通过碾磨之后的颗粒筛选将所述分布的范围减小。
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数量在0.5到4g之间的磁性颗粒。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拟形成多个为用于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，当包装层压板形成包装物时，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，斑点最好具有任何合适的特征结合。
层压板可以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而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，以便可磁化部分通过金属箔实现电磁地(electromagnetically)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的印刷本身。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，优选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，依靠制备特征操作，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优选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容纳各自的冲击孔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，以便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能是有益地兼容的。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(例如永磁体或者电磁装置)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形成包装物的材料的纵向边缘的距离为不超过将形成该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那一侧完成。

Claims (13)

1.包装材料（600），其包含纸或纸板层（602）并用于包装容器，所述包装材料（600）上包括多个可磁化部分，所述多个可磁化部分被作为待由所述包装材料形成的每一包装物的至少一个斑点提供，所述斑点包含可磁化颗粒，其特征在于：所述可磁化部分被直接施加在所述纸或纸板层（602）的拟面对由所述包装材料制备的包装容器的内部的表面上，其中磁性标记被提供到所述可磁化部分，并且所述可磁化部分的尺寸略微大于所述磁性标记的尺寸。
2.根据权利要求1所述的包装材料，其特征在于：所述至少一个斑点被通过印刷操作施加。
3.根据权利要求1或2所述的材料，其中：所述纸或纸板层被塑料涂层（604,610）覆盖。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的材料，其中：所述包装材料进一步包括非铁磁性金属的金属箔层（606），以便所述可磁化部分电磁地通过所述金属箔。
5.根据权利要求3所述的材料，其中：所述包装材料进一步包括非铁磁性金属的金属箔层（606），以便所述可磁化部分电磁地通过所述金属箔。
6.根据权利要求4所述的材料，其中：将所述金属箔层（606）层压于所述纸或纸板层（602）的印刷表面。
7.根据权利要求5所述的材料，其中：将所述金属箔层（606）层压于所述纸或纸板层（602）的印刷表面。
8.根据权利要求1-2中任一项所述的材料，其中：所述可磁化颗粒选自由磁铁矿和磁赤铁矿组成的组中。
9.根据权利要求3所述的材料，其中：所述可磁化颗粒选自由磁铁矿和磁赤铁矿组成的组中。
10.根据权利要求4所述的材料，其中：所述可磁化颗粒选自由磁铁矿和磁赤铁矿组成的组中。
11.根据权利要求5所述的材料，其中：所述可磁化颗粒选自由磁铁矿和磁赤铁矿组成的组中。
12.根据权利要求6所述的材料，其中：所述可磁化颗粒选自由磁铁矿和磁赤铁矿组成的组中。
13.根据权利要求7所述的材料，其中：所述可磁化颗粒选自由磁铁矿和磁赤铁矿组成的组中。
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