CN103269869B - 制造设有重复的印刷油墨图案的包装材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制造包装材料的方法，其中在对幅材（20）进行机械加工的同时，在纸张的幅材（20）上设有印刷油墨图案；通过所述机械加工将幅材（20）的设有印刷油墨的区域压缩到一定程度，使得在整个这些压缩区域内的印刷油墨位于与幅材（20）的剩余区域的水平齐平或其下方的位置。通过所述机械加工，将确保防止所述印刷油墨接触其前一卷绕匝中的幅材并且防止在幅材上产生不可取的印记。

Description

制造设有重复的印刷油墨图案的包装材料的方法

技术领域

本发明涉及一种制造包装材料的方法，其中纸张或纸板的幅材上设有重复的印刷油墨图案，该重复的印刷油墨图案被直接印刷在幅材的纸张或纸板表面上，然后卷起幅材以用于进一步加工和处理。

背景技术

在包装工业内，通常利用一次性使用性质的消费品包装来包装和运输液态食品，例如牛奶。用于这些所谓一次性使用包装的包装材料通常包括刚性但可折叠的纸张或纸板层以及外部的塑料优选聚乙烯液密涂层。为了便于运输和储藏果汁和类似的氧气气敏食品，为包装材料补充至少一个具有期望气密特性的材料的附加层。具有气密特性的此类层的一个常见实例是铝箔（Alifoil），铝箔还提供以下有利特性：其使包装材料可通过感应热密封（IH密封）方法密封，该方法是一种快速、简单且有效的密封方法。

用包装材料以本身已知的方式借助现代包装和填充机器制得一次性使用的包装，这些机器由幅材或由单独的包装材料片材来形成、填充和密封成品包装。

按以下方式由例如幅材制得成品包装：首先通过在耐用、液密密封接缝（重叠接缝）中将幅材的两个纵向边缘彼此联合，使幅材再成形为管。在管内填充相关食品例如牛奶，并通过对管的内容物水平以下的管进行重复横向密封，将管分成连续的垫形包装单元。垫形包装单元通过横向密封接缝中的缺刻或切口彼此分离，并通过折叠成型和密封赋予期望的几何构型，通常为平行六面体。

对于上述类型的消费品包装的自然要求是它们必须为所包装的食品提供尽可能最佳的机械保护以及化学保护。另外，包装必须易于消费者打开并且还便于处理，此外还必须为外形规整的并且外观具有美学吸引力。

通过包装材料中包括的单独材料层的合适组合满足尽可能最佳的产品保护的要求，这些单独材料层彼此配合，旨在当食品储藏于未打开的包装中时赋予所包装的产品所需的机械保护以及化学保护。通常通过包装上设有单独的开口结构来确保包装的易打开性，借助该开口结构，使得每次倾空包装内容物时易于打开包装。

通过以下方式实现包装的精美外观和构型：包装材料，已结合其制造，设有期望的印刷油墨图案，该印刷油墨图案可具有期望的装饰性质以及提供信息性质。相应地，通过以下方式来满足对包装的期望构型的要求：包装材料，同样结合其制造，设有适当的折线图案，这些折线有利于折叠以便结合包装制造在包装材料上形成折痕。

通过以下本身公知的方式制造上述类型的包装材料：从卷筒纸臂架退绕纸张或纸板幅材，将其引导通过第一加工工位，在第一加工工位中使幅材上设有重复的印刷油墨图案，该重复的印刷油墨图案被直接印刷在幅材的纸张或纸板表面上。如前所述，这种印刷油墨图案可具有装饰性质和提供信息性质。在前一种情况中，该图案通常由按顺序相继印刷的多种不同油墨构成，并且在后一种情况中，印刷图案最常由单一油墨组成，该油墨以任选尺寸和构型的、光学的或其他方式可检测的标记的形式印刷在幅材的纸张或纸板表面上重复的适当位置处。

在该上下文中，术语“印刷油墨”用来表示颜料、粘合剂或粘结剂和溶剂的分散体或类似可印刷组合物。此类分散体或组合物是可商购获得的，因此可能不需要在此处进行任何详细的描述。如需更多关于它们的详细信息，请另外参阅本领域可获得的技术文献。

从第一加工工位，优选将由此印刷的幅材进一步引导至第二加工工位，在第二加工工位中使幅材设有重复的折线图案，其有利于折叠并且当幅材如上所述被再成形为成品包装时，旨在使成品包装材料沿着这些折线折叠。取决于期望的包装构型，折线图案以本身公知的方式可包括纵向折线和横向折线。

为了确保尽可能最佳的包装外观，重要的是将折线图案涂覆成与在前印刷的印刷油墨图案对准，使得在包装材料形成折痕后，包装的印刷油墨图案始终处于相对于包装的折叠边缘线和拐角的正确位置。

为了确保将折线图案涂覆成与印刷油墨图案对准，优选利用光学的或其他方式可检测的印刷油墨标记，该标记以导向标记的形式印刷在幅材上，该导向标记通过合适的检测器装置检测。将来自该装置的信号传输到中央监测与控制单元，该单元将该信号与基准信号进行比较，并在与基准信号有偏差的情况下发射校正信号，从而校正幅材的位置。

从第二加工工位，进一步引导幅材，用于在进一步加工之前收卷。此类附加工序的实例可为挤出塑料层、膜层压和对幅材的机械校正。

在现有技术方法中，常常发生的情况是，在幅材收卷时印刷油墨图案的一些部分对幅材的前一收卷匝上的相对的未印刷幅材表面造成污迹。未印刷幅材表面上的此类不可取印记通常导致印刷油墨图案不仅损失清晰度和对比度，甚至可能波及相当大面积而导致变色和对包装外观产生其他严重损害。当印刷的印刷油墨标记如上所述被用作控制幅材的导向标记时，与不可取的印记相关的问题变得尤其严重。为了能够有效且适当地发挥作用，此类印刷导向标记必须呈预定的几何形状和尺寸，同时其必须能够被检测到且与幅材的邻近节段区分开。卷起时，未印刷幅材表面上的每个印记都增加了使印刷的导向标记变弱或扭曲而不再适用于其预期目的的风险。

因此本领域需要以简述方式描述的此类方法，其便于制造包装材料而没有与现有技术相关的类型的伴生问题和缺点。

发明目的

因此，本发明的一个目的是满足此类需求。

本发明的另一个目的是实现制造包装材料而没有与现有技术相关的类型的伴生问题和缺点的方法。

通过以简述方式描述的方法被赋予了如所附权利要求1中示出的突出特征，根据本发明将实现这些及其他目的和优点。

进而根据本发明方法的优选实用性实施例被赋予了如所附从属权利要求2至13中示出的突出特征。

发明内容

本发明因此实现制造包装材料的方法，其中使纸张或纸板幅材上设有重复的印刷油墨图案，该重复的印刷油墨图案被直接印刷在幅材的纸张或纸板表面上，然后卷起幅材以用于进一步加工和处理。本发明方法的特征在于：在卷起前，对纸张或纸板幅材进行机械加工，通过该机械加工，使幅材的粗糙纸张或纸板表面的选择的区域以一定方式和一定程度变平整，使得整个这些平整的区域的经印刷的印刷油墨图案位于与幅材的纸张或纸板表面的剩余区域水平齐平或其下方的位置。

如果在本发明的方法中，印刷油墨图案始终保持在一定水平，其在任何情况下都不高出幅材表面的相邻未加工区域的水平，那么将因此确保在收卷幅材时印刷图案始终隐藏或受到保护，不会直接接触幅材的其前一卷绕匝的相对的非印刷表面。

在本发明方法的一个实施例中，在涂覆重复的印刷油墨图案之前或与之一起对幅材进行机械加工，该重复的印刷油墨图案被直接印刷在幅材的纸张或纸板表面上的经过机械加工变平整的选择区域内。

可通过多种不同的已知方法来对幅材实施机械加工，例如通过机械研磨掉纤维材料，但优选通过机械压缩并同时减少幅材厚度来实施。

在本发明方法的另一个实施例中，在涂覆重复的印刷油墨图案之后对幅材进行机械加工，使幅材的印刷区域以一定程度变平整，使得整个这些平整的区域的经印刷的印刷油墨图案位于与幅材的纸张或纸板表面的剩余区域水平齐平或其下方的位置。

可通过多种不同方法来对幅材实施机械加工，例如通过机械研磨掉纤维材料，但优选通过机械压缩并同时减少幅材厚度来实施。

如上所述，可在用印刷油墨印刷之后引导纸张或纸板幅材通过第二加工工位，在第二加工工位中使幅材上设有重复的折线图案，这些折线有利于折叠以便通过形成折痕使幅材再成形为构型规整的包装。在这种情况下，引导幅材通过两个转辊之间的辊隙，其中一个辊（“凸辊”）在其表面上负载与期望折线图案相对应的图案中的线性外周突起。另外一个辊（“凹辊”）可按对应的方式具有与凸辊上的线性突起对准的线性外周凹槽或沟槽，以便当辊与引导通过辊间辊隙的幅材紧密配合而旋转时，当幅材引导通过辊隙时容纳所述线性突起。

在本发明的方法中，通过以下方式使幅材的机械加工在适用的情况下，例如在上述第二实施例中，与第二加工工位处的压折操作相结合并一起实施：为两个辊中的一个（“凸辊”）补充附加的外周突起图案，其定位、构型和尺寸对应之前在幅材上印刷的印刷油墨图案。

无论幅材机械加工是在涂覆印刷油墨之前、之后还是与之一起实施，可使用任何类型的印刷油墨例如辐射定形印刷油墨、热定形印刷油墨等来实施本发明的方法。然而，尤其是在前发生收卷幅材时的与印记相关的问题且该问题很明显的情况下，特别有利的是采用包含固体颜料、粘结剂和溶剂的组合的类型的印刷油墨来实施本发明的方法。具体地，此类印记一直与所用印刷油墨组合物中的固体颜料的存在相关。此类颜料的实例可为氧化铁、二氧化钛、氧化铬和钴，但也包括粒子例如磁铁矿和磁赤铁矿。

收卷后，将印刷的纸张幅材退绕以用于进一步加工，例如在幅材的两侧上挤出外部液密塑料层并且在需要时层合至少一个附加材料层，该材料具有相对于气体尤其是氧气的优异密封特性。此类附加层可为EVOH（乙烯－乙烯醇）、PA（聚酰胺）、PET（聚酯）的膜，但优选为Alifoil（铝箔），其另外可使包装材料通过IH密封（感应热密封）方法密封，该方法是一种快速且有效的密封技术。

在对幅材进行一种或多种附加机械修复和校正操作后，包装材料即可被再成形为成品包装，如上所述。

本发明的方法的其他有利的和实用的实施例将在下文结合附图更详细地描述。

附图说明

图1示意性地示出了根据本发明的第一实施例的方法；

图2示意性地示出了根据本发明的第二实施例的方法；

图3示意性地示出了在本发明的方法中机械加工之前纸张或纸板幅材的横截面；并且

图4为在本发明的方法中机械加工之后相同纸张或纸板幅材的示意性横截面。

具体实施方式

虽然将具体结合附图对本发明进行描述，但应注意到，那些示出的和描述的实施例仅旨在对本发明进行说明，而非对其进行限制。对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离所附权利要求书中定义的本发明概念的前提下，可根据说明书和附图的指导进行多种密切相关的修改。

在图1中，在该图右上角中，从卷筒纸臂架（未示出）退绕纸张或纸板的幅材10。以箭头方向引导幅材10通过加工工位11，在该加工工位处沿着选择的区域在幅材10的表面上设有印刷油墨图案，该印刷油墨图案被直接印刷在幅材10的纸张或纸板表面上。在这种情况下，将幅材10引导在两个相邻转辊11a,11b之间；当将幅材引导在两个辊11a,11b之间并与这两个辊接触时，其中一个辊11a将印刷油墨以期望的图案转印到纸张或纸板幅材的表面。

在工位11处直接印刷在幅材10的纸张或纸板表面上的印刷油墨图案可为一种或多种不同颜色的任何任选装饰性艺术品，其按顺序相继印刷在幅材10上并且彼此对准。又如，印刷油墨图案可为采用单一印刷油墨印刷的文本。再如，可按光学的或其他方式可检测的标记的形式印刷该图案，其在幅材上呈现预定的几何形状、尺寸和定位，以用作引导和调节幅材位置的导向标记，如上所述。

从工位11，通过转向辊13将印刷幅材10引导至附加加工工位14，在该附加加工工位处为了便于折叠，在幅材10上提供重复的折线图案。同时对幅材10进行机械加工，通过机械加工将幅材10压缩或平整到一定程度并在一定位置实现，使得在机械加工后，在前涂覆的印刷油墨图案的水平在任何位点都不高出纸张或纸板表面的相邻未加工区域的水平。

在工位14处进行的机械加工过程中，在所示实施例中引导幅材10通过两个紧密相邻的转辊14a,14b之间的辊隙，其中一个辊14a（“凸辊”）在其周边表面上以重复图案显示线性外周突起（未示出），该重复图案对应待涂覆到幅材10上的折线图案。此外，凸辊14a具有一定图案的外周印刷装置，该图案对应已在较早加工工位11处涂覆的印刷油墨图案。第二辊14b（“凹辊”）可具有线性外周沟槽或凹槽（未示出）的对应图案，以在引导幅材10通过辊间辊隙时容纳凸辊14a的外周突起。

为便于随后制造形状规整、精美装饰的包装，如已指出的，重要的是将折线图案涂覆成与印刷油墨图案对准。

从工位14，再通过附加转向辊13引导在选择的区域设有折线并被压缩和平整的幅材10，以便卷绕到卷筒纸臂架15上，用于进一步加工和处理。

在图2中，在该图右上角中，从卷筒纸臂架（未示出）退绕纸的幅材20。以箭头方向引导幅材20通过加工工位21，在该加工工位处在对幅材20进行机械加工以便在这些区域内赋予幅材20平整均匀的形貌特征的同时，在幅材20的表面上设有重复的印刷油墨图案。

通过例如以下方式实现此类压缩和加工的组合：将幅材20的表面以一定方式压缩，使得在将印刷油墨直接印刷到幅材表面上的这些压缩幅材区域内的同时，使纸张表面的未加工的和粗糙的表面中的轮廓峰变平坦或完全消除。

优选地，以一定程度对幅材20实施机械加工或压缩，使得由于强力压缩而同时减少幅材20的厚度。

在示出的实例中，借助两个相邻转辊21a,21b，使幅材20通过这两个相邻转辊之间来实施此类压缩，同时减少了幅材20的厚度。一个辊21a在围绕其周边表面的预定重复位置显示外周压缩装置（未示出），这些压缩装置被设置成与幅材20接合以压缩和平整幅材20。与机械加工同时或与之一起，在幅材20的这些缩减区域内涂覆印刷油墨，此时幅材20被引导在两个转辊21a,21b之间。

在工位21处直接印刷在幅材20的纸张或纸板表面上的印刷油墨图案可为由一种或多种不同油墨组成的任何任选装饰性艺术品，这些油墨按顺序相继印刷在幅材20上并且彼此对准。又如，印刷油墨图案可为采用单一印刷油墨印刷的文本。再如，可按光学的或其他方式可检测的标记的形式印刷该图案，其在幅材上具有预定的几何形状、尺寸和定位，以用作在随后对幅材的工序中控制和调节幅材位置的导向标记。

不论幅材20上印刷的印刷油墨图案是用作装饰性艺术品、信息载体还是导向标记，如先前指出的，重要的是，印刷图案应始终保持在一定水平，其在任何情况下在对幅材进一步加工的过程中都不高出幅材表面的相邻未加工区域的水平。换句话讲，重要的是，印刷在幅材上的印刷油墨的总体积不大于幅材的压缩缩减区域形成的总可用油墨吸收体积。如果油墨吸收体积较小，则采用的印刷油墨体积因此相应地较小，同时如果油墨吸收体积较大，则相反情形也是适用的。

只需通过简单的人工测试，就可实现这两种体积之间的关系调整和/或校正。在任选情形下，选取一种幅材的测试样本并分成两部分。将一部分的印刷侧面与第二部分的未印刷侧面相摩擦，以在视觉上评估是否印刷油墨已转印并在未印刷侧面上留下印记。如果观察到印记，这就意味着印刷测试样本上的印刷油墨超出了允许水平，并且必须减少用量。作为另外一种选择，可通过在机械加工中更大程度地减少幅材厚度来增加形成的油墨吸收体积。通过重复取样，可最终判定何时印刷油墨所用体积在可接受范围内，即何时在测试过程中不再观察到油墨印记。

从工位21，进一步通过一个或多个转向辊23（示出实例中的数目为两个）将如此印刷和机械加工的幅材20引导至并经过一个或多个附加加工工位，在使用本发明的方法制造包装材料的过程中可采用所述一个或多个附加加工工位。因此，在图2所示的实施例中，将幅材20引导至附加的此类加工工位24，在该加工工位处在幅材20上设有重复的折线图案以便于通过形成折痕使幅材再成形为形状规整的包装。在所示实施例中，引导幅材20通过两个紧密相邻的转辊24a,24b之间的辊隙，其中一个辊24a（“凸辊”）在其周边表面线性外周突起（未示出）上以重复图案显示，该重复图案对应待涂覆到幅材20上的折线图案。第二辊24b（“凹辊”）相应地在其周边表面上显示线性外周沟槽或凹槽（未示出），以在辊24a,24b旋转接合幅材20时容纳外周突起。

为了在包装材料的幅材20再成形为包装时确保尽可能最佳的包装外观，如已经指出的，重要的是将折线图案涂覆成与在前印刷的印刷油墨图案对准，以使得印刷油墨图案被放置在相对于形成折痕的包装的几何边缘线和拐角的正确位置。为了引导幅材20以将折线图案涂覆成与印刷油墨图案对准，优选利用导向标记形式的、光学的或其他方式可检测的印刷油墨图案或其部分，借助合适的检测系统，使幅材通过该系统来检测该导向标记。以本身公知的方式对检测到的信号进行处理，以便在需要时根据在工位24处的加工操作来校正幅材的位置以将折线图案涂覆成与印刷油墨图案对准。

从工位24，然后通过附加转向辊23进一步引导设有折线并已印刷的幅材20以便卷绕到卷筒纸臂架25上，用于进一步加工和处理，如上所述。

图3示出了用于使用本发明的方法制造包装材料的类型的纸张或纸板幅材的示意性横截面。具体地讲，图3示出了处于机械加工之前阶段的纸张或纸板幅材，即纸张或纸板表面仍然显示未加工的和粗糙的形貌特征。

如从图中可明显看出的，带有类指附图标号30的纸张或纸板幅材显示未加工的和粗糙的表面，该表面具有不规则波状形貌特征，其在沿着波形水平轮廓线31的不同垂直水平上具有轮廓峰和轮廓谷。水平幻影线Nl标记了在预期要用印刷油墨进行印刷的区域内在垂直方向中可看到的粗糙纸张或纸板表面的最低水平，如将结合图4更详细描述的。

图4示意性地示出了与图3所示相同的纸张或纸板幅材的横截面，但该幅材处于用印刷油墨印刷和对幅材机械加工之后的阶段。为了对图3和图4进行比较，图4中的对应部分采用了与图3中相同的附图标号，但标号的第一个元素是数字4而不是3。因此，图4中的纸张或纸板幅材带有类指附图标号40，并且以如图3所示幅材的相同方式显示了未加工的和粗糙的表面，该表面具有不规则波状形貌特征，其在沿着波形水平轮廓线41的不同垂直水平上具有轮廓峰和轮廓谷。因此，以如图3所示相同的方式，水平幻影线Nl标记了在印刷和机械加工幅材40之前在垂直方向中的纸张或纸板表面的最低水平。

在图3中幅材30的用于印刷和机械加工的区域及图4中幅材40的已用印刷油墨印刷并经过机械加工的区域的水平度象征性地在每个相应图的中间部分的两条幻影垂直线之间示出。

如从图4中可明显看出的，通过机械加工平整且压缩的幅材40的区域被压缩到一定程度，使得将加工区域的水平面降低至水平N2，该水平N2明显低于未加工水平N1。此外，用印刷油墨来印刷幅材40的此未加工区域一直到水平42，其位置始终低于紧邻的幅材未加工区域的水平。

在本发明的方法中，不论纸张或纸板幅材的机械加工是在用印刷油墨印刷幅材之前、之后或与之一起实施，都可因此制造在必要时可被卷起的包装材料，而没有现有技术中的不可取的印刷油墨印记的风险。应当注意到，实施本发明的方法时还可对幅材的两个侧面进行印刷和机械加工，并且此应用也在所附权利要求书中定义的本发明概念的范围内。

工业应用

本发明的方法适用于制造包装材料，其中用印刷油墨在幅材的一个或两个侧面上印刷后，在对幅材进行进一步加工和处理之前，纸张或纸板幅材旨在被卷绕到卷筒纸臂架上。本发明特别适用于以下情形：其中用含有与粘结剂和溶剂组合的颜料和类似固体粒子的类型的印刷油墨来印刷纸张或纸板幅材的表面。

Claims (13)

1.一种制造包装材料的方法，其中纸张或纸板的幅材(10；20)上设有重复的印刷油墨图案，所述重复的印刷油墨图案被直接印刷在所述幅材(10；20)的纸张或纸板表面上，然后在进一步加工之前将所述幅材收卷到卷筒纸臂架(15；25)上，其特征在于，在卷绕到卷筒纸臂架(15；25)上之前，对所述纸张或纸板的幅材(10；20)进行机械加工，通过所述机械加工使所述幅材的粗糙纸张或纸板表面的选择的区域以一定方式和一定程度变平整，使得在整个这些平整的区域内经印刷的所述印刷油墨图案位于水平(42)，所述水平与所述幅材(10；20)的纸张或纸板表面的剩余区域的水平(42)齐平或在其下方。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在涂覆所述重复的印刷油墨图案之后，对所述幅材(10)进行所述机械加工。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述重复的印刷油墨图案为光学的或其他方式可检测的标记，所述标记在所述幅材(10)上具有预定的几何形状、尺寸和定位，以用于在所述幅材(10)的后续加工中用作引导和调节所述幅材(10)的位置的导向标记。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，设有重复的印刷油墨图案的所述幅材(10)上设有有利于折叠的重复的折线图案。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述重复的折线图案涂覆成与经印刷的所述印刷油墨图案对准。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在使所述幅材(10)上设有所述重复的折线图案的同时，对所述幅材(10)实施所述机械加工。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，以一定方式对所述幅材(10)实施所述机械加工，使得所述幅材(10)的厚度被同时减少。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在涂覆所述重复的印刷油墨图案之前或与之一起，对所述幅材(20)进行所述机械加工。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述重复的印刷油墨图案为光学的或其他方式可检测的标记，所述标记在所述幅材(20)上具有预定的几何形状、尺寸和定位，以用于在所述幅材(20)的后续加工中用作检测和引导所述幅材(20)的位置的导向标记。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，通过压缩所述幅材(20)并同时减少压缩区域内的所述幅材(20)的厚度，对所述幅材(20)实施所述机械加工。

11.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，设有重复的印刷油墨图案并经过机械加工的所述幅材(20)上设有有利于折叠的重复的折线图案。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述重复的折线图案涂覆成与所述重复的印刷油墨图案对准。

13.根据权利要求1、2、3、8或9所述的方法，其特征在于，利用固体颜料、粘结剂和溶剂的分散体作为印刷油墨使用。