CN1802295A - 告知包装内变化的方法、探测包装的方法、包装和探测包装的体系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非破坏包装的、通过使用滴流技术将指示剂附着到包装材料上而告知因泄漏、氧气含量和/或包装内产品劣化引起的变化的方法，所述指示剂通过变色指示包装状态的变化。此外，本发明涉及使用滴流技术，藉助由附着到包装上的指示剂形成的标识符，探测包装的方法。本发明还涉及通过以上所述的方法生产的包装，以及探测包装的体系。

Description

告知包装内变化的方法、探测包装的方法、 包装和探测包装的体系

本发明涉及如权利要求1所述的非破坏包装的、用于告知包装泄漏、氧气含量变化和/或产品劣化的方法，如权利要求10所述的非破坏包装的、用于探测包装的方法，如权利要求19所述的包装，和如权利要求23所述的体系。

在本发明的告知包装泄漏、氧气含量变化或包装内产品劣化，以及识别包装的方法中，使用指示剂，所述指示剂会变化其颜色以指示包装状态的变化。公知在包装内使用各种指示剂，所述指示剂例如与进入包装内的氧气反应或者导致pH变化，从而指示变色。例如，根据出版物US4772707、JP55-41875、JP61-152299、JP62-259059和FI94802，在包装内使用各种指示剂是已知的。

公开出版物US4349509公开了箔状氧气指示剂，它例如在长期真空包装食品中使用。在该出版物中公开的氧气指示剂的色彩混合物使用苯胺印刷、凹板印刷或凸板印刷技术印刷在独立的基底上，形成指示剂。通过氧气指示剂着色剂和基底形成的指示剂(它指示氧气的存在)独立地放入到食品的储存包装内。

出版物EP627363公开了通过印刷附着在包装材料上的氧气和泄漏指示剂。

因此，将指示剂着色剂藉助各种印刷技术，如苯胺印刷、凹板印刷或凸板印刷技术事先附着在将放入包装内的基底上。苯胺印刷技术是通过旋转技术操作的凸板印刷方法，其中印刷板挠性且压印圆筒坚固。可在粗糙、薄或挠性材料的平面表面上使用前述印刷方法。

出版物EP117390披露了一种指示剂，它公开了环境对包装的影响，该指示剂就其反射能力而言包括变化和非变化区域。可例如使用喷墨技术印刷其反射能力变化的区域。该出版物确实没有公开印刷指示剂结合产品的包装。

现有技术的指示剂的问题是，不可能制造它们并与产品的包装相结合将它们附着在包装线上，相反，在包装阶段之前，独立地制造指示剂。此外，可在将指示剂附着在包装上之前，必须储存它们，因为现有技术的印刷技术包括不可能在产品包装线上使用的复杂工艺。此外，现有技术的指示剂(在所述指示剂内，指示剂的色彩混合物必须放在独立的基底，如粘合剂标签或箔上)的制造、处理和特别地储存困难，因为它们倾向于与引起变化的因素，例如与空气中的氧气反应。

此外，现有技术的指示剂不可能同时充当包装的指示剂，这是因为在产品的包装阶段之前已制造好了指示剂本身。因此，除了指示剂以外，还需要提供用于识别和探测目的的独立编码的包装，这增加了包装工艺的处理阶段。

本发明的目的是克服前述缺点。本发明一个特定的目的是与生产线上的包装相结合将指示剂直接附着在包装材料上的新型和简单方法。此外，该方法能在包装线上制造单个、产品特异的指示剂。本发明的滴流(dripping)技术的目的是实现克服现有技术指示剂在制造、处理和特别地储存方面存在的问题的方法。本发明进一步的一个目的是，以能使用该指示剂作为个别化包装用标识符的方式将指示剂附着在包装材料上的方法。包括在指示剂内的标识符能识别和探测包括在同一批次内的包装，和视需要基于这一信息的产品分类。

关于本发明的特征性特点，可参考权利要求。

本发明基于其中预料不到地发现使用滴流技术非常适合于与包装相结合将指示剂的色彩混合物放入包装材料内而进行的研究工作。

本发明基于下述方法：在没有破坏包装的情况下，藉助附着到包装上的指示剂的变色，来显示泄漏、含氧量的变化和/或产品的劣化。根据本发明，就在密封包装之前，使用滴流技术将指示剂数字化地附着到包装材料的表面上。在滴流技术中，使用基于滴流的任何印刷技术，例如使用喷墨打印机或一些其它的例如静电技术，将指示剂直接附着在包装材料上。优选使用喷墨技术附着指示剂。喷墨技术基于连续的压电或热喷墨印刷。基于滴流技术的印刷，例如喷墨印刷，是非接触的添加方法，其中所需量的待印刷材料通过计算机控制转印到包装材料的所需位置上。在该方法中，可由数个喷嘴同时印刷数种不同的材料。

附着到包装材料表面的指示剂，当印刷时，是有效的，或者在印刷之后变得起作用。

可在将指示剂附着到包装材料表面上之前混合指示剂的各组分，或者可将指示剂的各组分逐步附着到包装材料的表面上。在附着到包装材料上之后，可活化指示剂和/或通过瞬间使其经历引起和/或加速活化的条件来加速其活化。可例如通过加热和/或光能和/或通过适合于活化指示剂的一些其它的能量或技术，来达到这一条件。

附着到包装材料上的指示剂可与来自外部的氧气反应，从而指示包装的老化。指示剂还通过泄漏与进入到包装内的氧气反应。此外，指示剂可通过间接机理充当劣化指示剂。在此情况下，因产品劣化生成的化合物可通过合适选择的催化剂，例如酶，或者通过pH的变化，从而引起指示剂变色。如此调节指示剂的灵敏度，以便在包装内部不需要独立的、活性氧去除剂。通过使用独立地可印刷的保护层，例如清漆层，可保护待印刷的指示剂避免与包装产品直接接触。

待印刷的物质可以是颗粒基或者可溶性物质。待印刷的物质可以是例如水基物质，其中水是主要的液体组分，着色剂颗粒分散在该液体内。或者，该物质可以基于热塑性塑料、蜡或烷属烃基物质或其结合，这些具有可溶性物质和颗粒基物质二者的性能。在本发明中，待印刷的物质包括指示剂色彩混合物、粘合剂和/或溶剂。指示剂也可含有在印刷/着色剂和指示剂内使用的其它添加剂，例如pH调节剂、还原剂、湿度保持剂、酶、底物、增塑剂、蜡、氧气吸收剂和/或商业清漆。关于其组成，本发明的指示剂不需要与印刷方法所使用的指示剂那样粘稠。

根据待包装的产品，从本领域通常已知的指示剂色料和色彩混合物中选择指示剂色彩混合物的组成。着色剂可以是例如氧化/还原色料，例如亚甲基蓝、棓花青(gallosyanine)、reazurine和亚甲基红，pH色料和pH色料如靛蓝胭脂红和溴酚蓝。

当在非吸收性基底如塑料表面上印刷指示剂时，需要粘合剂。可根据待印刷的基底和对打印机的适合性来选择粘合剂。粘合剂可以是由例如硝基纤维素、羧甲基纤维素，起始材料可以是例如丁二烯、苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸、甲基丙烯酸和/或其酯的聚合物组成的可溶或者分散聚合物。

还原剂和pH调节剂可包括例如还原糖，例如D(+)葡萄糖，有机酸，例如抗坏血酸和柠檬酸，和进一步抗坏血酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、disulphite钠、焦磷酸钠、抗坏血酸钙、连二亚硫酸盐、三乙胺、氢氧化铵、金属粉末如铁和锌、金属盐例如数种离子化合物。湿度保持剂可包括聚乙二醇、甘油、丙二醇、山梨醇、赤藓糖。溶剂可包括水和醇，例如乙醇、甲醇和异丙醇。酶可以是漆酶、葡糖氧化酶和peroksidase。如上所述，指示剂也可包括底物和/或氧气吸收剂。当使用酶时，每一酶的典型底物尤其成为讨论的话题。例如根据专利EP936999，在包装内使用的各种指示剂是已知的。在例如专利FI94802中公开了可能的氧气吸收剂。

因包装内氧气含量的增加引起的指示剂颜色的氧化和/或因被包装产品的劣化引起的pH变化导致出现指示剂的可视或光学可测量的变色。换句话说，如此制备着色剂，以便当印刷时或者直接在印刷之后，它有效，即处于还原和/或活性状态下，它在其中被包装的产品没有变质的非破坏包装内保持还原或者未变化，和当包装泄漏时或者因包装打开或者因被包装的产品劣化，清楚地出现可视或光学可读的变化。

通过着色剂的常规制备/混合技术来制备指示剂。可就在印刷到包装材料内并包装产品之前，制备指示剂。也可事先制备好指示剂，并或者在还原或者在氧化状态下储存。若指示剂储存在氧化态下，则在包装时刻还原它。就在包装之前，可将还原剂印刷到例如材料内。也可通过将还原化合物加入到指示剂混合物中和/或通过在包装之后，使指示剂瞬间经历促进反应的条件，例如热或光，从而实施还原。另外，可在各层之间和/或在它们之上添加保护层，防止指示剂的氧化和干燥。

在一个实施方案中，可在室温下混合指示剂，和之后，以加速的方式通过加热该溶液(小于100℃)来还原它，之后在例如密封的喷墨盒内储存还原的指示剂溶液以避免氧气。在还原状态下储存可要求在包装内使用独立的活性氧去除剂。

附着到包装上的指示剂可在可见光波长，400-780nm下，或者在紫外射线波长，100-400nm下改变其颜色。可肉眼或者藉助自动读取装置观察指示剂的变色。

包装材料可以是纸浆、塑料和/或玻璃基材料，和/或任何其它常用的包装材料。纸浆基材料可以是例如表面处理或者未处理的纸张、纸板、溶剂纸浆基箔材料或其它纸浆基或聚乙酸酯基材料。塑料材料可以是例如聚乙烯、聚丙烯、其它聚烯烃、聚酯、聚苯乙烯、聚酰胺或通常用作包装材料的任何其它塑料材料。此外，包装材料可由前述或其它已知的包装材料或一些其它种类的化合物材料的层压体组成。包装材料也可被涂布。此外，包装材料可以电晕处理或者以一些其它方式处理以降低材料的表面能。

此外，本发明基于通过与包装相结合将着色剂附着到包装材料，用于探测包装用的非破坏包装的方法。在密封包装之前，使用滴流技术，例如喷墨技术将指示剂直接附着到包装材料的表面上。藉助指示剂进行包装的探测，这使得可利用标识符个别化包装。通过指示剂形成的标识符可以是在包装领域中常用的任何标识符，例如二维或三维标识符。标识符可进一步是配混条状(bar)标识符，其中结合直链、二维或三维条状标识符形成一个符号。标识符也可以是HTML条状标识符。标识符可包括例如批号和产品的制造时间。

在本发明的一个实施方案中，通过使用滴流技术附着在包装上的指示剂形成的标识符是可读的。可通过任何自动读取技术，如激光扫描仪、CCD扫描仪或者通过利用点、线或矩阵结构的检测头，优选CCD或CMOS元件(cell)，读取标识符。接下来，可通过将检测头连接到计算机上，或者通过使用无线数据传输技术，传输包括在标识符内的读取信息。此外，藉助标识符，从数据库中提取包装上的产品数据，藉助所述产品数据，可探测在具有该包装的相同批次内包括的包装。最后，相对于其它包装，进行分类决定，即例如，对于劣化的食品，撤销在相同批次内包括的包装。

此外，本发明基于以上列出的方式形成的包装。本发明的包装由以上列出的纸浆、塑料和/或玻璃基和/或任何其它常用的包装材料和/或这些的结合组成。该包装可优选用于食品、药品或化妆品的包装。藉助本发明的包装，可通过附着到包装上的指示剂告知包装泄漏、氧气含量变化和/或产品劣化。此外，藉助通过附着到包装上的指示剂形成的标识符，可个别化包装和藉助该标识符来识别包装。

此外，本发明基于探测包装的体系。该体系包括将指示剂附着到包装材料上用的滴流装置，读取和/或识别附着在包装材料上的指示剂用的读取和/或识别装置，和能探测在具有该包装的相同批次内包括的包装的数据库。

在本发明的一个实施方案中，滴流装置是喷墨打印机。读取和/或识别装置是例如激光扫描仪、CCD扫描仪和/或利用点、线或矩阵结构的检测头，优选CCD或CMOS元件的装置。

本发明方法的优点是，藉助比以前简单的方法，可进行将指示剂附着到包装材料上，以便除了指示包装泄漏，氧气含量的变化和/或包装内部产品的劣化以外，唯一且相同的指示剂还可充当个别化包装的标识符用以识别和探测包装。因此，该包装不需要独立地用编码标记，这使得例如包装线的工艺比以前更简单。本发明方法的优点是，不需要在独立的基底上制备将附着到包装上的指示剂，相反可一直晚到在包装线上，就在将指示剂附着到包装材料表面上之前，制备所需的指示剂色彩混合物。

此外，与现有技术，例如与压印技术相比，本发明的印刷技术的优点是，例如在计算机的辅助下控制可转移材料及其在基底上的位置。该技术的优点是，它比使用各种压印表面或掩膜进行层压和压花的方法更灵活。例如，仅仅所需量的材料被转移到所需点上。所讨论的该技术消耗非常少的材料。数字化进一步能够例如快速制造电子体系和小型串列的原型。当印刷是非接触方法时，印刷头可相对于印刷台自由移动。这使得也能在非平面的表面上印刷。本发明方法不仅能精确调节，而且印刷大的表面是有利且可靠的。此外，可藉助本发明方法就地层压和三维结构成形。此外，可由不同喷嘴同时印刷不同材料。

此外，本发明的滴流方法的优点是，它是环境友好的制造方法。在该方法中不使用有毒溶剂。所讨论的方法比多阶段蒸发、蚀刻和涂布方法显著环境友好得多。此外，本发明的制造技术以及在所使用技术中使用的各组分的成本非常便宜。

在下述中，藉助实施方案实施例，并参考附图，详细地描述本发明，其中：

图1表示使用喷墨技术将指示剂附着到置于包装线上的包装材料表面上；和

图2表示通过附着到包装材料表面上的指示剂形成的标识符。

实施例1

图1示出了在包装线3上的包装2，在所述包装2内包装了易腐烂的食品。该包装由很少允许或根本不允许氧气渗透的包装材料组成且形成主要密封的包装空间。

就在将食品放入包装内并密封包装之前，使用喷墨打印机1在包装材料表面上印刷指示剂4。与此同时，由指示剂4制成标识符5，如图2所示。标识符使包装个别化。在该实施方案中，由指示剂4形成的标识符5形成为条形码的形状，所述条形码包括将放入其内的食品的批号和制造时间。

在该实施方案中，将附着到包装材料2表面上的指示剂4包括例如一种或多种着色剂，粘合剂和溶剂，该着色剂对指示食品劣化的因素和/或包装的氧气含量的变化发生反应。本发明的技术能以使得对氧气不敏感的方式调节指示剂的色彩混合物，在此情况下，在包装内不需要独立的氧气去除剂。仅仅渗透到包装内的较大量的氧气引起指示剂变色，在没有破坏包装的情况下，从包装外部通过包装上的透明位置看，这种变色是可视的。

除了前述事实以外，指示剂4包括氧化酶和酶的底物，所述氧化酶要求氧气才起作用。如此选择酶和底物，以便在酶反应内产生的氧化产物是因微生物劣化引起的劣化所产生的典型的挥发性化合物。因此，随着食品变质，当在包装2内部生成该化合物时，该化合物在指示剂4内引起被视为指示剂4变色的反应。

指示剂4，其着色剂以及酶和底物是根据现有技术的技术，因此在此不再更充分地描述。

当包装2老化时，氧气逐渐渗透到包装内，和在包装2内的食品变质。或者，包装2可例如在运输期间或者放置在货架上时不被注意地损坏。印刷在包装材料2上的指示剂4例如与渗透到包装2内的氧气反应，从而通过变色指示在包装2经历环境之后的一定时间内包装2的老化。

通过指示剂的变色，指示剂4有效地指示包装的老化，包装的老化和/或包装的破损。基于指示剂4的变色，消费者能直接在指示剂内看到包装2受到环境影响的时间，例如在商店货架上的时间或者包装的时刻。

根据该实施例，一旦在食品包装2的指示剂4内被告知变色，则藉助识别装置可读取包含在指示剂4内的条形码5。一旦找到包含在所讨论的标识符5内的产品的批号和制造时间，则可从数据库中检测到包括在相同批次内的其它包装的位置。之后，告知上述指示标志，并检测相应产品的情况。撤销劣化产品。

实施例2

该试验的目的是通过氧气的作用指示印刷指示剂的颜色变化。制备下述指示剂的着色剂：

25ml亚甲基蓝/水溶液(10mg亚甲基蓝/1ml水)

25ml Na₂SO₃(水溶液，50mg Na₂SO₃/1ml水)

10ml聚乙二醇400

加热该混合物至沸腾并冷却到室温。将清漆(Sicpa 1100，pH6.2)以1∶1的关系混合到该混合物内。将新鲜制备的指示剂色彩混合物放入到喷墨打印机的墨盒内，并使用喷墨打印机在电晕处理过的光亮聚乙烯箔上印刷。就在印刷之后，印刷的色料是浅色的，但在2小时的氧气作用下变为蓝色。

实施例3

该试验的目的是通过在有限的空间内(食品劣化所产生的)有机酸的作用指示印刷的指示剂颜色的变色。制备下述指示剂的着色剂：

25ml reazurine/水溶液(2mg/ml水)

25ml Sicpa 1100清漆

将新鲜制备的指示剂着色剂放入到喷墨打印机的墨盒内，并使用喷墨打印机在电晕处理过的光亮聚乙烯箔上印刷。就在印刷之后，所印刷的颜色是蓝紫色，在含有200ppm甲酸、200ppm乙酸或水的50ml玻璃烧瓶内密封在聚乙烯箔上印刷的1×1片指示剂。指示剂不与酸或水接触。密封在含有酸的烧瓶内的指示剂的颜色在约2小时内变红。在含有水的烧瓶内，指示剂的颜色保持相同。

本发明不仅仅限于以上所述的实施方案实施例，相反，可在所附权利要求定义的本发明思想的范围内做出各种改性。

Claims (25)

1.一种非破坏包装的、通过将指示剂附着到包装材料上来告知因泄漏、氧气含量和/或包装内产物劣化引起的变化的方法，其特征在于：

-在密封包装之前，使用滴流技术，与包装相结合将指示剂直接附着到包装材料的表面上；和

-通过指示剂的变色，来指示包装的泄漏、氧气含量的变化和/或产物的劣化。

2.权利要求1的方法，其特征在于使用喷墨技术将指示剂附着到包装材料表面上。

3.权利要求1或2的方法，其特征在于当印刷时，指示剂是有效的，或者在印刷之后使指示剂变得起作用。

4.权利要求1-3任何一项的方法，其特征在于在将指示剂附着到包装材料表面上之前，将指示剂的各组分混合，或者将指示剂的各组分逐步附着到包装材料表面上。

5.权利要求1-4任何一项方法，其特征在于通过使指示剂经历引起和/或促进活化的条件，从而活化指示剂。

6.权利要求1-5任何一项方法，其特征在于指示剂包括着色剂混合物，它针对氧气含量的变化，包装内pH的变化，和/或与产品劣化相关所产生的化合物发生反应。

7.权利要求1-6任何一项方法，其特征在于因氧化和/或通过间接机理导致指示剂的颜色变化，其中所述间接机理基于pH变化和/或基于因催化剂，优选酶引起的反应。

8.权利要求1-7任何一项方法，其特征在于肉眼注意到指示剂变色和/或藉助自动读取技术来读取指示剂的变色。

9.权利要求1-8任何一项方法，其特征在于包装材料可以是纸浆、塑料和/或玻璃基包装材料和/或任何其它通用的包装材料和/或这些的配混材料。

10.一种非破坏包装的、通过将指示剂附着到包装材料上来探测包装的方法，其特征在于：

-在密封包装之前，使用滴流技术，与包装相结合将指示剂直接附着到包装材料的表面上；和

-藉助指示剂探测该包装。

11.权利要求10的方法，其特征在于使用喷墨技术将指示剂附着到包装材料表面上。

12.权利要求10或11的方法，其特征在于由指示剂形成个别化包装的标识符。

13.权利要求12的方法，其特征在于标识符是一维、二维或三维标识符；其中线性、二维或三维条状标识符结合形成一个符号的配混条状标识符，或者HTML条状标识符。

14.权利要求12或13的方法，其特征在于标识符包括产品的批号和制造时间。

15.权利要求10-14任何一项的方法，其特征在于：

-读取由附着到包装上的指示剂形成的标识符，

-藉助读取标识符，从数据库中提取包装的生产数据，

-探测包括在相同批次内的包装。

16.权利要求15的方法，其特征在于对于包括在相同批次内的被探测的包装进行分类决定。

17.权利要求15或16的方法，其特征在于藉助自动读取技术读取标识符。

18.权利要求15-17任何一项的方法，其特征在于通过将探测头连接到计算机上和/或藉助无线数据传输技术，传输包括在标识符内的读取信息。

19.一种使用附着到包装上的指示剂来告知因泄漏、氧气含量或包装内产品劣化引起的变化的包装，所述包装由纸浆、塑料和/或玻璃基包装材料和/或任何其它通用的包装材料和/或这些的配混材料组成，其特征在于，在密封包装之前，通过使用滴流技术，与包装相结合将指示剂附着到包装材料表面上，形成包装。

20.权利要求19的包装，其特征在于使用喷墨技术将指示剂附着到包装材料表面上。

21.权利要求19或20的包装，其特征在于指示剂被形成为个别化包装的标识符。

22.权利要求19-21任何一项的包装，其特征在于包装是食品、药品或化妆品的包装。

23.一种探测包装的体系，其特征在于该体系包括：

-与包装相结合将指示剂附着到包装上的滴流装置，

-读取和/或识别附着到包装上的指示剂用的读取和/或识别装置，

-探测在具有包装的相同批次内包括的包装用的数据库。

24.权利要求23的体系，其特征在于读取和/或识别装置包括激光扫描仪、CCD扫描仪和/或点、线或矩阵结构的检测头，优选CCD或CMOS元件。

25.权利要求23的体系，其特征在于读取和/或识别装置包括激光扫描仪、CCD扫描仪和/或利用点、线或矩阵结构的检测头，优选CCD或CMOS元件的装置。

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