JP2010208333A - 包装積層体、折り目付けローラー、並びに包装積層体に使用するための層 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、積層体に含まれる少なくとも１種の材料層（２）が磁化可能な粒子を含む包装積層体を提供する。
【解決手段】本発明においては、包装積層体上に折り目線パターンを加える手段と、包装積層体中の磁化可能な粒子を磁化するために磁界を印加する手段とを含むローラーが開示され、包装積層体に使用する層（２）も説明され、層（２）は磁化可能な粒子を含む。
【選択図】なし

Description

本発明は包装積層体に関する。さらに本発明は、包装積層体に折り目線パターンを加える手段を含む折り目付けローラー、並びに包装積層体に使用するための層に関する。

例えば印刷及び包装産業の中では、ウェブ上に印刷による誘導マーキングを設けることによって連続的な材料ウェブ上での作業運転を制御することが通常行われ、これらの誘導マーキングは光電セル又は他の光学デバイスによって検出される。これらのマーキング又は制御マーキングは、多くの場合、その周囲と明確なコントラストをなす色彩の濃淡、好ましくは黒で印刷され、他のマーキング又はパターンの印刷を行わない材料のパネル又は領域に塗工される。また、マーキングは磁気検知可能な材料、あるいは、例えば、穴、折り目線、又は溝穴など、機械的に検知可能なマーキングの補助を受けて設けることができる。

これらの誘導マーキングは、例えば、異なる色のパターンが互いに正確に重なり合うように、異なる色で印刷されたパターンの位置を互いに適合させるための多色印刷の印刷に利用される。他の類似した用途分野は、目的が以前既に印刷された材料のウェブ上に印刷パターンの予め定めた場所へ例えば賞味期限等の印刷を加える場合、又は、目的が印刷パターン及び折り曲げ形成を容易にする折り目線パターンを、互いに位置合わせして提供する場合である。

さらに他の用途分野は、目的が、例えば充填機等において、予め位置を定めた折り目線に沿って材料の折り曲げが行われるように、一方で、印刷パターンを全ての包装で同じ位置に配置し、他方で、上記の折り目線パターンを充填機の成形装置と位置合わせするために包装材料ウェブを正確なパターン長だけ進める場合である。

それらの誘導マーキングの一例は、欧州特許第Ａ−１３１２４１号に記載されている。この種類の誘導マーキングに固有の欠点は、マーキングがある面積を占め、したがって装飾的な図柄を設けることができないことである。他の問題は、機械的な動きがマーキングに擦傷を付ける惧れがあり、その目的のための検出器が誘導マーキングを正しく位置合わせしなくなることである。上記の種類の誘導マーキングを使用する上で生じるさらに他の問題は、誘導マーキングが、折り目付け機の制御に使用されることであり、また次いで充填機の制御にも使用されることである。これは、誘導マーキングに対する折り目線パターンの位置合わせ、及び検出時、及び充填機によって成形する際の許容誤差が最悪の場合互いに加算され、充填機の包装材料の折り曲げが折り曲げ線パターンに関して不正確な場所で行われる結果を招くことを意味する。上述の問題は本技術によって、微調整された製造機械と充填機、及び包装材料の注意深い取り扱いによって最小に抑えられる。

この点については、欧州特許第Ａ−３１７８７９号についても述べるべきであり、これは、包装材料に配置された磁気片の形の磁気誘導マーキングの使用について概説している。この公報は磁気検出器の設計に関するもので、磁気誘導マーキングの設計及び構造については全く記載されていない。包装材料上に配置された磁気片は、まさに光学的に検出可能な誘導マーキングと同様に、包装材料の位置合わせと後続の加工作業における許容誤差に関する問題を伴っている。さらに、これも摩傷を受けることがある。さらに、従来の型の充填機には多くの磁気的な妨害源があり、これは包装材料の充填機への正確な位置検出を妨げる。後者の問題は最後に述べた公報では検出器を特殊な設計とすることで対処している。

したがって、本発明の１つの目的は、誘導マーキングの上記の機能に対する代替の解決策を実現することである。本発明のさらに他の目的は、従来技術における上記の固有の欠点を回避し、又はそれらの機能への影響を少なくとも低減するような代替の解決策を考案することである。

上記の目的は、本発明によって、前書部分で記載した種類の包装材料に、積層体に含まれる少なくとも１層の材料層が磁化可能な粒子を含むという際だった特徴を付与することで達成された。

磁化可能な粒子を有する層を使用することによって、これが最も外側に位置しなくても誘導マーキングを磁気的に読み取ることが可能であり、言い換えれば、誘導マーキングのための自由な表面を残す必要なしに、包装容器の表面全体に装飾図柄を印刷することが可能である。さらに、マーキングが外部の機械的影響で損傷を受ける惧れが低減される。本発明によれば、包装の装飾図柄の形成が情報保持誘導マーキングの形成からこのようにして分離されるので、包装容器の表面全体を情報保持体として使用することがさらに考えられ、必然的に、包装積層体と包装に従来技術のシステムよりもかなり多くの情報を与えることができる。

提供されるさらに他の利点は、包装積層体に折り目線パターンを与える製造段階と粒子を磁化する製造段階とを一体化することが比較的簡単なことである。この利点を利用するよう選択すれば、誘導マーキングと折り目線の間の許容誤差を無くすことが可能であり、必然的に、充填機の設定が誘導マーキングと実際の包装の形成の間の公差を決定することになる。

意図している磁化可能な粒子は、それらが磁界の影響を受けなくなっても磁荷（残留磁気）を保持する。粒子が永久に磁化可能である（十分長期間の残留磁気）と考えられる期間は、意図する用途に応じて当然変化する。粒子によって記憶された情報が充填機の制御を目的とするならば、充填機に使用されるまで材料を輸送し貯蔵するのにかかる期間にわたり、情報は十分良好な品質を保持しなければならない。包装を販売する小売販売に使用される情報を提供することが目的であれば、関連する期限は必然的に延長される。磁気的に記憶された情報を包装の再生等に関して使用することも目的であれば、関連する期限はさらに延長されることがさらに考えられる。磁化可能な粒子の磁荷は新しい磁界を印加して修正することができる。したがって、例えば、充填機が成形作業を正確に制御するために元の情報を読み取り、その後、製品バッチ、小売販売又は包装の追跡に使用するために、製品の種類、包装日付等に関する新しい情報を機械が書き込むことが考えられる。

本発明の好ましい実施形態は付属のサブクレームから明らかであろう。

好ましい一実施形態によれば、包装積層体はプラスチックの基本的な母材を有する層を含み、上記の磁化可能な粒子は基本母材中に混合される。プラスチック層の製造に用いられる方法がプラスチック母材に粒子を混合するのに適しているので、これは、製造技術に関して好ましい実施形態である。

さらに他の実施形態によれば、上記の基本母材は熱可塑性、好ましくはポリオレフィンプラスチックである。熱可塑性プラスチック及び特にポリオレフィンプラスチックは、包装積層体に使用するのに適しており、さらに、製造技術の観点から、粒子の混合に適している。

上記の粒子は、それらが優れた磁気特性（それらは比較的磁化が容易であり、十分な残留磁性を示す）を有するので、金属であることが有利である。

さらに上記の目的は、本発明によって、包装積層体中の磁化可能な粒子を磁化するために磁界の印加手段をさらに含むという際だった特徴を付与した、前書部分で記載した種類のローラーによって達成された。

折り目線パターンと磁気誘導マーキングを１個の同じローラーで加えることによって、従来の折り目ローラーで生じる誘導マーキングの読み取り誤差原因を完全に除去することが可能である。１個の同じローラーを用いることによって、生じるローラー固有の誤差は、もしあるとしても製造公差だけである。磁化可能な粒子を有する本発明による包装積層体によって、折り目付けと磁気誘導マーキングの付加を一体化することが比較的単純に可能になる。印刷は包装材料に隣接する平滑なローラーを必要とするが、折り目付けは隆起部分を有するローラーを必要とするので、印刷と折り目付けを組み合わせることは、一層困難である。

さらに上記の目的は、本発明によって、磁化可能な粒子を含むという際だった特徴を付与した、包装積層体に使用するための層によって達成された。磁化可能な粒子を有する層を分離して予備製造することによって、この段階の製造プロセスを最終包装積層体の製造とは基本的に独立して最適化することが可能である。積層プラントの修正にはコストのかかる資本投資が必要なので、大きな装置改装の必要なく本発明を従来の積層プラントに用いることが可能であれば望ましいことである。引き続き包装積層体の残りの層に互いに積層される層を予備製造することは、積層プロセスの過剰に大きな装置改装を避ける一方法である。また、それらの分離した層は様々な種類のラベルにも使用できる。例えば、缶又は様々な種類の瓶用のいわゆる収縮ラベルである。

さらに上記の目的は、積層体上に作業運転を行う装置によって達成され、装置は、上記の作業運転を行う手段を含み、積層体中の磁化可能な粒子磁界を磁化する磁界を印加する手段をさらに含む。１個の同じ装置部品を用いて、作業運転を行い磁気誘導マーキング又は他の情報を加えることによって、従来の逐次的な作業運転において誘導マーキングを読み取るときに生じる誤差原因を完全に取り除くことが可能であった。１個の同じ装置部品を用いることによって、誤差を生じるのは存在しても装置の製造公差だけである。磁化可能な粒子を有する、本発明による包装積層体によって、異なる作業運転と磁気誘導マーキング又は他の情報の付加とを一体化することが比較的簡単に可能になる。それらの一体化作業運転の例は、打ち抜き運転に位置を合わせて磁気マーキングを加える磁気デバイスをパンチ型が作動させるのと同時に半製造プラスチックバッグを打ち抜くことであろう。運転が行われるのと同時に磁気情報を加えるのが適切であろう他の作業運転は、例えば、半製造のプラスチックバッグのジョイント溶接、様々な種類の積層体への印刷、あるいはエンボス加工、パーフォレーションなどの他の加工運転である。磁化と加工運転の組み合わせは、無論、ローラーを備える装置で行うことができるが、例えば溶接、打ち抜き、印刷、又は他の類似の作業運転を実施するための平坦なプレートでも行うことができる。

ここで、例示の目的のために本発明の現在好ましい実施形態を示す、添付の概要図を参照して、本発明を以下にさらに詳細に説明する。

（好ましい態様の詳細な記述）
図１から明らかなように、第１の実施形態による包装積層体は、完成包装の外側を構成するものの側から数えて、例えばポリエチレンプラスチック（ＰＥ）の封止層１、磁化可能な粒子を混合した鉱物充填熱可塑性プラスチック（例えばポリオレフィンプラスチック）の情報層２、例えばＰＥの積層体層３、ファイバーベース材料のコア層４、並びに例えばＰＥの封止層５を含む。この包装積層体は冷凍流通に適合する。

適切な鉱物充填ポリオレフィン層２の一例は、ポリオレフィンの基本母材に混合した無機鉱物粒子を鉱物充填ポリオレフィン層の全重量の約５〜８５％有する、ポリオレフィンの基本母材を含む。

使用可能な無機鉱物粒子の例には、ドロマイト、タルカム、チョーク、マイカ、石灰石、大理石、カオリン、珪灰石が含まれる。無機鉱物粒子はドロマイトとタルカム粒子の混合物が好ましく、混合物の重量で計算して、ドロマイト粒子の量は７０〜９０％であり、タルカム粒子の量は１０〜３０％である。

鉱物充填ポリオレフィン層の基本母材は、例えば、プロピレンホモポリマー又はプロピレンとエチレン及び／若しくは他のアルキレンとのコポリマーなどのプロピレンベースのポリオレフィンからなることが好ましい。プロピレンベースのポリオレフィンの一例は、ＡＳＴＭ溶融点が１０以下（２．１６ｋｇ；２３０℃）のプロピレンホモポリマー、又はＡＳＴＭ溶融点が０．５〜５（２．１６ｋｇ；２３０℃）のプロピレンとエチレン及び／若しくは他のアルキレンとのコポリマーとすることができよう。

図２から明らかなように、第２の実施形態による包装積層体は、第１の実施形態と同じ層、並びに例えばＰＥの積層体層６、及び例えばコア層４と最も内側の封止層５の間のアルミニウム箔のバリア層７を含む。積層体層６はバリア層７とコア層４の間に位置する。この包装積層体は非冷凍流通に適合する。

これらの包装積層体の両方とも、良く画定された形態を有する硬質包装に成形することを目的とする。例えば、縦型平行六面体包装はこれらの２つの包装積層体から製造することができる。いわゆるバッグ用の２個の積層体構造を以下に説明する。

第３の実施形態によれば、図３から明らかなように、包装積層体は、完成包装の外側を構成するものの側から見て、例えばＰＥの封止層１、磁化可能な粒子を混合した鉱物充填熱可塑性プラスチックの情報とコアの一体化層２、並びに例えばＰＥの封止層５を含む。この包装積層体は冷凍流通に適合する。

一体化コア層２は第１の実施形態に関して述べたものと同じ種類、すなわち鉱物充填ポリオレフィン層であることが好ましい。

第４の実施形態によれば、図４から明らかなように、第３の実施形態と同じ層、並びに例えばＰＥの積層体層６、及びコア層２と最も内側の封止層５の間の例えばアルミニウム箔のバリア層７を含む。積層体層６はバリア層７とコア層２の間に位置する。この包装積層体は非冷凍流通に適合する。

磁化可能な粒子に使用することのできる金属材料の例は、酸化クロム、酸化鉄、チタン、マンガン又はその混合物である。一例によれば、約０．５μｍの直径を有する実質的に球状の粒子が使用される。実験によって、磁化可能な粒子はある程度の量しか必要ないことが判明した。また、必要な混合の程度は粒子保持層の厚さとともに少なくなることも判明した。また、必要な混合の程度は情報が読み取られる部位の周辺に存在する妨害源の数によっても影響を受ける。さらに、必要な粒子の量は、情報を読み取ることの可能な距離、すなわち読み取りデバイスが材料に対して接することができるかどうか、又は情報層と読み取りデバイスの間に空気の間隙又はいくつかの他の材料層があるかどうかによっても影響を受ける。簡単な装置での試行から、厚さ約５０μｍのフィルムのとき、約０．１重量％の磁鉄鉱を含むプラスチックフィルムは、１枚の紙の層に相当する距離で困難なく読み取ることができることが示された。さらにこれらの試行を従来の充填機で実施し、情報をウェブの案内を行うのに用いた。対応する簡単な装置では、測定が充填機の外部で行われるならば、そのレベルを０．０１重量％まで下げることが可能である。１０倍の厚さの層を有するプラスチック瓶では、この約十分の一の混合レベルを用いることができる。さらに、読み取り運転を直接層に接して行うことができれば、量を減らすことができる。さらに、妨害源を除去することが可能であれば、あるいは、判っている妨害源を補償することが可能であれば、粒子の量をさらに減らすことが可能である。さらに、設計と構造により高い装置費用を負担させることのできる用途、すなわち、コンピュータ用のハードディスクに配設されるような読み取りヘッドと同じ種類の使用が可能な場合には、粒子の量はさらに少なくすることができる。これらの条件下で、約１ｐｐｍ（百万分の一部）まで混合量を低減し、やはり検出可能で技術上使用可能な情報量を得ることが可能である。

混合する磁気粒子の量に関する上限は、それが他の特性（磁性挙動に加えて）を大きく変化させずに、特にどのくらいの量混合できるかによって求められる。例えば、均一な混合又は材料の強い黒色化には困難が生じる。試行によって、１重量％から１０重量％の混合が混合物に大きく影響を与えないことが実証された。他の目的でプラスチックに混合される他の類似した粒子があり、これは混合物にあまり大きな損傷を与えずに９０重量％までの量混合することができる。しかし、ある場合には、黒色化は１重量％で強く、１０重量％では強すぎる。

磁気粒子を混合したプラスチックの製造方法は、熱可塑性プラスチックを溶融し鉱物と添加剤を混合する、いわゆる混練である。磁化可能な粒子は混練段階の間に材料に供給することができる。

図５から明らかなように、本発明による技術は折り目付けと磁化可能な粒子の磁化を同時に行うのに適している。折り目付けローラー１１は、包装積層体１０に折り目をつけるために配設された、隆起１２を画定する多数の折り目線パターンを含む。ローラーは、迂回する包装積層体１０の粒子を磁化するために局部的に配設された永久磁石又は電磁石１３をさらに含む。電磁石１３及び隆起１２は、ローラー１１の回転に連動し、したがって、互いに非常に高精度に位置する。

第５の実施形態によれば、図６から明らかなように、包装積層体は、完成包装の外側を構成するものの側から見て、例えばＰＥの封止層１、紙などのファイバーベース材料のコア層４、磁化可能な粒子を混合した鉱物充填熱可塑性プラスチックの一体化情報層２、並びに、例えばＰＥの内部封止層５を含む。さらに、内部封止層５と情報層２の間に、積層体には例えばアルミニウムのバリア層７が設けられる。この包装積層体は非冷凍流通に適合する。別法の実施形態によれば、包装積層体はバリア層７を省く上記層を含む。これらの包装積層体は冷凍流通に適合する。

第６の実施形態によれば、図７から明らかなように、包装積層体は、完成包装の外側を構成するものの側から数えて、例えばＰＥの封止層１、鉱物充填ポリオレフィンのコア層８、磁化可能な粒子を混合した鉱物充填熱可塑性プラスチックの情報層２、並びに例えばＰＥの封止層５を含む。

本明細書に記載した本発明の実施形態は、付属の請求項に定義されている本発明の範囲から逸脱することなく、多くの修正が可能であることが理解されよう。

例えば、ＰＥフィルムは磁化可能な粒子のキャリアとすることができる。その場合、本発明は、現在冷凍流通及び非冷凍流通用のファイバーベース包装に使用されている従来の包装積層体と一緒に使用することができる。

さらに、ポリエステル（例えばＰＥＴ）、又はＰＡ、又はファイバーベース層（例えば紙層）など他のプラスチックを磁気粒子のキャリアとして使用することができる。ＰＥＴ又はＰＡなどのプラスチックでは、ある場合には、磁化可能な粒子を重合中に原位置で（ｉｎ ｓｉｔｕ）加えることができ、言い換えれば、混練段階が省略されるという利点が与えられるであろう。

冷凍流通に適合する、硬質ファイバーベースの包装用積層体構造を示す図である。 非冷凍流通、いわゆる無菌包装に適合する、硬質のファイバーベースの包装用積層体構造を示す図である。 冷凍流通に適合する、バッグ状包装用積層体構造を示す図である。 非冷凍流通に適合する、バッグ状包装用積層体構造を示す図である。 包装積層体の折り目付けと磁化のためのローラーを示す図である。 冷凍流通に適合する、硬質ファイバーベースの包装用積層体構造を示す図である。 冷凍流通に適合する、バッグ状包装用積層体構造を示す図である。

Claims (17)

1. 複数の折り目線に沿って包装積層体を折り曲げることにより包装容器を製造するために用いられる包装積層体であって、
   前記包装積層体中に含まれる複数の材料層の少なくとも１つがファイバーベースの材料の層を包含し、複数の材料層の少なくとももう１つが磁化可能な粒子を包含し、前記磁化可能な粒子は前記包装積層体から包装容器が形成される前に包装積層体中に存在し、前記包装積層体の表面には複数の折り目線が設けられ、前記複数の折り目線は相隔てられて包装容器を形成するために積層体の折り曲げられる部分に設置され、後の包装積層体上の作業運転を制御するために前記磁化可能な粒子の一部は磁化される
   ことを特徴とする包装積層体。
2. 前記磁化可能な粒子を包含する少なくとも１つの材料層がプラスチックの基本母材を有する層を含み、前記磁化可能な粒子が前記基本母材と混合された、請求項１に記載の包装積層体。
3. 前記基本母材が熱可塑性プラスチックである、請求項２に記載の包装積層体。
4. 前記熱可塑性プラスチックがポリオレフィンプラスチックである、請求項３に記載の包装積層体。
5. 複数の折り目線に沿って包装積層体を折り曲げることにより包装容器を製造するために用いられる包装積層体であって、
   前記包装積層体中に含まれる複数の材料層の１つが磁化可能な粒子を包含し、前記包装積層体中に含まれる材料層の２つが前記包装積層体の最外層を形成する２つの封止層を包含し、前記磁化可能な粒子を包含する１つの材料層が前記２つの封止層の間に設けられ、前記磁化可能な粒子を含有する１つの層は前記包装積層体の内部の層であり、前記内部の層は、前記包装積層体が折り曲げられないときは前記２つの最外の封止層の内側となり、前記磁化可能な粒子は前記包装積層体から包装容器が形成される前に包装積層体中に存在し、前記包装積層体の表面には複数の折り目線が設けられ、前記複数の折り目線は相隔てられて包装容器を形成するために包装積層体が折り曲げられる部分に設置され、後の包装積層体上の作業運転を制御するために前記磁化可能な粒子の一部は磁化される
   ことを特徴とする包装積層体。
6. 前記粒子が金属である請求項１〜５のいずれか一項に記載の包装積層体。
7. 前記磁化可能な粒子が、磁化可能な粒子を含む層の少なくとも０．０００１重量％を構成する請求項１〜６のいずれか一項に記載の包装積層体。
8. 前記磁化可能な粒子が、磁化可能な粒子を含む層の約０．１重量％を構成する請求項１〜７までのいずれか一項に記載の包装積層体。
9. 前記包装積層体の表面に印刷された装飾図柄をさらに包含する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の包装積層体。
10. 複数の材料層を含む包装積層体を包含する包装容器をであって、
    前記包装容器は、包装容器を製造するために包装積層体中に複数の折り目線に沿って折り曲げられる部分を有し、包装積層体に含まれる材料層の１つはファイバーベースの材料の層を包含し、複数の材料層の少なくとももう１つが磁化可能な粒子を包含し、前記磁化可能な粒子は前記包装積層体から包装容器が形成される前に包装積層体中に存在する
    ことを特徴とする包装容器。
11. 前記包装容器の表面に印刷された装飾図柄をさらに包含する、請求項１０項に記載の包装容器。
12. 前記磁化可能な粒子を包含する材料層がプラスチックの基本母材を有する層を含み、前記磁化可能な粒子が前記基本母材と混合された、請求項１０または１１に記載の包装容器。
13. 前記基本母材が熱可塑性プラスチックである、請求項１２に記載の包装容器。
14. 前記磁化可能な粒子が金属である請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の包装容器。
15. 前記磁化可能な粒子が、磁化可能な粒子を含む層の少なくとも０．０００１重量％を構成する請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の包装容器。
16. 前記磁化可能な粒子が、磁化可能な粒子を含む層の約０．１重量％を構成する請求項１０〜１４までのいずれか一項に記載の包装容器。
17. 前記包装積層体が最外表面を有し、磁化可能な粒子を含む１つの層が最外表面と接触していない、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の包装容器。
    を特徴とする装置。

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