JP2012528052A - 磁化可能部分を含む包装材料 - Google Patents

Abstract

複数の磁化可能部分を含んだ包装材料が開示される。磁化可能部分は包装材料から形成するパッケージ１個につき少なくとも１個のスポットが備えられる。このスポットは、前記スポットの全面積よりも僅かに狭い面積部分内に磁化される磁化可能粒子を含む。

Description

本発明は、例えば食品パッケージの形成を意図されている磁化可能部分を含む包装材料に関するものである。

包装容器が包装材料から形成される包装技術においては、包装前または包装中に包装容器へと形成されるウェブとして包装材料を供給することは公知である。成形、シール加工、折畳み工程等のパッケージの仕上げ工程においてガイド作動を行うために、例えば光学式に読取られるガイドマークが備えられてきた。このようなガイドマークはしばしば整合マークと称される。光学式読取り用の整合マークは、例えば装飾や製品情報を包装材料にプリントするような包装積層材のプリント工程中に付与される。そのような整合マークによる問題点は、パッケージの外面となる表面の、無視できないほどの面積部分を整合マークが使用することである。他の問題点は、それらの整合マークは、そのプリントがウェブに対して実施される他の作業と良好に整合されていることに依存しなければならないことである。それ故に、包装積層材のウェブにマークを形成する改良された方法を提供することが望まれている。

ＥＰ７０５７５９Ａ１号公報

本発明は、包装積層材に磁気マークを形成できるという理解に基づいている。例えばヨーロッパ特許ＥＰ７０５７５９Ａ１号には、包装材料内の磁気記録媒体に情報を記録することが教示されている。本明細書においては、ウェブから形成することを意図されるパッケージ１個当たり１以上のスポットがウェブに設けられ、磁気式なマーク付けが可能となるようにそれらのスポットは磁化可能粒子を含むということが教示される。

第１の概念によれば、複数の磁化可能部分を含む包装材料が提供されるのであり、その磁化可能部分には、包装材料から形成されるパッケージ１個当たり磁化可能粒子を含む少なくとも１つのスポットが設けられる。

スポットは、基本的には長方形、正方形、円形、楕円形および細長い形状を含むグループから選ばれる幾何学形状とされる。スポットの少なくとも１つは磁気式の位置マークとすることを意図され、２５０ｍｍ² 未満、好ましくは１５０ｍｍ² 未満、好ましくは２５ｍｍ² 未満の面積を有することができる。

スポットは、プリント面積１ｍ² 当たり０．５〜４ｇ、好ましくは１ｍ² 当たり１．５〜４ｇ、好ましくは１ｍ² 当たり約２ｇの量の磁化可能粒子を含むことができる。

材料は、そのウェブが巻上げられるとき、ロールの仮想軸線に平行な方向である横方向と、この横方向に対して直角な長手方向とを定めることができ、少なくとも１つの磁化可能部分はウェブの長手方向に本質的に沿うストリップを含むことができる。このストリップは、区分に分けた部分を含むことができ、１つの部分が包装積層材から形成されるパッケージの各々に存在する。部分間の区分けは、包装積層材から形成されるパッケージのシール加工がその区分け位置で可能となるように位置付けられる。ストリップは、意図したシール加工位置までの所定距離を示す磁気マークを含むことができる。

スポットは、磁化可能粒子、溶剤および結合剤を含む磁化可能インクによって形成されたプリントとして備えることができる。磁化可能粒子は、磁赤鉄鉱および赤鉄鉱を含むグループから選ぶことができる。結合剤はアクリレイト、スチレンアクリルコーポリマーのようなアクリル製品、ポリウレタン、ニトロセルロース、ポリアミドおよびラテックスを含むグループから選ぶことができる。結合剤は、そのグループのうちの２つを含むことができ、そのうちの一方は磁化可能粒子をインク中に均等に分散させるための分散剤として作用し、他方は包装材料に対する接着剤として作用する。結合剤の量はインク重量の２０〜６０％、好ましくは４０〜６０％、好ましくは５０〜５５％とされる。インクは、ワックスおよび（または）消泡剤のような添加剤をさらに含むことができる。ワックスは、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン、ポリアミド、エチレンビニルアセテート、エチレンブチルアセテート、エチレンアクリル酸およびポリテトラフルオロエチレンを含むグループのうちの何れかを含むことができる。消泡剤はシリコーンまたは鉱物油を含むことができる。溶剤は、エタノール、エチレンアセテート、水、イソプロパノール、グリコール、または遅延剤の溶剤を含んで成るグループのうちの何れかを含むことができる。磁化可能粒子の量は、インク重量の１５〜４０％、好ましくは３０〜３５重量％である。

磁化可能粒子の寸法は、０．１〜２．５μｍ、好ましくは０．１〜０．８μｍまたは好ましくは０．４〜１．５μｍ、好ましくは約０．３μｍまたは好ましくは約１μｍである。

実施例１による包装積層材ウェブを概略的に示す斜視図である。 積層構造の例を示す断面図である。 磁化可能部分の位置に関して実施例２による包装積層材ウェブを概略的に示す斜視図である。 磁化可能部分の形状のさまざまな例を示す概略図である。

図１は包装材料ウェブ１００を示し、ここでは複数の磁化可能部分１０２が備えられている。磁化可能部分は、包装材料から形成されるパッケージ１０４毎に少なくとも１つの磁化可能部分１０２が配置されるようにプリントして、分散配置されることが好ましい。点線は仮想であり、パッケージを形成することになる複数の部分を示すことを意図している。磁性材料の消費量、例えば磁化可能インクの消費量を減少するために、磁化可能部分はスポットまたはそのようなものとして、磁気マークを配置しようとする部分に備えられる。光学式マークによる問題点と比較してプリント処理と磁気マークの割当てとの間の位置精度には限界があるので、スポットは磁気マークに必要な実寸法よりも僅かに大きいことが好ましい。従って、何等かの合理的な偏差を扱うことになり得る。実際に使用するプリント技術に関係なくプリントによって包装材料ウェブ１００上の磁化可能部分１０２の位置に通常生じる意図しない変化は、プリント中のウェブの横方向並びに機械方向に現れる。しかしながら、そのようなプリント部分の位置変化は、何れの方向にも１ｍｍを超えることは非常に稀である。そのような変化に対処するために、本発明は、プリントした磁化可能部分の幾何学寸法と、前記部分に望まれる磁気情報の割当てに使用した永久磁石の対応する幾何学寸法との間の独特な関係を少なくとも部分的に基本とする。この関係は、メートル単位で表せば、プリントした磁化可能部分の何れの寸法（長さおよび幅）も前記磁化可能部分に望まれる磁気情報の割当てに使用した永久磁石の対応する幾何学寸法よりも少なくとも３ｍｍ大きくなるであろうと表現できる。換言すれば、使用した永久磁石がプリントするウェブの機械方向にＬｍｍの長さ寸法を有するとすれば、磁化可能部分の対応する長さ寸法は少なくともＬ＋３ｍｍとなるであろう。同様に、プリント中の不可避の意図しない変化に対処して磁化可能部分の十分とされる寸法を得るためには、使用磁石がプリントするウェブの横方向にＢｍｍの幅寸法を有するとすれば、磁化可能部分の対応する幅寸法は少なくともＢ＋３ｍｍとなるであろう。

このようにしてスポットは磁化可能粒子を備えられ、これは磁気マークで与えられ、また、以下にさらに説明されるように、スポットの形状および寸法によれば、被変調磁化（ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｓａｔｉｏｎ）によってさらに複雑な情報を備えることができる。包装材料は積層材か、またはポリマー材料のような単層材料であることが好ましい。

図２は、表面に磁化可能部分２０４のプリントを形成できる１つの紙層２０２と、１層以上のプラスチック皮膜層２０６とを含むことができる包装積層材２００を示す。本明細書では、プラスチック皮膜という用語は食品容器に適当なポリマーを含む何れかの皮膜と解釈すべきである。包装積層材はまた、金属箔層も含むことができる。金属箔層を通して磁気マークを読書きできるようにするために、金属はアルミニュウムのような非強磁性であることが好ましい。磁化可能部分のプリントは、形成するパッケージの意図的に内部に面する積層材のプリントが行われる層の面に形成されることが好ましい。このようにして、パッケージに形成される例えば装飾や製品情報の外面プリントに対して干渉することはない。このプリントは上述で説明したような磁化可能インクを使用して形成されることが好ましい。

図３は、複数の磁化可能部分３０２を含む包装積層材ウェブ３００を示す。磁化可能部分は、包装積層材３００から形成するパッケージ１個当たり少なくとも１以上の磁化可能部分が配置されるように分散される。磁化可能部分は、例えば以下に説明するように磁化可能インクで与えられる磁化可能粒子を含む。磁化可能部分すなわち「スポット」は、想定される磁気マークおよびその意図に応じて、図４に示すようなさまざまな形状を有することができる。スポットは正方形、長方形、円形、楕円形とされることができ、またはウェブの長手方向または横方向に配向された細長い形状にすることができる。スポットの寸法は、想定されるマークの寸法に応じて選ばれる。スポットの寸法は、スポットのプリント加工と磁気マークの付与との間の位置偏差によるあらゆる問題を軽減するために、僅かに大きくされることが好ましい。大きくされたスポットは、勿論のことながら、より強い磁化が可能となり、弱い情報（ｌｏｗ−ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を担持するマークの磁界を増強するのに使用でき、これによりそのマークは特に荒れた信号状態の下での読取りが容易となり、また、ウェブまたはその特定部分に関する情報を担持するように、より複雑な情報を備えることができる。弱い情報を担持するマークについては、スポットは２５０ｍｍ² 以下の面積部分を有することができ、これは正方形スポットでは辺長が約１５〜１６ｍｍに等しく、円形スポットでは直径が約１７〜１８ｍｍとなる。多くの適用例で１５０ｍｍ² 以下の面積部分、また、幾つかの適用例では２５ｍｍ² 以下の面積部分で十分とされる。複雑なデータを担持する磁化可能部分は、細長いスポットまたはバーが適当である。ウェブの長手方向に沿って引伸ばされたような細長い部分を備えることで、ウェブの製造時および（または）パッケージの仕上げ加工中のウェブの移動に際して、複雑なデータの連続的な読書きが巧妙にできるように成る。

プリントしたスポットは、スポット面積１ｍ² 当たり０．５〜４ｇの量の磁性粒子を含むことが好ましい。これより少ない量は磁気情報を与える能力を低下させ、また、これより多い量は情報担持能力を向上させることなく磁化可能インクの消費量を増やすだけである。多い量をプリントすることは、特に高速プリントにおいて問題を生じる。何故なら、インクは凝固による問題を生じるからである。さまざまな条件の下で情報担持能力を保証するためには、好ましい量は１ｍ² 当たり１．５〜４ｇである。読書き、プリント、およびインク消費量の経済性を保証する釣合いの取れた量は、公正に見て、１ｍ² 当たり約２ｇである。

細長いスポットまたはバーの位置付けは、ウェブの長手方向の境界から所定の距離を隔てて位置できる。ここで、バーに備えられるデータは、幾つかの適用例においてウェブの整合に使用することもできる。

細長いスポットまたはバーは、ウェブに沿うストリップを区分に分けた部分とすることができ、形成するパッケージ１個当たり１つの部分が存在するように配置される。区分けは、形成するパッケージのシール加工が磁化可能プリントの存在しない区分け位置にて行えるように位置付けすることが好ましい。ストリップは、シール位置から所定の距離を隔てて配置することでシール位置を指示する磁気マークを有することができる。

磁化可能インクは、磁化可能部分が包装材料に備えられるように、与えられる。このインクは、磁化可能部分の磁気特性を与えるために磁化可能粒子を含む。

インクはさらに溶剤を含む。溶剤の目的は、プリント時にインクを分散させるシステムを流動且つ開口状態に保持することである。溶剤は水ベースまたはモノマーベースとすることができる。溶剤の例はエタノール、エチレンアセテート、水、イソプロパノール、グリコール、または遅延剤の溶剤である。

インクはさらに、アクリレイト、スチレンアクリルコーポリマーのようなアクリル製品、ポリウレタン、ニトロセルロース、ポリアミド、またはラテックスのような結合剤を含む。結合剤は、インクに必要な特性を与えるために、例えば上述したような成分の幾つかの混合物を含むことができる。考慮すべき特性は、インク中に磁性粒子を分散させ且つ安定化させること、処理時に磁性粒子を移動させること、プリントが形成される物質、すなわち積層材の層に対する接着性を与えることを助成することである。考慮すべき他の特性は、プリント後の磁性粒子の保護、および適当なプリント特性の付与である。例えば、結合剤の１つの成分は磁性粒子をインク中に均等に分散させる分散剤として作用できる一方、他の成分は積層材等に接着する接着剤として作用できる。高速プリントに適当なインクを与えるために、結合剤の量はインク重量、すなわち正味重量の２０〜６０％とすることができる。適当な量は４０〜６０％であると見出されている。５０〜５５％の量を使用すれば、良好に作用する。

インクはさらにワックスおよび（または）消泡剤のような添加剤を含むことができる。ワックスは、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリテトラフルオロエチレン、シリコーン、ポリアミド、エチレンビニルアセテート、エチレンブチルアセテート、エチレンアクリル酸等とすることができる。ワックスの量はさまざまであるが、インクが凝固または汚れるのを防止するために十分な量とするべきである。適当な消泡剤はシリコーンまたは鉱物油である。消泡剤の量は、特に高速プリント時においても、移動ウェブに対するプリント中に泡が発生することを防止するために十分な量とするべきである。

インクは、例えば連続して剪断または攪拌することで磁化可能粒子を結合剤と混合して準備される。部分において行うことができる粒子の添加は混合剤が約４０〜５０℃に達すると中断され、例えば消泡剤および（または）ワックスのような何れかの添加剤および流体が直ちに加えられて、直ぐに使用可能なインクが備えられる。

磁化可能粒子は赤鉄鉱または磁赤鉄鉱、またはそれらの組合せとすることができる。これらの鉱物は食品パッケージに適している。何故なら、食物に接触することの制限が全くないからである。磁化可能粒子の量は、インク重量の１５〜４０％、好ましくは３０〜３５重量％である。

磁化可能粒子の寸法、すなわち粒子の想定される形状に応じて粒子の横断長さ、直径等は、磁化可能インクでプリントされたスポットに磁気マークを付与するとき、残留磁界（残留磁気）の多少とも有益な特性を与えることが見出された。小径、すなわち０．１μｍ程度の粒子は良好に分散するが、当然ながら各粒子は少しの残留磁界（残留磁気）しか保持できない。また、結合剤、溶剤等の選択に応じて、そのように小径な粒子の分散は実際のところ争点となり得るものであり、インクの準備および取り扱い時に小径粒子が塊体形成することが争点となり得るのである。一方、大径、すなわち１μｍ〜数μｍ程度の粒子は、当然ながら小径粒子ほど分散しないが、各粒子はより大きい残留磁界（残留磁気）を保持することができ、また、粒子の塊体形成はそれほどはっきりとは見られない。粒子寸法のこれ以上の大径化は、一定に保持されたスポットのインク量で保持できる集合残留磁界（残留磁気）を高めることはないと見出されている。このことから、磁化可能粒子の適当な寸法は、０．１μｍ〜２．５μｍとされる。好ましい寸法は、１実施例では１μｍ〜８μｍ、また、他の実施例では０．４μｍ〜１．５μｍとなる。小径粒子の取り組みでは、例えば分散と塊体形成問題との間の適当な釣合いを与えるために約０．３μｍの寸法の粒子を有するものとすることができる。他の取り組みでは、各個の粒子が十分な強さの磁界を備え、また塊体形成問題を最小限に抑えることができるように約１μｍの寸法の粒子を有するものとすることができる。他の実施例では、上記２実施例の利益の両方を多少備えるために約０．４、０．５、０．６または０．７μｍの粒子寸法を有するものとすることができる。本明細書において、「約」を付して与えられる寸法は、測定するには粒子形状が確かな幾何学寸法を与えられないこと、および粒子の準備処理によって粒子寸法に自然の広がり幅があることの両方に照らして解釈されねばならない。例えば、０．５μｍの粒子寸法が選ばれても、粒子は研磨して準備され、僅かながら不規則な形状を有するのである。従って、平均的な粒子は最大測定可能方向に横断して０．５μｍであり、最小方向に横断すればたったの０．３５μｍである。さらに、最大方向に関して、粒子の８０％は０．４５μｍ〜０．５５μｍに広がり、残りの２０％はその範囲から外れ、特に研磨処理によって生じた一層小さい粒子の側へ外れる。この例は、勿論のことながら、何れの選ばれた寸法にも適用される。この広がりはまた、研磨処理後に粒子をスクリーニングすることで狭めることができる。

Claims (6)

1. 包装材料から形成するパッケージ１個につき少なくとも１個のスポットが形成される複数の磁化可能部分を含んだ包装材料であって、前記スポットは、前記少なくとも１個のスポットの全面積よりも僅かに狭い面積部分内で磁化される磁化可能粒子を含んでいる包装材料。
2. 前記少なくとも１個の磁化可能スポットが規則的な幾何学形状とされている請求項１に記載の材料。
3. 前記少なくとも１個の磁化可能スポットが、長方形、正方形、円形、楕円形および細長い形状を含むグループから選ばれた幾何学形状とされている請求項１または請求項２に記載の材料。
4. 前記少なくとも１個の磁化可能スポットが磁気式な位置マーク付けを意図された請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の材料。
5. 磁気式な位置マークを意図された前記磁化可能スポットが２５０ｍｍ² 未満、好ましくは１５０ｍｍ² 未満、好ましくは２５ｍｍ² 未満の面積を有する請求項４に記載の材料。
6. スポットがプリント面積１ｍ² 当たり０．５〜４ｇ、好ましくは１ｍ² 当たり１．５〜４ｇ、好ましくは１ｍ² 当たり約２ｇの量の磁化可能粒子を含む請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の材料。

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