JP6913740B2 - 磁化部分を含む包装材料、及び材料を磁化する方法 - Google Patents

Description

本発明は、包装材料から形成されるように意図されている包装容器１つ当たり少なくとも１つの検出可能情報伝達マークを含む包装材料に関する。より詳細には、本発明は、複数の磁化インク部分を有する包装材料、包装材料を磁化するデバイス、包装材料を製造するシステム、及び包装材料を磁化する方法に関する。

果汁、ＵＨＴ（超高温処理）牛乳、ワイン、トマトソースなどの多くの注入可能な食品が、殺菌包装材料で製造されたパッケージで販売されている。食品を充填する前にウェブから切断された個々のシート又はブランクスとして、又はパッケージの充填、密封及び形成の工程中にチューブを形成すべきウェブとして、包装材料を供給してもよい。

光学案内マークは、包装材料をパッケージに折り曲げて密封する場合に動作を案内する動作関連情報を伝達するために、個々のシート又はウェブの上に設けられている。装飾又は製品情報を印刷するシート又はウェブの印刷中に、光学マークを設ける。望ましくないことに、光学マークは、パッケージの外部になる箇所の大幅な面積を費やす。マークの物理的サイズを減少することによって、このような望ましくなく費やされる外面を減らす試みが行われている。しかし、物理的サイズの減少は、マークが小さすぎて利用できる光学機器によって最小限の必要な精度で検出することができない下限に制限される。

磁気マークを有する包装材料の開発は、光学マークの上述の問題を克服した。

国際公開第２０１２／０７２３０９号パンフレットには、パッケージ１つ当たり少なくとも１つの検出可能な磁化可能部分を含む包装材料が開示されている。磁化可能部分を、パッケージの内部（即ち、消費者から離れる）に面するように意図されているシート又はウェブの側面に印刷してもよい。一旦磁化されると、磁化可能部分は、パッケージの形成及び仕上げを向上させる準備機能に位置合わせされた磁場パターンを伝達する磁気マークを与える。準備機能は、折り目線、開口部、又はパッケージの外部印刷を含む。

包装材料製造工程の初期段階中に、磁化可能部分を製造してもよい。代わりに、準備機能を形成すると同時に、磁性を磁化可能部分に与えてもよく、これによって、準備機能の動作への磁気マークの位置合わせを保証する。例えば、折り目付きシート又はウェブにおいて、磁気マークは、折り目付けローラで磁石を介して磁気マークの磁性を得る。国際公開第２０１６／０４５９９４号パンフレットに開示のように、磁石を折り目付けローラの周囲に置いてもよい。シートが折り目付けローラを通過して折り目を形成する時に、磁石は、シート（又はウェブ）上の磁化可能部分に磁場を与える。

時々、折り目無しウェブ又はシートを使用して、本出願人によって提供されたＴｅｔｒａ Ｆｉｎｏ Ａｓｅｐｔｉｃ（登録商標）（ＴＦＡ）などの枕型パッケージを形成する。折り目無しシートからのパッケージの形成中に、折り目付けローラ又はツールは、使用されず、又は必要とされない。更に、
（ｉ）折り目付け機能が無い磁石のみを有する疑似折り目付けローラ、又は
（ｉｉ）シートへの磁気インクの印刷に同期される磁石を有する分離ローラ
を使用して、折り目無し包装材料における磁化可能部分を磁化することは、高価であり、且つ、処理して設置するのが困難である。

従って、折り目無し包装材料上の磁化可能部分に磁性を与える代替の方法及びデバイスの必要性がある。

本発明の第１の態様によれば、食品を含むパッケージ用の包装材料を磁化するデバイスであって、
デバイスに包装材料を供給する供給機であって、包装材料は磁化可能インクの複数の部分を有する供給機と、
包装材料に塗布されたインクの部分を磁化する少なくとも１つの磁石を有する静的棒と
を含むデバイスを提供する。

第１の態様の幾つかの実施形態において、デバイスは印刷機である。本発明の第１の態様の他の実施形態において、デバイスは充填機である。

本発明の第２の態様によれば、包装材料を製造するシステムであって、
包装材料を磁化する、前述の請求項のいずれか一項に記載のデバイスと、
押出機と、薄層を設けて磁化包装材料を積層するローラプレスニップとを含む少なくとも１つの積層ステーションと
を含むシステムを提供する。

本発明の第３の態様によれば、食品を含むパッケージ用の包装材料を磁化する方法であって、
磁化可能インクの複数の部分を包装材料に塗布するステップと、
塗布インク部分を有する包装材料を、複数の静磁石を通過して移動させて、インク部分を磁化し、磁化包装材料を形成するステップと
を含む方法を提供する。

本発明の第４の態様によれば、食品の密封パッケージを製造する包装材料であって、
包装材料に剛性を与えるベース層と、
ベース層に塗布された磁化可能インクの少なくとも１つの長方形部分と、
ベース層及び磁化可能インク部分に塗布され、ベース層及び磁化可能インク部分を覆う少なくとも１つの薄層と
を含み、
長方形磁化可能インク部分の短辺の長さは、約２ｍｍと６ｍｍとの間、好ましくは約３ｍｍと５ｍｍとの間、より好ましくは約３．９ｍｍと４．１ｍｍとの間であり、
長方形磁化可能インク部分の長辺の長さは、約７ｍｍと１３ｍｍとの間、好ましくは約８ｍｍと１２ｍｍとの間、より好ましくは約９ｍｍと１１ｍｍとの間である
ことを特徴とする包装材料を提供する。

第４の態様の幾つかの実施形態において、長方形磁化可能インク部分の短辺の長さは、約４ｍｍである。好ましい実施形態において、ベース層に塗布された時の長方形磁化可能インク部分の短辺は、包装材料の進行方向と平行であるように方向を合わせられている。第４の態様の幾つかの実施形態において、磁化可能インクの少なくとも１つの長方形部分は、約４ｍｍ×１０ｍｍの寸法を有する。

本発明の幾つかの好ましい限定されない実施形態を、添付図面を参照して一例として説明する。

本発明の実施形態による包装材料を製造するシステムを例示する。 図１のシステムの動作中に形成される包装材料の側断面図である。 包装材料に塗布された追加層を有する図２Ａ中の包装材料を示す。 本発明の一実施形態による、磁気インクを包装材料のウェブに塗布して塗布インクを磁化する印刷機の上面及び部分斜視図である。 位置Ｙからの図３Ａ中の印刷機の正面図である（包装材料を供給するリールは、理解しやすいように省略されている）。 位置Ｚからの図３Ａ中の印刷機の側面図である（磁化可能インク塗布器と包装材料を供給するリールとは、理解しやすいように省略されている）。 本発明の実施形態によって製造された包装材料からパッケージを形成して充填する充填機を示す。

図１は、包装材料１０４を製造するシステム１００を例示する。システム１００において、リール１０８は、包装材料１０４、例えば堅い紙のベース層を供給する。リール１０８からのベース層は、磁気インク印刷機１０９を通過する。印刷機１０９は、磁化可能インク塗布器１１２と、磁石１２０を有する静的棒１１６とを含む。不図示であるが、棒１１６は、複数の磁石１２０を有してもよい。ベース層が塗布器１１２を通過する時に、磁化可能インク（図示せず）の１つ又は複数の部分を、ベース層の表面に塗布する。次に、塗布された部分は、磁石１２０のそばを通過して塗布部分を磁化し、これによって、ベース層に１つ又は複数の磁場マークを設ける。各部分は、ベース層１０４に別の部分と異なる独特の磁場パターンを与えてもよい。しかし、各部分は同じ磁場パターンを与えることが好ましい。印刷機１０９について、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを参照してより詳細に後で説明する。

次に、印刷機１０９からの１つ又は複数の磁化インク部分を有する包装材料１０４は、ローラ１２４及び１２８の間を通過する。同時に、押出機１３６からの薄層１３２を、１つ又は複数の磁化インク部分にわたって材料１０４に塗布する。ローラ１２４及び１２８の通過の直後に、包装材料１０４は、図２Ａに示すような多層構造を有する。図２Ａにおける包装材料２００は、ベース層２０４及び磁化インク部分２０８を有する。薄層２１２は、ベース層２０４及びインク部分２０８を覆う。薄層２１２は、例えば、強化、高伸縮性、メタロセン触媒、低線密度（ＬＬＤ）ポリエチレンを含むヒートシールプラスチック材料であってもよい。好ましくは、冷却前の押出コーティングによって、層２１２を、溶融状態でベース層に積層する。図１及び図２Ａに例示しないけれども、薄層２１２に、アルミニウム箔などの酸素バリア材料の層を塗布することもできる。次に、この酸素バリア層を、パッケージの形成後に食品と接触する最内層を形成するヒートシールプラスチック材料の別の薄層で覆ってもよい。従って、図２Ａに示す包装材料２００において、包装材料２００から必然的に形成されるパッケージの内側又は内部に面するベース層２０４の表面にインク部分２０８を塗布する。代替の実施形態において、包装材料から必然的に形成されるパッケージの外側又は外部に面するベース層２０４の表面にインク部分２０８を塗布する。この代替の実施形態において、次に、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、メタロセン触媒（ｍ−ＬＬＤＰＥ）などの束縛構造触媒の存在下で重合されたＬＬＤＰＥ、又は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）又はポリプロピレン単独又は共重合体などのポリエチレン又はポリプロピレンなどのポリオレフィン重合体、又はこれらの重合体の何れかを含む重合体ブレンドなどの熱可塑性重合体のヒートシール可能な層で、インク部分２０８を覆う。

磁化インク部分２０８の形状及び面積は、特に限定されない。例えば、インク部分２０８の形状を、長方形、正方形、円形、卵形、長形、及びこれらの形状の組み合わせからなる群から選択してもよい。部分２０８の面積は通常、２５０ｍｍ^２未満、好ましくは１５０ｍｍ^２未満、より好ましくは２５ｍｍ^２未満である。幾つかの実施形態において、インク部分２０８は長方形である。インク部分２０８が長方形である場合、長方形の短辺は、約２ｍｍと６ｍｍとの間、好ましくは約３ｍｍと５ｍｍとの間、より好ましくは約３．９ｍｍと４．１ｍｍとの間の長さを有することが好ましい。長方形の長辺は、約７ｍｍと１３ｍｍとの間、好ましくは約８ｍｍと１２ｍｍとの間、より好ましくは約９ｍｍと１１ｍｍとの間の長さを有する。長方形のインク部分２０８の最も好ましい寸法は、４ｍｍ×１０ｍｍである。本発明者らは驚べくことに、長方形のインク部分が、検出及び測定し易い磁気プロファイル又は信号を発することを見出した。他の利点としては、磁気プロファイルが既存の読取機によって検出可能であり、これによって高価な新しい読取装置の必要がないことである。

磁化可能インクは、磁化可能粒子、溶媒及び結合剤を含む。磁化可能粒子は、磁鉄鉱又は磁赤鉄鉱又は赤鉄鉱であってもよい。結合剤を、アクリレート、スチレンアクリル共重合体などのアクリル、ポリウレタン、ニトロセルロース、ポリアミド及びラテックスからなる群から選択してもよい。一方の結合剤が、磁化可能粒子をインク中で均一に分散させるような分散剤としての機能を果たし、他方の結合剤が包装材料への接着剤としての機能を果たす２つの結合剤を、この群から選択してもよい。結合剤の量は、重量でインクの１５％と７０％との間、好ましくは１５％と６０％との間、好ましくは２０％と５５％との間であってもよい。インクは、ワックス及び／又は消泡剤などの添加剤を更に含んでもよい。ワックスを、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン、ポリアミド、エチレン酢酸ビニル、エチレン酢酸ブチル、エチレンアクリル酸及びポリテトラフルオロエチレンからなる群から選択してもよい。消泡剤は、シリコーン又は鉱油を含んでもよい。溶媒を、エタノール、酢酸エチル、水、イソプロパノール、グリコール、又は遅延溶媒を含む群から選択してもよい。磁化可能粒子の量は、重量でインクの１５％と４０％との間、好ましくは３０％と３５％との間であってもよい。磁化可能粒子のサイズは、０．１μｍと２．５μｍとの間、好ましくは０．１μｍと０．８μｍとの間、又は好ましくは０．４μｍと１．５μｍとの間、好ましくは約０．３μｍ又は１μｍであってもよい。

再度、図１について説明すると、包装材料１０４は、ローラ１５２及び１５６の間を通過する前に、別のローラ１４０の周囲を通過する。材料１０４がローラ１５２及び１５６の間を通過する時に、押出機１４８からの薄層１４４を包装材料１０４に更に塗布する。層１３２に対向する材料１０４の面に、層１４４を塗布する。ローラ１５２及び１５６の通過の後に、包装材料１０４は、図２Ｂに示す多層構造を有する。図２Ｂに示す包装材料２２０は、図２Ａに上述のように、ベース層２０４、磁化インク部分２０８及び薄層２１２を有する。薄層２２４は、薄層２１２に対向するベース層２０４の面を覆う。薄層２２４は、薄層２１２に対して上述のようなヒートシールプラスチック材料であってもよい。

ローラ１５２及び１５６の間を包装材料１０４が通過した後に、磁化及び積層された包装材料２２０を修正するために、１つ又は複数の動作ユニット１６０がシステム１００に設けられる。ユニット１６０によって実行される動作の例は、包装材料の補修、又は包装材料２２０への装飾アートワークの印刷を含む。しかしながら、動作ユニット１６０をシステム１００に含むことは必須ではない。

動作ユニット１６０及びローラ１６４及び１６８の間の通過の後に、例えば図４に後述の充填機１７０で、後で使用するために、包装材料をリール１６９に巻く。

図１に示さなれていないが、追加押出機を、動作ユニット１６０とニップローラ１６４及び１６８との間でシステム１００に組み込んでもよい。この追加押出機を使用して、包装材料１０４の印刷された磁気マーク及び印刷された装飾パターンの上部に最外薄層を押出コーティングする。

図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、磁気インク印刷機３００、及びインク３２４の部分を包装材料３０４に塗布して磁化する際の印刷機の使用を例示する。印刷機３００は、磁化可能インク塗布器３１６と、複数の磁石３２８を有する静的棒３２０とを含む。磁石３２８は、電磁石又は永久磁石、例えば棒磁石であってもよい。磁石３２８は、棒３２０の表面にあってもよく、又は棒３２０の内部、例えば棒３２０の凹部に収容されてもよい。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、棒３２０を塗布器３１６に隣接して設置する。しかしながら、棒３２０と塗布器３１６との間の距離は、特に重要でない。例えば、棒３２０は塗布器３１６に当接してもよく、又は棒３２０は、約１０００ｍｍ、５００ｍｍ、２００ｍｍ、１００ｍｍ、５０ｍｍ、２５ｍｍ、１０ｍｍ又は５ｍｍだけ、塗布器３１６から離れていてもよい。磁石３２８を包装材料３０４に出来るだけ近くするために、棒３２０を更に位置決めする。好ましくは、磁石３２８と材料３０４との間の図３Ｃ中の距離「Ｄ」は、約２ｍｍ又は約１ｍｍ又は１ｍｍ未満である。この結果、材料３０４が棒３２０を通過して棒３２０に近づいていくときに、インク部分３２４が磁化される。

図３Ａ中の破線は、形成されるべき個々の包装容器を規定する。各包装容器は、磁化インク部分３２４を有する。図３Ａ中の磁化インク部分３２４は長方形であるが、インク部分３２４は、正方形、又は任意の他の適切な形状であってもよい。好ましくは、インク部分３２４は長方形である。より好ましくは、長方形のインク部分３２４のサイズは、約４ｍｍ×１０ｍｍであり、長方形の短辺の４ｍｍの辺が、図３Ａ中の実線の矢印で示すように包装材料３０４の進行方向と平行となる。

印刷機３００は、次の通りに使用される。包装材料３０４、もっと正確に言えば、包装材料の一部を後で形成するベース層を、図３Ａ及び図３Ｂ中の実線の矢印で示すように、リール３１２から印刷機３００の方へ供給する。包装材料又はベース層３０４が塗布器３１６の下を通過する時に、磁化可能インク部分３２４を材料３０４に塗布する。次に、塗布された部分３２４は、静的棒３２０上の磁石３２８のそばを通過して、部分３２４を磁化し、これによって、包装材料又はベース層３０４に１つ又は複数の磁場マークを設ける。次に、包装材料３０４は、図１に示すシステム１００で更なる処理を受ける、又はパッケージの充填及び形成の前に代替の動作を受ける。

理論によって拘束されることを望むものではないが、印刷機３００の後に得られる磁化インク部分３２４から放射される磁場は、例えば折り目付けローラを含む既存の方法を用いて形成された他の磁化マークの磁場と類似しないと考えられる。磁化可能インク部分のサイズ及び面積は、磁場マーク、即ち磁性を伝達するインク部分の一部の幾何学的サイズよりも大きい。もっと正確に言えば、印刷インク部分３２４の全部又は実質的に全部が印刷機１０９及び３００によって磁化されるので、磁化インク部分３２４から生じる磁気プロファイルは、印刷されたインク部分３２４の物理的境界（即ち、サイズ、形状及び面積）に依存する。磁気プロファイルのサイズ及び形状は、包装材料又はベース層が静的棒上の磁石の下を通過する際の、包装材料又はベース層の速度に左右されない。好ましくは、印刷されたインク部分３２４の全部が磁化することを保証するのに役立つために、磁石３２８のサイズは、インク部分３２４のサイズよりも大きい。

図４に示すように、図１中のシステムによって製造された包装材料１０４を、リール１６９から巻き出されて、充填機１７０に供給する。充填機１７０では、包装材料が一端で封止されたチューブを形成し、パイプ１７２から食品を充填し、再度密封して食品を密閉し、包装材料を切断して、パッケージ１７６を形成する。充填中、磁気マーク読取機（図４に示していない）は、包装材料１０４、２２０の上の磁化インク部分２０８から生じる磁場を検出して、パイプ１７２及び他の密封及び切断要素（図示せず）に包装材料１０４の位置を同期させる。パッケージを製造及び充填する際にチューブに形成された任意のねじれも、検出可能である。次に、このような望ましくないねじれを補正して、動作を向上させ、適切に形成、充填及び密封されたパッケージ１７６の歩留まりを上げる。充填機１７０の一部として行われることがある他の動作（図示せず）は、包装材料の滅菌、任意のチューブねじれを補正するための磁場マーク（及び印刷デザイン）への位置合わせ、開口装置の適用、開口の位置合わせ、カスタマイズされた折り目付け、完成した包装材料の外側へのエンボス加工又は印刷、及び／又は包装材料の切断を含む。充填機は、包装材料に塗布されたインクの部分を磁化する少なくとも１つの磁石を有する静的棒（図示せず）を含んでもよい。

Claims (12)

1. 食品を含むパッケージ（１７６）用の折り目無し包装材料（１０４、２００、２２０、３０４）を磁化するデバイス（１０９、３００）であって、
   前記デバイス（１０９、３００）に前記折り目無し包装材料（１０４、２００、２２０、３０４）を供給する供給機と、
   前記折り目無し包装材料（１０４、２００、２２０、３０４）に磁化可能インク（２０８、３２４）の複数の部分を塗布する磁化可能インク塗布器（１１２、３１６）と、
   前記折り目無し包装材料（１０４、２００、２２０、３０４）に塗布された前記磁化可能インク（２０８、３２４）の前記複数の部分を磁化する少なくとも１つの磁石（１２０、３２８）を有する静的棒（１１６、３２０）と、
   を備える、デバイス（１０９、３００）。
2. 前記磁化可能インク塗布器（１１２、３１６）は、磁化可能インク（３２４）の長方形部分を前記折り目無し包装材料（１０４、２００、２２０、３０４）に塗布するように構成されており、磁化可能インク（３２４）の長方形部分の短辺の長さは、約２ｍｍと６ｍｍとの間、又は約３ｍｍと５ｍｍとの間、又は約３．９ｍｍと４．１ｍｍとの間であることが好ましいことを特徴とする、請求項１に記載のデバイス（１０９、３００）。
3. 前記静的棒（１１６、３２０）は、複数の磁石（１２０、３２８）を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のデバイス（１０９、３００）。
4. 前記磁石又は複数の磁石（１２０、３２８）のサイズは、磁化可能インク（２０８、３２４）の前記部分のサイズよりも大きいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のデバイス（１０９、３００）。
5. 前記磁石又は複数の磁石（１２０、３２８）は、使用中に、前記磁石又は複数の磁石（１２０、３２８）と前記折り目無し包装材料（１０４、２００、２２０、３０４）との間の距離が、５ｍｍ未満、又は２ｍｍ未満、又は１ｍｍ未満であるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のデバイス（１０９、３００）。
6. 前記折り目無し包装材料（１０４、２００、２２０、３０４）から形成されるべき包装容器（１７６）１つ当たり１つのみの磁化インク部分（２０８、３２４）を塗布するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のデバイス（１０９、３００）。
7. 包装材料（１０４）を製造するシステム（１００）であって、
   前記折り目無し包装材料（１０４）を磁化する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のデバイス（１０９）と、
   押出機（１３６、１４８）と、薄層（１３２、１４４）を設けて前記磁化された折り目無し包装材料を積層するローラプレスニップ（１２４、１２８、１５２、１５６）とを含む少なくとも１つの積層ステーションと
   を含むシステム（１００）。
8. 前記磁化及び積層された折り目無し包装材料（２００、２２０）を補正する少なくとも１つの動作ユニット（１６０）を更に含み、前記少なくとも１つの動作ユニット（１６０）は、補正ユニット、装飾アートワークを前記折り目無し包装材料に塗布する印刷ユニット、及びこれらのユニットの組み合わせからなる群から選択されていることを特徴とする、請求項７に記載のシステム（１００）。
9. 少なくとも２つの積層ステーションを含み、各ステーションは、押出機（１３６、１４８）と、薄層（１３２、１４４）を設けて前記磁化された折り目無し包装材料を積層するローラプレスニップ（１２４、１２８、１５２、１５６）とを含むことを特徴とする、請求項７又は８に記載のシステム（１００）。
10. 食品を含むパッケージ用の折り目無し包装材料を磁化する方法であって、
    磁化可能インクの複数の部分を、前記折り目無し包装材料に塗布するステップと、
    前記塗布されたインク部分を有する折り目無し包装材料を、複数の静磁石を通過して移動させて、前記インク部分を磁化し、前記磁化された折り目無し包装材料を形成するステップと、を含む方法。
11. 前記折り目無し包装材料を、好ましくはフレキソ印刷又はインクジェット印刷によって前記複数のインク部分を塗布する磁化可能インク塗布器を通過して移動させることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記塗布されたインク部分を有する折り目無し包装材料を、前記複数の静磁石から５ｍｍ以内に、又は前記複数の静磁石から２ｍｍ以内に、又は前記複数の静磁石から１ｍｍ以内に移動させることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の方法。
    

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