NL1016062C2

NL1016062C2 - Method for applying weakening lines in a moving web of packaging material with the aid of a controllable laser beam.

Info

Publication number: NL1016062C2
Application number: NL1016062A
Authority: NL
Inventors: Gert Jan Huizinga
Original assignee: Tetra Laval Holdings & Finance
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2002-03-01
Also published as: WO2002018123A1; AU2001295515A1

Description

Titel: Werkwijze voor het in een voortbewegende baan verpakkingsmateriaal aanbrengen van verzwakkingslijnen met behulp van een bestuurbare laserstraal.Title: Method for applying weakening lines in a moving web of packaging material using a controllable laser beam.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het in een voortbewegende baan verpakkingsmateriaal aanbrengen van verzwakkingslijnen met behulp van een bestuurbare laserbundel, waarbij de verzwakkingslijnen worden aangebracht in register met een op de 5 voortbewegende baan aanwezig regelmatig patroon.The invention relates to a method for applying weakening lines in a moving web of packaging material with the aid of a controllable laser beam, wherein the weakening lines are arranged in register with a regular pattern present on the moving web.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit EP-B-0.357.841. Het regelmatige patroon op de voortbewegende baan bestaat daarbij uit de bedrukking van die baan. Deze werkwijze voldoet uitstekend voor verpakkingen die na het vormen en vullen slechts behoeven te worden 10 dichtgeseald c.q. geplakt zoals sachets voor poeders, wikkels voor candybars en pakken voor koffie e.d. Problemen kunnen ontstaan indien de verpakkingen na het vullen nog andere bewerkingen moeten ondergaan zoals bijvoorbeeld het aanbrengen van een schenktuit bij verpakkingen voor vloeibare inhoud, zoals vruchtensappen, melk e.d. De plaats voor het 15 aanbrengen van zo'n schenktuit moet worden gerelateerd aan de randen van de verpakking, welke randen ten gevolge van een registerafwijking verschoven kunnen liggen ten opzichte van de norm van het bedrukkingspatroon op de materiaalbaan. Het op te lossen probleem bestaat derhalve daarin dat de verzwakkingslijnen in register moeten liggen met de 20 in de materiaalbaan aan te brengen rillijnen, die later de randen van het vloeistofpak vormen.Such a method is known from EP-B-0.357.841. The regular pattern on the moving web consists of the printing of that web. This method is perfectly adequate for packages that after forming and filling only need to be sealed or glued such as sachets for powders, wrappers for candy bars and packs for coffee, etc. Problems may arise if the packages have to undergo other operations after filling, such as for example arranging a pouring spout for packages for liquid content, such as fruit juices, milk, etc. The location for arranging such a pouring spout must be related to the edges of the package, which edges may be offset with respect to the register due to a register deviation. standard of the printing pattern on the material web. The problem to be solved therefore consists in that the lines of weakening must be in register with the creases to be arranged in the material web, which later form the edges of the fluid pack.

De uitvinding verschaft een oplossing voor dit probleem doordat het regelmatige patroon bestaat uit rillijnen, waarvan de plaats wordt gedetecteerd door middel van een optische opnemer.The invention provides a solution to this problem in that the regular pattern consists of crease lines, the location of which is detected by means of an optical sensor.

25 Ten opzichte van de uit EP-B-0.357.841 bekende werkwijze heeft de werkwijze volgens de uitvinding het voordeel dat ook een onbedrukte 2 materiaalbaan kan worden verwerkt bij het vervaardigen van vloeistofverpakkingen. Bij zowel bedrukte als onbedrukte materiaalbanen heeft men de keuze tussen het eerst aanbrengen van de verzwakkingslijnen en vervolgens de rillijnen ofwel het hanteren van de omgekeerde volgorde.Compared with the method known from EP-B-0.357.841, the method according to the invention has the advantage that an unprinted material web can also be processed in the manufacture of liquid packages. With both printed and unprinted webs of material, there is a choice between first applying the weakening lines and then the crease lines or handling the reverse order.

5 Een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin toont: fig. la - een bovenvlak van een vloeistofpak in doorsnede met correct aangebrachte schenktuit; fig. lb - een bovenvlak van een vloeistofpak in doorsnede met 10 foutief aangebrachte schenktuit; fig. 2 - een schema voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding; en fig. 3 - een voorbeeld van het detecteren van een rillijn of een r* verzwakkingslijn met behulp van een optische opnemer.An embodiment of the method according to the invention is further elucidated with reference to the drawing. Herein: fig. La - shows a top surface of a liquid pack in section with correctly arranged pouring spout; Fig. 1b - a top surface of a liquid pack in section with incorrectly arranged pouring spout; Fig. 2 - a diagram for carrying out the method according to the invention; and FIG. 3 - an example of detecting a crease line or a r * attenuation line using an optical pickup.

15 In fig. la is een bovenvlak 1 van een vloeistofpak in doorsnede weergegeven, bestaande uit een meerlaags verpakkingsmateriaal bijvoorbeeld karton-polyetheen-aluminium-polyetheen. Op het vlak 1 is een schenktuithouder 2 aangebracht, voorzien van schroefdraad 3 voor het daarop vastschroeven van een niet weergegeven beschermdop. In de houder 20 2 is een doordrukschenktuit 4 opgenomen.Fig. 1a shows a top surface 1 of a liquid pack in section, consisting of a multi-layer packaging material, for example cardboard-polyethylene-aluminum-polyethylene. A pouring spout holder 2 is provided on the surface 1, provided with screw thread 3 for screwing a protective cap (not shown) onto it. A push-through spout 4 is received in the holder 2.

In de laag karton is een verzwakkingslijn 5 aangebracht, die zodanig is gepositioneerd dat bij het neerwaarts drukken van de schenktuit 4 het bovenvlak 1 langs die verzwakkingslijn 5 scheurt en de schenktuit 4 derhalve in het vloeistofpak kan binnendringen.A weakening line 5 is provided in the cardboard layer, which line is positioned such that when the pouring spout 4 is pressed downwards, the upper surface 1 tears along said weakening line 5 and therefore the pouring spout 4 can penetrate into the liquid pack.

25 In fig. lb is de verzwakkingslijn 5 verschoven ten opzichte van de schenktuit 4, die dientengevolge niet door het bovenvlak 1 van het vloeistofpak kan worden gedrukt. Zo'n verschuiving van een verzwakkingslijn kan bij de werkwijze volgens EP-B-0.357.841 ontstaan wanneer de bedrukking bijvoorbeeld ten gevolge van rek of krimp en/of 3 i ' i optredende slip van de materiaalbaan een registerafwijking ten opzichte van de rillijnen vertoont,In Fig. 1b the weakening line 5 is shifted with respect to the spout 4, which consequently cannot be pressed through the upper surface 1 of the liquid pack. Such a shift of a weakening line can occur in the method according to EP-B-0 357 841 when the printing, for example as a result of elongation or shrinkage and / or slip of the material web occurring, exhibits a register deviation from the crease lines. ,

In het principeschema volgens figuur 2 is het linkergedeelte identiek aan het overeenkomstige deel van fig. 1 van EP-B-0.357.841. De 5 materiaalbaan 10 wordt via geleidingsrollen 11, 12, 13 langs een scanner 14 gevoerd. Deze scanner 14 kan de uit een laserbron 15 afkomstige laserbundel in twee onderling loodrechte richtingen afbuigen en aldus willekeurige figuren - de verzwakkingslijnen - "schrijven" op de materiaalbaan 10. Uiteraard vindt daarbij een brandpuntoorrectie (Z-10 correctie) plaats. De vorm van de te schrijven figuren is afhankelijk van de voortbewegingssnelheid van de materiaalbaan 10, welke door middel van een snelheidsopnemer 16 wordt gemeten. Het "schrijven" van een figuur met de laserbundel in register met het patroon op de materiaalbaan - dat wil zeggen het aanbrengen van een verzwakkingslijn - kan worden bestuurd 15 vanuit een op de bedrukking van de materiaalbaan aangebracht merkteken en met behulp van de als impulsgenerator uitgevoerde snelheidsopnemer 16. Dit merkteken kan ook worden gevormd door de aan de bedrukte c.q. niet bedrukte zijde van de materiaalbaan aangebrachte rillijnen.In the principle diagram according to Fig. 2, the left-hand part is identical to the corresponding part of Fig. 1 of EP-B-0.357.841. The material web 10 is guided via guide rollers 11, 12, 13 past a scanner 14. This scanner 14 can deflect the laser beam from a laser source 15 in two mutually perpendicular directions and thus "write" random figures - the weakening lines - on the material web 10. Naturally, a focal correction (Z-10 correction) takes place. The shape of the figures to be written depends on the speed of movement of the material web 10, which is measured by means of a speed sensor 16. The "writing" of a figure with the laser beam in register with the pattern on the material web - that is, the provision of a line of weakening - can be controlled from a mark applied to the printing of the material web and with the aid of the pulse generator. speed sensor 16. This mark can also be formed by the creases arranged on the printed or non-printed side of the web of material.

De materiaalbaan 10 wordt vervolgens tussen een paar roterende 20 walsen 17,18 gevoerd, die zijn voorzien van complementair uitgevoerde stansvormen voor het aanbrengen van rillijnen in de materiaalbaan 10.The material web 10 is then passed between a pair of rotating rollers 17,18, which are provided with complementary punching shapes for applying creasing lines in the material web 10.

Het door de walsen 17, 18 aan te brengen rillijnenpatroon is zodanig dat door vouwen langs deze rillijnen een vloeistofpak van de gewenste vorm kan worden vervaardigd.The crease pattern to be provided by the rollers 17, 18 is such that a fluid package of the desired shape can be produced by folding along these creases.

25 Het vouwen, vullen en dichtsealen van vloeistofpakken kan % geschieden, uitgaande van vlakke plano's, die gelijktijdig met het aanbrengen van rillijnen uit de materiaalbaan 10 worden uitgesneden. De vervolgbewerkingen vinden dan derhalve plaats op basis van losse eenheidsverpakkingen.Folding, filling and sealing of liquid packs can take place, starting from flat blanks, which are cut out of the web of material 10 simultaneously with the application of creases. The subsequent operations then take place on the basis of individual unit packages.

44

Men kan deze vervolgbewerkingen ook doen plaatsvinden uitgaande van de na het stansen weer op gerolde materiaalbaan 10 die als rol wordt toegevoerd aan een vorm-, afsnij-, vul- en sluitlijn. Deze laatste methode heeft het voordeel dat men ofwel eerst de rillijnen kan aanbrengen 5 en vervolgens de verzwakkingslijnen dan wel de omgekeerde volgorde kan kiezen dat wil zeggen eerst de verzwakkingslijnen aanbrengen en daarna de rillijnen.These follow-up operations can also be effected starting from the rolled material web 10 after stamping which is supplied as a roll to a forming, cutting, filling and closing line. This latter method has the advantage that one can either first apply the crease lines and then choose the weakening lines or the reverse order, i.e. first apply the weakening lines and then the crease lines.

De later aan te brengen schenktuit moet worden aangebracht op een exacte afstand van de rillijn, die de dwarsrand van het bovenvlak van 10 het te vouwen vloeistofpak vormt. Door middel van een optische opnemer 19 wordt het tijdstip gedetecteerd waarop deze rillijn de opnemer 19 passeert. Op een andere plaats wordt eveneens door middel van een optische opnemer 20 het tijdstip vastgesteld waarop een verzwakkingslijn deze opnemer 20 passeert. Indien de verzwakkingslijn in register ligt met bedoelde rillijn 15 bestaat er een vast tijdsverschil tussen de door de opnemers 19, 20 afgegeven signalen. Afwijkingen van dit vaste tijdsverschil worden gemeten door de verschilmeetinrichting 21. Deze afwijkingen kunnen ontstaan door rek/krimp van de materiaalbaan 10 en/of door optredende slip van de materiaalbaan 10 ten opzichte van de aandrijfwalsen. De opnemer 19 20 registreert de lengte-afwijking per verpakkingseenheid in de vorm van een tijdverschil. Om onrustige bijsturing van gemeten afwijkingen te vermijden wordt een aantal metingen - bijvoorbeeld 5 a 10 - door de twee opnemers 19, 20 verzameld en vindt bijsturing plaats op basis van. een berekende, gemiddelde afwijking. De laatste meting van de opnemers 19, 20 vervangt 25 de oudste, in de verschilmeetinrichting 21 bewaarde meting. In afhankelijkheid van het gemeten tijdverschil wordt de laserbron/scanner 15, 14 via de regelinrichting 22 aangestuurd om het starttijdstip van de laserbundel te vervroegen c.q. te vertragen. De verschilmeetinrichting corrigeert de tijdsverschillen bij aanloop (versnellen), uitloop (vertragen) en 30 overgangen naar andere snelheden van de materiaalbaan. Aangezien per i o i 0:1 ύ.The pouring spout to be fitted later must be arranged at an exact distance from the crease line, which forms the transverse edge of the upper surface of the liquid pack to be folded. By means of an optical sensor 19 the time is detected at which this score line passes the sensor 19. At another location it is also determined by means of an optical sensor 20 the time at which a weakening line passes this sensor 20. If the weakening line is in register with the aforementioned score line 15, there is a fixed time difference between the signals emitted by the sensors 19, 20. Deviations from this fixed time difference are measured by the difference measuring device 21. These deviations can be caused by elongation / shrinkage of the material web 10 and / or due to slip of the material web 10 relative to the drive rollers. The sensor 19 records the length deviation per package unit in the form of a time difference. To avoid troubled adjustment of measured deviations, a number of measurements - for example 5 to 10 - are collected by the two sensors 19, 20 and adjustments are made on the basis of. a calculated average deviation. The last measurement of the sensors 19, 20 replaces the oldest measurement stored in the differential measuring device 21. Depending on the measured time difference, the laser source / scanner 15, 14 is controlled via the control device 22 in order to advance or delay the start time of the laser beam. The difference measuring device corrects the time differences at start-up (acceleration), run-out (slow-down) and transitions to other speeds of the material web. Since per i o i 0: 1 ύ.

5 verpakkingseenheid meerdere rillijnen de opnemer 19 passeren - de rillijn voor de onderrand en de bovenrand van het te vormen vloeistofpak, dient de opnemer 19 kort voor het passeren van de relevante rillijn - bijvoorbeeld 10 mm - te worden geactiveerd.In the packaging unit several crease lines pass the sensor 19 - the crease line for the lower edge and the upper edge of the fluid pack to be formed, the sensor 19 must be activated shortly before passing the relevant crease line - for example 10 mm.

5 In fig. 3 is de toepassing van een fotocel voor het detecteren van een rillijn c.q. een verzwakkingslijn weergegeven, waarbij de plaats van de rillijn wordt gedetecteerd door een verandering van het gereflecteerde signaal. Het detecteren van een rillijn kan zowel aan de concave als aan de convexe zijde plaatsvinden.Fig. 3 shows the use of a photocell for detecting a crease line or an attenuation line, the location of the crease line being detected by a change in the reflected signal. The detection of a crease line can take place on both the concave and the convex side.

10 Vloeistofverpakkingen kunnen zijn voorzien van vele soorten schenktuiten en schenkafsluitingen, waarbij men moet trekken c.q. drukken voor het creëren van een schenk/doseeropening. Voor alle tuiten/afsluitingen geldt dat zij goed in register worden aangebracht voor het correct openen, schenken/doseren van de inhoud van déze verpakkingen.Liquid packages can be provided with many types of pouring spouts and pouring closures, wherein one has to pull or press to create a pouring / dosing opening. It applies to all spouts / closures that they are properly registered for the correct opening, pouring / dosing of the contents of these packages.

44

Claims

4

Method for applying weakening lines in a moving web of packaging material with the aid of a controllable laser beam, wherein the weakening lines are arranged in register with a regular pattern present on the moving web, characterized in that the regular pattern consists of crease lines, the rill lines of which location is detected by means of an optical: sensor.

2. Method as claimed in claim 1, characterized in that the signal from the optical sensor for detecting a crease line is compared with a signal from a sensor for detecting a weakening line, wherein the time of application of the weakening line is advanced or abandoned depending on the magnitude and direction of the time difference between the two aforementioned signals.

Method according to claim 1, characterized in that the optical sensor for detecting a crease line or attenuation line consists of a photocell for detecting a difference in reflection.

4. Method as claimed in claim 1, characterized in that the optical sensor for detecting a crease line or a weakening line consists of a laser sensor for detecting a difference in distance.

Method according to claim 1, characterized in that the optical sensor for detecting a crease line or an attenuation line consists of a CCD camera.

A method according to any one of claims 3-5, characterized in that the optical pick-up can be placed on both the concave and the convex side of a crease line.