PT837774E - Sistema de exploração de rótulos por varrimento (scanning) - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

"SISTEMA DE EXPLORAÇÃO DE RÓTULOS POR VARRIMENTO (SCANNING) "

CAMPO TÉCNICO A presente invenção refere-se a um método de rotulagem e especialmente a um método de rotulagem alimentado a partir de um rolo, no qual os rótulos são explorados por varrimento (scanned) e cortados individualmente pelos limites, antes da sua aplicação a uma garrafa ou outro recipiente.

TÉCNICA ANTERIOR

Nos métodos convencionais de rotulagem, alimentados a partir de um rolo, os rótulos são explorados por varrimento [scanned), através de um dispositivo de exploração por varrimento (scanner) electrónico, destinado a detectar uma modificação na coloração, entre uma marca disparadora e os gráficos adjacentes do rótulo. Para que o método funcione de modo adequado, tem de haver uma opacidade suficiente na coloração da marca disparadora; um contraste suficiente entre a cor da marca disparadora e os gráficos adjacentes; e um suficiente afastamento entre a marca disparadora e os gráficos adjacentes, para que o equipamento de exploração por varrimento não confunda um elemento (marca disparadora) com os outros (gráficos). É possível melhorar a precisão da detecção por meio da interposição de um filtro de cor, entre a marca disparadora e o detector, sendo a cor particularmente escolhida para aumentar o contraste. Isso não é conveniente, porque arrasta consigo a troca de filtros e o ajustamento dos 2 níveis da sensibilidade de cada vez que haja uma mudança no material a ser explorado por varrimento. É particularmente assim para as garrafas, que tenham de mudar de rótulo periodicamente.

Os engarrafadores experimentam consideráveis tempos de inactividade resultantes dos problemas associados ao sistema convencional de exploração por varrimento. Isso é particularmente devido à utilização de gráficos mais complexos e mais frequentes mudanças nas embalagens, os quais requerem realinhamento e ajustamento do equipamento de exploração por varrimento. Além disso, a utilização de garrafas estilizadas, diferentemente desenhadas, devido aos contornos da garrafa, requer com frequência rótulos pequenos, reduzindo por isso o espaço disponível entre uma marca de disparo e os gráficos adjacentes. Finalmente, o uso crescente de cabeçalhos promocionais através do rótulo, destinados a anunciar ofertas e promoções especiais, exige contrastes definidos com o resto do rótulo, interferindo, por isso, potencialmente, com a capacidade do equipamento convencional de exploração por varrimento distinguir a marca disparadora dos gráficos, ou confundir o cabeçalho ou uma porção do mesmo com a marca disparadora. É conhecido, por exemplos das patentes US números 4 467 207 e 2 888 570, munir-se o produto a ser submetido à exploração por varrimento, com uma marca constituída por material fluorescente e irradiá-lo com luz ultravioleta, com um comprimento de onda de cerca de 365 nanómetros. A marca converte a luz UV para um comprimento de onda diferente, que é predominantemente visível e é detectada por um detector adequado. 3 A patente US N° 3 536 550 publicada em 27 de Outubro de 1970, nomeando George W. Von Hofe como inventor, descreve um sistema para explorar por varrimento uma tela contínua de rótulos impressos, que possuem marcas de corte, coincidentes com os limites dos rótulos individuais. Um sistema de controlo detecta as marcas limitadoras dos rótulos e controla um dispositivo de corte, o qual separa os rótulos individuais do rolo, para aplicação a garrafas, latas etc.

Regra geral, os sistemas de exploração por varrimento para rótulos e semelhantes, funcionam à luz ambiente, o que pode fazer com que algumas cores, como sejam determinados verdes e amarelos, emitam luz com comprimentos de onda muito semelhantes à emitida pela marca. Isso tem como resultado elevados níveis de interferência ou ruido, tornando difícil a detecção da marca pelo detector. Essa interferência ou ruído, dependerá das cores usadas no rótulo e exacerba o problema do ajustamento dos níveis de sensibilidade, de cada vez que um tipo de rótulo é modificado.

Outras dificuldades têm origem nas elevadas velocidades de operação da moderna maquinaria de engarrafamento, as quais exigem velocidade e precisão na detecção da marca disparadora, a fim de assegurar que os rótulos são cortados na posição correcta.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Tendo em vista o que foi dito acima, constitui o principal objecto da presente invenção proporcionar um método aperfeiçoado de exploração por varrimento de rótulos, o qual é muito menos sensível aos gráficos do rótulo, para o corte e o alinhamento. 4

Um outro objecto é fornecer um tal método de exploração por varrimento, o qual apenas requer uma modificação nominal no equipamento de rotulagem existente e pode ser rapidamente adaptado às actuais linhas de engarrafamento.

De acordo com a presente invenção, é proporcionado um método para a produção de rolos de rótulos, destinados a ser utilizados num sistema de rotulagem de alimentação continua, no qual marcas de disparo, presentes nos referidos rolos, coincidentes com interfaces respectivas entre rótulos adjacentes, são detectadas, em sucessão, por meio da irradiação dos rótulos com luz UV modulada e detecção da fluorescência modulada correspondente emitida pelas marcas disparadoras, compreendendo cada uma das marcas disparadoras um material luminóforo que, quando exposto à referida luz UV, emite fluorescência e cada rótulo, possuindo cada um dos rótulos porções coloridas, as quais também emitem fluorescência quando irradiadas com luz UV, sendo o método caracterizado pelos passos de: (i) fornecimento de rótulos de amostra, que possuem marcas disparadoras constituídas por uma quantidade predeterminada de luminóforo, coincidente com as respectivas interfaces entre rótulos adjacentes; (ii) exploração por varrimento dos rótulos de amostra, por meio da utilização de luz uv modulada e medição da fluorescência correspondentemente modulada, emitida pelas referidas marcas disparadoras, em resposta à irradiação por meio da luz UV modulada; (iii) comparação da fluorescência modulada medida, vinda das marcas disparadoras, com um nível de referência, 5 que representa um nível máximo da fluorescência modulada detectada, vinda das referidas porções coloridas, quando irradiadas pela referida luz UV modulada, para determinar se a fluorescência medida das marcas disparadoras, excede ou não o referido nível de referência por uma proporção mínima previamente determinada; e (iv) se a fluorescência modulada medida não exceder o referido nível máximo na referida proporção, aumento da quantidade de material luminóforo nas marcas disparadoras.

De preferência, a modulação situa-se numa frequência de modulação, que se situa fora da frequência da luz visível e pode localizar-se na gama dos quilohertzes, convenientemente cerca de 33 kHz.

Mesmo quando é usada uma fonte de luz UV assim modulada, pode haver interferência de determinadas cores, que são ligeiramente fluorescentes e assim irão converter a luz UV modulada em luz visível modulada da mesma forma que a marca disparadora a converte. Isso pode levar a dificuldades no estabelecimento da sensibilidade do sensor de modo a que ele detecte a marca disparadora, mas não responda às cores do fundo. Claramente, a relação do ruído para o sinal, isto é, a quantidade de luz reflectida pela marca disparadora, em comparação com a luz reflectida pelas partes vizinhas do rótulo, será aumentada por meio do aumento da quantidade de material luminóforo presente na marca disparadora. 0 material abrilhantador óptico fluorescente é muito caro, de modo que é desejável minimizar a quantidade utilizada. Por outro lado, se não houver agente abrilhantador óptico suficiente na marca disparadora, o sensor pode não ser capaz de a detectar contra o "ruído" de fundo ou 6 interferência. 0 problema é exacerbado quando, como é usual, os rolos de etiquetas são produzidos por um fornecedor independente e é deixado ao engarrafador 0 ajustamento dos níveis de sensibilidade adequados para os diferentes rótulos e o estabelecimento das compensações para as diferentes cores e combinações de cores. As porções coloridas seleccionadas podem ser aquelas que, posteriormente, serão exploradas por varrimento pelo sensor.

De preferência, o nível de referência é derivado por meio de um passo prévio de medição da fluorescência modulada emitida pelas referidas porções coloridas do rótulo, quando irradiado pela referida luz UV. A medição da fluorescência modulada das marcas disparadoras pode incluir a filtragem da luz recebida do referido rolo de rótulos, que produz um sinal, dependente da referida fluorescência modulada emitida pelas marcas disparadoras e a filtragem do referido sinal para detectar a referida modulação de frequência. A proporção predeterminada é, preferivelmente, de pelo menos três para um.

Formas de realização preferidas da invenção incluem, num sistema de rotulagem de alimentação em contínuo, os passos subsequentes de: introdução, no sistema, dos rolos de alimentação dos rótulos; detecção da luz UV modulada, nos referidos rótulos, fazendo-se, desse modo, com que as marcas disparadoras 7 emitam correspondentemente uma fluorescência modulada, a qual exceda, numa proporção predeterminada, um nível de referência da fluorescência modulada detectada, originada pelas referidas porções coloridas; recepção da fluorescência modulada vinda do referido rolo de rótulos e detecção da fluorescência modulada vinda das referidas marcas disparadoras; controlo de um dispositivo de corte, para separar um rotulo do referido rolo, numa referida interface, com base na referida detecção da referida fluorescência modulada da marca disparadora; e colagem do rótulo num artigo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Uma forma de realização da invenção irá ser agora descrita, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos juntos, nos quais: A Figura 1 é uma vista em plano de uma série de rótulos, num rolo, que contém marcas disparadoras de acordo com a presente invenção; A Figura 2 é uma vista ampliada, em plano, de dois rótulos repetidos do rolo; A Figura 3 é uma representação esquemática de uma estrutura de rótulo típica, utilizada para garrafas de bebidas sem álcool; e A Figura 4 é uma vista esquemática de um sistema de rotulagem de garrafas de acordo com a presente invenção.

MELHOR FORMA DE EXECUÇÃO DA INVENÇÃO

Faz-se agora referência aos desenhos e em particular à

Figura 1, em que está ilustrado um rolo 10 de rótulos 12, conforme é tipicamente utilizado pela indústria de embalagem de bebidas. Na prática, são impressos transversalmente, ao mesmo tempo, diversos rótulos, num rolo mestre, que é depois cortado para formar uma pluralidade de rolos simples 10. Cada um dos rolos 10 contém uma pluralidade de repetições dos rótulos individuais 12, dispostas imediatamente adjacentes umas às outras. Conforme se mostra na Figura 3, os rótulos são, geralmente, formados por um laminado, constituído por uma camada de fundo 14 de polipropileno orientado OPP (oríented polypropylene), na qual os gráficos do rótulo são impressos. Um revestimento adesivo 18 é aplicado por cima da camada de tinta impressa 16 e uma camada de OPP transparente 20 é aplicada sobre a camada adesiva.

Um rótulo típico pode incluir gráficos, que indiquem a marca, o sabor, o logótipo etc. e um cabeçalho, que anuncie um preço ou promoção especiais. Geralmente os rótulos são impressos em cores múltiplas para uma maior atracção visual do consumidor. Os rótulos individuais estão separados uns dos outros por uma linha 26, a qual é coincidente com uma marca disparadora 28. A marca disparadora 28 pode encontrar-se sobre a linha de corte 26 ou a uma distância fixa da linha de corte. Em qualquer dos casos, a marca disparadora serve para activar um mecanismo de corte, a fim de separar do rolo um único rótulo, conforme será descrito. A linha de corte 26 pode ser uma linha visível, que separa de facto, uns dos outros, os gráficos dos rótulos individuais, ou ser simplesmente a linha pela qual o rolo deve ser cortado, mas sem ser portadora de qualquer característica distintiva. Ou seja, os gráficos dos rótulos 12a e 12b podem estar simplesmente encostados uns aos outros, no rolo, através da interface entre os rótulos. 9

De acordo com a presente invenção, a marca disparadora 28 é formada por meio de uma tinta luminófora, isto é, uma tinta que inclui um agente abrilhantador fluorescente óptico. Tais agentes abrilhantadores fluorescentes ópticos encontram-se disponíveis no mercado e são comercializados sob a marca comercial UVITEX OB, pela Ciba Additives Division da Ciba-Geigy, Hawthorne, New York e sob a marca comercial BLANKOPHOR SOL, da Bayer Corporation, Industrial Chemicals Division. Os agentes abrilhantadores fluorescentes ópticos e consequentemente as tintas luminóforas têm a propriedade de reflectir a luz UV invisível sob a forma de luz visível de maior comprimento de onda. A luz UV é modulada para uma frequência particular e sensores, que contêm filtros especiais e apenas respondem à luz visível modulada para aquela frequência particular, servem para detectar a marca disparadora. Tais sensores são construídos, por exemplo, pela SICK Optic-Electronics, inc, de Eden Prairie, MN. Um sensor preferido possui uma fonte de luz, que emite com um comprimento de onda de cerca de 365 nanómetros e aplica a modulação simplesmente por meio da interrupção da fonte de luz numa frequência especificada de cerca de 33 quilohertzes. Um filtro adequado, à saída do sensor, possui uma selecção de frequência correspondente de 33 kHz, de modo que o sensor é praticamente insensível à luz de outras origens, que não tenham aquela modulação. A presente invenção faz uso de tais tintas e de tais sensores da forma descrita.

De acordo com a presente invenção, o rolo de rótulos 10 é impresso da maneira usual, excepto pelo facto de as marcas disparadoras 12 serem impressas com tinta luminófora. A 10 marca disparadora 12 pode ser constituída por uma linha, que se estende através de toda a largura do rótulo, ser constituída por apenas um bloco conforme representado, ou ser constituída por qualquer porção relativamente pequena dos gráficos do rótulo. É preferível este último caso, uma vez que o custo da tinta luminófora é aproximadamente 10 vezes maior do que o da tinta convencional, de modo que uma vantagem substancial em termos de custo pode ser atingida por meio da minimização da área do rótulo impressa com a tinta luminófora. A localização da marca disparadora, em relação à borda do rótulo individual, é pouco importante, desde que a distância seja conhecida. De modo semelhante, a cor da marca disparadora é indiferente e portanto a marca disparadora pode ser transparente ou pigmentada para se misturar visivelmente nos gráficos adjacentes. Além disso, os gráficos adjacentes à marca disparadora não necessitam de contrastar com a marca disparadora (como acontece nos rolos de rótulos impressos de modo convencional) e assim os gráficos podem estender-se até mesmo à borda do rótulo e eventualmente ultrapassar a interface entre rótulos adjacentes. O sistema de aplicação de rótulos da presente invenção está representado na Figura 4. Um rolo de rótulos 10 é alimentado, através de rolos móveis 30, de modo a passar por um sensor de luminescência 32. O sensor 32 contém uma fonte de luz uv modulada, bem como um elemento de filtro espectral, o qual não deixa passar luz com comprimentos de onda diferentes dos que são emitidos pela tinta luminófora, de tal modo que, geralmente, o sensor 32 apenas irá responder à luz visível reflectida pela marca disparadora de um rótulo. A fonte de luz emite luz dentro dos limites dos ultravioletas, isto é 365 nanómetros. A modulação é 11 aplicada à luz vinda da fonte de luz UV, convenientemente por meio da interrupção da luz a um ritmo de 33 kHz. A luz visível correspondente, emitida pela marca disparadora, estará na gama da luz visível, mas ainda incluirá a modulação de 33 kHz. 0 sensor de luminescência 32 detecta a luz reflectida pelo rolo de rótulos e utiliza um filtro para detectar a modulação de 33 kHz, rejeitando a luz visível vinda de outras fontes, que também é reflectida do rolo de rótulos, mas que não está modulada a 33 kHz. 0 sensor 32 rejeitará especialmente a luz vinda de determinadas cores presentes nos gráficos, tais como sejam determinados amarelos e verdes, que podem tender a fluorescer e emitir luz com uma frequência muito parecida com a da marca disparadora. A detecção da marca disparadora é usada para controlar um conjunto de corte 34, constituído por uma lâmina 38 e um rotor 36. A lâmina 38 é controlada pelo sensor 32, para se movimentar na direcção do rotor, a fim de cortar a extremidade nele assente do primeiro rótulo 12, separando-o desse modo do resto do rolo 10. O rótulo separado é transportado pelo rotor 38 para dispositivo de preensão por vácuo 40, o qual segura um rótulo no seu lugar, ao mesmo tempo que gira para movimentar o rótulo 12 através de um aplicador de cola 42. O rótulo revestido com a cola é então rodado pelo dispositivo de vácuo para alinhamento com as garrafas cheias, onde o vácuo é retirado e o rótulo 12 é transferido para uma garrafa em trânsito 44. A modulação da luz UV reduz a interferência da luz ambiente, que se reflecte do rótulo e/ou da marca disparadora. No entanto, existe ainda uma possibilidade, de que uma ou mais das cores utilizadas no rótulo sejam, 12 ligeiramente fluorescentes, de modo que, quando a cor for explorada por varrimento, pelo sensor 32, emita também luz visivel modulada. A fim de assegurar que o sensor 32 responda à luz visivel modulada da marca disparadora, mas não responda à luz visivel modulada vinda das cores do fundo, a quantidade de agente abrilhantador na tinta utilizada para a marca disparadora é cuidadosamente controlada, para garantir que a luz visivel modulada da marca disparadora, quando é explorada por varrimento, seja sempre significativamente mais intensa do que a oriunda de qualquer das cores do fundo. A quantidade de agente abrilhantador é controlada por referência à sensibilidade do sensor 32, bem como aos niveis de emissão das diversas cores. A sensibilidade do sensor 32 é estabelecida a um nível, que é apenas suficientemente baixo para assegurar que não irá responder à luz visível modulada de um nível predeterminada, que é estabelecido de modo a ser superior ao de quaisquer outras cores a ser utilizadas nos rótulos. Esse nível pode ser determinado por intermédio da medição de diversas cores.

Durante a produção do rolo de rótulos, pelo menos um rótulo é explorado por varrimento, por meio da utilização de um sensor de teste semelhante ao sensor 32, mas com um dispositivo digital de exploração dos níveis de luz detectados. 0 sensor de teste pode ser, por exemplo, um modelo LUT 1-5, da acima referida SICK Optic-Electronics, Inc. Cada uma das cores será posteriormente apresentada na passagem explorada por varrimento pelo sensor 32, será varrida pela fonte de luz UV e a quantidade de luz visível correspondente é medida, para se garantir que é inferior ao nível predeterminado acima referido de luz visível 13 modulada. A marca disparadora é também explorada por varrimento, com a utilização da fonte de luz UV e a quantidade correspondente da luz visível é medida, para se garantir que é superior a um nível de referência e portanto excede, por uma margem predeterminada, o máximo dos níveis de luz do fundo, medidos para as cores do rótulo. Tipicamente a margem será uma proporção de três ou mais para um. Alternativamente, o nível de referência poderá ser determinado com referência ao nível predeterminado para o sensor 32. Se a quantidade de luz visível modulada vinda da marca disparadora for insuficiente, adiciona-se à tinta mais agente abrilhantador, a seguir ao que podem ser repetidas as medições.

Durante o decurso de um ciclo de produção, podem ser testados, da forma acima descrita, rótulos de amostragem, para se garantir que é mantida a proporção entre níveis de luz para a marca disparadora e as cores do fundo.

Na eventualidade de a luz emitida por uma das cores exceder, durante o teste, o nível predeterminado para o sensor 32 e não ser possível modificá-la, a quantidade de agente abrilhantador pode ser aumentada, a fim de se obter a margem necessária. Alternativamente, o rolo de rótulos pode ser rejeitado. Não há necessidade de modificar a sensibilidade do sensor 32, mesmo quando os rótulos são modificados, desde que cada um dos rolos de rótulos proporcione os níveis requeridos de emissão de luz. 14

APLICABILIDADE INDUSTRIAL A presente invenção melhora vantajosamente a aplicação de rótulos a recipientes, especialmente a garrafas, utilizando maquinaria de alta velocidade. Tendo em vista a modulação da fonte de luz e as medições da luminescência da marca disparadora durante a produção, o sensor é substancialmente indiferente a todos os gráficos do rótulo, que não sejam a marca disparadora luminescente e a precisão do corte dos rótulos pode ser muito apertadamente controlada. Além disso, uma vez que o sensor é "cego" a todos os gráficos do rótulo, que não sejam a marca disparadora, os gráficos podem ser desenhados sem qualquer preocupação com a marca disparadora. Isto é, não tem de haver qualquer mudança brusca entre as cores da marca disparadora e os gráficos adjacentes para proporcionar o necessário contraste, destinado salientar a marca disparadora para o detector. A monitorização da marca disparadora durante a produção e, quando necessário, o ajustamento da quantidade de agente abrilhantador, tornam possível deixar sem modificações o estabelecimento da sensibilidade do sensor, usado para controlar o corte dos rótulos, num nível que assegurará que o sensor não detecte cores de fundo, mas no entanto detecte de forma consistente as marcas disparadoras.

Lisboa, 31 de Janeiro de 2011

Claims (6)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Método para a produção de rolos de rótulos, destinados à utilização num sistema de rotulagem de alimentação em continuo, no qual marcas disparadoras, presentes nos referidos rolos, coincidentes com as interfaces respectivas entre rótulos adjacentes, são detectadas por meio da irradiação sucessiva dos rótulos com luz UV modulada e detecção da correspondente fluorescência modulada emitida pelas marcas disparadoras, compreendendo cada uma das marcas disparadoras um material luminóforo que, quando exposto à referida luz UV, emite fluorescência e tendo cada um dos rótulos porções coloridas, que também emitem fluorescência quando irradiadas com luz UV, sendo o método caracterizado pelos passos de: (i) se proporcionarem rótulos de amostra, que possuem marcas disparadoras constituídas por uma quantidade predeterminada de luminóforo, coincidente com interfaces respectivas entre rótulos adjacentes; (ii) se explorarem por varrimento os rótulos de amostra por meio da utilização de luz UV modulada e medição da fluorescência, correspondentemente modulada, emitida pelas referidas marcas disparadoras em resposta à irradiação com luz UV modulada; (iii) se comparar a fluorescência modulada medida das marcas disparadoras, com um nível de referência, que representa um nível máximo da fluorescência modulada detectada, das referidas porções coloridas, quando irradiadas pela referida luz UV modulada, para determinar 2 se a fluorescência modulada medida das marcas disparadoras, excede ou não, o referido nivel de referência numa proporção mínima predeterminada; e (iv) se a fluorescência modulada medida das marcas disparadoras não exceder o referido nível máximo pela referida proporção, se aumentar a quantidade de material luminóforo das marcas disparadoras.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o nível de referência ser derivado, por meio de um passo prévio de medição da fluorescência modulada emitida pelas referidas porções coloridas, quando irradiadas pela referida luz UV.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a luz UV ser modulada a uma frequência de cerca de 33 quilohertzes.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por a referida medição da fluorescência modulada emitida pelas marcas disparadoras, incluir a filtragem da luz recebida do referido rolo de rótulos, a produção de um sinal dependente da referida fluorescência modulada emitida pelas marcas disparadoras e a filtragem do referido sinal para detectar a referida modulação de frequência.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, 2, 3 ou 4, caracterizado por a referida proporção predeterminada ser de pelo menos três para um. 3

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelos passos que se seguem, num sistema de rotulagem em contínuo: introdução dos rolos de rótulos no sistema; direccionamento da luz UV modulada para os referidos rótulos, a fim de com isso fazer com as referidas marcas disparadoras emitam fluorescência correspondentemente modulada, que exceda numa proporção predeterminada um nível de referência de fluorescência modulada, detectado a partir das referidas porções coloridas; recepção da fluorescência modulada vinda do referido rolo de rótulos e detecção da fluorescência modulada das referidas marcas disparadoras; controlo de um dispositivo de corte, para separar um rótulo do referido rolo pela referida interface, quando é detectada a referida fluorescência modulada vinda da marca disparadora; e colagem do rótulo a um artigo. Lisboa, 31 de Janeiro de 2011 1

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