TWI486291B - 包含磁化部分之包裝材料 - Google Patents

Description

包含磁化部分之包裝材料

本發明係關於一種包含磁化部分之包裝材料，其中該材料係意欲用於形成(例如)食物包裝。

在其中一包裝容器係由一包裝材料形成之包裝技術內，已知將該包裝材料作為在包裝形成之前或期間的一捲筒物(web)提供至該包裝容器。當完成該包裝時，例如用於光學讀取之導引標記已提供以導引諸操作，諸如形成、密封、褶疊等等。此等導引標記有時係稱為對花標記。用於光學讀取之該對花標記係在其中(例如)裝飾或產品資訊係印刷於該包裝層疊上之該包裝材料之印刷期間提供。此等對花標記之一問題係其等消耗變為該包裝之外部的一不可忽略區域。另一問題係此一對花標記必須依賴該印刷與執行於捲筒物上之其他操作充分對準。因此需要提供包裝材料之捲筒物之標記之一改良供應。

本發明係基於磁性標記可設置於一包裝材料上之理解。例如EP 705759 A1中已建議包裝材料中之一磁性記錄媒體中之儲存資訊。在本揭示內容中，建議待由該捲筒物形成之每個所要包裝的一或多個點係設置於該捲筒物上，其中該等點包含磁化微粒以致實現磁性標記。

根據一第一態樣，提供一種其上包含複數個磁化部分之包裝材料，其待由該包裝材料形成之每個包裝包含至少一點。該等磁化部分之至少一者提供攜載一磁場圖案之一磁性標記。該磁場圖案包含具有一第一極性之一第一磁場峰值及具有一第二相反極性之一第二磁場峰值。-可藉由一永久磁鐵價廉地磁化…

該材料可界定當該材料之一捲筒物係捲於軸上時平行於一輥之一虛軸之一橫向、垂直於該橫向之一縱向及該磁場圖案之該第一峰值之一中點與該第二峰值之一中點之間的一虛線，其中該磁場圖案可經配置使得該虛線與該縱向之間的角度為-10度與10度之間，較佳地為-5度與5度之間，較佳地約為0度。該磁性圖案之該等峰值可具有沿該磁性圖案之一寬度在垂直於該虛線之一方向中形成一大體上恆定磁場，且在該磁性圖案之該寬度外在垂直於該虛線之該方向中形成一強烈減弱磁場之一分佈。該寬度可為至少2 mm，較佳地為至少4 mm，較佳地為至少6 mm。

該第二磁場峰值可經分佈使得其圍繞該材料之該平面中之該第一峰值且具有對於該第一磁場峰值之一第二相反極性。

該磁場圖案可界定該材料之一平面中之一位置。該位置可相對於一製備特徵界定用於增進包裝之完成，其中該製備特徵包含一群組之任何者，該群組包含摺痕線、閉口、穿孔、包裝邊界或密封、捲筒物起點、捲筒物終點、光學標記定位、包裝外部印刷。一製備特徵之一區域與其對準磁場標記之間的一距離可為至少2 mm，較佳地為至少5 mm，較佳地為至少7 mm，較佳地為至少10 mm。

用於待形成之一包裝之該等磁性標記之至少一者可定位不超過該材料之該寬度的20%，較佳地為5%與15%之間，以從該材料之一縱向邊緣形成一包裝以形成該包裝。

圖1說明其中提供複數個磁化部分102之包裝材料之捲筒物100。該等磁化部分係在印刷其等之後較佳地分佈使得待由該包裝材料形成之每個包裝104存在至少一磁化部分102。該等虛線為虛構且係意欲顯示將形成該等包裝之複數個部分。為了減少該磁性材料之消耗，亦即磁化油墨消耗，該等磁化部分係設置作為在磁性標記係意欲定位之部分處的點或類似物。由於在該磁性標記之印刷與該分配之間的定位中存在一有限精度，故與使用光學標記之問題比較，該等點係較佳地稍大於該磁性標記需要的該實際尺寸。因此，可處置任何合理的偏差。因此該等點具有磁化微粒，該等磁化微粒可具有磁性標記，且如以下將進一步闡明，取決於該等點之形式及尺寸，具有藉由調變磁化之更複雜資訊。該包裝材料較佳地為一層疊或一單層材料，例如一聚合物材料。

圖2說明該包裝層疊200可包含一層紙202及一或多層塑膠塗層206，該等磁化部分204之印刷可在該層紙202上製成。此處，術語塑膠塗層應解釋為包含用於食物容器之適當聚合物之任何塗層。該包裝層疊亦可包含一金屬箔層。為了能透過該金屬箔層寫且讀該磁性標記，該金屬較佳地為非鐵磁性，例如鋁。該等磁化部分之該印刷係較佳地在該層之一側上製成，其係印刷於面向朝向待形成之該包裝之該所要內部之該層疊上。因此，未干擾例如該包裝上之裝飾或產品資訊之外部印刷。該印刷係較佳地藉由使用如以上論述的一磁化油墨而製成，且使得當該印刷乾燥時變為4 μm與10 μm之間厚，較佳地為6 μm與8 μm之間。

圖3說明包含複數個磁化部分302之包裝材料300之一捲筒物。該等磁化部分可經分佈使得待由該包裝材料300形成之每個包裝存在至少一或多個磁化部分。該等磁化部分包含磁化微粒，例如由如以上論述的一磁性油墨提供。該等磁化部分或「點」可具有各種形狀，如圖4中所說明，取決於該磁性標記及該磁性標記應該攜載者之意圖。該等點可為正方形、矩形、圓形、橢圓形，或具有在該捲筒物之一縱向或橫向上定向的一細長形狀。該點之尺寸係取決於應該攜載的該標記之尺寸選擇。較佳地，該點之尺寸係稍大以緩和在該點之印刷與提供該磁性標記至該點之間的定位偏差中之任何問題。一較大點當然能攜載可用於增加一低資訊攜載標記之磁場的更多磁化，因此該低資訊攜載標記將更容易讀取，尤其在粗糙信號條件下，或具有更複雜資訊，例如關於該捲筒物或該捲筒物之特殊部分之攜載資訊。對於一低資訊攜載標記，該點可具有250平方米或更少的一面積，此對於一正方形點等於約15 mm至16 mm之一側，或具有約17 mm至18 mm之一直徑的一圓形點。對於許多應用，150平方米或更少的一面積為足夠，且對於某些應用，25平方米或甚至更少的一面積可為足夠。用於攜載複雜資料之一磁化部分、一細長點或條可為適當。藉由提供該細長部分使得其沿該捲筒物之一縱向拉伸，當該捲筒物在該捲筒物之製造及/或該等包裝之完成期間移動時，該複雜資料之循序寫及讀係利落地實現。

該等印刷點較佳地包含每平方米點面積介於0.5克與4克間的一磁性微粒量。較低量可降低提供該磁性資訊之能力，且較高量僅可增加磁化油墨之消耗而不改良該等資訊攜載能力。印刷較大量亦可為一問題，尤其在高速印刷時，由於該油墨可引起斷流問題。一較佳量在每平方米1.5克與每平方米4克之間以確保在各種條件下的資訊攜載能力。穩固讀/寫、印刷及節省油墨消耗之間的一公平折衷給定約每平方米2克。

一細長點或條之定位可定位離該捲筒物之一縱向邊界一預定距離，其中在一些應用中，設置於該條中之該資料亦可用於該捲筒物之對準。該細長點或條可為沿該捲筒物之一帶之部分，該帶係經分段分隔使得對於待形成之各包裝呈現一部分。該分隔係經較佳地定位使得待形成之該包裝之密封係在無磁化印刷之該分隔之位置實現。藉由配置在離該密封位置之一預定距離，該帶可具有指示該密封位置之一磁性標記。

圖5說明其上包含複數個磁化部分502(此處說明為圓點)之包裝材料之一捲筒物500。該捲筒物500係意欲形成用於包裝例如食物或液體之複數個包裝。該等虛線為虛構且係意欲繪示將形成該等包裝之該等複數個部分。該捲筒物500上每個包裝包含至少一磁化部分。因此，當該等包裝係由該包裝材料形成時，各包裝將各具有至少一磁化部分。該等點較佳地具有根據以上已參考幾何形狀、印刷及該磁化油墨論述之特徵之任何適當組合。

該材料可為一層疊，例如包含複數層之一複雜層疊，其中各層係經選擇用於為該最終包裝提供該等所需性質。舉例而言，另一聚合物層610可經提供，例如以保護該紙層免於潮濕，使該最終包裝更易處置且暴露在環境中更防滑，及/或僅使該最終包裝具有一更好外觀。儘管經表示為一層疊，若其提供該最終包裝其所需性質，該層疊亦可包含一單層，例如一單聚合物層。該層疊600可包含一第一層紙602及一第二層塑膠塗層604，如圖6中所說明。接著該等磁化部分可為印花608，例如呈如以上參考幾何形狀所論述之製成於該層紙上的該等點或其他形狀之形式。亦可存在另外層，例如一第三金屬箔層606。不同材料之另外層或少數層可經提供以給定該最終包裝之該等所需性質。當該層疊包含一金屬箔層606時，其係較佳地用一非鐵磁性金屬(例如鋁)製成，使得該磁化部分係可透過該金屬箔使電磁進入用於該磁性儲存資訊及/或位置之印刷及讀取。各包裝上呈現的該等點之至少一些點係經印刷使得其從該最終包裝外部為不可見。舉例而言，其可由於該包裝之外部應可用於裝飾及/或產品資訊之原因。因此，該印刷係較佳地在意欲面向該包裝之內部的該捲筒物之該側上製成，或至少一適當層之該側上，例如如以上論述之意欲面向朝向該包裝之內部的該紙層。

圖7說明其上包含複數個磁化部分702之包裝層疊之一捲筒物700。該捲筒物700上待由該包裝層疊形成之每個包裝包含至少一點。此外，用於增進包裝之完成的至少一製備特徵係藉由該捲筒物而提供。該至少一製備特徵係與該至少一磁化部分中之一磁場標記對準。舉例而言，如圖7中所說明，摺痕線係製成於該捲筒物中用於實現該包裝之一快速且可靠完成。在製成該等摺痕線時，該磁化部分中之一標記與該等摺痕線同時形成為一預定義磁場。用於製成該等摺痕線之該機構，亦即具有圖案化溝槽/突出部之輥，可具有一磁化元件。接著該磁性標記將確保與該摺痕線製成操作對準。該磁化元件可為一永久磁鐵，或一電磁鐵，用於提供該磁場標記。當設置在一摺痕輥之該周邊的該磁鐵靠近該磁化部分附近時，該磁化部分之該等磁化微粒將被磁化，且一磁場圖案將保持在該磁化部分。因此，一磁場標記係經提供。較佳地，該磁化部分係稍大於該磁場標記之幾何尺寸，亦即該磁化部分之該部分具有一殘留磁性。因而，由於該磁場標記將為提供一精確位置，且非該磁化部分本身之印刷的該元件，故該磁化部分之對準不為關鍵。藉由供應一適當磁性圖案，該精確磁場標記亦可被精確讀取，如以下將進一步討論。

該製備特徵可不同於供應摺痕線，例如提供開口、穿孔等等。該對準遵循相同原理，亦即該磁化部分係設置在提供該製備特徵之該機構使得該對準將由於該結構而為固有。

執行該製備特徵之該機構中之該磁化元件之應用可引起一些問題。舉例而言，該磁化元件可不設置在該製備特徵要求與該包裝層疊之一機械交互作用處，例如形成一摺痕線或打穿一孔的一位置。因此，較佳地在此一製備特徵之一區域與其對準磁場標記之間提供一距離。此外，執行如以上提及之該交互作用之該工具可用一鐵磁性材料製成。為了改良該磁場標記之應用，該磁化元件可需要具有用非鐵磁性材料(例如鋁)製成的一固持或安裝構件，其中該距離可進一步增加。因此，取決於該製備特徵操作及用於執行該操作之工具，舉例而言，該距離較佳地為至少5 mm，至少7 mm，或至少10 mm。

當若干操作執行特徵製備時，較佳地各此操作具有其對準磁場標記。該等不同磁場標記係較佳地各製成於經調適於該操作之適當位置中之一各自磁化部分中。由於一些操作可交互作用，故一操作可使用由另一操作製成的一磁場標記作為一主要標記，或提供與任何特徵製備操作不固有對準之某一專用主要標記，因此該專用主要標記係僅用於藉由較後執行操作而參考。

其他磁場標記可保持複雜資料，且舉例而言，可設置為長矩形點，亦即作為諸帶。該等帶可沿該整個捲筒物設置，在完成該等包裝之後意欲切割的部分具有或不具有中斷。舉例而言，保持複雜資料之該等磁場標記可提供一唯一編碼，該捲筒物以及該捲筒物之部分可從該唯一編碼識別。該複雜資料亦可給定位置資訊、用於該包裝之完成之指示等等。

圖8說明包含摺痕線802及藉由一對準磁場標記而保持該等摺痕線之位置資訊的一磁化部分804之一捲筒物800之一實例。該捲筒物800亦包含待形成的各包裝之一衝孔806及藉由一對準磁場標記而保持該各自衝孔806之位置資訊的一磁化部分808。舉例而言，此磁場標記可在包裝完成之後於該包裝上模製一可再關閉開口時使用。該捲筒物800亦包含保持複雜資料之一帶810，舉例而言如以上所闡明。

另一位置資訊可為包裝邊界或密封，其中一操作係用於將該捲筒物分成形成該包裝之該等部分，或用於各自包裝之密封。

該磁化部分可保持之另一位置資訊為在該包裝材料之一捲筒物末端的磁性位置標記，亦即捲筒物起點及/或捲筒物終點，使得在該等捲筒物接合時，該接合處係能夠對準。

另一位置資訊為一光學標記之定位，其可為有利相容性用於具有定位資訊之光學讀取或磁性讀取之包裝機器。較佳地，保持此資訊之該點之位置係相似於該光學標記定位，但在意欲變為該包裝內部的該側上。由於該等光學標記通常係設置於意欲形成該包裝之底部的該部分上，該相應磁化部分係對應定位。因此在此磁化部分之一磁性標記係致能提供如該光學標記之相似資訊，且因此一包裝機器之該光學讀取器可用一磁性讀取器簡單地更換。在實踐中，若該等光學讀取器係由磁性讀取器更換，且該磁性標記代替如上述之該光學標記，則光學標記為不必要。在該情況中，該相容性在於該包裝機器中之該等讀取器之相同安裝位置之意義。

另一位置資訊可為該包裝外部之一印刷。此位置資訊可有利地用於確保該印刷與該包裝及與該包裝之其他特徵製備之正確對準。

在製成該磁場標記之後，可能有利的是用於寫入該磁場標記的該構件(例如一永久磁鐵或一線圈配置)不具有或具有極少相對運動，或對於該磁化部分的至少一近似恆定相對運動。舉例而言，此係藉由在例如用於製成該等摺痕線之輥中整合該寫入構件而實現，其中由於該等輥及該捲筒物之周邊在相同方向上藉由相同速率移動，故不存在相對運動。實現無或極少對於該磁化部分的相對運動，或近似至少一恆定相對運動之另一方式在於控制在該寫入位置的運動。此可藉由在該寫入位置之前且之後具有該捲筒物之一鬆弛部分而完成，使得在此位置之速率可不考慮在該位置之前且之後的該捲筒物之速率而控制。該鬆弛可藉由讓該捲筒物沿其中該等波大小可調適以給定一可變化鬆弛之一波形路徑移動。因此，在該寫入操作期間，該速率可在該寫入位置處控制，且該捲筒物係在該等寫入操作之間加速或減速以調適至該捲筒物之平均速率。用於待形成之各包裝之該等點之至少一者可定位不超過該材料之寬度的20%，較佳地5%與15%之間以從該材料之一縱向邊緣形成一包裝以形成該包裝。接著當形成該包裝時，在此等點的一磁場標記可用於控制該材料之扭轉。該包裝之形成係通常藉由形成一些種類的管而製成，接著該一些種類的管係以一些方式在其末端密封且形成該所需形狀。該管剛可能非故意扭轉，此可危及該包裝之形成。因此，此一磁場標記可有助於控制該管之任何扭轉以確保該包裝之形成。藉由使此等磁性標記相對靠近待連接以形成該管的該等縱向邊緣，由於該等磁場標記之讀取可由該連接發生的該包裝之側製成，故該控制係經進一步增進。

考慮其上包含複數個磁化部分之一包裝材料，其中待由該包裝材料形成之每個包裝包含至少一點，該等磁化部分之至少一者可提供攜載一磁場圖案之一磁性標記。因此，該磁性標記變為一資訊載體。所攜載之資訊意義上為於該捲筒物上之一特殊位置上製成的幾何形狀，該資訊在通過從該材料之製造至該包裝之完成的不同處理步驟中皆被保持。該資訊意義上亦可為用於可靠位置偵測之一圖案的該磁場之一圖案。

磁場圖案之一些實例將參考圖9討論，圖9說明具有一磁化部分902之包裝材料之一捲筒物900之一部分。當該捲筒物係捲於軸上時定義為平行於一輥之一虛軸的一橫向T及垂直於該橫向之一縱向L可經界定，且橫向線t₁ 及t₂ 係指定用於圖10及圖11中之例示性磁場之說明。

該磁場圖案包含具有一第一極性之一第一磁場峰值及具有一第二相反極性之一第二磁場峰值。圖10說明此之一實例，其中圖10a係說明沿該縱向L之該磁場圖案的一圖式，圖10b係說明沿線t₁ 之該磁場圖案的一圖式，且圖10c係說明沿線t₂ 之該磁場圖案的一圖式。此一磁場圖案可藉由在該磁性標記之施加期間靠近該磁化部分配置的一單磁鐵(例如具有一北極及一南極的永久磁鐵)而實現，其中該磁化部分之該磁性油墨之該等磁性微粒之該殘留磁場變為諸如由圖10所說明之該磁場。接著該縱向L上的該位置係較佳地藉由觀察該磁場之偏移而偵測，該偏移將提供在該縱向L上的一極精確位置指示。該橫向T上的該位置係較佳地藉由觀察該磁場之該等側面而偵測，例如藉由將實現在該橫向T上的精確追蹤之差分測量技術。

圖10中所說明之該圖案係與該等方向T及L完美對準。然而，此一完美對準為不必要。考慮該磁場圖案之該第一峰值之一中點與該第二峰值之一中點之間的一虛線，該磁場圖案可經配置使得該虛線與該縱向L之間的角度為-10度與10度之間。在一較佳實施例中，該角度較佳地為-5度與5度之間。然而對於許多應用，該角度較佳地約為0度，如圖10中所說明。該磁性圖案之該等峰值具有沿該磁性圖案之一寬度在垂直於該虛線之一方向上形成一大體上恆定磁場，且在該磁性圖案之該寬度外在垂直於該虛線之該方向上形成一強烈減弱磁場之一分佈，例如如圖10b及圖10c中所說明。該寬度較佳地為至少2 mm以實現該等側面之偵測而無干擾。對於更高可靠性，該寬度較佳地為至少4 mm，且對於一些應用，較佳地為至少6 mm。

根據磁場圖案之指定之另一實施例，如圖11中所說明，該磁場圖案包含具有一第一極性之一第一磁場峰值及一第二磁場峰值，該第二磁場峰值係經分佈使得其圍繞該第一峰值且具有一第二相反極性。在方向T及L上觀察此磁場圖案將顯示該磁場圖案之對稱性質。因此，根據相同原理之偵測可在任何方向上造成。舉例而言，該磁場之該兩個零交越可使用差分測量技術觀察。另一實例係簡單觀察該磁場圖案之該主中心峰值。

在實踐中，當讀取一磁性標記時，該讀取構件(例如一線圈配置)相對於該包裝材料穿過，來自一磁性標記而其磁極在該相對運動之方向中之該等磁場線(如圖12a中所說明)，將提供如圖12b中所說明之一讀取。藉由提供在該相對運動之方向上稍微分開的兩個讀取構件且從其等取得一差分信號，該讀取將代替如圖12c中所說明之該讀取。自此讀取，可實現偵測一位置之一更小誤差可能結果。另外，如圖12a中所說明者之一磁性標記可經配置以藉由選擇與該材料有關的該磁性標記之該極性之方向而提供一位元資訊。接著該等讀取將經鏡射以與圖12b及圖12c中之該等說明比較。舉例而言，該一位元資訊可指示與該磁性標記對準之該材料之一類型的製備特徵。

100．．．捲筒物

102．．．磁化部分

104．．．包裝

200．．．層疊

202．．．一層紙

204．．．磁化部分

206．．．一或多層塑膠塗層

300．．．包裝材料

302．．．磁化部分

500．．．捲筒物

502．．．磁化部分

600．．．層疊

602．．．第一層紙

604．．．第二層塑膠塗層

606．．．第三層金屬箔

608．．．印花

610．．．一聚合物層

700．．．捲筒物

702．．．磁化部分

800．．．捲筒物

802．．．摺痕線

804．．．磁化部分

806．．．衝頭孔

808．．．磁化部分

810．．．帶

L．．．縱向

T．．．橫向

t₁ ．．．橫向線

t₂ ．．．橫向線

圖1示意說明根據一實施例之包裝層疊之一捲筒物；

圖2說明層疊結構之一實例；

圖3示意說明關於磁化部分之位置之根據一實施例之包裝層疊之一捲筒物；

圖4說明磁化部分之形狀之不同實例；

圖5示意說明根據一實施例之包裝層疊之一捲筒物；

圖6說明層疊結構之一實例；

圖7意說明根據一實施例之包裝層捲疊之一筒物；

圖8意說明根據一實施例之包裝層疊之一捲筒物；

圖9意說明根據一實施例之一磁化部分；

圖10a至圖10c係說明根據一實施例之磁場圖案之圖式；

圖11a至圖11b係說明根據一實施例之磁場圖案之圖式；

圖12a至圖12c係示意說明根據實施例之一磁場圖案之讀取。

(無元件符號說明)

Claims (7)

1. 一種包裝材料，包含印刷在其上之複數個磁化部分，該包裝材料形成之每個包裝包含至少一磁化部分，其中該等磁化部分之至少一者提供攜載一磁場圖案之一磁性標記，其包含具有一第一極性之一第一磁場峰值及具有一第二相反極性之一第二磁場峰值，該包裝材料具有經界定與連接該包裝之底部及頂部之一凸緣或接頭平行的一縱向、垂直於該縱向之一橫向及該磁場圖案之該第一峰值之一中點與該第二峰值之一中點之間的一虛線，其中該磁性圖案之該等峰值具有沿該磁性圖案之一寬度在垂直於該虛線之一方向中形成一大體上恆定磁場強度，且在該磁性圖案之該寬度外在垂直於該虛線之該方向中形成一強烈減弱磁場強度之一分佈，且其中該磁場圖案可經配置使得該虛線與該縱向之間的該角度為-10度與10度之間。
2. 如請求項1之材料，其中該寬度為至少2mm，較佳地為至少4mm，較佳地為至少6mm。
3. 如請求項1之材料，其中該第二磁場峰值係經分佈使得其圍繞該材料之該平面中之該第一峰值且具有對於該第一磁場峰值之一第二相反極性。
4. 如請求項1至3中任一項之材料，其中該磁場圖案界定該材料之一平面中之一位置。
5. 如請求項4之材料，其中該位置係關於一製備特徵界定用於增進包裝之完成，其中該製備特徵包含一群組之任 何者，該群組包含摺痕線、開口、穿孔、包裝邊界或密封、捲筒物起點、捲筒物終點、光學標記定位、包裝外部印刷。
6. 如請求項5之材料，其中介於一製備特徵之一區域與其對準磁場標記之間的一距離為至少5mm，較佳地為至少7mm，較佳地為至少10mm。
7. 如請求項1至3中任一項之材料，其中用於待形成之一包裝之該等磁性標記之至少一者經定位不超過該材料之該寬度的20%，較佳地為5%與15%之間，以從該材料之一縱向邊緣形成一包裝以形成該包裝。