包括可磁化部分的包装材料

申请号 CN201080022818.3 申请日 2010-04-30 公开(公告)号 CN102448831B 公开(公告)日 2015-07-08
申请人 利乐拉瓦尔集团及财务有限公司; 发明人 汤米·尼尔松; 安-夏洛特·克林特;
摘要 披露了一种 包装 材料。所述 包装材料 包括在所述包装材料上的两个以上可磁化部分,可磁化部分包括待由包装 层压 板形成的每个包装件的至少一个斑点。所述包装材料进一步包括用于促进包装件最后加工的至少一个制备特征,其中所述至少一个制备特征与至少一个可磁化部分中 磁场 标记对齐。
权利要求

1.一种包装材料,其包括在所述包装材料上的多个可磁化部分以及用于促进包装件最后加工的至少一个制备特征,所述多个可磁化部分包括由所述包装材料在用于形成、填充以及密封包装件的装置中形成的每个包装件的至少一个斑点,其中所述至少一个制备特征与所述多个可磁化部分中的至少一个磁性标记相互对齐,其特征在于在所述包装材料的制造期间设置所述磁性标记的位置并且关于该位置的数据存储在用于形成所述包装件的所述装置中,其中所述可磁化部分的尺寸略微大于所述磁性标记的尺寸,其中所述磁性标记承载包括具有第一极性的第一磁场峰以及具有相反的第二极性的第二磁场峰的磁场特性,其定义横向方向为与缠绕了所述包装材料的卷材时辊的虚拟轴平行,纵向方向垂直于所述横向方向,以及虚拟线介于所述磁场特性的所述第一磁场峰和所述第二磁场峰的中点之间,其中设置所述磁场特性使得所述虚拟线和所述纵向方向之间的介于-10至10度之间,其中所述磁性特性的所述第一磁场峰和所述第二磁场峰具有在垂直于所述虚拟线的方向上沿着所述磁性特性的宽度形成基本上恒定的磁场、在垂直于所述虚拟线的方向上在所述磁性特性的所述宽度的外部形成急剧减小的磁场的分布,其中所述宽度为至少2mm。
2.根据权利要求1所述的材料,其中所述制备特征包括由折痕线、开口、穿孔、包装件边界或封口、所述包装材料的卷材或片材的始端、所述包装材料的卷材或片材的末端、光学标记的位置和包装件的印刷组成的组中的任意项。
3.根据权利要求1或2所述的材料,其中所述位置上的所述数据在所述包装材料上以可读格式编码。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的材料,其中所述位置上的所述数据在所述装置中手动设置。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的材料,其中制备特征的区域和其对齐的磁性标记之间的间隙为至少2mm。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的材料,其中制备特征的区域和其对齐的磁性标记之间的间隙为至少5mm。
7.根据权利要求1-2中任一项所述的材料,其中制备特征的区域和其对齐的磁性标记之间的间隙为至少7mm。
8.根据权利要求1-2中任一项所述的材料,其中制备特征的区域和其对齐的磁性标记之间的间隙为至少10mm。
9.根据权利要求1至2中任一项所述的材料,其中待形成的每一个包装件的所述斑点中至少一个位于距离待形成包装件的所述材料的纵向边缘不超过待形成该包装件的所述包装材料的宽度的20%处。
10.根据权利要求1至2中任一项所述的材料,其中待形成的每一个包装件的所述斑点中至少一个位于距离待形成包装件的所述材料的纵向边缘介于待形成该包装件的所述包装材料的宽度的5%至15%之间处。
11.根据权利要求1所述的材料,所述虚拟线和所述纵向方向之间的角优选介于-5至
5度之间。
12.根据权利要求1所述的材料,所述虚拟线和所述纵向方向之间的角为0度。
13.根据权利要求1所述的材料,其中所述宽度为至少4mm。
14.根据权利要求1所述的材料,其中所述宽度为至少6mm。
15.根据权利要求1至2中任一项所述的材料,其中所述磁场特性包括具有第一极性的第一磁场峰以及第二磁场峰,所述第二磁场峰环绕所述第一磁场峰分布并具有相反的第二极性。

说明书全文

包括可磁化部分的包装材料

技术领域

[0001] 本发明涉及一种包括可磁化(magnetisable)部分的包装材料,其中材料预定用于形成例如食品包装件。

背景技术

[0002] 由包装层压板形成包装容器的包装技术中,公知的是在包装容器形成之前或之中将包装层压板作为卷材提供。当进行诸如成型、密封、折叠等之类的最后加工(finishing)包装件操作时,提供例如用于光学读取的引导标记以指导操作。这种引导标记有时被称为套准标记(register mark)。在包装层压板的印刷期间提供用于光学读取的套准标记,其中例如将装饰或产品信息印刷在包装材料上。这种套准标记的一个问题是其消耗了成为包装表面的不能忽略的区域。另一个问题是这种套准标记必须依赖于在卷材上实施的与其他操作良好对准的印刷。因此需要提供改进的包装层压板卷材标记。

发明内容

[0003] 本发明基于可在包装层压板上提供磁性标记的理解。在欧洲专利案EP 705759 A1中提出了在包装材料的磁性记录介质中储存信息。在本发明的披露中,提出了拟待由卷材形成的每一包装件(package)上的一个或一个以上的斑点(spot)被提供在该卷材上,其中该斑点包括可磁化颗粒以能实施磁性标记。
[0004] 根据第一方面,提供包括在包装材料上的两个以上可磁化部分的包装材料,所述两个以上可磁化部分包括由包装层压板形成的每个包装件的至少一个斑点,以及用于促进包装件最后加工的至少一个制备特征,其中所述至少一个制备特征与至少一个可磁化部分中的磁场标记对齐。
[0005] 制备特征可包括含有折痕线、开口、穿孔、包装件边界或封口、卷材的始端、卷材的末端、光学标记的位置、对包装件外部的印刷的组中的任意项。
[0006] 制备特征的区域和其对齐的磁场标记之间的间隙可为至少2mm,优选至少5mm,优选至少7mm,优选至少10mm。
[0007] 待形成的每一个包装件的至少一个斑点可位于距离待形成包装件的材料的纵向边缘不超过待形成包装件的材料的宽度的20%处,优选介于5%至15%之间处。
[0008] 磁场特性(magnetic field pattern)可包括具有第一极性的第一磁场峰(peak)以及具有相反的第二极性的第二磁场峰。材料可定义横向方向为与缠绕了材料的卷材时的辊的虚拟轴平行,纵向方向垂直于横向方向,以及虚拟线介于磁场特性的第一峰和第二峰的中点之间,其中可设置磁场特性使得虚拟线和纵向方向之间的介于-10至10度之间,优选介于-5至5度之间,优选大约0度。磁性特性的峰可具有在垂直于虚拟线的方向上沿着磁性特性的宽度形成基本上恒定的磁场,并且在垂直于虚拟线的方向上在磁性特性的宽度的外部形成大幅度减小的磁场的分布。宽度可为至少2mm,优选至少4mm,优选至少6mm。
[0009] 磁场特性可包括具有第一极性的第一磁场峰以及第二磁场峰,所述第二磁场峰环绕第一峰分布并具有相反的第二极性。附图说明
[0010] 图1图示出根据实施方式的包装层压板的卷材。
[0011] 图2阐释了层压板结构的实施例
[0012] 图3示意性地图示出根据实施方式的关于可磁化部分位置的包装层压板的卷材。
[0013] 图4阐释了不同形状的可磁化部分的实施例。
[0014] 图5示意性地图示出根据实施方式的包装层压板的卷材。
[0015] 图6阐释了层压板结构的实施例。
[0016] 图7示意性地图示出根据实施方式的包装层压板的卷材。
[0017] 图8示意性地图示出根据实施方式的包装层压板的卷材。
[0018] 图9示意性地图示出根据实施方式的可磁化部分。
[0019] 图10a至图10c图示出根据实施方式的磁场特性。
[0020] 图11a至图11b图示出根据实施方式的磁场特性。
[0021] 图12a至图12c示意性地图示出根据实施方式的磁场特性的读取。

具体实施方式

[0022] 图1阐释了包装材料的卷材100,其中提供了两个以上可磁化部分102。在印刷中,可磁化部分优选在印刷它们时分布使得待由包装材料形成的每个包装件104有至少一个可磁化部分102。虚线为虚拟的,并用于显示将形成包装件的两个以上部分。为了减少磁化材料的消耗(例如磁化墨的消耗),在磁性标记所预定放置的部分上,以斑点或类似物的方式提供磁化材料。由于印刷和磁性标记的分布之间的定位精度有限,参见光学标记的问题,所以优选斑点略微大于磁性标记所需的实际尺寸。因此,可处理任何合理的偏差。因此,可向斑点提供磁化微粒,因而该斑点可以具有磁性标记,其将在下文中进一步阐明,根据斑点的形状以及尺寸,通过调节磁化强度斑点将具有更复杂的信息。包装材料优选为层压板或单层材料,如高分子材料。
[0023] 图2阐释了可包括纸层202的包装层压板200以及一层以上的塑料涂层206,在所述纸层202上进行可磁化部分204的印刷。此处,术语“塑料涂层”应理解为包括适用于食品容器的聚合物的任何涂层。包装层压板还可包括金属箔层。为了能够透过金属箔层写入和读取磁性标记,优选金属为非磁的,比如。优选在面朝预定变为待形成的包装件的内部的层压板层的侧面上进行可磁化部分的印刷。因此,其不干扰在包装件外表上印刷装饰和产品信息。
[0024] 图3图解了包装层压板的卷材300,其包括两个以上可磁化部分302。可磁化部分可分布使得待由包装层压板300形成的每个包装件有至少一个可磁化部分。可磁化部分包括磁化微粒,例如由上述磁化墨来提供。可磁化部分或“斑点”可具有各种形状,如图4所示,取决于其应该承载的磁性标记以及实施磁性标记的意图。斑点可为正方形、长方形、圆形、椭圆形或具有定位在卷材的纵向或横向方向上的细长形状。斑点的尺寸取决于其应该承载的磁性标记的尺寸。优选,斑点的尺寸略微大一些,以减轻在斑点印刷和为该斑点提供磁性标记之间的任何定位偏差的问题。较大的斑点当然能够承载更高的磁化强度,其可用于提高低信息承载标记的磁场使得其更容易读取(尤其是在粗糙的(harsh)信号条件下),或者提供更复杂的信息,如承载关于卷材的或者卷材特定部分的信息。对于低信息承载标2
记,斑点可具有250mm或更少的面积,相当于边长为大约15-16mm的正方形斑点或直径为
2
大约17-18mm的圆形斑点。对于许多应用,150mm或更少的面积就足够了,而对于一些应
2
用,25mm或甚至更少的面积就足够了。用于承载复杂数据的可磁化部分,可适用细长形状的斑点或条。通过提供细长部分使得其在卷材的纵向方向上延伸,当卷材在卷材制造期间和/或包装件最后加工期间移动时,恰好能够进行复杂数据的连续写入和读取。
[0025] 所印刷的斑点优选包括在斑点面积上具有介于0.5和4g/m2之间的磁性微粒的数量。较低的数量可降低提供磁性信息的能,而较高的数量仅可提高磁化墨的消耗而不能改善信息承载能力。较大数量的印刷还可造成问题,尤其是在高速印刷中,因为墨可导致粘2
脏(setting-off)的问题。优选数量介于1.5和4g/m之间,以确保在各种条件下地信息承载能力。公平地权衡可靠读取/写入、印刷以及墨消耗的充分利用,得出数量为大约2g/
2
m。
[0026] 细长形状的斑点或条位于距离卷材纵向边界预定距离处,其中条中所提供的数据还可在一些应用中用于卷材的对齐。
[0027] 细长形状的斑点或条为沿着卷材的条带被分段划分的部分,使得待形成的每一个包装件存在一部分。优选设置划分使得待形成的包装件的封口能够位于划分的位置(此处无磁化印刷)。通过被设置在距离密封位置的预定位置,条带可具有表示密封位置的磁性标记。
[0028] 图5图解了包装层压板的卷材500,其包括在包装层压板卷材500上的两个以上可磁化部分502,此处以小圆点示出。卷材500预定以形成用于包装例如食品或液体的两个以上包装件。虚线为虚拟的,预定示出将形成包装件的两个以上部分。卷材500包括每个包装件的至少一个可磁化部分。因此,当由包装层压板形成包装件时,每一个包装件将分别具有至少一个可磁化部分。参照几何形状、印刷以及磁化墨,优选斑点具有据上所述特征的任何合适的组合。
[0029] 层压板可为包括两个以上层的复合层压板,其中每一层都选定用于为最终包装件提供所需的特性。例如,可提供进一步聚合物层610(例如保护层纸防止潮湿),使得最终包装件更容易处理以及更难暴露在环境中,和/或仅仅是使得最终包装件具有更好的外观。如果层压板为最终包装件提供了其所需的特性(如单一的聚合物层),那么层压板还可包括单层,但是被定义为层压板。层压板600可包括第一纸层602和第二塑料涂层604,如图
6所示。接着,参照几何形状,可磁化部分可为例如以斑点或上述其他形状的形式的印刷品
608。还可具有进一步的层,如第三金属箔层606。可提供不同材料的更多或更少的层,以获得最终包装件所需的特性。当层压板包括金属箔层606时,优选其由非铁磁金属制成,比如铝,使得透过金属箔可磁化部分能够电磁访问可磁化部分从而印刷和读取磁性存储信息和/或位置。每一个包装件上所存在的斑点中的至少一些斑点被印刷为从最终包装件的外部不可见。例如,因为包装件的外表应可用于装饰和/或产品信息。因此,优选在预定面朝包装件内部的卷材侧面上,或者至少在预定面朝包装件内部的合适层(如上述纸层)的侧面上进行印刷。
[0030] 图7图解了包装层压板的卷材700,其包括在包装层压板卷材700上的两个以上可磁化部分702。待由包装层压板形成的每个包装件有至少一个斑点。此外,卷材提供用于促进包装件最后加工的至少一个制备特征。所述至少一个制备特征与至少一个可磁化部分中的磁场标记对齐。例如,如图7所示,在卷材中生成折叠线用于使得包装件能够被迅速可靠地最后加工。生成折叠线时,在可磁化部分与折叠线的生成同时形成作为预定磁场的标记。提供用于生成折叠线的具有磁化元件的机械装置,即具有图案化凹槽/突出物的辊。然后,可确保磁化标记与折叠线生成操作对齐。磁化元件可为永磁体或电磁体,用于提供磁场标记。当提供在折叠辊外周的磁体靠近可磁化部分时,可磁化部分的磁化微粒将被磁化,同时将在可磁化部分上留有磁场特性。因此,提供了磁性标记。优选可磁化部分略微大于磁场标记(即具有剩余磁性(剩磁)的可磁化部分的那部分)的几何尺寸。因此,可磁化部分的对齐并非决定性的,因为将提供准确位置的因素是磁场标记而不是可磁化部分本身的印刷。通过提供合适的磁性特性,还可准确地读取准确的磁场标记,如将在下面进一步讨论的。
[0031] 制备特征可为提供折痕线之外的形式,如提供开口、穿孔等等。按照相同的原理对齐,即在提供制备特征的机械装置处提供磁化部分,使得对齐由于结构原因而变为固有的。
[0032] 在执行制备特征的机械装置中磁化元件的应用将带来少许问题。例如,在需要制备特征与包装层压板有机械相互作用(形成折叠线或冲孔)的位置处,可能无法提供磁化元件。因此,优选在该制备特征的区域以及其对齐的磁场标记之间提供间隙。此外,执行上述相互作用的工具可由铁磁材料制成。为了改进磁场标记的应用,磁化元件可需要具有由非铁磁材料(如铝)制成的保持或固定装置,其中间隙可进一步增大。因此,根据制备特征操作,以及用于执行该特征的工具,间隙优选为例如至少5mm、至少7mm、或至少10mm。
[0033] 在一些执行特征制备的操作中,优选该操作中每一个都具有其对齐的磁场标记。那些不同的磁场标记分别优选在适用于操作的位置的各自可磁化部分中制成。在一些相互影响的操作中,一个操作可使用由另一操作制成的磁场标记作为主标记,或可具有本身不与任何特征制备操作对齐的一定专用主标记,其仅作为稍后所执行的操作的参照。
[0034] 其他磁场标记可保持复杂数据,以及例如可被提供为长方形斑点(即条带)。可沿着整个卷材提供条带,其在最后加工包装件中预定被切断的部分处中断或不中断。保持复杂数据的磁场标记例如可提供独有代码,根据所述独有代码,可识别卷材以及卷材的部分。复杂数据还给出位置信息,用于最后加工包装件的指示等等。
[0035] 图8图示出包括折叠线802和可磁化部分804的卷材800的实施例,其中可磁化部分804通过对齐的磁场标记保持用于折叠线的位置信息。卷材800还包括待形成的每个包装件的冲孔806,以及通过对齐的磁场标记保持用于各自冲孔806的位置信息的可磁化部分808。该磁场标记例如可用于包装件最后加工中模塑能重新闭合的开口。卷材800还包括保持复杂数据的条带810,例如以上所阐明的。
[0036] 进一步位置信息可为包装件边界或封口,在此处进行将卷材分为形成包装件的部分的操作,或进行密封各自包装件的操作。
[0037] 可磁化部分可保持的进一步位置信息为包装材料卷材端部的磁性位置标记,即卷材的始端或卷材的末端,使得在卷材的接合中接合处能够被对齐。
[0038] 进一步的位置信息为光学标记的定位,其与能够光学读取或磁性读取的定位信息的封装机有益地兼容。优选,保持该信息的斑点的位置类似于光学标记的位置,但位于预定变为包装件内部的一侧。由于通常在预定形成包装件底部的部分提供光学标记,所以相应可磁化部分被相应地定位。因此,使得可磁化部分处的磁性标记能够提供类似于光学标记的信息,从而可用磁性读取器简单地代替封装机中光学读取器。在实践中,如果光学读取器被磁性读取器代替了,那么光学标记并非必需的,同时如上所述磁性标记代替了光学标记。在那样的情况下,兼容性取决于封装机中读取器的安装位置是否相同。
[0039] 进一步位置信息可用于包装件外部的印刷。该位置信息可有益地用于确保正确地对齐包装件的印刷以及包装件的其他特征制备的印刷。
[0040] 在磁场标记制作中,用于写入磁场标记的装置(例如永磁体或线圈设置)相对可磁化部分无相对移动或相对移动较小,或至少近似恒定的相对移动,可为有益的,例如,其可通过整合写入装置到例如用于生成折叠线的辊来实现,其中由于辊和卷材的外周沿相同方向以相同速度移动所以无相对移动。实现相对可磁化部分无相对移动或相对移动较小、或至少近似恒定的相对移动的另一方法在于控制写入位置的移动。这可由写入位置之前和之后卷材的松弛部分来实现,其使得无论在该位置之前和之后的卷材的速度多大,可控制该位置的速度。松弛部分可通过使卷材在沿着波形路径移动来实现,其中波形的尺寸可适应性改变给出可变化的松弛部分。因此,在写入操作期间,可控制在写入位置处的速度,以及在写入操作之间可加速或减速卷材以适应卷材的平均速度。
[0041] 待形成的每一个包装件的至少一个斑点可位于距离待形成包装件的材料的纵向边缘不超过待形成包装件的材料的宽度的20%处,优选介于5%至15%之间处。然后,在该斑点的磁场标记可用于控制形成包装件时材料的扭曲。包装件的成形通常通过形成一些类型的管状物来完成,所述管状物然后以一些方式密封其端部形成预期形状。然后管状物可能无意中扭曲了,妨碍了包装件的成形。因此,该磁场标记有助于控制管状物的任何扭曲以确保包装件的成形。因为可在发生接合的包装件一侧进行磁场标记的读取,通过具有相对靠近待接合以形成管状物的纵向边缘的这些磁性标记,进一步加强了控制。
[0042] 考虑到其上包括两个以上可磁化部分的包装材料的卷材,其中所述两个以上可磁化部分包括由包装层压板形成的每个包装件的至少一个斑点,至少一个可磁化部分提供承载磁场特性的磁性标记。因此,磁性标记变为信息载体。所承载的信息在某种意义上为几何的,因为其在卷材上特定位置上生成,通过从卷材的制造到包装件的最后加工的不同处理步骤被保留。信息还可具有磁场特性的意义,其可为用于可靠位置检测的相对简单特性或用于承载复杂数据的更复杂特性。
[0043] 参照图9讨论磁场特性的一些实施例,其阐释了具有可磁化部分902的包装层压板的卷材900的一部分。定义横向方向T为与缠绕了卷材时辊的虚拟轴平行,可定义纵向方向L垂直于横向方向,以及横向线t1和t2分配用于阐释图10和11中的示例性磁场。
[0044] 磁场特性可包括具有第一极性的第一磁场峰以及具有相反的第二极性的第二磁场峰。图10阐释了其实施例,其中图10a为阐释了沿着纵向方向L的磁场特性的图,图10b为阐释了沿着线t1的磁场特性的图,图10c为阐释了沿着线t2的磁场特性的图。该磁场特性可由具有南极和北极的单一磁体来实现,例如永磁体,在应用磁性标记期间所述单一磁体被设置为靠近可磁化部分,其中可磁化部分的磁性墨的磁性微粒的剩余磁场变得如图10之一所示。然后,优选通过观察磁场变化(即零交叉(zero-crossing))来检测纵向方向L上的位置,可提供纵向方向L上非常准确位置指示。优选通过例如差分测量技术观察磁场的侧面从而检测横向方向T上的位置,其能够在横向方向T上准确跟踪
[0045] 所阐释的特性在方向T或L上完全对齐。然而,这样的完全对齐是不必要的。考虑到磁场特性的第一峰和第二峰的中点之间的虚拟线,可设置磁场特性使得虚拟线和纵向方向L之间的角介于-10至10度之间。在优选实施方式中,角介于-5至5度之间。然而对于许多应用,该角度优选为如图10所示的0度。磁性特性的峰可具有在垂直于虚拟线的方向上沿着磁性特性的宽度形成基本上恒定的磁场、在垂直于虚拟线的方向上在磁性特性的宽度的外部形成急剧减小的磁场的分布。宽度优选为至少2mm,使得侧面检测不被干扰。为了获得更高的可靠度,宽度为优选至少4mm,以及对于一些应用优选至少6mm。
[0046] 根据磁场特性的分布的另一实施方式,如图11所示,磁场特性包括具有第一极性的第一磁场峰以及第二磁场峰,所述第二磁场峰环绕第一峰分布并具有相反的第二极性。在方向T和L上观察该磁场,将显示出磁场特性的对称性质。因此,根据相同的原理,可在任何方向上进行检测。例如,使用差分测量技术,可观察到磁场的两个零交叉。另一实施例简单地观察磁场特性的主要中心峰。
[0047] 在实践中,当读取磁性标记时,读取装置(如线圈装置)相对于包装材料通过磁性标记的磁场线,如图12a所示,在相对移动方向上有极点的读取装置将提供如图12b所示的读数。通过提供在相对移动方向上略微分开的两个读取装置并从二者读取差分信号,取代的读数将如图12c所示。根据该读数,可实现检测位置时较小的易错结果。同时,通过选择磁性标记相对于材料的极性方向,可设置如图12a所示的磁性标记以提供一比特(bit)的信息。然后,读数可与图12b和12c所示读数镜像比较。例如,所述一比特信息可表示磁性标记所对齐的材料的一种制备特征。
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