包含磁化部分的包装材料和用于磁化该材料的方法与流程

本发明涉及一种包装材料，该包装材料包括针对每个待由该材料形成的包装容器至少一个可检测的携带信息的标记。更具体地，本发明涉及一种具有多个磁化墨水部分的包装材料，一种用于磁化包装材料的装置，一种用于生产包装材料的系统，以及一种磁化包装材料的方法。

背景技术：

许多可倾倒的食品，例如果汁，uht(超高温处理的)牛奶，葡萄酒，番茄酱等，都是以无菌包装材料制成的包装出售。包装材料可以在填充食品之前作为单独的片材或从卷材切割的坯料供应，或者作为在填充，密封和形成包装的过程中形成管的卷材供应。

在包装材料被折叠并密封到包装中时，在单独的片材或卷材上提供光学引导标记以携带操作相关的信息以指导操作。在打印装饰或产品信息的片材或卷材的印刷期间提供光学标记。光学标记不合需要地消耗了作为所述包装外部的重要区域。已经尝试通过减小所述标记的物理尺寸来减少这种不希望的消耗的外表面。然而，减小物理尺寸被限制在较低的临界极限，低于该临界极限，该标记太小而不能通过可用的光学设备以至少所需的最小精度检测到。

具有磁性标记的包装材料的发展克服了上述光学标记的问题。

wo2012/072309公开了一种包装材料，所述包装材料包括针对每个包装至少一个可检测的可磁化部分。所述部分可以印刷在拟面向所述包装的内部(即远离消费者的)片材或卷材的一侧。一旦被磁化，该部分提供带有磁场图案的磁性标记，该磁场图案与制备特征对准以增强包装的形成和整饰(finish)。制备特征包括包装的折痕线，开口或外部印刷。

可磁化部分可以在包装材料生产过程的早期阶段生产。或者，可以在形成制备特征的同时将磁性施加到该部分，从而确保磁性标记与制备特征的操作的对准(alignment)。例如，在有折痕的片材或卷材中，磁性标记通过压痕辊中的磁体获得其磁性。如wo2016/045994中所公开的，磁体可以放置在压痕辊的周边上。当片材通过压痕辊以形成折痕时，磁体将磁场施加到片材(或卷材)上的可磁化部分。

有时，使用无折痕的卷材或片材来形成枕型包装，例如本申请人提供的tetrafino(tfa)。在从无折痕的片材形成包装期间，不使用或不需要压痕辊或工具。进一步，使用：

(i)具有磁体的伪压痕辊，其磁体仅具有无压痕能力；或

(ii)带有磁体的单独辊子，其同步于磁性油墨在纸张上的印刷；

来磁化在无折痕的包装材料中可磁化部分是既昂贵又难以处理和安装。

因此，需要用于将磁性施加到无折痕包装材料上的可磁化部分的替代方法和装置。

发明概要

根据本发明的第一方面，提供了一种用于磁化用于容纳食物的包装的包装材料的装置，该装置包括：

用于供给包装材料通过该装置的供料器，该包装材料具有多个可磁化墨

水部分；和

静止杆，其具有至少一个磁体，用于磁化施加在所述包装材料上的墨水

部分。

在第一方面的一些实施方案中，该装置是印刷机。在本发明第一方面的其他实施方案中，该装置是灌装机。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于生产包装材料的系统，该系统包括：

如前述权利要求中任一项所述的装置，用于磁化所述包装材料；和

至少一个层压站，其包括用于提供层压层以层压所述磁化的包装材料的

挤压机和辊压夹辊(rollerpressnip)。

根据本发明的第三方面，提供了一种磁化用于容纳食品的包装的包装材料的方法，该方法包括：

将多个可磁化墨水部分施加到所述包装材料上；和

移动具有所述施加的墨水部分的所述包装材料经过多个静止磁体以磁化

所述墨水部分并形成磁化的包装材料。

根据本发明的第四方面，提供了一种用于生产食品的密封包装的包装材料，该包装材料包括：

用于赋予所述包装材料刚度的基层；

施加到所述基层上的至少一个矩形的可磁化墨水部分；和

施加到并覆盖所述基层和所述可磁化墨水部分的至少一个层压层；

其中所述矩形的可磁化墨水部分的短边的长度为约2毫米至6毫米，优

选为约3毫米至5毫米，以及更优选为约3.9毫米至4.1毫米；和

其中所述矩形的可磁化墨水部分的长边的长度为约7毫米至13毫米，优

选为约8毫米至12毫米，以及更优选为约9毫米至11毫米。

在第四方面的一些实施例中，所述矩形的可磁化墨水部分的短边的长度约为4毫米。在一个优选实施例中，施加到所述基层的所述矩形的可磁化墨水部分的短边被定向成与包装材料的行进方向平行。在第四方面的一些实施例中，至少一个矩形的可磁化墨水部分具有约4毫米×10毫米的尺寸。

附图简述

将参考附图以示例的方式描述本发明的一些优选的非限制性实施方式，其中：

图1示出了根据本发明一实施方式的用于生产包装材料的系统；

图2a是在图1中的系统运行期间形成的包装材料的横截面侧视图；

图2b显示了图2a中的包装材料，其上施加有附加层；

图3a是根据本发明的一实施方式的用于将磁性墨水施加到包装材料卷材并磁化所施加的墨水的印刷机的俯视图和局部视图。

图3b是图3a中的印刷机从位置y的主视图(为清楚起见，已经省略了供给包装材料的卷筒)；

图3c是图3a中的印刷机从位置z的侧视图(为了清楚起见，省略了可磁化墨水施加器和供给包装材料的卷筒)；和

图4描绘了用于从根据本发明一实施方式生产的包装材料形成和填充包装的填充机。

发明详述

图1示出了用于生产包装材料104的系统100。在系统100中，卷筒108提供用于刚性的包装材料104的基层，例如纸张。来自卷筒108的基层通过磁性墨水印刷机109。印刷机109包括可磁化墨水施加器112和具有磁体120的静止杆116。虽然未示出，但是所述静止杆116可具有多个磁体120。当所述基层通过施加器112时，一或多个可磁化墨水部分(未示出)被施加到所述基层的表面上。然后，施加的所述部分通过磁体120以磁化所述部分从而在所述基层上提供一个或多个磁场标记。每个部分可以提供其自身独特的磁场图案，其不同于基层104上的另一部分。然而，优选地，每个部分提供相同的磁场图案。下面将参考图3a，3b和3c更详细地描述印刷机109。

具有来自印刷机109的一个或多个磁化墨水部分的包装材料104然后在辊124和128之间通过。同时，来自挤压机136的层压层132被施加到材料104上，位于一个或多个磁化的墨水部分上方。在通过辊124和128之后，包装材料104立即具有多层结构，如图2a所示。图2a中的包装材料200具有基层204和磁化墨水部分208。层压层212覆盖基层204和墨水部分208。层压层212可以是热封塑性材料，例如包括强的、高拉伸的、茂金属催化的低线性密度(lld)聚乙烯。优选地，在冷却之前，通过挤压涂覆将层212以熔融状态层压在基层上。尽管未在图1和2a中示出，但也可以施加一层氧气阻隔材料，例如铝箔，到层压层212上。该氧气阻隔层又可以被另一个热封塑性材料层压层覆盖，该热封塑性材料层压层将形成在包装形成后与食品接触的最内层。因此，在如图2a所示的包装材料200中，墨水部分208被施加到基层204的表面，该表面将面向不可避免地由所述包装材料200形成的包装的内侧或内部。在一个替代实施例中，墨水部分208被施加到基层204的表面，该表面将面向不可避免地由所述包装材料形成的包装的外侧或外部。在该替代实施例中，墨水部分208然后被可热密封的热塑性聚合物层覆盖，热塑性聚合物为例如聚烯烃聚合物，例如聚乙烯或聚丙烯，例如低密度聚乙烯(ldpe)，线性低密度聚乙烯(lldpe)，在限制几何构型催化剂(例如茂金属催化剂)存在下聚合的lldpe(m-lldpe)，或高密度聚乙烯(hdpe)或聚丙烯均聚物或聚丙烯共聚物，或包含任何这些聚合物的共混聚合物。

磁化墨水部分208的形状和面积不受特别限制。例如，墨水部分208的形状可以选自矩形，正方形，圆形，椭圆形，细长形状及其组合。部分208的面积通常小于250平方毫米，优选小于150平方毫米，更优选小于25平方毫米。在一些实施例中，墨水部分208是矩形的。当墨水部分208是矩形时，优选矩形的短边的长度为约2毫米至6毫米，优选为约3毫米至5毫米，更优选为约3.9毫米至4.1毫米。矩形的长边的长度为约7毫米至13毫米，优选为约8毫米至12毫米，更优选为约9毫米至11毫米。矩形的墨水部分208的最优选尺寸为4毫米×10毫米。本发明人惊奇地发现，矩形形状的墨水部分发射出易于检测和测量的磁性分布(magneticprofile)或信号。另一个好处是磁性分布可由现有的读取器检测到，从而避免了昂贵的新读取设备的需要。

可磁化墨水包括可磁化颗粒，溶剂和粘合剂。可磁化颗粒可以是磁铁矿或磁赤铁矿或赤铁矿。粘合剂可选自有以下组成的组：丙烯酸酯，诸如苯乙烯丙烯酸共聚物之类的丙烯酸类树脂(acrylics)，聚氨酯，硝化纤维素，聚酰胺和胶乳。可以从该组中选择两种粘合剂，其中一种粘合剂用作分散剂，使得可磁化颗粒均匀地分散在所述墨水中，而另一种粘合剂用作包装材料的粘合剂。粘合剂的量可以是所述墨水重量的15-70％，优选15-60％，优选20-55％。所述墨水可进一步包含添加剂，例如蜡和/或消泡剂。蜡可选自聚乙烯，聚丙烯，硅氧烷，聚酰胺，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(ethylenevinylacetate)，乙烯-乙酸丁酯共聚物(ethylenebutylacetate)，乙烯-丙烯酸共聚物(ethyleneacrylicacid)和聚四氟乙烯。消泡剂可包含硅氧烷或矿物油。溶剂可选自乙醇，乙酸乙酯，水，异丙醇，二醇(glycol)或缓凝剂溶剂。可磁化颗粒的量可以是所述墨水重量的15-40％，优选30-35wt％。可磁化颗粒的尺寸可以为0.1至2.5微米，优选0.1至0.8微米，或优选0.4至1.5微米，优选约0.3微米或1微米。

再次参照图1，包装材料104然后在经过辊152和156之前绕过另一个辊140。当材料104在辊152和156之间通过时，来自挤压机148的层压层144也被施加到包装材料104。层144被施加到与层132相对的包装材料104的面上。包装材料104在通过辊152和156之后具有图2b中所示的多层结构。图2b中所示的包装材料220具有基层204，磁化墨水部分208和层压层212，如上面图2a中所述。层压层224覆盖基层204的与层压层212相对的面。层压层224可以是如上关于层压层212所描述的热封塑性材料。

在包装材料104在辊152和156之间通过之后，在系统100中提供一个或多个操作单元160，用于修饰磁化的层压的所述包装材料220。由单元160执行的操作的示例包括对包装材料进行刮除(doctoring)或将装饰性图案印刷到包装材料220上。然而，在系统100中包括操作单元160不是必需的。

在操作单元160和辊164和168之间的通道之后，将包装材料卷绕到卷筒169上以供以后使用，例如使用下面图4中描述的填充机170进行卷绕。

尽管未在图1中示出，但是可以在操作单元160和夹辊164和168之间将额外的挤压机结合到系统100中。该额外的挤压机用于在包装材料104的印刷的装饰图案和印刷的磁性标记的顶部上挤出涂覆最外层压层。

图3a，3b和3c示出了磁性墨水印刷机300及其在将墨水的部分324施加和磁化到包装材料304上的应用。印刷机300包括可磁化的墨水施加器316和具有多个磁体328的静止杆320。磁体328(magnet)可以是电磁体或永磁体，例如条形磁铁。磁体328可以位于所述静止杆320的表面上，或者可以替代地容纳在所述静止杆320的内部中，例如容纳在所述静止杆320上的凹槽中。所述静止杆320位于施加器316附近，如图3a和3b所示。然而，静止杆320和施加器316之间的距离不是特别重要。例如，静止杆320可以邻接施加器316，或者静止杆320可以与施加器316分开约1000毫米，500毫米，200毫米，100毫米，50毫米，25毫米，10毫米或5毫米。进一步定位静止杆320，以使磁体328尽可能靠近包装材料304。优选地，图3c中磁体328和所述包装材料304之间的距离“d”为约2毫米或约1毫米或小于1毫米。当所述包装材料304移动通过并靠近静止杆320时，这导致墨水部分324的磁化。

图3a中的虚线308限定了要形成的各个包装容器。每个包装容器具有磁化墨水部分324。尽管图3a中的磁化墨水部分324是矩形的，但墨水部分324也可以是方形或任何其他合适的形状。优选地，墨水部分324是矩形的。更优选地，矩形的墨水部分324的尺寸为约4毫米×10毫米，其中矩形的4毫米的较短边定向成与包装材料304的行进方向平行，如图3a中的实线箭头所示。

印刷机300如下使用。如图3a和3b中的实线箭头所示，包装材料304，或者更确切地说是后来形成包装材料的一部分的基层，从卷筒312朝向印刷机300供给。当包装材料或基层304在施加器316下面通过时，可磁化墨水部分324被施加到所述材料304上。然后，施加的所述部分324通过静止杆320上的磁体328以磁化所述部分324，从而在包装材料或基层304上提供一个或多个磁场标记。然后，包装材料304在图1所示的系统100中经历进一步处理，或者在填充和形成包装之前经历替代操作。

不希望受理论束缚，据信从在印刷机300之后获得的磁化墨水部分324辐射的场不会与用现有方法(例如涉及压痕辊的方法)制成的其他磁化标记的场相同，在现有方法中可磁化墨水部分的尺寸和面积大于磁场标记的几何尺寸，即大于所述墨水部分的带有磁性的部分的几何尺寸。更确切地说，从磁化的墨水部分324发射出的磁性分布(profile)将取决于印刷的墨水部分324的物理边界(即，尺寸，形状和面积)，因为所有或基本上全部的印刷的墨水部分324通过印刷机109和300被磁化。磁性分布的尺寸和形状不依赖于包装材料或基层通过在静止杆上的磁铁下方时的速度。优选地，磁体328的尺寸大于墨水部分324的尺寸，以帮助确保所有印刷的墨水部分324被磁化。

如图4所示，由图1中的系统制造的包装材料104从卷筒169展开并送入灌装机170，其中包装材料形成为在一端密封的管，填充来自管道172的食品，再次密封以封闭食品，切割并形成包装176。在填充期间，磁性标记读取器(图4中未示出)检测从包装材料104、220上的磁化墨水部分208发射出的磁场，以使包装材料104的位置与管道172以及其他密封和切割元件(未示出)同步。在制造和填充包装时在管中形成的任何扭曲也是可检测的。然后校正这种不希望的扭曲以增强操作并增加适当形成、填充和密封的包装176的产量。可能作为填充机170的一部分出现的其他操作(未示出)包括包装材料的灭菌，与磁性标记(和印刷的设计)的对准以校正任何管扭曲，开口装置的施加，所述开口的定位对准，定制的压痕，在成品包装材料的外部上压花或印刷，和/或切割包装材料。填充机还可以包括静止杆(未示出)，该静止杆具有至少一个磁体，用于磁化施加到包装材料上的墨水部分。