CN102448834B - 包括可磁化部分的包装材料 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了一种包装材料。包装材料包括在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。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的磁场标记对齐。还披露了分别用于写入以及读取包装材料上磁性标记的方法。

Description

包括可磁化部分的包装材料
技术领域
本发明涉及一种包括可磁化(magnetisable)部分的可磁化包装材料，其中材料预定用于形成例如食品包装件。
背景技术
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，其中例如在将装饰或产品信息印刷在包装材料上期间。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
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 705759A1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。
根据第一方面，提供包括印刷在包装材料上的两个以上[可磁化部分]磁性标记的包装材料，所述两个以上[可磁化部分]磁性标记包括待由包装[层压板]材料形成的每个包装件的至少一个[斑点]磁性标记，[并且在]所述至少一个[可磁化部分和]磁性标记[提供磁场特性(magnetic field pattern)的磁性标记]与用于最后加工包装件的操作相关联的制备特征[分别]对齐，其中[可磁化部分以及]所述至少一个磁性标记位于材料上使得读取期间[或写入期间]材料和用于读取[或写入]磁性标记的装置之间的相对速度[分别]为[恒定]变化的、非零的。
制备特征可包括含有折痕线、开口、穿孔、包装件边界或密封、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。
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。
将形成的每一个包装件的至少一个斑点可位于距离将形成包装件的材料的纵向边缘不超过将形成包装件的材料的宽度的20％处，优选介于5％至15％之间处。
在发明的一实施方式中，提供包括磁性标记的包装材料，所述磁性标记提供磁场特性并与用于在包装材料上应用开启装置(opening device)的操作对齐，其中所述磁性标记位于材料上使得[读取期间或]写入期间材料和用于[读取或]写入磁性标记的装置之间的相对速度为恒定的。
磁场特性(magnetic field pattern)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。材料可定义横向方向为卷绕了材料的卷材时与卷绕辊的虚拟轴平行，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角介于-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、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。宽度可为至少2mm，优选至少4mm，优选至少6mm。
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。
相对速度在写入磁性标记时可为零，在读取磁性标记时可为非零的。因此，在写入磁性标记时，写入装置和包装材料之间无滑移(slip)，这意味着磁性标记被准确分布。在读取磁性标记时，读取装置和包装材料之间的移动使得磁性标记的特性可被正确检测到。如果包装材料预定通过以指引方式(indexing manner)运行的封装机制造包装容器，所述至少一个磁性标记优选位于包装材料上，使得包装材料的移动速度为其最大值的至少50％以完整地检测到磁性标记时，其能够被检测到。
[根据第二方面，提供用于根据第一方面在包装材料上写入磁性标记的方法。方法包括控制写入装置和材料之间的相对速度为零。相对速度的控制可包括使写入装置的移动速度与材料的移动速度相同，或可包括提供在写入位置之前和之后的材料松弛部分，使得无论材料的一般速度多大，写入瞬间写入位置处的速度能够为零。]
根据[第三]第二方面，提供用于根据第一方面从包装材料上读取磁性标记的方法。方法包括控制读取装置和材料之间的相对速度为[恒定的以及]非零的。如果包装材料以循环方式或指引方式运行通过以连续方式将包装材料形成、填充、密封为包装件的封装机，则优选读取装置和材料之间的相对速度被控制为其最大值的至少50％。相对速度的控制可包括提供在读取位置之前和之后的材料松弛部分，使得无论材料的一般速度变化多大，读取瞬间写入位置处的速度能够为恒定的。
附图说明
图1为根据实施方式所示的包装层压板的卷材的示意图。
图2示意性地图示出与包装材料卷材上的操作对齐的读取/写入位置的实施例。
具体实施方式
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，可磁化部分优选分布使得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，预定示出将形成包装件的两个以上部分。为了减少可磁化材料的消耗(例如磁化墨的消耗)，在预定放置磁性标记的部分上，以斑点或类似物的方式提供可磁化材料。由于印刷和磁性标记的分布之间的定位的精度有限，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，所提供的斑点可为可提供磁性标记的可磁化微粒，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。
图2图示出与包装材料卷材200上的一个或一个以上操作203对齐的磁性标记的读取/写入位置的实施例。磁性标记201用于对齐一个或一个以上的操作。为了能够正确地定位卷材以便操作，以及提供恒定移动(即不加速或不减速材料)或零移动，能提供在读取/写入/操作位置之前和之后的松弛部分204和206。
此外，卷材可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可与至少一个可磁化部分中磁场标记对齐。例如，在卷材中生成折叠线使得包装件能够被迅速可靠地最后加工。制备特征可为折痕线之外的形式，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可磁化部分，使得对齐由于结构原因而变为固有的。
在执行制备特征的机械装置中可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的相互机械作用(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与其对齐的磁场标记之间提供间隙。此外，执行上述作用的工具可由铁磁材料制成。为了改进磁场标记的应用，可磁化元件可能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，以及用于执行期的工具，间隙优选为例如至少2mm，至少5mm、至少7mm、或至少10mm。
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。
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。
进一步位置信息可为包装件边界或密封，在此处进行将卷材分为形成包装件的部分的操作，或进行各自包装件的密封的操作。
可磁化部分可保持的进一步位置信息为包装材料卷材末端的磁性位置标记，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。
进一步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，所以相应的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，某种程度上兼容性取决于封装机中读取器安装位置是否相同。
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。
在磁场标记制造中，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怎样，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性改变卷材的平均速度。
在读取磁场标记中，用于读取磁场标记的装置(例如永磁体或线圈设置)相对可磁化部分具有近似恒定的相对移动。实现相对可磁化部分近似恒定的相对移动的方法在于控制控制读取位置的移动。这可由读取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怎样，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，在读取操作期间，可控制在读取位置处的速度，以及在读取操作之间可加速或减速卷材以适应性改变卷材的平均速度。
因此，提供分别用于写入和读取根据以上讨论的磁性标记的方法。对于磁性标记的写入，在写入装置和材料之间具有零相对速度的优点在于标记可准确定位，以及由于没有滑移所以标记特性变得如预期的。对于磁性标记的读取，具有恒定非零相对速度的优点在于标记的磁性特性可被正确读取。在本文中，零和非零应从物质运动过程的动力学以及读取和写入所需时间的角度来解释。因此，“零”(以及“非零”)不应被解释为绝对的，以及不应被解释为不变条件，因为它仅仅是在读取或写入时的一个理想的状态。
将形成的每一个包装件的至少一个斑点可位于距离将形成包装件的材料的纵向边缘不超过将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末端形成预期形状。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。
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待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负载数据的更复杂特性。
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。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，使得可磁化部分的磁性墨的磁性微粒的剩余磁场变得如预期的那样。然后，优选通过观察磁场变化(例如零交叉(zero-crossing))来检测纵向方向上的位置，可提供纵向方向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上的位置，从而能够在横向方向上准确跟踪。
所阐释的特性优选在纵向方向上或横向方向上对齐。然而，无需完全对齐。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例如纵向方向之间的角介于-10至10度之间。在优选实施方式中，角介于-5至5度之间。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。
根据磁场特性的分布的另一实施方式，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。在纵向方向上和横向方向上观察该磁场，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，可观察到磁场的零交叉。另一实施例简单地观察磁场特性的主要中心峰。

Claims (4)

1.一种包装材料，其包括印刷在所述包装材料上的两个以上磁性标记，所述两个以上磁性标记包括待由所述包装材料形成的每个包装件的至少一个磁性标记，所述至少一个磁性标记与用于最后加工所述包装件的操作相关联的制备特征对齐，其中所述至少一个磁性标记位于所述材料上使得读取期间所述包装材料和用于读取所述磁性标记的装置之间的相对速度为非零，其中所述包装材料还包括在所述包装材料上的两个以上可磁化部分，其包括待由所述包装材料形成的每个包装件的至少一个斑点，所述两个以上可磁化部分中的至少一个提供承载磁场特性的所述磁性标记，并且所述斑点略微大于所述磁性标记所需的实际尺寸。
2.根据权利要求1所述的包装材料，其用于通过封装机制造成形的、填充的、密封的包装件，所述包装材料以指引方式或速度变化方式通过所述封装机，其中所述至少一个磁性标记位于所述包装材料上使得读取期间所述包装材料和用于读取所述磁性标记的装置之间的所述相对速度为其最大值的至少50%。
3.一种用于根据权利要求1至2中任一项读取包装材料上磁性标记的方法，所述包装材料以指引方式运行通过以连续方式将所述包装材料形成、填充、密封为包装件的封装机，包括在读取期间控制所述包装材料和读取装置之间的相对速度为非零。
4.根据权利要求3所述的方法，其中在读取期间所述包装材料和所述读取装置之间的所述相对速度被控制为其最大值的至少50%。
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