專(zhuān)利名稱(chēng)：用于生產(chǎn)食品包裝的片材和用該材料制成的包裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于包裝食品的片材。
背景技術(shù)：
已經(jīng)知道了多種用于包裝可倒出的食品如果汁、酒、番茄醬、經(jīng)巴氏滅菌或可長(zhǎng)期存放的(UHT)牛奶等的材料。
這種包裝由包裝材料的連續(xù)卷形成。根據(jù)一種已知的技術(shù)，該材料卷被縱向地密封以形成連續(xù)的管。
包裝材料具有多層結(jié)構(gòu)，其包括一層紙材料層，在該層的兩面均覆蓋有熱封材料如聚乙烯的層，在用于長(zhǎng)期存放的產(chǎn)品如UHT牛奶的無(wú)菌包裝中，包裝材料還包括隔絕材料層，其例如由層疊在熱封塑料層上的鋁膜形成，該鋁膜又被另一熱封塑料層所覆蓋，后者最終形成了與食品接觸的包裝的內(nèi)表面。
為了生產(chǎn)出無(wú)菌包裝，將包裝材料卷從卷筒上松開(kāi)，并傳送穿過(guò)除菌室，在其中例如通過(guò)施加滅菌劑如過(guò)氧化氫來(lái)對(duì)該材料卷進(jìn)行消毒，這種殺菌劑在消毒后例如通過(guò)加熱或者對(duì)包裝材料施加適當(dāng)波長(zhǎng)和強(qiáng)度的輻射來(lái)蒸發(fā)掉。
然后將消過(guò)毒的材料卷折疊成圓柱體，并進(jìn)行縱向密封，從而以已知方式形成了連續(xù)、垂直且縱向密封的管，換句話(huà)說(shuō)，包裝材料管形成了除菌室的延伸部分，并且在管中連續(xù)地填充可倒出的食品，然后饋送到成形-密封單元中，以便形成單獨(dú)的包裝，利用夾爪對(duì)來(lái)夾住管并進(jìn)行橫向密封，從而形成枕狀包裝體(pillow pack)。
然后通過(guò)切開(kāi)枕狀包裝體之間的密封部分以分開(kāi)枕狀包裝體，并且將其傳送到最終折疊工位中，在這里將其機(jī)械式地折疊成最終包裝的形狀。
包裝材料制造工藝中的各項(xiàng)操作通過(guò)使用在第一印刷階段中印在材料上的對(duì)齊標(biāo)記作為基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行。
對(duì)齊標(biāo)記包括印刷代碼，其通常還用在成形機(jī)上以控制材料通過(guò)各個(gè)加工工位的進(jìn)給。更具體地說(shuō)，如所知道的那樣，所謂的“裝飾校正”裝置對(duì)正在成形的包裝產(chǎn)生作用，以便沿進(jìn)給方向不同地“拖動(dòng)”材料，并保證機(jī)械成形操作的進(jìn)行與包裝上的裝飾部分相匹配。
在已知的包裝機(jī)中，在將材料卷縱向地密封以形成管之前，通常還必須控制材料卷的橫向位置，以便執(zhí)行輔助操作，例如進(jìn)行切割和施加可除去的拉環(huán)或開(kāi)啟機(jī)構(gòu)。
還必須控制管在密封單元上的角度位置，該角度位置在使用中可能會(huì)相對(duì)所需的角度位置而變化，其原因是材料卷的側(cè)邊緣可能不是絕對(duì)直的，由夾爪對(duì)連續(xù)地撞擊管所產(chǎn)生的效應(yīng)，以及因材料卷張緊偏差所產(chǎn)生的效應(yīng)。
由于上述情況在縱向和橫向密封質(zhì)量方面以及在所形成的包裝的精度方面會(huì)產(chǎn)生負(fù)面的影響，因此已知的機(jī)器設(shè)有用于人工地調(diào)節(jié)管的角度位置的裝置。然而，這種裝置是比較耗時(shí)的且涉及到停工，因而會(huì)使產(chǎn)量受到損失。還已提出了用于自動(dòng)地調(diào)節(jié)包裝材料管的角度位置的系統(tǒng)，但其需要使用專(zhuān)用傳感器以確定疊加的材料層在縱向密封處的位置。
發(fā)明公開(kāi)本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于生產(chǎn)食品包裝的片狀包裝材料，其包括可光學(xué)檢測(cè)到的對(duì)齊標(biāo)記，通過(guò)它可確定材料在機(jī)器上的進(jìn)給方向和橫向上的位置。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于生產(chǎn)食品包裝的片材，其包括多條折疊線(xiàn)和一系列可光學(xué)檢測(cè)到的對(duì)齊標(biāo)記；其特征在于，各對(duì)齊標(biāo)記包括至少兩個(gè)與所述材料的進(jìn)給方向垂直的平行部分，以及處于這些平行部分之間的傾斜部分。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)材料傳送通過(guò)機(jī)器時(shí)，對(duì)齊標(biāo)記可被一個(gè)或多個(gè)光學(xué)傳感器檢測(cè)到，這些傳感器用于控制材料卷在各個(gè)加工工位處的位置，并且與可用于控制管理材料卷位置的裝置的處理-控制單元相連。傾斜部分與垂直于進(jìn)給方向的兩個(gè)部分一起表示了材料的橫向位置，它可用于自動(dòng)地校正扁平材料卷的橫向位置和管的角度位置。
與已知的包裝材料典型相關(guān)的另一問(wèn)題如下所述包裝通過(guò)沿“壓痕”于材料中的折疊線(xiàn)來(lái)折疊包裝材料而形成。雖然包裝的形成必須與折疊線(xiàn)匹配，然而通常根據(jù)印在材料上的對(duì)齊標(biāo)記來(lái)控制包裝材料在成形機(jī)上的進(jìn)給。
其原因在于，折疊線(xiàn)的傳統(tǒng)的直接光學(xué)檢測(cè)仍存在著問(wèn)題，迄今為止尚未提出令人滿(mǎn)意的解決方案。
壓痕和印刷在材料生產(chǎn)周期中的不同階段進(jìn)行，因此在這兩者之間不可避免存在著對(duì)齊誤差。因此，采用印出的對(duì)齊標(biāo)記作為應(yīng)當(dāng)與折疊線(xiàn)匹配的操作的位置基準(zhǔn)不可避免會(huì)導(dǎo)致誤差。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，可光學(xué)檢測(cè)到的對(duì)齊標(biāo)記由在材料的第一表面上具有下凹輪廓且在材料的第二表面上具有非凸起輪廓的壓縮壓痕出的折疊線(xiàn)形成。
與已知的壓痕方法相比，壓縮壓痕(compression creasing)能夠得到更清晰的壓縮線(xiàn)，它能夠被光學(xué)檢測(cè)到并因而可用作對(duì)齊標(biāo)記。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，材料還可包括裝飾部分，其具有至少部分地包圍了一個(gè)或多個(gè)壓縮壓痕出的折疊線(xiàn)的印出區(qū)域，因此，印出區(qū)域內(nèi)的折疊線(xiàn)形成了可光學(xué)檢測(cè)到的“負(fù)印刷”標(biāo)記。
當(dāng)采用任何已知的印刷技術(shù)來(lái)進(jìn)行印刷時(shí)，包裝材料在印刷滾筒和相對(duì)滾筒之間被壓縮。如果采用傳統(tǒng)的壓痕方法，那么在相對(duì)滾筒一側(cè)上的壓痕的凸起輪廓產(chǎn)生了推力，導(dǎo)致了包裝材料和壓痕線(xiàn)凹入側(cè)的印刷滾筒之間的意外的不希望有的接觸，這就產(chǎn)生了帶有模糊輪廓的線(xiàn)，這會(huì)在很大程度上導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)。
另一方面，壓縮壓痕還在包裝材料的與相對(duì)滾筒接觸的表面上產(chǎn)生了平坦或稍稍凹入的輪廓，從而消除了推力，并且折疊線(xiàn)的下凹的相對(duì)側(cè)是絕對(duì)無(wú)油墨的，從而得到了可被光學(xué)傳感器理想地檢測(cè)到的高對(duì)比度的標(biāo)記。
附圖簡(jiǎn)介下面將參考附圖并通過(guò)示例來(lái)介紹本發(fā)明的一些非限制性的實(shí)施例，在附圖中

圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于從片材卷中生產(chǎn)無(wú)菌包裝的機(jī)器；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的片狀包裝材料的一部分；圖3和4示意性地顯示了生產(chǎn)圖2所示材料的方法的各個(gè)步驟；圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的包裝材料的一部分。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式圖2中的標(biāo)號(hào)l表示了以連續(xù)卷3的形式來(lái)提供的片狀包裝材料2的一部分。
材料2的卷3包括多條折疊線(xiàn)4和印刷出的裝飾部分5，它們?cè)诘扔谏a(chǎn)一件包裝所需的材料長(zhǎng)度的間隔R處重復(fù)。
卷3可在如圖1示意性示出的用于生產(chǎn)無(wú)菌包裝的機(jī)器6上使用，卷3從卷筒7上松開(kāi)，被傳送通過(guò)在其中進(jìn)行滅菌的除菌室(未示出)和組件8，通過(guò)組件8來(lái)對(duì)卷3進(jìn)行折疊和縱向密封，以便以已知方式來(lái)形成連續(xù)的垂直管9。
通過(guò)已知的充填設(shè)備10來(lái)在包裝材料的管9中連續(xù)地填充可倒出的食品，然后將管9傳送到成形-橫向密封工位14中，管9在此處被夾爪對(duì)(未示出)所夾持，這些夾爪橫向地密封管以形成枕狀包裝體15。
然后通過(guò)切開(kāi)枕狀包裝體15之間的密封部分來(lái)分開(kāi)枕狀包裝體15，并將其傳送到最終折疊工位16中，在此處機(jī)械式地折疊枕狀包裝體15以形成最終的包裝17。
通過(guò)沿折疊線(xiàn)4對(duì)材料進(jìn)行折疊，并且通過(guò)可“讀取”位于材料上間隔R處的對(duì)齊標(biāo)記18的光學(xué)傳感器16來(lái)控制材料的進(jìn)給，從而形成了包裝。
根據(jù)本發(fā)明，各對(duì)齊標(biāo)記18包括斷開(kāi)的大致Z形的對(duì)齊線(xiàn)37，其由相互平行且垂直于卷3在機(jī)器6上的進(jìn)給方向的第一部分37a和第二部分37b以及相對(duì)于部分37a，37b呈傾斜的部分37c形成。
因此，當(dāng)卷3被傳送通過(guò)機(jī)器6時(shí)，對(duì)齊標(biāo)記18就可被一個(gè)或多個(gè)光學(xué)傳感器16檢測(cè)到，該傳感器用于控制卷3在各加工工位處的位置，并與用于控制管理卷3的位置的已知裝置(未示出)的處理-控制單元41相連。
采用Z形的對(duì)齊線(xiàn)37，就可以控制卷3在進(jìn)給方向和橫向上的位置，以便校正仍舊平坦的卷的橫向位置，從而執(zhí)行輔助操作，例如進(jìn)行切割和施加可除去的拉環(huán)或開(kāi)啟機(jī)構(gòu)，或者校正管9的角度位置。
此外，在材料卷的一條邊緣上施加粘合帶以縱向地密封卷并形成管的期間，以及在拼接材料卷的情況下控制疊放在一起的材料卷邊緣的對(duì)齊的期間，進(jìn)行側(cè)向?qū)R的控制。
實(shí)際上，光學(xué)傳感器16連續(xù)地檢測(cè)對(duì)齊線(xiàn)的第一部分37a、傾斜部分37c和第二部分37b；控制單元41計(jì)算檢測(cè)到第一部分37a和傾斜部分37c之間的第一時(shí)間Tl以及檢測(cè)到傾斜部分37c和第二部分37b之間的第二時(shí)間T2；可根據(jù)Tl與T2之比來(lái)計(jì)算和校正卷3的橫向位置誤差。更具體地說(shuō)，如果傳感器16位于對(duì)齊標(biāo)記18的中平面上，即處于卷3的正確或基準(zhǔn)位置中，那么材料卷的正確的橫向位置對(duì)應(yīng)于為1的Tl與T2之比。如果該比率小于或大于1，那么就可以已知的方式沿適當(dāng)?shù)姆较驒M向地移動(dòng)材料卷，以減小位置誤差。
類(lèi)似的，可從T1或T2與總時(shí)間T1+T2之比中計(jì)算出材料卷3的側(cè)向位置誤差。在這種情況下，0.5的值表示處于中心，而與之不同的值表示存在著側(cè)向位移。
折疊線(xiàn)4可通過(guò)由壓縮壓痕工藝(圖3)所形成的壓縮線(xiàn)來(lái)形成。
更具體地說(shuō)，材料2在壓痕輥20和光滑的反作用輥22之間被壓縮，壓痕輥20的輪廓在圖3中以平面圖的形式部分地示出，并具有多個(gè)與壓縮線(xiàn)4相對(duì)應(yīng)的突出部分21，而反作用輥22沒(méi)有與突出部分21相對(duì)應(yīng)的凹穴。輥20適當(dāng)?shù)刈饔迷诓牧系男纬闪税b外表面的表面23上，即作用在印刷有裝飾部分5的表面上，而輥22作用在相反的表面25上。
突出部分21的高度處于材料2的厚度的50％到90％之間，最好為材料2的厚度的約80％。材料的厚度在壓縮期間減少相同的百分比，在此之后材料部分地恢復(fù)，但保持永久性的壓縮形變。壓縮線(xiàn)的殘余深度適當(dāng)?shù)靥幱诓牧?的厚度的30％到60％之間，并在壓痕期間產(chǎn)生了約80％的變形時(shí)等于材料厚度的約50％。
如圖4清楚地顯示，壓縮線(xiàn)4具有由位于材料2的表面23上的臺(tái)階側(cè)面26形成的下凹輪廓以及位于相對(duì)表面25上的大致平坦或稍稍凹入的輪廓。
圖4還以平面圖的形式示意性地顯示了印刷輥30和對(duì)輥31的輪廓，它們?cè)趬嚎s線(xiàn)4處分別與材料2的表面23和25相接觸。
如圖4清楚地顯示，壓縮線(xiàn)4在朝向?qū)?1的一側(cè)上的大致平坦或稍稍凹入的輪廓消除了材料2上的推力，這一推力可能會(huì)導(dǎo)致材料的較薄部分與印刷輥30相接觸。
因此，印刷輥30只與壓縮線(xiàn)4之外的材料2的表面接觸，從而在材料上呈現(xiàn)出清晰的“負(fù)印刷”線(xiàn)。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，可利用壓縮壓痕的這一特性來(lái)得到與壓縮線(xiàn)4完全對(duì)應(yīng)的對(duì)齊標(biāo)記18。例如，參考圖2，對(duì)齊標(biāo)記18可由印刷在材料2上的最終形成了成品包裝17的底部的那一部分上的矩形區(qū)域36來(lái)形成。區(qū)域36包圍了壓縮線(xiàn)4的一部分，尤其是由壓縮線(xiàn)4的部分37a，37b，37c所形成的Z形線(xiàn)37，從而形成了與線(xiàn)37形成對(duì)比的對(duì)齊標(biāo)記18。
因此，Z形線(xiàn)37被“負(fù)印刷”在形成了裝飾部分5的一部分的區(qū)域36中。
材料2(圖2)適當(dāng)?shù)卦O(shè)有光學(xué)傳感器16可讀取的可光學(xué)檢測(cè)到的標(biāo)記40，以便防止標(biāo)記18(產(chǎn)生三個(gè)不同間隔的讀數(shù))與由裝飾部分5、折疊線(xiàn)4或其組合所形成的其它標(biāo)記“混淆”。
標(biāo)記40可被印刷出或被壓痕出，并可由對(duì)齊代碼或者兩條或多條垂直于進(jìn)給方向且隔開(kāi)預(yù)定距離的線(xiàn)形成。對(duì)齊代碼可位于材料卷上的任何方便的位置處。
可對(duì)處理單元41進(jìn)行編程，以便例如在從已讀取到帶有給定間距的已知系列的標(biāo)記40起預(yù)定的時(shí)間間隔和/或距離之后僅打開(kāi)一個(gè)讀數(shù)窗口，其大小可完全地包含對(duì)齊標(biāo)記18的讀數(shù)。
在圖5所示的變型中，對(duì)齊標(biāo)記18由壓縮線(xiàn)4形成，該壓縮線(xiàn)4僅為對(duì)齊目的而形成，即它在包裝成形方面不起作用，對(duì)齊標(biāo)記18適當(dāng)?shù)匕ǚ叫蔚挠∷^(qū)域36，它包圍了形成方形的四條壓縮線(xiàn)37d以及沿著方形對(duì)角線(xiàn)的壓縮線(xiàn)37e。
因此，該標(biāo)記可以與Z形對(duì)齊線(xiàn)37相同的方式來(lái)精確地“讀取”，然而由于是方形的，因此該標(biāo)記可在相對(duì)于光學(xué)傳感器16的兩個(gè)垂直的材料進(jìn)給方向X，Y上被讀取。
在采用標(biāo)記18作為用于對(duì)成品包裝17施加開(kāi)啟機(jī)構(gòu)的單元上的對(duì)齊標(biāo)志的情況下上述設(shè)置是有用的，在該單元中包裝以不同的方位向前傳遞。
顯然，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的范圍的前提下，可以對(duì)這里所介紹的材料2進(jìn)行修改。
特別是，如果通過(guò)壓縮壓痕得到的對(duì)比度足夠的話(huà)，就可以省略印刷區(qū)域36，直接讀取壓痕部位。
而且，作為壓縮壓痕的替代，材料可設(shè)有以傳統(tǒng)方式正或負(fù)印刷出的Z形或方形-對(duì)角線(xiàn)的對(duì)齊標(biāo)記。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)食品包裝的片材(2)，其包括多條折疊線(xiàn)(4)和至少一個(gè)可光學(xué)檢測(cè)到的對(duì)齊標(biāo)記(18)；其特征在于，所述對(duì)齊標(biāo)記(18)包括至少兩個(gè)與所述片材(2)的進(jìn)給方向垂直的平行部分(37a，37b)，以及處于所述平行部分之間的傾斜部分(37c)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的片材，其特征在于，所述對(duì)齊標(biāo)記(37)包括設(shè)置成方形的四個(gè)部分(37d)和沿著所述方形的對(duì)角線(xiàn)形成的傾斜部分(37e)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的片材，其特征在于，所述折疊線(xiàn)(4)為在所述片材的第一表面上具有下凹輪廓且在所述片材的第二表面上具有非凸起輪廓的壓縮線(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的片材，其特征在于，所述對(duì)齊標(biāo)記(18)由所述壓縮線(xiàn)(37)至少部分地形成。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的片材，其特征在于，所述片材包括印刷出的裝飾部分(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的片材，其特征在于，所述裝飾部分(5)包括至少一個(gè)印刷出的區(qū)域(36)，其至少部分地包圍了所述壓縮線(xiàn)(37)，并與所述壓縮線(xiàn)(37)一起對(duì)比式地形成了所述對(duì)齊標(biāo)記(18)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的片材，其特征在于，所述可光學(xué)檢測(cè)到的對(duì)齊標(biāo)記(18)形成了所述裝飾部分(5)的一部分。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的片材，其特征在于，所述片材還包括可光學(xué)檢測(cè)到的標(biāo)記(40)，其用于讀取所述對(duì)齊標(biāo)記(18)。
9.一種容納有食品并由沿著折疊線(xiàn)(4)折疊成的片材(2)所形成的包裝；所述包裝(17)包括有可光學(xué)檢測(cè)到的對(duì)齊標(biāo)記(18)；其特征在于，所述對(duì)齊標(biāo)記(18)包括至少兩個(gè)平行部分(37a，37b)，以及處于所述平行部分之間的傾斜部分(37c)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的包裝，其特征在于，所述對(duì)齊標(biāo)記(37)包括設(shè)置成方形的四個(gè)部分(37d)和沿著所述方形的對(duì)角線(xiàn)形成的傾斜部分(37e)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的包裝，其特征在于，所述折疊線(xiàn)(4)為在所述片材(2)的外表面上具有下凹輪廓且在所述片材(2)的內(nèi)表面上具有非凸起輪廓的壓縮線(xiàn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的包裝，其特征在于，所述對(duì)齊標(biāo)記(18)由所述壓縮線(xiàn)(37)至少部分地形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求9到11中任一項(xiàng)所述的包裝，其特征在于，所述材料包括印刷出的裝飾部分(5)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的包裝，其特征在于，所述裝飾部分(5)包括至少一個(gè)印刷出的區(qū)域(36)，其至少部分地包圍了所述壓縮線(xiàn)(37)，并與所述壓縮線(xiàn)(37)一起對(duì)比式地形成了所述對(duì)齊標(biāo)記(18)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的包裝，其特征在于，所述可光學(xué)檢測(cè)到的對(duì)齊標(biāo)記(18)形成了所述裝飾部分(5)的一部分。
全文摘要
一種用于生產(chǎn)食品包裝(17)的片材(2)，其具有多個(gè)可光學(xué)檢測(cè)到的對(duì)齊標(biāo)記(18)；各標(biāo)記具有相互平行且垂直于片材(2)的進(jìn)給方向的第一和第二部分(37a，37b；37d)，以及處于平行部分之間的傾斜部分(37c；37e)，從而形成了斷開(kāi)的大致Z形的線(xiàn)(37)，該線(xiàn)(37)可用于確定片材在進(jìn)給方向和橫向上的位置。
文檔編號(hào)B65B41/18GK1578744SQ02821654
公開(kāi)日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2002年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月2日
發(fā)明者P·斯卡拉貝利, L·塔科尼, G·加拉沃蒂, R·諾倫斯坦 申請(qǐng)人:利樂(lè)拉瓦爾集團(tuán)及財(cái)務(wù)有限公司