СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УПАКОВОЧНОГО СЛОИСТОГО ПЛАСТИКА И УПАКОВКИ, ВЫПОЛНЕННЫЕ ИЗ УПАКОВОЧНОГО СЛОИСТОГО ПЛАСТИКА Российский патент 2010 года по МПК B65B9/00 B65D65/40 B32B33/00 G01B7/24 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе и способу для изготовления упаковочного слоистого пластика. Изобретение дополнительно относится к способу и упаковочному устройству для изготовления упаковок.

Предшествующий уровень техники

При изготовлении упакованных пищевых продуктов, в частности тех, которые в больших масштабах стерилизуют или обрабатывают для продолжительного хранения, важно, чтобы упаковочный слоистый пластик или материал не имел никаких дефектов или соединений, которые могут подвергать опасности качество упакованного продукта. Дефекты могут возникать во время изготовления упаковочного материала, и важно, чтобы упаковки, содержащие дефектный упаковочный материал, отсортировывались.

При изготовлении упаковочного слоистого пластика рулон картонного материала, который, например, имеет приблизительно 1,5 м в ширину и приблизительно 4000 м в длину, подается в ламинатор для ламинирования с пластиком и обычно также алюминием. В ламинаторе может происходить точечное окисление пластика или маленькие частицы могут быть непреднамеренно ламинированы в упаковочном материале.

Дефекты, которые возникают от точечного окисления или частиц в ламинаторе, известны как одиночные локализованные дефекты. Сканер изображения или лазерный сканер, присутствующий в ламинаторе, обнаруживает дефекты и отмечает их местоположение на упаковочном материале, обычно добавляя часть клеящей ленты к краю упаковочного материала.

На более поздней стадии изготовления упаковочный материал проходит через ручную процедуру исправления дефектов, в которой часть ленты обнаруживают вручную, дефект внимательно осматривают и решают, либо ее отрезать и выполнить соединение, либо, если он несущественный, никакие меры предпринимать не надо. Если соединение выполнено, упаковка, которая в конечном счете содержит это соединение, должна быть отбракована.

Соединение также выполняют в агрегате продольной резки, в котором упаковочный слоистый пластик нарезают в рулоны надлежащей ширины и длины для использования в наполнительной машине, например рулоны, которые могут быть шириной 30 см и длиной 800 м. Очевидно, что иногда необходимо выполнять соединение, чтобы образовывать рулоны, имеющие правильную длину.

Соединение также происходит в упаковочной машине. Его выполняет оператор, когда рулон упаковочного слоистого пластика приближается к своему концу, и новый рулон упаковочного слоистого пластика соединяют с рулоном, находящимся в машине, для получения непрерывного производства.

Позже в упаковочной машине полотно упаковочного слоистого пластика проходит между двумя противоположными валиками, и присутствие соединения обнаруживается валиками, поскольку толщина в упаковочном слоистом пластике изменяется. Для облегчения этого процесса полотно должно быть плоским, чтобы обеспечивать контакт между полотном и валиками. Обнаружение также выполняется впереди по ходу при любой стерилизационной обработке полотна, поскольку валики находятся в контакте с полотном и таким образом могут поставить под угрозу стерильность полотна. Однако валики работают довольно хорошо с более толстым материалом. Для тонкого упаковочного слоистого пластика различия по толщине являются меньшими и более трудно обнаруживаются при таком способе.

Обнаруженное положение соединения сохраняется в памяти системы управления упаковочной машины, и когда упаковочный слоистый пластик преобразуют в отдельные упаковки, упаковку, которая, как полагают, содержит соединение, отбраковывают вместе с упаковкой, расположенной перед ней, и упаковкой, расположенной после нее.

Поскольку обнаружение соединения выполняется раньше в упаковочной машине, то есть до стерилизации и формирования, полотно упаковочного слоистого пластика имеет конкретный путь прохождения через упаковочную машину перед тем, как имеет место отбраковка упаковки, содержащей соединение. Во время этого прохождения всегда имеется риск определенного смещения полотна, которое приводит к некоторой погрешности в отношении точного положения соединения, то есть в отношении того, в какой упаковке оно расположено.

Из-за этого принимают меры, заключающиеся в отбрасывании трех упаковок вместо только одной, которая должна содержать соединение, даже при том, что это приводит к ненужной потере продукции.

Как очевидно от вышеизложенного, имеется необходимость в усовершенствовании в отношении обработки дефектов и соединений и в отношении лучшей достоверности при отбраковывании упаковок, чтобы достигать меньшего количества излишних потерь продукции, и в отношении лучшей достоверности в обнаружении соединения, особенно когда используют более тонкий упаковочный слоистый пластик.

Сущность изобретения

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ и систему для изготовления упаковочного слоистого пластика, в которой положение повреждений, таких как дефекты и соединения, можно обозначать таким образом, чтобы информацию можно было передавать в систему для производства упаковок, то есть в наполнительную машину.

Эта и дополнительные цели достигнуты посредством системы по п.1 формулы изобретения. Варианты осуществления этой системы определены в зависимых пунктах 2-5 формулы изобретения.

Вышеупомянутые цели также достигнуты посредством способа по п.8 формулы изобретения.

Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечит способ и систему для изготовления упаковок, выполненных из упаковочного слоистого пластика, в которых упаковки с повреждениями легко и эффективно можно отсортировывать и отбраковывать.

Эта и дополнительные цели достигнуты посредством системы по п.6 формулы изобретения, причем предпочтительный вариант определен в п.7 формулы изобретения. Эти цели также достигнуты посредством способа по п.9 формулы изобретения, причем предпочтительные варианты определены в п.10 формулы изобретения.

Согласно изобретению система для изготовления упаковочного слоистого пластика, включающего в себя слой, содержащий способные намагничиваться частицы, содержит по меньшей мере одно средство намагничивания для приложения магнитного поля, для создания магнитной метки в упаковочном слоистом пластике, указывающей местоположение повреждения, такого как соединение или одиночный локализованный дефект.

Магнитная метка в этом контексте означает, что некоторое количество способных намагничиваться частиц в упаковочном слоистом пластике намагничивается, чтобы создавать магнитное поле, которое отличается от поля, создаваемого частицами за пределами магнитной метки, которое может быть полем нулевого магнетизма (то есть не иметь никакого магнитного поля вообще). Также возможны другие комбинации полей, создаваемых магнитной меткой и частицами, окружающими магнитную метку, важным является то, что поле, создаваемое магнитной меткой, отличается от поля, создаваемого окружающими способными намагничиваться частицами.

Эта система обеспечивает эффективный и легкий способ отмечать местоположение повреждений в упаковочном материале.

Система также имеет преимущество, заключающееся в том, что она обеспечивает возможность обходиться без действий исправления дефектов. Вместо вырезания дефекта, такого как одиночный локализованный дефект, и создания соединения, которое подлежит механическому обнаружению позже в упаковочной машине, выполняют магнитную метку, которая является показателем дефекта. Эту метку можно обнаруживать позже оборудованием в упаковочной машине. Таким образом, даже при том, что много упаковок с повреждениями в упаковочном материале (в этом случае одиночные локализованные дефекты вместо соединений, выполненных во время процесса исправления дефектов) производится производителем упакованного пищевого продукта, производство упаковочного слоистого пластика является более быстрым.

Также с этой системой можно использовать процесс исправления дефектов, тогда соединительный блок, используемый в процессе исправления дефектов, оснащают устройством намагничивания, предпочтительно в форме постоянного магнита.

Соединения, которые выполняют в агрегате продольной резки и в упаковочном устройстве, маркируют таким же способом.

Таким образом, маркирования всех соединений достигают эффективным и автоматически обнаруживаемым способом.

Предпочтительно система содержит сканер для обнаружения повреждения, такого как одиночные локализованные дефекты, в которой сканер выполнен с возможностью активизировать первое средство намагничивания, предпочтительно в форме электромагнита, так, чтобы выполнять магнитную метку при обнаружении такого повреждения.

Сканер может выполнять обследование слоистого пластика на предпочтительно высокой скорости. Применение электромагнита является преимущественным, поскольку его можно активизировать и дезактивировать в один момент электрическим током, таким образом делая возможным выполнение магнитной метки в надлежащем положении, когда он активизирован сканером.

Дополнительно, изобретение относится к упаковочному устройству для изготовления упаковок, выполненных из упаковочного слоистого пластика, создаваемого системой согласно изобретению, в котором упаковочное устройство обеспечено магнитным датчиком для обнаружения присутствия магнитных меток, указывающих повреждение, такое как соединение или одиночный локализованный дефект на упаковке.

Это обнаружение упаковок с дефектами не зависит от толщины упаковочного материала, и оно является быстрым и эффективным. Поскольку достоверность относительно того, которой упаковка содержит соединение, намного выше, чем с устройствами предшествующей техники, можно уменьшать потери продукции и отбраковывать только одну упаковку вместо трех.

Предпочтительно упаковочное устройство дополнительно содержит средство для отбраковки упаковок, в котором магнитный датчик обнаружил по меньшей мере одну магнитную метку, указывающую дефект, такой как соединение или одиночный локализованный дефект на этой упаковке. Это означает, что дефектные упаковки отсортировываются из поточной линии, и это обеспечивает возможность того, что никакие дефектные упаковки не будут отправлены к конечному потребителю.

Фразу “намагничивающее средство” следует интерпретировать как постоянный магнит или электромагнит или другое средство, приспособленное для выполнения манипуляций со способными намагничиваться частицами в слоистом пластике, чтобы производить обнаруживаемую магнитную метку.

Этот и другие аспекты изобретения станут очевидными и будут объяснены в отношении вариантов осуществления, описанных ниже.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схематично изображает систему для изготовления упаковочного слоистого пластика согласно изобретению.

Фиг.2 изображает упаковочный слоистый пластик со слоем, содержащим способные намагничиваться частицы.

Фиг.3 схематично изображает часть первого варианта осуществления упаковочного устройства в первом состоянии согласно изобретению.

Фиг.4 схематично изображает часть устройства на фиг.3 во втором состоянии.

Фиг.5 схематично изображает часть второго варианта осуществления упаковочного устройства согласно изобретению.

Фиг.6 схематично изображает часть третьего варианта осуществления упаковочного устройства.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Система 1 для изготовления упаковочного слоистого пластика показана на фиг.1. Рулон 2 картонного материала подается в систему в позиции A. Печатная машина 3 печатает заданный декор изображения на подаваемом картонном материале. Картонный материал с напечатанным изображением подается в ламинатор 4, в котором его ламинируют со слоями 5, 6 и 7 пластмассы и слоем 8 алюминия. По меньшей мере один из слоев пластмассы или печати содержит способные намагничиваться частицы 9, обычно частицы магнетита.

Совокупность картонного материала и ламинированных слоев составляет упаковочный слоистый пластик, который показан более детально на фиг.2. Слой 2 является картонным материалом, а слой 5 пластмассового декора нанесен сверху для защиты изображения, напечатанного в печатной машине 3 на этой стороне картонного материала 2.

Алюминиевый слой 8 ламинируют с другой стороны картонного материала посредством пластмассового слоя 6, содержащего способные намагничиваться частицы 9. Наконец, пластмассовый слой 7 ламинируют на алюминиевый слой 8. Пластмассовый слой 7 будет предусмотрен на внутренней части изготовленной упаковки, а слой 5 декора будет на внешней стороне.

Конечно, возможны разновидности слоев и состава упаковочного слоистого пластика, а также альтернативные процессы изготовления, и все они находятся в рамках объема этого изобретения.

В ламинаторе 4 упаковочный слоистый пластик 10 сканируют для обнаружения дефектов сканером 11. Когда дефект обнаружен, такой как точечное окисление слоистой пластмассы, электромагнит 12 активизируется и прикладывает магнитное поле к упаковочному слоистому пластику, чтобы намагнитить некоторое количество способных намагничиваться частиц 9 для создания магнитной метки на упаковочном слоистом пластике для указания местоположения дефекта.

После ламинатора упаковочный слоистый пластик подают в агрегат 13 продольной резки, в котором его режут и наматывают в рулоны обычно шириной приблизительно 30 см и длиной 800 м. Эти рулоны упаковочного слоистого пластика затем укладывают на поддоны в позиции B и отправляют на участок потребителя, производящего упакованный пищевой продукт.

В агрегате 13 продольной резки обеспечен соединительный блок (не показан), который обеспечивает возможность соединения упаковочного материала, когда это необходимо. Соединительный блок имеет постоянный магнит, который перемещается к упаковочному слоистому пластику для того, чтобы прикладывать магнитное поле для намагничивания некоторого количества способных намагничиваться частиц, чтобы отмечать местоположение соединения. Постоянный магнит можно, например, располагать в нагревательном блоке, который применяют к упаковочному слоистому пластику для расплавления некоторого количества пластмассовых слоев для присоединения двух отрезков упаковочного слоистого пластика.

В качестве альтернативы, можно использовать оборудование 14 исправления дефектов, отмеченное пунктирными линиями на фиг.1, содержащее режущую пластину и соединительный блок для проверки отмеченных дефектов и вырезания дефектов, которые, как считают, являются настолько серьезными, что желательно, чтобы они не присутствовали в рулонах упаковочного слоистого пластика, отправляемых потребителю.

В этом случае устройство исправления дефектов оснащают магнитным датчиком так, что магнитную метку, выполненную на упаковочном слоистом пластике с помощью ламинатора, может использовать оператор для быстрого обнаружения дефекта. Это ускоряет процесс исправления дефектов по сравнению с системами предшествующей техники, в которых рулоны упаковочного слоистого пластика необходимо вручную осматривать для обнаружения ленты, отмечающей положение дефекта.

Затем дефект внимательно осматривают и, в зависимости от серьезности, участок упаковочного слоистого пластика, содержащий дефект, можно отрезать и выполнять соединение, чтобы присоединять эти два отрезанных отрезка упаковочного слоистого пластика. Соединительный блок содержит постоянный магнит для того, чтобы выполнять новые магнитные метки в местоположении соединения.

Рулоны упаковочного слоистого пластика, которые прошли процедуру исправления дефектов, затем укладывают на поддоны вместе с рулонами, которые были без дефектов, и отправляют на упаковочное устройство, как изложено выше относительно системы без оборудования исправления дефектов.

Изобретение также относится к упаковочному устройству.

Согласно первому варианту осуществления упаковочного устройства, который показан на фиг.3 и 4, упаковки 14, изготовленные обычным способом из упаковочного слоистого пластика 10, проходят через магнитный датчик 16, который воспринимает наличие возможной магнитной метки на упаковке. Упаковка 17 на фиг.3 содержит соединение 18. Соединение отмечено магнитной меткой 19, которая практически является невидимой для глаза. Однако она показана на чертежах для ясности.

Способные намагничиваться частицы 19 в магнитной метке были в этом случае намагничены постоянным магнитом в соединительном блоке во время изготовления упаковочного слоистого пластика. Магнитная метка 19 испускает магнитное поле, отличающееся от излучаемого поля, если таковое вообще имеется, от остальной части упаковочного материала в упаковках, проходящих через магнитный датчик. Оно воспринимается магнитным датчиком 16.

Когда магнитная метка 19 обнаруживается магнитным датчиком 16 на упаковке 17, посылается сигнал на отбраковочное средство, показанное в форме откидной створки 20, открывающейся, чтобы удалить упаковку 17 из поточной линии и отбраковать его, как показано на фиг.4. То же самое происходит, когда магнитная метка, указывающая одиночный локализованный дефект, будет обнаружена на упаковке.

Согласно второму варианту осуществления, показанному на фиг.5, магнитный датчик выполнен с возможностью обнаруживать магнитную метку на плоском полотне упаковочного слоистого пластика 10 до образования упаковок в упаковочном устройстве. Преимущество по сравнению с предшествующей техникой состоит в том, что обнаружение можно выполнять после стерилизации, поскольку никакой контакт не установлен между упаковочным слоистым пластиком 10 и магнитным датчиком 16. Согласно третьему варианту осуществления, показанному на фиг.6, обнаружение можно также выполнять на упаковочном слоистом пластике 10 после того, как его сформируют в трубу 20, но прежде, чем его сформируют в отдельные упаковки.

Согласно всем этим вариантам осуществления можно выполнять этап обнаружения ближе к этапу формирования упаковок и, следовательно, к отбраковке дефектных упаковок, которое можно выполнять таким же образом во всех трех вариантах осуществления, различие состоит в том, что обнаружение выполняют впереди по ходу образования упаковок во втором и третьем вариантах осуществления и позади по ходу образования упаковок в первом варианте осуществления.

Очевидно, что магнитную метку можно обнаруживать датчиком независимо от состояния упаковочного слоистого пластика: плоский, сформированный в трубу или сформированный в отдельные упаковки.

Информация относительно положения магнитной метки 19 передается к системе управления упаковочного устройства таким же образом, как в предшествующей технике. Однако факт, что обнаружение происходит позже в упаковочной машине, значительно увеличивает точность в идентификации дефектных упаковок для отбраковки.

Согласно одному варианту осуществления изобретения информацию относительно положения магнитной метки можно использовать при заполнении упаковок продуктом. Заполнение можно прерывать, чтобы оставлять пустыми упаковки, которые, как считают, содержат повреждение. В качестве альтернативы, эти упаковки можно заполнять водой так, чтобы ими можно было манипулировать без проблем, например, относительно реакции опоры, в оставшейся части упаковочной машины, пока они не окажутся в пункте, где их отбраковывают. Это, конечно, может уменьшить количество продукта, отбракованного с дефектными упаковками. Магнитный датчик может быть магниторезистивным датчиком, супермагниторезистивным (СМР) датчиком или подобным датчиком. Датчик должен быть способен воспринимать и статические, и динамические поля так, чтобы он мог обнаруживать наличие магнитной метки, когда упаковка 17 останавливается или перемещается. Расстояние для считывания может быть до нескольких миллиметров.

В первом варианте осуществления изобретения упаковки могут стоять или лежать при прохождении магнитного датчика, и отбраковку можно осуществлять любым способом, который является подходящим, чтобы обеспечивать управляемую сортировку упаковок, имеющих повреждение в упаковочном слоистом пластике, которое воспринимают магнитные датчики.

Изобретение относится к системе изготовления слоистого пластика, к упаковочному устройству для изготовления слоистого пластика и способу изготовления упаковок, выполненных из упаковочного слоистого пластика. Слоистый пластик включает в себя слой, содержащий способные намагничиваться частицы. Система содержит по меньшей мере одно средство намагничивания для прикладывания магнитного поля для намагничивания некоторого количества магнитных частиц при формировании магнитной метки в упаковочном слоистом пластике, указывающей местоположение повреждения, такого как соединение или одиночный локализованный дефект. Система содержит сканер, который выполнен с возможностью обнаружения повреждений и активизирования первого средства намагничивания при обнаружении повреждения для формирования магнитной метки, указывающей местоположение повреждения. Упаковочное устройство содержит магнитный датчик, чтобы воспринимать присутствие магнитных меток, указывающих повреждение на упаковке или упаковочном слоистом пластике. Способ заключается в приложении магнитного поля для формирования по меньшей мере одной магнитной метки в упаковочной слоистом пластике, чтобы отмечать местоположение повреждения и восприятия магнитным датчиком присутствия по меньшей мере одной магнитной метки, указывающей повреждение. Достигается эффективное обнаружение повреждений в упаковочном материале. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система для изготовления упаковочного слоистого пластика (10), где упомянутый слоистый пластик включает в себя слой (6), содержащий способные намагничиваться частицы (9), отличающаяся тем, что система (1) содержит по меньшей мере одно средство (12) намагничивания для прикладывания магнитного поля для намагничивания некоторого количества магнитных частиц (9) для формирования магнитной метки (19) в упаковочном слоистом пластике (10), указывающей местоположение повреждения, такого как соединение или одиночный локализованный дефект; сканер (11), который выполнен с возможностью обнаружения повреждений, таких как одиночные локализованные дефекты, и активизирования первого средства (12) намагничивания при обнаружении повреждения для формирования магнитной метки, указывающей местоположение повреждения.

2. Система по п.1, в которой упомянутое первое средство намагничивания является электромагнитом.

3. Система по п.1 или 2, дополнительно содержащая по меньшей мере один соединительный блок, чтобы выполнять соединение в упаковочном слоистом пластике (10), причем упомянутый по меньшей мере один соединительный блок имеет второе средство намагничивания, которое выполнено с возможностью формирования магнитной метки, указывающей местоположение соединения, выполненного соединительным блоком.

4. Система по п.3, в которой второе средство намагничивания является постоянным магнитом.

5. Упаковочное устройство для изготовления упаковок, выполненных из упаковочного слоистого пластика, созданного системой по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что содержит магнитный датчик (16) для того, чтобы воспринимать присутствие магнитных меток (19), указывающих повреждение, такое как соединение или одиночный локализованный дефект на упаковке или на упаковочном слоистом пластике.

6. Упаковочное устройство по п.5, дополнительно содержащее средство (20) для того, чтобы отбраковывать упаковку (17), связанное по меньшей мере с одним магнитным датчиком (16), воспринимающим магнитную метку (19), указывающую повреждение, такое как соединение (18) или одиночный локализованный дефект.

7. Способ изготовления упаковок, выполненных из упаковочного слоистого пластика, который изготавливается посредством обеспечения упаковочного слоистого пластика (10) слоем (6), содержащим способные намагничиваться частицы (9), отличающийся тем, что содержит этап приложения магнитного поля для формирования магнитной метки (19) в упаковочном слоистом пластике (10), чтобы отмечать местоположение повреждения, такого как соединение или одиночный локализованный дефект, и восприятия магнитным датчиком (16) присутствия по меньшей мере одной магнитной метки (19), указывающей повреждение, такое как соединение (18) или одиночный локализованный дефект.

8. Способ по п.7, дополнительно содержащий этап отбраковки упаковки (17), когда магнитный датчик (16) воспринимает по меньшей мере одну магнитную метку (19), указывающую повреждение, такое как соединение (18) или одиночный локализованный дефект, связанное с этой упаковкой.