НАМАГНИЧИВАЮЩИЕСЯ ЧЕРНИЛА Российский патент 2014 года по МПК C09D11/16 C09D5/23 B32B29/06 

Область техники

Настоящее изобретение относится к намагничивающимся чернилам, пригодным для использования в качестве наполнительного материала для получения намагничивающихся частиц на упаковочном слоистом материале.

Уровень техники

В упаковочной технологии, где упаковочный контейнер создан из упаковочного слоистого пластика, известно обеспечение упаковочного слоистого материала в виде ткани, из которой до, или во время упаковывания создают упаковочный контейнер. Направляющие маркеры, например, для оптического считывания, используются для проведения операций при завершении упаковывания, таких как формовка, уплотнение, укладка и т.д. Такие направляющие маркеры иногда называются приводочными метками. Приводочную метку для оптического считывания обеспечивают в ходе печатания на упаковочном слоистом материале в месте, где на упаковочном слоистом материале печатают, например, декорацию или информацию о продукте. Проблема, связанная с такими приводочными метками, состоит в том, что на них расходуется достаточно значительная часть материала, становящегося внешней поверхностью упаковки. Еще одна проблема состоит в том, что такая приводочная метка должна создаваться на основе печати, хорошо совместимой с операциями, ранее выполняемыми на ткани. Поэтом, является желательным обеспечение улучшенной подачи маркеров на сеть упаковочного слоистого материала. Технология для обеспечения таких маркеров может состоять в подаче намагничивающихся частиц на упаковочный материал таким образом, чтобы можно было создавать магнитные метки. Поэтому дополнительно является желательным облегчение обеспечения таких намагничивающихся частиц.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение основано на понимании того, что на упаковочном слоистом материале может быть создана магнитная маркировка. Хранение информации на магнитном носителе записи было предложено, например, в EP 705759 Al. В настоящем раскрытии было предложено, чтобы было одно или несколько пятен на упаковку, изготавливаемую из сети, было обеспечено за счет намагничивающихся чернил, причем чернила содержат намагничивающиеся частицы, вследствие чего обеспечивается магнитная маркировка.

Согласно первой особенности изобретения предусмотрены намагничивающиеся чернила, пригодные для упаковочного материала, предназначенного для формирования пищевых упаковок, содержащие намагничивающиеся чернила, растворитель и связующее вещество.

В предпочтительном варианте воплощения намагничивающиеся чернила адаптированы для высокоскоростной печати на сети упаковочного слоистого материала, содержащего базовый слой бумаги или бумажного картона, для которого упомянутые намагничивающиеся чернила пригодны для печатания непосредственно на слое бумаги или картона. В частности, упомянутые намагничивающиеся чернила адаптированы для печатания на поверхности упомянутого слоя бумаги или картона, который должен быть обращен внутрь пищевой упаковки, изготовленной из упомянутого упаковочного слоистого материала.

Намагничивающиеся частицы можно выбрать из группы, состоящей из маггемита и гематита.

Связующее вещество можно выбрать из группы, состоящей из акрилата, акриловых полимеров, таких как стирол-акриловый сополимер, полиуретана, нитроцеллюлозы, полиамида и латекса. Связующее вещество может включать в себя два вещества из группы, в которой одно вещество служит в качестве дисперсанта, таким образом, чтобы намагничивающиеся частицы были равномерно диспергированы в чернилах, а другое вещество служит в качестве адгезива для слоистого материала.

Количество связующего вещества может составлять 20-60 процентов от массы чернил, предпочтительно, 40-60 процентов, а еще более предпочтительно, 50-55 процентов.

Намагничивающиеся чернила могут дополнительно содержать добавки, такие как парафины и/или противовспениватели. Парафины могут содержать любое вещество из группы, содержащей карнаубский воск, парафин, полиэтилен, полипропилен, силиконовую смолу, полиамид, этиленвинилацетат, этиленбутилацетат, этиленакриловую кислоту и политетрафторэтилен. Противовспениватель может содержать полигликоль, минеральное масло, полисилоксаны, гидрофобный диоксид кремния, силиконовое или минеральное масло.

Растворитель может содержать любое вещество из группы, включающей в себя 3-этокси-1-пропанол, н-пропанол, этанол, этилацетат, воду, изопропанол, гликоль или ингибирующий растворитель.

Количество намагничивающихся частиц может составлять 15-40 процентов от массы чернил, предпочтительно, 30-35 массовых процентов.

Размер намагничивающихся частиц может составлять 0,1-2,5 мкм, предпочтительно, 0,1-0,8 мкм, или предпочтительно, 0,4-1,5 мкм, предпочтительно, 0,3 мкм, или предпочтительно, примерно 1 мкм.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 схематически иллюстрирует сеть упаковочного материала, на котором в качестве намагничивающихся частиц на упаковочном материале обеспечены пятна намагничивающихся чернил согласно варианту воплощения.

Подробное описание

Намагничивающиеся чернила обеспечены таким образом, чтобы на упаковочном слоистом материале могли бы присутствовать намагничивающиеся части, и этот упаковочный слоистый материал необходимо использовать для формирования, например, пищевых упаковок, таких как питьевые и пищевые контейнеры, или контейнеры для основных или дополнительных продуктов для приготовления пищи или напитков. Чернила содержат намагничивающиеся частицы, придающие магнитные свойства намагничивающимся частям.

Чернила дополнительно содержат растворитель. Цель наличия растворителя может состоять в поддержании системы для распределения чернил, текущих во время печатания. Растворитель может быть на водной основе или на основе мономера. Примерами растворителей являются этанол, этилацетат, вода, изопропанол, гликоль или ингибирующий растворитель.

Чернила дополнительно содержат связующее вещество, такое как акрилат, стирол-акриловый сополимер, полиуретан, нитроцеллюлозу, полиамид или латекс. Связующее вещество может содержать смесь из нескольких компонентов, например, из тех, которые были упомянуты выше, для придания чернилам необходимых свойств. Рассматриваемые свойства состоят в способствовании диспергированию и стабилизации магнитных частиц в чернилах, в переносе магнитных частиц в ходе процесса печатания, в придании адгезии подложке, на которой происходит печатание, т.е. на слое слоистого материала. Дополнительные свойства состоят в защите магнитных частиц после печатания и в обеспечении требуемых свойств печати. Например, один компонент связующего вещества может служить в качестве диспергирующего агента, предназначенного для равномерного диспергирования магнитных частиц в чернилах, тогда как другой сможет служить и в качестве адгезива для слоистого материала и т.д. Для обеспечения чернил, пригодных для высокоскоростной печати, количество связующего вещества должно составлять 20-60 процентов от массы чернил, т.е. массы сырого вещества. Было обнаружено, что подходящее количество составляет 40-60 процентов. Также подходит и использование 50-55 процентов.

Чернила могут дополнительно содержать добавки, такие как парафины и/или противовспениватели. Подходящие парафины могут представлять собой полиэтилен, полипропилен или политетрафторэтилен, полисилоксаны, полиамид, этиленвинилацетат, этиленбутилацетат, этиленакриловая кислота и т.д. Количество парафина может варьироваться, но его должно быть достаточно для предохранения чернил от отмарывания или мазания. Подходящие противовспениватели могут представлять собой кремнийорганические или минеральные масла. Количество противовспенивателя должно быть достаточным для предохранения чернил от пенообразования в ходе печатания на движущейся сети, особенно при высокоскоростной печати.

Чернила можно приготовить путем смешивания намагничивающихся частиц со связующим веществом, например, путем непрерывного взбалтывания или перемешивания. Добавление частиц, которые могут попадать в намагничиваемые части, может быть прервано при достижении смесью примерно 40-50 градусов по Цельсию, и тогда непосредственно вводят любые добавки, например, противовспенивателя и/или парафинов, и жидкости, таким образом, чтобы чернила были готовы к использованию.

Намагничивающиеся чернила могут представлять собой гематит или маггемит, или их сочетание. Эти минералы пригодны для пищевых упаковок, поскольку нет никаких ограничений, касающихся того, могут ли они находиться в контакте с продуктами питания. Количество намагничивающихся частиц составляет 15-40 процентов от массы чернил, предпочтительно, 30-35 массовых процентов.

Было обнаружено, что размер намагничивающихся частиц, т.е. длина поперек частицы, диаметр и т.д., в зависимости от предполагаемой формы частицы, дает более или менее выгодные свойства остаточного магнитного поля (остаточной намагниченности) при нанесении магнитных меток на пятно, отпечатанное намагничивающимися чернилами. Чем меньше частицы, т.е. величиной 0,1 мкм, тем больше они могут быть диспергированы, но каждая частица, конечно, будет поддерживать меньшее остаточное магнитное поле (остаточную намагниченность). Также в зависимости от выбора связующего вещества, растворителя и т.д. диспергирование таких маленьких частиц на практике может стать проблематичным, поскольку в ходе приготовления и обработки чернил может возникнуть комкообразование маленьких частиц. С другой стороны, большие частицы, т.е. частицы величиной в один или несколько мкм, конечно, могут не настолько подвергаться диспергированию, как меньшие частицы, но каждая частица может поддерживать большее остаточное магнитное поле (остаточную намагниченность), и комкообразование таких частиц будет менее заметным. Было обнаружено, что дальнейшее повышение размера частиц не повышает суммарное остаточное магнитное поле (остаточную намагниченность), которое можно поддерживать при таком количестве чернил, при котором пятна поддерживаются постоянными. Таким образом, приемлемый размер намагничивающихся частиц может составлять 0,1-2,5 мкм. Предпочтительные размеры для варианта воплощения могут составлять 1-8 мкм, или 0,4-1,5 мкм для другого варианта воплощения. Приближение мелких частиц может предполагать, например, наличие частиц с размером примерно 0,3 мкм, для обеспечения приемлемого компромисса между диспергированием и возникновением комкообразования. Другой подход может предполагать наличие частиц с размером примерно 1 мкм, чтобы каждая частица могла обеспечивать значительную величину магнитного поля и для минимизации комкообразования. В еще одном варианте воплощения может иметь место размер частиц примерно 0,4, 0,5, 0,6 или 0,7 мкм, что обеспечивает и то, и другое преимущество для двух других примеров, приведенных выше. Здесь размер, указанный как «примерный», следует интерпретировать в свете как формы частиц, которая, вероятно, не дает возможность измерить геометрическое расстояние, так и того, что возникает естественный разброс в размерах частиц, вызванный их приготовлением. Например, можно выбрать размер частиц, равный половине микрона, но такие частицы будут приготовлены путем размалывания и будут иметь слегка нерегулярную форму. Таким образом, средний размер частиц должен составлять половину микрона по ее наибольшему возможному направлению, тогда как ее размер по наименьшему направлению должен составлять только 0,35 мкм. Кроме того, для наибольшего направления 80 процентов частиц могут иметь разброс от 0,45 до 0,55 мкм, тогда как оставшиеся 20 процентов могут находиться вне этого диапазона, особенно это касается меньших частиц, что вызвано размалыванием. Этот пример, безусловно, применим для любого выбранного размера. Также разброс можно снизить путем мониторинга частиц после размола.

Фиг.1 иллюстрирует сеть 100 упаковочного материала, где обеспечено множество намагничивающихся областей 102. Является предпочтительным, чтобы намагничивающиеся области при печатании были распределены таким образом, чтобы существовала по меньшей мере одна намагниченная область 102 на упаковку 104, образуемую из упаковочного материала. Для снижения потребления магнитного материала, т.е. потребления намагничивающихся чернил, намагниченные области можно обеспечить в виде пятен и т.п., на областях, где должны быть размещены магнитные метки. Поскольку точность соответствия местоположений между местом печати и местом установления магнитной метки ограничена, по сравнению с аналогичной ситуацией, связанной с оптическими метками, является предпочтительным, чтобы пятна были чуть больше, чем реальный размер, необходимый для магнитной метки. Таким образом, можно работать с любым разумным отклонением. Таким образом, пятна снабжены намагничивающимися частицами, которые можно обеспечить магнитными метками и, как будет более подробно разъяснено ниже, в зависимости от формы и размера пятен, они будут обеспечены более сложной информацией за счет модулированного намагничивания. Является предпочтительным, чтобы упаковочный материал представлял собой слоистый материал, или однослойный материал, такой как полимерный материал. Намагничивающиеся области 102 снабжают намагничивающимися чернилами, как было продемонстрировано выше, например путем печатания. Упаковочный материал может представлять собой слоистый материал, который может содержать слой бумаги, на который можно отпечатывать намагничивающиеся области 102, и один или несколько слоев покрытия из пластика. Здесь термин «покрытие из пластика» следует понимать как любое покрытие, включающее в себя полимеры, пригодные для пищевых контейнеров. Упаковочный слоистый материал также может содержать слой металлической фольги. Чтобы можно было записывать и считывать магнитные метки сквозь слой металлической фольги, является предпочтительным, чтобы металл был бы не ферромагнитным, таким как алюминий. Является предпочтительным, чтобы печатание намагничивающихся областей происходило на стороне слоя таким образом, чтобы отпечатки на слоистом материале были бы обращены туда, где, как предполагается, находится внутреннее пространство формируемой упаковки. Таким образом, печатание магнитных меток не должно мешать внешнему печатанию, например, декоративного оформления или информации о продукте на упаковке. Является предпочтительным, чтобы печатание происходило с использованием намагничивающихся чернил, как было продемонстрировано выше.

Изобретение относится к технологии создания упаковочных слоистых материалов для пищевых упаковок и может найти применение в пищевой промышленности. Упаковочный слоистый материал в виде ткани или листа содержит базовый слой бумаги или картона и по меньшей мере одну отпечатанную метку намагничивающихся чернил. Намагничивающиеся чернила содержат намагничивающиеся частицы, растворитель, представляющий собой воду, и связующее вещество, предназначенное для диспергирования намагничивающихся частиц и для обеспечения адгезии к упаковочному материалу. Упомянутая отпечатанная метка нанесена непосредственно на поверхность упомянутого слоя бумаги или картона, обращенного внутрь упомянутого упаковочного контейнера. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Намагничивающиеся чернила, пригодные для упаковочного материала, предназначенного для создания пищевых упаковок, содержащие растворитель, состоящий из воды, намагничивающиеся частицы и связующее вещество для диспергирования намагничивающихся частиц и для обеспечения адгезии к упаковочному материалу.

2. Намагничивающиеся чернила по п.1, в которых намагничивающиеся частицы выбраны из группы, состоящей из маггемита и гематита.

3. Намагничивающиеся чернила по п.1, в которых связующее вещество выбрано из группы, состоящей из акрилата, акриловых полимеров, таких как стирол-акриловый сополимер, полиуретан, нитроцеллюлоза, полиамид и латекс.

4. Намагничивающиеся чернила по п.3, в которых связующее вещество содержит два вещества из группы, причем одно из них служит в качестве дисперганта таким образом, чтобы намагничивающиеся частицы были равномерно диспергированы в чернилах, а другое служит в качестве адгезива к упаковочному материалу.

5. Намагничивающиеся чернила по пп.1-4, в которых количество связующего вещества составляет 20-60 процентов от массы чернил, предпочтительно, 40-60 процентов, и наиболее предпочтительно, 50-55 процентов.

6. Намагничивающиеся чернила по п.1, дополнительно содержащие добавки, такие как воски и/или противовспениватели.

7. Намагничивающиеся чернила по п.6, в которых парафины включают в себя любое вещество из группы, содержащей карнаубский воск, парафин, полиэтилен, полипропилен, кремнийорганическую смолу, полиамид, этиленвинилацетат, этиленбутилацетат, этиленакриловую кислоту и политетрафторэтилен.

8. Намагничивающиеся чернила по п.6 или 7, в которых противовспениватель включает в себя кремнийорганическую смолу или минеральное масло.

9.Намагничивающиеся чернила по п.1, в которых количество намагничивающихся частиц составляет 15-40 процентов от массы чернил, предпочтительно, 30-35 процентов от массы чернил.

10. Намагничивающиеся чернила по п.1, в которых размер намагничивающихся частиц составляет 0,1-2,5 мкм, предпочтительно, 0,1-0,8 мкм, или, предпочтительно, 0,4-1,5 мкм, предпочтительно, примерно 0,3 мкм, или предпочтительно, примерно 1 мкм.

11. Упаковочный слоистый материал в виде ткани или листа, предназначенный для создания из него упаковочного контейнера для пищевых продуктов путем завертывания и герметизации, причем упомянутый упаковочный слоистый материал содержит базовый слой бумаги или картона и, по меньшей мере, одну отпечатанную метку намагничивающихся чернил, отличающийся тем, что упомянутые намагничивающиеся чернила содержат намагничивающиеся частицы, растворитель, представляющий собой воду, и связующее вещество, предназначенное для диспергирования намагничивающихся частиц и для обеспечения адгезии к упаковочному материалу, при этом упомянутая отпечатанная метка нанесена непосредственно на поверхность упомянутого слоя бумаги или картона, обращенного внутрь упомянутого упаковочного контейнера.