Намагнічувані чорнила

Реферат: Винахід стосується намагнічуваного чорнила, придатного для використання в пакувальному матеріалі, призначеному для створення харчових упаковок, що містить намагнічувані частинки, воду, зв'язувальну речовину та протиспінювач. UA 113269 C2 (12) UA 113269 C2 UA 113269 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Галузь техніки Даний винахід стосується намагнічуваного чорнила, придатного для використання як наповнювальний матеріал для одержання намагнічуваних частинок на пакувальному шаруватому матеріалі. Рівень техніки У пакувальній технології, де пакувальний контейнер створений з пакувального шаруватого пластику, відоме забезпечення пакувального шаруватого матеріалу у вигляді тканини, з якої до, або під час упаковування утворюють пакувальний контейнер. Напрямні маркери, наприклад, для оптичного зчитування, використовуються для проведення операцій при завершенні упаковування, таких як формування, ущільнення, укладання і т. д. Такі напрямні маркери іноді називаються мітками для суміщення. Мітку для суміщення для оптичного зчитування забезпечують в ході друкування на пакувальному шаруватому матеріалі в місці, де на пакувальному шаруватому матеріалі друкують, наприклад, декорацію або інформацію про продукт. Проблема, пов'язана з такими мітками для суміщення, полягає в тому, що на них витрачається досить значна частина матеріалу, що стає зовнішньою поверхнею упаковки. Ще одна проблема полягає в тому, що така мітка для суміщення повинна утворюватися на основі друку, добре сумісного з операціями, що раніше виконувалися на тканині. Тому, є бажаним забезпечення поліпшеної подачі маркерів на сітку пакувального шаруватого матеріалу. Технологія для забезпечення таких маркерів може полягати в подачі намагнічуваних частинок на пакувальний матеріал таким чином, щоб можна було утворювати магнітні мітки. Тому, додатково є бажаним полегшення забезпечення таких намагнічуваних частинок. Суть винаходу Даний винахід оснований на розумінні того, що на пакувальному шаруватому матеріалі може бути створене магнітне маркування. Зберігання інформації на магнітному носії запису було запропоноване, наприклад, в EP 705759 Al. У даному розкритті було запропоновано, щоб була одна або декілька плям на упаковку, що виготовляється з сітки, було забезпечено за рахунок намагнічуваного чорнила, причому чорнила містять намагнічувані частинки, внаслідок чого забезпечується магнітне маркування. Згідно з першою особливістю винаходу, передбачені намагнічувані чорнила, придатні для пакувального матеріалу, призначеного для формування харчових упаковок, що містять намагнічувані чорнила, розчинник і зв'язувальну речовину. У переважному варіанті втілення намагнічувані чорнила адаптовані для високошвидкісного друку на сітці пакувального шаруватого матеріалу, що містить базовий шар паперу або паперового картону, для якого згадані намагнічувані чорнила придатні для друкування безпосередньо на шарі паперу або картону. Зокрема, згадані намагнічувані чорнила адаптовані для друкування на поверхні згаданого шару паперу або картону, який повинен бути повернутий всередину харчової упаковки, виготовленої із згаданого пакувального шаруватого матеріалу. Намагнічувані частинки можна вибрати з групи, що складається з магеміту і гематиту. Зв'язувальну речовину можна вибрати з групи, що складається з акрилату, акрилових полімерів, таких як стирол-акриловий співполімер, поліуретану, нітроцелюлози, поліаміду і латексу. Зв'язувальна речовина може включати в себе дві речовини з групи, в якій одна речовина служить як дисперсант, таким чином, щоб намагнічувані частинки були рівномірно дисперговані в чорнилі, а інша речовина служить як адгезив для шаруватого матеріалу. Кількість зв'язувальної речовини може становити 20-60 процентів від маси чорнила, переважно 40 60 процентів, а ще більш переважно 50-55 процентів. Намагнічувані чорнила можуть додатково містити добавки, такі як парафіни і/або протиспінювачі. Парафіни можуть містити будь-яку речовину з групи, що містить карнаубський віск, парафін, поліетилен, поліпропілен, силіконову смолу, поліамід, етиленвінілацетат, етиленбутилацетат, етиленакрилову кислоту і політетрафторетилен. Протиспінювач може містити полігліколь, мінеральне масло, полісилоксани, гідрофобний діоксид кремнію, силіконове або мінеральне масло. Розчинник може містити будь-яку речовину з групи, що включає в себе 3-етокси-1-пропанол, н-пропанол, етанол, етилацетат, воду, ізопропанол, гліколь або інгібуючий розчинник. Кількість намагнічуваних частинок може становити 15-40 процентів від маси чорнила, переважно 30-35 масових процентів. Розмір намагнічуваних частинок може становити 0,1 2,5 мкм, переважно 0,1 0,8 мкм, або переважно 0,4 1,5 мкм, переважно 0,3 мкм, або переважно приблизно 1 мкм. Короткий опис креслень 1 UA 113269 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фіг. схематично ілюструє сітку пакувального матеріалу, на якому як намагнічувані частинки на пакувальному матеріалі забезпечені плями намагнічуваного чорнила згідно з варіантом втілення. Докладний опис Намагнічувані чорнила забезпечені таким чином, щоб на пакувальному шаруватому матеріалі могли б бути присутніми намагнічувані частинки, і цей пакувальний шаруватий матеріал необхідно використовувати для формування, наприклад, харчових упаковок, таких як питні і харчові контейнери, або контейнери для основних або додаткових продуктів для приготування їжі або напоїв. Чорнила містять намагнічувані частинки, що надають магнітних властивостей намагнічуваним частинкам. Чорнила додатково містять розчинник. Мета наявності розчинника може полягати в підтримці системи для розподілу чорнила, що тече під час друкування. Розчинник може бути на водній основі або на основі мономеру. Прикладами розчинників є етанол, етилацетат, вода, ізопропанол, гліколь або інгібуючий розчинник. Чорнила додатково містять зв'язувальну речовину, таку як акрилат, стирол-акриловий співполімер, поліуретан, нітроцелюлозу, поліамід або латекс. Зв'язувальна речовина може містити суміш з декількох компонентів, наприклад, з тих, які були згадані вище, для надання чорнилу необхідних властивостей. Властивості, що розглядаються, полягають в сприянні диспергуванню і стабілізації магнітних частинок в чорнилі, в перенесенні магнітних частинок в ході процесу друкування, в наданні адгезії підкладці, на якій відбувається друкування, тобто, на шарі шаруватого матеріалу. Додаткові властивості полягають в захисті магнітних частинок після друкування і в забезпеченні необхідних властивостей друку. Наприклад, один компонент зв'язувальної речовини може служити як диспергуючий агент, призначений для рівномірного диспергування магнітних частинок в чорнилі, тоді як інший зможе служити і як адгезив для шаруватого матеріалу і т. д. Для забезпечення чорнила, придатного для високошвидкісного друку, кількість зв'язувальної речовини повинна становити 20-60 процентів від маси чорнила, тобто, маси сирої речовини. Було виявлено, що придатна кількість становить 40-60 процентів. Також підходить і використання 50-55 процентів. Чорнила можуть додатково містити добавки, такі як парафіни і/або протиспінювачі. Прийнятні парафіни можуть являти собою поліетилен, поліпропілен або політетрафторетилен, полісилоксани, поліамід, етиленвінілацетат, етиленбутилацетат, етиленакрилову кислоту і т. д. Кількість парафіну може варіюватися, але його повинно бути достатньо для захисту чорнила від відмарювання або розмазування. Прийнятні протиспінювачі можуть являти собою кремнійорганічні або мінеральні масла. Кількості протиспінювача повинно вистачати для збереження чорнила від піноутворення в ході друкування на рухомій сітці, особливо при високошвидкісному друкуванні. Чорнила можна приготувати шляхом змішування намагнічуваних частинок зі зв'язувальною речовиною, наприклад, шляхом безперервного збовтування або перемішування. Додавання частинок, які можуть потрапити в намагнічувані частинки, може бути перерване при досягненні сумішшю приблизно 40-50 градусів по Цельсію, і тоді безпосередньо вводять будь-які добавки, наприклад, протиспінювача і/або парафінів, і рідини, таким чином, щоб чорнила були готові до використання. Намагнічувані чорнила можуть являти собою гематит або магеміт, або їх поєднання. Ці мінерали придатні для харчових упаковок, оскільки немає ніяких обмежень, які стосуються того, чи можуть вони знаходитися в контакті з продуктами харчування. Кількість намагнічуваних частинок становить 15-40 процентів від маси чорнила, переважно 30-35 масових процентів. Було виявлено, що розмір намагнічуваних частинок, тобто, довжина упоперек частинки, діаметр і т. д., залежно від передбачуваної форми частинки, дає більш або менш вигідні властивості залишкового магнітного поля (залишкової намагніченості) при нанесенні магнітних міток на пляму, надруковану намагнічуваними чорнилами. Чим менші частинки, тобто, величиною 0,1 мкм, тим більше вони можуть бути дисперговані, але кожна частинка, звичайно, буде підтримувати менше залишкове магнітне поле (залишкову намагніченість). Також, залежно від вибору зв'язувальної речовини, розчинника і т. д., диспергування таких маленьких частинок на практиці може стати проблематичним, оскільки в ході приготування і обробки чорнила може виникнути грудкоутворення маленьких частинок. З іншого боку, великі частинки, тобто, частинки величиною в один або декілька мкм, звичайно, можуть не настільки піддаватися диспергуванню, як менші частинки, але кожна частинка може підтримувати більше залишкове магнітне поле (залишкову намагніченість), і грудкоутворення таких частинок буде менш помітним. Було виявлено, що подальше підвищення розміру частинок не підвищує сумарне залишкове магнітне поле (залишкову намагніченість), яке можна підтримувати при такій кількості чорнила, при якій 2 UA 113269 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 плями підтримуються постійними. Таким чином, прийнятний розмір намагнічуваних частинок може становити 0,1-2,5 мкм. Переважні розміри для варіанта втілення можуть становити 1-8 мкм, або 0,4-1,5 мкм для іншого варіанта втілення. Наближення дрібних частинок може передбачати, наприклад, наявність частинок з розміром приблизно 0,3 мкм, для забезпечення прийнятного компромісу між диспергуванням і виникненням грудкоутворення. Інший підхід може передбачати наявність частинок з розміром приблизно 1 мкм, щоб кожна частинка могла забезпечувати значну величину магнітного поля, і для мінімізації грудкоутворення. У ще одному варіанті втілення може мати місце розмір частинок приблизно 0,4, 0,5, 0,6 або 0,7 мкм, що забезпечує і ту, і іншу перевагу для двох інших прикладів, наведених вище. Тут розмір, вказаний як "зразковий", потрібно інтерпретувати в світлі як форми частинок, яка, ймовірно, не дає можливість виміряти геометричну відстань, так і того, що виникає природне розкидання в розмірах частинок, викликане їх приготуванням. Наприклад, можна вибрати розмір частинок, який дорівнює половині мікрона, але такі частинки будуть приготовані шляхом розмелювання, і будуть мати злегка нерегулярну форму. Таким чином, середній розмір частинок повинен становити половину мікрона у її найбільшому можливому напрямку, тоді як її розмір у найменшому напрямку повинен становити тільки 0,35 мкм. Крім того, для найбільшого напрямку 80 процентів частинок можуть мати розкидання від 0,45 до 0,55 мкм, тоді як 20 процентів, які залишилися, можуть знаходитися поза цим діапазоном, особливо, що стосується менших частинок, що викликано розмелюванням. Цей приклад, безумовно, застосуємо для будь-якого вибраного розміру. Також, розкидання можна знизити шляхом моніторингу частинок після розмелювання. Фіг. ілюструє сітку 100 пакувального матеріалу, де забезпечена множина намагнічуваних областей 102. Є переважним, щоб намагнічувані області при друкуванні були розподілені таким чином, щоб існувала щонайменше одна намагнічена область 102 на упаковку 104, що утворюється з пакувального матеріалу. Для зниження споживання магнітного матеріалу, тобто споживання намагнічуваного чорнила, намагнічені області можна забезпечити у вигляді плям і т. п., на областях, де повинні бути розміщені магнітні мітки. Оскільки точність відповідності місцеположень між місцем друку і місцем встановлення магнітної мітки обмежена, в порівнянні з аналогічною ситуацією, пов'язаною з оптичними мітками, є переважним, щоб плями були трохи більші, ніж реальний розмір, необхідний для магнітної мітки. Таким чином, можна працювати з будь-яким розумним відхиленням. Таким чином, плями забезпечені намагнічуваними частинками, які можна забезпечити магнітними мітками, і, як буде більш детально роз'яснено нижче, залежно від форми і розміру плям, вони будуть забезпечені складнішою інформацією за рахунок модульованого намагнічення. Є переважним, щоб пакувальний матеріал являв собою шаруватий матеріал, або одношаровий матеріал, такий як полімерний матеріал. Намагнічувані області 102 забезпечують намагнічуваними чорнилами, як було продемонстровано вище, наприклад, шляхом друкування. Пакувальний матеріал може являти собою шаруватий матеріал, який може містити шар паперу, на який можна видрукувати намагнічувані області 102, і один або декілька шарів покриття з пластику. Тут термін покриття з пластику потрібно розуміти як будь-яке покриття, що включає в себе полімери, придатні для харчових контейнерів. Пакувальний шаруватий матеріал також може містити шар металевої фольги. Щоб можна було записувати і зчитувати магнітні мітки крізь шар металевої фольги, є переважним, щоб метал був би не феромагнітним, таким як алюміній. Є переважним, щоб друкування намагнічуваних областей відбувалося на стороні шару таким чином, щоб відбитки на шаруватому матеріалі були б повернуті туди, де, як передбачається, знаходиться внутрішній простір формованої упаковки. Таким чином, друкування магнітних міток не повинно заважати зовнішньому друкуванню, наприклад, декоративному оформленню або інформації про продукт на упаковці. Є переважним, щоб друкування відбувалося з використанням намагнічуваного чорнила, як було продемонстроване вище. 50 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 1. Намагнічуване чорнило, придатне для пакувального матеріалу, призначеного для створення харчових упаковок, яке містить: - намагнічувані частинки, розмір яких становить 0,1-2,5 мкм, - воду, - протиспінювач, і - зв'язувальну речовину для диспергування намагнічуваних частинок і для забезпечення адгезії до пакувального матеріалу, де зв'язувальна речовина вибрана з групи, що складається з акрилату, акрилових полімерів, поліуретану, нітроцелюлози і поліаміду, і 3 UA 113269 C2 5 10 15 20 25 30 35 де кількість зв'язувальної речовини становить 20-60 % від маси чорнила. 2. Намагнічуване чорнило за п. 1, в якому намагнічувані частинки вибрані з групи, яка сладається з магеміту та гематиту. 3. Намагнічуване чорнило за п. 1, в якому зв'язувальна речовина містить дві речовини з групи, причому одна з них служить як диспергант, таким чином, щоб намагнічувані частинки були рівномірно дисперговані в чорнилі, а інша служить як адгезив до пакувального матеріалу. 4. Намагнічуване чорнило за п. 1, в якому кількість зв'язувальної речовини становить 40-60 % від маси чорнила. 5. Намагнічуване чорнило за п. 1, в якому кількість зв'язувальної речовини становить 50-55 % від маси чорнила. 6. Намагнічуване чорнило за п. 1, що додатково містить добавки, такі як воски. 7. Намагнічуване чорнило за п. 6, в якому воски включають в себе будь-яку речовину з групи, що містить карнаубський віск, парафін, поліетилен, поліпропілен, кремнійорганічну смолу, поліамід, етиленвінілацетат, етиленбутилацетат, етиленакрилову кислоту і політетрафторетилен. 8. Намагнічуване чорнило за п. 1, в якому протиспінювач включає в себе кремнійорганічну смолу або мінеральне масло. 9. Намагнічуване чорнило за будь-яким з пп. 1-8, в якому кількість намагнічуваних частинок становить 15-40 % від маси чорнила, переважно 30-35 % від маси чорнила. 10. Намагнічуване чорнило за п. 1, в якому розмір намагнічуваних частинок становить 0,1-1,5 мкм. 11. Намагнічуване чорнило за п. 10, в якому розмір намагнічуваних частинок становить приблизно 0,3 мкм. 12. Намагнічуване чорнило за п. 10, в якому розмір намагнічуваних частинок становить приблизно 1 мкм. 13. Спосіб утворення намагнічуваних ділянок на пакувальному матеріалі, де вказані намагнічувані ділянки забезпечуються намагнічуваним чорнилом за п. 1, і де вказаний пакувальний матеріал являє собою тканину або аркуш пакувального шаруватого матеріалу, призначеного для cтворення з нього пакувального контейнера для харчових продуктів шляхом загортання і герметизації, причому згаданий пакувальний шаруватий матеріал містить базовий шар паперу або картону і за даним способом наносять щонайменше одну надруковану мітку намагнічуваним чорнилом безпосередньо на поверхню згаданого шару паперу або картону. 14. Спосіб за п. 13, за яким додатково наносять вказане чорнило безпосередньо на поверхню згаданого шару паперу або картону, яка повинна бути повернута всередину вказаного пакувального контейнера. 4 UA 113269 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5