CN104837755B - 易移除纸管、使用该纸管的制品和连续使用该制品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于卷绕材料(例如织物、带、膜等)的易移除纸管，和连续使用制品(每一个制品均使用了该纸管)的方法，并且更具体而言，涉及易移除纸管和连续使用制品(其使用了该纸管)的方法，其中有效地移除纸管而不使卷绕于纸管上的材料卷变形，这样在纸管被移除的情况下通过从所述卷的内部释放该材料来使得能够使用该材料，从而提高材料的展开速度，并且第一制品和第二制品(每一个制品均包括卷绕材料)相互连接以供使用，从而使得能够连续提供该制品并因此显著提高连续生产的速率。

Description

易移除纸管、使用该纸管的制品和连续使用该制品的方法

技术领域

本发明涉及用于卷绕例如织物、带、膜等的材料的易移除纸管，和连续使用制品(每个所述制品均使用了该纸管)的方法，并且更具体而言，涉及易移除纸管和连续使用采用了该纸管的制品的方法，在该方法中有效地移除了纸管而不使卷绕于纸管的材料卷变形，所述材料的使用能够使该材料从所述卷的内部释放以移除纸管，从而提高材料的展开速度，并且各自均包括卷绕材料的第一制品和第二制品彼此连接以供使用，从而使得能够连续提供该制品并因此显著提高连续生产的速率。

背景技术

一般而言，纸管通过将原料纸纸张以预定长度切割，并且将经切割的原料纸以螺旋式连续卷成数层并粘合来形成为圆柱形。

卷绕于该纸管的材料(例如线、绳、织物、膜等)通常通过旋转该纸管从卷的外层展开，但在这种情况下难以高速展开材料，并且在一个卷绕材料的制品用完之后，另一个制品需要连接至用过的制品，即制品应当一个接一个地分别使用，从而降低了连续生产的速率。

技术问题

设计本发明以解决前述问题，并且本发明的一个目的是提供易移除纸管和连续使用具有该纸管的制品的方法，其中沿纸管的长度方向，即材料所卷绕的卷绕表面的长度方向，呈螺旋状形成连续的穿孔，使得可以有效地移除纸管同时保持材料的卷绕状态，而不使材料卷变形，从而在移除纸管之后使得该材料能够从内部释放，并因此提高材料的展开速度，并且其中卷绕材料的第一制品和卷绕材料的第二制品通过将其相互连接而使用，从而使得可以连续提供该制品，并因此显著提高连续生产的速率。

本发明的以上和其他目的和优势将根据以下示例性实施方案的说明而更明显。

技术方案

通过根据第一方面的易移除纸管来达到上述目的，该纸管的特征在于包括穿孔部分，其在圆柱形纸管的卷绕表面上具有呈螺旋状形成的穿孔。

此处，穿孔部分的穿孔相对非穿孔部分(即两个穿孔之间的长度)的长度比可以是0.5:1至10:1。

优选地，穿孔部分相对于水平面的角度可以是20度至40度。

优选地，两个穿孔部分之间的距离可以是30mm至200mm。

根据第二方面，易移除纸管还可以包括至少一张另外的缠绕于其卷绕表面(除穿孔部分外)的原料纸。

根据第三方面，易移除纸管还可以包括至少一张缠绕于根据第二方面的纸管的最外周表面的膜或纸。

优选地，该膜或纸的中心线表面粗糙度可以是0.03μm至10μm。

优选地，该膜或纸的长度可以比纸管的长度短，但比卷绕材料的长度长。

优选地，该膜或纸可以热收缩。

根据第四方面，易移除纸管还可以包括至少一张卷绕于根据第一方面的纸管的最外周表面的膜或纸。

可以通过连续使用应用了纸管的制品的方法来达到上述目的，该方法包括四个步骤：从至少两个制品(每一个制品均包含卷绕于纸管的材料)中每一个移除根据第四方面的易移除纸管；从至少两个制品中的每一个移除膜或纸；在从至少两个制品中的每一个移除卷绕材料的外结之后形成外尾部；以及通过将至少两个制品中之一的外尾部系于另一个制品的内尾部而在至少两个制品之间形成连接部分。

优选地，该方法可以应用于至少两个制品，每一个制品均包括卷绕于根据第三方面的易移除纸管的材料。

此外，通过使用前述易移除纸管的制品实现上述目标，该制品包括纸管和卷绕于纸管的材料。

卷绕材料可以是纤维、非织造织物、膜或织物之一。

发明效果

根据本发明，可以容易地移除纸管，从而提高工作效率或生产效率，并且在移除纸管之后，卷绕材料可以从内部使用，使得可以通过将第一制品的外端或内端连接至第二制品的内端或外端来连接第一制品和第二制品，其使得制品能够连续生产，从而显著促进了生产率的提高。

附图说明

图1是根据示例性实施方案的易移除纸管的透视图。

图2是示出从卷绕材料移除纸管的图示。

图3是根据另一个示例性实施方案的易移除纸管的透视图。

图4是根据另一个示例性实施方案的易移除纸管的透视图。

图5是示出制造根据示例性实施方案的易移除纸管的方法的图示。

图6是示出在原料纸上形成穿孔部分的方法的图示，所述原料纸用于根据示例性实施方案的易移除纸管。

图7是示出易移除纸管的实例的图示，该纸管被制造为具有不同长度的膜。

图8是示出使用根据第三方面的易移除纸管的方法的图示。

图9是示出使用剥离测试仪测量撕裂强度的方法实例的图示。

图10是示出抗压强度的测量方法实例的图示。

图11是示出根据穿孔部分的穿孔相对在两个穿孔之间的非穿孔部分的比率的撕裂强度和抗压强度的图表。

图12是示出根据原料纸的宽度的撕裂强度和抗压强度的图。

附图中所示的附图标记表示如下：

1：纸管 2：卷绕材料

3：原料纸 4：膜或纸

5：穿孔部分 6：穿孔

7：非穿孔部分 8：锯齿

9：外尾部 10：内尾部

11：原料纸宽度 12：芯轴

13：皮带 14：切割器

15：粘合剂 16：连接部分

具体实施方式

易移除纸管包括穿孔部分，其通过对圆柱形纸管的卷绕表面进行螺旋式穿孔而形成。

实施方式

参照示出本发明的示例性实施方案的附图，下文中更完整地描述了本发明。然而，本发明可以以很多不同的形式实施，并且不应理解为限于本文所提出的实施方案。相反，提供这些实施方案以使本公开全面，并且向本领域技术人员完整地传达本发明的范围。

除非另行定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解相同的含义。在冲突的情况下，以本说明书(包括定义)为准。

本文中描述了合适的方法和材料，而与本文的描述相似或等效的方法和材料也可以在本发明的实践或试验中使用。

除非另行说明，否则所有百分比、份数、比率等按重量计。在量、浓度或其他值或参数作为范围、优选范围或一列上限优选值和下限优选值给出时，这应当理解为特别公开了由任意范围上限或优选值以及任意范围下限或优选值中的任一对形成的所有范围，而不管该范围是否被单独公开。当本文列举数值范围时，除非另行说明，否则该范围旨在包括其端点和在该范围内的所有整数和分数。当限定范围时无意将本发明的范围限于所列举的特定值。

当在值或范围端点的描述中使用术语“约”时，该公开应当理解为包括所提到的特定值或端点。

如本文所使用，术语“包含”、“包括”、“含有”、“特征为”、“具有”或其任何其他变体旨在涵盖非排他性的包含关系。例如，包含要素列表的过程、方法、制品或设备不一定仅限于这些要素，而是可以包括未明确列出的或这些过程、方法、制品或设备固有的其他要素。此外，除非明确说明相反情况，否则“或”是指包容性的或，而不是排他性的或。

当申请人用开放式术语例如“包含”来限定发明或其一部分时，应易于理解，除非另行声明，否则该说明应当解读为还使用了术语“基本由…组成”和“由…组成”来描述这一发明。

参照作为根据示例性实施方案的易移除纸管的透视图的图1，根据本发明第一方面的圆柱形易移除纸管1的特征为具有通过对圆柱形纸管1的卷绕表面进行螺旋式穿孔而产生的穿孔部分5。因此，有材料卷绕于其上的纸管可以沿穿孔部分容易地移除，并且当纸管被移除时该材料可以容易地从内部展开(参照图2)。

根据示例性实施方案，在原料纸3被卷起以形成纸管之前，在其上进行穿孔过程(参照图5和图6)。在这种情况下，原料纸的厚度和/或层数可以根据卷绕于该纸管的材料来决定，并且可以根据移除纸管的工作效率来调整。随原料纸的厚度增加，抗压强度也增加，其在当围纸管卷绕材料时控制待卷绕的材料重量或表面压力方面可以是有利的，然而更厚的原料纸可能引起工作效率的降低，原因是当移除纸管时其需要大量施力。

如图6所示(图6示出在原料纸上形成穿孔部分的方法，所述原料纸用于根据示例性实施方案的易移除纸管)，穿孔部分5可以通过使用具有锯齿的装置在原料纸3的中部打孔而形成。在穿孔过程中，穿孔部分5的穿孔6相对非穿孔部分7(即在穿孔部分5的两个穿孔6之间的长度7)的长度比可以优选为0.5:1至10:1。当穿孔6相对在两个穿孔6之间的非穿孔部分7的长度比小于0.5:1时，穿孔的总面积小使得需要大量力量以移除纸管，并且纸管可能在未完全移除的情况下被撕开。当穿孔相对在两穿孔之间的非穿孔部分的长度比大于10:1时，穿孔的总面积大使得纸管变得难以处理并且即使在低的压力下也容易被撕裂。因此，根据待卷绕的材料性质和/或工作效率，需要合适的条件设置。

在穿孔过程中，在原料纸上形成穿孔之后，将原料纸以与轴向的预定角度θ(参照图1)卷起以形成纸管。此时，由于卷绕原料纸的角度θ，即穿孔部分的角度涉及移除纸管所需要的力量、工作效率等，该角度可以根据情况决定。穿孔部分5相对于水平面的角度θ可以在20度至40度的范围内，其在移除纸管时在力量和工作效率方面可以是有利的。小于20度的角度产生较大面积的穿孔部分，其导致移除纸管所需要的时间增加，并因此降低了工作效率，而大于40度的角度不能确保纸管的稳定移除，并且可能导致纸管在移除期间被撕裂。

此外，在穿孔过程中，纸管的穿孔线之间的长度由待穿孔的原料纸的宽度11(出现在纸管上的穿孔部分之间的距离)决定。原料纸的宽度(穿孔部分之间的距离)优选为30mm或更大，并且最大至200mm，如果原料纸的宽度大于200mm，则待移除的穿孔部分的面积减小，从而降低了移除所需要的强度，但可能不确保穿孔部分的稳定移除并且纸管可能在移除期间被撕裂。如果原料纸的宽度小于30mm，则穿孔部分的总面积增加，导致移除纸管所需要的时间增加并且工作效率降低。

在具有穿孔部分的纸管1中，在纸管仅由具有穿孔部分的原料纸形成的情况下，较薄的原料纸纸张可以引起抗压强度降低，导致纸管的处理劣化，因此在操作期间可能容易破坏纸管。然而，较厚的原料纸纸张可能需要更多力量以移除纸管并且导致纸管在移除期间被撕裂。因此，合适厚度的单张原料纸(在其上进行穿孔过程)具有缠绕于除穿孔部分外的剩余区域的一张或更多张第二原料纸，使得在移除纸管期间可以保持高效率并且剩余区域的厚度可以增加，从而强化纸管，使得可以提供对纸管的更好的处理和对卷绕表面压力的优良抗性。因此，如图3(其为根据本发明另一个示例性实施方案的纸管的透视图)所示，根据本发明第二方面的易移除纸管的特征可以为还具有至少一张原料纸3，其缠绕于纸管卷绕表面的除穿孔部分5之外的区域。

在上述纸管中，在材料卷绕于纸管并且直接接触纸管的情况下，通过撕拉纸管来移除纸管的过程中，纸管的被撕裂部分或被破坏部分很可能破坏材料的内部。因此，为了解决这种问题，可以优选地将膜或纸缠绕于通过上述方法形成的纸管的最外周表面周围，以防止当首先移除该来源时卷绕材料的内部受到破坏和变形，然后移除另外的膜或纸。因此，如图4所示，在根据另一个示例性实施方案的易移除纸管的透视图中，根据本发明第三方面的易移除纸管的特征为还具有至少一张膜或纸4以缠绕根据第二方面的纸管1的最外周表面。

根据本发明第四方面的易移除纸管的特征为具有至少一张膜或纸4，其缠绕于本发明第一方面的纸管1的最外周表面。即，纸管1包括至少一张膜或纸4，其围绕纸管1的卷绕表面的最外周表面，该纸管1不包括卷绕于除穿孔部分5外的原料纸全表面的至少一张原料纸3。

在这种情况下，经处理以缠绕最外周表面的膜或纸4可以具有优选为0.03μm至10μm的中心线表面粗糙度Ra。小于0.03μm的表面粗糙度Ra可能导致表面过于平滑，使得围绕纸管卷绕材料可能变得困难，而大于10μm的表面粗糙度Ra可能导致卷绕材料被膜或纸的表面破坏。

此外，在用膜或纸4缠绕纸管的最外周表面时，膜或纸的长度可以设置为比纸管的总长度短，但比待卷绕材料的长度(两端之间的距离)长，使得当开始撕裂纸管时可以提供改善的工作效率。

此外，可优选地首先用膜或纸4缠绕于纸管的表面，然后其次加热该表面以热收缩。膜或纸4通过该膜或纸4的收缩力与纸管接触，从而可以防止膜或纸4由于粘合于纸管表面而可能导致的撕裂。

此外，连续使用制品(每一个制品均使用了根据示例性实施方案的纸管)的方法可以包括四个步骤：从至少两个制品(每一个制品均包括卷绕于纸管1的材料2)中的每一个移除根据本发明第三方面的纸管1；从至少两个制品中的每一个移除膜或纸4，在移除至少两个制品中的每一个的材料2的外结之后形成外尾部10；以及通过连接一个制品的外尾部10与另一个制品的内尾部9而形成连接部分16。

连续使用制品(每个制品均使用了纸管)的方法将参照图8详细描述，图8示出在移除根据本发明第三方面的纸管之后连续使用作为卷绕材料2的织物(制品)的方法。

首先，在第一步中，从至少两个制品(每一个制品均包括卷绕于根据第三方面的纸管的材料2)中的每一个移除纸管1，其中纸管可以沿根据本发明技术特征的穿孔部分容易地移除，使得在纸管被移除的情况下材料2可以容易地从内部展开(参照图2)。

在第二步中，从该制品进一步移除膜或纸4，其中在纸管外表面上的膜或纸4在最初移除纸管时防止了卷绕材料卷的内部受到破坏或变形。

在第三步中，移除卷绕材料卷(在第二步中已从该卷绕材料移除膜或纸4)的外结之后形成了制品的外尾部10，即用于与另一个制品的卷绕材料连接的尾部。

在第四步中，通过将在第三步中形成的制品的外尾部10连接至另一个制品的内尾部9来形成连接部分16，其中两个或更多个制品可以以相同的方式相互连接，在该方式中第一制品的外侧或内侧可以连接至第二制品的内侧或外侧，使得连续提供两个或更多个制品是可行的的，从而显著促进生产率的提高。

本领域普通技术人员可以理解，当在连续使用采用了纸管的制品的方法中采用根据第四方面的纸管时也可以实现本发明的目的。

使用根据本发明的易移除纸管的制品的特征为包括易移除纸管和卷绕于该纸管的材料。显然供销售的具有卷绕于这种纸管的材料的任何类型制品将在本发明的范围内。

该材料可以是例如纤维、非织造织物、膜或织物之一，但不限于此。

在下文中，将参照实施例和其比较例详细描述本发明的结构和效果。然而，提供实施例仅用于详细说明的目的，因而本发明的范围不限于此。

[实施例1至5]

使用锯齿在宽度为75mm的一张原料纸上进行穿孔过程(如图6所示)之后，通过在图5中示意性示出的工序制造了如图1所示的长度为280mm的纸管。在这种情况下，穿孔部分相对于水平面的角度θ设置为28°。在实施例1至5中，在穿孔过程中，穿孔部分的穿孔相对于两个穿孔之间的非穿孔部分的长度比分别设置为0.5:1、1:1、2:1、5:1和10:1。

[实施例6至8]

以与实施例3相同的方式制造纸管，不同之处在于实施例6至8中分别使用宽度为50mm、75mm和100mm的原料纸纸张，同时在穿孔过程中，穿孔相对于在两个穿孔之间的非穿孔部分的长度比固定在2:1。

[实施例9]

以与实施例3相同的方式制造纸管，不同之处仅在于如图3所示用第二原料纸缠绕于纸管的除穿孔部分外的全部区域，同时穿孔相对于在两个穿孔之间的非穿孔部分的长度比固定在2:1。

[实施例10]

用与在实施例9中所使用的方法相同的方法制造纸管，然后如图4所示通过使膜卷绕于外周表面来处理该纸管。此时，纸管表面首先用厚度为40μm、表面粗糙度为0.05μm的可收缩PET膜缠绕，然后其次加热以收缩。膜的收缩力使膜能够保持与纸管接触，使得当移除纸管时可以防止膜由于粘合于纸管表面而可能导致的撕裂。

在这种情况下，如图7(ii)所示，在实施例10中使用了长度比纸管的长度短但比待卷绕于纸管的材料长度长的PET膜，并且将实际材料(纤维)卷绕于该缠绕了所述膜的纸管。

[比较例1至3]

用与实施例10中所使用的方法相同的方法制造纸管。然而，在比较例1中，如图7(i)所示，PET膜的长度与卷绕于纸管的材料的长度相同；在比较例2中，如图7(iii)所示，PET膜的长度比纸管的长度长，在比较例3中，如图7(iv)所示，PET膜的长度比卷绕于纸管的材料的长度短，然后将实际材料(纤维)卷绕于于各比较例的纸管。

对实施例1至10和比较例1至3的纸管进行如下评估，并且结果在下表中示出。

[评估方法]

1.撕裂强度评估(剥离试验)

如图9所示，使用剥离测试仪通过钩住纸管的一端并且向上拉动来测量其上形成有穿孔部分的纸管的撕裂强度。

2.抗压强度评估(向垂直于纸管长度的方向施压)

如图10所示，对水平放置的纸管加压直至其被压缩20mm，并且测量此时施加在纸管上的负荷。

3.撕裂和破坏的程度评估

用肉眼观察撕裂和破坏的程度。

实施例1至5的纸管的比较评估结果在表1和图11中示出。在表1中，“撕裂时间”是指完全撕开纸管所需要的时间。

表1

如表1和图11(其为示出根据穿孔相对两个穿孔之间长度的长度比的撕裂强度和抗压强度的图)所示，移除纸管的撕裂强度和纸管的抗压强度可以根据穿孔相对于两个穿孔之间长度的长度比而变化。在该评估中，随穿孔的比率增加，撕裂强度降低，从而促进了纸管的移除，同时抗压强度也降低，其导致纸管在处理期间容易撕裂，并且在围纸管卷绕材料的过程中由于较低的表面压力而降低了工作效率。因此，应理解穿孔相对于在两个穿孔之间的非穿孔部分的比率需要根据待卷绕的材料和工序来调整，并且可优选地比率设置为0.5:1至10:1。

实施例6至8中具有不同原料纸宽度的纸管的撕裂强度和抗压强度评估结果在表2和图12中示出。

表2

如表2和图12(其为示出根据原料纸宽度的纸管撕裂强度和抗压强度的图)所示，撕裂强度和抗压强度根据原料纸的宽度而变化。随着原料纸具有更宽的宽度，纸管每预定长度的裂缝数目减少，使得移除纸管所需要的时间减少，其提高了工作效率但增加了撕裂强度。此外，可见随原料纸的宽度增加，穿孔的绝对量减少，其导致了压缩纸管强度增加的趋势。

通过对第一原料纸穿孔而制造的实施例3的纸管和通过第二原料纸强化的实施例9的纸管的撕裂强度和抗压强度评估结果在表3中示出。

表3

	实施例3(原料纸强化之前)	实施例9(原料纸强化之后)
			撕裂强度(kgf)	4.02	4.03
抗压强度(kgf)	5.78	7.24

如表3所示，当纸管除穿孔之外的剩余区域通过第二原料纸强化时，纸管的抗压强度增加，同时撕裂强度基本保持不变。以这种方式，可以增加工作效率同时降低撕裂强度，并且可以显著减少可能在处理期间发生的对纸管的破坏，同时增加抗压强度。然而，如果在强化中所使用的原料纸过厚或使用数层原料纸进行强化，则由于在穿孔部分和非穿孔区域之间的厚度差异可能导致工作效率或处理劣化。例如，穿孔部分可能容易从纸管撕裂。因此，需要在适当控制原料纸的情况下进行强化。

表4示出根据实施例10和比较例1至3中每个实施例的纸管的工作表面是否用膜处理，以及根据膜的长度的(移除纸管的)工作效率和制品发生内部破坏的评估结果。

表4

如表4所示，当撕裂具有卷绕于其表面(最外周表面)的膜的纸管时，工作效率不受影响，同时可以显著防止由于纸管的被撕裂部分或被破坏部分而产生的对材料内部的破坏。在这种情况下，如实施例10所提供，卷绕于纸管最外周表面的膜或纸的长度比纸管的总长短，但比卷绕材料(制品)长，使得在撕裂纸管顶部上的穿孔部分以开始撕裂时工作效率不受影响，同时由于膜的长度比材料更长，可以有效地保护制品的内部。

由上述说明而明显可见，可以通过各种实施方案经由向其添加必要功能来优化该易移除纸管。此外，尽管上述示例性实施方案仅作为代表性的示例性实施方案提供，显然应理解本发明不限于此。对于本领域技术人员，显然在本发明中可以做出各种修改和变化，而不偏离本发明的精神和范围。因此，本发明旨在涵盖本发明的修改和变化，只要其在所附权利要求和其等效物的范围内即可。

Claims (13)

1.一种易移除纸管，其包含：

通过对圆柱形的所述纸管的卷绕表面进行螺旋式穿孔而形成的穿孔部分，以及

至少一张缠绕于所述纸管的最外周表面的膜或纸，

其中所述膜或纸比所述纸管的长度短，但比待卷绕于所述纸管上的材料的长度长。

2.根据权利要求1所述的易移除纸管，其中所述穿孔部分的穿孔相对于非穿孔部分的长度比是0.5:1至10:1，其中所述非穿孔部分为两孔之间的长度部分。

3.根据权利要求1所述的易移除纸管，其中所述穿孔部分相对于水平面的角度是20度至40度。

4.根据权利要求1所述的易移除纸管，其中两个穿孔部分之间的距离是30mm至200mm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的易移除纸管，其中所述纸管的卷绕表面还包括缠绕于所述卷绕表面的除所述穿孔部分外的整个表面的至少一张另外的原料纸。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的易移除纸管，其中所述膜或纸的中心线表面粗糙度是0.03μm至10μm。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的易移除纸管，其中所述膜或纸是热收缩的。

8.根据权利要求5所述的易移除纸管，其中所述膜或纸的中心线表面粗糙度Ra是0.03μm至10μm。

9.根据权利要求5所述的易移除纸管，其中所述膜或纸是热收缩的。

10.一种使用根据权利要求1至4中任一项所述的易移除纸管的制品，所述制品包含：

卷绕于所述纸管上的材料。

11.根据权利要求10所述的制品，其中卷绕于所述纸管上的所述材料是纤维、非织造织物、膜或织物之一。

12.一种连续使用复数个制品的方法，其中每个所述制品均使用了纸管，所述方法包括以下四个步骤：

第一步骤，从至少两个制品中的每一个移除根据权利要求1-4中任一项所述的易移除纸管，每个所述制品均包含卷绕于所述纸管上的材料；

第二步骤，从所述至少两个制品中的每一个移除所述膜或纸；

第三步骤，在从所述至少两个制品中的每一个移除卷绕材料的外结之后形成外尾部；并且

第四步骤，通过将所述至少两个制品中之一的所述外尾部系于另一个制品的内尾部而在所述至少两个制品之间形成连接部分。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述易移除纸管的卷绕表面还包括缠绕于所述卷绕表面的除所述穿孔部分外的整个表面的至少一张另外的原料纸。