CN107073735B - 用于衬底剥离的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本文中公开用于将衬底的多个部分剥离的方法及设备。在一些实施例中，柔性及/或软性冲击元件围绕旋转轴旋转，以将外围部分跨越所述衬底的衬底平面进行驱动、及/或以反复地与所述衬底碰撞。所述碰撞中的至少一些有效地局部逐出或剥离衬底的一(多个)部分。

Description

用于衬底剥离的方法及设备
相关申请交叉参考
本申请主张2014年8月26日提出申请的第62041705号美国临时专利申请及2014年9月22日提出申请的第62053490号美国临时专利申请的优先权，所述两个美国临时专利申请以引用方式全文并入本文中。
技术领域
本发明的实施例涉及用于对衬底的一部分进行机械剥离的方法及设备。
背景技术
转让给海科系统有限公司(Highcon Systems Ltd)且将大卫·本-大卫(DavidBen-David)及雅基·斯特恩(Yaki Stern)列为发明人的第9045292 号美国专利公开一种用于对硬纸板进行剥离及冲切的方法及系统。
以下所发布专利及专利公开案提供可能相关的背景材料，且均以引用方式全文并入本文中：US 8783144、DE35369891、US2007028741、 US3543623、US4480518、US4840098、US4991478、US5503053、及 WO2010024695。
发明内容
一种用于将衬底的多个部分剥离的方法，所述方法包括：在局部平整的薄衬底被支撑以界定衬底平面时：使至少一个柔性及/或软性冲击元件旋转，以反复地将所述冲击元件的外围部分跨越所述衬底平面进行驱动，从而剥离所述衬底的至少一个部分。
在一些实施例中，在所述衬底平面处所述冲击元件与所述衬底之间的冲击会使所述冲击元件弯曲。
在一些实施例中，当所述冲击元件的所述外围部分到达所述衬底平面并接触所述衬底时，冲击元件的所述外围部分的运动向量不垂直于所述衬底平面、优选地是成至少10度而不垂直。
在一些实施例中，当所述冲击元件静止时，对于至少一个定向，所述冲击元件在其自身重量下松垂；以及ii.所述柔性及/或软性冲击元件在进行所述旋转时的离心力使所述冲击元件完全延伸，以消除所述松垂。
在一些实施例中，所述衬底的第二部分被从所述衬底的第一部分剥离，以形成两个不同的衬底片，使得：(i)在由所述旋转的冲击元件冲击之前，所述第一部分及所述第二部分是通过个别纤维、及/或通过静摩擦、及/或通过机械锁定而被固持至彼此，以及(ii)由所述冲击元件进行的冲击会提供足以将所述第二部分从所述第一部分完全剥离的力。
一种用于将衬底的多个部分剥离的设备包括：a.剥离总成，包括(i) 一群组的柔性及/或软性冲击元件，所述柔性及/或软性冲击元件分别且可旋转地安装至各自的旋转轴；以及(ii)旋转驱动系统，用以驱动所述柔性及/或软性冲击元件围绕所述旋转轴旋转，所述剥离总成在其下方界定剥离位置；以及b.衬底搬运构造，适以将衬底递送至所述剥离位置，使得在所述剥离位置处，所述衬底被维持在衬底平面处，所述剥离总成及基于片材的衬底搬运构造被配置成使得在衬底同时位于所述剥离位置及所述衬底平面处时，所述旋转驱动系统使所述柔性及/或软性冲击元件旋转，以使所述柔性及/或软性冲击元件反复地与所述衬底碰撞，从而剥离衬底的一(多个)部分。
在一些实施例中，所述剥离总成可垂直移动，使得(A)当所述旋转轴处于第一较低高度范围时，所述旋转的柔性及/或软性冲击元件在所述剥离位置处到达所述衬底平面，以及(B)当所述旋转轴处于第二较高高度范围时，所述旋转的柔性及/或软性冲击元件在所述剥离位置处始终保持位于所述衬底平面上方；ii.所述剥离总成包括平移驱动系统，所述平移驱动系统用以使所述剥离总成升高及降低，以分别使所述剥离总成的所述旋转轴升高及降低，从而使所述旋转轴在所述第一高度范围与所述第二高度范围之间来回移动；iii.所述衬底搬运构造适以将多个衬底片材递送至所述剥离位置，每一所述片材具有各自的前缘及后缘；以及iv.所述系统进一步包括控制器，所述控制器用以调节所述平移驱动系统的操作，以：A.响应于第一衬底片材的后缘离开所述剥离位置而使所述剥离总成从所述第一高度范围升高至所述第二高度范围；以及B.随后，响应于下一衬底片材的前缘到达所述剥离位置而使所述剥离总成从所述第二高度范围降低至所述第一高度范围。
一种用于将衬底的多个部分剥离的系统，所述设备包括：a.剥离总成，包括(i)一群组的柔性及/或软性冲击元件，所述柔性及/或软性冲击元件分别且可旋转地安装至各自的旋转轴；以及(ii)旋转驱动系统，用以驱动所述柔性及/或软性冲击元件围绕所述旋转轴旋转，所述剥离总成在其下方界定剥离位置；以及b.衬底搬运构造，适以将衬底递送至所述剥离位置，使得在所述剥离位置处，所述衬底维持在衬底平面处，所述剥离总成及所述基于片材的衬底搬运构造被配置成使得在衬底同时位于所述剥离位置及所述衬底平面处时，所述旋转驱动系统使所述柔性及/或软性冲击元件旋转，以使所述柔性及/或软性冲击元件反复地与所述衬底碰撞，从而剥离衬底的一(多个)部分。
在一些实施例中，所述系统进一步包括：检验系统，用以：(i)分析剥离后衬底的状态，及/或(ii)检测所述剥离后衬底中的剥离错误程度。
在一些实施例中，所述系统进一步包括：e.剥离总成控制器，用以响应于所述所检测到的剥离错误程度而更新所述剥离总成的操作参数。
在一些实施例中，所述剥离总成控制器、所述检验系统及所述控制器被配置为闭环控制系统，以迭代地更新操作参数，从而将所述剥离后衬底中的剥离错误程度最小化。
在一些实施例中，所述操作参数包括以下中的至少一个：所述旋转轴的旋转速度、以及在所述剥离位置处所述旋转轴在所述衬底平面上方的高度。
在一些实施例中，所述系统进一步包括：堆叠机，其中(i)所述衬底搬运构造用以通过从所述剥离位置向所述堆叠机递送剥离后衬底片材而为所述堆叠机进行供料；以及(ii)所述堆叠机用以由所述剥离后衬底片材来形成堆叠或使堆叠增长。
在一些实施例中，所述系统进一步包括：检验系统，用以检测已通过所述剥离总成被剥离一个(多个)衬底部分的剥离后衬底片材中的剥离错误程度；及/或系统控制器，用以调节所述衬底搬运构造及/或所述堆叠机的操作，所述系统控制器用以响应于且根据所述所检测到的剥离错误程度而阻止至少一些剥离后片材(i)被供应至所述堆叠机及/或(ii)由所述堆叠机进行堆叠。
在一些实施例中，所述系统进一步包括：切割站，用以根据每片材切割图案的序列而在衬底片材中形成切痕，所述衬底搬运构造适以将其中包括所述切痕的所述衬底片材从所述切割站递送至所述剥离位置，其中所述系统控制器通过响应于检测到剥离后衬底片材中的剥离错误程度而更新所述切割序列来进一步调节所述切割站的行为。
在一些实施例中，响应于剥离后衬底片材中的较高错误程度，所述系统控制器：i.阻止剥离后衬底片材中具有所述较高错误程度的所述剥离后衬底片材被供应至所述堆叠机或由所述堆叠机进行堆叠；及/或ii.使所述切割站返回至所述切割序列中的前一位置且根据所述序列从所述前一位置开始继续切割下一(些)片材。
在一些实施例中，所述系统进一步包括：e.剥离总成控制器，用以响应于(i)前一衬底的性质与(ii)后一衬底的性质之间的差异而动态地更新所述剥离总成的操作参数。
在一些实施例中，所述系统进一步包括：所述操作参数包括以下中的至少一个(或两个)：所述旋转轴的旋转速度、以及在所述剥离位置处所述旋转轴在所述衬底平面上方的高度。
在一些实施例中，在搬运较薄(较厚)衬底片材之后，剥离总成控制器通过以下方式来对所传入的较厚(较薄)衬底片材作出响应：使剥离总成(i)减小(增大)旋转轴与衬底平面之间的垂直位移，及/或(ii)增大 (减小)旋转速度。
在一些实施例中，在搬运特征在于较小(较大)内部废料部分的衬底片材之后，剥离总成控制器通过以下方式来对所传入的特征在于较大(较小)内部废料部分的衬底片材作出响应：使剥离总成(i)减小(增大)旋转轴与衬底平面之间的垂直位移，及/或(ii)减小(增大)旋转速度。
在一些实施例中，在搬运第一材料的衬底片材之后，剥离总成控制器通过修改剥离总成的操作参数来对所传入的第二材料的衬底片材作出响应。
一种用于将衬底的多个部分剥离的设备包括：a.第一剥离总成及第二剥离总成，每一所述剥离总成包括各自群组的柔性及/或软性冲击元件，所述柔性及/或软性冲击元件分别且可旋转地安装至各自的旋转轴，所述第一剥离总成及所述第二剥离总成分别在其下方界定第一剥离位置及第二剥离位置；b.衬底搬运构造，适以(i)将衬底递送至所述第一剥离位置，使得衬底在处于所述第一剥离位置时维持在第一衬底平面处；以及(ii) 随后，将衬底从所述第一剥离位置递送至所述第二剥离位置，使得所述衬底在位于所述第二剥离位置处时维持在第二衬底平面处；以及c.一个或多个驱动系统，所述驱动系统用以分别驱动所述第一剥离总成及所述第二剥离总成的所述柔性及/或软性冲击元件围绕其各自的旋转轴以第一旋转速率及第二旋转速率进行旋转运动，其中所述剥离总成、所述衬底搬运系统及所述驱动系统被配置成使得i.所述第一剥离总成的所述柔性及/或软性冲击元件围绕其旋转轴进行旋转会使所述第一剥离总成的所述柔性及/或软性冲击元件反复地到达所述第一衬底平面，以反复地与同时安置在所述第一剥离位置及所述第一衬底平面处的衬底碰撞，从而剥离所述衬底的第一部分；以及ii.所述第二剥离总成的所述柔性及/或软性冲击元件围绕其旋转轴进行旋转使所述第二剥离总成的所述柔性及/或软性冲击元件反复地到达所述第二衬底平面，以反复地与同时安置在所述第二剥离位置及所述第二衬底平面处的衬底碰撞，从而在所述第一部分已被剥离之后剥离所述衬底的第二部分，其中所述驱动系统进行运作，使得所述第二旋转速率超过所述第一旋转速率。
在一些实施例中，所述第二旋转速率与所述第一旋转速率之间的比率是至少1.1、或至少1.25、或至少1.5、或至少2、或至少3、或至少5、或至少7.5、或至少10、或至少20。
在一些实施例中，与第一剥离总成的柔性及/或软性冲击元件的碰撞及与第二剥离总成的柔性及/或软性冲击元件的碰撞分别在第一剥离位置及第二剥离位置处分别将向下动量传递至衬底，使得(i)在第一剥离位置及第一衬底平面处传递至衬底的每碰撞动量的平均量值与(ii)在第二剥离位置及第二衬底平面处传递至衬底的每碰撞动量的平均量值之间的比率是至少1.1、或至少1.25、或至少1.5、或至少2、或至少3、或至少5、或至少7.5、或至少10。
在一些实施例中，第一剥离总成的冲击元件的最大质量与第二剥离总成的冲击元件的最大质量之间的比率是至少1.1、或至少1.25、或至少1.5、或至少2、或至少3、或至少5、或至少7.5、或至少10。
在一些实施例中，第一剥离总成的冲击元件的平均质量与第二剥离总成的冲击元件的平均质量之间的比率是至少1.1、或至少1.25、或至少1.5、或至少2、或至少3、或至少5、或至少7.5、或至少10。
在一些实施例中，所述设备进一步包括：d.检验系统，用以分析剥离后衬底；及/或e.控制器，用以控制所述衬底搬运构造，使得衬底从所述第一剥离位置至所述第二剥离位置的所述递送是以所述检验系统的输出为条件。
在一些实施例中，所述设备进一步包括：d.检验系统，用以分析剥离后衬底，以检测剥离错误；及/或e.控制器，用以控制所述衬底搬运构造，使得衬底从所述第一剥离位置至所述第二剥离位置的所述递送是以所述剥离错误的等级超过错误阈值为条件。
在一些实施例中，所述冲击元件的肖氏D硬度介于60与90之间。
一种用于将衬底的多个部分剥离的设备包括：(a)衬底搬运构造，适以对平整的薄衬底进行水平支撑，以界定衬底平面；以及(b)第一剥离总成及第二剥离总成，每一所述剥离总成包括各自的柔性冲击元件及旋转驱动器，所述旋转驱动器被定位成且用以使所述柔性冲击元件围绕旋转轴旋转，以反复地将所述冲击元件的外围部分跨越所述衬底平面进行驱动，其中第一剥离元件及第二剥离元件安置在所述衬底平面的相对侧上，使得在操作期间，当所述衬底平面上存在衬底时：i.所述第一剥离总成的冲击元件与所述衬底碰撞，以使所述衬底的一部分旋转出所述衬底平面，使得所述被旋转的部分从剩余衬底部分被局部逐出；以及ii.随后，所述第二剥离总成的冲击元件使衬底的所述经局部逐出的被旋转部分从所述剩余衬底部分完全脱离。
一种用于将衬底的多个部分剥离的设备包括：衬底搬运构造，适以对平整的薄衬底进行水平支撑，以界定衬底平面；以及(b)第一剥离总成及第二剥离总成，每一所述剥离总成包括各自的柔性冲击元件及旋转驱动器，所述旋转驱动器用以分别使所述柔性冲击元件围绕各自的旋转轴旋转，所述第一剥离总成被设置成使得其旋转驱动器反复地将所述冲击元件的外围部分跨越所述衬底平面进行驱动，其中第一剥离元件及第二剥离元件安置在所述衬底平面的相对侧上，使得在操作期间，当所述衬底平面上存在衬底时：i.所述第一剥离总成的冲击元件与所述衬底碰撞，以使所述衬底的一部分旋转出所述衬底平面，使得所述被旋转的部分从剩余衬底部分被局部逐出；以及ii.随后，所述第二剥离总成的冲击元件使衬底的所述经局部逐出的被旋转部分从所述剩余衬底部分完全脱离。
在一些实施例中，所述第一剥离总成及所述第二剥离总成的所述旋转驱动器使其各自的冲击元件沿相反方向旋转。
在一些实施例中，所述第二剥离总成被配置及设置成使得所述第二剥离总成的所述冲击元件与所述剩余衬底部分或与所述经局部逐出的部分碰撞，以使衬底的所述经局部逐出的被旋转部分从所述剩余衬底部分完全脱离。
一种用于将衬底的多个部分剥离的设备，所述设备包括：a.衬底搬运构造，适以对平整的薄衬底进行水平支撑，以界定衬底平面；以及(b) 剥离总成，包括至少一个柔性及/或软性冲击元件、及旋转驱动器，所述旋转驱动器被定位成且用以使所述柔性冲击元件围绕旋转轴旋转，以反复地将所述冲击元件的外围部分跨越所述衬底平面进行驱动。
在一些实施例中，所述衬底搬运构造进一步用以沿着衬底移动方向水平推进被支撑的衬底。
在一些实施例中，i.在不存在旋转运动的情况下，对于至少一个配置，所述冲击元件在其自身重量下松垂；以及ii.旋转驱动器使所述冲击元件充分地旋转，以使所述冲击元件完全延伸，从而消除所述松垂。
一种用于将衬底的多个部分剥离(例如，对多个部分进行局部切割) 的设备包括：a.衬底搬运构造，适以对平整的薄衬底进行水平支撑，以界定衬底平面；以及b.第一剥离总成，定位在所述衬底平面的一侧上，包括至少一个柔性及/或软性冲击元件及旋转驱动器，所述旋转驱动器被定位成且用以使所述柔性冲击元件围绕旋转轴旋转，以反复地将所述冲击元件的外围部分跨越所述衬底平面进行驱动；c.第二剥离总成，定位在所述衬底平面的与所述衬底平面的所述一侧相对的第二侧上，包括至少一个柔性及/或软性冲击元件及旋转驱动器，所述旋转驱动器被定位成且用以使所述柔性冲击元件围绕旋转轴沿与所述第一剥离总成的旋转方向相反的方向旋转，以反复地将所述冲击元件的外围部分跨越以下中的至少一个进行驱动：(i)所述衬底平面，以及(ii)平行于所述衬底平面且位于所述衬底平面的所述第二侧上的相邻平面。
在一些实施例中，相邻平面相对于衬底平面垂直移位至多2cm、或至多1cm、或至多5mm、或至多3mm、或至多1mm。
一些实施例涉及一种对衬底的一部分进行机械剥离的方法，所述衬底具有第一表面及第二表面，所述第一表面及所述第二表面分别彼此背对地面向所述衬底的第一侧及第二侧。在一些实施例中，所述方法包括：a.对所述第一衬底表面施加第一力，以通过以下方式局部逐出所述衬底的完全位于内部的片：使所述完全位于内部的片围绕枢转位置沿旋转方向旋转，所述被局部逐出的片保持经由所述枢转位置附接至剩余衬底；以及b.随后且在位于所述剩余衬底的所述第二侧上的空间区域中，在所述被局部逐出的衬底上对其所述第一衬底表面施加第二力，以将所述被局部逐出的衬底片从所述剩余衬底完全剥离。
在一些实施例中，所述第一力及所述第二力分别是由彼此不同的第一冲击元件及第二冲击元件施加。
在一些实施例中，所述第一冲击元件及所述第二冲击元件在分别施加所述第一力及所述第二力时各自的接触位置并非刚性地附接至彼此。
在一些实施例中，在开始施加第一力时开始且在完成施加第二力时结束的整个力相关时间周期期间，第二冲击元件的冲击元件与衬底接触位置保持位于剩余衬底的第二侧的空间区域中。
在一些实施例中，当第二冲击元件施加第二力时，第一接触元件保持从衬底脱离。
在一些实施例中，第一接触元件及/或第二接触元件是细长接触元件，所述细长接触元件是相对于第一接触元件及/或第二接触元件旋转分别所围绕的旋转轴径向延伸出。
在一些实施例中，第一元件及/或第二元件是分别围绕各自的轴旋转的舌片。
在一些实施例中，第一元件及第二元件各自均是分别围绕第一旋转轴及第二旋转轴旋转的舌片，第一旋转元件及第二旋转元件分别安置在剩余衬底的第一侧及第二侧上。
在一些实施例中，a.第一旋转轴与第二旋转轴之间在与衬底的局部平面垂直的方向上的位移与b.被从剩余衬底剥离的完全位于内部的衬底片的面积的平方根之间的比率是至少1、或至少1.5、或至少2。
在一些实施例中，第一旋转轴及/或第二旋转轴实质上平行于所述衬底的局部平面。
在一些实施例中，所述第一冲击元件对所述第一力的施加会使所述第一冲击元件弯曲。
在一些实施例中，对于所述第一冲击元件及/或所述第二冲击元件：i. 当所述冲击元件静止时，对于至少一个定向，所述冲击元件在其自身重量下松垂；以及ii.所述柔性及/或软性冲击元件在进行旋转时的离心力会使所述冲击元件完全延伸，以消除所述松垂。
在一些实施例中，所述第一冲击元件及/或所述第二冲击元件的肖氏D 硬度介于60与90之间。
在一些实施例中，第一力及第二力分别是在彼此不同的第一碰撞事件及第二碰撞事件中施加。
在一些实施例中，对被局部逐出的衬底施加第二力会围绕枢转位置沿扭矩方向对所述被局部逐出的衬底施加沿着第一力的旋转方向具有分量的扭矩。
在一些实施例中，在施加所述第一力之前，所述衬底被机械弱化及/ 或被预切割，且所述被剥离的完全位于内部的衬底片与所述剩余衬底之间的边界是由所述机械弱化及/或预切割的轮廓界定。
在一些实施例中，(i)在即将施加所述第一力之前，所述完全位于内部的衬底片及所述剩余衬底是通过个别纤维、及/或通过静摩擦、及/或通过机械锁定而被固持至彼此，以及(ii)由所述冲击元件进行的冲击会提供足以将所述完全位于内部的衬底片从所述剩余衬底完全剥离的力。
在一些实施例中，第一力的方向不垂直于衬底的其中被施加第一力的局部平面，第一力的方向与局部平面的垂线之间的夹角是至少10度。
在一些实施例中，第一力的方向不垂直于衬底的其中被施加第一力的局部平面，第一力的方向与局部平面之间的夹角是至少10度。
一种用于将衬底的多个部分剥离的方法包括：在局部平整的薄衬底被支撑以界定衬底平面时：使至少一个柔性及/或软性冲击元件在所述衬底的第一侧上围绕旋转轴旋转，以反复地使所述冲击元件的外围部分与所述衬底碰撞，其中：i.对于所述冲击元件与所述衬底条带之间的所述碰撞中的至少一些中的每一个，所述冲击元件横穿所述衬底平面，以从所述衬底局部逐出或剥离相应的完全位于内部的片；ii.执行所述方法，使得所述柔性及/或软性冲击元件仅经历局部旋转且在后续碰撞之间反复地改变旋转方向至少两次。
在一些实施例中，冲击元件与衬底之间的大部分碰撞并不使衬底经受衬底分离，及/或对于大部分碰撞，冲击元件保持位于衬底的第一侧上而不完全或局部逐出衬底的多个部分。
在一些实施例中，当冲击元件与衬底之间发生每次碰撞时，所述衬底相对于旋转轴沿着衬底平面进行水平运动(例如，以至少10厘米/秒、或至少25厘米/秒、或至少50厘米/秒的恒定水平速度)。
一种对衬底的一部分进行机械剥离的方法，所述衬底具有第一表面及第二表面，所述第一表面及所述第二表面分别彼此背对地面向所述衬底的第一侧及第二侧，所述方法包括：对于由一个或多个柔性及/或软性冲击元件形成的阵列中的每一冲击元件，反复地使所述柔性及/或软性冲击元件围绕旋转轴旋转，以反复地使所述冲击元件的外围部分与所述衬底的所述第一表面碰撞，使得：a.每次碰撞均向所述衬底传递动量；b.对于所述碰撞中的第一子组，整个所述冲击元件保持位于所述衬底的所述第一侧上，使得所述外围部分跨越所述第一表面移动，而不会局部或完全地分离所述衬底的任一部分；以及c.对于所述碰撞中的第二子组，所述碰撞的动量局部逐出所述衬底的一片及/或剥离所述衬底的一片，以穿过所述衬底打开孔口，因此所述冲击元件的所述外围部分从所述衬底的所述第一侧穿过所述孔口而到达所述衬底的所述第二侧。
在一些实施例中，i.阵列的每一冲击元件以至少y Hz的重复率连续且同时地旋转达至少x个循环，使得在每一循环期间，所述冲击元件从衬底的第一侧与衬底碰撞；ii.x的值是至少100、或至少500、或至少1,000；iii.y 的值是至少20、或至少50、或至少75、或至少100、或至少200、或至少300、或至少500。
在一些实施例中，冲击元件阵列包括围绕旋转轴安置的至少2个、或至少3个、或至少5个冲击元件。
在一些实施例中，所述冲击元件是相对于旋转轴径向延伸的细长冲击元件。
在一些实施例中，每一旋转循环是整圈旋转循环(即，其中冲击元件沿单个方向旋转)。
在一些实施例中，每一旋转循环是局部旋转循环，其中冲击元件在局部旋转循环期间改变旋转方向-即，来回运动。举例来说，所述冲击元件反复地改变旋转方向。
在一些实施例中，冲击元件被安装(例如，至衬底搬运系统的底架) 及/或冲击元件悬置于衬底平面上方。
在一些实施例中，所述方法是在旋转轴及衬底进行相对运动(即，相对水平运动)时执行。
一种衬底搬运系统包括：a.第一输送机系统，包括彼此横向间隔开且安装在第一多个辊上的第一多个平行条带，一组针从所述条带中的每一个伸出，使得水平搁置在所述针的端部上的衬底是通过所述条带在所述辊上进行的旋转运动而被水平运输；以及b.第二输送机系统，包括彼此横向间隔开且安装在第二多个辊上的第二多个平行条带，所述第二输送机系统不存在从所述条带伸出的针，且第一输送机系统及第二输送机系统被配置成使得衬底：i.在所述第一输送机系统上被水平运输，其中所述衬底搁置在所述针上；ii.随后从所述第一输送机系统被转移至所述第二输送机系统；以及iii.在所述第一输送机系统上被水平运输，其中所述衬底搁置(例如，直接)在所述第二多个条带上。
在一些实施例中，所述系统进一步包括：c.切割站，安装在所述第一输送机系统上方或下方；以及d.剥离站，安装在所述第二输送机系统上方或下方。
在一些实施例中，所述剥离是对以至少3mm/sec、或至少10 mm/sec、或至少100mm/sec、或至少1,000mm/sec、或至少5,000 mm/sec、或至少10,000mm/sec的线性速度(即，绝对速度、或相对于任一旋转轴的相对速度)进行运动(例如，由衬底搬运系统驱动的水平运动)的衬底的一部分进行。
在一些实施例中，任一冲击元件的宽度是至多5mm、或至多3mm、或至多2mm。
一些实施例涉及一种对衬底的一部分进行机械剥离的方法，所述衬底具有第一表面及第二表面，所述第一表面及所述第二表面分别彼此背对地面向所述衬底的第一侧及第二侧。在一些实施例中，所述方法包括：对于由至少10个(或至少20个或至少30个)不同柔性及/或软性冲击元件形成的第一冲击元件阵列，同时使所述冲击元件阵列的每一冲击元件维持以至少z RPM(优选地，z的值是至少10)的旋转速率进行连续的完整或局部旋转运动，使得每一柔性及/或软性冲击元件的外围部分反复地与所述衬底的所述第一表面碰撞，使得：a.对于所述碰撞的第一子组，整个冲击元件均保持位于所述衬底的第一侧上，以便使所述外围部分跨越第一表面移动，而不会局部或完全分离出衬底的任一部分；以及b.对于所述碰撞的第二子组，所述碰撞的动量局部逐出所述衬底的片及/或剥离所述衬底的片，以穿过所述衬底打开孔口，因此使所述冲击元件的外围部分从所述衬底的第一侧穿过所述孔口到达所述衬底的第二侧。
在一些实施例中，对于所述阵列的每一冲击元件，其厚度及宽度两者是至多5mm、或至多4mm、或至多3mm。
在一些实施例中，所述冲击元件阵列的每一冲击元件围绕共同旋转轴旋转。
在一些实施例中，所述冲击元件阵列的每一冲击元件同时维持以至少 z RPM的旋转速率进行连续的完整或局部旋转运动达至少1分钟、或至少 5分钟、或至少10分钟、或至少30分钟。
在一些实施例中，z的值是至少25圈/分钟、或至少50圈/分钟、或至少75圈/分钟、或至少100圈/分钟、或至少200圈/分钟、或至少300 圈/分钟、或至少500圈/分钟、或至少700圈/分钟、或至少1000。
在一些实施例中，第一冲击元件阵列的相邻冲击元件之间的间隙距离是至多1mm、或至多0.5mm、或至多0.3mm。
在一些实施例中，第一冲击阵列的每一冲击元件在横向方向上的厚度是至多5mm，且所述冲击元件每沿着15cm横向轴覆盖1cm部分。
在一些实施例中，所述方法进一步包括：对于由至少10个(或至少 20个或至少30个)不同柔性及/或软性冲击元件形成的第二冲击元件阵列，同时使所述冲击元件阵列的每一冲击元件维持以至少w RPM(w的值是至少10)的旋转速率进行连续的完整或局部旋转运动，使得每一柔性及/或软性冲击元件的外围部分反复地与所述衬底的所述第二表面碰撞，使得： a.对于所述第二冲击元件阵列的碰撞的第一子组，整个冲击元件均保持位于所述衬底的第二侧上，使得所述外围部分跨越所述第二表面移动，而不会局部或完全分离出衬底的任一部分；以及b.对于所述第二冲击元件阵列的碰撞的第二子组，所述碰撞的动量完全剥离通过与第一冲击元件阵列的冲击元件之间的碰撞被局部逐出的被局部逐出衬底。
在一些实施例中，冲击元件阵列的每一冲击元件同时维持以至少w RPM的旋转速率进行连续的完整或局部旋转运动达至少1分钟、或至少5 分钟、或至少10分钟、或至少30分钟。
在一些实施例中，w的值是至少25圈/分钟、或至少50圈/分钟、或至少75圈/分钟、或至少100圈/分钟、或至少200圈/分钟、或至少300 圈/分钟、或至少500圈/分钟、或至少700圈/分钟、或至少1000圈/分钟。
在一些实施例中，所述衬底是基于纤维素纤维。
在一些实施例中，所述衬底选自由纸、硬纸板、纸板、及基于纸浆的材料组成的群组。
附图说明
图1A(现有技术)例示矩形衬底片；
图1B例示矩形衬底片内的切痕；
图2A例示多站衬底搬运系统；
图2B例示包括输送机的剥离站；
图3是将要经受剥离计划的衬底的侧视图；
图4A-4C及8A-8C是及第二基于旋转的剥离总成的示意性侧视图；
图5A-5B例示冲击元件的外围部分扫掠过一弧；
图6例示冲击元件的外围部分(例如，尖端)的运动向量；
图7A-7B例示在即将接触衬底平面之前、在接触/横穿衬底平面时、及紧接在横穿衬底平面之后的冲击元件；
图9是用于剥离衬底的两步过程的流程图；
图10A-10B例示衬底由一阵列的横向分离的条带或皮带支撑；
图11A-11B例示多个群组的冲击元件彼此横向间隔开，以在相邻冲击元件群组之间界定间隙；
图12例示针从条带向外伸出的实施例；
图13显示包括卷材衬底搬运系统的卷材相关实施例；
图14例示片材相关实施例；
图15、16及17A-17B涉及其中通过修改剥离总成的高度而将剥离总成从啮合模式转变成脱离模式及从脱离模式转变成啮合模式的技术；
图18例示冲击元件的来回局部旋转运动；
图19A及19B分别呈现包括剥离目标的衬底的实例；
图20是根据一些实施例，一种用于操作剥离设备的方法的流程图；
图21A-21C例示衬底的异质衬底；
图22-25涉及剥离总成的动态操作；
图26A-26B分别描述用于对剥离后衬底进行堆叠的系统及方法；
图27-28涉及根据检验数据进行选择性堆叠；
图29是例示9个切割图案的特定实例；
图30A-30F描述无错误剥离的实例；
图31A-31H描述从剥离错误进行恢复的实例；
图32是一种用于从剥离错误进行恢复的方法的流程图；
图33是一种用以从剥离错误进行恢复的设备；
图34A-34B及36描述包括连续排列的多个剥离总成的系统；以及
图35例示包括小废料部分及大废料部分两者的衬底。
具体实施方式
通过参考参照各图对实例性实施例进行的本详细说明将更好地理解以上权利要求书。说明、实施例及各图不应被理解为限制权利要求书的范围。应理解，并非每一特征在每一实施方案中均是必要的。还应理解，在本发明通篇中，当显示或描述一种过程或方法时，所述方法的各步骤可以任一次序或同时地执行，除非从上下文显而易见：一个步骤取决于另一个被首先执行的步骤。在本申请通篇中所使用的词语“可”是以许可性意义 (即，意指“具有可能性”)而非强制性意义(即，意指“必须”)使用。
定义
在本文说明的上下文中，为方便起见，此处提供各种术语。如果此处或本申请中别处明确或暗含地提供了定义，则此类定义应被理解为与相关领域的技术人员对所定义术语的用法相一致。
本发明的实施例涉及用于将“衬底”的一部分剥离的方法及设备。
对于本发明，“衬底”可以是基于片材的或基于卷材的，且通常是基于纤维素纤维(例如，例如重型纸、硬纸板、纸板、基于纸浆的材料等的纸张)。基于纤维素纤维的衬底是“纤维素纤维基”衬底。在其他实施例中，“衬底”可指代由塑料、金属(例如，金属箔，例如铝箔)、聚酯衬底、或衬底搬运技术中已知的任何其他材料形成的薄片材(或卷材)。
衬底材料可以是瓦楞式或非瓦楞式。
术语“硬纸板”是具有各种强度的重型纸的通用术语，其范围是从由单一厚的纸片材形成的简单构造至以多个瓦楞及非瓦楞层为特征的复杂构形。
实例包含：
·盒纸板，用于瓦楞纤维板的制作中。
·折叠式箱纸板，由多层的化学及机械纸浆构成。
·实心漂白纸板是纯粹由漂白化学纸浆制成且通常具有矿物或合成颜料。
·实心原色纸板通常是由原色化学纸浆制成。
·白浆衬里粗纸板通常是由多层废纸或被再循环纤维制成，其经常在顶部上具有两层至三层涂层且在相反侧上具有一个层。由于其具有被再循环的成分，因而其在内部将是灰色。
·装订纸板，即一种在书籍装订中用于制作硬封面的纸板。
在不同的实施例中，“衬底”(例如，“薄”衬底)的厚度可以是至少 0.1mm、或至少0.5mm、或至少1mm、或至少5mm、或至少1cm、及 /或至多5cm、或至多3cm、或至多1cm、或至多7.5mm、至多5mm、或至多3mm、或至多1mm、或至多0.5mm。在一个优选实施例中，所述厚度介于4mm与9mm之间。
在不同的实施例中，所述衬底使得(i)“衬底”的长度及宽度中的较大者与(i)“衬底”的厚度之间的比率是至少10、或至少50、或至少100、或至少500、或至少1,000、或至少5,000、或至少10,000、或至少50,000、或至少100,000。另一选择为或另外，在一些实施例中，所述衬底使得(i) “衬底”的长度及宽度中的较小者与(i)“衬底”的厚度之间的比率是至少10、或至少50、或至少100、或至少500、或至少1,000、或至少5,000、或至少10,000、或至少50,000、或至少100,000。
在一些实施例中，衬底是通过衬底搬运构造进行运输-所述衬底搬运构造可包括此项技术中已知的任何卷材或片材衬底运输系统(STS)。举例来说，搬运构造可包括用于运输(例如，水平地及/或垂直地)衬底片材的输送带。在不同的实施例中，所述衬底搬运构造可包括以下的任一组合： (i)输送带；(ii)机器人臂；(iii)真空设备(例如，用于提升例如衬底片材等的衬底)；(iv)旋转圆筒；以及(v)此项技术中已知的用于运输衬底的任何其他设备及/或元件。
“电子电路”可包括以下的任一组合：模拟电路、数字电路、软件/ 可执行代码模块(即，存储在计算机可读媒体上)及/或固件及/或硬件元件，包括但不限于现场可编程逻辑阵列(FPLA)元件、硬连线逻辑元件、现场可编程门阵列(FPGA)元件、及应用专用集成电路(ASIC)元件。可使用任何指令集架构，包括但不限于精简指令集计算机(RISC)架构及/ 或复杂指令集计算机(CISC)架构。在一些实施例中，“控制器”可包括“电子电路”。
一“群组”是一个或多个。举例来说，一“群组”的冲击元件指代一个或多个冲击元件。
对图1-36的论述
此项技术中已知通过预切割、分割、机械弱化等方式来对衬底进行预处理。图1A(现有技术)例示具有周边22A-22D的矩形衬底片20。
在图1B中，衬底20被分割成主要部分25A、小的“被包封”部分25B (或“完全位于内部的”部分)、及侧部分25B。具体来说，闭合曲线32A (在此实例中，具有六边形形状)及/或开口曲线32B可以是切痕、或分割线、或机械弱化线。举例来说，所述切痕可以是“完整切痕”，使得被包封部分25B(或另一选择为，侧部分25C)与主要部分25A之间的仅有力或主要力是个别纤维(例如，个别“孤立的”微米级纤维)、或静摩擦、或几何锁定。这些形式均是使被包封部分25B(或侧部分25C)维持接合至剩余衬底的静态力。可将衬底的一个部分从另一衬底剥离，以将各部分分离。
实施例涉及对衬底的剥离，例如，对衬底(被预先形成折痕或未被预先形成折痕)进行激光切割或模切。
图2A例示多站衬底搬运系统，其包括切割站90(例如，用于形成“完整切痕”)、及/或折痕形成站92(对于这两者，图中仅示意性地显示其位置)、以及剥离站100，剥离站100用于将衬底的一个部分与另一部分分离。可使用输送机系统108(例如，包括安装在轮上的一个或多个条带或皮带或带-例如，所谓的“环形”条带或皮带或带)或辊将衬底从一个站运输至另一站、或者使衬底在其被切割及/或形成折痕时(在站90及/或 92处)移动及/或使衬底在其被切割及/或形成折痕及/或经受剥离过程以将衬底的一个部分与衬底的另一部分分离(例如，根据切痕、或折痕曲线、或折痕线、或一维流形)时移动。
图2B中示意性地例示输送机108。在一些实施例中，使衬底的速度同步化，使得衬底在切割站及/或折痕形成站处移动的速度(例如，线性的-在图2A中，沿着y轴)与剥离站处的速度相匹配。
视需要，剥离站100配备有衬底废料箱109，其用以处置由剥离站产生的废料，通常处置至指定的废料盒(图中未显示)中。
因此，在不受限于上下文或各图的情况下，一些实施例涉及用于在衬底本身进行运动(例如，水平运动)时将衬底的一(多个)部分剥离的技术。然而，应了解，衬底的运动并非是必需的，且衬底可在静止的同时经受剥离过程。
可根据此项技术中已知的任何技术(包括但不限于激光切割及标准冲模-底模机械切割)来执行切割及/或折痕形成(例如，在任选切割站及/ 或折痕形成站处)。
如图2A中所例示，对衬底(图2A中未显示)进行水平支撑，使得平整的薄衬底界定“衬底平面”(图2A中未标示—在后续图中标示为98)。举例来说，输送带(或条带或皮带)可提供此种衬底支撑功能。
术语“输送带”可指代单个带、或者多个皮带或条带，所述多个皮带或条带彼此横向间隔开以共同地形成“输送带”。
图2B显示剥离站100的近视图。在非限制性实例中，第一基于旋转的剥离总成110及第二基于旋转的剥离总成120分别围绕各自的旋转轴旋转，以剥离一(多个)部分(例如，衬底“废料”部分)。
在不同的实施例中，剥离站100及/或第一基于旋转的剥离总成110 及/或第二基于旋转的剥离总成120或其任一部分被安装在衬底或衬底平面98上方或下方-例如，安装在预定位置(或一系列位置)处。
在一些实施例中，可由充当“旋转驱动器”的马达(例如电动马达) 驱动剥离站或其任一部分的冲击元件进行旋转运动(例如，完整运动或局部运动)。技术人员将了解，可采用除电动马达以外的其他推进装置。
图3例示将要被进行剥离的衬底60。所述衬底包括第一衬底表面382 及第二衬底表面384，第一衬底表面382及第二衬底表面384分别面向衬底60的372及第二侧374。
图3中还例示衬底的将要被剥离的目标部分62。目标部分62内的第一衬底表面及第二衬底表面分别被标示为392及394。在进行剥离之前，部分62的第一表面392及第二表面394分别面向衬底60的372及第二侧 374。
在图3中，显示衬底正进行水平运动-例如，以至少10厘米/秒、或至少25厘米/秒、或至少50厘米/秒、或至少1米/秒的速度。水平速度可在至少10秒、或至少30秒、或至少1分钟的时间周期内是实质上恒定及/ 或持续的，在此期间，衬底经受剥离。举例来说，彼此纵向间隔开的一系列衬底片材可各自接连地经受剥离且可以实质上相同的水平速度移动(例如，在输送带上移动或由卷材衬底系统推进)。
图4A-4C是用于将衬底的第一部分62从衬底的第二部分60剥离的第一基于旋转的剥离总成110及第二基于旋转的剥离总成120的示意性侧视图。具体来说，图4A-4C涉及不同时间点的第一“画面”、第二“画面”及第三“画面”。在图4A-4C所示实施例中，第一剥离总成安装在衬底60 (或其平面98)上方达高度H1处。
如图4A-4C中所例示，第一剥离总成110界定第一旋转轴210，且第二剥离总成120界定第二旋转轴220。第一剥离总成110包括围绕旋转轴 210旋转的第一多个冲击元件212(例如，“柔性及/或软性冲击元件”)- 例如，旋转驱动器(图中未显示-例如包括马达-举例来说，电动马达)使第一多个冲击元件212(例如，“柔性及/或软性冲击元件”)围绕旋转轴210旋转。
“冲击元件”的一个实例是舌片(参见图4A-4C)—对于本发明，每当提及“冲击元件”时，应理解，在一些实施例中，所述冲击元件可以是舌片。
在一些实施例中，在发生任一类型的碰撞的时间期间，冲击元件(例如，舌片)可沿着衬底的表面被拖动-这些“类型”的碰撞可包括其中冲击元件(例如，舌片)保持位于衬底的一侧上的碰撞、或其中舌片(例如，冲击元件)将衬底局部逐出的碰撞、或其中舌片(例如，冲击元件)完全对衬底进行剥离的碰撞。
第二剥离总成120包括围绕旋转轴220旋转的第二多个冲击元件222 (例如，“柔性及/或软性冲击元件”)-例如，旋转驱动器(图中未显示- 例如包括马达，例如电动马达)使第二多个冲击元件222(例如，“柔性及 /或软性冲击元件”)围绕旋转轴220旋转。
在一些实施例中，第一剥离总成110及/或第二剥离总成120中的至少一个被设置在衬底平面上方。在一些实施例中，第一剥离总成110及/ 或第二剥离总成120中的至少一个被设置在衬底平面下方。
当冲击元件212局部逐出及/或完全剥离衬底片时，冲击元件212的外围部分(例如，尖端)横穿由衬底60界定的衬底平面-例如，以在衬底中打开孔口。由冲击元件212传递的动量有利于将衬底部分62从部分60 剥离。举例来说，来自单个剥离总成110的冲击元件的动量可足以将衬底部分62与部分60完全分离。
因此，在一些实施例中，仅存在第一剥离总成110及第二剥离总成120 中的一个-位于衬底平面上方或位于衬底平面下方。
在一些实施例中，第二基于旋转的剥离总成120进行运作，使得冲击元件222的外围部分横穿衬底平面98。举例来说，第二基于旋转的剥离总成120的旋转驱动器(举例来说，马达，例如电动马达—图中未显示)可反复地将冲击元件222的外围部分与衬底平面98接触地及/或跨越衬底平面98进行驱动。另一选择为，在一些实施例中，第二基于旋转的剥离总成120进行运作，使得任何冲击元件222的任何部分均不会横穿或接触衬底平面98。
在一些实施例中，第二基于旋转的剥离总成120的旋转驱动器(举例来说，马达，例如，电动马达—图中未显示)可反复地将冲击元件222的外围部分跨越靠近衬底平面98(即，相对于衬底平面98移位至多1cm或至多5mm或至多3mm或至多1mm)的相邻平面96进行驱动。
在一些实施例中，第二基于旋转的剥离总成120进行运作，使得任何冲击元件222的任何部分均不横穿衬底平面98。
在一些实施例中，外围元件横穿衬底平面的横截面是至多5mm2或至多4mm2或至多3.5mm2。在一些实施例中，冲击元件212由材料密度为至多4gm/cm3或至多3gm/cm3或至多2.5gm/cm3或至多2gm/cm3或至多 1.5gm/cm3的材料(例如，聚氨酯或另一种聚合物)形成。
在一些实施例中，外围部分(例如，尖端)与旋转轴210或220之间的径向距离是至少1cm、或至少2cm、或至少3cm、及/或至多15cm、或至多20cm、或至多5cm。
在一些实施例中，旋转轴210及/或220相对于衬底平面的垂直位移是X，且各旋转轴Y之间的水平位移(即，在y方向上)是Y。举例来说， X的值是至少1cm、或至少2cm、或至少3cm、及/或至多15cm、或至多20cm、或至多5cm。
举例来说，Y的值是至少1cm、或至少2cm、或至少3cm、及/或至多15cm、或至多20cm、或至多5cm。
举例来说，比率Y/X(此可在机器中进行调整—根据衬底的类型、衬底的厚度、或者任一其他参数、或其组合)是至少0.5、或至少0.75、或至少1、或至少1.25、或至少1.5、及/或至多2、或至多1.5、或至多1.25、或至多1。
在图4A-4C所示实例中，第一剥离总成110可使衬底部分62在保持附接(例如，在“枢转”位置处)至衬底部分60的同时旋转出衬底平面，如图4B中示意性所示。第二剥离总成120可进一步使部分62旋转，从而使其与衬底部分60分离，使得部分62可脱落。
图4A-4B中还例示衬底片62的第一边界352A及第二边界352B(即，至少被机械弱化)的侧视图。
此外，应注意，在图4A-4B中，剥离总成110的接触/冲击元件212 是细长接触元件212(例如，具有相对“小”的横截面-例如，至多100mm2、或至多50mm2、或至多25mm2、或至多10mm2、或至多5mm2)，细长接触元件212是相对于其旋转所围绕的旋转轴210径向延伸出。另一选择为或另外，剥离总成120的接触/冲击元件222是细长接触元件222(例如，具有相对“小”的横截面，例如，至多100mm2、或至多50mm2、或至多25mm2、或至多10mm2、或至多5mm2)，细长接触元件222是相对于其旋转所围绕的旋转轴220径向延伸出。
在不同的实施例中，对于本文中所公开的任一冲击元件，(i)其长度与(ii)其横截面的平方根之间的比率是至少10或至少20。
应注意，与其中冲击元件的外围部分确实横穿衬底平面98的剥离总成110形成对比，
图4A-4C中还例示“剥离位置”的概念-剥离总成110的剥离位置被标示为542A且剥离总成120的剥离位置被标示为542B。“剥离位置”是其中衬底在被放置在适宜垂直高度(例如，衬底平面98)的情况下将经受与冲击元件212(在冲击元件212围绕其轴旋转时)的碰撞的水平位置，且因此是其中剥离总成212可将衬底60的一(多个)部分剥离的位置。
因此，在不同的实施例中，衬底搬运构造适以将衬底递送至“剥离位置542”。所述衬底搬运构造还可界定衬底平面98。因此，在不同的实施例中，所述衬底搬运构造适以将衬底递送至剥离位置，使得在剥离位置处，衬底维持在衬底平面处，从而使衬底同时满足两个条件：(i)存在于剥离位置处，以及(ii)存在于衬底平面处。
在其中两个剥离总成110、120是依序排列(例如，总成110位于“上游”且总成120位于“下游”)的非限制性实例中，衬底平面98恰好相对应-应了解，此并非是限制性，且在各实施例中，每一剥离总成均可与其自身的适宜高度范围相关联以实现各自的“衬底平面”，举例来说，此视冲击元件的旋转高度及冲击元件的长度而定。
如图5A中所示，在一些实施例中，冲击元件212的外围部分(例如，尖端)可在衬底平面的与旋转轴210相对的侧上扫掠过一弧-例如，旋转轴210可位于衬底平面上方，且冲击元件212的外围部分(例如，尖端) 的“弧扫掠”可位于衬底平面下方。此种弧扫掠可以是(i)至少5度(即， 360度中)、或至少10度、或至少15度、或至少20度、或至少30度，及/或(ii)至多50度、或至多40度、或至多30度、或至多20度、或至多10度。
图5B类似于图5A，只不过旋转轴210与衬底平面98之间的垂直位移/高度H2超过图5A所示实例中旋转轴210与衬底平面98之间的垂直位移/高度H2。因此，图5A所示实例中位于衬底平面98下方的“弧”部分大于图5B所示实例中位于衬底平面98下方的“弧”部分。在一些实施例中，图5A所示剥离构造可被视为更具“侵攻性”，因为位于衬底平面98 下方的弧部分更大。如下文将论述，一些实施例涉及用于根据剥离处理的所需“侵攻性”来调节(例如，动态地调节)旋转轴210与衬底平面98 之间的高度H(垂直位移)的设备及方法。
在一些实施例中，冲击元件在横穿衬底平面时的线性速度是至少至少 0.1米/秒、或至少0.3米/秒、或至少0.5米/秒、或1.4米/秒。此线性速度可持续至少1圈、或至少5圈、或至少10圈、或至少100圈、或至少 1000圈、或至少2000圈。
在一些实施例中，冲击总成(即，总成110及/或120)的旋转(RPM) 是至少10圈/分钟、或至少25圈/分钟、或至少50圈/分钟、或75圈/分钟、或至少100圈/分钟、或至少200圈/分钟、或至少300圈/分钟、或至少500圈/分钟、或至少700圈/分钟、或至少1000圈/分钟—此可持续至少1分钟、或至少5分钟、或至少10分钟。
如图6中所示，当冲击元件212的外围部分(例如，尖端)到达及/ 或接触衬底平面时，冲击元件212的外围部分(例如，尖端)的运动向量可不垂直于衬底平面，例如，成至少10度、或至少20度、或至少30度、或至少40度、或至少50度、或至少60度、或至少70度、或至少80度而不垂直。
在不同的实施例中，当冲击元件212的外围部分(例如，尖端)到达及/或接触衬底平面时，冲击元件212的外围部分(例如，尖端)的运动向量可不平行于衬底平面-例如，与衬底平面98偏离成至少10度、或至少20度、或至少30度、或至少40度、或至少50度、或至少60度、或至少70度、或至少80度的夹角。
在一个实例中，(i)冲击元件212(或元件222)以300圈/分钟的速率经历整圈旋转，且(ii)冲击元件212的质量是20克。在此实例中，冲击元件212的外围部分与和衬底碰撞的外围部分之间的距离是50毫米。在此实施例中，在即将与衬底表面碰撞之前的瞬间，外围部分(例如，尖端)的线性速度是1570mm/sec。
在各种实施例中，在冲击元件212的外围部分与衬底之间即将发生碰撞之前的瞬间，冲击元件的外围部分的平移速度是(i)至少100mm/sec、或至少250mm/sec、或至少500mm/sec、或至少750mm/sec、或至少1,000 mm/sec、或至少2,000mm/sec、或至少4,000mm/sec，及/或(ii)至多 10,000mm/sec、或至多5,000mm/sec、或至多3,000mm/sec、或至多2,000 mm/sec。
在各种实施例中，在冲击元件与衬底之间每次发生碰撞时从冲击元件传递至衬底的动量的量是(i)至少500克*mm/sec、或至少1,000克 *mm/sec、或至少2,500克*mm/sec、或至少5,000克*mm/sec，及/或(ii) 至多20,000克mm/sec、或至多10,000克*mm/sec、或至多5,000克 *mm/sec。
图7A-7B例示在即将接触衬底平面之前(画面A)、在接触/横穿衬底平面时(画面B)及紧接在横穿衬底平面之后(画面C)的冲击元件。由于接触元件是柔性及/或软性的，因而在与衬底接触时可使冲击元件212 弯曲。
各冲击元件212可个别地及/或共同地具有至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、或至少60、或至少70、或至少80、或至少 90、或至少100的肖氏D硬度。另一选择为或另外，肖氏D硬度可以是至多120、或至多115、或至多110、或至多105、或至多100、或至多95、或至多90、或至多85、至多80、至多75、至多70、或至多65。
在图7A所示实例中，冲击元件212D与衬底之间的碰撞有效地完全剥离片62，而在图7B所示实例中仅有效地局部逐出片62。
对于任一冲击元件(例如，参见图4A-4B或任一其他实施例)，每一冲击元件的质量是至多100克、或至多50克、或至多30克、或至多20 克、或至多10克、或至多5克、或至多3克、或至多2克、或至多1克。
在一些实施例中，在不存在离心力的情况下，冲击元件不能够承受其自身的重量且可展现出(即，甚至在肉眼看来)某一程度的松垂，此在如 1kg或500gm或300gm等小的力下将更加容易看到。
图4A-4C涉及其中冲击元件212与衬底60之间的碰撞足以局部逐出或甚至完全剥离目标部分98的情形。在此种情形下，且如图4A-4B及图5 所例示，冲击元件212的至少一部分可横穿衬底平面98。
图8A-8C涉及其中转冲的同一旋击元件不剥离衬底或甚至不局部逐出衬底的另一种情形—举例来说，冲击元件可在远离衬底的被预切割位置或被预机械弱化位置中与衬底碰撞。在图8A-8C所示情形中，冲击元件212 并不横穿衬底平面98，且仅触及衬底60的表面而不剥离衬底的一部分。
在一些实施例中，冲击元件212与衬底60之间的至少一些碰撞或至少大部分碰撞并不使衬底经受任何衬底分离。“衬底分离”被定义为以下中的至少一个：(i)对衬底片的局部逐出；(ii)对衬底片的剥离(即，完全)；或(iii)对衬底的切割。
对衬底的“剥离”可依赖于对衬底的预先弱化(或先前进行的切割或折痕形成)且可被理解为不同于对衬底进行“切割”。因此，在不同的实施例中，冲击元件212与衬底60之间的碰撞或接触是“非切割”事件。
在不同的实施例中，在进行一些旋转(即，完整旋转或局部旋转)时触及衬底60的表面(例如，如图8A-8C中)的同一冲击元件会在进行其他旋转时成功地局部逐出衬底或剥离衬底。举例来说，冲击元件可进行连续旋转(即，完整旋转、或图15中所例示的“来回”局部旋转)，且对于一些旋转，仅存在“触及”，且在其他旋转中，存在局部逐出或完全剥离。
如上所述，图4A-4C涉及其中第一次碰撞确实完全剥离目标部分62、而是仅将其局部逐出的两步过程。此并非是限制性-参见图7A，其中单次碰撞足以剥离衬底片62。
图9是用于剥离衬底的两步过程(例如，参见图4A-4B)的流程图。所述衬底具有第一表面382及第二表面384，第一表面382及第二表面384 分别彼此背对地面向衬底的第一侧372及第二侧374。
在步骤S21中，施加第一力，以局部逐出衬底的片62(例如，图1B 所示完全位于内部的片25B)。在一些实施例中，第一力可由经历整圈旋转(如图4A-4C中所示)或局部旋转(如图18中所示)的冲击元件212 (例如，柔性冲击元件)施加。如图4A-4B中所例示，对第一力的施加可使完全位于内部的片围绕枢转位置(例如，352A)沿旋转方向旋转，被局部逐出片保持经由所述枢转位置附接至剩余衬底。因此，在图4B中，在第一次碰撞之后，片62保持经由枢转位置352A附接至剩余衬底。
随后执行步骤S25，且在位于剩余衬底的第二侧372上的空间区域中，在被局部逐出衬底上对其第一衬底表面392施加第二力，以将被局部逐出衬底片62从剩余衬底60完全剥离。
在一些实施例中，步骤S21及/或步骤S25是通过旋转的冲击元件(例如，柔性冲击元件)执行。
如图10A-10B中所例示，在一些实施例中，衬底由大量(即，至少2 个、或至少5个、或至少10个、或至少30个)横向分离的条带或皮带 244(244A-244H)支撑。举例来说，在一些实施例中，(i)相邻条带/皮带之间的横向距离(即，在x方向上)与(ii)条带/皮带厚度之间的比率是至少0.5、或至少1、或至少2、或至少3、或至少5、或至少10。
如图11A中所例示，可将各冲击元件横向间隔成包含横向“间隙” 240(240A-240D)，以容置条带或皮带。因此，轴210是沿着横向方向的横向轴(在图2A中显示为“x轴”)。
在图11B中，应注意，单个冲击元件群组230(230A-230E)可被分成多个或大量个别冲击元件228(如228A,228B)。
现在已公开一种对衬底的一部分进行机械剥离的方法，所述衬底具有第一表面及第二表面，所述第一表面及所述第二表面分别彼此背对地面向所述衬底的第一侧及第二侧，所述方法包括：对于由至少10个(或至少 20个或至少30个)不同柔性及/或软性冲击元件形成的第一冲击元件阵列，同时使所述冲击元件阵列的每一冲击元件维持以至少z RPM(优选地，z 的值是至少10)的旋转速率进行连续的完整或局部旋转运动，使得每一柔性及/或软性冲击元件的外围部分反复地与所述衬底的所述第一表面碰撞，使得：a.对于所述碰撞的第一子组，整个冲击元件均保持位于所述衬底的第一侧上，以便使所述外围部分跨越第一表面移动，而不会局部或完全分离出衬底的任一部分(即，此为“触及”)；b.对于所述碰撞的第二子组，所述碰撞的动量局部逐出所述衬底的片及/或剥离所述衬底的片，以穿过所述衬底打开孔口，因此使所述冲击元件的外围部分从所述衬底的第一侧穿过所述孔口到达所述衬底的第二侧。
在一些实施例中，对于所述阵列的每一冲击元件，其厚度及宽度两者是至多5mm、或至多4mm、或至多3mm。
在一些实施例中，所述冲击元件阵列的每一冲击元件围绕共同旋转轴旋转。
在一些实施例中，对于由至少10个(或至少20个或至少30个)不同柔性及/或软性冲击元件形成的第二冲击元件阵列，同时使所述冲击元件阵列的每一冲击元件维持以至少w RPM(w的值是至少10)的旋转速率进行连续的完整或局部旋转运动，使得每一柔性及/或软性冲击元件的外围部分反复地与所述衬底的所述第二表面碰撞，使得：a.对于所述第二冲击元件阵列的碰撞的第一子组，整个冲击元件均保持位于所述衬底的第二侧上，使得所述外围部分跨越所述第二表面移动，而不会局部或完全分离出衬底的任一部分(即，“触及”)；b.对于所述第二冲击元件阵列的碰撞的第二子组，所述碰撞的动量完全剥离通过与第一冲击元件阵列的冲击元件之间的碰撞被局部逐出的被局部逐出衬底。
在一些实施例中，且如图12中示意性所示，类似条带可用于使衬底在切割元件及/或折痕形成元件下方移动-然而，所述条带也可包括从其向外伸出的针。在剥离站下，可不存在这些针。
图13显示包括卷材衬底搬运系统(例如，其包括上面部署有卷材衬底的两个或更多个辊)的卷材相关实施例。可对安装至卷材衬底搬运系统的卷材衬底应用本文中所公开的任一方法-例如，在所述卷材衬底搬运系统的辊旋转以使安装在其上的卷材衬底进行水平运动时。
图14涉及片材相关实施例，其中多个衬底片材60A-60C水平地移动经过衬底平面上方的剥离总成110(且在剥离总成110下方移动)及/或水平地移动经过衬底平面98下方的剥离总成120(图中未显示)(且在剥离总成120下方移动)-举例来说，通过输送带而移动。在一些实施例中，各衬底片材以相同速度(例如，恒定速度)移动，使得其之间的距离得以维持。图14例示在时间t1-t6的6个画面。在画面1中，无衬底片材位于剥离总成110(示意性地例示)下方。在随后的时间t2，第一衬底片材60A 位于剥离总成110(示意性地例示)正下方。在随后的时间t3，无衬底片材位于剥离总成110(示意性地例示)正下方-而是，剥离总成110位于片材60A与60B之间的间隙上方。在随后的时间t4，第二衬底片材60B位于剥离总成110(示意性地例示)正下方。在随后的时间t5，无衬底片材位于剥离总成110(示意性地例示)正下方-而是，剥离总成110位于片材 60B与60C之间的间隙上方。在随后的时间t6，第三衬底片材60B位于剥离总成110(示意性地例示)正下方。
如上所述，在一些优选实施例中，冲击元件是柔性及/或“软性”的。通过使柔性及/或软性冲击元件以高速度(例如，“极高速度”)移动，可使所获得的剥离过程精巧至足以使对衬底(或对衬底的面层或漆面或衬底上的所印刷图像)的损坏最小化、但“稳健/有效”至足以视需要成功地剥离衬底。
现在已公开一种用于将衬底的多个部分(例如，被预切割、被分割、被机械弱化的部分)剥离的设备，所述设备包括：
(a)衬底搬运构造，适以对平整的薄衬底进行水平支撑，以界定衬底平面；以及
(b)剥离总成，包括至少一个柔性冲击元件及旋转驱动器，所述旋转驱动器被定位成且用以使所述柔性冲击元件围绕旋转轴旋转，以反复地将所述冲击元件的外围部分跨越所述衬底平面进行驱动。
在一些实施例中，所述衬底搬运构造进一步用以沿着衬底移动方向水平推进被支撑衬底。
在一些实施例中，所述剥离总成用以在与所述衬底的移动方向相反的方向上移动。在一些实施例中，所述衬底在剥离过程期间是静止的，且剥离总成是移动的。
在一些实施例中，离心力使每一元件212被延伸—否则，其将在其自身重量的力下(即，在被水平定向时)至少有些松垂。
在一些实施例中，围绕旋转轴210安置有多个冲击元件212，每一冲击元件的尖端相对于旋转轴径向移位相同距离。
在一些实施例中，在冲击衬底平面后，冲击元件即刻沿与衬底移动方向相同的方向移动(例如，参见总成110及图4A-4C)。
在一些实施例中，尖端在与平面进行切向接触后的水平速度(例如，在衬底平面中)是衬底的水平速度的至少5倍(例如，10倍至20倍)。
在一些实施例中，多个剥离总成沿相同方向或沿相反方向旋转。举例来说，110及120两者可沿相同方向旋转。另一选择为，110及120可沿相反方向旋转。对于110或120，120的外围部分212在线性方向上的水平分量可与衬底移动的线性方向相反或可沿着衬底移动的线性方向。
在一些实施例中，第一总成110及第二总成120的旋转速率(即，以RPM为单位)可实质上相同—即，所述总成中的第一个的RPM速度与所述总成中的较慢者的RPM速度之间的比率是(根据定义为至少1)至多2、或至多1.5、或至多1.4、或至多1.3、或至多1.2、或至多1.1—例如，至少1.1、或至少1.15、或至少2。
在一些中，第一剥离总成及第二剥离总成各自的旋转轴210、220之间的水平位移(即，沿着“y”轴)实质上等于所述旋转轴(例如，210、 220或其两者)与衬底平面之间的垂直位移(例如，沿着“z”轴)。
在一些实施例中，所述衬底搬运构造包括支撑总成，所述支撑总成具有多个平行且横向分离的条带。
在一些实施例中，第一旋转元件的旋转速度超出第二旋转元件的旋转速度达20％。
在一些实施例中，系统/剥离站以啮合模式及脱离模式运作—当冲击元件用以使柔性冲击元件围绕旋转轴旋转使得外围部分接触或横穿衬底平面时，此即处于啮合模式。还存在脱离模式，在此脱离模式中，剥离总成(具体来说，轴210)旋转成使柔性冲击元件的任何部分均不接触或横穿衬底平面。从啮合模式转变至脱离模式可防止外围部分撞击衬底的前缘，从而防止发生衬底挤塞或至少降低发生此类挤塞的风险。举例来说，存在用于实现啮合/脱离的机械结构。另一实例是进行时序安排。
在一些实施例中，将进行水平运动的多个片材提供至剥离总成-例如，每一片材以相同恒定速度水平地移动，使得第一衬底片材60A的后缘85 与第二衬底片材60B的前缘87之间的间隙距离保持恒定-上文已参照图14 对此进行论述。
图15例示其中根据衬底片材相对于剥离总成110的位置来使所述剥离总成升高及降低的实例。图14以及图15描述其中衬底片材水平地行进经过剥离总成110的“片材相关”实施例-图14所示实例被例示成处于剥离总成的“静止参考画面”(剥离总成的旋转轴210可水平移动、或更通常地不水平移动)。相比之下，图15处于衬底片材60A-60B的“静止参考画面”，但衬底片材60A-60B确实进行绝对水平运动-例如，通过输送机63 而移动。
在时间t1处的画面1(图15)中，剥离总成110被啮合，使得其旋转轴210抬升至衬底平面98上方高度H1处。此时，H1的值使得冲击元件110的外围位置反复地接触衬底60A及/或到达衬底平面98。
在随后的时间，在时间t2处的画面2(图15)中，剥离总成110被脱离，使得其旋转轴210抬升至衬底平面上方达高度H2处。此时，H2的值使得剥离总成110的冲击元件不会到达衬底平面-因此，在时间t1之后且在时间t2之前，剥离总成110(及旋转轴210)升高以降低发生挤塞的风险。
在时间t3处的画面3(图15)中，剥离总成110被啮合，使得其旋转轴210被抬升至衬底平面98上方达高度H1处。此时，H1的值使得冲击元件的外围位置反复地接触衬底60A及/或到达衬底平面98-因此，在时间t2之后且在时间t3之前，剥离总成110(及旋转轴210)被降低以进行重新啮合。在所有画面1-3(图15)中，剥离总成100的冲击元件保持围绕旋转轴210进行旋转运动。
图16是一种用于使剥离总成100(即，包括围绕旋转轴210旋转的冲击元件)升高及降低以使其旋转轴210升高(从啮合转变至脱离)及降低(从脱离转变至啮合)的方法的流程图。在一些实施例中，整个方法是在进行水平运动的衬底片材60A-60C逐个地在剥离总成210(例如，围绕旋转轴进行连续旋转运动)的旋转轴210下方经过时执行，其中衬底片材处于由衬底搬运构造界定的衬底平面中。
在步骤S31中，剥离总成110经历旋转运动，使得其冲击元件反复地与位于剥离总成正下方的衬底碰撞(参见图15-此为啮合模式)。在步骤S33 中，判断衬底片材的后缘85是否已在剥离总成正下方经过。
如果否，则剥离总成(图15)，剥离总成110继续以啮合模式旋转。否则，使剥离总成110的高度升高(步骤S35-举例来说，从H1升高至H2)，以转变至脱离模式(图15)，从而降低前缘87与冲击元件之间发生碰撞的风险且从而降低使衬底发生挤塞的可能性。一旦处于脱离模式，便在步骤S37中，判断前缘87是否已到达旋转轴下方的位置-如果是，则使剥离总成110降低(步骤S39)-例如从H2降低至H1。在此时刻(图15)，剥离总成再一次处于啮合模式。
图17A-17B中显示另一实例。在图17B中，轴210处于平面98上方达高度H1处。在图17A中(在即将进行步骤S35之前)，对第一衬底片 60A的剥离完成且所述第一衬底片被运输远离剥离总成110。在随后的时间，为避免使衬底发生“挤塞”，使剥离总成110升高-即，使得旋转轴210 在衬底平面98上方的高度从H1增加至H2-图17B例示在高度被升高之后在具有前缘87的新衬底片60B接近剥离总成110下方的位置以用于剥离处理时的情形。
在图4A-4C中，冲击元件212以整圈旋转方式围绕轴210旋转。图18 涉及冲击元件212仅进行“局部旋转”的情形。
图18所示系统通过以下方式来剥离衬底的多个部分：使至少一个柔性及/或软性冲击元件212围绕旋转轴在所述衬底的第一侧上旋转，以反复地使冲击元件的外围部分与所述衬底碰撞。在时间t3，在图18所示画面3中，发生一次此种碰撞。在碰撞之后，冲击元件继续进行其旋转—现在是在平面98的相对侧上。在时间t4的图18所示画面4中，旋转运动停止，且冲击元件使旋转方向反转。在t5的画面5中，冲击元件现在正沿相反方向旋转。
因此，在一些实施例中，图15-17B涉及一种系统，由此：i.剥离总成 110(及因此旋转轴210)可垂直移动，使得(A)当旋转轴处于第一较低高度范围(例如，处于图17A所示高度H1)时，旋转的柔性及/或软性冲击元件在剥离位置处到达衬底平面98，以及(B)当旋转轴处于第二较高高度范围(例如，处于图17B所示高度H2)时，旋转的柔性及/或软性冲击元件始终在剥离位置处保持位于衬底平面上方；ii.剥离总成包括平移驱动系统(图中未显示-通常由马达(例如，电动马达)或此项技术中已知的任何其他适宜推进元件供应动力)，所述平移驱动系统用以使剥离总成升高及降低，以分别使其旋转轴升高(例如，从H1至H2)及降低(例如，从H2至H1)，从而使旋转轴在第一高度范围与第二高度范围之间来回移动；以及iii.衬底搬运构造适以将衬底片材(60A、60B、…)递送至剥离位置(例如，参见图4A-4B所示的542A)，每一片材60具有各自的前缘87 及后缘85；iv.系统进一步包括控制器(图中未显示—例如，包括电子电路)，所述控制器用以调节平移驱动系统的操作(例如，通过发送机械信号及/ 或电信号)，以：A.响应于第一衬底片材60A的后缘85离开剥离位置542A (例如，因衬底搬运系统所提供的水平运动)而使剥离总成110从第一高度范围升高S35至第二高度范围；以及B.随后，响应于下一衬底片材60B 的前缘87到达剥离位置542A而使剥离总成110从第二高度范围(例如， H2)降低S39至第一高度范围(例如，H1)。
图18涉及“局部旋转”的实例。
在图18中，碰撞有效地局部逐出衬底部分62。在其他实施例中，碰撞可完全剥离衬底部分62。
类似于图4A-4C及8A-8C所示的整圈旋转运动，也可重复(例如，连续地)图18中所例示的“来回”局部旋转。
在一些实施例中，i.对于冲击元件与衬底条带之间的至少一些碰撞中的每一个，冲击元件横穿衬底平面98，以从衬底剥离被局部逐出的片或相应的完全位于内部的片；ii.执行所述方法，使得柔性及/或软性冲击元件仅经历局部旋转且在后续碰撞之间反复地改变旋转方向至少两次。
在一些实施例中，多用途混合式机器包括激光切割站及剥离站—衬底首先在切割站下方且随后在剥离站下方移动(例如，以共同速度，但未必以共同速度)—真正的连续过程。
在一些实施例中，两种类型的条带之间存在界面—在激光切割部分中，所述条带包括针，以在衬底的焦平面(位于条带的平面上方)与条带的平面之间提供某一距离。在剥离部分中，这些针是不必要的且可能会阻碍操作。
本文中所公开的任一剥离过程均可被“静态地”执行-即，冲击元件的旋转速率可以是恒定的及/或同一群组的冲击元件可始终横穿衬底平面。另一选择为，如现在将论述，可“动态地”执行本发明所公开的任一剥离过程。举例来说，在一些时间，可执行“较具侵攻性的剥离过程”(例如，较高旋转速率)，而在其他时间，可执行“较不具侵攻性的剥离过程”。如下文将论述，此可响应于被引导至剥离设备的衬底的变化的属性而执行。
由本发明人所执行的实验已表明，尽管目前的剥离过程必定是有用的，但在一些情形中，其并非是100％可靠的。因此，上文所解释的技术可提高可靠性-例如，先进行粗略剥离、之后进行精细剥离、或者动态地调整操作参数。然而，在任一实施方案中，始终存在“剥离故障”的可能性/风险-即，应该从衬底去除的废料片事实上并未被去除。
图20-25涉及用于尝试避免剥离故障的技术，而图26-33涉及用于从剥离故障进行恢复的技术。任何用于减少错误的技术均可与任何其他用于减少错误的技术组合、或者与任何用于从错误进行恢复的技术组合。任何用于从错误进行恢复的技术均可与任何其他用于减少错误的技术组合、或者与任何用于从错误进行恢复的技术组合。
此外，由本发明人进行的实验已显示，不同的操作参数可适于不同的情形，举例来说，此视将要从所保持衬底部分剥离的“被包封”废料部分 (或“完全位于内部的”部分)(参见图1b所示元件25B)的尺寸及/或面积而定。
图19A及19B分别地呈现两个实例。在图19A所示实例中，存在四个剥离“目标”-将要从所保持衬底部分27剥离的废料部分26A-26D。在图 19B所示实例中，存在单个剥离“目标”-将要从所保持衬底部分27剥离的废料部分26E。在图19A-19B两者中，以虚线来例示废料部分26A-26E 与所保持衬底部分之间的边界-此可指示先前局部切割或衬底弱化(举例来说，在切割站90及/或折痕形成站92处执行)的位置。
由本发明人执行的实验已表明，在某些情形中，优选地使冲击元件与指定废料部分或剥离目标直接碰撞。此可适用于将发生剥离错误的可能性最小化，在剥离错误中，尽管冲击元件与衬底(例如，剥离目标所位于的衬底片材)之间发生一次或多次碰撞，但碰撞未能对剥离目标进行剥离。
在不希望受理论约束的情况下，在图19A所示实例中，明智作法可以是使剥离总成以相对“高”的旋转速率进行运作，以将发生“直接”碰撞 (其中冲击元件与衬底60A在作为废料部分的“小”三角形26A-26D中的一个内的位置处进行碰撞)的可能性最大化。另一方面，对于图19B所示实例，可能不那么需要高的旋转速率，因为“目标”26E是相对大的且因此较容易与之发生直接碰撞。
然而，在图19B所示实例中，逐出及/或剥离“大”废料部分26E所需的每次碰撞的动量的量可大于逐出及/或剥离图19A所示“较小”废料部分26A-26D所需的每次碰撞的动量。因此，在图19B所示实例中，举例来说，可取作法是操作剥离总成110，使得其旋转轴210比在图19A所示实例中更靠近(即，具有更小垂直位移)。参见上文参照图5A-5B所作的论述，其显示：当垂直位移越小时，衬底平面98的相对侧上“弧”的长度便越大，从而得到“越具侵攻性的处理”。
图20-25涉及用于动态地操作剥离总成-即，在操作期间调整一个或多个操作参数-的方法。举例来说，如果队列中存在较厚衬底片材、或者衬底片材具有“较大”目标、或者衬底片材具有“较坚固”材料，则响应于所传入衬底的性质(例如，材料性质、几何性质、与其中的废料部分有关的性质)而动态地调整操作参数可为有用的。
图20是根据一些实施例，一种用于操作剥离设备的方法的流程图。在对衬底进行切割(步骤S205)之后，在步骤S213中，使衬底经受定制剥离过程。剥离设备及/或过程的“操作参数”是在步骤S209中根据剥离处理所需的“侵攻性”如何而定制。因此，如果衬底相对较厚，则可采用较具侵攻性的剥离操作参数(例如，旋转速率较快及/或旋转轴210与衬底平面98之间的垂直位移较小)。另一选择为或另外，如果衬底具有相对“坚固”材料(例如，由于衬底的物理性质及/或化学性质而具有耐剥离性)，则可采用较具侵攻性的剥离操作参数。另一选择为或另外，如果将要被剥离的废料片是相对“大”的，则可采用较具侵攻性的剥离操作参数。
在图21A-21C中，显示：在操作期间，“当前”衬底目标(例如，衬底片)的性质可根据一系列剥离目标而随时间变化。在图21A所示实例中，使第一衬底目标60A经受剥离，随后使第二衬底目标60B经受剥离，且随后使衬底目标60C经受剥离，且随后使衬底目标60D经受剥离-例如，输送带上可存在一系列的此类衬底片。其中“废料部分”(呈灰色)是相对较大的目标60A及60C可比目标60B及60D需要更具侵攻性的剥离处理。
因此，根据与图20及图21A所示方法有关的一些实施例，(A)首先，使剥离设备根据“较具侵攻性的操作参数”(例如，较高旋转速率)进行运作，以使目标60A经受剥离，(B)随后(即，在步骤S209中改变剥离操作参数之后)，使剥离设备根据“较不具侵攻性的参数”(例如，较低旋转速率)进行运作，以使目标60B及60C经受剥离，(C)随后(即，在步骤S209中另一次改变剥离操作参数之后)，使剥离设备根据“较具侵攻性的操作参数”(例如，较高旋转速率)进行运作，以使目标60D经受剥离。
此种用于“目标序列1”(图21A)的技术也可应用于其中衬底片相对于厚度来说是异质(例如，越厚的片需要“越具侵攻性”的剥离过程)的目标序列2(图21B)且也可应用于其中所有衬底片即使均具有相同厚度相对于材料来说也是异质(例如，“越坚固材料”的片需要“越具侵攻性”的剥离过程)的目标序列3(图21C)。
此可以任何数目种方式来实施。现在参照图22来论述数种技术-可使用这些技术中的任一种或其任一组合。在一个实例中，衬底馈送机508(例如，片材或卷材馈送机-此可被视为衬底搬运构造的一部分)可根据馈送数据(例如，表示图21B或21C所示图案的数据)而向剥离站100供应数据(例如，视需要，经由切割站及/或折痕形成站)。此馈送数据可由剥离总成控制器514(例如，其包括电子电路)获得，剥离总成控制器514随后可指示(例如，剥离站100的)一个或多个剥离总成根据经更新参数进行运作-例如，使旋转速率加速及/或修改衬底平面98与旋转轴210之间的垂直偏移或高度H。为此，剥离站100可包括用于减小(或增大)旋转轴 210与衬底平面98之间的垂直位移的平移驱动器(图中未显示-例如，包括一个或多个马达、或者任何其他适当的机械构件)。此外，剥离总成控制器514还可调节旋转驱动器(图中未显示)，以调节冲击元件围绕其旋转轴210的旋转速率。
因此，在一个实例中，剥离总成控制器514根据馈送数据进行运作。另一选择为或另外，剥离总成控制器514可根据切割指令(例如，是否存在特定切割序列-例如，首先根据图19A所示图案来切割衬底且随后根据图19B所示图案来切割衬底)进行运作。关于切割指令的信息可例如适用于判定根据图21A所示图案而成的衬底将被引导至剥离站。另一选择为或另外，剥离总成控制器514可根据来自剥离前检验系统510的输入而进行运作。
“检验系统”(例如，剥离前510、或下文所述的剥离后)获得关于被剥离之前或被剥离之后的衬底的数据，包括但不限于以下中的一个或多个 (或其任一组合)：切痕线的位置、折痕线的位置、衬底厚度、衬底材料、在剥离之后孔隙的位置(例如，内部孔隙、或与衬底边缘接界的孔隙)、或衬底的任一其他性质。在一些实施例中，检验系统可包括电子电路。
检验系统(510或524)可包括以下(中的一个或多个)的任一组合：图像获取(例如，照相机)及/或图像处理构件、磁性检测器、电容性检测器、光学检测器(例如，光束及光电检测器、或任何其他光学构件)、机械检测器(例如，机械秤可用于确定剥离前或剥离后衬底的重量)、或其任一组合。
视需要(且具体来说，对于剥离后检验系统524)，检验系统510或 524包括用于确定剥离错误“程度”的电子电路(例如，基于人工智能及/ 或图像处理)。
图23是一种用于动态地调节剥离总成的操作参数的方法的流程图。在步骤S251中，将第一衬底引导至剥离总成110。在步骤S255中，通过剥离总成110根据第一组操作参数来使第一衬底经受剥离过程。在步骤 S259中，将第二衬底引导至剥离总成。在步骤S253中，判断第一衬底与第二衬底之间是否存在性质差异。衬底“性质”可包括以下中的一个或多个：厚度、材料、尺寸、或废料部分的数目(例如，由局部切痕或衬底弱化线所界定)、或其他性质。
如果所述性质差异使得有必要对操作参数进行更新(例如，图21B所示衬底60B显著厚于图21B所示衬底60A)，则在步骤S267中，对操作参数进行更新-例如，控制器514向一个剥离站110发送指令。
在步骤S269中，剥离总成使第二衬底经受剥离过程-例如，根据经更新参数(在其的确被更新的情况下)。
如上所述，在一些实施例中，在衬底性质与剥离站的操作参数(或其预期成功性)之间可存在某种被估计或已知的相关性。此并非是一项要求。
另一选择为或另外，可通过对剥离后衬底进行检验来动态地调节剥离站100的操作参数-如果剥离相对成功，则可能不需要更新所述参数。另一方面，响应于检测(例如，通过剥离后检验系统524，其用以获取关于已在剥离站100处经受剥离过程的衬底的数据)到剥离错误(或其数量)，可尝试“校正”此情形，以尝试为随后被处理的衬底减小剥离错误的数目。
对于本发明，剥离错误的“程度”可指代剥离错误的存在或不存在、剥离错误的数目、或剥离错误的密度。另一选择为，可建立某种评分系统，其中某些剥离错误(例如，在一些实施例中是废料部分过大，在其他实施例中是废料部分过小)被视为较重要的。
视需要，本文中所公开的任一检验系统均可用以根据衬底的检验数据来计算剥离错误的“程度”。
图25是一种用于根据来自剥离后衬底的检验数据来动态地调节剥离站100的操作的方法。
在步骤S271中，将衬底引导至剥离总成110。在步骤S275中，通过剥离总成110根据第一组操作参数使衬底经受剥离过程。在步骤S277中，检验剥离后衬底并对数据进行分析。在步骤S279中，判断剥离错误(如果有)的“程度”是否使得有理由对操作参数进行更新-例如，剥离错误的程度可超过某种(视需要，预定的)阈值。
如果是，则在步骤S283中，更新剥离站100的操作参数(例如，旋转速度或垂直位移)。
在一些实施例中，可迭代地更新操作参数。举例来说，可提供“学习”或“闭环”控制系统以例如确定剥离错误的“程度”，在此控制系统中：(i) 采用各种操作参数，(ii)确定衬底的剥离后状态(例如，通过检验系统524)。因此，所述系统可用以进行闭环控制，以迭代地
在将不同衬底运送至剥离站的情况下，原本可能并不需要关于此衬底的信息—如果所述不同衬底引起剥离错误的增加，则所述系统可通过将操作参数更新成最佳地适合于所述不同衬底(即使需要进行多次试验)来自动地作出响应。
图26A例示根据本发明一些实施例的系统，其包括：(A)切割站90 及/或折痕形成站92，(B)剥离站100，以及(C)堆叠站104。在一些实施例中，剥离站100相对于堆叠站104水平移位。在一些实施例中，剥离站100相对于切割站90及/或折痕形成站92水平移位。
如图26A中所例示，通过输送机系统63(例如，其包括带)上在各站之间输送衬底60。可在堆叠站104处对剥离后衬底进行堆叠，以形成衬底堆叠108。如图26B中所例示，步骤的次序可以是首先切割S101、随后剥离S109、且随后堆叠S117。在本文中所论述的任一实施例中，可例如在堆叠站104处将剥离后衬底聚集至堆叠108中。
在一些实施例中，并非对剥离后衬底的每一部分(例如，片材)进行堆叠—而是可执行条件性或偶发性或选择性堆叠。举例来说，此在以下情况时可为有用的：将要运送高品质或高价值剥离后产品，且剥离错误是不能被接受的-如果剥离站无法理想地运作，则优选地可对此进行检测并使剥离后衬底从将要被装运的堆叠转向。
如图27中所示，可检验剥离后衬底以产生检验数据，且可对此检验数据进行分析-例如，通过可包括电子电路的系统控制器538。在检验数据表明“较差剥离情况”(例如，“剥离错误的程度”)是不能被接受的情况下，系统控制器辅助衬底运输机530被启动(例如，由系统控制器538)，以阻止剥离后衬底到达堆叠。
系统控制器辅助衬底运输机530可包括真空、鼓风机、或者带或输送带(或相关联设备)、此项技术中已知的任何其他构件，以修改衬底的运动(例如，平移运动)。
图28中例示用于进行条件性堆叠的相关方法。在步骤S201中，将衬底引导至剥离总成110。在步骤S292中，通过剥离总成110根据第一组操作参数使衬底经受剥离过程。在步骤S293中，检验剥离后衬底并对数据进行分析。在步骤S294中，如果判定剥离错误的“程度”是相对“低”的(根据标准参数或可定制参数-基于评分系统)，则在步骤S295中将剥离后衬底添加至堆叠。否则，可使剥离后衬底相对于堆叠转向、或者阻止剥离后衬底被添加至堆叠-例如，通过辅助运输系统530-举例来说，运送至废料处及/或再循环处。
现在参照图29-32来呈现另一种用于从“剥离故障”进行恢复的新颖技术。图29是特定实例，其例示9个切割图案P1-P9—在进行切割之后，根据切割图案从衬底去除废料。图30A-30F涉及从衬底剥离废料部分的“第一实例”。图31A-31H所示实例涉及一种用于从所检测到的剥离错误进行恢复的技术。
现在参照图30A-30F，其分别呈现六个画面A-F-每一画面与不同的时间点t1-t6相关联。在所有图30A-30F中，衬底首先移动至切割站及/或折痕形成站、随后移动至剥离站100、且随后视需要移动至堆叠站104(图 30A-30F中未显示)。图30A-30F中所示的“输出序列”例示已被成功地切割且随后经受“成功”剥离过程(其中废料部分被成功地剥离)的衬底目标(例如，衬底片或衬底片材)-输出序列中(且依序处于剥离站及切割站/折痕形成站下方)的每一衬底目标是通过其切割图案P1-P9(参见图 29)来识别。
因此，在图30A所示画面“A”中，(i)按照图案P1切割的衬底片或衬底片材已被成功地剥离；(ii)剥离站100当前正剥离先前已按照图案P2 切割的衬底片或衬底片材；以及(iii)切割站90正在衬底片或衬底片材中形成图案P6。
在图30B所示画面“B”中，(i)已按照图案P1及P2切割的衬底片或衬底片材已被成功地剥离；(ii)剥离站100当前正剥离先前已按照图案 P3切割的衬底片或衬底片材；以及(iii)切割站90正在衬底片或衬底片材中形成图案P7。
此种行为在图30C-30F中无剥离错误地持续进行。
图31A-31F涉及一种用于从剥离错误进行恢复的方法-在图31A-31F所示实例中，仅在图31A中出现单个剥离错误，其中(i)按照图案P2切割的衬底片或衬底片材未被恰当地剥离，以及(ii)随后对此进行检测-例如，通过剥离品质检测器97。
被不恰当剥离的衬底目标(例如，片或片材)并非是被运送至输出序列(例如，堆叠108上)，而是可被转向至废料且视需要被再循环。然而，如果程序将如之前那样继续进行，则此将会打乱所预期的“输出序列”P1； P2；…；P9。具体来说，输出序列将被修改成P1、P3、P4、P5…P9。
因此，额外衬底目标(例如，片或片材)被丢弃且切割站的“切割行为”也可被修改。因此，在图31B所示画面中，并非在切割站90处切割出图案P7(此将在图31A中在片或片材P2不存在剥离错误的情况下发生)，而是切割站90根据所检测到的“下游错误”来修改其行为并形成图案P2。
此外，在图31B-31G中，衬底目标(例如，片)从“输出序列”被转向-例如，未被添加至堆叠108。因此，堆叠过程也是根据所检测到的“剥离错误”而执行。在图31H中，只有在序列中所有不适当的衬底目标均被远离输出序列转向时，才将新的衬底目标(例如，衬底片)添加至输出序列(例如，堆叠108)。
图32是一种用于从所检测到的剥离错误(例如，图31A所示剥离错误)进行恢复的方法的流程图。在步骤S301中，根据“切割图案”的图案序列(例如，P1、P2、P3…P9)来切割衬底(例如，在切割站处)。在步骤S305中，使每一衬底片经受剥离过程-例如，单个片材或卷材部分且在堆叠之前进行。在步骤S309中，判断是否已检测到剥离错误。在步骤S313 中，响应于事实上已检测到错误的肯定判断，对图案序列进行更新。因此，在图31A-31H所示实例中，切割图案的图案序列“P7；P8；P9；P1；P2； P3”被替换成序列“P2；P3；P4；P5；P6；P7”。
现在参照图34-36。一些实施例涉及用于剥离的技术，其中(i)首先，在“上游”剥离总成110A处使衬底经受第一剥离过程，以及(ii)随后，将衬底运输至第二或“下游”剥离总成110B，在此处，衬底经受第二剥离过程。各剥离总成可相对于彼此水平移位。
如图4A-4C及8A-8C中所示，第一剥离总成及第二剥离总成(例如，冲击元件的旋转轴)可安置在衬底平面的相对侧上。另一选择为(图中未显示)，其可安置在衬底平面的同一侧上。
图34A-34B所示循序剥离过程可例如适用于图19中所例示的衬底片 60。如图35中所例示，衬底包括需要被剥离的“小”废料部分25A-25B 及“大”废料部分25D两者。
因此，在一个实例中，(i)在第一剥离总成110A处，旋转的冲击元件212是相对“沉重”及/或“密集”的且因此适于从衬底去除“较大”废料片(例如，25D)，以实现“粗略”剥离；以及(ii)在第二剥离总成 110B处，冲击元件212是相对“轻”的且因此适于从衬底去除“较小”废料片(例如，25A-25B)，以实现“精细”剥离。另一选择为或另外，在第二剥离总成110B处，使冲击元件以比冲击元件在第一剥离站100A处高的旋转速度进行旋转，以提高冲击元件与废料部分之间发生“直接碰撞”的概率。
一些实施例涉及一种用于将衬底的多个部分剥离的设备，所述设备包括：a.第一(例如，上游)剥离总成110A及第二(例如，下游)剥离总成110B，每一剥离总成包括各自群组的柔性及/或软性冲击元件，所述柔性及/或软性冲击元件分别且可旋转地安装至各自的旋转轴，所述第一剥离总成及所述第二剥离总成分别在其下方界定第一剥离位置及第二剥离位置；b.衬底搬运构造，适以(i)将衬底递送至第一剥离位置，使得衬底在处于所述第一剥离位置时维持在第一衬底平面处；以及(ii)随后将衬底从所述第一剥离位置递送至所述第二剥离位置，使得所述衬底在位于所述第二剥离位置处时维持在第二衬底平面处；以及c.一个或多个驱动系统 (图中未显示)，所述驱动系统用以分别驱动所述第一剥离总成及所述第二剥离总成的所述柔性及/或软性冲击元件围绕其各自的旋转轴以第一旋转速率及第二旋转速率进行旋转运动，其中所述剥离总成、所述衬底搬运系统及所述驱动系统被配置成使得：i.所述第一剥离总成的所述柔性及/或软性冲击元件围绕其旋转轴进行的旋转使所述第一剥离总成的所述柔性及/或软性冲击元件反复地到达所述第一衬底平面，以反复地与同时安置在所述第一剥离位置及所述第一衬底平面处的衬底碰撞，从而剥离所述衬底的第一部分；ii.所述第二剥离总成的所述柔性及/或软性冲击元件围绕其旋转轴进行的旋转使所述第二剥离总成的所述柔性及/或软性冲击元件反复地到达所述第二衬底平面，以反复地与同时安置在所述第二剥离位置及所述第二衬底平面处的衬底碰撞，从而在所述第一部分已被剥离之后剥离所述衬底的第二部分，其中所述驱动系统进行运作，使得第二旋转速率超过第一旋转速率。
在一些实施例中，处于剥离总成110A(图中未显示)下方的第一衬底平面(即，98A)与处于剥离总成110B(图中未显示)下方的第二衬底平面(即，98A)具有共同高度。另一选择为，第一衬底平面与第二衬底平面处于不同高度。
在一些实施例中，第二旋转速率与第一旋转速率之间的比率是至少 1.1、或至少1.25、或至少1.5、或至少2、或至少3、或至少5、或至少 7.5、或至少10。
在一些实施例中，与第一剥离总成的柔性及/或软性冲击元件的碰撞及与第二剥离总成的柔性及/或软性冲击元件的碰撞分别在第一剥离位置及第二剥离位置处将向下动量传递至衬底，使得(i)在第一剥离位置及第一衬底平面处传递至衬底的每碰撞动量的平均量值与(ii)在第二剥离位置及第二衬底平面处传递至衬底的每碰撞动量的平均量值之间的比率是至少1.1、或至少1.25、或至少1.5、或至少2、或至少3、或至少5、或至少7.5、或至少10。
在一些实施例中，第一剥离总成的冲击元件的最大质量与第二剥离总成的冲击元件的最大质量之间的比率是至少1.1、或至少1.25、或至少1.5、或至少2、或至少3、或至少5、或至少7.5、或至少10。
在一些实施例中，第一剥离总成的冲击元件的平均质量与第二剥离总成的冲击元件的平均质量之间的比率是至少1.1、或至少1.25、或至少1.5、或至少2、或至少3、或至少5、或至少7.5、或至少10。
在一些实施例中，系统进一步包括：d.检验系统524，用以对剥离后衬底进行分析；及/或e.控制器，用以控制衬底搬运构造，使得衬底从第一剥离位置至第二剥离位置的递送是以检验系统的输出为条件。
在一些实施例中，系统进一步包括：d.检验系统，用以对剥离后衬底进行分析，以检测剥离错误；及/或e.控制器，用以对衬底搬运构造进行控制，使得衬底从第一剥离位置至第二剥离位置的递送是以剥离错误的等级超过错误阈值为条件。
再次参照图34A-34B及36，应注意，在衬底经受第一剥离过程(例如，粗略过程及/或在第一剥离总成110A处)之后，对衬底进行检验/测量/分析，以判断第一剥离过程是否充足。在图36所示实施例中，辅助衬底运输机530操作地链接至系统控制器538’。另一选择为或另外，可由操作者观看图像，所述操作者继而提供与被检验衬底有关的投送指令，如下文将详述。
在第一剥离过程“成功”及/或“具有高品质”的情况下，不需要使辅助衬底运输机530(例如，基于输送带的)将剥离后衬底(即，在第一剥离过程之后)投送至第二剥离总成110B。在此种情况下，可在不需要进行第二剥离过程的情况下将衬底堆叠-例如，系统控制器538可将“被成功剥离的”衬底投送至堆叠站104，而不需要使其在被堆叠之前经历第二剥离过程。
然而，在第一剥离过程“不成功”、“局部地成功”及/或“具有低品质”的情况下，辅助衬底运输机530可将剥离后衬底(即，在第一剥离过程之后)投送至第二剥离总成110B，以使其经历第二剥离过程(例如，“精细”过程)。辅助衬底运输机530也可将衬底投送至进一步手动处理处(图中未显示)或将其标记为被拒绝/将被处置掉。
本申请公开若干个实施例及特征-在本申请任何地方(例如，说明书、图式、权利要求书)所公开的所有特定实施例或特征均可以所有可能的方式加以组合(且此在本文中受到支持)，甚至是并未明确列出的组合方式。熟悉组合学的技术人员将注意到，如果本申请中描述了特征A、B、C、D…，则各种组合是：至少特征A及B、至少特征A及C…、至少特征A、B及C、至少特征A、B及D，等等。所有此类组合在本文中均明确地受到支持。每当权利要求项叙述“如前述权利要求(即，任一前述权利要求或仅特定权利要求)所述的方法时，旨在存在方法支持“如任一其他目前所呈现的权利要求(包括前述权利要求及后续权利要求)所述的方法、系统或设备”。类似地，每当权利要求项叙述如前述权利要求(即，任一前述权利要求或仅特定权利要求)所述的“系统”或“设备”时，旨在方法支持“如任一其他目前所呈现的权利要求(包括前述权利要求及后续权利要求)所述的方法、系统或设备”。
申请人在此告知：任一特征组合均受支持，甚至是那些并未明确如此陈述(出于空间、费用、PCT规则等的原因)的组合。此外，如果在两个单独的独立权利要求项中描述了多个特征，则应注意，在一些实施例中，这些特征可彼此组合。
术语“系统”、“装置”及“设备”可互换使用。
每当描述“系统”、“装置”或“设备”时，便提供对任一操作所述“系统”、“装置”或“设备”的方法的支持。每当描述方法时，便提供对用以执行所述方法的适宜“系统”、“装置”或“设备”的支持。
应进一步注意，上文所述实施例中的任一个可进一步包括接收、发送或存储用于结合计算机可读媒体上的规定动作来实施上文所述操作的指令及/或数据。一般来说，计算机可读媒体(例如，非暂时性媒体)可包括例如磁性媒体或快闪媒体或光学媒体等存储媒体或存储器媒体，例如，磁盘或CD-ROM、易失性或非易失性媒体(例如RAM、ROM等)。
已如此描述了前述实例性实施例，所属领域的技术人员将明白，可存在各种等效内容、变更形式、修改形式及改进形式，此并不背离下文所述权利要求书的范围及精神。具体来说，不同实施例可包括除本文所述特征组合之外的特征组合。因此，权利要求书并不受限于上文论述。

Claims (91)

1.一种用于将衬底的多个部分剥离的方法，所述方法包括：
在局部平整的薄衬底被支撑以界定衬底平面时：
使至少一个柔性及/或软性冲击元件旋转，以反复地将所述冲击元件的外围部分跨越所述衬底平面进行驱动，从而剥离所述衬底的至少一个部分；
其中，相对于所述衬底的运动方向而言，所述冲击元件所围绕旋转的旋转轴是横向的，且其中：
i.当所述冲击元件静止时，对于至少一个定向，所述冲击元件在其自身重量下松垂；以及
ii.所述冲击元件在进行所述旋转时的离心力使所述冲击元件完全延伸，以消除所述松垂。
2.如权利要求1所述的方法，其中在所述衬底平面处所述冲击元件与所述衬底之间的冲击会使所述冲击元件弯曲。
3.如任一前述权利要求所述的方法，其中当所述冲击元件的所述外围部分到达所述衬底平面并接触所述衬底时，所述冲击元件的所述外围部分的运动向量不垂直于所述衬底平面。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述冲击元件的所述外围部分的运动向量与所述衬底平面成至少10度而不垂直。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述衬底的第二部分被从所述衬底的第一部分剥离，以形成两个不同的衬底片，使得：(i)在由旋转的所述冲击元件冲击之前，所述第一部分及所述第二部分是通过个别纤维、及/或通过静摩擦、及/或通过机械锁定而被固持至彼此，以及(ii)由所述冲击元件进行的冲击会提供足以将所述第二部分从所述第一部分完全剥离的力。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述冲击元件的肖氏D硬度介于60与90之间。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述衬底是基于纤维素纤维。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述衬底是纸。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述衬底是硬纸板。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述衬底是纸板。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述衬底是基于纸浆的材料。
12.一种用于将衬底的多个部分剥离的设备，所述设备包括：
a.衬底搬运构造，适以对平整的薄衬底进行水平支撑，以界定衬底平面；以及
b.第一剥离总成及第二剥离总成，每一所述剥离总成包括各自的柔性冲击元件及旋转驱动器，所述旋转驱动器被定位成且用以使所述柔性冲击元件围绕旋转轴旋转，以反复地将所述冲击元件的外围部分跨越所述衬底平面进行驱动，其中所述第一剥离总成及所述第二剥离总成安置在所述衬底平面的相对侧上，使得在操作期间，当所述衬底平面上存在衬底时：
i.所述第一剥离总成的冲击元件与所述衬底碰撞，以使所述衬底的一部分旋转出所述衬底平面，使得被旋转的所述部分从剩余衬底部分被局部逐出；以及
ii.随后，所述第二剥离总成的冲击元件使衬底的经局部逐出的被旋转的所述部分从所述剩余衬底部分完全脱离。
13.如权利要求12所述的设备，其中所述第一剥离总成及所述第二剥离总成的所述旋转驱动器使其各自的冲击元件沿相反方向旋转。
14.如权利要求12或13项所述的设备，其中所述第二剥离总成被配置及设置成使得所述第二剥离总成的所述冲击元件与所述剩余衬底部分或与所述经局部逐出的部分碰撞，以使衬底的所述经局部逐出的被旋转部分从所述剩余衬底部分完全脱离。
15.如权利要求12所述的设备，其中所述衬底是基于纤维素纤维。
16.如权利要求12所述的设备，其中所述衬底是纸。
17.如权利要求12所述的设备，其中所述衬底是硬纸板。
18.如权利要求12所述的设备，其中所述衬底是纸板。
19.如权利要求12所述的设备，其中所述衬底是基于纸浆的材料。
20.一种用于将衬底的多个部分剥离的设备，所述设备包括：
a.衬底搬运构造，适以对平整的薄衬底进行水平支撑，以界定衬底平面；以及
b.剥离总成，包括至少一个柔性及/或软性冲击元件、及旋转驱动器，所述旋转驱动器被定位成且用以使所述冲击元件围绕旋转轴旋转，以反复地将所述冲击元件的外围部分跨越所述衬底平面进行驱动；
其中，相对于所述衬底的运动方向而言，所述旋转轴是横向的，且其中：
i.当所述冲击元件静止时，对于至少一个定向，所述冲击元件在其自身重量下松垂；以及
ii.所述冲击元件在进行所述旋转时的离心力使所述冲击元件完全延伸，以消除所述松垂。
21.如权利要求20所述的设备，其中所述衬底是基于纤维素纤维。
22.如权利要求20所述的设备，其中所述衬底是纸。
23.如权利要求20所述的设备，其中所述衬底是硬纸板。
24.如权利要求20所述的设备，其中所述衬底是纸板。
25.如权利要求20所述的设备，其中所述衬底是基于纸浆的材料。
26.一种用于将衬底的多个部分剥离的设备，所述设备包括：
a.剥离总成，包括(i)一群组的柔性及/或软性冲击元件，所述柔性及/或软性冲击元件分别且可旋转地安装至各自的旋转轴；以及(ii)旋转驱动系统，用以驱动所述柔性及/或软性冲击元件围绕所述旋转轴旋转，所述剥离总成在其下方界定剥离位置；以及
b.衬底搬运构造，适以将衬底递送至所述剥离位置，使得在所述剥离位置处，所述衬底被维持在衬底平面处，所述剥离总成及基于片材的所述衬底搬运构造被配置成使得在衬底同时位于所述剥离位置及所述衬底平面处时，所述旋转驱动系统使所述柔性及/或软性冲击元件旋转，以使所述柔性及/或软性冲击元件反复地与所述衬底碰撞，从而剥离衬底的一或多个部分；
其中，相对于所述衬底的运动方向而言，所述旋转轴是横向的，且其中：
i.当所述冲击元件静止时，对于至少一个定向，所述冲击元件在其自身重量下松垂；以及
ii.所述冲击元件在进行所述旋转时的离心力使所述冲击元件完全延伸，以消除所述松垂。
27.如权利要求26所述的设备，其中：
i.所述剥离总成可垂直移动，使得(A)当所述旋转轴处于第一较低高度范围时，旋转的所述柔性及/或软性冲击元件在所述剥离位置处到达所述衬底平面，以及(B)当所述旋转轴处于第二较高高度范围时，旋转的所述柔性及/或软性冲击元件在所述剥离位置处始终保持位于所述衬底平面上方；
ii.所述剥离总成包括平移驱动系统，所述平移驱动系统用以使所述剥离总成升高及降低，以分别使所述剥离总成的所述旋转轴升高及降低，从而使所述旋转轴在所述第一较低高度范围与所述第二较高高度范围之间来回移动；以及
iii.所述衬底搬运构造适以将多个衬底片材递送至所述剥离位置，每一所述片材具有各自的前缘及后缘；
iv.所述设备进一步包括控制器，所述控制器用以调节所述平移驱动系统的操作，以：
A.响应于第一衬底片材的后缘离开所述剥离位置而使所述剥离总成从所述第一较低高度范围升高至所述第二较高高度范围；以及
B.随后，响应于下一衬底片材的前缘到达所述剥离位置而使所述剥离总成从所述第二较高高度范围降低至所述第一较低高度范围。
28.如权利要求27所述的设备，进一步包括：
检验系统，用以：(i)分析剥离后衬底的状态，及/或(ii)检测所述剥离后衬底中的剥离错误程度。
29.如权利要求28所述的设备，进一步包括剥离总成控制器，用以响应于检测到的剥离错误程度而更新所述剥离总成的操作参数。
30.如权利要求29所述的设备，其中所述剥离总成控制器、所述检验系统及所述控制器被配置为闭环控制系统，以迭代地更新操作参数，从而将所述剥离后衬底中的剥离错误程度最小化。
31.如权利要求29至30中任一项所述的设备，其中所述操作参数包括以下中的至少一个：所述旋转轴的旋转速度、以及在所述剥离位置处所述旋转轴在所述衬底平面上方的高度。
32.如权利要求26所述的设备，进一步包括：
堆叠机，其中(i)所述衬底搬运构造用以通过从所述剥离位置向所述堆叠机递送剥离后衬底片材而为所述堆叠机进行供料；以及(ii)所述堆叠机用以由所述剥离后衬底片材来形成堆叠或使堆叠增长。
33.如权利要求32所述的设备，进一步包括：
检验系统，用以检测已通过所述剥离总成被剥离一个或多个衬底部分的剥离后衬底片材中的剥离错误程度；及/或
系统控制器，用以调节所述衬底搬运构造及/或所述堆叠机的操作，所述系统控制器用以响应于且根据检测到的剥离错误程度而阻止至少一些剥离后片材(i)被供应至所述堆叠机及/或(ii)由所述堆叠机进行堆叠。
34.如权利要求33所述的设备，进一步包括
切割站，用以根据每片材切割图案的序列而在衬底片材中形成切痕，所述衬底搬运构造适以将其中包括所述切痕的所述衬底片材从所述切割站递送至所述剥离位置，其中所述系统控制器通过响应于检测到剥离后衬底片材中的剥离错误程度而更新所述序列来进一步调节所述切割站的行为。
35.如权利要求34所述的设备，其中响应于剥离后衬底片材中的较高错误程度，所述系统控制器：
i.阻止剥离后衬底片材中具有所述较高错误程度的剥离后一个或多个所述衬底片材被供应至所述堆叠机或由所述堆叠机进行堆叠；及/或
ii.使所述切割站返回至所述序列中的前一位置且根据所述序列从所述前一位置开始继续切割下一片材。
36.如权利要求26所述的设备，其中所述衬底是基于纤维素纤维。
37.如权利要求26所述的设备，其中所述衬底是纸。
38.如权利要求26所述的设备，其中所述衬底是硬纸板。
39.如权利要求26所述的设备，其中所述衬底是纸板。
40.如权利要求26所述的设备，其中所述衬底是基于纸浆的材料。
41.一种用于将衬底的多个部分剥离的设备，所述设备包括：
a.第一剥离总成及第二剥离总成，每一所述剥离总成包括各自群组的柔性及/或软性冲击元件，所述柔性及/或软性冲击元件分别且可旋转地安装至各自的旋转轴，所述第一剥离总成及所述第二剥离总成分别在其下方界定第一剥离位置及第二剥离位置；
b.衬底搬运构造，适以(i)将衬底递送至所述第一剥离位置，使得衬底在处于所述第一剥离位置时维持在第一衬底平面处；以及(ii)随后，将衬底从所述第一剥离位置递送至所述第二剥离位置，使得所述衬底在位于所述第二剥离位置处时维持在第二衬底平面处；以及
c.一个或多个驱动系统，所述驱动系统用以分别驱动所述第一剥离总成及所述第二剥离总成的所述柔性及/或软性冲击元件围绕其各自的旋转轴以第一旋转速率及第二旋转速率进行旋转运动，其中所述剥离总成、所述衬底搬运构造及所述驱动系统被配置成使得
i.所述第一剥离总成的所述柔性及/或软性冲击元件围绕其旋转轴进行旋转会使所述第一剥离总成的所述柔性及/或软性冲击元件反复地到达所述第一衬底平面，以反复地与同时安置在所述第一剥离位置及所述第一衬底平面处的衬底碰撞，从而剥离所述衬底的第一部分；以及
ii.所述第二剥离总成的所述柔性及/或软性冲击元件围绕其旋转轴进行旋转使所述第二剥离总成的所述柔性及/或软性冲击元件反复地到达所述第二衬底平面，以反复地与同时安置在所述第二剥离位置及所述第二衬底平面处的衬底碰撞，从而在所述第一部分已被剥离之后剥离所述衬底的第二部分，
其中所述驱动系统进行运作，使得所述第二旋转速率超过所述第一旋转速率。
42.如权利要求41所述的设备，其中所述第二旋转速率与所述第一旋转速率之间的比率是至少1.1、或至少1.25、或至少1.5、或至少2、或至少3、或至少5、或至少7.5、或至少10。
43.如权利要求41所述的设备，进一步包括：
d.检验系统，用以分析剥离后衬底，以检测剥离错误；及/或
e.控制器，用以控制所述衬底搬运构造，使得衬底从所述第一剥离位置至所述第二剥离位置的所述递送是以所述剥离错误的等级超过错误阈值为条件。
44.如权利要求41所述的设备，其中：
i.在不存在旋转运动的情况下，对于至少一个配置，所述冲击元件在其自身重量下松垂；以及
ii.旋转驱动器使所述冲击元件充分地旋转，以使所述冲击元件完全延伸，从而消除所述松垂。
45.如权利要求41所述的设备，其中所述衬底是基于纤维素纤维。
46.如权利要求41所述的设备，其中所述衬底是纸。
47.如权利要求41所述的设备，其中所述衬底是硬纸板。
48.如权利要求41所述的设备，其中所述衬底是纸板。
49.如权利要求41所述的设备，其中所述衬底是基于纸浆的材料。
50.一种用于将衬底的多个部分剥离的设备，所述设备包括：
a.衬底搬运构造，适以对平整的薄衬底进行水平支撑，以界定衬底平面；以及
b.第一剥离总成，定位在所述衬底平面的一侧上，包括至少一个柔性及/或软性冲击元件及旋转驱动器，所述旋转驱动器被定位成且用以使所述柔性及/或软性冲击元件围绕旋转轴旋转，以反复地将所述冲击元件的外围部分跨越所述衬底平面进行驱动；
c.第二剥离总成，定位在所述衬底平面的与所述衬底平面的所述一侧相对的第二侧上，包括至少一个柔性及/或软性冲击元件及旋转驱动器，所述旋转驱动器被定位成且用以使所述柔性及/或软性冲击元件围绕旋转轴沿与所述第一剥离总成的旋转方向相反的方向旋转，以反复地将所述冲击元件的外围部分跨越以下中的至少一个进行驱动：(i)所述衬底平面，以及(ii)平行于所述衬底平面且位于所述衬底平面的所述第二侧上的相邻平面。
51.如权利要求50所述的设备，其中所述衬底是基于纤维素纤维。
52.如权利要求50所述的设备，其中所述衬底是纸。
53.如权利要求50所述的设备，其中所述衬底是硬纸板。
54.如权利要求50所述的设备，其中所述衬底是纸板。
55.如权利要求50所述的设备，其中所述衬底是基于纸浆的材料。
56.一种对衬底的一部分进行机械剥离的方法，所述衬底具有第一表面及第二表面，所述第一表面及所述第二表面分别彼此背对地面向所述衬底的第一侧及第二侧，所述方法包括：
a.对所述衬底表面施加第一力，以通过以下方式局部逐出所述衬底的完全位于内部的片：使所述完全位于内部的片围绕枢转位置沿旋转方向旋转，被局部逐出的所述片保持经由所述枢转位置附接至剩余衬底；以及
b.随后且在位于所述剩余衬底的所述第二侧上的空间区域中，在被局部逐出的所述衬底上对其所述衬底表面施加第二力，以将被局部逐出的所述片从所述剩余衬底完全剥离。
57.如权利要求56所述的方法，其中所述第一力及所述第二力分别是由彼此不同的第一冲击元件及第二冲击元件施加。
58.如权利要求57所述的方法，其中所述第一冲击元件及所述第二冲击元件在分别施加所述第一力及所述第二力时各自的接触位置并非刚性地附接至彼此。
59.如权利要求57所述的方法，其中所述第一冲击元件的第一旋转轴及/或所述第二冲击元件的第二旋转轴实质上平行于所述衬底的局部平面。
60.如权利要求57所述的方法，其中所述第一冲击元件对所述第一力的施加会使所述第一冲击元件弯曲。
61.如权利要求57所述的方法，其中对于所述第一冲击元件及/或所述第二冲击元件：
i.当所述第一冲击元件及/或所述第二冲击元件静止时，对于至少一个定向，所述第一冲击元件及/或所述第二冲击元件在其自身重量下松垂；以及
ii.所述第一冲击元件及/或所述第二冲击元件在进行旋转时的离心力会使所述第一冲击元件及/或所述第二冲击元件完全延伸，以消除所述松垂。
62.如权利要求57所述的方法，其中所述第一冲击元件及/或所述第二冲击元件的肖氏D硬度介于60与90之间。
63.如权利要求56所述的方法，其中在施加所述第一力之前，所述衬底被机械弱化及/或被预切割，且被剥离的完全位于内部的所述片与所述剩余衬底之间的边界是由所述机械弱化及/或预切割的轮廓界定。
64.如权利要求56所述的方法，其中所述第一力的方向不平行于所述衬底的其中被施加所述第一力的局部平面，所述第一力的方向与所述局部平面之间的夹角是至少10度。
65.如权利要求56所述的方法，其中所述衬底是基于纤维素纤维。
66.如权利要求56所述的方法，其中所述衬底是纸。
67.如权利要求56所述的方法，其中所述衬底是硬纸板。
68.如权利要求56所述的方法，其中所述衬底是纸板。
69.如权利要求56所述的方法，其中所述衬底是基于纸浆的材料。
70.一种用于将衬底的多个部分剥离的方法，所述方法包括：
在局部平整的薄衬底被支撑以界定衬底平面时：
使至少一个柔性及/或软性冲击元件在所述衬底的第一侧上围绕旋转轴旋转，以反复地使所述冲击元件的外围部分与所述衬底碰撞，其中：
i.对于所述冲击元件与所述衬底之间的所述碰撞中的至少一些中的每一个，所述冲击元件横穿所述衬底平面，以从所述衬底局部逐出或剥离相应的完全位于内部的片；以及
ii.执行所述方法，使得所述柔性及/或软性冲击元件仅经历局部旋转且在后续碰撞之间反复地改变旋转方向至少两次。
71.如权利要求70所述的方法，其中所述冲击元件与所述衬底之间的大部分所述碰撞并不使所述衬底经受衬底分离。
72.如权利要求70所述的方法，其中当所述冲击元件与所述衬底之间发生每次碰撞时，所述衬底相对于所述旋转轴沿着所述衬底平面进行运动。
73.如权利要求70所述的方法，其中所述衬底是基于纤维素纤维。
74.如权利要求70所述的方法，其中所述衬底是纸。
75.如权利要求70所述的方法，其中所述衬底是硬纸板。
76.如权利要求70所述的方法，其中所述衬底是纸板。
77.如权利要求70所述的方法，其中所述衬底是基于纸浆的材料。
78.一种对衬底的一部分进行机械剥离的方法，所述衬底具有第一表面及第二表面，所述第一表面及所述第二表面分别彼此背对地面向所述衬底的第一侧及第二侧，所述方法包括：
对于由一个或多个柔性及/或软性冲击元件形成的阵列中的每一冲击元件，反复地使所述柔性及/或软性冲击元件围绕旋转轴旋转，以反复地使所述冲击元件的外围部分与所述衬底的所述第一表面碰撞，使得：
a.每次碰撞均向所述衬底传递动量；
b.对于所述碰撞中的第一子组，整个所述冲击元件保持位于所述衬底的所述第一侧上，使得所述外围部分跨越所述第一表面移动，而不会局部或完全地分离所述衬底的任一部分；以及
c.对于所述碰撞中的第二子组，所述碰撞的动量局部逐出所述衬底的一片及/或剥离所述衬底的一片，以穿过所述衬底打开孔口，因此所述冲击元件的所述外围部分从所述衬底的所述第一侧穿过所述孔口而到达所述衬底的所述第二侧。
79.如权利要求78所述的方法，其中冲击元件的每一旋转循环是整圈旋转循环。
80.如权利要求78所述的方法，其中冲击元件的每一旋转循环是局部旋转循环，其中所述冲击元件在所述局部旋转循环期间改变旋转方向。
81.如权利要求78所述的方法，其中所述衬底是基于纤维素纤维。
82.如权利要求78所述的方法，其中所述衬底是纸。
83.如权利要求78所述的方法，其中所述衬底是硬纸板。
84.如权利要求78所述的方法，其中所述衬底是纸板。
85.如权利要求78所述的方法，其中所述衬底是基于纸浆的材料。
86.一种衬底搬运系统，包括：
a.第一输送机系统，包括彼此横向间隔开且安装在第一多个辊上的第一多个平行条带，一组针从所述平行条带中的每一个伸出，使得水平搁置在所述针的端部上的衬底是通过所述平行条带在所述辊上进行的旋转运动而被水平运输；
b.第二输送机系统，包括彼此横向间隔开且安装在第二多个辊上的第二多个平行条带，所述第二输送机系统不存在从所述平行条带伸出的针，且所述第一输送机系统及所述第二输送机系统被配置成使得衬底：
i.在所述第一输送机系统上被水平运输，其中所述衬底搁置在所述针上；
ii.随后于衬底平面上从所述第一输送机系统被转移至所述第二输送机系统；以及
iii.在所述第一输送机系统上被水平运输，其中所述衬底搁置在所述第二多个平行条带上；
c.切割站，安装在所述第一输送机系统上方或下方；以及
d.剥离站，安装在所述第二输送机系统上方或下方，所述剥离站包括至少一个柔性及/或软性冲击元件及旋转驱动器，所述旋转驱动器被定位成且用以使所述冲击元件围绕旋转轴旋转，以反复地将所述冲击元件的外围部分跨越所述衬底平面进行驱动，其中，相对于所述衬底的运动方向而言，所述旋转轴是横向的。
87.如权利要求86所述的系统，其中所述衬底是基于纤维素纤维。
88.如权利要求86所述的系统，其中所述衬底是纸。
89.如权利要求86所述的系统，其中所述衬底是硬纸板。
90.如权利要求86所述的系统，其中所述衬底是纸板。
91.如权利要求86所述的系统，其中所述衬底是基于纸浆的材料。
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