CN1910034A - 生产纸箱的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于形成纸箱的工艺，其中采用挤压的发泡粘合剂使一个或多个加强带被层压或粘合在纸箱材料或折叠的纸箱上。通常，发泡粘合剂是水基乳胶并以连续或不连续的带形式被涂覆在带或基底上。

Description

生产纸箱的方法

技术领域

本发明总体上涉及纸箱的制造，具体地说涉及一种形成加强的纸箱毛坯的方法，该方法将挤压的发泡粘合剂涂覆在纸板箱材料上以使加强材料层压在其上和/或连接纸箱材料的折叠边缘或若干部分以形成封闭的纸箱。

背景技术

纸板箱通常由对纸箱材料的片材冲压或切割并通过包装机加工而得的层压纸板毛坯制成。层压纸板毛坯还可以具有通过涂覆粘合剂而固定在其上的加强带。层压纸板毛坯可随后进一步通过切割纸箱毛坯和/或将毛坯折叠并粘合成纸箱以装载产品的方式而被加工成纸箱。通常的纸箱还包括被折叠、闭合以及密封的折片。

目前，将纸板箱材料层压在一起以形成纸箱毛坯的工艺通常包括采用液体粘合剂的辊对辊(roll to roll)、辊对片材(roll to sheet)或片材对片材(sheet to sheet)的工艺。液体粘合剂通常可通过在卷筒纸(web)上滚压、挤压或喷射粘合剂而被涂覆在纸板材料的卷筒纸上，另外的材料卷筒纸或材料带被施加在所述卷筒纸上。层压材料随后可以被设定，并且粘合剂可以在层压材料被传送到切割作业线以由层压纸箱材料冲切出纸箱毛坯之前被固化。通常，选择冷固化粘合剂，是由于它们具有较低的成本以及提供突出的高/低温度粘结品质的能力。这种冷固化粘合剂在受到高温或冷冻温度作用时通常不会变性或破裂。此外，冷固化粘合剂在加工过程中趋于保持它们的粘着力并抗破裂和折断。不利的是，这种冷固化粘合剂的较高的湿度需要大量的时间来进行设定和固化，并由于从液体粘合剂施加在纸板上的湿度较高而导致纸板箱的扭曲，并且还会在施加压力时在配合的纸箱表面之间流动或很容易地被挤出。

因此，可以看出需要提供一种形成解决了本领域上述以及其它相关问题的层压纸箱毛坯的工艺和系统。

发明内容

简要地描述，本发明总体上涉及一种用于形成加强的纸箱和/或连接折叠的纸箱折片或部件以形成封闭纸箱的系统和方法。在形成加强的纸箱的第一实施方式中，加强材料的基底通过作为单个的基本上连续操作的一部分沿加工线或路径涂覆挤压的发泡粘合剂而粘合在纸箱材料上。通常，可包括纸板、热塑性塑料或其它天然或合成的加强材料的带或全尺寸卷筒纸的加强材料沿加工路径从上游供给源被供给到与纸箱材料例如纸板或硬纸卷筒纸或片状材料对齐并接合。加强材料带或卷筒纸最初从挤压头旁边通过，所述挤压头以所需方式和/或在穿过加强材料的间隔位置沿加强材料带或卷筒纸的表面，包括沿加强带或卷筒纸的外侧边缘，涂覆定量的发泡粘合剂。

在发泡粘合剂已经被涂覆在加强材料带或卷筒纸上以后，纸箱材料被供给到与加强材料带或卷筒纸接合。加强材料带或卷筒纸和纸箱材料随后通过层压工作台。层压工作台通常包括至少一对夹辊或压力辊，它们将加强材料带或卷筒纸与纸箱材料压缩或另外地压制成紧密地粘合连接。此后，具有层压在其上的加强材料带或卷筒纸的纸箱材料进入切割工作台，对片材或纸箱毛坯进行切割以形成加强的纸箱。

在本发明的另一实施方式中，发泡粘合剂涂覆工作台可被结合或替换折叠器/涂胶器路线的粘合剂涂覆工作台以形成封闭的纸箱。在该实施方式中，发泡粘合剂挤压头靠近折叠器/涂胶器线路的翻折或折叠部件或系统也就是皮带、轮、爪地被定位，并定量地和/或在沿被折叠在一起的纸箱折片的间隔位置，包括沿纸箱折片的下侧边缘涂覆发泡粘合剂。此后，折片将被压制成紧密地粘合接触，以将折叠的纸箱部件或折片紧密地固定在一起并防止折片沿其边缘张开或分开。另外，本发明可被用于涂覆冷固化发泡粘合剂和热熔性粘合剂，从而在冷固化粘合剂固化时快速地将纸箱部件或折片粘合在一起以进行封闭纸箱的装载和搬运。

在结合附图阅读了以下说明以后，本领域技术人员将清楚地了解到本发明的多种目的、特征和优点。

附图说明

图1是示意性表示根据本发明的用于形成加强纸箱毛坯的工艺的视图。

图2表示向纸箱基底涂覆发泡粘合剂的挤压头。

图3表示用于涂覆发泡粘合剂的挤压头的一种结构。

图4表示与纸箱毛坯联系的挤压头。

图5示意性表示用于涂覆发泡粘合剂并形成加强毛坯的装置的实施方式。

图6A是本发明用于沿折叠器/涂胶器路线向折叠的纸箱折片涂覆发泡粘合剂的工艺的示意图。

图6B是图6A所示的工艺的压力皮带的示意图。

具体实施方式

现在更详细地参照附图，其中相同的附图标记表示全部视图中的同一部件，图1、5和6示意性表示了本发明用于通过在纸箱材料10(图6)的折叠部分之间和/或在纸箱材料10和加强材料11(图1和5)之间涂覆发泡的挤压粘合剂而形成加强纸箱和/或闭合纸箱的工艺，所述工艺能够以基本上连续的操作进行。纸箱材料通常由纸板材料形成，或者可包括其它类型的天然和合成纸箱材料，这些纸箱材料包括厚纸板、各种塑性材料等等。在本发明中发泡粘合剂的使用能够减少所涂覆的粘合剂量，因此减少了涂覆在纸板箱材料上的水含量，降低了扭曲的发生率并能够使固化时间更短、更快，以及在粘合剂以所需形式涂覆和/或在压缩过程中能够具有更高的精度。

发泡粘合剂可以是水基乳胶粘合剂，空气在压力作用下加入到所述粘合剂中以促使粘合剂起泡。这种水基粘合剂包括但不局限于：乙烯醋酸乙烯酯(“eva”)和聚乙酸乙烯酯(“pva”)粘合剂。发泡粘合剂的粘度在室温下可以在大约300厘泊至大约1000厘泊之间的范围。如果发泡粘合剂是固定向性(fixatropic)的话，则粘度在室温下可达到大约7000厘泊。当然，发泡粘合剂的粘度可以从允许发泡粘合剂在被涂覆在基底上时可以被挤压并同时基本上保持在固定的形式的任何范围中选择。发泡粘合剂还可以包括在与空气混合后具有直径在大约20微米至大约40微米之间的气泡，因此扩大了挤压粘合剂的体积，从而允许采用更少的粘合剂获得所需的覆盖率。而且，在压缩过程中当气泡从发泡粘合剂中被压出时发泡粘合剂趋于变平，而不是像常规的液体粘合剂那样在材料边缘之间被挤出。

在图1至5所示的一个实例的实施方式中，本发明的工艺能够被用于将加强材料基底11施加在纸箱材料卷筒纸或片材10上。在该工艺中，加强材料的带或卷筒纸将沿箭头方向上的工艺线并在辊子13上被供给(图2和5)，并进入粘合剂涂覆工作台14，在这里，加强材料在粘合剂涂覆工作台14的挤压头16旁边通过。如图2所示，挤压头16将向加强材料带或卷筒纸涂覆挤压的发泡粘合剂，发泡粘合剂以几乎任何形式并在穿过所述带或卷筒纸的所需位置被涂覆。例如，发泡粘合剂可以图1所示的基本上笔直的平行线17的形式被涂覆或者发泡粘合剂可以波状形式被涂覆。另外，发泡粘合剂可以连续方式例如以条纹或定量或配额的方式被涂覆。

如图3所示，挤压头16包括一个或多个孔或口18。孔18通常具有大约0.01英寸至0.1英寸的直径，尽管如此，也可以采用更小或更大的尺寸。孔可以具有几乎任何几何形状，但通常实际上是圆形的。孔18通常在同一平面上被对齐在大体一条直线中，尽管如此，也可以按要求采用其它多种结构。而且，尽管孔18如图3所示通常是圆形的并在尺寸上相似，但孔18不必在尺寸或形状上一致，而是能够以多种尺寸和结构或形状被形成。根据所需的被置于加强材料上的粘合剂形式，孔18还能够以不同的间距布置并具有不同的形状和尺寸。在将发泡粘合剂涂覆在一个或多个基底上时还可以采用一个或多个挤压头的组合。挤压在此被定义为发泡粘合剂在一定压力下通过孔。

如图1所示，在工艺的第一实施方式中包括用于将发泡粘合剂涂覆于加强材料11以连接在纸箱材料10上的装置，用于实现所述工艺的示例性装置通常包括起泡工作台21、粘合剂涂覆工作台14以及层压工作台22。起泡工作台21通常包括用于存储液体粘合剂供给的粘合剂存储或保持箱23。箱23与泡沫发生器24相连，所述泡沫发生器流体式连接在粘合剂涂覆工作台14上，所述粘合剂涂覆工作台包括用于涂覆发泡粘合剂的一个或多个挤压头16。在液体粘合剂通过泵26从保持箱23中被抽出或泵送时，泡沫发生器24将在压力作用下的空气导入液体粘合剂中。通常，液体粘合剂还通过设置在保持箱23和泵26之间的过滤器27被过滤。还可以在泵26和泡沫发生器24之间装设旁通阀28以将多余的粘合剂流从所述箱中导入或排入粘合剂涂覆工作台14。此外，可在系统中设置多种单向阀以调节挤出的发泡粘合剂的流量。

压力调节器30通常沿流动路线设置在泡沫发生器24和增压室或分配模块31之间，例如在增压室31上，用于粘合剂涂覆工作台14对系统中通过管或供给线32供给到挤压头16的发泡粘合剂流的压力进行调节。通常，系统的线路压力被保持在大约60磅/平方英寸至大约100磅/平方英寸，或者在备选的实施方式中是在75磅/平方英寸至85磅/平方英寸。当然，该压力可以更大或更小，并根据所采用的发泡粘合剂的类型以及所选定的挤压头16的类型而变化。粘合剂流的压力通过沿分配模块安装的压力表33被监测并显示。震动抑制器34还可以被加入到系统中并位于泡沫发生器24和分配模块31之间以防止或抑制在发泡粘合剂被泵送或供给到挤压头16的流动中产生的波动。

图2表示加强材料基底11，在此被示为是被供给或绕辊子13缠绕并通过真空带或输送器37沿其加工路径12被输送的一系列加强带36，其中发泡粘合剂通过挤压头16被涂覆在带36上。图2还表示出采用单个挤压头16向单个带涂覆发泡粘合剂，以及采用多个挤压头向第二单个带或卷筒纸涂覆发泡粘合剂。还可以按照需要或要求采用不同尺寸的挤压头的多种组合和结构以涂覆所需形式和/或所需量的粘合剂和/或在所需位置涂覆粘合剂。发泡粘合剂还被示出大体上以基本上笔直的平行线17被涂覆，但是，也可以利用其它多种形式。

图4还表示多个挤压头16与加强材料基底接触的设置。每个挤压头16可具有任何形式而并不限于附图中所示的那些形式，只要发泡粘合剂可被挤压在加强材料基底上即可。此外，不同的挤压头还可以被分别控制以将不同形式和/或不同量的粘合剂涂覆在加强材料基底上。例如，作为粘合剂穿过加强材料基底被涂覆的实线的代替形式，发泡粘合剂在需要更少粘合剂的选定位置以虚线或点的形式被涂覆。更进一步，采用不同的挤压头还能够使用或应用不同的发泡粘合剂材料，以及既应用热熔性粘合剂又应用冷固化粘合剂，以便在冷固化粘合剂被固化时提供纸箱和加强材料的快速粘合用以切割或加工，并对温度极值提供更高的抗性，这些在同时待审的美国专利申请No.中被披露并要求保护，该专利申请的内容在此引入作为参考。

图5更详细地表示了形成加强的纸板毛坯40的工艺，其中在此被示为带36的加强材料基底11通常从供应源(未示出)被供给到粘合剂涂覆工作台14。加强材料基底同纸箱材料10一样通常由纸板或硬纸材料形成，但也可以由其它类型的加强材料形成，这些材料包括塑料和/或其它合成或天然材料，这是本领域技术人员将会认识到的。加强材料还可以包括与纸箱材料长度大致相等的卷筒纸，或者可以包括一个或多个更小的加强材料卷滚，它们按照需要被预切成所需的宽度以形成加强带。这些预切的带通常从它们的一个或多个供应卷滚被直接供给，尽管如此，本领域技术人员也可以认识到，也可以在粘合剂涂覆工作台的上游采用切割工作台以从单个供应卷滚上切割出所述带。

在加强带通过发泡粘合剂涂覆工作台14时，所述带沿它们的加工路径12并在滚筒或辊子13上移动。在发泡粘合剂涂覆工作台14，发泡的挤压粘合剂以所需形式在包括沿图2、4和5所示的加强材料带的侧边缘在内的横跨加强材料带宽度的间隔位置被涂覆在加强材料带上。通过采用发泡粘合剂能够沿带的边缘设置粘合剂，所述发泡粘合剂包括形成在其中的气泡，这使得在压缩作用下空气将从粘合剂中被释放或压出，从而允许粘合剂被压缩而不是使粘合剂从加强材料和纸箱材料的侧边缘之间被挤出。

纸箱材料10的片材随后从供应源41(图5)被供给成重叠在具有被涂覆的发泡粘合剂的加强材料带上方的重叠关系。在纸箱材料和加强带对准时，它们穿过层压工作台22，所述层压工作台通常包括一对或多对压力辊或夹辊42和43。当纸箱材料和加强带在夹辊间通过时，夹辊接合并施加足够大的压力以将加强带和纸箱材料一起挤压或压制成粘合接触。此外，切割工作台44可以设置在下游用于由层压的材料形成纸箱毛坯40。纸箱形成毛坯和切割工艺还在公开了的同时待审的美国专利申请US20010048022A1中得到了披露，该专利申请在此被全部引入。

图6A和6B表示进一步应用本发明的原理以将发泡粘合剂材料涂覆在穿过折叠器/涂胶器路线或系统102(图6A)沿行进路径101移动的一系列纸箱毛坯100上以形成纸箱103。如图6A所示，每个纸箱毛坯最初以平坦的、未折叠的结构置于折叠器/涂胶器路线102的上游端104，每个纸箱毛坯通常具有一系列的板，例如板106、107、108和109，通常被由虚线111表示的折叠线分隔。本领域技术人员将会认识到，尽管为了示意的目的已经示出了具有四个板的毛坯，但也可以采用具有不同数量的板的多种其它类型的纸箱毛坯，包括具有少于或多于四个的折叠板的纸箱毛坯。端板109中的一个通常还包括从其上横向突出的突片或凸缘部分112。

纸箱毛坯100在一系列行进或输送器皮带上沿它们的路径101移动，所述行进或输送器皮带包括下部皮带113和上部皮带114，上部皮带114通常与至少一个板例如108的上表面接合，以便沿纸箱毛坯的行进路径101向前拉动它们，如图6A所示。当纸箱毛坯沿折叠器/涂胶器路线102移动时，第一端板106通常被接合并向上且在其邻近的板107上移动，其通过与第一折叠机构116接合而沿板106和板107之间的折叠线111被折叠。第一折叠机构116通常包括在一位置沿折叠器/涂胶器路线靠近纸箱毛坯的行进路径延伸的一个或多个条、杆或板，使得当纸箱毛坯沿折叠器/涂胶器路线被拉动时，它们的外部板106沿折叠机构接合并搭靠，以便使外部板在邻近的板107的上表面顶部被折成基本上平坦的、重叠的结构。

在第一外部板106已经被折叠到位于其邻近的板107的顶部的平坦位置以后，板106通常还通过沿纸箱毛坯的行进路径延伸的压力皮带117进一步被接合。压力皮带117施加压力在折叠的板上以将板106保持处于其在板107顶部上的基本上平坦的折叠状态。在大约同时，纸箱毛坯通常将通过邻近的一个粘合剂涂覆工作台120，所述粘合剂涂覆工作台通常包括一个或多个涂覆或挤压头121。

粘合剂涂覆工作台120通常与以上参照图1、2和5所述的粘合剂涂覆工作台14基本上相同，并从供应源接收发泡的挤压冷固化粘合剂材料，所述粘合剂材料以所需形式沿每个纸箱毛坯100的板109的凸缘112被涂覆。但是，本领域技术人员将会认识到，尽管已经示出了单个挤压头121，但可按照需要采用多个挤压头沿纸箱毛坯在所需的点处涂覆发泡的挤压粘合剂材料，从而实现对不同的纸箱毛坯设计中的多种折片或板进行的折叠和胶接。例如，一些纸箱毛坯/纸箱可具有通常被涂覆粘合剂的20个以上的点或更多个点或区域。此外，发泡粘合剂材料通常是发泡的冷固化粘合剂，通常是EVA或PVA粘合剂，尽管如此，也可以如上所述那样采用其它类型的粘合剂材料，包括热熔性粘合剂。

如图6A进一步所示，在粘合剂材料122已经沿纸箱毛坯的凸缘112被涂覆以后，每个纸箱毛坯通过而与第二折叠机构125接合。与第一折叠机构一样，第二折叠机构125通常包括沿折叠器/涂胶器路线102并在其上延伸的导向杆或板。这样，当纸箱接合第二折叠机构时，它们的板109渐进地被折成在板108、107以及在前被折叠的板106的顶部平坦放置的结构。被折叠的纸箱随后通常由压力机构例如轮126进行接合，尽管如此，也可以采用皮带或其它类似的机构沿板108和109之间的折叠线施加压力，以便有助于将板109固定成其被折叠的平坦放置结构，从而形成纸箱103。此后，每个纸箱通过而与一系列抬升或压力带127和128接合，如图6B所示。压力带127通常接合并拾取纸箱，所述纸箱被固定成叠瓦状的布置形式，从而在纸箱于压力带之间通过以设定发泡的挤压粘合剂并由此形成最终的纸箱103时，保持纸箱处于它们的平坦的折叠结构。

本领域技术人员将会认识到，尽管以上已经参照本发明的多个优选实施方式和/或特征对本发明进行了描述，但在不脱离由以下权利要求提出的本发明的精神和范围的前提下可以对本发明做出多种变化、修改、补充和删除。

Claims (22)

1.一种用于形成加强的纸箱毛坯的方法，所述方法包括：

沿加工路径移动至少一个加强材料带；

以所需方式将发泡粘合剂挤压到所述至少一个加强材料带上；

移动纸箱材料而与所述至少一个加强材料带对齐；以及

由连接的纸箱材料和至少一个加强材料带形成纸箱毛坯。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发泡粘合剂是水基乳胶。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述发泡粘合剂乳胶从大体上由乙烯醋酸乙烯酯和聚乙酸乙烯酯乳胶组成的组中选择。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发泡粘合剂以不连续的形式被挤压。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，移动纸箱材料而与所述至少一个加强材料带对齐的步骤包括：供给纸箱材料与所述至少一个加强材料带接触，并将纸箱材料和所述至少一个加强材料带压在一起以设定粘合剂，从而将纸箱材料和至少一个加强材料带固定在一起。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将纸板卷筒纸和所述至少一个加强材料带压在一起的步骤包括：使所述纸板卷筒纸和至少一个加强材料带通过压力辊。

7.一种用于形成加强的纸箱毛坯的方法，所述方法包括：

将加强材料和纸箱材料沿加工路径移动至相互接合；

将发泡粘合剂以所需形式挤压在加强材料和纸箱材料之间；

将加强材料和纸箱材料粘合在一起，以形成层压的加强的纸箱材料；以及

在层压的加强的纸箱材料继续沿加工路径行进时，从其上切割出纸箱毛坯。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述发泡粘合剂是水基乳胶。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述发泡粘合剂乳胶从大体上由乙烯醋酸乙烯酯和聚乙酸乙烯酯乳胶组成的组中选择。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述发泡粘合剂以不连续的形式被挤压。

11.一种用于生产纸箱的系统，所述系统包括：

沿加工路径的纸箱材料的供应源；

沿加工路径定位的、用于以所需形式向纸箱材料涂覆挤压的发泡粘合剂的发泡粘合剂涂覆工作台；以及

在发泡粘合剂涂覆工作台下游的层压工作台，所述层压工作台适于接合并使纸箱材料与纸箱材料的折叠部分接触或者与被施加在纸箱材料上的加强材料带接触，以形成层压的纸箱材料和/或折叠并封闭的纸箱。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述层压工作台包括至少一对压力辊或压力皮带。

13.如权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括用于由层压材料形成纸箱毛坯的切割工作台。

14.如权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括发泡工作台，所述发泡工作台与发泡粘合剂涂覆工作台流体式连接，用以向挤压头工作台供给发泡粘合剂。

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述发泡工作台包括向泡沫发生器供给粘合剂的存储箱。

16.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述发泡粘合剂是水基乳胶。

17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述发泡粘合剂乳胶从大体上由乙烯醋酸乙烯酯和聚乙酸乙烯酯乳胶组成的组中选择。

18.一种用于生产加强的纸箱毛坯的系统，所述系统包括：

沿加工路径被供给而与纸箱材料接合的加强材料带的供应源；

与发泡粘合剂涂覆工作台流体式连接的、用以向加强材料带涂覆发泡粘合剂的发泡工作台；

在发泡粘合剂涂覆工作台下游的层压工作台，所述层压工作台适于接合并使加强材料带与纸箱材料接触，使得所述带和纸箱材料被固定在一起以形成层压材料；以及

用于由层压材料形成纸箱毛坯的切割工作台。

19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述发泡工作台包括向泡沫发生器供给粘合剂的存储箱。

20.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述发泡粘合剂是水基乳胶。

21.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述发泡粘合剂乳胶从大体上由乙烯醋酸乙烯酯和聚乙酸乙烯酯乳胶组成的组中选择。

22.一种用于在纸箱沿加工路径穿过生产包装线移动时形成折叠和胶接的纸箱的系统，所述系统包括：

用于将第一系列的纸箱折片接合并折叠到闭合位置的第一折叠器；

具有至少一个挤压头、用于以所需形式向至少一个纸箱折片涂覆挤压的发泡粘合剂的粘合剂涂覆工作台；

用于将第二系列的纸箱折片接合并折叠到闭合位置的第二折叠器；以及

位于第二折叠器下游、用于向折叠的纸箱折片施加压力以设定涂覆在纸箱折片上的发泡粘合剂的层压工作台。

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