用于生产经改进的弹性包装产品的方法和装置的制作方法

文档序号:4202718阅读:172来源:国知局
专利名称:用于生产经改进的弹性包装产品的方法和装置的制作方法
技术领域
本发明涉及用来制造经改进的弹性包装材料的方法和装置。特别是,本发明涉及的这种装置和方法是用来将湿润片材的细条进行成形、弹性地弯折和起皱成为一种经改进的连结的、松散的包装材料。
泡沫聚苯乙烯颗粒在批发和零售业中,一般用作松散包装材料。这些颗粒用来将产品定位在远离容器内侧之处,并将颗粒充填在其间的空隙中。这些颗粒旨在保护已包装的产品,使之不受冲击、打击或其它不正确的处理。
分放泡沫聚苯乙烯颗粒不太复杂。颗粒仅仅是在重力作用下,从大料箱装入包装容器内的空隙内。
然而,采用泡沫聚苯乙烯颗粒有许多缺点。例如,如果泡沫聚苯乙烯颗粒用来保护装在容器内的重物体,并且,当这种包装受到冲撞或振动时,物体倾向于在重力作用下,向容器底部移动,而颗粒向上浮动。最后,物体会靠在容器底部或侧边上,并且,物体可能会损坏。重量轻的泡沫聚苯乙烯也容易被风吹动,并且散落。
特别引起注意的是,泡沫聚苯乙烯颗粒在使用后,极难处理或破坏。事实上,由于大量采用非生物降解产品,这种产品如果燃烧时,会放出有毒气体。泡沫聚苯乙烯颗粒对环境构成主要威胁,并且,遭到越来越多的社区的禁止。
泡沫聚苯乙烯颗粒对儿童和野生动物也是危险的,他们常常把它们误认为食品,结果消化它们。泡沫聚苯乙烯颗粒是不能消化的,是儿童气管阻塞的主要原因。
也采用过其它包装填充材料,比如碎纸。但碎纸通常平放在容器内,并且,需要非常大量的碎纸作为充填空隙、和保护容器内物体所需的松散材料。为了提供如此大量的碎纸,常常成本过高,而且,使用后,如此大量的纸必须加以处理。而且,平的碎纸的减震能力是很小的。
JohnnyM.Parker的美国专利“折叠和弯边装置”,专利号为5,088,972,并于1992年11月18日授权了。它揭示了用来成形一种包装材料的装置和方法,这种材料可以消除上面讨论过的那些产品中某些不理想特点。这种装置和方法用来将片材的细条弯折和起皱成为具有预定长度的连结、装饰材料和/或松散的包装材料。此装置通常包括一用于商业撕纸机的附属装置,以用于撕碎的片料。此装置包括一块可移动的档板,片材的细条在从撕纸机的切削片挤出时,被推抵在挡块上。可移动的挡板使碎条可控制在被挤在挡板和切削片之间有限的区域内。再将另外的细条塞入此有限的空间会使细条抵靠有限区域内挤满片材的其它挡壁而被压实、弯折及起皱。这使得细条弯折并自身压紧,并形成褶状的成段薄片材。
JohnngM.Parker于1990年6月14日提交的题为“弹性包装产品及其制造装置”(美国专利申请顺序号为538,181),揭示了这种弹性包装产品成形的改进的方法和装置,还揭示了有关这种弹性包装产品的理想特征和特点的进一步细节。其中所揭示的生产包装产品的方法包括下列步骤沿第一方向送入至少一片材料;通过转动两套交替且叠置的切割盘将这片材料切成许多细条;在两套切割盘之间送入这片材;当相应的一个切割盘的至少一个外表面沿第一个方向移动时,通过转动此外表面,可使每根细条前进;限制每个细条不再沿第一个方向继续前进;以及通过限制前进方向并与该方向相反,顺序地弯折每个细条,它包括用来生产包装产品的装置和设备,产生的包装产品包括许多狭窄、伸长的细条材料,该产品具有自然弹性。每个细条包括许多抵抗自然弹性的横向弯折部以形成纵向压缩的条形件。
而根据美国专利(专利号5,088,972)和美国专利申请(专利申请号顺序号538,181)中揭示的方法生产的和加工的弹性包装产品令人满意,但它的一些非常理想特征不能经常简单地或容易地再现。在其中所揭示的发明的一个主要实施例中,采用了筒状牛皮纸,以连续生产所需的、纵向受压缩细条。每个纵向受压缩的细条包括许多横向折叠部,其间,有大体纵向的平面部分。这种细条的重复且受控的结构要求折叠部以与纸张自然弹性相反的方向成形。如美国专利申请(申请顺序号538,181)中清楚地所示,这些折部的最初结构导致折部每侧的纵向平面部分基本上完全接触。在每个细条可以“放松”后,折部两侧纵向平面部分间每个折部的角度,在制成细条的纸材的自然偏压作用下,倾向于张开。
尽管在纵向平面部分之间折部处的角度有点放松是理想的,每个折部处的这个角度的总值以及它随后保持基本呈锐角形式的能力确实影响包装产品的质量。换言之,较佳的包装产品不仅仅包括这种折部的构造,它最终会松驰,而在折部每侧的相邻纵向平面部分之间,形成一钝角。这种“松驰”的纵向受压缩条,不会具有某些所需的弹性特征和非常需要的侧边横向支撑力。
结果,虽然美国专利(专利号5,088,972)和美国专利申请(申请顺序号,538,181)中揭示的发明确实生产了所需的包装产品,它具有这里所说的总体弹性特征,但需要方法和装置要能够用来保证或改进这种具有较佳技师的包装产品。在这方面,美国专利(专利号5,088,972)和美国专利申请(申请顺序号为538,181)揭示的装置是用来对由切割机构成形的许多细条送出具有的抵抗力加以改变。这种在整批切割盘之后有限区域内的抵抗力的变化确实改变了在每个纵向受压缩细条上产生的力。
然而,已经发现,在生产这种包装材料过程中,制造设备的总的温度倾向于影响弹性包装产品的质量。如果湿度较低,则在切割机构的出口处产生的阻力值将会较高,而如果该设备的湿度较高,产生的阻力值需要调整到一不同的较低值,以便试图再产生同较好弹性包装产品的纵向受压缩细条的相同的理想特征。
美国专利(专利号1,680,203、2,668,573、2,679,887、2,786,399及3,150,576)中揭示了用来使片基本起皱或弯折的方法和装置。
美国专利(专利号1,680,203)涉及作为产品的绉纱及其制造方法和装置。此方法和装置用来制造其织品无论是干的、湿和或者宁愿为湿润的产品。还包括机构,它可用来进给织物、但可影响织物(它具有不同相对压力且角度不同)不同部分的聚集情况,从而产生了沿相对不同方向延伸、且具有基本不同、但预定密度的织物绉纹、绉纹或波浪。
美国专利(专利号2,668,573)用来使纸张形成波纹。其中所揭示的发明采用浸湿到一合适程度的材料,由进给辊将其通过一通道以生产波纹结构。此通道包括两个平行表面,它们对应于完成的波浪高度而隔开。此通道包括已经加热到适当程度的辊子或板。以这种方式,沿着热表面而得到的波浪的脊部或波纹的顶部首先被干燥,或者可以说,永久不变。以这种方式实现的波纹非常接近,而相邻的顶部或脊部相互接触或几乎接触。
美国专利(专利号2,679,887)揭示了对以前涂有聚乙烯树脂、或用聚乙烯薄膜层压的纸张进行打折或起绉的方法。织物从延伸到一水箱的鼓下经过,水箱含有加热到适当温度的水,以便使聚乙烯通过对其加以调节的水箱,这样它可变得软而易弯曲,但不会显著发粘或失去其形状,或会流动。除了对聚乙烯进行调温以外,复合织物经过水箱的通道,以通常的方式对纸张进行调温,以便于随后的打折和成波纹操作,材料受到冲洗的时间是如此,以致影响纸张的调温。
美国专利(专利号2,786,399)针对特别适用于作为发动机燃油过滤器部件的那类绉纹片料的本体制造。在操作时,在两细条纸向上在经过辊子后,纸张从一喷嘴下经过,通过喷嘴,混有水的空气干燥的树脂塑料向下喷射到纸的表面上。当纸张经过起绉机构时,树脂塑料可在室温下干燥。
美国专利(专利号3,150,576)揭示的工艺和装置用来在延展性材料片材或带材上形成各种形式的横向波纹。较佳的延展性材料是纸,纸在入口喷嘴的作用下在人字结构间移动进给,喷嘴与压力下一合适的热液体源比如与蒸汽源相连,以在最后成形前对材料进行预处理。
美国专利(专利号1,680,203、2,679,887、2,768,399及3,150,567)揭示了一个步骤,即在操作控制、折叠或起绉之前,对片形材料施加蒸汽、水或一些其它湿润剂。
虽然上述讨论的专利包括用来处理整个片材的机构,而美国专利(专利号2,045,498)揭示的织物可由再生纤维素构成的织物切下的细条形成,它可用于帽子和鞋子的修边,并且,用于针织品中。单个的细条或带没有金属丝的强度和柔性,并且,可以用软化剂型的试剂加以处理,以将硬度降低到织品可用的有限领域内。从再生纤维素的织物切下的具有所需宽度的平条较硬,没有弹性,并且,具有不需要的硬度,金属丝强度低。细条自身挤压或压碎,以产生均匀的软的、易弯的带,这些带通过染机(包括受到约束的轴向圆柱形容器)拉过后,具有较大的金属丝强度。在每根细条送到染机前,涂有或喷有诸如石蜡或其它蜡的润滑剂。这种处理有助于减轻通过染机时的堵塞现象,同时,当它们从平台通到迷宫式或内旋式台时,起到了降低部件摩擦力的作用。
在美国专利(专利号5,088,972)及其所揭示的用于片料的碎条折叠和起皱的装置及方法之前,美国专利(专利号2,621,567、2,686,466及2,770302)揭示了不同装置,它们试图撕碎可以用作包装材料类型的纸头。以一种方式或另一种方式,这些装置中的每一台将纸头撕成或剪切成细条,并在沿着细条长度上的隔开地方,使细条有弯折部,以产生通常的锯齿形细条。虽然弯折部或角部成钝角,并且,不象美国专利(专利号5,088,972)中所揭示的那样牢固地成形或产生,然而,明显的是尽管这些细条成形的方式不太有效,但它仍有做得牢固且良好的锯齿形结构这个优点。尽管上述专利中揭示了这些装置,包括通常用来对片材进行起皱、折皱或折叠的方法和设备,关于将纸张撕碎或剪切碎以形成细条的这些专利中,没有提出过用水或其它液体来提高因此而成形的产品。事实上,显然会考虑到任何这种复杂的叠置的撕碎盘或切割轮可以在被浸湿的纸头环境下或在潮湿的环境下正常工作。
应当注意的是在美国专利(专利号5,088,972)中揭示的较佳机器包括锯齿状切削片。锯齿状切削片旨在促进容易地撕碎片料,并有助于一旦片料咬住切削片时,可将片材拉入撕碎装置。然而,已经发现采用这种锯齿状切削片显著地增加了在所需细条材料成型期间的灰尘。另一方面,在美国专利(申请顺序号538,181)中揭示的较佳切割轮的构造包括光滑的外表面,然而,这外表面会“抓住”并拉住其内准备将片料切割成细条形式的材料。然而,大规模地将片料切成大量的细条产生了由极小片料形成的灰尘。虽然还不知由小纸料构成的灰尘是否是由美国专利(专利号2,621,567、2,686,466和No.2,770,301)中所揭示的装置在进行撕碎期间产生的,但已认识到,任何大规模地切割这种材料会形成这种灰尘颗粒。
另一方面,与其它装置(它们采用一种完全不同的方法以便在成型的细条上产生弯折或弯曲)相比,很有可能的是,在美国专利申请(申请顺序中538,181)中的这种灰尘形成要更大。由于采用较佳方法和装置,以便通过在切割部分出口处限制细条以成形细条,因此,细条在切割区域内保持很长时间,在此期间,切割轮在那里收集的细条旁迅速旋转。切割片的这种旋转显然在其上产生摩擦,它使细条新形成的切边磨损,从而进一步产生尘粒。显然,已经发现,采用美国专利(专利号5,088,972)中的锯齿状切削片会显著增加由于细条成形机构产生的不需要的灰尘量。
若干其它专利,包括美国专利(专利号2,865,080、3,235,442和3,859,965),揭示的装置用来进行各种具有一些浸湿或润湿组份的各种单纤维或纤维以便总体改进其特征。
美国专利(专利号2,865,080)揭示了对单纤维进行起绉和松驰的方法及装置。特别是,较佳的单纤维包括丙烯腈聚合物,在该聚合物中通过将单纤维送入一有限空间而使之起皱,在此受限空间内,单纤维团聚起来,直到有足够的推力,来开启加压的出口门。这通常称作“填充料盒”起皱机。通过将蒸汽引入起皱机腔室,使此方法明显加以改进,这是因为蒸汽既湿又热,并倾向于使单纤维软化,而使它们更容易起皱。
美国专利(专利号2,968,857)揭示了高松密度的单纤维材料及其产生方法,在该方法中,通过将溶液挤过叫做喷射器的一个部件开口,使得纤维素有机酸酯的连续单纤维或一定长度的纤维成形。因此,在非圆形横截面构造中,可以提供单纤维。为了润滑这种单纤维的纤维束,它可以在一辊子上通过,而此辊子浸入一装有水或润滑剂和软化剂的水乳胶液的槽内。在纤维束经过第一个填充料盒后,再经过一个含有水或其它润滑剂的辊子。
美国专利(专利号3,235,442)揭示了一种可结晶的线性缩合聚酯的起皱纤维束及其成形的工艺。纤维束的拉制过程为通过一组保持给定的均匀圆周速度的进给辊,然后环绕其它具有均匀周边的辊子,它们比进给辊还要高。纤维束在经过高速辊时,通过一预先浸湿的含有一个水浴的容器,水浴可在室温下或加热到40至70℃的温度。另外的热液体可以喷在纤维束上,与纤维束一起运动。纤维束在拉辊施加的张力的作用下,被拉伸的长度几倍于其原始长度。最后,纤维束进给到“填充料盒”,以便产生以通常起绉的、片形的纤维束的聚集物。
美国专利(专利号3,859,695)揭示的一种填充料起皱系统用于包括纱、纤维束或线的织股。已经发现压力下的流体诸如蒸汽引入填充起皱机腔是需要的,以便在适当考虑构成织股的材料的同时对一腔室内的织股提供加热和润湿所需的温度和压力,以及提供湿度。
显然,需要用来改进通常如美国专利(专利号5,088,972)和美国专利申请(申请顺序号538,181)中所揭示的包装产品质量的任何装置,这两个专利都已转让给本申请的受让人且在此处作为参考。如果包括所有可提高此产品质量且简化其成形过程的所有方法或装置,则是有利的,另外,如果采用的所有方法或装置将减少不希望有的灰尘物(它们会夹杂在包装产品中)的形成,则是有利的。
因此,本发明的一个目的是,提供一种成形包装产品的方法,此包装产品具有所需要的特征,即在每个细条上有许多成角度的弯折部,角度是稳定的,以提供所需的弹性和侧向支承。
本发明的另一目的是,提供一种方法,它可控制而便于促进包装产品所需的成形。
本发明还有一个目的是,提供一种成形较佳包装产品的方法,它们使成形的包含不需要的包装产品变得最少。
本发明再有一个目的是,提供一种利用较佳方法以成形经改进的包装产品的装置。
本发明的这些及其它目的通过一种经改进的包装产品的较佳方法来实现的,该方法包括下列步骤提供一卷纸材;从辊子进行纵向地拉纸材;给纸材添加水,以成形润湿的纸材;沿润湿纸材的横向方向,依次横向切割润湿纸材,以便依次成形润湿纸材的纸片,它与润湿纸材的剩余部分分开;沿第一个方向,将每张润湿纸材的纸片,在横向切割后,从润湿纸材的剩余部分拉出;沿第一个方向,将每片润湿的纸材切成许多润湿的细条;在切割后,沿第一个方向,使每个润湿的细条行进;限制每个润湿的细条使之不再沿第一个方向继续前进;通过沿与行进相反方向的限制,依次弯折每根润湿的细条;以及使每根润湿的细条干燥,以成形一根沿纵向受压缩的细条。
依次弯折的较佳步骤产生润湿细条的许多弯折部,而相邻的弯折部沿相反方向。依次弯折而形成许多弯折部的较佳步骤是防止润湿细条的自然弹性,以在每个弯折部产生偏压,以致将润湿细条的相邻纵向部分分开;相邻纵向部分靠近每个弯折部,并且,可使每个润湿细条干燥的步骤使每个弯折部具有稳定性,以便在相邻纵向部分之间形成一稳定的角度。较佳方法还包括将许多润湿的细条收集在依次弯折后沿第一个方向延伸的卸出槽内的步骤,以使每个润湿的细条在卸出槽内干燥。
通过两套交替的叠置切割盘的旋转进行切割的较佳步骤。拉动每张纸片的步骤包括在两套切割盘之间投送每张润湿纸片;以及使每根润湿的细条引进的步骤是,通过使相应的一个切割盘的至少一个外表面沿第一方向运动时进行旋转来实现的。
横向切割的较佳步骤只是部分地通过润湿的纸材,以便在拉动以前,使每张纸片部分地与润湿纸材的剩余部分相连,以及拉动步骤将每张纸片同润湿纸材的剩余部分分开。
较佳方法还包括以下步骤,在添加水后,沿纵向切割润湿的纸材以形成润湿纸材的许多纵向片段,重新引导润湿纸材的每个纵向片段,以便使之叠置,从而在依次横向切割前,提供多层的润湿纸材,对润湿纸材依次横向切割,润湿纸材包括许多层的润湿纸材的纸片,它们分别部分地与润湿纸材的剩下部分各层相连。
加水的较佳步骤包括调节加到纸材的水量,以选择润湿的纸材的含水量。加水的步骤包括使一经过装水容器且抵靠着纸材的辊子转动,以将水从容器加到纸材上,通过改变辊子相对于纸材的辊子的旋转速度加以调节。较佳的旋转方向是对应于纸材因辊子作用而运动的方向。
本发明的目的由一较佳实施例实现,此实施例包括用来生产经改进的包装产品的装置,该装置包括一卷纸材,其构造可沿纵向将纸材从辊子拉开。对纸材加水的装置用来成形润湿的纸材。横向切具,沿润湿纸材的横向至少部分地切割润湿的纸材,以便依次规定同润湿纸材的剩余部分分开的润湿纸材片。一进给装置用来在由横向切具至少部分切割后,沿一个离开润湿纸材的剩余部分的第一个方向依次行进每张润湿纸材片。一切割装置用来沿第一个方向,将每张润湿纸材片切割成许多润湿的细条,一限制区用来限制由切割装置成形的每根润湿细条,以使每根润湿的细条弯折。对每根润湿的细条进行干燥,以形成横向受压缩的细条。
用来将每张润湿纸材片切割成许多润湿细条的较佳切割装置包括两套旋转的、交替的叠置切割盘,进给装置用来在两套旋转的切割盘之间引导每个润湿的纸材片。
用来加水的较佳装置包括一装水容器和一个辊子,有辊子排列成能与纸卷和横向切割之间的纸材接触,还包括一个驱动系统,用来使经过水并抵靠着纸材的辊子转动,以便将水从容器传送到纸材上。用来旋转的驱动系统包括控制装置,用来有选择地改变辊子的转动速度,以便有选择地改变传送到纸材上的水量。驱动系统最好使辊子沿着相应于纸材运动的方向转动。
较佳装置包括一构造,它可使位于加水装置和横向切具之间的润湿纸材沿纵向进行切割、并分层。沿纵向切割和分层的构造形成了许多由润湿纸材构成的纵向片段,并再引导纵向片段,以产生叠置,并且对每张纸片和每根润湿的细条提供多层润湿的纸材。


图1是一幅用来生产经改进的包装产品的较佳方法和装置(包括本发明各特点)的示意顶视图。
图2是沿图1中线Ⅱ-Ⅱ所示的装置简化剖视图,但包括另外的细节。
图3是沿图2线Ⅲ-Ⅲ的包括本发明各种特点的装置简化端视图。
图4是沿线Ⅳ-Ⅳ的进给和切割部分的侧视图,包括本发明的另外细节的各个特点。
图5是图4所示机器的那些部分的部分截面图。
图6是图4和图5所示机器的那部分的排出段的部分顶视图。
图7是图4、5和6中所示机器的切割区域的部分放大图。
图8是沿图6中所示的线Ⅶ-Ⅶ的部分截面图。
图9是沿图6中所示的线Ⅸ-Ⅸ的部分截面图。
图10是成形后、在第一预定时间时的已有技术的典型基本受压细条材料的部分侧视图。
图11是图10中相同的典型基本受压细条材料在可以松驰一段另外预定时间后的部分侧视图。
图12是包括本发明各种特点的成形后在第一次预定时间时的较佳典型基本受压缩细条材料的部分侧视图,以显示与图10所示细条材料比较的特征。
图13是图12所示较佳的典型基本受压缩细条材料在另外预定时间内(其时间同图11所示的细条材料松驰时间相同)松驰后的部分侧视图,以便进行比较。
人们应当了解,附图未必成比例,以及图中元素有时用图形符号、剖示图、示意表示以及部分视图等来描述。在某些例子中,附图中已省略了对理解本发明是不必要的、并且会使其它细节难于辨清的那些细节。例如,图1的示意图包括另外的框架件、托架件及调节机构,它们是印刷和纸张行业中众所周知的,用来从一个辊子供给和送进大片纸张。另一例子,已经省略了用来支承辊子,以及保证其自由回转的各种轴承。再比如,图10至图13中所示的细条材料的表示法(图象)特定地描述了由较佳方法和装置产生的许多形式中仅仅一些典型细条的总体构造,但表示了由已有技术方法和装置产生的细条同由本发明较佳方法和装置产生的细条之间的相比较的特征。
如图1所示,本发明的较佳方法和装置基本上是由一较佳的包装纸装置10提供,该包装纸装置10包括若干可从美国专利(专利号5,088,972和美国专利申请(申请顺序号538,181)中揭示的已有技术机器找到。
基本上,用来成形包装产品的较佳装置10包括一用来从一辊子16供应大量纸片14的进给段12。在纸张行业中,这种大辊子16的安装和替换方法是众所周知的。在成形包装产品的较佳装置10中,辊子16包括横向宽度约60英寸的纸片14。纸片14,正如将会看到的将被分裂成三个单独的纵向片段30、32、34,然后,重新导向,以提供向较佳机器200进给的三层纸材100。正如下面要讨论的,机器200包括一进给段202、一个切割段204以及一个排出段206。
在较佳装置10中,大纸片14从辊子16的下部引导,绕过下部导辊60,经过一较好的润湿系统20。纸片14,从润湿系统20进一步向上导向成层机构22,以便对纸片14进行纵向切割,并成层。成层机构22包括两个纵向切具24,它们基本上将纸片14分成三个纵向片段30、32、34。纵向片段30、32、34分别加以再导向,绕对角杆件40、42、44。片段30、32、34的重新导向导致成层,以便成形组合层的纸材100。然后纸材100被导向到机器200,以便成型下述包装产品。
因此,正如所述,较佳装置10包括通常在美国专利(专利号5,088,972)和美国专利申请(申请顺序号538,181)中可以找到的那些特点,但不包括润湿系统20。
如图2和图3所示,较佳的润湿系统20包括一伸长的开口容器50,此容器延伸从那里经过的纸片14的整个长度。从储水箱52向容器50连续地供水,而储水箱52有一个带相关供给管路56的供给泵54。加入容器50的水可通过另一端的回路58溢流。结果,新水可加入容器50,过量水可回到储水箱52。
为了把容器50中的水传送到纸片14,纸片14首先被引导而绕着位于润湿系统20下部区域处的下导辊60。从导辊60通到成层机构22的纵向切具24纸片14由润湿辊62引导。将润湿辊62安装成延伸入容器50内的水中,并由电机64和有关的传动机构66进行旋转。传动机构66包括一位于电动机64输出处的同步传动滑轮以及一个位于润滑辊62端部的同步传动滑轮,而一同步皮带在其间延伸。电动机64包括变速机构,以调整润湿64沿箭头所示方向的转动,纸片14从那里运动。润湿辊62的旋转使容器60中的水在圆柱面上沉淀,然后当其越过润湿辊62的圆柱面上时,传送到纸片14。润湿辊62的实际位置可通过端部安装件68的运动,加以调整,这些安装件68示于图2和图3中,但在图1中省略。通过定位与偏压弹簧74方向相反的调节螺栓,端部安装件68可以调节地绕着枢轴70旋转。结果,可由两个手段来调节加到纸片14上的水量。电动机64速度的增加会导致润湿辊62旋转得更快,以便给纸片14传送更多的水。另外,通过端部安装件68有选择的运动,可对经过润湿辊62圆柱形表面的纸片14施加较大的压力,从而可进一步保证将水引导到纸片14上,以增加其湿度。
如图3所示,经过润湿辊62而润湿的纸片14向上引导到可调节的纵向切具24,以便重新定向而绕着一支承辊80。每个纵向切具安装在沿纸片14整个长度延伸的杆件62上。调节机构84可用来增加在每个切具24上的压力,可以保证润湿的纸片14的整个纵向切割。每个纵向切具24与尿烷表面部分(未示)对准,以提供对由纵向切具24产生的切割动作提供适当的支承。
结果,随着纸片14由水的沉积而润湿,纸的每个纵向片段30、32、40在前进到绕着对角杆件40、42、44之前被润湿。当这些片段重新连接,以向机器200前进时,它们形成了较好的三层润湿纸材100。
如图4至图7所示,本发明的较佳实施例包括用来成形较佳的和经改进的包装产品的机器200,它与美国专利申请(申请顺序号538,181)中揭示的相似。与美国专利申请(申请顺序号538,181)中揭示的宽度约15英寸的机器,相比,较佳的机器200已适用于将宽度提高到约20英寸。正如将要看到的,对较佳机器进行的其它修改,以提供各种交替构造,而它们未在本发明范围之内。
较佳机器200包括进给段202、切割段204和卸出段206。进给段202的构造可将一张或多张纸片材料送入切割段204,进行纵向切割。然后,将切割段204切下的细条从切割段204排放到卸出段206,并进行干燥。
为了向机器200提供基本动力,在进给段202中有一进给电动机208。进给电动机208有一相关的减速齿轮段210,其减速齿轮输出形式为一传动链轮212。为了对切割段204提供动力,一台切割电动机214具有相关的减速齿轮段216。减整齿轮段216的输出形式为一传动链轮218。
为了开始机器200的操作,用来成形较佳包装材料的润湿纸材100最好从供给段12供给,以便将一层或多层润湿的纸材100提供给供给段202。如图9所示,材料100通过两导向辊219而初步对准。如上所述尽管在图4中没有专门重复,三层润湿的纸材100最好由供给段12提供。
如图5所示,进给段202的构造为使润湿的纸材100沿第一个方向A纵向前进。第一传动辊220将润湿的纸材100喂入到横向切割部件222。横向切割部件222包括四个旋转的切削片224,切削片安装在轴225上旋转。支承圆柱226与轴225对准,并包括氯丁橡胶段228,它们用来与切削片224专门对准且协同动作。
尽管未在图中示出,每个较佳的切削片224不仅包括一基本上为锯齿形的刀口,也包括几个沿其长度的几个间隙,以便当润湿的纸材100在其下通过时,只对其进行部分切割。由于润湿的纸材100只部分地切割,而规定了部分与纸材100的剩余部分相连的纸片238,它被送到第二个传动辊230,以便进一步引导到切割段204。为了将润湿的纸材100及纸片238保持在前进到横向切割部件222,一个第一偏压辊221被偏压向第一传动辊220并与之对准。第二偏压辊231被偏压向第二驱动辊230,并与之对准。
所有第一传动辊220、支承圆柱体226和第二传动辊230以同样转速旋转。进给段202中的每个部件宽度最好大于20英寸,以便将润湿的纸材100提供到切割段204,正如将会看到的,切割段204也能容纳20英寸宽的纸材。第一传动辊200最好有隆起部或者是粗糙的,以便在将润湿的纸材100送过其中时,有足够的摩擦力,而第二传动辊230最好是光滑的。另外,第二传动辊230的直径稍大于第一传动辊220,以便将润湿的纸材100保持拉紧的状态,并由横向切割部件222进行恰当地部分切割。由于辊子230的光滑表面,由稍大的第二传动辊230产生的另外张力不是以仅仅靠传动辊220、230的作用将润湿的纸材100产生的纸片238从其余部分实际地撕下或分开。
包括切削片轴225、支承圆柱体226和第二传动辊230的用来提供第一传动辊220旋转的机构示于图4中。基本动力由进给电动机208提供,第二传动辊230包括一刚性地安装在其端部的传动链轮232,用来实现来自传动链轮212与链传动装置213之间的传动连接。第二传动辊230的轴上的齿轮232a与安装在进给段202的侧壳体上的第一隋轮233啮合,且使之转动。第一隋轮233本身与齿轮234啮合,齿轮234与支承圆柱226相连。齿轮234与第二隋轮236及一个较大齿轮239啮合,大齿轮239与切削片224的转轴225相连接。齿轮239的直径是齿轮234直径的两倍,以使轴25以支承圆柱226一半的速度旋转。结果,四个切削片224在以相应的不同速度旋转时,与支承圆柱226的二个氯丁橡胶段228对准。第二隋轮6与第一传动辊220端部上的传动齿轮237啮合,且使之旋转。随着每个链轮和齿轮沿图4和图5上的小箭头所示的方向转动,可以看到,多层的润湿纸材100将由进给段202向切割段204投入。
在另一种构造中,齿轮传动可以改变,以使支承圆柱的直径更大,这样,其上可包括三个氯丁橡胶段。较大的支承圆柱可以使整个机器宽度有更大的稳定性,这是因为润湿的纸材328通过进给段而纵向前进时,由沿润湿纸材328横向延伸的切削片进行所希望的横向切割。
在较佳机器200中,进给电动机208是变速的,其减速齿轮段210的减速为10∶1。电动机208最好设成以每分钟约360英尺的速度进给宽约20英寸的润湿纸材100。切削片224绕轴225的间隔为沿润湿纸材100的长度每隔4.4英寸,进行部分切割。因此,纵向投入切割段的润湿纸材100的较佳纸片238,其宽度为20英寸、而长度为4.4英寸。
切割段204正如图4、5、6和7中所示,包括上和下组叠置的切割盘240、242。切纸盘240固定地安装,以便在轴241上旋转,而下切削盘242固定地安装,以便在轴243上旋转。下轴243包括一传动链轮(未示),并由链219a与切割电动机214的传动链轮218连接。轴241和243由匹配的齿轮(未示)相连接,以便基本沿箭头B所示方向沿相反方向进行相应的转动。盘240和242的叠置和相互啮合是如此,以致在其各自轴241和243上的相邻切割盘240和242相互隔开,以使其间的在其它轴243和241上的切割盘242和240从进给段202接收润湿纸材100的每张纸片238,无论是一层还是多层。一旦在切割盘240和242之间被引导的纸片238沿方向A纵向地切割成润湿的细条,而每个细条包括与进给段202所供给的原先纸片238相应数目的层数。
通常,切割纸片238以便形成与每个切割盘240和242相关的、伸长润湿细条。在每个切割盘240的侧刀口和相邻切割盘242的相邻侧刀口之间进行切割。由切割盘240和242产生的润湿细条一般保持对准,以便由一组与切割盘240和242相关的一组梳刷装置244通过切割段204。
每个梳刷装置244包括一用来接收通过其间的相应轴241和243的中央开口245。一轴241和243上的梳刷装置与其它轴243和241上的相应切割盘242和240侧向或横向对准。每个梳刷装置244安装在横向杆件246上并由246支承,杆件246越过切割段204,并通过梳刷装置244端部中的对应孔。虽然由杆件246支承着,较佳的梳刷装置244可以同切割盘240和242相同的方式,沿轴241和243,进行有限的运动。
最显著地,每个梳刷装置244包括一端面248,而端面248与相反轴241和242上的相应切割盘240和242对准。切割盘240和242及梳刷装置244对准的端面248的构造,形成了一总的区域,此区域用来当纸片238经过其中时,由切割段204产生的润湿细条的受限制运动。对准的端面248在切割段204卸出侧的每个梳刷装置244的延伸部250处终止。下面将讨论延伸部250的目的。
切割段204由带变速控制器的电动机214提供动力,并且,包括具有6∶1减速比的减速齿轮216。每个切割段240和242宽约1/8英寸。因此,每个切割轴241和243包括至少80个切割盘240和242在其上,以便对两组提供至少160个切割盘240、242,以便按所需的,对宽为20英寸的纸片238进行切割。最好,对电动机214的速度进行调节,以使每个切割盘240、242的外圆柱形表面的速度为每分钟约380英尺。换言之,切割盘240、242以比第二驱动辊230快的线性速度旋转。结果,切割盘240、242较快的速度使得它们能在纸片238进入其间时,抓住纸片238,从而使每张纸片238从其接着相邻的纸片238上拉下,以便将部分切割的纸片238分开,以便使纸张通过切割段204前进。如图5所示,分离尚未发生,并倾向于在纸片238正要从第二驱动辊230离开时发生。对于驱动辊230所需要的是能与接着的相邻纸片238保持接触,以便保持材料上的张力,以进行横向切割。结果,每张纸片238,无论是否具有单层或多层润湿的纸材100,都将在下一提供的纸片238进入切割204之前,在切割段240中沿纵向切割成润湿细条。
从上面的讨论,应当清楚的是,较佳的机器200也必须包括一些机构,它们用来在润湿的细条在切割段204内成形之后限制其运动。因此,卸出段206与切割段204对准,并且,主要包括一卸出槽260。卸出槽260由框架258保持就位,框架258固定在切割204的两侧。较佳的卸出槽260主要由胶质玻璃或一些其他耐用的透明塑料制成。
卸出槽260包括一个下壁262的一个上壁264,其间有两个侧壁266。为了总体上支承卸出槽260,一对下托架268固定了框架258上,可在其上接收、并支承下壁262。每个侧壁266的引导端可移动地由螺栓机构276固定在下壁262和上壁264之间。为对下壁262和上壁264施加压力,以便完全将侧壁266保持在其间,在框架258的顶部,有可调节的托架机构,以在上壁264上产生向下的力。具体地讲,托架270越过上壁264的顶面而延伸,并由可调螺栓机构274保持就位,螺栓机构274通过固定在侧框架258之间的刚性杆件272进行延伸。基本上,螺栓机构274企图通过托架270来对上壁264和下壁262施加增强用的压力,同时,也在侧壁266的上下表面上,提供大的摩擦力。
当了解比较佳卸出槽260可以加以调节,以便当成形的润湿细条从切割段204卸出时,容纳具有不同宽度的润湿纸材的纸片,则对侧壁266施加压力的这个机构就意义重大。换言之,如图6所示,卸出段206旨在接收由宽约20英寸的润湿纸材的纸片成形的细条。然而,进给段202和切割段204可合理地容纳窄到约15英寸的纸片。在美国专利申请(申请顺序号538,181)中揭示的实施例中,卸出槽的宽度较窄,这些因为它想用来进给较窄的纸片。整个构造与适应较宽的槽260相同,只是修改成能随因体积和表面积增加而产生的较大力。
为对卸出段206提供适当的卸出,可以调节此较佳槽260,以便对从切割段204卸出的润湿细条,提供足够的阻力。为在卸出段206内增加阻力,由螺栓机构276来安装侧壁266,可使每个侧壁266的尾端转动,以使卸出槽260具有狭窄轮廓。具体地说,如果侧壁266的构造适合较窄的润湿纸材的纸片,则可将螺栓274旋松,以减少托架268和270之间的压力。随着上壁264和下壁262上的力减少,每个侧壁266可绕各自的螺栓机构276转动。为了适当调节侧壁266,每个框架258有可调螺栓机构278,以使侧壁266有控制地定位,而依靠螺栓机构276。尽管图6中显示的侧壁266是平行的,以容纳宽约20英寸的润湿纸材的纸片,如果润湿纸材的纸片窄到15英寸,可以向内调节螺栓278,以使卸出槽260的尾端显著变窄到约15英寸。产生的窄轮廓可以产生减少的体积,以将润湿细条收集在其内,并且,以对通过其中卸出的所有润湿细条进行很大的限制。
润湿细条经过卸出槽260可以通过在其出口端处设置调节门280来进一步加以限制。门280与上壁264用铰链配合。门280两端的托架282可用于手动或自动控制机构(未示),以对门280进行适当定位。如上所述,控制本发明包装产品连续生产的门280不必总是处于闭合和限制的位置。换言之,一旦门280关闭以将包装产品足够收集在卸出槽260的内部,由于包装产品通过卸出槽260产生的总摩擦力可足以在切割段204的卸出处产生恰当的限制,以便在细条中产生下面将要描述的所需特征。
在较佳机器的一种构造中,卸出槽260的内部高度H约为2英寸,而内部宽度W可在约15和20英寸之间变化。由于卸出槽260内产生的巨大压力和力,下壁262和上壁264厚约3/4英寸,而每个侧壁266厚约1-1/2英寸。而卸出槽的较佳长度约12英寸,此长度可根据生产较佳包装产品所用的材料类型加以选择。2英寸的高度使每个梳刷装置244的延伸部250可松驰地定位在槽260的内部,以便产生从切割段204至卸出段206的较佳传送。
虽然卸出槽260的构造可以根据所提供的纸片尺寸来调节内部宽度,应当指出的是如果机器企图用来连续地接受宽度相同的纸片,则不同的简化构造也可以加采用。比如,整个卸出槽可由刚性、且牢固连接的顶壁、底壁和侧壁来形成。另外,这种卸出槽的底壁会从该卸出槽的中部区域向下倾斜,以便在制成的包装材料从卸出槽端部卸出时,有助于其传送。
如图4、5和6所示的,以机器200为形式的较佳实施例,不包括由其成形的包装产品的表示符号。然而,图7的部分放大示图包括一在切割段204内部的表示符号。应当了解,较佳机器200生产完全包紧的成组润湿细条,它们基本上包括在膨胀、松驰和与卸出槽260相混前以及在离开卸出槽260后的较佳包装产品。许多紧紧相混且互连的细条产生的包装产品,以紧密的形式以致使得实际鉴别切割段204和卸出段206内的各种润湿细条的取向及构造变得很难。然而,在示意图7、8和9中可对由机器200中形成的包装产品的代表有最好的理解。
通常,应当承认用来成形较佳包装产品的润湿纸材有易于抗弯折的自然弹性。无论片形材料是纸、纸板、聚酯薄膜或任何其它材料,这种材料典型地倾向于以伸直的形式保留且抗任何弯折。只要简单地拿一小张纸,并试图将其折成一半,就可以容易地观察到这个原理。如果人们试图对弯折处施加压力,以便在材料片上留下弯折记录,则当纸的两半趋向于自然分开时,弯折处“松驰”是不奇怪的,这是因为纸内原有的“记录”倾向于抗弯折。如果几层纸也同时弯折,也可观察到同样原理。
虽然这种条件显然适合于干燥的纸,但已经发现润滑纸趋向于以基本相同的方式反应,但程度不同。换言之,如果纸稍湿,则需要较小的力,对弯折部开始施加压力,以对润湿的纸材施加一弯折记录。另外,当因纸内原始“记录”使两半纸趋于自然分开、而弯折部松驰时,分开程度比干纸产生的要小。另外,因为分开程度小,弯折部趋于更稳定,并且,当纸干燥时,在同样的时间内与更干的纸材形成的弯折部相比,其弯折部处的角度更小。
虽然本发明包括向纸材提供水的机构以提供湿度,应当记住生产地点的自然温度可以包括空气中和纸材中的一些水份。结果,设备处的总体湿度可以产生具有较佳特征的包装产品,或者另一方面,可导致具有较少所需特征的包装产品产生不利影响。虽然清楚的是调节门280可影响由较佳机器生产的细条内弯折部的形成和特征,显然,润湿的纸材会使所需的特征更容易、更简单地得到。而且,调节纸材内的水分量的机构能在不同设备中方便、且可靠地再生产所需的纸张包装产品,即使不同设备可能具有不同湿度条件。
在下面剩下的所有描述中,应当指出在较佳细条内产生的每个弯折部,至少在开始时很紧,这样,润湿细条的相邻纵向部分趋向于紧密接触。然而,正如将要看到的,当每个细条上的压力松驰时,弯折部将有扩张或松驰的自然趋势,从而使相邻弯折部的部分成斜角地分开。
正如图7所示,润湿纸片238在切割盘240、242之间进行时,在其侧刀口处,初步切割,以形成初步的润湿的细条300a,细条300a趋向于沿着各切割盘240和242的光滑外圆柱表面240c和242c平放。初步润湿的细条300a至少部分地由旋转面240c和242c向切割段204的卸出侧行进。
然而,通过将预先成形的润湿细条收集在卸出段206中,可对初步成形的润湿每个细条300a提供大的阻力,这将在下面讨论。首先,应充分地了解许多预先成形的细条紧密地收集在切割段204的卸出侧。结果,当每个初始成形的润湿细条300a由每个施加摩擦力的切割盘240、242作用,而前进通过切割段204时,其端部的阻力使初步成形的细条300a依次弯折,以提供纵向受压缩的细条300b。通过在卸出侧收集的预先成形且完全沿纵向受压缩的细条300b,纵向受压缩的细条300b本来就在切割段204内形成。
不可能停下机器200,并检查靠近切割盘240、242的区域,以观察完全沿纵向压缩的细条在切割盘240、242和梳刷机构244之间的确切位置。然而,预期的是它们将趋向于集中在轴241、243中心间连接管路的卸出侧。结果,有可能初步形成的润湿细条300a将比图7所示的短。当每个润湿的细条沿纵向切割时,每个润湿细条可以开始顺序进行弯折。然而,由于所有切割240、242向卸出侧转动,似乎是在每个完全沿纵向受压缩的细条300b上产生的摩擦力将倾向于使它们向切割段204的卸出侧集中,而不是向切割段204的连接管路集中。
运动集中的完全沿纵向受压缩的细条300b保持就位,以便由每个梳刷装置244和延伸部250的对准端面248卸出。如上所述,图7表示最佳地理解完全纵向受压缩的细条300b在卸出侧处的切割段204内的收集类型。虽然在形成完全纵向受压缩的细条300b时,外圆柱表面240c、242c确实对每个初始的细条300a施加一些压缩力,也应当明白每个切割盘240、242的侧表面240s、242s也在成形期间及以后,对每个完全纵向受压缩的细条300b施加侧向摩擦力。
应当指出的是,较佳机器200与美国专利(专利号5,088,972)中揭示的实施例不同,这是因为它包括切割盘240和242的光滑圆柱形外表面240c、242c。美国专利(专利号5,088,972)中的切割盘包括锯齿状或齿状构造,它可以抓住材料,并可保证对材料进行恰当的纵向切割,以成形细条。然而,已经发现美国专利(专利号5,085,972)中揭示的装置的一个特点通过光滑外圆柱形表面240c、242c,而得到了改进,这是因为在机器200的切割段204内各种细条沿纵向被压实的类型。光滑外圆柱形表面240c、242c不趋向于将材料撕下或磨损,并且,大大减少产生灰尘或其它细颗粒的可能性。而且,如图7所示,随着完全沿纵向受压缩的细条300b紧密地在切割盘240、242的出口侧加以收集,切割盘外表面的光滑边缘会在预先集中的、完全沿纵向受压缩的细条300b旁,进行转动,而不会过份地沿侧向撕下,而这将会明显地产生大量的尘粒。
现在应该清楚的是,由于切割盘240、242的转动提供的总力以便产生完全纵向受压缩的细条300b,该力也继续对每个预先成形的润湿细条施加力,以使之沿朝向卸出段206的方向移动。根据所生产的材料厚度和弯折部的数量,通常,由4.4英寸润湿的细条制成的完全沿纵向受压缩的细条300b在切割段204内长度仅约1/2英寸-约1英寸。
从上述,应该清楚的是在本发明以前,人们无法精确地确定通过插入润湿的纸材,在此撕碎或切割机内,到底会发生什么。人们也许会预期润湿条件下的大量这种纸会损坏切割盘,甚至可能不能有效地进行切割。相反,用本发明,已经发现润湿纸材的纸片可由切割盘进行有效地切割,并且一般,从其旁前进,以形成所需的受压缩细条。另外,虽然在已有技术中,由较佳的切割段201或任何其它类型的撕碎机进行一般大范围的切割过程,以成形细条时,会碰到一些尘粒,已经发现润湿的纸材一般会减少产生的尘粒的数量。通常感到纸材的附加水份在刀口的切割期间倾向于提供一些润滑,并且,在切割盘的邻近表面经过细条旁边时,能防止进一步磨损。
如图8可见,根据可能的最佳观察,在紧密地沿纵向受压缩的细条300c通过卸出槽260行进时,润湿的细条似乎以某种波浪的形式在卸出槽260入口端附近集中。虽然紧密地沿纵向受压缩的细条300c有限紧的弯折部,但并不预期其弯折部会象在切割段204内初步形成的完全沿纵向受压缩的细条300b的弯折部那样紧。明显地,在卸出槽260内产生的会使每个初步润湿的细条300a依次弯折,该力在切割段204内会比沿着卸出槽260的后面几个部分处更大。切割段206的卸出侧的限制力比沿卸出槽260的另外位置处的限制力更大,这是因为各种细条在沿卸出槽260的内表面滑动时产生的摩擦阻力的附加作用。因此,图8只示意地表示卸出槽260进口端会发生什么,而波浪可能不均匀或者定位不均匀。然而,细条300c应该仍旧沿纵向受压缩得很紧,但不会象完全纵向受压缩细条300b那样紧。这种纵向受压缩较少的趋势完全符合用来成形,(包括基本包装产品)细条的材料的弹性性能。
图7和图8中关于完全纵向受压缩的细条300b和紧密地纵向受压缩细条300c的表示,无论细条是干的或湿的,都相似。由于不能精确地检查卸出槽260进口的内部,希望能示意地表示出干或湿的细条。另外,应当指出的是,有关精确检查切割段204内部和卸出槽260进口的同样问题会阻碍精确地确定湿润细条开始到完全干燥的时间。人们预期润湿的细条能在卸出槽360内保持润湿一段时间,而在纵向受压缩细条从端部卸出时将要干燥得多。事实上,虽然在对润湿纸材100的纸片238进行初始切割期间,材料将保持润湿,以减少类尘的形成,然而,沿纵向进行有效地切割,以成形许多细条,而由切割盘240、242对每根细条进行的实际压缩会明显地开始减少每个细条中的水份,并且开始干燥过程。显然,在卸出槽内部和每个切割盘240、242的侧部及圆柱边缘处,会产生显著的摩擦。因此,由于在切割段204的卸出口及卸出槽260内,产生摩擦,每个细条在移动通过卸出槽260期间,会发生干燥过程。
如上所述,虽然相信润湿的纸材会在不需要的灰尘材料较少产生的条件下,也应当注意纸材的润湿条件也许可使小的边缘颗粒,在细条趋向于干燥时,与细条的剩余部分重新连结。结果,润湿的细条应该导致所形成的尘粒较少,并且,在单个的受压缩细条开始干燥并移向卸出槽260出口时,使在包装材料内的捕捉尘粒也很少。
如图9可见,在卸出槽260内离开切割段204较远的某位置处,包括一混合组的纵向受压缩得较少的细条300d。而且,纵向受压缩得较少的细条300d将进一步干燥,并且,同切割段204内初步成形的细条相比,水分较少。当纵向受压缩得较少的细条300d上的压力倾向于下降时,因为卸出槽260的卸出端处的开口,每个细条的自然弹性趋于使它们扩张并相对复位在卸出槽260内。细条在接近卸出槽260的端部时,细条300d体积扩张很大,所有纵向受压缩较少的细条300d完全相互混合并复位。
根据图7、8和9的描述,应该清楚的是成形纵向受压缩细条所需的基本的力,通过使切割盘240、242抵抗先前成形的纵向受压缩细条的阻力,而旋转产生的,而这些先前形成的细条趋向于集中在全长的卸出槽260。每个纵向受压缩细条的自然弹性使它们在向卸出槽260端部行进时,通常沿纵向扩张,并且一旦从卸出槽260释放而进入一容器(未示)时,每根细条将进一步扩张。结果,现在应该清楚的是,较佳的机器200并不仅仅包括一撕碎机构造,成形细条集中,它被压缩,以形成包装产品。相反,较佳的包装产品由许多单个的纵向受压缩的细条组成,它们倾向于以相互交结、且弹性的方式扩张,以便产生的带单个细条的最终包装产品具有自然弹性、并且,趋向于纵向扩张和倾向于抗横向力或侧向力。
图10所示的为已有技术的纸材100的典型纵向受压缩细条。总体受压缩的细条材料300与由已有技术过程形成的所有细条有关不相似。显然,其它这种细条在相邻平面部分之间有不同的一般锐角,且这些平面部分有不同的长度。然而,纸材300的细条是典型的,还包括一些典型特征,其目的是比较通过使用由本发明的较佳方法和装置而成形的相似典型纵向受压缩细条材料400。因此,在从卸出槽放出后的第一次预定时间时的细条材料300,在弯折部处,有一典型角度R。
如图11可见,再经过附加的预定几小时或一两天的时间后,同样的细条材料300可以松驰,且通常会在弯折部处扩张一个较大的锐角S。
从图12可见,一种相似的较佳典型纵向受压缩的细条材料400是由本发明的较佳方法和装置成形,它具有的长度与弯折部之间的相邻平面部分类似。然而,由于在成形时,将水份引入材料,成形后的预定时间与图10的细条材料300的相同,弯折部处的角度T比细条材料300的相应角度R要小。正如指出的,已经发现对将水份引入纸材料将会使最终的细条材料400更易弯折,并且趋向于包括弯折部处的角度较小。
而且,如图13可见,在经过几小时或一、二天的同样额外预定时间后,细条材料400扩张将是如此,以致弯折部处的角度U将小于图11中所示的可比的已有技术细条材料300的弯折部处的角度S。
应当理解已有技术和本发明的较佳包装产品都包括许多相互交结的这种细条材料,它仍有继续扩张的趋势。因此,图11和图13中所示的细条材料300和400基本上已从相互交结的许多类似的细条上移去,以便证实下列趋势,即,当因为没有与额外的这种细条交结而产生的阻力时可以充分扩张。
然而,应当清楚的是采用本发明的方法和装置会产生更紧的沿纵向受压缩的细条材料400,而细条材料400随着时间的推移,会趋向于在弯折部保持角度。本发明的较佳方法和装置,使得在纵向受压缩细条材料的成形期间,能够进行控制,而不管设备的润湿条件,在这种条件下,它们被成形,以保证所述的细条材料的质量。虽然明显地希望在细条材料弯折部每侧处的相邻平面部分能够分开,但重要的是保证弯折部的锐角足够小,以保持纵向扩张的趋势和抵抗横向或侧向力的趋势。显然,如果弯折部处的角度可以扩张至另一锐角,则扩张的能力下降,而抵抗横向或侧向力的能力受到很大限制。
显然,如果人们要检验已有技术包装产品,或者用本发明较佳方法和装置所成形的包装产品中的单个细条材料,则不同弯折部每侧处的相邻平面部分的单个长度将不同。然而,人们感到代表性的细条材料300和400证实了相对特征,它们可提供给本发明较佳方法和装置成形的细条材料。
权利要求
1.一种用来生产包装产品的方法,其特征在于,包括以下步骤提供一卷纸材;从纸卷沿纵向拉所述纸材;给所述纸材添加水,以形成润湿的纸材;沿所述润湿纸材的横向方向依次横向切割所述润湿纸材,以便依次形成润湿纸材的纸片,以与所述润湿纸材的剩余部分分开;沿第一方向将每个润湿纸材的纸片在横向切割后从润湿纸材的剩余部分拉开;沿所述第一方向将每片润湿纸材切成许多润湿的细条;在切割后沿所述第一方向,使每个润湿的细条行进;限制所述每个润湿细条使之不再沿所述第一方向继续行进;通过沿与所述行进方向相反的限制,依次弯折每个润湿的细条;以及使每个润湿的细条干燥,以形成一沿纵向压缩的细条。
2.如权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述依次弯折的步骤产生所述润湿细条的许多弯折部,而相邻的所述弯折部沿相反方向。
3.如权利要求2中所述的方法,其特征在于,所述依次弯折而形成许多弯折部的步骤是抵抗所述润湿细条的自然弹性的,以在每个所述弯折部产生偏压,以将润湿细条的相邻纵向部分分开,所述相邻的纵向部分靠近每个所述弯折部,并且,使所述每个润湿细条干燥的步骤使每个所述弯折部具有稳定性,以在所述相邻的纵向部分之间形成一稳定的角度。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括将许多所述的润湿细条依次弯折后收集在沿所述第一方向延伸的卸出槽内的步骤,以使每个所述的润湿细条在所述卸出槽内干燥。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述切割步骤通过两套交替叠置的切割盘的旋转来进行;所述拉动每张纸片的步骤包括在所述两套切割盘之间投送每张所述润湿纸片;所述使每个润湿细条行进的步骤是通过使相应的一个所述切割盘的至少一个外面表沿所述第一方向运动时进行旋转来实现的。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述横向切割的步骤只是部分地通过润湿纸材,以便在拉动以前使每张纸片部分地与润湿纸材的剩余部分相连,所述拉动步骤将每张纸片同润湿纸材的所述剩余部分分开。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括下述步骤在添加水后沿纵向切割所述润湿的纸材以形成润湿纸材的许多纵向片段,重新引导所述润湿纸材的每个纵向片段,以使之叠置,从而在所述横向切割前提供多支的所述润湿纸材,对所述润湿纸材依次横向切割,所述润湿纸材包括许多层的润湿纸材的纸片,它们分别部分地与润湿纸材的所述剩下部分各层相连。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的加水步骤包括调节添加剂纸材的水量,以选择润湿纸材的含水量。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述加水的步骤包括使一经过装水容器且抵靠着纸材的辊子转动,以将水从容器加到纸材上,通过改变辊子相对于纸材的旋转速度加以调节。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述旋转步骤包括,所述旋转的方向对应于纸材因辊子作用而运动的方向。
11.一种生产包装产品的装置,其特征在于,包括一卷纸材;沿纵向将纸材从辊子拉开的装置;对纸材加水的装置,用来形成润湿的纸材;沿所述润湿纸材的横向至少对所述纸材进行部分切割的装置,以依次形成同润湿纸材的剩余部分分开的润湿纸材片;一进给装置,用来在由所述横向切割装置至少部分切割后,沿一离开润湿纸材的剩余部分的第一方向依次进给每张润湿纸材片;一切割装置,用来沿所述第一方向将每张润湿纸材片切割成许多润湿的纸条;一限制装置,用来限制由所述切割装置形成的每个润湿细条,以便每个润湿细条依次弯折;每个所述润湿细条进行干燥,以形成纵向压缩的细条。
12.如权利要求11所述的装置,其特征在于,所述用来将每张润湿纸材切割成许多润湿细条的较佳切割装置包括两套旋转的、交替的叠置切割盘,所述进给装置用来在两套旋转的所述切割盘之间引导每个所述润湿的纸材片。
13.如权利要求11所述的装置,其特征在于,所述用来加水的装置包括一装水容器和一个辊子,辊子位置为可与纸卷和横向切具之间纸材接触,还有一个用来使经过水并抵靠着纸材的辊子转动的装置,以便将水从容器传送到纸材上。
14.如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述用来旋转的装置包括控制装置,用来有选择地改变辊子的转动速度,以便有选择地改变传送到纸材上的水量。
15.如权利要求14所述的装置,其特征在于,所述旋转装置使所述辊子沿相应于所述纸材的运动的方向旋转。
16.如权利要求13所述的装置,其特征在于,还包括一装置,用来沿纵向使位于所述加水装置和所述部分切割装置之间的润湿纸材进行切割并分层。
17.如权利要求16所述的装置,其特征在于,所述沿纵向切割和分层的装置包括一装置用来形成许多由润湿纸材构成的纵向片段、再引导纵向片段以产生叠置,并对每张纸片和每根润湿的细条提供多层润湿的纸材。
全文摘要
本发明涉及一种用来生产改进的弹性包装材料的方法和装置,通过形成撕碎的润湿纸材细条并将其弹性折叠、起皱成改进的相互交结、零散的包装材料。此方法和装置包括润湿系统,可有选择地调节润湿纸材的含水量。
文档编号B65D65/38GK1095351SQ9310604
公开日1994年11月23日 申请日期1993年5月15日 优先权日1993年5月15日
发明者埃德温·P·别罗切 申请人:兰派克有限公司
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