专利名称：弯折包装叠层的方法、包装叠层以及包装的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种弯折包装叠层的方法，该叠层由纤维素纤维制造，该包装叠层包括主体促进层(a bulk promoting layer)，此处被称为主体层，它包括纤维素纤维的网络结构；以及在主体层的至少一侧上的至少一个侧部层，该侧部层与该主体层在它们相互面对的整个表面上相互直接地或间接地结合在一起。
背景技术：
在包装的制造中，对通常由包装叠层构成的材料进行弯折，由此，弯折装置用于在材料中形成凹痕。所述弯折装置可以成形为具有圆而光滑的边缘的薄划线板，或具有圆而光滑的边缘的压槽轮，它将材料压到模具中精细成型的凹陷内。借助此凹陷，材料在所谓的弯折线处被弱化。在弯折中，叠层材料被折向叠层平面之外，由此，在折线处在叠层的一侧，即凹痕形成侧的相对侧上形成凸起。于是，折线用作折叠压痕，以使材料到所需角度的笔直折叠成为可能，该角度通常是90°，但也可是其它角度，例如180°也可出现。弯折划线板等以及模具的不同几何形状用于不同材料性能的不同材料质量(相应于不同的叠层质量和叠层类型)，以获得尽可能好的所确定的弯折压痕。通常被改变的是划线板或一些其它弯折装置的厚度，模具中压痕的宽度或弯折深度，即弯折装置压多深。
传统折叠的特征是，远离制出材料压痕的一侧折叠。于是，在折叠连接位置形成的弯角的内侧形成凸出部分(bulge)。在例如180°的折叠处，这意味着折叠的叠层将具有一厚度，此厚度大于双层叠层厚度的两倍。另外，在更小的角度处，此弯折和折叠将导致一凸起，此凸起在弯角内侧上沿折线延伸。
折叠传统叠层时形成凸出部分的原因是，在折叠处受挤压的叠层的侧部上，出现了挤压裂缝。经由将通过弯折划线板形成的凸起(projection)折叠挤压成凸出部分的动作，挤压裂缝增大。由于折叠线内材料的集中，叠层倾向于弹回其原始平面形状。这意味着，折叠边缘容易变成圆形，尤其是与受到载荷有关，例如，在平行六面体形的包装上或在彼此堆叠的若干个包装上用手握持时。
于是，与传统叠层的传统弯折相关的问题和缺点是平面外材料的转移和/或向弯折线的材料转移，这产生了凸起部分并使折叠叠层厚度增加，而与之相关的其它问题是折叠线因变形将不会非常地直，除了不美观外，还将产生并排地或互相重叠地堆放的不同形状的包装。在可能的包括例如铝膜、塑料膜、漆膜等的挡板层或薄膜层上，折叠线的变形也可以成为断裂压痕。如果，例如薄膜已经涂镀在叠层的一侧上，且膜材料比叠层的纸板更脆，则在折叠处出现的凸起部分或其它不规则部分可能在膜层中引起裂纹。可能要求高质量印刷或表面涂饰的高级纸板质量可以用深颜色、漆等涂覆、印刷。从而，弯折划线板的压印可能导致表面涂层的损坏，当折叠远离弯折划线板凹痕处进行时，该损坏可能成为显露下部纤维材料的裂纹。
一种减小该凸起部分的问题的已知方法在专利SE 467 302中得以描述，其中，凸出的弯折划线板变形通过机械加工消除。然而，该方法具有许多缺点，例如强度降低、粉化等。
另一种旨在减小凸起部分变形效应的已知方法在专利SE 432 918中得以描述，其中，使用了辅助弯折线以将材料从弯折线自身中转移出去。
排列若干平行弯折线也是众所周知的，由此，一个角被分解为若干彼此贴近排列的多个角。然而，此方法的缺点在于，得到了非常大的总厚度。例如，在180°的折叠处，总厚度将变得明显比双层叠层厚度大。
从弯折线将凸起部分去除的又一种方法在专利SE 507 095中得以描述，叠层中不同层之间的粘接被消除了，于是它们彼此独立地变形。
在与弯折有关的变形导致的折叠线内材料转移的问题的解决方案的所有上述例子中，典型的是，措施是从折叠线中去除或转移材料，或另一种方案是避免折叠线中材料的聚集。
在涉及另一种问题的专利EP 565 013中，描述了由若干层组成的材料，芯部由挤压的碎纸形成。也表明，该材料可用设置多个凹槽，这使之柔韧，并由此它能用于包裹不同形状的物体。因而，在文字的确定含义中，该文献未涉及通过折叠形成的包装，并且未显示弯折线或弯折方法。
在专利EP 484 726中，描述了如何在折叠中挤压发泡的或膨胀的约束剂，以减少铝箔层中的拉伸应力。
在专利EP 546 956中，描述了具有膨胀的纤维素纤维的中心层的材料，它被陈述为具有改善的可加工性。
从专利US 2,770,406中，已知了一种包装叠层，该叠层包括多孔的主体层，该层在折叠时被压缩。根据该文献，主体层由发泡塑料层，尤其是具有封闭单元的聚苯乙烯层制造。这种材料在1956年的确是很好，但是鉴于环境要求，即现在的循环利用等要求，它绝对不是所需要的材料。在专利US2,770,406中还叙述了，在与此处所示的相似类型的一种纸板材料中，在成型时，裂纹将在纸板的弯角处在牛皮纸做的最外层上出现裂纹。于是，根据此文献，裂纹形成的问题仅在由纤维素和塑料构成的叠层中解决了，但在主要由纤维素纤维形成的叠层内却明确没有。此外，该文献事实上根本没有描述弯折方法自身是如何进行的。
专利FR 1,341,855描述了由波纹纸板制造的叠层，它当然包括纤维素纤维，但是它不同于根据本发明的叠层，因为，主体层不是用纤维素纤维的网络结构形成的，该叠层基本上在它们相互面对的整个表面上与纤维素纤维的侧部层结合。在专利FR 1,341,855的图2a-b中，示出了与该应用有关的现有技术，它被描述为造成了与损坏与变形相关的问题。于是，根据图2a-b的弯折被描述为导致该问题的方法。在图3a-b中，示出了一种传统的弯折，它被描述为在一定程度上好于图2a-b中示出的那个，但是根据专利FR 1,341,855的发明的解决方案替代性地包括了图4a-c中示出的，即最外层被切开或打孔的“弯折”。
发明内容
本发明的目的在于为由纤维素纤维制造的包装叠层提供一种弯折方法，该包装叠层包括一主体促进层，此处被称为主体层，以及在主体层的至少一侧上的至少一个侧部层，该侧部层与该主体层在它们相互面对的大致整个表面上直接地或间接地结合在一起，该方法目的是避免上述问题。
本发明还涉及一种具有根据本方法的弯折线的包装叠层，以及一种通过折叠这种叠层而制造的包装。该叠层优选地用作用于包装液体和固体食品以及还用于包装工业货物和其它商品的材料，或者用作一种用于生产此材料或其它最终产品的中间产品。
通过本发明，描述了一种根据权利要求1的用于包装叠层的弯折方法。
于是，弯折方法借助于在叠层的第一侧上被下压入叠层内的弯折装置并通过叠层相反侧上平面夹持工具的使用来执行。因此，对于不同类型的弯折线，夹持工具可以包括一个且相同的平面和稳定的支撑。既关于弯折方法自身又关于变化的弯折几何形状，这将仅通过由弯折装置构成的样式的改变来给出一个明显简化的、更快的和更便宜的方法。在传统弯折中，当弯折几何形状必须改变时，弯折装置的样式和模具都必须改变。
根据本发明的一个方面，侧部层(一层或多层)排列在叠层的所述第一侧上，由此，在本方法中，在弯折线上，使所述侧部层陷入主体层中，并由此，陷入的侧部层(一层或多层)的相对侧上的叠层在弯折线的区域内基本保持平面状。
在本弯折方法中，在弯折线内，主体层被压缩，这形成了一个大的优点。压缩实现了主体层中由单独的纤维素纤维形成的网络结构的弱化。通过网络结构的弱化，当这依次受到与弯折线内后续的折叠相关的载荷时，它不能抵挡侧部层获得的压缩载荷。这将导致侧部层陷入主体层中。由此，在后续折叠中，与凸出部分的形成、分层和侧部层中裂纹的可能形成相关的问题得以避免，该问题在传统弯折方法中出现。如果在本发明中使用特殊的优化叠层，则主体层的压缩行为可以实现，该材料在平行的专利申请SE-A0-9802967-1中得以描述。
根据本发明的一个方面，主体层基本上或完全由一张纸或纸板形成，用以其后被层合在该侧部层(一层或多层)上，或直接形成在该侧部层(一层或多层)上，该层独立于纤维素纤维形成。从而，可以使用主体层的湿法敷设(wet laying)或干法敷设(dry laying)。
根据本发明的一个方面，主体层包括40-95％的具有550-950ml CSF的排水度的纤维素纤维，侧部层具有比主体层更大的密度，以及叠层具有大于2.5Nm7/kg3但小于14Nm7/kg3的弯曲刚度系数，此值作为对机器方向和机器横向的几何平均值而计算。
根据本发明的另一个方面，至少60％的主体层由具有大于600ml CSF排水度值的纤维组成，叠层具有大于3.0Nm7/kg3的弯曲刚度系数，或更优选地至少60％的主体层由具有大于650ml CSF的排水度值的纤维组成，最优选地至少为700但小于850ml CSF，叠层具有大于4.0Nm7/kg3的弯曲刚度系数。特别优选的是，叠层具有大于5.0Nm7/kg3的弯曲刚度系数。
适宜地，主体层具有50-300kg/m3的密度，优选地为70-200kg/m3，而更优选的是100-180kg/m3。侧部层优选地具有至少两倍、优选地至少三倍且更优选地至少四倍于主体层密度的密度，侧部层适宜地具有300-1500kg/m3，优选地是400-850kg/m3的密度。主体层适宜地具有30-300g/m2的定量，优选地40-120g/m2的定量，侧部层(一层或多层)适宜地具有20-150g/m2的基本层，且叠层适宜地具有50-500g/m2的定量、优选地具有90-200g/m2的定量。
有利的是，所述具有低密度的主体层可以用基于例如TMP的具有高排水度的软木的化学热机械浆料(CTMP)或一些其它“机械”浆料的干法敷设或湿法敷设制造。从一个方面，干法敷设是优选的，由此可以使用任何公知的技术，但独立于敷设技术，浆料的排水度应当大于550CSF，优选地大于600CSF，而更优选的是大于650CSF，最优选地是大于700CSF。用于所述第一层的纤维材料的高排水度确保薄片可以与薄片的脱水和压实一起被挤压，而不会将密度增加到一个不需要的程度。在某种程度上，过多具有高湿回弹性的纤维原材料可以是主体层的一部分，例如化学交联的纤维，它们一般具有低的脱水抵抗力和湿法压制后的高回弹性，但是它们不是优选的，至少因为成本的缘故。
其它可想像的纤维原材料是合成纤维，例如聚酯、聚乙烯(polyeten)以及聚丙烯纤维，它们也具有低的脱水抵抗力和湿状态下的高回弹性。在优选实施例中，假设浆料具有以上指定的排水度值，用于主体层的低密度层的原材料，它一般将形成叠层中的中间层，完全或基本上选自机械生产的所谓高产量的浆料，例如具有至少75％、适宜地至少80％木含量的浆料，例如基本上基于软木的CTMP和TMP的纸浆。
对于主体层，也可以添加废纸最高达干重的25％。此处，废纸被定义为纸或纸板叠层的低级别产品，它已在制浆机中溅湿并且主要具有分离的纤维。
主体层也包括至少一种粘合剂，优选地是一种乳胶粘合剂，含量为叠层重量的1-30％，优选地为5-30％，更优选地是7-30％，而最优选的是10-20％，按干重计算。
根据本发明的一个方面，侧部层的至少任何一个包括漂白的或未漂白的化学硫酸盐、亚硫酸盐或有机溶胶纤维素纸浆，它优选地由主要包括软木和/或硬木的纤维素原材料制造。侧部层还可以包括一个或多个挡板层，例如金属箔层，优选地是铝箔、聚合物膜、金属化的聚合物膜或漆膜。特别地，在叠层的正面侧上，最外层可以包括具有高光洁度的任何刚提及材料的膜。
将认识到的是，当包装叠层在主体层的侧部具有多个侧部层时，所有的这些侧部层将陷入关于本弯折方法的主体层中，该主体层在弯折线(一条或多条)内陷下去。
关于通过折叠具有根据本发明的弯折线的叠层而形成包装，本发明的再一个优点是折叠可以要么朝向要么远离形成弯折线的凹痕进行。在具有根据传统弯折方法的弯折线的叠层的折叠中，折叠必须总是远离通过弯折装置形成的凹痕。朝向凹痕的折叠将导致很大的益处，特别在具有容易被破坏的表面光洁度和在正面侧部上对表面性质具有高要求的叠层中，于是该叠层反而可以从背侧被弯折。
以下，本发明将参照附图得以描述，其中图1A-D示出包装叠层的传统弯折；图2示出传统弯折中略为弯曲的包装叠层；图3示出从侧面看到的设置有根据本发明的弯折线的包装叠层；图4示出在弯折线上被折叠后的图3中的叠层；以及图5示出根据本发明弯折的特别优选的包装叠层的折叠。
具体实施例方式
图1A-D示出通过传统的弯折方法弯折的传统包装叠层，纸板叠层在模具上被弯折划线板的弯折(图1A)，根据以上说明的现有技术的问题传统弯折后凸出平面的永久变形(图1B)，折叠线上凸出部分/分层的形成(图1C)，以及在达到180°的折叠处厚度上的永久性增加(图1D)。
图2示出在传统弯折中，受到挤压载荷的侧部层上的起始压缩裂缝。于是，根据图1C，压缩裂缝将增长至凸起部分形成。
在图3中，示出了用于包装叠层的根据本发明的弯折方法。叠层包括主体促进层1、叠层第一侧部上的侧部层2b和叠层第二侧部上的两个侧部层2a、3。在所示实施例中，在叠层第二侧部上的最外侧部层3包括具有高光洁度的专有表面层。叠层被弯折装置6弯折，由此形成弯折线4，并由此使主体层在弯折线4的区域内具有压痕5。于是，使侧部层2b陷入主体层1中。在叠层的第二侧上，包括侧部层2a和3的叠层为平面形的，这归功于弯折方法中使用的夹持工具7是平面形的。
在图4中，示出了如何在弯折线4上进行90°的折叠。于是，明确的是，折叠朝向层2b进行，该层陷入叠层第一侧的侧部。这意味着，无论是在弯折中，还是在折叠中，专有的且脆的侧部层3都不会被损坏。另外，仍清楚的是，最为有利地是，凸起部分或类似的变形不在折叠线上形成，分层或裂纹的形成也不会发生。
图5是显微照片，示出特殊优化的叠层的侧部层是如何陷入主体层中的。此图说明了本发明的原理，这在图4中得以简述。
本发明不限于上述实施例，而可以在所附权利要求的范围内改变。于是，例如，需要意识到，在一些情况下，在叠层被弯折装置弯折的侧部上可以没有侧部层，由此，主体层在没有侧部层的陷入的情况下被压缩。还应意识到，本方法不局限于具有特定排水度值的主体层的以及具有特定的弯曲刚度系数的叠层，这种类型的叠层仅用于构造实现本发明的优选叠层。
权利要求
1.一种弯折用纤维素纤维制造的包装叠层的方法，该包装叠层包括主体促进层(1)，此处被称为主体层，以及在主体层的至少一侧上的至少一个侧部层(2b)，该主体层包括纤维素纤维的网络结构，该侧部层与主体层基本上在它们相互面对的整个表面上直接地或间接地彼此结合，其特征在于，在叠层的第一侧部上冲压装置向下压，以形成弯折线(4)，同时在与所述第一侧部相对的叠层的另一侧部上，使用夹持工具，该夹持工具在相应于冲压装置位置的区域里基本上是平面形的。
2.如权利要求1所述的弯折方法，其特征在于，在叠层的所述第一侧部上排列侧部层(2b)，由此，在弯折线上使所述侧部层(2b)陷入主体层内，并且，在该下陷的侧部层(一层或多层)(2b)的相对侧部上在弯折线(4)的区域内保持叠层基本上平面形的。
3.如权利要求1或2所述的弯折方法，其特征在于，在弯折线(4)区域内使所述主体层(1)具有压缩结构(5)，该结构在基本上没有发生在层之间的凸起部分或分层的形成，或在叠层的一个或两个最外层(2b、3)内在弯折线(4)内形成的裂纹的情况下，使弯折线(4)内的折叠变得容易。
4.如前述权利要求中的任一项所述的弯折方法，其特征在于，达到40-95％的主体层(1)包括具有550-950ml CSF的排水度的纤维素纤维，侧部层(一层或多层)(2b)具有比主体层更大的密度，以及叠层具有大于2.5Nm7/kg3但小于14Nm7/kg3的弯曲刚度系数，此值作为对机器方向和机器横向的几何平均值而计算。
5.如前述权利要求中的任一项所述的弯折方法，其特征在于，至少60％的主体层(1)包括具有大于600ml CSF的排水度值的纤维，叠层具有大于3.0Nm7/kg3的弯曲刚度系数，或更优选地至少60％的主体层(1)包括具有大于650ml CSF的排水度值的纤维，最优选地至少为700，但小于850ml CSF，叠层具有大于4.0Nm7/kg3的、优选地大于5.0Nm7/kg3的弯曲刚度系数。
6.如权利要求1-5中任一项所述的弯折方法，其特征在于，接着，叠层在弯折线(4)处向着叠层的所述第一侧部被折叠。
7.一种设置有根据权利要求1-6的任一项的弯折方法制造的弯折线的包装叠层。
8.如权利要求7所述的设置有弯折线的包装叠层，其特征在于，将叠层布置成在弯折线(4)处从叠层的所述第一侧部，以及朝叠层的所述第一侧部折叠。
9.借助通过包装叠层折叠的形成而生产的包装，该包装叠层通过根据权利要求1-6所述的任一项的弯折方法而弯折。
10.如权利要求9所述的包装，其特征在于，所述包装通过折叠形成，该折叠经由至少在一条弯折线(4)上朝叠层的所述第一侧部折叠该叠层。
全文摘要
本发明公开了一种弯折由纤维素纤维制造的包装叠层的方法,该包装叠层包括主体促进层1,此处被称为主体层,以及在主体层的至少一侧上的至少一个侧部层2b,该主体层包括纤维素纤维的网络结构,该侧部层与主体层基本上在它们相互面对的整个表面上直接地或间接地彼此结合。在该方法中,在叠层的第一侧部上弯折装置向下压,以形成弯折线4,同时在与所述第一侧部相对的叠层的另一侧部上,使用夹持工具,该夹持工具在相应于弯折装置位置的区域里基本上是平面形的。本发明还涉及一种设置有弯折线的包装叠层,以及通过对这种包装叠层的折叠而形成的包装。
文档编号B31B1/25GK1352596SQ008081
公开日2002年6月5日 申请日期2000年5月24日 优先权日1999年6月1日
发明者马茨·弗雷德伦德, 利夫·诺兰德, 安尼卡·卡尔森 申请人:斯托拉·科帕伯格斯·伯格斯拉格斯公司