专利名称：带有层叠的加强带的纸板箱及其制造方法
技术领域：
一般来说，本发明涉及物品的包装；更具体地说，涉及可装入多种物品、用于运输和销售的纸板箱的制造。
背景技术：
长期以来，包装工业使用各种不同设计和结构的纸板箱来包装各种各样的物品，例如罐装和瓶装饮料、食品、洗涤剂等。一般，纸板箱是由纸板坯料装配或折转而成的，而该纸板坯料则是从大卷的纸板逐渐拉出的长的纸板上，用模具或回转的方式切割下来的。在该纸板坯料上刻出折叠线，形成纸板箱的各种不同的片条，以便有助于将该纸板坯料折转为最终的纸板箱形状。在某些情况下，例如在啤酒和软饮料包装中，预先在该纸板坯料上涂上胶水，并以基本上平的、拆卸的套筒形式送往包装机；然后，在包装机中，将这些套筒装配成安放物品的端部开放的纸板箱。在另一些情况下，该纸板坯料为完全平的形状，然后由包装机将其围绕着多组物体折叠，并用胶水粘接起来。在任何一种情况下，纸板坯料的折转通常是在包装时，由作为很长的连续式包装机的一部分的若干个特定的折转工作站进行的。这样，上述平的或预先涂有胶水的，和拆卸的纸板坯料，可以装载在托板上的堆垛形式，很经济地输送至包装机上。
当由纸板坯料制造纸板箱的坯料时，通常是从较宽的纸板坯料片上，将该纸板坯料预先切成预先确定的宽度。一般，将纸板坯料预先切割成规定的宽度的工作是在造纸厂进行的。在每一种情况下，该纸板坯料的宽度是由该纸板坯料制成的纸板箱的尺寸和形状决定的，并由纸板箱制造厂家向造纸厂提出。例如，纸板坯料片的宽度可以为64英寸，而具体的纸板箱坯料的宽度可能只需要48英寸。在这个例子中，为了形成该所需要的48英寸宽的纸板坯料幅片，造纸厂一般要从该纸板坯料幅片上切下宽度为16英寸的一条纸板带(或者总宽度为16英寸的两条纸板带)。传统上，工业上称为“边角料”的这些纸板带价值较低，在某些情况下，以低价出售作次要用途，例如，制造在服装工业中用作衬衣领的加强衬。长期以来，在制造纸板幅片过程中形成边角料，一直是纸板制造商的一个问题。
偶然，由于纸板制造厂家的错误，因为多种原因造成许多卷纸板坯料的质量低于规定的标准，因此不能用来制造纸板箱。在另一些情况下，为某一具体客户制造的纸板坯料不能满足技术要求，因此无法被采用。这种低于规定标准和不合乎技术要求的纸板，工业上称为“等外材(cull)”，价值也低，有时要重新制成造纸的纸桨。一般，在纸板箱制造工业中，这种边角料和等外材使用很少。
在许多包装应用中，装入物品的纸板箱至少在选择的一些区域上，必须具有很高的强度，以便可靠地装盛物品。特别是在物品较重和装物体的纸板箱一个堆在另一个上进行运输和销售时，更是如此。例如，罐装和瓶装饮料通常是6个、12个或24个一组进行包装的，它们本身就较重；并且一般都是在托板上堆成几个纸板箱那么高，运输至零售商店。因此，包装这些饮料的纸板箱必须有足够的强度，以便将几组罐装或瓶装饮料可靠地装在一起，并且即使在几层堆叠的纸板箱的相当大的重量作用下，也能阻止撕破或“散开”。在另外一些应用场合，例如，装盒装的水果饮料的纸板箱，该纸板箱本身必须具有必要的强度和刚度，以防止当纸板箱一个堆另一个上形成几层时，装水果饮料的盒被压坏。这是因为单个的饮料容器没有瓶子或罐头的刚性，因此本身不能承受一堆装在纸板箱中的水果饮料的全部重量。
在诸如这类的应用中，传统的纸板箱有时不能提供所需要的强度和刚度。结果，许多包装箱厂家将目光转移至工业上称为微细波纹材料的一种有波纹的纸产品的纸板箱材料。一般，该微细波纹料由带有大量的夹在二片平的纸片之间的较小的皱纹的纸材料芯子制成。微细波纹料的确可以提供许多包装应用场合所需要的强度和刚度，然而，它也有其相当大的固有问题和其价格比纸板高的缺点。另外，由微细波纹材料制成的纸板箱坯料的运输费用比纸板坯料贵，因为微细波纹料的较大的厚度，限制了可以堆叠在标准尺寸的托板上的坯料数目。另外，在某些情况下，需要专用的折转机械将该坯料折转为纸板箱，这就会增加包装过程的成本。最后，要在微细波纹材料上印刷高质量的图形有时比较困难。因此，在要求纸板箱有较高强度和刚度的包装应用场合中，微细波纹料并不是一种完全令人满意的制造纸板箱的材料。
曾经作过一些尝试和改善纸板制的纸板箱的强度和刚度，以作为具有较高强度和刚度的微细波纹料的可行的替代品。这些尝试包括将二块或多块标准厚度的纸板坯料或片材层叠在一起，形成一块较厚的多层纸板，再从该多层纸板上切下纸板箱的坯料。虽然，这种方法可以增加最后作出的纸板箱的强度和刚度，但会使每只纸板箱所用的纸板数量加倍，结果就使材料和运输成本增加。另外，由于必须折叠的纸板厚度增加，因此，在该多层纸板制的纸板箱上形成折叠线和折叠该纸板箱较困难。由于这些和另外一些理由，这种多层层叠的纸板也不是上述微细波纹材料的可以接受的替代品。
其他的提供该微细波纹材料的替代品的尝试包括单独制造在从纸板箱坯料折转为纸板箱之后安装在单个纸板箱中的加强衬垫。例如，这种衬垫在装洗涤剂的纸板箱中，可用于增加堆叠的强度并作为纸板箱内部湿气的隔板；而在装饮料的纸板箱中，则可用作隔离器。然而，安装该衬垫需要昂贵的专用机械，并增加材料和包装成本，并大大减缓包装过程。
一般，包括微细波纹材料和纸板制的纸板箱在内的纸板箱的一个问题是，在应力特别大的区域-例如，折叠的纸板坯料片条相交的纸板箱的某些角落处-该纸板箱容易撕破和损杯。一旦这种撕破开始，它就会扩展，使得形成纸板箱的片条分开，最后使整个纸板箱散开。解决这个问题的办法是，在纸板箱的坯料上，形成双层的折叠片和/或舌片，以加强纸板箱的角落。在某些情况下，可以将一种特殊的角落增强片用胶水粘接在纸板箱上，以防止撕破。这些办法也不是完全成功的。
在某些情况下，除了在纸板箱的外面印刷一些标识和图形以外，产品制造商可能还要求在装产品的纸板箱内也要印刷一些东西。例如，制造商可能要求在装产品的纸板箱内，印刷比赛规则、产品说明书、特殊的刺激性赠券等。在过去，这种内部印刷需要使用较昂贵的和费时的二面印刷方法，在要切下纸板箱坯料的纸板坯料的两个表面上进行印刷。另外，由于一般纸板箱的内表面都没有用于印刷的涂层，因此，纸板箱内表面的印刷质量和所能印刷的标记受到限制。
因此，需要有一种改进的纸板制的纸板箱，该纸板箱具有由微细波纹料制成的纸板箱的强度和刚度，并且价格具有竞争力。还需要一种可以利用传统的制造纸板箱的机械，且不致使与制造过程有关的材料成本显著增加的、制造这种纸板箱的高效和廉价的方法。此外，还需要有一种形成纸板箱衬垫(例如加强片和分隔片)；和在纸板箱内表面上形成可看得见的、较高质量的印刷(如果需要这种印刷的话)的更有效的方法。本发明的主要目的是要提供一种可以满足这些和另外一些其他要求的，并克服了现有技术的缺点的制造纸板箱的方法。
发明内容
简要地说，用优选实施例说明的本发明包括制造加强的纸板箱的方法，该纸板箱在要求强度和刚度的一些选定的区域，其提高的强度和刚度与微细波纹材料的强度和刚度相同。该方法包括使纸板坯料沿着一条路径前进的步骤。根据纸板箱的尺寸，该纸板坯料具有预先确定的宽度；并最好从一个大的纸板卷筒上拉出。根据具体的应用要求，该纸板坯料可以将变成最终的纸板箱的外侧的侧面上预先印刷或不印刷，例如，标识语和图形。如果希望的话，该纸板坯料也可在两个侧面上印刷。
当该纸板坯料沿着上述路径前进时，每一条的宽度都比该纸板坯料宽度小的一条或多条加强材料带逐渐地加加该纸板坯料上。每一条加强材料带最好都用粘接剂粘接在将要变成最终的纸板箱内侧的纸板坯料的侧面上，并放置在横跨该纸板坯料宽度的一个预先确定的位置上。每一条加强材料带的位置应选择成，使得在最终纸板箱要求强度和/或刚度增大的特定区域(例如，纸板箱的侧壁)上形成多个材料层或叠层。较好的方案是，该加强材料带也是由纸板制成，而最好是由价值较低的纸板边角料或纸板等外材预先切割或切开成所希望的宽度。该加强材料带从预先放置的、将该带恰当地放在纸板坯料上的卷筒上拉出；然后沿着该纸板坯料的路径和靠近该路径前进，其一个侧面上带有粘接剂，并逐渐地与前进的纸板坯料接合，和压在该纸板坯料上，以便将该加强材料带粘接在纸板坯料上。在一个实施例中，一条或多条加强材料带的两个侧面上，可以预先印刷最后将暴露在最终的纸箱内部的具体的应用标记。
在将加强材料带层叠在前进的纸板坯料上之后，可将该纸板坯料切成预先确定的尺寸的片。接着，可根据需要，对这些片进行模切，和刻出折叠线，以形成构成最后将变成最终的纸板箱的壁面的各种板条和接片的纸板箱坯料。然后，将该纸板箱坯料放在托板上并运输至包装机，将该坯料折转成纸板箱，并装入诸如饮料容器或食品一类物品。当折转成纸板箱时，先前放置和加上的纸板加强带，在纸板箱的一些要求增大的结构整体性的选定的部分上(例如，其侧壁)形成多个纸板层或叠层。通过适当地选择，确定尺寸和放置加强材料带，可以得到强度和刚度可与由微细的波纹材料制成的纸板箱的强度和刚度相比较或超过后者的纸板箱。另外，通过审慎地使用边角料来制造加强材料带，可使由本发明的方法制造的纸板箱，成为由微细波纹材料制成的纸板箱在经济上可行的替代品。
除了提供在强度上可与微细波纹材料的纸板箱相比较的纸板箱以外，本发明还提供了用微细波纹材料不能得到的可能性。例如，本发明的加强材料带的一个侧面上，可以预先印刷在最终的纸板箱内部可以看得见的、高质量的图形和标记，而不需要在两个侧面上进行印刷的过程。另外，一条或多条加强材料带的一部分可以粘接在纸板坯料上，而另一部分则可向内折叠，形成纸板箱的内部结构(例如，加强板和分隔板)，而不需要插入单独的衬垫。另外，还有其他的优点，这从下面的说明将更加清楚。
这样，就提供了可成功地克服现有技术的缺点和问题的一种独特的加强的纸板箱及其制造方法。该纸板箱的结构整体性，可与先前由微细波纹材料制成的纸板箱相比较，但该纸板箱是由传统的纸板材料制成。这种材料容易在带有标准的折转机构的包装机上，折转成纸板箱。该纸板箱在经济上可与由微细波纹材料制成的纸板箱竞争，因为它独特地使用了边角料来制造加强材料带，并且因为制造该纸板箱坯料的方法可用现有的纸板制造机械实现。本发明的上述和其他特点、目的和优点，通过下面结合附图对优选实施例的详细说明将会更加清楚。
图1为以优选形式体现本发明原理的加强纸板箱坯料的制造方法的透视图；图2为表示利用图1所示的方法制造的纸板箱坯料的轮廓的横截面图；图3为体现本发明原理的纸板箱坯料的可能结构的透视图；
图4为表示根据本发明的加强纸板箱坯料的一部分，并表示相对于一条相邻加强带的边缘的刻线的优选位置的截面图；图5为图3所示的加强纸板箱坯料的一部分的截面图，当该坯料折转成纸板箱时，要将该坯料沿折叠线折叠过来；图6a～6h为利用本发明的方法制造的纸板箱坯料的横截面图，它表示加强材料带加在一块基底纸板片上的一些可能的结构；图7为体现本发明原理的纸板箱的一种结构的透视图，它表示带有根据本发明的一个实施例预先印刷标记的加强材料带的结果；图8为表示利用本发明的方法制造的纸板箱的另一种可能的结构，和本发明各个不同方面的、部分剖开的透视图。
具体实施例方式
如上所述，根据使用纸板箱坯料的包装工序形式的不同，纸板箱坯料可以为预先涂有胶水的、拆开的套筒形式，或完全平的片材形式。图3所示的纸板箱坯料是前一种形式，一般它是部分折叠的，并在纸板箱制造地点涂上胶水和以拆开的套筒形式输送至包装机。然后，包装机械将该套筒竖立起来，成为一个端部敞开的纸板箱套筒。在该纸板箱套筒密封之前，将产品放入其中。一般，这种形式的纸板箱大多数用在啤酒和软饮料瓶装工厂。另一方面，图8所示的纸板箱一般是由完全平的运输来的纸板箱坯料制成，然后，在包装机上围绕着产品折叠起来，再用胶水粘接封闭起来。后一种形式的纸板箱坯料与前一种形式的纸板箱坯料不同的地方在于，将纸板箱用胶水粘接形成一个套筒的工作，是在产品生产设施和/或包装设施上进行的，而不是在纸板箱制造设施上进行的。本发明的大部分将针对制造图8所示的纸板箱用的平纸板箱坯料进行说明。但是，应当理解，本发明不是仅局限于平的纸板箱坯料的制造，而且包括预先涂有胶水的、拆开的纸板箱套筒坯料，以及其他形式的纸板箱坯料的制造。
现在来更详细地说明附图。图中相同的标号表示相同的零件。图1表示制造根据本发明的一个优选实施例的加强纸板箱坯料的生产线11。为了说明清楚起见，沿着该生产线11的不同的工位用简化的功能形式表示。然而，应当理解，该生产线和构成其不同工位的机械，都是纸板箱制造业中的标准机械，并且都是为技术熟练的人们所熟知的。另外，为了完全说明和理解本发明，也没有必要去详细说明构成该生产线的机械。因此，这里不详细说明这些机械。
图1所示的生产线11具有上游端12和下游端13。用于制造根据本发明的纸板箱坯料的各种元件，沿着一般为从该生产线的上游端至下游端的方向的路径流动。纸板坯料17的大卷筒14可转动地安装在位于该生产线11的上游端的二个心轴16上。在进行本发明的方法时，如上所述预先切成所要求的宽度的纸板坯料17从卷筒14中拉出，并沿着用箭头15表示的通过该生产线的各个不同工位的路径向前进。在一个实施例中，可以在纸板坯料17的一个侧面上预先印刷一些标记，例如特殊的使用图，商标和标识语；然而，在某些应用场合，不希望有这些预先印刷的东西，因此，不应把这种预先印刷工作看成是本发明的要求或限制。另一种方案是，可以在纸板坯料的二个侧面上印刷，这在某些应用场合是希望的。
图1中表示了三个的心轴18，沿着路径15位于邻近该生产线11的上游端12的彼此隔开一定距离的位置上。每一条的宽度都比纸板坯料17的宽度小的加强材料带21卷绕在较窄的卷筒19上；并且，该卷筒19可转动地安装在该心轴18上。加强材料带21与纸板坯料17一起逐渐从卷筒19上拉出；并且，开始时该加强材料带在顶部与纸板坯料17一起沿着路径15运动。每一根心轴18可以装多个加强材料带21的卷筒19，并且，每一个卷筒19可以放置在横跨该心轴宽度的任何一个理想位置上。另外，可以将每一条加强材料带21切成比纸板坯料17小的任何所需宽度。
随着纸板坯料17和加强材料带21从它们各自的卷筒上拉出并沿着路径15前进的，根据卷筒19在心轴18上的位置不同，加强材料带可位于该纸板坯料17宽度上的预先确定的位置上。例如，在图1所示的结构中，卷筒19的位置使得双层的加强材料带21位于每一靠近纸板坯料的相对边缘部分处；一条加强材料带位于该纸板坯料的中心部分处；而在位于中心的加强材料带的每一侧设置着二条较窄的加强材料带。如下面将要更详细地说明那样，通过适当地将卷筒19安放在心轴18上，实际上可以获得加强材料带21的任何位置和结构。
制造该带21的加强材料可以是各种适当材料中的任何一种，例如，薄的塑料、玻璃纤维、纺织或无纺织物或泡沫材料。这些和其他一些材料都被认为是在本发明的范围以内。然而，比较好的是，该带子也用纸板制成；而最好的是由商业价值小，或没有商业价值的纸板边角料或等外材切出或切开制成。为了容易理解和清楚起见，以后将利用纸板加强材料带来说明本发明。然而，应当理解，本文所使用的术语“纸板”涵盖和包括任何具有形成所要求的加强性质所必须的物理和机械特性的材料。
当纸板坯料17和加强材带21沿着通道15前进时，它们运动通过一个传统的去卷曲工位22。在该工位上，纸板坯料和加强材料带被弄平，并且任何由于该纸板卷绕在卷筒14和19上可能产生的卷曲都被清除。该纸板坯料和加强材料带进一步沿着路径15，从该去卷曲工位22前进至刻痕工位24。该刻痕工位包括两个滚子25，沿着滚子25设置着一个或多个刻痕轮26。刻痕轮26选定地设置在该滚子25的宽度上，以便在纸板坯料17上刻出沿纵向延伸的折叠线27。当制成纸板箱时，利用本发明的方法制造的纸板箱坯料，将沿着该折叠线27折叠过来。
如下面将要更详细地说明的那样，某些折叠线27可以位于邻近加强材料带21的边缘，或沿着该边缘。在这种情况下，这些折叠线的位置最好离开该加强材料带的边缘一个预先确定的短距离，使该加强材料带不会对沿着该折叠线折叠纸板有不利影响。或妨碍折叠。图1所示的刻痕轮26的位置，可使该纸板坯料17宽度上的折叠线彼此之间的间隔基本上相等。然而，应当理解，根据要制造的纸板箱的最终形状和尺寸的不同，在纸板坯料横向的任何数目的位置上，可以有任何数目的折叠线；或没有折叠线；而这些都在本发明的范围以内。
当在纸板坯料17上刻出折叠线27后，纸板坯料17沿着路径15前进至两个导向滚子31；并且，纸板加强材料带21脱离纸板坯料17，并前进至接收粘接剂的粘接工位28。在所示的实施例中，粘接工位28包括一组传统的粘接剂涂敷器29，每一个涂敷器具有一对咬合滚子32，一条或多条纸板加强材料带在该一对咬合滚子之间通过。每一个涂敷器29的下部咬合滚子32部分地浸入装在充满咬合浴槽33内的相应的液体粘接剂中。当该纸板加强材料带21在上述咬合滚子之间通过时，一层粘接剂从每一对咬合滚子的下部咬合滚子转移至每一条加强材料带21的底面上(如图1所示)。图1中表示一组三个粘接剂涂敷器29，用于将粘接剂涂敷在所示实施例中的7条纸板加强材料带上。根据在具体应用场合所要求的加强材料带的数目和形状，必要时可以使用少于或多于三个粘接剂涂敷器29。
为了将粘接剂涂敷在加强材料带上，可以使用不是上述咬合滚子和咬合浴槽的装置，这另一种装置包括通常由纸板工业中使用的粘接剂喷射器。纸板工业中使用的粘接剂喷射机构商业上有出售，例如可以从Nordson公司获得。在任何情况下，粘接剂可以连续涂层、不连续涂层、封脚式粘接图形、股绳或其他形式涂敷在加强材料带21上。最好，涂敷粘接剂时，要使纸板与纸板粘接所需的粘接剂量最小。在本发明的一个实施例中，粘接剂只沿着一条或多条加强材料带的一个侧面涂敷，以生产出具有可向内折叠的内部结构(例如分隔装置和加强板)的最终的纸板箱。这点将在下面作更详细的说明。
纸板坯料17再从上述导向滚子前进至压缩工位34。该压缩工位包括两个也可以起拉伸滚子作用的主压缩滚子36。同样，涂有粘接剂的纸板加强材料带21，从上述粘接工位28向着上述压缩工位34和纸板坯料17前进。在压缩工位34处，纸板加强材料带21和纸板坯料17，在该两个主压缩滚子36之间通过。压缩滚子36调整成能以足够大的压力，将该纸板加强材料带21和纸板坯料17压缩在一起，以便使粘接剂和加强材料带与纸板坯料粘接起来；或者在该纸板坯料17上要加多层加强材料带的情况下，使粘接剂和加强材料带与其他在该加强材料带下面的加强材料带粘接起来。这样，根据上述卷筒19在心轴18上的位置不同，可以在该纸板坯料宽度的横向的选定的位置上，将加强材料带逐渐地加在前进中的纸板坯料上。
带有刻出的折叠线27和层叠在上面的纸板加强材料带21的纸板坯料17，从该压缩工位34向着生产线11的下游端13和切断工位37前进。在所示的实施例中，该切断工位37包括一个传统的回转刀组件38，该刀组件转动，横跨纸板坯料17的宽度将该纸板坯料切断成预先确定尺寸的矩形片材。每一块片材的宽度均与纸板坯料17的宽度相等，其长度则由上述回转的刀组件38的调整和操作确定。可以不采用回转刀，而采用例如一种横向移动的刀组件或一种压板式切刀的装置来代替所示实施例的回转刀；并且这些和其他一些切断纸板坯料的装置，都应认为是与所示的回转式刀组件等价的。
在将纸板坯料17切断成片材39以后，可以将该片材堆叠起来，并输送至一个模切刀具处。在一个标准的压板模切工序中，切割该片材，形成具有构成体现本发明的原理和特点的纸板箱所必需的各种接片和板条的纸板箱坯料。
作为将纸板坯料17切断成片材39并接着对该片材39进行模切，以形成纸板箱坯料的另一种替代方案是用一个压板式模切刀具，或回转式的一列模切刀具来代替图1所示的回转式刀组件38。在这种情况下，在生产线11的下游端，可以立即将该纸板坯料17切成纸板箱坯料，因而不需要首先将该纸板坯料切断成片材的工序。在任何一种情况下，一旦切出纸板箱坯料，可将该坯料放在托板上和输送至产品包装机，将该纸板箱坯料折转成纸板箱，并用通常的方法装入物品。
当折转纸板箱坯料时，层叠在纸板箱坯料上的加强材料带，在该纸板箱的选定的部分上，形成多层纸板，因此，可在这些部分上加强该纸板箱。加强材料带的位置应事先仔细确定，使得当将纸板箱坯料折转成纸板箱时，在该纸板箱的选定部分上(例如在要求增加强度和/或刚度的侧壁上)设有加强材料带，因而得到加强。利用本发明的方法制造的加强的纸板箱，在其加强部分上的强度和刚度，可与由微细波纹材料制成的纸板箱的强度和刚度相比较，或超过它。
考虑上述特定的例子，可以认为，作为一个实施例，本发明提供了制造加强的纸板箱的一种独特的方法。该方法包括使具有一定宽度的纸板坯料沿着一条路径前进的步骤。至少一条宽度比纸板坯料宽度小的加强材料带，最好利用粘接剂，在其宽度横向的一个预先确定的位置上，逐渐地加在前进的纸板坯料上。将带有加在其上的加强材料带的纸板坯料切断，形成纸板箱坯料；并将该纸板箱坯料作成装物品的纸板箱。该加强材料带在需要增加强度的纸板箱的选定部分上，使纸板箱得到加强。
图2为在加强材料带21粘接在纸板坯料上以后，例如，正好在上述压缩工位34后，图1所示的纸板坯料17的横截面图。虽然，这个具体结构可能与实际的纸板箱结构相对应或并不对应，但它与图1一起，可以清楚地表示通过本发明的方法得到的加强材料带21和刻出的折叠线27的各种可能的尺寸和位置的一些情况。在图2中，加强材料带21加在横跨纸板坯料17的宽度的一些预先确定的位置上，使得在邻近该纸板坯料的每一个边缘部分处设置着双层的加强材料带；而在该纸板坯料两个边缘的中间，则放置着单一一条加强材料带。在放置在中心的加强材料带的每一侧，放置一条较薄的加强材料带；并且在与一些加强材料带的边缘间隔一段短距离的地方，对该纸板坯料进行刻痕，形成纵向延伸的折叠线27。
图3表示可以利用本发明的方法制造的实际纸板箱坯料的一种可能结构。纸板箱坯料51具有一块由纸板材料制成的基底片55，该材料是用于根据本发明制造该纸板箱坯料51的连续纸板坯料的一部分。该基底片55具有在上述生产线11(图1)的刻痕工位24上刻出的，沿纵向延伸的折叠线53；和在上述横切过程中刻出的，沿横向延伸的折叠线52。折叠线52和53限定了顶部板条54，底部板条56，第一侧面板条57，和侧面板条接片58和59。当将该纸板箱坯料折转形成纸板箱的第二侧面板条时，上述这些侧面板条接片彼此叠置在一起。在该沿纵向延伸的折叠线53的外面，形成端部接片61。该端部接片的结构，使得当折转该纸板箱坯料形成纸板箱的端部时，该端部接片沿着折叠线53向内折叠。
根据本发明的方法，纸板加强材料带62层叠在上述基底片55上。该加强材料带62沿着上述端部接片61设置，并增加其有效厚度，以便加强该端部接片；并使由纸板箱坯料制成的纸板箱的端部部分的结构整体性增强。在将纸板箱坯料51制成纸板箱的过程中，通常沿着刻出的折叠线52和53，如箭头60所示那样，将该纸板箱坯料的各种板条和接片向内折叠；并且，选定的一些接片用粘接剂或其他方法固定在一起，以形成一个装入物品的矩形的纸板箱。所制成的纸板箱的端部，由上述端部接片61构成。为了增强纸板箱端部的强度、刚度和抗撕开或散开的能力，端部接片61由层叠在其上的纸板的加强材料带62加强。因此，当折转上述纸板箱坯料51时，可形成一个加强的纸板箱，该纸板箱具有多个构成该纸板箱的侧面和端部的板条，和一层加在选择的一些板条上的纸板加强材料，以便在由加强的板条构成的一些选定的区域上，使该纸板箱得到加强。
图4和图5示出为了保证加强材料带增加的厚度不会在制造过程中妨碍沿着折叠线折叠纸板箱坯料，图3中的上述纸板加强材料带62相对于折叠线53的优选的位置。具体地说，基底纸板片55具有限定纸板箱坯料的端部接片61的、沿纵向延伸的折叠线53。如上所述，为了加强纸板箱，在该端部接片61的区域内，纸板加强材料带62层叠在该基底片55上。该加强材料带62的内侧边缘65与折叠线53隔开一个预先确定的短距离。这样，如图5所示，在折转成纸板箱的过程中，当沿着折叠线53折叠该基底片55时，在该加强材料带的边缘65和折叠线之间的间隔，可保证该加强材料带的边缘不会碰到纸板箱坯料的任何板条，或者是不会妨碍折叠过程。
已经发现，当折叠线与加强材料带的一个边缘之间的距离为作为工业上标准的纸板厚度的大约0.030英寸时，可以沿着该折叠线无妨碍地折叠纸板箱坯料；同时对由加强材料带形成的结构加强性能只有很小或没有影响。另外，还发现，当利用标准的纸板制造机械完成图1所示的本发明的方法时，很容易得到和保持大约0.030英寸的距离。当然，根据具体的使用要求，可以选择不是该优选距离的其他距离，任何合适的距离都包括在本发明的范围内。另外，在某些应用场合，加强材料带加在纸板坯料上的位置也可以是不邻近折叠线。在这种情况下，加强材料带的边缘与折叠线之间的距离通常不是关键的。
图6a～6h表示在利用本发明的方法，将加强材料带加在纸板坯料上的许多可能的结构中的一些结构。这些图中的每一个图都是带有加在上面的加强材料带的纸板坯料的横截面图；并且在一些图中，表示了刻出的沿纵向延伸的折叠线。应当理解，这些图形不是必需代表与实际的纸板箱坯料相对应的结构，它们只是为了清楚地说明加强材料带的许多可能结构中的一些结构的简化的图。同样，为了图示清楚起见，在图6a～6h中，纸板坯料和加强材料带的厚度是夸大了的。
在图6a中，纸板坯料形成一块基底片66，加强材料带67层叠在基底片上，并且沿着该基底片的相对边缘部分延伸。为了在制造纸板箱时，容易折叠该基底片，在该基底片上刻出沿着和邻近加强材料带67的内侧边缘延伸的折叠线68。当制造如图3所示的纸板箱坯料51那样的纸板箱坯料时，可以选择例如与图6a的结构相同的加强材料带的结构。
图6b表示的结构与图6a所示的结构相同，但两倍厚度的纸板基底片69是由第一块纸板片71和第二块纸板片72层叠在一起形成的。加强材料带73沿着该基底片69的两个相对的边缘部分施加，并在该基底片上刻出折叠线74，以便于折叠。参见图1，利用本发明的方法，通过例如将全宽度的纸板的第二卷筒安装在心轴16上游的心轴18上，可以制造与图6b的结构相同的结构。另一种方法是，可以事先制造一卷两倍厚度的层叠纸板坯料，并安装在心轴16上。
图6c表示在要求结构整体性更强的区域，采用多个加强材料带叠层，使一层在另一层上面，来得到更加加强的纸板坯料的可能性。在图中，沿着基底片76的两个相对的边缘部分，加了三个堆叠的加强材料带78，形成多个层层叠的加强材料带77。这种结构可用图1所示的方法制造，为此可将加强材料带的卷筒19，在顺序排列的心轴18上，彼此排成一直线，使得当从相应的卷筒中拉出加强材料带时，该加强材料带可以互相叠置在一起。另一种方法是，可以事先制造出多个多层预先层叠的加强材料带的卷筒，并将它们安装在心轴18上，也可得到同样的结果。
图6d表示利用本发明的方法，在横跨纸板坯料宽度的选定的位置上，采用多条加强材料带的结构。图中，在纸板基底片79上加了三条加强材料带81，其中两条沿着该基底片的两个相对的边缘部分放置，另一条放在两个边缘部分的中间。虽然，图6d中所示的加强材料带81的宽度基本上相同，但应当了解，根据最终的纸板箱所希望的结构和加强的要求，各条加强材料带的宽度可以不相同，并可以放置在横跨基底片宽度的任何位置上。利用图1所示的方法，通过在横跨心轴18的宽度上，选定地确定加强材料带卷筒19的位置，可以选定地确定加强材料带在纸板坯料上的位置。
图6e表示将选定地放置的多层加强材料带加在一块纸板基底片上的可能性。一层放在另一层上面的多层加强材料带84加在基底片82上，形成加强材料带条83；其中，各有一条带条沿着该基底片的两个相对的边缘部分中的每一个边缘延伸，一个带条则放置在该两个边缘部分的中间。当然，可以采用任何数目的带条83，每一个加强材料带84和所形成的带条83的宽度可以为任何大小，并且该带条可以加在横跨该基底片82的宽度的任何位置上。
图6f表示将由多层的加强材料带形成的多个加强材料带条，加在基底片的两个边缘部分中间的选定的位置上的可能性。不沿着基底片的边缘部分延伸的、每一个均由多层的加强材料带88构成的多个加强材料带条87，加在基底片86的选定的位置上。
图6g表示可以利用本发明的方法制造的结构，其中，加在基底片89上的一个或多个加强材料带条91由多层加强材料带92和93构成；加强材料带93的宽度比加强材料带92的宽度小。根据具体的使用要求不同，可以利用任何数目的加强材料层来构成多层的加强材料带条；其中，该带条的每一个加强材料带的宽度，与该带条中的其他加强材料带的宽度不同。在图6g中，将一个较窄的加强材料带94放置在基底片89边缘中间的一个选定的位置上。因此，利用本发明的方法，可以将各具有不同宽度的多个加强材料带放置在横跨基底片的宽度的任何位置上。
图6h表示利用本发明的方法构成一个纸板箱的内部结构(例如L-形支架，加强板和分隔装置)的一种独特的应用情况。根据本发明的方法，将一条加强材料带97加在基底片96上。然而，在这种情况下，该方法包括在将该加强材料带粘接在纸板坯料上之前，只沿着该加强材料带的一个侧面涂敷粘接剂。该加强材料带97上刻有一条折叠线101，该折叠线将该加强材料带分隔成第一部分98和第二部分99。粘接剂涂在与基底片96粘接的第一部分98上，而第二部分99是自由的而沿着折叠线101如箭头102所示那样折叠，以在离开基底片96的方向上突出出来。
加强材料带97上的折叠线101可以在刻痕工位24(图1)上刻出；或者，另一种方案是，在将加强材料带卷绕在卷筒19上之前，对该加强材料带预先刻痕。在任何情况下，该加强材料带的第二部分99，在最终的纸板箱中，起一个内部延伸结构的作用。如图6h所示的，只将粘接剂涂在加强材料带的一部分上的方法在纸板工业中是众所周知的，可包括例如，掩模法和/或当该加强材料带沿着生产线11(图1)前进时，将粘接剂喷涂在该带的选定的部分上的方法。
图7表示利用本发明的方法制造的纸板箱的许多可能的结构中的一个结构。例如，可以是食品(例如，糖果棒)的运输和陈列容器的纸板箱106，是由根据本发明的方法制造的纸板箱坯料折转而成的。该纸板箱具有前壁107和后壁107，两个侧壁108和底面110。该纸板箱的前壁和后壁107结构上由加在构成前、后壁107的板条内侧的纸板加强材料带107所加强。这样，由于加强材料带的作用结果，纸板箱106的前壁和后壁107的强度和刚度都提高了。为了提高在装入产品时纸板箱的堆叠能力，阻止在运输过程中散开，或阻止纸板箱的角落或其他高应力的位置撕开，这些性质可能是所希望的。
另外，根据本发明，纸板箱106的后壁107上的加强材料带109上，预先印刷有可从纸板箱内部看见的标记。这样，当希望展示纸板箱内面的标记时，本发明的方法可以不要求在纸板箱基底片上进行双侧面印刷。在图7中，标记111表示成一张优惠赠券，然面，可以采用任何形式的标记，例如，说明书、比赛规则、特殊图形或其他东西。另外，因为加强材料带是预先印刷的，该带可以带有一个涂层或涂有底色的印刷表面，这样可在该加强材料带上印刷高质量的图形。这种印刷方法，相对于以前的内部印刷而言，经济上也有改善；并且，如上所述，以前的内部印刷的印刷质量也受到限制。
除了印刷标记以外，或者，作为印刷标记的另一种替代方法，可以在加强材料带上预先涂敷一个耐湿或其他形式的涂层。在这种情况下，可以利用本发明方法，有效地制造带衬里的纸板箱，作为装诸如洗涤剂盒子的纸板箱的替代品；而这种装洗涤剂盒的纸板箱传统上是带有单独分开插入的衬垫的。
图8表示根据本发明的方法制造的加强的纸板箱的另一种结构。为了更好地表示该纸板箱的内部结构零件，该纸板箱的端部用横截面表示。作为包装水果饮料的纸板箱的纸板箱116，一般形状为矩形，并沿着折叠线125折叠，形成侧壁117、底面118和顶面119。顶面119由舌片120和121重叠形成，该舌片由相应的装置，例如粘接剂固定在一起；并且如希望的话，可以作出一个切口122，形成携带手柄。侧壁117具有由相应的板条124形成的外表面。根据本发明，最好也是由纸板制成的加强材料带123加在纸板箱内部的侧壁板条124上，并形成侧壁117的内表面。如上所述，加强材料带123可以增强侧壁117的结构整体性，使纸板箱的侧面的强度和刚度增大，以增强堆叠能力和阻止纸板箱散开。至少可看见有一条加强材料带123印刷有暴露在纸板箱内侧的标记127，当从纸板箱中取出产品时，消费者也可以看见该标记。
如以上相对于图6h所述的一样，在纸板箱116内的底面118和顶面119上，加有纸板制的分隔板和加强件126。每一个分隔板和加强件均由根据本发明的方法加上去的纸板带构成；并且其第一部分129与相应的壁面粘接，而第二部分或翼片128则折叠成向着纸板箱内部延伸。该翼片128使纸板箱的顶面和底面的结构刚度提高；和/或为要装在纸板箱中的物品提供隔离板或保护性的分隔板。的确，利用本发明的方法，可以经济地、高效地和实际上是自动地制造先前是要由单独的和昂贵的衬垫制成的各种各样的纸板箱内部结构。
本发明已经利用发明者所知道的实现本发明的最佳方式的优选实施例和方法进行了说明。然而，本领域的普通技术人员会了解，在不偏离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，可以对没有具体地包括在优选实施例中的等价元件进行添加、删减、改造和替换。
权利要求
1.一种制造加强的纸板箱的方法，包括下列步骤(a)使具有宽度的纸板坯料沿着一条路径前进；(b)逐渐地将至少一条加强材料带加在前进的纸板坯料上，该加强材料带的宽度比纸板坯料宽度小；(c)切断该纸板坯料，形成纸板箱坯料；和(d)将纸板箱坯料形成装物品的纸板箱，该加强材料带使纸板箱的选定部分得到加强。
2.如权利要求1所述的制造加强的纸板箱的方法，其特征为，在步骤(b)中，该至少一条加强材料带为纸板带。
3.如权利要求1所述的制造加强的纸板箱的方法，其特征为，步骤(b)还包括使该至少一条加强材料带沿着路径前进，将粘接剂涂敷在该前进的加强材料带上，并逐渐地使该带与前进的纸板坯料接合，以便将该带粘接在纸板坯料上。
4.如权利要求1所述的制造加强的纸板箱的方法，其特征为，步骤(b)包括在横跨纸板坯料宽度的预先确定的位置上，将多条加强材料带加在前进的纸板坯料上。
5.如权利要求4所述的制造加强的纸板箱的方法，其特征为，该纸板坯料具有相对的边缘部分，并且，该多条加强材料带中至少各有一条是沿着纸板坯料的每一个边缘部分加上去的。
6.如权利要求4所述的制造加强的纸板箱的方法，其特征为，步骤(b)还包括将第一加强材料带加在所述的纸板坯料上，和将第二加强材料带加在第一加强材料带上，在该纸板坯料上形成两倍厚度加强材料。
7.如权利要求4所述的制造加强的纸板箱的方法，其特征为，该纸板坯料具有相对的边缘，至少一条加强材料带加在该纸板坯料相对的边缘中间。
8.如权利要求1所述的制造加强的纸板箱的方法，其特征为，在步骤(b)中，至少一条加强材料带加在横跨该纸板坯料宽度的预先确定的位置上，只对在步骤(d)中形成的纸板箱的选定的区域进行加强。
9.如权利要求1所述的制造加强的纸板箱的方法，其特征为，还包括在至少一条加强材料带上印刷标记的步骤。
10.如权利要求9所述的制造加强的纸板箱的方法，其特征为，在步骤(b)中将加强材料带加在纸板坯料上之前，在该至少一条加强材料带上印刷标记。
11.如权利要求1所述的制造加强的纸板箱的方法，其特征为，还包括在纸板坯料上刻出折叠线，以便在步骤(d)中沿着该折叠线，将纸板箱坯料折叠成纸板箱的步骤。
12.如权利要求11所述的制造加强的纸板箱的方法，其特征为，在步骤(b)中，至少一条加强材料带放置在该纸板坯料上，不覆盖折叠线。
13.如权利要求12所述的制造加强的纸板箱的方法，其特征为，至少一条加强材料带具有边缘；并且，刻出折叠线的步骤包括在邻近该加强材料带边缘处形成至少一条折叠线。
14.如权利要求1所述的制造加强的纸板箱的方法，其特征为，在步骤(b)中，该至少一条加强材料带由纸板的边角料构成。
15.如权利要求1所述的制造加强的纸板箱的方法，其特征为，在步骤(b)中，该至少一条加强材料带由纸板等外材构成。
16.利用权利要求1所述的方法制造的加强的纸板箱。
17.一种加强的纸板箱，包括许多构成所述纸板箱的壁面的板条，和加在至少是所述板条中的一个选定的板条上的加强材料层，该层用于在由所述板条中的所述选定的一个板条形成的区域中加强所述纸板箱。
18.如权利要求17所述的加强的纸板箱，其特征为，所述板条具有内表面和外表面；所述加强材料层加在所述多个板条的所述选定的一个板条的内表面上。
19.如权利要求18所述的加强的纸板箱，其特征为，所述加强材料层上印刷着在所述纸板箱内部可以看得见的标记。
20.如权利要求17所述的加强的纸板箱，其特征为，所述加强材料层包括一层纸板。
21.如权利要求20所述的加强的纸板箱，其特征为，所述纸板层用粘接剂粘接在所述多个板条的所述选定的一个板条上。
22.如权利要求21所述的加强的纸板箱，其特征为，所述纸板层的第一部分粘接到所述多个板条的所述选定的一个板条上；而所述纸板层的第二部分不粘接，所述纸板层的所述第二部分可以运动，离开所述多个板条的所述选定的一个板条，形成所述纸板箱的一个内部结构。
23.如权利要求20所述的加强的纸板箱，其特征为，所述纸板层包括边角料层。
24.如权利要求20所述的加强的纸板箱，其特征为，所述纸板层包括纸板等外材。
25.一种制造纸板箱坯料的方法，包括下列步骤(a)使具有宽度的纸板坯料沿着一条路径前进；(b)将加强材料带层叠在该前进的纸板坯料上，该加强材料带的宽度比该纸板坯料的宽度小，并放置在该纸板坯料的预先确定的位置上；和(c)将该纸板坯料和层叠的加强材料带，切断成预先确定尺寸和形状的纸板箱坯料，该层叠的加强材料带在每一块纸板箱坯料的选定的区域中形成加强层。
26.如权利要求25所述的制造纸板箱坯料的方法，其特征为，在步骤(b)中，该加强材料带为一条纸板带。
27.如权利要求26所述的制造纸板箱坯料的方法，其特征为，该纸板带为纸板的边角料。
28.如权利要求26所述的制造纸板箱坯料的方法，其特征为，该纸板带为纸板等外材。
29.如权利要求25所述的制造纸板箱坯料的方法，其特征为，步骤(b)包括使该加强材料带沿着路径前进，将粘接剂涂敷在该加强材料带上，并使该带与纸板坯料接触，把该带粘接在纸板坯料上。
30.如权利要求25所述的制造纸板箱坯料的方法，其特征为，步骤(b)包括将多于一条加强材料带层叠在该前进的纸板坯料上，每一条加强材料带的宽度比该纸板坯料宽度小，并放置在该纸板坯料的相应的预先确定的位置上。
31.如权利要求30所述的制造纸板箱坯料的方法，其特征为，该纸板坯料具有相对的边缘；并且至少一条加强材料带加在沿着该纸板坯料的边缘处。
32.如权利要求30所述的制造纸板箱坯料的方法，其特征为，该纸板坯料具有相对的边缘；至少一条加强材料带加在该纸板坯料的边缘的中间的位置上。
33.如权利要求30所述的制造纸板箱坯料的方法，其特征为，至少一条加强材料带加在另一条加强材料带的顶上，在所述纸板坯料上形成多层加强材料。
34.如权利要求25所述的方法制造的纸板箱坯料。
35.一种纸板箱坯料，包括纸板基底片，和在所述基底片上的至少一条加强材料带，所述至少一条加强材料带放置在所述基底片上，对由所述纸板箱坯料制成的纸板箱的选定的区域进行加强。
36.如权利要求35所述的纸板箱坯料，其特征为，所述至少一条加强材料带由纸板制成。
37.如权利要求36所述的纸板箱坯料，其特征为，所述纸板加强材料为纸板边角料。
38.如权利要求36所述的纸板箱坯料，其特征为，所述纸板加强材料为纸板等外材。
全文摘要
一种制造加强的纸板箱的方法包括下列步骤:使纸板坯料沿着一条路径前进,和逐渐地将至少一条加强材料带层叠在该前进的纸板坯料上。亦可以是纸板的该加强材料带的宽度比纸板坯料的宽度小,并且用粘接剂加在横跨该纸板坯料宽度的选定的位置上。该纸板坯料和层叠的加强材料带切断成预先确定尺寸的片;然后将该片进行模切,并刻上折叠线,以形成纸板箱坯料。接着,将该纸板箱坯料作成装物品的纸板箱,该层叠的加强材料在纸板箱的选定的部分进行加强。多条加强材料带和多层该带可以层叠在纸板坯料的选定的位置上,在纸板箱的多于一个部分上进行加强。
文档编号B31B1/16GK1366487SQ01801089
公开日2002年8月28日 申请日期2001年4月2日 优先权日2000年4月27日
发明者迈克尔·D·佐克勒 申请人:里弗伍德国际公司