可膨胀狭缝原料片材、用于膨胀的垫料转换系统和方法与流程

相关应用

本申请要求2017年4月10日提交的美国申请no.62/483,688的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

本发明总体上涉及原料片材、用于将原料片材转换为垫料产品的垫料转换系统和方法，更具体地涉及可膨胀狭缝原料片材、用于将狭缝原料片材转换成膨胀的垫料产品的垫料转换系统和方法。

背景技术：

在将一个或多个物品从一个位置运输到另一个位置的过程中，包装工人通常将一些类型的垫料材料与待运输的一个或多个物品一同放置在诸如硬纸板箱的运输容器中。垫料材料通常用于包裹物品，或者部分地或完全地填充容器中物品周围的空余空间或空隙容积。通过填充空隙容积，垫料防止或最小化物品移动，物品移动可能在运输过程中导致损坏。垫料还可以执行阻挡、支撑或缓冲的功能。一些常用的垫料材料为塑料泡沫颗粒、塑料泡沫包装、气囊以及加工纸(convertedpaper)垫料材料。

可膨胀的狭缝包装片材(也称为狭缝片材、狭缝原料片材、原料或片材)作为包装物品的缓冲材料和用于包装的空隙填充材料是有用的。如本文所用，术语膨胀是指三维膨胀或体积膨胀。该材料在长度和厚度上扩展，而在宽度上减小，以产生增加的体积和相当的密度上的减小。狭缝片材具有通常布置在横跨片材的行中的多个狭缝。当狭缝片材在横向于狭缝方向的方向上拉伸时，材料变形，从而长度和厚度增加。狭缝片材包装材料的这种拉伸和厚度增加被称为膨胀。

在美国专利第5,667,871号和第5,688,578号中非常详细地描述了示例性狭缝片材包装材料及其制造，在此通过引用将其公开的全部内容并入本文。如其中所描述的，一种用于转换为垫料产品的示例性狭缝片材包装材料由纸制成。纸包装材料是一种环保的包装材料，其可回收、可生物降解并由可再生资源组成。

技术实现要素：

虽然现有的狭缝原料片材可用于提供足够的所得膨胀的垫料产品，但是现有的原料可能不具有对于所有用途都理想的，或者对于与用于膨胀狭缝原料片材的所有垫料转换系统一起使用都理想的生产工艺。在设计用于转换的狭缝片材时，例如在未膨胀的狭缝片材的缠绕期间或在狭缝片材的膨胀期间，必须在打开狭缝以进行膨胀所需的张力与片材在张力下的足够强度之间保持平衡，以避免狭缝片材的撕裂。

提供了一种改进的狭缝原料片材，其构造成帮助控制(例如限制)狭缝原料片材的多个狭缝的打开，从而最小化或防止撕裂。例如，改进的狭缝原料片材可构造成在将未膨胀的狭缝片材缠绕成卷绕体形式期间最小化或完全防止多个狭缝的打开，以便随后在狭缝片材从卷绕体退绕时在转换机中的膨胀。改进的狭缝原料片材可以可替代地或另外地构造成减慢多个狭缝的打开或最小化狭缝的打开，直到相应的狭缝在相应的用于膨胀狭缝片材的垫料转换系统中更向下游。

系统的下游方向(也称为纵向方向)是原料从原料的供应源到系统的出口行进通过系统的方向。上游方向与原料的下游方向相反设置。

前述的可膨胀狭缝原料片材通常是预制狭缝的原料片材，其具有横跨原料片材的整个表面布置的多个横向延伸的狭缝的行。由于在缠绕和膨胀期间通常平行于片材的长度尺寸施加张力，因此，狭缝横向于沿着下游和纵向方向的长度尺寸。这些行沿纵向彼此间隔开。每行包括横跨该行间断分散的多个狭缝。并且每行中的狭缝相对于相邻行中的狭缝通常以交错或偏移的关系布置。

多个狭缝中的每个狭缝包括一个或多个无狭缝的加强部分，例如加强带，它们在狭缝的相对纵向侧之间延伸，并且设置在狭缝的相对横向端点之间。这些无狭缝的加强部分在横向方向上小于在行的相邻狭缝之间延伸的无狭缝的间隔部分的距离，但是这些无狭缝的加强部分提供足够的强度以在被拉伸时暂时保持狭缝。

示例性的可膨胀狭缝原料片材可以被支撑在供应源支撑件上，并且根据本发明的示例性的可膨胀狭缝片材包括在狭缝的多个横向延伸、纵向间隔的行中布置的多个可膨胀的狭缝，其中每个狭缝可沿纵向膨胀，其中每个狭缝在其中具有从相应狭缝的上游侧向与上游侧纵向间隔开的下游侧延伸的无狭缝的加强带，并且其中无狭缝的加强带暂时限制多个狭缝的打开。

每个无狭缝的加强带可以将相应的狭缝分成相对的横向间隔开的狭缝部分。

每个狭缝可在其中具有一个或多个另外的无狭缝的加强带，该一个或多个另外的无狭缝的加强带在相应的狭缝的上游侧和与上游侧纵向间隔开的下游侧之间充分延伸。

无狭缝的加强带和一个或多个另外的无狭缝的加强带可将相应的狭缝分成沿横向方向延伸的相同长度的相对的横向间隔开的狭缝部分。

无狭缝的加强带和一个或多个另外的无狭缝的加强带可将相应的狭缝分成沿横向方向延伸的至少两个不同长度的横向间隔开的狭缝部分。

至少一个无狭缝的加强带或一个或多个另外的无狭缝的加强带中的一个相比于其他的无狭缝的加强带和一个或多个另外的无狭缝的加强带可以具有沿横向方向延伸的不同长度。

多个可膨胀狭缝中的至少一个狭缝可在其中具有一个另外的无狭缝的加强带，该一个另外的无狭缝的加强带在相应狭缝的上游侧和与上游侧纵向间隔开的下游侧之间充分延伸，其中至少一个狭缝在相对的狭缝端点之间沿横向方向延伸，并且其中无狭缝的加强带和另外的无狭缝的加强带中的每一个与相应的相对的狭缝端点之间的间隔小于无狭缝的加强带与另外的无狭缝的加强带之间的间隔。

每个纵向间隔开的狭缝的行可以与相邻的上游纵向间隔开的狭缝的行以及相邻的下游纵向间隔开的狭缝的行横向偏离。

可膨胀狭缝片原料片材可构造成沿纵向、横向和厚度膨胀，使得与未膨胀的可膨胀狭缝原料片材相比，所得膨胀的产品具有减小的密度。

每个狭缝的无狭缝的加强带可构造成在相应狭缝也沿纵向膨胀期间断裂成相对的纵向分开的断裂部分。

狭缝片材可以包括纸。

可膨胀狭缝原料片材可为可回收的、可生物降解的并由可再生资源组成。

狭缝原料片材可缠绕以形成卷绕体。

由可膨胀狭缝原料片材生产膨胀的垫料产品的示例性方法包括以下步骤：(a)提供上述的的狭缝原料片材，其缠绕以形成供应源卷绕体或折扇成供应源堆叠，(b)从供应源中抽出原料片材，(c)使加强带断裂，以及(d)打开狭缝，其中打开和断裂步骤包括沿与狭缝横向的纵向方向向原料片材施加力。

对于狭缝的每行，断裂和打开步骤可以并行发生。

用于将狭缝原料片材转换成膨胀的垫料产品的示例性组件可包括狭缝原料片材、用于从供应源中抽出狭缝原料片材的装置、用于使加强带断裂的装置以及用于打开狭缝的装置。

断裂装置和打开装置可以包括共用的一对相对的辊。

该共用的一对相对的辊中的每个辊可包括多个接触部分，接触部分用于接合狭缝原料片材，其中接触部分沿每个相应的辊的纵轴间隔开，并且其中接触部分比接触部分之间间隔的中间部分从相应的纵轴沿径向延伸得更远。

用于使改进的狭缝原料片材膨胀的示例性垫料转换系统包括：改进的狭缝原料片材的供应源和垫料转换器。改进的狭缝片材原料包括由无狭缝的间隔部分横向间隔开的多个狭缝。设置无狭缝的间隔部分用于支撑而不是用于被断裂。原料还包括一个或多个无狭缝的加强部分，该加强部分设置在多个狭缝的每个狭缝中间。无狭缝的加强部分比无狭缝的间隔部分沿狭缝的横向方向小，并且无狭缝的加强部分设置用于限制多个狭缝的完全打开直到无狭缝的加强部分断裂。垫料转换器(也称为垫料转换机)具有一对相对的辊。相对的辊可包括彼此间隔开的用于接合原料的接触部分，以实现无狭缝的加强部分的断裂和狭缝原料片材的膨胀，同时最小化或防止原料的撕裂。

下面将充分地描述本发明的前述特征和其它特征，并在权利要求中具体指出，以下说明书和附图详细阐述了本发明的某些示例性实施例，然而，这些实施例仅是可以采用本发明的原理的各种实施例中的一些。

附图说明

附图示出了本公开的各个方面，附图不一定按比例绘制。

图1是根据本发明的狭缝原料片材的局部视图。

图2是由图1的狭缝原料片材形成的膨胀的垫料产品的局部视图。

图3是根据本发明的另一狭缝原料片材的局部视图。

图4a是根据本发明的再一狭缝原料片材的局部视图。

图4b是根据本发明的又一狭缝原料片材的局部视图。

图4c是根据本发明的另一狭缝原料片材的局部视图。

图5a是根据本发明的再一狭缝原料片材的局部视图。

图5b是根据本发明的又一狭缝原料片材的局部视图。图6是根据本发明提供的示例性垫料转换系统的示意图，该系统既包括垫料转换机又包括图1的狭缝原料片材的一个或多个供应源。

图7是图6的转换机的局部示意图。

图8是穿过根据本发明的另一转换机的断裂构件的剖视图。

图9是穿过根据本发明的另一转换机的断裂构件的剖视图。

具体实施方式

本发明提供了一种改进的可膨胀狭缝原料片材，其构造成例如在未膨胀的原料的生产期间或在原料的膨胀过程中，帮助暂时限制狭缝原料片材的多个狭缝的打开。对于原料的生产或膨胀，改进的狭缝原料片材能够提高产量和性能。改进的性能可以包括如下的一者或两者：在生产或膨胀期间原料的最小堵塞和最小撕裂。

现在详细参考图1和图2，在16处示出了示例性的狭缝原料片材。为简便起见，狭缝原料片材16在本文中也称为片材16，其可以包括纸，例如牛皮纸，并且通常包括单层牛皮纸。合适的牛皮纸可以具有各种基重，例如二十磅或四十磅。纸可回收、可生物降解，并由可再生资源组成。在一些实施例中，片材16可以是层压的或者可以包括任何其他合适的材料，诸如另外的纸、塑料片、金属箔或者其任何组合。在一些实施例中，片材16可以不包括纸。

可以在通常包括一个或多个层的片材16的供应源中提供片材16。通常在用于相应的垫料转换系统中一个或多个辊中供应片材16。在其他实施例中，片材16可以另外地或者可替代地以另一合适的布置来提供，该合适的布置诸如为折扇式堆叠，其中片材交替地折叠为大致矩形页面的堆叠。

狭缝片材16通常具有在片材16中切割的多个纵向间隔开的、横向延伸的狭缝20的行18。具有多个狭缝20的示例性片材16构造成在其穿过垫料转换系统行进时沿着纵向供给方向30(也是下游方向)膨胀。狭缝20可通过切割(例如通过冲压或模切)片材16来形成，或者通过横跨片材16间断地削薄片材来形成。以此方式，在沿纵向定向的上游到下游供给方向30提供的纵向张力下，片材16横跨大部分狭缝20分开，并且优选地横跨每个狭缝20分开。

示例性片材16具有平坦的平面形状，其最小厚度远小于其宽度或长度。片材16构造成用于在一个或多个维度上膨胀，在本文中也称为体积膨胀或体积性膨胀。当沿横向于狭缝20的方向的方向(通常为垂直于片材16的宽度尺寸的纵向供给方向30)向片材16施加力时，片材16在长度上拉伸。当施加足够的力时，邻近狭缝20的上游侧22的片材与邻近狭缝20的下游侧26的片材分离。下游侧26与上游侧22在纵向供给方向30上纵向间隔开。由于侧22和26的分离，材料的纵向长度及其厚度增加，而片材16的横向边缘34之间的材料的横向宽度尺寸减小。

随着片材16被纵向方向地拉伸而引起的增大的厚度至少部分地由以下原因引起：随着狭缝20的上游侧22和下游侧26分离，片材16的位于狭缝20的行18之间的无狭缝间隔部分40相对于未膨胀的片材16的平面旋转。厚度尺寸沿相对于片材16的面的法线方向延伸，并且厚度尺寸随相邻横向行18中的狭缝20之间的纵向距离而变。法线方向被定义为与材料的纵向长度大致正交，并且与片材16的横向边缘34之间的横向范围大致正交。

当以这种方式拉伸时，狭缝片材16的厚度相对于其初始厚度能够增加一个或多个数量级。与未膨胀的狭缝片材16相比，膨胀的狭缝片材16具有增加的长度和厚度以及减小的宽度。这种纵向拉伸和厚度的增加使得垫料产品36的体积膨胀(图2)。增大的体积允许膨胀的垫料产品36用作用于将物品包装在容器中的穿孔的保护型空隙填充物或缓冲包裹。

在图1的所示实施例中，现在更详细地参考片材16的狭缝20，狭缝20沿横向方向32横跨侧边缘34之间的片材16的宽度而延伸。横向方向32横向于穿过相关的垫料转换系统的材料16的纵向供给方向30。通常，狭缝20设置在行18中，例如纵向隔开的横向行18中。狭缝的行18通常彼此平行并且通常周期性地、且典型地为等间隔地彼此间隔。在其他实施例中，行18可以以其他方式相对于彼此适当地布置。

狭缝20横跨行18而间断地分散，每一行18的狭缝20通常相对于直接相邻的上游行和下游行18的狭缝20交错排列(例如为偏移)。狭缝20通过无狭缝的间隔部分40彼此横向分离。横跨狭缝20的每一行18，狭缝20的组合长度可以比狭缝20的相对狭缝端点42之间横向间隔开的无狭缝间隔部分40的长度更大，从而提供狭缝片材16的最佳膨胀量。

每个狭缝20在其狭缝端点42之间沿横向方向32延伸，狭缝端点42设置在侧边缘34之间。每个狭缝20在其中间具有无狭缝的加强带(un-slitreinforcementtie)50，该无狭缝的加强带在狭缝20的上游侧22与下游侧26之间充分延伸并将上游侧22与下游侧26连接。无狭缝的加强带50设置在狭缝20的横向端点42之间，优选地将相应狭缝20分离成相对的横向间隔开的部分54。如图所示，横向间隔开的部分54可以具有相等的横向长度。无狭缝的加强带50沿横向方向32的长度小于两个相对的横向间隔开的部分54两者中任一个的长度。无狭缝的加强带50沿横向方向32也比横向地布置在行18中的相邻狭缝20之间的无狭缝的间隔部分40小。

在沿纵向供给方向30提供足够的张力下，由于无狭缝的加强带50沿横向方向的最小厚度(相对于沿横向方向上狭缝的长度或无狭缝部分的长度)，无狭缝的加强带50构造成断裂成相对的纵向分离的断裂狭缝部分52(图2)。当加强带50断裂时，横向相邻的狭缝部分54彼此打开。

通过在成对的狭缝端点42之间的无狭缝加强带50的尺寸和位置，无狭缝加强带50构造成暂时限制相应狭缝20的打开。暂时限制打开有用的一种情况是在未膨胀的片材16的生产期间。特别地，在基础原料中形成狭缝20之后，在与相应的垫料转换系统一起使用之前，将新切狭缝的未膨胀的原料16拉至其最终状态。如前所述，最终状态可以是可折叠的狭缝原料片材16的折扇式堆叠或缠绕的卷绕体，但是其他构造也可以是合适的。

例如，在每个相应部分的暂时缠绕或折叠过程中，不期望例如狭缝20打开，即使是部分地打开。无狭缝的加强带50形成在狭缝20的中间，以暂时抵抗促使狭缝20的上游侧22和下游侧26彼此分离的张力。无狭缝的加强带50沿纵向供给方向30延伸，并因此沿相同的方向提供强度，原料16沿该方向被拉成其最终状态。继而，最小化并且优选防止狭缝20的打开，因此，也最小化并且优选防止片材16的成束、撕裂或堵塞。例如，使片材16在横向端点42处沿横向方向32撕裂到无狭缝的间隔部分40中最小化。因此，例如提高了新开缝而未膨胀的原料16的缠绕或折扇，直到原料16呈折扇式堆叠或缠绕卷绕体的形式的效率。

无狭缝的加强带50还构造为在狭缝原料片材16在相应的垫料转换系统中膨胀期间至少暂时地抵抗沿纵向供给方向30的张力。此后，无狭缝的加强带50构造成断裂以允许狭缝20充分打开。由于狭缝20的打开通过加强带50的最初限制，然后加强带50的断裂，因此即使没有防止，也限制了狭缝原料片材16在膨胀期间的撕裂、成束以及堵塞。

特别地，随着片材16沿纵向供给方向30被拉入时，在膨胀过程中向狭缝片材施加的张力大于在生产过程中施加的张力，狭缝20开始打开。如上所述，狭缝20的上游侧22开始与狭缝20的下游侧26分离。在这个阶段，每个狭缝20通过设置在其中的沿纵向方向30延伸的加强带50被暂时限制沿纵向供给方向30打开。

通过暂时限制狭缝20的打开，加强带50有助于控制片材16的膨胀。例如，通过在狭缝20的上游侧22和下游侧26之间保持一定的张力，加强带50防止狭缝20的打开过快。太快的打开会导致片材16在横向端点42处沿横向方向32撕裂到无狭缝的间隔部分40中。

在垫料转换系统中沿纵向供给方向30进一步拉伸原料16的各个纵向延伸部分之后，使加强带50断裂成纵向分离的断裂狭缝部分52。然后，使狭缝20充分打开，使横向相邻的狭缝部分54彼此打开，并且使横向地设置在狭缝20之间的无狭缝间隔部分40旋转出片材16的平面。以这种方式，片材16由于持续的膨胀而继续在体积上变化。

在下面更详细地讨论的相应的垫料转换系统可以构造成在垫料转换系统中的特定位置处实现加强带50的断裂。例如，该增加的控制可以最小化或优选地防止狭缝20的完全膨胀，直到相应的狭缝20在垫料转换系统中更下游，例如更靠近垫料转换系统的出口处为止。

接下来，参考图3，在116处示出了另一示例性片材。片材116与上面提到的片材16基本相同，因此，使用相应的附图标记但是加上100(indexedby100)来表示与垫料转换机116中的相似结构相对应的结构。另外，除了以下所述的以外，片材16的前述描述同样适用于片材116。此外，在阅读和理解以下描述之后将理解，片材16和片材116的各方面可以在适用的情况下彼此替代或彼此结合使用。

片材116包括被切成片材116的多个纵向间隔的、横向延伸的狭缝120的行118。每个狭缝120在其中具有两个横向间隔开的无狭缝的加强带150。一对无狭缝的加强带150在相应狭缝120的相对的横向端点142之间间隔开。每个加强带150在相应狭缝120的上游侧122和相应狭缝120的下游侧126之间充分延伸并连接相应狭缝120的上游侧122和相应狭缝120的下游侧126。加强带150将每个相应的狭缝120分成三个横向间隔开的部分154，三个横向间隔开的部分154可以具有相等的横向长度。在加强带150断裂以及相应的狭缝120打开时，三个横向间隔开的部分154彼此打开。

在片材116的每个狭缝120中设置一个以上的加强带150可以加强对狭缝120的打开的控制。因此，与狭缝120包括单个加强带150的情况相比，在相应的生产过程中或穿过相应的垫料转换系统时，在拉伸的较长时期内可以暂时限制狭缝120的打开的限制。增加狭缝120的打开的阻力可能是有用的一种情况是使用低基重的片材116。例如，低基重材料(诸如小于二十磅基重的牛皮纸)可以比高基重材料(诸如四十磅基重的牛皮纸)更容易撕裂。

片材的其他实施例可以包括以下任何一个或多个：(i)任何合适的横向长度的狭缝；(ii)任何合适的横向长度的横向间隔开的狭缝部分；(iii)任何合适数量的加强带，一个或多个；以及(iv)任何合适的横向宽度的加强带。

例如，参考图4a至图4c，部分地示出了可膨胀狭缝原料片材的三个不同实施例，其包括不平衡狭缝，例如具有不同长度的横向间隔开的狭缝部分的狭缝。图4a示出了具有一个或多个狭缝162的片材160，该狭缝162包括单个加强带164。加强带164位于横向相对的狭缝端点166之间，使得加强带164从端点166之间的中点偏移。因此，形成了两个不等长的横向间隔开的狭缝部分168。最左边的狭缝部分168具有比最右边的狭缝部分168更长的横向长度。

图4b示出了具有一个或多个狭缝172的片材170，该狭缝172包括三个加强带174。加强带174彼此等距放置，但在狭缝端点176和177之间的横向间距不相等。而是，加强带174均布置成相比于相对的右狭缝端点177更靠近左狭缝端点176。通过该间隔，形成四个横向间隔开的狭缝部分178，其中狭缝部分178中的三个具有相等的长度，并且最右边的狭缝部分178(最靠近右狭缝端点177)具有比其他三个狭缝部分178更大的长度。

图4c示出了具有一个或多个狭缝182的片材180，该狭缝182包括两个加强带184。加强带184分别位于相对的狭缝端点186附近。每个无狭缝的加强带184和相应的相对狭缝端点186之间的间隔小于无狭缝的加强带184之间的间隔。两个加强带184将所示的相应狭缝182分成沿横向方向延伸的至少两种不同长度的横向间隔开的狭缝部分188。特别地，形成三个横向间隔开的狭缝部分188，其中中央狭缝部分188比两个相等横向长度的外部狭缝部分188长。由于两个无狭缝的加强带184的放置，所示的狭缝182构造成在狭缝端点186处或在狭缝端点186附近具有增加的强度，以在沿纵向供给方向187施加张力时，例如在所示狭缝182的打开期间，使从狭缝端点186横向向外的撕裂最小化。狭缝182构造成在最初打开时首先在带184处撕裂，而不是撕裂到与狭缝端点186相邻的无狭缝部分189中。

现在参考图5a和图5b，部分地示出了可膨胀狭缝原料片材的两个不同实施例，其包括具有不同横向长度的加强带的狭缝，例如其中至少一个加强带的横向长度与其他加强带的横向长度不同。图5a描绘了具有一个或多个狭缝191的片材190。所示的狭缝191包括两个横向间隔开的加强带192，其中每个带192具有不同的横向长度。图5b描绘了片材193，其包括具有三个加强带195的狭缝194。中央带195在横向长度上小于具有相等横向长度的两个外部带195。在膨胀期间，中央带195将在两个外部带195断裂之前断裂。与图4c的实施例类似，由于两个外部无狭缝的加强带195的放置，所示的狭缝194构造成在狭缝端点196处或在狭缝端点196附近具有增加的强度，以在沿纵向供给方向197施加张力时，例如在所示狭缝194的打开期间，使从狭缝端点196横向向外的撕裂最小化。

现在参考图6，本发明还提供了垫料转换系统200，用于使诸如上述片材16、116、160、170、180、190和193的狭缝原料片材膨胀。示意性地示出了垫料转换系统200，但是转换系统200的描述将参考包括具有狭缝20的片材16，每个狭缝20具有设置在其中间的单个加强带50。

垫料转换系统200包括狭缝原料片材16的供应源220和垫料转换机240。如图所示，片材16为围绕中空芯体224缠绕的卷绕体222的形式，该中空芯体可被容纳在相应的供应源支撑件226上。示例性的供应源支撑件可以具有轮轴(未示出)，该轮轴与中空芯体224一起旋转，或者当片材16从卷绕体222上退绕时中空芯体224围绕该轮轴旋转。

通常，垫料转换机240(在本文中也称为转换机240或转换器240)包括用于从供应源220抽出狭缝原料片材16的装置、用于使加强带50断裂的装置、以及用于打开狭缝20的装置。任何两个或更多个装置可以由单个子组件并行提供，例如同时提供。如本文中所使用的，并行事件可以相对于彼此间歇地发生(其可以包括或可以不包括相应事件的重叠)或者在给定的时间段内连续地重叠，其中，同时事件在给定的时间段内连续地重叠。

如示意性描绘的，转换机240从供应源220接收片材16。片材16从转换机240的入口242向转换机240的出口244前进到下游方向。转换机240至少包括膨胀机250，但是可选地还可以包括在膨胀机250下游的分离器254，用于从膨胀机250输出的连续的膨胀的垫料条带256中分离出不连续的垫料产品36。膨胀机250位于供应源220的下游和可选的分离器254的上游。

接下来参考图7，示出了膨胀机250的局部视图。膨胀机250包括支撑相对的辊260和262的框架(未示出)。如图所示，相对的辊260和262既构造为用于打开狭缝20的打开装置，又构造为用于使加强带50断裂的断裂装置。相对的辊260和262(例如所示的相对的断裂构件260和262)构造成在多个狭缝20的膨胀期间使无狭缝的加强带50断裂。

一对相对的断裂构件260和262可围绕相应的平行轴线264和266旋转。相对的断裂构件260和262可以围绕相应的轴线264和266在彼此相同或相反的方向上旋转。相对的断裂构件260和262沿法线方向间隔开，以夹持从供给源220之间接收的片材16。相对的断裂构件260和262每个均被分段并且每个均包括多个接触部分270，多个接触部分270在断裂构件260和262的相应的相对横向端272之间彼此横向间隔开。断裂构件260和262的分段可有助于在片材16的膨胀期间促进部分片材16从片材16的原始平面向外旋转的增加。

相比于布置在接触部分270之间的中间部分273，接触部分270从轴线264和266进一步径向向外延伸。例如，每个所示的接触部分270为在接触部分270的圆周范围处具有夹持表面278的盘状部分，夹持表面278设置成与片材16接合。夹持表面278可以是任何合适的夹持装置，例如径向向外延伸的突起或其他提供摩擦的表面(诸如并且包括橡胶)。

在一些实施例中，供应源220的轮轴可旋转地张紧。这可以向在供应源220和膨胀机250之间被拉伸的未膨胀的片材16提供张力，从而产生上述的并行断裂和膨胀。

在一些实施例中，膨胀机250可包括一个或多个单独的从动供给构件，从动供给构件可旋转地联接至框架，以使片材16前进通过转换系统200。这些供给构件可以例如设置在辊260和262的下游。通过相对于片材16上供给构件的夹持力设置片材16上辊260和262的夹持力，在狭缝20在辊260和262与供给构件之间的前进期间，可以使狭缝20膨胀。

在一些实施例中，可以驱动断裂构件260和262中的一者或两者。在其他实施例中，在转换机240的出口244处的拉力可以由另外的组件提供，或者可以是用户提供的力。

在一些实施例中，断裂构件260和262中的一者或两者可以朝断裂构件260和262中的另一者偏置，以解决片材厚度的变化或使用不同厚度的片材的问题。可以包括调节构件，用于调节偏置构件的偏置力。

现在参考图6所示的可选的分隔器254，连续的垫料条带256可以被分离或切断以提供期望长度的不同的垫料产品36。分离器254可以包括一个或多个切割构件，该一个或多个切割构件可以手动或自动地致动。在俄亥俄州康科德镇的兰帕克公司的美国专利no.4,699,609中描述了一种示例性的切断组件。

在某些情况下，例如在不连续长度的片材供给到膨胀机250时，可以完全省略分离器254。另一替代方案是使用在横跨其宽度上穿孔的原料片材，从而可以从垫料条带256上撕下一定长度的垫料产品。可以在将原料供给到膨胀机250之前在原料中形成穿孔，或者将穿孔作为转换过程的一部分而形成。另外地或可替代地，膨胀机250可以构造为从由穿孔的原料制成的垫料条带自动分离出期望长度的垫料产品。这可以通过在相对的辊260和262的上游或下游提供第二组旋转构件，以及停止上游的任何一组，同时继续通过旋转构件的下游组件供给片材来实现。

鉴于上述情况，本发明还提供了一种方法，用于使卷绕以形成卷绕体或折扇式堆叠形式的供应源220的狭缝原料片材16、116、160、170、180、190、193膨胀。该方法包括以下步骤：(a)从供应源220抽出片材16、116，(b)使无狭缝的加强带50、150断裂，以及(c)打开狭缝20、120。打开和断裂步骤(b)和(c)包括沿横向于狭缝20、120的纵向方向向片材16、116施加力。在一些实施例中，对于狭缝20、120的每行18、118，断裂步骤和打开步骤(b)和(c)可以并行发生，例如同时发生。

参考图8的替代实施例，每个横向间隔开的接触部分370可以是齿状齿轮370。齿状齿轮370可沿法线方向彼此间隔开，使得齿380可对片材16、116、160、170、180、190、193的加强带施加摩擦，甚至使加强带撕裂或断裂。相对的断裂构件360和362可以围绕相应的轴线364和366在彼此相同或相反的方向上旋转。

每个齿状齿轮370可包括从齿轮中央382延伸的多个周向间隔开的齿380。间隔开的齿380在其间限定空间384，齿轮370可围绕相应的轴线364和366旋转。第一断裂构件360的齿状齿轮370可以相对于第二断裂构件362的齿状齿轮370可旋转地定位，使得当断裂构件360和362旋转时，第一断裂构件360的齿状齿轮370的多个齿380与第二断裂构件362的齿状齿轮370的多个齿380顺序地交错。

在一些实施例中，断裂构件360和362可以不包括多个不连续的齿状齿轮370。替代地，齿380可沿着断裂构件360和362中的一个或两个的横向长度延伸，以形成单个接触部分370。

最后参考图9的另一替代实施例，每个横向间隔开的接触部分470可以是刷子470，其具有围绕相对的断裂构件460和462的相应的轴线464和466至少部分周向地延伸的刚毛472，但优选地刚毛472全部周向地延伸。接触部分可沿法线方向彼此间隔开，使得刚毛472可对片材16、116、160、170、180、190、193的加强带施加摩擦，甚至使加强带撕裂或刺穿。刚毛472可以由任何一种或多种合适的材料，例如聚合物或金属制成。相对的断裂构件460和462可以围绕相应的轴线464和466在彼此相同或相反的方向上旋转。

在一些实施例中，断裂构件460和462可不包括多个不连续的接触部分470，而刚毛472可替代地沿断裂构件460和462中的一者或两者的横向长度延伸以形成单个接触部分470。

总之，一种改进的可膨胀狭缝原料片材16、116、160、170、180、190、193构造成例如在未膨胀原料16、116、160、170、180、190、193的缠绕过程中或在原料16、116、160、170、180、190、193的膨胀期间，帮助暂时限制狭缝原料片材16、116、160、170、180、190、193的多个狭缝20、120、162、172、182，191、194的打开。多个狭缝20、120、162、172、182、191、194中的每个狭缝20、120、162、172、182、191、194包括一个或多个无狭缝的加强部分50、150、164、174，184、192、195，例如加强带，其在狭缝20、120、162、172、182、191、194的相对的纵向侧之间充分延伸，并设置在相对的横向狭缝端点42、142、166、176、186、196之间。在缠绕或膨胀期间，加强带50、150、164、174、184、192、195最小化或防止原料16、116、160、170、180、190、193的撕裂。用于使狭缝原料片材16、116、160、170、180、190、193膨胀的垫料转换系统200包括具有一对相对的辊260、262、360、362、460、462的膨胀机250。辊260、262、360、362、460、462与狭缝原料片材16、116、160、170、180、190、193接合，以使无狭缝的加强部分50、150、164、174、184、192、195断裂，以及使狭缝原料片材16、116、160、170、180、190、193膨胀。

尽管已经关于一些示出的实施例或多个实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员在阅读并理解说明书和附图之后，将能够想到等同的替代方案和变型方案。特别地，针对于由上述整体(部件、组件、装置、构成等)执行的各种功能，除非另外说明，用于描述这样的整体的术语(包括称谓“装置”)旨在对应于执行指定功能(即在功能上等同)的任何整体，即使其在结构上不等同于本文中所示出的本发明的一个或多个实施例中执行该功能的所公开的结构。